[發明專利]一種全極耳圓柱鋰離子電池自動化組裝工藝

在審

• 申請號: 202010986693.1
• 申請日: 2020-09-18
• 公開（公告）號: CN112038704A
• 公開（公告）日: 2020-12-04
• 發明（設計）人: 張磊;王倩;袁超;楊慶鎖
• 申請（專利權）人: 合肥國軒高科動力能源有限公司
• 主分類號: H01M10/058
• 分類號: H01M10/058;H01M10/04;H01M10/0525
• 代理公司: 合肥天明專利事務所(普通合伙) 34115
• 代理人: 韓燕

1.一種全極耳圓柱鋰離子電池自動化組裝工藝，其特征在于：順次包括以下工序：揉平、包膠、入殼、集流盤焊接、合蓋、周邊焊和氦檢；上述工序具體操作如下：

(1)、揉平工序：將卷芯正負極兩端的全極耳整形、揉擠成平面且高出隔膜一定距離，便于后續焊接集流盤；

(2)、包膠工序：將揉平后的卷芯正負極兩端包覆絕緣膠帶，防止全極耳與金屬殼體接觸發生短路；

(3)、入殼工序：頂推裝置將包覆絕緣膠帶后的卷芯推入殼體；

(4)、集流盤焊接工序：將正負極集流盤分別焊接在卷芯正負極揉平后的兩個端面上；

(5)、合蓋工序：將集流盤、蓋板經過預定角度的彎折、擠壓并與殼體緊密結合，實現集流盤與蓋板的鉚合連接，再經預點焊定型；

(6)、周邊焊工序：將合蓋好的圓柱鋰離子電池進行周邊封口焊接；

(7)、氦檢工序：將周邊焊后的圓柱鋰離子電池采用氦檢設備進行氣密性檢測，氣密性合格的電池繼續流轉，氣密性不合格的電池進行返工或報廢。

2.根據權利要求1所述的一種全極耳圓柱鋰離子電池自動化組裝工藝，其特征在于：所述步驟(1)中，卷芯正負極兩端的端面進行單獨揉平或同時揉平，揉平后卷芯經過真空吸除金屬屑、長度測試和短路測試，測試后的合格品繼續流轉，不合格品則進行返工或報廢；所述的揉平選用超聲波揉平、機械揉平單一揉平方式或超聲波揉平與機械揉平的組合方式，所述的超聲波揉平的主要參數設置為：功率200～1600W、振幅15％～60％、能量20～100J、揉平速度1～4mm/s；所述的機械揉平主要參數設置為：旋轉速度2000～16000r/min、揉平速度1～4mm/s；所述的真空吸除金屬屑的真空壓力為-10～-50KPa，正負極兩端同時進行真空吸除金屬屑；所述的短路測試的主要測試設備選用脈沖式短路測試儀或內阻式短路測試儀，脈沖式短路測試儀的主要參數設置為：電壓200～360V、時間0.1～1s、Vd1 5％～15％、Vd2 10～30％，內阻式短路測試儀的主要參數設置為：電壓200～360V、阻值30～60MΩ、時間0.2～2.0s。

3.根據權利要求1所述的一種全極耳圓柱鋰離子電池自動化組裝工藝，其特征在于：所述步驟(2)中，卷芯正負極兩端進行單獨包膠或同時包膠，包膠時絕緣膠帶繞卷芯正負極兩端各包覆一圈并重合2-10mm，且絕緣膠帶超出卷芯邊緣1-2.5mm，包膠后，使用CCD視覺檢測包膠外觀效果，膠帶平整、無褶皺，檢測后的合格品繼續流轉，外觀不良品返工重新包膠。

4.根據權利要求1所述的一種全極耳圓柱鋰離子電池自動化組裝工藝，其特征在于：所述步驟(3)中，頂推裝置推送卷芯的負極一端，使卷芯的正極先入殼，有效防止負極膠帶翻折極耳外露造成負極短路，卷芯入殼后，卷芯邊緣到對應鋁殼口的距離為3～5mm，入殼后使用X-Ray檢測入殼時膠帶有無翻折，檢測后的合格品繼續流轉，極耳外露的不良卷芯返工重新包膠和入殼。

5.根據權利要求1所述的一種全極耳圓柱鋰離子電池自動化組裝工藝，其特征在于：所述步驟(4)中，將正負極集流盤采用激光焊接的方式分步焊接在卷芯正負極揉平后的兩個端面上，激光焊接的功率設置為4.5～9kW，激光焊接的方式為脈沖焊接或者連續焊接，集流盤焊接后進行外觀檢測、短路檢測、焊接拉力檢測，檢測后的合格品繼續流轉，不合格品則進行返工或報廢。

6.根據權利要求5所述的一種全極耳圓柱鋰離子電池自動化組裝工藝，其特征在于：所述的激光焊接方式為脈沖焊接時，激光在正負極集流盤上形成2～6排焊點，其中有效焊點占總焊點比例≥75％；所述的激光焊接方式為選擇焊接時，激光在正負極集流盤上形成2～6條焊線，焊線形狀為直線、曲線、折線中的至少一種，其中有效焊接面積占總焊接面積比例≥75％；所述的外觀檢測即使用CCD視覺檢測集流盤和殼體的輪廓潔凈、清晰、平整，無金屬絲、缺料、裂紋和變形；所述的短路檢測是使用脈沖短路測試儀進行測試，主要測試參數為：電壓200～360V、時間0.1～1s、Vd1 5％～15％、Vd2 10～30％；所述的焊接拉力檢測采用拉力測試儀進行測試，焊接拉力滿足≥10N，拉力測試儀的測試速度為15～30mm/min。