用於電池單元的旋轉夾具和用於使用該旋轉夾具焊接電池單元的方法
2023-04-25 19:02:41 1
專利名稱：用於電池單元的旋轉夾具和用於使用該旋轉夾具焊接電池單元的方法
技術領域：
本發明涉及一種用於電池單元的旋轉夾具，該旋轉夾具用以相繼地製造具有不同尺寸的電池單元，該旋轉夾具包括主體，其被構造為具有在其下端處安裝有旋轉杆的六面體結構，主體在其側面處設有安裝框架，安裝框架的尺寸對應於電池單元的尺寸，使得電池單元能夠以電池單元的電極端子向上暴露的狀態被豎立地安裝在安裝框架中；基座，其被設置在主體的下端處，並且被連接到旋轉杆從而基座能夠被以人工方式或由旋轉馬達旋轉；和支撐部件，其形成在基座處以支撐主體的安裝框架和被安裝在安裝框架中的電池單元，其中在電池單元安裝到主體的相應的側面的狀態下，旋轉杆旋轉從而使用位於電池單元上方的焊條關於將被焊接的電池單元之一的一部分執行電阻焊接。
背景技術：
由於移動裝置已經日益得到發展，並且對於這種移動裝置的需求已經增大，對於二次電池的需求也已經急劇地提高。在這種二次電池中，鋰二次電池呈現出高能量密度和操作電壓以及優良的電荷保持和服務壽命特性，其已被廣泛地用作各種電子產品以及移動裝置的能量源。
然而，在鋰二次電池中包含各種可燃材料。結果，鋰二次電池可能由於電池的過充、電池中的過電流或者外部物理衝擊而受熱或爆炸。S卩，鋰二次電池的安全性非常低。因此，為了有效地控制鋰二次電池的異常狀態，諸如鋰二次電池的過充或鋰二次電池中的過電流，安全性元件，諸如正溫度係數(PTC)元件和保護電路模塊(PCM)，在其中安全性元件被連接到電池單元的狀態中被安裝到電池單元。
通常，PCM通過焊接而經由導電鎳板連接到電池單元。即，鎳板通過焊接而被連接到PCM的電極片，然後鎳板通過焊接被連接到電池單元的電極端子。以此方式，PCM被連接到電池單元以製造電池組。
要求包括PCM的安全性元件維持與電池單元的電極端子電連接，並且同時被從電池單元的其它部分電隔離。
同時，在電池組裝配線上執行將包括保護電路部件諸如PCM的構件聯接到電池單元的上端的操作。可以根據需要改變這種裝配線的構造。通常，裝配線被構造成使得金屬包覆物(metal clad)、絕緣性安裝部件、保護電路模塊和絕緣性頂蓋可以被順序地聯接到電池單元的上端。
然而，在組裝不同種類的電池單元的情形中，必須基於電池單元的種類和尺寸構造不同的裝配線，結果製造成本增加。進而，組裝時間增加，由此組裝效率降低。
因此，為了解決以上問題，迫切需要一種技術，該技術能夠在單一裝配線上組裝具有不同尺寸的電池單元，由此提高電池組的製造效率和生產率。發明內容
技術問題
因此，已經做出本發明以解決以上問題和尚待解決的其它技術問題。
具體地，本發明的目的在於提供一種用於電池單元的旋轉夾具和使用該旋轉夾具的電池組焊接方法，其中該旋轉夾具用以相繼地焊接具有不同尺寸的電池單元。
技術方案
根據本發明的一個方面，能夠通過提供一種用於電池單元的以相繼地製造具有不同尺寸的電池單元的旋轉夾具而實現以上和其它目的，該旋轉夾具包括主體，其被構造為具有在其下端處安裝有旋轉杆的六面體結構，主體在其側面處設有安裝框架，安裝框架的尺寸對應於電池單元的尺寸，使得電池單元能夠以電池單元的電極端子向上暴露的狀態被豎立地安裝在安裝框架中；基座，其被設置在主體的下端處，並且被連接到旋轉杆從而基座能夠被以人工方式或被旋轉馬達旋轉；和支撐部件，其形成在基座處以支撐主體的安裝框架和被安裝在安裝框架中的電池單元，其中在電池單元安裝到主體的相應的側面的狀態下，旋轉杆旋轉以便使用位於電池單元上方的焊條關於待焊接的電池單元之一的一部分執行電阻焊接。
