CN116231239A - 极耳焊接保护片、焊接结构、储能装置及用电设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种极耳焊接保护片、焊接结构、储能装置及用电设备。极耳焊接保护片的表面包括相背离的工作面和极耳贴面，极耳贴面用于连接电池单体的极耳，极耳贴面为磨砂面；工作面的部分区域为焊接区域以正对焊头，工作面于焊接区域为磨砂面。该极耳焊接保护片在超声焊接时，能够提高极耳与连接片的连接稳定性，同时降低生产成本。

Description

极耳焊接保护片、焊接结构、储能装置及用电设备

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种极耳焊接保护片、焊接结构、储能装置及用电设备。

背景技术

电芯连接片用于连接芯包的极耳和顶盖组件的极柱。现有技术中电芯连接片与极耳直接超声焊接，超声焊接时，极耳易被振断，且易粘连焊头。

为了减小电芯连接片与极耳在超声焊接时，极耳被振断，或者粘连焊头的几率，相关技术中，极耳与电芯连接片进行超声焊接时，在焊头与极耳之间设置焊接保护片，使得极耳不易被振断、且不易与焊头粘连。然而，在焊头与极耳之间设置焊接保护片，降低了超声焊接时极耳与连接片的拉力，使得极耳与连接片的连接稳定性降低。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种极耳焊接保护片，所述极耳焊接保护片在超声焊接时，能够提高极耳与连接片的连接稳定性，同时降低生产成本。

本发明还旨在提出一种具有上述极耳焊接保护片的电池的焊接结构。

本发明还旨在提出一种具有上述极耳焊接保护片的电池单体。

本发明还旨在提出一种具有上述电池单体的储能装置。

本发明还旨在提出一种具有上述储能装置的用电设备。

根据本发明第一方面的实施例的极耳焊接保护片，极耳焊接保护片的表面包括相背离的工作面和极耳贴面，极耳贴面用于连接电池单体的极耳，极耳贴面为磨砂面；工作面的部分区域为焊接区域以正对焊头，工作面于焊接区域为磨砂面。

根据本发明的极耳焊接保护片，极耳焊接保护片上的极耳贴面为磨砂面，使得微观上，极耳贴面的表面具有多个凸峰，在超声焊接时，凸峰处容易集中热量，且可以快速将热量传递给极耳，使得极耳上与其相接触的点能够快速融化，以便与转接片进行连接。极耳与转接片焊接时，形成有无数个有效焊点，而且焊点处相互嵌入，减少了虚焊面积，显著提高了连接的稳定性。焊接区域为磨砂面，在焊接时，尤其是超声焊接时，焊头与焊接区域接触时，焊头上的凸点与焊接区域上的凸峰距离较近，热量容易传递，因此，能够提高极耳及转接片的焊接效率和焊接效果。由于磨砂面有利于热量的传递，因此，在实现相同焊接效果的情况下，采用磨砂面能够减小超声焊接设备的输出功率，降低了生产成本。同时，将工作面的部分区域设为磨砂面，不仅提高了极耳与转接片的连接稳定性，还使得生产过程中保护片与保护片之间不易粘连，提高了产线效率，降低了成本，并且使得保护片在安装时不易放反，能够有效防呆。

根据本发明的一些实施例，极耳贴面的表面粗糙度的范围为0.8-3.2μm以适应超声波焊接，通过将极耳贴面的表面粗糙度的范围设为0.8-3.2μm，使得极耳贴面表面的凸峰能够快速融化，并将热量传递给极耳，使得极耳上与其接触的点能够快速融化，以与转接片进行连接，提高了极耳与转接片连接的稳固性。

根据本发明的一些实施例，工作面于焊接区域的表面粗糙度的范围为0.8-3.2μm以接触超声波焊头，通过将工作面上焊接区域的表面粗糙度的范围设为0.8-3.2μm，使得焊接区域上有较多的凸点能够靠近焊头上的凸点，以快速将热量传递至极耳贴面，从而提高极耳与转接片的连接效率，延长了焊接设备的寿命，降低了生产成本。

根据本发明的一些实施例，工作面还包括围绕在焊接区域周围的外围区域，外围区域为非磨砂面。通过在工作面上设置围绕在焊接区域周围的外围区域，使得焊头在焊接区域焊接时，即使焊头发生偏移，也不会直接与极耳接触，提高了对极耳的保护，且降低了对焊头移动的精度要求，便于生产加工。将外围区域设为非磨砂面，便于识别工作面和极耳贴面，使得保护片在安装时不易放反，能够有效防呆。

