CN117506135A - 极耳焊接方法、焊接工具、储能装置及用电设备 - Google Patents

Abstract

极耳焊接方法、焊接工具、储能装置及用电设备，极耳焊接方法包括：步骤一、超声焊接，采用超声波焊头对多层极耳进行压合焊接，以将多层极耳熔合为一体形成极耳焊接部且至少一侧表面形成焊印，焊印的深度大于等于0.15mm且小于等于0.25mm；步骤二、焊痕处理，采用激光焊头对焊印倾斜扫射，以将焊印的表面处理为非平整表面，并将焊印的深度调整至小于0.12mm；步骤三、激光焊接，将焊痕处理后的焊印所在的区域与储能装置的极柱连接端子焊接；可以压缩极耳层间的间隙，减少或避免极耳层间气泡的出现，有效降低极耳表层开裂的风险；再将焊印表面处理为非平整表面，并将焊印深度减小，减小极耳与极柱连接端子焊接造成的断层风险。

Description

极耳焊接方法、焊接工具、储能装置及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种极耳焊接方法、焊接工具、储能装置及用电设备。

背景技术

目前，储能装置内部电芯的多层(约60-85层)极耳一般采用超声波焊接将一侧的多层极耳层间进行预焊接，通过微齿焊头的高频振动，在一定压力情况下，极耳件摩擦热熔并连接在一起；随着储能装置容量越来越大，其内部电芯尺寸也越来越大，相应的，电芯的层数也越多，一些大容量储能装置电芯的极耳层数大于100层；这些较厚多层极耳焊接时，由于焊头面较大且齿高较小，在压合多层极耳超声焊接过程中，有机率因极耳叠层数过多、压合面不平整而出现极耳层间气泡，进而造成后道焊接工序的虚焊、爆点或炸穿等品质异常，这严重影响储能装置的焊接品质和生产效率。

发明内容

本申请提供一种极耳焊接方法、焊接工具、储能装置及用电设备，至少用于解决极耳焊接出现极耳层间气泡的问题。

第一方面，本申请提供一种极耳焊接方法，极耳焊接方法包括：步骤一、超声焊接，采用超声波焊头对多层极耳进行压合焊接，以将所述多层极耳熔合为一体形成极耳焊接部且至少一侧表面形成焊印，其中，所述焊印的深度大于等于0.15mm且小于等于0.25mm；步骤二、焊痕处理，采用激光焊头对所述焊印倾斜扫射，以将所述焊印的表面处理为非平整表面，并将所述焊印的深度调整至小于0.12mm；步骤三、激光焊接，将焊痕处理后的所述焊印所在的区域与储能装置的极柱连接端子焊接。

一种实施方式中，所述焊印为矩形且尺寸小于所述超声波焊头的尺寸，所述焊印的长度值大于等于28mm且小于等于41mm；所述焊印的宽度值大于等于3mm且小于等于15mm。

将超声焊接后形成的焊印的长度值设置为大于等于28mm且小于等于41mm，焊印的宽度值设置为大于等于3mm且小于等于15mm，避免焊印的尺寸过大导致后续对焊印进行焊痕处理的范围过大，降低生产效率，焊印尺寸过小容易导致焊痕处理时的焊印区域与极柱可焊接的部分过小，确保焊痕处理后的焊印区域与极柱连接端子焊接的稳定性。

一种实施方式中，所述步骤二、焊痕处理还包括：控制所述激光焊头以第一预设角度照射所述焊印的一侧壁，以对所述焊印进行一次扫射；控制所述激光焊头以第二预设角度照射所述焊印的另一侧壁，以对所述焊印进行二次扫射。

对超声焊接后的焊印进行扫射时，激光焊头发射的激光束以第一预设角度对焊印的一侧壁进行扫射，通过设定的第一预设角度，使得激光束方向能够尽可能与焊印的侧壁垂直，可有效减少激光束入射后直接反射出去，提升激光束吸收率，从而有效提升扫射效率；进行二次扫射时，激光焊头发射的激光束以第二预设角度照射另一侧壁，考虑到一次扫射后，焊印其中一个侧壁已经部分熔化，有机率造成另一侧壁倾斜，通过设定的第二预设角度扫射，可以更好地将能量聚焦到另一侧壁上。

一种实施方式中，所述第一预设角度和所述第二预设角度均为45°；或者，所述第一预设角度大于等于30°且小于等于40°，所述第二预设角度大于等于50°且小于等于60°。

