一種鋰電池的激光穿透密封設(shè)備及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及鋰電池生產(chǎn)領(lǐng)域，具體的說是一種鋰電池的激光穿透密封設(shè)備，包括激光焊機(jī)主體、三自由度焊接工作臺和夾緊固定裝置，所述的三自由度焊接工作臺安裝在方形平臺上，夾緊固定裝置位于三自由度焊接工作臺正上方；所述的一種鋰電池的激光穿透密封方法，極耳壓在鋰電池的金屬頂柱上方，蓋板安裝在鋰電池的金屬頂柱正上方，方形鎳金屬片放置在蓋板凹槽內(nèi)，激光焊接時(shí)，鎳金屬片熔化后可填充蓋板凹槽內(nèi)產(chǎn)生的裂紋和泄露點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了完全密封的功能。本發(fā)明保證了鋰電池焊接位置的穩(wěn)定性，提高了鋰電池的激光焊接質(zhì)量；且實(shí)現(xiàn)了完全密封的功能，增加了焊接的美觀性。
【專利說明】一種鋰電池的激光穿透密封設(shè)備及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰電池生產(chǎn)領(lǐng)域，具體的說是一種鋰電池的激光穿透密封設(shè)備及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]鋰電池是一類由鋰金屬或鋰合金為負(fù)極材料、使用非水電解質(zhì)溶液的電池；隨著科技和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋰電池廣泛應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品、電動工具、飛機(jī)航模和手機(jī)電腦等領(lǐng)域，目前，鋰電池大致可分為鋰金屬電池和鋰離子電池兩大類，其中，鋰離子電池是一種二次電池(充電電池)，它主要依靠鋰離子在正極和負(fù)極之間移動來工作。鋰電池的生產(chǎn)工藝流程一般為:配料、涂布、輥壓、裁片、分條、焊接、卷繞、封裝、烘烤、注液、化成、成型和分容檢測
坐寸ο
[0003]其中，焊接目前普遍采用激光電池封焊機(jī)進(jìn)行激光焊接極耳，激光穿透焊接技術(shù)是通過高強(qiáng)度激光束熔化并穿透一定厚度的金屬片，將金屬片與其下邊的電子元器件結(jié)合在一起的技術(shù)。在鋰離子電池的制造過程中，該技術(shù)可以避免使用導(dǎo)流引帶，減少接觸電阻，防止結(jié)構(gòu)件松動，提高自動化生產(chǎn)的能力與效率，但是激光焊接執(zhí)行速度快、靈活性大，因此，在激光電池封焊過程中，鋰電池的位置固定的穩(wěn)定性和鋰電池與激光束的中心對正與否直接影響著激光電池封焊的質(zhì)量；同時(shí)在焊接負(fù)極蓋板紫銅片時(shí)，由于其冷卻速度很快，激光穿透處會存在裂紋，產(chǎn)生泄露，從而嚴(yán)重影響產(chǎn)品的性能。
[0004]目前，在現(xiàn)有的技術(shù)中僅有少數(shù)技術(shù)涉及到激光電池焊接，對于激光電池焊接設(shè)備，專利號為200620017964.8的中國專利公布了一種電池激光焊接封口夾具，采用循環(huán)運(yùn)料解決了激光焊接機(jī)工作停滯的問題；專利號為201120089248.1的中國專利公布的電池激光焊接裝置，主要應(yīng)用于立方體鋰電池的焊接；而對于激光電池焊接工藝方法，專利號為200710073018.4的中國專利公布的鋰離子電池激光焊接封口工藝，采用高頻輸出的激光焊接機(jī)對鋰離子電池外殼與電池蓋板進(jìn)行封口焊接；專利號為200910030391.0公布的一種電池激光焊接方法，采用在待焊工件上固定金屬層，再用激光焊接的方式。
[0005]鑒于此，現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)不能滿足人們生產(chǎn)的需要，現(xiàn)迫切需要一種穩(wěn)定好、可靠性高的激光電池焊接裝置以及高效的焊接工藝，即一種鋰電池的激光穿透密封設(shè)備及方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種鋰電池的激光穿透密封設(shè)備及方法。
[0007]本發(fā)明所要解決其技術(shù)問題所采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)。
[0008]一種鋰電池的激光穿透密封設(shè)備，包括激光焊機(jī)主體、三自由度焊接工作臺和夾緊固定裝置，所述的激光焊機(jī)主體底端設(shè)置有圓柱形托座，且激光焊機(jī)主體前側(cè)設(shè)置有方形平臺；所述的三自由度焊接工作臺安裝在方形平臺上；所述的夾緊固定裝置位于三自由度焊接工作臺正上方，且夾緊固定裝置和三自由度焊接工作臺之間通過內(nèi)六角螺栓相連接。
[0009]進(jìn)一步，所述的三自由度焊接工作臺包括液壓缸、下板座、縱向絲杠、縱向手輪、中板座、橫向絲杠、橫向手輪和上板座；所述的液壓缸數(shù)量為三，液壓缸底端固定在方形平臺上，且三個(gè)液壓缸圍繞方形平臺的中心軸線呈三角形布置，液壓缸頂端與下板座下方固連，通過液壓缸實(shí)現(xiàn)了下板座上下升降的功能；所述的下板座上方左右兩側(cè)均分別設(shè)置有第一滑軌，下板座前后兩側(cè)均分別設(shè)置有第一耳座，縱向絲杠穿過第一耳座，且縱向絲杠一端通過軸承安裝在第二耳座上，縱向絲杠另一端與縱向手輪固連；所述的中板座下方左右兩側(cè)均分別設(shè)置有第一滑塊，且第一滑塊安裝在第一滑軌上，中板座下方縱向中心軸線位置處還設(shè)置有第一螺母，且第一螺母安裝在縱向絲杠上，通過第一螺母和縱向絲杠實(shí)現(xiàn)了中板座前后移動的功能，中板座上方前后兩側(cè)均分別設(shè)置有第二滑軌，中板座左右兩側(cè)均分別設(shè)置有第二耳座，橫向絲杠穿過第二耳座，且橫向絲杠一端通過軸承安裝在第二耳座上，橫向絲杠另一端與橫向手輪相連接；所述的上板座下方前后兩側(cè)均分別設(shè)置有第二滑塊，且第二滑塊安裝在第二滑軌上，上板座下方橫向中心軸線位置處設(shè)置有第二螺母，且第二螺母安裝在橫向絲杠上，通過第二螺母和橫向絲杠實(shí)現(xiàn)了上板座左右移動的功能，上板座上方設(shè)置有螺紋安裝孔。
[0010]進(jìn)一步，所述的夾緊固定裝置包括基座、滑軌、滑塊、夾頭、電動推桿和壓板，且滑軌、滑塊、夾頭和電動推桿的數(shù)量均為三；所述的三個(gè)滑軌沿基座的中心軸線分別對稱固定在基座上，滑塊安裝在滑軌上，且滑塊前端固定有夾頭，夾頭為弧形結(jié)構(gòu)；所述的電動推桿底端固定在基座上，電動推桿頂端與壓板相連接。
[0011]進(jìn)一步，所述的滑軌上均勻設(shè)置有限位孔，滑塊上開設(shè)有通孔，通孔與限位孔之間采用鎖緊螺栓相連接，通過限位孔可以適應(yīng)對不同型號和大小的鋰電池進(jìn)行夾緊固定，從而適應(yīng)性更強(qiáng)。
[0012]進(jìn)一步，所述的壓板為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，且壓板內(nèi)側(cè)均勻設(shè)置有半圓形突起物。
[0013]一種鋰電池的激光穿透密封方法，所述的鋰電池安放在基座的中心軸線位置處；所述的極耳壓在鋰電池的金屬頂柱上方，極耳的數(shù)量不少于五，且極耳形成的重疊區(qū)域與金屬頂柱中心重疊；所述的蓋板安裝在鋰電池的金屬頂柱正上方，且蓋板中間設(shè)置有凹槽，凹槽內(nèi)放置有方形鎳金屬片；控制電動推桿收縮使壓板上的半圓形突起物與蓋板接觸擠壓，再移動滑塊使夾頭對鋰電池外殼進(jìn)行鎖緊，激光束依次穿過鎳金屬片、蓋板凹槽和極耳，從而使鎳金屬片、蓋板、極耳和鋰電池的金屬頂柱結(jié)合在一起，且鎳金屬片熔化后可填充蓋板凹槽內(nèi)產(chǎn)生的裂紋和泄露點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了完全密封的功能。
[0014]進(jìn)一步，所述的極耳材質(zhì)可為銅、鎳銅復(fù)合帶、鋁帶和鋁鎳復(fù)合帶；所述的蓋板凹槽位置處的材質(zhì)為紫銅。
[0015]本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0016](I).通過采用三自由度焊接工作臺，可實(shí)現(xiàn)焊接工作臺在空間內(nèi)上下升降、前后移動和左右滑動的功能，更加便于鋰電池與激光束的中心找正；
[0017](2).通過采用夾緊固定裝置實(shí)現(xiàn)了鋰電池整體鎖緊固定以及激光焊接過程中蓋板壓緊的功能，保證了鋰電池焊接位置的穩(wěn)定性，提高了鋰電池的激光焊接質(zhì)量；
[0018](3).通過在蓋板凹槽內(nèi)添加鎳金屬片，使得鎳金屬片熔化后可填充蓋板凹槽內(nèi)產(chǎn)生的裂紋和泄露點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了完全密封的功能，增加了焊接的美觀性?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0019]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0020]圖1是本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明夾緊固定裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖3是本發(fā)明下板座的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖4是本發(fā)明中板座的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖5是本發(fā)明金屬頂柱和極耳焊接配合示意圖；
[0025]圖6是本發(fā)明蓋板的俯視圖；
[0026]圖7是本發(fā)明鎳金屬片的主視圖。
具體實(shí)施例
[0027]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0028]如圖1所示，一種鋰電池的激光穿透密封設(shè)備，包括激光焊機(jī)主體1、三自由度焊接工作臺2和夾緊固定裝置3，所述的激光焊機(jī)主體I底端設(shè)置有圓柱形托座101，且激光焊機(jī)主體I前側(cè)設(shè)置有方形平臺102 ;所述的三自由度焊接工作臺2安裝在方形平臺102上；所述的夾緊固定裝置3位于三自由度焊接工作臺2正上方，且夾緊固定裝置3和三自由度焊接工作臺2之間通過內(nèi)六角螺栓相連接。
[0029]如圖1、圖3和圖4所示，作為本發(fā)明激光穿透密封設(shè)備的進(jìn)一步實(shí)施方式，所述的三自由度焊接工作臺2包括液壓缸201、下板座202、縱向絲杠203、縱向手輪204、中板座205、橫向絲杠206、橫向手輪207和上板座208 ;所述的液壓缸201數(shù)量為三，液壓缸201底端固定在方形平臺102上，且三個(gè)液壓缸201圍繞方形平臺102的中心軸線呈三角形布置，液壓缸201頂端與下板座202下方固連，通過液壓缸201實(shí)現(xiàn)了下板座202上下升降的功能；所述的下板座202上方左右兩側(cè)均分別設(shè)置有第一滑軌，下板座202前后兩側(cè)均分別設(shè)置有第一耳座，縱向絲杠203穿過第一耳座，且縱向絲杠203 —端通過軸承安裝在第二耳座上，縱向絲杠203另一端與縱向手輪204固連；所述的中板座205下方左右兩側(cè)均分別設(shè)置有第一滑塊，且第一滑塊安裝在第一滑軌上，中板座205下方縱向中心軸線位置處還設(shè)置有第一螺母，且第一螺母安裝在縱向絲杠203上，通過第一螺母和縱向絲杠203實(shí)現(xiàn)了中板座205前后移動的功能，中板座205上方前后兩側(cè)均分別設(shè)置有第二滑軌，中板座205左右兩側(cè)均分別設(shè)置有第二耳座，橫向絲杠206穿過第二耳座，且橫向絲杠206 —端通過軸承安裝在第二耳座上，橫向絲杠206另一端與橫向手輪207相連接；所述的上板座208下方前后兩側(cè)均分別設(shè)置有第二滑塊，且第二滑塊安裝在第二滑軌上，上板座208下方橫向中心軸線位置處設(shè)置有第二螺母，且第二螺母安裝在橫向絲杠206上，通過第二螺母和橫向絲杠206實(shí)現(xiàn)了上板座208左右移動的功能，上板座208上方設(shè)置有螺紋安裝孔。
[0030]如圖2所示，作為本發(fā)明激光穿透密封設(shè)備的進(jìn)一步實(shí)施方式，所述的夾緊固定裝置3包括基座301、滑軌302、滑塊303、夾頭304、電動推桿305和壓板306，且滑軌302、滑塊303、夾頭304和電動推桿305的數(shù)量均為三；所述的三個(gè)滑軌302沿基座301的中心軸線分別對稱固定在基座301上，滑塊303安裝在滑軌302上，且滑塊303前端固定有夾頭304，夾頭304為弧形結(jié)構(gòu)；所述的電動推桿305底端固定在基座301上，電動推桿305頂端與壓板306相連接；所述的壓板306為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，且壓板306內(nèi)側(cè)均勻設(shè)置有半圓形突起物。
[0031]如圖2所示，作為本發(fā)明激光穿透密封設(shè)備的進(jìn)一步實(shí)施方式，所述的滑軌302上均勻設(shè)置有限位孔，滑塊303上開設(shè)有通孔，通孔與限位孔之間采用鎖緊螺栓相連接，通過限位孔可以適應(yīng)對不同型號和大小的鋰電池4進(jìn)行夾緊固定，從而適應(yīng)性更強(qiáng)。
[0032]如圖5、圖6和圖7所示，一種鋰電池的激光穿透密封方法，所述的鋰電池4安放在基座301的中心軸線位置處；所述的極耳5壓在鋰電池4的金屬頂柱401上方，極耳5的數(shù)量不少于五，且極耳5形成的重疊區(qū)域與金屬頂柱401中心重疊；所述的蓋板6安裝在鋰電池4的金屬頂柱401正上方，且蓋板6中間設(shè)置有凹槽，凹槽內(nèi)放置有方形鎳金屬片7 ;控制電動推桿305收縮使壓板306上的半圓形突起物與蓋板6接觸擠壓，再移動滑塊303使夾頭304對鋰電池4外殼進(jìn)行鎖緊，激光束依次穿過鎳金屬片7、蓋板6凹槽和極耳5，從而使鎳金屬片7、蓋板6、極耳5和鋰電池4的金屬頂柱401結(jié)合在一起，且鎳金屬片7熔化后可填充蓋板6凹槽內(nèi)產(chǎn)生的裂紋和泄露點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了完全密封的功能。
[0033]如圖5和圖6所示，作為本發(fā)明激光穿透密封方法的進(jìn)一步實(shí)施方式，所述的極耳5材質(zhì)可為銅、鎳銅復(fù)合帶、鋁帶和鋁鎳復(fù)合帶；所述的蓋板6凹槽位置處的材質(zhì)為紫銅。
[0034]使用時(shí)，首先將鋰電池4安放在夾緊固定裝置3的基座301的中心位置，移動滑塊303，實(shí)現(xiàn)夾頭304對鋰電池4整體夾緊的功能，擰上鎖緊螺栓；然后將極耳5固定在鋰電池
4的金屬頂柱401上，并使得極耳5形成的重疊區(qū)域與金屬頂柱401中心對齊，將蓋板6蓋壓在極耳5上，將鎳金屬片7平放在蓋板6的凹槽內(nèi)；控制電動推桿305收縮，當(dāng)半圓形突起物與蓋板6充分接觸時(shí)，關(guān)閉電動推桿305，使其停止收縮，達(dá)到了對蓋板6固定的效果；最后分別轉(zhuǎn)動第一手輪和第二手輪，調(diào)節(jié)中板座205和上板座208的位置，使得蓋板6凹槽與垂直激光束位于同一條中心軸線上，當(dāng)兩者位置調(diào)節(jié)好后，就可以進(jìn)行鋰電池4激光穿透密封焊接了。
[0035]以上顯示和描述了本發(fā)明的基本原理、主要特征和優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中的描述的只是說明本發(fā)明的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【權(quán)利要求】
1.一種鋰電池的激光穿透密封設(shè)備，包括激光焊機(jī)主體(1)、三自由度焊接工作臺(2)和夾緊固定裝置(3)，其特征在于:所述的激光焊機(jī)主體(1)底端設(shè)置有圓柱形托座(101)，且激光焊機(jī)主體(1)前側(cè)設(shè)置有方形平臺(102);所述的三自由度焊接工作臺(2)安裝在方形平臺(102)上；所述的夾緊固定裝置(3)位于三自由度焊接工作臺(2)正上方，且夾緊固定裝置(3)和三自由度焊接工作臺(2)之間通過內(nèi)六角螺栓相連接；其中: 