一种用于锂电池制造的焊接设备的制作方法

本实用新型涉及锂电池生产制造技术领域，具体涉及一种用于锂电池制造的焊接设备。

背景技术：

在锂离子电池生产过程中，需要经过极片制片、电芯预焊、软连接片焊接、盖板焊接、电芯入壳、壳盖封装、干燥注液、注液口密封、化成分容的流程。其中，电芯预焊焊接工序，是分别将多层铝箔极耳焊接在一起和多层铜箔极耳焊接在一起，要求焊接可靠，且焊接内阻小；电芯软连接片焊接工序，是将多层铝箔极耳与软连接片焊接在一起，要求焊接可靠，且焊接内阻小；盖板焊接工序，是将软连接片与壳盖上的极柱焊接在一起，要求焊接表面平整，焊接可靠，焊接内阻小，导流性能优异；注液口密封工序，是将密封片与壳盖上的注液口焊接在一起，要求焊接表面平整、无泄漏。目前行业内电芯预焊和软连接片焊接采用的都是超声波焊接方式，盖板焊接和注液口密封采用的都是激光热熔焊接方式。

超声波焊接是利用每秒钟数万次的高频振动波传递到两个需焊接的金属工件表面，再施以一定的压力，使金属表面相互摩擦而形成分子层之间的熔合，达到焊接的目的。超声波焊接时所焊接金属件不能太厚，焊点不能太大，否则会出现焊点偏移、漏焊、假焊、焊断、焊接拉力不符合工艺要求等异常现象，直接影响产品的良品率，最终导致电池性能的一致性较差。

激光焊接是利用激光辐射加热工件表面，表面的热量通过热传导向内扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化形成特定的熔池。

目前铝壳电池是主流，大约占整个动力电池的90％以上。铝材和铜材的激光焊接难度比较大，例如：会面临焊痕表面凸起、气孔、炸火、内部气泡等问题。表面凸起、气孔、内部气泡是激光焊接的致命伤，很多应用由于这些原因不得不停止或者想办法规避。大多生产厂商在没有使用激光焊接技术的时候，也就是研发初期都会为电池的焊接伤透脑筋，究其原因，主要是采用的光纤芯径过小或者激光能量设置过高所致。引起炸火(也称飞溅)的因素也很多，如材料的清洁度、材料本身的纯度、材料自身的特性等，而起决定性作用的则是激光器的稳定性。

采用超声波焊接方式存在如下不足：

第一、金属件不能太厚，焊点不能太大，对于较厚的多层铜铝箔不适用超声波焊接，必须分开多电芯进行焊接，影响生产效率，增加生产成本；

第二、经常出现漏焊、假焊、焊断、焊接拉力不符合工艺要求等异常现象，直接影响产品的良品率；

第三、铜铝箔表面存在异常物质时，超声波焊接存在焊接不良和焊不上的现象；

第四、多层铜箔和多层铝箔超声波焊接需要占据电池较多的空间，影响电池的能量密度。

采用激光焊接方式存在如下不足：

第一、激光焊接后零件表面可能会出现凸起，对后续工艺的装配会有影响；

第二、方形电池由于来料及配合精度等方面的因素影响，焊接时易出现气孔、炸火、内部气泡等问题，影响密封；

第三、激光焊接机的核心部件激光器及相关系统成本高，一次性投入大；

第四、激光焊接时，对焊机的安装精度要求高，光束在工件上的方位不能有偏移，若存在偏移，很容易导致焊接缺陷的产生，导致电池报废；

第五、激光焊接时，存在对激光束的吸收低和高热导率、低熔点的金属间化合物析出时产生裂纹、固化裂纹、低熔点金属元素的损失、残余应力以及变形等，以上种种问题都会导致金属焊接处机械性能的降低，导致密封性能不好和产品不良。

因此，现有技术有待提高和改进。

技术实现要素：

本申请旨在提供一种用于锂电池制造的焊接设备，以提高锂电池焊接成品的良品率。

本申请提供了一种用于锂电池制造的焊接设备，包括：

搅拌摩擦焊装置；

驱动装置，用于驱动搅拌摩擦焊装置沿待焊工件上的焊接轨迹移动，其包括：可输出横向方向上的往复移动的横向驱动机构、可输出纵向方向上的往复移动的纵向驱动机构、以及可输出竖向方向上的往复移动的竖向驱动机构；所述纵向驱动机构安装在横向驱动机构上，所述竖向驱动机构安装在纵向驱动机构上，所述搅拌摩擦焊装置安装在竖向驱动机构上。

