一种电池连接件压焊融合设备及生产设备的制作方法

本发明涉及电池领域，具体涉及一种电池连接件压焊融合设备及电池连接件的生产设备。

背景技术：

电池组连接件是电池组之间电连接的重要组成部分，电池之间的连接对整个电池组的性能(如一致性、使用寿命等)非常重要，并且为了防止震动过程中电池之间的连接松动而导致电池组最终的使用寿命的快速衰减，通常会采取软连接的方式。

现有技术中，通常采用铜箔或铝箔作为软连接的主要材料，为了减少连接件的电阻，会在铜箔或铝箔上焊接镍箔。然而，现有的焊接多采用点焊，点焊的瞬间电流较大，而对于熔点较低的铝箔，短时间的大电流会导致铝箔烧毁。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例致力于提供一种电池连接件压焊融合设备，解决了上述无法压焊铝箔的问题。

根据本发明的一方面，本发明一实施例提供的一种电池连接件压焊融合设备，包括：压焊装置，用于压焊所述连接件；与所述压焊装置电连接的电源装置，用于提供所述压焊装置所需要的电能；以及与所述电源装置的输出端及所述压焊装置电连接的稳流装置，用于向所述压焊装置输出稳定的电流。

在一实施例中，所述稳流装置包括逆变整流器。

在一实施例中，所述压焊融合设备进一步包括：设置于所述压焊装置上的温度探测装置，用于实时探测所述连接件的温度。优选地，所述温度探测装置包括红外探测仪。

在一实施例中，所述压焊装置包括高分子扩散焊机。

在一实施例中，进一步包括：与所述压焊装置电连接的控制装置，用于在压焊融合过程中，控制所述压焊装置的压焊温度、压焊压力以及压焊时间。

在一实施例中，当所述连接件包括铝箔时，所述压焊温度为550℃-590℃；或当所述连接件包括铜箔时，所述压焊温度为680℃-980℃。

在一实施例中，所述压焊压力为2mpa-6mpa，其中，所述压焊压力分别与所述连接件的层数和所述连接件的待压面的尺寸正相关。

在一实施例中，所述压焊时间为15s-1min，其中，所述压焊时间分别与所述连接件的层数和所述连接件的待压面的尺寸正相关。

根据本发明的另一方面，本发明一实施例提供的一种电池组连接件生产设备，包括：如上任一项所述的电池连接件压焊融合设备；设置于所述压焊融合设备的后续工位的冲压装置，用于对所述压焊融合后的所述连接件进行冲压，冲压掉所述连接件的边界中由于压焊融合而挤胀形成的粘合力不够的部位；以及设置于所述冲压装置的后续工位的抛光装置，用于对冲压后的所述连接件进行抛光。

在一实施例中，所述设备还包括：设置于所述抛光装置的后续工位的折弯装置，用于将抛光后的所述连接件进行折弯到预设角度。

本发明实施例提供的电池连接件压焊融合设备，通过设置稳流装置，保证输入压焊装置的电流为稳定值，避免了电源装置的瞬间输出电流过大而导致烧毁熔点较低的铝箔的问题，从而解决了采用铝箔的电池连接件的压焊融合技术问题，实现了采用铝箔的电池连接件的生产和应用。

附图说明

图1所示为本发明一实施例提供的一种电池连接件压焊融合设备的结构示意图。

图2所示为本发明一实施例提供的电池连接件压焊融合的方法流程图。

图3所示为本发明另一实施例提供的一种电池连接件压焊融合设备的结构示意图。

图4所示为本发明一实施例提供的一种电池连接件的结构示意图。

图5所示为本发明另一实施例提供的一种电池连接件压焊融合设备的结构示意图。

图6所示为本发明一实施例提供的一种电池连接件生成设备的结构示意图。

图7所示为本发明另一个实施例提供的一种电池组连接件生产方法的流程图。

图8所示为本发明另一实施例提供的一种电池连接件生成设备的结构示意图。

图9所示为本发明另一个实施例提供的一种电池组连接件生产方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

为了保证电池间的连通导电性能同时也要适应于电池应用的振动场景，设置于电池间的连接件通常为金属材质，例如金属铜或金属铝等。由于铝具有低密度、高弹性模量、高延展性且散热率高等性能，铝箔作为软连接主体可以使得连接件轻量化，延展性高，为电池提供更轻量、稳定的连接。由于铜具有优异的导电性和一定的延展性，铜箔作为连接件主体，也可以为电池提供稳定的连接，镍箔作为软连接副体组件可以有效减少电阻，有效减少电池使用过程中电量消耗。并且可以采用铜箔或铝箔压焊以提高连接件的柔性，从而可以吸收振动，避免长时间的振动导致连接件的损坏以及电池组的性能和寿命的衰减。然而，金属铝相对于金属铜，成本较低且铝的柔性即散热性能也较高，但是铝箔的熔点较低，压焊时瞬时的峰值大电流将会导致铝箔融合，从而无法实现铝箔的压焊。

