用于电池加工的激光焊接装置及电池模组的生产方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种用于电池加工的激光焊接装置及电池模组的生产方法，其中，激光焊接装置包括：激光焊接头；准直镜，设置在激光焊接头的光线路径上；驱动机构，与准直镜连接，驱动机构适于驱动准直镜沿激光焊接头的光线路径方向移动；振镜结构，适于接收通过准直镜的光线，并将光线照射在待加工工件上。通过驱动机构调节准直镜的位置，使得经过调节后的光束能够轻微发散或者聚焦。因此当准直镜的位置不同时，经过振镜结构照射在工件上的光线的焦点位置也不相同。根据电池中各材料的特性不同，通过调节准直镜的位置即可改变照射在待焊接工件上的光斑大小，不必在移动激光焊接装置和待焊接工件之间的相对位置，同时设备成本也较低。低。低。

【技术实现步骤摘要】
用于电池加工的激光焊接装置及电池模组的生产方法


[0001]本专利技术涉及电池生产设备
，具体涉及一种用于电池加工的激光焊接装置及电池模组的生产方法。

技术介绍

[0002]随着激光焊接技术在锂电领域应用越来越广泛，激光搭载振镜实现高速焊接，提高了电池的生产效率，但是由于锂电各部件的材料和厚度的差异，需要用到的激光系统配置有较大差异。例如，在方形电池模组上汇流排和电芯极柱的焊接，以及镍片和汇流排的连接均采用了激光焊接工艺，且由于材料特性不同，需求的激光功率和加工光斑也不同。具体而言，镍片(FPC)为厚度在0.1mm至0.3mm的铜镀镍，焊接需要较小激光光斑进行焊接。若采用大光斑热则影响区较大，容易产生爆点、变形等问题，成型质量差，目前常用1000W，芯径14um的激光器来进行焊接。汇流排(Busbar)为厚度在2mm至3mm的3系铝合金，为保证一定的焊缝深宽比，需要相对较大激光光斑进行焊接。若采用小光斑焊接，由于焊缝深宽比较大，熔池停留时间较短，焊接过程熔池中的气体(主要为氢气)来不及溢出，最终造成焊缝气孔产生，影响焊接质量，目前常用6000W，芯径100um的激光器来进行焊接。
[0003]对于电池模组中，现有技术中通常采用以下方式对电池极柱、汇流排和镍片进行激光焊接：
[0004]1、双工位焊接，此种方式需要用到两套激光焊接系统，激光器、冷水机、焊接头、机台等占地面积较大，而且成本投入也相对较大；
[0005]2、环形光斑单工位焊接，此种方式焊接镍片时采用中心光焊接，焊接汇流时排采用环形光斑焊接。但是由于目前环形光斑激光技术难度较大，因此无论是进口设备还是国产设备均成本很高，相对于常规6kW激光器贵4至5倍；
[0006]3、单工位配合焊接头位置变化进行焊接，此种方式焊接镍片时采用焦点加工，焊接汇流排时采用离焦方式加工。因为采用振镜方式加工，焊接工件不能搭载同轴保护装置，仅能在焊接区加保护气和压紧工作进行作业。由于焊接时焊接头和工装位置相对固定，该方式变焦加工需要反复变动焊接头和工装相对位置，且调节量相对较大，加工程序相对复杂。

