CN115173001A - 一种新型极耳结构、电池及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种新型极耳结构、电池及其加工方法,新型极耳结构包括多个极耳,多个极耳中的两个极耳设有定位部,每个极耳上设有一个定位部,定位部的两端设置在极耳的左、右两侧,两个定位部上焊接有导电柄。电池包括电芯本体、正极极耳和负极极耳,电芯本体是由极片带堆叠而成,正极极耳和负极极耳分别由具有定位部的极耳和极耳组构成,极耳组焊接在极耳上,多个极耳依次设置在极片带上,在多个极耳中的两个极耳上设置定位部,正极极耳和负极极耳的侧耳在导入导电柄后切除。本发明新型极耳结构和电池,能够减少虚焊、过焊以及焊穿等不良现象造成拉力强度达不到的情况,减少后续工序出现脱焊现象,提高电池的成品率。
Description
技术领域
本发明属于锂电池制造技术领域,具体涉及一种具有定位部的极耳、电池及其加工方法。
背景技术
在锂电池生产过程中,焊接是一道至关重要的工序,现在行业内所使用的焊接设备有超声波焊接、激光焊接。激光焊接一般用于钢壳、铝壳的顶盖焊等,极耳焊接一般都采用超声方式进行焊接,在焊接的过程中,容易出现虚焊、过焊以及焊穿等问题。
现有技术公开了一种改善锂离子方形电池负极耳焊接强度的方法,其中,锂离子方形电池的电池盖上固定有分别与电池极组的正极片和负极片相连的正极柱和负极柱,负极柱长度为10~16mm,采用超声焊方法将正极耳焊接在电池盖板上(即正极),利用电阻焊将负极耳焊接在负极柱上,先焊接正极耳,再焊接负极耳。采用先焊接正极耳再焊接负极耳的焊接顺序,消除了超声焊法焊接正极耳的震动对负极耳焊接强度的影响,由于加长了负极柱,使负极耳的焊接位置得以保证。该方法通过更换正负极极耳焊接顺序来消除震动对负极极耳焊接强度的影响,但是不能提高焊接的优率及减小阻抗。
现有技术还公开了一种电池极耳焊接设备及其焊接方法,电池极耳焊接设备包括工作台、机架、真空吸附装置以及执行机构;工作台用于支撑电池的电芯;真空吸附装置可升降地设置在机架上;执行机构固定设置在机架上,用于驱动所述真空吸附装置抬起和落下;真空吸附装置用于负压吸附固定硬极耳;硬极耳随着所述真空吸附装置落下并抵靠在电芯的软极耳上。该方法通过新型设备将极耳吸附在一起进行焊接,提高生产效率的同时降低了废品率和成本,但对焊接电阻的提升无改善。
现有技术还公开了一种锂离子电池极耳与极柱的连接方法及其电池,采用超声波焊接方式将多片层叠的极耳与极柱连接固定。其中先将最内层的极耳与极柱焊接固定,再将其他多片极耳依次层叠焊接,超声波焊接的焊接时间为0.6秒,焊接压力为5.3×105Pa,振幅为85μm。该方法通过内层极耳先与极柱焊接,后依次焊接多层极耳的焊接方式减少生产步骤,降低了成本,但是未焊接过程中容易有焊穿风险。
基于此,急需研发一种新型极耳结构和电池,以提高焊接效果,并有效解决上述问题。
发明内容
本发明的目的就在于提供一种具有多个定位部的极耳,还提供一种电池及其加工方法,以解决提高焊接的优率及减小阻抗的问题。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种新型极耳结构,包括多个极耳120;其中,所述多个极耳120中的两个极耳120上设有定位部130;
所述每个极耳120上设有一个定位部130,定位部130的两端设置在极耳120的左、右两侧;所述两个定位部130上设有焊接部。
进一步地,所述定位部130设置在多个极耳120中最中间的两个极耳120上。
进一步地,所述定位部130为设置在极耳120上的极耳位定位条。
更进一步地,所述焊接部为导电柄,其插入放在极耳位定位条的位置,与其焊接固定。
更进一步地,所述极耳120通过超声波焊接到导电炳的两侧。
更进一步地,所述导电柄安装在焊座上。
一种电池,包括电芯100、正极极耳120和负极极耳120;
所述电芯100是由极片带110堆叠而成;
所述正极极耳120和负极极耳120分别由具有定位部130的极耳120和极耳组140构成,所述极耳组140焊接在极耳120上;
所述多个极耳120依次设置在极片带110上;在多个所述极耳120中的两个极耳120上设置定位部130;
