專利名稱：定位治具的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種在對(duì)構(gòu)成電池組的單電池的電極端子與導(dǎo)片進(jìn)行點(diǎn)焊時(shí)使用的定位治具。
背景技術(shù)：
隨著電子產(chǎn)品的迅速發(fā)展，特別是近年來移動(dòng)設(shè)備、掌上電子產(chǎn)品的普及，具有高容量密度且易于小型化的二次電池常常被用作便攜式設(shè)備的電源，進(jìn)而，由多個(gè)二次電池串聯(lián)或并聯(lián)而成的電池組(battery pack)也越來越多的使用在筆記本、電動(dòng)工具等需要大容量電流的電器上。在將多個(gè)二次電池(以下也稱為單電池)進(jìn)行并聯(lián)或串聯(lián)連接時(shí)，需要用金屬制的導(dǎo)片將各個(gè)單電池的正極端子或負(fù)極端子連接在一起。對(duì)于導(dǎo)片與單電池的電極端子的連接方式，通常使用點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行點(diǎn)焊，當(dāng)在點(diǎn)焊頭中流過大電流時(shí)，與點(diǎn)焊頭接觸的導(dǎo)片以及電池的電極端子發(fā)生瞬間融化而被焊接在一起。為了提高焊接質(zhì)量和焊點(diǎn)位置的精確度，一般在點(diǎn)焊中采用定位治具對(duì)焊接對(duì)象 (導(dǎo)片和電極端子)進(jìn)行定位。目前通常所采用的定位治具的結(jié)構(gòu)如圖9所示，包括可容納多個(gè)單電池8的在厚度方向上分開的一對(duì)底座14、和位于該底座14的高度方向端部的一對(duì)側(cè)板15，側(cè)板上形成有貫通孔9，可以插入點(diǎn)焊機(jī)的點(diǎn)焊頭，另外，側(cè)板的朝向電池側(cè)的內(nèi)表面上形成有淺槽，導(dǎo)片7可以嵌合在該淺槽中。由于傳統(tǒng)的導(dǎo)片的構(gòu)成材料是磁性材料 (例如Ni-Fe合金等)，因此需要在側(cè)板上設(shè)置磁石，操作時(shí)可以借助該構(gòu)成材料的磁力將導(dǎo)片7吸附固定在淺槽中，然后將帶有導(dǎo)片7的側(cè)板15插入底座14，從而通過貫通孔9對(duì)導(dǎo)片7和電極端子進(jìn)行焊接(參見專利文獻(xiàn)1、2)。上述定位治具的優(yōu)點(diǎn)在于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但存在的問題是，有時(shí)僅靠磁力無法可靠地將導(dǎo)片吸附固定在上述淺槽中，在點(diǎn)焊過程中有發(fā)生導(dǎo)片脫落、位置偏移的可能性。另一方面，為了應(yīng)對(duì)電池的大規(guī)模生產(chǎn)和使用，對(duì)電池組的性能和性價(jià)比正不斷地追求最優(yōu)化， 而材質(zhì)為非磁性材料例如銅錫合金的導(dǎo)片不僅性能優(yōu)良，而且其價(jià)格也相對(duì)磁性材料低很多，因此是對(duì)電池組的性價(jià)比進(jìn)行優(yōu)化的很好的選擇。然而，當(dāng)導(dǎo)片材質(zhì)變更成非磁性材料以后，無法利用現(xiàn)有的需要借助磁力的定位治具來固定導(dǎo)片進(jìn)行焊接。專利文獻(xiàn)1 :CN101992340A專利文獻(xiàn)2 :CN10133013
實(shí)用新型內(nèi)容因此，現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題是，目前所使用的定位治具僅靠磁力吸附來固定導(dǎo)片，有時(shí)無法確保點(diǎn)焊中的位置精度。而且，當(dāng)構(gòu)成導(dǎo)片的材料變更成非磁性材料后，導(dǎo)片無法固定，導(dǎo)致焊接困難，位置精度大幅下降。針對(duì)上述現(xiàn)狀，本實(shí)用新型所要解決的問題是，通過對(duì)定位治具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行適當(dāng)?shù)母淖儯瑥亩岣邔?duì)導(dǎo)片的固定和定位作用，提高點(diǎn)焊的位置精度。而且，不管由什么材料 (磁性或非磁性)制成的導(dǎo)片，都能夠在點(diǎn)焊中利用該定位治具進(jìn)行定位。