电芯表面清洁方法与流程

文档序号:12436651阅读:713来源:国知局
本发明涉及基本电气元件领域,具体而言,涉及一种电芯表面清洁方法。
背景技术
:目前,由于电芯在生产、包装、运输以及安装等过程中会接触各种不同的物质,给电芯表面附着有各种残留污染物,这些污染物成分较复杂,电芯表面的污染物清除不完全,会对电芯表面后续的焊接工艺造成了极大的影响,使其无法达到稳定的焊接强度。现有的工艺是在对电芯表面焊接前进行电芯表面预处理,即采用乙醇等有机溶剂对电芯焊接表面进行清理,然而,该工艺方法在不影响电芯表面本身属性的情况下,无法较好的去除电芯焊接表面所有的污染物,而且,部分溶剂本身还会引入新的污染物,造成焊接过程中电芯表面状态变异,使得在一组已经调试好的焊接参数下,电芯表面焊接过程中出现焊接效果极不稳定的情况。综上所述,如何较好清理电芯焊接表面的污染物,可以极大的提高电芯表面的焊接可焊性以及焊接稳定性,从而降低不良率,是本领域技术人员亟待解决的技术问题。技术实现要素:有鉴于此,本发明的目的在于提供了一种电芯表面清洁方法,以使上述问题得到改善。因此,本发明提供了一种电芯表面清洁方法,包括准备步骤:将羊毛毡贴合于待清洁的电芯表面;擦拭步骤:使所述羊毛毡和所述电芯表面相对运动,所述羊毛毡对所述电芯表面进行擦拭清洁;分离步骤:使所述羊毛毡脱离所述电芯表面。另外,根据本发明的实施例提供的电芯表面清洁方法,还可以具有如下附加的技术特征:在本发明的可选实施例中,在所述分离步骤完成后,还包括循环步骤:将羊毛毡移动至另外一处待清洁的电芯表面,并准备执行所述准备步骤;所述准备步骤、所述擦拭步骤、所述分离步骤和所述循环步骤依次进行,直至停止对电芯表面擦拭。在本发明的可选实施例中,在部分或者全部的所述分离步骤与所述循环步骤之间,还包括自清洁步骤:将所述羊毛毡的清洁端放置于百洁布上进行擦拭。在本发明的可选实施例中,在部分或者全部的所述分离步骤与所述循环步骤之间,还包括更换步骤:操作者用新的羊毛毡更换使用过的羊毛毡。在本发明的可选实施例中,在所述准备步骤中,所述羊毛毡固定设置于清理装置的安装头处,所述羊毛毡的清洁端贴合于待清洁的所述电芯表面;在所述擦拭步骤中,所述清理装置带动所述羊毛毡相对所述电芯表面进行运动。在本发明的可选实施例中,在所述准备步骤中,所述清理装置为打磨机,所述打磨机还包括电机,所述电机能够带动所述安装头旋转运动,所述羊毛毡为圆柱状,所述羊毛毡的轴线垂直于待清洁的所述电芯表面;在所述擦拭步骤中,操作者持握所述打磨机的远离所述安装头的一端,所述电机带动所述羊毛毡旋转运动。在本发明的可选实施例中,在所述准备步骤中,电芯固定于产品模组中,与所述电芯表面相配合的ABS板开设有焊接孔,所述羊毛毡贴合于焊接孔内的所述电芯表面;在所述擦拭步骤中,在所述电机的带动下所述羊毛毡自转的同时,也沿贴合于所述焊接孔的边沿运动。在本发明的可选实施例中,在所述擦拭步骤中,所述羊毛毡自转的同时,在所述电芯表面进行直线或曲线运动。在本发明的可选实施例中,在所述准备步骤中,所述羊毛毡固定设置于能够直线运动的清理装置的安装头;在所述擦拭步骤中,所述清理装置带动所述羊毛毡相对所述电芯表面进行直线往复运动。在本发明的可选实施例中,在所述准备步骤中,所述羊毛毡固定设置于能够曲线运动的清理装置的安装头;在所述擦拭步骤中,所述清理装置带动所述羊毛毡相对所述电芯表面进行曲线循环运动。本发明的技术方案至少具有如下优点和有益效果:本发明实施例提供了一种电芯表面清洁方法,将羊毛毡贴合于待清洁的电芯表面,在一定时间内保持羊毛毡对电芯表面待清洁区域的擦拭状态,擦拭完成后将羊毛毡脱离已经清理过的电芯表面区域。采用羊毛毡对电芯表面待清理区域进行擦拭,在不会损伤电芯本体的前提下,不仅可以有效清洁去除各种污染物,而且可以极大的提高电芯表面的焊接可焊性以及焊接稳定性。