CN118137078A - 将电芯堆中的电化学电芯的极耳连接在一起的装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及将电芯堆中的电化学电芯的极耳连接在一起的装置和方法。用于将电化学电芯的极耳彼此电气地和机械地连接以将电芯彼此串联或并联电连接的装置。在一些实施例中，本公开的装置包括夹紧臂，该夹紧臂插入到由一对紧邻的极耳限定的极耳对内部空间中。该装置还包括压力施加器，该压力施加器具有夹紧构件，该夹紧构件将极耳的部分夹紧成彼此接触。在一些实施例中，压力施加器的一个或更多个部分具有提供对极耳的被夹紧部分的接近的设置，使得极耳部分可以在极耳部分彼此夹紧的同时彼此电气地和机械地连接。还公开了将极耳的部分彼此电气地和机械地连接的方法。
Description
发明领域
本发明总体上涉及构建电池模组(battery modules)的领域。特别地，本发明涉及用于将电芯堆中的电化学电芯(electrochemical cells)的极耳(pole tabs)连接在一起的装置和方法。
背景
在包含多个软包类电化学电芯的多种类型的电池模组的制造中，在电芯堆叠并连接在一起之前，各种紧邻的电芯的极耳对朝向彼此弯曲，以根据极耳的极性在如此连接的两个电芯之间产生电串联连接或电并联连接。进行连接的过程通常包括使用金属块使极耳朝向彼此横向移动，且然后沿着极耳的弯曲部分(bent-over portions)将极耳彼此焊接。然而，由一个或更多个其他因素引起的极耳的不精确弯曲和/或未对准导致在待连结的弯曲部分之间的间隙，该间隙用焊接材料填充，该焊接材料通常具有低于极耳本身的电导率。在某些情况下，如果间隙太大，那么相对大量的“填充物”焊接材料会产生加热危险，这是由于在较高电阻的焊接材料中流动的电流会导致焊接材料过热。
本公开的概述
在一个实施方式中，本公开涉及一种用于将至少一对电极耳连接在一起的夹具，所述至少一对电极耳从彼此堆叠以形成电芯堆的电化学电芯延伸，其中每一对电极耳朝向彼此弯曲以形成极耳重叠部，该极耳重叠部在该极耳重叠部和相对应的电化学电芯对之间限定极耳对内部空间(intra-tab-pair space)。该夹具包括：夹紧臂，该夹紧臂被设计和构造成延伸到该极耳对内部空间中，该夹紧臂具有第一极耳重叠部接合区域；夹紧构件，该夹紧构件被设计和构造成定位成邻近极耳重叠部，该夹紧构件具有第二极耳重叠部接合区域，该第二极耳重叠部接合区域在该夹具的使用期间被放置成与夹紧臂的第一极耳重叠部接合区域对准；以及夹紧机构，该夹紧机构在该夹具的使用期间在第一极耳重叠部接合区域和第二极耳重叠部接合区域之间夹紧极耳重叠部的至少一部分。
在另一实施方式中，本公开涉及一种将至少一对电极耳连接在一起的方法，所述至少一对电极耳从彼此堆叠以形成电芯堆的电化学电芯延伸，其中每对电极耳朝向彼此弯曲以形成极耳重叠部，该极耳重叠部在极耳重叠部和相对应的电化学电芯对之间限定极耳对内部空间。该方法包括将该一对极耳的部分在极耳重叠部中夹紧成彼此接触；并且在夹紧所述部分的同时，将该一对极耳的所述部分在极耳重叠部中彼此连接。
附图简述
出于说明的目的，附图示出了本发明的一个或更多个实施例的方面。然而，应理解，本公开的创新点不限于在附图中所示的精确布置和机构，其中：
图1A是并排定位的一对电化学电芯的局部侧视图，显示了一个电芯的极耳完全弯曲并且另一个电芯的极耳部分弯曲；
图1B是图1A的一对电芯的局部侧视图，显示了在电芯的极耳连接之前彼此堆叠的电芯；
图1C是图1B的一对电芯的局部侧视图，显示了根据本公开的彼此连接的极耳；
图2是在已经执行焊接以在电芯堆内的12个电芯的各个极耳中产生连接的极耳对之后被捕获在焊接夹具的框架中的电芯堆的透视图；
