CN219310402U - 一种激光焊接的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光焊接的冷却装置，激光焊接的焊头设置于电芯极耳上方，冷却装置包括架体，架体上设置有用于对电芯极耳进行限位的极耳限位机构、用于对焊接处的电芯极耳进行环境降温的第一冷却机构；所述第一冷却机构包括冷却循环机和固定于极耳限位机构上的第一风道，第一风道的进气端与冷却循环机连通、出气端设置于电芯极耳上方；该冷却装置中第一风道配合冷却循环机不断对电芯极耳焊接进行环境降温，将焊接多余热量通过循环风带走，从而达到焊接位置冷却的作用，对极耳胶进行保护，改善氧化问题，从而提升焊接质量。

Description

一种激光焊接的冷却装置

技术领域

本实用新型涉及锂电池制备技术领域，尤其涉及一种激光焊接的冷却装置。

背景技术

随着软包电池容量需求越来越高，电池极耳的焊接面积需求越来越大，超声波极耳焊接受到很大的限制，因此针对大面积的极耳焊接提出了激光极耳焊接，但在激光极耳焊接时面临在高能量焊接时，热量快速传递到极耳胶的位置，将极耳胶的位置融化并且焊接位置极易氧化，特别是负极。

实用新型内容

基于背景技术存在的技术问题，本实用新型提出了一种激光焊接的冷却装置，对极焊接位置进行冷却，实现对极耳胶保护，改善了氧化问题，从而提升了焊接质量。

本实用新型提出的一种激光焊接的冷却装置，激光焊接的焊头设置于电芯极耳上方，冷却装置包括架体，架体上设置有用于对电芯极耳进行限位的极耳限位机构、用于对焊接处的电芯极耳进行环境降温的第一冷却机构；所述第一冷却机构包括冷却循环机和固定于极耳限位机构上的第一风道，第一风道的进气端与冷却循环机连通、出气端设置于电芯极耳上方。

进一步地，所述极耳限位机构包括气缸、支撑板和用于抵接电芯极耳的压块，支撑板与架体滑动连接，气缸固定于架体上且输出端与支撑架固定连接，压块固定于支撑板上，压块上开设有避让孔，焊头发射的激光穿过避让孔用于电芯极耳焊接。

进一步地，所述极耳限位机构包括支架、滑轨和滑动设置于滑轨上的滑块，气缸、滑轨均固定于支架上，支撑板固定于滑块上，滑轨的伸长方向与电芯的放置平台垂直。

进一步地，所述第一风道的进气端设置于支撑板上方、出气端穿过支撑板设置于压块的底部一侧。

进一步地，所述架体上设置有下定位块，电芯极耳放置于下定位块上，所述第一冷却机构还包括第二风道，第二风道嵌入下定位块中设置、且沿第二风道流动方向的两端穿出下定位块连接到冷却循环机上。

进一步地，所述第一冷却机构还包括转向块，两个转向块分别固定于穿出下定位块的第二风道的两端，两个转向块依次作为进气端、出气端连接到冷却循环机上。

进一步地，所述第二风道由一至多个风管构成，多个风管平行设置。

进一步地，所述架体上设置有用于限位电芯的限位平台，限位平台包括限位板、限位柱、第一气缸和第二气缸，下定位块和第一气缸分别设置于限位平台的相对两侧，限位柱和第二气缸分别设置于限位平台的另外相对两侧，第一气缸和第二气缸的输出端均分别与电芯抵接。

进一步地，架体上设置有用于驱动焊头运动的三轴运动机构。

进一步地，所述三轴运动机构包括X轴运动组件、Y轴运动组件和Z轴运动组件，X轴运动组件滑动设置于架体上，Y轴运动组件滑动设置于X轴运动组件上，Z轴运动组件滑动设置于Y轴运动组件上，焊头设置于Z轴运动组件上。

本实用新型提供的一种激光焊接的冷却装置的优点在于：本实用新型结构中提供的一种激光焊接的冷却装置，第一风道配合冷却循环机不断对电芯极耳焊接进行环境降温，将焊接多余热量通过循环风带走，从而达到焊接位置冷却的作用，避免了传统中在激光极耳焊接时面临在高能量焊接时，热量快速传递到极耳胶的位置，将极耳胶的位置融化以及极耳氧化的缺陷，冷却装置对极耳胶进行保护，改善氧化问题，从而提升焊接质量；避让孔的设置，一方面激光可以直接穿过避让孔对下方的电芯极耳进行焊接，另一方面激光对暴露在避让孔下方的电芯极耳进行焊接之外，对其他位置的电芯以及电芯极耳起到非焊接区域保护的目的；第二风道中时刻保持低温下，因而根据热传递原理，对于设置于第二风道上方的电芯极耳起到加快冷却的目的。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为极耳限位机构和限位平台的结构示意图；