具体实施方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,实施例中未注明具体条件者,按照常规条件或者制造商建议的条件进行,所用设备或产品未注明生产厂商者,均为可以通过市售购买获得的常规产品。显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。因此,基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。下面对本发明实施例的电芯表面清洁方法进行具体说明,本发明实施例中的电芯是指单个含有正、负极的电化学电芯,电芯分为铝壳电芯、软包电芯(又称“聚合物电芯”)、圆柱电芯三种,本领域普通技术人员分别对电池和/或电芯表面(此处表面指正极表面和负极表面)使用本发明所提供的清洁方法,均属于本发明保护的范围。现有的清理电芯焊接表面的污染物方法是采用有机溶剂对电芯表面进行清理,例如,采用乙醇、四氯化碳、丙酮等多种有机溶剂对电芯表面进行清洁,清洁后对电芯表面进行焊接,然而,焊接效果极不稳定;采用多种有机溶剂对电芯表面的同一区域进行清洁,却引入了新的污染物,后续的焊接效果仍然不稳定;本领域的技术人员一直在尝试用其他溶剂以及多种溶剂不同的配比来进行电芯表面的清洁,效果均不理想,焊接后的不良率较高且不稳定。为了实现较好的清理电芯焊接表面的污染物,提高电芯表面的焊接可焊性以及焊接稳定性,降低不良率的目的,发明人做了如下的试验:在实现本发明提供的实施例的过程中,发明人考虑到电芯在生产、包装、运输以及安装等过程中会接触各种不同的物质,给电芯焊接表面附着有多种不同的污染物,这些污染物的成分较复杂;另外,在某些情况下,电芯由于放置时间久等问题会引起焊接表面正常氧化,在不同的条件下造成的氧化程度不同;根据上述分析,如何去除不同污染物以及不同氧化程度的氧化层,发明人采用不同的方法对电芯焊接表面的清理进行试验,试验过程如下:首先,发明人分别使用乙醇、四氯化碳、丙酮等有机溶剂对不同的电芯焊接表面进行清理,清理后的电芯表面与小电极进行超声波焊接,发现电芯焊接表面电阻异常,在相同参数下实际作用于焊点的电流为不确定波动,焊接效果极不稳定,焊接后的不良率较高,故得出结论:简单溶剂或者一种溶剂无法去除电芯焊接表面的所有污染。发明人考虑到电芯焊接表面的污染物成分较复杂,采用不同的有机溶剂清理同一电芯焊接表面进行试验清理,清理后的电芯焊接表面与小电极进行超声波焊接,发现部分溶剂在清理电芯焊接表面过程中,本身引入了新的污染物,造成焊接过程中电芯表面状态变异,这种变异使得在一组已经调试好的焊接参数下,电芯表面的焊接效果极不稳定,焊接后的不良率较高,故得出结论:多种有机溶剂无法去除电芯焊接表面的所有污染。在用不同有机溶剂对电芯焊接表面进行清理试验时,发明人还发现:当绝缘性很强或者对电阻影响极大时,会造成电流无法通过或者只有极微弱电流通过,造成未焊接或者虚焊现象。之后,发明人使用百洁布对电芯焊接表面进行擦拭清洁,发现清洁过的电芯焊接表面留有擦痕,且电芯焊接表面依然存在污染物,会造成焊接的接触面摩擦力异常,能力不能正确作用于焊接位置,并且在同样参数的情况下细微摩擦力变化对最终焊接融合的状态影响为不确定放大效果。多次试验之后,发明人又使用羊毛毡擦拭电芯表面,去除电芯表面的污染物之后,对电芯表面进行超声焊接,发现使用羊毛毡擦拭不仅可以有效的清洁去除各种污染物,极大的提高电芯表面的焊接可焊性以及焊接稳定性,而且不损伤电芯本体。发明人使用羊毛毡擦拭电芯表面,去除电芯表面的污染物之后,对电芯表面进行电阻焊接,在不损伤电芯本体的前提下,同样提高了电芯表面的焊接可焊性以及焊接稳定性。