CN220138632U - 一种极耳焊接结构及电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池制造技术领域，具体公开一种极耳焊接结构及电池。该极耳焊接结构包括极耳和待焊接件，待焊接件焊接于极耳上且两者形成连接部，连接部上形成有多个沿连接部的厚度方向凹陷的第一焊印结构，第一焊印结构包括相连接的第一熔接面和第一侧围壁，第一侧围壁为弧形面。通过优化第一焊印结构的形状，可以有效避免在焊接过程中出现的过焊、焊穿及虚焊的问题，同时能够避免极耳被割伤风险，焊接效果较好，且取消了保护片的使用，能够降低焊接成本较。本实用新型提供的电池，通过应用上述的极耳焊接结构，可以保证其具有较好的使用性能，提升电池的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池制造技术领域，尤其涉及一种极耳焊接结构及电池。
背景技术
在锂离子电池加工过程中，极耳与连接片、极耳与集流体的焊接大多采用超声波焊接。超声波焊接是利用高频振动波传递到两个需焊接的物体表面，在加压的情况下，使两个物体表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合。
现有技术中的超声波焊接装置的焊齿通常有以下两种结构：
1)圆齿，利用圆齿焊接虽然对极耳损伤较小，但是焊接效果不好，很容易影响极耳的使用性能；
2)尖齿，利用尖齿焊接虽然焊接效果较好，但是容易损伤极耳，在焊接时还需要设置保护片来避免极耳破损，焊接过程较复杂，焊接成本较高。
因此，亟需提出一种极耳焊接结构，以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的第一个目的在于提供一种极耳焊接结构，可以有效避免在焊接过程中出现的过焊、焊穿及虚焊的问题，焊接效果较好，且焊接成本较低。
本实用新型的第二个目的在于提供一种电池，通过应用上述的极耳焊接结构，可以保证其具有较好的使用性能，提升电池的安全性。
如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：
本实用新型提供一种极耳焊接结构，包括极耳和待焊接件，所述待焊接件焊接于所述极耳上且两者形成连接部，所述连接部上形成有多个沿所述连接部的厚度方向凹陷的第一焊印结构，所述第一焊印结构包括相连接的第一熔接面和第一侧围壁，所述第一侧围壁为弧形面。
作为本实用新型提供的极耳焊接结构的一种优选方案，所述第一熔接面的面积为0.08mm2～0.6mm2；和/或
所述第一焊印结构的深度为0.5mm～1mm；和/或
所述第一焊印结构的开口的直径为1.2mm～1.9mm。
作为本实用新型提供的极耳焊接结构的一种优选方案，所述连接部上还形成有多个沿所述连接部的厚度方向凹陷的第二焊印结构，所述第二焊印结构包括相连接的第二熔接面和第二侧围壁，所述第二侧围壁包括多个首尾依次连接的子侧围壁，所述子侧围壁为平面结构。
作为本实用新型提供的极耳焊接结构的一种优选方案，所述第二焊印结构的深度为0.5mm～1mm；和/或
所述第二熔接面的面积为0.08mm2～0.6mm2；和/或
所述第二焊印结构的开口的边长为1.2mm～1.9mm。
作为本实用新型提供的极耳焊接结构的一种优选方案，相邻两个所述子侧围壁之间以及所述子侧围壁与所述第二熔接面之间设置采用圆弧过渡。
作为本实用新型提供的极耳焊接结构的一种优选方案，多个所述第一焊印结构呈矩形阵列排布，多个所述第二焊印结构包围所述第一焊印结构设置。
作为本实用新型提供的极耳焊接结构的一种优选方案，多个所述第二焊印结构呈矩形阵列排布，多个所述第一焊印结构包围所述第二焊印结构设置。
作为本实用新型提供的极耳焊接结构的一种优选方案，多个所述第一焊印结构和多个所述第二焊印结构交替排列设置。
作为本实用新型提供的极耳焊接结构的一种优选方案，所述第二熔接面为n边形，其中，n为大于或者等于3的整数。
本实用新型还提供一种电池，包括外壳和电芯，所述电芯位于所述外壳内，所述电芯包括如上所述的极耳焊接结构。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型提供一种极耳焊接结构，包括极耳和待焊接件，待焊接件焊接于极耳上且两者形成连接部，连接部上形成有多个沿连接部的厚度方向凹陷的第一焊印结构，第一焊印结构包括相连接的第一熔接面和第一侧围壁，第一侧围壁为弧形面。通过优化第一焊印结构的形状，可以有效避免在焊接过程中出现的过焊、焊穿及虚焊的问题，同时能够避免极耳被割伤风险，焊接效果较好，且取消了保护片的使用，能够降低焊接成本。
