CN113751906A - 一种极耳焊接方法、电芯极耳及电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及焊接技术领域，公开一种极耳焊接方法、电芯极耳及电池，其中极耳焊接方法包括如下步骤：S1.对极耳箔材的第一焊区的第一侧进行超声焊预焊；S2.在所述极耳箔材的第二焊区的第一侧对所述极耳箔材和金属带材进行超声焊主焊，以除去所述极耳箔材和所述金属带材之间的空气间隙；S3.在所述金属带材的焊区的第一侧对所述极耳箔材和所述金属带材进行激光焊主焊。通过上述极耳焊接方法能够改善极耳箔材断裂的现象，不仅增加了焊接位置的过流能力，还提高了焊接的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及焊接技术领域，尤其涉及一种极耳焊接方法、电芯极耳及电池。
背景技术
目前软包电池极耳的连接方式主要为焊接，焊接的主要方式为超声焊接和激光焊接。激光焊接为熔融焊，焊接位置处的电子跃迁势垒小于超声焊焊接位置处的电子跃迁势垒，激光焊接有取代超声焊接的趋势。其中，超声焊接由于是非熔融焊，仅能使部件的表面粘连，因此焊接位置的抗拉力强度不够，而且过流能力也较差。而激光焊接虽然为熔融焊，能够将箔材和金属带材熔融结合在一起，但是对焊点处的金相分析发现，在激光从金属带侧垂直照射形成冲击坑，焊点处箔材与金属带熔融，但焊点边缘箔材呈现了明显断裂现象，这会减弱焊接位置的过流能力，使得激光焊接位置存在过流能力差的隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种极耳焊接方法，该极耳焊接方法能够改善极耳箔材断裂的现象，不仅增加了焊接位置的过流能力，还提高了焊接的可靠性。
为达此目的，发明采用以下技术方案：
一种极耳焊接方法，包括如下步骤：
S1.对极耳箔材的第一焊区的第一侧进行超声焊预焊；
S2.在所述极耳箔材的第二焊区的第一侧对所述极耳箔材和金属带材进行超声焊主焊，以除去所述极耳箔材和所述金属带材之间的空气间隙；
S3.在所述金属带材的焊区的第一侧对所述极耳箔材和所述金属带材进行激光焊主焊。
作为一种极耳焊接方法的优选方案，步骤S2包括：
S21.将所述极耳箔材的第一焊区和第二焊区均与所述金属带材的焊区交叠放置，并使极耳箔材1的第二侧与金属带材2的第二侧贴合；
S22.将所述极耳箔材和所述金属带材紧密按压，除去所述极耳箔材的第二侧和所述金属带材的第二侧之间的空气间隙；
S23.从所述极耳箔材的第一侧对第二焊区进行超声焊主焊，同时在所述超声焊主焊过程中保持所述极耳箔材和所述金属带材相互压紧。
作为一种极耳焊接方法的优选方案，步骤S3包括：
S31.将超声焊主焊后的产品进行翻转；
S32.从所述金属带材的焊区的第一侧对焊接位置进行激光焊主焊。
作为一种极耳焊接方法的优选方案，所述极耳箔材的第一焊区和第二焊区重合设置。
作为一种极耳焊接方法的优选方案，所述超声焊主焊为超声点焊，所述超声焊主焊在所述极耳箔材的第二焊区的第一侧上形成第一焊疤。
作为一种极耳焊接方法的优选方案，所述激光焊主焊为条形激光焊，所述激光主焊在所述金属带材的焊区的第一侧上形成条形的第二焊疤。
作为一种极耳焊接方法的优选方案，所述第二焊疤在所述极耳箔材的第一侧上的投影经过所述第一焊疤。
作为一种极耳焊接方法的优选方案，所述激光焊主焊为激光点焊，所述激光焊主焊在所述金属带材的焊区的第一侧上形成点状的第三焊疤。
作为一种极耳焊接方法的优选方案，所述第三焊疤的数量与所述第一焊疤的数量相等，且所述第三焊疤的中心与所述第一焊疤的中心一一正对设置。
作为一种极耳焊接方法的优选方案，在所述极耳箔材和所述金属带材的融合区域中，所述第一焊疤的接触面上的影响面积大于所述第三焊疤的接触面上的影响面积。
本发明的另一目的在于提供一种电芯极耳，该电芯极耳的焊接位置的过流能力强，具有较高的可靠性。
