用于储电的组件的搅拌摩擦焊接的设备和方法技术

本发明专利技术涉及用于将两个能量存储组件（10）连接在一起的方法，每个能量存储组件包括密封的金属外壳，其中：连接带（30）的尺寸被确定，以便与每个外壳的末端表面相接触，连接带被放置在并排布置的两个外壳的末端表面（24）上；并且连接带被搅拌摩擦焊接到每个外壳。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及用于将两个能量存储组件（10）连接在一起的方法，每个能量存储组件包括密封的金属外壳，其中：连接带（30）的尺寸被确定，以便与每个外壳的末端表面相接触，连接带被放置在并排布置的两个外壳的末端表面（24）上；并且连接带被搅拌摩擦焊接到每个外壳。【专利说明】
本专利技术涉及电能存储组件的
。
技术介绍
在本专利技术中，“电能存储组件”意思是电容器(S卩，包含电极和绝缘体的无源系统)或超级电容器(即，包含至少两个电极、电解质和至少一个分隔器的无源系统)或例如锂电池类型的电池(即，包含阳极、阴极和介于阳极和阴极之间的电解质溶液的系统)。所述能量存储组件最常关联在允许满足特定于某些应用的规范的能量存储模块中。在现有技术中，能量存储模块已知包含多个能量存储组件，每个能量存储组件被包含在一个圆柱体外壳中。多个圆柱体外壳并排置于模块中，并通过连接带串联地电连接在一起。每个连接带被放置在圆柱体的基本平坦的多个端壁之一上并置于相邻圆柱体的相应端壁上。在现有技术中，连接带通过在例如文档FR2915626中所描述的激光(LASER)焊接过程被焊接到每个外壳上。激光焊接是透过性焊接，其在要焊接的两个材料中建立高度局部化的熔化点。熔化的材料随后混合在一起，并且鉴于该融化的高度局部化本质，组件再次几乎立即固化。但是，该焊接的形成依赖于多个参数(具体而言，激光的焦点、其功率等等)的精调调整。但是，具有连接带的能量存储组件的外壳连接是在电解质已经被置于外壳中并且注入孔已经重新塞住之后被执行的。因此，最重要的是保持外壳的密封，否则杂质可能被添加到存储组件的电解质中并极大地减少其寿命，甚至导致其丢弃。已经确认，激光焊接过程由于对将要焊接的区域的熔化具有影响的不同参数而很少是可重复的，并且如果光束太强或太聚焦，则会导致焊接过程中盖子的穿孔。因此，为了获得可靠地焊接过程，需要为存储组件提供相对厚且/或具有特殊设计的外壳，从而防止激光参数的任意微小干扰使外壳的密封恶化，并且/或者用于将带焊接到存储组件的外壳上的不同激光参数必须使用高度精确的装置来监控，从而带来不可忽略的制造成本增长。本专利技术的一个目的在于，提出一种制造能量存储模块的简单、低成本方法，该能量存储模块仍然允许保持每个能量存储组件的密封。
技术实现思路
出于此目的，提出一种用于连接两个能量存储组件的方法，每个能量存储组件包含密封的外壳，其中:-在并排放置的两个外壳的两个末端表面上放置连接带，连接带的尺寸使得所述连接带与每个所述外壳的末端表面相接触；-所述连接带被搅拌摩擦焊接到每个外壳。在本专利技术中，“末端表面”意思是希望与连接带相对布置的上或下外壳表面。对于具有纵向轴的外壳(例如，圆柱体外壳)，末端表面例如是垂直于外壳的纵向轴的表面。每个存储组件优选地包含至少两个电极和电解质。组件可以是相同的，或者具有相同形状和相同类型(超级电容器、电池等等)，或具有不同形状和/或不同类型。所述方法具有极大优点。搅拌摩擦焊接是一种焊接技术，其中工具在要焊接的部件被非常快地旋转驱动。工具进入材料，将其加热到糊状。与搅拌相关联的加热允许被焊接的部件的构成材料的焊接。焊接在糊状状态下被执行，并且工具仅加热与其接触的材料。因此，该方法非常易于控制，因为如果工具本身不穿过外壳，则不存在焊接后材料污染电解质的风险。因此，通过该方法的控制接近于核实工具的运动，这是易于执行的。不需要将盖子的厚度增大到激光焊接所需的程度。由于焊接在糊状状态下执行，因此还将注意到，不存在热裂的风险，热裂也可能使外壳的密封恶化。因此，根据本专利技术的方法允许以简单、低成本的方式将能量存储组件连接在一起，同时保持每个存储组件的密封。本专利技术的方法还具有多个其他优点。