CN209140061U - 一种电池电极焊接工装 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电池电极焊接工装，包括底座、超声波焊接设备和定位组件。底座用于放置待焊接的电池。超声波焊接设备包括超声波焊头和顶针，超声波焊头设置于底座上，并与电池的待焊接区域抵接，顶针穿设于电池的电芯通孔内，顶针靠近电池的底部的一端与电池的负极片抵接。定位组件设置于底座上，用于定位和固定电池的钢壳。通过将电池固定在底座上，利用底座上设置的超声波焊接设置将电池的负极片焊接固定于电池的钢壳上，可避免在负极片、钢壳和超声波焊接设备的超声波焊头的接触处产生大量的热量，损坏超声波焊头的使用寿命。此外可降低对负极片的电阻率要求，选用高导电率的材料制作负极片，降低电池的内阻。

Description

一种电池电极焊接工装

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池电极焊接工装。

背景技术

在现有的圆柱电池中，在将电池的电芯安装至电池的钢壳后，需要将电芯的负极焊接固定于钢壳的底部，以使电芯的负极与钢壳导通，使得电池的钢壳可作为电池的负极使用。

在现有技术中，电极与钢壳的焊接采用的多为电阻焊方式，具体的焊接过程如下：利用电阻焊的上焊针穿过电芯中心的通孔作用于负极耳上，并在电池的钢壳外侧正对设置电阻焊的下焊针，以使电芯的负极片与钢壳之间贴紧；在电阻焊的上焊针与下焊针之间通入大电流。负极片与钢壳之间由于接触电阻的存在而产生焦耳热能，在两者之间形成高温熔融区，形成熔核，使得电极片与钢壳焊接固定在一起。

但在采用电阻焊对负极片与钢壳焊接的过程中存在以下问题：

1、电阻焊的原理为利用负极片与钢壳之间的接触电阻，在导电时将会产生热量将负极片和钢壳融化焊接为一体，因此对于负极片的材料要求不能选用电阻率过低的材质，与电池的低内阻要求相互矛盾；

2、采用电阻焊工艺对负极片与钢壳进行焊接，由于需要在上焊针、下焊针与焊件之间通过大电流时，焊针和焊件之间产生焦耳热能会加剧上焊针和下焊针的磨损速度，导致焊接效果不稳定，并伴随出现焊接炸火现象；

3、由于电阻焊的上焊针直径较小，容易导致有效焊接面积小，影响负极片与钢壳之间的焊接效果。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的在于：提供一种电池电极焊接工装，其既能够完成将电池的负极片焊接在电池的钢壳上，也能够保证负极片与钢壳之间的焊接质量。

为达上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

提供一种电池电极焊接工装，包括：

底座，待焊接的电池放置于所述底座上；

超声波焊接设备，包括超声波焊头和顶针，所述超声波焊头设置于所述底座上，并与所述电池的待焊接区域抵接，所述顶针穿设于所述电池的电芯通孔内，所述顶针靠近所述电池的底部的一端与所述电池的负极片抵接；

定位组件，所述定位组件设置于所述底座上，用于定位和固定所述电池的钢壳。

作为本实用新型的一种优选的技术方案，所述底座包括支架和设置于所述支架上的支承板，所述支承板上开设有过孔，所述超声波焊头对应所述过孔设置。

作为本实用新型的一种优选的技术方案，所述超声波焊头包括第一部和第二部，所述第二部设置于所述第一部上，所述第一部设置于所述支承板远离所述电池的一侧，所述第二部位于所述过孔内。

作为本实用新型的一种优选的技术方案，所述第二部可在所述过孔内沿所述过孔的径向方向移动，当所述第一部与所述支承板抵接时，所述第二部远离所述第一部的端部高于所述支承板的表面。

