激光焊接装置的制作方法

相关申请的交叉引用本技术要求于2021年10月20日提交的韩国专利申请第10-2021-0140231号的优先权的权益，通过引用将上述专利申请整体结合在此。本发明涉及一种在制造二次电池时将从电极组件延伸的电极接片焊接到电极引线的激光焊接装置，所述电极引线具有延伸到袋的外部的一端和设置在袋的内部的另一端，更具体地，涉及一种上罩的更换便利性得到改善的激光焊接装置。

背景技术：

1、可充电/放电、重量轻并且具有高输出密度的二次电池被广泛用作各种设备的能量源。

2、此外，锂二次电池作为被开发以解决由使用化石燃料的诸如汽油车辆和柴油车辆之类的现有内燃机车辆引起的诸如空气污染和温室气体之类的限制的混合动力电动车辆(hevs)、插电式混合动力电动车辆(phevs)、电池电动车辆(bevs)和电动车辆(evs)的电源已经引起相当大的关注。

3、通常，这种二次电池具有包括电极组件、电解质和壳体的结构，电极组件具有其中电极(负极和正极)与隔膜交替堆叠的结构，电解质允许离子移动到电极，壳体容纳电极组件和电解质。

4、此外，锂二次电池可制造成各种形状。代表性地，锂二次电池可制造成圆柱型(cylinder type)、棱柱型(prismatic type)或袋型(pouch type)。

5、其中，在将用于充电和放电电能的电极组件和电解质嵌入袋中时通过密封袋的开口部分来制造袋型二次电池。

6、通过交替堆叠负极、正极和隔膜来提供电极组件，并且电极组件被制造成使得从负极突出的负极接片和从正极突出的正极接片从同一侧突出或分别从相对两侧突出。此外，每个电极接片(正极接片和负极接片)在被焊接到电极引线(正极引线和负极引线)的状态下安装在袋中。

7、因而，在电极引线和电极接片彼此焊接的状态下，电极引线具有与袋内的电极接片连接的一侧、以及突出到袋的外部以与外部装置电连接的另一侧。

8、电极引线和电极接片通过如图1a所示的激光焊接装置1进行焊接。

9、激光焊接装置1包括：其上放置电极引线l和电极接片t的下罩5、向放置在下罩5上的电极引线l和电极接片t相堆叠的点照射激光的激光照射器4、结合到激光照射器4的下部的基板2、以及可拆卸地结合到基板2的上罩3。

10、此外，从激光照射器4照射的激光经由基板2的开孔2c和上罩3的开孔3d照射，从而进行焊接。就是说，上罩3的开孔3d的上端3e与基板2的开孔2c连通。另外，上罩3具有朝向其下端逐渐变窄的形状，并且开孔3d的下端3f设置在电极引线l与电极接片t的焊接点w上方。

11、此外，在激光焊接过程中，喷射惰性气体，以防止飞溅物(spatter)飞散并且提高焊接质量。

12、参照图1b和图1c，图1b示出了根据相关技术的上罩3的侧面的形状(上面的图)和基板2颠倒地设置的状态(下面的图)，图1c示出了根据相关技术的上罩3结合到基板2的状态的剖面图，从根据相关技术的上罩3突出有锁定部3a，并且在基板2上设置有承接件2a，锁定部3a插入并固定在承接件2a中。就是说，在根据相关技术的结构中，通过锁定部3a与承接件2a的结合和分离，基板2与上罩3彼此附接和拆卸。在此，锁定部3a与承接件2a的结合和分离由工人使用专用工具手动进行。

13、此外，上罩3可设置有朝向电极接片t和电极引线t变尖的中空锥(cone)形状的部分，并且设置在上罩3内的开孔3d、3e、3f也具有朝向开孔3d、3e、3f的端部3f变尖的形状。另外，在上罩3中形成有气体通道3b和3c，使得惰性气体向两侧注入并供应到开孔3d、3e、3f的端部3f。在此，气体通道3b和3c中的一个气体通道3c通过基板2和开孔2b(图1c中的右侧)接收惰性气体，并且另一个气体通道3b直接连接到外部管或软管h来接收惰性气体(图1c中的左侧)。然后，朝向开孔的端部3f聚集的惰性气体与焊接点w接触，然后通过上罩3的开孔3e和基板2的开孔2c排出。