本实用新型还提供一种电池，通过应用上述的极耳焊接结构，可以保证其具有较好的使用性能，提升电池的安全性。
附图说明
图1是本实用新型实施例一提供的极耳焊接结构的结构示意图；
图2是图1在A处的局部放大图；
图3是本实用新型实施例一提供的超声焊焊头的局部结构示意图；
图4是本实用新型实施例一提供的焊齿的结构示意图；
图5是本实用新型实施例二提供的第一焊印结构和第二焊印结构的第一种排布示意图；
图6是本实用新型实施例提供二的第一焊印结构和第二焊印结构的第二种排布示意图；
图7是本实用新型实施例二提供的第一焊印结构和第二焊印结构的第三种排布示意图。
图中：
10-极耳；20-第一焊印结构；201-第一熔接面；202-第一侧围壁；30-第二焊印结构；301-第二熔接面；302-第二侧围壁；40-待焊接件；
1-焊头本体；2-焊台；3-焊齿；31-焊接平面；32-固定平面；33-弧形面。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
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。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“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。
实施例一
图1示出了本实施例提供的极耳焊接结构的结构示意图。图2示出了图1在A处的局部放大图。如图1-图2所示，本实施例提供一种极耳焊接结构，该极耳焊接结构包括极耳10和待焊接件40，待焊接件40焊接于极耳10上且两者形成连接部，连接部上形成有多个沿连接部的厚度方向凹陷的第一焊印结构20，第一焊印结构20包括相连接的第一熔接面201和第一侧围壁202，第一侧围壁202为弧形面。通过优化第一焊印结构20的形状，可以有效避免在焊接过程中出现的过焊、焊穿及虚焊的问题，同时能够避免极耳10被割伤风险，焊接效果较好，且取消了保护片的使用，能够降低焊接成本较。在本实施例中，待焊接件40主要是指连接片。
需要说明的是，在本实施例中，待焊接件40与极耳10之间的焊接方式可以采用但不限于超声波焊接、激光焊接以及电阻焊的方式。本实施例以待焊接件40采用超声波焊接的方式焊接于极耳10上为例进行介绍。
图3示出了本实施例提供的超声焊焊头的局部结构示意图。图4示出了本实施例提供的焊齿3的结构示意图。为方便理解，下面结合图2-图4详细介绍第一焊印结构20的形成过程，如图2-图4所示，极耳10和待焊接件40通过超声波焊接设备采用超声波焊接的方式进行连接，其中，超声波焊接设备包括超声波发生器、换能器、变幅杆和超声焊焊头，超声波发生器的输出端与换能器相连接，换能器通过变幅杆与超声焊焊头相连接。使用时，超声波发生器传递信号给换能器，换能器通过变幅杆控制超声焊焊头动作，从而实现对极耳10和待焊接件40的焊接操作。
进一步地，超声焊焊头包括焊头本体1、焊台2和焊齿3，焊齿3通过焊台2安装于焊头本体1上。可选地，焊齿3的数量为多个，多个焊齿3呈阵列排布于焊台2上，多个焊齿3同时与极耳10和待焊接件40发生相互作用，能够提高焊接效率及焊接质量。
进一步地，焊齿3包括相对设置且同心的焊接平面31和固定平面32，固定平面32与焊台2相连接，焊接平面31用于与极耳10相接触，焊接平面31的面积小于固定平面32的面积。在焊接的过程中，焊接的压力逐渐增强，在焊齿3的作用下，极耳10和待焊接件40开始发生形变，而将焊接平面31的面积设置为小于固定平面32的面积，可以使极耳10和待焊接件40发生形变的速度变缓，避免焊齿3周围的极耳10和待焊接件40突然变薄产生裂缝。在本实施例中，焊接平面31和固定平面32均为圆形，且焊接平面31和固定平面32之间采用弧形面33过渡。该设计相较于现有技术中的尖齿和圆齿，既可以取消保护片，节约电池制造成本，又可以保证超声焊接拉力和残留的稳定性，适用性较强。示例性地，焊齿3为切顶半球结构。在加工焊齿3时，首先在焊台2上加工直径D的半球形结构，然后再在该半球形结构远离焊台2的一侧进行切顶操作，如图4所示的虚线半球即为从上述半球形结构上切下来的小半球，该小半球的半径即为切顶深度H1。可选地，1.2mm≤D≤1.9mm，切顶深度H1为0.02mm～0.1mm，焊接平面31的面积S1的范围为0.08mm2～0.6mm2。示例性地，D＝1.82mm，H1＝0.05mm，S1＝0.28mm2；或者D＝1.82mm，H1＝0.02mm，S1＝0.11mm2；或者D＝1.5mm，H1＝0.1mm，S1＝0.54mm2；或者D＝1.5mm，H1＝0.02mm，S1＝0.09mm2；或者D＝1.5mm，H1＝0.08mm，S1＝0.36mm2；或者D＝1.3mm，H1＝0.04mm，S1＝0.16mm2；或者D＝1.3mm，H1＝0.05mm，S1＝0.20mm2；或者D＝1.3mm，H1＝0.08mm，S1＝0.31mm2；或者D＝1.3mm，H1＝0.10mm，S1＝0.38mm2等。
