CN116604188A - 一种焊接方法、焊接装置、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents
一种焊接方法、焊接装置、电池单体、电池及用电装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116604188A CN116604188A CN202310869327.1A CN202310869327A CN116604188A CN 116604188 A CN116604188 A CN 116604188A CN 202310869327 A CN202310869327 A CN 202310869327A CN 116604188 A CN116604188 A CN 116604188A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- welding
- moving speed
- pulse laser
- section
- segment
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000003466 welding Methods 0.000 title claims abstract description 331
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 56
- 239000000178 monomer Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 230000005611 electricity Effects 0.000 title abstract description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 70
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 35
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 35
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 19
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 22
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 4
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002950 deficient Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/20—Bonding
- B23K26/21—Bonding by welding
- B23K26/24—Seam welding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/062—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam
- B23K26/0622—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing by direct control of the laser beam by shaping pulses
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/70—Auxiliary operations or equipment
- B23K26/702—Auxiliary equipment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
本申请涉及一种焊接方法、焊接装置、电池单体、电池及用电装置,焊接方法包括步骤:将密封钉放置于电池单体顶盖上的注液口处;控制第一脉冲激光以第一移动速度沿预设焊接轨迹进行焊接,并形成第一焊接段;控制第二脉冲激光以不同于第一移动速度的第二移动速度沿预设焊接轨迹进行焊接,并形成与第一焊接段相连的第二焊接段。本申请中的第一脉冲激光与第二脉冲激光分别采用两种不同的移动速度进行焊接,可以根据实际所需的生产效率调整移动速度,通过第一脉冲激光与第二脉冲激光中移动速度较慢的一者来控制焊接优率,并通过第一脉冲激光与第二脉冲激光中移动速度较快的一者来控制焊接效率,从而达到同时兼顾焊接优率与生产效率的目的。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及一种焊接方法、焊接装置、电池单体、电池及用电装置。