[0009]具體來說，本實(shí)用新型提供了一種定位治具，在利用點(diǎn)焊機(jī)將導(dǎo)片焊接到多個(gè)單電池的電極端子上以構(gòu)成電池組時(shí)，所述定位治具用于對(duì)導(dǎo)片和電極端子進(jìn)行定位，其特征在于，包括筐體，其在中央部具有收納單電池的電池槽，且在電池槽的高度方向的上下端開口，以露出單電池的電極端子；蓋板，包括上蓋板和下蓋板，分別覆蓋筐體的上下端的開口，在上蓋板和下蓋板的中央部各設(shè)置有開口槽，導(dǎo)片可以嵌合在該開口槽中，并與收納在電池槽中的單電池的電池端子接觸；壓板，包括上壓板和下壓板，分別覆蓋上蓋板和下蓋板的外側(cè)表面，在上壓板和下壓板的中央部各設(shè)置有多個(gè)用于插入點(diǎn)焊機(jī)的點(diǎn)焊頭的貫通孔，該貫通孔與電極端子對(duì)置，并露出所述導(dǎo)片，并且在貫通孔的周圍的內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有向?qū)瑐?cè)突出的凸塊，凸塊穿過開口槽而與導(dǎo)片壓接。在本實(shí)用新型的定位治具中，導(dǎo)片可以由非磁性材料和磁性材料中的任一種材料形成，優(yōu)選上述導(dǎo)片由非磁性材料形成。根據(jù)本實(shí)用新型的定位治具，能夠更可靠地固定導(dǎo)片的位置，提高了點(diǎn)焊時(shí)的位置精度，進(jìn)而可以適用于導(dǎo)片的材質(zhì)為非磁性材料的情況。

圖1 示意地表示本實(shí)用新型的定位治具的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖2 示意地表示本實(shí)用新型的定位治具的組裝后的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖3 示意地表示本實(shí)用新型的定位治具中的筐體的從上方看時(shí)的結(jié)構(gòu)的立體圖。圖4 示意地表示本實(shí)用新型的定位治具中的蓋板的結(jié)構(gòu)的圖，(A)仰視圖；(B)俯視圖；(C)側(cè)視圖。圖5 示意地表示本實(shí)用新型的定位治具中的壓板的結(jié)構(gòu)的立體圖，(A)從斜上方看時(shí)的狀態(tài)；(B)從斜下方觀看時(shí)的狀態(tài)。圖6 示意地表示本實(shí)用新型的筐體與蓋板一體化后的狀態(tài)的立體圖，(A)從上方觀看時(shí)的狀態(tài)；(B)從下方觀看時(shí)的狀態(tài)。圖7 示意地表示使用本實(shí)用新型的定位治具進(jìn)行點(diǎn)焊時(shí)的狀態(tài)的圖。圖8 示意地表示點(diǎn)焊結(jié)束后的電池組的連接狀態(tài)的圖。圖9 示意地表示現(xiàn)有技術(shù)中的定位治具的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。
具體實(shí)施方式
為了得到大容量的電池組，需要通過點(diǎn)焊將多個(gè)單電池的電極端子與導(dǎo)片連接， 從而并聯(lián)或串聯(lián)為電池組。在對(duì)導(dǎo)片與電極端子進(jìn)行焊接時(shí)，為了提高焊接的位置精度，尤其在自動(dòng)點(diǎn)焊的裝置中，通常需要使用定位治具對(duì)導(dǎo)片和電極端子進(jìn)行定位。如上所述，目前所采用的定位治具的局限性在于僅適用于由磁性材料制成的導(dǎo)片，而且即使采用由磁性材料制成的導(dǎo)片，有時(shí)僅靠磁力無法可靠地將導(dǎo)片吸附固定在側(cè)板的淺槽中，在點(diǎn)焊過程中有發(fā)生導(dǎo)片脫落、位置偏移的可能性。本發(fā)明者們通過對(duì)定位治具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了適當(dāng)?shù)母淖儯瑥亩鉀Q了上述問題。下面，結(jié)合附圖來對(duì)本實(shí)用新型的定位治具的結(jié)構(gòu)進(jìn)行具體的說明，但是，本實(shí)用新型并不局限于下述說明的具體形態(tài)。[0024]<定位治具>圖1是表示本實(shí)用新型的定位治具的結(jié)構(gòu)的分解立體圖。圖2是表示本實(shí)用新型的定位治具的組裝后的結(jié)構(gòu)的立體圖。如圖1所示，定位治具1包括筐體2、蓋板3和壓板4。其中，筐體2在高度方向上分為上筐體加和下筐體2b，上筐體加和下筐體2b合并后在中央部構(gòu)成用于收納單電池8 的電池槽5。蓋板3包括上蓋板3a和下蓋板北，分別覆蓋上述筐體2中的電池槽5在高度方向的上下端的開口。蓋板3的中央部形成有開口槽6，用于插入導(dǎo)片7。壓板4包括上壓板如和下壓板4b，分別覆蓋上蓋板3a和下蓋板北的外側(cè)表面，且在中央部形成有貫通孔 9。組裝時(shí)，首先將單電池8收納在電池槽5中，然后分別用上蓋板3a和下蓋板北覆蓋筐體2的外側(cè)表面，將導(dǎo)片7插入形成于蓋板3上的開口槽6中，然后用上壓板如和下壓板 4b壓住蓋板3的外側(cè)表面，組裝完成后形成圖2所示的長(zhǎng)方形的箱體。下面，結(jié)合圖3 圖5對(duì)構(gòu)成上述定位治具1的各個(gè)具體部件進(jìn)行詳細(xì)說明。由于本實(shí)施方式的定位治具為上下對(duì)稱的結(jié)構(gòu)，因此僅對(duì)其上半部的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分解圖示和說明。圖3是表示本實(shí)用新型的定位治具1中的筐體2的結(jié)構(gòu)的立體圖。如圖3所示， 筐體3的中央部具有用于收納單電池8的電池槽5，電池槽5的側(cè)壁形成為多個(gè)與單電池8 的側(cè)面相匹配的弧形，電池槽5在高度方向的上下端開口，單電池8的電極端子從該開口處露出。圖4是表示本實(shí)用新型的定位治具1中的蓋板3的結(jié)構(gòu)的示意圖，(A)為仰視圖， (B)為俯視圖，(C)為側(cè)視圖。如圖4㈧所示，蓋板3的中央部設(shè)置有開口槽6，其在靠近電池槽5側(cè)具有與導(dǎo)片 7的外部輪廓相對(duì)應(yīng)的形狀，使得導(dǎo)片7可以恰好嵌合在該開口槽6中，并與收納在電池槽 5中的單電池8的電池端子接觸。另夕卜，在本實(shí)施方式中，還可以如圖4(B)所示，在該開口槽6的上方側(cè)壁(即靠近壓板3 —側(cè)的側(cè)壁)上形成有多個(gè)向內(nèi)凹陷的弧形槽13，其形狀與點(diǎn)焊機(jī)的點(diǎn)焊頭的側(cè)面形狀相對(duì)應(yīng)，這樣，可以使點(diǎn)焊頭順利插入開口槽6中。另外，在本實(shí)施方式中，還可以如圖4 (C)所示，在蓋板3的外側(cè)表面具備向電池槽 5側(cè)凹陷的凹部11，壓板4可以正好嵌合在該凹部11中，使得壓板4的外側(cè)表面與蓋板3 的外側(cè)表面平齊。通過設(shè)置上述凹部，可以使蓋板與壓板的整體結(jié)構(gòu)變得更為緊湊，節(jié)省空間。因此，當(dāng)定位治具組裝完成后，其外形為一個(gè)方正的長(zhǎng)方體。圖5是表示本實(shí)用新型的定位治具1中的壓板4的結(jié)構(gòu)的立體圖，㈧是從斜上方看時(shí)的狀態(tài)；(B)是從斜下方觀看時(shí)的狀態(tài)。如圖5(A)所示，在壓板4的中央部設(shè)置有多個(gè)貫通孔9，該貫通孔9的位置與各單電池8的電極端子對(duì)置，且位于開口槽6的上方，使得導(dǎo)片7從貫通孔9中露出。另外，如圖5(B)所示，在貫通孔9的周圍的內(nèi)側(cè)表面上設(shè)置有向?qū)?側(cè)突出的凸塊10。在本實(shí)施方式中，凸塊10形成與彼此相鄰的貫通孔9之間，但也不限于此，只要是可以穿過開口槽6對(duì)導(dǎo)片7進(jìn)行壓接，對(duì)于凸塊10的設(shè)置部位就沒有限制，可以設(shè)置在貫通孔9周圍的任何部位。在本實(shí)施方式中，貫通孔9的形狀是矩形，但也不限于此，只要可以插入點(diǎn)焊機(jī)的點(diǎn)焊頭，也可以是任意形狀。在本說明書中，“外側(cè)表面”的含義是指與筐體內(nèi)所收納的電池組背離的表面，“內(nèi)側(cè)表面”的含義是與筐體內(nèi)所收納的電池組對(duì)置的表面。另外，筐體的高度方向與電池槽的高度方向一致，也與電池槽中收納的單電池的高度方向一致。在本實(shí)施方式中，筐體2在高度方向上分為上筐體加和下筐體2b，合并起來在中央部形成電池槽5。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于可以將上、下筐體分別與上、下蓋體一體化。