CN113113736B - 一种方形电池和其制造装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种方形电池的制造方法，方形电池包括壳体、正极片、负极片、导流条和集流板，正极片和负极片均包括基体和极耳，负极片与正极片隔膜相互交叠形成侧面设有调节组件的极组，还包括焊接定位结构，包括以下电芯组制造步骤：先将极组放在定位座上，每间隔至少两个极耳叠放一个导流条，导流条支撑部支撑最底层的导流条，下压导流条至极耳另一侧相互紧密贴合形成焊接面，磁铁将导流条的一侧面吸附调整至与焊接面处于同一平面，然后，极组两端分别与两个限位块接触，阻挡部与导流条的另一侧面接触，压板将极组和导流条压紧，之后，将定位块和磁铁一起从底座上拆离，用焊接装置将集流板和焊接面连接，最后，将焊接完成的极组封装于壳体内。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，更具体地说，它涉及一种方形电池和其制造装置及方法。
背景技术
方形电池的电芯组主要由多个极组组成，每个极组由多个正极片和负极片通过隔膜相互交叠而成，每片极片都由极耳和基体组成，极耳的一侧与基体焊接；目前，现有的一种方形电池，其结构如图1所示，由正极极片31、负极极片32、正极导流片33和负极导流片34组成，正极极片31的极耳与正极导流片33连接，负极极片32的极耳与负极导流片34连接；在将该电池的电芯组封装于电池壳体内前，需先将正、负导流片分别与正、负极极片的极耳焊接在一起，然后，将焊接好导流片通过隔膜相互交叠成极组，之后，将叠好的多个极组的极耳与正、负导流片焊接在一起，最后，将集流片30与焊接好的极耳及导流片焊接在一起；然而，在上述焊接过程中，由于焊接的热量需要穿透导流片进行焊接，导流片的厚度通常不大于1.0mm，且因基体的宽度大于极耳的宽度，激光穿过集流片30时，容易出现虚焊或焊穿极耳以致基体损坏的问题，存在电芯组的制造组装效率低、焊接工艺难度大、焊接效率低且制造成本高。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种方形电池和其制造装置及方法，具有焊接工艺难度低、焊接效率高且电芯组组装效率高的优点。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
一种方形电池的制造方法，所述方形电池包括壳体、位于壳体内的正极片、负极片、导流条和集流板，所述正极片和负极片通过隔膜相互交叠形成极组，所述正极片和负极片均包括基体和极耳，所述极耳的一侧与所述基体连接，相邻且至少两个所述极耳之间的另一侧相互紧密贴合形成焊接面，相邻两个所述焊接面之间叠放有导流条，所述导流条与所述焊接面紧密贴合且通过所述集流板焊接在一起；所述极组侧面设置有用于将所述导流条统一调整至与所述焊接面同一平面的调节组件；
所述调节组件包括底座、用于吸附所述导流条的磁铁和用于防止所述焊接面及导流条晃动的定位块，所述定位块可拆卸连接于所述底座的上端面，所述定位块开设有供所述磁铁放置的凹槽，所述磁铁可拆卸连接于所述凹槽内；所述定位块设置有两组，且分别与所述极组两侧的焊接面接触；还包括用于压紧所述极组的焊接定位结构，所述焊接定位结构包括定位座、限位块、锁紧螺栓和用于压紧所述极组的压板，所述定位座的上端面两侧朝上延伸设置有导流条支撑部，所述限位块可拆卸连接于所述定位座的上端面另外两侧，所述压板通过所述锁紧螺栓锁紧于所述限位块的上端面，所述限位块两侧延伸设置有用于防止所述导流条两端晃动的阻挡部，所述阻挡部与调节组件之间形成有防止所述导流条晃动的限位槽；