背景技术
在电池单体的制作过程中,首先通过顶盖上所开设的注液口向电池单体内部注入电解液,注液完成之后,需要在注液口处密封焊接密封钉,以使电池单体内部形成密封空间。
而注液过程中,会在注液口边缘残留电解液,电解液的存在会使焊接过程的优率降低。为了提高焊接过程的优率,通常需要降低焊接时的移动速度。而移动速度降低之后,又会降低电池单体的整体生产效率,无法实现焊接优率与生产效率两者兼顾的效果。
发明内容
基于此,有必要针对目前密封钉与顶盖焊接过程中无法兼顾焊接优率与生产效率的问题,提供一种焊接方法、焊接装置、电池单体、电池及用电装置。
第一方面,本申请提供一种焊接方法,用于将密封钉密封焊接于电池单体的注液口,焊接方法包括步骤:
将密封钉放置于电池单体顶盖上的注液口处;
控制第一脉冲激光以第一移动速度沿预设焊接轨迹对顶盖及密封钉进行焊接,并形成第一焊接段;
控制第二脉冲激光以不同于第一移动速度的第二移动速度沿预设焊接轨迹对顶盖及密封钉进行焊接,并形成与第一焊接段相连的第二焊接段。
由此,使用不同移动速度的第一脉冲激光与第二脉冲激光沿预设焊接轨迹依次对顶盖及密封钉进行焊接,可以根据实际所需的生产效率调整移动速度,通过第一脉冲激光与第二脉冲激光中移动速度较慢的一者来控制焊接优率,并通过第一脉冲激光与第二脉冲激光中移动速度较快的一者来控制焊接效率,从而达到同时兼顾焊接优率与生产效率的目的。此外,由于第一脉冲激光与第二脉冲激光均为脉冲光,能够进一步地提高密封钉与顶盖焊接时的焊接优率。
在一些实施例中,控制第二移动速度小于第一移动速度,且第一焊接段位于预设焊接轨迹的前端。
由此,第一脉冲激光以第一移动速度焊接形成第一焊接段,从而提升焊接效率。与此同时,第二脉冲激光以第二移动速度在焊接的收尾阶段形成第二焊接段,能够有效提高焊接优率。
在一些实施例中,第一移动速度的范围为40mm/s-500mm/s;和/或,第二移动速度的范围为5mm/s-40mm/s。
将第一移动速度及第二移动速度分别设置在上述范围内,能够使整体焊接过程兼具较高的焊接优率及焊接效率。
在一些实施例中,第一移动速度的范围为40mm/s-300mm/s;和/或,第二移动速度的范围为5mm/s-20mm/s。由此,能够进一步地提高焊接优率及焊接效率。
在一些实施例中,控制第二移动速度小于第一移动速度,且第一焊接段与第二焊接段共同覆盖预设焊接轨迹,第二焊接段的长度不小于1mm且不大于预设焊接轨迹长度的四分之一。
由此,第一焊接段可以通过第一移动速度实现较快的焊接,然后在焊接收尾阶段通过第二焊接段为注液口边缘残留的电解液在高温状态下所形成的蒸汽提供较为充足的逃逸时间,从而提高整体焊接过程的焊接优率。
在一些实施例中,第一脉冲激光的出光频率大于第二脉冲激光的出光频率。由此,使得第一脉冲激光的第一移动速度与其出光频率相互配合,第二脉冲激光的第二移动速度与其出光频率相互配合,第一焊接段与第二焊接段能够形成相同的焊接外观,即整体焊缝具有较为一致的外观,使得后续检测焊缝缺陷时难度更低,且检测精度更高。
在一些实施例中,第一脉冲激光中相邻脉冲的间隔时间不小于1ms;和/或,第二脉冲激光中相邻脉冲的间隔时间不小于1ms。由此,能够提高第一脉冲激光及第二脉冲激光对于注液口边缘残留的电解液污染的耐受程度。
在一些实施例中,第一脉冲激光中相邻焊点的重叠率不小于50%;和/或,第二脉冲激光中相邻焊点的重叠率不小于50%。
通过上述设置,相邻两个焊点中,后一个焊点能够更好地覆盖前一个焊点所形成的缺陷,充分利用脉冲焊的自修复功能,提高第一脉冲激光及第二脉冲激光对于注液口边缘残留的电解液污染的耐受程度。
在一些实施例中,第一焊接段包括直线引入段及第一圆弧段,直线引入段的末端与第一圆弧段的首端相连;其中,直线引入段与第一圆弧段相切。
由此,将功率不稳定的区域避开顶盖与密封钉之间的焊缝区,保证焊缝区熔深一致,提高焊接优率。
在一些实施例中,第二焊接段包括第二圆弧段及直线引出段,第二圆弧段的首端与第一圆弧段的末端相连,第二圆弧段的末端与直线引出段的首端相连;其中,直线引出段与第二圆弧段相切。
在第二圆弧段之后设置直线引出段,使得顶盖与密封钉之间的焊缝区尾端更加稳定。
在一些实施例中,在控制第一脉冲激光以第一移动速度沿预设焊接轨迹对顶盖及密封钉进行焊接,并形成第一焊接段的步骤之前,还包括步骤:
将密封钉与电池单体一并放入焊接操作腔内;
向焊接操作腔内填充用于隔绝空气的保护气体。
焊接过程在填充有保护气体的焊接操作腔内进行,能够降低焊接时金属与空气接触从而发生氧化的概率,能够保证形成较好地焊接外观,降低缺陷产生的概率。
