一种超声波焊接后的铝箔极耳与极柱激光焊接方法技术

本发明专利技术涉及一种超声波焊接后的铝箔极耳与极柱激光焊接方法，该方法包括以下步骤：步骤1：将电芯的极耳和和电池顶盖的极柱位置固定；步骤2：将极耳超声焊接面正上方放置在在超声波焊接机下进行超声波焊接，使得多层极耳在焊印处形成整体；步骤3：将电芯的正极极耳和负极极耳分别与顶盖正极极柱底部和顶盖负极极柱底部对齐，基于往复式焊接方式将正负极极耳分别焊接在顶盖正负极极柱底部，并在焊接过程中采用吹保护气进行保护；步骤4：焊接完成后，将物料取下，对焊缝表面进行清理并质检。与现有技术相比，本发明专利技术具有提高焊接强度和焊缝的韧性、大幅减少焊接面气孔的产生以及有利于焊缝形成光滑外观等优点。缝形成光滑外观等优点。缝形成光滑外观等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种超声波焊接后的铝箔极耳与极柱激光焊接方法


[0001]本专利技术涉及极耳与极柱焊接
，尤其是涉及一种超声波焊接后的铝箔极耳与极柱激光焊接方法。

技术介绍

[0002]电池是一种为动力工具提供动力来源的电源，其具备寿命长、实用安全、容量大、体积小和重量轻等优点被广泛应用于多个领域中，锂离子电池作为新能源中的一种，广泛应用于生活中，而铝壳电池因为其安全方面的优势成为锂离子电池中应用最广泛的电池型号之一。
[0003]现有铝壳电池在制作过程中采用超声波焊接极耳后直接与极柱焊接，节约了连接片的材料成本同时结构简单化优化工艺流程为了充分利用铝壳内的空间，提高电池容量减低了制造工艺难度，但是与原来极耳与连接片超声波焊接相比，铝箔超声平焊后自身的特点使其焊接工作仍然要困难很多，常因激光能量密度较高，热输入过大等原因，导致焊缝外观质量差有爆点，在焊缝内部容易出现焊接气孔等缺陷，影响极耳焊接后剥离强度及电流内阻，即正常极耳超声平焊接后采用激光焊接一条直线或者一个圆圈，如图3所示，这样会产生气孔，在表面时会产生爆点，在焊缝内部容易出现熔池与周边超声后的极耳断开和焊接熔池内部气孔，特别是内部极耳断裂严重影响极耳焊接后剥离强度及电流内阻，如图7所示。
[0004]为了提高铝箔超声平焊接后激光焊接的质量，找到一种适合的激光焊接方式及参数，降低焊接气孔增强焊接强度及降低内阻，是现在铝箔超声平焊接及激光焊接极柱的发展方向之一。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种解决焊接铝箔超声后激光焊接气孔的工艺技术。
[0006]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0007]一种超声波焊接后的铝箔极耳与极柱激光焊接方法，该方法包括以下步骤：
[0008]步骤1：将电芯的极耳和和电池顶盖的极柱位置固定；
[0009]步骤2：将极耳超声焊接面正上方放置在在超声波焊接机下进行超声波焊接，使得多层极耳在焊印处形成整体，即电芯正极极耳超声波焊接处和电芯负极极耳超声波焊接处；
[0010]步骤3：将电芯的正极极耳和负极极耳分别与顶盖正极极柱底部和顶盖负极极柱底部对齐，基于往复式焊接方式将正负极极耳分别焊接在顶盖正负极极柱底部，并在焊接过程中采用吹保护气进行保护；
[0011]步骤4：焊接完成后，将物料取下，对焊缝表面进行清理并质检。
[0012]所述的步骤1中，极耳夹具定位精度具体为极耳高度方向≤0.5mm和极耳宽度方向
≤
±
0.5mm。
[0013]所述的极耳与极柱配合的间隙小于极耳厚度的5％。
[0014]所述的步骤3中，在极耳超声焊接面正上方进行往复式激光焊接的路径长度范围为5mm～20mm，往复式激光焊接的路径包括直线和圆形。
[0015]所述的步骤3中，激光焊接的功率为单次焊接能量的60％～80％。
[0016]所述的步骤3中，焊缝重叠比例为40％～70％。
[0017]所述的步骤3中，焊接速度为60～90mm/min。
[0018]所述的步骤3中，离焦量为0.8mm。
[0019]所述的步骤3中，采用的保护气体为气流量为23L/min的99.9％纯氮气，以降低焊缝的气孔大小和比例。
[0020]所述的步骤4中，质检包括拉力与金相测试。
[0021]与现有技术相比，本专利技术具有以如下有益效果：
[0022]1、本专利技术在铝壳电池在制作过程中，将极耳通过超声波焊接后再与极柱激光焊接，通过合理的往复式低功率重复焊接搭配合理的焊接速度、离焦量以及适当的吹气速度，能将焊接的温度降到最低的需要量，通过往复式焊接将热影响区金相变化范围小，减少因热传导导致超声区域气孔，从而减少极耳内阻，增大剥离力，得到的焊缝面面光滑，且机械性能优异；
