一种用于电芯极柱焊接的一体式超声波焊接机的制作方法

1.本发明涉及锂电池电芯加工生产领域，具体的说是一种用于电芯极柱焊接的一体式超声波焊接机。


背景技术：

2.锂电池的电芯通常包括相互交错分布的多张铜箔和铝箔，铜箔和铝箔上均具有条状延伸带以形成极耳，所有铜箔的极耳分布于电芯端部的一侧并形成负极极柱，所有铝箔的极耳分布于电芯端部的另一侧并形成正极极柱，通过焊接设备将所有铜箔极耳和所有铝箔极耳分别焊接固定后即形成电芯，再经过将电芯进行不同的串并联组合形成电池模组。
3.现有技术中缺少针对极耳的焊接工具，导致极耳的焊接质量不规范，不同操作人员的焊接水平和焊接位置的选择不尽相同，由此导致电芯产品的外观不统一，且焊接质量难以保证。
4.

技术实现要素：

5.本发明旨在提供用于电芯极柱焊接的一体式超声波焊接机，以提高电芯极柱的焊接质量和焊接效率。
6.为了解决以上技术问题，本发明采用的具体方案为：一种用于电芯极柱焊接的一体式超声波焊接机，包括工作台和设置在工作台上的两个超声波焊接装置和一个电芯夹持装置，两个超声波焊接装置间隔分布，其中的一个超声波焊接装置用于焊接电芯的铜极柱，另一个超声波焊接装置用于焊接电芯的铝极柱，在工作台上还设有供电芯夹持装置滑动配合的线轨，以使电芯夹持装置可沿线轨滑动至任意超声波焊接装置，并分别通过两个超声波焊接装置对电芯的对应极柱进行焊接，线轨为直线型，在线轨的两端分别设有供电芯夹持装置顶触配合的到位挡板，以使电芯夹持装置滑动至任一到位挡板后，均使电芯夹持装置所固定电芯上的极柱位于对应超声波焊接装置的焊接位；
7.超声波焊接装置具有定焊头和位于定焊头上方位置的动焊头，动焊头可沿竖直方向升降，以在定焊头和动焊头之间形成焊接位；
8.电芯夹持装置包括滑动设置于线轨上的滑板、可升降设置在滑板上的升降板以及可拆卸连接在升降板上的电芯夹装组件；电芯夹装组件具有供电芯定位放置的夹装槽和铰连在夹装槽一侧的夹装盖板，夹装槽朝向超声波焊接装置的一侧开设有供夹装槽内的电芯的极柱伸入焊接位中的开口，并在开口底部设有用于支撑电芯的极柱下沿的延伸板，夹装盖板上对应开口的位置设有用于将电芯的极柱基部紧压在延伸板上的压板；升降板滑动套设在固定于滑板上的多根滑柱上，并在滑柱上设有用于将升降板向上顶起的第一弹簧，在滑板上还设有用于下压升降板以使电芯夹装组件中的延伸板紧靠在定焊头上沿的快速压头。
9.优选的，在工作台上设有相互平行的两根线轨，两根线轨固定在设置于工作台的
座板上，在滑板的底部对应设有与两根线轨分别滑动配合的滑块。
10.优选的，压板为l型，压板的一侧通过螺栓固定在夹装盖板上，另一侧与夹装盖板的端部平齐并用于紧压电芯的极柱。
11.优选的，夹装槽设有用于将夹装槽内的电芯朝向超声波焊接设备方向推动的定位机构，定位机构包括滑动设置在夹装槽中的推板和固定在推板与夹装槽远离超声波焊接装置端部之间的第二弹簧。
12.优选的，快速压头设置在固定于滑板上的立柱上，快速压头的压力输出端与升降板的上沿接触配合。
13.有益效果
14.本发明的工作台上设有用于焊接电芯极柱的超声波焊接装置和用于夹持固定电芯的电芯夹持装置。超声波焊接装置中焊接位的位置相对固定，电芯夹持装置可将电芯夹持固定后沿水平和竖直方向上的移动，从而使电芯上的极柱可紧压固定在焊焊接位中。进而由超声波焊接装置保证焊接质量和外观，由电芯夹持装置对于电芯极柱的压紧作用避免极柱中的极耳在焊接过程中松动卷曲，导致焊接后单片极耳堆叠，与现有技术中的焊接方式相比进一步提高了焊接质量。
15.本发明中具有两台超声波焊接装置、一个电芯夹持装置以及供该电芯夹持装置在两台超声波焊接装置之间往复滑动的线轨。两台超声波装置分别用于焊接电芯的铜极柱和铝极柱，在焊接过程中仅需对电芯进行一次夹装定位，即可分别实现两个极柱的定位焊接，从而大大提高了电芯极柱的焊接效率。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；图2为本发明中的超声波焊接装置和电芯夹持装置的配合关系示意图；图3为图2中电芯夹持装置中的电芯夹装组件闭合后的结构示意图；图4为图3中的电芯夹持装置朝向超声波焊接装置一侧的局部放大示意图；图5为电芯夹持装置部分的立体结构示意图；图中标记：1、工作台，2、超声波焊接装置，201、动焊头，202、定焊头，3、电芯夹持装置，4、电芯，401、极柱，5、电芯夹装组件，501、延伸板，502、夹装槽，503、压板，504、夹装盖板，6、座板，7、线轨，8、滑板，9、升降板，10、立柱，11、快速压头，12、推板，13、第二弹簧，14、滑柱，15、第一弹簧， 16、到位挡板。