所述的三自由度焊接工作臺(2)包括液壓缸(201)、下板座(202)、縱向絲杠(203)、縱向手輪(204)、中板座(205)、橫向絲杠(206)、橫向手輪(207)和上板座(208);所述的液壓缸(201)數(shù)量為三，液壓缸(201)底端固定在方形平臺(102)上，且三個(gè)液壓缸(201)圍繞方形平臺(102)的中心軸線呈三角形布置，液壓缸(201)頂端與下板座(202)下方固連；所述的下板座(202)上方左右兩側(cè)均分別設(shè)置有第一滑軌，下板座(202)前后兩側(cè)均分別設(shè)置有第一耳座，縱向絲杠(203)穿過第一耳座，且縱向絲杠(203) —端通過軸承安裝在第二耳座上，縱向絲杠(203)另一端與縱向手輪(204)固連；所述的中板座(205)下方左右兩側(cè)均分別設(shè)置有第一滑塊，且第一滑塊安裝在第一滑軌上，中板座(205)下方縱向中心軸線位置處還設(shè)置有第一螺母，且第一螺母安裝在縱向絲杠(203)上，中板座(205)上方前后兩側(cè)均分別設(shè)置有第二滑軌，中板座(205)左右兩側(cè)均分別設(shè)置有第二耳座，橫向絲杠(206)穿過第二耳座，且橫向絲杠(206) —端通過軸承安裝在第二耳座上，橫向絲杠(206)另一端與橫向手輪(207)相連接；所述的上板座(208)下方前后兩側(cè)均分別設(shè)置有第二滑塊，且第二滑塊安裝在第二滑軌上，上板座(208)下方橫向中心軸線位置處設(shè)置有第二螺母，且第二螺母安裝在橫向絲杠(206)上，上板座(208)上方設(shè)置有螺紋安裝孔。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池的激光穿透密封設(shè)備，其特征在于:所述的夾緊固定裝置(3)包括基 座(301)、滑軌(302)、滑塊(303)、夾頭(304)、電動推桿(305)和壓板(306)，且滑軌(302)、滑塊(303)、夾頭(304)和電動推桿(305)的數(shù)量均為三；所述的三個(gè)滑軌(302)沿基座(301)的中心軸線分別對稱固定在基座(301)上，滑塊(303)安裝在滑軌(302)上，且滑塊(303)前端固定有夾頭(304)，夾頭(304)為弧形結(jié)構(gòu)；所述的電動推桿(305)底端固定在基座(301)上，電動推桿(305)頂端與壓板(306)相連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰電池的激光穿透密封設(shè)備，其特征在于:所述的滑軌(302)上均勻設(shè)置有限位孔，滑塊(303)上開設(shè)有通孔，通孔與限位孔之間采用鎖緊螺栓相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種鋰電池的激光穿透密封設(shè)備，其特征在于:所述的壓板(306)為圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，且壓板(306)內(nèi)側(cè)均勻設(shè)置有半圓形突起物。
5.一種鋰電池的激光穿透密封方法，用于權(quán)利要求1-4項(xiàng)所述設(shè)備的使用，其特征在于:所述的鋰電池⑷安放在基座(301)的中心軸線位置處；所述的極耳(5)壓在鋰電池的金屬頂柱(401)上方，極耳(5)的數(shù)量不少于五，且極耳(5)形成的重疊區(qū)域與金屬頂柱(401)中心重疊；所述的蓋板(6)安裝在鋰電池⑷的金屬頂柱(401)正上方，且蓋板(6)中間設(shè)置有凹槽，凹槽內(nèi)放置有方形鎳金屬片(7);控制電動推桿(305)收縮使壓板(306)上的半圓形突起物與蓋板(6)接觸擠壓，再移動滑塊(303)使夾頭(304)對鋰電池(4)外殼進(jìn)行鎖緊，激光束依次穿過鎳金屬片(7)、蓋板(6)凹槽和極耳(5)，從而使鎳金屬片(7)、蓋板出)、極耳(5)和鋰電池(4)的金屬頂柱(401)結(jié)合在一起，且鎳金屬片(7)熔化后可填充蓋板出)凹槽內(nèi)產(chǎn)生的裂紋和泄露點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了完全密封的功能。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種鋰電池的激光穿透密封方法，其特征在于:所述的極耳(5)材質(zhì)可為銅、鎳銅復(fù) 合帶、鋁帶和鋁鎳復(fù)合帶；所述的蓋板(6)凹槽位置處的材質(zhì)為紫銅。
【文檔編號】B23K37/04GK104002046SQ201410267197
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月16日
【發(fā)明者】葉張軍, 張玉花, 梁文明 申請人:浙江金開來新能源科技有限公司