一种锂离子动力电池的极组连接片弯折工装的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种锂离子动力电池的极组连接片弯折工装。


背景技术：

2.目前，锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备(如移动电话、数码摄像机和手提电脑)上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的性能要求越来越高。
3.车载大容量动力电池性能的优劣，直接影响着电动汽车的整体性能。这为电动汽车车载动力电池提出了更高的要求(比如要具有更高的安全性，更优秀的性能，重量更轻)。
4.当前，电池的可靠性、安全性，是大容量动力电池制作过程中的一个技术难点和重点，特别是在电池装配过程中的极组连接片的弯折一致性和整齐性，都会影响电池本身的性能，极组连接片弯折的一致性、整齐性都是直接影响电池本身的性能(包括内阻、容量)的直接原因。
5.如图1至图4所示，对于具有四个极组的大容量方形锂离子动力电池，其包括垂直设置且相互平行的第一极组1001、第二极组1002、第三极组1003和第四极组1004；
6.第一极组1001顶部前端设置的第一极组正极耳和第二极组1002顶部前端设置的第二极组正极耳，通过第一极组连接片2001相焊接；
7.第一极组1001顶部后端设置的第一极组负极耳和第二极组1002顶部后端设置的第二极组负极耳，通过第二极组连接片2002相焊接；
8.第三极组1003顶部前端的第三极组正极耳和第四极组1004顶部前端设置的第四极组正极耳，通过第三极组连接片2003相焊接；
9.第三极组1003顶部后端设置的第三极组负极耳和第四极组1004顶部后端设置的第四极组负极耳，通过第四极组连接片2004相焊接；
10.第一极组连接片1001和第三极组连接片1003，均与电池盖板3000上设置的正极柱的下端相焊接；
11.第二极组连接片1002和第四极组连接片1004，均与电池盖板3000上设置的负极柱的下端相焊接；
12.第一极组连接片1001与第二极组连接片1002，两者为前后对称分布的结构；
13.第三极组连接片1003与第四极组连接片1004，两者为前后对称分布的结构。
14.对于具有四个极组的大容量方形锂离子动力电池，由于第一极组连接片1001与第二极组连接片1002以及第三极组连接片1003与第四极组连接片1004等四个极组连接片均是形状大小相同的直角连接片，参见图4所示，每个极组连接片100均包括极柱焊接部101和极组连接部102，其中，极柱焊接部101与电池盖板3000上的正极柱或者负极柱相连接(焊接)，极组连接部102包括两个极耳焊接部1021和一个过渡连接部1022；极耳焊接部1021通
过过渡连接部1022与极柱焊接部101相连接。两个极耳焊接部1021分别对应焊接两个极组上的两个同性极耳(两个正极耳或者两个负极耳)。
15.在制作具有四个极组的大容量方形锂离子动力电池的过程中，参见图2、图3所示，当第一极组连接片1001、第二极组连接片1002、第三极组连接片1003与第四极组连接片1004分别与相邻的极组和电池盖板极柱进行焊接后，需要对四个极组连接片进行弯折操作，使得每个极组连接片的极柱焊接部101与极组连接部102之间的角度，变为0
°
或接近0
°
(具体是要求垂直弯折极组连接片，即将极组连接片的极组连接部102弯折至与极柱焊接部101基本平行，保持较好的平行度，例如夹角小于3
°
)，最终获得如图1所示的具有四个极组的大容量方形锂离子动力电池，从而完成电池极组在入壳前的准备工作。
16.也就是说，参见图4所示，鉴于现有的极组连接片是直角连接片，为了更好地让极组入壳，减少极组连接片占用的电池空间，对于每个极组连接片，需要进行弯折，将极组连接片的极组连接部102弯折至与极柱焊接部101基本平行，保持较好的平行度，例如夹角小于3
°
。
17.现在大容量电池对极组连接片弯折的要求更加严格，如果电池容量高，在卷绕时如果不把极组连接片弯折做到最小(即，如果弯折后的极组连接片不与极组顶面基本平行，不保持较好的平行度，那么极组连接片的边角会翘起而刺伤极组)，极组连接片不仅容易刺伤极组，还会导致极组短路等问题，进而导致电池性能和循环寿命衰减，内阻增大，影响锂电池各种参数性能，严重影响电池模组的安全性。
