CN110449780A - 一种锂电池焊接方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池焊接方法，包括以下步骤：步骤S1，在转盘间歇转动过程中，正极向上锂电池和负极向上锂电池依次送入转盘的电池槽内，在转盘的电池槽内正极向上锂电池和负极向上锂电池交错布置；步骤S2，上镍带盘上的镍带送至焊接处锂电池的上侧，下镍带盘上的镍带送至焊接处锂电池的下侧，上点焊机和下点焊机相互靠近，实现锂电池的双面同步焊接，焊接完成后形成锂电池组，切刀对镍带进行切断；步骤S3，锂电池组随着转盘的转动移动至卸料工位，卸料杆将锂电池组进行卸料。本发明提供了一种锂电池焊接方法，降低人工劳动强度，提高焊接效率。
Description
技术领域
本发明涉及化动力电池制造领域，尤其涉及一种锂电池焊接方法。
背景技术
目前，能源危机问题日渐突出，使得人们聚焦于新型清洁能源及储能设备地研发。锂电池以其体积小、高效、环保、循环寿命长等优点，己成为当前的研究热点之一。
现有技术中，在锂电池的电极片焊接时均采用人工焊接，从而在大批量生产打包时需要大批量的工人进行打包工作。因此，这里面存在三个问题：1.在大批量生产焊接时采用人工操作使得人工强度较大；2.工作效率低下；3.需要大批量工人进行操作，使得人工成本较高；4、焊接完成后的产品合格率较低。
为此，现有公开号为CN107775165A的中国发明专利公开了《用于锂电池的焊接方法和装置》，包括：将镍带放置在锂电池的任一极上；将点焊机的第一极点焊棒与所述镍带接触，将所述点焊机的第二极点焊棒与所述任一极接触；控制所述点焊机将所述镍带焊接在所述任一极上，其中，通过所述第一极点焊棒与所述第二极点焊棒之间的回路电流将所述镍带焊接在所述任一极上。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种锂电池焊接方法，降低人工劳动强度，提高焊接效率。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种锂电池焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，在转盘间歇转动过程中，正极向上锂电池和负极向上锂电池依次送入转盘的电池槽内，在转盘的电池槽内正极向上锂电池和负极向上锂电池交错布置；
步骤S2，上镍带盘上的镍带送至焊接处锂电池的上侧，下镍带盘上的镍带送至焊接处锂电池的下侧，上点焊机和下点焊机相互靠近，实现锂电池的双面同步焊接，焊接完成后形成锂电池组，切刀对镍带进行切断；
步骤S3，锂电池组随着转盘的转动移动至卸料工位，卸料杆将锂电池组进行卸料。
作为改进，所述步骤S1中，电池上料机构在对锂电池进行上料过程中，第一限位板对第一输送带上正极向上锂电池进行单排的输送，第二限位板对第二输送带上负极向上锂电池进行单排输送，套设于转盘外周的环形套上的正极电池上料孔和转盘上的电池槽相对时，第一阻挡缸带着第一阻挡板下行，第一输送带上的锂电池进入电池槽内，之后，第一阻挡板上行，同理，第二输送带上的锂电池也依次进入转盘的电池槽内，同时，正极电池上料机构和负极电池上料机构的锂电池上料顺序保证转盘电池槽内的锂电池能够正极负极交错布置。
再改进，所述步骤S2中，上镍盘上的镍带在上转辊转动的作用下进入上焊板的上通道内，进入上通道内的镍带的两侧被限位于上通道的道壁之间，同时，下镍带盘上的镍带在下转辊的作用下进入焊台的切台处，上点焊机的焊针向下穿过上焊接孔对锂电池的上部进行焊接，下点焊机的焊针向上穿过下焊接孔对锂电池的下部进行焊接，锂电池双面实现同步焊接，焊接完成后，上点焊机和下点焊机相互分离。
再改进，所述步骤S2中，上切刀穿过上焊板的上切断孔实现对上焊板内的镍带进行切断，下切刀穿过下切断孔对切台上的镍带进行切断。
