CN115425366A - 一种复合集流体极耳焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合集流体极耳焊接结构及其焊接方法，旨在解决现有的复合集流体焊接时，因中间极片无法连通导电而导致的无法连通导电的不足。该发明具体步骤为：S1：在相邻的极片上分别连接相互错位的极耳；S2：将若干连接片分别安装在连接体上；S3：抓取装置将连接体连同连接片移动到极片上方，连接片分别插入到相邻的极片极耳之间，使极片极耳与连接片相互叠加；S4：沿极片极耳与连接片叠加方向上设置有第一焊接机构，连接片上设有填充体，第一焊接机构对极片极耳进行预热、挤压焊接；S5：通过第二焊接机构将连接片与极片极耳超声波焊接连接。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池技术领域，更具体地说，它涉及一种复合集流体极耳焊接方法。
背景技术
复合集流体具有更好的柔韧性和机械强度，极片在辊压以及使用过程中不易断带；较高的延展性，当锂离子电池受到外界的物理冲击时，尤其是受到尖锐物体或者重物冲击时，复合集流体两侧的金属层会断裂，而中间聚合物层能够凭借自身的延展性，从断裂处将两侧金属层的断裂面包裹住，避免断裂面刺破隔膜，接触到其他地方造成短路，解决了锂离子电池受到外界物理冲击后，容易造成内部短路，进而引发热失控等安全问题。聚合物薄膜作为基底的材料具有更低的质量密度，可以降低电池总体质量，提升电池能量密度。但是因为中间聚合物层是绝缘的，所以常规的焊接时，中间极片是无法连通导电的。对此公开号为CN111435727A 的中国发明专利申请，公开了一种“电池极片及电芯”，是通过模切时让极耳的长度或宽度以此增大，用下一片极耳取覆盖上一片极耳；公开号为CN111900413A的中国发明专利申请，公开了“一种锂电池复合集流体极耳焊接的方法” 两个金属极耳将复合集流体极耳夹住预焊→和常规极耳间隔叠片→多层极耳终焊的方式进行改善导电效果。上述两个专利的方法能够解决复合集流体焊接过程的无法连通导电的问题，但操作流程较为复杂，对设备和设备需要升级，人员需要专业培训，流程的复杂化也会对电池的一致性造成损害。
发明内容
本发明克服了现有的复合集流体焊接时，因中间极片无法连通导电而导致的复合集流体无法连通导电的不足，提供了一种复合集流体极耳焊接方法，它能使极片两侧的金属层连通导电，从而使复合集流体连通导电。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
一种复合集流体极耳焊接方法，具体步骤为：
S1：在相邻的极片上分别连接相互错位的极耳；
S2：将若干连接片分别安装在连接体上形成连接件；
S3：抓取装置将连接件移动到极片上方，连接片分别插入到相邻的极片极耳之间，使极耳与连接片相互叠加；
S4：沿极片极耳与连接片叠加方向上设置有第一焊接机构，连接片上设有填充体，第一焊接机构对极片极耳进行预热、挤压焊接；
S5：通过第二焊接机构将连接片与极片极耳超声波焊接连接。
作为优选，连接件包括第一焊接部、第二焊接部和第三焊接部。
作为优选，连接片沿连接体内壁上的斜对角方向错位排布，两相邻连接片之间等距离设置。
作为优选，第一焊接部包括第一锡焊槽和填充体，第一锡焊槽设置在连接件壁体内，填充体设置于第一锡焊槽内。填充体为焊锡材料。
作为优选，第一锡焊槽是由矩形槽以及沿矩形槽侧壁延伸出的延伸槽组合而成。矩形槽内设有满状态的填充体，延伸槽内设有部分填充体，使延伸槽远离矩形槽一侧留有部分空隙，矩形槽深度大于延伸槽内的深度，当填充体受热液化后，通过第一焊接机构的挤压作用，使部分填充体流入到预留空隙内与复合集流体极片极耳上下壁体接触，实现接触面的锡焊连接，从而提高焊接强度；预留空隙可防止填充体填充过多，使其在挤压作用下流出，从而增加焊接厚度。
作为优选，第二焊接部包括第二锡焊槽和填充体，第二锡焊槽设置呈“L”形结构，且设置在连接片与连接体的连接处壁体内。
