CN209598414U - 用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置，包括夹具、高度调节装置和水平调节装置，夹具用于电芯主体和电芯极耳的定位，高度调节装置用于调节夹具的上下位置，水平调节装置用于调节夹具的水平方向位置；夹具包括夹具盖板和夹具底板，夹具盖板和夹具底板铰接，电芯主体放置在夹具底板与夹具盖板之间。本实用新型通过设置高度调节装置和水平调节装置，调节夹具的高度和水平方向位置，以调节校准电芯极耳与焊头的相对位置，有利于电芯焊接的一致性；电芯主体放置在夹具底板与夹具盖板之间，有利于电芯主体定位，防止电芯极耳与电芯主体的相对位置发生位移，进一步提高电芯焊接的一致性。

Description

用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置

技术领域

本实用新型涉及电池制备的焊接装置领域，特别是涉及到一种用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置。

背景技术

电池极片制片时需要在极片的铜箔区域或者铝箔区域焊接极耳。现有技术方案是利用超声波焊接技术将极耳焊接到极片上。现有技术中，通常通过超声波焊接裸电芯极耳，其优点在于快速、节能、熔合强度高、导电性好、电阻系数极低或近乎零、焊接时间短、不需任何助焊剂，气体，焊料、无火花、接近冷态加工。

但现有技术的超声波焊接具有以下不足：超声波焊接头受力过大或过小，影响焊接质量；焊接头上下运动，使焊接头运行不平稳，焊接过程中夹具压块对极耳的压力过大会影响极耳焊接的质量，容易导致极耳容易破裂。裸电芯无法精准定位导致每次焊头压在电芯极耳的保护片上的位置不同，影响电芯焊接的一致性；为了克服在超声波焊接过程中，焊头焊座对铜箔区和铝箔区的焊接破裂问题；传统焊接方式无电芯定位以及柔性调节装置，在焊头焊座的直接焊接下，极耳箔材区受垂直方向的应力急剧变大，材料各个方向受力不均，被拉扯容易产生破裂。

实用新型内容

本实用新型的主要目的为提供一种用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置，通过设置高度调节装置和水平调节装置，调节夹具的高度和水平方向位置，以调节校准电芯极耳与焊头的相对位置，有利于电芯焊接的一致性。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提出一种用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置，包括夹具、高度调节装置和水平调节装置，所述夹具用于电芯主体和电芯极耳的定位，所述高度调节装置用于调节所述夹具的上下位置，所述水平调节装置用于调节所述夹具的水平方向位置；

所述夹具包括夹具盖板和夹具底板，所述夹具盖板和夹具底板铰接，电芯主体放置在所述夹具底板与夹具盖板之间。

进一步地，所述夹具设有极耳压块，所述极耳压块用于定位所述电芯极耳的焊接位置。

进一步地，所述极耳压块设有焊头定位孔，所述焊头定位孔对应所述电芯极耳的位置设置，所述焊头定位孔用于在焊接时焊头定位。

进一步地，所述夹具底板设有用于放置所述电芯主体的容置槽，所述容置槽的形状与所述电芯主体相适应。

进一步地，还包括夹具托板，所述夹具可活动设置在所述夹具托板上，所述高度调节装置与所述夹具托板连接，所述高度调节装置通过调节所述夹具托板的高度位置以调节所述夹具的高度位置，所述高度调节装置通过所述夹具托板与所述水平调节装置连接，所述水平调节装置与所述夹具连接。

进一步地，所述水平调节装置还包括X方向调节装置和Y方向调节装置，所述X方向调节装置和Y方向调节装置均与所述夹具连接，所述X方向调节装置用于调节所述夹具在X方向的位置，所述Y方向调节装置用于调节所述夹具在Y方向的位置。

进一步地，所述X方向调节装置包括X方向调节孔和X方向限位块，所述X方向调节孔设有多个并设在所述夹具托板上沿X方向直线排列，所述X 方向限位块设有X方向插孔，所述X方向限位块沿X方向移动并通过定位销从所述X方向插孔插入到所述X方向调节孔中定位，所述X方向限位块与所述夹具连接，通过X方向限位块的位置变化调节所述夹具在X方向的位置；所述Y方向调节装置包括Y方向调节孔和Y方向限位块，所述Y方向调节孔设有多个并设在所述夹具托板上沿Y方向直线排列，所述Y方向限位块设有Y方向插孔，所述Y方向限位块沿Y方向移动并通过定位销从所述Y方向插孔插入到所述Y方向调节孔中定位，所述Y方向限位块与所述夹具连接，通过Y方向限位块的位置变化调节所述夹具在Y方向的位置。

