CN202067854U - 锂离子电池底部焊接用的焊针 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开的是一种锂离子电池底部焊接用的焊针，包括铜质针体和套设于所述铜质针体顶部的钨质焊头。通过改变焊针的结构，在高导电、高传热性的铜质针体顶端套设一高电阻、低导热性的钨质焊头，在焊接电池底部多层的紫铜或镍电极时，能提高焊接稳定性和可靠性，有效提高了电池的合格率。
Description
【技术领域】
本实用新型涉及锂离子电池焊接技术，尤其是指一种锂离子电池底部焊接用的焊针。
【背景技术】
随着可移动电动工具和其它高倍率放电用品的发展以及环保意识的增强，用于高倍率放电的电池从镍氢和镍镉的普通电池快速向更高能量密度和环保的锂离子电池转变，而这些电池又是以圆柱形锂离子电池，如18650、26650为主。而随着锂离子电池的广泛应用，18650圆柱形电池已不再局限于笔记本电脑中，目前已可应用到小型动力型工具中。在应用过程中，要求电池在长时间的高倍率放电时，电池的内阻变化不能太大，否则会影响到电池的使用寿命及使用范围。因此，为了改善电池的性能，可将电池的负极耳采用纯铜极耳以降低内阻及有更良好的热传导功能。在实际应用铜极耳时，在制造过程中，由于材料的特性，使得铜极耳不易被焊接牢固。
【实用新型内容】
基于此，有必要提供一种焊接牢固可靠、稳定性较好的锂离子电池底部焊接用的焊针。
一种锂离子电池底部焊接用的焊针，包括铜质针体和套设于所述铜质针体顶部的钨质焊头。
在优选的实施方式中，所述针体的直径为1.8～2.5mm。
在优选的实施方式中，所述针体的前端形成有定位凸起，所述焊头包括套设于所述定位凸起的固定部和与所述固定部相连的焊接部。
在优选的实施方式中，所述定位凸起的截面形状为梯形。
在优选的实施方式中，所述定位凸起的侧面与所述针体的侧面形成的夹角为5～10°。
在优选的实施方式中，所述焊接部的长度为4～8mm，所述焊接部的直径为1.5～2.0mm。
通过改变焊针的结构，在高导电、高传热性的铜质针体顶端套设一高电阻、低导热性的钨质焊头，在焊接电池底部多层的紫铜或镍电极时，能提高焊接稳定性和可靠性，有效提高了电池的合格率。
【附图说明】
通过附图中所示的本实用新型的优选实施例的更具体说明，本实用新型的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本实用新型的主旨。
图1为一实施例的锂离子电池底部焊接用的焊针的局部剖视图；
图2为传统的焊针的焊接结果示意图；
图3为使用传统焊针焊接的产品的拉力测试图；
图4为一实施例的焊针的焊接结果示意图；
图5为使用一实施例的焊针焊接的产品的拉力测试图。
【具体实施方式】
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。
请参阅图1，一实施例的锂离子电池底部焊接用的焊针100包括针体10和焊头30。
针体10大致为圆柱状，其是由高导电、高传热性的纯铜制成。针体10的直径为为1.8～2.5mm，优选为2.3mm。
针体10的前端形成有定位凸起11。定位凸起11的截面形状为梯形。定位凸起11的侧面与针体10的侧面形成的夹角为5～10°，优选为8°。
焊头30由高电阻、低导热性及高熔点的钨质材料制成。焊头30包括套设于定位凸起11的固定部31和与固定部31相连的焊接部33。焊接部33的长度为4～8mm，优选为6.5mm。焊接部33的直径为1.5～2.0mm，优选为1.5mm。
传统的焊针全部由纯铜制成，在批量制造过程中，由于长时间作业会使得如铜质材料的极耳极易发热从而使焊针更易磨损而溅射出焊渣，同时焊针的温度会变得更高而损坏隔膜，从而给电池带定安全隐患。而本实施例的焊针100由于采用了钨质焊头30，能够增加焊针的耐磨性、增强使用寿命，增加焊接时电极底部与极耳(镍带或铜带)之间的导电电阻，避免焊渣的产生，提高焊接的可靠性。利用该焊针结构焊接的圆柱形锂离子电池底部焊接牢固、稳定性好、电池合格率高、质量可靠。
为了验证本发明的使用效果，现取传统的焊针和本实施例的焊针，以纯铜为材质的负极耳进行焊接实验，调整好参数后，各焊接32pcs电池，对点焊后的拉力作对比分析。
1.应用传统的纯铜焊针焊接铜极耳，得到的结果分析如图2所示。
由图2可知，当应用传统焊针时，标准偏差为3.19，PPK则为1.14，即纯铜焊针在焊接铜极耳时，无法大量连续的进行焊接，否则效果极差，如果仍使用此类焊针，则需要员工频繁的更换焊针，而每次更换焊针后均需要重新进行拉力检测，因此会大大降低生产效率。
由图3可知，实际批量实验发现，采用纯铜焊针进行焊接生产，以每生产100pcs电池即进行一次拉力检测，则在连续生产1200pcs后抽检拉力时，焊接拉力即出现低于8N(标准拉力)的情况。
2.应用本实施例的焊针焊接铜极耳，得到的结果分析如图4所示。
由图4可知，当应用套入钨质材料的焊针实验时，标准偏差为2.64，PPK则达1.48，远高于传统焊针。说明本实施例的焊针在焊接铜极耳时效果显著。
由图5可知，在实际批量实验中，采用套入钨质材料的焊针进行验证，同样以每100pcs电池即进行一次拉力检测，则在连续生产2000pcs后才发现有低于8N的情况(如下图)。
在实际生产过程中，每更换一次焊针均需要重新对该焊针作拉力检测，检测合格后方可继续生产。以传统焊针为例，如果滚槽焊接机设备的效率是60ppm，则每生产20min需要停机来更换焊针，而每次更换焊针作接力检测需要时间约为10～15min，因此每小时在更换焊针的动作上需要浪费至少20min时间，且每小时只能生产2400pcs。而如果采用本实施例的焊针，则每生产约35min需要停机来更换焊针，而且每小时可生产约3000pcs电池，效率可从66％提高至83％。
因此，当制造商为生产大倍率电池而采用铜极耳时，应用本实施例的焊针，则可有效地提高生产效率。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (6)
1.一种锂离子电池底部焊接用的焊针，其特征在于，包括铜质针体和套设于所述铜质针体顶部的钨质焊头。
2.如权利要求1所述的锂离子电池底部焊接用的焊针，其特征在于：所述针体的直径为1.8～2.5mm。
3.如权利要求1所述的锂离子电池底部焊接用的焊针，其特征在于：所述针体的前端形成有定位凸起，所述焊头包括套设于所述定位凸起的固定部和与所述固定部相连的焊接部。
4.如权利要求3所述的锂离子电池底部焊接用的焊针，其特征在于：所述定位凸起的截面形状为梯形。
5.如权利要求4所述的锂离子电池底部焊接用的焊针，其特征在于：所述定位凸起的侧面与所述针体的侧面形成的夹角为5～10°。
6.如权利要求3所述的锂离子电池底部焊接用的焊针，其特征在于：所述焊接部的长度为4～8mm，所述焊接部的直径为1.5～2.0mm。
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