一种用于电池激光焊接的夹具[实用新型专利]

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 207642513 U(45)授权公告日 2018.07.24

(21)申请号 201721606820.0(22)申请日 2017.11.27

(73)专利权人 浙江衡远新能源科技有限公司

地址 321017 浙江省金华市婺城区西关街

道永康街697号亚泰孵化基地206室专利权人 山东衡远新能源科技有限公司(72)发明人 翟博　杨冬生　刘桐桐　张芳芳　

赵亚　刘俊军　(74)专利代理机构 广州三环专利商标代理有限

公司 44202

代理人 郝传鑫　贾允(51)Int.Cl.

B23K 26/70(2014.01)

权利要求书2页 说明书7页 附图3页

(54)实用新型名称

一种用于电池激光焊接的夹具

(57)摘要

本实用新型涉及电池焊接领域，特别涉及一种用于电池激光焊接的夹具。该焊接夹具包括基座、压板和挡板，所述压板扣合在所述基座上，所述基座包括底板和侧板，所述底板和侧板围合形成腔体，所述腔体包括第一空腔和第二空腔，所述第一空腔为所述压板扣合于所述基座时所覆盖的腔体部分，所述第二空腔为所述压板扣合于所述基座时未覆盖的腔体部分；围合形成所述第二空腔的侧板内壁上开设有卡槽，所述卡槽用于固定电池的盖板组件；所述挡板设置于所述第一空腔内且远离所述第二空腔的一侧，所述挡板与所述第二空腔相对的侧板之间的距离可调。本实用新型焊接夹具在激光焊接的基础上，增加定位卷芯位置、极耳位置功能，且通过隔板保护卷芯，减少不良品率，降低生产成本。

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1.一种用于电池激光焊接的夹具，其特征在于，包括基座(1)、压板(2)和挡板(3)，所述压板(2)扣合在所述基座(1)上，

所述基座(1)包括底板和侧板，所述底板和侧板围合形成腔体，所述腔体包括第一空腔(16)和第二空腔(17)，所述第一空腔(16)为所述压板(2)扣合于所述基座(1)时所覆盖的腔体部分，所述第二空腔(17)为所述压板(2)扣合于所述基座(1)时未覆盖的腔体部分；

围合形成所述第二空腔(17)的侧板内壁上开设有卡槽(7)，所述卡槽(7)用于固定电池的盖板组件；

所述挡板(3)设置于所述第一空腔(16)内且远离所述第二空腔(17)的一侧，所述挡板(3)与所述第二空腔(17)相对的侧板之间的距离可调。

2.根据权利要求1所述的一种用于电池激光焊接的夹具，其特征在于：所述第一空腔(16)为三段式凹槽，分别为第一段凹槽(161)、第二段凹槽(162)和第三段凹槽(163)；

所述盖板组件通过所述第一段凹槽(161)安装于所述卡槽(7)内固定；所述挡板(3)滑动安装于所述第三段凹槽(163)，且能够沿所述第三段凹槽(163)的宽度方向往复运动。

3.根据权利要求2所述的一种用于电池激光焊接的夹具，其特征在于：所述侧板包括第一侧板(101)、第二侧板(102)、第三侧板(103)和第四侧板(104)。

4.根据权利要求3所述的一种用于电池激光焊接的夹具，其特征在于：所述夹具还包括调节组件，所述调节组件包括多个第一弹性件和多个调节螺栓(5)；

所述第一弹性件一端与所述挡板(3)固定连接，所述第一弹性件的另一端与所述第二侧板(102)固定连接；

所述第二侧板(102)设有与所述调节螺栓(5)配合的安装孔，所述调节螺栓(5)的一端与所述挡板(3)贴合，另一端螺纹连接于所述第二侧板(102)。

5.根据权利要求4所述的一种用于电池激光焊接的夹具，其特征在于：所述压板(2)上设有与所述第一空腔(16)配合的第一凹槽(21)；所述挡板(3)底端的长度与所述第三段凹槽(163)的长度相同，所述挡板(3)顶端的长度与第一凹槽(21)的长度相同；