包括以下电芯组制造步骤：
步骤一，先将定位座和定位块安装在底座上，再将负极片与正极片隔膜相互交叠形成极组并放置在定位座上，使正极片和负极片的极耳与两个定位块接触；
步骤二，在步骤一的负极片和正极片相叠的过程中，每间隔至少两个极耳叠放一个导流条，通过导流条支撑部支撑最底层的导流条，直至极组最上层叠放完导流条后，下压导流条至相邻导流条之间的极耳另一侧相互紧密贴合形成焊接面，通过磁铁将导流条的一侧面吸附调整至与焊接面处于同一平面；
步骤三，在完成下压导流条后，先将两个限位块分别安装在定位座的另外两侧，使极组两端分别与两个限位块接触，阻挡部与导流条的另一侧面接触，再将压板放置在限位块的上端面，旋转锁紧螺栓，直至压板将极组和导流条压紧；
步骤四，在将极组和导流条压紧后，先将定位块和磁铁一起从底座上拆离，然后，通过工具将集流板平放并压紧于焊接面和导流条之间形成的平面，之后，用焊接装置将集流板和焊接面连接；
步骤五，在集流板和侧板焊接完成后，将焊接完成的极组放置于壳体内封装即可。
进一步设置：所述导流条为钢条，所述钢条的长度大于所述极组的长度，所述钢条的横截面呈正方形设置。
进一步设置：所述导流条的四角均设置有圆弧部。
进一步设置：所述底座的上端面连接有定位柱，所述定位块开设有供所述定位柱穿插的第一定位槽，所述定位座的上端面另外两侧连接有定位销，所述限位块和所述压板连接有供所述定位销穿过的第二定位槽。
进一步设置：所述限位块的上端面两侧延伸设置有防止所述压板晃动的限位凸起部，所述压板两侧开设有供所述限位凸起部和阻挡部放置的限位通槽。
综上所述，本发明与现有技术相比：本发明制造步骤少且组装速率快，通过相邻且至少两个极耳之间的另一侧相互紧密贴合形成的焊接面，起到保证极耳的焊接面积的作用；通过多个焊接面和多个导流条相互交替紧密贴合形成的平面，起到增大了焊接面积，避免在极耳和集流板的焊接过程中造成的虚焊、焊穿或熔融金属液进入到极组内部致基体损坏的问题，从而实现降低了整体焊接工艺的难度和提高了焊接效率；通过调节组件，将所有导流条远离基体的一侧面统一调整至与焊接面处于同一平面，在后续电芯组制造的过程中，无需多次对极耳和导流条进行多次焊接，仅需将多个焊接面和多个导流条形成的平面与集流板焊接，起到提高电芯组的组装效率的同时，进一步降低焊接工艺难度和提高焊接效率的作用。
附图说明
图1为现有电池的结构示意图；
图2为本发明实施例方形电池的结构示意图；
图3为本发明实施例极组、焊接定位结构和调节组件的结构示意图；
图4为本发明实施例中极组和导流条的结构示意图；
图5为本发明实施例的部分***视图：
图6为本发明实施例中焊接定位结构和调节组件的部分结构示意图。
图中：1、壳体；2、正极片；3、负极片；4、集流板；5、导流条；6、极组；7、基体；8、极耳；9、焊接面；10、限位通槽；11、调节组件；12、圆弧部；13、焊接定位结构；14、定位座；15、限位块；16、锁紧螺栓；17、压板；18、导流条支撑部；19、阻挡部；20、限位槽；21、底座；22、磁铁；23、定位块；24、凹槽；25、定位柱；26、定位销；27、第一定位槽；28、第二定位槽；29、限位凸起部；30、集流片；31、正极极片；32、负极极片；33、正极导流片；34、负极导流片。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。需要说明的是，下面描述中使用的词语“上”和“下”指的是附图3中的方向，词语“底端”和“顶端”指的是朝向特定部件几何中心的方向。