图3A是图2的焊接夹具的局部放大透视图，显示了固定到焊接夹具的框架上的多个夹紧臂；
图3B是与焊接夹具的其余部分隔离的图3A的夹紧臂的放大透视图；
图4A是图2的焊接夹具的透视图，其类似于图3A的视图，但是压力施加器相对于夹紧臂位于工作位置；
图4B是图2的焊接夹具的透视图，其类似于图4A的视图，但是是焊接夹具和电芯堆的相对端的透视图；
图5是图4A和图4B的压力施加器的放大分解视图；以及
图6是在使图2的电芯堆中的每个极耳对成为连接的极耳对期间该极耳对的局部放大剖视图。
详细描述
在一些方面，本公开涉及用于例如在制造电池模组期间将电化学电芯(以下简称“电芯”)的堆中的电化学电芯的极耳(以下简称“极耳”)电气地和机械地连接在一起的装置。在一个简单的示例中，堆叠电芯中的紧邻电芯的单对极耳朝向彼此弯曲，并且弯曲部分彼此连接以形成连接的极耳对。在该示例中，使用1)存在于形成在弯曲极耳之间的极耳对内部空间内的夹紧臂和2)位于弯曲极耳的与夹紧臂相对的一侧的夹紧构件，将弯曲部分夹紧成彼此接触。夹紧臂和夹紧构件彼此协作，并与合适的夹紧机构协作，以根据需要移动，并保持极耳的弯曲部分彼此牢固接触，以最小化或消除弯曲部分之间的任何间隙，同时弯曲部分彼此电气地和机械地连接。这种夹紧用于最小化连接材料(例如，焊接材料、软钎料、硬钎焊材料等)存在于连接中的量。最小化连接材料具有许多好处，例如最小化在电芯的使用期间由流经极耳对的电流引起过热的可能性，最小化使用的连接材料的量，以及减少进行连接所需的时间量和能量的量。
在一些实施例中，根据本公开，夹紧臂、夹紧构件和夹紧机构可以是包括框架的整体焊接夹具的部件，该框架可以在形成一个或更多个连接的极耳对期间将电芯堆牢固地保持在适当的位置。下面结合图2至图6给出这种类型的实施例的详细示例。在一些实施例中，夹紧臂、夹紧构件、和夹紧机构可以是一个或更多个定位系统的部件和/或可以安装到一个或更多个定位系统，例如一个或更多个机器人操纵器、一个或更多个可移动平台、和/或一个或更多个可致动的单连杆或多连杆机构，以及它们的任何合适组合，等等。
在一些方面，本公开涉及直接电气地和机械地将电芯堆内的电芯的极耳中的紧邻的极耳连接在一起的方法。在一些实施例中，本公开的方法包括将极耳的弯曲部分夹紧成彼此牢固接触，并且在弯曲部分夹紧在一起的同时实现弯曲部分彼此的电连接和机械连接。在一些实施例中，每个连接通过焊接(例如，激光焊接)、硬钎焊(brazing)、软钎焊(soldering)、或它们的任何组合来实现。下面详细描述前述和其他方面和实施例。
现在参考附图，图1A至图1C示出了根据本公开电气地和机械地连接两个对应的电芯104(1)和104(2)的一对第一极耳100(1)和第二极耳100(2)以形成连接的极耳对100C(图1C)的过程中的各个阶段。图1A显示了：1)第一极耳100(1)已经完全弯曲以限定弯曲部分100BOP(1)，该弯曲部分100BOP(1)至少名义上与第一极耳的其余部分形成直角A；以及2)在从最初的直构造100S(2)进行弯曲的过程期间的第二极耳100(2)。一旦第二极耳100(2)已经完全弯曲，弯曲部分100BOP(2)也将至少名义上与第二极耳的其余部分形成直角。第一极耳100(1)和第二极耳100(2)的弯曲可以以任何合适的方式执行，例如在电芯104(1)和104(2)彼此堆叠之前进行的弯曲过程中执行，或者在电芯已经堆叠之后进行的弯曲过程中执行。弯曲第一极耳100(1)和第二极耳100(2)的方式超出了本公开的范围。