再改进，所述步骤S2中，所述上焊板上与锂电池相对的侧面上开设有与上通道相通的镍带孔，上切断孔的长度大于上通道的宽度，上通道的宽度大于镍带孔的宽度。
再改进，所述步骤S3中，锂电池组在离开双面焊接工位时，锂电池组经镍带孔离开上焊板。
再改进，所述上点焊机和下点焊机同步运动方式为，所述基板上设置有一转动齿轮，在转动齿轮的两侧竖向布置有与转动齿轮啮合的左齿条和右齿条，左齿条和右齿条滑动设置于基板之上，上点焊机设置于左齿条的上端，下点焊机设置于右齿条的下端。转动齿轮顺时针转动，左齿条带着上点焊机向上滑动，右齿条带着下点焊机向下滑动，上点焊机和下点焊机相互分离，而当转动齿轮逆时针转动时，左齿条带着上点焊机向下滑动，右齿条带着下点焊机向上滑动，上点焊机和下点焊机相互靠近，上点焊机和下点焊机即可对锂电池双面同时进行焊接。
再改进，所述转盘的间隙转动方式为，所述焊台上设置有一不完全驱动齿轮，在所述转盘的内部开设有与不完全驱动齿轮啮合的内齿圈。不完全驱动齿轮连续转动，在内齿圈的作用下，转盘间歇转动。
与现有技术相比，本发明的优点在于：正极电池上料机构将锂电池正极向上送入转盘的电池槽内，负极电池上料机构将锂电池负极向上送入电池槽内，在转盘的电池槽上正极向上锂电池和负极向上锂电池交错布置，随着转盘转动，锂电池运动至双面焊接工位，与此同时，上镍盘上的镍带通过上转辊送入至上焊板的上通道内，下镍盘上的镍带进入焊台的切台处，上点焊机和下点焊机相互靠近，上点焊机的焊针向下穿过上焊接孔对锂电池的上部进行焊接，下点焊机的焊针向上穿过下焊接孔对锂电池的下部进行焊接，之后，切刀对镍带进行切断，焊接完成后的锂电池组转运至卸料工位，卸料缸动作，卸料杆将焊接完成后的锂电池组从焊台的卸料孔进行卸料。本发明的焊接设备在整个焊接过程中无需人工参与，从而降低了人工劳动强度，并提高了焊接效率。
附图说明
图1是本发明实施例中锂电池焊接方法的框架图；
图2是本发明实施例中涉及到的锂电池焊接设备的结构示意图；
图3是图2中转盘和环形套的分解结构示意图；
图4是本发明实施例中上点焊机和下点焊机相互分离的结构示意图；
图5是图4中上点焊机和下点焊机在焊接时的结构示意图；
图6是本发明实施例中上焊板的结构示意图；
图7是本发明实施例中上焊板上镍带切断时的结构示意图；
图8是本发明实施例中焊台的结构示意图；
图9是本发明实施例中切台上镍带切断时的结构示意图；
图10是本发明实施例中转盘间歇转动的驱动结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
首先，针对本发明锂电池焊接方法所涉及到的有关锂电池焊接设备做简要的介绍。如图2至10所示，本实施中的锂电池焊接方法，包括焊台1、电池上料机构、镍带上料机构、双面焊接机构6和卸料机构7。
其中，焊台1上设置有间歇转动的转盘2，转盘2的外周壁上均布有多个电池槽21，在转盘2的外部套设有一环形套3，环形套3上竖向开设有正极电池上料孔31和负极电池上料孔32。
如图2所示，电池上料机构包括设置于正极电池上料孔31处的正极电池上料机构和设置于负极电池上料孔32处的负极电池上料机构4，正极电池上料机构包括与正极电池上料孔31相连的第一输送带，第一输送带的两侧设置有第一限位板，在第一限位板的端部设置有第一阻挡板，第一阻挡板和第一阻挡气缸连接，负极电池上料机构4包括与负极电池上料孔32相连的第二输送带41，第二输送带41的两侧设置有第二限位板42，在第二限位板42的端部设置有第二阻挡板431，第二阻挡板431和第二阻挡气缸43连接。
环形套3上设置有对电池槽21内的锂电池进行限位的上限位板，通过设置上限位板，对电池槽21内的锂电池进行了有效限位。
