CN110369852A - 一种极耳焊接用卡槽及利用该卡槽进行极耳焊接的方法 - Google Patents
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Abstract
一种极耳焊接用卡槽及利用该卡槽进行极耳焊接的方法，属于极耳焊接技术领域。所述卡槽包括下卡槽本体和两个上卡槽；所述下卡槽本体中部沿下卡槽本体长度方向设有一过渡槽，下卡槽本体上位于所述过渡槽两端各设有一个宽槽，两个所述宽槽与过渡槽相通设置，下卡槽本体两端中部各设有一个窄槽，下卡槽本体上位于每个窄槽与相邻设置的宽槽之间设置有贯通下卡槽本体上下端面的通槽，所述两个上卡槽匹配设置在宽槽内。本发明在极耳的预焊接过程中使用卡槽，可以使预焊接后的软极耳靠近隔膜未焊接区域的箔材成90°垂直，有效避免了多层铜铝箔材的最外层箔材与其它箔材没有接触而存在绷紧状态。
Description
技术领域
本发明属于极耳焊接技术领域，具体涉及一种极耳焊接用卡槽及利用该卡槽进行极耳焊接的方法。
背景技术
动力电池的能量比较高，目前市场上主流的软包动力电池容量都达到了50Ah/60Ah；方形动力电池容量都达到了100Ah以上。需要动力电池叠片层数较多，导致铜铝箔的层数多达40层以上；加之外接引出的单个正极铝极耳和负极铜镀镍极耳的金属层厚度一般在0.3～1mm，经常会出现硬极耳和软极耳焊接不良的情况。而焊接不良电芯流入会造成电池内阻偏大、极耳过热导致报废。所述软极耳指的是铜箔和铝箔的极耳，所述硬极耳指的是外接的极耳。
目前动力电池超声波直焊比包焊效果好且容易保证焊接质量，所以动力电池一般采用超声波直焊方式。动力电池需要极耳承载很大的过流能力，如何改善焊接工艺保证极耳的焊接牢固可靠、一致性好；没有虚焊、过焊、裂口断片等现象成为行业研究的紧迫任务。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有超声波直焊技术中动力电池极耳焊接存在虚焊、过焊、裂口等现象，提供一种极耳焊接用卡槽及利用该卡槽进行极耳焊接的方法。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：
一种极耳焊接用卡槽，所述卡槽包括下卡槽本体和两个上卡槽；
所述下卡槽本体中部沿下卡槽本体长度方向设有一过渡槽，下卡槽本体上位于所述过渡槽两端各设有一个宽槽，两个所述宽槽与过渡槽相通设置，下卡槽本体两端中部各设有一个窄槽，下卡槽本体上位于每个窄槽与相邻设置的宽槽之间设置有贯通下卡槽本体上下端面的通槽，所述两个上卡槽匹配设置在宽槽内。
一种利用上述的卡槽进行极耳焊接的方法，所述方法具体如下：
步骤一：将裸电芯放在所述过渡槽内，且裸电芯两端的软极耳穿出两个上卡槽，裸电芯两端的软极耳均位于通槽内，使用上焊头和下焊头直接对软极耳进行预焊接；
步骤二：按工艺设计切掉多余的软极耳，在软极耳一侧贴保护片；
步骤三：使用上焊头和下焊头将硬极耳终焊接在步骤二的软极耳上，其中，上焊头与软极耳贴有保护片的一侧相接触，硬极耳与软极耳没有保护片的一侧相接触。
本发明相对于现有技术的有益效果为：
(1)在极耳的预焊接过程中使用卡槽，可以使预焊接后的软极耳靠近隔膜未焊接区域的箔材成90°垂直，有效避免了多层铜铝箔材的最外层箔材与其它箔材没有接触而存在绷紧状态。
(2)在终焊接时贴附保护片，使得终焊接时保护片能够给予箔材以支撑保护力；上焊头和下焊头的宽度比软极耳宽度小，可以避免焊头悬空焊接使箔材边缘产生裂口现象；在焊头的非焊点位置包覆缓冲泡棉，终焊接时候使得超声波能够有效传递，避免单层极耳振动导致振断。
(3)在焊接的过程中可以适当提高焊机的输出功率，使焊接的效果提升，保证了焊接的平整性、一致性和稳定性，提高了焊接效率和质量，并且操作简单方便。
附图说明
图1为裸电芯与卡槽焊接时的位置关系示意图；
图2为预焊接时不带卡槽的效果示意图；