作为本实用新型的一种优选的技术方案，所述第二部的直径大小与所述过孔的直径相适配。

作为本实用新型的一种优选的技术方案，所述定位组件包括定位套和定位顶块，所述定位套设置于所述底座上，所述定位套上设置有与所述钢壳的形状相适配的容纳空间，所述定位顶块对应所述钢壳设置于所述钢壳远离所述底座的一端，用于在所述钢壳远离所述底座的一端对所述钢壳进行抵压定位。

作为本实用新型的一种优选的技术方案，所述定位套包括第一套体、第二套体和分别与所述第一套体和所述第二套体连接的驱动组件，所述第一套体和所述第二套体相对的侧面设置为弧形面，所述驱动组件可驱动所述第一套体和所述第二套体相互靠近和远离。

作为本实用新型的一种优选的技术方案，所述定位顶块上对应所述钢壳开设有容纳凹槽。

作为本实用新型的一种优选的技术方案，所述定位顶块为圆环结构。

作为本实用新型的一种优选的技术方案，所述底座上对应所述钢壳开设有定位凹槽。

本实用新型的有益效果为：通过将电池固定在底座上，利用底座上设置的超声波焊接设置将电池的负极片焊接固定于电池的钢壳上，可避免在负极片、钢壳和超声波焊接设备的超声波焊头的接触处产生大量的热量，损坏超声波焊头的使用寿命。同时，采用超声波焊方式完成负极片与钢壳的焊接，可保证负极片与钢壳的连接强度，避免负极片与钢壳之间的虚焊。此外利用超声波焊接方式将负极片焊接固定在钢壳上，可降低对负极片的电阻率要求，选用高导电率的材料制作负极片，降低电池的内阻。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为本实用新型实施例所述电池电极焊接工装的结构示意图。

图中：

11电芯；12、钢壳；21、支承板；31、超声波焊头；311、第一部；312、第二部；32、顶针；41、定位套；42、定位顶块。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域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例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，于本实施例中，本实用新型所述的一种电池电极焊接工装，包括底座、超声波焊接设备和定位组件。底座用于放置待焊接的电池。超声波焊接设备包括超声波焊头31和顶针32，超声波焊头31设置于底座上，并与电池的待焊接区域抵接，顶针32穿设于电池的电芯通孔内，顶针32靠近电池的底部的一端与电池的负极片抵接。定位组件设置于底座上，用于定位和固定电池的钢壳12。

通过将电池固定在底座上，利用底座上设置的超声波焊接设置将电池的负极片焊接固定于电池的钢壳12上，可避免在负极片、钢壳12和超声波焊接设备的超声波焊头31的接触处产生大量的热量，降低超声波焊头31的使用寿命。同时，采用超声波焊方式完成负极片与钢壳12的焊接，可保证负极片与钢壳12的连接强度，避免负极片与钢壳12之间的虚焊。此外利用超声波焊接方式将负极片焊接固定在钢壳12上，可降低对负极片的电阻率要求，选用高导电率的材料制作负极片，降低电池的内阻。

在本实用新型实施例中，底座包括支架和设置于支架上的支承板21，支承板21上开设有过孔，超声波焊头31对应过孔设置。

进一步的，超声波焊头31包括第一部311和第二部312，第二部312设置于第一部311上，第一部311设置于支承板21远离电池的一侧，第二部312位于过孔内，并且第二部312可在过孔内沿过孔的径向方向移动，当第一部311与支承板21抵接时，第二部312远离第一部311的端部高于支承板21的表面，且，第二部312的直径大小与过孔的直径相适配。

将超声波焊头31设置为第一部311和设置于第一部311上的，并且第二部312位于支承板21上的过孔内，可在保证对电池的钢壳12的支撑的前提下，通过第二部312和顶针32分别作用于钢壳12和负极片上，进而将超声波装置发生器发出的超声波引导至钢壳12和负极片上，使得负极片被焊接在钢壳12的底部上。此外，可移动设置的第二部312可在对钢壳12和负极片焊接时调整钢壳12和负极片之间的压紧程度，保证钢壳12和负极片的焊接效果。