作为优选，第三焊接部设置于连接件与待焊接复合集流体极片极耳的交接处，通过第二焊接机构进行超声波焊接。
作为优选，第一焊接机构包括预加热装置和挤压机构，预加热装置，先使复合集流体极片极耳与连接片连同连接体适配叠加安装，进而形成叠加结构，叠加结构上设有两个呈梯形结构的梯形面，然后通过预加热装置对其预加热，使填充体受热液化，再通过挤压机构沿叠加方向对叠加结构进行挤压，使第一锡焊槽和第二锡焊槽内的填充体充分与复合集流体极片极耳的接触面接触，从而实现接触面的多点焊接。
作为优选，挤压机构包括设置于叠加结构两侧的支架、两支架相对一侧壁体内设有滑槽、滑槽内设有压板机构以及用于驱动压板机构的活塞缸，压板机构包括若干挤压板，挤压板长度与叠加结构的梯形面适配，叠加结构上的正向梯形面的挤压板的长度是逐层缩短设置，叠加结构上的反向梯形面（背向）的挤压板的长度是逐层增长设置，两相邻挤压板之间设有连接结构，连接结构包括连杆套、滑动设置于连杆套内的连杆，连杆套与连杆端面之间连接有伸缩弹簧，连杆套与相对短一些的挤压板固定连接，连杆与相对上一些的挤压板固定连接，挤压板两端分别滑动设置于两侧滑槽内，滑槽端部安装有限位块，限位块用于放置端部挤压板的滑出。当挤压机构启动时，活塞缸带动活塞杆驱动上下侧的挤压板向中间一侧缓慢靠拢，此时，上下侧的挤压板沿滑槽对叠加结构挤压，同时，内侧的挤压板在伸缩弹簧的作用下沿滑槽逐层挤压，使内侧叠加结构实现均匀稳定挤压，从而实现均匀焊接。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：（1）通过连接件结构使复合集流体两侧的金属层连通导电；（2）通过第一焊接机构中预加热装置以及挤压机构，可实现连接件内侧的第一焊接部和第二焊接部的多点均匀焊接，有效的提高了复合集流体与连接件的连接强度以及导电性。
附图说明
图1是本发明的实施例1的结构示意图；
图2是图1中“A-A”处的剖视图；
图3是本发明的连接件的结构示意图；
图4是本发明的连接件的局部示意图；
图5是本发明的挤压机构与叠加结构组合的结构示意图；
图中：极耳1；第一焊接部101；第二焊接部102；第三焊接部103；叠加结构104；连接片2；连接体3；连接件4；第一锡焊槽5；填充体6；矩形槽7；延伸槽8；空隙9；第二锡焊槽10；支架11；滑槽12；活塞缸13；挤压板14；连杆套15；连杆16；滑杆槽17；伸缩弹簧18；限位块19。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体描述：
实施例1：
一种复合集流体极耳焊接方法（参见附图1-5），具体步骤为：
S1：在相邻的极片上分别连接相互错位的极耳1；
S2：将若干连接片2分别安装在连接体3上形成连接件4；连接件上设有第一焊接部101、第二焊接部102和第三焊接部103；连接片2沿连接体3内壁上的斜对角方向错位排布，两相邻连接片之间等距离设置；第一焊接部包括第一锡焊槽5和填充体6，第一锡焊槽5设置在连接件4壁体内，填充体6设置于第一锡焊槽5内;填充体6为焊锡材料；
S3：抓取装置将连接件4移动到极片上方，抓取装置采有常规电脑控制机械手单元抓取操作，连接片2分别插入到相邻的极片极耳1之间，使极片极耳1与连接片2相互穿插叠加；
S4：沿极片极耳1与连接片2叠加方向上设置有第一焊接机构，连接片2上设有填充体6，第一焊接机构对极片极耳进行预热、挤压焊接；
S5：通过第二焊接机构将连接片与极片极耳2超声波焊接连接。
第一锡焊槽5是由矩形槽7以及沿矩形槽侧壁延伸出的延伸槽8组合而成。矩形槽7内设有满状态的填充体6，延伸槽8内设有部分填充体6，使延伸槽8远离矩形槽7一侧留有部分空隙9，矩形槽7深度大于延伸槽8内的深度，当填充体6受热液化后，通过第一焊接机构的挤压作用，使部分填充体6流入到预留空隙9内与复合集流体极片极耳1上下壁体接触，实现接触面的焊锡连接，从而提高焊接强度；预留空隙9可防止焊锡填充过多，使其在挤压作用下流出，从而增加焊接厚度；第二焊接部包括第二锡焊槽10和填充体，第二锡焊槽10设置呈“L”形结构，且设置在连接片2与连接体3的连接处壁体内。
