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Die vorliegende Offenbarung bezieht sich auf das Verbinden eines Stapels von Batteriefolien mit einer Batterielasche, insbesondere auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Laserschweißen eines Stapels von Batteriefolien mit einer Batterielasche.
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Elektrofahrzeuge verwenden Onboard-Batteriepakete für die Speicherung von elektrischer Energie. Ein Batteriesatz wird aus einer Vielzahl von Batteriezellen gebildet, wobei jede der Batteriezellen einen Anodenstromkollektor und einen Kathodenstromkollektor umfasst. Die Anodenstromkollektoren, die sich von der Vielzahl der Batteriezellen erstrecken, sind gestapelt und mit einer Batterielasche verbunden, die als negative Elektrode fungiert. In ähnlicher Weise werden die Kathodenstromkollektoren gestapelt und mit einer Batteriefahne verbunden, die als positive Elektrode fungiert. Die Batteriefahnen werden verwendet, um elektrische Energie vom Batteriesatz zu einem externen elektrischen Gerät zu leiten oder um elektrische Energie von einer externen Quelle zum Aufladen des Batteriesatzes zu ermöglichen.
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Die Stromabnehmer werden typischerweise aus dünnen Blechen aus Aluminium- oder Kupferfolie mit einer Dicke zwischen 0,004 und 0,03 Millimetern gebildet. Die Batterielaschen werden typischerweise aus Kupfer- oder Aluminiumblechen mit einer Dicke von etwa 0,1 Millimetern und 0,5 Millimetern gebildet. Laserschweißen wurde mit einigem Erfolg zum Verbinden eines Stapels dünner Folien zu einer Batterielasche verwendet. Das Laserschweißen bildet starke Verbindungen, jedoch wird das Laserschweißen mit zunehmender Anzahl der Folienbleche schwieriger, da die Wärmeentwicklung durch die größere Anzahl von Folienblechen ungleichmäßig ist. Bei einer großen Anzahl von Folienblättern ist es schwierig, diese zu spannen und einen bevorzugten Nullspalt zwischen benachbarten Folienblättern und der Batterielasche vor dem Laserschweißen aufrecht zu erhalten. Lücken zwischen den Folienbahnen während des Schweißens wirken wie eine Isolierung, was zu einem erhöhten Wärmestau und potenziellem Durchbrennen bei einigen Folien führt, während andere möglicherweise unzureichend verklebt werden.
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Obwohl das Laserschweißen von gestapelten Folienbahnen auf Batterielaschen den beabsichtigten Zweck erfüllt, besteht ein Bedarf an einer Vorrichtung und einem Verfahren, um einen bevorzugten Nullspaltzustand zwischen benachbarten Folienbahnen und der Batterielasche vor und während des Laserschweißprozesses einzuklemmen und aufrechtzuerhalten, um eine strukturell starke und effiziente Laserschweißung von Folie auf Lasche sicherzustellen.
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BESCHREIBUNG
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Gemäß mehreren Aspekten wird eine Klemmvorrichtung zum Schweißen einer Batteriefolien-Laschen-Anordnung offenbart. Die Vorrichtung umfasst ein erstes Klemmelement mit einer ersten Klemmfläche, die eine Öffnung definiert, die sich in das erste Klemmelement hinein erstreckt, wobei die erste Klemmfläche so konfiguriert ist, dass sie die Batteriefolien-Laschen-Anordnung so aufnimmt, dass die Batteriefolien-Laschen-Anordnung die Öffnung abdeckt; und ein zweites Klemmelement mit einer Außenfläche, einer zweiten Klemmfläche gegenüber der Außenfläche und einem Schweißschlitz, der sich von der Außenfläche zur zweiten Klemmfläche erstreckt, wobei die zweite Klemmfläche einen Vorsprung definiert, der den Schweißschlitz umgibt. Die Öffnung des ersten Klemmelements ist so konfiguriert, dass sie einen Teil des Vorsprungs aufnimmt, der den Schweißschlitz des zweiten Klemmelements umgibt, wobei die Batteriefolien-Laschen-Anordnung dazwischen angeordnet ist. Das zweite Klemmenelement ist in Richtung des ersten Klemmenelements beweglich, um den Schweißschlitz des zweiten Klemmenelements mit der Öffnung des ersten Klemmenelements auszurichten, wodurch der Vorsprung dazu veranlasst wird, mit der Öffnung der ersten Klemme zusammenzuwirken, um einen Teil der Batteriefolien-Laschen-Anordnung aus einer Ebene parallel zur Batteriefolien-Laschen-Anordnung abzulenken.