所述正极极耳120和负极极耳120的侧耳在导入导电柄后切除。
进一步地,所述定位部130设置在多个极耳120中最中间的两个极耳120上。
一种电池的加工方法,包括以下步骤:
步骤S100,在多个极耳120中,中间位置的其中两个极耳120上设置定位部130;
步骤S200,堆叠极片带110形成电芯100,并使多个极耳120依次重合;
步骤S300,电芯100导入导电柄,将具有定位部130的极耳120定位部130切除,两个极耳120处分别焊接极耳组140,形成正极极耳121和负极极耳122。
进一步地,步骤S300具体包括以下步骤:
步骤S310,将电芯100放置在夹具上,将极耳组140放置在焊接座上;
步骤S320,导电柄安装在焊座上,控制导电柄与具有定位部130的极耳120接触;
步骤S330,切除定位部130;
步骤S340,将切除定位部130的电芯100进行超声焊接,极耳120上超声焊接极耳组140,以形成正极极耳121及负极极耳122。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:
本发明由于具有定位部的两个极耳位于极耳组的中间位置,在焊接过程中可以从该极耳的两面对极耳组进行焊接,能够减少虚焊、过焊以及焊穿等不良现象造成拉力强度达不到的情况,减少后续工序出现脱焊现象,提高电池的成品率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1正极极耳和负极极耳的制作方法的步骤流程图;
图2极片带、多个极耳和定位部的位置示意图;
图3极耳组与极耳焊接步骤流程图;
图4定位部切割前极耳组结构示意图;
图5定位部切割后极耳组结构示意图;
图6本发明实施例1中模切时导电柄极耳位位置示意图;
图7本发明实施例1中由模切好的极片卷绕成电芯体的结构示意图;
图8本发明实施例1中放入导电柄后电芯的结构示意图;
图9本发明实施例1中侧耳切除后的电芯结构示意图;
图10本发明实施例1中切除侧耳的电芯超声焊接后的结构示意图;
图11本发明实施例1中所制电芯的结构示意图。
图中,110.极片带 120.极耳 121.正极极耳 122.负极极耳 130.定位部 140.极耳组。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明:
如图2-图11所示,本发明新型极耳结构,包括多个极耳120;其中,靠近中间位置的两个极耳120上设有定位部130。靠近中间的位置,是指除去最两端的极耳120之外,其余的极耳120均可认为是靠近中间位置的极耳120。在本发明中,为了提高焊接效果,定位部130设置在多个极耳120中最中间的两个极耳120上。
具体地,所述极耳为40个,在第20个极耳120以及第21个极耳120上设置定位部130。若极片带110上具有20个极耳120,则在第10个极耳120以及第11个极耳120上设置定位部130,即在最中间的两个极耳120上设置定位部130。
所述每个极耳120上设有一个定位部130,定位部130的两端位于极耳120的左、右两侧。
所述两个定位部130上焊接有焊接部。具体地,所述焊接部为导电柄,其安装在焊座上。
具体地,所述定位部130为极耳位定位条,将导电柄插入放在极耳位定位条的位置。导电柄是一种集流体,其通过焊接方式连接极耳,起到集流并引出到包装壳外的作用。所述极耳通过超声波焊接到导电炳的两侧。
本发明电池,包括电芯本体、正极极耳120和负极极耳120;
所述电芯本体是由极片带110堆叠而成;
所述正极极耳120和负极极耳120分别由具有定位部130的极耳120和耳组140构成,所述耳组140焊接在极耳120上;
所述多个极耳120依次设置在极片带110上;在多个所述极耳120中,靠近中间位置的其中两个所述极耳120上设置定位部130。
在锂电池生产过程中,极耳焊接一般都采用超声方式进行焊接,在焊接的过程中,容易出现虚焊、过焊以及焊穿等问题。本发明特有的极耳结构和电池能够减少虚焊、过焊以及焊穿等不良现象造成拉力强度达不到的情况,减少后续工序出现脱焊现象,提高电池的成品率。
如图1所示,本发明正极极耳120和负极极耳120的制作方法,包括以下步骤:
步骤S100,在多个极耳120中,靠近中间位置的其中两个极耳120上设置定位部130。
如图2所示,本发明电池包括极片带110和多个极耳120;多个极耳120依次设置在极片带110上;在多个所述极耳120中,靠近中间位置的其中两个所述极耳120上设置定位部130。
步骤S200,堆叠极片带110形成电芯100,并使多个极耳120依次重合,形成两组极耳组140。
所述极片带110堆叠形成电芯100,多个极耳120依次重合,形成两组极耳组140。换言之,就是在堆叠的过程中,同一个层极片带110上有两个极耳120。
由于在堆叠的过程中,同一层的极片带110上有两个极耳120,因此在设置定位部130时,可以设置在间隔的两个极耳120上。例如:在极片带110上有40个极耳120,则在第20个极耳120以及第23个极耳120上设置定位部130。若极片带110上具有20个极耳120,则在第10个极耳120以及第13个极耳120上设置定位部130,可以以此类推。
步骤S300,电芯100通过夹具放入导电柄,切除定位部130后,在两个极耳120处分别焊接两个极耳组140,以形成正极极耳121及负极极耳122。
所述两个极耳组140上分别包括一个具有定位部130的极耳120。由于具有定位部130的两个极耳120位于极耳组140的中间位置,在焊接过程中可以从该极耳120的两面对极耳组140进行焊接,能够减少虚焊、过焊以及焊穿等不良现象造成拉力强度达不到的情况,减少后续工序出现脱焊现象,提高电池的成品率。由于极耳组140的极耳120层数较多,从该极耳120的两面对极耳组140进行焊接。为了提高极耳组140的完整性,在焊接之前,先切除定位部130,避免影响整个极耳组140的结构。
如图3所示,步骤S310,将电芯100放置在夹具上,将极耳组140放置在焊接座上。在焊接极耳组140的过程中,先将整个电芯100放置在夹具上,使极耳组140位于焊座的上方,便于后续极耳组140的焊接。
如图4所示,步骤S320,控制导电柄与具有定位部130的极耳120接触。
在本实施例中,控制导电柄与具有定位部130的极耳120的两面接触。在焊接之前,先控制导电柄与定位部130的极耳120接触,由于该极耳120位于极耳组140的中间,因此可以与该极耳120的两面接触,可以增加导电柄与极耳120的接触面积,使极耳120能够快速升温,提高极耳组140的焊接效果。
其中,导电柄安装在焊座上。
如图5所示,步骤S330,切除定位部130,以提高极耳组140的完整性,避免影响整个极耳组140的结构。
步骤S340,将切除定位部130的电芯100进行超声焊接,在极耳120上焊接极耳组140,以形成正极极耳121及负极极耳122。
采用超声方式在极耳120上焊接极耳组140,以形成正极极耳120或负极极耳120。在焊接过程中,采用超声方式分别焊接两个极耳组140,两个极耳组140中,其中一个极耳组140焊接形成正极极耳120,另一个极耳组140焊接形成负极极耳120。
实施例1
一种新型极耳结构,包括40个极耳120,在第20个极耳120以及第21个极耳120上分别设置一个极耳定位条,用于标记第20、21个极耳。
所述两个极耳定位条上焊接有导电柄,所述导电柄安装在焊座上。
一种电池,包括电芯本体、正极极耳120和负极极耳120;
所述电芯本体是由极片带110堆叠而成;
所述正极极耳120和负极极耳120分别由具有极耳定位条的极耳120和耳组140构成,所述极耳组140焊接在极耳120上;
所述极耳120为40个依次设置在极片带110上,在第20个极耳120以及第21个极耳120上设置极耳定位条;
所述正极极耳120和负极极耳120的侧耳在导入导电柄后切除,侧耳主要是作为定位参照。极耳的焊接过程为:先将极片上的极耳切除符合要求的极片,后通过卷绕将极片卷出符合要求的卷芯,其次是将导电柄放入带侧耳的位置,通过切除侧耳再进行焊接,这样导电柄两边所接触的极耳数量、厚度,可以更均匀的焊接,最终实现焊接效果,主要步骤如下:
第一步,首先在模切时在卷芯最中间的两个极耳位置进行双耳式极耳,作为参照,如图6所示;