本发明最关键的构思在于：通过相邻且至少两个极耳8的另一侧相互紧密贴合形成的焊接面9，起到保证极耳8的焊接面积的作用；通过多个导流条5与多个焊接面9形成的平面，用于与集流板4焊接，避免出现虚焊、焊穿或熔融金属液进入到极组6内部致基体7损坏的问题，起到增大集流板4焊接面积的同时，降低焊接工艺难度和提高焊接效率的作用；通过调节组件11，起到调整导流条5至与焊接面9处于同一平面的作用；在电芯组制造的过程中，仅需将集流板4与多个焊接面9、多个导流条5形成的平面进行一次焊接即可，起到提高电芯组组装效率的作用；本发明整体的焊接工艺难度低、焊接效率高且电芯组组装效率高。
请参照图2至图6所示，一种方形电池和制造装置及方法，包括壳体1、位于壳体1内的正极片2、负极片3、导流条5和集流板4，正极片2和负极片3通过隔膜相互交叠形成极组6，正极片2和负极片3均包括基体7和极耳8，极耳8的一侧与基体7连接，相邻且至少两个极耳8之间的另一侧相互紧密贴合形成焊接面9，相邻两个焊接面9之间叠放有导流条5，导流条5与焊接面9紧密贴合且通过集流板4焊接在一起；极组6侧面设置有用于将导流条5统一调整至与焊接面9同一平面的调节组件11。
从上述描述可知，通过相邻且至少两个极耳8之间的另一侧相互紧密贴合形成的焊接面9，减少后续导流条5的个数，起到保证极耳8的焊接面积和增大导流条5的横截面面积，便于后续极耳8与集流板4的焊接和导流条5的叠放的作用；通过多个焊接面9和多个导流条5相互交替紧密贴合形成的平面，将传统的线与面焊接或点面焊接改为面与面焊接，起到增大了焊接面积，避免在极耳8和集流板4的焊接过程中造成的虚焊、焊穿或熔融金属液进入到极组6内部致基体7损坏的问题，从而实现降低了整体焊接工艺的难度和提高了焊接效率；通过调节组件11，将所有导流条5远离基体7的一侧面统一调整至与焊接面9处于同一平面，便于在后续电芯组制造的过程中，无需多次对极耳8和导流条5进行多次焊接，仅需将多个焊接面9和多个导流条5形成的平面与集流板4焊接，起到提高电芯组的组装效率的同时，进一步降低焊接工艺难度和提高焊接效率的作用。
进一步的：导流条5为钢条，钢条的长度大于极组6的长度，钢条的横截面呈正方形设置。
从上述描述可知，导流条5采用钢条，利用钢具有强度高、价格低、耐高温和不渗漏性的优点，起到节约成本、便于导流条5更好的起到保护基体7和导流的作用；钢条的长度大于极组6的长度，且钢条的横截面呈正方形设置，无需特意辨别钢条的哪个侧面为与焊接面9处于同一个平面，起到便于导流条5的取放和定位的作用，以及进一步实现提高电芯组的组装效率和降低整体工艺难度的作用。
进一步的：导流条5的四角均设置有圆弧部12。
从上述描述可知，通过将导流条5的四角均设置为圆弧部12，避免在导流条5叠放于极耳8之间的过程造成极耳8的损坏，起到保护极耳8的作用。
进一步的：还包括用于压紧极组6的焊接定位结构13，焊接定位结构13包括定位座14、限位块15、锁紧螺栓16和用于压紧极组6的压板17，定位座14的上端面两侧朝上延伸设置有导流条5支撑部，限位块15可拆卸连接于定位座14的上端面另外两侧，压板17通过锁紧螺栓16锁紧于限位块15的上端面，限位块15两侧延伸设置有用于防止导流条5两端晃动的阻挡部19，阻挡部19与调节组件11之间形成有防止导流条5晃动的限位槽20。