图1B显示了彼此堆叠的两个电芯104(1)和104(2)，其中两个弯曲部分100BOP(1)和100BOP(2)大致朝向彼此延伸，从而形成其中弯曲部分彼此重叠的极耳对100。如示例所示，在电芯104(1)和104(2)已经堆叠之后，两个重叠的弯曲部分100BOP(1)和100BOP(2)彼此不接触并且彼此不完全平行，从而在第二极耳100(2)的弯曲部分100BOP(2)和第一极耳100(1)的弯曲部分100BOP(1)之间产生相当大的间隙G。
图1C显示了根据本公开的两个弯曲部分100BOP(1)和100BOP(2)在已经牢固地夹紧在一起并且彼此电气地和机械地连接以形成连接的极耳对100C之后的这两个弯曲部分100BOP(1)和100BOP(2)。在该示例中，弯曲部分100BOP(1)和100BOP(2)通过焊接部108(在该示例中为无填料焊接)彼此连接，该焊接部108将两个弯曲部分彼此连结。焊接部108可以通过任何合适的方式(例如激光焊接等)形成。在其他实施例中，焊接部108可通过软钎焊材料和/或硬钎焊材料替代或增强。如果被软钎焊或硬钎焊，软钎焊材料或硬钎焊材料可以存在于第一极耳100(1)弯曲部分100BOP(1)和第二极耳100(2)的弯曲部分100BOP(2)之间。如容易看到的，本文所公开的夹紧过程导致第一极耳100(1)和第二极耳100(2)之间的紧密连接，其中弯曲部分100BOP(1)和100BOP(2)在焊接后彼此牢固接触。
关于已在图1C中示出的连接的极耳对100C的示例构造，图2显示了用于在12个电芯的电芯堆204的一端制造六个连接的极耳对200C(1)至200C(6)的装置的具体实施例。如图4B所示，在电芯堆的相对端形成另外五个连接的极耳对200C(7)至200C(11)(未标记，但分别对应于夹紧臂300(7)至300(11))。注意，在该示例中，提供11个连接的极耳对200C(1)至200C(11)以将12个电芯204(1)至204(12)(仅少数被标记以避免混乱)彼此电串联，其中每个连接的极耳对中的两个极耳具有相反的极性。尽管该示例示出了完全串联连接的电芯204(1)至204(12)，但如上所述，根据电芯204(1)至204(12)相对于它们的极耳极性堆叠的特定设计和方式，相同的装置和方法可以用于创建电并联连接或电串联连接和电并联连接的组合。本领域技术人员还将容易理解，该示例显示了12个电芯的电芯堆204。在其他实施例和实例中，电芯的数量可以是适合特定设计所需的任何数量。此外，电芯堆204不必是最终电池模组(未示出)的完整电芯堆。相反，电芯堆204可以包含将构成最终电池模组的少于全部的电芯。
继续参照图2，在该示例中，该装置是通过弯曲部分(未标记，但参见图1B和图1C的弯曲部分100BOP(1)和100BOP(2))经由焊接而电气地和机械地连接的焊接夹具208。如以上结合图1C所述，在其他实施例中，焊接夹具208可以是任何合适的建立连接的夹具，例如软钎焊夹具或硬钎焊夹具等。在任何情况下，在图2的示例中，焊接夹具208通常是手动操作的装置，其在各个操作期间牢固地保持电芯堆204，并且提供上面结合图1C讨论的夹紧，该夹紧导致六个连接的极耳对200C(1)到200C(6)中的相应对的弯曲部分之间的紧密连接。虽然所示的焊接夹具208需要由一个或更多个人类操作者执行的各种手动操作，但是本领域技术人员将容易理解，手动操作中的任何一个或更多个手动操作可以由一个或更多个对应的自动操作来替换。下面指出这些可替换的手动操作中的一些，以及可以对焊接夹具进行一些其他修改，以产生其他实施例和装置。