为达该目的，发明采用以下技术方案：
一种电芯极耳，采用上述任一技术方案所提供的极耳焊接方法制成。
本发明的再一目的在于提供一种电池，该电池不仅内阻较小，而且具有较高的可靠性。
为达该目的，发明采用以下技术方案：
一种电池，包括上述技术方案所提供的电芯极耳。
本发明的有益效果：
本发明提供了一种极耳焊接方法，该极耳焊接方法在将极耳箔材与金属带材焊接时，先对极耳箔材的第一焊区的第一侧进行超声焊预焊，以实现焊接位置的整形，再在极耳箔材的第二焊区的第一侧对极耳箔材和金属带材进行超声焊主焊，以除去极耳箔材和金属带材之间的空气间隙，然后在金属带材的焊区的第一侧对极耳箔材和金属带材进行激光焊主焊。上述极耳焊接方法，能够对极耳箔材的焊接位置先进行超声焊预焊整形，再通过超声焊主焊除去焊接件之间的空气间隙，最后进行激光焊主焊，改善了极耳箔材断裂的现象，不仅增加了焊接位置的过流能力，还提高了焊接的可靠性。
本发明还提供了一种电芯极耳，该电芯极耳由于采用了上述技术方案所提供的极耳焊接方法制成，该电芯极耳的过流能力强，具有较高的可靠性。
本发明还提供了一种电池，该电池由于包括上述技术方案所提供的电芯极耳，该电池不仅内阻较小，而且具有较高的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明发明实施例中的技术方案，下面将对发明实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据发明实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
图1是发明实施例一所提供的极耳焊接方法中极耳箔材的焊接位置处的结构示意图；
图2是发明实施例一所提供的极耳焊接方法中金属带材的焊接位置处的结构示意图；
图3是发明实施例一所提供的极耳焊接方法中焊接位置处的结构示意图；
图4是发明实施例二所提供的极耳焊接方法中金属带材的焊接位置处的结构示意图。
图中：
1、极耳箔材；2、金属带材；3、第一焊疤；4、第三焊疤；5、第二焊疤。
具体实施方式
为使发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于发明保护的范围。
在发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
在发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明发明所提供的极耳焊接方法的技术方案。
实施例一
如图1所示，本实施例提供一种极耳焊接方法，用于软包电池中极耳的连接，该极耳焊接方法包括如下步骤：
S1.对极耳箔材1的第一焊区的第一侧进行超声焊预焊。
即，首先对极耳箔材1的第一焊区的第一侧超声焊。具体地，利用超声焊的焊头对极耳箔材1的第一焊区的第一侧进行预焊，对焊接位置进行整形，使焊接位置的表面平整，便于后续空气间隙的排除和焊接，有利于提高焊接强度，提高焊接质量。优选地，本实施例中对极耳箔材1进行超声焊预焊所用的焊头尺寸为0.2mm*0.2mm，相邻两个焊点之间的间距为0.5mm，该尺寸的焊头及焊点间距便于对极耳箔材1的待焊接面进行整形，使其表面平整。
S2.在极耳箔材1的第二焊区的第一侧对极耳箔材1和金属带材2进行超声焊主焊，以除去极耳箔材1和金属带材2之间的空气间隙。
具体地，步骤S2包括：
S21.将极耳箔材1的第一焊区和第二焊区均与金属带材2的焊区交叠放置，并使极耳箔材1的第二侧与金属带材2的第二侧贴合。
即，将极耳箔材1和金属带材2交叠设置，使极耳箔材1的第二侧与金属带材2的第二侧紧密贴合，保证后续焊接效果。
S22.将极耳箔材1和金属带材2紧密按压，除去极耳箔材1的第二侧和金属带材2的第二侧之间的空气间隙。