结合图2、4和5所示，双面焊接机构6包括位于环形套3外侧部竖向布置的基板61，基板61上固定设置有位于转盘2上侧面的上焊板63，在基板61上滑动设置有位于上焊板63上方的上点焊机62、位于焊台1下方的下点焊机67，上点焊机62和下点焊机67同步运动；如图2、6和7所示，上焊板63内开设有贯穿整个上焊板63用于镍带穿过的上通道632，在上焊板63上设置有上镍带切断台64，上镍带切断台64上设置有上切断缸65，上切断缸65的输出端连接有用于对上通道632内的镍带进行切断的上切刀651，上焊板63的一端开设有用于上切刀651穿过的上切断孔633，上焊板63的另一端位于上焊板63的下侧面处开设有连通上通道632的镍带孔634，上切断孔633的长度大于上通道632的宽度，上通道632的宽度大于镍带孔634的宽度，在上焊板63的上侧面开设有用于上点焊机的焊针621穿过的上焊接孔631；请再结合图8和9所示，在焊台1上与上焊板63相对处形成有切台12，切台12高度和镍带的厚度保持一致，在切台12上开设有用于下点焊机的焊针671穿过的下焊接孔13，在切台12的下侧面上设置有下切断缸691，下切断缸691的输出端连接有用于对经过切台上的镍带693进行切断的下切刀692，在切台12上开设有用于下切刀692穿过的下切断孔14。
具体地，请再结合图4和5所示，上点焊机62和下点焊机67同步运动方式为，基板61上设置有一转动齿轮68，在转动齿轮68的两侧竖向布置有与转动齿轮68啮合的左齿条661和右齿条662，左齿条661和右齿条662滑动设置于基板61之上，上点焊机62设置于左齿条661的上端，下点焊机67设置于右齿条662的下端。转动齿轮68顺时针转动，左齿条661带着上点焊机62向上滑动，右齿条662带着下点焊机67向下滑动，上点焊机62和下点焊机67相互分离，而当转动齿轮68逆时针转动时，左齿条661带着上点焊机62向下滑动，右齿条662带着下点焊机67向上滑动，上点焊机62和下点焊机67相互靠近，上点焊机62和下点焊机67即可对锂电池组83双面同时进行焊接。
请再结合图2所示，镍带上料机构具有两个，分别为上镍带上料机构5和下镍带上料机构，上镍带上料机构5包括上镍盘51、用于对上镍盘上的镍带53进行输送的上转辊52，上镍盘上的镍带53穿入上通道632内，下镍带上料机构包括下镍盘、用于对下镍盘上的镍带进行输送的下转辊，下镍盘上的镍带穿至切台12之上。
如图2所示，卸料机构7位于转盘2的上方，卸料机构7包括卸料缸71、竖向布置且与卸料缸71的输出端连接的卸料杆72，卸料杆72位于相邻两个电池槽的正上方，卸料杆72的形状为两个相邻的锂电池组合形状，在焊台1上位于与卸料杆72的对应处开设有卸料孔11。
请结合图3所示，转盘2上位于每个电池槽的槽壁上设置有磁铁22。在锂电池上料过程中，当锂电池靠近电池槽21时，磁铁22对锂电池具有一个吸附作用，便于锂电池进入电池槽21内，在转盘2转动过程中，电池槽21内的锂电池能够保持平稳。
请结合图10所示，转盘2的间隙转动方式为，焊台1上设置有一不完全驱动齿轮23，在转盘2的内部开设有与不完全驱动齿轮23啮合的内齿圈24。不完全驱动齿轮23连续转动，在内齿圈24的作用下，转盘2间歇转动。
电池上料机构在上料过程中，第一限位板对第一输送带上正极向上锂电池81进行单排的输送，第二限位板42对第二输送带41上负极向上锂电池82进行单排输送，环形套3上的正极电池上料孔31和转盘2上的电池槽21相对时，第一阻挡缸带着第一阻挡板下行，第一输送带上的锂电池进入电池槽21内，之后，第一阻挡板上行，同理，第二输送带41上的锂电池也依次进入转盘2的电池槽21内，同时，正极电池上料机构和负极电池上料机构4的锂电池上料顺序保证转盘2电池槽21内的锂电池能够正极负极交错布置。
