動(dòng)力電池電極的超聲波焊接裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開一種動(dòng)力電池電極的超聲波焊接裝置，包括焊接平臺(tái)和超聲波滾焊模裝置，所述焊接平臺(tái)包括電池承接平臺(tái)、模具底座和底模，所述模具底座安裝于所述電池承接平臺(tái)的側(cè)邊，在所述模具底座上設(shè)置安裝槽，所述底模固定于所述安裝槽內(nèi)；所述超聲波滾焊模裝置的滾焊模具位于所述底模正上方。本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和有益技術(shù)效果如下：體積小，結(jié)構(gòu)牢固，使用壽命長(zhǎng)；有效地提高了焊接效率，可以有效地減少內(nèi)阻，增大過(guò)流，減少電子運(yùn)行熱效應(yīng)，避免發(fā)熱現(xiàn)象，提高了安全性。
【專利說(shuō)明】動(dòng)力電池電極的超聲波焊接裝置
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本實(shí)用新型涉動(dòng)力電池及超聲波焊接領(lǐng)域，尤其是一種用于動(dòng)力電池電極的優(yōu)化布設(shè)時(shí)使用的動(dòng)力電池電極的超聲波焊接裝置。
【【背景技術(shù)】】
[0002]動(dòng)力電池是為工具提供動(dòng)力來(lái)源的電源的裝置，多作為電動(dòng)汽車、電動(dòng)列車、電動(dòng)自行車、高爾夫球車提供動(dòng)力的蓄電池。在大容量動(dòng)力電池生產(chǎn)過(guò)程中，動(dòng)力電池多層極片與極耳或極柱的焊接是影響電池質(zhì)量的關(guān)鍵因素。目前，極片與極耳或極柱的焊接多采用超聲波焊接。但是一般的超聲波點(diǎn)焊會(huì)損壞動(dòng)力電池多層極片與極耳或極柱，影響到電池的生產(chǎn)合格率。另外由于焊接技術(shù)的缺陷，導(dǎo)致焊點(diǎn)連接處內(nèi)阻累積嚴(yán)重，造成電池在工作中趨向遞增性發(fā)熱。若不能使運(yùn)行工作中的電池盡可能減少或者克服因?yàn)閮?nèi)阻而造成累積遞增性發(fā)熱現(xiàn)象，它限制了大功率電池的規(guī)模推進(jìn)長(zhǎng)時(shí)間使用，嚴(yán)重的會(huì)阻礙電池，尤其是大功率電池長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行工作，嚴(yán)重影響使用壽命，更甚的會(huì)發(fā)生爆炸的惡性現(xiàn)象。
[0003]現(xiàn)時(shí)較為普遍的是，電池的正負(fù)兩極布設(shè)于電池同一線面端上，兩相極十分接近，電池運(yùn)行工作時(shí)，電子的運(yùn)動(dòng)方向產(chǎn)生窩繞現(xiàn)象。其問(wèn)題在于電子只處于窄小的流通空間，窄小流動(dòng)的電場(chǎng)處于過(guò)度密集擠迫狀況，尤其電池處于大功率高密度電和連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)，基于電池內(nèi)電子不合理導(dǎo)向運(yùn)行，而造成熱效應(yīng)加劇，電池發(fā)熱乃至發(fā)生爆炸。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)以上所述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種提高工作效率且有效減少內(nèi)阻，降低熱效應(yīng)，提高動(dòng)力電池使用壽命的動(dòng)力電池電極的優(yōu)化布設(shè)及動(dòng)力電池電極的超聲波焊接裝置。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的:動(dòng)力電池電極的優(yōu)化布設(shè)，在單體電池中，正電極與負(fù)電極的引出位為拉開最大距離的反方向設(shè)置。這樣可以令其電池在運(yùn)行工作時(shí)，電子于兩相反位端距離途中流動(dòng)，能充分地利用電池內(nèi)空間的有效橫截面積通道給予的最廣闊通道運(yùn)流，充分調(diào)動(dòng)電池內(nèi)電子定向流通的最佳通暢條件，令運(yùn)行通途內(nèi)阻最小，從而能最大限度地減少電極熱效應(yīng)，避免發(fā)熱現(xiàn)象。
