CN220480531U - 用于多层复合箔材极片的连接设备 - Google Patents

Abstract

一种用于多层复合箔材极片的连接设备，设备中，底托机构包括用于支撑的支撑板、安装于支撑板上的导轨以及在导轨上滑动的滑动板；一对压杆连接件对称分布于压杆上且经由压杆驱动而相向移动，第一压合焊头连接件和第二压合焊头连接件分别设于一对压杆连接件上，位于上方的第一压合焊头连接件的底部设有第一焊头，位于下方的第二压合焊头连接件设有第二焊头，第一焊头和第二焊头之间形成压合焊头区域；一对定位板对称分布于固定板上且支承带有多层集流体的叠片芯包，外部连接结构设于固定板朝向压合焊头区域的一端，外部连接结构包括靠近定位板的内侧的让位孔和用于定位极耳的极耳定位装置。本设备机械固定式压合连接效果好。

Description

用于多层复合箔材极片的连接设备

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种用于多层复合箔材极片的连接设备。

背景技术

为了适配动力汽车以及储能技术的快速发展，锂离子电池的安全性能和能量密度得到了广泛的关注。基于此，使用复合箔材来替换传统箔材以提升电芯的能量密度和安全性能。在锂离子电池组装焊接过程中，常用的是激光焊接和超声波焊接。激光焊接采用激光辐射加热材料表面，通过热传导使得热量从表面向内部传输，通过控制激光脉冲的能量、峰值功率和频率等参数来使得材料熔化，形成熔融区，从而达到焊接目的。超声波焊接是通过转换器将电流转换为高频能量，随后转换为同频的机械振动，焊头接受振动能量通过摩擦方式产生热量，将材料熔化，进而形成焊接区域。对于不同金属箔材而言，其内部材料结构单一，两种焊接方式可以高效地实现集流体和极耳的连接。然而，复合箔材采用金属材料层-高分子材料层-金属材料层的三明治结构，中间层为有机高分子材料，相对于金属材料而言，延展性以及拉伸性能较优异，但其强度相对较低，吸收性能较差。使用上述两种传统焊接方式时，焊接功率过大容易造成焊穿、过焊，焊接功率过小会造成虚焊或者无法实现焊接等问题，焊接效率较低。

目前对于软包电芯组装叠片工艺中，一般采用超声波焊接方式进行极耳(Tab片)与电芯集流体极耳区的焊接。该焊接一般采用人工作业，需要人为的控制电芯与Tab片之间的距离并进行相应的定位，对人员技术操作要求较高。焊接过程中，人员需要手持Tab片靠近电芯并通过目视定位焊接，存在一定的安全隐患，并且缺少物理上的直接定位，导致极耳定位出现一定的偏差，极耳中心距产生变化，从而降低焊接良品率。此外，极耳中心距变化还会影响电芯封装过程中顶封时，Tab片与极耳槽的位置匹配失效。复合集流体由于内部含有高分子材料层，采用焊接式将多层复合集流体连接会造成上述的过焊和焊穿等一系列问题。采用粘结式需要添加特定粘结剂，增添特定粘结剂可能会对电芯的电性能造成较大的影响，并且调配增加特定粘结剂，会增加人工成本以及操作复杂性。机械固定式一般包括栓接、铆接、物理件压合等方式将多层结构连接在一起。

在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本实用新型背景的理解，因此可能包含不构成本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种用于多层复合箔材极片的连接设备，高质量地实现复合箔材极片与极耳的连接。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

本实用新型的一种用于多层复合箔材极片的连接设备包括：

底托机构，其包括用于支撑的支撑板、安装于所述支撑板上的导轨以及在所述导轨上滑动的滑动板；

极片极耳压合连接机构，其固定于底托机构，所述极片极耳压合连接机构包括，

外壳，

驱动电机，其设于所述外壳顶部，

压杆，其一端连接所述驱动电机，另一端延伸到外壳内，

一对压杆连接件，其对称分布于所述压杆上且经由压杆驱动而相向移动，

第一压合焊头连接件和第二压合焊头连接件，其分别设于所述一对压杆连接件上，位于上方的第一压合焊头连接件的底部设有第一焊头，位于下方的第二压合焊头连接件设有第二焊头，第一焊头和第二焊头之间形成压合焊头区域；