第二方面,本申请提供一种焊接装置,用于采用如上所述的焊接方法对密封钉及电池单体进行焊接。
第三方面,本申请提供一种电池单体,包括:
壳体,具有开口;
顶盖,密封设置于开口,且顶盖上开设有注液口;
密封钉,用于密封注液口;以及
电极组件,容置于壳体内;
其中,采用如上所述的焊接方法将密封钉密封焊接于注液口。
第四方面,本申请提供一种电池,包括如上所述的电池单体。
第五方面,本申请提供一种用电装置,包括如上所述的电池。
上述焊接方法、焊接装置、电池单体、电池及用电装置,首先,第一脉冲激光与第二脉冲激光均为脉冲光,能够提高密封钉与顶盖焊接时的焊接优率,其次,第一脉冲激光与第二脉冲激光分别采用两种不同的移动速度进行焊接,可以根据实际所需的生产效率调整移动速度,通过第一脉冲激光与第二脉冲激光中移动速度较慢的一者来控制焊接优率,并通过第一脉冲激光与第二脉冲激光中移动速度较快的一者来控制焊接效率,从而达到同时兼顾焊接优率与生产效率的目的。
附图说明
图1为根据一个或多个实施例的第一焊接段及第二焊接段的结构示意图。
图2为根据一个或多个实施例的焊接方法的流程图。
附图标记说明:10、第一焊接段;20、第二焊接段;11、直线引入段;12、第一圆弧段;21、第二圆弧段;22、直线引出段。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,若有出现这些术语“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”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等,这些术语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申请和简化描述,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申请的限制。
此外,若有出现这些术语“第一”、“第二”,这些术语仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,若有出现术语“多个”,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等,这些术语应做广义理解。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;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,除非另有明确的限定。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申请中的具体含义。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述,其含义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。
需要说明的是,若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在,本申请所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具以及其他领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
电池单体是组成电池的最小单元,电池单体包括壳体、顶盖以及电极组件,电极组件容置于壳体内,顶盖盖合于壳体上,以将电极组件密封于壳体内部。其中,顶盖上开设有注液口,通过注液口向壳体内部注入电解液,使得电解液能够浸润电极组件。
电解液注入完毕之后,需要通过焊接的方式利用密封钉对注液口进行密封,以使壳体内部形成一个密封空间。然而,在注液之后,注液口边缘通常会残留一些电解液,这些电解液会影响后续密封钉与注液口之间的焊接效果。
基于此,为了提高焊接优率,通常会降低焊接速度,以较慢的速度进行焊接操作,减小电解液对焊接过程的影响概率。然而,一旦降低焊接速度,就会使电池单体的整个生产过程的效率降低。因此,目前的密封钉与顶盖焊接过程中,很难做到既有较高的焊接优率,又有较高的生产效率。
为了解决目前密封钉与顶盖焊接过程无法兼顾焊接优率与生产效率的问题,本申请的一个或多个实施例中提供了一种焊接方法,使用不同移动速度的第一脉冲激光与第二脉冲激光依次对密封钉与顶盖之间的预设焊接轨迹进行焊接,首先,第一脉冲激光与第二脉冲激光均为脉冲光,能够提高密封钉与顶盖焊接时的焊接优率。其次,第一脉冲激光与第二脉冲激光分别采用两种不同的移动速度进行焊接,可以根据实际所需的生产效率调整移动速度,通过第一脉冲激光与第二脉冲激光中移动速度较慢的一者来控制焊接优率,并通过第一脉冲激光与第二脉冲激光中移动速度较快的一者来控制焊接效率,从而达到同时兼顾焊接优率与生产效率的目的。
