CN106903422A - 一种锂离子铝壳电池封口方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂离子铝壳电池封口方法，该方法包括以下步骤：在铝壳电池的待封口处放置一金属片；金属片的外侧壁与铝壳电池待封口处的内侧壁之间的缝隙为焊缝；采用具有搅拌焊头的焊接工具将金属片焊接在铝壳电池的待封口处：搅拌焊头旋转，从焊缝的正上方垂直压入；使搅拌焊头沿着焊缝移动，将金属片与铝壳电池壳体焊接在一起，经过一周后，回到起点位置；搅拌焊头减速，抬起搅拌焊头，将搅拌针从焊接区域抽出，在抽出位置表面留下匙孔，完成铝壳电池封口。由以上技术方案可知，本发明能够解决现有技术中存在的不足，大大提高铝壳电池封口的密封性和良品率。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种锂离子铝壳电池封口方法。
背景技术
随着新能源汽车产业的蓬勃发展，使得对于动力电池的需求极速的增长，未来动力电池制作工程趋于大规模、智能化。因此，为了满足市场需求，必须保证电池制作的每个工艺均均有高的可靠性。
目前，大多数动力电池均采用铝壳作为电池外壳，在铝壳电池在注液之后对注液口进行密封。现有的封口工艺有激光焊密封和打钢珠后点胶固化密封两种，以上两种方式均存在密封可靠性低的问题。在自动化封口时，往往良品率不高。如激光焊封口，如果两块焊接部位置有偏差，或者其表面有粉尘污渍，则会产生微小的焊缝。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锂离子铝壳电池封口方法，该方法能够解决现有技术中存在的不足，大幅提高铝壳电池封口的密封性和良品率。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种锂离子铝壳电池封口方法，该方法包括以下顺序的步骤：
（1）在铝壳电池的待封口处放置一金属片，并且使金属片的上表面与铝壳电池壳体的上表面平齐；所述金属片的外侧壁与铝壳电池待封口处的内侧壁之间的缝隙为焊缝，所述焊缝的宽度不大于0.2mm；
（2）采用具有搅拌焊头的焊接工具将金属片焊接在铝壳电池的待封口处：
（21）搅拌焊头旋转，以转速v1从焊缝的正上方垂直压入，直到轴肩低于铝壳电池壳体上表面0.05~0.2mm；此时搅拌针位于焊缝的中间；
（22）将搅拌焊头的转速逐渐加速至v2，并使搅拌焊头沿着焊缝移动，此时要保持轴肩始终按压住焊缝两侧的铝壳电池壳体与金属片，将金属片与铝壳电池壳体焊接在一起，经过一周后，回到起点位置；
（23）搅拌焊头减速，抬起搅拌焊头，将搅拌针从焊接区域抽出，在抽出位置表面留下匙孔，完成铝壳电池封口。
进一步的，所述金属片为铝、镁、铜、铅、钛、锌中的任意一种或者为铝、镁、铜、钛合金。
进一步的，所述焊缝的宽度小于0.05mm。
进一步的，所述搅拌焊头为圆台状。
进一步的，所述v2的取值范围为200~8000r/min。
进一步的，所述匙孔的深度为0.01~0.5mm。
由以上技术方案可知，本发明能够解决现有技术中存在的不足，大大提高铝壳电池封口的密封性和良品率。
附图说明
图1是锂离子铝壳电池封口过程示意图；
图2是锂离子铝壳电池封口过程剖面示意图；
图3是锂离子铝壳电池封口效果示意图。
其中：
1、搅拌焊头，2、金属片，3、电池壳体，4、焊接后的焊接区域，1-1、轴肩，1-2、搅拌针。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1-图3所示的一种锂离子铝壳电池封口方法，该方法包括以下顺序的步骤：
（1）在铝壳电池的待封口处放置一个与待封口处的形状相适应的金属片。在本实施例中，金属片采用圆形铝片。将金属片嵌入安装在铝壳电池外壳上待封口处的凹槽中。所述金属片的上表面与铝壳电池壳体的上表面平齐。所述金属片的外侧壁与铝壳电池待封口处的内侧壁之间的缝隙为焊缝，所述焊缝的宽度不大于0.2mm。通过使金属片的上表面与铝壳电池壳体的上表面平齐，能够在轴肩向下按压住焊缝两侧的金属片和铝壳电池壳体时，使金属片和铝壳电池壳体受力均匀，确保金属片与铝壳电池壳体焊接为一体后的焊接区域的稳定性。此外，通过对焊缝的宽度进行设计，能够最大程度的保证焊接强度。