芯包上料机构，其支承于所述滑动板以滑动地进出于所述压合焊头区域，所述芯包上料机构包括，

固定板，其底部固定连接所述滑动板，

一对定位板，其对称分布于所述固定板上且支承带有多层集流体的叠片芯包，

外部连接结构，其设于所述固定板朝向所述压合焊头区域的一端，所述外部连接结构包括靠近定位板的内侧的让位孔和用于定位极耳的极耳定位装置。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备中，所述定位板两端上分别设置对称的调节通孔，所述调节通孔通过连接螺栓与固定板相连接且定位板经由所述调节通孔在固定板上移动以调节一对定位板之间的宽度。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备中，所述调节通孔为长条通孔，所述长条通孔的长度方向垂直于所述定位板的长度方向。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备中，所述底托机构还包括固定架以及设在所述固定架上的驱动电机，所述支撑板设于所述固定架上，所述驱动电机驱动连接所述导轨。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备中，所述支撑板具有水平的支撑表面，导轨固定于所述支撑表面上。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备中，还包括设于所述底托机构的连接件上料机构，连接件上料机构包括驱动装置、连接所述驱动装置的伸缩杆和连接所述伸缩杆的上料导管，所述上料导管末端设有夹持连接件的上料夹。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备中，所述第一焊头为半球型焊头。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备中，所述第二焊头为圆柱型焊头。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备中，所述压杆为具有两段相反螺纹的螺杆。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备中，所述第一压合焊头连接件和第二压合焊头连接件分别可调节地连接一对压杆连接件。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种用于多层复合箔材极片的连接设备，具有以下有益效果：用于多层复合箔材极片的连接设备，该设备采用机械固定式方法实现复合箔材极片与Tab片的连接，解决了复合箔材极片在常规焊接过程中的焊穿、过焊、虚焊或者无法实现焊接等问题；该设备内设定位检测装置，可以快速准确地实现多层集流体与Tab片相对位置的定位，提升了电芯组装工序的良品率。采用可自动调节式底座与压合焊头，可以快速实现极片相对位置的移动，节省了人力转移对齐的时间成本，并且自动调节底座方便Tab片的安装，降低人工直接接触Tab片焊接的安全隐患。采用自动连接件上料装置，节省人工上连接件的人力成本。

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，下面将对实施例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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型的一种用于多层复合箔材极片的连接设备的结构示意图。

图2为本实用新型的一种用于多层复合箔材极片的连接设备的底托机构的结构示意图。

图3为本实用新型的一种用于多层复合箔材极片的连接设备的芯包上料机构的结构示意图。

图4为本实用新型的一种用于多层复合箔材极片的连接设备的极片极耳压合连接机构的结构示意图。

图5为本实用新型的一种用于多层复合箔材极片的连接设备的连接件上料机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示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一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以根据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。

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

如图1-5所示，在一个实施例中，本实用新型的一种用于多层复合箔材极片的连接设备包括，

底托机构1，其包括用于支撑的支撑板103、安装于所述支撑板103上的导轨105以及在所述导轨105上滑动的滑动板104；

极片极耳压合连接机构3，其固定于底托机构1，所述极片极耳压合连接机构3包括，

外壳302，

驱动电机301，其设于所述外壳302顶部，

压杆303，其一端连接所述驱动电机301，另一端延伸到外壳302内，

一对压杆连接件304，其对称分布于所述压杆303上且经由压杆303驱动而相向移动，

第一压合焊头连接件和第二压合焊头连接件，其分别设于所述一对压杆连接件304上，位于上方的第一压合焊头连接件的底部设有第一焊头，位于下方的第二压合焊头连接件设有第二焊头，第一焊头和第二焊头之间形成压合焊头区域；

芯包上料机构2，其支承于所述滑动板104以滑动地进出于所述压合焊头区域，所述芯包上料机构2包括，

固定板201，其底部固定连接所述滑动板104，

一对定位板204，其对称分布于所述固定板201上且支承带有多层集流体的叠片芯包，

外部连接结构，其设于所述固定板201朝向所述压合焊头区域的一端，所述外部连接结构包括靠近定位板204的内侧的让位孔205和用于定位极耳的极耳定位装置206。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备的优选实施例中，所述定位板204两端上分别设置对称的调节通孔202，所述调节通孔202通过连接螺栓203与固定板201相连接且定位板204经由所述调节通孔202在固定板201上移动以调节一对定位板204之间的宽度。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备的优选实施例中，所述调节通孔202为长条通孔，所述长条通孔的长度方向垂直于所述定位板204的长度方向。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备的优选实施例中，所述底托机构1还包括固定架101以及设在所述固定架101上的第二驱动电机102，所述支撑板103设于所述固定架101上，所述驱动电机驱动连接所述导轨105。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备的优选实施例中，所述支撑板103具有水平的支撑表面，导轨105固定于所述支撑表面上。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备的优选实施例中，还包括设于所述底托机构1的连接件上料机构4，连接件上料机构4包括驱动装置401、连接所述驱动装置401的伸缩杆402和连接所述伸缩杆402的上料导管403，所述上料导管403末端设有夹持连接件的上料夹404。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备的优选实施例中，所述第一焊头为半球型焊头。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备的优选实施例中，所述第二焊头为圆柱型焊头。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备的优选实施例中，所述压杆303为具有两段相反螺纹的螺杆。

