用于纽扣式二次电池的焊接装置的制作方法 专利技术说明

机械加工,机床金属加工设备的制造及其加工,应用技术1.本技术要求于2020年11月10日提交的韩国专利申请no.10-2020-0149609的优先权，其全部内容通过引用并入本文中。2.本发明涉及一种用于纽扣式二次电池的焊接装置，并且更具体地，涉及如下焊接装置，其能够通过使用激光将电极组件的电极接头焊接到电极接头，其中，在通过测量焊接点处的电阻值进行焊接后，快速检查是否出现焊接缺陷。背景技术：3.通常用作硬币式电池的纽扣式电池或纽扣式电池具有薄的纽扣形状并且广泛用于诸如遥控器、钟表、玩具、电脑零件等的各种装置中。4.这种纽扣式电池主要被制造为不可充电的一次电池，但是随着小型化装置的开发，也被广泛地制造为可充电和可放电的二次电池。5.此外，与纽扣式二次电池或圆柱形或袋型二次电池一样，纽扣式二次电池也具有将电极组件和电解质嵌入壳体中以反复执行充电和放电的结构。6.具体来说，纽扣式二次电池具有以下不同属性：结构更简单并且罐的高度低，但是在结构上的相似之处是卷芯型电极组件被安装在罐的内部。7.纽扣式二次电池以电极组件嵌入到通过将上罐连接到下罐而形成的罐中的形式来制造。8.通过将处于层叠状态的隔膜、负极、隔膜和正极绕着芯卷绕来制造电极组件。因此，电极组件具有以下结构：在去除芯之后在中心形成中心孔并且被制造为使得电极接头(负极接头和正极接头)分别向上和向下突出。通常，当电极接头位于下罐中时，设置在上侧的电极接头为正极接头，而设置在下侧的电极接头为负极接头。也就是说，当电极组件被嵌入时，上罐和下罐被联接和密封，使得上罐和下罐彼此电绝缘。这里，上罐连接到正极接头以形成正极，并且下罐连接到负极接头以形成负极。9.如图1a所示，其示出了在组装根据相关技术的纽扣式二次电池的过程中电极接头焊接到上罐的状态，在电极组件3安装在下罐2中使得根据相关技术的电极接头3a、3b中的负极接头3b设置在中心孔内的状态下，照射激光以将负极接头3b焊接在下罐2内部的底面上，并且正极接头3a被拉出到外部，然后被焊接到作为上罐的罐1的内表面。在罐1设置在基座6上使得其内表面面对上侧的状态下执行焊接之后，罐1被压配合到下罐2的上部中，然后被联接。10.当在正极接头3a被设置在罐1的内表面上的状态下执行焊接时，在具有管状的夹具7按压并固定正极接头的状态下，如果从激光照射装置5通过夹具7的孔照射激光，则正极接头3a熔化并被焊接到罐1。11.电极接头3a和罐1之间的电阻值的大小根据在焊接期间在焊接部分产生的焊道的长度而变化。12.也就是说，参照图1b，其例示了弱焊接期间的焊道形状和正常焊接期间的焊道形状，以及示出了在弱焊接与正常焊接期间的内阻的差异的曲线图，当执行正常焊接足够长度以形成长度长的焊道时，电极接头3a与罐1之间的接触面积增加，因此，作为电极接头3a与罐1之间的内阻的dc电阻相对减小。然而，当没有形成足够的焊道并且执行弱焊接时，电极接头3a与罐1之间的接触面积减小，并且因此dc电阻的大小相对增加。技术实现要素：13.技术问题14.因此，本发明的主要目的在于提供用于纽扣式二次电池的焊接装置，其能够利用如上所述的内阻的大小根据焊接质量变化的现象在执行焊接之后立即确定是否出现焊接缺陷。15.技术方案16.用于实现上述目的的本发明提供了一种用于纽扣式二次电池的焊接装置，该焊接装置将从电极组件突出的电极接头焊接到安装所述电极组件的罐，该焊接装置包括：基座，该基座被配置为在所述罐的内表面面对上侧并且所述电极接头与所述罐的内表面接触时，支撑所述罐的底表面；夹具，该夹具设置在所述基座上以将所述电极接头固定在所述基座上，并且具有用于将所述电极接头焊接到所述罐的激光穿过的开口孔；激光照射装置，该激光照射装置被配置为在所述夹具将所述电极接头固定至所述罐时，向所述开口孔照射激光；以及四个探针，该四个探针安装在所述基座或所述夹具上，其中，所述探针中的两个探针连接到电源，使得当所述探针与所述罐和所述电极接头的焊接部分接触时电流流向所述焊接部分，并且所述探针中的其余两个探针连接到电压计以在与所述焊接部分接触时测量该焊接部分处的电压。