第二步,将模切好的极片按照工艺要求进行卷绕,使极耳正负极重叠,最终形成如图7所示的的电芯100;
第三步,给卷好的电芯100通过夹具将导电柄放入,如图8所示;
第四步,将已经导入导电柄的电芯极耳位置压住,进行侧耳切除,如图9所示;
第五步,将切除侧耳的电芯进行超声焊接,如图10所示。极耳焊接到导电炳的两侧。上面20个极耳焊接到导电柄第一面(上面);下面20个极耳,焊接到导电柄背面(下面)。由于导电柄上下面平均焊接20片,比40片都焊接到单面,实现了减少虚焊、过焊以及焊穿等不良现象,减少后续工序出现脱焊现象。
注意,上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解,本发明不限于这里所述的特定实施例,对本领域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本发明的保护范围。因此,虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明,但是本发明不仅仅限于以上实施例,在不脱离本发明构思的情况下,还可以包括更多其他等效实施例,而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
Claims (10)
1.一种新型极耳结构,其特征在于:包括多个极耳(120);其中,所述多个极耳中的两个极耳(120)上设有定位部(130);
所述每个极耳(120)上设有一个定位部(130),定位部(130)的两端设置在极耳(120)的左、右两侧;所述两个定位部(130)上设有焊接部。
2.根据权利要求1所述的一种新型极耳结构,其特征在于:所述定位部130设置在多个极耳(120)中最中间的两个极耳(120)上。
3.根据权利要求1所述的一种新型极耳结构,其特征在于:所述定位部130为设置在极耳上的极耳位定位条。
4.根据权利要求3所述的一种新型极耳结构,其特征在于:所述焊接部为导电柄,其插入放在极耳位定位条的位置,与其焊接固定。
5.根据权利要求4所述的一种新型极耳结构,其特征在于:所述极耳通过超声波焊接到导电炳的两侧。
6.根据权利要求4所述的一种新型极耳结构,其特征在于:所述导电柄安装在焊座上。
7.一种电池,其特征在于:包括电芯本体、正极极耳(121)和负极极耳(122);
所述电芯本体是由极片带(110)堆叠而成;
所述正极极耳(121)和负极极耳(122)分别由具有定位部(130)的极耳(120)和极耳组(140)构成,所述极耳组(140)焊接在极耳(120)上;
所述多个极耳(120)依次设置在极片带(110)上;在多个所述极耳(120)中的两个极耳(120)上设置定位部(130);
所述正极极耳(121)和负极极耳(122)的侧耳在导入导电柄后切除。
8.根据权利要求7所述的一种电池,其特征在于:所述定位部(130)设置在多个极耳(120)中最中间的两个极耳(120)上。
9.一种电池的加工方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S100,在多个极耳(120)中,靠近中间位置的其中两个极耳(120)上设置定位部(130);
步骤S200,堆叠极片带(110)形成电芯(100),并使多个极耳(120)依次重合;
步骤S300,电芯(100)导入导电柄后,将具有定位部(130)的极耳(120)定位部(130)切除,两个极耳(120)处分别焊接极耳组(140),形成正极极耳(121)和负极极耳(122)。
10.根据权利要求9所述的一种电池的加工方法,其特征在于,步骤S300具体包括以下步骤:
步骤S310,将电芯(100)放置在夹具上,将极耳组(140)放置在焊接座上;
步骤S320,导电柄安装在焊座上,控制导电柄与具有定位部(130)的极耳(120)接触;
步骤S330,切除定位部(130);
步骤S340,将切除定位部(130)的电芯(100)进行超声焊接,极耳(120)上超声焊接极耳组(140),以形成正极极耳(121)及负极极耳(122)。
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