所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备的优选实施例中，所述第一压合焊头连接件和第二压合焊头连接件分别可调节地连接一对压杆连接件304。

在一个实施例中，极耳定位装置206包括可调节夹持部，进一步地，所述可调节夹持部经由螺纹调节。

在一个实施例中，用于多层复合箔材极片的连接设备通过机械固定式方法实现复合箔材极片以及极耳之间的连接，内设定位检测装置方便快捷的实现了极片与Tab片之间的定位，提升了电芯组装工序的良品率，并且节省了焊接工序所消耗的能量，避免了焊接过程的过焊、焊穿以及虚焊等问题。采用可自动调节装置，节省了人工成本，并且降低了安全隐患。

在一个实施例中，用于多层复合箔材极片的连接设备包括底托机构1、芯包上料机构2、极片极耳压合连接机构3和连接件上料机构4。所述底托机构1包括固定架101、导轨105、滑动板104、支撑架103、第二驱动电机102。固定架101上部固定设置能够提供动力的第二驱动电机102，第二驱动电机102上方设置支撑架103，支撑架103上部构建滑动板104，两块滑动板104之间设定导轨105结构，实现电芯平台可调节作用以及方便上件。

芯包上料机构2包括固定板201、定位板204、调节通孔202、让位孔205、连接件203。固定板201一端设置让位孔205，让位孔205外部设置可调节的极耳固定装置，固定板201上部设置定位板204，定位板204上设定调节通孔202，通过连接件203与固定板201连接，实现极耳和芯包的调节定位。

极片极耳压合连接机构3包括外壳302、驱动电机301、压杆连接件304、压杆303、压合焊头连接件、压合焊头、定位检测装置。外壳302上端设置驱动电机，电机连接压杆303，压杆303驱动压杆连接件304，压杆连接件304上设置压合焊头连接件，其上分布相同间距的可调节式压合焊头，且该压合焊头连接件内设定位检测装置。

连接件上料机构4，所述连接件上料机构4包括伸缩杆402、驱动装置401、上料导管403、上料夹404。驱动装置401直接驱动伸缩杆402，伸缩杆402连接弯曲上料导管403，上料导管403末端设定上料夹404，有利于快速准确地将极片极耳连接件放置于压合焊头上，便于后续压合工序地进行。

用于多层复合箔材极片的连接设备压合式实现复合箔材极片以及极耳之间的连接；进一步地，用于多层复合箔材极片的连接设备内设可驱动调节的定位检测装置，实现快速准确的定位；可调节式底托机构、压合焊头结构以及上料机构操作方便，提升效率，降低安全隐患。

在一个实施例中，用于多层复合箔材极片的连接设备包括底托机构1、芯包上料机构2、极片极耳压合连接机构3和连接件上料机构4等部件，其中芯包上料机构2与底托机构1最上部板相连，极片极耳压合连接机构3和连接件上料机构4与底托机构1最下部板相连。

图2为底托结构，其采用固定架101作为底板，上部连接第二驱动电机102，第二驱动电机上设置支撑板103，支撑板上安装可前后滑动的滑动板104和导轨105，第二驱动电机102可驱动导轨105，进而带动滑动板104在水平方向进行滑动，有利于芯包上料机构2适当调节其与极片极耳压合连接机构3的相对距离，可调的滑动装置有效地提高焊接位置的准确性。

图3为芯包上料机构，其以固定板201为基础件。固定板201顶部设置两个对称分布的定位板204，底部与滑动板104相连接。定位板204两端上分别设置对称的调节通孔202，其通过连接螺栓203与固定板201相连接，并且可以在固定板平面左右移动调节中间定位区域宽度，以适应不同尺寸的叠片芯包。固定板201一端设置外部连接结构，该结构内侧设定让位孔205，方便压合焊头工作，该结构上表面具有可调节的极耳定位装置206，可根据极耳的尺寸进行固定调节。

