一種鋰電池涂布箔材連接方式的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種漿料涂布過程中的箔材連接方式，尤其是一種鋰離子電池涂布時基體箔材的連接工藝。在涂布過程中需要將兩卷箔材首尾相接時，將待連接的箔材重合一部分，在重合處使用超聲焊接法形成一個焊點陣列。焊接過程可以手動完成也可以通過步進電機或伺服電機驅(qū)動來自動完成。本發(fā)明旨在替代現(xiàn)有的鋰離子電池涂布時用高溫膠帶連接箔材的辦法，避免了高溫膠帶連接的辦法所帶來的操作難度大且在烘干時容易斷箔、影響效率的弊病。
【專利說明】一種鋰電池涂布箔材連接方式

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及鋰離子電池領(lǐng)域，尤其是一種鋰離子電池電極涂布時基體箔材的連接工藝。

【背景技術(shù)】
[0002]鋰離子電池分別用鋁箔和銅箔來做正負極承載活性物質(zhì)的電極基體。正負極的活性物質(zhì)先制成粘稠的漿料，通過刮刀轉(zhuǎn)移和擠壓轉(zhuǎn)移涂布在基體箔材兩側(cè)。承載漿料的箔材通過烘箱在高溫下使溶劑揮發(fā)，漿料干燥并粘附在基體箔材上。在電極涂布時，當一卷箔材涂布完成則需要接續(xù)使用一卷新的箔材，兩卷箔材接頭處需要緊密連接，以承載涂布過程時存在的拉力。接頭處的連接方式且要能承受涂布過程中的高溫。目前，公知的技術(shù)是用高溫膠帶把兩卷箔材接頭處粘結(jié)在一起。由于膠帶有粘性，容易粘在機件上，所以不易實現(xiàn)自動化。手工操作也不易粘的平直，不易粘的使膠帶下面無氣泡。此外，涂布時烘箱內(nèi)的高溫容易使膠帶的粘性降低，在張力的作用下箔材的連接處有時出現(xiàn)滑移偏斜，嚴重時會脫落、斷裂。膠帶滑移偏斜會造成漿料在箔材上涂布位置的偏差。如果膠帶在烘箱內(nèi)脫落、斷裂，由于烘箱內(nèi)的高溫環(huán)境，要打開烘箱降溫，且要戴上高溫手套，才能在斷裂的位置現(xiàn)場連接，或者在更嚴重的情況下，要讓箔材倒走，使斷裂處退出烘箱才能重新連接。使用高溫膠帶連接箔材的方式造成產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)效率的降低。
[0003]超聲波焊接(超聲焊)是一種機械處理過程，在焊接過程中，并無電流在被焊件中流過，也無諸如電焊模式的焊弧產(chǎn)生，由于超聲焊接不存在熱傳導與電阻率等問題，因此對于有色金屬材料來說，是一種理想的金屬焊接方式，對于不同厚度的片材，能有效地進行焊接。超聲焊接有多種優(yōu)點:1)、焊接材料不熔融，不脆弱金屬特性。2)、焊接后導電性好，電阻系數(shù)極低或近乎零。3)、對焊接金屬表面要求低，氧化或電鍍均可焊接。4)、焊接時間短，不需任何助焊劑、氣體、焊料。5)、焊接無火花，環(huán)保安全。超聲焊焊頭采用小幅、高頻(超聲波)的振動。兩個待焊部件處于焊頭和底座之間，焊頭以一定的壓力將兩個待焊部件壓在底座上。兩個待焊部件之間的聲阻大，超聲能在該處轉(zhuǎn)化為熱能，導致接觸處的物質(zhì)熔化。振動停止后，焊縫冷卻凝固。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有的在鋰離子電池電極涂布時用高溫膠帶連接基體箔材所帶來的不易自動化、操作難度大且在烘干時容易滑移斷箔，從而影響品質(zhì)和效率的問題。
[0005]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是:
在涂布過程中需要將兩卷箔材首尾相接時，將待連接的箔材重合一部分，在重合處使用超聲焊接法形成一個焊點陣列。焊接過程可以手動完成也可以通過步進電機或伺服電機驅(qū)動來自動完成。方案一手動超聲焊接法，將涂布完成的箔材尾端與即將進行涂布的箔材重合一部分，在重合處進行手動超聲焊接；方案二自動超聲焊接法，將涂布完成的箔材尾端與即將進行涂布的箔材重合一部分，在重合處裝置直線導軌、滑塊和直線電機進行自動超聲焊接。
[0006]本發(fā)明的有益效果是:
通過超聲焊箔材焊接方式，避免了鋰離子電池箔材在涂布中所產(chǎn)生的不易自動化、操作難度大且在烘干時容易滑移斷箔的問題。提升了產(chǎn)品品質(zhì)和生產(chǎn)效率。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明進一步說明。
[0008]圖1是傳統(tǒng)的涂布箔材連接方式圖。
[0009]圖2是采用手動超聲焊接的涂布箔材連接方式圖。
[0010]圖3是采用自動超聲焊接的涂布箔材連接方式圖。
[0011]圖中:101:涂布完成的箔材，102:兩卷箔材箔接縫處，103:即將進行涂布的箔材，104:高溫膠帶，105:操作平臺；201:兩卷箔材重合部分，202:超聲焊點陣列，203:超聲焊下模具；301:驅(qū)動器電源，302:步進電機驅(qū)動器，303:步進電機，304:雙軸移動平臺，305:雙軸氣缸，306:超聲換能器含變幅桿和焊頭，307:超聲換能器驅(qū)動電源，308:運行控制程序的電腦。