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Vorsprung, der den Schweißschlitz des zweiten Klemmelements umgibt, so konfiguriert, dass er mit der Öffnung des ersten Klemmelements zusammenwirkt, um den Abschnitt der Batteriefolien-Laschen-Anordnung plastisch zu verformen.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Vorsprung so konfiguriert, dass er eine vorbestimmte Schweißstelle der Batteriefolien-Laschen-Anordnung aus der Ebene auslenkt.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung erstreckt sich der Vorsprung etwa 0,5 mm von der zweiten Klemmfläche des zweiten Klemmelements.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung definiert die Öffnung des ersten Klemmelements eine Aussparung, die zur Aufnahme des Vorsprungs des zweiten Klemmelements konfiguriert ist. Die Aussparung weist eine Form auf, die komplementär zu einer Form des Vorsprungs ist.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Öffnung des ersten Klemmelements und der Schweißschlitz des ersten Klemmelements einen Durchmesser, der groß genug ist, um einen Laserstrahl zu empfangen, der wirksam ist, um eine Laserschweißung zu bilden, die den Überlappungsabschnitt der Batteriefolien-Laschen-Anordnung verbindet.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Vorrichtung ferner ein Hebelelement, das so konfiguriert ist, dass es selektiv eine Kraft auf die Außenfläche des zweiten Elements ausübt, die das zweite Element in Richtung des ersten Elements drückt, um die Batteriefolien-Laschen-Anordnung dazwischen zu klemmen.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Vorsprung des zweiten Klemmelements so konfiguriert, dass er mit der Öffnung des ersten Klemmelements zusammenwirkt, um einen Überlappungsabschnitt der Batteriefolien-Laschen-Anordnung aus der Ebene abzulenken.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst die Vorrichtung ferner ein Führungselement, das so konfiguriert ist, dass es das zweite Klemmelement zu dem ersten Klemmelement hin und von diesem weg führt.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die Öffnung, die sich in das erste Klemmelement erstreckt, ausreichend tief, um zu verhindern, dass ein Laserstrahl die Batteriefolien-Laschen-Anordnung mit dem ersten Klemmelement verschweißt.
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Gemäß mehreren Aspekten wird ein Verfahren zum Laserschweißen eines Stapels von Batteriefolien an eine Batterielasche offenbart. Das Verfahren umfasst das Anordnen eines Stapels von Batteriefolien in überlappender Anordnung mit einer Batterielasche, so dass eine Innenfläche des Stapels von Batteriefolien an einer Innenfläche der Batterielasche anliegt, um einen Überlappungsabschnitt zu definieren. Der Überlappungsabschnitt umfasst eine Fügefläche parallel zu einer Ebene A und mindestens eine vorbestimmte Laserschweißstelle.
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Das Verfahren umfasst ferner das Auslenken des Überlappungsabschnitts aus der Ebene-A und das Richten eines Laserstrahls auf die vorbestimmte Laserschweißstelle, um eine Laserschweißung zu bewirken, die den Stapel von Batteriefolien mit der Batterielasche verbindet.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Auslenken des Überlappungsabschnitts aus der Ebene-A das Aufbringen einer Klemmkraft auf den Überlappungsabschnitt, die ausreicht, um den Überlappungsabschnitt aus der Ebene-A auszulenken, so dass jegliche Lücken innerhalb des Folienstapels und zwischen dem Folienstapel und der Batterielasche beseitigt werden.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Auslenken des Überlappungsabschnitts aus der Ebene-A das Aufbringen einer Klemmkraft auf die mindestens eine vorbestimmte Laserschweißstelle, die ausreicht, um die mindestens eine vorbestimmte Laserschweißstelle aus der Ebene-A auszulenken.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung umfasst das Ablenken der mindestens einen vorbestimmten Laserschweißstelle aus der Ebene-A das plastische Verformen der mindestens einen vorbestimmten Laserschweißstelle, um eine äußere gekrümmte Oberfläche mit einem Scheitelpunkt zu definieren.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung beinhaltet das Richten eines Laserstrahls auf die vorbestimmte Laserschweißstelle das Richten des Laserstrahls auf den Scheitelpunkt der äußeren gekrümmten Oberfläche.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist die äußere gekrümmte Oberfläche eine Außenfläche der Batterielasche.