从上述描述可知，通过定位座14和限位块15，将负极片3与正极片2隔膜相互交叠形成的极组6放置在定位座14上，正、负极片3的两端相互对齐并限定于两个限位块15之间，便于快速且准确地叠放极片，起到进一步提高电芯组组装效率的作用；通过导流条5支撑部，起到支撑最底层的导流条5的作用；通过压板17和锁紧螺栓16，将叠好的极组6和定位条除极耳8的四个面均压紧，便于提高后续集流板4的焊接精准度，起到进一步提高电芯组的组装效率和焊接效率的作用；通过阻挡部19和调节组件11，将导流条5的两端限定于限位槽20内，防止导流条5在焊接集流板4前晃动，而影响导流条5与焊接面9处于同一平面，起到进一步提高电芯组组装效率和焊接效率的作用。
进一步的：调节组件11包括底座21、用于吸附导流条5的磁铁22和用于防止焊接面9及导流条5晃动的定位块23，定位块23可拆卸连接于底座21的上端面，定位块23开设有供磁铁22放置的凹槽24，磁铁22可拆卸连接于凹槽24内；定位块23设置有两组，且分别与极组6两侧的焊接面9接触。
从上述描述可知，当导流条5叠放至两焊接面9之间相邻的极耳8之间时，通过定位块23和磁铁22，便于将正、负极片3的极耳8相互对齐并限定于两个定位块23之间，以及将导流条5快速且准确吸附至与焊接面9处于同一个平面，起到提高导流条5的叠放效率的作用，同时，进一步提高了电芯组组装效率和焊接效率的作用；通过将磁铁22放置在开设于定位块23的凹槽24内，避免磁铁22突出定位块23而影响定位块23的定位精准度，起到进一步提高导流条5的叠放效率和对极耳8的定位精准度的作用，从而实现进一步提高电芯组组装效率的作用；另外，通过将定位块23可拆卸连接于底座21的上端面，当压板17将叠好的极组6和导流条5压紧时，将定位块23从底座21拆离，便于后续集流板4的焊接，从而起到进一步提高后续焊接效率和降低焊接工艺难度的作用。
进一步的：底座21的上端面连接有定位柱25，定位块23开设有供定位柱25穿插的第一定位槽27，定位座14的上端面另外两侧连接有定位销26，限位块15和压板17连接有供定位销26穿过的第二定位槽28。
从上述描述可知，当需要将定位块23安装在底座21上时，通过定位柱25和第一定位槽27，便于定位块23能快速且准确的放置在底座21上，起到提高定位块23和底座21之前的安装效率的作用；通过定位销26和第二定位槽28，便于限位块15和压板17依次快速且准确地放置在定位座14上，起到提高限位块15、压板17与定位座14之间的安装效率的作用。
进一步的：限位块15的上端面两侧延伸设置有防止压板17晃动的限位凸起部29，压板17两侧开设有供限位凸起部29和阻挡部19放置的限位通槽10。
从上述描述可知，通过限位凸起部29和限位通槽10，防止压板17的两侧晃动，便于压板17快速且准确地放置在限位块15上，起到提高压板17和限位块15之间的安装效率的作用。
一种方形电池的制造方法，包括以下电芯组制造步骤：
步骤一，先将定位座14和定位块23安装在底座21上，再将负极片3与正极片2隔膜相互交叠形成极组6并放置在定位座14上，使正极片2和负极片3的极耳8与两个定位块23接触；
步骤二，在步骤一的负极片3和正极片2相叠的过程中，每间隔至少两个极耳8叠放一个导流条5，通过导流条5支撑部支撑最底层的导流条5，直至极组6最上层叠放完导流条5后，下压导流条5至相邻导流条5之间的极耳8另一侧相互紧密贴合形成焊接面9，通过磁铁22将导流条5的一侧面吸附调整至与焊接面9处于同一平面；
步骤三，在完成下压导流条5后，先将两个限位块15分别安装在定位座14的另外两侧，使极组6两端分别与两个限位块15接触，阻挡部19与导流条5的另一侧面接触，再将压板17放置在限位块15的上端面，旋转锁紧螺栓16，直至压板17将极组6和导流条5压紧；
