专利名称：正极板集流带超声波焊机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种正极板集流带超声波焊机，特别是涉及圆柱形镍氢动力电池 正极板端部集流带的焊接装置，属于镍氢动力电池正极板制造技术及设备领域。
背景技术：
在圆柱形镍氢动力电池，尤其是混合动力汽车用镍氢动力电池的制造过程中，为 提高电池的动力性能，实现电池高倍率充放电，需要提高正极板的集流导电能力，通常的做 法是在正极板一侧采用清洗或遮蔽的方法产生没有浆料的空白区域，并在空白区域焊接若 干垂直于极板长度方向的金属薄片，或者在正极板长度方向上连续焊接一定宽度的金属集 流带，集流带通常为某种高导电性纯金属薄带或带有镀层的金属薄带。目前国内外镍氢电 池生产企业主要采用电阻焊机完成正极板空白区域与集流带的焊接。电阻焊接是利用很高 的电流在金属部件的接触面产生高热，使两侧金属熔化从而达到焊接目的，这种方法容易 造成金属集流带的变形，从而影响焊接效果。原有技术采用超声波焊接完成正极板空白区域与集流带的连续焊接。焊接原理 超声波发生器将电源功率作用于换能器，换能器的振动通过增幅器得到机械振幅放大，并 传到焊头，强烈的超声振动力在垂直压力作用下加到被焊物上，使两金属间产生高频摩檫。 超声振动力和垂直压力的共同作用，使该被焊区域内金属原子互相扩散，或在相互接近状 态下进行固态接合，从而使两金属焊面形成真正的合金界面。超声波焊接与电阻焊接相比 具有不易变形、焊点牢固、焊接内阻小、不产生氧化层、快速、节能等优点。原有技术中超声 波焊机包括焊机主体、主动焊轮、焊接轨道、从动焊轮、从动焊轮支架、总支架、焊机主体固 定座、气缸等部分。超声波焊机的主体(主动焊轮)安装在焊接轨道上方，支撑焊轮即从动 轮安装在焊接轨道下方，主动、从动两焊轮均为表面加工出密布菱形网纹的合金轮，花纹分 布宽度按照焊接区域的宽度设计。存在的问题1、由于金属集流带在涂浆之后进行焊接，原有焊机结构将焊机主体放置在焊接界 面上方，在主动焊轮的高频机械振动作用下，极板将不可避免的产生落粉现象，粉尘堆积在 空白区域与集流带形成的焊接界面上，使得焊接过程中出现夹杂，严重影响焊接质量。2、原有主、从动焊轮表面为相同形状的菱形网格花纹，摩擦力小，焊接接触面大， 能量分散，在极板走行方向容易出现打滑现象造成焊接的不连续，漏焊及基材断裂的现象， 增加电池内阻。
发明内容本实用新型的目的是提供一种能够有效提高焊接质量、焊接效果，满足正极板集 流带连续焊接的工艺要求，减低电池内阻，提高动力型镍氢电池的大电流充放电性能的正 极板集流带超声波焊机。技术解决方案本实用新型正极板集流带超声波焊机，包括总支架、焊机主体、 焊机主体固定座、主动焊轮、气缸、从动焊轮支架、从动焊轮、焊接轨道，将主动焊轮设置于焊接轨道下方，从动焊轮设置于焊接轨道上方。从动焊轮外表面中部设有同心圆环花纹，相邻两同心圆环花纹之间的上部及下部 各设置有圆形凸起。本实用新型将主动焊轮移至焊接轨道下方，从动焊轮移至焊接轨道上方，将压缩 空气作用力由向下改为向上，高频机械作用于极板下方，产生的粉尘直接落入收集器，解决 了原设计焊接位置粉尘堆积影响焊接质量的问题；改变支撑焊轮的表面花纹形状，由原来 的菱形网格改为现在的同心圆环形状，相邻两同心圆环之间的上部及下部各设置有一圆形 凸起。这种焊轮结构可以增大焊接界面的摩擦力，实现连续性焊接，同时可以减少焊接接触 面积，使能量聚集在圆环突起部分，提高焊接强度，解决焊接打滑问题；对镍氢动力电池的 整体性能而言，提高了正极板的导电性，有效的降低了电池的内阻。
