CN115603005A - 一种电池的焊接方法及其电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种电池的焊接方法及其电池，其包括以下步骤：使用吸嘴吸取卷芯的极耳组中的至少一个极耳，使所述极耳组沿所述卷芯的厚度方向分为两层极耳层。由于利用吸嘴吸取极耳使极耳组分为两层，靠近盖板一侧的极耳层在厚度方向上可以抵消掉凸起的极柱连接部占用的部分空间，另外靠近盖板一侧的极耳层可以填充在塑胶与转接片之间的缝隙中，从而减少了折极耳占据的空间；且靠近卷芯一侧的极耳层由于厚度降低，占用的卷芯到转接片间的空间也降低，即不需要在极耳与盖板之间设置较大的容纳空间，提高了电池内部的有效利用空间，提高了电池的能量密度，降低了电池的成本。

Description

一种电池的焊接方法及其电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种电池的焊接方法其电池。

背景技术

现有技术中，转接片通常包括极耳连接部以及极柱连接部；相较于极耳连接部，极柱连接部通常向靠近盖板的一侧凸起。

而二次电池电芯的组装多为两支电芯的极耳相对，转接片位于两两配对的卷芯正、负极耳之间，然后将转接片分别与正、负极耳焊接在一起，且每支电芯的极耳通常焊接于转接片上靠近卷芯的一侧。因此需要在卷芯和盖板之间设置较大的容纳空间，导致电池内部的空间利用率不高，且极耳设置在转接片上靠近卷芯的一侧容易出现极耳冗余现象。

发明内容

本发明实施例提供一种电池的焊接方法其电池，以解决相关技术中需要在卷芯与盖板之间设置较大的容纳空间，导致电池内部的空间利用率不高，以及极耳仅设置在转接片上靠近卷芯的一侧容易造成电池内部短路的问题。

第一方面，提供了一种电池的焊接方法，其包括以下步骤：使用吸嘴吸取卷芯的极耳组中的至少一个极耳，使所述极耳组沿所述卷芯的厚度方向分为两层极耳层；其中，所述卷芯具有至少一个极耳组，每个所述极耳组中包括有至少两个极耳；将转接片焊接于两层所述极耳层之间。

一些实施例中，使用所述吸嘴吸取所述极耳组中的目标极耳，并使得位于所述目标极耳一侧的其他极耳同时被抬起；所述目标极耳在长度方向上的尺寸和/或在宽度方向上的尺寸大于极耳组中的其他极耳。

一些实施例中，所述吸嘴同时吸取所述目标极耳以及与所述目标极耳相邻的至少一个所述极耳。

一些实施例中，所述吸嘴具有至少两个，两个所述吸嘴分别吸取所述极耳的两侧。

一些实施例中，所述吸嘴远离极耳的一端连接至负压发生器上。

一些实施例中，在所述使用吸嘴吸取卷芯的极耳组中的至少一个极耳之后，还包括：监控所述负压发生器的负压值，根据所述负压值判断所述极耳是否吸取成功；若所述负压值稳定，则所述极耳成功吸取，若所述负压值不稳定，则所述极耳未成功吸取。

一些实施例中，在使用吸嘴吸取卷芯的极耳组中的至少一个极耳之后，还包括：将插接杆置于两层所述极耳层之间，去除所述负压发生器的负压；将所述插接杆抬起，使所述极耳组沿所述卷芯的厚度方向分为两层极耳层。

一些实施例中，所述插接杆安装于第一伺服机构上，利用所述第一伺服机构驱动所述插接杆移动至两层所述极耳层之间。

一些实施例中，在所述将转接片焊接于两层所述极耳层之间之前，还包括：利用第二伺服机构驱动所述转接片沿平行于所述极耳平面的方向进入两层所述极耳层之间。

第二方面，提供了一种采用所述的电池的焊接方法制得的电池，其包括：至少两个卷芯，所述卷芯具有自其向外伸出的至少一个极耳组；转接片，所述转接片具有极耳连接部，所述极耳连接部用于分别与每个所述卷芯中的一个极耳组焊接，且所述极耳连接部位于所述极耳组的两层极耳层之间。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种电池的焊接方法其电池，由于利用吸嘴吸取极耳使极耳组分为两层，靠近盖板一侧的极耳层在厚度方向上可以抵消掉凸起的极柱连接部占用的部分空间，另外靠近盖板一侧的极耳层可以填充在塑胶与转接片之间的缝隙中，从而减少了折极耳占据的空间；且靠近卷芯一侧的极耳层由于厚度降低，占用的卷芯到转接片间的空间也降低，即不需要在极耳与盖板之间设置较大的容纳空间，提高了电池内部的有效利用空间，提高了电池的能量密度，降低了电池的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电池的焊接方法的极耳分层的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种电池的尺寸变化的极耳的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种电池的焊接方法的插接杆进入的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的一种电池的焊接方法的插接杆进入两层极耳之间的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电池的焊接方法的插接杆抬高极耳的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的一种电池的焊接方法的转接片进入两层极耳之间的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种电池的焊接方法的两个吸嘴的摆放示意图；