因此，根據本發明的用於電池單元的旋轉夾具解決了在製造電池組期間必須基於電池單元的尺寸構造各種夾具的傳統問題，由此縮短了過程時間並且大大地降低電池單元的製造成本。
安裝框架和支撐部件在主體的四個側面處具有不同的尺寸，從而具有不同尺寸的電池單元能夠被安裝在相應的安裝框架中。因此，能夠在單一工藝線上組裝四種電池單元， 由此提聞組裝效率。
在一個優選實例中，安裝框架可以具有與電池單元的寬度相對應的尺寸，並且支撐部件可以被構造成使得在電池單元安裝在相應的安裝框架中的狀態下，電池單元中的每一個的電池單元殼體的上端從安裝框架中的每一個的上端隔開預定高度。
S卩，支撐部件可以具有不同的高度，只要在焊條與在主體的每一側處待焊接的每一個電池單元的一部分之間的距離是均勻的。
安裝框架中的每一個可以具有與主體的寬度的30%到50%對應的尺寸。如果安裝框架中每一個的尺寸太小，則主體的尺寸是相對大的，結果可以增大工作空間。另一方面， 如果安裝框架中每一個的尺寸太大，則主體的尺寸是相對小的，結果可降低工作效率。
同時，支撐部件可以被構造成被插入相應的安裝框架的下端開口中。因此，可以容易地基於電池單元中相應一個的高度調節每一個支撐部件的高度。
在另一個優選實例中，旋轉杆可以被向上移動超過支撐部件中的相應一個的高度並且然後可以被旋轉90度以關於被豎立地安裝到主體的相應側面的電池單元的待焊接部分相繼地進行焊接。
而且，旋轉杆可以被自動地、半自動地或者以人工方式移動，用於相繼地焊接。可以根據需要選擇性地設定移動模式。
同時，焊接部分可以是選自使用電阻焊接被電連接到電池單元中的相應一個的頂部的正溫度係數(PTC )元件、金屬包覆物、鎳板中的一個。
焊接部分無具體限制，只要關於每一個電池單元執行焊接即可。可以通過各種操作形成焊接部分。焊接可以選自用於將構件聯接到每一個電池單元的上部的各種操作中的一種。
同時，電池單元無具體限制，只要電池單元中每一個的電極端子被向上暴露。例如，電池單元可以是板狀二次電池，每一個板狀二次電池具有在其頂部處形成的陽極端子和陰極端子。板狀二次電池的實例可以包括稜形電池和袋狀電池。
根據本發明的另一個方面，提供一種使用用於電池單元的旋轉夾具相繼地將電池單元的上部電連接的焊接方法。
具體地，該焊接方法包括(a)將電池單元安裝在主體的安裝框架中；(b)在主體的一側處關於待焊接的電池單元之一的一部分執行電阻焊接的步驟；(C)使用旋轉杆將主體向上移動到支撐部件中的相應的一個上方、將主體旋轉90度、向下移動主體，並且固定主體；和(d)重複步驟(b)和步驟(C)。
根據該焊接方法，通過旋轉杆的旋轉，可以關於被安裝到主體的相應側面的具有不同尺寸的電池單元的待焊接部分執行電阻焊接，並且因此，可以相繼地執行焊接過程。另外，不需要基於電池單元的尺寸構造各種夾具，由此大大地減少了電池單元的過程時間和製造成本。
根據本發明的進一步的方面，提供一種使用上述方法製造的電池組。
鎳板可以通過焊接而被連接到保護電路模塊(PCM)的電極片，然後鎳板可以通過焊接而被連接到電池單元的電極端子。以此方式，PCM可以被連接到電池單元以製造電池組。然而，部分修改也是可能的。
有利的效果
如根據以上說明顯而易見的，根據本發明的用於電池單元的旋轉夾具包括被構造為對應於電池單元的尺寸的主體、具有旋轉杆的基座，和用於支撐電池單元的支撐部件，該旋轉夾具在旋轉主體的同時關於電池單元的將被焊接的部分執行焊接，以在單一裝配線上製造具有不同尺寸的電池單元，由此提高了電池組的製造效率和生產率。
與附圖相結合，根據以下詳細說明，將更加清楚地理解本發明的以上和其它目的、 特徵和其它優點，其中