因此,本发明的实施例提供的采用羊毛毡清洁电芯表面的方法,有效的去除了电芯表面的污染物,有效解决了人们一直渴望解决但始终未能获得成功的技术难题,下面对本发明实施例提供的技术方案进行清楚、完整的描述。实施例1为了保证电芯表面焊接质量,目前有两种措施,第一是对需要焊接处的电芯表面进行污染物清理,第二是通过调整焊接参数,使焊接参数处于调试为一个较好的状态下。现有的对电芯表面进行污染物清理的方法是采用溶剂清洁电芯表面,然而,采用溶剂清洁电芯表面后,且在一组调试好的焊接参数下,对需要焊接的电芯表面进行焊接,结果电芯表面的焊接效果极不稳定。发明人经过多次焊接试验,效果均达不到要求,焊接后的不良率较高,分析原因后发现,由于电芯在生产、包装、运输以及安装等过程中会接触各种不同的物质,造成电芯表面残留的污染物成分较复杂,采用简单溶剂清理电芯表面的方法不能完全清除电芯表面的多种污染物。发明人又将多种溶剂作用于电芯表面的同一区域进行清理,发现不同的溶剂清理电芯表面的过程中,部分溶剂本身还会引入新的污染,造成焊接过程中电芯表面状态变异。同时,电芯在某些情况下会放置较长时间,由于放置时间等问题会引起焊接表面正常氧化,在不同的条件下,造成的氧化程度不同,有机溶剂也较难清理该氧化物。如何解决电芯表面污染物清理不完全,导致焊接效果不稳定的这一问题,使本领域研究人员一直在各种溶剂之间进行更换试验,焊接效果均不稳定,焊接后的不良率较高。发明人在上述分析的基础上,尝试在溶剂以外的其他领域进行试验,发明人又采用百洁布对待清理的电芯表面进行清洁,清洁后的电芯表面留有擦痕,对清洁后的电芯表面进行超声焊接试验,会造成焊接接触面摩擦力异常,能量不能正确作用于焊接位置,并且在同样参数的情况下细微摩擦力变化对最终焊接融合的状态影响为不确定放大效果。发明人又采用其他方法对电芯表面进行清洁的多次试验之后,提供了一种采用羊毛毡清理电芯表面污染物的方法,其包括:准备步骤,即将羊毛毡贴合于待清洁的电芯表面,这里羊毛毡的形状、规格不作要求,市场上直接购买的羊毛毡或者尺寸、形状加工过的羊毛毡均可,将羊毛毡紧贴于需要焊接的待清洁的电芯表面。擦拭步骤,使上述羊毛毡相对电芯表面有相对运动,且保持该相对运动一定时间,此处相对运动的快慢和时间长短不作要求,只需使用羊毛毡对相对运动的电芯表面进行擦拭达到清洁的效果即可,当相对运动的速度或者频率较快,相对的擦拭时间较短,当相对运动的速度或者频率较慢,相对的擦拭时间较长。分离步骤,经过上述擦拭过的电芯表面,使羊毛毡与已擦拭过的电芯表面脱离,即使羊毛毡与电芯表面不再处于贴合状态,可以是把羊毛毡从电芯表面上移开,也可以是把电芯从羊毛毡贴合处移开,只要使电芯表面与羊毛毡不再接触即可。实施例2本发明的实施例2提供的电芯表面清洁方法,在实施例1的基础上进行进一步的说明。在上述分离步骤完成后,还包括循环步骤,将羊毛毡移动至另外一处待清洁的电芯表面,并准备执行上述的准备步骤,即当电芯表面有多个焊接区域时,需要将电芯表面的所以焊接区域逐一进行清理,也就是对每个待清理的焊接区域逐一进行上述实施例1的准备步骤、擦拭步骤、分离步骤,以及循环步骤,直至完成电芯表面的所以待清理的焊接区域。实施例3本发明的实施例3提供的电芯表面清洁方法,在实施例2的基础上进行进一步说明。在上述每个分离步骤与循环步骤之间,或者上述部分分离步骤与循环步骤之间,还包括自清洁步骤,将羊毛毡的清洁端放置于百洁布上进行擦拭。由于羊毛毡经过较长时间擦拭,或者由于电芯表面待清理区域的污染物较多较复杂,经过一个或者多个循环的擦拭后,羊毛毡的清洁端会聚集大量被吸附或者擦拭下的污染物,使羊毛毡的清洁端已不再干净,如果继续下一个循环的擦拭清理,会降低擦拭效果,所以需要对羊毛毡的清洁端进行自清洁,以便去除羊毛毡的外表面失去清洁功效的部分羊毛毡,然后进入下一个循环继续使用。如果待清理的电芯表面的污染物较复杂较多,或者待清理的电芯表面区域较大,一个循环结束后,羊毛毡上的附着物或污染物较多时,则需要每个分离步骤与循环步骤之间,进行自清洁步骤。