[0006]動(dòng)力電池電極的超聲波焊接裝置，包括焊接平臺(tái)和超聲波滾焊模裝置，所述焊接平臺(tái)包括電池承接平臺(tái)、模具底座和底模，所述模具底座安裝于所述電池承接平臺(tái)的側(cè)邊，在所述模具底座上設(shè)置安裝槽，所述底模固定于所述安裝槽內(nèi)；所述超聲波滾焊模裝置的滾焊模具位于所述底模正上方。
[0007]所述超聲波滾焊模裝置，包括安裝架、設(shè)置于安裝架內(nèi)的滾焊模具和驅(qū)動(dòng)裝置，所述安裝架設(shè)置兩個(gè)支撐部，在所述支撐部?jī)?nèi)安裝軸承，所述滾焊模具的兩側(cè)與變幅桿連接，所述變幅桿分別安裝于軸承內(nèi)，且一端所述變幅桿與被動(dòng)輪連接，所述被動(dòng)輪通過(guò)驅(qū)動(dòng)皮帶與驅(qū)動(dòng)裝置連接，另一端所述變幅桿與超聲波換能器連接。
[0008]所述滾焊模具與變幅桿之間通過(guò)螺栓連接。
[0009]所述軸承與滾焊模具四分之一波長(zhǎng)處連接。
[0010]本實(shí)用新型是針對(duì)大功率、大動(dòng)力，并需瞬間釋放大功率的電池,無(wú)論對(duì)于小型的、中型的乃至大型單體電池，需要通過(guò)對(duì)多個(gè)單體電池串聯(lián)組合、并聯(lián)組合，串聯(lián)及并聯(lián)組合、串聯(lián)、并聯(lián)交替組合等多種重復(fù)組合成的“派克”電池組構(gòu)中，其向外延伸的電極片或者極耳或者極柱的布設(shè)位置，使正極位和負(fù)極位盡可能反向拉開距離，令其運(yùn)行工作時(shí)電子于兩相反極位端距離途中流動(dòng)，能充分且均勻地利用電池內(nèi)空間的有效截面通道給予的最廣闊通道運(yùn)流，充分調(diào)動(dòng)電池內(nèi)電子定向流通的最佳通暢條件，令運(yùn)行通途內(nèi)阻最小，從而最大限度地克服電子熱效應(yīng)，避免發(fā)熱現(xiàn)象。
[0011]為了有效地克服電池?zé)嵝?yīng)的現(xiàn)象乃至更嚴(yán)峻的爆炸現(xiàn)象，本實(shí)用新型提出不論單體電池或者多個(gè)單體電池通過(guò)串聯(lián)并聯(lián)串并聯(lián)交替多單體電池符合組成的電池“派克”組構(gòu)。尤其大功率大動(dòng)力電池，其正電極與負(fù)電極位置的引出位應(yīng)能令正電極位于負(fù)電極位盡可能反向拉開距離而布設(shè)。這樣可以令運(yùn)行工作時(shí)，電子于兩相反極遠(yuǎn)寬位端距離間流動(dòng)，能充分地利用電池內(nèi)空間的有限橫截面積通道所給予通暢條件，令運(yùn)行通途內(nèi)阻最小，從而能最大限度地克服電池?zé)嵝?yīng)，避免發(fā)熱現(xiàn)象出現(xiàn)。
[0012]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的優(yōu)點(diǎn)和有益技術(shù)效果如下:體積小，結(jié)構(gòu)牢固，使用壽命長(zhǎng)；有效地提高了焊接效率，可以有效地減少內(nèi)阻，增大過(guò)流，減少電子運(yùn)行熱效應(yīng)，避免發(fā)熱現(xiàn)象，提高了安全性。
【【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】】
[0013]圖1為本實(shí)用新型動(dòng)力電池電極的優(yōu)化布設(shè)的超聲波焊接生產(chǎn)線立體結(jié)構(gòu)圖1 ;
[0014]圖2為本實(shí)用新型動(dòng)力電池電極的優(yōu)化布設(shè)的超聲波焊接生產(chǎn)線左視結(jié)構(gòu)圖1 ;