将第一预设角度和第二预设角度均设置为45°，使得激光束与焊印的棱边壁面垂直，可以更聚焦、更快地将能量传导至棱边，针对性地熔化棱边，使焊印局部熔平，凹凸程度下降，更快速达到焊印的深度小于0.12mm；或者，将第一预设角度设置为小于第二预设角度，考虑到一次扫射后，焊印其中一个侧壁面已经部分熔化，有机率造成另一侧壁倾斜；在二次扫射时，调大角度可以更好地将能量聚焦至另一侧壁面上，并且，部分侧壁倾斜会使二次扫射形成不规则的形貌，进一步提升后道高功率激光穿透焊的漫反射，实现穿透焊道均匀加热，提升焊接效果。

一种实施方式中，所述第一预设角度和所述第二预设角度均在大于等于30°且小于等于60°范围内摆动。

将第一预设角度和第二预设角度均在大于等于30°且小于等于60°范围内摆动，使得扫射至焊印棱边的激光束角度一直变化，最终熔化的侧壁更加不规则，再进一步提升后道高功率激光穿透焊的漫反射，实现穿透焊道均匀加热，提升焊接效果。

一种实施方式中，所述步骤二、焊痕处理还包括：在对所述焊印进行一次扫射时，控制所述激光焊头的移动速度大于等于100mm/min且小于等于200mm/min；在对所述焊印进行二次扫射时，控制所述激光焊头的移动速度大于等于50mm/min且小于等于80mm/min。

对焊印进行一次扫射时，将激光焊头的移动速度设置为大于等于100mm/min且小于等于200mm/min，以加快一次扫射的效率，二次扫射过程中，由于一次扫射时，焊印的一部分已产生形变，故将二次扫射过程中的激光焊头移动速度设置为大于等于50mm/min且小于等于80mm/min，以对一次扫射后的焊印表面处理为非平整表面，并控制最终形成的焊印的高度小于0.12mm，避免扫射完成后的焊印高度过大或过小而影响极耳焊接部与极柱连接端子焊接的稳定性。

一种实施方式中，对所述焊印进行一次扫射和二次扫射的轨迹为“S”形。

一次扫射和二次扫射的过程中，激光焊头整体可沿为“S”形轨迹一次顺向移动并覆盖整个焊印区，避免激光焊头来回移动对位，提升了扫射效果。

一种实施方式中，所述激光焊头的激光扫射功率大于等于50W且小于等于100W。

低功率激光不会损坏激光焊头，同时，只会熔化焊印表面的棱边，不会熔穿极耳焊接部。

一种实施方式中，所述步骤三、激光焊接时的焊接功率大于或等于120W。

使用高功率激光束进行穿透焊，保证激光束能量可以穿透较厚的极耳焊接部并熔化极柱连接端子于极耳焊接部的抵接面，焊接时间较短，内部应力较小，大大减小正极焊接断层，有效避免焊穿、爆点等品质异常。

一种实施方式中，所述步骤二、焊痕处理还包括：采用所述激光焊头对所述焊印进行焊痕处理过程中和/或处理完成后，采用吹气装置对所述焊印的位置进行吹气处理、及采用吸尘装置对所述焊印的位置进行吸尘处理。

通过增加吹气装置，使得焊痕过程中和/或处理完成后能够有效保护焊印表面，以及起到对焊印进行冷却的作用。另外，通过增加吸尘装置，使得焊痕过程中和/或处理完成后产生的多余物质能够及时清除，避免极耳焊接部与极柱连接端子焊接时出现爆点。

一种实施方式中，所述吹气装置的吹气气流量大于等于15L/min且小于等于25L/min，所述吸尘装置的吸尘风速大于等于15mm/s。

将吹气气流量设置为大于等于15L/min且小于等于25L/min，一方面，避免吹气气流量过小，对焊印表面冷却效果较差，另一方面，避免吹气气流量过大影响焊痕处理，防止降低扫射效率；同时，将吸尘风速设置为大于等于15mm/s，保证吸尘装置能够有效吸走焊印区域多余物质，避免极耳焊接部与极柱连接端子焊接时出现爆点。