出于解决铝箔压焊的技术难题，本发明实施例提出了一种电池连接件压焊融合设备，通过在电源装置的输出端设置稳流装置，保证输入压焊装置的电流在稳定的范围内，不会出现峰值电流，从而保证了铝箔的压焊融合的顺利进行，实现了铝箔材质的电池连接件的生产。下面结合附图具体说明本发明实施例提供的电池连接件压焊融合设备及生产设备的具体结构及实现方式。

图1所示为本发明一实施例提供的一种电池连接件压焊融合设备的结构示意图。如图1所示，该电池连接件压焊融合设备包括：压焊装置2，用于压焊连接件；与压焊装置2电连接的电源装置3，用于提供压焊装置2所需要的电能；以及与所述电源装置3的输出端及所述压焊装置2电连接的稳流装置4，用于向所述压焊装置2输出稳定的电流。

其中，连接件可以包括堆叠设置的软连接主体与软连接副体组件，软连接副体组件包括分别放置于软连接主体的上下两侧的第一软连接副体和第二软连接副体，软连接主体为连接件的主要部件，软连接副体组件为设置于软连接主体上下两侧的部件，其作用是减小电池与连接件之间的电阻。

现有的压焊中，通常采用点焊的焊接方式，然而点焊所产生的电压和电流值都会有一个瞬间的峰值，电压和电流值都会瞬间达到该峰值后再降至预设的电压值和电流值，然而，对于熔点较低的材料，短时间(例如2秒)的高电压和高电流会导致该材料的融化，从而导致无法焊接。因此，在本发明实施例中，通过在电源装置与压焊装置之间设置稳流装置，以实现电源装置输出的电压和电流在稳流装置的作用下维持一个稳定的输出电压和电流，例如，设定的电压值为140a，在稳流装置的作用下，到达压焊装置的瞬时电流值都会维持在140a左右，保证了压焊的正常进行。

通过设置稳流装置，保证输入压焊装置的电流为稳定值，避免了电源装置的瞬间输出电流过大而导致烧毁熔点较低的铝箔的问题，从而解决了采用铝箔的电池连接件的压焊融合技术问题，实现了采用铝箔的电池连接件的生产和应用。

在一实施例中，稳流装置4可以是逆变整流器。应当理解，本发明实施例可以根据实际的应用场景而选取不同的稳流装置，只要所选取的稳流装置能够维持一个稳定的输出电压和电流即可，本发明实施例对稳流装置的具体类型不做限定。

图2所示为本发明一实施例提供的电池连接件压焊融合的方法流程图。如图2所示，上述电池组连接件可以通过如下方法实现压焊融合：

步骤101：堆叠放置软连接主体与软连接副体组件。其中，软连接副体组件包括分别放置于软连接主体的上下两侧的第一软连接副体和第二软连接副体。

堆叠放置软连接主体与软连接副体组件，可以是软连接主体与软连接副体组件同中心同轴线堆叠放置。根据焊接工艺要求，位置偏移允许在误差范围内，本发明对误差范围不做限定。

软连接主体与软连接副体组件都是经过切割后的，大小应该相等，且切割尺寸大于待压面尺寸，以保留固定操作的位置，其中，待压面为软连接主体与软连接副体组件相贴合的需要进行压焊部位的横截面，本发明对具体预留尺寸不做限定。

步骤102：采用一次性压焊将软连接主体与软连接副体组件压焊融合为一个整体。

具体地，将软连接主体与软连接副体组件放置于上述压焊装置中，用多尺寸定位夹具固定堆叠放置的软连接主体与软连接副体组件，由控制装置控制电源装置输出电能至压焊装置，并控制压焊装置将软连接主体与软连接副体组件进行压焊融合为一个整体。其中多尺寸定位夹具为可调节定位夹具，可以根据软连接主体与软连接副体的尺寸进行调节固定，本发明对多尺寸定位夹具的具体形式不做限定。

