电极端子与软连接片复合件的连接装置制造方法及图纸

本发明专利技术属于电池技术领域，具体涉及一种电极端子与软连接片复合件的连接装置。为解决现有技术的问题，连接装置包括线圈、定位装置；线圈上沿线圈延伸方向设有矩形金属条，用作软连接片与电极端子连接过程的有效连接区域；定位装置用于将电极端子与软连接片定位于有效连接区域处，软连接片置于电极端子与有效连接区域之间；通过外部供给线圈强交变的电流，位于有效连接区域处的软连接片表面会产生极强的感应涡电流，根据楞次定律，有效连接区域和软连接片表面各自的电流方向相反，使得软连接片会受到极强的洛伦兹力，在洛伦兹力作用下，软连接片朝着电极端子高速运动并与电极端子发生高速碰撞，产生原子结合，从而完成连接。

【技术实现步骤摘要】
电极端子与软连接片复合件的连接装置
本专利技术属于电池
，具体涉及一种电极端子与软连接片复合件的连接装置。
技术介绍
动力电池因其电极特性，通常正极为纯铝电极端子，负极为铜铝复合电极端子，在组装成单体电池时，首先需要将纯铝电极端子与铝软连接片焊接成正极复合件，铜铝复合电极端子与铜软连接片焊接成负极复合件，最后分别将正极复合件、负极复合件与电芯极耳进行焊接。电极端子与软连接片复合件焊接质量的可靠性将直接影响到单体电池甚至整个电池模组的性能及寿命。电极端子与软连接片复合件如图1所示，包括电极端子1和软连接片2。其中，铜铝复合电极端子的铜、铝材质连接属于异种金属材料连接，这两种金属材料熔点相差较大，铝为660.37℃，铜为1083.4℃，无法使用常规熔焊的方式进行连接。目前常用的制备铜铝复合电极端子与软连接片复合件的方法为摩擦焊接与激光焊接组合使用，即先采用摩擦焊接技术进行铜铝复合电极端子制作，后采用激光焊接技术将软连接片与铜铝复合电极端子进行焊接，最终获得铜铝复合电极端子与软连接片复合件。如图2所示，图示了传统电极端子产品，该产品由摩擦焊接技术将铜22和铝23坯料通过高速接触旋转摩擦，产生大量的热，使铜铝发生熔焊。后经过数控车削加工获得成品工件。在焊接时，铜铝连接面易产生不稳定的金属间相，焊接出来的接头脆性大、易产生裂纹，焊缝易产生气孔，焊接成品难免会出现断裂，且费工费时。综合上述组合焊接方法所存在的缺陷如下：1、采用摩擦焊接时，因为铜铝异种材料熔点相差较大，且加工过程中温度过高，由材料自身性质不同产生的流动性差异易导致焊接缺陷的发生，常见缺陷有表面沟槽、飞边、表面起皮、底部焊瘤等。2、采用激光焊接时，同样因为铜铝异种材料熔点相差较大，在熔化与冷却过程中受热与冷凝不均衡，容易导致焊缝出现气孔、夹渣以及虚焊等缺陷，使得焊缝强度变低，另外在激光焊接能量较高时易控制不当，导致出现把作为母材的极耳和汇流排焊穿的现象，返工率很高。3、在激光焊接和摩擦焊接过程中均有大量热输入，导致焊接接头处易产生不稳定的金属间相，焊接出来的接头脆性大、易产生裂纹，焊接成品难免会出现断裂等情况，费工费时；同时，这种不稳定金属间相的电阻高于金属母材，在成品的后续应用过程中，无形中增加了能量损耗。4、使用摩擦焊接配合激光焊接进行加工时，都只能一次进行单个铜铝复合电极端子与软连接片复合件的加工，效率较低。总之，由铜铝金属材料构成的电极端子加工难度较大，且成本花费较高。铜铝复合电极端子与软连接片复合件在加工过程中由于上述技术原因会形成难以消除的局部缺陷。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是：(1)如何提供一种电极端子与软连接片复合件的连接装置，彻底解决摩擦焊接与激光焊接引起的接触电阻大等问题，以及因此而造成的能量耗损率高、能量利用率低等弊端；(2)如何提供一种电极端子与软连接片复合件的连接装置，要求连接过程中母材不需要熔化，避免产生像熔焊那样因高热输入而使母材材料特性变化、强度降低的现象；同时还解决激光焊中因两种异种材料的母材熔点相差较大而带来的高返工率、焊缝质量不稳定的弊端；(3)如何大幅提升连接过程的效率。(4)如何简化现有电极端子与软连接片复合件的制备方案，降低工艺成本。