所述的焊接设备，其中，所述横向驱动机构包括：横向驱动组件和设置在横向驱动组件动力输出端的横向滑动组件；所述纵向驱动机构安装在横向滑动组件上；所述横向驱动组件用于给所述横向滑动组件提供动力，以驱动所述横向滑动组件沿横向方向往复移动。

所述的焊接设备，其中，所述横向驱动组件包括：横向电机、轴向方向为横向的横向丝杆、设置在横向丝杆上的横向固定座、以及与所述横向丝杆平行设置的至少一个横向导轨；所述横向滑动组件包括：可滑动的设置在所述横向导轨上的至少一个横向滑块，以及固定在所述横向滑块上的连接板；所述横向丝杆与横向电机传动连接；所述纵向驱动机构安装在连接板上；所述横向固定座用于连接横向丝杆和连接板；所述横向电机驱动横向丝杆转动，以输出沿横向方向往复移动的动力给横向固定座，从而带动横向滑块在横向导轨上沿横向方向往复移动。

所述的焊接设备，其中，所述纵向驱动机构包括：安装在所述连接板上的纵向驱动组件和设置在纵向驱动组件动力输出端的纵向滑动组件；所述竖向驱动机构安装在所述纵向滑动组件上；所述纵向驱动组件用于给所述纵向滑动组件提供动力，以驱动所述纵向滑动组件沿纵向方向往复移动。

所述的焊接设备，其中，所述纵向驱动组件包括：纵向电机、轴向方向为纵向的纵向丝杆、设置在纵向丝杆上的纵向固定座、以及与所述纵向丝杆平行设置的至少一个纵向导轨；所述纵向滑动组件包括：可滑动的设置在所述纵向导轨上的至少一个纵向滑块，以及固定在所述纵向滑块上的连接架；所述纵向丝杆与纵向电机传动连接；所述竖向驱动机构安装在连接架上；所述纵向固定座用于连接所述纵向丝杆和连接架；所述纵向电机驱动纵向丝杆转动，以输出沿纵向方向往复移动的动力给纵向固定座，从而带动纵向滑块在纵向导轨上沿纵向方向往复移动。

所述的焊接设备，其中，所述竖向驱动机构包括:安装在所述连接架上的竖向驱动组件和设置在竖向驱动组件动力输出端的竖向滑动组件、以及安装在竖向滑动组件上的安装座；所述搅拌摩擦焊装置安装在所述安装座上；所述竖向驱动组件用于给所述竖向滑动组件提供动力，以驱动所述安装座沿竖向方向往复移动。

所述的焊接设备，其中，所述竖向驱动组件包括：竖向电机、轴向方向为竖向的竖向丝杆、设置在竖向丝杆上的竖向固定座、以及与所述竖向丝杆平行设置的至少一个竖向导轨；所述竖向滑动组件包括：可滑动的设置在所述竖向导轨上的至少一个竖向滑块；所述竖向丝杆与竖向电机传动连接；所述安装座安装在在所述竖向滑块上；所述竖向固定座用于连接所述竖向丝杆和安装座；所述竖向电机驱动竖向丝杆转动，以输出沿竖向方向往复移动的动力给竖向固定座，从而带动竖向滑块在竖向导轨上沿竖向方向往复移动。

所述的焊接设备，其中，还包括控制器；所述控制器用于启动搅拌摩擦焊机装置和驱动装置；在所述搅拌摩擦焊装置启动后，控制所述驱动装置驱动搅拌摩擦焊装置沿待焊工件上的焊接轨迹移动。

所述的焊接设备，其特征在于，所述待焊工件包括多层层叠设置的极耳、连接片和盖板中的至少一种，焊接轨迹为直线。

所述的焊接设备，其特征在于，所述待焊工件包括电池注液口和盖设在电池注液口上的电池密封片，焊接轨迹为以电池密封片的圆点为圆心，以电池密封片的半径为半径的圆。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型提供一种用于锂电池制造的焊接设备，包括：搅拌摩擦焊装置；驱动装置，用于驱动搅拌摩擦焊装置沿待焊工件上的焊接轨迹移动，其包括：可输出横向方向上的往复移动的横向驱动机构、可输出纵向方向上的往复移动的纵向驱动机构、以及可输出竖向方向上的往复移动的竖向驱动机构；所述纵向驱动机构安装在横向驱动机构上，所述竖向驱动机构安装在纵向驱动机构上，所述搅拌摩擦焊装置安装在竖向驱动机构上。采用搅拌摩擦焊装置对两个待焊工件进行搅拌摩擦焊，相较于现有的激光焊接、超声波焊接方式，占用的生产空间小，且投入成本低。