参阅图1及图2,本申请一实施例提供了一种焊接方法,用于将密封钉密封焊接于电池单体的注液口,焊接方法包括步骤:
S10:将密封钉放置于电池单体顶盖上的注液口处。
S20:控制第一脉冲激光以第一移动速度沿预设焊接轨迹对顶盖及密封钉进行焊接,并形成第一焊接段10。
S30:控制第二脉冲激光以不同于第一移动速度的第二移动速度沿预设焊接轨迹对顶盖及密封钉进行焊接,并形成与第一焊接段10相连的第二焊接段20。
需要说明的是,预设焊接轨迹是指根据顶盖与密封钉之间的实际焊接需求所确定的焊接轨迹。密封钉与顶盖上的注液口之间可以但不限于采用拼接、搭接或者重叠的方式进行连接。相对应地,密封钉与顶盖之间可以但不限于通过拼接焊、搭接焊或穿透焊等方式进行焊接。因此,预设焊接轨迹也可以根据实际的焊接方式进行调整,在此不做赘述。
第一移动速度是指在对顶盖及密封钉进行焊接时,控制第一脉冲激光沿预设焊接轨迹移动的移动速度。第二移动速度是指在对顶盖及密封钉进行焊接时,控制第二脉冲激光沿预设焊接轨迹移动的移动速度。
其中,移动速度越小,则焊接速度越慢,此时能够有效降低焊接激光对于焊缝区域存在的污染物,例如电解液的敏感度,降低焊接过程中产生缺陷的概率,提高焊接优率。然而,移动速度越小,会导致焊接效率越低。而移动速度越大,则焊接速度越快,此时能够有效提升焊接效率。
基于此,分别控制第一脉冲激光和第二脉冲激光依次沿预设焊接轨迹对顶盖及密封钉进行焊接,使得所形成的第一焊接段10与第二焊接段20首尾相连并且共同覆盖预设焊接轨迹。
例如,可以首先控制第一脉冲激光以第一移动速度沿预设焊接轨迹对顶盖及密封钉进行焊接,并形成第一焊接段10。然后控制第二脉冲激光以第二移动速度沿剩下的预设焊接轨迹对顶盖及密封钉进行焊接,并形成第二焊接段20。由此,第二焊接段20的首端与第一焊接段10的尾端相连。
当然,也可以首先控制第二脉冲激光以第二移动速度沿预设焊接轨迹对顶盖及密封钉进行焊接,并形成第二焊接段20,然后控制第一脉冲激光以第一移动速度沿剩下的预设焊接轨迹对顶盖及密封钉进行焊接,并形成第一焊接段10。由此,第一焊接段10的首端与第二焊接段20的尾端相连。
第一移动速度与第二移动速度不相同,即第一移动速度大于第二移动速度,或者第一移动速度小于第二移动速度。其中,当第一移动速度大于第二移动速度时,第一脉冲激光以较快的移动速度进行焊接,能够通过第一焊接段10提高焊接效率。而第二脉冲激光以较慢的移动速度进行焊接,能够保证第二焊接段20的焊接优率,因此第一焊接段10与第二焊接段20共同配合时,能够提高整体焊接优率。
由此,使用不同移动速度的第一脉冲激光与第二脉冲激光沿预设焊接轨迹依次对顶盖及密封钉进行焊接,可以根据实际所需的生产效率调整移动速度,通过第一脉冲激光与第二脉冲激光中移动速度较慢的一者来控制焊接优率,并通过第一脉冲激光与第二脉冲激光中移动速度较快的一者来控制焊接效率,从而达到同时兼顾焊接优率与生产效率的目的。此外,由于第一脉冲激光与第二脉冲激光均为脉冲光,能够进一步地提高密封钉与顶盖焊接时的焊接优率。
此外,第一脉冲激光及第二脉冲激光的脉冲波形均可以但不限于采用矩形波、梯形波、三角波中的一种或多种,具体地脉冲波形可以根据密封钉及顶盖的材料属性、生产节拍要求以及焊接效果等实际生产需求进行调整。
密封钉的材料可以但不限于采用铝合金、不锈钢、镀镍钢或者其他金属材料,其具体材料可以根据实际操作及需求进行调整,在此不做赘述。
在一些实施例中,焊接方法还包括步骤:
S40:控制第二移动速度小于第一移动速度,且第一焊接段10位于预设焊接轨迹的前端。
具体地,第一焊接段10位于预设焊接轨迹的前端,具体是指,首先控制第一脉冲激光以第一移动速度沿预设焊接轨迹对顶盖及密封钉进行焊接,并形成第一焊接段10。然后再控制第二脉冲激光以第二移动速度从第一焊接段10的尾端开始,沿预设焊接轨迹继续对顶盖及密封钉进行焊接,并形成与第一焊接段10相连的第二焊接段20。
进一步地,第二移动速度小于第一移动速度,即首先以较快的移动速度沿预设焊接轨迹的前端焊接形成第一焊接段10,从而能够提升焊接效率。然后再以较慢的移动速度接着第一焊接段10继续焊接形成第二焊接段20,在第二焊接段20形成的过程中,可以为注液口边缘残留的电解液在高温状态下所形成的蒸汽提供较为充足的逃逸时间,从而降低焊接过程中在收尾阶段产生气孔的概率,有效提高焊接优率。
由此,第一脉冲激光以第一移动速度焊接形成第一焊接段10,从而提升焊接效率。与此同时,第二脉冲激光以第二移动速度在焊接的收尾阶段形成第二焊接段20,能够有效提高焊接优率。