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Gemäß mehreren Aspekten wird ein Verfahren zum Laserschweißen einer Batteriefolien-Laschen-Anordnung offenbart. Das Verfahren umfasst das Anordnen der Batteriefolien-Laschen-Anordnung auf einem ersten Klemmelement mit einer Öffnung, wobei die Batteriefolien-Laschen-Anordnung eine Fügefläche parallel zu einer Ebene-A aufweist; das Anordnen eines zweiten Klemmelements auf der Batteriefolien-Laschen-Anordnung und gegen das erste Klemmelement, wobei das zweite Klemmelement einen Schweißschlitz in axialer Ausrichtung mit der Öffnung des ersten Klemmelements und einen Vorsprung aufweist, der den Schweißschlitz umgibt; Aufbringen einer Klemmkraft auf das zweite Klemmelement, um zu bewirken, dass der Vorsprung einen Abschnitt der Batteriefolien-Laschen-Anordnung aus der Ebene-A heraus ablenkt; und Richten eines Laserstrahls auf den Abschnitt der Batteriefolien-Laschen-Anordnung außerhalb der Ebene-A, um eine Laserschweißung zu bewirken.
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In einem weiteren Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der Vorsprung in die Öffnung des ersten Klemmelements einführbar, wodurch der Abschnitt der Batteriefolien-Laschen-Anordnung in die Öffnung umgelenkt wird.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung, wobei das Durchbiegen des Abschnitts der Batteriefolien-Laschen-Anordnung eine plastische Verformung des Abschnitts der Batteriefolien-Laschen-Anordnung umfasst.
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In einem anderen Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist der plastisch verformte Teil der Batteriefolien-Laschen-Anordnung eine vorbestimmte Laserschweißstelle.
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Weitere Anwendungsbereiche werden aus der hier vorliegenden Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich von selbst, dass die Beschreibung und die spezifischen Beispiele nur der Veranschaulichung dienen und nicht dazu gedacht sind, den Umfang der vorliegenden Offenbarung einzuschränken.
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Figurenliste
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Die hier beschriebenen Figuren dienen nur der Veranschaulichung und sollen den Umfang der vorliegenden Offenbarung in keiner Weise einschränken.
- 1 ist eine schematische Querschnitts-Seitenansicht eines Batteriepakets mit einer lasergeschweißten, gestapelten Folien-Laschen-Anordnung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
- 2 ist ein Blockflussdiagramm eines Verfahrens zum Laserschweißen einer gestapelten Folien-Laschen-Anordnung, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
- 3A-3D zeigen die Anordnungen eines Stapels von Batteriefolien und einer Batterielasche während der Durchführung des Verfahrens von 2;
- 4 ist eine perspektivische Ansicht einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens von 2, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
- 5 ist eine Querschnittsansicht der Halterung aus 4 über die Linie 5-5, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform;
- 6 ist eine Querschnittsansicht der Vorrichtung aus 4 über die Linie 6-6, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform; und
- 7 ist eine detaillierte Ansicht des Abschnitts 7-7 von 6.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
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Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhaft und soll die vorliegende Offenbarung, Anwendung oder Verwendung nicht einschränken. Die dargestellten Ausführungsformen werden unter Bezugnahme auf die Figuren offenbart, wobei gleiche Bezugsziffern entsprechende Teile in den verschiedenen Figuren bezeichnen. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, und einige Merkmale können übertrieben oder verkleinert sein, um Details bestimmter Merkmale zu zeigen. Die spezifischen strukturellen und funktionellen Details, die offenbart werden, sollen nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern als repräsentative Grundlage, um einem Fachmann zu zeigen, wie die offenbarten Konzepte in der Praxis umgesetzt werden können.