[0015]圖3為本實(shí)用新型動(dòng)力電池電極的優(yōu)化布設(shè)的超聲波焊接生產(chǎn)線A部局部放大圖1;
[0016]圖4為本實(shí)用新型動(dòng)力電池電極的優(yōu)化布設(shè)的超聲波焊接生產(chǎn)線立體結(jié)構(gòu)圖2 ；
[0017]圖5為本實(shí)用新型動(dòng)力電池電極的優(yōu)化布設(shè)的超聲波焊接生產(chǎn)線左視結(jié)構(gòu)圖2 ；
[0018]圖6為本實(shí)用新型動(dòng)力電池電極的優(yōu)化布設(shè)的超聲波焊接生產(chǎn)線A部局部放大圖2 ；
[0019]圖7為本實(shí)用新型超聲波滾焊模裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖8為本實(shí)用新型一種動(dòng)力電池電極的超聲波焊接方法的動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖9為本實(shí)用新型一種動(dòng)力電池電極的超聲波焊接方法的動(dòng)力電池焊接示意圖1 ;
[0022]圖10為本實(shí)用新型一種動(dòng)力電池電極的超聲波焊接方法的動(dòng)力電池焊接示意圖2。
【【具體實(shí)施方式】】
[0023]以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)的描述說(shuō)明。
[0024]動(dòng)力電池電極的優(yōu)化布設(shè)，如圖8-10所示，在單體電池中，正電極與負(fù)電極的引出位為拉開最大距離的反方向設(shè)置。可以是正電極與負(fù)電極分別位于單體電池的距離最大的兩側(cè)。這樣可以令電池在工作時(shí)，電子于兩相反位端距離途中流動(dòng)，能充分地利用電池內(nèi)空間的有效橫截面積通道給予的最廣闊通道運(yùn)流，充分調(diào)動(dòng)電池內(nèi)電子定向流通的最佳通暢條件，令運(yùn)行通途內(nèi)阻最小，從而能最大限度地減少電池?zé)嵝?yīng)，避免發(fā)熱現(xiàn)象。本實(shí)用新型所述的動(dòng)力電池可以是鋰離子動(dòng)力電池、鎳氫動(dòng)力電池或者燃料電池等。
[0025]所述單體電池的正電極和負(fù)電極的電池極片向外延伸出來(lái)，在所述電池極片設(shè)置焊接區(qū)，所述電池極片的焊接區(qū)對(duì)位設(shè)置(可以是堆疊設(shè)置)于另一所述單體電池的電池極片相應(yīng)焊接區(qū)的平位(用于方便堆疊焊接)處，通過(guò)滾焊模具對(duì)焊接區(qū)進(jìn)行滾動(dòng)焊接。多個(gè)單體電池可以是串聯(lián)組合、并聯(lián)組合、串聯(lián)及并聯(lián)組合、串聯(lián)、并聯(lián)交替組合等多種重復(fù)組合。
[0026]動(dòng)力電池電極優(yōu)化布設(shè)的超聲波焊接方法，其步驟包括:
[0027](I)將單體電池放置于焊接平臺(tái)上，所述單體電池的正電極和負(fù)電極的電池極片延伸出來(lái)，放置于底模上；
[0028](2)使用超聲波滾焊裝置對(duì)放置于底模上的電池極片進(jìn)行接駁、連接等滾動(dòng)焊接。
[0029]所述電池極片設(shè)有焊接區(qū)，所述電池極片的焊接區(qū)對(duì)位設(shè)置在電池極片的相應(yīng)焊接區(qū)的位置平位處，通過(guò)滾焊模具對(duì)焊接區(qū)進(jìn)行滾動(dòng)焊接。
[0030]如圖9所示，可以為多單個(gè)電池作串聯(lián)后焊接。
[0031]如圖10所示，動(dòng)力電池可以是若干單個(gè)電池并聯(lián)焊接。
[0032]動(dòng)力電池也可以為若干單個(gè)電池作并聯(lián)焊接，然后串聯(lián)焊接。也可為若干單個(gè)電池并聯(lián)后作進(jìn)一步串聯(lián)焊接、并聯(lián)焊接或串并聯(lián)焊接。