在一些实施例中,第一移动速度的范围为40mm/s-500mm/s。和/或,第二移动速度的范围为5mm/s-40mm/s。
具体地,第一移动速度太小,则不利于提升焊接效率,而第一移动速度太大,又会导致焊接优率下降。因此,将第一移动速度的范围设置为40mm/s-500mm/s,能够在保证焊接优率的前提下,尽可能地提升焊接效率。
进一步地,第二移动速度太小,同样不利于提升焊接效率,而第二移动速度太大,无法为注液口边缘残留的电解液在高温状态下所形成的蒸汽提供充足的逃逸时间,则会提高焊接收尾阶段产生气孔的概率,从而影响焊接优率。因此,将第二移动速度的范围设置为5mm/s-40mm/s,能够尽可能少的影响焊接效率的基础上,为注液口边缘残留的电解液在高温状态下所形成的蒸汽提供较为充足的逃逸时间,从而降低焊接过程中在收尾阶段产生气孔的概率,有效提高焊接优率。
因此,将第一移动速度及第二移动速度分别设置在上述范围内,能够使整体焊接过程兼具较高的焊接优率及焊接效率。
在一些实施例中,第一移动速度的范围为40mm/s-300mm/s。和/或,第二移动速度的范围为5mm/s-20mm/s。
具体地,将第一移动速度的范围设置为40mm/s-300mm/s,并且将第二移动速度的范围设置为5mm/s-20mm/s,能够进一步地提高焊接优率及焊接效率。
在一些实施例中,焊接方法还包括步骤:
S50:控制第二移动速度小于第一移动速度,且第一焊接段10与第二焊接段20共同覆盖预设焊接轨迹,第二焊接段20的长度不小于1mm且不大于预设焊接轨迹长度的四分之一。
具体地,由于第二移动速度小于第一移动速度。因此,整体焊接效率主要由第二焊接段20的长度决定。第二焊接段20的长度越短,则整体焊接效率越高,第二焊接段20的长度越长,则整体焊接效率越低。然而,如果第二焊接段20的长度太短,又会影响焊接优率。
基于此,将第二焊接段20的长度设置在1mm至预设焊接轨迹长度的四分之一之间,除此之外剩余的预设焊接轨迹均为第一焊接段10。由此,第一焊接段10可以通过第一移动速度实现较快的焊接,然后在焊接收尾阶段通过第二焊接段20为注液口边缘残留的电解液在高温状态下所形成的蒸汽提供较为充足的逃逸时间,从而提高整体焊接过程的焊接优率。
在一些实施例中,第一脉冲激光的出光频率大于第二脉冲激光的出光频率。
需要说明的是,出光频率不同,会导致脉冲激光的脉冲能量不同,从而导致形成的焊接外观出现差异。
具体地,由于第一移动速度大于第二移动速度,因此,将第一脉冲激光的出光频率设置为大于第二脉冲激光的出光频率,使得第一脉冲激光的第一移动速度与其出光频率相互配合,第二脉冲激光的第二移动速度与其出光频率相互配合。由此,第一焊接段10与第二焊接段20能够形成相同的焊接外观,即整体焊缝具有较为一致的外观,使得后续检测焊缝缺陷时难度更低,且检测精度更高。
在一些实施例中,第一脉冲激光中相邻脉冲的间隔时间不小于1ms。和/或,第二脉冲激光中相邻脉冲的间隔时间不小于1ms。
需要说明的是,如果相邻脉冲的间隔时间太小,使得脉冲激光接近于连续光,而连续光对于电解液污染的耐受程度较差。因此,将第一脉冲激光中相邻脉冲的间隔时间设置为不小于1ms,并将第二脉冲激光中相邻脉冲的间隔时间设置为不小于1ms,能够提高第一脉冲激光及第二脉冲激光对于注液口边缘残留的电解液污染的耐受程度。
在一些实施例中,第一脉冲激光中相邻焊点的重叠率不小于50%。和/或,第二脉冲激光中相邻焊点的重叠率不小于50%。
具体地,如果相邻焊点之间的重叠率太小,当前一个焊点的位置由于电解液污染形成缺陷时,后一个焊点无法对前一个焊点的缺陷位置形成足够的覆盖,从而使该缺陷暴露,最终影响整体焊接优率。
因此,将第一脉冲激光中相邻焊点的重叠率设置为不小于50%,并将第二脉冲激光中相邻焊点的重叠率设置为不小于50%,使得相邻两个焊点中,后一个焊点能够更好地覆盖前一个焊点所形成的缺陷,充分利用脉冲焊的自修复功能,提高第一脉冲激光及第二脉冲激光对于注液口边缘残留的电解液污染的耐受程度。
在一些实施例中,第一焊接段10包括直线引入段11及第一圆弧段12,直线引入段11的末端与第一圆弧段12的首端相连。其中,直线引入段11与第一圆弧段12相切。
需要说明的是,在焊接开始时,通常功率并不稳定,导致此时焊接形成的区域往往熔深不一致。在第一圆弧段12之前首先焊接形成直线引入段11,使得焊接功率在直线引入段11的形成过程中逐渐稳定,再以稳定的功率焊接形成第一圆弧段12。由此,将功率不稳定的区域避开顶盖与密封钉之间的焊缝区,保证焊缝区熔深一致,提高焊接优率。
在一些实施例中,第二焊接段20包括第二圆弧段21及直线引出段22,第二圆弧段21的首端与第一圆弧段12的末端相连,第二圆弧段21的末端与直线引出段22的首端相连。其中,直线引出段22与第二圆弧段21相切。