18.但是，传统的极组连接片弯折方式，采取的是工作人员用手来手动弯折极组连接片的方式，没有专门的弯折工装，通过直接用手挤压极组连接片，来实现弯折操作。因此，手动弯折不仅效率较低，而且弯折程度不好控制，不能保证极组连接片弯折程度的一致性，从而存在极组连接片的边角(具体是极组连接片100上经过弯折操作的极柱焊接部101的边角)翘起而刺伤极组的风险，总之，传统的极组连接片手动弯折操作，容易出现连接片刺伤极组的问题，使得装配出来的极组无法使用，导致极组报废的问题。


技术实现要素：

19.本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种锂离子动力电池的极组连接片弯折工装。
20.为此，本发明提供了一种锂离子动力电池的极组连接片弯折工装，所述锂离子动力电池，包括垂直设置且相互平行的第一极组、第二极组、第三极组和第四极组；
21.第一极组顶部前端设置的第一极组正极耳和第二极组顶部前端设置的第二极组正极耳，通过第一极组连接片相焊接；
22.第一极组顶部后端设置的第一极组负极耳和第二极组顶部后端设置的第二极组负极耳，通过第二极组连接片相焊接；
23.第三极组顶部前端的第三极组正极耳和第四极组顶部前端设置的第四极组正极耳，通过第三极组连接片相焊接；
24.第三极组顶部后端设置的第三极组负极耳和第四极组顶部后端设置的第四极组负极耳，通过第四极组连接片相焊接；
25.第一极组连接片和第三极组连接片，均与电池盖板上设置的正极柱的下端相焊
接；
26.第二极组连接片和第四极组连接片，均与电池盖板上设置的负极柱的下端相焊接；
27.极组连接片弯折工装，具体包括水平分布的工装底板；
28.工装底板的顶部中心位置正上方，设置有盖板固定装置；
29.盖板固定装置的前后两侧，对称设置有前折弯装置和后折弯装置；
30.其中，盖板固定装置包括定位柱和电池盖板定位块；
31.电池盖板定位块的底面四角，分别通过一根垂直分布的定位柱与工装底板的顶面固定连接；
32.电池盖板定位块的顶部，设置有电池盖板定位凹槽；
33.电池盖板定位凹槽，用于定位和固定电池盖板；
34.前折弯装置和后折弯装置的形状构造相同；
35.前折弯装置，用于放入第一极组和第二极组，并对第一极组连接片和第二极组连接片进行弯折操作；
36.后折弯装置，用于放入第三极组和第四极组，并对第三极组连接片和第四极组连接片进行弯折操作。
37.优选地，对于前折弯装置和后折弯装置，两者均包括电芯折弯底座、折刀定位块、折刀轴套、极组定位板、极组限位条、旋转导向轴和折刀固定块；
38.横向分布的电芯折弯底座的顶部左右两端，分别垂直设置有一个折刀定位块；
39.两个折刀定位块左右对称分布；
40.每个折刀定位块的上部，分别横向贯穿设置有一个横向分布的折刀轴套；
41.每个折刀轴套，分别与一个横向分布的旋转导向轴的一端相枢接(；
42.旋转导向轴的另一端，朝向电池盖板定位块；
43.每个旋转导向轴外壁，分别可左右滑动地设置有一个折刀固定块；
44.每个折刀固定块的上部，固定设置有一个横向分布的折刀；
45.每个旋转导向轴在靠近折刀轴套的一端外侧，分别固定套接一个极组定位板连接杆的一端；
46.两个极组定位板连接杆的另一端，与一个横向分布的极组定位板顶部左右两端固定连接；
47.每个极组定位板的顶部横向中间位置，设置有左右对称分布的两个极组限位条；
48.每个极组定位板位于两个极组限位条之间的间隙，用于放入两个并列设置的极组并对极组进行限位。
49.优选地，当电池盖板定位块顶部设置有电池盖板时，对于电池盖板前后两侧连接的四个极组连接片，每个极组连接片的正左边或者正右边设置有一个旋转导向轴。
50.优选地，每个极组连接片分别包括极柱焊接部和极组连接部；
51.其中，极柱焊接部与电池盖板上的正极柱或者负极柱相连接；
52.极组连接部包括两个极耳焊接部和一个过渡连接部；
53.极耳焊接部通过过渡连接部与极柱焊接部相连接；
54.当进行极组连接片的弯折操作时，折刀位于极组连接片的极组连接部与极组定位
板顶部的两个极组顶端之间的间隙中，并且与极组连接部相贴合。
55.优选地，当进行极组连接片的弯折操作时，折刀位于极组连接部的过渡连接部与极组定位板顶部的两个极组顶端之间的间隙中，并且与极组连接部的过渡连接部的侧面相贴合。
56.优选地，折刀固定块的下部设置有横向分布的导向孔；
57.旋转导向轴横向贯穿通过所述折刀固定块下部的导向孔。
58.优选地，旋转导向轴在朝向折刀底部的一侧，设置有横向分布的折刀限位导向槽；
59.折刀的底部，位于折刀限位导向槽中。
60.优选地，对于前折弯装置，其具有的折刀定位块上部后侧，设置有向电池盖板定位块方向突出的、横向分布的折刀限位块；