（2）采用夹板将整个铝壳电池固定牢固，然后采用具有搅拌焊头的焊接工具将金属片焊接在铝壳电池的待封口处：
（21）搅拌焊头旋转，以转速1000r/min从焊缝的正上方垂直压入，直到轴肩低于铝壳电池壳体上表面0.05~0.2mm；此时，如图2所示，搅拌针位于焊缝的中间。优选的，轴肩低于铝壳电池壳体上表面0.2mm。轴肩压下去有利于焊接效果，同时使得焊缝平整。
（22）将搅拌焊头的转速逐渐加速至2000r/min，并使搅拌焊头沿着焊缝焊接移动。此时要保持轴肩始终按压住焊缝两侧的铝壳电池壳体与金属片，将金属片与铝壳电池壳体焊接在一起，经过一周后，回到起点位置。
（23）搅拌焊头减速，缓缓抬起搅拌焊头，将搅拌针从焊接区域抽出，在抽出位置表面留下匙孔，完成焊接，即完成铝壳电池封口。所述焊接区域即金属片与铝壳电池壳体待封口处之间的区域。
进一步的，所述金属片为铝、镁、铜、铅、钛、锌中的任意一种或者为铝、镁、铜、钛合金。 金属片的形状为规则形状。
进一步的，所述焊缝的宽度小于0.05mm。优选的，焊缝的宽度小于0.05mm。通过对焊缝的宽度进行设计，能够最大程度的保证焊接强度。
进一步的，所述搅拌焊头为圆台状。
进一步的，所述v2的取值范围为200~8000r/min。搅拌焊头的转速会影响焊接的效率及焊缝熔深，该取值范围能够在保证焊缝熔深的基础上，提高焊接效率。
进一步的，所述匙孔的深度为0.01~0.5mm。
完成铝壳电池封口后的效果图如图3所示。通过对焊接区域进行金相分析可知，金属熔深在1.5~1.6mm，焊接区域的上表面比铝壳电池壳体的上平面低0.2mm，匙孔的深度为0.6mm，所有指标在工艺范围内，可实现对电池的封口。本发明采用搅拌摩擦焊对锂离子铝壳电池进行封口，并采用金属片进行刚性支撑，这样既能够确保焊接强度和可靠性，又能够通过金属片避免因焊接时的压力而导致的变形。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种锂离子铝壳电池封口方法，其特征在于：该方法包括以下顺序的步骤：
（1）在铝壳电池的待封口处放置一金属片，并且使金属片的上表面与铝壳电池壳体的上表面平齐；所述金属片的外侧壁与铝壳电池待封口处的内侧壁之间的缝隙为焊缝，所述焊缝的宽度不大于0.2mm；
（2）采用具有搅拌焊头的焊接工具将金属片焊接在铝壳电池的待封口处：
（21）搅拌焊头旋转，以转速v1从焊缝的正上方垂直压入，直到轴肩低于铝壳电池壳体上表面0.05~0.2mm；此时搅拌针位于焊缝的中间；
（22）将搅拌焊头的转速逐渐加速至v2，并使搅拌焊头沿着焊缝移动，此时要保持轴肩始终按压住焊缝两侧的铝壳电池壳体与金属片，将金属片与铝壳电池壳体焊接在一起，经过一周后，回到起点位置；
（23）搅拌焊头减速，抬起搅拌焊头，将搅拌针从焊接区域抽出，在抽出位置表面留下匙孔，完成铝壳电池封口。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子铝壳电池封口方法，其特征在于：所述金属片为铝、镁、铜、铅、钛、锌中的任意一种或者为铝、镁、铜、钛合金。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子铝壳电池封口方法，其特征在于：所述焊缝的宽度小于0.05mm。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子铝壳电池封口方法，其特征在于：所述搅拌焊头为圆台状。
5.根据权利要求1所述的一种锂离子铝壳电池封口方法，其特征在于：所述v2的取值范围为200~8000r/min。
6.根据权利要求1所述的一种锂离子铝壳电池封口方法，其特征在于：所述匙孔的深度为0.01~0.5mm。
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