专利名称：电池激光焊接夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电池产品工装夹具领域，特别是涉及一种电池激光焊接过程中使用夹具。
背景技术：
锂离子电池广泛应用于移动式通讯设备和便携式电子设备，尤其在现今智能电子产品中应用更为广泛，具有极强的市场潜力，主要包括圆柱形锂离子电池，方形锂离子电池，聚合物锂离子电池。其中聚合物锂离子电池因其独有的安全性能高，在市场中应用越来越广泛，必将成为锂离子电池的主流产品种类。聚合物锂离子电池在进入市场前，为了避免产品在使用过程中因使用不当引起的短路、过充、过放，而导致产品发热、起火、爆炸，以及容量损失、电池失效，必须对电芯进行保护、包装，使其满足客户要求。在对电芯进行保护、包装过程中，将保护板和电芯极耳进行焊接作为其中最为重要的环节之一，其焊接质量对最终产品结构和性能有很大影响。但是现阶段对方形的聚合物锂离子电池和保护板的焊接过程，单凭人工借助简单工装夹具，对保护板进行定位焊接，因夹具结构过于简单化，安全保障不到位，焊接效率低，焊接一致性差，造成使用过程中存在很大不足，同时也对产品质量影响很大。
发明内容本实用新型的目的是针对现有技术中存在的技术缺陷，而提供一种电池激光焊接夹具。为实现本实用新型的目的所采用的技术方案是一种电池激光焊接夹具，包括底板，其可与焊接平台固定连接且其中心处设置有呈两行布局的、间隔设置的多个透光孔；PCB衬板，其可分离地固定设置在底板中心处，其上设置有容纳槽以允许保护板放置其上；电池衬板，其可分离地固定设置在底板上PCB衬板两侧，在所述的电池衬板上设置有多个电池容纳槽，所述的电池容纳槽侧部和底部分别形成有弹性定位装置；盖板，其可分离地固定设置在电池衬板之上；其中所述的透光孔、容纳槽和电池容纳槽均上下对应设置。所述的PCB衬板与电池衬板一体形成的组合体。所述可分离地固定设置为在两部件上分别设置固定销钉和固定孔以及对应地设置有可相吸附的磁铁。在所述的PCB衬板与电池极耳对应处上安装有铜块。在铜块与电池两个极耳对应处分别固定设置有磁铁。所述的弹性定位装置固定设置在电池容纳槽内侧边的弹性材料。所述的底部的弹性定位装置为手动定位装置，所述的手动定位定位装置包括设置在电池衬板底部侧边处板体上的腔体61，所述的腔体与电池容纳槽间设置有通孔；设置在腔体内且其端部可自通孔延伸至通孔内部的定位块62 ;设置在腔体内部并迫使所述的定位块端部向电池容纳槽内部伸出的弹簧63，以及两端延伸出板体两侧之外并可与所述的定位块发生干涉并带动所述的定位块前后移动的推杆64，以及将所述的腔体61封闭的盖板69。所述的底部的和/或侧部的弹性定位装置为弹簧定位装置，所述的弹簧定位装置包括形成在电池容纳槽相邻侧板体上的容纳腔51，所述的容纳腔与电池容纳槽相对侧开设有通孔；设置在容纳腔内部且其前端部自通孔延伸至电池容纳槽内的定位块52 ;设置在定位块52背部与容纳腔间用以顶持所述的定位块前端向电池容纳槽内部突出的弹簧53，以及将所述的容纳腔上部开口封闭的盖板54。所述的盖板内侧边与极耳对应处形成有斜槽。所述的电池衬板与PCB衬板相邻侧向外凸出地一体形成有楔形定位条,所述的定位条在与极耳对应的一段形成间断。定位条在与极耳对应的一段形成间断。·与现有技术相比，本实用新型的有益效果是本实用新型的夹具，结构简单装配方便，实用性强，利用4部分嵌合结构，利用定位销孔和磁铁配合可方便组装，方形电池接触两侧的弹性定位装置可实现准确定位，提高焊接质量，同时各部件间采用销孔定位和磁铁吸合，更使得安装使用便捷，一次可承载多块电池，使用效率提高，特别适用于高效激光焊接。