在一实施例中，压焊装置可以是高分子扩散焊机。高分子扩散焊机是在真空环境下，一定温度和压力下将多种待焊物质的焊接表面相互接触，通过微观塑性变形或通过焊接面产生微量液相而扩大待焊表面的物理接触，再经较长时间的原子相互间的不断扩散，相互渗透，来实现冶金结合的一种焊接设备，广泛应用于电力、化工、冶炼等行业，主要生产行业急需的母线伸缩节和软连接导电带产品。应当理解，本发明实施例可以根据实际的应用场景而选取不同的压焊装置，只要所选取的压焊装置能够实现本发明实施例中的压焊融合操作即可，本发明实施例对于压焊装置的具体类型及型号不做限定。

图3所示为本发明另一实施例提供的一种电池连接件压焊融合设备的结构示意图。如图3所示，上述压焊融合设备可进一步包括：设置于压焊装置2上的温度探测装置5，用于实时探测连接件的温度。由于压焊装置所反馈的压焊装置的温度与连接件的温度有所差别，因此，若根据压焊装置所反馈的温度去调整压焊过程中的控制参数必然存在一定的误差，为了提高压焊过程中的控制参数的精度，本发明实施例在压焊装置上设置温度探测装置，来实时探测压焊融合过程中连接件的温度，并根据探测得到的温度精确控温，以保证压焊融合的良品率。

在一实施例中，温度探测装置5可以包括红外探测仪。应当理解，本发明实施例可以根据实际的应用场景而选取不同的温度探测装置，只要所选取的温度探测装置能够实时探测连接件的焊接处的温度即可，本发明实施例对温度探测装置的具体类型不做限定。

图4所示为本发明一实施例提供的一种电池连接件的结构示意图。如图4所示，连接件1的软连接主体11可包括至少一层铝箔或至少一层铜箔，第一软连接副体121可包括至少一层镍箔，第二软连接副体122可包括至少一层镍箔。

为了尽量提高连接件的柔性以保证其减震效果，本发明实施例中软连接主体可以是一层或多层结构，第一软连接副体可以是一层或多层结构，第二软连接副体也可以是一层或多层结构。应当理解，本发明实施例的附图中仅示例性的给出了软连接主体为三层结构、第一软连接副体为一层结构，第二软连接副体为一层结构，但是本发明实施例可以根据实际应用场景的需求选取软连接主体的层数、第一软连接副体的层数、第二软连接副体的层数为任意组合，本发明实施例包括但不限于该结构。

在一实施例中，每一层铝箔的厚度为0.05mm-0.2mm；每一层铜箔的厚度为0.035mm-0.3mm；每一层镍箔的厚度为0.1mm-0.15mm。

铝箔/铜箔的厚度影响焊接效果，铝箔/铜箔的越薄，在压焊过程中更容易被氧化，铝箔/铜箔的表面都被氧化成氧化铝/铜，不但影响压焊粘合力也影响导电性；而铝箔/铜箔的越厚，在压焊过程中更容易出现断裂，本实施例提供的厚度既能保证压焊的粘合力也不发生分层、断裂等现象。

图5所示为本发明另一实施例提供的一种电池连接件压焊融合设备的结构示意图。如图5所示，该压焊融合设备进一步包括与压焊装置2电连接的控制装置6，用于在压焊融合过程中，可以控制压焊装置2的压焊温度、压焊压力以及压焊时间。控制装置通过控制压焊装置在压焊融合过程中的压焊温度、压焊压力即压焊时间等参数，以保证压焊融合的顺利进行，提高压焊融合的良品率。

在一实施例中，若软连接主体11为铝箔时，压焊温度可以为550℃-590℃；若软连接主体11为铜箔时，压焊温度可以为680℃-980℃。

压焊温度为连接件的压焊面的瞬时温度，该温度可以由上述温度探测装置探测得到。压焊温度过低时，被压焊的连接件材料中的原子的活跃性较低，即不同材质间融合的难度较大，而压焊温度过高时，被压焊的连接件材料可能被融化烧毁，从而无法实现压焊，因此，为了实现压焊融合的操作，本发明实施例中给定了压焊温度的范围，以保证压焊融合在最优的状态下顺利完成。由于铝的熔化温度为660.4℃，将压焊温度设定在550℃-590℃，在550℃-590℃下，铝还未熔化，铝原子处于激发态，达到可以和镍压焊融合的状态，解决铝和镍两种金属由于融化温度差异大，融合难点多的问题，优选地，本发明实施例中可以设定压焊温度为550℃、560℃、575℃、580℃、590℃等。铜的熔化温度为1083.4℃，将压焊温度设定在680℃-980℃，可以保证压焊过程中铜晶格和镍晶格更好的融合，有效解决焊接后剥离脱落的问题，提高良品率，优选地，本发明实施例中可以设定压焊温度为680℃、780℃、800℃、900℃、980℃等。应当理解，上述列举的压焊温度值为本发明实施例所提供的电池连接件压焊融合装置应用在不同的应用场景下的最优压焊温度值，本发明实施例对于压焊温度的具体值不做限定。

在一实施例中，在压焊融合操作之前，压焊装置2可以将连接件1加热至预热温度。当连接件1的软连接主体11为铝箔时，可以设定预热温度大于480℃。在压焊融合操作之前预先将连接件(特别是软连接主体为铝箔时)预热至预设的一个预热温度值，以防止连接件在较低温度时局部受到瞬时大热量而烧毁，从而保证实现连接件的压焊融合操作。

在一实施例中，铝箔或铜箔的层数可包括8层-50层，铝箔或铜箔的待压面的尺寸可包括12mm×20mm-60mm×60mm。

例如，连接件可以为8层0.1mm厚的铝箔与2层0.1mm厚的镍箔；或者50层0.2mm厚的铝箔与2层0.15mm厚的镍箔；或者20层0.035mm厚的铜箔与2层0.1mm厚的镍箔；或者35层0.3mm厚的铜箔与2层0.15mm厚，然而应当理解，连接件的软连接主体和软连接副体组件的厚度和层数的选择，只要满足压焊工艺的稳定性即可，本发明实施例对连接件的软连接主体和软连接副体组件的具体厚度和层数不做限定。

铝箔/铜箔的层数和厚度共同影响焊接效果，每一层铝箔/铜箔的厚度越厚，铝箔/铜箔层数越多，焊接难度越大，压焊融合后部件的容易出现分层脱落的现象，而每一层铝箔/铜箔的厚度越薄，铝箔/铜箔层数越少，在压焊过程中由于压力挤压容易断裂，本实施例提供的铝箔/铜箔的层数与厚度能够充保证软连接主体和软连接副体组件之间的粘合力。

在一实施例中，压焊压力可以为2mpa-6mpa，其中，压焊压力分别与铝箔或铜箔的层数和待压面的尺寸正相关。其中，待压面为软连接主体与软连接副体组件相贴合的需要进行压焊部位的横截面。

当压焊压力过小时，会导致压焊融合的效果(如融合程度)较差，而当压焊压力过大时，会导致连接件因为压力过大而损坏或发生形变，因此，为了保证压焊融合的效果且不损坏连接件，本发明实施例给定了上述的压焊压力范围，以保证压焊融合在最优的状态下顺利完成。优选地，压焊压力可以为2mpa、3.5mpa、5mpa、6mpa，应当理解，上述列举的压焊压力值为本发明实施例所提供的电池连接件压焊融合装置应用在不同的应用场景下的最优压焊压力值，本发明实施例对于压焊压力的具体值不做限定。其中，压焊压力可以由压焊设备中例如压力传感器等压力控制装置控制，本发明对焊接压力的具体控制方法不做限定。

在一实施例中，压焊时间可以为15s-1min，其中，压焊时间分别与铝箔或铜箔的层数和待压面的尺寸正相关。

当压焊时间过短时，会导致压焊融合的效果(如融合程度)较差，而当压焊时间过长时，会导致连接件损坏或发生形变，因此，为了保证压焊融合的效果且不损坏连接件，本发明实施例给定了上述的压焊时间范围，以保证压焊融合在最优的状态下顺利完成。优选地，压焊时间可以为15s、25s、40s、1min，应当理解，上述列举的压焊时间为本发明实施例所提供的电池连接件压焊融合装置应用在不同的应用场景下的最优压焊时间，本发明实施例对于压焊时间的具体值不做限定。

其中，该压焊时间可以由例如时间控制装置控制，本发明对焊接时间具体控制方式对此不做限定。

焊接压力与铝箔/铜箔层数、铝箔/铜箔待压面的尺寸正相关。焊接时间分别与铝箔/铜箔的层数和铝箔/铜箔待压面的尺寸正相关。层数越多，焊接压力越大与焊接时间越长，带压尺寸越大，焊接压力越大与焊接时间越长；而层数越少，焊接压力越小与焊接时间越短，带压尺寸越大，焊接压力越大与焊接时间越短。

例如，若连接件包括8层0.1mm厚的铝箔与2层0.15mm厚的镍箔，待压面尺寸为12mm×20mm，根据铝箔层数与铝箔待压面的尺寸确定压焊压力位2mpa，压焊时间为15s。

若连接件包括50层0.2mm厚的铝箔与2层0.15mm厚的镍箔，待压面尺寸为60mm×60mm，根据所述铝箔层数与所述铝箔待压面的尺寸确定压焊压力位6mpa，压焊时间为1min。