圖I到2是示出將電池單元安裝到用於電池單元的旋轉夾具的過程的典型視圖； 並且
圖3到5是示出旋轉用於電池單元的旋轉夾具的過程的典型視圖。
具體實施方式
現在，將參考附圖詳細描述本發明的示例性實施例。然而，應該指出，本發明的範圍不受所示意的實施例限制。
圖I到2是示出將電池單元安裝到用於電池單元的旋轉夾具的過程的典型視圖。
參考這些圖，用於電池單元的旋轉夾具400包括主體100、基座200和支撐部件 300。
主體100總體上被構造為具有六面體結構，該六面體結構具有在其下端處安裝的旋轉杆110。主體100在其側面處設有具有與電池單元10和11的寬度W對應的尺寸W的安裝框架120，從而電池單元10和11能夠在電池單元10和11的電極端子15向上暴露的狀態下被豎立地安裝在安裝框架120中，其中電池單元10和11是板狀二次電池。
基座200被設置在主體100的下端處。基座200包括被連接到旋轉杆110以使旋轉杆110旋轉的旋轉馬達(未示出)。
雖然基座200如上所述被旋轉馬達旋轉，但是基座200可以被以人工方式旋轉。
支撐部件300被固定到基座200以支撐主體100的安裝框架120和被安裝在安裝框架120中的電池單元10和11。支撐部件300被構造成使得在電池單元10和11被安裝在安裝框架120中的狀態下，每一個電池單元的電池單元殼體的上端從每一個安裝框架 120的上端隔開高度h。在任何情形中，高度h可以為零(O)從而每一個電池單元的電池單元殼體的上端與每一個安裝框架120的上端一致。
同時，在電池單元10和11上和在主體100上標記的序列號基於電池單元的規格。 電池單元10和11被安裝在相應的安裝框架120中，使得在電池單元10和11上標記的序列號對應於在安裝框架120上標記的序列號。
安裝框架120和支撐部件300形成在主體100的四個側面處，使得安裝框架120 和支撐部件300在主體100的四個側面處具有不同的尺寸。安裝框架120中每一個的寬度 w是主體100的寬度的大約50%。
而且，支撐部件300被構造成被插入相應的安裝框架120的下端開口中。
圖3到5是示出旋轉用於電池單元的旋轉夾具的過程的典型視圖。
結合圖I和2 —起參考這些附圖，電池單元10和11被安裝到主體100的相應的側面，並且使用焊條20從電池單元10上方關於待焊接的電池單元10的一部分執行電阻焊接。
隨後，主體100被旋轉杆110向上移動超過支撐部件300中的相應一個的高度I、 被旋轉90度，然後向下移動。在這種狀態下，執行電阻焊接。重複以上焊接和旋轉過程以關於被安裝到主體100的相應側面的電池單元10和11順序地執行焊接。可以自動地、半自動地或者以人工方式連續地執行這些過程。
可以根據需要而改變焊接部分。例如，可以使用電阻焊接將金屬包覆物、鎳板和正溫度係數(PTC)元件電連接到電池單元中的相應的一個的頂部。而且，可以使用各種焊接方法。例如，除了上述電阻焊接之外，可以使用雷射焊接。
因此，使用用於電池單元的旋轉夾具400，能夠在單一裝配線上製造具有不同尺寸的電池單元10和11，由此提高了電池組的製造效率和生產率。
具體地，使用用於電池單元的旋轉夾具400相繼地將電池單元10和11的上部電連接的方法包括(a)將電池單元10和11安裝在主體100的安裝框架120中的步驟；(b) 在主體100的一側處關於待焊接的電池單元之一的一部分執行電阻焊接的步驟；(c)使用旋轉杆110將主體100向上移動到支撐部件300中的相應的一個上方、將主體100旋轉90 度、向下移動主體100，並且固定主體100的步驟；和((1)重複步驟(b)和步驟(c)的過程。
