一种电池盖板的焊接工艺以及电池的制作方法

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池盖板的焊接工艺以及电池。

背景技术：

随着新能源产业的不断发展，动力电池市场需求逐年提升，同时对电池的产能和安全性能也提出了更高的要求。电池主要包括电池壳体、电池盖板和卷芯，通常采用的生产方式为将电池壳体设置为一端开口的腔体结构，卷芯安装于电池壳体的腔体内，最后通过电池盖板封堵开口，实现电池壳体与电池盖板的密封连接。通常，电池壳体与电池盖板连接的方式采用激光焊接，利用激光辐射加热电池壳体与电池盖板相交处的区域并熔为一体。由于制造精度以及两者之间的配合关系，电池壳体与电池盖板之间存在间隙，焊接过程中激光容易透过间隙进入腔体内，对卷芯或其他零件造成灼伤，即透光事故。

因此，亟需一种更为优化的焊接工艺，具有降低透光事故和提高焊接质量特点。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种电池盖板的焊接工艺以及电池，其具有降低透光事故和提高焊接质量的特点。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供的一种电池盖板的焊接工艺，包括以下步骤：

s1、提供一个电池壳体和一个电池盖板，所述电池壳体上设置有用于安装所述电池盖板的开口；

s2、装夹所述电池壳体与所述电池盖板，将所述电池盖板与所述开口插接，并检测所述电池盖板与所述电池壳体之间的间隙，将所述间隙的尺寸控制在设定值范围内，所述电池盖板与所述电池壳体的相交处为焊道；

s3、在所述焊道上选择多个预焊点位，多个所述预焊点位沿所述焊道均匀间隔分布，对所述预焊点位进行激光点焊，且所述激光的出光起始点位于所述焊道的两侧位置；

s4、对所述焊道进行激光满焊，焊接时，焊接起始点与焊接终止点错开；或者，

所述焊接起始点与所述焊接终止点相交，且焊接终止点的焊接功率小于所述焊接起始点的焊接功率。

进一步的，所述电池盖板的顶面突出所述开口。

进一步的，步骤s2中，使用塞尺对所述间隙进行检测，所述设定值为0.02-0.05mm。

进一步的，所述焊道呈矩形，所述预焊点位的数量为四个，四个所述预焊点位均匀分布于所述焊道的两个长边上。

进一步的，步骤s3中，激光点焊后，在所述焊道上形成焊印，所述焊印的长度尺寸为0.8-1.2mm。

进一步的，步骤s3中，还包括步骤s31：对所述焊印进行拉力测试，且静置设定时间后检查所述焊印。

进一步的，步骤s3中，激光点焊时，所述激光的光束沿所述焊道呈“w”形路径移动。

进一步的，还包括步骤s5：对电池进行hi-pot测试。

进一步的，激光点焊和/或激光满焊时，利用吸气设备对焊接位置进行吸气处理，以使所述焊道清洁。

还提供一种电池，采用所述的一种电池盖板的焊接工艺制成。

本发明相比于现有技术的有益效果：

本发明的一种电池盖板的焊接工艺以及电池，通过对电池壳体和电池盖板依次进行装夹、激光点焊和激光满焊，通过激光点焊对两者进行预固定，以及将焊接起始点设于焊道的两侧部，并在激光满焊时将焊接起始点与焊接终止点错开或者降低焊接终止点的焊接功率，达到减小透光事故发生几率和提高焊接质量的目的。

附图说明

图1是实施例的电池盖板和电池壳体的装配示意图。

图2是实施例的电池盖板和电池壳体的剖视图。

图中：

1、电池壳体；10、间隙；2、电池盖板；20、极柱；3、焊道；30、预焊点位。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

如图1和图2所示，本发明提供的一种电池盖板的焊接工艺，包括以下步骤：

s1、提供一个电池壳体1和一个电池盖板2，电池壳体1上设置有用于安装电池盖板2的开口；

s2、装夹电池壳体1与电池盖板2，将电池盖板2与开口插接，以使电池盖板2封堵开口，并检测电池盖板2与电池壳体1之间的间隙10，将间隙10的尺寸s控制在设定值范围内，电池盖板2与电池壳体1的相交处为焊道3；

s3、在焊道3上选择多个预焊点位30，多个预焊点位30沿焊道3均匀间隔分布，对预焊点位30进行激光点焊，且激光的出光起始点位于焊道3的两侧位置；

s4、对焊道3进行激光满焊，焊接时，焊接起始点与焊接终止点错开；或者，

焊接起始点与焊接终止点相交，且焊接终止点的焊接功率小于焊接起始点的焊接功率。

可以理解的是，电池壳体1用于容纳卷芯，电池盖板2封堵电池壳体1的开口，以实现对卷芯的密封。电池盖板2上设置有极柱20，极柱20用于与卷芯和外部设备连接，进而实现电能输出。电池组装时，先将卷芯安装在电池壳体1内，再将电池盖板2与电池壳体1采用激光焊接的方式进行焊接固定。激光焊接通过激光焊接机完成，激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源，使电池盖板2和电池壳体1的相交处熔化，形成特点的熔池，实现两者的连接固定。装夹时，将电池盖板2的底端插入开口内，电池盖板2与电池壳体1之间存在间隙10，如果焊接过程中激光光束透过间隙10进入开口内部，会灼伤安装于电池壳体1内的卷芯及其他电器件，造成电池产品不合格，即透光事故。本实施例中，电池盖板2呈矩形，两个极柱20分别位于电池盖板2的长度方向的两端位置。步骤s1中，对电池壳体1和电池盖板2进行清洁处理，避免杂质物对焊接质量造成影响。步骤s2中，利用装夹工装对电池壳体1和电池盖板2进行预固定，两者的相交处为焊道3，焊道3为激光焊接时激光光束的移动区域，通过激光的高温熔化该区域的材料而使电池壳体1和电池盖板2连接固定。焊道3包括间隙10，以及电池壳体1和电池盖板2靠近间隙10的部分区域。焊道3的具体宽度可以根据连接处的具体尺寸以及焊接强度的设计要求灵活选择。同时，控制间隙10的尺寸s，使s值处在设定值范围内，以减小焊接过程中发生透光风险的几率。步骤s3中，在焊道3上选择多个预焊点位30进行激光点焊，实现对电池壳体1和电池盖板2之间的预固定，以方便后续满焊，同时避免工序间转运时以及满焊过程中间隙10发生变化。激光点焊时，出光起始点位于焊道3的两侧。出光起始点为焊接的起始位置，出光起始点位于焊道3的两侧，目的在于使激光的光束错开间隙10，避免光束通过间隙10进入电池壳体1内部造成透光事故。步骤s4中，激光满焊时，焊接起始点位于焊道3的两侧部，焊接起始点即为出光起始点。因焊道3为矩形结构，因此焊接起始点和焊接终止点应连接为一体。本实施例中，焊接起始点和焊接终止点通过错开相接和重叠相交的方式连接为一体。焊接终止点可与焊接起始点重叠相交时，通过降低焊接终止点靠近焊接起始点时的焊接功率，避免重叠区域因能量集中而出现焊接质量缺陷。此两种方式的目的在于在焊道3上形成封闭的焊缝，达到电池壳体1和电池盖板2的连接固定和密封的效果。本实施例通过对电池壳体1和电池盖板2依次进行装夹、激光点焊和激光满焊，通过激光点焊对两者进行预固定，以及将焊接起始点设于焊道3的两侧部，并在激光满焊时将焊接起始点与焊接终止点错开或者降低焊接终止点的焊接功率，达到减小透光事故发生几率和提高焊接质量的目的。