14、在焊接过程中，在焊接点处发生熔融，飞溅物(spatter)s以小粒子的形态飞散。由于飞溅物s附着到上罩2的表面，因此随着焊接的进行，存在飞溅物积聚在上罩3的表面上而覆盖气体通道3b和3c的问题，结果，需要定期更换。

15、然而，在根据相关技术的结构中，可单独分离用于注入惰性气体的外部管或软管h，然后，将锁定部3a与承接件3b分离来进行上罩3的拆卸，但根据工人的熟练度，更换时间存在差异，存在在更换时间期间焊接工序延迟的问题。虽然对锁定部3a附接磁体而容易利用磁力进行锁定部3a与承接件3b的结合，但在分离操作期间磁力反而可能成为障碍。

16、因此，在本发明中，需要提供一种容易将上罩3与基板2彼此结合和分离的新的结合结构。

技术实现思路

1、技术问题

2、因此，本发明的主要目的是提供一种能够容易将上罩与基板结合和分离的激光焊接装置。

3、技术方案

4、用于实现上述目的的本发明提供了一种激光焊接装置，在激光照射器、基板和上罩彼此结合的状态下将电极引线和电极接片放置在下罩上时，所述激光焊接装置通过照射激光以使得激光依次经过所述基板的开孔和所述上罩的开孔来执行所述电极引线和所述电极接片的焊接，所述激光焊接装置包括：所述基板，设置有从其一个表面突出的结合件；和所述上罩，设置有供所述结合件进入的结合孔并且通过将所述结合件结合到所述结合孔来将所述上罩结合到所述基板，其中所述结合件包括：缸体，所述缸体在长度方向上具有中空形状并且被冲有气孔；活塞，所述活塞能够在与弹簧结合的状态下在所述缸体内滑动并且具有其中直径朝向其一侧减小的区段；和与所述缸体结合的滚珠，其中，当所述结合件进入所述结合孔的内部时，所述滚珠因所述活塞而进入形成在所述结合孔的内周表面中的槽而防止分离，当向所述气孔中注入空气时，所述活塞滑动而使所述滚珠从所述槽分离。

5、在所述活塞的其中直径相对扩大的一侧的端部可形成有直径扩大的凸缘，并且以所述凸缘为基准，所述弹簧可设置在所述活塞的一侧，并且所述气孔可在所述活塞的另一侧形成在所述缸体中。

6、所述上罩可结合有套筒，并且所述结合孔和所述槽可形成在所述套筒中，使得所述结合件结合到所述套筒。就是说，所述上罩自身可设置有所述结合孔和所述槽，或者可单独安装套筒。

7、在所述基板上可设置有至少两个或更多个结合件，并且在所述上罩中可形成有与所述结合件的数量对应的多个结合孔。

8、可沿着所述缸体的外周设置有多个滚珠。

9、所述上罩可包括供惰性气体移动的气体通道，并且在所述基板中可形成有将所述惰性气体注入到所述气体通道中的注入孔，当所述上罩结合到所述基板时，所述气体通道和所述注入孔可彼此连通。

10、所述上罩可包括在其端部变尖而聚集的中空锥(cone)形状的部分，使得激光经过的所述开孔在变尖而聚集的端部处开通，并且所述气体通道可形成为延续到所述开孔。

11、所述气体通道可形成为从形成所述上罩的形状的成形表面的内部延续。

12、通过所述气体通道注入的所述惰性气体可通过所述基板的所述开孔和所述上罩的所述开孔排出。

13、所述惰性气体可包括氮气(n2)。

14、有益效果

15、在具有如上所述构造的本发明中，可通过结合件执行基板20和上罩的拆卸，并且由于结合件根据是否注入空气而结合或分离，因此结合件可快速拆卸。因此，即使不熟练的人也可更快速且容易地附接和拆卸上罩。

16、供结合件进入的结合孔和供结合件的滚珠进入的槽可一体地形成在上罩。可替代地，可提供单独的套筒，因此可添加套筒以使得原样使用根据相关技术的上罩。

17、由于上罩具有通过基板的注入孔供应惰性气体的结构，因此可不需要结合和分离用于注入惰性气体的单独软管或外部管，从而更快地更换上罩。