附图说明

图1为本实用新型提供的用于锂电池制造的焊接设备的立体图；

图2为本实用新型提供的横向驱动机构的立体图；

图3为在图2上安装纵向驱动机构的立体图；

图4为在图3上安装竖向驱动机构的立体图；

图5为在图4上安装搅拌摩擦焊装置的立体图；

图6为搅拌摩擦焊装置的安装示意图；

图7为搅拌摩擦焊装置的立体图；

图8为搅拌摩擦焊装置的结构示意图；

图9为利用搅拌摩擦焊装置对多层极耳焊接的立体图；

图10为焊接好的多层极耳的剖视图；

图11为利用搅拌摩擦焊装置对多层极耳和软连极片焊接的立体图；

图12为焊接好的多层极耳和连接片的剖视图；

图13为利用搅拌摩擦焊装置对连接片和盖板焊接的立体图；

图14为焊接好的连接片和盖板的剖视图；

图15为利用搅拌摩擦焊装置对电池密封片和电池注液口焊接的立体图；

图16为焊接好的电池密封片和电池注液口的剖视图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

本申请提供了一种用于锂电池制造的焊接设备，具体是利用搅拌摩擦焊接的方式将两个待焊工件焊接在一起。搅拌摩擦焊接的原理是利用高速旋转的搅拌头插入到两个待焊工件的待焊区域之间，并沿着两个待焊区域之间移动，通过高速旋转的搅拌头在两个待焊区域之间的搅拌、摩擦，使得两个待焊区域之间加热至热塑性状态，高速旋转的搅拌头在驱动机构的驱动下，在两个待焊区域之间移动，同时结合搅拌头上的台肩对两个待焊区域之间的材料的挤压，材料扩散连接形成金属间的固相连接，从而将两个待焊工件连接为一整体。本实施例中，两个待焊工件在待焊区域之间形成焊缝，即为两个待焊工件之间的焊接轨迹。

参见图1所示，本实施例提供的用于锂电池制造的焊接设备包括：驱动装置和安装在驱动装置上的搅拌摩擦焊装置40，驱动装置用于驱动搅拌摩擦焊装置40沿两个待焊工件之间的焊接轨迹移动，其包括：横向驱动机构10、纵向驱动机构20和竖向驱动机构30，其中，纵向驱动机构20安装在横向驱动机构10上，竖向驱动机构30安装在纵向驱动机构20上，搅拌摩擦焊装置40安装在竖向驱动机构30上。横向驱动机构10可输出横向方向上的往复移动，带动纵向驱动机构20、竖向驱动机构30和搅拌摩擦焊装置40在横向方向上往复移动；纵向驱动机构20可输出纵向方向上的往复移动，带动竖向驱动机构30和搅拌摩擦焊装置40在纵向方向上往复移动；竖向驱动机构30可输出竖向方向上的往复移动，带动搅拌摩擦焊装置40在竖向方向上往复移动。三个驱动机构共同作用，可使搅拌摩擦焊装置40在三维空间上形成任何的运动轨迹，以对不同形状的待焊工件进行焊接。

参见图2所示，横向驱动机构10包括：底座17以及安装在底座17上的横向驱动组件和横向滑动组件，底座17安装在地面或其他设备上，横向滑动组件设置在横向驱动组件的动力输出端，纵向驱动机构20安装在横向滑动组件上。横向驱动组件用于给横向滑动组件提供动力，以驱动横向滑动组件沿横向方向往复移动，从而带动纵向驱动机构20、竖向驱动机构30和搅拌摩擦焊装置40在横向方向上往复移动。

