顶盖组件、二次电池及激光焊接系统的制作方法

本实用新型涉及二次电池领域，尤其涉及一种顶盖组件、二次电池及激光焊接系统。

背景技术：

二次电池的注液孔密封焊接(即在注液孔上方将密封盖焊接于顶盖片，以密封注液孔)是二次电池成型的最后一道工序。因电解液的扩散性和沾附性，注液孔表面容易残留少量结晶或液态的电解液，这些电解液对于激光焊接来说是一种杂质，必须清洁干净，否则在焊接后容易产生凹坑和爆点，导致焊接不良，进而导致密封盖对注液孔的密封不良。针对电解液的清洁，虽然采用了诸如激光清洗、人工清洁等方法，但焊接一次优率通常只能达到99.5％左右，需要对焊接不良的二次电池的密封盖进行二次补焊。旧的二次补焊的方式即将不良电池放入设备，在密封盖与顶盖片的原焊接轨迹上重新焊接一遍，这种二次焊接方式优率仅为80-90％，即有相当一部分二次电池需要报废，原因是导致焊接不良的杂质已存在于密封盖与顶盖片的原焊接轨迹对应的焊缝中，再次焊接并不能取得好的焊接效果，进而依然不能取得好的密封盖对注液孔的密封效果。

技术实现要素：

鉴于现有技术存在的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种顶盖组件、二次电池及激光焊接系统，其能提高注液孔的密封效果。

为了实现上述目的，在第一方面，本实用新型提供了一种顶盖组件，其包括：顶盖片，设置有沿顶盖片的厚度方向贯通顶盖片的注液孔；以及第一密封盖，位于注液孔上方并焊接于顶盖片，以密封注液孔；顶盖组件还包括：第二密封盖，设置于第一密封盖的上方、覆盖整个第一密封盖并围绕第一密封盖焊接于顶盖片的上表面，以密封第一密封盖和注液孔。

为了实现上述目的，在第二方面，本实用新型提供了一种二次电池，其包括：壳体；以及根据本实用新型第一方面所述的顶盖组件，装配于壳体。

为了实现上述目的，在第三方面，本实用新型提供了一种激光焊接系统，用于焊接根据本实用新型第一方面所述的顶盖组件，包括：夹具，具有：定位开口，沿上下方向贯通并收容第二密封盖；以及下倒角面，压靠并贴合第二密封盖的环形壁的环形倒角，以使第二密封盖定位并贴合于顶盖片；以及激光焊机，向第二密封盖的环形凹槽发射激光，以将第二密封盖焊接于顶盖片。

本实用新型的有益效果如下：

第一密封盖焊接于顶盖片对应一次焊接，第二密封盖焊接于顶盖片对应二次焊接，对于一次焊接时焊接效果不良的顶盖组件(即对应二次电池)需进行二次焊接，由于顶盖组件的第二密封盖覆盖整个第一密封盖，在进行二次焊接即焊接第二密封盖时形成一道新的焊缝，新的焊缝位于一次焊接时产生的原焊缝(即第一密封盖与顶盖片焊接形成的焊缝)的轮廓之外，从而避免了原焊缝上的杂质对二次焊接造成不良影响，提高二次焊接的优率、操作方便，进而提高了注液孔的密封效果。

附图说明

图1是本实用新型的顶盖组件的部分分解立体图，其中将第二密封盖移开；

图2是图1的顶盖组件的组装图；

图3是图2的圆圈部分的放大图，其中，为了图示清楚，将密封钉移开；

图4是图1的顶盖组件的第二密封盖的立体图；

图5是本实用新型的激光焊接系统和本实用新型的二次电池的部分分解立体图，其中将夹具和顶盖组件的第二密封盖移开，激光焊接系统的激光焊机未示出；

图6是本实用新型的激光焊接系统在用于本实用新型的二次电池的焊接工作的示意图；

图7是本实用新型的激光焊接系统在用于本实用新型的二次电池的焊接工作的焊接前的示意图；

图8是与图7对应的本实用新型的二次电池焊接后的示意图。

其中，附图标记说明如下：

B二次电池 242环形壁

1壳体 2421内侧面

2顶盖组件 2422下表面

21顶盖片 2423环形倒角

211上表面 243环形凸台

P21装配凹部 2431内周壁

T1厚度方向 244环形凹槽

22注液孔 P24避空凹部

23第一密封盖 25密封钉

24第二密封盖 S激光焊接系统

241顶壁 S1夹具

2411底表面 S11定位开口

2412外周壁 S12下倒角面

2413顶表面 S2激光焊机

具体实施方式

下面参照附图来详细说明根据本实用新型的顶盖组件、二次电池及激光焊接系统。

首先说明根据本实用新型第一方面的顶盖组件。

参照图1至图4，本实用新型第一方面的顶盖组件2包括：顶盖片21，设置有沿顶盖片21的厚度方向T1贯通顶盖片21的注液孔22；以及第一密封盖23，位于注液孔22上方并焊接于顶盖片21，以密封注液孔22；顶盖组件2还包括：第二密封盖24，设置于第一密封盖23的上方、覆盖整个第一密封盖23并围绕第一密封盖23焊接于顶盖片21的上表面211，以密封第一密封盖23和注液孔22。

在本实用新型第一方面的顶盖组件2中，第一密封盖23焊接于顶盖片21对应一次焊接，第二密封盖24焊接于顶盖片21对应二次焊接，对于一次焊接时焊接效果不良的顶盖组件2(即对应二次电池B)需进行二次焊接，由于顶盖组件2的第二密封盖24覆盖整个第一密封盖23，在进行二次焊接即焊接第二密封盖24时形成一道新的焊缝，新的焊缝位于一次焊接时产生的原焊缝(即第一密封盖23与顶盖片21焊接形成的焊缝)的轮廓之外，从而避免了原焊缝上的杂质对二次焊接造成不良影响，提高二次焊接的优率、操作方便，进而提高了注液孔22的密封效果。