根据本发明的一些实施例，工作面于外围区域为光滑面。将工作面的外围区域设为光滑面，便于区分工作面和极耳贴面，且便于生产加工，提高了生产效率。

根据本发明的一些实施例，焊接区域为矩形或椭圆形，且当焊接区域为矩形时，焊接区域的内角为圆弧角。通过将焊接区域设为椭圆形，或当焊接区域为矩形时，将且内角设为圆弧角，便于焊头在焊接区域进行焊接时，在内角处也能够进行焊接，提高了焊接区域的利用率。

根据本发明的一些实施例，焊接区域占工作面的面积比例为50-75％。通过将焊接区域的面积占工作面的面积的比例设为50-75％，降低了比例低于50％时可能产生虚焊的概率，同时，比例低于75％能够充分利用工作面，且为焊头提供了必要的偏移距离，便于操作的同时，提高了极耳与转接片的连接稳固性，并且便于将工作面于极耳贴面进行区分。

根据本发明的一些实施例，工作面的长度和宽度分别为X、Y，焊接区域的长度和宽度分别为a、b，其中满足关系式：a/X＝b/Y，且a/X大于等于√2/2且小于等于√70/10。通过设置a/X＝b/Y，使得焊接区域为等比例缩小的工作面，便于进行焊接操作。

根据本发明的一些实施例，极耳焊接保护片上设有切角。通过设置切角，使得生产中工作面和极耳贴面的使用不易出错，可有效防呆。

根据本发明第二方面的实施例的电池的焊接结构，包括转接片、极耳和上述实施例中的极耳焊接保护片，极耳层叠在转接片上，极耳焊接保护片层叠在极耳上，极耳焊接保护片的极耳贴面贴在极耳上，极耳焊接保护片的工作面上于焊接区域进行焊接以连接极耳和转接片。

根据本发明实施例的电池的焊接结构，通过采用上述极耳焊接保护片，保护了极耳，提高了极耳与转接片的连接稳定性。

根据本发明第三方面的实施例的电池单体，包括壳体、卷芯、端盖组件、转接片和上述实施例中的极耳焊接保护片，壳体具有开口端，卷芯容纳于壳体内，卷芯具有极耳，端盖组件包括端盖本体，端盖本体覆盖开口端，以将卷芯盖合于壳体中，端盖本体上设有端子，转接片设于壳体内，且位于卷芯和端盖之间，转接片与端子连接，极耳焊接保护片设于壳体内，且极耳焊接保护片位于卷芯和转接片之间，极耳夹在极耳焊接保护片和转接片之间，极耳焊接保护片、极耳和转接片焊接连接。

根据本发明实施例的电池单体，通过采用上述极耳焊接保护片，提高了极耳与转接片的连接稳定性，提高了电池单体的整体结构稳定性，降低了生产成本。

根据本发明第四方面实施例的储能装置，包括上述实施例中的电池单体。

根据本发明实施例的储能设备，通过采用上述电池单体，提高了储能装置的结构稳定性，降低了生产成本。

根据本发明第五方面实施例的用电设备，包括上述实施例中的储能装置。

根据本发明实施例的用电设备，通过采用上述的储能装置，提高了用电设备的结构稳定性和生产效率，降低了生产成本。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1是根据本发明实施例的极耳焊接保护片的极耳贴面的示意图；

图2是根据本发明实施例的极耳焊接保护片的工作面的示意图；

图3是根据本发明实施例的电池单体在极耳与转接片连接处的俯视图；

图4是根据本发明实施例的电池单体在极耳与转接片连接处的主视图；

图5是根据本发明实施例的储能装置的示意图；

图6是根据本发明实施例的用电设备的示意图；

图7是根据本发明实施例的极耳焊接保护片的工作面的焊接区域与外围区域比例的示意图。

附图标记：

极耳焊接保护片100、

工作面1、焊接区域11、外围区域12、

极耳贴面2、

切角3、

电池单体200、卷芯101、极耳102、转接片103、

储能装置300、

用电设备400。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

下面参考附图描述根据本发明实施例的极耳焊接保护片100、电池的焊接结构、电池单体200、储能装置300和用电设备400。

如图1和图2所示，根据本发明第一方面的实施例的极耳焊接保护片100，极耳焊接保护片100的表面包括相背离的工作面1和极耳贴面2，极耳贴面2用于连接电池单体200的极耳102，极耳贴面2为磨砂面；工作面1的部分区域为焊接区域11以正对焊头，工作面1于焊接区域11为磨砂面。