图I所示为本实用新型的激光焊接夹具分解结构示意图；图2所示为本本实用新型的激光焊接夹具的底板结构示意图；图3所示为本实用新型的激光焊接夹具的PCB衬板结构示意图；图4所示为本实用新型的激光焊接夹具的电池衬板结构斜视图；图5所示为本实用新型的激光焊接夹具的电池衬板结构正视图；图6所示为图5所示A部局部结构放大示意图；图7所示为本实用新型的激光焊接夹具的手动弹性定位装置顶持块结构示意图；图8所示为手动弹性定位装置的顶持块装配态结构示意图；图9所示为本实用新型的激光焊接夹具的盖板结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图1-9所示，本实用新型的激光焊接夹具，底板1，其可与焊接平台固定连接且其中心处设置有呈两行布局的、间隔设置的多个透光孔，所述的透光孔的数量与电池衬板所能承载的电池数量一致并相对应；PCB衬板，其可分离地固定设置在底板中心处，其上设置有容纳槽以允许保护板放置其上，所述的容纳槽与保护板的形状相对应以能将保护板平稳放置其内不与其他部件发生干涉且满足焊接点稳定为准；电池衬板，其可分离地固定设置在底板上PCB衬板两侧，在所述的电池衬板上设置有多个电池容纳槽，所述的电池容纳槽可将电池卡持定位并使其极耳与保护板的焊点上下交错以便于激光焊接，所述的电池容纳槽侧部和底部分别形成有弹性定位装置，利用弹性定位装置可使得电池的放置和取出过程更加顺畅且提高电池容纳槽对电池卡持定位的准确性；盖板4，其可分离地固定设置在电池衬板之上，其与电池衬板固定连接后即将电池压在电池容纳槽内部，使其保持位置的唯一性，同时在其上设置有喷涂孔，以便于喷涂编码等信息。其中，如图2所示，所述的底板I优选为电木材质，16个间隔设置的透光孔11呈两行设置对称在底板中部，在所述的底板左右两侧边及两行透光孔之间对称地设置有定位销12，优选地，所述的定位销不在一条直线上而是相互交错设置，以提高定位的精准度。同时，在所述的底板两侧还固定设置有定位磁铁13。同时为方便底板的移动，在所述的底板上下两侧还形成有扣槽14，所述的扣槽与透光孔平行，将电池衬板固定设置在底板之上时电池衬板将扣槽部分遮蔽，这样通过扣槽也使得电池衬板放取方便。同时并在底板I上形成有四个铁质凸台15和两个定位孔16、17，两个定位孔的形状不一样并与焊接平台上的定位销相对应，借以实现底板与平台的唯一可分离固定连接，所述的凸台15对称地形成在底板四角处，其可匹配地嵌入在激光焊接平台上的固定凹穴，以实现两者的固定连接。 如图3所示，所述的PCB衬板2为长条状板状结构，其由电木制成并用以承载保护板并将其维持在预定的焊接位置，所述的PCB衬板包括与保护板匹配的L形容纳槽21，设置在所述的容纳槽之间板体上的与底板上的定位销对应的定位孔22和磁铁23、设置在PCB衬板上下两侧的铜块24，固定设置在铜块上的磁铁25，所述的磁铁25设置位置与极耳焊接位置相对应，其可以有效吸附保护板的连接镍片并将电芯极耳夹持在保护板镍片与磁铁之间，电芯极耳和保护板镍片共同被维持在PCB衬板的铜块之上，有利于提高电芯极耳和PCB衬板的贴合效果，提高焊接质量，同时利用焊接的激光穿透作用在磁铁25上，使用一段时间后磁铁25产生损耗，更换磁铁25即可而无需更换紫铜块以节约成本。优选地，所述的铜块为紫铜块，其具有更好的导热性，有利于焊接点的散热。如图4-5所示，所述的两个电池衬板3可分离地固定设置在底板上并位于PCB衬板两侧，将电池衬板与PCB衬板分开设置，可提高电池衬板的使用领域，可以直接进行折弯加工等，而无需将电池取出。所述的电池衬板3包括形成在所述的电池衬板上的多个与所述的通孔对应的电池容纳槽31，形成在下表面并与所述的底板定位销和磁铁对应设置的定位孔和磁铁，形成在上表面两侧及与PCB衬板相邻侧用以固定连接盖板的定位销32和磁铁33，以及设置在电池容纳槽右侧的弹簧定位装置5和设置在电池容纳槽底部的手动定位装置6。其中，所述的电池容纳槽31由定位条36、左右侧边和底部档边局限而成，同时在两所述电池容纳槽之间的形成有分割块，所述的电池容纳槽稍大于电池，一般由电池容纳槽尺寸由电池结构设计最大尺寸确定，以便取放和定位。其中，在所述的电池容纳槽左右两侧边中间凹陷地形成有扣槽34以便于将电池取出。所述的定位条36为外凸出地一体形成在电池衬板与PCB衬板相邻侧的楔形结构，所述的定位条在与极耳对应的一段形成间断，其可保证在安装时与PCB衬板相顶持时电池极耳位置处电池衬板与PCB衬板间形成一条狭隙，利用该狭隙可使CXD利用背光检测电池极耳与保护板镍片对齐度，同时还为焊接位置提供基准。