CN218701378U - 一种超声焊接装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及焊接设备技术领域，特别涉及一种超声焊接装置，包括用于承载电芯的承载机构、设置于所述承载机构上且用于定位电芯的电芯定位机构、设置于所述承载机构上且用于固定顶盖组件的顶盖定位机构，位于所述承载机构相对的两侧分别设置有超声焊接机构，所述超声焊接机构适于将电芯上的保护膜组件与顶盖组件焊接。采用该超声焊接装置可以一次性稳固地将保护膜组件与顶盖组件焊接固定，进而避免现有的热熔方式造成保护膜组件与顶盖组件热熔焊接不良、热熔时间长效率低的问题。本方案的超声焊接装置不仅焊接时间短，焊接效率高，焊接固定效果好，还避免了热熔块寿命短、需要频繁更换热熔块的问题。

Description

一种超声焊接装置

技术领域

本申请涉及焊接设备技术领域，特别涉及一种超声焊接装置。

背景技术

现有电池制造过程中，裸电芯入壳之前包有保护膜组件(如mylar膜和底托片)，现有技术中通常采用热熔的方式将保护膜组件热熔到顶盖组件上，然而当在保护膜组件较厚时，通过热熔的方式则难以将保护膜组件和顶盖组件完美整合，从而造成保护膜组件与顶盖组件焊接不良的情况，同时采用热熔的方式不仅热熔时间长，效率低，且热熔块寿命短，需要频繁更换热熔块，不便于维护。

实用新型内容

为了解决上述技术问题之一，本申请提供一种超声焊接装置，用于将电芯上的保护膜组件与顶盖组件焊接，包括用于承载电芯的承载机构、设置于所述承载机构上且用于定位电芯的电芯定位机构、设置于所述承载机构上且用于固定顶盖组件的顶盖定位机构，位于所述承载机构相对的两侧分别设置有超声焊接机构，所述超声焊接机构适于将电芯上的保护膜组件与所述顶盖组件焊接。采用该超声焊接装置可以一次性稳固地将保护膜组件与顶盖组件焊接固定，进而避免现有的热熔方式造成保护膜组件与顶盖组件热熔焊接不良、热熔时间长效率低的问题。本方案的超声焊接装置不仅焊接时间短，焊接效率高，焊接固定效果好，还避免了热熔块寿命短、需要频繁更换热熔块的问题。

优选的，所述保护膜组件为底托片和/或mylar膜，所述超声焊接机构适于将所述底托片和/或mylar膜与所述顶盖组件焊接。本实施例中所说的与顶盖组件焊接的保护膜组件可以是底托片、或者是mylar膜、或者是mylar膜和底托片组合。

mylar膜包覆于电芯且位于电芯长度方向的其中一侧设有底托片时，则所述的保护膜组件具体为底托片和mylar膜，超声焊接机构将底托片和mylar膜与所述顶盖组件进行焊接；

对于mylar膜包覆于电芯且位于电芯长度方向的一侧没有设置底托片，则此时保护膜组件具体指的是mylar膜，超声焊接机构用于将mylar膜与顶盖组件进行焊接；

当mylar膜包覆于电芯后且位于电芯长度方向的其中一侧设有底托片，并在mylar膜上开设有露出底托片待焊接区域的避空槽时，此时保护膜组件具体指的是底托片，超声焊接机构将底托片与顶盖组件进行焊接。

优选的，所述电芯定位机构包括位于所述电芯相对两侧的第一定位组件、以及相邻于所述第一定位组件的第二定位组件和基准块。通过第一定位组件、第二定位组件和基准块配合实现对电芯的位置进行定位，确保电芯上的保护膜组件与顶盖组件的位置准确配合，从而确保电芯上的保护膜组件与顶盖组件准确焊接固定，提高焊接质量，避免焊接不良的情况。

优选的，所述第一定位组件包括设置于所述承载机构上且位于所述电芯相对两侧的第一定位块，两组所述第一定位块可相向移动、或者其中一组可朝向另一组移动。在其中一种实施方式当中，第一定位块分别连接有驱动器，可以通过驱动件驱使两组第一定位块相向移动，进而实现对电芯的第一方向进行定位。还可以的，其中一组第一定位块固定设置在承载机构上，通过驱动件驱使另一组第一定位块移动，进而实现对电芯的进行定位。