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In 1 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Batteriepakets 100 mit einer Vielzahl interner Batteriezellen 102 dargestellt. Jede interne Batteriezelle 102 umfasst einen Anodenstromkollektor 104 und einen Kathodenstromkollektor 106. Die Stromkollektoren sind aus Folienblechen mit einer Dicke von etwa 0,004 Millimetern (mm) bis etwa 0,03 (mm) gebildet. Die Vielzahl von Anodenstromkollektoren 104 und Kathodenstromkollektoren 106, die sich von den Batteriezellen 102 nach außen zum Batteriepaket 100 erstrecken, sind in entsprechenden Stapeln von Anoden- und Kathodenkollektoren 108a, 108b angeordnet.
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Die Anodenstromkollektoren 104 können aus Folienblechen, auch als Folienbleche bezeichnet, mit elementarem Kupfer oder einer Kupferlegierung gebildet werden und können eine Nickelbeschichtung enthalten. Die Kathodenstromabnehmer 106 können aus Folienblechen aus elementarem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung gebildet sein. Ein Stapel von Folienblechen der Stromabnehmer 104, 104 wird auch als Stapel von Batteriefolien 108 oder in der Kurzform als Batteriefolien 108 bezeichnet.
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Die Stapel von Batteriefolien 108a, 108b sind mit entsprechenden Batterielaschen 110a, 110b lasergeschweißt, um den elektrischen Anschluss an ein elektrisches Gerät oder an ein externes elektrisches System (nicht dargestellt), wie z. B. ein elektrisches Bussystem für ein Elektrofahrzeug, zu erleichtern. Die Batterielaschen 110a, 110b können aus demselben Material bestehen wie die Batteriefolien 108a, 108b, mit denen die Batterielasche 110 lasergeschweißt ist, und haben eine Dicke zwischen 0,1 mm und 0,5 mm. Die folgende Offenbarung stellt ein Verfahren und eine Folienspalt-Schließvorrichtung 300 zum Laserschweißen eines Stapels von Batteriefolien 108 an eine Batterielasche 110 bereit, um eine robuste elektrische Verbindung zwischen den Batteriefolien 108 und der Batterielasche 110 herzustellen.
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2 ist ein Blockflussdiagramm für ein Verfahren 200 zum Laserschweißen eines Stapels von Batteriefolien 108 an eine Batterielasche 110. 3A-3D zeigt die Anordnungen des Stapels von Batteriefolien 108 und der Batterielasche 110 während der Durchführung des Verfahrens 200.
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Das Verfahren beginnt in Block 202 und bezieht sich auf 3A. Der Stapel von Batteriefolien 108 ist in überlappender Anordnung mit der Batterielasche 110 angeordnet. Der Stapel von Batteriefolien 108 umfasst eine Außenfläche 112 und eine Innenfläche 114 gegenüber der Außenfläche 112. Die Batterielasche 110 umfasst eine Außenfläche 116 und eine Innenfläche 118 gegenüber der Außenfläche 116. Der Stapel von Batteriefolien 108 und die Batterielasche 110 sind so angeordnet, dass sich die Innenfläche 118 der Batterielasche 110 in einer überlappenden Position mit der Innenfläche 114 des Stapels von Batteriefolien 108 befindet.
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In Block 204 und unter Bezugnahme auf 3B werden der Stapel von Batteriefolien 108 und die Batterielasche 110 in eine Kontaktposition bewegt, in der ein Teil der Innenfläche 118 der Batterielasche 110 in anliegendem Kontakt mit einem Teil der Innenfläche 114 des Stapels von Batteriefolien 108 steht, um eine Batteriefolien-Laschen-Anordnung 120 zu bilden. Die überlappenden Abschnitte des Stapels von Batteriefolien 108 und der Batterielasche 110, die auch als Überlappungsabschnitt 122 der Batteriefolien-Laschen-Anordnung 120 bezeichnet werden, definieren eine Füllungsschnittstelle 124, die parallel zu einer Ebene-A verläuft. Der Überlappungsabschnitt 122 enthält eine Vielzahl von vorbestimmten Laserschweißstellen 126.