61.对于后折弯装置，其具有的折刀定位块上部前侧，设置有向电池盖板定位块方向突出的、横向分布的折刀限位块。
62.由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种锂离子动力电池的极组连接片弯折工装，其设计科学，克服了传统锂离子动力电池的极组连接片手动弯折操作存在的缺点，其能够在制作具有四个极组的大容量方形锂离子动力电池的过程中，可靠地对四个极组连接片同时进行弯折操作，保证极组连接片弯折的一致性，有效避免出现由于极组连接片的边角翘起而刺伤极组的风险，可以大大提高大容量动力电池装配的效率，保证大容量锂离子电池的电芯一致性和正负极连接片的整齐性，保证锂离子电池安全使用，具有重大的实践意义。
63.本发明的应用，能够大大延长电池的使用寿命，提高电池的装配质量，保证电池的长时间正常使用，有力地提高了电池产品的市场竞争力。
附图说明
64.图1为具有四个极组的大容量方形锂离子动力电池，在入壳前的装配结构示意图，也是完成四个极组连接片的弯折操作后的锂离子动力电池外观结构示意图；
65.图2为在制备具有四个极组的大容量方形锂离子动力电池的过程中，四个极组通过四个极组连接片、与电池盖板进行焊接后的位置关系示意图，此时还没有进行四个极组连接片的弯折操作；
66.图3为图2的中部区域的局部放大示意图；
67.图4为具有四个极组的大容量方形锂离子动力电池中，任意一个极组连接片的立体结构示意图。
68.图5为本发明提供的一种锂离子动力电池的极组连接片弯折工装的立体结构示意图；
69.图6为本发明提供的一种锂离子动力电池的极组连接片弯折工装，在单独放入四个极组连接片时的立体结构示意图，此时省略绘制四个极组连接片所连接的四个极组以及电池盖板；
70.图7为本发明提供的一种锂离子动力电池的极组连接片弯折工装的立体爆炸分解结构示意图。
具体实施方式
71.下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。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。
72.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
73.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
74.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
75.参见图1至图7，本发明提供了一种锂离子动力电池的极组连接片弯折工装，所述锂离子动力电池，包括垂直设置且相互平行的第一极组1001、第二极组1002、第三极组1003和第四极组1004；
76.第一极组1001顶部前端设置的第一极组正极耳和第二极组1002顶部前端设置的第二极组正极耳，通过第一极组连接片2001相焊接；
77.第一极组1001顶部后端设置的第一极组负极耳和第二极组1002顶部后端设置的第二极组负极耳，通过第二极组连接片2002相焊接；
78.第三极组1003顶部前端的第三极组正极耳和第四极组1004顶部前端设置的第四极组正极耳，通过第三极组连接片2003相焊接；
79.第三极组1003顶部后端设置的第三极组负极耳和第四极组1004顶部后端设置的第四极组负极耳，通过第四极组连接片2004相焊接；
80.第一极组连接片1001和第三极组连接片1003，均与电池盖板3000上设置的正极柱的下端相焊接；
81.第二极组连接片1002和第四极组连接片1004，均与电池盖板3000上设置的负极柱的下端相焊接。
82.其中，对于锂离子动力电池，第一极组连接片1001与第二极组连接片1002以及第三极组连接片1003与第四极组连接片1004等四个极组连接片均是形状大小相同的直角连接片，参见图4所示，每个极组连接片100分别包括极柱焊接部101和极组连接部102，其中，极柱焊接部101与电池盖板3000上的正极柱或者负极柱相连接(焊接)，极组连接部102包括两个极耳焊接部1021和一个过渡连接部1022；极耳焊接部1021通过过渡连接部1022与极柱
焊接部101相连接。两个极耳焊接部1021分别对应焊接两个极组上的两个同性极耳(两个正极耳或者两个负极耳)。
83.本发明提供的极组连接片弯折工装，具体包括水平分布的工装底板7；
84.工装底板7的顶部中心位置正上方，设置有盖板固定装置；
85.盖板固定装置的前后两侧，对称设置有前折弯装置和后折弯装置；