图3为图2中局部结构示意图；

图4为第二风道的结构示意图；

其中，1-焊头，2-架体，3-极耳限位机构，4-冷却机构，5-下定位块，6-限位平台，7-三轴运动机构，31-升降气缸，32-支撑板，33-压块，34-避让孔，35-支架，36-滑轨，37-滑块，41-冷却循环机，42-第一风道，43-第二风道，44-转向块，45-风管，61-限位板，63-限位柱，64-第一气缸，65-第二气缸，71-X轴运动组件，72-Y轴运动组件，73-Z轴运动组件。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明，在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其他方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施的限制。

如图1至4所示，本实用新型提出的一种激光焊接的冷却装置，激光焊接的焊头1设置于电芯极耳上方，冷却装置包括架体2，架体2上设置有用于对电芯极耳进行限位的极耳限位机构3、用于对焊接处的电芯极耳进行环境降温的冷却机构4；所述冷却机构4包括冷却循环机41和固定于极耳限位机构3上的第一风道42，第一风道42的进气端与冷却循环机41连通、出气端设置于电芯极耳上方。

第一风道42配合冷却循环机41不断对电芯极耳焊接进行环境降温，将焊接多余热量通过循环风带走，从而达到焊接位置冷却的作用，避免了传统中在激光极耳焊接时面临在高能量焊接时，热量快速传递到极耳胶的位置，将极耳胶的位置融化以及极耳氧化的缺陷，冷却装置对极耳胶进行保护，改善氧化问题，从而提升焊接质量。

首先电芯在焊接过程中首先通过限位平台6对电芯本体进行限位，具体为限位平台6包括限位板61、限位柱63、第一气缸64和第二气缸65，下定位块(5)和第一气缸64分别设置于限位板61的相对两侧，限位柱63和第二气缸65分别设置于限位板61的另外相对两侧，第一气缸64和第二气缸65的输出端均分别与电芯抵接；下定位块(5)、限位柱63作为电芯相邻边的硬定位，电芯放置在限位板61上后，通过第一气缸64和第二气缸65推动电芯的相邻两边，以与下定位块(5)、限位柱63抵接，进而实现对电芯的限位。

通过限位平台6对电芯进行限位后，电芯极耳在焊接过程中，需要对电芯极耳进行额外限位，以使得电芯极耳在焊接过程中不会因位置发生偏移从而造成焊接不良的缺陷。具体为：极耳限位机构3包括升降气缸31、支撑板32和用于抵接电芯极耳的压块33，支撑板32与架体2滑动连接，升降气缸31固定于架体2上且输出端与支撑架固定连接，压块33固定于支撑板32上，压块33上开设有避让孔34，焊头1发射的激光穿过避让孔34用于电芯极耳焊接。

压块33通过升降气缸31驱动在电芯极耳上方向下运动直至与电芯极耳抵接，以对电芯极耳的上下翘曲进行摊平并定位，以降低电芯极耳焊接不良问题，另焊头1采用激光焊接，避让孔的设置，一方面激光可以直接穿过避让孔34对下方的电芯极耳进行焊接，另一方面激光对暴露在避让孔34下方的电芯极耳进行焊接之外，对其他位置的电芯以及电芯极耳起到非焊接区域保护的目的，进而提高了电芯极耳的焊接质量。

需要说明的是，第一风道42随着支撑板32的运动而运动，具体为第一风道42的进气端设置于支撑板32上方、出气端穿过支撑板32设置于压块33的底部一侧，其中出气端采用长条喷嘴状，可以对电芯极耳的焊接区域进行精确吹气冷却，同时不影响电芯极耳的焊接定位。

在本实施例中，为了进一步对电芯极耳进行冷却，架体2上设置有下定位块5，电芯极耳放置于下定位块5上，所述冷却机构4还包括第二风道43，第二风道43嵌入下定位块5中设置、且沿第二风道43流动方向的两端穿出下定位块5连接到冷却循环机41上，两个转向块44分别固定于穿出下定位块5的第二风道43的两端，两个转向块44依次作为进气端、出气端连接到冷却循环机41上，冷却循环机41的冷气通过作为进气端的下定位块5进入第二风道43中，然后通过作为出气端的下定位块5再次回到冷却循环机41中，使得第二风道43中时刻保持低温下，因而根据热传递原理，对于设置于第二风道43上方的电芯极耳起到加快冷却的目的。

其中，第二风道43由一至多个风管45构成，多个风管45平行设置，风管45的数量选择根据实际情况而选择，转向块44的设置一方面对第二风道43的进气或出气集中到一个进气端或出气端，便于与冷却循环机41的连接，同时便于控制不同风管45中的流量一致性，避免因流量不同造成温度不同，影响电芯极耳的整体温度，使得因电芯极耳冷热不均造成焊接不良的缺陷。