在该示例中，焊接夹具208包括框架212，框架212包括基座212B和堆叠压缩构件212SCM，操作者(未示出)使用堆叠压缩构件212SCM将电芯堆叠204压缩并保持在焊接夹具中。堆叠压缩构件212SCM施加在电芯堆204上的压力由一组压降闩锁(drawdown latches)212L(1)至212L(6)(仅示出三个；另外三个设置在电芯对的相对侧上)控制，该一组压降闩锁212L(1)至212LS(6)固定到相对应的相应闩锁支撑件212LS(1)至212LS(6)(也仅示出三个)。在其他实施例中，可以使用不同的手动压缩器件(例如一个或更多个基于螺杆的设备或一个或更多个凸轮设备等)或者自动压缩器件(例如液压缸、电动螺杆、或机械臂的抓握式末端执行器等)。在一些实施例中，可能不需要堆叠压缩器件。例如，如果电芯堆204已经用带缠绕和/或已经安装到端部开口的模组外壳中，那么电芯204(1)到204(12)将已经彼此牢固地捆扎在一起。
同样在该示例中，框架212还包括牢固地固定到基座212B的四个夹紧支撑件212CS(1)至212CS(4)。下面详细描述夹紧支撑件212CS(1)和212CS(2)在焊接夹具208中所起的作用。大体上，夹紧支撑件212CS(3)和212CS(4)所起的作用基本上相同，但它们相对于位于电芯堆204的看不见的端部上的极耳(未示出)和极耳对(未示出)起作用。该框架还包括一组堆叠对准构件212SAM(1)至212SAM(4)(在图2中仅看到两个；另外两个存在于电芯堆204的相对侧)，以帮助操作者在使用夹具时将电芯堆204定位在焊接夹具208内的适当位置。应当注意，在其它实施例中，堆叠对准构件212SAM(1)至212SAM(4)可以被取消和/或利用用于使电芯堆204适当对准的不同器件替换和/或被设置为与所示实施例中的数目不同的数目。
现在参考图3A，该图通过使用夹紧支撑件212CS(1)和212CS(2)来说明夹紧支撑件212CS(1)至212CS(4)的多个作用。在该示例中，夹紧支撑件212CS(1)支撑多个夹紧臂，这里为分别对应于极耳对200(1)至200(6)的六个夹紧臂300(1)至300(6)。如下面结合图6更多地描述的，六个夹紧臂300(1)到300(6)中的每一个至少部分延伸到由相对应的极耳对200(1)到200(6)限定的极耳对内部空间604(图6)中。再次参照图3A，夹紧臂300(1)至300(6)中的每一个作为悬臂被夹紧支撑件212CS(1)支撑，并且通过一对螺纹紧固件308(为了避免杂乱，仅标记了几个)牢固地固定在夹紧支撑件的相对应的支撑通道304(1)至304(6)内。支撑通道304(1)至304(6)有助于适当地定位夹紧臂300(1)至300(6)。在一些实施例中，支撑通道304(1)到304(6)可以被取消或制成不同的形状，以及进行其他变化。注意，在一些实施例中，所提供的夹紧臂(例如夹紧臂300(1)至300(6))不需要由夹紧支撑件(这里是夹紧支撑件212CS(1))单独支撑。例如，夹紧臂可以以一个或更多个组被提供，其中夹紧臂相对于彼此被固定，每个组固定到合适构造的夹紧支撑件上。还应注意，一组固定夹紧臂不需要固定到框架，例如框架212。例如，一组固定夹紧臂可以支撑在机械臂或其他操纵器的端部，该机械臂或其他操纵器将夹紧臂插入到极耳对内部空间(诸如图6的极耳对内部空间604)中。在一些实施例中，夹紧支撑件212CS(1)至212CS(4)中的每一个由一种或更多种电介质材料制成，以提供极耳对200(1)至200(11)与焊接夹具208的其余部分和围绕焊接夹具的任何其他结构的电绝缘。用于夹紧支撑件212CS(1)至212CS(4)的合适电介质材料包括但不限于聚氯乙烯、聚氨酯、聚碳酸酯、和聚醚醚酮等。
