一种软包模组电芯极耳焊接装置及方法与流程

1.本发明涉及软包模组电芯极耳焊接技术领域，具体涉及一种软包模组电芯极耳焊接装置及方法。


背景技术：

2.软包模组采用电路采集板方式连接多个软包电芯极耳，极耳之间通过重叠方式对贴在电路板对应的采集位，现有的焊接装置大都使用焊接工装对软包模组底部进行定位，然后对上方电路板采集位置进行压紧和焊接。这种方式的软包模组电芯极耳焊接过程中，软包模组和上方电路采集板连接之后，由于本身软包模组存在刚性不足、尺寸无法保持稳定容易倾斜，而且焊接工装在进行模组底部定位时，只能定位底部位置，上方电路采集板由于模组倾斜会偏离预设的压紧、焊接位置，容易导致焊接工装压头压到两个相邻采集位，从而发生短路风险，并且由于偏离之前的焊接位置也会导致焊接焊偏，存在安全隐患。


技术实现要素：

3.本发明要解决的技术问题是提供一种软包模组电芯极耳焊接装置及方法，解决了现有技术中软包模组和电路采集板固定不足导致焊接位置偏移的问题。
4.为了解决上述技术问题，本发明的一种软包模组电芯极耳焊接装置，包括治具盒和隔离梳，所述治具盒用于放置软包模组，所述治具盒包括底板，所述底板上设置有间隔布置的第一侧板和第二侧板，所述第一侧板和所述第二侧板的同一侧设置有挡板，所述挡板、所述第一侧板和所述第二侧板的高度相同，所述第一侧板顶面和所述第二侧板顶面上各设置有一挡块，所述挡块包括主体块和垂直于所述主体块的限位块，所述限位块设于所述挡板的顶面上，两个所述挡块相对设置，所述隔离梳包括梳柄和梳齿，所述梳齿的一端固定在所述梳柄上，所述梳齿的另一端穿过所述软包模组的电芯极耳间隙放置在所述挡板上，所述梳齿远离所述软包模组的一侧与电路采集板贴合，所述梳柄的两端分别放置在所述第一侧板和所述第二侧板的顶面远离所述底板一侧。
5.在上述软包模组电芯极耳焊接装置中，通过隔离梳将放入治具盒中的软包模组的电芯极耳进行分隔、定位，同时隔离梳整体放在治具盒的顶面上，配合挡块实现对电路采集板的支撑和定位，从而使焊接过程中，实现从软包模组的顶部进行定位，使得对电芯极耳重叠区域的压紧、定位动作更加稳定、可靠的进行，有效提高焊接质量，减少偏焊、短路现象的发生。
6.作为本发明软包模组电芯极耳焊接装置的改进，所述梳柄的两端分别向所述梳齿的一侧延伸形成导向块，所述导向块端部的底面上设置有第一导向坡面，所述导向块端部的内侧面上设置有第二导向坡面。
7.通过两个导向块对电路采集板的另一端进行限位，配合两个挡块，实现对电路采集板四角在水平方向的限位，再加上隔离梳的支撑，从而使得电路采集板在水平方向定位更加准确，在竖直方向支撑可靠，进而使电路采集板上的各个电芯极耳重叠区的定位也准
确，有效提高焊接质量。另外，第一导向坡面和第二导向坡面在导向块上形成类似倒角的坡口结构，便于将隔离梳插入并移动到治具盒的顶面上，以及罩在电路采集板的另一端外侧。
8.作为本发明软包模组电芯极耳焊接装置的另一种改进，两个所述主体块内侧面之间的间距大于所述电路采集板宽度2-3mm，所述主体块的端部内侧面上设置有第四导向坡面，便于将电路采集板放入。
9.优选的，两个所述导向块之间的间距大于所述电路采集板宽度2-3mm。
10.作为本发明软包模组电芯极耳焊接装置的再一种改进，所述主体块内侧面之间的间距可调，适用于不同宽度的电路采集板。所述侧板上远离所述挡板的一侧中部设置缺口，便于放入软包模组。
11.作为本发明软包模组电芯极耳焊接装置的还一种改进，该装置还包括工作台，所述工作台上设置有整平压紧机构和底座板，所述整平压紧机构包括驱动组件和平行所述工作台表面的载板，所述驱动组件用于驱动所述载板沿垂直所述工作台的方向移动，所述载板上开有窗孔，所述窗孔的底部设置有压板，所述压板固定在所述载板上，所述压板的底部设置有若干压头，所述压头与所述压板之间设置有连杆，所述压头上设置有第一透光孔，所述压板上设置有第二透光孔，所述第二透光孔与所述第一透光孔沿竖直方向对齐，所述底座板设于所述压板底部的所述工作台上，所述底座板的表面上设置有与所述底板相适配的凹槽，用于放置所述治具盒，每个所述压头分别与所述电路采集板上的一个待焊接电芯极耳重叠部位竖直对齐。