采用上述超声焊焊头在极耳10上形成的第一焊印结构20具有以下参数：第一熔接面201的面积为0.08mm2～0.6mm2；第一焊印结构20的深度为0.5mm～1mm；第一焊印结构20的开口的直径为1.2mm～1.9mm。示例性地，第一熔接面201的面积可以为0.09mm2、0.1mm2、0.15mm2、0.2mm2、0.25mm2、0.3mm2、0.35mm2、0.4mm2、0.45mm2、0.5mm2、0.55mm2等；第一焊印结构20的深度可以为0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm等；第一焊印结构20的开口的直径可以为1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm等。本实施例对上述参数不作限定，操作人员可以根据实际情况进行调整。
需要说明的是，第一焊印结构20实际为在极耳10上沿其厚度方向形成的第一凹陷部，其中，第一焊印结构20的开口为第一凹陷部在极耳10与焊接平面31相贴合的表面上形成的孔。在本实施例中，第一熔接面201为圆形，且与连接部的表面相平行。
实施例二
图5示出了本实施例提供的第一焊印结构20和第二焊印结构30的第一种排布示意图。如图5并结合图1所示，本实施例提供一种极耳焊接结构，该极耳焊接结构包括极耳10和待焊接件40，待焊接件40焊接于极耳10上且两者形成连接部，连接部上形成有沿连接部的厚度方向凹陷的多个第一焊印结构20和多个第二焊印结构30，第一焊印结构20包括相连接的第一熔接面201和第一侧围壁202，第一侧围壁202为弧形面；第二焊印结构30包括相连接的第二熔接面301和第二侧围壁302，第二侧围壁302包括多个首尾依次连接的子侧围壁，子侧围壁为平面结构。通过在极耳10上同时形成多个第一焊印结构20和多个第二焊印结构30，既可以保证极耳10与待焊接件40之间的焊接效果，同时能够避免极耳10损伤，不需要使用保护片，生产成本较低。
需要说明的是，在本实施例中，待焊接件40与极耳10之间的焊接方式可以采用但不限于超声波焊接、激光焊接以及电阻焊的方式。本实施例以待焊接件40采用超声波焊接的方式焊接于极耳10上为例进行介绍。
在本实施例中，极耳10和待焊接件40通过超声波焊接设备采用超声波焊接的方式进行连接，其中，本实施例的超声波焊接设备与实施例一提供的超声波焊接设备的结构大致相同，区别在于，本实施例提供的超声波焊接设备的焊齿3中，部分焊齿3的焊接平面31和固定平面32均为多边形，焊接平面31和固定平面32之间的过渡面至少包括一个平面。示例性地，焊接平面31和固定平面32可以是三角形、矩形、五边形、六边形等，本实施例对此不作限定。即本实施例提供的超声焊焊头中同时包括两种结构的焊齿3，其中一种焊齿3的焊接平面31和固定平面32均为圆形，且焊齿3为切顶半球形结构；另一种焊齿3的焊接平面31和固定平面32均为多边形，且焊齿3为棱台状结构。
采用上述超声焊焊头在极耳10上形成的第二焊印结构30具有以下参数：第二焊印结构30的深度为0.5mm～1mm；第二熔接面301的面积为0.08mm2～0.6mm2；第二焊印结构30的开口的边长为1.2mm～1.9mm。示例性地，第二焊印结构30的焊底的面积可以为0.09mm2、0.1mm2、0.15mm2、0.2mm2、0.25mm2、0.3mm2、0.35mm2、0.4mm2、0.45mm2、0.5mm2、0.55mm2等；第二焊印结构30的深度可以为0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm等；第二焊印结构30的开口的直径可以为1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm等。本实施例对上述参数不作限定，操作人员可以根据实际情况进行调整。需要说明的是，采用上述超声焊焊头在极耳10上形成的第一焊印结构20的具体结构、形状及参数均与实施例一中的第一焊印结构20的具体结构、形状及参数相同，本实施例对第一焊印结构20的具体结构、形状及参数不再赘述。该设计可以保证极耳10上形成的焊印结构的均匀性，避免出现部分位置厚度较薄而部分位置厚度较厚的现象，进一步保证极耳焊接结构的焊接质量。
