CN216288595U - 电池的卷芯焊针和电池的焊接设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池的卷芯焊针和电池的焊接设备，所述电池的卷芯焊针包括：插接部；延伸部；矫正部，所述矫正部连接于所述插接部和所述延伸部之间，所述矫正部的直径大于所述插接部的直径，以在***所述电池的卷芯后与所述卷芯过盈配合。通过设置卷芯焊针和铝壳同心，随着卷芯焊针的***使卷芯焊针与卷芯之间过盈配合，实现卷芯焊针和卷芯同心，最终达到卷芯和铝壳同心的效果，有效地解决了卷芯偏心问题，避免电芯在膨胀过程中焊巴受力不均匀，容易造成焊巴失效，并且结构简单，操作方便，有效提高生产效率。

Description

电池的卷芯焊针和电池的焊接设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池的卷芯焊针和电池的焊接设备。

背景技术

随着自动化程度的提高，电池的生产效率得到了很大的提升。但是，仍有一些工序在自动化的过程中存在很多问题，例如电池在卷绕入壳后，需要进行底焊工序，如果卷芯和电芯铝壳之间间隙较大，卷芯入壳后就会有偏心现象，偏心焊接后，电芯在膨胀过程中焊巴受力不均匀，容易造成焊巴失效，进而影响电池的正常工作。

相关技术中，有的采用现有的自动入壳机包含自动插针工序，即焊针从电芯的中心孔***到底部，进行电阻焊。但卷绕的卷芯中心孔直径一般在3.5-4mm左右，尺寸较小，焊针直径通常为2.5mm左右，这样不能很好地使卷芯与焊针完全同心，从而达不到卷芯与铝壳同心的效果而出现偏心现象。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种电池的卷芯焊针，通过在卷芯焊针上设置矫正部，并将卷芯焊针***卷芯后与卷芯过盈配合，可以使卷芯与卷芯焊针同心，从而方便卷芯和铝壳的焊接。

本实用新型还提出了一种电池的焊接设备。

根据本实用新型第一方面实施例的电池的卷芯焊针，所述电池的卷芯焊针包括：插接部；延伸部；矫正部，所述矫正部连接于所述插接部和所述延伸部之间，所述矫正部的直径大于所述插接部的直径，以在***所述电池的卷芯后与所述卷芯过盈配合。

根据本实用新型实施例的电池的卷芯焊针，通过在电池的焊接设备设置卷芯焊针和铝壳同心，随着卷芯焊针的***，卷芯焊针的矫正部与卷芯过盈配合，使得卷芯焊针和卷芯同心，从而达到卷芯和铝壳同心的效果，有效地解决了卷芯偏心问题，避免电芯在膨胀过程中焊巴受力不均匀，容易造成焊巴失效，并且结构简单，操作方便，有效地提高了电池装配的生产效率。

根据本实用新型的一些实施例，所述插接部的直径为d1，所述矫正部的直径为d2，d1和d2满足关系式：d1＜d2≤2d1。

根据本实用新型的一些实施例，d1和d2满足关系式：1.2d1≤d2≤1.6d1。

根据本实用新型的一些实施例，所述延伸部的直径为d3，d1和d3满足关系式：d3＝d1，所述延伸部和所述矫正部之间形成有台阶。

根据本实用新型的一些实施例，所述插接部和所述矫正部之间设置有过渡部，所述过渡部呈锥形且在邻近所述矫正部的轴向上横截面积递增。

根据本实用新型的一些实施例，所述插接部的长度为h1，所述过渡部的长度为h2，h1和h2满足关系式：h1≥h2。

根据本实用新型的一些实施例，所述矫正部的长度为h3，h1、h2和h3满足关系式：h3≥h1≥h2。

根据本实用新型的一些实施例，所述延伸部的长度为h4，h1、h2、h3和h4满足关系式：h4≥h1+h2+h3。

根据本实用新型的一些实施例，所述卷芯焊针为一体成型的金属针。

根据本实用新型第二方面实施例的电池的焊接设备，包括：上述实施例的卷芯焊针。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的卷芯焊针的结构示意图；

图2是根据本实用新型实施例的卷芯焊针的正视图；

图3是根据本实用新型实施例的卷芯焊针与卷芯的结构***图。

附图标记：

卷芯焊针10；插接部11；延伸部12；矫正部13；台阶14；过渡部15；

卷芯20；中心孔21；铝壳30。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

下面参考图1-图3描述根据本实用新型第一方面实施例的电池的卷芯焊针10，卷芯焊针10包括：插接部11、延伸部12以及矫正部13。

其中，矫正部13连接于插接部11和延伸部12之间，矫正部13的直径大于插接部11的直径，以在***电池的卷芯20后与卷芯20过盈配合。也就是说，将卷芯焊针10的插接部11先***卷芯20的中心孔21，随着***深度的增加，矫正部13也***中心孔21内与卷芯20过盈配合至适当的深度，如此设置，通过矫正部13与卷芯20之间的过盈配合，可以很好地解决现有焊针直径小于卷芯20的中心孔21直径而不能使卷芯20与焊针同心的问题，从而不能实现卷芯20与铝壳30同心的效果。