如果待清理的电芯表面的污染物较单一较少,或者待清理的电芯表面区域很小,一个循环结束后,羊毛毡上的附着物或者污染物较少,即羊毛毡还比较干净,直到几个循环结束后,羊毛毡上的附着物或者污染物较多时,则需要在部分分离步骤与循环步骤之间,进行自清洁步骤。这里不做详细的描述,根据实际情况,操作者选择性处理。实施例4本发明的实施例4提供的电芯表面清洁方法,在实施例2的基础上进行进一步说明。在上述每个分离步骤与循环步骤之间,或者上述部分分离步骤与循环步骤之间,还包括更换步骤,操作者用新的羊毛毡更换使用过的羊毛毡。由于羊毛毡经过较长时间擦拭,或者由于电芯表面待清理区域的污染物较多较复杂,经过一个或者多个循环的擦拭后,羊毛毡的清洁端的毛毡头中心凸起时,清洁端的周边已经明显没有毛,则需要更换新的羊毛毡。更换新的羊毛毡时需确认毛毡头的清洁端是否呈松软状态,即操作者用手按压毛毡头会发现明显的变形。如果待清理的电芯表面的污染物较复杂较多,或者待清理的电芯表面区域较大,一个循环结束后,羊毛毡的清洁端的毛毡头中心凸起,且清洁端的周边已经明显没有毛,则需要每个分离步骤与循环步骤之间,进行更换步骤。如果待清理的电芯表面的污染物较单一较少,或者待清理的电芯表面区域很小,一个循环结束后,羊毛毡的清洁端的毛毡头中心没有凸起,且清洁端的周边也没有明显磨损,直到几个循环结束后,羊毛毡的清洁端的毛毡头中心凸起,且清洁端的周边已经明显没有毛,则需要在部分分离步骤与循环步骤之间,进行更换步骤。这里不做详细的描述,根据实际情况,操作者选择性处理。本实施例4和实施例3还可以结合使用,即在经过准备步骤、擦拭步骤、分离步骤、自清洁步骤、循环步骤之后,在分离步骤与自清洁步骤之间还包括更换步骤,即有第三种方式:第三种循环方式,准备步骤、擦拭步骤、分离步骤、自清洁步骤、循环步骤、经过几个大循环之后,准备步骤、擦拭步骤、分离步骤、更换步骤、循环步骤。实施例5本发明的实施例5提供的电芯表面清洁方法,在实施例1的基础上进行进一步说明。在使用羊毛毡进行擦拭清理电芯表面时,可以有多种形式,例如,操作者直接手持羊毛毡进行擦拭、将羊毛毡设置在清理装置上,该清理装置设置有安装头,羊毛毡固定于安装头处,羊毛毡的清洁端贴合于待清洁的电芯表面,在清理装置的作用下,羊毛毡相对电芯表面进行清洁运动。清理装置带动羊毛毡相对电芯表面进行多种路线运动,例如:直线往复运动、旋转运动、曲线循环运动等。在本发明的实施例中,羊毛毡相对电芯表面的运动方式不做限定,各种相对运动方式、相对运动路线均可,只要羊毛毡相对电芯表面运行,能够将电芯表面的污染物清洁干净,使焊接效果稳定即可。在本发明的实施例5中提供的电芯表面清洁方法,羊毛毡设置于打磨机的安装头上,打磨机还包括电机,电机带动安装头旋转运动,使安装头上的羊毛毡以相同的转速旋转运动,本实施例5中的羊毛毡为圆柱状,羊毛毡的轴线垂直于待清洁的电芯表面,操作者握持打磨机的远离安装头的一端,使羊毛毡位于产品模组中与电芯表面配合的ABS板开设的焊接孔内,将羊毛毡的清洁端与电芯表面贴合,羊毛毡的轴线与电芯表面垂直,以正常力度接触电芯表面的负极中心部位,在电机的带动下,羊毛毡进行自转的同时,也围绕焊接孔的周边进行旋转运动,使羊毛毡紧贴于电芯表面保持3至5秒时间,然后将打磨机提起,使羊毛毡和电芯表面分离。针对本发明的实施例提供的方法,发明人还做出了以下的对比试验例,具体描述如下:试验例1.发明人分别组织同等焊接技能的六组操作者使用乙醇、四氯化碳、丙酮等有机溶剂对电芯表面的污染物进行清洁,其中,前四组的电芯表面上不含有油污,第五组和第六组的电芯表面上附着有油污,在相同的外界环境下,采用相同的焊接参数,对清洁后的电芯表面进行超声波焊接试验。