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In Block 206 und unter Bezugnahme auf die und wird eine Klemmkraft, die durch die Pfeile angezeigt wird, auf den Überlappungsabschnitt 122 in einer solchen Weise ausgeübt, dass der Überlappungsabschnitt 122 aus der Ebene-A herausgedrückt wird, wodurch die gestapelten Batteriefolien 108 und die Batterielasche 110 zusammengedrückt werden, wodurch isolierende Luftspalte zwischen benachbarten Folienblättern 108 und der Batterielasche 110 reduziert, wenn nicht sogar eliminiert werden. Der gesamte Überlappungsabschnitt 122 kann auch verformt werden, indem der Überlappungsabschnitt 122 aus der Ebene-A herausgelenkt oder gebogen wird. Die Klemmkraft kann auf den Überlappungsabschnitt 122 oder sowohl auf den Überlappungsabschnitt als auch auf den Stapel Batteriefolien 108 ausgeübt werden.
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In einer Ausführungsform wird die Klemmkraft auf jede der vorbestimmten Laserschweißstellen 126 innerhalb des Überlappungsabschnitts 122 so aufgebracht, dass die vorbestimmten Laserschweißstellen 126 aus der Ebene-A herausgedrückt werden. Es kann eine ausreichende Klemmkraft F aufgebracht werden, um die vorbestimmten Laserschweißstellen 126 aus der Ebene-A heraus zu verformen. Die Verformung kann auch eine plastische Verformung sein. 3C zeigt einen detaillierten Ausschnitt 3-3 aus 3B während der Anwendung der Klemmkraft F. Die Auslenkung oder Verformung der vorbestimmten Laserschweißstellen 126 oder des Überlappungsabschnitts 112 aus der Ebene-A bewirkt, dass die gestapelten Batteriefolien 108 und die Batterielasche 110 zusammengedrückt werden, wodurch etwaige isolierende Luftspalte zwischen benachbarten Folienblättern 108 und der Batterielasche 110 reduziert, wenn nicht sogar beseitigt werden.
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Die Verformung der vorbestimmten Laserschweißstellen 126 außerhalb der Ebene-A umfasst eine gekrümmte Außenfläche 123 mit einem Scheitelpunkt 124, der sich von der Ebene-A weg erstreckt. In 3C ist die gekrümmte Fläche 123 als die Außenfläche 116 der Batterielasche 110 dargestellt. In einer anderen Ausführungsform kann die Klemmkraft so aufgebracht werden, dass die resultierende äußere gekrümmte Fläche 123 die der Außenfläche 112 der gestapelten Batteriefolien 108 ist.
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Die Ablenkung oder Verformung der vorbestimmten Laserschweißstellen 126 oder des Überlappungsabschnitts 122 der Batteriefolien-Laschen-Anordnung 120 außerhalb der Ebene A übt eine Spannung auf die Folienschichten 108 aus, die bewirkt, dass die Schichten eng aneinander und an die Innenfläche 118 der Batterielasche 110 gezogen werden, wodurch die Folienschichten 108 und die Batterielasche 110 zusammengedrückt werden, um etwaige Lücken zwischen benachbarten Folienschichten und der Batterielasche 110 zu minimieren, wenn nicht sogar zu beseitigen. Die Beseitigung oder zumindest die Minimierung der Größe der Lücken ermöglicht eine strukturell robuste lasergeschweißte Batteriefolien-Laschen-Anordnung 120.
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In Block 208 und unter weiterer Bezugnahme auf 3C wird ein Laserstrahl 128 auf die vorbestimmte Laserschweißstelle 126 gerichtet, um eine Laserschweißung zu bewirken, die den Stapel von Batteriefolien 108 mit der Batterielasche 110 verbindet. Vorzugsweise ist der Laserstrahl 128 auf den Scheitelpunkt 124 der gekrümmten Außenfläche 123 gerichtet. Es ist auch bevorzugt, dass die gekrümmte Außenfläche 123 die Außenfläche 116 der Batterielasche 110 ist. Der Laserstrahl 128 kann auf die Außenfläche 123 gerichtet werden, um eine Vielzahl von Punktschweißungen 130 oder Linienschweißungen 130 mit einem vorbestimmten Muster 127 im Überlappungsabschnitt 122 zu bilden, am besten dargestellt in 3D. Die Schweißpunkte 130 oder Schweißlinien 130 können sich entlang einer Breite (W) oder entlang einer Länge (L) des Überlappungsabschnitts 122 erstrecken.