86.其中，盖板固定装置包括定位柱10和电池盖板定位块11；
87.电池盖板定位块11的底面四角，分别通过一根垂直分布的定位柱10与工装底板7的顶面固定连接；
88.电池盖板定位块11的顶部，设置有电池盖板定位凹槽；
89.电池盖板定位凹槽，用于定位和固定电池盖板3000；
90.需要说明的是，电池盖板定位凹槽的形状大小，与电池盖板3000的形状大小相对应匹配。
91.前折弯装置和后折弯装置的形状构造相同，且前后对称分布；
92.前折弯装置，用于放入第一极组1001和第二极组1002，并对第一极组连接片1001和第二极组连接片1002进行弯折操作；
93.后折弯装置，用于放入第三极组1003和第四极组1004，并对第三极组连接片1003和第四极组连接片1004进行弯折操作。
94.在本发明中，具体实现上，对于前折弯装置和后折弯装置，两者均包括电芯折弯底座9、折刀定位块4、折刀轴套5、极组定位板2、极组限位条1、旋转导向轴12和折刀固定块14；
95.横向分布的电芯折弯底座9的顶部左右两端，分别垂直设置有一个折刀定位块4；
96.两个折刀定位块4左右对称分布；
97.每个折刀定位块4的上部，分别横向贯穿设置有一个横向分布的折刀轴套5；
98.每个折刀轴套5，分别与一个横向分布的旋转导向轴12的一端相枢接(即可转动地连接)；
99.旋转导向轴12的另一端，朝向电池盖板定位块11；
100.每个旋转导向轴12外壁，分别可左右滑动地设置有一个折刀固定块14；
101.每个折刀固定块14的上部，固定设置有一个横向分布的折刀15；
102.每个旋转导向轴12在靠近折刀轴套5的一端外侧，分别固定套接一个极组定位板连接杆3的一端；
103.两个极组定位板连接杆3的另一端，与一个横向分布的极组定位板2顶部左右两端固定连接；
104.每个极组定位板2的顶部横向中间位置，设置有左右对称分布的两个极组限位条1；
105.每个极组定位板2位于两个极组限位条1之间的间隙，用于放入两个并列设置的极组并对极组进行限位；具体为：对于图2所示的通过四个极组连接片与电池盖板连接的四个极组，其中位于前方的极组定位板2顶部放入第一极组1001和第二极组1002，以及位于后方的极组定位板2顶部放入第三极组1003和第四极组1004。
106.具体实现上，当电池盖板定位块11顶部设置有电池盖板3000时，对于电池盖板3000前后两侧连接的四个极组连接片，每个极组连接片的正左边或者正右边设置有一个旋
转导向轴12。
107.具体实现上，当进行极组连接片的弯折操作时，折刀15位于极组连接片100的极组连接部102与极组定位板2顶部的两个极组顶端之间的间隙中，并且与极组连接部102相贴合，具体是：折刀15位于极组连接部102的过渡连接部10222与极组定位板2顶部的两个极组顶端之间的间隙中，并且与极组连接部102的过渡连接部1022的侧面相贴合。
108.需要说明的是，极组定位板连接杆3，用于连接所述旋转导向轴12与极组定位板2，使得当极组定位板2被外力向上旋转推动时，旋转导向轴12与极组定位板2以及极组定位板2上的两个极组一起进行同步旋转运动，而由于折刀15通过折刀固定块14安装在旋转导向轴12上，从而折刀15也随着一起联动转动。折刀15接收极组定位板2被外力旋转时所传递过来的力，从而挤压推动相接触的极组连接片上的过渡连接部1022，使得过渡连接部1022向电池盖板的横向中心轴线方向旋转弯折，这时候，极组连接片上的两个极耳焊接部1021由于对应焊接在两个极组上的两个同性极耳(两个正极耳或者两个负极耳)上，将同时随着极组定位板2上的两个极组一起转动，即，对于任意一个极组连接部102来说，其包括的两个极耳焊接部1021和一个过渡连接部1022，均能够在极组定位板2受到的向上旋转外力的带动下，进行同步的向电池盖板的横向中心轴线方向的弯折操作，实现同步操作，且同步均匀、受力。当极组连接部102的旋转弯折角度达到预设的角度(例如90度时)，可以使得极片连接片的极组连接部102和极柱焊接部101基本平齐，有效避免出现由于极组连接片的边角翘起而刺伤极组的风险。
109.因此，基于以上技术方案可知，本发明的应用，有效保证了对具有四个极组的锂离子动力电池中的四个极组连接片同时进行弯折操作，保证极组连接片弯折的一致性，有效避免出现由于极组连接片的边角翘起而刺伤极组的风险。
110.具体实现上，为了让折刀固定块14能够在旋转导向轴12上横向左右滑动，折刀固定块14的下部设置有横向分布的导向孔；
111.旋转导向轴12横向贯穿通过所述折刀固定块14下部的导向孔；