具体地,在焊接结束前,同样存在功率不稳定区域。因此,在第二圆弧段21之后设置直线引出段22,使得顶盖与密封钉之间的焊缝区尾端更加稳定。
在一些实施例中,在控制第一脉冲激光以第一移动速度沿预设焊接轨迹对顶盖及所述密封钉进行焊接,并形成第一焊接段10的步骤S20之前,还包括步骤:
S11:将密封钉与电池单体一并放入焊接操作腔内。
S12:向焊接操作腔内填充用于隔绝空气的保护气体。
保护气体是指不与空气发生反应,并且能够在焊接操作腔内隔绝空气的气体。焊接过程在填充有保护气体的焊接操作腔内进行,能够降低焊接时金属与空气接触从而发生氧化的概率,能够保证形成较好地焊接外观,降低缺陷产生的概率。
基于与上述焊接方法相同的构思,本申请提供了一种焊接装置,用于采用如上所述的焊接方法对密封钉及电池单体进行焊接。
基于与上述焊接方法相同的构思,本申请提供了一种电池单体,包括壳体、顶盖、密封钉以及电极组件。壳体具有开口,顶盖密封设置于开口,且顶盖上开设有注液口。密封钉用于密封注液口,电极组件容置于壳体内。其中,采用如上所述的焊接方法将密封钉密封焊接于注液口。
基于与上述电池单体相同的构思,本申请提供一种电池,包括如上所述的电池单体。
基于与上述电池相同的构思,本申请提供了一种用电装置,包括如上所述的电池。
根据一个或多个实施例,在通过顶盖上的注液口向电池单体内部注入电解液完毕之后,首先将密封钉放置于顶盖上的注液口处。控制第一脉冲激光以第一移动速度沿预设焊接轨迹对顶盖及密封钉进行焊接,并形成第一焊接段10。将第一移动速度控制在40mm/s-300mm/s之间,提高焊接效率。
进一步地,控制第二脉冲激光以第二移动速度沿预设焊接轨迹对顶盖及密封钉进行焊接,并形成与第一焊接段10相连的第二焊接段20。将第二移动速度控制在5mm/s-20mm/s,能够为注液口边缘残留的电解液在高温状态下所形成的蒸汽提供较为充足的逃逸时间,从而降低焊接过程中在收尾阶段产生气孔的概率,有效提高焊接优率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (15)
1.一种焊接方法,其特征在于,用于将密封钉密封焊接于电池单体的注液口,所述焊接方法包括步骤:
将密封钉放置于所述电池单体顶盖上的所述注液口处;
控制第一脉冲激光以第一移动速度沿预设焊接轨迹对所述顶盖及所述密封钉进行焊接,并形成第一焊接段;
控制第二脉冲激光以不同于所述第一移动速度的第二移动速度沿所述预设焊接轨迹对所述顶盖及所述密封钉进行焊接,并形成与所述第一焊接段相连的第二焊接段。
2.根据权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,控制所述第二移动速度小于所述第一移动速度,且所述第一焊接段位于所述预设焊接轨迹的前端。
3.根据权利要求2所述的焊接方法,其特征在于,所述第一移动速度的范围为40mm/s-500mm/s;
和/或,所述第二移动速度的范围为5mm/s-40mm/s。
4.根据权利要求3所述的焊接方法,其特征在于,所述第一移动速度的范围为40mm/s-300mm/s;
和/或,所述第二移动速度的范围为5mm/s-20mm/s。
5.根据权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,控制所述第二移动速度小于所述第一移动速度,且所述第一焊接段与所述第二焊接段共同覆盖所述预设焊接轨迹,所述第二焊接段的长度不小于1mm且不大于所述预设焊接轨迹长度的四分之一。
6.根据权利要求2或5所述的焊接方法,其特征在于,所述第一脉冲激光的出光频率大于所述第二脉冲激光的出光频率。
7.根据权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,所述第一脉冲激光中相邻脉冲的间隔时间不小于1ms;
和/或,所述第二脉冲激光中相邻脉冲的间隔时间不小于1ms。
8.根据权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,所述第一脉冲激光中相邻焊点的重叠率不小于50%;
和/或,所述第二脉冲激光中相邻焊点的重叠率不小于50%。
9.根据权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,所述第一焊接段包括直线引入段及第一圆弧段,所述直线引入段的末端与所述第一圆弧段的首端相连;
其中,所述直线引入段与所述第一圆弧段相切。
10.根据权利要求9所述的焊接方法,其特征在于,所述第二焊接段包括第二圆弧段及直线引出段,所述第二圆弧段的首端与所述第一圆弧段的末端相连,所述第二圆弧段的末端与所述直线引出段的首端相连;
