一种锂离子电池的极耳与盖板连接片的超声焊接方法及其装置与流程

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂离子电池的极耳与盖板连接片的超声焊接方法及其装置。

背景技术：

锂离子电池包括电芯、电解液、盖板连接片、盖板等构成，其中锂离子电池的电芯是由正极片、负极片和隔膜交错堆叠或卷绕所制成，正、负极片是采用激光切方式在极片的一端加工出极耳，再进行涂布活性物质浆料经固化而成。由于锂离子电池的极耳较多，极大的增加了极耳与盖板连接片之间的焊接难度。

目前现有的极耳与盖板连接片之间的超声焊接工艺包括：（1）极耳的超声预焊；（2）极耳的修剪；（3）修剪后的极耳与盖板连接片的超声焊接。这种焊接方式不仅工序复杂，另外预焊这一工序对极耳有一定的损伤，且加工效率低下。而本发明所涉及到的方法则可以一步到位，省去了预焊过程，不仅保证了产品质量还提高了加工效率。

技术实现要素：

本发明的目的在于解决现有的锂离子电池极耳与盖板连接片超声焊接难的问题，提供一种锂离子电池的极耳与盖板连接片的超声焊接方法。

一种锂离子电池的极耳与盖板连接片的超声焊接方法，其步骤如下：

（1）将待焊接的电芯水平固定住焊接区，并使其极耳置于焊座的顶端；

（2）使用压杆自上而下将极耳的根部压在焊座上；

（3）使用压头将极耳的尖部固定在焊座上；

（4）启动压头内部的伸缩式切刀，对极耳的尖部进行切割；切割完成后，压头和伸缩式切刀离开极耳；

（5）将盖板上的盖板连接片放置在焊座上，并与电芯的极耳对接，然后启动超声焊接机，对它们进行焊接；焊接完成后，关闭超声焊接机、压杆上移，即完成一个极耳与盖板连接片的焊接。

进一步方案，所述压杆的运行方向是从极耳的根部向其尖部施压。

所述电芯的极耳在焊接前或焊接后的运行过程中都采用极耳托板对其进行承托。

本发明的另一个发明目的是提供一种锂离子电池的极耳与盖板连接片的超声焊接装置，包括设于底座上的传送带和超声焊接机，所述传送带上等间距地开设有用于卡设电芯的定位槽，所述传送带一侧下方固设有焊座、另一侧上方设有弓形压杆；所述压杆的底端通过转轴与底座连接，使压杆的顶端绕着转轴向焊座方向转动正好压在焊座的顶部；位于焊座的正上方设有压头，所述压头的顶端与伸缩缸连接，所述压头的底端开设有凹槽，位于凹槽的底端内嵌有伸缩式切刀，所述焊座的顶端面开设有与所述伸缩式切刀顶端相适应的切缝。

进一步方案，所述伸缩缸为气缸或液缸。

进一步方案，位于传送带运行方向的焊座的一端设有用于检测电芯的接近开关，所述接近开关串接在传送带的驱动电路中。

进一步方案，所述定位槽的外侧伸缩式设有对电芯的极耳进行承托的极耳托板，所述极耳托板通过伸缩件与定位槽的底端连接。

进一步方案，所述伸缩件包括水平运动的气缸或液缸和垂直运动的气缸或液缸。

所述焊座的顶端面与水平放置的电芯的端部的三分之二处持平。

所述伸缩式切刀的宽度比极耳的宽度大；所述超声焊接机的焊头为一字型焊头，所述焊头通过伸缩式连杆与超声焊接机连接。在需要超声焊接时，连杆带着焊头往前伸，焊完之后可以往后缩。

在电芯运行过程中，电芯的极耳由极耳托板进行承托，焊接前是为防止极耳在传送至焊座上时因触碰到焊座，而造成极耳的损伤；焊接后是为了避免焊接上的盖板因重力较大而对极耳造成损伤。

另外，极耳托板是通过伸缩件来控制极耳托板从定位槽的底端水平移动而伸出，然后上垂直移动而托住极耳。

本发明实现对极耳切割和对极耳与盖板之间的超声焊接双功能，且减少了极耳的预焊过程，从而使得锂离子叠片电池这一工序可以达到高质高效的效果。

所以，本发明与现有的锂离子电池极耳与盖板连接片的超声焊接方法相比，本发明具有生产效率高，对极耳无损伤等优势。

附图说明

本说明书所附的以下附图与上述的发明内容起到易于理解本发明思想的作用。

图1是本发明结构示意图，

图2是本发明中压杆、压头对极耳固定的示意图，

图3是本发明中伸缩式切刀对极耳切割的示意图，

图4是本发明中极耳和盖板连接片焊接示意图。

图中：1-传送带，2-定位槽，3-极耳托板，4-焊座，5-压头，5.1-伸缩式切刀，6-伸缩缸，7-压杆，8-接近开关，9-电芯，9.1-极耳，10-盖板，10.1-盖板连接片，11-超声焊接机，11.1-焊头，12-底座。

