[发明专利]一种圆柱形锂离子电池负极底焊的超声焊接设备及其工艺

说明书

本发明涉及一种圆柱形锂离子电池负极底焊的超声焊接设备及其工艺，超声焊接工艺包括如下步骤：S1：将卷芯的负极耳朝下，装入电池钢壳；S2：将装填好卷芯的电池钢壳外侧安装所述电池托架；S3：将倒L型超声焊接上模头插入卷芯中间的中空部分；S4：控制电池钢壳以及装填好的卷芯，倒L型超声焊接上模头一起下行，与超声焊接机底座紧密接触；S5：使倒L型超声焊接上模头、负极耳、电池钢壳紧密接触；S6：开启超声焊接机主机；S7：焊接操作开始进行，电池钢壳局部熔化与负极耳成为一体；S8：升起倒L型超声焊接上模头，上模头与负极耳分离，完成负极耳与电池钢壳的焊接操作。解决了传统电阻焊炸火的难题,锂离子电池成品的一致性也得到了提高。

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种圆柱形锂离子电池负极底焊的超声焊接设备及其工艺。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、寿命长、充放电倍率高和环境适用性能好等优点，被广泛用于数码产品、乘用车、商用车和特种电源等领域。锂离子电池按照外形可分为圆柱形锂离子电池、方形锂离子电池、异型锂离子电池。而由于圆柱形锂离子电池具有非常高的自动化水平、成熟的工艺和较高的安全性，其市场占有量也在不断提高。锂离子电池在生产制造的过程中，装配段的工艺对于产品的质量和安全至关重要。其中，负极耳焊接工序对于圆柱锂离子电池的充放电性能以及安全性更是非常关键生产步骤。

目前，大多数圆柱锂离子电池生产企业的负极耳与电池钢壳焊接采用的是电阻焊工艺。例如，申请号为202110165829.7，专利名称为圆柱形锂离子电池的负极极耳的焊接工艺的发明专利，其焊接工艺包括如下步骤：

S1步骤、准备纯铜材质的负极极耳和金属钨材质制成焊头的焊针；

S2步骤、将所述负极极耳与钢壳对接，通过所述焊针的焊头对所述负极极耳与所述钢壳的连接处进行焊接。

又如，申请号为201410016749.5，专利名称为一种圆柱形锂离子电池装配工艺的发明专利，其工艺包括以下步骤：(1)卷芯两端超声揉平；(2)在卷芯两端包底部胶带；(3)卷芯入壳；(4)在卷芯两端焊接集流盘与盖板的组合体；(5)集流盘极耳弯曲；(6)盖板弯曲；(7)极耳成型；(8)盖板嵌入；(9)盖板-外壳激光焊接。本发明流程标准规范，由于采用集流盘和盖板的组合形式，将组合盖板焊接到卷芯两头，节省了极耳整形的时间；采用超声揉平-两头激光焊的焊接方式，将卷芯入壳之后焊接两头。

以上相关技术中，负极耳与电池钢壳焊接采用的都是电阻焊工艺，其缺点也是非常明显的：（1）焊接过程中的炸火，导致金属杂质颗粒的残留，严重时，易引起锂离子电池的极端安全问题；（2）性能的要求越来越多的工艺要求多个负极耳，而且材质也从好焊接的镍转化为镍铜复合或者铜，所以焊接变得困难了。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术存在的缺陷，提供一种圆柱形锂离子电池负极底焊的超声焊接设备及其工艺。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：、

一种圆柱形锂离子电池负极底焊的超声焊接设备，包括设置在圆柱形锂离子电池结构上方的倒L型超声焊接机上模头，与倒L型超声焊接机上模头连接的超声焊接机主机，设置在圆柱形锂离子电池结构下方的超声焊接机底座，安装在圆柱形锂离子电池结构外侧的电池托架。

进一步，所述圆柱形锂离子电池结构包括电池钢壳，设置在电池钢壳内腔中的卷芯，所述卷芯底部一侧安装有负极耳。

一种圆柱形锂离子电池负极底焊的超声焊接工艺,包括如下步骤：

S1：将卷芯的负极耳朝下，装入电池钢壳；

S2：将装填好卷芯的电池钢壳外侧安装所述电池托架；

S3：将倒L型超声焊接上模头插入卷芯中间的中空部分；

S4：控制电池钢壳以及装填好的卷芯，倒L型超声焊接上模头一起下行，与超声焊接机底座紧密接触；

S5：使倒L型超声焊接上模头、负极耳、电池钢壳紧密接触；