具体讲，其允许增大不同能量存储组件之间的电传导，而无需要求任意增大周期时间。可有效地发现，与现有技术中针对激光焊接的情况(功率与光束的尺寸极大地相关)不同，利用本专利技术的方法，焊珠对应于搅拌焊接工具的尺寸，该尺寸不受工具功率的约束所限制。因此，可以通过增大工具的尺寸来增大焊珠或焊点的尺寸，因而增大连接带和每个外壳之间的电传导，而无需执行焊接工具在被焊接区域上的多次穿过，从而保持较短制造时间。出于同样原因(焊珠宽度)，从存储组件的上部朝向连接带的热传导被改善。因此热量耗散通过本专利技术的方法被优化。另外，连接带可以更节省、具有更简单的形状。有效地，无需掏空连接带来获得局部厚度减小，如现有技术为了辅助激光焊接所执行的。无中空连接带的使用还允许连接带与模块的传导垫相接触的表面最大化，这还确保朝向模块外更好的热量耗散。最后，本专利技术的方法通过将外壳的材料加热到远小于现有技术的程度而被执行。因此，与激光焊接相比，降低了损坏外壳内的电解质或实际能量存储元件的风险。本专利技术的方法还包括以下特征中的一个或多个:-在所述焊接步骤期间，旋转移动的设备被放置在与外壳和/或连接带相接触，并且所述设备沿着预定轴平移，以使其进入外壳和/或连接带的材料。该轴一般对应于外壳的末端表面的法线。如果外壳是管状元件，该预定轴则一般对应于该管状元件的对称轴；-每个外壳可以包含管状元件和在管状元件的末端闭合该管状原件的至少一个盖子。具体讲，外壳可以包括两个盖子，每个盖子位于管状元件的一个末端。优选地。连接带被焊接到盖子上。在此情况下，盖子的一个表面形成组件的末端表面；-连接带和外壳可以被焊接在长度为至少I厘米的距离上，这允许增大组件的电传导。但是，还可以执行连接带在盖子上的点焊；-末端表面可以包含一个或多个隆起，其形成用于在其上定位连接带的装置。该隆起可以例如由中心针构成，然后连接带可以包括至少一个匹配的孔口 ；该隆起还可以由用于限定连接带的轮廓的一个或多个针构成；-外壳和连接带可以在垂直于预定轴(具体讲，末端表面)的接触表面上重叠，以使得焊接穿过连接带以到达外壳；-连接带和外壳可以在包含预定轴的接触表面上接触，以使得连接带和外壳被边对边焊接；在此情况下，工具可以同时进入外壳和连接带的材料。该实施例一般在外壳包含形成对于连接带的定位装置的隆起时被应用；-连接带可以由传导材料构成，具体讲，铜；-外壳可以至少部分由金属材料构成，具体讲，铝；-外壳的末端表面可以由第一材料制成，连接带由不同于该第一材料的第二材料制成。利用本专利技术的方法，可以有效地使连接带和外壳具有不同材料。由于焊接在材料处于糊状状态下执行，因此利用该方法，可以易于将具有不同属性的不同材料焊接在一起。在现有技术中，难以(使用激光焊接技术)将两个不同材料焊接在一起，尤其如果它们各自的熔化温度相去甚远的话。如果希望焊接铝和铜，这尤其是个问题，铝由于其刚性和重量轻的属性被推荐用于制造外壳，铜具有极好的电传导属性并且能够有利于用于制造连接带。相去甚远的熔化温度可能带来多个明显的技术难点，包括收缩性的不同，这不允许获得两种材料的可靠、耐用的焊接。利用本专利技术的方法，可以优化对要组装的不同部件的构成材料的选择(例如，铜用于连接带，铝用于外壳)，因为该方法不会添加将限制该选择的任何约束。类似地，本专利技术的方法可以用于焊接铝合金(例如，6000系列类型)，铝合金具有有利的机械属性，但是难以使用激光焊接方法来焊接。本专利技术的另一主题在于至少两个能量存储组件的模块本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于连接两个能量存储组件（10）的方法，每个能量存储组件包含密封的外壳（14），在该方法中：?在并排放置的两个外壳的两个末端表面（24）上放置连接带（30），所述连接带的尺寸使得所述连接带与每个所述外壳的末端表面相接触；?使用搅拌摩擦焊接，所述连接带被焊接到每个所述外壳。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：E·维涅拉斯，
申请(专利权)人：布鲁技术公司，
类型：
国别省市：