[0033]其中，優(yōu)選的，當(dāng)焊接對(duì)象為0.2mm銅鍍鎳條和50層厚度為0.018mm的銅箔時(shí)，焊接速率為330mm/分鐘，焊接壓力為5.5KG/cm2,在線功率可以是3880w。
[0034]當(dāng)焊接對(duì)象為0.2mm鋁條和50層厚度為0.02mm的銅箔時(shí)，焊接速率為485mm/分鐘，焊接壓力為4.2KG/cm2,在線功率可以是2880w。
[0035]當(dāng)焊接對(duì)象為0.2mm銅鍍鎳條和0.2mm招條時(shí),焊接速率為380mm/分鐘,焊接壓力為3.5KG/cm2,在線功率可以是3680w。
[0036]當(dāng)焊接對(duì)象為0.2mm銅鍍鎳條和0.2mm銅鍍鎳條時(shí),焊接速率為300mm/分鐘,焊接壓力為4.3KG/cm2,在線功率可以是4580w。
[0037]當(dāng)焊接對(duì)象為0.2mm銅鍍鎳條和50層厚度為0.018mm的銅箔時(shí)，焊接速率為330mm/分鐘，焊接壓力為5.5KG/cm2,在線功率可以是3880w。
[0038]如圖1-3所示，所述焊接平臺(tái)包括電池承接平臺(tái)5、模具底座51和底模4，所述模具底座51安裝于所述電池承接平臺(tái)5的兩側(cè)邊，在所述模具底座51上設(shè)置安裝槽52，所述底模4固定于所述安裝槽52內(nèi)。所述電池極片31設(shè)有焊接區(qū)，所述電池極片的焊接區(qū)對(duì)位設(shè)置于電池極片相應(yīng)焊接區(qū)的延置平位處，并置于所述底模4上，通過(guò)滾焊模具2對(duì)焊接區(qū)進(jìn)行滾動(dòng)焊接。
[0039]超聲波滾焊模裝置，如圖7所示，包括安裝架66、設(shè)置于安裝架66內(nèi)的滾焊模具65和驅(qū)動(dòng)裝置68，所述安裝架66設(shè)置兩個(gè)支撐部，在所述支撐部?jī)?nèi)安裝軸承62，所述滾焊模具65的兩側(cè)分別與變幅桿611連接，所述變幅桿611分別安裝于軸承62內(nèi)，且在一端所述變幅桿611與被動(dòng)輪67連接，所述被動(dòng)輪67通過(guò)驅(qū)動(dòng)皮帶610與安裝于驅(qū)動(dòng)裝置68上的同步驅(qū)動(dòng)輪69連接，另一端所述變幅桿611與超聲波換能器614連接。所述超聲波換能器614上安裝連接膠座615，所述連接膠座615上安裝超聲信號(hào)連接座616。所述滾焊模具65是全波長(zhǎng)滾焊模具，且所述滾焊模具65與變幅桿611之間通過(guò)螺栓64連接。所述軸承62與滾焊模具65的四分之一波長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)617處連接。所述軸承62通過(guò)螺母63固定于所述安裝架66的支撐部?jī)?nèi)。所述變幅桿611與所述軸承62通過(guò)法蘭(612，613)連接。本實(shí)用新型超聲波滾焊模裝置體積小，結(jié)構(gòu)牢固，使用壽命長(zhǎng)。
[0040]如圖4-6所示，為多個(gè)單體電池堆疊的焊接實(shí)施例。
[0041]動(dòng)力電池電極的超聲波焊接裝置，如圖1-6所示，包括電池承接平臺(tái)5、模具底座51和底模4，所述模具底座51安裝于所述電池承接平臺(tái)5的兩側(cè)邊，在所述模具底座51上設(shè)置安裝槽52，所述底模4固定于所述安裝槽52內(nèi)。所述電池極片31設(shè)置焊接區(qū)，所述電池極片31的焊接區(qū)對(duì)位設(shè)置于另一電池極片相應(yīng)焊接區(qū)的平位處，置于所述底模4上，通過(guò)滾焊模具2對(duì)焊接區(qū)進(jìn)行滾動(dòng)焊接；所述超聲波滾焊模裝置的滾焊模具2位于所述底模4正上方。所述超聲波滾焊模裝置如圖7所示，包括安裝架66、設(shè)置于安裝架66內(nèi)的滾焊模具65和驅(qū)動(dòng)裝置68，所述安裝架66設(shè)置兩個(gè)支撐部，在所述支撐部?jī)?nèi)安裝軸承62，所述滾焊模具65的兩側(cè)與變幅桿611連接，所述變幅桿611分別安裝于軸承62內(nèi)，且一端所述變幅桿611與被動(dòng)輪67連接，所述被動(dòng)輪67通過(guò)驅(qū)動(dòng)皮帶610與與安裝于驅(qū)動(dòng)裝置68上的同步驅(qū)動(dòng)輪69連接，另一端所述變幅桿611與超聲波換能器614連接。