(二)技术方案解决上述技术问题，本专利技术提供一种电极端子与软连接片复合件的连接装置，所述连接装置包括线圈3、定位装置6；所述线圈3上沿线圈延伸方向设有矩形金属条，用作软连接片2与电极端子1连接过程的有效连接区域7；所述定位装置6用于将电极端子1与软连接片2定位于所述有效连接区域7处，软连接片2置于电极端子1与有效连接区域7之间；通过外部供给线圈3强交变的电流，位于有效连接区域7处的软连接片2表面会产生极强的感应涡电流，根据楞次定律，有效连接区域7和软连接片2表面各自的电流方向相反，使得软连接片2会受到极强的洛伦兹力，在洛伦兹力作用下，软连接片2朝着电极端子1高速运动并与电极端子1发生高速碰撞，产生原子结合，从而完成连接。其中，定义所述电流在线圈中的流向为X方向，水平面上垂直于电流流向的方向为Y方向，竖直方向为Z方向；所述矩形金属条为长而窄的金属条，所述有效连接区域7沿X方向的长度，设置为远小于线圈3的整体宽度。其中，所述定位装置6为经过绝缘处理的金属或非金属体块体，用于电极端子1与软连接片2在空间上的定位，所述软连接片2设置为单层或多层。其中，所述空间上的定位，即在X方向、Y方向、Z方向三个方向上保持相对位置，包括：定位装置6对电极端子1与软连接片2在X方向、Y方向上的定位，同时，定位装置6对电极端子1与软连接片2给予Z方向的支撑，使得电极端子1与软连接片2之间在Z方向上形成一间隙，所述间隙设置为0.1mm～3mm。其中，所述定位装置6在X方向上的尺寸大于等于电极端子1在X方向上的尺寸，定位装置6在Y方向上的尺寸大于软连接片2在Y方向上的尺寸，定位装置6在Z方向上的尺寸大于电极端子1、软连接片2以及电极端子1、软连接片2之间的间隙在Z方向上的尺寸之和。其中，所述定位装置6底部沿X方向设有通槽，用于容纳电极端子1与软连接片2，将电极端子1和软连接片2与定位装置6进行X方向上的结构装配，并实现电极端子1与软连接片2在Y方向上的定位；所述通槽内壁两侧下端设置有凸台，所述凸台上端放置电极端子1，用于在不影响电极端子1与软连接片2实现焊接的前提下，使电极端子1与下方的软连接片2之间保持一定间隙。其中，所述软连接片2为单层时，则所述间隙视为电极端子1与软连接片2之间的距离；所述软连接片2为多层时，则所述间隙视为电极端子1与第一单层软连接片2-1之间的距离及第一单层软连接片2-1与第二单层软连接片2-2之间的距离之和。其中，所述定位装置6中，电极端子1及软连接片2进行X方向、Y方向的居中对齐；电极端子1与软连接片2沿着Z方向上的重叠区域截面定义为B，电极端子1沿着Z方向上的截面定义为A，A的面积大于或等于B的面积，且A在长与宽上覆盖B，防止由于电磁力冲击导致软连接片2发生不必要的变形。其中，所述线圈3外部由板型腔体包围，形成一封装结构，所述封装结构上表面沿与矩形金属条平行的位置两侧成对设有多个螺纹结构的安装杆18，所述成对设置的多个安装杆18中，以两对安装杆18即四个安装杆18为一组来与定位装置6配合，从而实现对电极端子1及软连接片2进行定位。其中，所述成对设置的安装杆18中相邻两对为一组，每组安装杆18中，相邻两对安装杆18相互间的距离与电极端子1、软连接片2的X方向宽度尺寸相匹配；所述线圈3上表面上安装杆18的组数根据有效连接区域7长度相对于电极端子1与软连接片2的X方向宽度尺寸的倍数来确定；由此，有效连接区域7可同时用于多组电极端子1与软连接片2的连接。其中，所述成对设置的安装杆18中，设置为存在某两对安装杆18相互间的距离与电极端子1与软连接片2的X方向宽度相匹配；且，所述有效连接区域7长度设置为覆盖该两对安装杆18相互间的距离；由此，有效连接区域7可用于不同宽度的电极端子1与软连接片2。其中，所述连接装置还包括压板15，所述压板15为高强度且耐冲击的金属或非金属材料板；当软连接片2受到电磁力向电极端子1冲击时，电极端子1收到冲击力产生沿Z本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电极端子与软连接片复合件的连接装置，其特征在于，所述连接装置包括线圈(3)、定位装置(6)；所述线圈(3)上沿线圈延伸方向设有矩形金属条，用作软连接片(2)与电极端子(1)连接过程的有效连接区域(7)；所述定位装置(6)用于将电极端子(1)与软连接片(2)定位于所述有效连接区域(7)处，软连接片(2)置于电极端子(1)与有效连接区域(7)之间；通过外部供给线圈(3)强交变的电流，位于有效连接区域(7)处的软连接片(2)表面会产生极强的感应涡电流，根据楞次定律，有效连接区域(7)和软连接片(2)表面各自的电流方向相反，使得软连接片(2)会受到极强的洛伦兹力，在洛伦兹力作用下，软连接片(2)朝着电极端子(1)高速运动并与电极端子(1)发生高速碰撞，产生原子结合，从而完成连接。