第二方面，本申请提供一种焊接工具，所述焊接工具包括超声波焊头和激光清洁机；所述超声波焊头具有焊齿，所述焊齿的高度大于等于0.15mm且小于等于0.25mm，所述超声波焊头用于对多层极耳进行压合焊接，以将所述多层极耳熔合为一体形成极耳焊接部且至少一侧表面形成焊印，所述焊印的深度等于所述焊齿的高度；所述激光清洗机包括激光焊头，所述激光焊头用于发射激光，以对所述焊印倾斜扫射，以将所述焊印的表面处理为非平整表面，并将所述焊印的深度调整至小于0.12mm；所述激光焊头发射的激光还用于将焊痕处理后的所述焊印所在的区域与储能装置的极柱连接端子焊接。

一种实施方式中，所述超声波焊头为矩形，所述超声波焊头的长度值大于等于30mm且小于等于45mm；所述超声波焊头的宽度值大于等于4mm且小于等于16mm。

将超声波焊头的长度值设置为大于等于30mm且小于等于45mm，其宽度值设置为大于等于4mm且小于等于16mm，避免超声波焊头的尺寸过大，利用超声波焊头对多层极耳进行压合焊接时过于费力，有利于保证超声波焊头的结构寿命，同时，避免超声波焊头的尺寸过小，对多层极耳进行压合焊接时导致多层极耳受力过大容易出现断裂现象。

一种实施方式中，所述超声波焊头还包括压边，所述压边呈环状结构，所述压边朝向所述多层极耳一侧的表面为平面，所述压边位于所述超声波焊头的边缘并包围所述焊齿，所述压边的高度小于所述焊齿的高度。

在焊头的边缘增设压边，且压边的高度小于焊齿的高度，使得靠近超声波焊头边缘的焊齿与焊头外边缘之间的过度更加平缓，可有效降低表层极耳开裂的风险。

一种实施方式中，所述压边的宽度大于等于0.5mm且小于等于1.0mm。

若压边的宽度小于0.5mm，靠近焊头边缘的焊齿与焊头边缘之间的过度部分较小，预焊接后的极耳对应压边的部分容易出现开裂现象；若压边的宽度大于1.0mm，压边在焊头上占用过多面积，影响焊齿尺寸的设置；本申请中，将压边的宽度设置为大于等于0.5mm且小于等于1.0mm，有效减少表层极耳出现开裂现象，且降低对焊齿尺寸的设置的影响。

第三方面，本申请提供一种储能装置，采用如第一方面任一实施方式所述的极耳焊接方法制成。

第四方面，本申请提供一种用电设备，所述用电设备包括如第三方面所述的储能装置，所述储能装置为所述用电设备供电。

本申请的极耳焊接方法、焊接工具、电芯、储能装置及用电设备中，通过将焊印的深度设置为大于等于0.15mm且小于等于0.25mm，使得压合焊接时超声波焊头端部受到的压强较大，超声波焊头下压多层极片时，极耳层间挤压量较大，以压缩极耳层间的间隙，减少或避免极耳层间气泡的出现，有效降低极耳表层开裂的风险；再将焊印进行焊痕处理，使得焊印表面为非平整表面，并将焊印深度减小，可以大大减小极耳与极柱连接端子焊接造成的断层风险，提高产品良率。另外，将焊印的高度设置为0.15mm且小于等于0.25mm，可有效减少或排除压合焊接过程中出现极耳刺穿现象，有效保护极耳的结构。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1是本申请实施方式提供的一种极耳焊接方法的流程图；

图2是本申请实施方式提供的一种焊接工具的部分立体结构示意图；

图3是本申请实施方式提供的一种极耳预焊接后的立体剖面结构示意图；

图4是本申请实施方式提供的一种极耳整形处理后的立体剖面结构示意图；

图5是本申请实施方式提供的一种极耳的结构示意图；

图6是是本申请实施方式提供的一种极耳与激光清洁机的立体剖面结构示意图。

附图标记说明：

极耳-10、焊印-11、极耳焊接部-12、第一侧壁-111、第二侧壁-112、激光清洗机-20、激光焊头-21、激光束-22、吹气装置-30、吸尘装置-40、焊接工具-50、超声波焊头-51、焊齿-52、压边-53。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。

以下各实施方式的说明是参考附加的图示，用以例示本申请可用以实施的特定实施方式。本中所提到的方向用语，例如，“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等，仅是参考附加图式的方向，因此，使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请，而不是指示或暗指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，本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本申请提供一种用电设备，用电设备可以是车辆、储能设备、电网或其他用电设备。用电设备包括储能装置，储能装置为用电设备供电。

请参阅图1，储能装置由本申请提供的极耳10焊接方法制成。其中，极耳10焊接方法包括步骤S101-S103：

S101：步骤一、超声焊接，采用超声波焊头51对多层极耳10进行压合焊接，以将多层极耳10熔合为一体形成极耳焊接部且至少一侧表面形成焊印11，其中，焊印11的深度大于等于0.15mm且小于等于0.25mm。

多层极片层叠设置，极片中的极耳10部分也层叠设置，多层极耳10需要进行压合焊接，以将多层极耳10连接为一整体形成极耳焊接部，进而将极耳焊接部与极柱连接端子焊接。

其中，极柱连接端子可以是极柱本体(如极柱法兰部)，或者可以是金属连接片将极耳10电连接至端盖组件的极柱体的导电体结构。

焊印11的深度可以是0.15mm、0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm、0.20mm、0.22mm或0.25mm，具体可以是[0.15mm，0.25mm]范围内的任一个值。

通过将焊印11的深度设置为大于等于0.15mm且小于等于0.25mm，使得压合焊接时超声波焊头51端部受到的压强较大，超声波焊头51下压多层极片时，极耳10层间挤压量较大，以压缩极耳10层间的间隙，减少或避免极耳10层间气泡的出现，有效降低极耳10表层开裂的风险。

一种实施方式中，焊印11为矩形且尺寸小于超声波焊头51的尺寸，焊印11的长度值大于等于28mm且小于等于41mm；焊印11的宽度值大于等于3mm且小于等于15mm。

例如，焊印11的长度值可以是28mm、30mm、34mm、36mm、39mm或41mm，焊印11的宽度值可以是3mm、5mm、7mm、9mm、12mm、或15mm，不一一列举。

具体地，焊印11的长度为30mm，焊印11的宽度为6mm，极片上焊印11区域总长为180mm，超声波焊头51需要在多层极耳10上进行6次压合焊接。

将超声焊接后形成的焊印11的长度值设置为大于等于28mm且小于等于41mm，焊印11的宽度值设置为大于等于3mm且小于等于15mm，避免焊印11的尺寸过大导致后续对焊印11进行焊痕处理的范围过大，降低生产效率，焊印11尺寸过小容易导致焊痕处理时的焊印11区域与极柱连接端子可焊接的部分过小，确保焊痕处理后的焊印11区域与极柱连接端子焊接的稳定性。

请结合图4，S102：步骤二、焊痕处理，采用激光焊头21对焊印11倾斜扫射，以将焊印11的表面处理为非平整表面，并将焊印11的深度调整至小于0.12mm。

压合焊接后，焊印11的深度过深，焊印11所在的区域箔材挤压较为严重，形成谷峰相邻的现象，不利于后续极耳10与极柱连接端子的焊接。进而采用激光焊头21对深度在[0.15mm，0.25mm]范围内的焊印11进行焊痕处理，将焊印11所在的区域处理为凹凸不平的表面，极耳10与极柱连接端子进行激光焊接时，可以避免激光束22直接反射出去，有利于提高激光束22的利用率，可有效降低焊接成本。

焊印11完成焊痕处理后，焊印11的深度小于0.12mm，避免焊印11所在的区域峰谷之间的高度差过大影响极耳10与极柱连接端子的焊接效果，可以大大减小极耳10与极柱连接端子焊接造成的断层风险，提高产品良率。其中，由于焊痕处理后的焊印11为非规则形状，焊痕处理后焊印11的深度为焊印11最高点至最低点之间的深度。可选地，焊印11的深度也可以为0.12mm。

S103：步骤三、激光焊接，将焊痕处理后的焊印11所在的区域与储能装置的极柱连接端子焊接。

焊印11所在的区域与极柱连接端子焊接时，可以通过激光焊接的方式实现，其中，焊印11所在的区域如图5所示。

对焊印11所在的区域与极柱连接端子进行激光焊接时，激光焊接的焊接功率大于或等于120W。使用高功率激光束进行穿透焊，保证激光束能量可以穿透较厚的极耳焊接部12并熔化极柱连接端子于极耳焊接部12的抵接面，焊接时间较短，内部应力较小，大大减小正极焊接断层，有效避免焊穿、爆点等品质异常。

通过将焊齿52的高度设置为大于等于0.15mm且小于等于0.25mm，即，焊印11的深度大于等于0.15mm且小于等于0.25mm，使得压合焊接时焊齿52端部受到的压强较大，焊齿52下压极片时，极耳10层间挤压量较大，以压缩极耳10层间的间隙，减少或避免极耳10层间气泡的出现，有效改善极耳10表层开裂的风险；再将焊印11进行焊痕处理，使得焊印11表面为非平整表面，并将焊印11深度减小，可以大大减小极耳10与极柱连接端子焊接造成的断层，提高产品良率。

请结合图6，示例地，S102：步骤二、焊痕处理的实现方法可以是：控制激光焊头21以第一预设角度照射焊印11的一侧壁，以对焊印11进行一次扫射；控制激光焊头21以第二预设角度照射焊印11的另一侧壁，以对焊印11进行二次扫射。

第一预设角度和第二预设角度均为激光束22照射方向与焊印11侧壁之间的夹角。

对压合焊接后的焊印11进行倾斜扫射时，激光焊头21发射的激光束22以第一预设角度对焊印11的一侧壁进行扫射，通过设定的第一预设角度，使得激光束22方向能够尽可能与焊印11的侧壁垂直，可有效减少激光束22入射后直接反射出去，提升激光束22吸收率，从而有效提升整形效率；且还可以减小或避免激光束22直接反射回激光清洗机20中，有效保护激光清洗机20不被损坏。

示例地，第一预设角度和第二预设角度均为45°。将第一预设角度和第二预设角度均设置为45°，使得激光束22与焊印11的棱边壁面垂直，可以更聚焦、更快地将能量传导至棱边，针对性地熔化棱边，使得焊印11局部熔平，凹凸程度下降，更快速达到焊印11的深度小于0.12mm。

示例地，第一预设角度大于等于30°且小于等于40°，第二预设角度大于等于50°且小于等于60°。将第一预设角度设置为小于第二预设角度，考虑到一次扫射后，焊印11其中一个侧壁面已经部分熔化，有机率造成另一侧壁倾斜；在二次扫射时，调大角度可以更好地将能量聚焦至另一侧壁面上，并且，部分侧壁倾斜会使二次扫射形成不规则的形貌，进一步提升后道高功率激光穿透焊的漫反射，实现穿透焊道均匀加热，提升焊接效果。

示例地，第一预设角度和第二预设角度均在大于等于30°且小于等于60°范围内摆动，使得扫射至焊印11棱边的激光束22角度一直变化，最终熔化的侧壁更加不规则，再进一步提升后道高功率激光穿透焊的漫反射，实现穿透焊道均匀加热，提升焊接效果。其中，第一预设角度可以等于第二预设角度，第一预设角度也可以不等于第二预设角度，具体不作限定。

激光焊头21对焊印11进行一次扫射和二次扫射的轨迹均为“S”形，具体地，一次扫射和二次扫射过程中，激光焊头21的移动轨迹均为“S”形。

焊印11区域中的焊印11具有多排，每个焊印11均包括长度方向相对设置的第一侧壁111和第二侧壁112，每排焊印11的第一侧壁111均朝向图6中的左侧，每排焊印11的第二侧壁112均朝向图6中的右侧。

激光焊头21从图6中的左侧移动至图6中的右侧，激光焊头21从第一侧壁111一侧对焊印11进行一次扫射；随后，激光焊头21再从图6中的右侧移动至图6中的左侧，激光焊头21从第二侧壁112一侧对焊印11进行一次扫射；随后，循环执行上述操作后，实现对所有焊印11的一次扫射，在一次扫射的过程中，激光焊头21的移动轨迹为“S”形。

若激光焊头21进行最后一次的一次扫射时，激光焊头21是从图6的左侧移动图6中的右侧激光焊头21，对焊印11进行二次扫射时，先从图6中的右侧移动至图6中的左侧，激光焊头21从第二侧壁112一侧对一次扫射后的焊印11进行二次扫射；再从图6中的左侧移动至图6中的右侧，激光焊头21从第一侧壁111一侧对一次扫射后的焊印11进行二次扫射；随后，重复执行上述操作，实现对所有焊印11的二次扫射。

激光焊头21整体沿“S”形轨迹一次顺向移动并覆盖整个焊印11区，避免激光焊头21来回移动对位，有利于提高激光焊头21扫射效率。

一次扫射后，使得焊印11的峰部分成为较为平滑的曲线，二次扫射后，对焊印11的峰高作进一步调整，将焊印11的高度降低至小于0.12mm。

示例地，S102：步骤二、焊痕处理还包括：在对焊印11进行一次扫射时，控制激光焊头21的移动速度大于等于100mm/min且小于等于200mm/min；在对焊印11进行二次扫射时，控制激光焊头21的移动速度大于等于50mm/min且小于等于80mm/min。

对焊印11进行一次扫射时，将激光焊头21的移动速度设置为大于等于100mm/min且小于等于200mm/min，以加快一次扫射的效率，二次扫射过程中，由于一次扫射时，焊印11的一部分已产生形变，故将二次扫射过程中的激光焊头21移动速度调小，并设置为大于等于50mm/min且小于等于80mm/min，以对一次整形后的焊印11表面整形为非平整表面，并控制最终形成的焊印11的高度小于0.12mm，避免焊痕处理完成后的焊印11高度过大或过小而影响极耳10与极柱连接端子焊接的稳定性。

示例地，S102：步骤二、焊痕处理还包括：采用激光焊头21对焊印11进行焊痕处理过程中和/或处理完成后，采用吹气装置30对焊印11的位置进行吹气处理、及采用吸尘装置40对焊印11的位置进行吸尘处理。

通过增加吹气装置30，使得焊痕过程中和/或处理完成后能够有效保护焊印11表面，以及起到对焊印11进行冷却的作用。另外，通过增加吸尘装置40，使得焊痕过程中和/或处理完成后产生的多余物质能够及时清除，避免极耳10与极柱连接端子焊接时出现爆点。优选地，在焊痕处理过程中及在焊痕处理完成后均采用吹气装置30进行吹气处理、以及采用吸尘装置40对焊印11的位置进行吸尘处理，避免极耳10与极柱连接端子焊接时出现爆点。

示例地，吹气装置30的吹气气流量大于等于15L/min且小于等于25L/min。将吹气气流量设置为大于等于15L/min且小于等于25L/min，一方面，避免吹气气流量过小，对焊印11表面冷却效果较差，另一方面，避免吹气气流量过大影响焊痕处理，防止降低扫射效率。

一种实施方式中，吸尘装置40的吸尘风速大于等于15mm/s。将吸尘风速设置为大于等于15mm/s，保证吸尘装置40能够有效吸走焊印11区域多余物质，避免极耳10与极柱连接端子焊接时出现爆点。

请结合图2，本申请还提供一种焊接工具50，焊接工具50包括焊机和激光清洗机20，其中焊机包括超声波焊头51，超声波焊头51具有焊齿52，超声波焊头51用于执行步骤S101的方法，激光清洗机20包括激光焊头21，激光焊头21可用于执行步骤S102和S103的方法；可选地，步骤S103还可以通过其他激光焊接设备完成。

超声波焊头51对多层极耳10进行压合焊接时，对超声波焊头51施加一定压力，使得多层极耳10间摩擦产热连接在一起。

超声波焊头51为矩形，超声波焊头51的长度值大于等于30mm且小于等于45mm，超声波焊头51的宽度值大于等于4mm且小于等于16mm。超声波焊头51在垂直于超声波焊头51的高度方向的平面上的正投影为矩形，其中，超声波焊头51的长度值可以是30mm、34mm、37mm、40mm、42mm或45mm，超声波焊头51的宽度值可以是4mm、8mm、10mm、13mm或者16mm，不一一列举。

例如，超声波焊头51的长度值为34mm，宽度值为8mm，相较于常规焊头尺寸为50mm*8mm而言，缩小了超声波焊头51的尺寸，可以相应增加焊齿52的高度，有利于保证超声波焊头51的结构寿命。

将超声波焊头51的长度值设置为大于等于30mm且小于等于45mm，其宽度值设置为大于等于4mm且小于等于16mm，避免超声波焊头51的尺寸过大，利用超声波焊头51对多层极耳10进行压合焊接时过于费力，有利于保证超声波焊头51的结构寿命，同时，避免超声波焊头51的尺寸过小，对多层极耳10进行压合焊接时导致多层极耳10受力过大容易出现断裂现象。

超声波焊头51具有焊齿52，焊齿52的高度大于等于0.15mm且小于等于0.25mm，焊印11的深度等于焊齿52的高度。

通常，焊齿52的高度一般设置为0.1mm，进行压合焊接时，由于焊齿52的高度较小，焊齿52焊接时相当于整个超声波焊头51面进行作用，所受的压强很小，需要的压力就很大，焊机所需要输入的参数较大，能量模式下，正极能量需要800J，负极能量需要1200J，极易出现极耳10表面开裂的问题；且高度较小的焊齿52不易渗透至极耳10内部，极耳10挤压量较少，导致极耳10内部缝隙产生。另外，高度为0.1mm的焊齿52对多层极耳10进行压合焊接后，由于极耳10间的焊接紧密度较差，极耳10与极柱连接端子焊接时容易出现焊接紧密度低的问题，导致出现爆点、炸穿等品质异常。