[0023]2、本专利技术在焊接时采用气流量23L/min的99.9％纯氮气吹保护气进行保护，能有效降低焊缝的气孔大小和比例，实现了大幅减少气孔的产生。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的电芯极耳超声波焊接示意图。
[0025]图2为本专利技术的电池顶盖示意图。
[0026]图3为现有技术中的电芯和顶盖激光焊接单线焊接示意图。
[0027]图4为本专利技术的电芯和顶盖激光焊接往复线焊接示意图。
[0028]图5为本专利技术的电芯和顶盖激光焊接圆形焊接示意图。
[0029]图6为本专利技术的电芯和顶盖激光焊接双圆形焊接示意图。
[0030]图7为现有激光焊接单线焊接金相中的气孔裂纹示意图。
[0031]图8为本专利技术的往复双焊线金相示意图1。
[0032]图9为本专利技术的往复双焊线金相示意图2。
[0033]其中：1、电芯，11、电芯正极极耳超声波焊接处，12、电芯负极极耳超声波焊接处，2、电池顶盖，21、顶盖正极极柱底部，22、顶盖负极极柱底部，31、正极极耳激光单线焊接焊印，32、负极极耳激光单线焊接焊印，34、正极极耳激光直线往复焊接焊印，35、负极极耳激光直线往复焊接焊印，41、正极极耳激光焊接圆形往复焊接焊印，42、负极极耳激光焊接圆形往复焊接焊印，51、正极极耳激光焊接双圆形往复焊接焊印，52、负极极耳激光焊接双圆形往复焊接焊印。
具体实施方式
[0034]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。本实施例以本专利技术技术方案
为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。
[0035]本专利技术提供了一种超声波焊接后的铝箔极耳与极柱激光焊接方法，该方法包括以下步骤：
[0036]步骤1：如图1～2所示，进行焊接前的准备：准备需要焊接的电芯1和电池顶盖2；
[0037]步骤2：对电芯1的极耳进行超声波焊接：将电芯1的正负极极耳在超声波焊接机下进行超声波焊接，使得多层极耳结构在焊印处焊成一个整体，即电芯正极极耳超声波焊接处11和电芯负极极耳超声波焊接处12；
[0038]步骤3：电芯1的极耳与电池顶盖2进行激光焊接：将超声波焊接后的电芯1的正级极耳和负极极耳分别与顶盖正极极柱底部21和顶盖负极极柱底部22对齐，再采用激光焊接进行焊接；
[0039]步骤4：焊接完成后，将物料取下，对焊缝表面进行清理并质检，质检包括拉力与金相测试。
[0040]在本实施例中，极耳夹具定位精度具体为极耳高度方向≤0.5mm和极耳宽度方向≤
±
0.5mm；
[0041]极耳与极柱配合的间隙小于0.02mm，以确保极耳和极柱相对位置准确及重叠后压紧无间隙；
[0042]在极耳超声焊接面正上方进行激光焊接为往返式复焊接，路径如图4～6所示，激光焊接的路径包括但不限于直线和圆两种方式，当激光焊接的路径为直线时，分别形成了正极极耳激光直线往复焊接焊印34和负极极耳激光直线往复焊接焊印35，当激光焊接的路径为圆形时，分别形成了正极极耳本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超声波焊接后的铝箔极耳与极柱激光焊接方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1：将电芯(1)的极耳和和电池顶盖(2)的极柱位置固定；步骤2：将极耳超声焊接面正上方放置在在超声波焊接机下进行超声波焊接，使得多层极耳在焊印处形成整体，即电芯正极极耳超声波焊接处(11)和电芯负极极耳超声波焊接处(12)；步骤3：将电芯(1)的正极极耳和负极极耳分别与顶盖正极极柱底部(21)和顶盖负极极柱底部(22)对齐，基于往复式焊接方式将正负极极耳分别焊接在顶盖正负极极柱底部，并在焊接过程中采用吹保护气进行保护；步骤4：焊接完成后，将物料取下，对焊缝表面进行清理并质检。2.根据权利要求1所述的一种超声波焊接后的铝箔极耳与极柱激光焊接方法，其特征在于，所述的步骤1中，极耳夹具定位精度具体为极耳高度方向≤0.5mm和极耳宽度方向≤
±
0.5mm。3.根据权利要求1所述的一种超声波焊接后的铝箔极耳与极柱激光焊接方法，其特征在于，所述的极耳与极柱配合的间隙小于极耳厚度的5％。4.根据权利要求1所述的一种超声波焊接后的铝箔极耳与极柱激光焊接方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘豪博，张珂，周中心，张五堂，
申请(专利权)人：上海兰钧新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：