步骤四，在将极组6和导流条5压紧后，先将定位块23和磁铁22一起从底座21上拆离，然后，通过工具将集流板4平放并压紧于焊接面9和导流条5之间形成的平面，之后，用焊接装置将集流板4和焊接面9连接；
步骤五，在集流板4和侧板焊接完成后，将焊接完成的极组6放置于壳体1内封装即可。
从上述描述可知，通过多个焊接面9和多个导流条5形成的平面用以与集流板4焊接，起到增大了焊接面积，避免焊穿或熔融金属液进入到极组6内部致基体7损坏的作用，进而提高了焊接效率、降低了整体焊接工艺的难度和焊接缺陷率；通过上述步骤降低了制造工艺难度的同时，无需另外多次对极耳8之间或极耳8和导流条5之间进行多次焊接，仅需将多个焊接面9和多个导流条5形成的平面与集流板4焊接，减少了焊接步骤，加快了作业速度。
参照图2至图6，本发明提供的实施例为：
一种方形电池和其制造装置，如图2和图4所示，包括壳体1、位于壳体1内的正极片2、负极片3、导流条5和集流板4；正极片2和负极片3通过隔膜相互交叠形成极组6，正极片2和负极片3均包括基体7和极耳8，极耳8的一侧与基体7连接；
如图2和图4所示，相邻且至少两个极耳8之间的另一侧相互紧密贴合形成焊接面9，相邻两个焊接面9之间叠放有导流条5；导流条5与焊接面9紧密贴合，且通过集流板4焊接在一起；导流条5为钢条，钢条的长度大于极组6的长度，钢条的横截面呈正方形设置；导流条5的四角均设置有圆弧部12。
如图3和图5所示，极组6侧面设置有用于将导流条5统一调整至与焊接面9同一平面的调节组件11；调节组件11包括底座21、用于吸附导流条5的磁铁22和用于防止焊接面9及导流条5晃动的定位块23，定位块23可拆卸连接于底座21的上端面，定位块23开设有供磁铁22放置的凹槽24，磁铁22可拆卸连接于凹槽24内；定位块23设置有两组，且分别与极组6两侧的焊接面9接触。
如图3和图5所示，还包括用于压紧极组6的焊接定位结构13，焊接定位结构13包括定位座14、限位块15、锁紧螺栓16和用于压紧极组6的压板17；定位座14的上端面两侧朝上延伸设置有导流条5支撑部，限位块15可拆卸连接于定位座14的上端面另外两侧，压板17通过锁紧螺栓16锁紧于限位块15的上端面，限位块15两侧延伸设置有用于防止导流条5两端晃动的阻挡部19，阻挡部19与调节组件11之间形成有防止导流条5晃动的限位槽20；限位块15的上端面两侧延伸设置有防止压板17晃动的限位凸起部29，压板17两侧开设有供限位凸起部29和阻挡部19放置的限位通槽10。
如图5和图6所示，底座21的上端面连接有定位柱25，定位块23开设有供定位柱25穿插的第一定位槽27，定位座14的上端面另外两侧连接有定位销26，限位块15和压板17连接有供定位销26穿过的第二定位槽28。
综上所述，本发明与现有技术相比具焊接工艺难度低、焊接效率高且电芯组组装效率高；通过相邻且至少两个极耳8之间的另一侧相互紧密贴合形成的焊接面9，起到保证极耳8的焊接面积的作用；通过多个焊接面9和多个导流条5相互交替紧密贴合形成的平面，起到增大了焊接面积，避免在极耳8和集流板4的焊接过程中造成的虚焊、焊穿或熔融金属液进入到极组6内部致基体7损坏的问题，从而实现降低了整体焊接工艺的难度和提高了焊接效率；通过调节组件11，将所有导流条5远离基体7的一侧面统一调整至与焊接面9处于同一平面，便于在后续电芯组制造的过程中，无需多次对极耳8和导流条5进行多次焊接，仅需将多个焊接面9和多个导流条5形成的平面与集流板4焊接，起到提高电芯组的组装效率的同时，进一步降低焊接工艺难度和提高焊接效率的作用。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (5)