现在参照图3B，且也参照图6，在该示例中，每个夹紧臂300(1)至300(6)包括极耳重叠部接合区域300ER(1)至300ER(6)，当夹紧臂在使用中时，该极耳重叠部接合区域接触所讨论的极耳对200(1)至200(6)中的一对极耳200T(1)和200T(2)中的一个极耳的相对应的第一弯曲部分600(1)。在一些实施例中，每个夹紧臂300(1)至300(6)的一个或更多个部分或全部可以由耐高温材料制成，以便抑制或防止由焊接过程生成的热量对夹紧臂300(1)至300(6)的任何损伤。在本实施例中，每个夹紧臂300(1)至300(6)的大部分由金属(例如铝)制成，并添加有高温构件300HTM(1)至300HTM(6)以防止如上所述的热损伤。在该示例中，每个高温构件300HTM(1)至300HTM(6)包括一种或更多种合适的耐高温材料，例如耐高温金属或陶瓷等。同样在该实施例中，每个高温构件300HTM(1)至300HTM(6)通过一对螺纹紧固件312(只有标记出了一些以避免混乱)可移动地固定到相对应的夹紧臂300(1)至300(6)，并且可使用一对千斤顶螺钉(jack screws)316调节，以允许操作者微调相对应的极耳重叠部接合区域300ER(1)至300ER(6)的位置。在其他实施例中，高温构件300HTM(1)至300HTM(6)可以被取消，并且如果被提供的话，可以以另一种方式固定地或移动地附接到支撑臂300(1)至300(6)。
再次参照图3A，图3A还示出框架212还包括一对压力施加器支撑构件212PASM(1)和212PASM(2)，该一对压力施加器支撑构件212PASM(1)和212PASM(2)在这里通过一组八个螺纹紧固件320牢固地固定到夹紧支撑件212CS(1)和212CS(2)。如下面结合图4A和图4B所讨论的，压力施加器支撑构件212PASM(1)和212PASM(2)被提供，使得压力施加器400(图4A和图4B)可以如下所述牢固地固定到框架212。注意，在其他实施例中，所提供的任何压力施加器支撑构件(如果有的话)可以不同于所示的压力施加器支撑构件212PASM(1)和212PASM(2)和/或可以集成到压力施加器400、420(图4A和图4B)中。在一些实施例中，压力施加器400可以根本不固定到框架，而是由另一结构(未示出)支撑，例如由与任何框架分开的夹具或机械臂或其他类型的操纵器等支撑。
现在参考图4A，且也参考图5，在所示的实施例中，压力施加器400被示出为相对于焊接夹具208处于工作位置。未示出但容易设想的是一组紧固件，例如螺纹紧固件，该组紧固件经由压力施加器中的开口404和压力施加器支撑构件中的相对应的螺纹插座(threaded receptacles)324(图3A)将压力施加器400固定到压力施加器支撑构件212PASM(1)和212PASM(2)。如图5所示，在所示实施例中，压力施加器400包括六个夹紧构件400CM(1)至400CM(6)，这些夹紧构件可移动地安装在前板400FP和后板400RP之间并通过多个弹簧(为了方便起见，这些弹簧共同标记为400S)偏置远离后板。前板400FP包括六个开口400FP(1)至400FP(6)和六个相对应的凹槽400R(1)至400R(6)，每个开口允许相对应的极耳重叠部接合区域400ER(1)至400ER(6)(图6；还显示了压力施加器420的400ER(7)至400ER(11))突出于前表面400FF，该六个相对应的凹槽400R(1)至400R(6)允许夹紧构件400CM(1)至400CM(6)在压力施加器400内可移动。