进一步地，所述高度调节装置包括调节螺丝和调节螺母，所述调节螺丝的一端固定，所述调节螺丝的另一端可活动穿过所述夹具托板，所述调节螺母与所述调节螺丝螺纹连接并位于夹具托板下方，通过调节所述调节螺母在所述调节螺丝上的高度位置进而调节所述夹具托板的高度。

进一步地，在所述夹具托板下方设有支撑架，所述支撑架包括支撑板和支撑块，所述支撑块和所述支撑板连接，所述支撑板与所述夹具托板平行设置，所述调节螺丝的一端固定在所述支撑板上。

进一步地，所述X方向限位块与所述夹具通过磁铁连接和/或所述Y方向限位块与所述夹具通过磁铁连接。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过设置高度调节装置和水平调节装置，调节夹具的高度和水平方向位置，以调节校准电芯极耳与焊头的相对位置，有利于电芯焊接的一致性；其电芯主体放置在夹具底板与夹具盖板之间，有利于对电芯主体的定位，防止在焊接过程中，电芯极耳与电芯主体的相对位置发生位移，进一步提高电芯焊接的一致性。

附图说明

图1为本实用新型的用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置一实施例的整体结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为本实用新型的用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置中夹具一实施例的整体结构示意图；

图4为图3中夹具(无盖板)的俯视图。

附图标记说明：

1、超声波焊机；2、焊头；3、焊座；4、夹具；5、夹具托板；

6、X方向限位块；7、X方向调节块；8、Y方向限位块；9、Y方向调节孔；

10、调节螺丝；11、调节螺母；12、支撑板；13、支撑块；14、导柱；

15、导套；16、极耳压块；17、夹具盖板；18、夹具底板；19、合页；

20、电芯主体；21、电芯极耳；22、焊头定位孔。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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例，都属于本实用新型保护的范围。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。

另外，在本实用新型中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其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。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

参照图1，本实施例的用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置，包括夹具4、高度调节装置和水平调节装置，夹具4用于电芯主体20和电芯极耳21的定位，高度调节装置用于调节夹具4的上下位置，水平调节装置用于调节夹具4 的水平方向位置；夹具4包括夹具盖板17和夹具底板18，夹具盖板17和夹具底板18铰接，电芯主体20放置在夹具底板18与夹具盖板17之间，本实施例中，夹具盖板17和夹具底板18通过合页19铰接。其中，夹具4位于超声波焊机1的焊头2下方，电芯极耳21放置在超声波焊机1的焊座3上，焊机通电开启后，带动焊头2下压与电芯极耳21接触，从而开始进行超声波焊接。现有技术中，在焊头2下压过程中，电芯极耳21及电芯设置在夹具4上，由于焊接头上下运动，使焊接头运行不平稳，电芯极耳21与焊头2的相对位置发生偏移，出现误差，影响电芯焊接的一致性，通过设置高度调节装置和水平调节装置，当电芯极耳21与焊头2的相对位置发生偏移时，调节夹具4 的高度和水平方向位置，以调节校准电芯极耳21与焊头2的相对位置，有利于电芯焊接的一致性。电芯主体20放置在夹具底板18与夹具盖板17之间，有利于对电芯主体20定位，防止在焊接过程中，电芯极耳21与电芯主体20 的相对位置发生位移，进一步提高电芯焊接的一致性。

此外，由于焊头2和焊座3的设置，夹具盖板17和夹具底板18需要相应的进行避让设计，本实施例中，夹具底板18对应焊座3处挖空形成U型槽，整体呈H型，夹具盖板17呈T型，当然也可呈H型。

现有的电芯极耳21放置在焊座3上，其电芯极耳21没有限位，当焊头2 下压时，电芯极耳21的位置易偏移，影响电芯焊接的一致性，通常为了防止电芯极耳21偏移跑动，焊头2下压时将电芯极耳21压得较紧，对极耳的压力过大会影响极耳焊接的质量，容易导致极耳容易破裂。因此，本实用新型的夹具4设有极耳压块16，其极耳压块16用于定位电芯极耳21的焊接位置。进一步的，极耳压块16设有焊头定位孔22，焊头定位孔22对应电芯极耳21 的位置设置，焊头定位孔22用于在焊接时焊头2定位，其焊头定位孔22的轮廓在焊头2作用轮廓的外侧时焊头2得以伸入到焊头定位孔22中对电芯极耳21进行焊接，保证每次焊头2压在电芯极耳21的保护片上的位置在焊头定位孔22限定的范围中，有利于电芯焊接的一致性。本实施例中，极耳压块 16呈Z型，极耳压块16的一端卡设在夹具盖板17上，极耳压块16的另一端设有焊头定位孔22并平行设置在电芯极耳21的上侧用于对电芯极耳21进行限位，其焊头定位孔22为方形，其焊头定位孔22的边缘对电芯极耳21限位，焊头2下压伸入到焊头定位孔22中对电芯极耳21焊接，由于焊头定位孔22 边缘部分对电芯极耳21的限位，焊头2无需压紧电芯极耳21，防止焊头2对极耳的压力过大而影响极耳焊接的质量及导致极耳容易破裂。