具体实施方式
16.如图1所示，本发明的一种用于电芯极柱焊接的一体式超声波焊接机，包括工作台1和设置在工作台1上的两个超声波焊接装置2和一个电芯夹持装置3。两个超声波焊接装置2左右间隔分布，其焊接位的朝向相同并于图1中朝向前方。两个超声波焊接装置2结构相同，其中的一个超声波焊接装置2的焊接参数调整为用于焊接电芯4的铜极柱401，另一个超声波焊接装置2的焊接参数调整为用于焊接电芯4的铝极柱401。在工作台1上位于两个超声波焊接装置 2的前方还设有供电芯夹持装置3滑动配合的两根线轨7，两根线轨7均固定在设置于工作台1上的座板6上。将电芯4装夹于电芯夹持装置3后，可通过沿线轨7移动电芯夹
持装置3将电芯4分别移动至两个超声波焊接装置2处，以通过两个超声波焊接装置2对电芯4的铝、铜极耳分别进行焊接。在线轨7的两端分别设有到位挡板16，当电芯夹持装置3在滑动方向上顶触任一到位挡板16后，恰使电芯4上的铝、铜极柱401正好位于对应的超声波焊接装置2的焊接位中。
17.如图2及图3所示，超声波焊接装置2具有定焊头202和位于定焊头202 上方位置的动焊头201，动焊头201可沿竖直方向升降，以在定焊头202和动焊头201之间形成上述焊接位。将电芯4极柱401伸入焊接位后，可通过动焊头 201下移使焊接位将极柱401夹持，从而进行超声波焊接。该超声波焊接装置2 为本领域常规技术，其调整对应参数以分别焊接铝、铜极柱401也为本领域常规技术手段，不再进行赘述。
18.结合图2-5所示，电芯夹持装置3包括滑动设置在线轨7上的滑板8、可升降设置在滑板8上的升降板9以及可拆卸连接在升降板9上的电芯夹装组件 5。
19.电芯夹装组件5主要包括夹装槽502和铰连在夹装槽502一侧的夹装盖板504。夹装槽502具有与电芯4形状相对应的型槽以供电芯4定位放置，该型槽为四周封闭顶部敞口的设计，顶部的敞口位置由可开合的夹装盖板504封盖。夹装槽502在上述型槽朝向超声波焊接装置2的左侧位置设有两个开口，以供放置在型槽中的电芯4上的极柱401可由该开口伸出并进入超声波焊接装置2的焊接位中进行焊接。夹装槽502的底部对应该开口位置设有与极柱401规格相对应的延伸板501，以通过延伸板501对极柱401的下沿进行支撑。在夹装盖板504 上与该开口对应的位置分别设有压板503。压板503为l型，一侧通过螺栓固定在夹装盖板504上，另一侧则与夹装槽502的左端平齐，以在夹装盖板504闭合至夹装槽502的状态下，由压板503的竖直段的端部将极柱401靠近电芯4的非焊接的基部紧压在延伸板501上。从而避免焊接前或焊接过程中极柱401中的极耳移位。
20.本实施例中的夹装槽502的纵向长度较长，在夹装槽502中设有用于将夹装槽502内的电芯4朝向超声波焊接设备方向推动的定位机构。定位机构包括滑动设置在夹装槽502中的推板12和固定在推板12与夹装槽502远离超声波焊接装置2端部之间的第二弹簧13。将各种长度的电芯4放置于夹装槽502中后，均可由推板12在第二弹簧13弹力的作用下将电芯4的左端推至夹装槽502的左端，使电芯4左端的极柱401由开口中伸出，从而使本发明适用于不同长度的电芯4的极柱401焊接使用。
21.升降板9滑动套设在固定于滑板8上的多根滑柱14上，并在滑柱14上设有用于将升降板9向上顶起的第一弹簧15。在将电芯4置入夹装槽502后，可在第一弹簧15向上的弹力作用下使延伸板501自动位于定焊头202和动焊头 201之间的位置。在滑板8上还设有用于下压升降板9以使电芯夹装组件5中的延伸板501紧靠在定焊头202上沿的快速压头11。快速压头11设置在固定于滑板8上的立柱10上，快速压头11的压力输出端与升降板9的上沿接触配合。
22.本发明的应用过程如下：
23.首先如图1所示，将电芯夹持装置3沿线轨7移动至左侧的超声波焊接装置2处，如图2所示，使夹装槽502上的两个开口位于该超声波焊接装置2 的焊接位的两侧。将电芯4平置入夹装槽502中，使电芯4的正负极柱401分别位于焊接位的两侧后闭合夹装盖板504如图3所示。
24.然后沿线轨7将电芯夹持装置3移动至左侧的到位挡板16，此时电芯4 的其中一个
极柱401即位于焊接位中，下压快速压头11使升降板9下降至延伸板501落于定焊头202上，启动超声波焊接装置2使动焊头201下降至极柱401 上即开始焊接。
25.上述一个极柱401焊接完成后，依照上述步骤将电芯夹持装置3移动至图1中右侧的超声波焊接装置2处，对另一材质的极柱401进行焊接。