当压力施加器400固定到框架212时，每个极耳重叠部接合区域400ER(1)至400ER(6)接合所讨论的极耳对200(1)至200(6)中的一对极耳200T(1)和200T(2)中的一个极耳的相对应的弯曲部分600(1)和600(2)(图6)，该接合导致弹簧400S压缩到某种程度或另一种程度，导致弹簧向相关的极耳对施加压力。弹簧400S的偏置能力可以被设计成使得夹紧构件400CM(1)至400CM(6)抵抗相应的夹紧臂300(1)至300(6)以足够的力夹紧相关的极耳对200(1)至200(6)(以及还有在电芯堆204(图2)的相对端的极耳对200(7)至200(11)(未示出，但分别对应于图4B中的夹紧臂300(7)至300(11)))中的极耳200T(1)和200T(2)(图6)的弯曲部分，以闭合在夹紧之前可能存在于弯曲部分之间的任何间隙。本领域技术人员将理解如何基于各种变量确定任何特定应用所需的夹紧力，这些变量例如是极耳的刚度和最大容许预夹紧间隙等。相应地，本领域技术人员将理解如何确定提供确定的夹紧力所需的偏置。注意，偏置不一定由螺旋弹簧提供，而是可以由另一种类型的偏置构件提供，例如板簧、悬臂弹簧、或弹性体等。在一些实施例中，偏置构件可以完全被取消，所需的压力由例如机械臂或其他类型的操纵器等提供。在一些实施例中，压力施加器400的一个或更多个部件可以由电介质材料制成，以抑制或防止由于例如焊接夹具208中的静电而损坏电芯堆204中的任何电芯204(1)至204(12)。上面相对于图2的夹紧支撑件212CS(1)至212CS(4)讨论了可用电介质材料的示例。
如在图5中所示，每个夹紧构件400CM(1)到400CM(6)包括连接形成端口400CFP(1)到400CFP(6)(仅标记了少数以避免混乱)，该连接形成端口允许在夹紧构件与相对应的极耳对200(1)到200(6)牢固接合时形成连接，例如焊接。例如，如果极耳对200(1)至200(6)通过激光焊接电气地和机械地连接，则每个连接形成端口400CFP(1)至400CFP(6)允许激光焊接光束投向相对应的夹紧构件400CM(1)至400CM(6)以实现焊接。在本示例中，每个连接形成端口400CFP(1)到400CFP(6)通常是槽的形式。然而，在其他实施例中，每个连接形成端口可以是另一种类型，例如仅在相对应夹紧构件的一侧上的削减区域。压力施加器400的后板400RP具有六个开口400RPO(1)至400RPO(6)，该六个开口400RPO(1)至400RPO(6)与夹紧构件400CM(1)至400CM(6)中的连接形成端口400CFP(1)至400CFP(6)相对应并对准，以允许通过压力施加器400形成连接。
图4B示出了在焊接夹具208内处于工作位置的压力施加器420。在该示例中，该压力施加器420与图4A的压力施加器400基本相同，不同之处在于该压力施加器420具有对应于五个极耳对200(7)至200(11)(未示出，但在位置上分别对应于位于电芯堆204的该端部上的五个夹紧臂300(7)至300(11))的五个夹紧构件(未示出)。在图4B中，所示的电芯堆204的端部是包括正极和负极电源端子(未示出)的端部，正极和负极电源端子分别电气地连接到电芯堆中的顶部电芯和底部电芯的极耳。因此，夹具208的该端部还包括电源支撑件424，电源支撑件424包括通过螺纹紧固件428固定到夹紧支撑件212CS(3)的耦合构件424CM(1)和424CM(2)。电源支撑件424还包括可移动支撑件424MS，该可移动支撑件424MS通过一对调节机构424AM(1)和424AM(2)由耦合构件424CM(1)和424CM(2)可移动支撑，操作者可以调节该一对调节机构424AM(1)和424AM(2)以及调节耦合构件424CM(1)和424CM(2)(如果需要的话)，以便将电源端子构件(未示出)定位在它们的适当位置，以便例如通过焊接固定到相应的电芯极耳。