12.通过整平压紧机构将压头向下移动，压紧电路采集板上的待焊接电芯极耳重叠部位，再通过第一透光孔和第二透光孔实现激光焊接，结构简单；通过凹槽实现治具盒的快速放置，在工位上，由于先要手工准备好放置有软包模组的治具盒，然后放入到工作台上的底座板上，进行焊接，实现焊接完成后快速取下、快速放入另一个，节省生产节拍，生产高效。
13.进一步的，所述压头上设置有隔断，所述隔断将所述第一透光孔从中部一分为二。通常使用的压头都为一个孔的结构，压头压在焊接区域周围，对一个孔内进行焊接，由于电芯极耳的重叠区域通常为长条状，结构较长，在压紧的过程中，中部容易出现隆起，焊接时候隆起区域受热不均，导致焊接质量差，焊接后的导电性能也较差。因此通过隔断结构，有效避免压紧时，中部出现隆起、气室，进一步提高焊接之质量。
14.优选的，所述压头呈日字形的长条形块状结构。隔断将将第一透光孔均分，使得分割开的两个焊接区域大小适中，也使同一个采集点的焊接结构均匀对称，从而保证焊接可靠，导电性能较好。
15.为了解决上述技术问题，本发明的一种基于上述软包模组电芯极耳焊接装置的软包模组电芯极耳焊接方法，包括如下步骤：
16.步骤一：将待焊接的所述软包模组放入到所述治具盒内，并在电芯极耳的间隙处插入所述隔离梳，使所述隔离梳平放在所述第一侧板、所述第二侧板和所述挡板的顶面；
17.步骤二：将所述电路采集板安装到所述隔离梳的顶部，并对应的将电芯极耳重叠对折；
18.步骤三：将所述治具盒整体放到所述底座板上，向下移动所述载板，使所述压头压在在对应的电芯极耳重叠区上；
19.步骤四：打开激光，对各个电芯极耳重叠区的两个分区进行焊接。
20.在上述软包模组电芯极耳焊接方法中，通过隔离梳将各个电芯极耳相互隔开的同时，对电路采集板提供支撑，配合挡块对电路采集板进行限位，从而使电路采集板上的各个电芯极耳重叠区处于准确的设计位置，提高焊接的质量；通过对每个电芯极耳重叠区进行分区焊接，使焊接区域面积适中，进一步提高焊接质量。
21.综上所述，采用该软包模组电芯极耳焊接装置及方法，焊接时，能够对软包模组的电芯极耳进行准确、可靠的定位、压紧、焊接，使得极耳焊接的平整性好、精度高，品质好；而且使用方便快捷，焊接效率高。
附图说明
22.在附图中：
23.图1为软包模组组装在治具盒内的结构图。
24.图2为软包模组组装在治具盒内的另一视角结构图。
25.图3为软包模组组装在治具盒内的拆分结构图。
26.图4为治具盒的结构图。
27.图5为隔离梳的结构图。
28.图6为组装后的治具盒进入焊接工位的结构图。
29.图7为焊接工位的结构图。
30.图8为导载板的结构图。
31.图9为载板的另一视角图。
32.图10为压头结构示意图。
33.图11为未安装电路采集板的软包模组的结构图。
34.图12为隔离梳的结构另一视角结构图。
35.图13为压板结构图。
36.图中，1-治具盒；11-底板；121-第一侧板；122-第二侧板；13-挡板；14-挡块；141-主体块；142-限位块；143-第四导向坡面；2-隔离梳；21-梳柄；212-导向块；213-第一导向坡面；214-第二导向坡面；22-梳齿；221-第三导向坡面；3-软包模组；4-电路采集板；5-工作台；51-导轨；52-导向柱；61-驱动组件；62-载板；621-窗孔；63-压板；631-第二透光孔；64-压头；641-第一透光孔；642-隔断；65-连杆；7-底座板；71-凹槽。
具体实施方式
37.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。
38.图1-13示出了本发明一种软包模组电芯极耳焊接装置。如图1-5所示，该软包模组电芯极耳焊接装置包括治具盒1和隔离梳2，治具盒1用于放置软包模组3，治具盒1包括底板11，底板11上设置有间隔布置的第一侧板121和第二侧板122，第一侧板121和第二侧板122的同一侧设置有挡板13，挡板13、第一侧板121和第二侧板122的高度相同，第一侧板121顶面和第二侧板122顶面上各设置有一挡块14，挡块14包括主体块141和垂直于主体块141的限位块142，限位块142设于挡板13的顶面上，两个挡块14相对设置，隔离梳2包括梳柄21和梳齿22，梳齿22的一端固定在梳柄21上，梳齿22的另一端穿过软包模组3的电芯极耳间隙放
置在挡板13上，梳齿22远离软包模组3的一侧与电路采集板4贴合，梳柄21的两端分别放置在第一侧板121和第二侧板122的顶面远离底板11一侧。
39.工作时，软包模组3放置在底板11上，梳齿22从电路采集板4的底部穿过软包模组3的各个电芯极耳间隙，且与电路采集板4的底面贴合，梳齿22的端部搭放在两个限位块142之间的挡板13顶面上，梳柄21两端分别对应放置在主体块141一侧的侧板顶面上，电路采集板4的一端位于挡块14之间。后面叙述中将第一侧板121和第二侧板122统称为侧板。
40.使用时，先取一个治具盒1，放入如图11所示的待焊接未组装的软包模组3；然后在各个电芯极耳的间隙内插入隔离梳2，使梳柄21的两端搭在侧板上、梳齿22的端部搭在挡板13的顶面上；然后安装电路采集板4：将各个电芯极耳穿过电路采集板4的对应开孔，在对折重叠；最后将安装好电路采集板4的软包模组3和治具盒1整体放到焊接工位进行焊接，从软包模组3的顶部进行定位，使得对电芯极耳重叠区域的压紧、定位动作更加稳定、可靠的进行，有效提高焊接质量，减少偏焊、短路现象的发生。可选的，梳齿22采用陶瓷材料制作，具有良好的绝缘效果，防止极片短路。
41.如图2和图5所示，梳柄21的两端分别向梳齿22的一侧延伸形成导向块212，电路采集板4的另一端位于两个导向块212的内侧面之间。两个导向块212对电路采集板4的另一端进行限，实现对电路采集板4四角在水平方向的限位，定位更加准确。
42.可选的，导向块212端部的底面上设置有第一导向坡面213，在将梳齿22插入电芯极片之间间隙的过程中，梳柄21沿着第一导向坡面213逐渐移动到侧板的未被挡块14覆盖的面上，具有导向作用，使插入动作更加顺畅、容易。
43.可选的，如图12所示，导向块212端部的内侧面上设置有第二导向坡面214，在将梳齿22插入电芯极片之间间隙的过程中，梳柄21沿着第二导向坡面214逐渐移动到电路采集板4的另一端侧部，进行限位，具有导向作用，使插入动作更加顺畅、容易。
44.可选的，梳齿22呈扁平的长条块状，且端部靠近电芯极耳的两侧面上均设置有第三导向坡面221，使端部呈扁平的尖端结构，便于插入电芯间隙。
45.如图4所示，主体块141内侧面之间的间距可调，第一侧板121和第二侧板122上远离挡板13的一侧中部设置缺口，预留少量的间隙，并设置第四导向坡面143便于将电路采集板4放入。
46.如图5所示，主体块141内侧面之间的间距大于电路采集板4宽度2-3mm，主体块141的端部内侧面上设置有第四导向坡面143，扁平状的结构，支撑电路采集板4稳定，尖端便于插入。
47.可选的，主体块141内侧面之间的间距可调，主体块141通过螺栓固定在侧板的顶面上，可以通过调节固定螺栓的位置调节主体块141之间的间距，适用不同宽度的电路采集板4。。
48.如图4所示，侧板上远离挡板13的一侧中部设置缺口，便于手工将软包模组3放入到治具盒1内。
49.如图6-9所示，该装置还包括工作台5，工作台5上设置有整平压紧机构和底座板7，整平压紧机构包括驱动组件61和平行工作台5表面的载板62，驱动组件61用于驱动载板62沿垂直工作台5的方向移动，载板62上开有窗孔621，窗孔621的底部设置有压板63，压板63固定在载板62上，压板63的底部设置有若干压头64，压头64与压板63之间设置有连杆65，压
头64上设置有第一透光孔641，压板63上设置有第二透光孔631，第二透光孔631与第一透光孔641沿竖直方向对齐，底座板7设于压板63底部的工作台5上，底座板7的表面上设置有与底板11相适配的凹槽71，用于放置治具盒1，焊接工作时，每个压头64分别与电路采集板4上的一个待焊接电芯极耳重叠部位竖直对齐。载板62的结构如图13所示。
50.可选的，驱动组件61为电缸组件，共有两个，分别设置在底座板7的两侧，输出端固定支撑着载板62。
51.使用时，通过工作台5、整平压紧机构和底座板7形成焊接工位，当软包模组3和治具盒1的组装整体放置到底座板7上的凹槽71上后，待焊接的软包模组3进入焊接工位。然后驱动组件61驱动载板62向下移动，带动压板63、压头64一起向下移动，压紧带焊接的电芯极耳重叠区的周围，接着打开激光通过第二透光孔631、第一透光孔641进行焊接，焊接完成后移走压头64，替换下一个软包模组3和治具盒1的组装整体进行焊接，快速高效。
52.如图10所示，压头64上设置有隔断642，隔断642将第一透光孔641从中部一分为二。可选的，压头64呈日字形的长条形块状结构。
53.通常使用的压头64都为一个孔的结构，压头64压在焊接区域周围，对一个孔内进行焊接，由于电芯极耳的重叠区域通常为长条状，结构较长，在压紧的过程中，中部容易出现隆起，焊接时候隆起区域受热不均，导致焊接质量差，焊接后的导电性能也较差。因此通过隔断642结构，有效避免压紧时，中部出现隆起、气室，进一步提高焊接之质量。日字形结构使同一个采集点的焊接结构均匀对称，从而保证焊接可靠，导电性能较好。
54.可选的，如图5和图6所示，工作台5上设置有导轨51和导向柱52，导轨51上滑动设置底座板7，便于移动底座板7进行待焊接件的更换，导向柱52用于对载板62的滑动进行导向，载板62为矩形板状，在四角处设置有四个导向柱52进行导向，使载板62的下移更加平稳。
55.本发明的一种基于上述软包模组电芯极耳焊接装置的软包模组电芯极耳焊接方法，包括如下步骤：
56.步骤一：将待焊接的软包模组3放入到治具盒1内，并在电芯极耳的间隙处插入隔离梳2，使隔离梳2平放在第一侧板121、第二侧板122和挡板13的顶面；
57.步骤二：将电路采集板4安装到隔离梳2的顶部，并对应的将电芯极耳重叠对折；
58.步骤三：将治具盒1整体放到底座板7上，向下移动载板62，使压头64压在在对应的电芯极耳重叠区上；
59.步骤四：打开激光，对各个电芯极耳重叠区的两个分区进行焊接。
60.通过隔离梳2将各个电芯极耳相互隔开的同时，对电路采集板4提供支撑，配合挡块14对电路采集板4进行限位，从而使电路采集板4上的各个电芯极耳重叠区处于准确的设计位置，提高焊接的质量；通过对每个电芯极耳重叠区进行分区焊接，使焊接区域面积适中，进一步提高焊接质量。
61.最后应当说明的是：以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非对其保护范围的限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：本领域技术人员阅读本发明后依然可对发明的具体实施方式进行种种变更、修改或者等同替换，但这些变更、修改或者等同替换，均在发明待批的权利要求保护范围之内。