技术实现思路

[0007]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有技术中的电池模组的激光焊接设备成本高，加工工艺复杂的缺陷，从而提供一种用于电池加工的激光焊接装置及电池模组的生产方法。
[0008]为了解决上述问题，本专利技术提供了一种用于电池加工的激光焊接装置，包括：激光焊接头；准直镜，设置在激光焊接头的光线路径上；驱动机构，与准直镜连接，驱动机构适于驱动准直镜沿激光焊接头的光线路径方向移动；振镜结构，适于接收通过准直镜的光线，并将光线照射在待加工工件上。
[0009]可选地，准直镜的调节范围相对于初始位置在
‑
2mm至+2mm的范围内。
[0010]可选地，驱动机构为电机。
[0011]可选地，激光焊接装置还包括反射镜，反射镜设置在准直镜和振镜结构之间，反射镜适于将通过准直镜的光线反射至振镜结构内。
[0012]可选地，激光焊接装置的参数为：功率在3000W至6000W的范围内，芯径为20um或者50um；准直镜焦距为100mm；聚焦焦距为254mm或者330mm。
[0013]本专利技术还提供了一种电池模组的生产方法，通过上述的激光焊接装置进行激光焊接，生产方法包括：根据待焊接工件的特性，通过驱动机构调整准直镜的位置。
[0014]可选地，生产方法还包括：焊接电芯极柱和汇流排，驱动机构驱动准直镜移动，以使光线在工件上离焦；焊接汇流排和镍片，驱动机构驱动准直镜移动回初始位置。
[0015]可选地，焊接电芯极柱和汇流排的焊接参数为：焊接功率在3000W至4500W的范围内，振镜结构的扫描速度在300mm/s至500mm/s的范围内。
[0016]可选地，焊接电芯极柱和汇流排的焊接参数为：焊接轨迹为用螺旋，螺旋半径在0.3mm至0.5mm的范围内，螺旋间距在0.1mm至0.5mm的范围内，焊缝外径在10mm至15mm的范围内。
[0017]可选地，焊接汇流排和镍片的焊接参数为：焊接功率在800W至1500W的范围内，振镜结构的扫描速度在80mm/s至200mm/s的范围内。
[0018]可选地，焊接汇流排和镍片的焊接参数为：焊接轨迹为用螺旋，螺旋半径在0.1mm至0.2mm的范围内，螺旋间距在0.1mm至0.2mm的范围内，焊缝外径在4mm至5mm的范围内。
[0019]本专利技术具有以下优点：
[0020]利用本专利技术的技术方案，通过驱动机构调节准直镜的位置，使得经过调节后的光束能够轻微发散或者聚焦。因此当准直镜的位置不同时，经过振镜结构照射在工件上的光线的焦点位置也不相同。根据电池中各材料的特性不同，通过调节准直镜的位置即可改变照射在待焊接工件上的光斑大小，不必在移动激光焊接装置和待焊接工件之间的相对位置，同时设备成本也较低。因此本专利技术的技术方案解决了现有技术中的电池模组的激光焊接设备成本高，加工工艺复杂的缺陷。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1示出了本专利技术的激光焊接装置的实施例一的结构示意图；
[0023]图2示出了本专利技术的激光焊接装置的实施例二的结构示意图；
[0024]图3示出了本专利技术的电池模组生产方法中电芯极柱和汇流排的焊接示意图；以及
[0025]图4示出了本专利技术的电池模组生产方法中汇流排和镍片的焊接示意图。
[0026]附图标记说明：
[0027]10、准直镜；20、驱动机构；30、振镜结构；40、反射镜；100、电芯极柱；200、汇流排；300、镍片。
具体实施方式
[0028]下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0029]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0030]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电池加工的激光焊接装置，其特征在于，包括：激光焊接头；准直镜(10)，设置在所述激光焊接头的光线路径上；驱动机构(20)，与所述准直镜(10)连接，所述驱动机构(20)适于驱动所述准直镜(10)沿激光焊接头的光线路径方向移动；振镜结构(30)，适于接收通过所述准直镜(10)的光线，并将光线照射在待加工工件上。2.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述准直镜(10)的调节范围相对于初始位置在
‑
2mm至+2mm的范围内。3.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述驱动机构(20)为电机。4.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述激光焊接装置还包括反射镜(40)，所述反射镜(40)设置在所述准直镜(10)和所述振镜结构(30)之间，所述反射镜(40)适于将通过所述准直镜(10)的光线反射至所述振镜结构(30)内。5.根据权利要求1所述的激光焊接装置，其特征在于，所述激光焊接装置的参数为：功率在3000W至6000W的范围内；芯径为20um或者50um；准直镜焦距为100mm；聚焦焦距为254mm或者330mm。6.一种电池模组的生产方法，其特征在于，通过如权利要求1至5中任一项的激光焊接装置进行激光焊接，所述生产方法包括：根据待焊接工件的特性，通过所述驱动机构(20)调整所述准直镜(10)的位置。7.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：麻明章，胡盛，
申请(专利权)人：三一技术装备有限公司，
类型：发明
国别省市：