图3为预焊接时带卡槽的效果示意图；
图4为终焊接示意图；
其中，1-裸电芯、2-软极耳、22-预焊接后的软极耳、3-上卡槽、4-下卡槽本体、5-保护片、6-硬极耳、7-上焊头、8-下焊头、9-缓冲泡棉、10-过渡槽、11-窄槽、12-通槽、13-宽槽。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修正或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神范围，均应涵盖在本发明的保护范围之中。
具体实施方式一：本实施方式记载的是一种极耳焊接用卡槽，材质为电木板，如图1所示，所述卡槽包括下卡槽本体4和两个上卡槽3；
所述下卡槽本体4中部沿下卡槽本体4长度方向设有一过渡槽10，下卡槽本体4上位于所述过渡槽10两端各设有一个宽槽13，两个所述宽槽13与过渡槽10相通设置，下卡槽本体4两端中部各设有一个窄槽11，下卡槽本体4上位于每个窄槽11与相邻设置的宽槽10之间设置有贯通下卡槽本体4上下端面的通槽12，作用是可以使上下焊头对软硬极耳及保护片5进行焊接。预焊接后的软极耳22靠近裸电芯未焊接区域的箔材成90°垂直，如图3所示。所述两个上卡槽3匹配设置在宽槽13内。所述窄槽11用于放置硬极耳6，硬极耳6的突起部分位于通槽12内。
具体实施方式二：具体实施方式一所述的一种极耳焊接用卡槽，所述两个上卡槽3的总长度为裸电芯1长度的一半。
具体实施方式三：具体实施方式一所述的一种极耳焊接用卡槽，所述过渡槽10的长度与裸电芯1的长度相同，所述过渡槽10的槽深与裸电芯1的厚度相同。
具体实施方式四：具体实施方式一所述的一种极耳焊接用卡槽，所述上卡槽3和宽槽13的宽度均比裸电芯1的宽度大1～2mm。
具体实施方式五：一种利用具体实施方式一至四任一具体实施方式所述的卡槽进行极耳焊接的方法，所述方法具体如下：
步骤一：将裸电芯1放在所述过渡槽10内，且裸电芯1两端的软极耳2穿出两个上卡槽3，裸电芯1两端的软极耳2均位于通槽12内，使用上焊头7和下焊头8直接对软极耳2进行预焊接；
步骤二：按工艺设计切掉多余的软极耳2，在软极耳2一侧贴保护片5；
步骤三：使用上焊头7和下焊头8将硬极耳6终焊接在步骤二的软极耳2上，其中，上焊头7与软极耳2贴有保护片5的一侧相接触，硬极耳6与软极耳2没有保护片5的一侧相接触。根据实际型号调整焊机输出功率，上焊头7下压3～6s完成终焊接。焊接过程中的电流本领域技术人员可根据现有技术进行选择并适当的调整。
具体实施方式六：具体实施方式五所述的利用卡槽进行极耳焊接的方法，步骤二中，所述保护片6的宽度与预焊接后的软极耳22的宽度一致。
具体实施方式七：具体实施方式五所述的利用卡槽进行极耳焊接的方法，步骤二中，所述软极耳2包括正极耳和负极耳；所述软极耳2若为正极耳，则保护片5为0.05～0.3mm厚的铝片，所述软极耳2若为负极耳，则保护片5为0.05～0.2mm厚的铜片或铜镀镍片。
具体实施方式八：具体实施方式五所述的利用卡槽进行极耳焊接的方法，步骤三中，所述上焊头7的非焊点表面包覆有缓冲泡棉9，作用是终焊接时可以使超声波能够有效传递，避免单层极耳振动导致振断。
具体实施方式九：具体实施方式五所述的利用卡槽进行极耳焊接的方法，步骤三中，所述上焊头7和下焊头8的宽度比软极耳2的宽度小2～6mm，可以避免焊头悬空焊接使箔材边缘产生裂口现象。
实施例1：
以两端均含有极耳的叠片结构动力电池为例，正极铝箔层数50层，负极铜箔层数51层；在极耳焊接工序按以下操作实施。
将裸电芯1放在过渡槽10中，软极耳2位于通槽12中，完成预焊接，两个上卡槽3的长度为裸电芯1长度的一半，过渡槽10的长度和裸电芯1长度一致，上卡槽3和宽槽13的宽度均比裸电芯1宽度大1～2mm。过渡槽10的槽深与裸电芯1的厚度保持一致；预焊接后的软极耳22靠近隔膜未焊接区域的箔材成90°垂直，如图3所示。而不使用本发明的卡槽预焊接后的软极耳22靠近隔膜未焊接区域的箔材＞90°，导致最外层箔材处于拉伸状态，如图2所示。
