[实用新型]电池极片集流体与极柱一体化焊接装置

说明书

技术领域

本实用新型属于动力电池技术领域，具体涉及一种电池极片集流体与极柱一体化焊接装置。

背景技术

动力电池具有大电流充放电特性，尤其是水系动力电池的正负极集流体与极柱的连接好坏直接影响大电流输入输出，因此，提高连接质量有助于提高动力电池快速充放电能力。

目前市场上用于制造动力电池的集流体与极柱连接的焊接都是人工或半自动化完成的，不能实现自动化生产。现有的正负极集流体与极柱的连接生产线，通常采用如下六种方法：螺母紧固、电阻焊接、氩弧焊接、超声波焊接、真空电子束焊接和激光焊接；螺母紧固存在较大的连接隐患，在动力电池领域基本不用；电阻焊接操作费时，而大型电池集流体极耳群与极柱的厚度较大，实施电阻焊接容易热度过高的缺陷；氩弧焊接工件热量大，需专门冷却装置，焊接部位骤冷骤热，存在局部裂纹，且焊接工件难以回收再利用；超声波焊接常用于锂离子电池，但动力电池集流体极耳群与极柱均为难熔材质，厚度较大，存在焊接头使用寿命较短的缺陷，不利于规模化生产；电子束真空焊接室需要真空，而动力电池体积较大，一次性容纳电池数量有限，反复开启真空装置，效率较低，最近几年兴起的激光焊接，却存在焊接效率较低、焊接精度要求苛刻，难以满足车用零部件高速生产要求。

此外，动力电池的正负极集流体与极柱的材料还存在不一致，属于异种金属连接(镍与铝、铜与镍、镍与铁)，在热输入变形、连接强度降低、重复精度差、工艺可靠性低方面，现有的焊接方式均存在，而最新诞生的电磁脉冲连接设备，还能满足不同金属材料之间的连接开发，有望解决这些难题。

然而，由于动力电池的正负极集流体存在多层，而电磁脉冲焊接一次只能焊接两层，在工艺上迟迟无法实现，一直制约动力电池企业引入电磁脉冲焊接工艺。如何解决多层正负极集流体与极柱一体化面焊接，一直处于动力电池企业工程师的探索中。

目前常规的焊接有两种，一种是氩弧焊接，另一种为激光焊接，前者热量大，隔膜容易缩孔，造成电池短路等；后者焊接接触面小，焊接处内阻大，影响动力电池大电流输入输出，且焊接厚度有限，超过一定厚度，无法焊接。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种电池极片集流体与极柱一体化焊接装置，结构简单，设计合理，实现集流体与极柱在常温下的完全焊合。

本实用新型所述的一种实现电池极片集流体与极柱一体化焊接工艺的装置，包括点焊机和两个焊接平台，两个焊接平台分别为前焊接平台和后焊接平台，前焊接平台顶部设有前定位槽，前定位槽上有前电磁脉冲焊接头，前电磁脉冲焊接头固定在前电磁脉冲焊接装置中，后焊接平台顶部设有后定位槽，后定位槽上有后电磁脉冲焊接头，后电磁脉冲焊接头固定在后电磁脉冲焊接装置中。

本实用新型采用两个焊接平台对极柱的两面分别进行焊接，前焊接平台和后焊接平台之间设有自动机器臂。焊接工件在自动机器臂操作下进行正面和背面的转换，如果在一个焊接平台上转换，转换过程中会浪费一半的时间，而如果取出来放在另一个焊接平台上，效率可以提高一倍，与此同时，移动过程中的时间又远大于电磁脉冲焊接电量储备准备时间，并且移动到第二个焊接平台，通过定位槽可以二次定位，对先前的定位有进一步校正作用，提高效率的同时提高焊接质量。

焊接平台上设有定位槽，定位槽可以进行水平面四个方向的定位。本实用新型所述的待焊接的工件事先采用定位槽定位，正负极集流体在自动叠片过程中已经点焊成一个类似金属板，集流体以金属板的方式与极柱事先固定住，有利于减少后续纠偏定位装置和后续自动机器臂数量，并减少抓取次数，效果非常实用，直接关系到后续自动化和能否焊接质量，工件通过自动机器臂放置在焊接平台上的定位槽中，定位槽只需要根据整体工件进行直接定位，并用压紧块压紧后就可以进行焊接，经过多次试验，待焊接件之间需要压紧，若是没有压紧，电磁脉冲焊接效果会打折扣。

前焊接平台一侧设有自动上料机器臂，自动上料机器臂旁边有前AGV小车；后焊接平台一侧设有自动下料机器臂，自动下料机器臂旁边有后AGV小车。本实用新型所述的AGV小车为自动光电感应和重力感应集成的输送车，采用电池作为驱动电源。现在业内组装工序的物料供应以人工居多，由人工送到操作平台，再转机器人操作。而焊接工件单位体积较小，但质量较高，同时电磁脉冲焊接作业过程中，噪音比较大，电磁场辐射比较强，要求周边无人作业，因此，采用AGV小车远距离输送比较安全，还能避免待焊接工件多次手工接触，避免二次污染和人为损伤，有利于全自动化操作。