即，相互按压极耳箔材1和金属带材2，将极耳箔材1和金属带材2之间的空气间隙除去，使得极耳箔材1的第二侧和金属带材2的第二侧紧密贴合。
S23.从极耳箔材1的第一侧对第二焊区进行超声焊主焊，同时在超声焊主焊过程中保持极耳箔材1和金属带材2相互压紧。
即，利用超声焊的焊头从极耳箔材1的第一侧对第二焊区进行超声焊主焊，同时在超声焊主焊的过程中极耳箔材1和金属带材2要保持相互压紧，避免在超声焊主焊的过程中极耳箔材1和金属带材2之间出现空气间隙。
需要说明的是，极耳箔材1的第一焊区和第二焊区重合设置，使得第二焊区位于进行过整形的第一焊区上，能够保证超声焊主焊能够达到较好的焊接效果。
在本实施例中，如图1所示，超声焊主焊为超声点焊，超声焊主焊在极耳箔材1的第二焊区的第一侧上形成第一焊疤3，第一焊疤3的尺寸为 0.7mm*0.7mm，第一焊疤3平行设置两行，每行设有25个，每两个第一焊疤3 的中心距为1.4mm，使得第一焊疤3的分布较为密集，有利于将焊接位置的空气间隙排干净，使极耳箔材1和金属带材2紧密贴合。可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况对第一焊疤3的尺寸、数量和布置形式进行选择。需要说明的是，本实施例中的正极极耳和负极极耳均采用相同的焊接形式。
S3.在金属带材2的焊区的第一侧对极耳箔材1和金属带材2进行激光焊主焊。
具体地，步骤S3包括：
S31.将超声焊主焊后的产品进行翻转。
即，将经过超声焊主焊后连接在一起的极耳箔材1和金属带材2翻转180°，使金属带材2朝向焊头。
S32.从金属带材2的焊区的第一侧对焊接位置进行激光焊主焊。
即，利用激光焊头从金属带材2的焊区的第一侧对焊接位置进行激光焊主焊，使焊接位置处的材料熔融结合为一体，既保证了焊接位置处的过流能力，又能够避免极耳箔材1和金属带材2之间产生间隙而使极耳箔材1断裂。
优选地，在激光焊主焊的焊接过程中焊接激光垂直照射在金属带材2上，使得焊点上各处的能量分布均匀，从而使得焊点处的材料熔融程度相同。更为优选地，在进行激光焊主焊时，向焊接位置吹入保护气体，能够对焊接位置进行保护，防止其发生氧化。需要说明的是，保护气体可以是惰性气体、氮气等不易与焊接材料发生氧化的气体。
在本实施例中，如图2所示，激光焊主焊为激光点焊，激光焊主焊在金属带材2的焊区的第一侧上形成点状的第三焊疤4。优选地，激光焊主焊的第三焊疤4数量与第一焊疤3数量相等，能够保证极耳箔材1和金属带材2之间的焊接强度。更为优选地，如图3所示，第三焊疤4中心与第一焊疤3中心一一正对设置，使得第三焊疤4和第一焊疤3处的材料能够充分融合在一起，进一步提高了焊接强度和焊接质量。也就是说，第三焊疤4平行设置两行，每行设有 25个，每两个第三焊疤4的中心距为1.4mm。
优选地，在极耳箔材1和金属带材2的融合区域中，第一焊疤3的接触面上的影响面积大于第三焊疤4的接触面上的影响面积，使得激光焊主焊的熔融区域位于超声焊主焊的焊点3的影响区域的范围内。具体地，在正极极耳处第三焊疤4的直径为0.55mm，负极极耳处第三焊疤4的直径为0.4mm，使得在极耳箔材1和金属带材2的融合区域中第一焊疤3的影响区完全覆盖第三焊疤4 的影响区。可以理解的是，本领域技术人员可以根据实际情况对激光焊主焊的焊点4的直径进行选择。
本实施例还提供了一种电芯极耳，该电芯极耳采用上述技术方案所提供的极耳焊接方法制成。该电芯极耳由于采用了上述技术方案所提供的极耳焊接方法制成，该电芯极耳的过流能力强，具有较高的可靠性。
本实施例还提供了一种电池，该电池包括上述技术方案所提供的电芯极耳。该电池由于包括上述技术方案所提供的电芯极耳，该电池不仅内阻较小，而且具有较高的可靠性。
实施例二
本实施例也提供一种极耳焊接方法，用于软包电池中极耳的连接，本实施例与实施例一的不同之处在于：如图4所示，激光焊主焊为条形激光焊，即激光焊主焊在金属带材2的焊区的第一侧上形成条形的第二焊疤5。
