[发明专利]一种圆柱形锂离子电池壳体电子束焊接用的工装

说明书

技术领域

本发明涉及锂离子电池技术领域，特别是涉及一种圆柱形锂离子电池壳体电子束焊接用的工装。

背景技术

目前，对于空间卫星上使用的国产圆柱形锂离子蓄电池，电池壳体上有两道焊缝，一条是壳体与壳盖之间的环缝，另一条是壳体与壳底之间的环缝，两条焊缝的结构是相同的，位置对称，均采用电子束焊接来进行封装，通过电子束焊接形成的焊缝质量较高，其气密性和力学性能优异，能够达到航天级要求。

在这两条焊缝的近缝区，都有熔点较低的热敏感电池组件，如绝缘组件和电池隔膜等。首先，为防止焊接时的热量对内部组件产生热损伤，需要相应的焊接工装来进行散热，普通的民品电池的焊接工装无法保证良好的接触散热。其次，电子束焊接的束斑很小，对于被焊工件的尺寸配合精度要求较高，相应的对焊接工装的定位精度要求也较高，普通的焊接工装定位精度不够。并且电子束焊接是在真空环境中进行的，这就要求焊接工装要有相应的排气措施，以保证焊接时的真空度，普通焊接工装不具备该功能。此外，保证焊接质量的同时，要提高焊接效率，两道焊缝通过一次抽真空全部焊完是最佳选择，同时要保证两端焊缝的一致性，这也需要特殊设计的焊接工装来保证。因此，普通的焊接工装无法满足生产要求。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种圆柱形锂离子电池壳体电子束焊接用的工装；该工装具有散热接触良好、定位精度高、装卸快速方便，并且可以实现一次抽真空焊接两道平行环焊缝电子束焊接。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：

一种圆柱形锂离子电池壳体电子束焊接用的工装，至少包括：

安装于电池壳体盖端面的电池盖轴向散热工装(1)，该电池盖轴向散热工装(1)由T₂纯铜制成；所述电池盖轴向散热工装(1)为圆柱体结构，在该圆柱体的一端开设有嵌入电池极柱(8)的圆柱形极柱空腔(1-3)；在该圆柱形极柱空腔(1-3)的侧壁开设有第一出气孔(1-1)，在该圆柱形极柱空腔(1-3)的底部开设有与在该圆柱形极柱空腔(1-3)导通的尾顶孔(1-2)；在电池盖轴向散热工装(1)与电池盖(6)的连接端设置有盖端坡口(1-4)；

安装于电池壳体底端面的电池底轴向散热工装(2)，该电池底轴向散热工装(2)由T₂纯铜制成；所述电池底轴向散热工装(2)为圆柱体结构，在该圆柱体的一端设置有与电池底(7)连接定位凸台(2-2)，在所述定位凸台(2-2)的四周开设有平衡凹槽(2-6)，所述电池底轴向散热工装(2)与电池底(7)的接触面积等于电池盖轴向散热工装(1)与电池盖(6)的接触面积；在该圆柱体的另一端设置有与旋转轴连接的旋转轴连接孔腔(2-3)；在所述定位凸台(2-2)的轴心处开设有与旋转轴连接孔腔(2-3)导通的排气孔(2-5)；在该旋转轴连接孔腔(2-3)的侧壁开设有与旋转轴连接孔腔(2-3)导通的第二出气孔(2-1)；在电池底轴向散热工装(2)与电池底(7)的连接端设置有第二坡口(4-7)；

安装在电池壳体(5)侧壁的第一径向散热工装(3)和第二径向散热工装(4)；所述第一径向散热工装(3)和第二径向散热工装(4)均由T₂纯铜制成；所述第一径向散热工装(3)和第二径向散热工装(4)的结构相同；其中：该第一径向散热工装(3)为两端开口的圆筒结构，该圆筒结构以轴截面为界分为径向散热套A(3-1)和径向散热套B(3-2)；所述径向散热套A(3-1)和径向散热套B(3-2)的一个连接面之间相铰接，所述径向散热套A(3-1)和径向散热套B(3-2)的另一个连接面通过螺栓连接。

进一步，所述电池盖轴向散热工装(1)与电池盖(6)的连接端开设有防止电池壳体(5)径向运动的凸起圆环。

更进一步：所述电池底轴向散热工装(2)与电池底(7)的连接端开设有防止电池壳体(5)径向运动的凸起圆环。

更进一步：在上述第一径向散热工装(3)的一端设置有第一坡口3-7；在上述第二径向散热工装(4)的一端设置有第二坡口(4-7).。

本发明具有的优点和积极效果是：

1、散热效果好。具有电池盖/底平面和电池壳体径向弧面两个散热渠道，且工装与电池接触面积较大、贴合程度较好，从而保证散效果；

2.装配精度高。电池盖/底轴向散热工装保证了从尾顶端到旋转轴连接孔腔的同轴度，能够保证电池壳体与旋转轴的同轴度，进而保证了装夹后两条环焊缝的最高点处于同一水平高度，使电子束焊接工艺的一致性得到保障；