具体地，参考图3所示，在保证卷芯焊针10与铝壳30同心的前提下，卷芯焊针10向卷芯20的中心孔21***，随着***深度的增加卷芯焊针10***，即卷芯焊针10的矫正部13与卷芯20实现过盈配合，这样可以实现卷芯焊针10与卷芯20同心，进而使卷芯20和铝壳30同心，然后完成卷芯20的点底焊后将卷芯焊针10抽出，这样可以有效地解决了卷芯20偏心问题，并且降低卷芯20的底焊不良率。

由此，通过设置卷芯焊针10和铝壳30同心，随着卷芯焊针10的***，卷芯焊针10的矫正部13与卷芯20过盈配合，使得卷芯焊针10和卷芯20同心，从而达到卷芯20和铝壳30同心的目的，很好地解决了卷芯20偏心问题，避免电芯在膨胀过程中焊巴受力不均匀，容易造成焊巴失效，并且结构简单，操作方便，有效地提高了电池装配的生产效率。

如图2所示，插接部11的直径为d1，矫正部13的直径为d2，d1和d2满足关系式：d1＜d2≤2d1。如此设置，将矫正部13的直径d2设置在d1-2d1之间，能够满足矫正部13与卷芯20之间实现过盈配合的目的，若设置d2＞2d1，显然，矫正部13较为粗大，这样容易使矫正部13过分挤压卷芯20，使卷芯20发生局部变形，同时还不容易抽出卷芯焊针10，而且可能会导致卷芯焊针10结构稳定性差，容易发生弯折或断裂的问题。因此，矫正部13的直径d2满足d1＜d2≤2d1的要求，这样既能实现矫正部13与卷芯20过盈配合，又可以保证卷芯20及卷芯焊针10的结构稳定性。此外，插接部11的直径d1小于卷芯20中心孔21的直径，这样方便插接部11***卷芯20的中心孔21，提高自动插针效率。

进一步地，d1和d2满足关系式：1.2d1≤d2≤1.6d1。如此设置，将矫正部13的直径d2设置在1.2d1-1.6d1的合理范围内，可以更好地实现卷芯20与矫正部13之间的过盈配合。其中，由于卷芯20中心孔21的直径大于插接部11的直径d1，因此设置d2≥1.2d1，这样可以保证矫正部13与卷芯20之间为过盈配合，进而实现卷芯20与卷芯焊针10同心的效果。并且设置d2≤1.6d1，这样矫正部13不会过粗，既能实现矫正部13与卷芯20的过盈配合，又可以在完成卷芯20的点底焊工序后容易将卷芯焊针10抽出。此外，还可以使插接部11与矫正部13之间连接可靠，有效地提高卷芯焊针10的结构稳定性，同时还可以节约成本。

因此，将矫正部13的直径d2进一步地设置在1.2d1-1.6d1之间，不仅可以使矫正部13与卷芯20之间为过盈配合，从而实现卷芯20与卷芯焊针10同心，最终达到卷芯20与铝壳30同心的目的，还可以提高卷芯焊针10的结构稳定性，方便卷芯焊针10***与抽出，以提高生产效率。

并且，延伸部12的直径为d3，d1和d3满足关系式：d3＝d1，延伸部12和矫正部13之间形成有台阶14。如此设置，在卷芯焊针10***卷芯20中心孔21完成点底焊后，可以通过延伸部12较容易地将整个卷芯焊针10抽出，并且通过台阶14可以使矫正部13与延伸部12之间连接可靠。若设置d3＜d1，则延伸部12的直径d3相对于插接部11的直径d1明显偏细，这样不容易很快地抽出卷芯焊针10，若长时间反复操作，可能在矫正部13与延伸部12连接的台阶14位置出现裂痕甚至断裂的问题，进而影响生产效率，造成成本损失。若设置d3＞d1，在方便抽出卷芯焊针10的情况下导致材料成本浪费，因此，优选设置d3＝d1，这样可以使得卷芯焊针10容易抽出，并且卷芯焊针10的结构较为稳定，不容易出现疲劳断裂的问题，同时还可以节约成本，有效提高生产效率。

其中，插接部11和矫正部13之间设置有过渡部15，过渡部15呈锥形，并且在邻近矫正部13的轴向上横截面积递增。也就是说，插接部11靠近矫正部13一端的轴向直径逐渐递增至与矫正部13的直径相等，这样通过设置过渡部15，可以使矫正部13较为顺畅地***卷芯20的中心孔21，并随着***深度的增加，矫正部13与卷芯20之间实现过盈配合，使得卷芯20与卷芯焊针10同心，从而达到卷芯20与铝壳30同心的目的。

如图1和图2所示，插接部11的长度为h1，过渡部15的长度为h2，h1和h2满足关系式：h1≥h2。如此设置，在满足矫正部13可以顺畅***中心孔21的条件下，过渡部15不会过长，使卷芯焊针10整体具有一定的轻便性，有利于抽出卷芯焊针10。若设置h2＞h1，虽然也能使矫正部13顺利***中心孔21内，但是由于过渡部15较长造成矫正部13距离卷芯20的底部较远，造成卷芯20的下方不能实现和铝壳30的同心，焊接效果同样很差，以及会造成材料成本浪费。