当所述基座(1)与压板(2)扣合时，所述挡板(3)的顶面与所述第一凹槽(21)的底面贴合，所述挡板(3)作为压板(2)扣合的导向结构和所述压板(2)的支撑结构。

6.根据权利要求1所述的一种用于电池激光焊接的夹具，其特征在于：所述夹具还包括用于保护卷芯的隔板(15)，所述压板(2)靠近所述第二空腔(17)的一端设有隔板卡槽(8)，所述隔板(15)插接于所述隔板卡槽(8)内。

7.根据权利要求3所述的一种用于电池激光焊接的夹具，其特征在于：所述夹具还包括连接件，所述压板(2)一外侧边缘处与所述第四侧板(104)的外侧通过所述连接件铰接连接，所述压板(2)的另一外侧边通过卡扣结构与所述第三侧板(103)连接。

8.根据权利要求7所述的一种用于电池激光焊接的夹具，其特征在于：所述卡扣结构包括设于所述第三侧板(103)外侧的锁把(9)和设于压板(2)外侧的锁扣(10)，所述锁把(9)与所述锁扣(10)配合连接。

9.根据权利要求3所述的一种用于电池激光焊接的夹具，其特征在于：所述夹具还包括多组压紧定位组件，所述压紧定位组件固定设置于所述基座(1)上，所述压紧定位组件用于固定电池极耳的激光焊接位置。

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10.根据权利要求9所述的一种用于电池激光焊接的夹具，其特征在于：多组所述压紧定位组件间隔设置于所述第一侧板(101)顶端，一组所述压紧定位组件包括固定件、第二弹性件和压片(6)；

所述压片(6)通过所述固定件与所述第一侧板(101)连接，所述第二弹性件设置于所述第一侧板(101)与所述压片(6)之间并提供使得所述压片(6)向下运动的弹力。

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技术领域

[0001]本实用新型涉及电池焊接领域，特别涉及一种用于电池激光焊接的夹具。背景技术

[0002]目前用于电动汽车的动力电池主要有镍氢电池和锂离子电池，且随着锂电行业的快速发展，锂电池在新能源汽车、储能领域、电子消费领域等应用日益广泛，锂离子电池以工作电压平台高、能量密度高(理论比容量达到3860mAh/g)、无环境污染、工作温度范围宽广、自放电率低、无记忆效应、充放电效率高、寿命长等优点得到人们的广泛认同，成为新一代电动汽车的理想动力源。[0003]其中，铝壳电池相比软包电池安全性能更高，铝壳电池制作过程中，很多工艺要求安全结构较高。在电池极耳盖帽焊接中，一般采用超声波焊接、电阻焊或者激光焊方式。现有技术中，电芯极耳焊接时，多采用超声焊接，且焊接定位精度较差，容易虚焊、焊偏、极耳焊裂等造成产品质量问题，影响电芯开发的效率及品质。[0004]激光焊具有焊接效率高、热影响区域小、与工件非接触、方便实现自动化生产等特点，已经成为电池焊接行业的首选焊接方式。激光焊属于精密焊接方式，一般对工件本身的公差以及夹具的定位精度要求比较高。激光焊的夹具一般都需要需要根据工件的形状来专门设计，主要考虑定位和夹紧两方面，焊接夹具对夹紧力要求较高，激光焊接过程中工件容易发生热形变，需要夹具具有一定的夹紧力来抵消部分热应力，防止工件变形，但是夹紧力也不宜过大，否则会导致焊缝咬边等情况发生。[0005]针对现有技术中存在的缺陷，有必要提供一种新的用于电池激光焊接的夹具。实用新型内容

[0006]本实用新型要解决的技术问题是普通夹具精度不够、焊接过程中卷芯容易移动造成焊接错位、焊偏，致使电池不良品率较高且材料损失。[0007]为解决上述技术问题，本实用新型公开了[0008]一种用于电池激光焊接的夹具，包括基座、压板和挡板，所述压板扣合在所述基座上，