优选的，所述第二定位组件包括朝向所述基准块设置的第二定位块、以及驱动所述第二定位块朝向所述基准块移动的第一驱动组件。示例性的，第一驱动组件可以是气缸或者是直线电机等驱动器，通过第二定位块和基准块实现对电芯的第二方向进行定位，从而确保电芯位置的准确性。

优选的，还包括用于固定所述电芯的压紧机构，所述压紧机构包括压紧块、以及驱动所述压紧块下压固定所述电芯和保护膜组件的第二驱动组件。通过第二驱动组件驱动压紧块下压固定电芯，同时将电芯上的mylar膜和底托片固定，避免在焊接时mylar膜和底托片发生位移，进而超声焊接机构准确地将mylar膜和底托片与顶盖组件焊接固定。

优选的，所述顶盖定位机构包括两组相向设置的夹持块、以及驱动所述夹持块夹持顶盖组件的第三驱动组件。通过第三驱动组件驱动夹持块相向移动，进而夹持固定顶盖组件，确保在焊接过程中顶盖组件不会发生位置偏移，从而提高顶盖组件与保护膜组件的焊接质量。

优选的，两组所述夹持块的夹持面开设有用于定位顶盖组件的定位槽。进而夹持块在夹持顶盖组件时，通过定位槽对顶盖组件进行定位，从而保证顶盖组件与电芯上的保护膜组件之间相对位置的准确性，提高焊接精度和质量，避免出现焊接不良的情况。

优选的，所述超声焊接机构包括超声波焊接器、以及驱动所述超声波焊接器靠近或远离电芯的第四驱动组件。采用超声波焊接的方式对保护膜组件与顶盖组件焊接，焊头不需要更换，焊接时间小于0.3s，焊接时间短效率高，不需要冷却，且没有拉丝问题。

优选的，还包括用于驱动所述超声焊接机构沿电芯极耳的一端到另一端的方向移动的位移驱动组件，所述第四驱动组件设置于所述位移驱动组件的驱动端。需要对电芯的两端进行保护膜组件与顶盖组件焊接，进而通过位移驱动组件可以驱动超声焊接机构沿着电芯极耳的一端到另一端移动，进而完成电芯两端的焊接，避免设置更多的超声焊接机构，节约成本。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：本申请方案通过在承载机构上设置电芯定位机构，电芯放置在承载机构上后通过电芯定位机构对电芯的位置进行定位，在承载机构上朝向电芯的端部设置有顶盖定位机构，顶盖定位机构且用于定位和固定顶盖组件，进而使得顶盖组件与电芯上的保护膜组件相对固定，在承载机构相对的两侧分别设置有超声焊接机构，超声焊接机构可朝向电芯的两侧边移动，进而将电芯上的保护膜组件与顶盖组件焊接。采用超声焊接的方式一次性稳固地将保护膜组件与顶盖组件焊接固定，进而避免现有的热熔方式造成保护膜组件与顶盖组件热熔焊接不良、热熔时间长效率低的问题。采用本方案超声焊接的方式不仅焊接时间短，焊接效率高，焊接固定效果好，还避免了热熔块寿命短、需要频繁更换热熔块的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本申请实施例或现有技术的描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一部分实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例的超声焊接装置结构示意图；

图2为本申请实施例的顶盖定位机构和压紧机构示意图；

图3为本申请实施例电芯与顶盖组件第一种焊接情况的侧视图；

图4为本申请实施例电芯与顶盖组件第二种焊接情况的侧视图；

图5为本申请实施例电芯与顶盖组件第三种焊接情况的侧视图。

附图标记

10、承载机构；20、电芯定位机构；21、第一定位组件；211、第一定位块；22、第二定位组件；221、第二定位块；222、第一驱动组件；23、基准块；30、压紧机构；31、压紧块；32、第二驱动组件；40、顶盖定位机构；41、夹持块；411、定位槽；42、第三驱动组件；50、超声焊接机构；51、超声波焊接器；52、第四驱动组件；1、顶盖组件；2、底托片；3、mylar膜。

具体实施方式

以下将以图式揭露本申请的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本申请。也就是说，在本申请的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。

需要说明，本申请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。

另外，在本申请中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本申请，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，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，也不在本申请要求的保护范围之内。