图6示出了在使图3A至图4B的极耳对200(1)至200(11)中的每个极耳对成为连接的极耳对200C(1)至200C(11)期间的某个时间点的每个极耳对。每个极耳对200(1)至200(11)包括第一极耳200T(1)和第二极耳200T(2)，第一极耳200T(1)和第二极耳200T(2)各自具有彼此重叠的相对应的弯曲部分600(1)和600(2)。第一极耳200T(1)和第二极耳200T(2)、包括第一极耳200T(1)和第二极耳200T(2)的弯曲部分600(1)和600(2)、以及电芯204(1)到204(12)的相对应的相应端部限定极耳对内部空间604，在形成相对应的连接的极耳对200C(1)到200C(11)的过程期间，夹紧臂300(1)到300(11)(六个夹紧臂在电芯堆204的一个端部上，五个夹紧臂在相对的端部上；也参见图3A和图4B)中的一个的至少一部分被插入到该极耳对内部空间604中。
如上所述，每个极耳对200(1)至200(11)的弯曲部分600(1)和600(2)通过相对应的夹紧构件400CM(1)至400CM(11)的偏置力被牢固地夹紧成彼此接触，该偏置力是由被压缩在该夹紧构件和相对应的压力施加器400和420的后板400RP之间的弹簧400S中的一个弹簧400S产生的。同样如上面所讨论的，该夹紧动作闭合在开始夹紧之前可能存在于弯曲部分600(1)和600(2)之间的任何间隙(参见例如图1B的间隙G)，以促进第一极耳200T(1)和第二极耳200T(2)之间的改进的电气和机械连接。在该示例中，第一极耳200T(1)和第二极耳200T(2)通过激光焊接(如通过激光束608所示的)彼此电气地和机械地连接，激光束608被引导穿过压力施加器400、420和夹紧构件400CM(1)至400CM(11)，同时弯曲极耳部分600(1)和600(2)保持被夹紧。在第一极耳200T(1)和第二极耳200T(2)的连接已经形成之后，压力施加器400和420可以被移除，并且夹紧臂300(1)至300(11)可以从极耳对内部空间604中退出。
在高级示例中，本公开的方法包括将一对极耳的部分在极耳重叠部中彼此夹紧在一起，使得这些部分在极耳重叠部处彼此接触。当夹紧这些部分时，该一对极耳在极耳重叠部中彼此连接。如上所述，将一对极耳连接在一起的方式可以是任何合适的方式，例如焊接(例如，激光焊接)、软钎焊、硬钎焊等。
在不偏离本公开的精神和范围的情况下可进行各种修改和添加。上面所述的各种实施例的每个的特征可视情况与其它所述实施例的特征组合，以便提供在相关的新实施例中的多个特征组合。此外，虽然前述内容描述了多个单独的实施例，但是在本文所述的内容仅仅说明本发明的原理的应用。此外，虽然在本文的特定方法可被示出和/或描述为以特定的顺序被执行，但是该顺序在普通技能内是高度可变的以实现本公开的多个方面。相应地，该描述意味着只作为示例被采取，且不以其它方式限制本发明的范围。
示例性实施方案在上面已经被公开并在附图中被示出。本领域中的技术人员应理解，可对本文中具体公开的内容做出各种变化、省略和添加而不偏离本发明的精神和范围。
Claims (18)
1.一种用于将至少一对电极耳连接在一起的夹具，所述至少一对电极耳从彼此堆叠以形成电芯堆的电化学电芯延伸，其中，每对电极耳朝向彼此弯曲以形成极耳重叠部，所述极耳重叠部在所述极耳重叠部和相对应的电化学电芯对之间限定极耳对内部空间，所述夹具包括：
夹紧臂，所述夹紧臂被设计和构造成延伸到所述极耳对内部空间中，所述夹紧臂具有第一极耳重叠部接合区域；
夹紧构件，所述夹紧构件被设计和构造成定位成邻近所述极耳重叠部，所述夹紧构件具有第二极耳重叠部接合区域，所述第二极耳重叠部接合区域在所述夹具的使用期间被放置成与所述夹紧臂的所述第一极耳重叠部接合区域对准；以及
