CN108581247A - 一种电池焊接夹具、焊接设备及焊接工艺 - Google Patents

一种电池焊接夹具、焊接设备及焊接工艺 Download PDF

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Abstract

本发明属于锂离子电池领域，公开了一种电池焊接夹具、焊接设备及焊接工艺，包括定位治具本体，所述定位治具本体上设有用于定位电芯的第一定位槽和第二定位槽，所述第一定位槽、第二定位槽之间设有用于定位保护板的限位槽。所述治具本体上对称设有用于定位电芯的第一定位槽和第二定位槽，所述第一定位槽、第二定位槽之间设有用于定位保护板的限位槽。解决了极耳不能精准地定位在焊盘上的问题，解决了激光焊中易出现虚焊、炸焊的问题，提高了激光焊的良率。

Description

一种电池焊接夹具、焊接设备及焊接工艺
技术领域
本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电池焊接夹具、焊接设备及焊接工艺。
背景技术
聚合物锂离子电池由于具有更高的质量能量密度和更高的安全性，越来越多地被用于各类电器产品中，而且使用者对电池容量、电流、电压也有了更高的要求，因此需要将多个电池串联或并联以满足提高电池容量或电压的要求。现在的锂离子电池一般均需要与保护板焊接，其焊接质量对最终的产品性能有很大影响。
在焊接工序中，需要使用夹具对电芯极耳及保护板进行固定，但是现有的两串/并结构电池的焊接工艺中，需要先将一个电池与保护板焊接后转动夹具后再焊接保护板与另一个电池，转动过程中，有可能出现极耳不能精确定位到保护板上焊盘的焊接区域，增加了虚焊、炸焊的风险。
因此，有必要提供一种用于两串/并结构电池中保护板与极耳焊接的夹具。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：克服和解决现有技术中电池与保护板焊接时不能精准定位，且易出现虚焊、炸焊的问题，提供一种两串/并结构电池的焊接夹具，该焊接夹具中设有电芯及保护板的定位槽，降低了出现虚焊、炸焊的风险，能有效提高保护板上的焊点密度，从而提高保护板与电池之间的连接强度，提高该两串/并结构电池的使用稳定性。
本发明还提供了一种焊接设备及焊接工艺。
本发明为解决其技术问题提供的一种技术方案是：
一种电池焊接夹具，包括定位治具本体，所述定位治具本体上设有用于定位电芯的第一定位槽和第二定位槽，所述第一定位槽、第二定位槽之间设有用于定位保护板的限位槽。
作为上述技术方案的改进，所述限位槽包括贯穿所述治具本体的限位孔和可容置所述保护板的导线的避让槽，所述限位孔侧壁向所述限位槽延伸有用于放置所述保护板的支撑部。
作为上述技术方案的改进，所述第一定位槽及第二定位槽中设有定位块，所述定位块同所述电芯区别于极耳的一端抵持，且所述定位块相对所述治具本体可调。
作为上述技术方案的改进，所述第一定位槽或第二定位槽的底部开设有一空槽，所述空槽中设有用于感应电芯到位的感应器。
作为上述技术方案的改进，所述定位治具本体垂直于所述限位槽的一侧壁连接有绝缘结构，所述绝缘结构包括一可绕所述治具本体转动的绝缘挡板，焊接时所述绝缘挡板置于所述保护板上以防止相对设置的极耳短接。
作为上述技术方案的进一步改进，所述绝缘结构还包括固定座和与所述固定座转动连接的固定块，所述绝缘挡板通过锁紧装置固定在所述固定块上，通过转动所述固定块使所述绝缘挡板阻隔相对设置的所述极耳短接。
一种焊接设备，包括激光焊接装置，还包括上述的电池焊接夹具，所述激光焊接装置设有用于压紧极耳与保护板的压爪。
作为上述技术方案的改进，所述压爪包括压爪头和安装部，以及连接所述压爪头、安装部的连接部，所述压爪头包括两个压接部，所述压接部将所述极耳压紧于所述焊盘上以供所述激光焊接装置进行焊接动作。
一种焊接工艺，运用了上述的焊接设备，包括以下步骤：
S1：将保护板置于所述限位槽中；
S2：检查极耳外露出电芯部分的平整度，将电芯依次放入所述第一定位槽和第二定位槽中，且极耳的焊接面分别正对保护板焊盘；
S3：所述定位治具转至所述激光焊接装置下方，所述压爪下压，所述激光焊接装置出光进行焊接。