夹具底板18设有用于放置电芯主体20的容置槽，容置槽的形状与电芯主体20相适应，有利于电芯放置平稳，防止电芯在焊接时由于超声波振动产生位移造成与电芯极耳21位置的相对位移，影响焊接质量及焊接一致性。当然，在夹具盖板17上也可相应设有容置槽，与夹具底板18的容置槽配合放置电芯，提高电芯放置的平稳性。电芯放置在容置槽中，其电芯的电极两端与电芯极耳21接触，通过超声波焊机1的焊头2将电芯极耳21分别焊接在电芯的电极两端。

需要说明的是，夹具的高度和水平方向的调节方式有多种，第一种方式，可通过高度调节装置与水平调节装置连接，水平调节装置与夹具连接，通过高度调节装置调节水平调节装置的高度，进而调节夹具的高度位置，而后水平调节装置调节夹具的水平位置；第二种方式，可通过水平调节装置与高度调节装置连接，高度调节装置与夹具连接，通过水平调节装置调节高度调节装置的水平位置，进而调节夹具的水平位置，而后高度调节装置调节夹具的高度位置。

用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置还包括夹具托板5，本实施例中，高度调节装置和水平调节装置通过夹具托板连接，而后水平调节装置与夹具连接，夹具4可活动设置在夹具托板5上，高度调节装置与夹具托板5连接，其高度调节装置通过调节夹具托板5的高度位置以调节夹具4的高度位置。

水平调节装置包括X方向调节装置和Y方向调节装置，X方向调节装置和Y方向调节装置均与夹具4连接，X方向调节装置用于调节夹具4在X方向的位置，Y方向调节装置用于调节夹具4在Y方向的位置。其中，X方向调节装置和Y方向调节装置均可有多种结构，可有多种调节方式，可通过气缸或油缸调节，可通过导轨结构进行调节，可通过孔位位置变化进行调节。

本实施例中，为使加工方便及降低成本，X方向调节装置包括X方向调节孔和X方向限位块6，X方向调节孔设有多个并设在夹具托板5上沿X方向直线排列，X方向限位块沿X方向移动并通过定位销从X方向插孔插入到 X方向调节孔中定位，X方向限位块6与夹具4连接，通过X方向限位块6 的位置变化调节夹具4在X方向的位置。

Y方向调节装置包括Y方向调节孔9和Y方向限位块8，Y方向调节孔9 设有多个并设在夹具托板5上沿Y方向直线排列，Y方向限位块沿Y方向移动并通过定位销从Y方向插孔插入到Y方向调节孔中定位，Y方向限位块8 与夹具4连接，Y方向限位块8的位置变化调节夹具4在Y方向的位置。为提高Y方向限位块8的运动稳定性，其Y方向调节孔9设有多列并对称分布，优选的，本实施例中，Y方向调节孔9设有三列，其中两列设置在夹具托板5 的两侧。

高度调节装置可有多种结构，可有多种调节方式，可通过气缸或油缸调节，可通过电机驱动丝杆调节，也可通过调节螺母11在螺丝上的位置进行手动调节。本实施例中，高度调节装置包括调节螺丝10和调节螺母11，其调节螺丝10的一端固定，调节螺丝10的另一端可活动穿过夹具托板5，调节螺母 11与调节螺丝10螺纹连接并位于夹具托板5下方，调节调节螺母11的位置使调节螺母11顶到夹具托板5，当调节调节螺母11继续上升时，则调节螺母11带动夹具托板5上升，当调节调节螺母11沿调节螺丝10下降时，则夹具托板5在重力作用下下降，优选的，夹具托板5用于穿过调节螺丝10的孔径大于调节螺丝10直径并小于调节螺母11的外径，则夹具托板5可轻松进行上下活动。