其中,所述直线引出段与所述第二圆弧段相切。
11.根据权利要求1所述的焊接方法,其特征在于,在控制第一脉冲激光以第一移动速度沿预设焊接轨迹对所述顶盖及所述密封钉进行焊接,并形成第一焊接段的步骤之前,还包括步骤:
将所述密封钉与所述电池单体一并放入焊接操作腔内;
向所述焊接操作腔内填充用于隔绝空气的保护气体。
12.一种焊接装置,其特征在于,用于采用如权利要求1-11任一项所述的焊接方法对密封钉及电池单体进行焊接。
13.一种电池单体,其特征在于,包括:
壳体,具有开口;
顶盖,密封设置于所述开口,且所述顶盖上开设有注液口;
密封钉,用于密封所述注液口;以及
电极组件,容置于所述壳体内;
其中,采用如权利要求1-11任一项所述的焊接方法将所述密封钉密封焊接于所述注液口。
14.一种电池,其特征在于,包括如权利要求13所述的电池单体。
15.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求14所述的电池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310869327.1A CN116604188A (zh) | 2023-07-17 | 2023-07-17 | 一种焊接方法、焊接装置、电池单体、电池及用电装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202310869327.1A CN116604188A (zh) | 2023-07-17 | 2023-07-17 | 一种焊接方法、焊接装置、电池单体、电池及用电装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN116604188A true CN116604188A (zh) | 2023-08-18 |
Family
ID=87678583
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202310869327.1A Pending CN116604188A (zh) | 2023-07-17 | 2023-07-17 | 一种焊接方法、焊接装置、电池单体、电池及用电装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN116604188A (zh) |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1246275A2 (en) * | 2001-03-29 | 2002-10-02 | Wilson Greatbatch Limited | Electrode lead arrangement between battery case and header, laser/electron beam welding |
JP2009127075A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Kobe Steel Ltd | パルスレーザ溶接用アルミニウム合金材及び電池ケース |
CN112207438A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-12 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 焊接组件和焊接方法 |
CN112510327A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-16 | 北京理工大学深圳汽车研究院(电动车辆国家工程实验室深圳研究院) | 一种动力电池及其封口方法 |
CN114074220A (zh) * | 2020-08-20 | 2022-02-22 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种动力电池及其密封钉的激光焊接方法 |
CN114147348A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-08 | 深圳市海目星激光智能装备股份有限公司 | 一种密封钉的激光焊接方法 |
CN115663362A (zh) * | 2022-10-27 | 2023-01-31 | 厦门海辰储能科技股份有限公司 | 一种电池盖板和电池 |
-
2023
