CN114824675A - 一种电芯转接片及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电芯转接片及其焊接方法，电芯转接片的极耳连接部上开设有防撕扯中空槽。将电芯转接片置于配对后的卷芯的极耳的上方，并且使防撕扯中空槽的正投影落在极耳上；沿着防撕扯中空槽的边缘轨迹进行激光焊接，以连接极耳连接部和极耳；通过激光焊接将电芯转接片和顶盖连接。这样结构使得在后续焊接过程的步骤进行改变，即在卷芯合芯之前的焊接过程中，将电芯转接片置于极耳之上，在合芯之后，电芯转接片位于最下方，极耳位于电芯转接片和顶盖之间的缝隙空间中，减少对入壳后对电芯空间的占用，提高能量密度；防撕扯中空槽降低了极耳连接部的强度，在进行合芯时，转接片撕裂极耳的概率将会降低。

Description

一种电芯转接片及其焊接方法

技术领域

本申请涉及新能源电池生产技术领域，特别涉及一种电芯转接片及其焊接方法。

背景技术

目前在新能源电池生产领域，转接片本体焊接是必不可少的一道工序，其作用为连接方壳电池顶盖极柱及电池内部电芯极耳，形成电流导通。

在一些相关技术中，正常转接片本体密实结构的焊接工艺大概有以下步骤：卷芯配对；超声波焊接极耳1和转接片的极耳连接部2；转接片与顶盖激光焊接；合芯；入壳。

其中，如图1所示，超声波焊接极耳1和转接片的极耳连接部2的过程中，卷芯摊开相对设置，卷芯的极耳1位于极耳连接部2上方，使得在后续合芯步骤完成后，如图2所示完成合芯后，极耳1转变成位于转接片下方；从而使得在入壳后，极耳1会部分占据电芯上层空间，其中上层空间为顶盖和电芯顶部之间的空间，因此为提高电芯空间利用率和能量密度，提出了本申请的电芯转接片及其焊接方法。

发明内容

本申请实施例提供一种电芯转接片及其焊接方法，以解决相关技术中极耳部分会占据电芯上层空间，影响电芯空间利用率和能量密度的问题。

第一方面，提供了一种电芯转接片，其包括设置在其两侧的极耳连接部，所述极耳连接部上开设有防撕扯中空槽。

一些实施例中，所述防撕扯中空槽(4)的边缘与所述极耳连接部的外部边缘之间的距离包括长边距离H1和短边距离H2；其中8mm≦H1≦11mm，5mm≦H2≦9mm。

一些实施例中，所述H2为5mm，所述H1为8mm。

一些实施例中，所述防撕扯中空槽的形状为方形、圆形或椭圆。

一些实施例中，电芯转接片分为正极电芯转接片和负极电芯转接片；

正极电芯转接片的极耳连接部的厚度为0.5mm-3mm，材质为铝或铝合金；

负极电芯转接片的极耳连接部的厚度为0.5mm-3mm，材质为铜或铜合金。

第二方面，提供了一种电芯转接片焊接方法，其包括以下步骤：

提供电芯转接片；

将所述电芯转接片置于配对后的卷芯的极耳的上方，并且使防撕扯中空槽的正投影落在所述极耳上；

沿着所述防撕扯中空槽的边缘轨迹进行激光焊接，以连接极耳连接部和极耳；

通过激光焊接将所述电芯转接片和顶盖连接；

将所述卷芯进行合芯，以使所述极耳位于所述电芯转接片和顶盖之间空间内。

一些实施例中，在将所述电芯转接片置于配对后的卷芯的极耳的上方之前，还包括以下步骤：

将卷芯进行配对，形成第一组卷芯和第二组卷芯；

分别对第一组卷芯和第二组卷芯中的极耳进行超声波焊接；

对超声波焊接后的极耳压实整形，以使第一组卷芯和第二组卷芯的极耳形成与所述极耳连接部相对应连接的连接部。

一些实施例中，所述第一组卷芯和第二组卷芯分别包括一个卷芯；或，

所述第一组卷芯和第二组卷芯分别包括两个卷芯。

一些实施例中，在沿着所述防撕扯中空槽的边缘轨迹进行激光焊接，以连接所述极耳连接部和极耳之后；通过激光焊接将所述电芯转接片和顶盖连接之前，还包括以下步骤：

沿着所述极耳连接部与所述极耳接触的***边缘进行激光焊接。

一些实施例中，在将所述卷芯进行合芯之后，将卷芯送入壳体中，以完成入壳操作。

本申请提供的技术方案带来的有益效果包括：

本申请实施例提供了一种电芯转接片焊接方法，由于在电芯转接片的极耳连接部上开设防撕扯中空槽，这样结构使得在后续焊接过程的步骤进行改变，即在卷芯合芯之前的焊接过程中，将电芯转接片置于极耳之上，从而使得在合芯之后，电芯转接片位于最下方，极耳位于电芯转接片和顶盖之间的缝隙空间中，从而使得极耳减少对入壳后对电芯空间的占用，提高能量密度；另外正是由于防撕扯中空槽的设置，使得电芯转接片和极耳可进行激光焊接，改变原来的超声波焊接，可提高焊接节拍和优率，并且防撕扯中空槽降低了极耳连接部的强度，在进行合芯时，转接片撕裂极耳的概率将会降低。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术中电芯配对后极耳和转接片的连接示意图；