如图6所示，所述的弹簧定位装置5包括形成在电池容纳槽右侧板体上的容纳腔51，所述的容纳腔与电池容纳槽相对侧开设有通孔；设置在容纳腔内部且其两侧外端部自通孔延伸至电池容纳槽内的定位块52 ;设置在定位块52背部与容纳腔间用以支撑所述的定位块两侧向外突出的弹簧53，以及将所述的容纳腔上部开口封闭的盖板54。具体地说，所述的定位块52包括活动块和形成在活动块上下两侧边的两个片状或杆状顶持部，所述的顶持部可匹配地穿过所述的通孔进入电池容纳槽内部而活动块被限位在容纳腔内，同时，在所述的活动块背部两侧形成有弹簧容纳腔以安装弹簧。利用顶持部的可前后移动性，可实现安装电池时便捷，在安装完成后顶持部在弹簧的推力下将电池贴紧电池容纳槽的左侧，提高定位准确性。同时，为提高定位的精度，所述的弹簧定位装置分别设置在扣槽上下两处，且所述的顶持部端部为弧面结构，减小顶持部端部与电池的接触面积，可减少接触对定位精度的影响，同时弧面结构还减少了在放取过程中电池与尖锐结构发生磕碰划伤等意外。如图7和8所示，所述的手动定位定位装置包括设置在电池衬板底部侧边处板体上的腔体61，所述的腔体与电池容纳槽相对侧形成有通孔；设置在腔体内并其端部可自通 孔延伸至通孔内部的定位块62，设置在腔体内部并迫使所述的定位块端部向电池容纳槽内部伸出的弹簧63，以及可与所述的定位块发生干涉并带动所述的定位块前后移动的推杆64和将所述的腔体61封闭的盖板69。具体地说，所述的腔体61形成在每个电池容纳槽底部中心处，所述的定位块包括基部66和相对于所述的基部底部向前延伸形成的块状顶舌65，形成在基部66与电池容纳槽相同侧的山峰状凸起67，以及形成在基部与顶舌相背侧的弹簧容纳腔68。所述的推杆64的截面为方形结构，其两端分别延伸出电池衬板两侧之外并在两端部形成定位帽，所述的推杆与所述的定位块对应处形成有与凸起67对应的山谷状凹穴70，所述的凸起匹配地嵌入凹穴中或两者相错开，即拉动推杆左右移动可使得凸起嵌入凹穴中或者两者相错开，通过两种状态的切换以及弹簧的顶持作用，可以使得所述的顶舌可自开口处伸出或者缩回，在凸起嵌入凹穴中时，当顶舌将电池定位后两者之间仍有余量，即电池的定位操作依靠弹簧完成，推杆的作用是对弹簧的一个锁定操作以便于弹簧安装和取下的便利性。其中，所述的弹性定位装置并不局限于上述的两种结构，可以采用在电池容纳槽侧壁上固定设置弹性材料如海绵、板簧等，同时在底部也可采用弹簧定位结构，或者电池容纳槽的侧部采用手动弹性定位结构等这些变形都在本实用新型的保护范围之内。如图9所示，所述的盖板4包括贯穿所述的盖板并与所述的电池容纳槽对应的喷涂孔41，与所述的电池衬板上的定位销和磁铁对应设置的定位孔42和磁铁43，同时在与所述的盖板的内边与所述的极耳上下对应处形成有斜槽44，首先，斜槽有激光焊接定位作用焊接的过程中以斜槽断面为基准调节焊接位置，使控制焊点的位置精度得到提高。其次，斜槽可以增加焊接位置上方空间，从而增加透过斜槽激光量，有助于提高焊接效果。再就是，斜槽也便于直接观察或者拍摄焊接状况，进而得到准确的焊接质量反馈。本实用新型的夹具在使用时，首先将底板固定连接在激光焊接平台之上，然后依次将PCB衬板和两个电池衬板放置在底板之上，PCB衬板和电池衬板凭借定位销和定位孔的配合以及对应磁铁的吸合作用牢固地固定连接在底板之上，此时电池衬板因为定位条的顶持作用使得PCB衬板与电池衬板之间保留一个狭隙，该狭隙与所述的底板的透光孔上下对应，所述的推杆位置使得凸起和凹穴错开，顶舌位于被推杆限位的位置，然后将电池依次放置在电池容纳槽之内，弹簧定位装置顶持电池使其与电池容纳槽的左侧边贴合，放完之后推动推杆使定位块的凸起和凹穴位于可嵌合位置以解除推杆对定位块的限制，定位块在弹簧的作用下推动电池向内移动，两个弹性定位装置使得电池保持在唯一的定位位置，有效保证位置的精确度。S卩，首先用点接触而后用块状推进，更能保证定位过程中不会发生卡住等现象。电池自动定位完成后将保护板放入PCB衬板的容纳槽中，保护板的焊接点在磁铁吸附下与极耳贴合接触，然后将盖板对应地设置在电池衬板之上将电池压实，所述的盖板与电池衬板的固定连接同样依靠定位销和定位孔的配合以及磁铁的吸附作用。在焊接时，CCD可通过狭隙处的透光定位极耳的位置，同时借助盖板上的激光汇聚效果更能提升焊接质量。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。·