- 2023-07-17 CN CN202310869327.1A patent/CN116604188A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1246275A2 (en) * | 2001-03-29 | 2002-10-02 | Wilson Greatbatch Limited | Electrode lead arrangement between battery case and header, laser/electron beam welding |
JP2009127075A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Kobe Steel Ltd | パルスレーザ溶接用アルミニウム合金材及び電池ケース |
CN114074220A (zh) * | 2020-08-20 | 2022-02-22 | 大族激光科技产业集团股份有限公司 | 一种动力电池及其密封钉的激光焊接方法 |
CN112207438A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-12 | 珠海冠宇电池股份有限公司 | 焊接组件和焊接方法 |
CN112510327A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-03-16 | 北京理工大学深圳汽车研究院(电动车辆国家工程实验室深圳研究院) | 一种动力电池及其封口方法 |
CN114147348A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-03-08 | 深圳市海目星激光智能装备股份有限公司 | 一种密封钉的激光焊接方法 |
CN115663362A (zh) * | 2022-10-27 | 2023-01-31 | 厦门海辰储能科技股份有限公司 | 一种电池盖板和电池 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6045783B2 (ja) | 二次電池及び二次電池の製造方法 | |
JP5425690B2 (ja) | 密閉型電池の製造方法 | |
JP4278222B2 (ja) | 密閉式電池用封口板、密閉式電池及びその製造方法 | |
CN109877452B (zh) | 一种用于燃料电池金属双极板的焊接方法 | |
CN108515263B (zh) | 一种铝壳电池盖板的防爆片激光焊接方法 | |
CN101508057B (zh) | 一种电池激光焊接方法 | |
CN102386362A (zh) | 二次电池及其制造方法 | |
CN101162765B (zh) | 一种电池壳焊接方法 | |
EP4098392A1 (en) | Welding method of battery cover plate | |
CN111604594A (zh) | 一种电池盖板的焊接工艺以及电池 | |
CN103500844B (zh) | 圆柱形多极耳锂离子电池及其制备方法 | |
US20140020241A1 (en) | Secondary battery and method of manufacturing the same | |
CN108044236A (zh) | 一种激光焊接的方法 | |
CN111451632A (zh) | 电池外壳的焊接方法 | |
KR100631057B1 (ko) | 리튬이온 이차전지 | |
JP2008084803A (ja) | 密閉型電池の製造方法 | |
CN113809444B (zh) | 一种电池 | |
JP2923621B2 (ja) | 密閉電池の封口溶接方法 | |
CN116604188A (zh) | 一种焊接方法、焊接装置、电池单体、电池及用电装置 | |
CN113707976B (zh) | 电池合盖预点焊方法 | |
CN114074220A (zh) | 一种动力电池及其密封钉的激光焊接方法 | |
CN101224523A (zh) | 金属件的激光焊接方法及电池封口的焊接方法 | |
JPH10202380A (ja) | レ−ザ溶接方法および二次電池容器の製法 | |
WO2007071121A1 (en) | A welding method and a method of sealing opening of battery by laser | |
JPH1190657A (ja) | 角形耐圧ケ−ス及びその溶接方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination |