【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电池制备，特别涉及一种圆柱形锂电池的焊接工装及焊接工艺。
技术介绍
1、圆柱形电池生产制作过程本身具备高效、生产简单的优点，但其庞大的产能会非常严苛要求产线的设备可靠性以及工艺完善性，进而保证产品的合格率与a品率。由于圆柱电芯的单只电芯容量较小，产线设备的ppm效率要求高。在组装线的周边焊接工序中，由于焊接电芯数量多，焊接速率快，导致电芯盖板与壳体周边焊的整体合格率一般，同时伴随着部分焊渣、焊瘤的产生，在掉落到电芯内部的高温胶带上或者卷芯壳体间隙之间容易引起电芯负短、自放电等异常现象，进而导致壳体漏液或者模组间电芯压差等风险。
2、因此，本专利技术有必要提供一种圆柱形锂电池的焊接工装及焊接工艺，用于解决现有圆柱电芯组装焊接过程中产生的焊渣或焊瘤容易掉落到电芯内部的高温胶带上或卷芯壳体间隙间的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于提供一种圆柱形锂电池的焊接工装及焊接工艺，以解决现有圆柱电芯组装焊接过程中产生的焊渣或焊瘤容易掉落到电芯内部的高温胶带上或卷芯壳体间隙间的问题，避免后续电芯腐蚀漏液的风险。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供了一种圆柱形锂电池的焊接工装，包括圆柱形空腔壳体，所述圆柱形空腔壳体的顶部设有进气口，所述进气口用于向电池的电芯内通入气体，所述圆柱形空腔壳体的底端设有凹槽，所述凹槽内嵌入胶圈，所述胶圈用于所述焊接工装与电池的盖板的密封连接。
3、本专利技术的焊接工装结构简单、易安装，当对圆柱形锂电池的电芯
4、进一步地，所述胶圈为软塑材质。例如胶圈可以选择pp塑料、pe塑料、氟橡胶、pps等可压缩塑料。
5、本专利技术的胶圈采用软塑，可以进一步保障焊接工装的密封效果，采用pp塑料具有较高的耐温性能，该密封的软塑胶圈可以定期更换，确保其密封效果。
6、本专利技术的另一方面，还提供了一种圆柱形锂电池的焊接工艺，包括以下步骤：
7、将前述的焊接工装安装到所述圆柱形锂电池的盖板上，所述焊接工装内部的圆柱形空腔将所述盖板上的注液孔密封在内；
8、在所述焊接工装的进气口处通入气体，所述气体将通过所述焊接工装内部所覆盖的注液孔进入电芯内部，并从所述盖板和电池的壳体间的焊接位吹出；
9、在通入气体的同时开启激光焊接，焊接产生的熔瘤会在所述气体吹动下沿着所述焊接位的缝隙向外流动后凝固，焊接产生的焊渣将从所述焊接位的缝隙内被所述气体吹出，在所述激光焊接结束前关闭气体。
10、本专利技术的焊接工艺是通过安装在电池盖板上的焊接工装通入气体，气体沿注液孔进入电芯内部，电芯内部卷芯中心孔贯穿正负极，因此气体可贯穿整个电芯内部，并从盖板与壳体的焊接缝隙处吹出。在焊接过程中产生的焊渣以及焊瘤通过气体的吹动往焊接缝隙处向外吹出或流动，避免其飞溅到电芯内部的高温胶带上，焊渣烫伤胶带，进而避免后续电芯负短腐蚀漏液风险。其中部分直径较大的焊渣可能会卡在或停留在间隙处，但通过后面连续的焊接将会再次熔融并焊接到焊缝内。
11、进一步地，对所述气体进行压力控制，所述气体的压力范围为0～1mpa。
12、本专利技术在前述的焊接工艺对气体的压力作进一步限定，是由于通过气体压力值的调整可以控制气体的外吹速率，将压力控制在上述范围内可获得较适宜的外吹速率，能够有效地吹出焊渣或焊瘤，同时避免气体的浪费。
13、进一步地，所述气体的通气时间为1～5s。
14、进一步地，对所述气体进行三段压力控制，先升压后降压。
15、进一步地，所述气体的第一段压力为0.4～1mpa，升压速率为1～2mpa/s。更进一步地，第一段气体通气时间为0.1～2s。
16、进一步地，所述气体的第二段压力为0.2～0.6mpa，降压速率为1～1.2mpa/s。更进一步地，第二段气体通气时间为0.1～3s。
17、进一步地，所述气体的第三段压力为0～0.4mpa，降压速率为0.8～1mpa/s。更进一步地，第三段气体通气时间为0.1～2s。
18、在焊接过程中，本专利技术对气体的压力分三段进行控制，是基于以下考虑：在焊接的开始过程，焊缝未被密封，较多泄气点，采用较高的吹气速率，以保证产生的焊渣和焊瘤吹出，因此控制第一段的压力较高；在焊接的中间过程，焊缝密封一部分，无需较高的吹气速率，避免内部压力过高，因此将气体的压力降低；在焊接的结尾过程，为了避免出现焊接气孔或焊缝处变形，因此进一步降低气体的压力直至为零。本专利技术在焊接过程中对气体的压力进行动态调整，以适应焊接的不同阶段，达到焊接过程中焊渣、焊瘤外排与防护的最佳防护效果。
19、在本专利技术的具体的实施例中，在进行周边焊前会进行预点焊，盖板和壳体之间的缝隙间距较小，因此短暂的焊接过程中气体的流动损失量较少，加之电芯内部已被卷芯占据，实际空间有限，故此焊接工艺并不会造成大量的气体损耗。此外，在焊接结束前需关闭气体，避免持续较高的氮气在焊接收尾时出现焊接气孔或焊缝处变形。
20、在本专利技术的具体的实施例中，本专利技术采用惰性气体(例如氮气)进行焊接吹气，不会与高温下的铝材发生氧化反应。
21、进一步地，所述激光焊接先进行正极焊接后再进行负极焊接。
22、进一步地，所述激光焊接的功率为100～2000w，所述激光焊接的离焦量为-2～3mm。本专利技术通过控制上述激光焊接的参数可以进一步提高焊接的焊接效果。
23、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
24、1、本专利技术的焊接工装结构简单、易安装，当对圆柱形锂电池的电芯周边进行焊接时，在顶紧到电池盖板时，可以形成加压空腔，能够防止电芯盖板在焊接过程出现弹开，避免盖板与壳体间隙过大出现焊接不良现象。
25、2、本专利技术的焊接工艺的操作方法简单，能够大大优化制作加工过程中的制程合格率，可以有效解决现有圆柱电芯组装焊接过程中产生的焊渣或焊瘤容易掉落到电芯内部的高温胶带上或卷芯壳体间隙间，造成后续电芯腐蚀漏液的问题。
26、3、本专利技术对焊接工艺中的气体压力进行精准控制，结合实际焊接效果调整气体压力值，以控制气体外吹速率，从而控制整个焊接过程中焊渣、焊瘤外排与防护的最佳防护效果。
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1.一种圆柱形锂电池的焊接工装，其特征在于，包括圆柱形空腔壳体，所述圆柱形空腔壳体的顶部设有进气口，所述进气口用于向电池的电芯内通入气体，所述圆柱形空腔壳体的底端设有凹槽，所述凹槽内嵌入胶圈，所述胶圈用于所述焊接工装与电池的盖板的密封连接。
2.根据权利要求1所述的圆柱形锂电池的焊接工装，其特征在于，所述胶圈为软塑材质。
3.一种圆柱形锂电池的焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的圆柱形锂电池的焊接工艺，其特征在于，对所述气体进行压力控制，所述气体的压力范围为0～1MPa。
5.根据权利要求3所述的圆柱形锂电池的焊接工艺，其特征在于，所述气体的通气时间为1～5s。
6.根据权利要求4所述的圆柱形锂电池的焊接工艺，其特征在于，对所述气体进行三段压力控制，先升压后降压。
7.根据权利要求6所述的圆柱形锂电池的焊接工艺，其特征在于，所述气体的第一段压力为0.4～1MPa，升压速率为1～2MPa/s。
8.根据权利要求7所述的圆柱形锂电池的焊接工艺，其特征在于，所述气体的第二段压力
9.根据权利要求8所述的圆柱形锂电池的焊接工艺，其特征在于，所述气体的第三段压力为0～0.4MPas，降压速率为0.8～1MPa/s。
10.根据权利要求3至9中任一项所述的圆柱形锂电池的焊接工艺，其特征在于，所述激光焊接的功率为100～2000W，所述激光焊接的离焦量为-2～3mm。
...【技术特征摘要】
1.一种圆柱形锂电池的焊接工装，其特征在于，包括圆柱形空腔壳体，所述圆柱形空腔壳体的顶部设有进气口，所述进气口用于向电池的电芯内通入气体，所述圆柱形空腔壳体的底端设有凹槽，所述凹槽内嵌入胶圈，所述胶圈用于所述焊接工装与电池的盖板的密封连接。
2.根据权利要求1所述的圆柱形锂电池的焊接工装，其特征在于，所述胶圈为软塑材质。
3.一种圆柱形锂电池的焊接工艺，其特征在于，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的圆柱形锂电池的焊接工艺，其特征在于，对所述气体进行压力控制，所述气体的压力范围为0～1mpa。
5.根据权利要求3所述的圆柱形锂电池的焊接工艺，其特征在于，所述气体的通气时间为1～5s。
6.根据权利要求4所述的圆...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈海峰，达传李，
申请(专利权)人：合肥国轩高科动力能源有限公司，
类型：发明
国别省市：
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