17.四个探针中的两个探针可以被安装在夹具上，并且四个探针中的两个探针可以被安装在基座上。18.电流流过的两个探针之间的间隙可以大于连接至电压计连接的两个探针之间的间隙。19.另选地，电流流过的两个探针可以被安装在夹具上，并且连接至电压计的两个探针可以被安装在基座上，或者电流流过的两个探针可以被安装在基座上，并且连接至电压计的两个探针可以被安装在夹具上。20.探针可以被设置为与激光照射的点间隔开预定距离。21.夹具可以能够上升和下降，以在下降时靠近基座，而在上升时远离基座。22.探针中的每个探针可以被设置为克服其内弹簧的弹力并且被按压的弹簧针(pogo pin)。23.焊接装置可以还包括控制器，其通过计算从电源提供的电流和由电压计测量到的电压来计算焊接部分中的每个焊接部分的电阻，并将计算出的电阻与输入数据进行比较，以确定是否出现焊接缺陷。24.当探针被安装在基座或夹具上时，探针可以被安装为与基座和夹具电绝缘。25.技术效果26.具有上述技术特性的本发明的用于纽扣式二次电池的焊接装置可以通过测量电极接头和罐之间的电阻而在执行焊接之后立即确定是否出现焊接缺陷。27.探针可以设置为与激光照射的点间隔开预定距离，从而防止发生由激光引起的热损伤。28.夹具可以被配置为上升和下降，以在下降时靠近基座并且在上升时远离基座，从而测量具有各种尺寸的二次电池的电阻。29.探针可以被设置为克服弹簧的内部弹力并被按压的弹簧针，使得探针在适当的压力下与电极接头和罐的表面接触而不会在表面上留下划痕。30.可以进一步提供控制器，该控制器通过将计算出的电阻与预先输入的数据进行比较来确定是否出现焊接缺陷，以更快地确定是否出现焊接缺陷。31.探针可以安装成与基座或夹具电绝缘，从而防止测量到的值由于外部因素而改变。附图说明32.图1a是例示了根据相关技术的在组装纽扣式二次电池的过程中电极接头焊接到上罐的状态的图。33.图1b是例示了在弱焊接期间的焊道形状和在正常焊接期间的焊道形状的图，并且是示出了在弱焊接和正常焊接期间的内阻的差异的曲线图。34.图2是例示了根据本发明的用于纽扣式二次电池的焊接装置的简化图。35.图3是例示了罐和电极接头安放在图2所示的焊接装置上并且夹具下降之前的状态的图。36.图4是例示了在图2的状态下夹具下降并且照射激光的状态的图。37.图5是例示了具有弹簧针结构的探针被拆解的状态的图。38.图6是例示了dc电阻和分离强度根据焊道长度的变化的曲线图。具体实施方式39.在下文中，将参照附图以本发明所属领域的普通技术人员可以容易地实施本发明的技术思想的方式，详细地描述本发明的优选实施方式。然而，本发明可以以不同形式实施并且不应被解释为限于本文所阐述的实施方式。40.为了清楚地描述本发明，省略了与描述无关的部分，并且相同的附图标记在整个说明书中被分配给相同或相似的部件。41.此外，本说明书和权利要求中使用的术语或词语不应被限制性地解释为普通含义或基于字典的含义，而应该在发明者可以恰当地定个术语的概念以最佳方式描述和解释他或她的发明的原则的基础上，被解释为符合本发明范围的含义和概念。42.本发明涉及用于纽扣式二次电池的焊接装置，其能够通过在电极接头(正极接头)和罐(上罐)之间施加电力来计算内阻并利用内阻的大小根据焊接质量而变化的现象比较在执行焊接之后的内阻数值，来确定焊接质量是否出现缺陷。43.在下文中，将参照附图描述根据本发明的实施方式。