具体的，如图1和图2所示，本发明实施例中的极耳焊接保护片100的表面包括相背离的工作面1和极耳贴面2，其中，工作面1为焊接时靠近焊头的一面，极耳贴面2为用于连接电池单体200的极耳102的一面。极耳焊接保护片100上的极耳贴面2为磨砂面，使得微观上，极耳贴面2的表面具有多个凸峰，在超声焊接时，凸峰处容易集中热量，且可以快速将热量传递给极耳102，使得极耳102上与其相接触的点能够快速融化，以便与转接片103进行连接。极耳102与转接片103焊接时，形成有无数个有效焊点，而且焊点处相互嵌入，减少了虚焊面积，显著提高了连接的稳定性。焊接区域11为磨砂面，在焊接时，尤其是超声焊接时，焊头与焊接区域11接触时，焊头上的凸点与焊接区域11上的凸峰距离较近，热量容易传递，因此，能够提高极耳102及转接片103的焊接效率和焊接效果。

由此，根据本发明的极耳焊接保护片100，由于磨砂面有利于热量的传递，因此，在实现相同焊接效果的情况下，采用磨砂面能够减小超声焊接设备的输出功率，降低了生产成本。同时，将工作面1的部分区域设为磨砂面，不仅提高了极耳102与转接片103的连接稳定性，还使得生产过程中保护片与保护片之间不易粘连，提高了产线效率降低了成本，并且使得保护片在安装时不易放反，能够有效防呆。

下表为将极耳贴面2和焊接区域11均为磨砂面的极耳焊接保护片100与极耳贴面2为磨砂面，工作面1为光面的极耳焊接保护片100使用相同焊接设备焊接，极耳102与转接片103的拉力测试参数，以及设备参数的结果：

由上表可以看出，在工作面1设置磨砂面的焊接区域11后，焊接时设备的压力、振幅、能量都有所降低，但极耳102和转接片103的拉力得到明显提升，连接更加稳定，提高了电池单体200的安全性；同时，所需的设备的压力、振幅、能量都有所降低，可以有效延长设备在使用过程中的寿命，降低了成本。

在本发明的一些实施例中，极耳贴面2的表面粗糙度的范围为0.8-3.2μm以适应超声波焊接，通过将极耳贴面2的表面粗糙度的范围设为0.8-3.2μm，使得极耳贴面2表面的凸峰能够快速融化，并将热量传递给极耳102，使得极耳102上与其接触的点能够快速融化，以与转接片103进行连接，提高了极耳102与转接片103连接的稳固性。

优选的，极耳贴面2的表面粗糙度为2.2。当然，极耳贴面2表面粗糙度还可以为范围0.8-3.2μm内的其他值，例如，1.0、1.4、1.8、2.4、2.8、3.0等。

在本发明的一些实施例中，工作面1于焊接区域11的表面粗糙度的范围为0.8-3.2μm以接触超声波焊头，通过将工作面1上焊接区域11的表面粗糙度的范围设为0.8-3.2μm，使得焊接区域11上有较多的凸点能够靠近焊头上的凸点，以快速将热量传递至极耳贴面2，从而提高极耳102与转接片103的连接效率，延长了焊接设备的寿命，降低了生产成本。

优选的，工作面1焊接区域11的表面粗糙度为2.2。当然，工作面1焊接区域11的表面粗糙度还可以为范围0.8-3.2μm内的其他值，例如，1.0、1.4、1.8、2.4、2.8、3.0等。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，工作面1还包括围绕在焊接区域11周围的外围区域12，外围区域12为非磨砂面。通过在工作面1上设置围绕在焊接区域11周围的外围区域12，使得焊头在焊接区域11焊接时，即使焊头发生偏移，也不会直接与极耳102接触，提高了对极耳102的保护，且降低了对焊头移动的精度要求，便于生产加工。将外围区域12设为非磨砂面，便于识别工作面1和极耳贴面2，使得保护片在安装时不易放反，能够有效防呆。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，工作面1于外围区域12为光滑面。将工作面1的外围区域12设为光滑面，便于区分工作面1和极耳贴面2，且便于生产加工，提高了生产效率。