如图3和图4所示，第二密封盖24具有：顶壁241；环形壁242，从顶壁241的下端向外延伸，环形壁242的内侧面2421和顶壁241的底表面2411均与第一密封盖23间隔开，环形壁242的内侧面2421和顶壁241的底表面2411一起形成覆盖整个第一密封盖23且向上凹设的避空凹部P24，环形壁242的下表面2422贴合且焊接于顶盖片21的上表面211。避空凹部P24完全覆盖整个第一密封盖23，从而将一次焊接时产生的原焊缝完全覆盖，改善密封效果。

第二密封盖24还具有：环形凸台243，与顶壁241的外周壁2412间隔且位于顶壁241的外侧；环形凹槽244，位于顶壁241的外周壁2412和环形凸台243的内周壁2431之间以使环形凸台243与顶壁241的外周壁2412间隔开，且环形凹槽244开口向上。在用后述的激光焊接系统S焊接后述的二次电池B时，激光焊接系统S的夹具S1配合顶盖组件2安装，激光焊接系统S的激光焊机S2发出的激光从环形凹槽244中间位置入射，沿环形凹槽244的圆形轨迹焊接一圈。参照图7和图8，在激光射入到顶盖组件2后，一部分反射激光被环形凹槽244两侧的环形凸台243、环形壁242、甚至顶壁241吸收，环形凸台243熔化向内收缩，填充环形凹槽244形成较深的熔池，使得焊缝结构强度更高，此外，还能一定程度上减少向外飞溅的焊渣。

环形凸台243的顶表面2432低于顶壁241的顶表面2413。

环形壁242还具有：环形倒角2423，连接于环形凸台243的底部并向下且向外倾斜地延伸。环形倒角2423与后述的本实用新型的激光焊接系统S的夹具S1的下倒角面S12紧密贴合，用于配合夹具S1对第二密封盖24的定位，在焊接后受热熔化形成一定的熔池形状。

顶盖片21还设置有：装配凹部P21，开设于顶盖片21上并位于注液孔22上方并与注液孔22连通，第一密封盖23焊接于装配凹部P21并与注液孔22的顶部间隔开。

顶盖组件2还包括：密封钉25，位于第一密封盖23的下方，插入并堵塞注液孔22。

环形壁242的内侧面2421和下表面2422之间设有倒角或圆角。

第一密封盖23的中心轴线、第二密封盖24的中心轴线以及注液孔22的中心轴线在同一竖直轴线上。在焊接时使用后述的激光焊接系统S的夹具S1帮助定位第一密封盖23的中心轴线、第二密封盖24的中心轴线以及注液孔22的中心轴线在同一竖直轴线上。

其次说明根据本实用新型第二方面的二次电池。

参照图5和图6，本实用新型第二方面的二次电池B包括：壳体1；以及根据本实用新型第一方面所述的顶盖组件2，装配于壳体1。

在本实用新型第二方面的二次电池B，环形凸台243和环形凹槽244的形状在焊接前和焊接后会发生变化，但是基于环形凹槽244尺寸的设计，环形凸台243和环形凹槽244在焊接后可能依然会保留与焊接前类似的凹凸形状。

最后说明根据本实用新型第三方面的激光焊接系统。

参照图5至图8，本实用新型第三方面的激光焊接系统S，用于焊接根据本实用新型第一方面所述的顶盖组件2，包括：夹具S1，具有：定位开口S11，沿上下方向贯通且收容第二密封盖24；以及下倒角面S12，压靠并贴合第二密封盖24的环形壁242的环形倒角2423，以使第二密封盖24定位并贴合于顶盖片21；以及激光焊机S2，向第二密封盖24的环形凹槽244发射激光，以将第二密封盖24焊接于顶盖片21。其中，激光焊机S2可使用YAG脉冲激光焊接机，也可使用连续激光焊接机。

根据本实用新型第三方面的激光焊接系统S的夹具S1用于对第二密封盖24进行焊前和焊中定位，并防止二次焊接过程中第二密封盖24翘起。

采用本实用新型第三方面的激光焊接系统S密封焊接含本实用新型第一方面的顶盖组件2的的二次电池B的焊接过程为：

S1：产线挑选出一次焊接不良的二次电池B，清除不良的二次电池B表面的焊渣，焊渣凸起高度低于第二密封盖24的避空凹部P24，在第一密封盖23上方放入第二密封盖24，使得第二密封盖24与顶盖片21的上表面211能完全贴合

S2：放入夹具S1，利用夹具S1的下倒角面S12与第二密封盖24的环形壁242的环形倒角2423贴合，来对第二密封盖24进行定位，使得第一密封盖23的中心轴线、第二密封盖24的中心轴线以及注液孔22的中心轴线在同一竖直轴线上，并对第二密封盖24施加向下的压力，防止其在焊接过程中向上翘起。

S3：将组装好的二次电池B、夹具S1和第二密封盖24放入设备(未示出)的固定位置，启动焊接程序，设备(未示出)内伺服电机(未示出)驱动激光焊机S2的激光头到第二密封盖24的环形凹槽244的位置，发射激光和保护气，沿环形凹槽244逆时针或顺时针焊接大于等于一圈。

S4：焊接完毕，从设备(未示出)内取出二次电池B，取下夹具S1，目检观察焊缝表面合格后，即完成二次焊接。