44.实施方式145.图2是例示了根据本发明的用于纽扣式二次电池的焊接装置的简化图，图3是例示了罐和电极接头安放在图2所示的焊接装置上并且夹具下降之前的状态的图，并且图4是例示了在图2的状态下夹具下降并照射激光的状态的图。46.本实施方式提供的用于纽扣式二次电池的焊接装置被设置为将从电极组件突出的电极接头3a焊接到安装电极组件3在其内的罐1，并且包括基座10、夹具20、激光照射装置30和四个探针40(41和42)。在本发明中，假设电极接头3a为正极接头，并且罐1为上罐。然而，电极接头可以是负极接头，并且根据焊接位置，罐可以是下罐。47.基座10设置成具有预定厚度的平板形状，以在电极接头3a与罐1的内表面接触时支撑罐1的底表面，并且还具有垂直地冲出多个孔以便插入探针42(42a和42b)的结构。48.夹具20设置在基座10上，以用载荷按压设置在基座10上的电极接头3a，并且开口孔21形成为使得用于将电极接头3a焊接到罐1的激光穿过其中。尽管夹具20的尺寸和形状没有限制，但是安放在电极接头3a上的下端具有足以安放在电极接头3a上的尺寸并且具有足够的厚度以防止激光照射期间的热损伤。此外，它还具有冲出多个孔以便插入探针41(41a和41b)的结构。49.当夹具20将电极接头3a固定至罐1时，激光照射装置30通过开口孔21照射激光，使电极接头3a熔化，从而被焊接至罐1的表面。50.激光照射装置30在控制输出和照射路径的状态下照射激光，从而形成具有预定宽度和长度的焊道。51.另外，两个探针41a和42a安装在基座10上，并且两个探针41b和42b安装在夹具20上，即，总共四个探针40(41和42)分别安装在基座10上和夹具20。52.探针40中的两个探针41(41a和41b)连接到电源50以与罐1和电极接头3a的焊接部分接触，从而使电流流向焊接部分，并且探针中的其余两个探针42(42a和42b)连接到电压计60，以在与焊接部分接触时测量该焊接部分处的电压。53.由于输入电流和电压已知，因此可以按照欧姆定律来计算焊接点处的电阻。54.也就是说，如图6所示，其例示了dc电阻和分离强度随焊道长度的变化，可以看出焊接长度(也就是说焊道长度)越长，dc电阻值越低，并且电极接头3a和罐1之间的分离强度增加。55.因此，如果从激光照射装置30照射的激光的输出以及相对于移动距离的电阻值高于参考值，则可以确定为有缺陷的焊接，并且如果电阻值在预定参考值范围内，则可以确定为正常焊接。56.因此，本实施方式提供的用于纽扣式二次电池的焊接装置可以包括控制器70，控制器70通过计算从电源50提供的电流和电压计60测量到的电压来计算焊接部分的电阻，并将计算出的电阻与输入数据进行比较，以确定是否出现焊接缺陷。57.当电阻值高，并且因此确认出现焊接缺陷时，控制器70可以与激光照射装置30联动或通信，使得激光附加地照射到焊接点和/或在焊接点附近。58.如上所述，本实施方式中的四个探针40中的两个探针安装在夹具20上，并且两个探针安装在基座10上，使得在四个点测量电阻。在此，电流流过的两个探针41a、41b之间的间隙d1被设置为比连接至电压计60的两个探针42a、42b之间的间隙d2更宽。这里，优选的是，探针41a、41b、42a、42b间的距离在垂直方向上保持恒定(即，优选的是，探针当中的探针41a和42a之间的间隙、探针42a和42b之间的间隙以及探针42b和41b之间的间隙全部是恒定的)。59.因此，当电流在安装在上夹具20上的探针41a和41b之间流动时，可以通过安装在下基座10上的探针42a和42b测量电压。这里，可以计算与探针40接触的点(焊接点)处的电阻。60.图2至图4，电流流过的两个探针41a和41b安装在夹具20上，并且连接到电压计60的两个探针42a和42b安装在基座10上。