图1为原有超声波焊机结构示意图；图2为新型超声波焊机结构示意图；图3为原有从动焊轮的花纹形状示意图；图4为新型从动焊轮的花纹形状示意图；其中1-总支架、2-焊机主体、3-焊机主体固定座、4-主动焊轮、5-气缸、6-从动 焊轮支架、7-从动焊轮、8-焊接轨道、9-正极板、10-集流带、11-菱形网格花纹、12-同心圆 环花纹、13-圆形突起。
具体实施方式
本实用新型包括从动焊轮支架6、从动焊轮7、焊接轨道8、主动焊轮4、气缸5、焊 机主体固定座3、焊机主体2、总支架1，焊机主体固定座3上的主动焊轮4由原来焊接轨道 8上方移到焊接轨道8下方，使得主动焊轮4上切于焊接轨道8，从动焊轮7由原来焊接轨 道8下方移到焊接轨道8上方，使得从动焊轮7下切于焊接轨道8。从动焊轮7外表面中部花纹由原来的菱形网格花纹11改为现在的同心圆环花纹 12配合圆形凸起13的花纹结构。焊机主体2为超声波发生器、换能器、增幅器、高频焊头的箱式集成体，焊接时超 声波发生器将50/60HZ的电频转变成20KHz或40KHz的高频电能，供应给换能器，换能器 将电能转换成高频机械振动能，增幅器将增幅后的机械能输传递给超声波焊接机的高频焊 头，即主动焊轮4。当焊接轨道8将单片正极板9输送到焊接位置时，集流带10同时被输 送到焊接位置，与焊机主体2连接的气缸5将主动焊轮4向上顶到与正极板9接触的位置， 同时保持一个稳定的压力使得主动焊轮4、从动焊轮7将正极板9和集流带10紧紧挤压在 一起，主动焊轮4将强烈的超声振动力作用在正极板9与集流带10上，使两者间产生高频 摩檫，超声振动力和垂直压力的共同作用，使两种材料的金属原子互相扩散、固态接合，从 而形成合金界面，集流带10被牢固焊接在正极板9上。随着主动焊轮4的转动，摩擦力的 作用将焊接界面向前推进，实现连续焊接。焊接轨道8设置了定尺机构，当焊接到设定长度 时，切刀剪断集流带10，完成整个单片正极板9的焊接。该焊机工装及从动焊轮同心圆环花纹12设计已经过数千次测试，经与原设计对比试验证明，焊接质量好，焊接强度高，生产效率高，耗能小，大大提高了电池的动力性能。
权利要求正极板集流带超声波焊机，包括总支架、焊接轨道、焊机主体、主动焊轮、气缸、焊机主体固定座、从动焊轮、从动焊轮支架，其特征在于，主动焊轮设置于焊接轨道下方，从动焊轮设置于焊接轨道上方。
2.根据权利要求1所述的正极板集流带超声波焊机，其特征在于，从动焊轮外表面中 部设有同心圆环花纹，相邻两同心圆环花纹之间的上部及下部各设置有一圆形凸起。
专利摘要本实用新型涉及一种正极板集流带超声波焊机，特别是涉及圆柱形镍氢动力电池正极板端部集流带的焊接装置，属于镍氢动力电池正极板制造技术及设备领域。特点是主动焊轮设置于焊接轨道下方，从动焊轮设置于焊接轨道上方。本实用新型采用超声波焊机进行镍氢动力电池正极集流带与正极板的焊接，焊机主体位于焊接轨道下方有效减少极板落粉对焊接质量的影响；从动焊轮采用同心圆环花纹结合圆形凸起设计，这种花纹与主动焊轮网格花纹相配合，在焊接体接触面上形成更大摩擦力，防止打滑，由于减小了焊接接触面积，使能量尽可能集中传递到熔接部位，提高了焊接强度。通过该实用新型的应用，大大降低了电池内阻，提高电池大电流充放电性能。
文档编号H01M2/26GK201629367SQ20102015488
公开日2010年11月10日 申请日期2010年3月19日 优先权日2010年3月19日
发明者冯恒志, 刘俊林, 刘卓鹏, 常忠亮, 张忠, 徐绍萍, 杨永刚, 赵小龙, 马逸君 申请人:内蒙古稀奥科镍氢动力电池有限公司