图2为相关技术中合芯后极耳和转接片的连接示意图；

图3为本申请实施例提供的电芯转接片的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的极耳和极耳连接部的放置位置示意图；

图5为本申请实施例提供的极耳和极耳连接部的焊接示意图。

图中：1、极耳；2、极耳连接部；3、卷芯；4、防撕扯中空槽。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

考虑到原本正常转接片本体密实结构的焊接工艺中，转接片本体与顶盖下塑胶之间存在一定的缝隙，若利用该缝隙从而使得极耳放入其中，达到减少上层空间的占用，是我们可以进行尝试的方向；因此为实现上述的设想，节省电芯的上层空间，在极耳1和极耳连接部2阶段，将卷芯的极耳1位于转接片下方，进行超声波焊接；但是这样的操作又出现了新的问题，具体为：

①转接片为密实结构，抗弯曲能力强，当电芯合芯后，极耳会被转接片撕扯，造成极耳撕裂。

②如果采用超声波焊接，需要设计更长的极耳才能防止极耳撕裂。

③若采用激光焊接，转接片厚度过厚，激光很难穿透进去。

因此现有的焊接方式无法满足需求，进行极耳焊接，因此提出了本申请的焊接方法和新结构的电芯转接片。

本申请实施例提供了一种电芯转接片及其焊接方法，以解决相关技术中极耳部分会占据电芯上层空间，影响电芯空间利用率和能量密度的问题。

请参阅图3-图4，一种电芯转接片，其包括设置在其两侧的极耳连接部2，极耳连接部2上开设有防撕扯中空槽4。

由于防撕扯中空槽4的设置，使得在焊接电芯转接片与极耳1的焊接步骤改变，在卷芯3合芯之前的焊接过程中，将电芯转接片置于极耳1之上，从而使得在合芯之后，电芯转接片位于最下方，极耳1位于电芯转接片和顶盖之间的缝隙空间中，从而使得极耳1减少对入壳后对电芯空间的占用，提高空间利用率的同时也提高能量密度(即极耳位于上部后，节省了电芯高度，这部分高度可以用于设计更长的极片，也就是相同的体积下，塞了更多活性物质，因此提高了能量密度)。

另外正是由于防撕扯中空槽4的设置，使得电芯转接片和极耳1可进行激光焊接，改变原来的超声波焊接，可提高焊接节拍和优率，并且防撕扯中空槽4降低了极耳连接部2的强度，在后续进行合芯时，转接片撕裂极耳的概率将会降低。

在一些优选的实施例中，如图3所示，防撕扯中空槽4的边缘与极耳连接部的外部边缘之间的距离包括长边距离H1和短边距离H2；其中8mm≦H1≦11mm，5mm≦H2≦9mm。其中，H2为5mm，H1为8mm。

以上对H1和H2的限定的原因在于：防撕扯中空槽4的边缘与极耳连接部的外部边缘之间的距离小于5mm，电芯转接片的强度会下降，容易变形。

当然若是电芯转接片为高强度合金，实际上防撕扯中空槽4的边缘与极耳连接部的外部边缘之间的距离可以做到小于5mm；电芯转接片分为正极电芯转接片和负极电芯转接片；

正极电芯转接片的极耳连接部2的材质为铝、铝合金或其他可以和正极极耳焊接在一起的材料均可，优选厚度0.5mm-3mm。

负极电芯转接片的极耳连接部2的材质为铜、铜合金或其他可以和正极极耳焊接在一起的材料均可，优选厚度0.5mm-3mm。

进一步的，防撕扯中空槽4的形状为方形、圆形或椭圆，当然防撕扯中空槽4的形状包括但不限于以上的限定，其形状只需匹配激光焊接时的激光线路即可。

本申请还提出了一种电芯转接片焊接方法，包括以下步骤：

提供上述的电芯转接片；

将电芯转接片置于配对后的卷芯3的极耳1的上方，并且使防撕扯中空槽4的正投影落在极耳1上；

沿着防撕扯中空槽4的边缘轨迹进行激光焊接，以连接极耳连接部2和极耳1；

通过激光焊接将电芯转接片和顶盖连接；

将卷芯3进行合芯，以使极耳1位于电芯转接片和顶盖之间空间内。

在将卷芯3进行合芯之后，将卷芯3送入壳体中，以完成入壳操作。

通过以上的步骤，利用防撕扯中空槽4可避免原来超声波焊接极耳1和电芯转接片的方式，采用激光焊接的形式，可提高焊接节拍和优率；并且可实现将述极耳1位于电芯转接片和顶盖之间空间内的工艺步骤得以实现，从而得极耳1减少对入壳后对电芯空间的占用，提高空间利用率的同时也提高能量密度。