请结合图2和图3，本申请将焊齿52的高度设置为大于等于0.15mm且小于等于0.25mm，增加焊齿52的高度，使得压合焊接时焊齿52所受到的压强较大，且焊齿52下压极片时，焊齿52间的间隙会填充隆起的极耳10，能够有效压缩极耳10层间的间隙，避免极耳10层间气泡的出现；可有效减小或避免焊齿52挤压时出现刺穿极耳10风险。另外，将焊齿52的高度设置为0.15mm且小于等于0.25mm，可有效减少或排除压合焊接过程中出现极耳10刺穿现象，有效保护极耳10的结构。

另外，焊齿52的高度在[0.15mm，0.25mm]范围内时，能量模式下，焊机的正极能量为600J、负极能量为900J，使得焊机所需输入的参数大幅降低，使得激光功率焊接窗口可以得到提升：正极120W、负极160W，可以有效降低成本；且可以有效减少焊机报警和损坏频次。

采用高度在[0.15mm，0.25mm]范围内的焊齿52对多层极耳10进行压合焊接时，极耳10的层数可为150层，大大提升了焊接层数的兼容性。其中，焊齿52的高度可以是0.15mm、0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm、0.20mm、0.22mm或0.25mm，具体可以是[0.15mm，0.25mm]范围内的任一个值。

可以理解，焊齿52的长度值等于焊印11的长度值，焊齿52的宽度值等于焊印11的宽度值。

另一种实施方式中，焊齿52呈倒梯形，对应地，焊印11的截面形状为倒梯形，焊齿52在垂直于超声波焊头51的高度方向的平面上的正投影为矩形，正投影的长度值可以为焊齿52的长度值，正投影的宽度值可以为焊齿52的宽度值。

倒梯形的焊齿52压合多层极耳10后，焊印11的相对两侧壁均为倾斜的侧壁，进行焊痕处理时，方便焊痕处理时激光焊头21以小于90°的角度照射到侧壁上。

焊齿52的形状还可以是电蚀或机械雕刻形成的规则圆台状或者其他形状，具体不作限定。

示例地，超声波焊头51还包括压边53，压边53呈环状结构，压边53朝向多层极耳10一侧的表面为平面，压边53位于超声波焊头51的边缘并包围焊齿52，压边53的高度小于焊齿52的高度。

其中，压边53为超声波焊头51的外边缘和焊齿52的过度区。在超声波焊头51的边缘增设压边53，且压边53的高度小于焊齿52的高度，使得靠近超声波焊头51边缘的焊齿52与超声波焊头51边缘之间的过度更加平缓，可有效改善表层极耳10开裂的风险。

示例地，压边53的宽度大于等于0.5mm且小于等于1.0mm，例如，压边53的宽度可以是0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm或1.0mm。若压边53的宽度小于0.5mm，靠近超声波焊头51边缘的焊齿52与超声波焊头51边缘之间的过度部分较小，预焊接后的极耳10对应压边53的部分容易出现开裂现象；若压边53的宽度大于1.0mm，压边53在超声波焊头51上占用过多面积，影响焊齿52的设置；本申请中，将压边53的宽度设置为大于等于0.5mm且小于等于1.0mm，有效减少表层极耳10出现开裂现象，且降低对焊齿52尺寸的设置的影响。

激光清洗机20可以为脉冲式激光清洗机20，利用激光清洗的方式将压合焊接后的焊印11的峰部分进行整形，使得焊印11所在的区域的表面变为凹凸不平的表面，即，变成较为均匀的漫反射表面，有利于提高后续极耳10与极柱连接端子焊接时激光焊头21的利用率。其中，激光焊头21发射的激光束的波长可以为1.064μm，激光焊头21的激光扫射功率为50W至100W，脉冲重复频率为50Hz至100Hz，扫描线宽10mm至100mm，低功率激光不会损坏激光焊头21，同时，只会熔化焊印11表面的棱边，不会熔穿极耳焊接部12。

以上是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (17)

1.一种极耳焊接方法，其特征在于，包括：

步骤一、超声焊接，采用超声波焊头对多层极耳进行压合焊接，以将所述多层极耳熔合为一体形成极耳焊接部且至少一侧表面形成焊印，其中，所述焊印的深度大于等于0.15mm且小于等于0.25mm；