所述超聲波換能器614上安裝連接膠座615，所述連接膠座615上安裝超聲信號(hào)連接座616。所述滾焊模具65是全波長(zhǎng)滾焊模具，且所述滾焊模具65與變幅桿611之間通過(guò)螺栓64連接。所述軸承62與滾焊模具65的四分之一波長(zhǎng)節(jié)點(diǎn)617處連接。所述軸承62通過(guò)螺母63固定于所述安裝架66的支撐部?jī)?nèi)。所述變幅桿611與所述軸承62通過(guò)法蘭(612，613)連接。
[0042]所述滾焊模具焊接接觸界面主體滾焊花紋輪模具與其位置相對(duì)的處于滾焊花紋模具緊貼的焊接座長(zhǎng)形平臺(tái)底模上，在裝置結(jié)構(gòu)牽動(dòng)滾焊模具輪作定向反復(fù)平移及滾動(dòng)運(yùn)行的軌跡上，一字型排放著多個(gè)單個(gè)電池延伸出來(lái)的電極塊片，這些電極塊片上疊合放置著極片待滾動(dòng)焊接。
[0043]以上詳細(xì)描述了本實(shí)用新型的較佳具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無(wú)需創(chuàng)造性勞動(dòng)就可以根據(jù)本實(shí)用新型的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本實(shí)用新型構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上通過(guò)邏輯分析、推理或者根據(jù)有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，均應(yīng)該在由本權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍之中。
【權(quán)利要求】
1.動(dòng)力電池電極的超聲波焊接裝置，其特征在于，包括焊接平臺(tái)和超聲波滾焊模裝置，所述焊接平臺(tái)包括電池承接平臺(tái)、模具底座和底模，所述模具底座安裝于所述電池承接平臺(tái)的側(cè)邊，在所述模具底座上設(shè)置安裝槽，所述底模固定于所述安裝槽內(nèi)；所述超聲波滾焊模裝置的滾焊模具位于所述底模正上方。
2.按照權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池電極的超聲波焊接裝置，其特征在于，所述超聲波滾焊模裝置，包括安裝架、設(shè)置于安裝架內(nèi)的滾焊模具和驅(qū)動(dòng)裝置，所述安裝架設(shè)置兩個(gè)支撐部，在所述支撐部?jī)?nèi)安裝軸承，所述滾焊模具的兩側(cè)與變幅桿連接，所述變幅桿分別安裝于軸承內(nèi)，且一端所述變幅桿與被動(dòng)輪連接，所述被動(dòng)輪通過(guò)驅(qū)動(dòng)皮帶與驅(qū)動(dòng)裝置連接，另一端所述變幅桿與超聲波換能器連接。
3.按照權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池電極的超聲波焊接裝置，其特征在于，所述滾焊模具與變幅桿之間通過(guò)螺栓連接。
4.按照權(quán)利要求2所述的動(dòng)力電池電極的超聲波焊接裝置，其特征在于，所述軸承與滾焊模具四分之一波長(zhǎng)處連接。
【文檔編號(hào)】H01M2/26GK203992808SQ201420220083
【公開日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2014年4月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月30日
【發(fā)明者】嚴(yán)卓晟, 嚴(yán)卓理, 嚴(yán)錦璇 申請(qǐng)人:廣州市新棟力超聲電子設(shè)備有限公司