图4为极片极耳压合连接机构，其以外壳302为结构主体。顶部设置驱动电机301，内部对称分布压杆连接件304和电机驱动的压杆303。压杆连接件304连接着可上下左右微自动调节的压合焊头连接件305，其中偏上部压合焊头连接件305上设置半球型焊头306，偏下部压合焊头连接件305上设置圆柱型焊头307。此外，压合焊头连接件305内部设有起定位作用的定位检测装置。

图5为连接件上料机构，该结构拥有驱动电机301提供动能运行的驱动装置401。驱动装置401内部设置一个可以移动的伸缩杆402，可带动上料导管403在空间平面内自由旋转移动。上料导管403末端设置上料夹404，该上料夹可自动调节连接件的相对位置。

设备启动时，底托带动芯包上料机构滑出压合焊头区域，调节定位板204和极耳定位装置206分别放置待焊接的电芯芯包和极耳。同时，连接件上料机构自动放置连接件于圆柱型焊头307处。整体放置完成后，芯包上料机构滑入压合焊头区域。随后，压合焊头连接件305内设的定位检测装置自动调节芯包极耳和极耳的相对位置，并微调焊头306和焊头307的相对位置，使各部件之间的相对位置对齐，即焊头和连接件可以穿过芯包极耳和Tab片上的贯通孔，压合焊接连接件305压合区域可以位于让位孔205范围内。调节完成后，驱动电机301驱动对称压杆303带动对向的压杆连接件304进行相向移动。最后，压杆连接件304驱动焊头连接件305进行压合，压合特定连接件从而实现复合箔材极片与极耳的压合连接。

最后应该说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (10)

1.一种用于多层复合箔材极片的连接设备，其特征在于，其包括，

底托机构，其包括用于支撑的支撑板、安装于所述支撑板上的导轨以及在所述导轨上滑动的滑动板；

极片极耳压合连接机构，其固定于底托机构，所述极片极耳压合连接机构包括，

外壳，

驱动电机，其设于所述外壳顶部，

压杆，其一端连接所述驱动电机，另一端延伸到外壳内，

一对压杆连接件，其对称分布于所述压杆上且经由压杆驱动而相向移动，

第一压合焊头连接件和第二压合焊头连接件，其分别设于所述一对压杆连接件上，位于上方的第一压合焊头连接件的底部设有第一焊头，位于下方的第二压合焊头连接件设有第二焊头，第一焊头和第二焊头之间形成压合焊头区域；

芯包上料机构，其支承于所述滑动板以滑动地进出于所述压合焊头区域，所述芯包上料机构包括，

固定板，其底部固定连接所述滑动板，

一对定位板，其对称分布于所述固定板上且支承带有多层集流体的叠片芯包，

外部连接结构，其设于所述固定板朝向所述压合焊头区域的一端，所述外部连接结构包括靠近定位板的内侧的让位孔和用于定位极耳的极耳定位装置。

2.根据权利要求1所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备，其特征在于，所述定位板两端上分别设置对称的调节通孔，所述调节通孔通过连接螺栓与固定板相连接且定位板经由所述调节通孔在固定板上移动以调节一对定位板之间的宽度。

3.根据权利要求2所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备，其特征在于，所述调节通孔为长条通孔，所述长条通孔的长度方向垂直于所述定位板的长度方向。

4.根据权利要求1所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备，其特征在于，所述底托机构还包括固定架以及设在所述固定架上的驱动电机，所述支撑板设于所述固定架上，所述驱动电机驱动连接所述导轨。

5.根据权利要求1所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备，其特征在于，所述支撑板具有水平的支撑表面，导轨固定于所述支撑表面上。

6.根据权利要求1所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备，其特征在于，还包括设于所述底托机构的连接件上料机构，连接件上料机构包括驱动装置、连接所述驱动装置的伸缩杆和连接所述伸缩杆的上料导管，所述上料导管末端设有夹持连接件的上料夹。

7.根据权利要求1所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备，其特征在于，所述第一焊头为半球型焊头。

8.根据权利要求7所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备，其特征在于，所述第二焊头为圆柱型焊头。

9.根据权利要求1所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备，其特征在于，所述压杆为具有两段相反螺纹的螺杆。

10.根据权利要求9所述的一种用于多层复合箔材极片的连接设备，其特征在于，所述第一压合焊头连接件和第二压合焊头连接件分别可调节地连接一对压杆连接件。