步骤二、焊痕处理，采用激光焊头对所述焊印倾斜扫射，以将所述焊印的表面处理为非平整表面，并将所述焊印的深度调整至小于0.12mm；

步骤三、激光焊接，将焊痕处理后的所述焊印所在的区域与储能装置的极柱连接端子焊接。

2.根据权利要求1所述的极耳焊接方法，其特征在于，所述焊印为矩形且尺寸小于所述超声波焊头的尺寸，所述焊印的长度值大于等于28mm且小于等于41mm；所述焊印的宽度值大于等于3mm且小于等于15mm。

3.根据权利要求1所述的极耳焊接方法，其特征在于，所述步骤二、焊痕处理还包括：

控制所述激光焊头以第一预设角度照射所述焊印的一侧壁，以对所述焊印进行一次扫射；

控制所述激光焊头以第二预设角度照射所述焊印的另一侧壁，以对所述焊印进行二次扫射。

4.根据权利要求3所述的极耳焊接方法，其特征在于，所述第一预设角度和所述第二预设角度均为45°；或者，

所述第一预设角度大于等于30°且小于等于40°，所述第二预设角度大于等于50°且小于等于60°。

5.根据权利要求3所述的极耳焊接方法，其特征在于，所述第一预设角度和所述第二预设角度均在大于等于30°且小于等于60°范围内摆动。

6.根据权利要求3所述的极耳焊接方法，其特征在于，所述步骤二、焊痕处理还包括：

在对所述焊印进行一次扫射时，控制所述激光焊头的移动速度大于等于100mm/min且小于等于200mm/min；

在对所述焊印进行二次扫射时，控制所述激光焊头的移动速度大于等于50mm/min且小于等于80mm/min。

7.根据权利要求6所述的极耳焊接方法，其特征在于，对所述焊印进行一次扫射和二次扫射的轨迹为“S”形。

8.根据权利要求3所述的极耳焊接方法，其特征在于，所述激光焊头的激光扫射功率大于等于50W且小于等于100W。

9.根据权利要求1所述的极耳焊接方法，其特征在于，所述步骤三、激光焊接时的激光焊接功率大于或等于120W。

10.根据权利要求1所述的极耳焊接方法，其特征在于，所述步骤二、焊痕处理还包括：

采用所述激光焊头对所述焊印进行焊痕处理过程中和/或处理完成后，采用吹气装置对所述焊印的位置进行吹气处理、及采用吸尘装置对所述焊印的位置进行吸尘处理。

11.根据权利要求10所述的极耳焊接方法，其特征在于，所述吹气装置的吹气气流量大于等于15L/min且小于等于25L/min；所述吸尘装置的吸尘风速大于等于15mm/s。

12.一种焊接工具，其特征在于，包括：

超声波焊头，所述超声波焊头具有焊齿，所述焊齿的高度大于等于0.15mm且小于等于0.25mm，所述超声波焊头用于对多层极耳进行压合焊接，以将所述多层极耳熔合为一体形成极耳焊接部且至少一侧表面形成焊印，所述焊印的深度等于所述焊齿的高度；

激光清洗机，所述激光清洗机包括激光焊头，所述激光焊头用于发射激光，以对所述焊印倾斜扫射，以将所述焊印的表面处理为非平整表面，并将所述焊印的深度调整至小于0.12mm；

所述激光焊头发射的激光还用于将焊痕处理后的所述焊印所在的区域与储能装置的极柱连接端子焊接。

13.根据权利要求12所述的焊接工具，其特征在于，所述超声波焊头为矩形，所述超声波焊头的长度值大于等于30mm且小于等于45mm；所述超声波焊头的宽度值大于等于4mm且小于等于16mm。

14.根据权利要求12所述的焊接工具，其特征在于，所述超声波焊头还包括压边，所述压边呈环状结构，所述压边朝向所述多层极耳一侧的表面为平面，所述压边位于所述超声波焊头的边缘并包围所述焊齿，所述压边的高度小于所述焊齿的高度。

15.根据权利要求14所述的焊接工具，其特征在于，所述压边的宽度大于等于0.5mm且小于等于1.0mm。

16.一种储能装置，其特征在于，采用如权利要求1-11任一项所述的极耳焊接方法制成。

17.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求16所述的储能装置，所述储能装置为所述用电设备供电。