夹紧机构，所述夹紧机构在所述夹具的使用期间在所述第一极耳重叠部接合区域和所述第二极耳重叠部接合区域之间夹紧所述极耳重叠部的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的夹具，其中，所述夹具包括至少一个电介质构件，以将所述电芯堆与所述夹具外部的至少一个结构电绝缘。
3.根据权利要求1所述的夹具，还包括框架，所述框架在所述夹具的使用期间接收所述电芯堆的至少一部分，其中，所述夹紧臂和所述夹紧构件中的每一个在所述夹具的使用期间联接到所述框架。
4.根据权利要求3所述的夹具，还包括牢固地固定到所述框架的压力构件，其中，在所述夹具的使用期间，所述压力构件能够移动地保持夹紧构件。
5.根据权利要求4所述的夹具，其中，所述夹紧机构包括在所述压力构件和所述夹紧构件之间提供偏置力，使得在所述夹具的使用期间，所述夹紧构件被偏置成与所述极耳重叠部接合，从而将所述极耳重叠部夹紧在所述夹紧构件和所述夹紧臂之间。
6.根据权利要求1所述的夹具，其中，所述夹紧构件包括焊接孔，所述焊接孔用于接收穿过所述焊接孔的焊接激光束。
7.根据权利要求1所述的夹具，还包括压力构件，其中，所述夹紧构件由所述压力构件保持。
8.根据权利要求7所述的夹具，其中，在所述夹具的使用期间，所述压力构件相对于所述夹紧臂被固定并且能够移动地保持夹紧构件。
9.根据权利要求8所述的夹具，其中，所述夹紧机构包括在所述压力构件和所述夹紧构件之间提供偏置力，使得在所述夹具的使用期间，所述夹紧构件被偏置成与所述极耳重叠部接合，从而将所述极耳重叠部夹紧在所述夹紧构件和所述夹紧臂之间。
10.根据权利要求1所述的夹具，其中，所述夹紧臂包括调节器件，所述调节器件用于在使用所述夹具时相对于所述极耳重叠部调节所述第一极耳重叠部接合区域。
11.一种将至少一对电极耳连接在一起的方法，所述至少一对电极耳从彼此堆叠以形成电芯堆的电化学电芯延伸，其中，每对电极耳朝向彼此弯曲以形成极耳重叠部，所述极耳重叠部限定所述极耳重叠部和相对应的电化学电芯对之间限定极耳对内部空间，所述方法包括：
将所述一对极耳的部分在所述极耳重叠部中夹紧成彼此接触；以及
当夹紧所述部分时，将所述一对极耳的所述部分在所述极耳重叠部中彼此连接。
12.根据权利要求11所述的方法，还包括将夹紧臂插入到所述极耳对内部空间中，其中，夹紧所述一对极耳的部分包括将所述部分抵靠所述夹紧臂夹紧。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，夹紧所述一对极耳的部分包括在所述极耳重叠部的与所述夹紧臂相对的一侧上将夹紧构件与所述极耳重叠部接合。
14.根据权利要求12所述的方法，还包括在插入所述夹紧臂之后，相对于所述极耳重叠部调节所述夹紧臂。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，调节所述夹紧臂包括调节一个或更多个千斤顶螺钉。
16.根据权利要求11所述的方法，还包括相对于所述夹紧臂固定压力施加器，其中，所述压力施加器包括压力构件和能够移动地与所述压力构件接合的夹紧构件，其中，夹紧所述一对极耳的部分包括在所述压力构件和所述夹紧构件之间提供偏置力。
17.根据权利要求11所述的方法，其中，连接所述一对极耳包括将所述一对极耳彼此焊接。
18.根据权利要求11所述的方法，其中，焊接所述一对极耳包括通过夹紧构件中的孔焊接所述一对极耳。
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