112.需要说明的是，每个旋转导向轴12上设置有横向分布的折刀配合键13，以更好地向折刀固定块14传递所述旋转导向轴12上的旋转力；
113.折刀固定块14的下部在与折刀配合键13相对应的位置，设置有横向分布的折刀配合键通过孔。
114.具体实现上，旋转导向轴12在朝向折刀15底部的一侧，设置有横向分布的折刀限位导向槽150；
115.折刀15的底部，位于折刀限位导向槽150中。
116.具体实现上，每个折刀轴套5上远离电池盖板定位块11的一端，通过折刀轴套定位块6固定连接在折刀定位块4上。
117.具体实现上，折刀定位块4的内侧下部，通过折刀定位块加强筋8与芯折弯底座9的顶部相连接。因此，通过折刀定位块加强筋8加强固定。
118.需要说明的是，在本发明中，前折弯装置和后折弯装置的形状构造完全一样，作用也一样，只是对称摆放；
119.具体实现上，对于前折弯装置，其具有的折刀定位块4上部后侧，设置有向电池盖板定位块11方向突出的、横向分布的折刀限位块16；
120.对于后折弯装置，其具有的折刀定位块4上部前侧，设置有向电池盖板定位块11方向突出的、横向分布的折刀限位块16；
121.折刀限位块16与极组定位板连接杆3相对设置，折刀限位块16位于极组定位板连接杆3随旋转导向轴12转动时的旋转轨迹上。
122.需要说明的是，本发明的锂离子动力电池的极组连接片弯折工装，由于能够将与四个极组连接片焊接在一起的电池盖板，整体固定在电池盖定位块11上，有效地防止因为电池盖板滑动而造成的极组连接片弯折不一致问题，提高了电池的生产效率和产品合格率。
123.为了更加清楚地理解本发明，下面说明本发明工装的操作原理。
124.对于本发明，对于图2所示的具有四个极组的锂离子电池，为了实现四个极组连接片的弯折操作，首先，把事先和四个极组连接片焊接好后的电池盖板放在电池盖定位块11顶部，并将四个极组分成两个部分，前后放置在两个极组定位板2上；其中，对位于前方的极组定位板2顶部放入第一极组1001和第二极组1002，以及位于后方的极组定位板2顶部放入第三极组1003和第四极组1004。
125.然后，对于每个极组连接片，通过在旋转导向轴12上左右滑动地推动折刀固定块14的位置，可以把折刀15向电池盖板定位块11的方向推出，参见图6所示，让折刀15的一端贴在每个极组连接片的极组连接部102中的过渡连接部1022的外侧(即朝向极组定位板2的一侧)，并且位于极组连接片的过渡连接部1022的外侧与两个极组顶端之间的间隙中；
126.需要说明的是，对于本发明，通过调节折刀固定块14在旋转导向轴12上的横向位置，可以灵活地调节折刀固定块14上的折刀15伸入到极组连接片的过渡连接部1022的外侧与两个极组顶端之间的间隙的长度，以满足具有不同长度的过渡连接部1022的多个不同类型极组连接片的弯折需求。由于折刀15的长度能够调节至最佳尺寸，从而对极组连接片弯折后的角度，也是符合工艺要求的最佳角度。
127.然后，接着通过向上相对转动两个极组定位板2(具体可以是转动90度)，从而使得每个极组定位板2上的两个极组以及旋转导向轴12、旋转导向轴12上的折刀15一起随着转动，从而对极组连接片的极组连接部102(包括两个极耳焊接部1021和一个过渡连接部1022，参见图4所示)进行了全面弯折，完成了一次弯折操作，获得如图1所示的完成四个极组连接片的弯折操作后的锂离子动力电池；
128.然后，可以横向左右移动折刀固定块14，来实现将折刀15抽出。
129.综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种锂离子动力电池的极组连接片弯折工装，其设计科学，克服了传统锂离子动力电池的极组连接片手动弯折操作存在的缺点，其能够在制作具有四个极组的大容量方形锂离子动力电池的过程中，可靠地对四个极组连接片同时进行弯折操作，保证极组连接片弯折的一致性，有效避免出现由于极组连接片的边角翘起而刺伤极组的风险，可以大大提高大容量动力电池装配的效率，保证大容量锂离子电池的电芯一致性和正负极连接片的整齐性，保证锂离子电池安全使用，具有重大的实践意义。
130.本发明的应用，能够大大延长电池的使用寿命，提高电池的装配质量，保证电池的长时间正常使用，有力地提高了电池产品的市场竞争力。
131.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人
员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。