JP7460046B2 - 二次電池の溶接方法及び溶接装置、ならびに、二次電池溶接工程のモニタリング方法と装置 - Google Patents
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Description
また、本明細書及び特許請求の範囲で用いられた用語や単語は、通常的かつ辞典的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者は自身の発明を最良の方法で説明するために、用語の概念を適宜定義することができるとの原則に即し、本発明の技術的思想に適合する意味と概念として解釈されなければならない。
本実施形態では、下部缶3の内側にレーザを照射して溶接がなされる溶接方法と溶接装置を提供する。
本実施形態では、下部缶3の内側にデフォーカシングがなされるようにレーザを照射して溶接がなされる溶接方法及び溶接装置を提供する。
本実施形態では、二次電池の溶接工程のモニタリング装置及び方法を提供する。
3 下部缶
10 ジグ
11 取り付け部
12 挿入部
13 ホール
20 レーザ照射装置
30 フォーカシングレンズ
40 イメージセンサ
50 溶接用レーザ照射装置
51 溶接用レーザ発振器
52 第1コリメータ
53 第1ダイクロイックミラー
54 第1光絶縁体
60 照明用レーザ照射装置
61 照明用レーザ発振器
62 第2コリメータ
63 第2ダイクロイックミラー
64 第2光絶縁体
Claims (20)
- 下部缶にセンターホールが形成された電極組立体が取り付けられると、前記電極組立体の電極タブを前記下部缶の内部底面に溶接する二次電池の溶接装置であって、
パイプ状を有して前記電極組立体のセンターホールに進入することができる直径を有する挿入部及び前記挿入部の終端で円盤状を有するように直径が拡張された取り付け部を備えるジグ;及び
前記挿入部のホールにレーザを照射するレーザ照射装置;を含み、
前記センターホール内に前記電極タブが置かれるように前記電極組立体が前記下部缶に取り付けられた状態で、前記レーザが前記ジグの前記挿入部のホールを通過し、前記下部缶の内部底面と前記電極タブの接触地点に照射されることにより溶接がなされる、二次電池の溶接装置。 - 前記下部缶は、下側は内部底面により閉鎖され、上側は開口された円筒状を有し、
前記取り付け部は、前記下部缶に搭載された前記電極組立体のセンターホールに前記挿入部が結合されたとき、前記下部缶の上に取り付けられ得るように前記下部缶の直径よりさらに大きい直径を有する、請求項1に記載の二次電池の溶接装置。 - 前記ジグの前記挿入部が前記電極タブを前記下部缶の内部底面に密着させて前記取り付け部が前記下部缶の上に取り付けられるとき、前記挿入部の高さ(h)は5mm以下であり、前記挿入部に形成されたホールの内径は0.25から1.5mmの範囲に形成されている、請求項2に記載の二次電池の溶接装置。
- 前記ジグの前記挿入部が前記電極タブを前記下部缶の内部底面に密着させて前記取り付け部が前記下部缶の上に取り付けられるとき、前記挿入部の高さ(h)は5mm以下であり、前記挿入部に形成されたホールの内径は0.53から1.5mmの範囲に形成されている、請求項2に記載の二次電池の溶接装置。
- 前記下部缶は、高さ(h)を直径(d)で割ったときの値が、0.35から0.6の範囲の値を有するように前記高さ(h)と前記直径(d)の大きさが定まる、請求項2に記載の二次電池の溶接装置。
- 前記ジグは、下記の(1)から(3)のいずれかの形状
(1)前記挿入部の長さ方向に沿って形成されたホールは、前記取り付け部が形成された側が最も大きい直径を有し、その反対側に行くほど直径が漸次的に小さくなる形状;
(2)前記取り付け部は、枠部分が相対的により高く形成され、中心のホールに向かって漸次的に低くなる形状;
(3)前記挿入部が前記センターホールに進入したときに前記下部缶の上端が挟まれるように前記取り付け部の一側面に凹溝が形成されている形状;
を有する、請求項2に記載の二次電池の溶接装置。 - 前記挿入部がセンターホールに進入したとき、前記挿入部は、前記電極タブを前記下部缶の内部底面に密着させることができる長さを有する、請求項2に記載の二次電池の溶接装置。
- 前記ジグは、金属材で製造されている、請求項2に記載の二次電池の溶接装置。
- 前記電極組立体と向かい合うようになる前記取り付け部の下面及び前記挿入部の表面には、電気を絶縁する絶縁層がコーティングされている、請求項8に記載の二次電池の溶接装置。
- 前記絶縁層は、ジグより熱伝導性が低い材質で製造されている、請求項9に記載の二次電池の溶接装置。
- 前記レーザは、前記下部缶の内部底面と前記電極タブの接触地点に到達する前に焦点が形成されたデフォーカシングされた状態で照射される、請求項1に記載の二次電池の溶接装置。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載の二次電池の溶接装置を使用して行う二次電池の溶接方法であって、
前記電極組立体のセンターホール内に電極タブが置かれるように前記下部缶に電極組立体を取り付ける電極組立体取り付けステップ;