另选地，电流流过的两个探针41a和41b安装在基座10上，并且连接到电压计60的两个探针42a和42b可以安装在夹具20上。61.另外，安装在基座10上的探针42a和42b被设置为与激光照射的点间隔预定距离，以防止发生由焊接引起的热损伤。也就是说，激光焊接点优选地被确定为在安装于基座10上的探针42a和42b之间。62.此外，夹具20可以被配置为上升和下降以在下降时靠近基座10并且在上升时远离基座10。另外，在探针40安装在基座10或夹具20上时，优选的是探针40被安装成与基座10或夹具20电绝缘(例如，在联接至与夹具或基座接触的外表面上的绝缘垫片的状态下或在涂有绝缘层的状态下安装探针)。63.实施方式264.在本发明中，提供了一种作为弹簧针的探针作为实施方式2。65.典型地，通常称为弹簧针的探针是一种设置有安装在其内的弹簧并且利用其内施加的弹力可接触的探针。通常，探针主要在检查电子电路或半导体芯片时使用。66.参照图5，其例示了具有弹簧针结构的探针的分解图，本实施方式中提供的探针40(41和42)中的每一个包括：中空管状的主体45；插入主体45中的弹簧44；第一探针43，其具有插入主体45的一侧的部分并且具有固定到弹簧44的一端的端部；以及第二探针46，其被配置为支撑弹簧44的另一端并且具有插入到主体45的另一侧的一部分。67.这里，防止第一探针43和第二探针46与主体45分离并且被联接以按压弹簧40，使得弹簧被按压预定距离(插入主体中)。68.另外，第一探针43和第二探针46中的任何一个电连接到电源50或用于施加电流的电压计60，并且另一个设置为与电极接头3a或罐1接触。69.因此，当夹具20在电极接头3a和罐1安放在基座10上的状态下设置在电极接头3a和罐1上时，在具有上述弹簧针结构的探针41和42中，由于探针43和46通过弹簧44的按压而缩回，因此可以确保在保持电连接的同时电极接头3a和罐1的稳定接触。70.弹簧44由具有导电性的金属制成，使得第一探针43和第二探针46电连接，并且可以将绝缘层施加到主体45的外表面，以与基座10和夹具20绝缘。71.具有如上所述的技术特性的本发明的用于纽扣式二次电池的焊接装置可以通过测量电极接头3a和罐1之间的电阻而在执行焊接之后立即确定是否出现焊接缺陷。72.探针40可以设置为与激光照射的点间隔开预定距离，从而防止发生由激光引起的热损伤。73.夹具20可以被配置为上升和下降，以在下降时靠近基座10并且在上升时远离基座10，从而测量具有各种尺寸的二次电池的电阻。74.探针40可以设置为克服弹簧的内部弹力并被按压的弹簧针，使得探针在适当的压力下与电极接头3a和罐1的表面接触而不会在表面上留下划痕。75.可以进一步提供控制器70，该控制器通过将计算出的电阻与预先输入的数据进行比较来确定是否出现焊接缺陷，以更快地确定是否出现焊接缺陷。76.探针40可以安装成与基座10或夹具20电绝缘，从而防止测量到的值由于外部因素而改变。77.虽然已经参照具体实施方式描述了本发明的实施方式，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离如所附权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以进行各种改变和修改。78.[附图标记的描述][0079]10：基座[0080]20：夹具[0081]30：激光照射装置[0082]40：探针[0083]50：电源[0084]60：电压计[0085]70：控制器









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