【技术特征摘要】
1.一种电极端子与软连接片复合件的连接装置，其特征在于，所述连接装置包括线圈(3)、定位装置(6)；所述线圈(3)上沿线圈延伸方向设有矩形金属条，用作软连接片(2)与电极端子(1)连接过程的有效连接区域(7)；所述定位装置(6)用于将电极端子(1)与软连接片(2)定位于所述有效连接区域(7)处，软连接片(2)置于电极端子(1)与有效连接区域(7)之间；通过外部供给线圈(3)强交变的电流，位于有效连接区域(7)处的软连接片(2)表面会产生极强的感应涡电流，根据楞次定律，有效连接区域(7)和软连接片(2)表面各自的电流方向相反，使得软连接片(2)会受到极强的洛伦兹力，在洛伦兹力作用下，软连接片(2)朝着电极端子(1)高速运动并与电极端子(1)发生高速碰撞，产生原子结合，从而完成连接。2.如权利要求1所述的电极端子与软连接片复合件的连接装置，其特征在于，定义所述电流在线圈中的流向为X方向，水平面上垂直于电流流向的方向为Y方向，竖直方向为Z方向；所述矩形金属条为长而窄的金属条，所述有效连接区域(7)沿X方向的长度，设置为远小于线圈(3)的整体宽度。3.如权利要求2所述的电极端子与软连接片复合件的连接装置，其特征在于，所述定位装置(6)为经过绝缘处理的金属或非金属体块体，用于电极端子(1)与软连接片(2)在空间上的定位，所述软连接片(2)设置为单层或多层。4.如权利要求3所述的电极端子与软连接片复合件的连接装置，其特征在于，所述空间上的定位，即在X方向、Y方向、Z方向三个方向上保持相对位置，包括：定位装置(6)对电极端子(1)与软连接片(2)在X方向、Y方向上的定位，同时，定位装置(6)对电极端子(1)与软连接片(2)给予Z方向的支撑，使得电极端子(1)与软连接片(2)之间在Z方向上形成一间隙，所述间隙设置为0.1mm～3mm。5.如权利要求4所述的电极端子与软连接片复合件的连接装置，其特征在于，所述定位装置(6)在X方向上的尺寸大于等于电极端子(1)在X方向上的尺寸，定位装置(6)在Y方向上的尺寸大于软连接片(2)在Y方向上的尺寸，定位装置(6)在Z方向上的尺寸大于电极端子(1)、软连接片(2)以及电极端子(1)、软连接片(2)之间的间隙在Z方向上的尺寸之和。6.如权利要求4所述的电极端子与软连接片复合件的连接装置，其特征在于，所述定位装置(6)底部沿X方向设有通槽，用于容纳电极端子(1)与软连接片(2)，将电极端子(1)和软连接片(2)与定位装置(6)进行X方向上的结构装配，并实现电极端子(1)与软连接片(2)在Y方向上的定位；所述通槽内壁两侧下端设置有凸台，所述凸台上端放置电极端子(1)，用于在不影响电极端子(1)与软连接片(2)实现焊接的前提下，使电极端子(1)与下方的软连接片(2)之间保持一定间隙。7.如权利要求4所述的电极端子与软连接片复合件的连接装置，其特征在于，所述软连接片(2)为单层时，则所述间隙视为电极端子(1)与软连接片(2)之间的距离；所述软连接片(2)为多层时，则所述间隙视为电极端子(1)与第一单层软连接片(2-1)之间的距离及第一单层软连接片(2-1)与第二单层软连接片(2-2)之间的距离之和。8.如权利要求4所述的电极端子与软连接片复合件的连接装置，其特征在于，所述定位装置(6)中，电极端子(1)及软连接片(2)进行X方向、Y方向的居中对齐；电极端子(1)与软连接片(2)沿着Z方向上的重叠区域截面定义为B，电极端子(1)沿着Z方向上的截面定义为A，A的面积大于或等于B的面积，且A在长与宽上覆盖B，防止由于电磁力冲击导致软连接片(2)发生不必要的变形。9.如权利要求6所述的电极端子与软连接片复合件的连接装置，其特征在于，所述线圈(3)外部由板型腔体包围，形成一封装结构，所述封装结构上表面沿与矩形金属条平行的位置两侧成对设有多个螺纹结构的安装杆(18)，所述成对设...

【专利技术属性】
技术研发人员：王为希，
申请(专利权)人：王为希，
类型：发明
国别省市：北京,11