电池槽21内的锂电池随着转盘2转动至双面焊接工位，上镍盘上的镍带53在上转辊52转动的作用下进入上焊板63的上通道632内，由于镍带孔634的宽度小于上通道632的宽度，镍带的两侧被限位于上通道632的道壁之间，通过在上焊板63上设置镍带孔634，使得相邻两个锂电池在镍带焊接点之间没有阻挡，便于焊接完成后的锂电池组83进行卸料，如图6所示；同时，下镍带盘上的镍带在下转辊的作用下进入焊台1的切台12处，上点焊机62和下点焊机67相互靠近，上点焊机的焊针621向下穿过上焊接孔631对锂电池的上部进行焊接，下点焊机的焊针671向上穿过下焊接孔13对锂电池的下部进行焊接，锂电池双面实现同步焊接，焊接完成后，上点焊机62和下点焊机67相互分离，上切刀651穿过上焊板63的上切断孔633实现对上焊板63内的镍带进行切断，下切刀692穿过下切断孔14对切台12上的镍带进行切断，切断完成后；锂电池组83转运至卸料工位，卸料缸71动作，卸料杆72将焊接完成后的锂电池组83从焊台1的卸料孔11进行卸料。
另外，如图1所示，本发明还公开了一种锂电池焊接方法，包括以下步骤：
步骤S1，在转盘2间歇转动过程中，正极向上锂电池81和负极向上锂电池82依次送入转盘2的电池槽21内，在转盘2的电池槽21内正极向上锂电池81和负极向上锂电池82交错布置；
步骤S2，上镍带盘上的镍带53送至焊接处锂电池的上侧，下镍带盘上的镍带送至焊接处锂电池的下侧，上点焊机62和下点焊机67相互靠近，实现锂电池的双面同步焊接，焊接完成后形成锂电池组83，切刀对镍带进行切断；
步骤S3，锂电池组83随着转盘2的转动移动至卸料工位，卸料杆72将锂电池组83进行卸料。
进一步地，在步骤S1中，电池上料机构在对锂电池进行上料过程中，第一限位板对第一输送带上正极向上锂电池81进行单排的输送，第二限位板42对第二输送带41上负极向上锂电池82进行单排输送，套设于转盘2外周的环形套3上的正极电池上料孔31和转盘2上的电池槽21相对时，第一阻挡缸带着第一阻挡板下行，第一输送带上的锂电池进入电池槽21内，之后，第一阻挡板上行，同理，第二输送带41上的锂电池也依次进入转盘2的电池槽21内，同时，正极电池上料机构和负极电池上料机构4的锂电池上料顺序保证转盘2电池槽21内的锂电池能够正极负极交错布置。
更进一步地，在步骤S2中，上镍盘上的镍带53在上转辊52转动的作用下进入上焊板63的上通道632内，进入上通道632内的镍带的两侧被限位于上通道632的道壁之间，同时，下镍带盘上的镍带在下转辊的作用下进入焊台1的切台12处，上点焊机的焊针621向下穿过上焊接孔631对锂电池的上部进行焊接，下点焊机的焊针671向上穿过下焊接孔13对锂电池的下部进行焊接，锂电池双面实现同步焊接，焊接完成后，上点焊机62和下点焊机67相互分离。
更进一步地，在步骤S2中，上切刀651穿过上焊板63的上切断孔633实现对上焊板63内的镍带进行切断，下切刀692穿过下切断孔14对切台12上的镍带进行切断。
更进一步地，在步骤S2中，上焊板63上与锂电池相对的侧面上开设有与上通道632相通的镍带孔634，上切断孔633的长度大于上通道632的宽度，上通道632的宽度大于镍带孔634的宽度。
更进一步地，在步骤S3中，锂电池组83在离开双面焊接工位时，锂电池组83经镍带孔634离开上焊板63。
综上，本发明的正极电池上料机构将锂电池正极向上送入转盘2的电池槽21内，负极电池上料机构4将锂电池负极向上送入电池槽21内，在转盘2的电池槽21上正极向上锂电池和负极向上锂电池交错布置，随着转盘2转动，锂电池运动至双面焊接工位，与此同时，上镍盘上的镍带53通过上转辊52送入至上焊板63的上通道632内，下镍盘上的镍带进入焊台1的切台12处，上点焊机62和下点焊机67相互靠近，上点焊机的焊针621向下穿过上焊接孔631对锂电池的上部进行焊接，下点焊机的焊针671向上穿过下焊接孔13对锂电池的下部进行焊接，之后，切刀对镍带进行切断，焊接完成后的锂电池组83转运至卸料工位，卸料缸71动作，卸料杆72将焊接完成后的锂电池组83从焊台1的卸料孔11进行卸料。本发明的焊接设备在整个焊接过程中无需人工参与，从而降低了人工劳动强度，并提高了焊接效率。
