[發明專利]一種圓柱形鋰離子電池殼體電子束焊接用的工裝

有效

• 申請號: 201511031662.6
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN105537809B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 周春亮;范梅梅;羅萍;魏乃達;張洪凱;尹航
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第十八研究所
• 主分類號: B23K37/00
• 分類號: B23K37/00;B23K37/04;B23K15/04;H01M10/058
• 代理公司: 天津市鼎和專利商標代理有限公司12101
• 代理人: 李鳳

技術領域

本發明涉及鋰離子電池技術領域，特別是涉及一種圓柱形鋰離子電池殼體電子束焊接用的工裝。

背景技術

目前，對于空間衛星上使用的國產圓柱形鋰離子蓄電池，電池殼體上有兩道焊縫，一條是殼體與殼蓋之間的環縫，另一條是殼體與殼底之間的環縫，兩條焊縫的結構是相同的，位置對稱，均采用電子束焊接來進行封裝，通過電子束焊接形成的焊縫質量較高，其氣密性和力學性能優異，能夠達到航天級要求。

在這兩條焊縫的近縫區，都有熔點較低的熱敏感電池組件，如絕緣組件和電池隔膜等。首先，為防止焊接時的熱量對內部組件產生熱損傷，需要相應的焊接工裝來進行散熱，普通的民品電池的焊接工裝無法保證良好的接觸散熱。其次，電子束焊接的束斑很小，對于被焊工件的尺寸配合精度要求較高，相應的對焊接工裝的定位精度要求也較高，普通的焊接工裝定位精度不夠。并且電子束焊接是在真空環境中進行的，這就要求焊接工裝要有相應的排氣措施，以保證焊接時的真空度，普通焊接工裝不具備該功能。此外，保證焊接質量的同時，要提高焊接效率，兩道焊縫通過一次抽真空全部焊完是最佳選擇，同時要保證兩端焊縫的一致性，這也需要特殊設計的焊接工裝來保證。因此，普通的焊接工裝無法滿足生產要求。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種圓柱形鋰離子電池殼體電子束焊接用的工裝；該工裝具有散熱接觸良好、定位精度高、裝卸快速方便，并且可以實現一次抽真空焊接兩道平行環焊縫電子束焊接。

本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是：

一種圓柱形鋰離子電池殼體電子束焊接用的工裝，至少包括：

安裝于電池殼體蓋端面的電池蓋軸向散熱工裝(1)，該電池蓋軸向散熱工裝(1)由T₂純銅制成；所述電池蓋軸向散熱工裝(1)為圓柱體結構，在該圓柱體的一端開設有嵌入電池極柱(8)的圓柱形極柱空腔(1-3)；在該圓柱形極柱空腔(1-3)的側壁開設有第一出氣孔(1-1)，在該圓柱形極柱空腔(1-3)的底部開設有與在該圓柱形極柱空腔(1-3)導通的尾頂孔(1-2)；在電池蓋軸向散熱工裝(1)與電池蓋(6)的連接端設置有蓋端坡口(1-4)；

安裝于電池殼體底端面的電池底軸向散熱工裝(2)，該電池底軸向散熱工裝(2)由T₂純銅制成；所述電池底軸向散熱工裝(2)為圓柱體結構，在該圓柱體的一端設置有與電池底(7)連接定位凸臺(2-2)，在所述定位凸臺(2-2)的四周開設有平衡凹槽(2-6)，所述電池底軸向散熱工裝(2)與電池底(7)的接觸面積等于電池蓋軸向散熱工裝(1)與電池蓋(6)的接觸面積；在該圓柱體的另一端設置有與旋轉軸連接的旋轉軸連接孔腔(2-3)；在所述定位凸臺(2-2)的軸心處開設有與旋轉軸連接孔腔(2-3)導通的排氣孔(2-5)；在該旋轉軸連接孔腔(2-3)的側壁開設有與旋轉軸連接孔腔(2-3)導通的第二出氣孔(2-1)；在電池底軸向散熱工裝(2)與電池底(7)的連接端設置有第二坡口(4-7)；

安裝在電池殼體(5)側壁的第一徑向散熱工裝(3)和第二徑向散熱工裝(4)；所述第一徑向散熱工裝(3)和第二徑向散熱工裝(4)均由T₂純銅制成；所述第一徑向散熱工裝(3)和第二徑向散熱工裝(4)的結構相同；其中：該第一徑向散熱工裝(3)為兩端開口的圓筒結構，該圓筒結構以軸截面為界分為徑向散熱套A(3-1)和徑向散熱套B(3-2)；所述徑向散熱套A(3-1)和徑向散熱套B(3-2)的一個連接面之間相鉸接，所述徑向散熱套A(3-1)和徑向散熱套B(3-2)的另一個連接面通過螺栓連接。

進一步，所述電池蓋軸向散熱工裝(1)與電池蓋(6)的連接端開設有防止電池殼體(5)徑向運動的凸起圓環。

更進一步：所述電池底軸向散熱工裝(2)與電池底(7)的連接端開設有防止電池殼體(5)徑向運動的凸起圓環。

更進一步：在上述第一徑向散熱工裝(3)的一端設置有第一坡口3-7；在上述第二徑向散熱工裝(4)的一端設置有第二坡口(4-7).。

本發明具有的優點和積極效果是：

1、散熱效果好。具有電池蓋/底平面和電池殼體徑向弧面兩個散熱渠道，且工裝與電池接觸面積較大、貼合程度較好，從而保證散效果；

2.裝配精度高。電池蓋/底軸向散熱工裝保證了從尾頂端到旋轉軸連接孔腔的同軸度，能夠保證電池殼體與旋轉軸的同軸度，進而保證了裝夾后兩條環焊縫的最高點處于同一水平高度，使電子束焊接工藝的一致性得到保障；