在一些优选的实施例中，在将电芯转接片置于配对后的卷芯3的极耳1的上方之前，还包括以下步骤：

将卷芯3进行配对，形成第一组卷芯和第二组卷芯；分别对第一组卷芯和第二组卷芯中的极耳1进行超声波焊接；对超声波焊接后的极耳1压实整形，以使第一组卷芯和第二组卷芯的极耳1形成与极耳连接部2相对应连接的连接部。这一操作便于后续的极耳1和电芯转接片的激光焊接，不需要对多个极耳11一一进行焊接。

进一步的，第一组卷芯和第二组卷芯分别包括一个卷芯3；或，第一组卷芯和第二组卷芯分别包括两个卷芯3；即极耳1填充转接片和下塑胶之间的缝隙时，可兼顾两卷芯电池也可兼顾四卷芯电池

在一些相关技术中，在沿着防撕扯中空槽4的边缘轨迹进行激光焊接，以连接极耳连接部2和极耳1之后；通过激光焊接将电芯转接片和顶盖连接之前，还包括以下步骤：

沿着极耳连接部2与极耳1接触的***边缘进行激光焊接。从而内外侧边缘进行焊接，加强连接。

实施例一

下面参考同样极耳位于转接片上方时的中空转接片与非中空转接片的震动方向内阻和开路电压对比表格(100％SOC和70％SOC是指电池的负载电量)

从数据分析可看出：对于设有防撕扯中空槽4的转接片具有更好的耐震动效果(震动后开路电压基本保持不变，内阻略有增加；非中空转接片开路电压下降很多，内阻增大很多)，主要因为防撕扯中空槽4使转接片中空，转接片强度下降，撕扯极耳情况得到改善。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电芯转接片，其包括设置在其两侧的极耳连接部(2)，其特征在于：

所述极耳连接部(2)上开设有防撕扯中空槽(4)。

2.如权利要求1所述的电芯转接片，其特征在于：

所述防撕扯中空槽(4)的边缘与所述极耳连接部的外部边缘之间的距离包括长边距离H1和短边距离H2；其中8mm≦H1≦11mm，5mm≦H2≦9mm。

3.如权利要求2所述的电芯转接片，其特征在于：

所述H2为5mm，所述H1为8mm。

4.如权利要求1所述的电芯转接片，其特征在于：

所述防撕扯中空槽(4)的形状为方形、圆形或椭圆。

5.如权利要求1所述的电芯转接片，其特征在于：

电芯转接片分为正极电芯转接片和负极电芯转接片；

正极电芯转接片的极耳连接部(2)的厚度为0.5mm-3mm，材质为铝或铝合金；

负极电芯转接片的极耳连接部(2)的厚度为0.5mm-3mm，材质为铜或铜合金。

6.一种电芯转接片焊接方法，其特征在于，其包括以下步骤：

提供如权利要求1-5任一项所述的电芯转接片；

将所述电芯转接片置于配对后的卷芯(3)的极耳(1)的上方，并且使防撕扯中空槽(4)的正投影落在所述极耳(1)上；

沿着所述防撕扯中空槽(4)的边缘轨迹进行激光焊接，以连接极耳连接部(2)和极耳(1)；

通过激光焊接将所述电芯转接片和顶盖连接；

将所述卷芯(3)进行合芯，以使所述极耳(1)位于所述电芯转接片和顶盖之间空间内。

7.如权利要求6所述的电芯转接片焊接方法，其特征在于，在将所述电芯转接片置于配对后的卷芯(3)的极耳(1)的上方之前，还包括以下步骤：

将卷芯(3)进行配对，形成第一组卷芯和第二组卷芯；

分别对第一组卷芯和第二组卷芯中的极耳(1)进行超声波焊接；

对超声波焊接后的极耳(1)压实整形，以使第一组卷芯和第二组卷芯的极耳(1)形成与所述极耳连接部(2)相对应连接的连接部。

8.如权利要求7所述的电芯转接片焊接方法，其特征在于：

所述第一组卷芯和第二组卷芯分别包括一个卷芯(3)；或，

所述第一组卷芯和第二组卷芯分别包括两个卷芯(3)。

9.如权利要求6所述的电芯转接片焊接方法，其特征在于，在沿着所述防撕扯中空槽(4)的边缘轨迹进行激光焊接，以连接所述极耳连接部(2)和极耳(1)之后；通过激光焊接将所述电芯转接片和顶盖连接之前，还包括以下步骤：

沿着所述极耳连接部(2)与所述极耳(1)接触的***边缘进行激光焊接。

10.如权利要求6所述的电芯转接片焊接方法，其特征在于：

在将所述卷芯(3)进行合芯之后，将卷芯(3)送入壳体中，以完成入壳操作。

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