雖然已經為了例示的目的公開了本發明的示例性實施例，但是本領域技術人員可以理解，在不偏離如在所附權利要求中所公開的本發明的範圍和精神的情況下，各種修改、 添加和替代是可能的。
權利要求
1.一種用於電池單元的旋轉夾具，所述旋轉夾具用以相繼地製造具有不同尺寸的電池單元，所述旋轉夾具包括 主體，所述主體被構造成具有在其下端安裝有旋轉杆的六面體結構，在所述主體的側面處設有安裝框架，所述安裝框架的尺寸對應於電池單元的尺寸，使得所述電池單元能夠以所述電池單元的電極端子向上暴露的狀態被豎立地安裝在所述安裝框架中； 設置在所述主體的下端處的基座，所述基座被連接到所述旋轉杆從而所述基座能夠被以人工方式或由旋轉馬達旋轉；和 形成在所述基座處的支撐部件，所述支撐部件支撐所述主體的所述安裝框架和在所述安裝框架中安裝的所述電池單元，其中 在電池單元安裝到所述主體的相應的側面的狀態下，所述旋轉杆旋轉以便使用位於所述電池單元上方的焊條關於待焊接的電池單元中的一個的一部分執行電阻焊接。
2.根據權利要求I所述的用於電池單元的旋轉夾具，其中，所述安裝框架和所述支撐部件在所述主體的四個側面處具有不同的尺寸。
3.根據權利要求I所述的用於電池單元的旋轉夾具，其中，所述安裝框架具有與所述電池單元的寬度對應的尺寸，並且所述支撐部件被構造成使得在電池單元安裝在相應的安裝框架中的狀態下，電池單元中的每一個電池單元的電池單元殼體的上端從所述安裝框架中的每一個安裝框架的上端隔開預定高度。
4.根據權利要求3所述的用於電池單元的旋轉夾具，其中，所述安裝框架中的每一個具有與所述主體的寬度的30%到50%對應的尺寸。
5.根據權利要求I所述的用於電池單元的旋轉夾具，其中，所述支撐部件被構造成插入相應的安裝框架的下端開口中。
6.根據權利要求I所述的用於電池單元的旋轉夾具，其中，所述旋轉杆被向上移動超過所述支撐部件中的相應一個支撐部件的高度，並且然後被旋轉90度以用於相繼的焊接。
7.根據權利要求I所述的用於電池單元的旋轉夾具，其中，所述旋轉杆被自動地、半自動地或者以人工方式移動，以用於相繼地焊接。
8.根據權利要求I所述的用於電池單元的旋轉夾具，其中，所述焊接部分是選自使用電阻焊接被電連接到電池單元中的相應一個的頂部的金屬包覆物、鎳板、和正溫度係數(PTC)元件中的一個。
9.根據權利要求I所述的用於電池單元的旋轉夾具，其中，所述電池單元是板狀二次電池。
10.一種使用用於電池單元的旋轉夾具相繼地將電池單元的上部電連接的焊接方法，包括 (a)將電池單元安裝在主體的安裝框架中； (b)在所述主體的一側處關於待焊接的電池單元中的一個的一部分執行電阻焊接的步驟； (c)使用旋轉杆將所述主體向上移動到所述支撐部件中的相應一個的上方、將所述主體旋轉90度、向下移動所述主體，並且將所述主體固定；和 Cd)重複步驟(b)和步驟(C)。
11.一種使用根據權利要求10所述的方法製造的電池組。
全文摘要
本發明涉及一種用於電池單元的旋轉夾具，該旋轉夾具通過順序的過程以各種尺寸生產電池單元。該旋轉夾具包括具有六面體結構的主體，在該六面體結構的底部上安裝旋轉杆，其中該主體的每一側設有其尺寸對應於電池單元的安裝框架；被連接到旋轉杆並且以人工方式旋轉或者利用旋轉馬達旋轉的基座；和被布置在基座上從而支撐主體的安裝框架和被置於安裝框架中的電池單元的支撐部件。在電池單元被安裝在主體的側表面上時該旋轉杆旋轉，從而電池單元的一部分能夠由布置在電池單元上方的焊條電阻焊接。
文檔編號B23K37/04GK102986054SQ201180032968
公開日2013年3月20日 申請日期2011年7月15日 優先權日2010年7月16日
發明者孔廷杓, 金春淵, 金泰旭 申請人:株式會社Lg 化學