当然，本申请不限于此；在其他实施例中，工作面1的外围区域12的表面还可以形成纹路或压花等。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，焊接区域11为矩形或者椭圆形，在本实施例中，所使用的的焊头为矩形焊头，矩形焊头可以正对矩形或者椭圆形的焊接区域，且焊接区域11的内角为圆弧角。通过将焊接区域11的内角设为圆弧角，便于焊头在焊接区域11进行焊接时，在内角处也能够进行焊接，提高了焊接区域11的利用率。

在本发明的一些实施例中，如图2所示，焊接区域11占工作面1的面积比例为50-75％。通过将焊接区域11的面积占工作面1的面积的比例设为50-75％，降低了比例低于50％时可能产生虚焊的概率，同时，比例低于75％能够充分利用工作面1，且为焊头提供了必要的偏移距离，便于操作的同时，提高了极耳102与转接片103的连接稳固性，并且便于将工作面1于极耳贴面2进行区分。

优选的，焊接区域11的面积占工作面1的面积的60％，当然，焊接区域11的面积占工作面1的面积的比例还可以为其他值，例如50％、55％、65％、68％、75％等。

在一些实施例中，焊接区域11的面积为实际焊接面积的120-180％，保证焊接效果，且进一步增大焊头能够发生偏移的距离，降低焊头工作的精度要求。

根据本发明的一些实施例，如图7所示，作面1的长度和宽度分别为X、Y，焊接区域11的长度和宽度分别为a、b，其中满足关系式：a/X＝b/Y，且a/X大于等于√2/2且小于等于√70/10。通过设置a/X＝b/Y，使得焊接区域11为等比例缩小的工作面1，便于进行焊接操作。

在本发明的一些实施例中，如图1和图2所示，极耳焊接保护片100上设有切角3。通过设置切角3，使得生产中工作面1和极耳贴面2的使用不易出错，可有效防呆。

根据本发明第二方面的实施例的电池的焊接结构，包括转接片103、极耳102和上述实施例中的极耳焊接保护片100，极耳焊接保护片100层叠在极耳102上，极耳焊接保护片100的极耳贴面2贴在极耳102上，极耳焊接保护片100的工作面1上于焊接区域11进行焊接以连接极耳102和转接片103。

根据本发明实施例的电池的焊接结构，通过采用上述极耳焊接保护片100，保护了极耳102，提高了极耳102与转接片103的连接稳定性。

如图3和图4所示，根据本发明第二方面实施例的电池单体200，包括壳体、卷芯101、端盖组件、转接片103和上述实施例中的极耳焊接保护片100，壳体具有开口端，卷芯101容纳于壳体内，卷芯101具有极耳102，端盖组件包括端盖本体，端盖本体覆盖开口端，以将卷芯101盖合于壳体中，端盖本体上设有端子，转接片103设于壳体内，且位于卷芯101和端盖之间，转接片103与端子连接，极耳焊接保护片100设于壳体内，且保护片位于卷芯101和转接片103之间，极耳102夹在极耳焊接保护片100和转接片103之间，极耳焊接保护片100、极耳102和转接片103焊接连接。

根据本发明实施例的电池单体200，通过采用上述极耳焊接保护片100，提高了极耳102与转接片103的连接稳定性，提高了电池单体200的整体结构稳定性，降低了生产成本。

如图5所示，根据本发明第三方面实施例的储能装置300，包括上述实施例中的电池单体200。

在本申请方案中，储能设备可以为移动设备的充电柜，也可以为其他设备的储能柜。如太阳能发电设备可以配置储能柜，太阳能发电产生的电能暂存在储能柜中，以供路灯、公交站牌等装置用电。