图8为本发明实施例提供的一种电池的焊接方法中的多个吸嘴的摆放示意图；

图9为本发明实施例提供的一种电池的焊接方法的吸嘴通道的结构示意图。

图中标号：

1、卷芯；2、极耳；3、吸嘴；31、通道；4、插接杆；5、转接片；51、极耳连接部；52、极柱连接部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供了一种电池的焊接方法其电池，其能解决相关技术中需要在极耳与盖板之间设置较大的容纳转接片的空间，导致电池内部的空间利用率不高，以及极耳仅设置在转接片上靠近卷芯的一侧容易造成电池内部短路的问题。

一方面，参见图1所示，为本发明实施例提供的一种电池的焊接方法，其可以包括以下步骤：

S1、使用吸嘴3吸取卷芯1的极耳组中的至少一个极耳2，使所述极耳组沿所述卷芯1的厚度方向分为两层极耳层；其中，所述卷芯1具有至少一个极耳组，每个所述极耳组中包括有至少两个极耳2。

S2、将转接片5焊接于两层所述极耳层之间；具体的，转接片5具有极耳连接部51和极柱连接部52，极柱连接部52位于两个卷芯1之间，极耳连接部51焊接于两层极耳层之间。

相较于传统的方案（极耳组中的极耳均设置在转接片5靠近卷芯1的一侧上），本申请采用吸嘴3将极耳组沿所述卷芯1的厚度方向分为两层极耳层，使得靠近盖板一侧的极耳层在厚度方向上则可以抵消掉（或部分抵消）凸起的极柱连接部52占用的部分空间；且靠近卷芯一侧的极耳层由于厚度降低，占用的卷芯1到转接片5间的空间也降低，即也就不需要再在卷芯与盖板之间设置较大的容纳空间，从而提高了电池内部的空间利用率，提高了电池的能量密度。另一方面，由于利用负压吸嘴吸取极耳2并将其分为两层，吸取方便，效率高，吸嘴3可重复使用，成本低廉，且吸嘴3不容易损伤极耳2，可以减少对电池性能的影响，适合批量生产。

作为本申请的第一个实施方式：如图2示意，可以使用吸嘴3吸取卷芯1的极耳组中的目标极耳（即使用吸嘴3仅仅吸取卷芯1的极耳组中一个极耳），并使得位于所述目标极耳一侧的其他极耳同时被抬起；所述目标极耳在长度方向上的尺寸和/或在宽度方向上的尺寸大于极耳组中的其他极耳。

在本实施方式中，可以根据实际需要将目标极耳设置在极耳组沿极耳2厚度方向上的任意位置，如使得目标极耳位于极耳组的中间位置，该目标极耳可以将位于其一侧的其他极耳一同抬起，从而可以将极耳组大致分为均匀的两层。由此，可以实现转接片5上下两侧的极耳2的数量基本相同，减少了转接片5在焊接时由于其两侧极耳2的个数不一致带来的电池一致性差的问题；且转接片5焊接于两层极耳层之间后，两层极耳层与转接片5连接后的松紧状态保持一致，使两层极耳层的松紧状态可控，提高了极耳组状态的稳定可靠性，避免了紧绷的极耳层断裂造成的极耳组过流能力下降和卷芯1短路等问题，也避免了极耳层中松弛的极耳2插入卷芯1内部与电芯极片接触导致卷芯1短路等问题，提高了电池安全性。

参见图1和图2所示，进一步的，所述吸嘴3可以同时吸取目标极耳以及与之相邻的至少一个所述极耳2。

进一步地，每个卷芯1上位于目标极耳的尺寸通常最大，与目标极耳相邻的极耳2的尺寸逐渐减小，形成阶梯状的变极耳，吸嘴3的吸口可以放置于目标极耳和与之相邻的一个或多个极耳2形成的阶梯处，同时吸取目标极耳以及与之相邻的极耳2，从而将极耳组分为两层，提高了极耳组分层的成功率。

进一步地，卷芯1上的至少两个极耳2层叠起来形成极耳组，吸嘴3远离极耳2的一端可以连接至负压发生器上，负压发生器的负压值可以设置在-10～-80Mpa之间;采用负压来实现将极耳组分为上下两层极耳层。