参见图3所示，横向驱动组件包括：横向电机11、横向丝杆12、横向固定座13以及至少一个横向导轨14，横向滑动组件包括：至少一个横向滑块15以及连接板16。具体的，横向电机11与横向丝杆12之间传动连接，为横向丝杆12提供转动的动力，横向丝杆12的轴向方向为横向，以使横向丝杆12在横向电机11的驱动下沿横向方向往复移动。横向固定座13设置在横向丝杆12上，横向导轨14与横向丝杆12平行设置，即横向导轨14的轴向方向与横向丝杆12的轴向方向平行，横向滑块15可滑动的设置在横向导轨14上，连接板16固定在横向滑块15上，纵向驱动机构20安装在连接板16上，横向固定座13用于连接横向丝杆12和连接板16。横向电机11驱动横向丝杆12转动，输出沿横向方向往复移动的动力给横向固定座13，横向固定座13带动横向滑块15在横向导轨14上沿横向方向往复移动，从而带动安装在横向滑块15上的连接板16及安装在连接板16上的纵向驱动机构20在横向方向上往复移动。

本实施例中，横向导轨14设置有两个，两个横向导轨14的轴向方向分别与横向丝杆12的轴向方向平行，两个横向导轨14分别设置在横向丝杆12的轴向方向的两侧。在每一横向导轨14上分别设置两个横向滑块15，连接板16安装在四个横向滑块15上，并且连接板16通过横向固定座13与横向丝杆12之间传动连接，横向电机11驱动横向丝杆12沿其自身径向方向做圆周运动(转动)，横向丝杆12将该圆周运动通过横向固定座13转换为沿横向方向上的直线运动，横向固定座13将该直线运动传递给连接板16，由连接板16带动横向滑块15沿横向导轨14在横向方向上往复移动。参见图3所示，连接板16为矩形形状，四个横向滑块15分别固定在矩形形状的连接板16的四角，横向固定座13固定在连接板16的中部位置。横向电机11驱动横向丝杆12转动，带动横向固定座13输出横向方向上的往复移动，横向固定座13带动两两的横向滑块15分别沿各自的横向导轨14在横向方向上往复移动，从而带动安装在横向滑块15上的连接板16和安装在连接板16上的纵向驱动机构20在横向方向上往复移动，最终使搅拌摩擦焊装置40可在横向方向上往复移动。

继续参见图3所示，纵向驱动机构20包括：安装在连接板16上的纵向驱动组件和纵向滑动组件，纵向滑动组件设置在纵向驱动组件的动力输出端，竖向驱动机构30安装在纵向滑动组件上，纵向驱动组件用于给纵向滑动组件提供动力，以驱动纵向滑动组件沿纵向方向往复移动，从而带动竖向驱动机构30和搅拌摩擦焊装置在纵向方向上往复移动。

参见图4所示，纵向驱动组件包括：纵向电机21、纵向丝杆22、纵向固定座23以及至少一个纵向导轨24，纵向滑动组件包括：至少一个纵向滑块25以及连接架26。具体的，纵向电机21与纵向丝杆22之间传动连接，为纵向丝杆22提供转动的动力，纵向丝杆22的轴向方向为纵向，以使纵向丝杆22在纵向电机21的驱动下沿纵向方向往复移动。纵向固定座23设置在纵向丝杆22上，纵向导轨24与纵向丝杆22平行设置，即纵向导轨24的轴向方向与纵向丝杆22的轴向方向平行，纵向滑块25可滑动的设置在纵向导轨25上，连接架26固定在纵向滑块25上，竖向驱动机构30安装在连接架26上，纵向固定座23用于连接纵向丝杆22和连接架26。纵向电机21驱动纵向丝杆22转动，输出沿纵向方向往复移动的动力给纵向固定座23，纵向固定座23带动纵向滑块25在纵向导轨24上沿纵向方向往复移动，从而带动安装在纵向滑块25上的连接架26及安装在连接架26上的竖向驱动机构30在纵向方向上往复移动。

本实施例中，纵向导轨24同样设置有两个，两个纵向导轨24的轴向方向分别与纵向丝杆12的轴向方向平行，两个纵向导轨24分别设置在纵向丝杆12的轴向方向的两侧。在每一纵向导轨24上同样分别设置两个纵向滑块25，连接架26安装在四个纵向滑块25上，并且连接架26通过纵向固定座23与纵向丝杆22之间传动连接，纵向电机21驱动纵向丝杆22沿其自身径向方向做圆周运动(转动)，纵向丝杆22将该圆周运动通过纵向固定座23转换为沿纵向方向上的直线运动，纵向固定座23将该直线运动传递给连接架26，由连接架26带动纵向滑块25沿纵向导轨24在纵向方向上往复移动。参加图4所示，连接架26由两个相互垂直横板261和竖板262组成，横板261和竖板262形成L形结构，且横板261和竖板262均为矩形形状，四个纵向滑块25分别固定在横板261的四角，纵向固定座23固定在横板261的中部位置，竖向驱动机构30安装在竖板262上。纵向电机21驱动纵向丝杆22转动，带动纵向固定座23输出纵向方向上的往复移动，纵向固定做23带动两两的纵向滑块25分别沿各自的纵向导轨24在纵向方向上往复移动，以带动安装在纵向滑块25上的横板261和安装在竖板262上的竖向驱动机构30在纵向方向上往复移动，最终使搅拌摩擦焊装置40可在纵向方向上往复移动。