进一步的，在夹具托板5下方设有支撑架，支撑架包括支撑板12和支撑块13，支撑块13和支撑板12连接，支撑架通过支撑块13支撑在地面上，支撑板12与夹具托板5平行设置，调节螺丝10的一端固定在支撑架的支撑板 12上，为使夹具托板5的运动更加平稳，在支撑板12上设置有至少两个导向机构并关于支撑板12的中心位置对称分布，导向机构的一端可固定在支撑板 12上则导向机构的另一端可活动穿过夹具托板5，或者，或者，导向机构的一端可固定在夹具托板5上，则导向机构的另一端可活动穿过支撑板12。本实施例中，该导向机构设有四个，并分布在支撑板12的四个角上，导向机构包括导柱14和导套15，导套15固定在支撑板12上，导柱14的一端固定在夹具托板5上，导柱14的另一端可活动穿过支撑板12，当调节螺母11旋转进行上下调节时，导柱14沿导套15进行导向运动，使夹具托板5的运动更加平稳。

进一步的，为使夹具4运动更加平稳，在X方向限位块6与夹具4通过磁铁连接，在Y方向限位块8与夹具4通过磁铁连接，使夹具4吸附在X方向限位块6和Y方向限位块8上，在焊接过程中让其固定，不发生晃动，使极耳压块16和电芯主体20不易随夹具4晃动而晃动，进一步提高电芯焊接的一致性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置，其特征在于，包括夹具、高度调节装置和水平调节装置，所述夹具用于电芯主体和电芯极耳的定位，所述高度调节装置用于调节所述夹具的上下位置，所述水平调节装置用于调节所述夹具的水平方向位置；

所述夹具包括夹具盖板和夹具底板，所述夹具盖板和夹具底板铰接，电芯主体放置在所述夹具底板与夹具盖板之间。

2.根据权利要求1所述的用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置，其特征在于，所述夹具设有极耳压块，所述极耳压块用于定位所述电芯极耳的焊接位置。

3.根据权利要求2所述的用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置，其特征在于，所述极耳压块设有焊头定位孔，所述焊头定位孔对应所述电芯极耳的位置设置，所述焊头定位孔用于在焊接时焊头定位。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置，其特征在于，所述夹具底板设有用于放置所述电芯主体的容置槽，所述容置槽的形状与所述电芯主体相适应。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置，其特征在于，还包括夹具托板，所述夹具可活动设置在所述夹具托板上，所述高度调节装置与所述夹具托板连接，所述高度调节装置通过调节所述夹具托板的高度位置以调节所述夹具的高度位置，所述高度调节装置通过所述夹具托板与所述水平调节装置连接，所述水平调节装置与所述夹具连接。

6.根据权利要求5所述的用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置，其特征在于，所述水平调节装置还包括X方向调节装置和Y方向调节装置，所述X方向调节装置和Y方向调节装置均与所述夹具连接，所述X方向调节装置用于调节所述夹具在X方向的位置，所述Y方向调节装置用于调节所述夹具在Y方向的位置。

7.根据权利要求6所述的用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置，其特征在于，所述X方向调节装置包括X方向调节孔和X方向限位块，所述X方向调节孔设有多个并设在所述夹具托板上沿X方向直线排列，所述X方向限位块设有X方向插孔，所述X方向限位块沿X方向移动并通过定位销从所述X方向插孔插入到所述X方向调节孔中定位，所述X方向限位块与所述夹具连接，通过X方向限位块的位置变化调节所述夹具在X方向的位置；所述Y方向调节装置包括Y方向调节孔和Y方向限位块，所述Y方向调节孔设有多个并设在所述夹具托板上沿Y方向直线排列，所述Y方向限位块设有Y方向插孔，所述Y方向限位块沿Y方向移动并通过定位销从所述Y方向插孔插入到所述Y方向调节孔中定位，所述Y方向限位块与所述夹具连接，通过Y方向限位块的位置变化调节所述夹具在Y方向的位置。

8.根据权利要求6或7所述的用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置，其特征在于，所述高度调节装置包括调节螺丝和调节螺母，所述调节螺丝的一端固定，所述调节螺丝的另一端可活动穿过所述夹具托板，所述调节螺母与所述调节螺丝螺纹连接并位于夹具托板下方，通过调节所述调节螺母在所述调节螺丝上的高度位置进而调节所述夹具托板的高度。

9.根据权利要求8所述的用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置，其特征在于，在所述夹具托板下方设有支撑架，所述支撑架包括支撑板和支撑块，所述支撑块和所述支撑板连接，所述支撑板与所述夹具托板平行设置，所述调节螺丝的一端固定在所述支撑板上。

10.根据权利要求7所述的用于叠片电芯超声波焊接极耳的装置，其特征在于，所述X方向限位块与所述夹具通过磁铁连接和/或所述Y方向限位块与所述夹具通过磁铁连接。