[0009]所述基座包括底板和侧板，所述底板和侧板围合形成腔体，所述腔体包括第一空腔和第二空腔，所述第一空腔为所述压板扣合于所述基座时所覆盖的腔体部分，所述第二空腔为所述压板扣合于所述基座时未覆盖的腔体部分；

[0010]围合形成所述第二空腔的侧板内壁上开设有卡槽，所述卡槽用于固定电池的盖板组件；

[0011]所述挡板设置于所述第一空腔内且远离所述第二空腔的一侧，所述挡板与所述第二空腔相对的侧板之间的距离可调。[0012]进一步的，所述第一空腔为三段式凹槽，分别为第一段凹槽、第二段凹槽和第三段凹槽；所述盖板组件通过所述第一段凹槽安装于所述卡槽内固定；所述挡板滑动安装于所

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述第三段凹槽，且能够沿所述第三段凹槽宽度方向往复运动，从而调节电池的卷芯位置。[0013]进一步的，所述压板上设有与所述第一空腔配合的第一凹槽。[0014]所述第一凹槽的长度与所述第二段凹槽长度相同。[0015]所述侧板包括第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板。[0016]所述夹具还包括调节组件，所述调节组件用于调节所述挡板的位置。[0017]进一步的，所述调节组件包括多个第一弹性件和多个调节螺栓。[0018]进一步的，所述第一弹性件一端与所述挡板固定连接，所述第一弹性件的另一端与所述第二侧板固定连接；

[0019]所述第二侧板设有与所述调节螺栓配合的安装孔，所述调节螺栓的一端与所述挡板贴合，另一端螺纹连接于所述第二侧板。[0020]进一步的，所述调节组件为直线驱动装置，所述直线驱动装置包括挡板和气缸；所述第二侧板设有与所述气缸活塞杆配合连接的安装孔，所述气缸的活塞杆伸出端穿过所述安装孔与所述挡板固定连接，所述挡板能够在所述气缸的带动下前后运动，从而调节卷芯的位置。

[0021]进一步的，所述第一段凹槽、第二段凹槽和第三段凹槽的长度各不相同，所述第一段凹槽、第二段凹槽和第三段凹槽的长度从大到依次为第三段凹槽、第一段凹槽和第二段凹槽。

[0022]优选的，所述挡板为凸字形结构。[0023]进一步的，所述第一段凹槽、第二段凹槽和第三段凹槽的长度相同。[0024]优选的，所述挡板为长条形结构。[0025]优选的，所述挡板底端的长度与所述第三段凹槽的长度相同，所述挡板顶端的长度与第一凹槽的长度相同；

[0026]当所述基座与压板扣合时，所述挡板的顶面与所述第一凹槽的底面贴合，所述挡板作为压板扣合的导向结构和所述压板的支撑结构。[0027]进一步的，所述焊接夹具还包括用于保护卷芯的隔板，所述压板靠近所述第二空腔的一端设有隔板卡槽；所述隔板能够插接于所述隔板卡槽。[0028]优选的，所述隔板为长条状，所述隔板的长度与所述第一段凹槽的长度尺寸相同。[0029]优选的，所述隔板的材质为耐热材料。[0030]进一步的，所述夹具还包括连接件，所述压板一外侧边缘处与所述第四侧板的外侧通过所述连接件铰接连接，所述压板的另一外侧边通过卡扣结构与所述第三侧板连接。[0031]优选的，所述连接件为合页。[0032]优选的，所述卡扣结构包括设于所述第三侧板外侧的锁把和设于压板外侧的锁扣，所述锁把与所述锁扣配合连接。[0033]进一步的，所述夹具还包括多组压紧定位组件，所述压紧定位组件固定设置于所述基座上，所述卷芯与极耳固定连接，所述压紧定位组件用于固定极耳的激光焊接位置。[0034]优选的，多组所述压紧定位组件间隔设置于所述第一侧板顶端，一组所述压紧定位组件包括固定件、第二弹性件和压片，所述压片通过所述固定件与所述第一侧板连接，所述第二弹性件设置于所述第一侧板与所述压片之间并提供使得所述压片向下运动的弹力。[0035]优选的，所述第一弹性件和所述第二弹性件均为压缩弹簧。

