专利名称：定位治具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在对构成电池组的单电池的电极端子与导片进行点焊时使用的定位治具。
背景技术：
随着电子产品的迅速发展，特别是近年来移动设备、掌上电子产品的普及，具有高容量密度且易于小型化的二次电池常常被用作便携式设备的电源，进而，由多个二次电池串联或并联而成的电池组(battery pack)也越来越多的使用在笔记本、电动工具等需要大容量电流的电器上。在将多个二次电池(以下也称为单电池)进行并联或串联连接时，需要用金属制的导片将各个单电池的正极端子或负极端子连接在一起。对于导片与单电池的电极端子的连接方式，通常使用点焊机进行点焊，当在点焊头中流过大电流时，与点焊头接触的导片以及电池的电极端子发生瞬间融化而被焊接在一起。为了提高焊接质量和焊点位置的精确度，一般在点焊中采用定位治具对焊接对象 (导片和电极端子)进行定位。目前通常所采用的定位治具的结构如图9所示，包括可容纳多个单电池8的在厚度方向上分开的一对底座14、和位于该底座14的高度方向端部的一对侧板15，侧板上形成有贯通孔9，可以插入点焊机的点焊头，另外，侧板的朝向电池侧的内表面上形成有浅槽，导片7可以嵌合在该浅槽中。由于传统的导片的构成材料是磁性材料 (例如Ni-Fe合金等)，因此需要在侧板上设置磁石，操作时可以借助该构成材料的磁力将导片7吸附固定在浅槽中，然后将带有导片7的侧板15插入底座14，从而通过贯通孔9对导片7和电极端子进行焊接(参见专利文献1、2)。上述定位治具的优点在于结构简单，但存在的问题是，有时仅靠磁力无法可靠地将导片吸附固定在上述浅槽中，在点焊过程中有发生导片脱落、位置偏移的可能性。另一方面，为了应对电池的大规模生产和使用，对电池组的性能和性价比正不断地追求最优化， 而材质为非磁性材料例如铜锡合金的导片不仅性能优良，而且其价格也相对磁性材料低很多，因此是对电池组的性价比进行优化的很好的选择。然而，当导片材质变更成非磁性材料以后，无法利用现有的需要借助磁力的定位治具来固定导片进行焊接。专利文献1 :CN101992340A专利文献2 :CN10133013
实用新型内容因此，现有技术中存在的问题是，目前所使用的定位治具仅靠磁力吸附来固定导片，有时无法确保点焊中的位置精度。而且，当构成导片的材料变更成非磁性材料后，导片无法固定，导致焊接困难，位置精度大幅下降。针对上述现状，本实用新型所要解决的问题是，通过对定位治具的结构进行适当的改变，从而提高对导片的固定和定位作用，提高点焊的位置精度。而且，不管由什么材料 (磁性或非磁性)制成的导片，都能够在点焊中利用该定位治具进行定位。[0009]具体来说，本实用新型提供了一种定位治具，在利用点焊机将导片焊接到多个单电池的电极端子上以构成电池组时，所述定位治具用于对导片和电极端子进行定位，其特征在于，包括筐体，其在中央部具有收纳单电池的电池槽，且在电池槽的高度方向的上下端开口，以露出单电池的电极端子；盖板，包括上盖板和下盖板，分别覆盖筐体的上下端的开口，在上盖板和下盖板的中央部各设置有开口槽，导片可以嵌合在该开口槽中，并与收纳在电池槽中的单电池的电池端子接触；压板，包括上压板和下压板，分别覆盖上盖板和下盖板的外侧表面，在上压板和下压板的中央部各设置有多个用于插入点焊机的点焊头的贯通孔，该贯通孔与电极端子对置，并露出所述导片，并且在贯通孔的周围的内侧表面设置有向导片侧突出的凸块，凸块穿过开口槽而与导片压接。在本实用新型的定位治具中，导片可以由非磁性材料和磁性材料中的任一种材料形成，优选上述导片由非磁性材料形成。根据本实用新型的定位治具，能够更可靠地固定导片的位置，提高了点焊时的位置精度，进而可以适用于导片的材质为非磁性材料的情况。
图1 示意地表示本实用新型的定位治具的结构的分解立体图。图2 示意地表示本实用新型的定位治具的组装后的结构的立体图。图3 示意地表示本实用新型的定位治具中的筐体的从上方看时的结构的立体图。图4 示意地表示本实用新型的定位治具中的盖板的结构的图，(A)仰视图；(B)俯视图；(C)侧视图。图5 示意地表示本实用新型的定位治具中的压板的结构的立体图，(A)从斜上方看时的状态；(B)从斜下方观看时的状态。图6 示意地表示本实用新型的筐体与盖板一体化后的状态的立体图，(A)从上方观看时的状态；(B)从下方观看时的状态。图7 示意地表示使用本实用新型的定位治具进行点焊时的状态的图。图8 示意地表示点焊结束后的电池组的连接状态的图。图9 示意地表示现有技术中的定位治具的结构的分解立体图。
具体实施方式
为了得到大容量的电池组，需要通过点焊将多个单电池的电极端子与导片连接， 从而并联或串联为电池组。在对导片与电极端子进行焊接时，为了提高焊接的位置精度，尤其在自动点焊的装置中，通常需要使用定位治具对导片和电极端子进行定位。如上所述，目前所采用的定位治具的局限性在于仅适用于由磁性材料制成的导片，而且即使采用由磁性材料制成的导片，有时仅靠磁力无法可靠地将导片吸附固定在侧板的浅槽中，在点焊过程中有发生导片脱落、位置偏移的可能性。本发明者们通过对定位治具的结构进行了适当的改变，从而解决了上述问题。下面，结合附图来对本实用新型的定位治具的结构进行具体的说明，但是，本实用新型并不局限于下述说明的具体形态。[0024]<定位治具>图1是表示本实用新型的定位治具的结构的分解立体图。图2是表示本实用新型的定位治具的组装后的结构的立体图。如图1所示，定位治具1包括筐体2、盖板3和压板4。其中，筐体2在高度方向上分为上筐体加和下筐体2b，上筐体加和下筐体2b合并后在中央部构成用于收纳单电池8 的电池槽5。盖板3包括上盖板3a和下盖板北，分别覆盖上述筐体2中的电池槽5在高度方向的上下端的开口。盖板3的中央部形成有开口槽6，用于插入导片7。压板4包括上压板如和下压板4b，分别覆盖上盖板3a和下盖板北的外侧表面，且在中央部形成有贯通孔 9。组装时，首先将单电池8收纳在电池槽5中，然后分别用上盖板3a和下盖板北覆盖筐体2的外侧表面，将导片7插入形成于盖板3上的开口槽6中，然后用上压板如和下压板 4b压住盖板3的外侧表面，组装完成后形成图2所示的长方形的箱体。下面，结合图3 图5对构成上述定位治具1的各个具体部件进行详细说明。由于本实施方式的定位治具为上下对称的结构，因此仅对其上半部的结构进行分解图示和说明。图3是表示本实用新型的定位治具1中的筐体2的结构的立体图。如图3所示， 筐体3的中央部具有用于收纳单电池8的电池槽5，电池槽5的侧壁形成为多个与单电池8 的侧面相匹配的弧形，电池槽5在高度方向的上下端开口，单电池8的电极端子从该开口处露出。图4是表示本实用新型的定位治具1中的盖板3的结构的示意图，(A)为仰视图， (B)为俯视图，(C)为侧视图。如图4㈧所示，盖板3的中央部设置有开口槽6，其在靠近电池槽5侧具有与导片 7的外部轮廓相对应的形状，使得导片7可以恰好嵌合在该开口槽6中，并与收纳在电池槽 5中的单电池8的电池端子接触。另夕卜，在本实施方式中，还可以如图4(B)所示，在该开口槽6的上方侧壁(即靠近压板3 —侧的侧壁)上形成有多个向内凹陷的弧形槽13，其形状与点焊机的点焊头的侧面形状相对应，这样，可以使点焊头顺利插入开口槽6中。另外，在本实施方式中，还可以如图4 (C)所示，在盖板3的外侧表面具备向电池槽 5侧凹陷的凹部11，压板4可以正好嵌合在该凹部11中，使得压板4的外侧表面与盖板3 的外侧表面平齐。通过设置上述凹部，可以使盖板与压板的整体结构变得更为紧凑，节省空间。因此，当定位治具组装完成后，其外形为一个方正的长方体。图5是表示本实用新型的定位治具1中的压板4的结构的立体图，㈧是从斜上方看时的状态；(B)是从斜下方观看时的状态。如图5(A)所示，在压板4的中央部设置有多个贯通孔9，该贯通孔9的位置与各单电池8的电极端子对置，且位于开口槽6的上方，使得导片7从贯通孔9中露出。另外，如图5(B)所示，在贯通孔9的周围的内侧表面上设置有向导片7侧突出的凸块10。在本实施方式中，凸块10形成与彼此相邻的贯通孔9之间，但也不限于此，只要是可以穿过开口槽6对导片7进行压接，对于凸块10的设置部位就没有限制，可以设置在贯通孔9周围的任何部位。在本实施方式中，贯通孔9的形状是矩形，但也不限于此，只要可以插入点焊机的点焊头，也可以是任意形状。在本说明书中，“外侧表面”的含义是指与筐体内所收纳的电池组背离的表面，“内侧表面”的含义是与筐体内所收纳的电池组对置的表面。另外，筐体的高度方向与电池槽的高度方向一致，也与电池槽中收纳的单电池的高度方向一致。在本实施方式中，筐体2在高度方向上分为上筐体加和下筐体2b，合并起来在中央部形成电池槽5。这种结构的优点在于可以将上、下筐体分别与上、下盖体一体化。也就是说，在将单电池8收纳到电池槽5中之前，可以预先将上盖板3a与上筐体加一体化，将下盖板北与下筐体2b —体化。图6是表示筐体2与盖板3 —体化后的状态的立体图，(A)从上方观看时的状态； (B)从下方观看时的状态。通过分别将上筐体与上盖体一体化、将下筐体与下盖体一体化， 可以提供结构更为简单、定位更为准确的定位治具。另外，筐体2也可以如图9中所示的现有技术的定位治具一样，在厚度方向上分为前筐体和后筐体，合并起来在中央部形成电池槽。根据这样的结构，可以简单地适用于现有技术的底座，而仅对其侧板的结构进行更改，例如用本实用新型的压板与盖板来替换原有的侧板。本实用新型的定位治具1中，采用上、下盖板的开口槽对导片进行嵌合而定位，并采用上、下压板的凸块对导片进行压接固定，因而对导片的定位效果更为可靠，能够有效防止点焊过程中导片与电极端子发生位置偏移。另外，由于不需要依靠磁力进行定位和固定， 因此不仅可以适用于由磁性材料制成的导片，而且也适用于由非磁性材料制成的导片。作为非磁性材料，可以例举出Cu-Sn合金、Al合金等。根据本实用新型的定位治具的上述特定结构，通过盖板上的开口槽能够对导片进行精确定位，且通过压板上的凸块与电池端子的夹持能够可靠地固定导片的位置，从而提高了点焊的位置精确度。进而，对于磁性材料和非磁性材料的导片都可以适用本实用新型的定位治具，因此大大扩展了本实用新型的定位治具的应用范围。<点焊方法>利用本实用新型的定位治具进行点焊的方法具体包括如下步骤(a)将单电池收纳在本实用新型的定位治具中的筐体的电池槽中，并用盖体分别覆盖筐体的上下端的开口；(b)将导片嵌合在盖板的开口槽中，使其与收纳在电池槽中的单电池的电池端子接触；(c)将压板覆盖盖板的外侧表面，使得凸块穿过开口槽而与导片压接；(d)将点焊机的点焊头插入压板的贯通孔，对单电池的电极端子和导片进行焊接。在上述点焊方法中，在将单电池收纳在电池槽中之前，可以预先将上盖板与上筐体一体化，将下盖板与下筐体一体化。这样，可以减少点焊工序数，提高生产效率。图7是表示使用本实用新型的定位治具进行点焊时的状态的示意图。首先，将单电池8按照规定的极性方向放入筐体的电池槽中，然后依次组装盖板、导片和压板。