一種疊片式鋰電池鋁殼體結(jié)構(gòu)及其制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰電池封裝技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種疊片式鋰電池鋁殼體結(jié)構(gòu)及其制作方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場(chǎng)上封裝疊片式鋰電池的鋁殼體主要有兩種結(jié)構(gòu)形式。一種是殼底與殼壁一體式的，這種鋁殼體采用沖壓的方式制造，所用鋁板材厚度較小，一般小于0.6_，所做出的鋁殼體體積也比較小，主要用于手機(jī)電池等體積和容量較小的電池。另一種鋁殼體結(jié)構(gòu)是由分離的直筒狀殼壁(橫截面形狀為長(zhǎng)方形)和板狀殼底焊接而成，所用的殼壁和殼底材料厚度較大，一般在1.0mm以上，所用的焊接方式主要有氬弧焊和激光焊接。
[0003]鋁合金表面易產(chǎn)生難熔的Al2O3氧化膜，采用氬弧焊時(shí)就需要采用較大的功率密度，使鋁合金焊接接頭軟化嚴(yán)重，強(qiáng)度系數(shù)低，且容易產(chǎn)生氣孔和熱裂紋。鋁合金線(xiàn)膨脹系數(shù)度大，弧焊容易產(chǎn)生大的焊接變形。鋁合金熱導(dǎo)率大，約為鋼的4倍，相同焊接速度下，熱輸入要比焊接鋼材大2~4倍。因此鋁合金的焊接要求采用能量密度大、焊接輸入小、焊接速度高的高效焊接方法。鋰電池殼體對(duì)密封性要求高，氣孔和熱裂紋都會(huì)嚴(yán)重影響鋰電池殼體的密封性和使用壽命；過(guò)大的焊接變形對(duì)鋰電池裝配也不利。對(duì)于鋰電池鋁殼體而言，氬弧焊是一種設(shè)備投入小、生產(chǎn)成本低的焊接方法，但顯然并不是一種最理想的焊接方法。
[0004]激光焊接具有能量密度高，熱輸入量小，焊接變形小，能夠得到熔化區(qū)和熱影響區(qū)窄的焊縫；激光焊接冷卻速度快，能夠得到組織微細(xì)的焊縫，故焊接接頭性能良好；激光焊接速度快、功能適應(yīng)性強(qiáng)、可靠性高且不需要真空裝置，在焊接精度、效率和自動(dòng)化等方面具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)，采用激光焊接鋁合金可以有效防止傳統(tǒng)焊接工藝產(chǎn)生的缺陷，強(qiáng)度系數(shù)提高很大。激光焊接鋁合金有許多優(yōu)勢(shì)，也存在較大的局限性。激光器功率一般都比較低，鋁及鋁合金對(duì)輻射能的吸收很弱，成為激光焊接鋁合金的難點(diǎn)。激光焊接設(shè)備成本高、接頭間隙允許度小、工件準(zhǔn)備工序要求嚴(yán)等，不利于電池成本的降低，從而在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中容易處于劣勢(shì)。
[0005]攪拌摩擦焊是一種可用于各種合金板焊接的固態(tài)連接技術(shù)。與傳統(tǒng)熔焊方法相比，攪拌摩擦焊無(wú)飛濺、無(wú)煙塵，不需要添加焊絲也不需要保護(hù)氣體，節(jié)省能源，焊接接頭無(wú)氣孔和裂紋，焊接變形小，焊接接頭機(jī)械力學(xué)性能好。由于鋁及鋁合金熔點(diǎn)低，更適用于采用攪拌摩擦焊。攪拌摩擦焊自動(dòng)化程度高、生產(chǎn)周期短。攪拌摩擦焊接過(guò)程操作簡(jiǎn)便，不需要特別的焊前準(zhǔn)備，對(duì)氧化膜不敏感，這點(diǎn)與激光焊接相比，其適用性更強(qiáng)。攪拌摩擦焊也有一定的不足之處，例如被焊工件必須要夾緊固定，對(duì)焊接裝配要求較高，對(duì)接面間隙要求高于填絲焊而低于激光焊接。攪拌摩擦焊一般需要在焊縫背面加墊板，進(jìn)行剛性支撐。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]在對(duì)疊片式鋰電池鋁殼體的殼壁與殼底焊接中，攪拌摩擦焊相對(duì)于氬弧焊和激光焊接具有明顯的的優(yōu)勢(shì)，但其自身的不足之處對(duì)其應(yīng)用產(chǎn)生了一定的限制。