动力电池极耳高频焊接贴胶用线圈及极耳焊接装置的制作方法

本实用新型涉及高频焊接技术领域，尤其涉及一种动力电池极耳高频焊接贴胶用线圈及极耳焊接装置、方法。

背景技术：

目前，新能源汽车多采用软包锂离子动力电池作为储能装置，而极耳是软包锂离子动力电池的重要部件。

在极耳的诸多成型工艺中，高频焊接贴胶工艺的生产效率最高、贴胶强度最好，在3C消费类电子产品用软包锂电池的极耳生产中已得到广泛应用。但是，与3C电池所用极耳相比，动力电池所用极耳尺寸要大得多，贴胶面积扩大近百倍，现有的高频焊接贴胶工艺容易暴露出贴胶不均匀、一致性不好的缺陷，目前尚未能在动力所用电池极耳的生产过程中推广应用。因此，在生产动力电池所用极耳时，生产厂家仍大多采用工效低、贴胶强度较低并且产品外观欠佳的平板热压工艺。

动力电池极耳采用高频焊接贴胶工艺出现贴胶不均匀、一致性不好问题的主要原因是现有高频焊接机构的线圈结构不合理。图1所示为现有3C类锂电池极耳高频焊接贴胶常用的单匝线圈，图2所示为现有动力电池极耳高频焊接贴胶常用的单匝折叠线圈。无论是单匝线圈还是单匝折叠线圈，焊件位于线圈10外部且焊件平面5垂直于线圈10法线方向，故最多只能利用到50%的线圈辐射能量，相对电流方向、与焊件相对位置和沿焊件平面方向磁感应强度分布如图3所示。而且，焊件平面上磁场处处不相等，工作区域磁场不均匀，工作时容易使被焊接工件各处的铝、铜片发热不均匀，从而引起贴胶区域温度不一致，造成贴胶强度不均匀的问题。使用单匝线圈或单匝折叠线圈连续生产时，工作区域磁场不均匀，而焊接工件难免会发生位置浮动，焊件一旦偏离中间位置，其所处磁场变化较大，因此连续生产时产品贴胶强度一致性较差，严重影响高频焊接贴胶工艺在动力电池极耳生产上的应用。

技术实现要素：

本实用新型提出一种动力电池极耳高频焊接贴胶用线圈及极耳焊接装置、方法以解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为：

本实用新型实施例的第一方面，提出一种动力电池极耳高频焊接贴胶用线圈，包括由至少两匝呈U型结构的线圈体平行设置并依次连接而成的线圈组，所述每一匝的线圈体包括上管、下管及连通上管和下管的弯管，线圈内的上管通过斜弯管与相邻线圈体的下管连通，所述上管、下管、弯管、斜弯管均为中空的管体，各个线圈体内上管、下管、弯管及斜弯管围成的区域连通形成焊件平面。

作为优选，所述上管、下管、弯管、斜弯管均为中空的金属管。

作为优选，所述上管、下管、弯管、斜弯管一体成型。

作为优选，所述斜弯管为右旋状。

作为另一优选，所述斜弯管为左旋状。

作为优选，所述线圈体数量多于两匝时，线圈体之间等间距分布。

本实用新型实施例的第二方面，提出一种极耳焊接装置，包括如上所述的动力电池极耳高频焊接贴胶用线圈，焊件平面用于极耳的焊接，焊件平面与线圈体的法向方向、线圈体内部的磁力线方向平行。

作为优选，所述焊件平面与各个线圈体内上管、下管等间距。

与现有技术相比较，本实用新型能够显著提高高频焊接的能效，节能降耗，降低生产成本，保证动力极耳焊接贴胶的均匀性和连续生产的产品一致性。

附图说明

图1为现有3C类锂电池极耳高频焊接贴胶常用的单匝线圈的结构示意图；

图2为现有动力电池极耳高频焊接贴胶常用的单匝折叠线圈的结构示意图；

图3为现有单匝折叠线圈的相对电流方向、与焊件相对位置和沿焊件平面方向磁感应强度分布示意图；

图4为本实用新型动力电池极耳高频焊接贴胶用线圈的一种结构示意图；

图5为本实用新型动力电池极耳高频焊接贴胶用线圈的另一种结构示意图；

图6为本实用新型动力电池极耳高频焊接贴胶用线圈的相对电流方向、与焊件相对位置和沿焊件平面方向磁感应强度分布示意图。

图中，1-上管，2-下管，3-弯管，4-斜弯管，5-焊件平面，10-线圈。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