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In Block 210 und unter Bezugnahme auf 3D wird die Batteriefolien-Anordnung nach Beendigung der Laserschweißung abgekühlt, damit die Laserschweißung erstarren kann, und die Klemmkraft wird aufgehoben.
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4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Spannvorrichtung 300 zum Aufbringen einer Spannkraft auf die Folien-Laschen-Anordnung 120, um die mehreren vorbestimmten Laserschweißstellen 126 der Folien-Laschen-Anordnung 120 aus der Ebene-A zum Laserschweißen der Batteriefolien 108 an die Batterielasche 110 auszulenken oder zu verformen. 5 zeigt eine Querschnittsansicht der Spannvorrichtung 300 von 4 quer zur Linie 5-5. 6 zeigt eine Querschnittsansicht der Spannvorrichtung 300 von 4 über die Linie 6-6. 7 zeigt eine detaillierte Schnittdarstellung 7-7 von 6.
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Bezug nehmend auf die beiden und umfasst die Klemmvorrichtung 300 ein erstes Klemmelement 302, ein zweites Klemmelement 304 und einen Klemmarm 306, der so konfiguriert ist, dass er eine Klemmkraft ausübt, um das erste Klemmelement 302 auf das zweite Klemmelement 304 zu drücken. Das erste Klemmelement 302 umfasst eine Klemmfläche 308, auf der die Batteriefolien-Laschen-Anordnung 120 angeordnet ist. Wie in 5 gezeigt, definiert die Klemmfläche 308 des ersten Klemmelements 302 eine Vielzahl von Öffnungen 310, die sich in das erste Klemmelement 302 erstrecken.
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Das zweite Klemmelement 304 umfasst eine Klemmfläche 314 und eine Außenfläche 316 gegenüber der Klemmfläche 314. Das zweite Klemmelement 304 ist proximal zum ersten Klemmelement angeordnet, so dass die Klemmfläche 314 des zweiten Klemmelements 304 der Klemmfläche 308 des ersten Klemmelements 302 zugewandt ist. Das zweite Klemmelement 304 definiert eine Vielzahl von Schlitzöffnungen 318, die auch als Schweißschlitze 318 bezeichnet werden und sich von der Außenfläche 316 zur Klemmfläche 314 erstrecken.
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Bezug nehmend auf 5, 6 und 7 sind die Schlitzöffnungen 318 des zweiten Klemmelements 304 während der Schweißvorgänge bei der Ausführung des Verfahrens 200 koaxial mit den Öffnungen 310 des ersten Klemmelements 302 ausrichtbar. Wie in 5 gezeigt, weisen die Öffnungen 310 des ersten Klemmelements 302 einen ersten Durchmesser (D) und die Schlitzöffnungen 318 des zweiten Elements einen zweiten Durchmesser (d) auf. Der erste Durchmesser (D) ist größer als der zweite Durchmesser (d). Es sollte gewürdigt werden, dass die Form der Schlitzöffnungen 318 und der entsprechenden Öffnungen 310 nicht auf eine kreisförmige Form beschränkt ist, sondern längliche Schlitze sein können, die sich über die Breite W oder Länge L des Überlappungsabschnitts 122 erstrecken.
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Wie in 7 gezeigt, definiert die Klemmfläche 314 des zweiten Klemmelements 304 außerdem einen gebogenen oder konischen Vorsprung 320, der eine Schlitzöffnung 318 umgibt. Der Vorsprung 320 weist eine Tiefe (P) von etwa 0,5 mm von der Klemmfläche 314 des zweiten Klemmelements 304 auf und weist einen Durchmesser (X) auf, der kleiner als der erste Durchmesser (D) des ersten Klemmelements 302 ist, so dass der Vorsprung 320 eng in die Öffnung 310 des ersten Klemmelements 302 passt. Die Öffnung 310 des ersten Klemmelements 302 definiert eine gekrümmte oder konische Aussparung 321, die zur Aufnahme des Vorsprungs 320 des zweiten Klemmelements 304 konfiguriert ist.