在本实用新型实施例中，定位组件包括定位套41和定位顶块42，定位套41设置于底座上，定位套41上设置有与钢壳12的形状相适配的容纳空间，定位顶块42对应钢壳12设置于钢壳12远离底座的一端，用于在钢壳12远离底座的一端对钢壳12进行抵压定位。

进一步的，定位套41包括第一套体、第二套体和分别与第一套体和第二套体连接的驱动组件，第一套体和第二套体相对的侧面设置为弧形面，驱动组件可驱动第一套体和第二套体相互靠近和远离。

通过在底座上设置定位组件可实现对电池的定位和固定，放置在焊接过程中电池的移位，保证负极片与钢壳12的焊接质量。

由第一套体和第二套体组成的定位套41，可在定位和固定电池时相对移动，调整两者之间的距离，以适应不同大小的电池，增强焊接工装的适用范围。

上述的驱动装置可采用气缸、油缸或直线导轨实现，或采用其他可实现第一套体和第二套体的相对移动的结构。

优选的，定位顶块42为圆环结构，定位顶块42上对应钢壳12开设有容纳凹槽。

通过在定位顶块42上设置容纳凹槽，可防止在对钢壳12固定的过程中，从钢壳12的竖直方向上施加的力使得钢壳12产生偏移，影响焊接质量，保证负极片和钢壳12的焊接精度。

此外，在本实用新型实施例中，底座上对应钢壳12开设有定位凹槽，以此进一步的提高电池的定位精准性。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”，仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“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实用新型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一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池电极焊接工装，其特征在于，包括：

底座，待焊接的电池放置于所述底座上；

超声波焊接设备，包括超声波焊头和顶针，所述超声波焊头设置于所述底座上，并与所述电池的待焊接区域抵接，所述顶针穿设于所述电池的电芯通孔内，所述顶针靠近所述电池的底部的一端与所述电池的负极片抵接；

定位组件，所述定位组件设置于所述底座上，用于定位和固定所述电池的钢壳。

2.根据权利要求1所述的电池电极焊接工装，其特征在于，所述底座包括支架和设置于所述支架上的支承板，所述支承板上开设有过孔，所述超声波焊头对应所述过孔设置。

3.根据权利要求2所述的电池电极焊接工装，其特征在于，所述超声波焊头包括第一部和第二部，所述第二部设置于所述第一部上，所述第一部设置于所述支承板远离所述电池的一侧，所述第二部位于所述过孔内。

4.根据权利要求3所述的电池电极焊接工装，其特征在于，所述第二部可在所述过孔内沿所述过孔的径向方向移动，当所述第一部与所述支承板抵接时，所述第二部远离所述第一部的端部高于所述支承板的表面。

5.根据权利要求3所述的电池电极焊接工装，其特征在于，所述第二部的直径大小与所述过孔的直径相适配。

6.根据权利要求1所述的电池电极焊接工装，其特征在于，所述定位组件包括定位套和定位顶块，所述定位套设置于所述底座上，所述定位套上设置有与所述钢壳的形状相适配的容纳空间，所述定位顶块对应所述钢壳设置于所述钢壳远离所述底座的一端，用于在所述钢壳远离所述底座的一端对所述钢壳进行抵压定位。

7.根据权利要求6所述的电池电极焊接工装，其特征在于，所述定位套包括第一套体、第二套体和分别与所述第一套体和所述第二套体连接的驱动组件，所述第一套体和所述第二套体相对的侧面设置为弧形面，所述驱动组件可驱动所述第一套体和所述第二套体相互靠近和远离。

8.根据权利要求6所述的电池电极焊接工装，其特征在于，所述定位顶块上对应所述钢壳开设有容纳凹槽。

9.根据权利要求8所述的电池电极焊接工装，其特征在于，所述定位顶块为圆环结构。

10.根据权利要求1所述的电池电极焊接工装，其特征在于，所述底座上对应所述钢壳开设有定位凹槽。