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采用上述技术方案，本实用新型所述的具有如下有益效果：

[0037]1)本实用新型焊接夹具设有卡槽，固定盖板位置，便于焊接，并设有放置卷芯的凹槽，及卷芯位置调节组件，能够使极耳与正负极端子连接片相对位置处于良好状态，通过压片固定极耳在连接片上，确保激光焊接不错位；[0038]2)本实用新型焊接夹具设有隔板卡槽，通过穿插隔板，避免因激光焊接产生的火花烧坏卷芯，充分保护卷芯作用，减少不良品率，降低生产成本；[0039]3)本实用新型焊接夹具能满足极耳采用激光焊接工艺，提高焊接效果；[0040]4)本实用新型焊接夹具在激光焊接的基础上，增加定位卷芯位置、极耳位置功能，减少因人为目测固定位置造成焊接不良，节省人工焊接时间，使提高焊接效果以及焊接效率；

[0041]5)本实用新型焊接夹在压板上设有隔板卡槽，通过穿插耐热隔板，减少因激光焊接引起异常火花烧坏卷芯隔膜，致使电池短路，引发安全问题。附图说明

[0042]为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0043]图1为该实用新型焊接夹具结构得到俯视图；[0044]图2为该实用新型焊接夹具的主视图；[0045]图3为图1中A-A方向的剖视图；

[0046]图4为图1中B-B方向的局部剖视图；

[0047]图5为该实用新型焊接夹具的装配示意图；[0048]图6为实施例1挡板的主视图；[0049]图7为该实用新型隔板的主视图。[0050]以下对附图作补充说明：[0051]1-基座；101-第一侧板；102-第二侧板；103-第三侧板；104-第四侧板；105-底板；16-第一空腔；161-第一段凹槽；162-第二段凹槽；163-第三段凹槽；17-第二空腔；2-压板；21-第一凹槽；3-挡板；4-压缩弹簧；5-调节螺栓；6-压片；7-卡槽；8-隔板卡槽；9-锁把；10-锁扣；11-合页；12-卷芯；13-极耳；14-盖板组件；15-隔板。具体实施方式

[0052]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。[0053]此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、、“顶”、“底”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本

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实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含的包括一个或者更多个该特征。而且，术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本实用新型的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。[0054]实施例1：

[0055]结合图1至图5所示，一种用于电池激光焊接的夹具，包括基座1、压板2和挡板3，所述压板2扣合在所述基座1上，

[0056]所述基座1包括底板和侧板，所述底板和侧板围合形成腔体，所述腔体包括第一空腔16和第二空腔17，所述第一空腔16为所述压板2扣合于所述基座1时所覆盖的腔体部分，所述第二空腔17为所述压板2扣合于所述基座1时未覆盖的腔体部分；[0057]围合形成所述第二空腔17的侧板内壁上开设有卡槽7，所述卡槽7用于固定电池的盖板组件；

[0058]所述挡板3设置于所述第一空腔16内且远离所述第二空腔17的一侧，所述挡板3与所述第二空腔17相对的侧板之间的距离可调。[0059]如图1所示，所述第一空腔16为三段式凹槽，分别为第一段凹槽161、第二段凹槽162和第三段凹槽163；所述盖板组件通过所述第一段凹槽安装于所述卡槽7内固定；[0060]所述挡板3滑动安装于所述第三段凹槽163，且能够沿所述第三段凹槽163的宽度方向往复运动。

[0061]所述压板2上设有与所述第一空腔16配合的第一凹槽21。[0062]如图1和图5所示，所述第一凹槽21的长度与所述第二段凹槽162长度相同。[0063]如图1和图5所示，所述侧板包括第一侧板101、第二侧板102、第三侧板103和第四侧板104。