焊接分为两步操作：
参见附图1至附图5，第一步，即步骤S4：通过第一焊接机构对复合集流体极片极耳进行焊接固定。
第一焊接机构包括预加热装置和挤压机构，预加热装置，采用电磁感应加热，先使复合集流体极片极耳与连接件适配叠加后，进而形成叠加结构104，叠加结构上设有两个呈梯形结构的梯形面，然后通过预加热装置对其周围进行电磁感应加热，使焊锡受热液化，再通过挤压机构沿叠加方向对叠加结构进行挤压，使第一锡焊槽5和第二锡焊槽10内的焊锡充分与复合集流体极片极耳1的接触面接触，从而实现接触面的多点焊接。
挤压机构200包括设置于叠加结构两侧的支架11、两支架相对一侧壁体内设有滑槽12、滑槽12内设有压板机构以及用于驱动压板机构的活塞缸13，压板机构包括若干挤压板14，挤压板14长度与叠加结构的梯形面适配，叠加结构上的正向梯形面的挤压板的长度是逐层缩短设置，叠加结构上的反向梯形面（背向）的挤压板的长度是逐层增长设置，两相邻挤压板之间设有连接结构，连接结构包括连杆套15、连杆16，连杆套15内设有滑杆槽17，连杆16滑动设置于滑杆槽17内，连杆套15与连杆16端面之间连接有伸缩弹簧18，连杆套15与相对短一些的挤压板14固定连接，连杆16与相对上一些的挤压板14固定连接，挤压板14两端分别滑动设置于两侧滑槽12内，滑槽12端部安装有限位块19，限位块19用于放置端部挤压板14的滑出。当挤压机构启动时，活塞缸带动活塞杆驱动上下侧的挤压板向中间一侧缓慢靠拢，此时，上下侧的挤压板沿滑槽对叠加结构挤压，同时，内侧的挤压板在伸缩弹簧的作用下沿滑槽逐层挤压，使内侧叠加结构实现均匀稳定挤压，从而实现均匀焊接。
第二步，即步骤S5：
通过第二焊接机构对第三焊接部进行超声波焊接。
第三焊接部设置于连接件与待焊接复合集流体极片极耳的交接处，第二焊接机构采用现有的超声波焊接设备，属于现有技术。
以上所述的实施例只是本发明较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。
Claims (7)
1.一种复合集流体极耳焊接方法，其特征是，具体步骤为：
S1：在相邻的极片上分别连接相互错位的极耳；
S2：将若干连接片分别安装在连接体上形成连接件；
S3：抓取装置将连接件移动到极片上方，连接片分别插入到相邻的极片极耳之间，使极耳与连接片相互叠加；
S4：沿极片极耳与连接片叠加方向上设置有第一焊接机构，连接片上设有填充体，第一焊接机构对极片极耳进行预热、挤压焊接；
S5：通过第二焊接机构将连接片与极片极耳超声波焊接连接。
2.根据权利要求1所述的一种复合集流体极耳焊接方法，其特征是，连接件上设有第一焊接部、第二焊接部和第三焊接部。
3.根据权利要求1所述的一种复合集流体极耳焊接方法，其特征是，连接片沿连接体内壁上的斜对角方向错位排布，两相邻连接片之间等距离设置。
4.根据权利要求2或3所述的一种复合集流体极耳焊接方法，其特征是，第一焊接部包括第一锡焊槽和填充体，第一锡焊槽设置在连接件壁体内，填充体设置于第一锡焊槽内。
5.根据权利要求4所述的一种复合集流体极耳焊接方法，其特征是，第一锡焊槽是由矩形槽以及沿矩形槽侧壁延伸出的延伸槽组合而成。
6.根据权利要求2或3所述的一种复合集流体极耳焊接方法，其特征是，第二焊接部包括第二锡焊槽和填充体，第二锡焊槽设置呈“L”形结构，且设置在连接片与连接体的连接处壁体内。
7.根据权利要求6所述的一种复合集流体极耳焊接方法，其特征是，第三焊接部设置于连接件与待焊接复合集流体极片极耳的交接处，通过第一焊接机构进行超声波焊接。
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Legal Events
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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