为能进一步了解本申请的内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

实施例1

为了解决上述技术问题，本实施例提供一种超声焊接装置，用于将电芯上的保护膜组件与顶盖组件焊接，如图1所示，包括用于承载电芯的承载机构10、设置于承载机构10上电芯定位机构20，电芯放置在承载机构10上后通过电芯定位机构20对电芯的位置进行定位，在承载机构10上朝向电芯的端部设置有顶盖定位机构40，顶盖定位机构40且用于定位和固定顶盖组件，进而使得顶盖组件与电芯上的保护膜组件相对固定，在承载机构10相对的两侧分别设置有超声焊接机构50，超声焊接机构50可朝向电芯的两侧边移动，进而将电芯上的保护膜组件与顶盖组件焊接。采用超声焊接的方式一次性稳固地将保护膜组件与顶盖组件焊接固定，进而避免现有的需要将底托片热熔到mylar膜上，再将mylar膜热熔到顶盖组件上的热熔方式。采用本方案超声焊接的方式不仅焊接时间短，焊接效率高，焊接固定效果好，还避免了热熔块寿命短、需要频繁更换热熔块的问题。

具体的，本实施例的电芯以长电芯为例(但不仅限于长电芯)进行说明，设置在电芯上的保护膜组件为底托片和/或mylar膜，其中，电芯结构为电芯和包覆电芯的mylar膜，在电芯长度方向的其中一侧设置有底托片2，另一侧不设置底托片2，本实施例的电芯以上述结构为例进行说明，但不仅限于上述结构。以下对本实施例电芯的三种焊接情况进行说明，如图3所示为电芯侧视图，对于第一种情况，保护膜组件可以是设置在电芯长度方向的其中一侧的底托片2和包覆在电芯和底托片2的mylar膜3，顶盖组件1包括止动架和顶盖等部件，顶盖组件1的焊接部位就是止动架所在的位置。将电芯放置在承载机构10上后，通过压紧机构30将电芯和保护膜组件进行固定，再通过顶盖定位机构40将顶盖组件1固定在电芯一端后，通过超声焊接机构50将电芯该侧的底托片2和mylar膜与顶盖组件1一起焊接固定，进而提高焊接固定效果和焊接效率，避免底托片和mylar膜与顶盖组件1通过热熔的方式导致连接不良的情况。

如图4所示，对于mylar膜3包覆于电芯且位于电芯长度方向的一侧没有设置底托片2，则此时保护膜组件具体指的是mylar膜3，超声焊接机构用于将mylar膜3与顶盖组件1进行焊接，此为第二种焊接情况；

如图5所示，当mylar膜3包覆于电芯后且位于电芯长度方向的其中一侧设有底托片2，并在mylar膜3上开设有露出底托片2待焊接区域的避空槽时，此时保护膜组件具体指的是底托片2，超声焊接机构将将露出的底托片2与顶盖组件1焊接，此为第三种焊接情况。

因此本实施例中所述的与顶盖组件1焊接的保护膜组件可以是底托片2、或者是mylar膜3、或者是mylar膜3和底托片2组合。

进一步的，为了实现将电芯进行定位，电芯定位机构20包括位于电芯相对两侧的第一定位组件21、以及相邻于第一定位组件21的第二定位组件22和基准块23。电芯放置在承载机构10上后，通过第一定位组件21、第二定位组件22和基准块23配合实现对电芯的位置进行定位，确保电芯上的保护膜组件与顶盖组件1的位置准确配合，从而确保电芯上的保护膜组件与顶盖组件1准确焊接固定，提高焊接质量，避免焊接不良的情况。

具体的，在上述方案中，第一定位组件21包括设置于承载机构10上且位于电芯相对两侧的第一定位块211，承载机构10为承载台，在承载机构10上设置基准块23，电芯的其中一边抵靠在基准块23上进行定位，在其中一种实施方式当中，第一定位块211分别连接有驱动器，可以通过驱动件驱使两组第一定位块211相向移动，进而实现对电芯的第一方向进行定位。

进一步的，第二定位组件22包括朝向基准块23设置的第二定位块221、以及驱动第二定位块221朝向基准块23移动的第一驱动组件222。进而当第一定位组件21对电芯的第一方向进行定位后，通过第一驱动组件222驱动第二定位块221朝向电芯移动，示例性的，第一驱动组件222可以是气缸或者是直线电机等驱动器，通过第二定位块221和基准块23实现对电芯的第二方向进行定位，从而确保电芯位置的准确性。