按工艺设计切掉多余长度的软极耳2，在裸电芯1一侧贴保护片5，正极耳采用的是0.1mm的铝片，负极耳采用的是0.05mm厚的铜片，保护片5的宽度和预焊接后的软极耳22的宽度一致。
上焊头7和下焊头8的宽度比预焊接后的软极耳22宽度小4mm；上焊头7非焊点表面包覆缓冲泡棉9，焊头的上焊点表面和贴保护片5的一侧接触，硬极耳6安置在预焊接后的软极耳22没有保护片5的一侧，如图1所示。调整焊机输出功率4000W，上焊头7下压4s完成终焊接，如图4所示。
对比例1：
软极耳2预焊接不带特殊制备的卡槽，如图2所示，焊接不加保护片以及焊头尺寸保持和软极耳宽度一致；上焊头不带缓冲泡棉得到终焊接成品。
对实施例1和对比例1得到的极耳焊接情况进行检验，主要检验：有无虚焊、过焊、裂口断片以及测试焊接拉力，统计结果如下表。
表1实施例和对比例测试结果统计
通过结果显示，实施例的拉力、箔材残留面积以及不良率相比于对比例都明显得到了改善，尤其是在改善裂口断片方面不良率由5％降低到0.1％，效果非常明显。
Claims (9)
1.一种极耳焊接用卡槽，其特征在于：所述卡槽包括下卡槽本体(4)和两个上卡槽(3)；
所述下卡槽本体(4)中部沿下卡槽本体(4)长度方向设有一过渡槽(10)，下卡槽本体(4)上位于所述过渡槽(10)两端各设有一个宽槽(13)，两个所述宽槽(13)与过渡槽(10)相通设置，下卡槽本体(4)两端中部各设有一个窄槽(11)，下卡槽本体(4)上位于每个窄槽(11)与相邻设置的宽槽(10)之间设置有贯通下卡槽本体(4)上下端面的通槽(12)，所述两个上卡槽(3)匹配设置在宽槽(13)内。
2.根据权利要求1所述的一种极耳焊接用卡槽，其特征在于：所述两个上卡槽(3)的总长度为裸电芯(1)长度的一半。
3.根据权利要求1所述的一种极耳焊接用卡槽，其特征在于：所述过渡槽(10)的长度与裸电芯(1)的长度相同，所述过渡槽(10)的槽深与裸电芯(1)的厚度相同。
4.根据权利要求1所述的一种极耳焊接用卡槽，其特征在于：所述上卡槽(3)和宽槽(13)的宽度均比裸电芯(1)的宽度大1～2mm。
5.一种利用权利要求1～4任一权利要求所述的卡槽进行极耳焊接的方法，其特征在于：所述方法具体如下：
步骤一：将裸电芯(1)放在所述过渡槽(10)内，且裸电芯(1)两端的软极耳(2)穿出两个上卡槽(3)，裸电芯(1)两端的软极耳(2)均位于通槽(12)内，使用上焊头(7)和下焊头(8)直接对软极耳(2)进行预焊接；
步骤二：按工艺设计切掉多余的软极耳(2)，在软极耳(2)一侧贴保护片(5)；
步骤三：使用上焊头(7)和下焊头(8)将硬极耳(6)终焊接在步骤二的软极耳(2)上，其中，上焊头(7)与软极耳(2)贴有保护片(5)的一侧相接触，硬极耳(6)与软极耳(2)没有保护片(5)的一侧相接触。
6.根据权利要求5所述的利用卡槽进行极耳焊接的方法，其特征在于：步骤二中，所述保护片(6)的宽度与预焊接后的软极耳(22)的宽度一致。
7.根据权利要求5所述的利用卡槽进行极耳焊接的方法，其特征在于：步骤二中，所述软极耳(2)包括正极耳和负极耳；所述软极耳(2)若为正极耳，则保护片(5)为0.05～0.3mm厚的铝片，所述软极耳(2)若为负极耳，则保护片(5)为0.05～0.2mm厚的铜片或铜镀镍片。
8.根据权利要求5所述的利用卡槽进行极耳焊接的方法，其特征在于：步骤三中，所述上焊头(7)的非焊点表面包覆有缓冲泡棉(9)。
9.根据权利要求5所述的利用卡槽进行极耳焊接的方法，其特征在于：步骤三中，所述上焊头(7)和下焊头(8)的宽度比软极耳(2)的宽度小2～6mm。
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