也就是說，在將單電池8收納到電池槽5中之前，可以預(yù)先將上蓋板3a與上筐體加一體化，將下蓋板北與下筐體2b —體化。圖6是表示筐體2與蓋板3 —體化后的狀態(tài)的立體圖，(A)從上方觀看時(shí)的狀態(tài)； (B)從下方觀看時(shí)的狀態(tài)。通過分別將上筐體與上蓋體一體化、將下筐體與下蓋體一體化， 可以提供結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單、定位更為準(zhǔn)確的定位治具。另外，筐體2也可以如圖9中所示的現(xiàn)有技術(shù)的定位治具一樣，在厚度方向上分為前筐體和后筐體，合并起來在中央部形成電池槽。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可以簡(jiǎn)單地適用于現(xiàn)有技術(shù)的底座，而僅對(duì)其側(cè)板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行更改，例如用本實(shí)用新型的壓板與蓋板來替換原有的側(cè)板。本實(shí)用新型的定位治具1中，采用上、下蓋板的開口槽對(duì)導(dǎo)片進(jìn)行嵌合而定位，并采用上、下壓板的凸塊對(duì)導(dǎo)片進(jìn)行壓接固定，因而對(duì)導(dǎo)片的定位效果更為可靠，能夠有效防止點(diǎn)焊過程中導(dǎo)片與電極端子發(fā)生位置偏移。另外，由于不需要依靠磁力進(jìn)行定位和固定， 因此不僅可以適用于由磁性材料制成的導(dǎo)片，而且也適用于由非磁性材料制成的導(dǎo)片。作為非磁性材料，可以例舉出Cu-Sn合金、Al合金等。根據(jù)本實(shí)用新型的定位治具的上述特定結(jié)構(gòu)，通過蓋板上的開口槽能夠?qū)?dǎo)片進(jìn)行精確定位，且通過壓板上的凸塊與電池端子的夾持能夠可靠地固定導(dǎo)片的位置，從而提高了點(diǎn)焊的位置精確度。進(jìn)而，對(duì)于磁性材料和非磁性材料的導(dǎo)片都可以適用本實(shí)用新型的定位治具，因此大大擴(kuò)展了本實(shí)用新型的定位治具的應(yīng)用范圍。<點(diǎn)焊方法>利用本實(shí)用新型的定位治具進(jìn)行點(diǎn)焊的方法具體包括如下步驟(a)將單電池收納在本實(shí)用新型的定位治具中的筐體的電池槽中，并用蓋體分別覆蓋筐體的上下端的開口；(b)將導(dǎo)片嵌合在蓋板的開口槽中，使其與收納在電池槽中的單電池的電池端子接觸；(c)將壓板覆蓋蓋板的外側(cè)表面，使得凸塊穿過開口槽而與導(dǎo)片壓接；(d)將點(diǎn)焊機(jī)的點(diǎn)焊頭插入壓板的貫通孔，對(duì)單電池的電極端子和導(dǎo)片進(jìn)行焊接。在上述點(diǎn)焊方法中，在將單電池收納在電池槽中之前，可以預(yù)先將上蓋板與上筐體一體化，將下蓋板與下筐體一體化。這樣，可以減少點(diǎn)焊工序數(shù)，提高生產(chǎn)效率。圖7是表示使用本實(shí)用新型的定位治具進(jìn)行點(diǎn)焊時(shí)的狀態(tài)的示意圖。首先，將單電池8按照規(guī)定的極性方向放入筐體的電池槽中，然后依次組裝蓋板、導(dǎo)片和壓板。當(dāng)定位治具1組裝完成后，利用點(diǎn)焊機(jī)進(jìn)行點(diǎn)焊，將點(diǎn)焊機(jī)的點(diǎn)焊頭12從貫通孔9中插入，經(jīng)過開口槽6而與導(dǎo)片7接觸。當(dāng)開始焊接時(shí)，點(diǎn)焊頭的兩個(gè)電極部之間流過大電流，由此產(chǎn)生的熱將導(dǎo)片7和單電池8的電極端子瞬間融化而焊接在一起。[0051]圖8表示點(diǎn)焊結(jié)束后的電池組的連接狀態(tài)的示意圖。在本實(shí)施方式中，由3個(gè)單電池8并聯(lián)成一個(gè)電池單元，由3個(gè)電池單元串聯(lián)為電池組。但也不限于此，適用于本實(shí)用新型的電池組可以包括至少一個(gè)電池單元，每個(gè)電池單元由2個(gè)以上的單電池構(gòu)成，在本實(shí)施方式中，例示了由9節(jié)圓筒形的單電池8構(gòu)成電池組的情況，但也不限于此，本實(shí)用新型的定位治具經(jīng)過適當(dāng)變形可以適用于由其他任何形狀的單電池構(gòu)成的電池組。