作为上述技术方案的改进，所述步骤S2中第二定位槽的底部开有一空槽，所述空槽中设有用于感应电芯到位的感应器。
本发明的有益技术效果是：该用于两串/并结构电池的焊接夹具包括定位治具和激光焊接装置上的压爪，定位治具的治具本体上设有限制电芯的第一定位槽、第二定位槽及用于限制保护板的限位槽，便于定位极耳和保护板以进行激光焊接，解决了极耳不能精准地定位在焊盘上的问题，有效降低了出现虚焊、炸焊的风险，提高了激光焊接的良率。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图做简单说明。
图1为本发明一个实施例的焊接夹具的立体图。
图2为本发明一个实施例的焊接设备放置有保护板时的俯视图。
图3为本发明一个实施例的压爪的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分理解本发明的目的、方案和效果。需要说明的是，在不冲突的情况下本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。此外本发明中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对图中本发明各组成部分相互位置关系来说的。
图1为本发明一个实施例的焊接夹具的立体图；图2为本发明一个实施例的焊接设备放置有保护板时的俯视图；图3为本发明一个实施例的压爪的结构示意图。
参照图1，示出了一种两串/并结构电池放置有保护板时的焊接夹具，用于焊接保护板和电芯，保护板包括底板和设于底板上的焊盘，以及与底板连接的导线，电芯包括极耳。该焊接夹具用于定位电芯和保护板以便于激光焊接极耳和焊盘。
该焊接夹具包括定位治具本体100，定位治具本体100上设有用于定位电芯的第一定位槽110和第二定位槽120，还设有用于定位保护板的限位槽，且限位槽设于第一定位槽110、第二定位槽120之间。
第一定位槽110及第二定位槽120中设有定位块111(121)，定位块111(121)同电芯区别于极耳的一端抵持，且定位块111(121)相对治具本体100可调，以适应不同长度的电芯。而且第一定位槽110和第二定位槽120的两侧设有便于取出电芯的扣手位槽112(122)。第一定位槽110或第二定位槽120的底部开有一空槽(图中未示出)，空槽中设有用于感应电芯到位的感应器。本实施例中，空槽开设于第二定位槽上，相应地，人工将电芯依次放入第一定位槽和第二定位槽，松开手后，感应器触发激光焊接装置，激光焊接装置根据感应器的反馈进行焊接动作。
本实施例中，长条形底板上固设有四个方形焊盘，导线设于底板沿长度方向的一端，底板上区别焊盘的一面固设有功能件。限位槽包括贯穿治具本体100的限位孔131和可容置导线的避让槽132，限位孔131侧壁向限位槽延伸有用于放置保护板的支撑部1311。底板上的功能件容置于限位孔131中，导线规整地置于避让槽132中。
定位治具本体100一侧壁连接的绝缘结构200，绝缘结构200包括一可绕治具本体100转动的绝缘挡板210，绝缘结构200还包括固定座220和与固定座220转动连接的固定块230，固定块230具体通过转轴与固定座220连接，且绝缘挡板210通过锁紧装置固定在固定块230上，通过转动固定块230使绝缘挡板210至与保护板抵接，可阻隔相对的极耳短接。
限位槽还嵌设有用于限制绝缘挡板的定位座140，定位座140上开设有供绝缘挡板210卡入的卡槽141。具体地，定位座140包括支架，限位槽中开有供支架嵌入的安装孔，优选地，该安装孔设于避让槽132中，导线穿过支架间的缝隙并固定于避让槽中。
图2为本发明一个实施例的焊接设备的俯视图，包括激光焊接装置，激光焊接装置设有用于压紧极耳与保护板的压爪300。定位治具本体100上设有第一定位槽110和第二定位槽120，绝缘结构200固定于定位治具本体100的侧壁上。
图3示出了本发明一个实施例的压爪的结构示意图，参照图3，压爪300包括压爪头310、安装部330，以及连接压爪头310、安装部330的连接部320，本实施例中，每个压爪头310包括两个压接部311，每个压爪头310对应一个焊盘，该两个压接部311分别与极耳的两端接触以使极耳的接触面与焊盘充分接触。安装部330开设有贯穿设置的安装孔331，压爪300通过安装孔331可调节地固定在激光焊接装置上。本实施例中，连接部320的形状可根据焊接要求进行调整，优选地，四个压爪固定在激光焊接装置的同一侧。