具体地，参照图2所示，步骤s2中，装夹电池壳体1与电池盖板2时，电池盖板2与开口插接，且电池盖板2的顶面突出开口。可以理解的是，电池盖板2的顶面突出电池壳体1的开口，焊接时可通过熔化焊道3上电池盖板2的突出部分，以使电池壳体1的顶面与电池盖板2的顶面之间平滑连接，有利于提高焊缝的外观质量。

具体地，步骤s2中，使用塞尺对间隙10进行检测，设定值为0.02-0.05mm。本实施例中，优选设定值为0.02mm，可使用规格为0.02mm的塞尺对间隙10进行检测，当间隙10的尺寸s＞0.02mm时应对其采取返修处理。当然，在制造工艺以及加工精度能满足更高要求的情况下，间隙10应越小越好，间隙10越小，则产生透光事故的机会越小，越有利于提升焊接质量。

具体地，焊道3呈矩形，预焊点位30的数量为四个，四个预焊点位30均匀分布于焊道3的两个长边上。本实施例中，每个长边上设有两个预焊点位30，两个预焊点位30均匀间隔分布在每个长边上。同时，预焊点位30的位置应尽量远离极柱20，避免激光对极柱20造成灼伤。当然，在其他实施例中，预焊点位30的具有数量和位置可根据焊道3的长度以及极柱20的位置灵活选择。

具体地，步骤s3中，激光点焊后，在焊道3上形成焊印，焊印的长度尺寸l为0.8-1.2mm。本实施例中，焊印的长度尺寸l优选为1mm。焊印的长度尺寸l主要取决于预焊的焊接强度要求。焊印的长度尺寸l较小，则无法满足预焊的强度要求，会造成后续工序中焊印裂开。焊印的长度尺寸l较大，则增加了预焊工序耗时和增加了透光风险，不利于提高生产效率和焊接质量。

具体地，步骤s3中，还包括步骤s31：对焊印进行拉力测试，拉力f≥30n，对电池盖板2和电池壳体1同时施加相反方向的作用力，静置设定时间后检查焊印。可以理解的是，在激光点焊焊接后对焊印进行拉力测试，检查焊印的焊接质量，避免后续满焊作业或转运过程中焊印因质量缺陷而失效，不利于提高最终的焊接质量。

具体地，步骤s3中，激光点焊时，激光的光束沿焊道3呈“w”形路径移动。可以理解的是，激光光束沿焊道3呈“w”形路径移动，该移动方式可避免激光的光束两次经过焊道3上的同一位置而引起该位置能量集中，进而避免出现因能量集中而造成的焊接缺陷，有利于提高焊接质量。

具体地，步骤s3中，激光点焊时，激光的焊接功率为350±50w，焊接速度为80±5mm/s。

具体地，该电池盖板的焊接工艺还包括步骤s5：对电池进行hi-pot测试。通过hi-pot测试检测电池是否因透光事故或其他焊接质量造成产品不合格。

具体地，激光点焊和\或激光满焊时，利用吸气设备对焊接位置进行吸气处理，以使焊道3清洁。可以理解的是，激光焊接时，焊道3表面应保持清洁。焊接过程中，焊接位置会出现飞溅物以及高温蒸发出的气体，通过在焊接位置进行吸气处理，可及时吸取焊接位置区域的气体以及飞溅物，避免飞溅物进入焊道3而影响焊接质量。

本实施例的显著效果为：该方法通过通过对电池壳体1和电池盖板2依次进行装夹、激光点焊和激光满焊，通过激光点焊对两者进行预固定，以及将焊接起始点设于焊道3的两侧部，并在激光满焊时将焊接起始点与焊接终止点错开或者降低焊接终止点的焊接功率，达到减小透光事故发生几率和提高焊接质量的目的。

本发明还提供一种电池，采用上述的一种电池盖板的焊接工艺制成。该电池为锂电池，主要用于给电动汽车、电动自行车和电动船等提供动力源。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。