[0064]如图1和图5所示，所述调节组件包括多个第一弹性件和多个调节螺栓5。[0065]如图1和图5所示，所述第一弹性件一端与所述挡板3固定连接，所述第一弹性件的另一端与所述第二侧板102固定连接；

[0066]所述第二侧板102设有与所述调节螺栓5配合的安装孔，所述调节螺栓5的一端与所述挡板3贴合，另一端螺纹连接于所述第二侧板102。[0067]如图1和图5所示，所述第一弹性件为压缩弹簧4，所述压缩弹簧4用于拉伸挡板3进而调整卷芯12前后位置，通过调节螺栓5对挡板3的挤压程度进行调整卷芯12位置。[0068]如图1和图5所示，所述第一段凹槽161、第二段凹槽162和第三段凹槽163的长度各不相同，所述第一段凹槽161、第二段凹槽162和第三段凹槽163的长度从大到依次为第三段凹槽163、第一段凹槽161和第二段凹槽162。[0069]如图6所示，所述挡板3为凸字形结构。

[0070]所述挡板3底端的长度与所述第三段凹槽163的长度相同，所述挡板3顶端的长度与第一凹槽21的长度相同；

[0071]当所述基座1与压板2扣合时，所述挡板3的顶面与所述第一凹槽21的底面贴合，所

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述挡板3作为压板2扣合的导向结构和所述压板2的支撑结构。[0072]如图1和图5所示，所述焊接夹具还包括用于保护卷芯12的隔板15，所述压板2靠近所述第二空腔17的一端设有隔板卡槽8；所述隔板15能够插入安装于所述隔板卡槽8，防止激光焊接时异常火花烧坏卷芯12。[0073]如图7所示，所述隔板15为长条状，所述隔板15的长度与所述第一段凹槽161的长度尺寸相同。

[0074]所述隔板15的材质为耐热材料。[0075]所述夹具还包括连接件，所述压板2一外侧边缘处与所述第四侧板104的外侧通过所述连接件铰接连接，所述压板2的另一外侧边通过卡扣结构与所述第三侧板103连接。[0076]如图1和图5所示，所述连接件为合页11。[0077]如图1和图5所示，所述卡扣结构包括设于所述第三侧板103外侧的锁把9和设于压板2外侧的锁扣10，所述锁把9与所述锁扣10配合连接。[0078]如图5所示，所述夹具还包括两组压紧定位组件，所述压紧定位组件固定设置于所述基座1上，所述卷芯12和极耳13固定连接，所述压紧定位组件用于固定极耳13的激光焊接位置。

[0079]如图5所示，两组所述压紧定位组件间隔设置于所述第一侧板101顶端，一组所述压紧定位组件包括固定件、第二弹性件和压片6，所述压片6通过所述固定件与所述第一侧板101连接，所述第二弹性件设置于所述第一侧板101与所述压片6之间并提供使得所述压片6向下运动的弹力。[0080]实施例2：[0081]结合图1、图2和图5所示，一种用于电池激光焊接的夹具，包括基座1、压板2和挡板3，所述压板2扣合在所述基座1上，[0082]所述基座1包括底板和侧板，所述底板和侧板围合形成腔体，所述腔体包括第一空腔16和第二空腔17，所述第一空腔16为所述压板2扣合于所述基座1时所覆盖的腔体部分，所述第二空腔17为所述压板2扣合于所述基座1时未覆盖的腔体部分；[0083]围合形成所述第二空腔17的侧板内壁上开设有卡槽7，所述卡槽7用于固定电池的盖板组件；

[0084]所述挡板3设置于所述第一空腔16内且远离所述第二空腔17的一侧，所述挡板3与所述第二空腔17相对的侧板之间的距离可调。[0085]如图1所示，所述第一空腔16为三段式凹槽，分别为第一段凹槽161、第二段凹槽162和第三段凹槽163；所述盖板组件通过所述第一段凹槽安装于所述卡槽7内固定；[0086]所述挡板3滑动安装于所述第三段凹槽163，且能够沿所述第三段凹槽163的宽度方向往复运动。