需要说明的是，第二焊印结构30实际为在极耳10上沿其厚度方向形成的第二凹陷部，其中，第二焊印结构30的开口为第二凹陷部在极耳10与焊接平面31相贴合的表面上形成的孔。
在本实施例中，第二熔接面301为n边形，且与连接部的表面相平行。其中，n为大于或者等于3的整数。示例性地，第二熔接面301为三角形、四边形、五边形、六边形或者八边形。此外，第二熔接面301可以是正多边形，也可以为不规则的多边形，本实施例对此不作限定。
可选地，相邻两个子侧围壁之间以及子侧围壁与第二熔接面301之间均设置采用圆弧过渡。采用这种设置方式，可以避免第二焊印结构30上出现应力集中的现象，从而延长该极耳焊接结构的使用寿命。
如图5所示，在一个实施例中，多个第一焊印结构20呈矩形阵列排布，多个第二焊印结构30包围第一焊印结构20设置。
图6示出了本实施例提供的第一焊印结构20和第二焊印结构30的第二种排布示意图。如图6所示，在另一个实施例中，多个第二焊印结构30呈矩形阵列排布，多个第一焊印结构20包围第二焊印结构30设置。
图7示出了本实施例提供的第一焊印结构20和第二焊印结构30的第三种排布示意图。如图7所示，在又一个实施例中，多个第一焊印结构20和多个第二焊印结构30交替排列设置。示例性地，第一焊印结构20呈排设置，多个第二焊印结构30呈排设置，相邻两排第一焊印结构20之间设置有至少一排第二焊印结构30，相邻两排第二焊印结构30之间设置有至少一排第一焊印结构20。或者第一焊印结构20呈列设置，多个第二焊印结构30呈列设置，相邻两列第一焊印结构20之间设置有至少一列第二焊印结构30，相邻两列第二焊印结构30之间设置有至少一列第一焊印结构20。或者每相邻两个第一焊印结构20之间均设置有一个第二焊印结构30，每相邻两个第二焊印结构30之间均设置有一个第一焊印结构20。
当然，第一焊印结构20和第二焊印结构30还可以采用其他方式排布，本实施例对此不作限定，操作人员可以根据实际需求进行调整。
本实施例还提供一种电池，该电池包括外壳和电芯，电芯位于外壳内，电芯包括上述的极耳焊接结构。该电池通过应用上述的极耳焊接结构，可以保证其具有较好的使用性能，提升电池的安全性。
以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (10)
1.一种极耳焊接结构，其特征在于，包括极耳(10)和待焊接件(40)，所述待焊接件(40)焊接于所述极耳(10)上且两者形成连接部，所述连接部上形成有多个沿所述连接部的厚度方向凹陷的第一焊印结构(20)，所述第一焊印结构(20)包括相连接的第一熔接面(201)和第一侧围壁(202)，所述第一侧围壁(202)为弧形面。
2.根据权利要求1所述的极耳焊接结构，其特征在于，所述第一熔接面(201)的面积为0.08mm2～0.6mm2；和/或
所述第一焊印结构(20)的深度为0.5mm～1mm；和/或
所述第一焊印结构(20)的开口的直径为1.2mm～1.9mm。
3.根据权利要求1或者2所述的极耳焊接结构，其特征在于，所述连接部上还形成有多个沿所述连接部的厚度方向凹陷的第二焊印结构(30)，所述第二焊印结构(30)包括相连接的第二熔接面(301)和第二侧围壁(302)，所述第二侧围壁(302)包括多个首尾依次连接的子侧围壁，所述子侧围壁为平面结构。
4.根据权利要求3所述的极耳焊接结构，其特征在于，所述第二焊印结构(30)的深度为0.5mm～1mm；和/或
所述第二熔接面(301)的面积为0.08mm2～0.6mm2；和/或
所述第二焊印结构(30)的开口的边长为1.2mm～1.9mm。
5.根据权利要求3所述的极耳焊接结构，其特征在于，相邻两个所述子侧围壁之间以及所述子侧围壁与所述第二熔接面(301)之间均设置采用圆弧过渡。
6.根据权利要求3所述的极耳焊接结构，其特征在于，多个所述第一焊印结构(20)呈矩形阵列排布，多个所述第二焊印结构(30)包围所述第一焊印结构(20)设置。
7.根据权利要求3所述的极耳焊接结构，其特征在于，多个所述第二焊印结构(30)呈矩形阵列排布，多个所述第一焊印结构(20)包围所述第二焊印结构(30)设置。
8.根据权利要求3所述的极耳焊接结构，其特征在于，多个所述第一焊印结构(20)和多个所述第二焊印结构(30)交替排列设置。
9.根据权利要求3所述的极耳焊接结构，其特征在于，所述第二熔接面(301)为n边形，其中，n为大于或者等于3的整数。
10.一种电池，其特征在于，包括外壳和电芯，所述电芯位于所述外壳内，所述电芯包括如权利要求1-9中任一项所述的极耳焊接结构。
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