参见图4和图5所示，竖向驱动机构30包括:安装在连接架26上的竖向驱动组件和竖向滑动组件，以及安装在竖向滑动组件上的安装座36。本实施例中，竖向驱动组件和竖向滑动组件安装在竖板262上，竖向滑动组件设置在竖向驱动组件的动力输出端，搅拌摩擦焊装置40安装在安装座36上，竖向驱动组件用于给竖向滑动组件提供动力，以驱动竖向滑动组件沿竖向方向往复移动，从而带动安装座36和安装在安装座36上的搅拌摩擦焊装置40在竖向方向上往复移动。

竖向驱动组件包括：竖向电机31、竖向丝杆32、竖向固定座33以及至少一个竖向导轨34，竖向滑动组件包括：至少一个竖向滑块35以及安装座36。具体的，竖向电机31与竖向丝杆32之间传动连接，为竖向丝杆32提供转动的动力，竖向丝杆32的轴向方向为竖向，以使竖向丝杆32在竖向电机31的驱动下沿竖向方向往复移动。竖向固定座33设置在竖向丝杆32上，至少一个竖向导轨34与竖向丝杆32平行设置，即竖向导轨34的轴向方向与竖向丝杆32的轴向方向平行，至少一个竖向滑块35可滑动的设置在竖向导轨34上，安装座36固定在至少一个竖向滑块35上，搅拌摩擦焊装置40安装在安装座36上，竖向固定座33用于连接竖向丝杆32和安装座36。竖向电机31驱动竖向丝杆32转动，输出沿竖向方向往复移动的动力给竖向固定座33，竖向固定座33带动竖向滑块35在竖向导轨34上沿竖向方向往复移动，从而带动安装在竖向滑块35上的安装座36及安装在安装座36上的搅拌摩擦焊装置40在竖向方向上往复移动。

本实施例中，竖向导轨34同样设置有两个，两个竖向导轨34的轴线所在直线分别与竖向丝杆32的轴线所在直线平行，两个竖向导轨34分别设置在竖向丝杆32的轴向方向的两侧。在每一个竖向导轨34上同样分别设置两个竖向滑块35，安装座36安装在四个竖向滑块35上，并且安装座36通过竖向固定座33与竖向丝杆32之间传动连接，竖向电机31驱动竖向丝杆32沿其自身轴线做圆周运动(转动)，竖向丝杆32将该圆周运动通过竖向固定座33转换为沿竖向方向上的直线运动，竖向固定座33将该直线运动传递给安装座36，由安装座36带动竖向滑块35沿竖向导轨34在竖向方向上往复移动。参见图5所示，安装座36的四角分别固定在四个竖向滑块35上，竖向固定座33固定在安装座36的中部位置，竖向电机31驱动竖向丝杆32转动，带动竖向固定座33输出竖向方向上的往复移动，从而带动两两的竖向滑块35分别沿各自的竖向导轨34在竖向方向上往复移动，以带动安装在竖向滑块35上的安装座36和安装在安装座36上的搅拌摩擦焊装置40在竖向方向上往复移动，最终使搅拌摩擦焊装置40可在竖向方向上往复移动。

参见图6所示，安装座36包括：相互垂直的安装部361和连接部362，连接部362通过螺栓安装在四个竖向滑块35上，安装部361上设置有安装孔，搅拌摩擦焊装置40上设置有法兰盘411，安装孔的轴向方向为竖向，法兰盘411通过螺栓安装在安装孔的外围，以将搅拌摩擦焊装置40安装在安装座上36。

参见图7和图8所示，搅拌摩擦焊装置40包括：外壳41，从上到下依次设置在外壳41内的换能器42、变幅杆43和搅拌针44，以及设置在搅拌针44上的台肩45；法兰盘411设置在外壳41的外壁上。换能器42输出转动动能给变幅杆43，变幅杆43将换能器42输出的转动动能稳定的输出给搅拌针44，台肩45与搅拌针44共同转动并紧贴待焊工件A和待焊工件B之间的表面。