在电芯定位完成后，需要将电芯进行固定，为此在电芯的上方悬置有压紧机构30，如图2所示，压紧机构30包括压紧块31、以及驱动压紧块31下压固定电芯和保护膜组件的第二驱动组件32。示例性的，第二驱动组件32可以是气缸或者是直线电机等驱动器，通过第二驱动组件32驱动压紧块31下压固定电芯，同时将电芯上的mylar膜3和底托片2固定，避免在焊接时mylar膜3和底托片2发生位移，进而超声焊接机构50准确地将mylar膜3和底托片2与顶盖组件1焊接固定。

进一步的，为了实现夹持固定顶盖组件1，如图2所示，顶盖定位机构40包括两组相向设置的夹持块41、以及驱动夹持块41夹持顶盖组件1的第三驱动组件42。示例性的，第三驱动组件42可以是气缸或者是电机等驱动器，通过第三驱动组件42驱动夹持块41相向移动，进而夹持固定顶盖组件1，确保在焊接过程中顶盖组件1不会发生位置偏移，从而提高顶盖组件1与保护膜组件的焊接质量。压紧机构30设置在顶盖定位机构40的顶部，进而使得压紧机构30悬置在电芯的上方。

进一步的，在上述方案中，夹持块41的夹持面开设有用于定位顶盖组件1的定位槽411。进而夹持块41在夹持顶盖组件1时，通过定位槽411对顶盖组件1进行定位，从而保证顶盖组件1与电芯上的保护膜组件之间相对位置的准确性，提高焊接精度和质量，避免出现焊接不良的情况。

当电芯和顶盖组件1的位置定位完成后，通过超声焊接机构50对保护膜组件和顶盖组件1进行焊接，为此，超声焊接机构50包括超声波焊接器51、以及驱动超声波焊接器51靠近或远离电芯的第四驱动组件52。第四驱动组件52可以是气缸或者是电机等驱动器，通过第四驱动组件52驱动超声波焊接器51朝向电芯侧面的mylar膜和底托片移动，进而通过超声波焊接器51将mylar膜和底托片与顶盖组件1焊接固定。并且，超声焊接机构50分别设置于承载机构10相对的两侧，进而同时对电芯两侧的底托片与顶盖组件1进行焊接，提高焊接效率，降低超声焊接机构的数量，大大降低成本。且超声焊接机构寿命长，无需频繁维护，不易打乱生产节奏，保证生产效率。

另一方面，现有的热熔方式是采用热熔头进行热熔，采用热熔头进行热熔时需要涂覆铁氟龙涂层，导致铁氟龙涂层需要定期更换，并且由于热熔是热传导，单次热熔头接触产品焊接时间为2-4s，同时需要冷却来避免出现拉丝的情况。而本方案的超声焊接机构50采用超声波焊接的方式对保护膜组件与顶盖组件1焊接，焊头不需要更换，焊接时间小于0.3s，焊接时间短效率高，不需要冷却，且没有拉丝问题。

进一步的，本实施例还包括用于驱动超声焊接机构50移动的位移驱动组件，第四驱动组件52设置于位移驱动组件的驱动端。位移驱动组件可以是滑台气缸、直线电机等驱动机构。示例性的，如图1中所示，通过位移驱动组件可以驱动超声焊接机构50沿着X方向移动，对于不同类型的电芯，当电芯的两端都有极耳时，需要对电芯的两端进行保护膜组件与顶盖组件1焊接，进而通过位移驱动组件可以驱动超声焊接机构50沿着电芯极耳的一端到另一端移动，因此本实施例中所说的X方向为电芯极耳的一端到另一端的方向，进而完成电芯两端的焊接，避免设置更多的超声焊接机构50，节约成本。还可以的，在其他实施方式当中，位移驱动组件还可以驱动超声焊接机构50沿着Y方向移动，进而可以调整超声焊接机构50的焊接位置，提高焊接质量。

实施例2

本实施例提供一种超声焊接装置，包括用于承载电芯的承载机构10、设置于承载机构10上电芯定位机构20，电芯放置在承载机构10上后通过电芯定位机构20对电芯的位置进行定位，在承载机构10上朝向电芯的端部设置有顶盖定位机构40，顶盖定位机构40且用于定位和固定顶盖组件，进而使得顶盖组件与电芯上的保护膜组件相对固定，在承载机构10相对的两侧分别设置有超声焊接机构50，超声焊接机构50可朝向电芯的两侧边移动，进而将电芯上的保护膜组件与顶盖组件焊接。