在本实用新型使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本实用新型。在本实用新型和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

如图4和图5所示，一种动力电池极耳高频焊接贴胶用线圈，包括由至少两匝呈U型结构的线圈体平行设置并依次连接而成的线圈组，所述每一匝的线圈体包括上管1、下管2及连通上管和下管的弯管3，线圈内的上管1通过斜弯管4与相邻线圈体的下管2连通，上管1、下管2、弯管3、斜弯管4均为中空的管体，所有弯管3均在同一侧，各个线圈体内上管1、下管2、弯管3、斜弯管4围成的区域连通形成焊件平面5。

其中，上管1、下管2、弯管3、斜弯管4可以一体成型，均可采用中空的金属管，考虑导电导热性能及弯折、焊接的方便性可采用铜管，也可采用铝管、银管或其他导热导电均佳的金属管道；图4和图5中箭头方向为相对电流方向。

本实用新型的一种实现方式，线圈体的数量可以多于两匝，如三匝甚至更多；当线圈体的数量多于两匝时，线圈体之间等间距分布，以保证工作磁场的均匀和稳定。

斜弯管4在图4中为右旋状，在图5中为左旋状，即线圈组可以采用左旋、右旋两种构型，两种构型具有镜像对称关系，在使用上完全等价。当线圈体的数量多于两匝时，所有斜弯管4均在同一侧且旋转方向一致。需要说明的是，诸如左旋、右旋、上、下等关系术语仅仅用于描述线圈结构和与焊件相对位置的关系，并不表示这些实体或位置之间只具有文中提到的唯一描述方式，也不表示当选取不同的坐标、采用不同的观察方式时，该位置描述仍然成立。

本实用新型提供的动力电池极耳高频焊接贴胶用线圈，相对于单匝线圈和单匝折叠线圈，工作区域磁场较均匀，通过合理的线圈构型设计，改变线圈法向和焊件平面的相对位置关系，可显著提高高频焊接的能量利用效率，在达到相同的焊接强度前提下可降低能耗，并使放置其中的焊件发热均匀，且焊件定位发生偏移时其所处磁场变化不明显，能够保证动力极耳贴胶强度的均匀，有效提高产品的贴胶均匀性和连续生产时的一致性。

本实用新型实施例的第二方面，提出一种极耳焊接装置，包括如上所述的动力电池极耳高频焊接贴胶用线圈，焊件平面5用于极耳的焊接，焊件平面5与线圈体的法向方向、线圈体内部的磁力线方向平行。其中，焊件平面5与各个线圈体内上管1、下管2等间距。

上述极耳焊接装置，在进行高频焊接时将极耳放置于由各个线圈体内上管1、下管2、弯管3、斜弯管4围成的焊件平面5内，焊件平面5与线圈体的法向方向、线圈体内部的磁力线方向平行，相对电流方向、与焊件相对位置和沿焊件平面方向磁感应强度分布如图6所示。

实际操作中，线圈体在焊接工作区域的磁场，在高频电流变化的任一瞬间皆为近似于均匀磁场的情形；当焊件偏离中心位置时，其周围的磁场相对于中心位置变化不大，对焊接贴胶效果影响较小；线圈结构及与焊件相对位置的配合，可使高频焊接工作时的能量利用率得到提高。

综上所述，本实用新型的实质是将至少两匝线圈用于动力极耳高频焊接贴胶，线圈与焊件的相对位置关系为线圈法向与焊件平面平行，线圈内部沿法线方向的磁场分布为近似于匀强磁场，且线圈内部中央和靠近边缘部位磁场变化不大，从而保证动力极耳焊接贴胶的均匀性和连续生产的产品一致性；由于焊件位于线圈内部且焊件平面与线圈法向平行，所以理论上线圈辐射的电磁能量能被焊件100%吸收利用，能够显著提高高频焊接的能效，节能降耗，降低生产成本。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本实用新型的真正范围和精神由本申请的权利要求指出。

应当理解的是，本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。