作为本申请的第二个实施方式：如图1示意，卷芯1上的至少两个极耳2层叠起来形成极耳组，吸嘴3远离极耳2的一端可以连接至负压发生器上，负压发生器的负压值可以设置在-10～-80Mpa之间;进入负压状态后吸嘴3吸取卷芯1的极耳组中的至少一个极耳2，从而将极耳组分为上下两层极耳层，转接片5就可以焊接于两层极耳层之间。

在本实施方式中，和第一个实施方式不同，本实施方式中每个极耳组的每个极耳2的尺寸相同（此处的尺寸指的是极耳的长度和宽度均相同），可以使用吸嘴3吸取极耳组中最外侧的极耳2，通过调整负压发生器的负压值就可控制吸取的极耳2的个数，也可以对准在极耳2的侧面吸取极耳2，使极耳2在需要的位置处分层。

采用本实施方式，每个极耳组的每个极耳2的尺寸相同，相较于第一个实施方式，可以降低电芯的制作成本。

作为本申请的第三个实施方式，在第一个实施方式或第二个实施方式的基础上：

在一些实施例中，参见图9所示，所述吸嘴3可以具有至少两个通道31，通过在吸嘴3上设置至少两个通道31，在吸嘴3吸取极耳组中的极耳2时，两个通道31同时作用，进一步提高极耳组分层的成功率，减少返工次数。

其中，两个或多个通道31可以是并列设置于一个吸嘴3上，也可以是分开设置于多个吸嘴3上。

在一些实施例中，参见图7所示，所述吸嘴3可以具有至少两个，至少两个所述吸嘴3分别吸取所述极耳2的两侧。

本实施例中，通过设置至少两个吸嘴3，且分别吸取极耳2的两侧，至少两个吸嘴3同时吸取，进一步提高了极耳组分层的成功率，减少返工次数。

参见图7和图8所示，具体的，使用两个吸嘴3时，两个吸嘴3可以分别放置于极耳2的两侧，使用四个吸嘴3时，四个吸嘴可以分别放置于极耳2的四个角上，使用其他数量的吸嘴3时，以此类推。

在一些实施例中，参见图1所示，进一步的，在所述使用吸嘴3吸取卷芯1的极耳组中的至少一个极耳2之后，还可以包括：监控所述负压发生器的负压值，根据所述负压值判断所述极耳2是否吸取成功；若所述负压值稳定（本申请中的负压值稳定指的是，从吸嘴3开始吸取极耳2到吸取结束（即去除负压发生器的负压）的过程中，负压发生器的负压值的极差在0.005Mpa以内），则所述极耳2成功吸取，若所述负压值不稳定，则所述极耳2未成功吸取。

本实施例中，通过监控负压发生器的负压值，若极耳2在吸嘴3吸取的过程中落下，吸嘴3吸入空气，负压值会不稳定，若吸嘴3成功吸取极耳2并使极耳组分层，吸嘴3会维持在稳定的状态，从而可以由此判断极耳2是否吸取成功，若未吸取成功则需要重新吸取，避免后续转接片5焊接于未分层的极耳组上，造成产品品质不稳定。

在一些实施例中，参见图5和图6所示，进一步的，在使用吸嘴3吸取卷芯1的极耳组中的至少一个极耳2之后，还可以包括：将插接杆4置于两层所述极耳层之间，去除所述负压发生器的负压；将所述插接杆4抬起，使所述极耳组沿所述卷芯1的厚度方向分为两层极耳层。

本实施例中，通过使用插接杆4进入两层极耳层之间并将上层的极耳层抬高，可以使极耳组维持在分层的状态，等待转接片5进入两层极耳层之间进行焊接，也可以增大两层极耳层之间的空间，便于转接片5由插接杆4下方进入两层极耳层之间。

参见图3所示，在一些实施例中，所述插接杆4安装于第一伺服机构上，利用所述第一伺服机构驱动所述插接杆4移动至两层所述极耳层之间。

本实施例中，伺服机构可以驱动极耳2实现三轴移动，使插接杆4可以自动进入至两层极耳层之间并将上层极耳层抬高，方便快速，省时省力。

参见图3所示，在一些实施例中，在所述将转接片5焊接于两层所述极耳层之间之前，还可以包括：利用第二伺服机构驱动所述转接片5沿平行于所述极耳2平面（本申请中的极耳2平面指的是极耳长宽方向形成的平面）的方向进入两层所述极耳层之间。

本实施例中，转接片5的上料方式发生变更，由原先的气缸上料更改为第二伺服机构上料，由原先的垂直上料更改为水平上料，也就是使转接片5沿平行于极耳2平面的方向进入两层极耳层之间，从而不需要将极耳层分开太大的距离就可以使转接片5放入两层极耳层之间，降低了极耳组分层的难度，提高了工作效率。