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Ein Paar von Führungselementen 322 erstreckt sich durch das zweite Klemmelement 304 und das erste Klemmelement 302. Das zweite Klemmelement 304 ist entlang der Führungselemente 322 in einer ersten Richtung vom ersten Klemmelement 302 weg bewegbar, um die Platzierung der Batteriefolien-Laschen-Anordnung 120 auf der Klemmfläche des ersten Klemmelements 302 zu ermöglichen. Das zweite Klemmelement 304 ist entlang der Führungselemente 322 in einer zweiten, der ersten Richtung entgegengesetzten Richtung vom ersten Klemmelement 302 weg bewegbar. Der Klemmarm 306 ist vorgesehen, um selektiv eine Klemmkraft F auf das zweite Klemmelement 304 auszuüben, so dass eine gestapelte Batteriefolien-Laschen-Anordnung 120 zwischen dem ersten Klemmelement 302 und dem zweiten Klemmelement 304 zusammengedrückt werden kann. 6 zeigt eine Vielzahl von Schlitzöffnungen 318, die so ausgerichtet sind, dass sie eine Vielzahl von Laserpunktschweißungen über eine Breite W der Batteriefolien-Laschen-Anordnung 120 ermöglichen. Es ist klar, dass die Anordnung der Schlitzöffnungen 318 nicht auf die Breite W der Batteriefolien-Laschen-Anordnung 120 beschränkt ist.
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Bei der Durchführung des Verfahrens 200 wird eine Batteriefolien-Laschen-Anordnung 120 auf dem ersten Klemmelement 302 in Position gebracht. Das zweite Klemmelement 304 wird entlang der Führungselemente 322 in Richtung des ersten Klemmelements 302 bewegt, so dass die Klemmfläche 314 des zweiten Klemmelements 304 in Kontakt mit der Batteriefolien-Laschen-Anordnung 120 ist. Einmal in Position, sind die Schlitzöffnungen 318 des zweiten Klemmelements 304 koaxial mit den Öffnungen 310 des ersten Klemmelements 302 ausgerichtet. Der Klemmarm 306 übt dann eine Klemmkraft auf das zweite Klemmelement 304 aus, um die Batteriefolien-Laschen-Anordnung 120 zwischen dem ersten Klemmelement 302 und dem zweiten Klemmelement 304 zusammenzudrücken. Der Klemmarm 306 übt eine ausreichende Kraft aus, so dass die konischen Vorsprünge 320 des zweiten Klemmelements 304 die vorbestimmten Laserschweißstellen 126 aus der Ebene-A in die Öffnungen 310 des ersten Klemmelements 302 drängen oder plastisch verformen.
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Während die vorbestimmten Laserschweißstellen 126 aus einer Ebene-A verformt werden, wird ein Laserstrahl 128 durch die Schlitzöffnungen 318 des ersten Klemmelements 302 und auf die vorbestimmten Laserschweißstellen 126 gerichtet. Der Laserstrahl 128 wird mit einem vorbestimmten Laserschweißplan betrieben, der ausreicht, um eine Laserschweißung zu bewirken, die die Batteriefolien 108 mit der Batterielasche 110 im Überlappungsbereich 122 verbindet. Die Öffnung 310 in dem ersten Klemmelement 302 ist ausreichend tief, um zu verhindern, dass der Laserstrahl 128 die Batteriefolien-Laschen-Anordnung 120 mit dem ersten Klemmelement 302 verschweißt.
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Nach der Verfestigung der Laserschweißung wird das Hebelelement gelöst und das zweite Element wird entlang der Führungselemente 322 vom ersten Klemmelement 302 weg bewegt, wodurch die lasergeschweißte Batteriefolien-Laschen-Anordnung 120 von der Halterung 300 gelöst wird.
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Die Beschreibung der vorliegenden Offenbarung hat lediglich beispielhaften Charakter, und Variationen, die nicht vom allgemeinen Sinn der vorliegenden Offenbarung abweichen, sind als im Rahmen der vorliegenden Offenbarung liegend zu betrachten. Solche Variationen sind nicht als Abweichung vom Geist und Umfang der vorliegenden Offenbarung zu betrachten.