[0087]所述压板2上设有与所述第一空腔16配合的第一凹槽21。[0088]所述第一凹槽的长度与所述第二段凹槽162长度相同。[0089]如图1所示，所述侧板包括第一侧板101、第二侧板102、第三侧板103和第四侧板104。

[0090]所述调节组件为直线驱动装置，图中未示出，所述直线驱动装置包括挡板3和气缸；所述第二侧板102设有与所述气缸活塞杆配合连接的安装孔，所述气缸的活塞杆伸出端

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穿过所述安装孔与所述挡板3固定连接，所述挡板3能够在所述气缸的带动下前后运动，从而调节卷芯12的位置。

[0091]所述第一段凹槽161、第二段凹槽162和第三段凹槽163的长度相同，图中未示出。[0092]所述挡板3为长条形结构，图中未示出。

[0093]所述挡板3底端的长度与所述第三段凹槽163的长度相同，所述挡板3顶端的长度与第一凹槽21的长度相同；

[0094]当所述基座1与压板2扣合时，所述挡板3的顶面与所述第一凹槽21的底面贴合，所述挡板3作为压板2扣合的导向结构和所述压板2的支撑结构。[0095]如图1和图5所示，所述焊接夹具还包括用于保护卷芯12的隔板15，所述压板2靠近所述第二空腔17的一端设有隔板卡槽8；所述隔板15能够插入安装于所述隔板卡槽8，防止激光焊接时异常火花烧坏卷芯12。[0096]如图7所示，所述隔板15为长条状，所述隔板15的长度与所述第一段凹槽161的长度尺寸相同。

[0097]所述隔板15的材质为耐热材料。[0098]所述夹具还包括连接件，所述压板2一外侧边缘处与所述第四侧板104的外侧通过所述连接件铰接连接，所述压板2的另一外侧边通过卡扣结构与所述第三侧板103连接。[0099]如图1和图5所示，所述连接件为合页11。[0100]如图1和图5所示，所述卡扣结构包括设于所述第三侧板103外侧的锁把9和设于压板2外侧的锁扣10，所述锁把9与所述锁扣10配合连接。[0101]如图5所示，所述夹具还包括两组压紧定位组件，所述压紧定位组件固定设置于所述基座1上，所述电池的卷芯12和电池的极耳13固定连接，所述压紧定位组件用于固定极耳13的激光焊接位置。[0102]如图5所示，两组所述压紧定位组件间隔设置于所述第一侧板101顶端，一组所述压紧定位组件包括固定件、第二弹性件和压片6，所述压片6通过所述固定件与所述第一侧板101连接，所述第二弹性件设置于所述第一侧板101与所述压片6之间并提供使得所述压片6向下运动的弹力。

[0103]所述第二弹性件为压缩弹簧。

[0104]上述电池焊接夹具的工作流程包含以下步骤:

[0105]S1.将盖板组件14通过第一段凹槽161穿插安放至卡槽7处固定，[0106]S2.在基座1上的第一空腔16内放置电池的卷芯12，根据目测卷芯12、极耳13与盖板正负极连接片位置是否恰当进行调整，通过调节所述挡板3的位置来调整卷芯12的前后位置；

[0107]S3.待卷芯12与盖板组件14的相对位置调整完毕后，通过合页11将基座1与压板2压合，并将压板2上设有锁把9与基座1上的锁扣10扣合，进而固定整个卷芯12；[0108]S4.待压板2锁紧后，把耐热隔板15插入到压板2设有的隔板卡槽8中，保护激光焊接时不会因异常火花烧坏卷芯12；

[0109]S5.把基座1上设有的压片6压至极耳13处，通过激光焊接，完成极耳13与正负极连接片的焊接；

[0110]S6.依次撤开压片6，取出耐热隔板15，打开压板2，最后取出焊接好的卷芯12与盖

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板组件14。

[0111]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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图1

图2

图3

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图4

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