参见图1-图8，为本发明实施例提供的一种所述的电池的焊接方法的具体步骤：

极耳组分层：卷芯1在进行超声波焊接前，通过吸嘴3吸起极耳2，使极耳组分为两层极耳层，插接杆4进入两层极耳层之间并抬起，增加两层极耳层的间距；

转接片5进入：去除负压，将转接片5上料至两层极耳层之间，插接杆4取出；

超声波焊接：转接片5与两侧的极耳层进行超声波焊接；

另一方面，本发明实施例还提供了一种所述的电池的焊接方法制得的电池，其可以包括：至少两个卷芯1，所述卷芯1具有自其向外伸出的至少一个极耳组；转接片5，所述转接片5具有极耳连接部51，所述极耳连接部51用于分别与每个所述卷芯1中的一个极耳组焊接，且所述极耳连接部51位于所述极耳组的两层所述极耳层之间。

本实施例中，通过将转接片5的极耳连接部51设置于上下两层极耳层之间焊接固定，缩短了极耳组与转接片5连接的路径，降低了极耳组的长度，提高了电池内部的空间利用率，上层极耳层填充在盖板与转接片5之间的缝隙中，减少了折极耳占据的空间，提高了电池的能量密度，降低了电池的成本。

本发明实施例提供的一种电池的焊接方法其电池的原理为：

通过吸嘴3吸取极耳2使极耳组分为两层，转接片5的极柱连接部52与盖板固定，极耳连接部51设置于上下两层极耳层之间焊接固定，靠近盖板一侧的极耳层在厚度方向上可以抵消凸起的极柱连接部52占用的部分空间；且靠近卷芯一侧的另一侧极耳层由于厚度降低，占用的卷芯1到转接片5间的空间也降低，提高了电池的能量密度。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电池的焊接方法，其特征在于，其包括以下步骤：

使用吸嘴（3）吸取卷芯（1）的极耳组中的至少一个极耳（2），使所述极耳组沿所述卷芯（1）的厚度方向分为两层极耳层；其中，所述卷芯（1）具有至少一个极耳组，每个所述极耳组中包括有至少两个极耳（2）；

将转接片（5）焊接于两层所述极耳层之间。

2.如权利要求1所述的电池的焊接方法，其特征在于：

使用所述吸嘴（3）吸取所述极耳组中的目标极耳，并使得位于所述目标极耳一侧的其他极耳同时被抬起；

所述目标极耳在长度方向上的尺寸和/或在宽度方向上的尺寸大于极耳组中的其他极耳。

3.如权利要求2所述的电池的焊接方法，其特征在于：

所述吸嘴（3）同时吸取所述目标极耳以及与所述目标极耳相邻的至少一个所述极耳（2）。

4.如权利要求1或2所述的电池的焊接方法，其特征在于：

所述吸嘴（3）具有至少两个，两个所述吸嘴（3）分别吸取所述极耳（2）的两侧。

5.如权利要求1或2所述的电池的焊接方法，其特征在于，所述吸嘴（3）远离极耳（2）的一端连接至负压发生器上。

6.如权利要求5所述的电池的焊接方法，其特征在于，在所述使用吸嘴（3）吸取卷芯（1）的极耳组中的至少一个极耳（2）之后，还包括：

监控所述负压发生器的负压值，根据所述负压值判断所述极耳（2）是否吸取成功；若所述负压值稳定，则所述极耳（2）成功吸取，若所述负压值不稳定，则所述极耳（2）未成功吸取。

7.如权利要求6所述的电池的焊接方法，其特征在于，在使用吸嘴（3）吸取卷芯（1）的极耳组中的至少一个极耳（2）之后，还包括：

将插接杆（4）置于两层所述极耳层之间，去除所述负压发生器的负压；

将所述插接杆（4）抬起，使所述极耳组沿所述卷芯（1）的厚度方向分为两层极耳层。

8.如权利要求7所述的电池的焊接方法，其特征在于：

所述插接杆（4）安装于第一伺服机构上，利用所述第一伺服机构驱动所述插接杆（4）移动至两层所述极耳层之间。

9.如权利要求7所述的电池的焊接方法，其特征在于，在所述将转接片（5）焊接于两层所述极耳层之间之前，还包括：

利用第二伺服机构驱动所述转接片（5）沿平行于所述极耳（2）平面的方向进入两层所述极耳层之间。

10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的电池的焊接方法制得的电池，其特征在于，其包括：

至少两个卷芯（1），所述卷芯（1）具有自其向外伸出的至少一个极耳组；

转接片（5），所述转接片（5）具有极耳连接部（51），所述极耳连接部（51）用于分别与每个所述卷芯（1）中的一个极耳组焊接，且所述极耳连接部（51）位于所述极耳组的两层极耳层之间。

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