权利要求1.一种电池激光焊接夹具，其特征在于，包括， 底板，其可与焊接平台固定连接且其中心处设置有呈两行布局的、间隔设置的多个透光孔； PCB衬板，其可分离地固定设置在底板中心处，其上设置有容纳槽以允许保护板放置其上； 电池衬板，其可分离地固定设置在底板上PCB衬板两侧，在所述的电池衬板上设置有多个电池容纳槽，所述的电池容纳槽侧部和底部分别形成有弹性定位装置； 盖板，其可分离地固定设置在电池衬板之上； 其中所述的透光孔、容纳槽和电池容纳槽均上下对应设置。
2.如权利要求I所述的电池激光焊接夹具，其特征在于，所述的PCB衬板与电池衬板一体形成的组合体。
3.如权利要求I或2所述的电池激光焊接夹具，其特征在于，所述可分离地固定设置为在两部件上分别设置固定销钉和固定孔以及对应地设置有可相吸附的磁铁。
4.如权利要求I或2所述的电池激光焊接夹具，其特征在于，在所述的PCB衬板与电池极耳对应处上安装有铜块。
5.如权利要求4所述的电池激光焊接夹具，其特征在于，在铜块与电池两个极耳对应处分别固定设置有磁铁。
6.如权利要求I或2所述的电池激光焊接夹具，其特征在于，所述的弹性定位装置固定设置在电池容纳槽内侧边的弹性材料。
7.如权利要求I或2所述的电池激光焊接夹具，其特征在于，所述的底部的弹性定位装置为手动定位装置，所述的手动定位定位装置包括设置在电池衬板底部侧边处板体上的腔体(61)，所述的腔体与电池容纳槽间设置有通孔；设置在腔体内且其端部可自通孔延伸至通孔内部的定位块(62);设置在腔体内部并迫使所述的定位块端部向电池容纳槽内部伸出的弹簧(63)，以及两端延伸出板体两侧之外并可与所述的定位块发生干涉并带动所述的定位块前后移动的推杆(64)，以及将所述的腔体(61)封闭的盖板(69)。
8.如权利要求I或2所述的电池激光焊接夹具，其特征在于，所述的底部的和/或侧部的弹性定位装置为弹簧定位装置，所述的弹簧定位装置包括形成在电池容纳槽相邻侧板体上的容纳腔(51)，所述的容纳腔与电池容纳槽相对侧开设有通孔；设置在容纳腔内部且其前端部自通孔延伸至电池容纳槽内的定位块(52);设置在定位块(52)背部与容纳腔间用以顶持所述的定位块前端向电池容纳槽内部突出的弹簧(53)，以及将所述的容纳腔上部开口封闭的盖板(54)。
9.如权利要求I或2所述的电池激光焊接夹具，其特征在于，所述的盖板内侧边与极耳对应处形成有斜槽。
10.如权利要求I所述的电池激光焊接夹具，其特征在于，所述的电池衬板与PCB衬板相邻侧向外凸出地一体形成有楔形定位条，所述的定位条在与极耳对应的一段形成间断。
专利摘要本实用新型公开了一种电池激光焊接夹具，包括底板，其可与焊接平台固定连接且其中心处设置有呈两行布局的、间隔设置的多个透光孔；PCB衬板，其可分离地固定设置在底板中心处，其上设置有容纳槽以允许保护板放置其上；电池衬板，其可分离地固定设置在底板上PCB衬板两侧，在所述的电池衬板上设置有多个电池容纳槽，所述的电池容纳槽侧部和底部分别形成有弹性定位装置；其中所述的透光孔、容纳槽和电池容纳槽均对应设置。本实用新型的夹具，利用4部分的嵌合结构，利用定位销孔和磁铁配合可方便组装，方形电池接触两侧的弹性定位装置可实现准确定位，提高焊接质量，同时各部件间采用销孔定位和磁铁吸合，更使得安装使用便捷。
文档编号B23K26/42GK202701613SQ20122028712
公开日2013年1月30日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者金载雄, 张银峰, 胡晓云, 张志强, 陈蛟 申请人:天津力神电池股份有限公司