当定位治具1组装完成后，利用点焊机进行点焊，将点焊机的点焊头12从贯通孔9中插入，经过开口槽6而与导片7接触。当开始焊接时，点焊头的两个电极部之间流过大电流，由此产生的热将导片7和单电池8的电极端子瞬间融化而焊接在一起。[0051]图8表示点焊结束后的电池组的连接状态的示意图。在本实施方式中，由3个单电池8并联成一个电池单元，由3个电池单元串联为电池组。但也不限于此，适用于本实用新型的电池组可以包括至少一个电池单元，每个电池单元由2个以上的单电池构成，在本实施方式中，例示了由9节圆筒形的单电池8构成电池组的情况，但也不限于此，本实用新型的定位治具经过适当变形可以适用于由其他任何形状的单电池构成的电池组。以上对本实用新型的实施方式进行了详细的说明，但本实用新型并不限定于上述具体的例子。本领域技术人员可以在后附的权利要求书的记载范畴内想到各种变形或修改，这些变形例和修改例当然也属于本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种定位治具，在利用点焊机将导片焊接到多个单电池的电极端子上以构成电池组时，所述定位治具用于对所述导片和所述电极端子进行定位，其特征在于，包括筐体，其在中央部具有收纳所述单电池的电池槽，且在电池槽的高度方向的上下端开口，以露出所述单电池的电极端子；盖板，包括上盖板和下盖板，分别覆盖所述筐体的上下端的开口，在所述上盖板和下盖板的中央部各设置有开口槽，所述导片可以嵌合在该开口槽中，并与收纳在所述电池槽中的所述单电池的电池端子接触；压板，包括上压板和下压板，分别覆盖所述上盖板和下盖板的外侧表面，在所述上压板和下压板的中央部各设置有多个用于插入所述点焊机的点焊头的贯通孔，该贯通孔与所述电极端子对置，并露出所述导片；在所述贯通孔的周围的内侧表面设置有向导片侧突出的凸块，所述凸块穿过所述开口槽而与所述导片压接。
2.根据权利要求1所述的定位治具，其特征在于，所述导片由非磁性材料形成。
3.根据权利要求1所述的定位治具，其中，所述筐体在高度方向上分为上筐体和下筐体，合并起来在中央部形成所述电池槽。
4.根据权利要求3所述的定位治具，其特征在于，所述上盖板与所述上筐体被一体化， 所述下盖板与所述下筐体被一体化。
5.根据权利要求1所述的定位治具，其中，所述筐体在厚度方向上分为前筐体和后筐体，合并起来在中央部形成所述电池槽。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的定位治具，其中，所述上盖板和下盖板在外侧表面具有凹部，所述上压板和下压板分别嵌合在所述凹部中。
7.根据权利要求1 5中任一项所述的定位治具，其特征在于，所述电池组包括至少一个电池单元，所述电池单元由2个以上的所述单电池构成。
专利摘要本实用新型的定位治具用于对导片和电池组的电极端子进行定位，包括筐体，其在中央部具有收纳单电池的电池槽，且在高度方向的上下端开口；盖板，包括上盖板和下盖板，分别覆盖筐体的上下端的开口，在盖板的中央部设置有开口槽，导片可以嵌合在该开口槽中，并与电池端子接触；压板，包括上压板和下压板，分别覆盖上盖板和下盖板的外侧表面，在压板的中央部设置有多个用于插入点焊机的点焊头的贯通孔，该贯通孔与电极端子对置，并露出所述导片，在贯通孔的周围的内侧表面设置有向导片侧突出的凸块，凸块穿过开口槽而与导片压接。通过该定位治具，可以提高点焊时的位置精度，且能够适用于由非磁性材料形成的导片。
文档编号H01M2/26GK202212722SQ20112027746
公开日2012年5月9日 申请日期2011年7月27日 优先权日2011年7月27日
发明者张闫军, 苗苗 申请人:松下能源(无锡)有限公司