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，目的在于提供一種能增強(qiáng)疊片式鋰電池鋁殼體的密封性，以及殼壁與殼底連接可靠性，提高電池外形一致性，并且工藝適用性較強(qiáng)，生產(chǎn)效率相對(duì)較高、成本相對(duì)較低的疊片式鋰電池鋁殼體結(jié)構(gòu)及其制作方法。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
一種疊片式鋰電池招殼體結(jié)構(gòu)，包括殼壁、殼底，所述的殼底完全處于殼壁內(nèi)，其中一邊與殼壁留出0~0.2mm間隙；殼底與殼壁通過(guò)攪拌摩擦焊接，所述的攪拌摩擦焊接焊縫沿殼底2與殼壁I的接縫一整周。
[0007]一種疊片式鋰電池鋁殼體結(jié)構(gòu)的制作方法，包括以下步驟:
SI，將殼壁I套在殼壁定位柱外，殼壁的下部與定位底座接觸；
S2，將殼底放于殼壁超出殼壁定位柱上端的部分所圍繞殼壁定位柱上表面形成的空間內(nèi)，殼底下表面與殼壁定位柱上表面接觸；
S3，合上定位夾具的殼壁夾緊裝置與殼底夾緊裝置，將殼壁與殼底夾緊；
S4，在殼壁與殼底的接縫處沿接縫一周進(jìn)行攪拌摩擦焊接，殼壁與殼底焊接連接成為一體，即鋰電池鋁殼體；
S5，打開(kāi)殼壁夾緊裝置與殼底夾緊裝置，頂出裝置向上頂出殼鋰電池鋁殼體。
[0008]進(jìn)一步的，所述步驟S2中殼壁和殼底放置完成后，殼壁上端面高出殼底上表面0?0.2mm ο
[0009]進(jìn)一步的，所述的殼壁定位柱靠近焊縫的部分和夾緊殼壁的定位夾具裝置接近殼壁上端面的部分的材料具有良好彈性和隔熱的性質(zhì)。
[0010]進(jìn)一步的，步驟S2中所述的殼底放于超出殼壁定位柱上端的部分所圍繞殼壁定位柱形成的空間內(nèi)后，殼底周邊輪廓與殼壁之間存在0~0.2mm的間隙。
[0011]進(jìn)一步的，步驟S4中所述的攪拌摩擦焊接所采用的攪拌頭為可伸縮式攪拌頭
(8)，其直徑小于殼壁厚度的1/2。
[0012]進(jìn)一步的，步驟S4中所述的攪拌摩擦焊接過(guò)程的起始點(diǎn)位于殼壁圓角以外的位置，焊接結(jié)束前可伸縮式攪拌頭在到達(dá)或者超過(guò)起始位置時(shí)開(kāi)始提起，最終形成完整的密封性良好的無(wú)匙孔的焊縫。
【附圖說(shuō)明】
[0013]圖1是本發(fā)明實(shí)施例1的一種鋰電池極耳與極柱的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2是圖1中X處的細(xì)節(jié)放大圖；
圖3是殼壁的橫截面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作更進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0015]—種疊片式鋰電池招殼體結(jié)構(gòu)，包括殼壁I和殼底2，所述的殼底2完全處于殼壁I內(nèi)，其中一邊與殼壁I留出0~0.2mm間隙；殼底2與殼壁I通過(guò)攪拌摩擦焊接，所述的攪拌摩擦焊接焊縫沿殼底2與殼壁I的接縫一整周。
[0016]—種疊片式鋰電池鋁殼體結(jié)構(gòu)的制作方法，其特征在于，包括以下步驟:S1、將殼壁I套在殼壁定位柱4外，殼壁I的下部與定位底座5接觸；S2、將殼底2放于殼壁I與殼壁定位柱4上表面401圍成的空間內(nèi)，殼底2下表面與殼壁I定位柱上表面接觸；S3、合上定位夾具，夾緊殼壁和殼底；S4、在殼壁與殼底的接縫處沿焊縫一周進(jìn)行攪拌摩擦焊接，殼壁與殼底焊接連接成為一體；S5、焊接完成，殼壁夾緊裝置3與殼底夾緊裝置6，頂出裝置向上頂出殼壁I與殼底2焊接連接成的整體結(jié)構(gòu)，即鋰電池鋁殼體；S6、取出殼鋰電池鋁殼體，準(zhǔn)備下一件的制作。