该激光焊接装置还包括转盘(图中未示出)，焊接夹具沿转盘周向均匀分布，当转盘带动待焊接的焊接夹具转动至焊接位置时，激光焊出光焊接极耳与保护板。
本发明还提供了一种用于两串/并结构电池的焊接工艺，具体包括以下步骤：
S1：将保护板置于限位槽中；
S2：检查极耳外露出电芯部分的平整度，将电芯依次放入第一定位槽和第二定位槽中，且极耳的焊接面分别正对焊盘；
S3：定位治具转至激光焊接装置下方，压爪下压，激光焊头出光进行焊接。
具体地，将保护板置于限位槽中，并将绝缘挡板转至与保护板抵接的状态；将极耳无褶皱、无重叠、外露尺寸符合要求的电芯依次放入第一定位槽和第二定位槽中，第二定位槽中设有感应器，松开手后，感应器触发激光焊接装置，转盘转动并带动定位治具转至焊接位置，即定位治具转至激光焊头的下方；压爪下压，激光焊头出光将极耳焊接在保护板上。
本发明中用于两串/并结构电池的焊接夹具，定位治具本体上设有限制电芯的第一定位槽、第二定位槽及用于限制保护板的限位槽，还设有用于阻隔两相对极耳短接的绝缘结构，便于利用激光焊接极耳和保护板，不仅解决了使用传统点焊带来的需要更换电极棒的问题，还能使极耳精准地定位在焊盘上，有效降低了出现虚焊、炸焊的风险，提高了激光焊的良率。
尽管结合优选实施方案具体展示和介绍了本发明，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所述权利要求书所限定的本发明的精神和范围内，在形式上和细节上可以对本发明做出各种变化，均为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池焊接夹具，其特征在于，包括定位治具本体，所述定位治具本体上设有用于定位电芯的第一定位槽和第二定位槽，所述第一定位槽、第二定位槽之间设有用于定位保护板的限位槽。
2.根据权利要求1所述的电池焊接夹具，其特征在于，所述限位槽包括贯穿所述治具本体的限位孔和可容置所述保护板的导线的避让槽，所述限位孔侧壁向所述限位槽延伸有用于放置所述保护板的支撑部。
3.根据权利要求1所述的电池焊接夹具，其特征在于，所述第一定位槽及第二定位槽中设有定位块，所述定位块同所述电芯区别于极耳的一端抵持，且所述定位块相对所述治具本体可调。
4.根据权利要求1所述的电池焊接夹具，其特征在于，所述第一定位槽或第二定位槽的底部开设有一空槽，所述空槽中设有用于感应电芯到位的感应器。
5.根据权利要求1所述的电池焊接夹具，其特征在于，所述定位治具本体垂直于所述限位槽的一侧壁连接有绝缘结构，所述绝缘结构包括一可绕所述治具本体转动的绝缘挡板，焊接时所述绝缘挡板置于所述保护板上以防止相对设置的极耳短接。
6.根据权利要求5所述的电池焊接夹具，其特征在于，所述绝缘结构还包括固定座和与所述固定座转动连接的固定块，所述绝缘挡板通过锁紧装置固定在所述固定块上，通过转动所述固定块使所述绝缘挡板阻隔相对设置的所述极耳短接。
7.一种焊接设备，包括激光焊接装置，其特征在于，还包括权利要求1-6任意一项所述的电池焊接夹具，所述激光焊接装置设有用于压紧极耳与保护板的压爪。
8.根据权利要求7所述的焊接设备，其特征在于，所述压爪包括压爪头和安装部，以及连接所述压爪头、安装部的连接部，所述压爪头包括两个压接部，所述压接部将所述极耳压紧于所述焊盘上以供所述激光焊接装置进行焊接动作。
9.一种焊接工艺，其特征在于，运用了权利要求7或8所述的焊接设备，包括以下步骤：
S1：将保护板置于所述限位槽中；
S2：检查极耳外露出电芯部分的平整度，将电芯依次放入所述第一定位槽和第二定位槽中，且极耳的焊接面分别正对保护板焊盘；
S3：所述定位治具转至所述激光焊接装置下方，所述压爪下压，所述激光焊接装置出光进行焊接。
10.根据权利要求9所述的焊接工艺，其特征在于，所述步骤S2中第二定位槽的底部开有一空槽，所述空槽中设有用于感应电芯到位的感应器。
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