若连接件包括20层0.035mm厚的铜箔与2层0.15mm厚的镍箔，待压面尺寸为12mm×20mm，根据铜箔层数与铜箔待压面的尺寸确定压焊压力位2mpa，压焊时间为15s。

若连接件包括35层0.3mm厚的铜箔与2层0.15mm厚的镍箔，待压面尺寸为60mm×60mm，根据铜箔层数与铜箔待压面的尺寸确定压焊压力位6mpa，压焊时间为1min。

应当理解，本发明实施例可以根据具体的应用场景的需求，选择连接件中软连接主体和软连接副体组件的厚度和层数，只要所选择的连接件中软连接主体和软连接副体组件的厚度和层数满足压焊工艺的稳定性即可，本发明实施例对连接件中软连接主体和软连接副体组件的具体厚度和层数不做限定。

通过设定所述压焊过程的压焊温度、压焊压力以及压焊时间，实现一次性压焊融合，同时有效提高压焊融合部件的粘合力，并且通过本发明实施例的压焊融合设备一次性压焊融合后的连接件可以承受牵拉应力，具有良好的粘合力，满足连接件对抵抗应力与缓冲应力的需求，可以工业化量产。

图6所示为本发明一实施例提供的一种电池连接件生成设备的结构示意图。如图6所示，该电池组连接件生产设备包括：如上任一项的电池连接件压焊融合设备；设置于压焊融合设备的后续工位的冲压装置7，用于对压焊融合后的连接件1进行冲压，冲压掉连接件1的边界中由于压焊融合而挤胀形成的粘合力不够的部位；以及设置于冲压装置7的后续工位的抛光装置8，用于对冲压后的连接件1进行抛光。

通过设置稳流装置，保证输入压焊装置的电流为稳定值，避免了电源装置的瞬间输出电流过大而导致烧毁熔点较低的铝箔的问题，从而解决了采用铝箔的电池连接件的压焊融合技术问题，并结合冲压装置和抛光装置完成后续工序，实现了采用铝箔的电池连接件的生产和应用。

图7所示为本发明另一个实施例提供的一种电池组连接件生产方法的流程图。如图7所示，上述电池连接件可以通过如下方法生产：

步骤201：堆叠放置软连接主体11与软连接副体组件12，其中，软连接副体组件12包括分别放置于软连接主体11的上下两侧的第一软连接副体121和第二软连接副体122。

具体地，步骤201采用上述步骤101实现，相同步骤不在赘述。

步骤202：采用一次性压焊将软连接主体11与软连接副体组件12压焊融合为一个整体。

具体地，步骤202采用上述步骤201实现，相同步骤不在赘述。

步骤203：对压焊融合后的连接件1进行冲压，冲压掉连接件1的边界中由于压焊而挤胀形成的粘合力不够的部位。

压焊融合后的整体部件边界处存在某些部位由于压焊过程中挤胀而出现粘合力不够的现象，利用冲压将这些部位冲压掉，不但能提高焊接部件粘合稳定性同时也能达到光滑整齐的目的。

步骤204：对冲压后的连接件进行抛光。

应当理解，对冲压后的连接件进行抛光，以达到去除焊接过程中形成的氧化层、油污以及毛刺，本发明对具体抛光过程不做限定。

去除焊接过程中形成的氧化层、油污以及毛刺，提高连接件平整度的同时减少连接件电阻，有效减少电池使用过程中电量消耗。

图8所示为本发明另一实施例提供的一种电池连接件生成设备的结构示意图。如图8所示，该设备还可包括：设置于抛光装置8的后续工位的折弯装置9，用于将抛光后的连接件1进行折弯到预设角度。

通过设置稳流装置，保证输入压焊装置的电流为稳定值，避免了电源装置的瞬间输出电流过大而导致烧毁熔点较低的铝箔的问题，从而解决了采用铝箔的电池连接件的压焊融合技术问题，并结合折弯装置完成后续工序，实现了采用铝箔的电池连接件的生产和应用。

图9所示为本发明另一个实施例提供的一种电池组连接件生产方法的流程图。如图9所示，可以在上述步骤204后增加如下步骤得到上述电池连接件：

步骤205：将抛光后的连接件进行折弯到预设角度。

应当理解，预设角度为连接两个电池所需的角度，或者根据连接件应用场景所确定需要的角度，只要折弯工艺可以满足不同场景下的连接需求即可，本发明对具体预设角度不做限定。

在一实施例中，上述压焊融合设备、冲压装置、抛光装置及折弯装置可以为按照加工工序依次设置的加工装置，并且压焊融合设备、冲压装置、抛光装置及折弯装置可以通过传输履带等传输装置依次连接，以实现电池连接件的自动化传输。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。