Claims (8)
1.一种锂电池焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1，在转盘(2)间歇转动过程中，正极向上锂电池(81)和负极向上锂电池(82)依次送入转盘(2)的电池槽(21)内，在转盘(2)的电池槽(21)内正极向上锂电池(81)和负极向上锂电池(82)交错布置；
步骤S2，上镍带盘上的镍带(53)送至焊接处锂电池的上侧，下镍带盘上的镍带送至焊接处锂电池的下侧，上点焊机(62)和下点焊机(67)相互靠近，实现锂电池的双面同步焊接，焊接完成后形成锂电池组(83)，切刀对镍带进行切断；
步骤S3，锂电池组(83)随着转盘(2)的转动移动至卸料工位，卸料杆(72)将锂电池组(83)进行卸料。
2.根据权利要求1所述的锂电池焊接方法，其特征在于：所述步骤S1中，电池上料机构在对锂电池进行上料过程中，第一限位板对第一输送带上正极向上锂电池(81)进行单排的输送，第二限位板(42)对第二输送带(41)上负极向上锂电池(82)进行单排输送，套设于转盘(2)外周的环形套(3)上的正极电池上料孔(31)和转盘(2)上的电池槽(21)相对时，第一阻挡缸带着第一阻挡板下行，第一输送带上的锂电池进入电池槽(21)内，之后，第一阻挡板上行，同理，第二输送带(41)上的锂电池也依次进入转盘(2)的电池槽(21)内，同时，正极电池上料机构和负极电池上料机构(4)的锂电池上料顺序保证转盘(2)电池槽(21)内的锂电池能够正极负极交错布置。
3.根据权利要求1所述的锂电池焊接方法，其特征在于：所述步骤S2中，上镍盘上的镍带(53)在上转辊(52)转动的作用下进入上焊板(63)的上通道(632)内，进入上通道(632)内的镍带的两侧被限位于上通道632)的道壁之间，同时，下镍带盘上的镍带在下转辊的作用下进入焊台(1)的切台(12)处，上点焊机的焊针(621)向下穿过上焊接孔(631)对锂电池的上部进行焊接，下点焊机的焊针(671)向上穿过下焊接孔(13)对锂电池的下部进行焊接，锂电池双面实现同步焊接，焊接完成后，上点焊机(62)和下点焊机(67)相互分离。
4.根据权利要求3所述的锂电池焊接方法，其特征在于：所述步骤S2中，上切刀(651)穿过上焊板(63)的上切断孔(633)实现对上焊板(63)内的镍带进行切断，下切刀(692)穿过下切断孔(14)对切台(12)上的镍带进行切断。
5.根据权利要求4所述的锂电池焊接方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述上焊板(63)上与锂电池相对的侧面上开设有与上通道(632)相通的镍带孔(634)，上切断孔(633)的长度大于上通道(632)的宽度，上通道(632)的宽度大于镍带孔(634)的宽度。
6.根据权利要求5所述的锂电池焊接方法，其特征在于：所述步骤S3中，锂电池组(83)在离开双面焊接工位时，锂电池组(83)经镍带孔(634)离开上焊板(63)。
7.根据权利要求1所述的锂电池焊接方法，其特征在于：所述步骤S2中，所述上点焊机(62)和下点焊机(67)同步运动方式为，所述基板(61)上设置有一转动齿轮(68)，在转动齿轮(68)的两侧竖向布置有与转动齿轮(68)啮合的左齿条(661)和右齿条(662)，左齿条(661)和右齿条(662)滑动设置于基板(61)之上，上点焊机(62)设置于左齿条(661)的上端，下点焊机(67)设置于右齿条(662)的下端。
8.根据权利要求1所述的锂电池焊接方法，其特征在于：所述转盘(2)的间隙转动方式为，所述焊台(1)上设置有一不完全驱动齿轮(23)，在所述转盘(2)的内部开设有与不完全驱动齿轮(23)啮合的内齿圈(24)。
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