优选地，激光主焊的焊点中心沿超声焊主焊的焊点3中心的连线移动，激光主焊的焊接路径经过超声焊主焊的焊点3的中心，能够使得在第二焊疤5在极耳箔材1的第一侧上的投影经过第一焊疤3，第二焊疤5和第一焊疤3处的材料能够充分融合在一起，进一步提高了焊接强度和焊接质量。
本实施例还提供了一种电芯极耳，该电芯极耳采用上述技术方案所提供的极耳焊接方法制成。该电芯极耳由于采用了上述技术方案所提供的极耳焊接方法制成，该电芯极耳的过流能力强，具有较高的可靠性。
本实施例还提供了一种电池，该电池包括上述技术方案所提供的电芯极耳。该电池由于包括上述技术方案所提供的电芯极耳，该电池不仅内阻较小，而且具有较高的可靠性。
显然，发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明发明所作的举例，而并非是对发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在发明权利要求的保护范围之内。
Claims (12)
1.一种极耳焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.对极耳箔材(1)的第一焊区的第一侧进行超声焊预焊；
S2.在所述极耳箔材(1)的第二焊区的第一侧对所述极耳箔材(1)和金属带材(2)进行超声焊主焊，以除去所述极耳箔材(1)和所述金属带材(2)之间的空气间隙；
S3.在所述金属带材(2)的焊区的第一侧对所述极耳箔材(1)和所述金属带材(2)进行激光焊主焊。
2.根据权利要求1所述的极耳焊接方法，其特征在于，步骤S2包括：
S21.将所述极耳箔材(1)的第一焊区和第二焊区均与所述金属带材(2)的焊区交叠放置，并使所述极耳箔材(1)的第二侧与所述金属带材(2)的第二侧贴合；
S22.将所述极耳箔材(1)和所述金属带材(2)紧密按压，除去所述极耳箔材(1)的第二侧与所述金属带材(2)的第二侧之间的空气间隙；
S23.从所述极耳箔材(1)的第一侧对第二焊区进行超声焊主焊，同时在所述超声焊主焊过程中保持所述极耳箔材(1)和所述金属带材(2)相互压紧。
3.根据权利要求1所述的极耳焊接方法，其特征在于，步骤S3包括：
S31.将超声焊主焊后的产品进行翻转；
S32.从所述金属带材(2)的焊区的第一侧对焊接位置进行激光焊主焊。
4.根据权利要求1所述的极耳焊接方法，其特征在于，所述极耳箔材(1)的第一焊区和第二焊区重合设置。
5.根据权利要求1所述的极耳焊接方法，其特征在于，所述超声焊主焊为超声点焊，所述超声焊主焊在所述极耳箔材(1)的第二焊区的第一侧上形成第一焊疤(3)。
6.根据权利要求5所述的极耳焊接方法，其特征在于，所述激光焊主焊为条形激光焊，所述激光焊主焊在所述金属带材(2)的焊区的第一侧上形成条形的第二焊疤(5)。
7.根据权利要求6所述的极耳焊接方法，其特征在于，所述第二焊疤(5)在所述极耳箔材(1)的第一侧上的投影经过所述第一焊疤(3)。
8.根据权利要求5所述的极耳焊接方法，其特征在于，所述激光焊主焊为激光点焊，所述激光焊主焊在所述金属带材(2)的焊区的第一侧上形成点状的第三焊疤(4)。
9.根据权利要求8所述的极耳焊接方法，其特征在于，所述第三焊疤(4)的数量与所述第一焊疤(3)的数量相等，且所述第三焊疤(4)的中心与所述第一焊疤(3)的中心一一正对设置。
10.根据权利要求9所述的极耳焊接方法，其特征在于，在所述极耳箔材(1)和所述金属带材(2)的融合区域中，所述第一焊疤(3)的接触面上的影响面积大于所述第三焊疤(4)的接触面上的影响面积。
11.一种电芯极耳，其特征在于，采用如权利要求1-10任一项所述的极耳焊接方法制成。
12.一种电池，其特征在于，包括如权利要求11所述的电芯极耳。
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