在本实施例中，架体2上设置有用于驱动焊头1运动的三轴运动机构7，三轴运动机构7包括X轴运动组件71、Y轴运动组件72和Z轴运动组件73，X轴运动组件71滑动设置于架体2上，Y轴运动组件72滑动设置于X轴运动组件71上，Z轴运动组件73滑动设置于Y轴运动组件72上，焊头1设置于Z轴运动组件73上。焊头1通过三轴运动机构7实现空间运动，关于三轴运动机构7可以参考现有的龙门加工中心或机械臂运动等，只要能实现焊头1的空间运动即可。

工作过程：将电芯放置在限位板61上，通过下定位块5、限位柱63、第一气缸63、第二气缸64所形成的限位空间进行电芯定位，定位完成后极耳限位机构将极耳位置固定完成，通过三轴运动机构7带动焊头1进行焊接，在焊接的同时冷却机构4一直保持工作，给第一风道42和第二风道43提供低温气体，从而对焊接的极耳胶起到保护作用并降低氧化的风险。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种激光焊接的冷却装置，激光焊接的焊头(1)设置于电芯极耳上方，其特征在于，包括架体(2)，架体(2)上设置有用于对电芯极耳进行限位的极耳限位机构(3)、用于对焊接处的电芯极耳进行环境降温的冷却机构(4)；

所述冷却机构(4)包括冷却循环机(41)和固定于极耳限位机构(3)上的第一风道(42)，第一风道(42)的进气端与冷却循环机(41)连通、出气端设置于电芯极耳上方。

2.根据权利要求1所述的激光焊接的冷却装置，其特征在于，所述极耳限位机构(3)包括升降气缸(31)、支撑板(32)和用于抵接电芯极耳的压块(33)，支撑板(32)与架体(2)滑动连接，升降气缸(31)固定于架体(2)上且输出端与支撑架固定连接，压块(33)固定于支撑板(32)上，压块(33)上开设有避让孔(34)，焊头(1)发射的激光穿过避让孔(34)用于电芯极耳焊接。

3.根据权利要求2所述的激光焊接的冷却装置，其特征在于，所述极耳限位机构(3)还包括支架(35)、滑轨(36)和滑动设置于滑轨(36)上的滑块(37)，升降气缸(31)、滑轨(36)均固定于支架(35)上，支撑板(32)固定于滑块(37)上，滑轨(36)的伸长方向与电芯的放置平台垂直。

4.根据权利要求2所述的激光焊接的冷却装置，其特征在于，所述第一风道(42)的进气端设置于支撑板(32)上方、出气端穿过支撑板(32)设置于压块(33)的底部一侧。

5.根据权利要求2所述的激光焊接的冷却装置，其特征在于，所述架体(2)上设置有下定位块(5)，电芯极耳放置于下定位块(5)上，所述冷却机构(4)还包括第二风道(43)，第二风道(43)嵌入下定位块(5)中设置、且沿第二风道(43)流动方向的两端穿出下定位块(5)连接到冷却循环机(41)上。

6.根据权利要求5所述的激光焊接的冷却装置，其特征在于，所述冷却机构(4)还包括转向块(44)，两个转向块(44)分别固定于穿出下定位块(5)的第二风道(43)的两端，两个转向块(44)依次作为进气端、出气端连接到冷却循环机(41)上。

7.根据权利要求5所述的激光焊接的冷却装置，其特征在于，所述第二风道(43)由一至多个风管(45)构成，多个风管(45)平行设置。

8.根据权利要求5所述的激光焊接的冷却装置，其特征在于，所述架体(2)上设置有用于限位电芯的限位平台(6)，限位平台(6)包括限位板(61)、限位柱(63)、第一气缸(64)和第二气缸(65)，下定位块(5)和第一气缸(64)分别设置于限位平台(6)的相对两侧，限位柱(63)和第二气缸(65)分别设置于限位平台(6)的另外相对两侧，第一气缸(64)和第二气缸(65)的输出端均分别与电芯抵接。

9.根据权利要求1所述的激光焊接的冷却装置，其特征在于，架体(2)上设置有用于驱动焊头(1)运动的三轴运动机构(7)。

10.根据权利要求9所述的激光焊接的冷却装置，其特征在于，所述三轴运动机构(7)包括X轴运动组件(71)、Y轴运动组件(72)和Z轴运动组件(73)，X轴运动组件(71)滑动设置于架体(2)上，Y轴运动组件(72)滑动设置于X轴运动组件(71)上，Z轴运动组件(73)滑动设置于Y轴运动组件(72)上，焊头(1)设置于Z轴运动组件(73)上。

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