具体实施方式

为了使本发明的技术思想得到更好的理解，以下将结合附图进行说明其具体实施方式。此处所表述的具体实施方式仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明中所用到的术语不应限定的解释为通常或词典上的意思，而应立足于发明人可以更好的说明自己的发明而适当定义的术语的概念的原则。

一种锂离子电池的极耳与盖板连接片的超声焊接方法，其步骤如下：

（1）将待焊接的电芯水平固定住焊接区，并使其极耳置于焊座的顶端；

（2）使用压杆自上而下将极耳的根部压在焊座上；

（3）使用压头将极耳的尖部固定在焊座上；

（4）启动压头内部的伸缩式切刀，对极耳的尖部进行切割；切割完成后，压头和伸缩式切刀离开极耳；

（5）将盖板上的盖板连接片放置在焊座上，并与电芯的极耳对接，然后启动超声焊接机，对它们进行焊接；焊接完成后，关闭超声焊接机、压杆上移，即完成一个极耳与盖板连接片的焊接。

进一步方案，所述压杆的运行方向是从极耳的根部向其尖部施压。

所述电芯的极耳在焊接前或焊接后的运行过程中都采用极耳托板对其进行承托。

本发明的另一个发明目的是提供一种锂离子电池的极耳与盖板连接片的超声焊接装置，如图1-4所示，包括设于底座12上的传送带1和超声焊接机11，所述传送带1上等间距地开设有用于卡设电芯9的定位槽2，所述传送带1一侧下方固设有焊座4、另一侧上方设有弓形压杆7；所述压杆7的底端通过转轴（图中未画出）与底座12连接，使压杆7的顶端绕着转轴向焊座4方向转动正好压在焊座4的顶部；位于焊座4的正上方设有压头5，所述压头5的顶端与伸缩缸6连接，所述压头5的底端开设有凹槽，位于凹槽的底端内嵌有伸缩式切刀5.1（如图3所示），所述焊座4的顶端面开设有与所述伸缩式切刀5.1顶端相适应的切缝。

进一步方案，所述伸缩缸6为气缸或液缸。

进一步方案，位于传送带1运行方向的焊座4的一端设有用于检测电芯9的接近开关8，所述接近开关8串接在传送带1的驱动电路中。

进一步方案，所述定位槽2的外侧伸缩式设有对电芯9的极耳9.1进行承托的极耳托板3，所述极耳托板3通过伸缩件与定位槽2的底端连接。

进一步方案，所述伸缩件包括水平运动的气缸或液缸和垂直运动的气缸或液缸。

所述焊座4的顶端面与水平放置的电芯9的端部的三分之二处持平。

所述伸缩式切刀5.1的宽度比极耳9.1的宽度大；所述超声焊接机11的焊头11.1为一字型焊头，所述焊头11.1通过伸缩式连杆与超声焊接机11连接。

其具体操作如下：将叠好的锂离子电池的电芯9放置于传送带1上的定位槽2中，电芯9的极耳9.1被通过伸缩件安装于定位槽2底端的极耳托板3进行承托；当电芯9传送至焊座4处时，固设有焊座4上的接近开关8工作，断开传送带1的驱动电路，而使传送带1停止工作，从而使电芯9精准定位在焊座处；然后将极耳托板3收缩回，启动压杆7，使压杆7的顶端自上而下运行，从极耳的根部往极耳的尖部下压。再通过伸缩缸6驱动压头5下移，压住极耳9.1的尖部，从而压头5与焊座4一起压住电芯9的极耳9.1；然后启动压头5的凹槽中的伸缩式切刀5.1下行对极耳9.1的多余部位进行切割（如图1.2.3所示）。切割完毕后退去压头5和伸缩式切刀5.1，但仍保留压杆7的下压状态。

通过盖板传送装置或机械手将盖板10传送至焊座4上，并使盖板连接片10.1的顶端对准电芯9的极耳9.1，开启超声焊接机11，对极耳9.1与盖板连接片10.1的连接处进行超声焊接（如图4所示）。待超声焊接完成后，退去压杆7，并伸出极耳托板3拖住极耳9.1以及整个盖板10，流向下一工序。

凡在本发明的技术思想之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。