円盤状の取り付け部と前記取り付け部から垂直に延長されてパイプ状を有する挿入部を含むジグを前記電極組立体の上に前記挿入部が前記センターホールに進入するように取り付けるジグ取り付けステップ;及び
前記挿入部の内側ホールにレーザを照射し、前記電極タブを前記下部缶の内部底面に溶接する溶接ステップ;を含む、二次電池の溶接方法。 - 前記ジグの挿入部が前記電極タブを前記下部缶の内部底面に密着させて前記取り付け部が前記下部缶の上に取り付けられるとき、前記挿入部の高さ(h)は5mm以下であり、前記挿入部に形成されたホールの内径は0.25mm~1.5mmの範囲に形成され、
前記溶接ステップにおいて、前記下部缶の内部底面と前記電極タブは、1つの地点で溶接部位が形成されるように溶接がなされる、請求項12に記載の二次電池の溶接方法。 - 前記ジグの挿入部が前記電極タブを前記下部缶の内部底面に密着させて前記取り付け部が前記下部缶の上に取り付けられるとき、前記挿入部の高さ(h)は5mm以下であり、前記挿入部に形成されたホールの内径は0.53mm~1.5mmの範囲に形成され、
前記溶接ステップにおいて、前記下部缶の内部底面と前記電極タブは、複数の地点で溶接部位が形成されるように溶接がなされる、請求項12に記載の二次電池の溶接方法。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載の二次電池の溶接装置を使用して行う二次電池溶接工程のモニタリング装置であって、
パイプ状を有して前記電極組立体のセンターホールに進入することができる直径を有する挿入部を備えるジグ及び前記挿入部のホールにレーザを照射するレーザ照射装置を含み、
前記レーザ照射装置は、
前記センターホール内に電極タブが置かれるように前記電極組立体が前記下部缶内に取り付けられた状態で溶接用レーザをフォーカシングレンズを介して前記挿入部のホール内部に照射し、前記電極タブと前記下部缶の接触地点を溶接する溶接用レーザ照射装置;
照明用レーザを前記フォーカシングレンズを介して前記挿入部のホール内部に照射する照明用レーザ照射装置;及び
反射された前記照明用レーザを受光するイメージセンサ;を含み、
前記溶接用レーザと前記照明用レーザは、前記センターホールの上側から垂直方向に照射される、二次電池溶接工程のモニタリング装置。 - 前記溶接用レーザは、第1ダイクロイックミラーから反射されて前記フォーカシングレンズを通過し、前記照明用レーザは、第2ダイクロイックミラーから反射されて前記フォーカシングレンズを通過する、請求項15に記載の二次電池溶接工程のモニタリング装置。
- 前記第1ダイクロイックミラーと前記第2ダイクロイックミラーのそれぞれは、レーザの一部は反射させて一部は透過させるようにセッティングされ、
前記溶接用レーザは、前記第1ダイクロイックミラーから反射されて前記フォーカシングレンズに照射され、前記照明用レーザは、前記第1ダイクロイックミラーを透過して前記フォーカシングレンズに照射される、請求項16に記載の二次電池溶接工程のモニタリング装置。 - 前記溶接用レーザが照射されるときは前記照明用レーザの照射は中断され、前記照明用レーザが照射されるときは前記溶接用レーザの照射は中断される請求項15に記載の二次電池溶接工程のモニタリング装置。
- 請求項1から9のいずれか一項に記載の二次電池の溶接装置を使用して行う二次電池溶接工程のモニタリング方法であって、
センターホール内に電極タブが置かれるように電極組立体を前記下部缶内に取り付ける電極組立体取り付けステップ;
パイプ状を有する挿入部を含むジグを前記挿入部が前記センターホールに進入するように取り付けるジグ取り付けステップ;
溶接用レーザをフォーカシングレンズを介して前記挿入部のホールに照射し、前記電極タブと前記下部缶の接触地点を溶接する溶接ステップ;及び
照明用レーザを前記フォーカシングレンズを介して前記挿入部のホール内部に照射して反射されたレーザをイメージセンサが受光するセンシングステップ;を含み、
前記溶接用レーザと前記照明用レーザは、前記センターホールの上側から垂直方向に照射される、二次電池溶接工程のモニタリング方法。 - 請求項1から9のいずれか一項に記載の二次電池の溶接装置を使用して行う二次電池溶接工程のモニタリング方法であって、
センターホール内に電極タブが置かれるように電極組立体を前記下部缶内に取り付ける電極組立体取り付けステップ;
パイプ状を有する挿入部を含むジグを前記挿入部が前記センターホールに進入するように取り付けるジグ取り付けステップ;
レーザをフォーカシングレンズを介して挿入部のホールに照射し、前記電極タブと前記下部缶の接触地点を溶接する溶接ステップ;及び
溶接地点から反射された前記レーザをイメージセンサが受光するセンシングステップ;を含み、
前記センシングステップにおいては、前記レーザの出力を調節して前記挿入部のホールに照射して反射された前記レーザを前記イメージセンサが受光する、二次電池溶接工程のモニタリング方法。
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