本实施例中，搅拌摩擦焊装置40还包括用于为其提供动力的电机(图中未示出)，电机的电机轴通过联轴器等连接机构连接换能器42，电机输出高速旋转的转动动能，换能器42将电机产生的高速旋转的转动动能通过变幅杆43稳定的传递给搅拌针44。具体的，电机输出转动动能带动换能器42旋转，变幅杆43是连接换能器42和搅拌针44的转换装置，换能器42为了得到稳定输出的高速旋转，需要刚性强、直径大的机构，由于搅拌针44的直径较小，因此变幅杆43连接换能器42和搅拌针44，变幅杆43的上半部分与换能器42连接，下半部分通过锁紧机构与搅拌针44连接。台肩45用于在搅拌针44搅拌过程中在待焊工件A和待焊工件B的材料被挤出时，使得挤出的材料能回填到搅拌区域，防止因材料减少而引起的焊接缺陷。台肩45随着搅拌针44一同高速旋转，并紧贴待焊工件A和待焊工件B的表面，对该表面产生一定的压力，使得被挤出的材料回填到焊接区域。搅拌针44慢慢的压入待焊工件A和待焊工件B之间的接缝处，通过摩擦生成的热将接缝处的金属在固体状态下搅拌、融合，使得融合后的待焊工件A和待焊工件B之前的焊接区域连接在一起。搅拌针44的高速旋转、摩擦生热使待焊工件A和待焊工件B产生塑性，待焊工件A和待焊工件B融为一体。

本实施例所提供的用于锂电池制造的焊接设备中，还包括控制器，优选的，控制器为PLC控制器。控制器用于启动搅拌摩擦焊装置40和驱动装置，在搅拌摩擦焊装置40启动后，控制驱动装置驱动搅拌摩擦焊装置40沿待焊工件A和待焊工件B之间的焊接轨迹移动，即驱动装置驱动搅拌摩擦焊装置40上的搅拌头44沿待焊工件A和待焊工件B之间的焊接区域移动，以对待焊工件A和待焊工件B进行搅拌摩擦焊。

本实施例中，待焊工件包括多层层叠设置的极耳、连接片和盖板中的至少一种，即本焊接设备可用于多层层叠设置的极耳的焊接、多层极耳与连接片的焊接、连接片与盖板的焊接，焊接轨迹为直线，具体的焊接过程如下：

参见图9和图10所示，图中示出了的是叠片后的电芯，电芯的正极极耳1和负极极耳均2位于电芯的同一侧，且多层正极极耳和多层负极极耳依次层叠形成如图9所示的层叠式结构。在进行焊接前，用工装夹具将电芯固定，例如：将电芯放在工作台上，并在电芯的四周分别设置定位柱，以限制电芯的水平方向上的位移，再在电芯的顶面施压，从而将电芯固定、定位，使多层正极极耳1和多层负极极耳2在焊接过程中不跑偏。待电芯定位好后，控制器控制搅拌摩擦焊装置40启动，使搅拌针高速旋转；驱动装置驱动搅拌摩擦焊装置40上的搅拌针位于多层正极极耳1的正上方，并从多层正极极耳1的一端面插入到多层正极极耳1中，插入的深度H如图10所示，即搅拌针从最顶层的正极极耳的上表面插入到最底层正极极耳的下表面；驱动装置再驱动插入到多层正极极耳1中的搅拌摩擦焊装置40从多层极耳的一端面向另一端面做直线运动，通过摩擦生热将多层正极极耳在固体状态下搅拌、融合焊接在一起；在将多层正极极耳焊接好后，重复上述动作焊接多层负极极耳2。图10中的阴影部分为多层极耳，黑色的实体部分为多层极耳的焊接区域(焊缝)。在焊接完成后，驱动装置驱动搅拌摩擦焊装置40向远离多层极耳的方向移动，抽出搅拌针，检查焊接外观和焊接效果是否合格，合格即完成焊接。