以上對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行了詳細(xì)的說明，但本實(shí)用新型并不限定于上述具體的例子。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在后附的權(quán)利要求書的記載范疇內(nèi)想到各種變形或修改，這些變形例和修改例當(dāng)然也屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種定位治具，在利用點(diǎn)焊機(jī)將導(dǎo)片焊接到多個(gè)單電池的電極端子上以構(gòu)成電池組時(shí)，所述定位治具用于對(duì)所述導(dǎo)片和所述電極端子進(jìn)行定位，其特征在于，包括筐體，其在中央部具有收納所述單電池的電池槽，且在電池槽的高度方向的上下端開口，以露出所述單電池的電極端子；蓋板，包括上蓋板和下蓋板，分別覆蓋所述筐體的上下端的開口，在所述上蓋板和下蓋板的中央部各設(shè)置有開口槽，所述導(dǎo)片可以嵌合在該開口槽中，并與收納在所述電池槽中的所述單電池的電池端子接觸；壓板，包括上壓板和下壓板，分別覆蓋所述上蓋板和下蓋板的外側(cè)表面，在所述上壓板和下壓板的中央部各設(shè)置有多個(gè)用于插入所述點(diǎn)焊機(jī)的點(diǎn)焊頭的貫通孔，該貫通孔與所述電極端子對(duì)置，并露出所述導(dǎo)片；在所述貫通孔的周圍的內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有向?qū)瑐?cè)突出的凸塊，所述凸塊穿過所述開口槽而與所述導(dǎo)片壓接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位治具，其特征在于，所述導(dǎo)片由非磁性材料形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位治具，其中，所述筐體在高度方向上分為上筐體和下筐體，合并起來在中央部形成所述電池槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的定位治具，其特征在于，所述上蓋板與所述上筐體被一體化， 所述下蓋板與所述下筐體被一體化。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定位治具，其中，所述筐體在厚度方向上分為前筐體和后筐體，合并起來在中央部形成所述電池槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的定位治具，其中，所述上蓋板和下蓋板在外側(cè)表面具有凹部，所述上壓板和下壓板分別嵌合在所述凹部中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1 5中任一項(xiàng)所述的定位治具，其特征在于，所述電池組包括至少一個(gè)電池單元，所述電池單元由2個(gè)以上的所述單電池構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型的定位治具用于對(duì)導(dǎo)片和電池組的電極端子進(jìn)行定位，包括筐體，其在中央部具有收納單電池的電池槽，且在高度方向的上下端開口；蓋板，包括上蓋板和下蓋板，分別覆蓋筐體的上下端的開口，在蓋板的中央部設(shè)置有開口槽，導(dǎo)片可以嵌合在該開口槽中，并與電池端子接觸；壓板，包括上壓板和下壓板，分別覆蓋上蓋板和下蓋板的外側(cè)表面，在壓板的中央部設(shè)置有多個(gè)用于插入點(diǎn)焊機(jī)的點(diǎn)焊頭的貫通孔，該貫通孔與電極端子對(duì)置，并露出所述導(dǎo)片，在貫通孔的周圍的內(nèi)側(cè)表面設(shè)置有向?qū)瑐?cè)突出的凸塊，凸塊穿過開口槽而與導(dǎo)片壓接。通過該定位治具，可以提高點(diǎn)焊時(shí)的位置精度，且能夠適用于由非磁性材料形成的導(dǎo)片。
文檔編號(hào)H01M2/26GK202212722SQ20112027746
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年7月27日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月27日
發(fā)明者張閆軍, 苗苗 申請(qǐng)人:松下能源(無錫)有限公司