【具體實施方式】
[0012]實施例1:
在涂布機的箔材連接平臺上放置下超聲焊的下模具，下模具為一表面有微網(wǎng)狀花紋的的厚鋼板，鋼板鋼材使用Cr 12模具鋼，淬火處理。超聲焊模塊采用24KHz換能器，換能器通過變幅桿與上模具相連，上模具焊接時與箔材接觸的部位是一個有微網(wǎng)狀花紋的凸點。整流逆變電源將市電轉(zhuǎn)換為超聲換能器需要的高頻交流電。超聲焊模塊相關(guān)技術(shù)很成熟，通過商業(yè)途徑可以直接購買或定制需要的超聲焊模塊。本實施例使用功率1000瓦的驅(qū)動器和換能器。超聲焊上模具使用Crl2模具鋼，淬火處理。涂布時，將涂布完成的箔材尾端與即將進行涂布的箔材重合一部分；重合部分放置于下模具鋼板上。手持連接于變幅桿上振幅為零的駐點位置的把手，將上模具的凸點壓向重合的箔材的特定位置，施加二到五公斤的壓力，通過踏動腳踏開關(guān)向超聲電源發(fā)出閉合回路的指令，完成一個焊點的焊接。重復焊接動作多次以形成一個布滿兩卷箔材重合部位，在X和Y兩個方向間隔約為20毫米的焊點點陣。
[0013]實施例2:
在涂布機的箔材連接平臺上放置下超聲焊的下模具，下模具為一表面有微網(wǎng)狀花紋的的厚鋼板，鋼板鋼材使用Cr 12模具鋼，淬火處理。超聲焊模塊采用24KHz換能器，換能器通過變幅桿與上模具相連，上模具焊接時與箔材接觸的部位是一個有微網(wǎng)狀花紋的凸點。整流逆變電源將市電轉(zhuǎn)換為超聲換能器需要的高頻交流電。超聲焊模塊相關(guān)技術(shù)很成熟，通過商業(yè)途徑可以直接購買或定制需要的超聲焊模塊。本實施例使用功率1000瓦的驅(qū)動器和換能器。超聲焊上模具使用Crl2模具鋼，淬火處理。涂布時，將涂布完成的箔材尾端與即將進行涂布的箔材重合一部分；重合部分放置于下模具鋼板上。
[0014]在下模具箔材重合處上方沿X方向，即與箔材卷芯軸線垂直的方向，平行固定2根方型直線導軌，每只導軌上分別配置2只滑塊。因此在X軸方向上運動的滑塊共有4只。將這4只X軸滑塊固定在一個剛性的矩形框架的4角。在該矩形框架與X軸垂直的方向，也就是Y軸方向的2邊固定另外2根方型直線導軌。在2根Y軸直線導軌上同樣分別配置2只滑塊。將4只Y軸滑塊固定在另一個剛性的Y軸矩形框架的4角。將一只缸徑40毫米的雙軸氣缸固定在Y軸矩形框架上，使氣缸的軸線與下模具的工作平面相垂直。將超聲焊上模具固定在所述雙軸氣缸推桿的前端。在X軸和Y軸方向上分別使用絲桿螺母副，優(yōu)選滾珠絲杠螺母副，和步進電機推動所述雙軸氣缸沿X和Y兩個方向移動，將超聲焊上模具定位到需要形成焊點的位置正上方。通過打開電磁閥驅(qū)動所述雙軸氣缸將超聲焊上模具凸點壓向重合的箔材的特定位置，通過調(diào)整氣缸壓力使上模具對焊點施加二到五公斤的壓力，通過繼電器閉合使超聲電源向換能器供電，完成一個焊點的焊接。通過單片機循環(huán)執(zhí)行焊接工序多次以形成一個布滿兩卷箔材重合部位，在X和Y兩個方向間隔約為20毫米的焊點點陣。
【權(quán)利要求】
1.一種漿料涂布過程中的箔材連接方式，尤其是一種鋰離子電池涂布時基體箔材的連接方式，其特征是:在涂布過程中需要將兩卷箔材首尾相接時，將待連接的箔材重合一部分，在重合處使用超聲焊接法形成一個焊點陣列。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的涂布過程中的箔材連接方式，其特征是:將涂布完成的箔材尾端與即將進行涂布的箔材重合一部分，重合部分放置于下模具鋼板上，將上模具的凸點壓向重合的箔材的特定位置，然后開通超聲電源輸出來激勵換能器形成一個焊點，重復焊接多次從而形成一個布滿兩卷箔材重合部位的焊點點陣。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的涂布過程中的箔材連接方式，其特征是:所述的上模具固定在雙軸氣缸推桿的前端，所述的雙軸氣缸安裝于XY雙軸滑臺上，所述的雙軸滑臺X軸Y軸分別由步進電機通過絲杠螺母副來驅(qū)動，通過單片機控制所述雙軸氣缸和所述滑臺的運動和所述超聲電源的輸出從而形成焊點點陣。
【文檔編號】B23K20/26GK104249216SQ201310266073
【公開日】2014年12月31日 申請日期:2013年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月28日
【發(fā)明者】谷濤, 沈紹典 申請人:無錫華臻新能源科技有限公司