电芯定位机构20包括位于电芯相对两侧的第一定位组件21、以及相邻于第一定位组件21的第二定位组件22和基准块23，第一定位组件21包括设置于承载机构10上且位于电芯相对两侧的第一定位块211，与实施例1不同的是，本实施例中的其中一组第一定位块211固定设置在承载机构10上，通过一个驱动件驱使另一组第一定位块211移动，进而实现对电芯的第一方向进行定位，再通过第二定位组件22对电芯的第二方向进行定位，从而确保电芯位置的准确性。

综上所述，在本申请一或多个实施方式中，本申请方案通过在承载机构上设置电芯定位机构，电芯放置在承载机构上后通过电芯定位机构对电芯的位置进行定位，在承载机构上朝向电芯的端部设置有顶盖定位机构，顶盖定位机构且用于定位和固定顶盖组件，进而使得顶盖组件与电芯上的保护膜组件相对固定，在承载机构相对的两侧分别设置有超声焊接机构，超声焊接机构可朝向电芯的两侧边移动，进而将电芯上的保护膜组件与顶盖组件焊接。采用超声焊接的方式一次性稳固地将保护膜组件与顶盖组件焊接固定，进而避免现有的热熔方式造成保护膜组件与顶盖组件热熔焊接不良、热熔时间长效率低的问题。采用本方案超声焊接的方式不仅焊接时间短，焊接效率高，焊接固定效果好，还避免了热熔块寿命短、需要频繁更换热熔块的问题。

以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声焊接装置，用于将电芯上的保护膜组件与顶盖组件焊接，其特征在于：包括用于承载电芯的承载机构(10)、设置于所述承载机构(10)上且用于定位电芯的电芯定位机构(20)、设置于所述承载机构(10)上且用于固定顶盖组件的顶盖定位机构(40)，位于所述承载机构(10)相对的两侧分别设置有超声焊接机构(50)，所述超声焊接机构(50)适于将电芯上的保护膜组件与所述顶盖组件焊接。

2.根据权利要求1所述的超声焊接装置，其特征在于：所述保护膜组件为底托片和/或mylar膜，所述超声焊接机构(50)适于将所述底托片和/或mylar膜与所述顶盖组件焊接。

3.根据权利要求1所述的超声焊接装置，其特征在于：所述电芯定位机构(20)包括位于所述电芯相对两侧的第一定位组件(21)、以及相邻于所述第一定位组件(21)的第二定位组件(22)和基准块(23)。

4.根据权利要求3所述的超声焊接装置，其特征在于：所述第一定位组件(21)包括设置于所述承载机构(10)上且位于所述电芯相对两侧的第一定位块(211)。

5.根据权利要求3所述的超声焊接装置，其特征在于：所述第二定位组件(22)包括朝向所述基准块(23)设置的第二定位块(221)、以及驱动所述第二定位块(221)朝向所述基准块(23)移动的第一驱动组件(222)。

6.根据权利要求1所述的超声焊接装置，其特征在于：还包括用于固定所述电芯的压紧机构(30).所述压紧机构(30)包括压紧块(31)、以及驱动所述压紧块(31)下压固定所述电芯和保护膜组件的第二驱动组件(32)。

7.根据权利要求1所述的超声焊接装置，其特征在于：所述顶盖定位机构(40)包括相向设置的夹持块(41)、以及驱动所述夹持块(41)夹持顶盖组件的第三驱动组件(42)。

8.根据权利要求7所述的超声焊接装置，其特征在于：所述夹持块(41)的夹持面开设有用于定位顶盖组件的定位槽(411)。

9.根据权利要求1所述的超声焊接装置，其特征在于：所述超声焊接机构(50)包括超声波焊接器(51)、以及驱动所述超声波焊接器(51)靠近或远离电芯的第四驱动组件(52)。

10.根据权利要求9所述的超声焊接装置，其特征在于：还包括用于驱动所述超声焊接机构(50)沿电芯极耳的一端到另一端的方向移动的位移驱动组件，所述第四驱动组件(52)设置于所述位移驱动组件的驱动端。

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