六组操作者在同等外界条件下,使用有机溶剂对需要焊接的待清理电芯表面进行污染物清理,且在清理之后对已经清理过的电芯表面采用超声波焊接,并对焊接后的结果进行整理统计,并将测试结果计入表1。表1.使用有机溶剂清洁电芯表面后焊接结果的试验结果性能第一组第二组第三组第四组第五组第六组焊接数量1028212614159001491646647102不良数量8147122118203834不良率0.79%0.37%0.77%0.79%4.35%11.74%由表1可以看出,采用乙醇、四氯化碳、丙酮等有机溶剂对电芯表面进行污染物清理,清理后的焊接效果其中只有第二组的不良率为0.5%以下,第一组、第三组以及第四组的不良率处于0.5%至1%之间,第五组的不良率为4%至5%之间,而第六组的不良率为10%以上。2.发明人又组织同等焊接技能的十组操作者使用百洁布对电芯表面的污染物进行清洁,在相同的外界环境下,采用相同的焊接参数,对清洁后的电芯表面进行超声波焊接试验。发明人对使用百洁布清理后的电芯表面焊接后的结果进行整理统计,并将测试结果计入表2。表2.使用百洁布清洁电芯表面后焊接结果的试验结果性能12345焊接数量150528268138861717215582不良数量178306563287518不良率1.18%3.7%4.05%1.67%3.32%性能678910焊接数量1462811872164301547616006不良数量474444260500273不良率3.24%3.74%1.58%3.23%1.71&由表2可以看出,采用百洁布对电芯表面进行污染物清理,清理后的焊接效果极不稳定,其中第一组、第四组、第八组、以及第十组的不良率为1%至2%之间,第二组、第五组、第六组、第七组、以及第九组的不良率处于3%至4%之间,第三组的不良率超过4%。3.之后发明人组织同等焊接技能的四组操作者使用羊毛毡对电芯表面的污染物进行清洁,该电芯与上述1、2中使用的电芯为同一批次的电芯,电芯表面的污染物也相同,且下述第四组使用的电芯为表面附着有油污,在相同的外界环境下,采用相同的焊接参数,上述1、2中的同一批操作者对清洁后的电芯表面进行超声波焊接试验。发明人对相同污染物、以及附着有油污的电芯表面,使用羊毛毡清理后的电芯表面焊接后的结果进行整理统计,并将测试结果计入表3。表3.使用羊毛毡清洁电芯表面后焊接结果的试验结果性能1234焊接数量15794149461632414808不良数量71382231不良率0.45%0.25%0.13%0.21%由表3可以看出,采用羊毛毡对电芯表面进行污染物清理,清理后的焊接效果较稳定、而且不良率较低,其中第一组的不良率为0.4%至0.5%之间,第二组和第四组的不良率为0.2%至0.3%之间,第三组的不良率处于0.1%至0.2%之间。通过上述第一次、第二次以及第三次试验例的试验结果可以看出,羊毛毡能够有效的清理电芯表面的污染物,包括油污,可以实现在不影响电芯表面本身属性的状况下,同时不损伤电芯本体,又可以极大提高电芯表面的焊接可焊性以及焊接稳定性。综上所述,本发明实施例提供的电芯表面清洁方法,即采用羊毛毡清洁电芯表面的污染物,有效的去除电芯表面的所有污染物,能够极大的提高电芯表面的焊接可焊性以及焊接稳定性,从而降低不良率。需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例中的特征可以相互结合。以上所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作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。当前第1页1 2 3 
当前第1页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1