并且，矫正部13的长度为h3，h1、h2和h3满足关系式：h3≥h1≥h2。如此设置，这样在保证卷芯焊针10可以通过插接部11顺利***中心孔21，以及矫正部13进一步地通过过渡部15顺利***中心孔21的条件下，可以使具有一定长度的矫正部13与卷芯20之间过盈配合，进而使得卷芯20与卷芯焊针10同心。若矫正部13的长度h3不够长，小于插接部11的长度h1，甚至小于过渡部15的长度h2，这样会导致矫正部13与卷芯20之间的配合面相对较少，没有足够的相互作用力使整个卷芯20与卷芯焊针10完全同心，仍会出现卷芯20偏心的现象，即卷芯焊针10失去了拨正卷芯20偏心的作用。

此外，延伸部12的长度为h4，h1、h2、h3和h4满足关系式：h4≥h1+h2+h3。也就是说，延伸部12的长度要大于等于插接部11、过渡部15以及矫正部13的长度总和，如此设置，在实现矫正部13与卷芯20过盈配合的情况下，通过一定长度的延伸部12可以将卷芯焊针10较为容易地抽出。进一步地，延伸部12的长度h4可以大于卷芯20的长度或者铝壳30的整体长度，这样的话，卷芯焊针10不会陷在卷芯20的中心孔21内或者铝壳30内，有利于将卷芯焊针10抽出，提高自动拔针效率。

进一步地，卷芯焊针10可以为一体成型的金属针。如此设置，方便工艺加工，相比焊接连接的方式，一体成型可以使卷芯焊针10具有坚固、可靠性强的特点，不容易出现断裂的问题。在一实施例中，可以采用铸造成型的方式制得，这样可以满足卷芯焊针10的结构强度要求，还可以降低加工成本。

此外，卷芯焊针10材料可以选用钼、铜或者钨等金属。其中，优选钨金属，由于钨金属的熔点在稀有高熔点金属中最高，为3400℃，它的硬度在有色金属中最高，为350-450HV，抗拉强度、屈服强度、弹性模量等力学性能在有色金属中最高。因此，采用钨金属作卷芯焊针10材料，可以减少使用过程中卷芯焊针10的磨损次数，并且在实施底焊工序时不容易造成脱焊、虚焊等不良，保证焊接质量的稳定，同时还可以降低卷芯焊针10材料的消耗成本，提高了生产效率和产品质量。

根据本实用新型第二方面实施例的电池的焊接设备，包括：上述实施例的卷芯焊针10。通过电池的焊接设备，可以实现卷芯焊针10的自动***与抽出，提升自动化效率。

因此，通过设置卷芯焊针10和铝壳30同心，随着卷芯焊针10的***，卷芯焊针10的矫正部13与卷芯20过盈配合，使得卷芯焊针10和卷芯20同心，从而达到卷芯20和铝壳30同心的目的，很好地解决了卷芯20偏心问题，避免电芯在膨胀过程中焊巴受力不均匀，容易造成焊巴失效，并且卷芯焊针10的结构简单，操作方便，有效地提高了电池装配的生产效率与焊接质量。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池的卷芯焊针，其特征在于，所述电池的卷芯焊针包括：

插接部；

延伸部；

矫正部，所述矫正部连接于所述插接部和所述延伸部之间，所述矫正部的直径大于所述插接部的直径，以在***所述电池的卷芯后与所述卷芯过盈配合。

2.根据权利要求1所述的电池的卷芯焊针，其特征在于，所述插接部的直径为d1，所述矫正部的直径为d2，d1和d2满足关系式：d1＜d2≤2d1。

3.根据权利要求2所述的电池的卷芯焊针，其特征在于，d1和d2满足关系式：1.2d1≤d2≤1.6d1。

4.根据权利要求2所述的电池的卷芯焊针，其特征在于，所述延伸部的直径为d3，d1和d3满足关系式：d3＝d1，所述延伸部和所述矫正部之间形成有台阶。

5.根据权利要求1所述的电池的卷芯焊针，其特征在于，所述插接部和所述矫正部之间设置有过渡部，所述过渡部呈锥形且在邻近所述矫正部的轴向上横截面积递增。

6.根据权利要求5所述的电池的卷芯焊针，其特征在于，所述插接部的长度为h1，所述过渡部的长度为h2，h1和h2满足关系式：h1≥h2。

7.根据权利要求6所述的电池的卷芯焊针，其特征在于，所述矫正部的长度为h3，h1、h2和h3满足关系式：h3≥h1≥h2。

8.根据权利要求7所述的电池的卷芯焊针，其特征在于，所述延伸部的长度为h4，h1、h2、h3和h4满足关系式：h4≥h1+h2+h3。

9.根据权利要求1所述的电池的卷芯焊针，其特征在于，所述卷芯焊针为一体成型的金属针。

10.一种电池的焊接设备，其特征在于，包括：权利要求1-9中任一项所述的卷芯焊针。

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