参见图11和图12所示，图中示出的是多层极耳与连接片的焊接，其中两个电芯分别包括有多层正极极耳1和多层负极极耳2，两两相对的正极极耳1和两两相对的负极极耳2之间用连接片3焊接在一起。在进行焊接前，用工装夹具将两个电芯进行定位，使一个电芯中的两个极耳分别相对另一个电芯的两个极耳间隔相同的距离，待电芯定位好后，用另一工装夹具将连接片3定位在两两相对的极耳的底部，使连接片的上表面与极耳的下表面接触。控制器启动搅拌摩擦焊装置40，使搅拌针高速旋转；控制器再控制驱动装置工作，驱动高速旋转的搅拌针位于极耳的正上方，并从多层极耳的上方插入到多层极耳与连接片之间，插入的深度H如图12所示，即搅拌针从极耳的上表面插入，并插入到连接片中部分，但不超过连接片的下表面；驱动装置再驱动插入到多层极耳与连接片之间的搅拌摩擦焊装置40做直线运动，通过摩擦生热将连接片与极耳在固体状态下搅拌、融合焊接在一起；在完成一个多层极耳与连接片的焊接后，重复上述动作，插入到下一个多层极耳与连接片之间进行焊接，直至将其他的多层极耳与连接片焊接完，控制器控制驱动装置驱动搅拌摩擦韩装置40向远离多层极耳的方向移动，检查焊接外观和效果是否合格，合格即完成焊接。

参见如13和图14所示，图中示出的是连接片与盖板之间的焊接，其中，连接片3是焊接在两个电芯的极耳之间的连接片。在焊接前，用工装夹具将连接片定位固定，在用另一工装夹具将盖板4定位在连接片的下表面，使连接片的下表面与盖板的上表面接触；控制器启动搅拌摩擦焊装置40的搅拌针高速旋转，再控制驱动装置工作，使搅拌摩擦焊装置40上高速旋转的搅拌针位于连接片的正上方，并从连接片3的上表面插入到连接片与盖板4之间，插入的深度H如图14所示，深度H未到盖板4的下表面；驱动装置再驱动搅拌摩擦焊装置40做直线运动，通过摩擦生热的方式将连接片与盖板在固体状态下搅拌、融合焊接在一起；在完成一个连接片与盖板的焊接后，驱动装置再驱动搅拌摩擦焊装置40对另一连接片与盖板进行搅拌摩擦焊接；焊接完成后，驱动装置再驱动搅拌摩擦焊装置40向远离连接片的方向移动，检查焊接外观和焊接效果是否合格，合格即完成焊接。

本实施例中，待焊工件包括电池注液口和盖设在电池注液口上的电池密封片，焊接轨迹为以电池密封片的圆点为圆心，以电池密封片的半径为半径的圆。具体的焊接过程如下：

参见图15和图16所示，图中示出的是电池密封片与电池注液口之间的焊接。在焊接前，将电池密封片5安装在电池注液口6处，用工装夹具将电池进行固定，并用另一工装夹具对安装在电池注液口6处的电池密封片5进行固定；定位好后，控制器启动搅拌摩擦焊装置40，控制搅拌针高速旋转，驱动装置驱动高速旋转的搅拌针位于电池密封片5与电池注液口6之间的接缝的正上方，从该接缝的正上方插入到接缝之间，插入的深度H如图16所示，该深度H未到达电池注液口6口部表面；驱动装置再驱动插入到接缝处的搅拌摩擦焊装置40在接缝处以电池密封片6的圆心为圆点，以电池密封片6的半径为半径做圆周运动，通过摩擦而生成的热将接缝处的金属在固体状态下搅拌、融合焊接在一起；焊接完成后，驱动装置驱动搅拌摩擦焊装置40向远离电池密封片5的方向移动，检查焊接外观和焊接效果是否合格，合格即完成焊接。

上述几个实施方式中，在利用搅拌摩擦焊接装置进行焊接时，台肩对搅拌针挤出的材料施压，使挤出的材料回填到焊缝处，避免了产生裂纹、固化裂纹、变形等异常现象的发生。

综上所述，本申请提供的用于锂电池制造的焊接设备，搅拌摩擦焊装置可以对多层较厚材质的材料进行焊接，相较于现有在对多层较厚材质的焊接时需要分成单个单元进行焊接相比，提高了生产效率；根据搅拌摩擦焊的原理，在焊接时是通过摩擦生热的方式使金属在固体状态下熔融在一起，不易出现表面凸起、漏焊、假焊、焊断、气泡等现象，提高了产品的良品率；同时，相较于现有的焊接方式，一次投入成本低，并且对焊机的安装精度要求不高，进一步的节约了生产成本。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。