1.一种方形电池的制造方法，其特征在于：所述方形电池包括壳体、位于壳体内的正极片、负极片、导流条和集流板，所述正极片和负极片通过隔膜相互交叠形成极组，所述正极片和负极片均包括基体和极耳，所述极耳的一侧与所述基体连接，相邻且至少两个所述极耳之间的另一侧相互紧密贴合形成焊接面，相邻两个所述焊接面之间叠放有导流条，所述导流条与所述焊接面紧密贴合且通过所述集流板焊接在一起；所述极组侧面设置有用于将所述导流条统一调整至与所述焊接面同一平面的调节组件；
所述调节组件包括底座、用于吸附所述导流条的磁铁和用于防止所述焊接面及导流条晃动的定位块，所述定位块可拆卸连接于所述底座的上端面，所述定位块开设有供所述磁铁放置的凹槽，所述磁铁可拆卸连接于所述凹槽内；所述定位块设置有两组，且分别与所述极组两侧的焊接面接触；还包括用于压紧所述极组的焊接定位结构，所述焊接定位结构包括定位座、限位块、锁紧螺栓和用于压紧所述极组的压板，所述定位座的上端面两侧朝上延伸设置有导流条支撑部，所述限位块可拆卸连接于所述定位座的上端面另外两侧，所述压板通过所述锁紧螺栓锁紧于所述限位块的上端面，所述限位块两侧延伸设置有用于防止所述导流条两端晃动的阻挡部，所述阻挡部与调节组件之间形成有防止所述导流条晃动的限位槽；
包括以下电芯组制造步骤：
步骤一，先将定位座和定位块安装在底座上，再将负极片与正极片隔膜相互交叠形成极组并放置在定位座上，使正极片和负极片的极耳与两个定位块接触；
步骤二，在步骤一的负极片和正极片相叠的过程中，每间隔至少两个极耳叠放一个导流条，通过导流条支撑部支撑最底层的导流条，直至极组最上层叠放完导流条后，下压导流条至相邻导流条之间的极耳另一侧相互紧密贴合形成焊接面，通过磁铁将导流条的一侧面吸附调整至与焊接面处于同一平面；
步骤三，在完成下压导流条后，先将两个限位块分别安装在定位座的另外两侧，使极组两端分别与两个限位块接触，阻挡部与导流条的另一侧面接触，再将压板放置在限位块的上端面，旋转锁紧螺栓，直至压板将极组和导流条压紧；
步骤四，在将极组和导流条压紧后，先将定位块和磁铁一起从底座上拆离，然后，通过工具将集流板平放并压紧于焊接面和导流条之间形成的平面，之后，用焊接装置将集流板和焊接面连接；
步骤五，在集流板和侧板焊接完成后，将焊接完成的极组放置于壳体内封装即可。
2.根据权利要求1所述的一种方形电池的制造方法所制得的方形电池，其特征在于：所述导流条为钢条，所述钢条的长度大于所述极组的长度，所述钢条的横截面呈正方形设置。
3.根据权利要求2所述的一种方形电池的制造方法所制得的方形电池，其特征在于：所述导流条的四角均设置有圆弧部。
4.根据权利要求1所述的一种方形电池的制造方法应用的制造装置，其特征在于：所述底座的上端面连接有定位柱，所述定位块开设有供所述定位柱穿插的第一定位槽，所述定位座的上端面另外两侧连接有定位销，所述限位块和所述压板连接有供所述定位销穿过的第二定位槽。
5.根据权利要求1所述的一种方形电池的制造方法应用的制造装置，其特征在于：所述限位块的上端面两侧延伸设置有防止所述压板晃动的限位凸起部，所述压板两侧开设有供所述限位凸起部和阻挡部放置的限位通槽。
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