根据本发明实施例的储能设备，通过采用上述电池单体200，提高了储能装置300的结构稳定性，降低了生产成本。

如图6所示，根据本发明第四方面实施例的用电设备400，包括上述实施例中的储能装置300。

在本申请方案中，用电设备400的结构不作限制。例如，用电设备400可以为车辆、船舶、小型飞机等移动设备，其包括动力源，动力源包括上述储能装置300。储能装置300所提供的电能，为用电设备400提供驱动力。该移动设备可以为纯电动设备，即用电设备400的驱动力全部为电能，动力源仅包括储能装置300。该移动设备也可以为混合动力设备，动力源包括储能装置300和发动机等其他动力设备。以图6所示的车辆为例，一些实施例中，用电设备400为新能源车，该新能源车可以为纯电动汽车、混合动力汽车、增程式汽车、电动三轮车或两轮电动车等。

根据本发明实施例的用电设备400，通过采用上述的储能装置300，提高了用电设备400的结构稳定性和生产效率，降低了生产成本。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，还可以是通信；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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (13)

1.一种极耳焊接保护片，其特征在于，所述极耳焊接保护片(100)的表面包括相背离的工作面(1)和极耳贴面(2)，所述极耳贴面(2)用于连接电池单体(200)的极耳(102)，所述极耳贴面(2)为磨砂面；

所述工作面(1)的部分区域为焊接区域(11)以正对焊头，所述工作面(1)于所述焊接区域(11)为磨砂面。

2.根据权利要求1所述的极耳焊接保护片，其特征在于，所述极耳贴面(2)的表面粗糙度的范围为0.8-3.2μm以适应超声波焊接。

3.根据权利要求1所述的极耳焊接保护片，其特征在于，所述工作面(1)于所述焊接区域(11)的表面粗糙度的范围为0.8-3.2μm以接触超声波焊头。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的极耳焊接保护片，其特征在于，所述工作面(1)还包括围绕在所述焊接区域(11)周围的外围区域(12)，所述外围区域(12)为非磨砂面。

5.根据权利要求4所述的极耳焊接保护片，其特征在于，所述工作面(1)于所述外围区域(12)为光滑面。

6.根据权利要求4所述的极耳焊接保护片，其特征在于，所述焊接区域(11)为矩形或椭圆形，且当所述焊接区域(11)为矩形时所述焊接区域(11)的内角为圆弧角。

7.根据权利要求1-3中任一项所述的极耳焊接保护片，其特征在于，所述焊接区域(11)占所述工作面(1)的面积比例为50-75％。

8.根据权利要求7所述的极耳焊接保护片，其特征在于，所述工作面(1)的长度和宽度分别为X、Y，所述焊接区域(11)的长度和宽度分别为a、b，其中满足关系式：a/X＝b/Y，且a/X大于等于√2/2且小于等于√70/10。

9.根据权利要求1-3中任一项所述的极耳焊接保护片，其特征在于，所述极耳焊接保护片(100)上设有切角(3)。

10.一种电池的焊接结构，其特征在于，包括：

转接片(103)；

极耳(102)，所述极耳(102)层叠在所述转接片(103)上；

极耳焊接保护片(100)，所述极耳焊接保护片(100)为根据权利要求1-9中任一项所述的极耳焊接保护片(100)，所述极耳焊接保护片(100)层叠在所述极耳(102)上，所述极耳焊接保护片(100)的极耳贴面(2)贴在所述极耳(102)上，所述极耳焊接保护片(100)的工作面(1)上于焊接区域(11)进行焊接以连接所述极耳(102)和所述转接片(103)。

11.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有开口端；

卷芯(101)，所述卷芯(101)容纳于所述壳体内，所述卷芯(101)具有极耳(102)；

端盖组件，所述端盖组件包括端盖本体，所述端盖本体覆盖所述开口端，以将所述卷芯(101)盖合于所述壳体中，所述端盖本体上设有端子；

转接片(103)，所述转接片(103)设于所述壳体内，且位于所述卷芯(101)和所述端盖之间，所述转接片(103)与所述端子连接；

极耳焊接保护片(100)，所述极耳焊接保护片(100)为根据权利要求1-9中任一项所述的极耳焊接保护片(100)，所述极耳焊接保护片(100)设于所述壳体内，且所述极耳焊接保护片位于所述卷芯(101)和所述转接片(103)之间，所述极耳(102)夹在所述极耳焊接保护片(100)和所述转接片(103)之间，所述极耳焊接保护片(100)、所述极耳(102)和所述转接片(103)焊接连接。

12.一种储能装置，其特征在于，包括根据权利要求11所述的电池单体(200)。

13.一种用电设备，其特征在于，包括根据权利要求12所述的储能装置(300)。

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