冷却夹具及焊接工装的制作方法

1.本技术涉及电池制作装置技术领域，特别是涉及一种冷却夹具及焊接工装。


背景技术：

2.锂电池因具有比能量高、循环寿命长、自放电小等优点，被广泛应用于消费类电子产品以及储能与动力电池中。
3.通常，锂电池在制作过程中，铝壳和顶盖之间的激光焊接为重要的工序。由于激光焊接过程中会产生大量热量，该热量会传递至铝壳，使得铝壳易受热变形，并且，铝壳的表面也会产生波浪纹变形，影响产品的外观，而传统的冷却方式冷却力度小，并不能有效减缓铝壳的受热变形。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对传统的冷却方式冷却力度小，并不能有效减缓铝壳的受热变形的问题，提供一种能提升冷却力度，以有效减缓铝壳的受热变形的冷却夹具及焊接工装。
5.本技术提供一种冷却夹具，用于冷却待焊接电池，所述冷却夹具包括夹具本体，所述夹具本体具有彼此独立设置的液冷通道及气冷通道，所述夹具本体上还开设有出气口，所述出气口与所述气冷通道连通，且能够朝向所述待焊接电池设置；
6.其中，所述液冷通道能够流通液体冷却介质，所述气冷通道能够流通气体冷却介质。
7.上述冷却工装，通过在冷却夹具中设置流通有液体冷却介质的液冷通道，可使待焊接电池快速降温，而通过设置流通有气体冷却介质的气冷通道，可直吹待焊接电池的表面，快速冷却焊接时传导到待焊接电池表面的热量，水冷和气冷结合的方式，使得冷却力度强，因此，能有效减缓待焊接电池的受热变形，避免产品表面产生波浪纹。
8.在其中一个实施例中，所述液冷通道沿所述夹具本体的纵长方向延伸；和/或
9.所述气冷通道沿所述夹具本体的纵长方向延伸。可使液冷通道和气冷通道的路径更长，冷却面积更大，冷却效果更好。
10.在其中一个实施例中，所述液冷通道与所述气冷通道沿所述夹具本体的横向方向间隔设置。一方面，不影响液冷通道与气冷通道在夹具本体的纵长方向上的延伸路径，另一方面，使液冷通道与气冷通道彼此间隔距离缩短，减小低温流失，提升冷却效果。
11.在其中一个实施例中，所述出气口沿所述夹具本体的横向方向设于所述气冷通道远离所述液冷通道的一侧。可使出气口所在位置不与液冷通道的位置产生干涉。
12.在其中一个实施例中，所述出气口包括多个，全部所述出气口之间间隔设置，且全部所述出气口位于所述夹具本体的同一侧。可扩大冷却面积，提升冷却效果。
13.本技术的另一方面，还提供一种焊接工装，用于固定待焊接电池的壳体及顶盖，所述焊接工装包括上述的冷却夹具；
14.所述焊接工装还包括工装本体，所述工装本体具有用于固定所述待焊接电池的固
定空间，所述夹具本体安装于所述工装本体上，且靠近所述固定空间设置，所述出气口朝向所述固定空间设置。
15.上述焊接工装，通过将待焊接电池固定在工装本体的固定空间内，启动焊接的同时，使冷却夹具的液冷通道流通液体冷却介质，可使待焊接电池快速降温，并使通过气冷通道流体气体冷却介质，可直吹位于固定空间内的待焊接电池的表面，进而快速冷却焊接时传导到待焊接电池表面的热量，水冷和气冷结合的方式，使得冷却力度强，因此，能有效减缓待焊接电池的受热变形，避免产品表面产生波浪纹。
16.在其中一个实施例中，所述工装本体包括多个固定件，所述多个固定件围合形成所述固定空间，所述夹具本体与所述固定件相贴合。如此，水冷通道可使固定件快速降温，从而使待焊接电池与固定件接触的部分保持低温状态，进而加强冷却效果。
17.在其中一个实施例中，所述夹具本体设于所述固定件沿第三方向的一侧；
18.其中，所述第三方向与位于所述固定空间内的所述待焊接电池的高度方向一致。将不影响焊接过程。
19.在其中一个实施例中，所述冷却夹具包括至少两个，其中至少两个所述冷却夹具的所述夹具本体沿第一方向分别位于所述固定空间的两侧；
20.其中，所述第一方向与位于所述固定空间内的所述待焊接电池的厚度方向一致。可使冷却夹具的夹具本体尽可能地覆盖整个固定空间的外周，冷却面积更大的同时，可使待焊接电池冷却均匀。
21.在其中一个实施例中，所述出气口朝向与所述固定空间内所述待焊接电池的所述壳体对应的位置设置。壳体吸热面积大，气体冷却介质可直接吹至壳体上，进而对壳体充分降温。
附图说明
22.图1为本技术一实施例中的焊接工装的部分结构的结构示意图；
23.图2为图1所示的焊接工装的部分结构的侧视结构示意图；
24.图3为本技术一实施例中的冷却夹具的立体结构示意图；
25.图4为图3所示的冷却夹具的左视结构示意图；
26.图5为图4所示的冷却夹具的a-a剖面结构示意图；
27.图6为图3所示的冷却夹具的右视结构示意图；
28.图7为图6所示的冷却夹具的b-b剖面结构示意图；
29.图8为本技术一实施例中的焊接工装的立体结构示意图；
30.附图标记：
31.冷却夹具100、夹具本体10、液冷通道11、气冷通道12、出气口13、进气口14、液冷进口15、液冷出口16、待焊接电池200、壳体210、顶盖220、焊接工装300、工装本体310、固定空间311、固定件312、固定底座313。
具体实施方式
32.为使本技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申
请。但是本技术能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本技术内涵的情况下做类似改进，因此本技术不受下面公开的具体实施例的限制。
33.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
34.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
35.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
36.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
37.在本技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
38.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
39.此外，附图并不是1：1的比例绘制，并且各元件的相对尺寸在附图中仅以示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。
40.正如背景技术所言，锂电池在制作过程中，铝壳和顶盖之间的激光焊接为重要的工序。由于铝壳为金属材质，因此，激光焊接过程中产生的大量热量会传递至铝壳上，若不及时进行冷却，铝壳将受热变形。
41.传统的冷却方式常采用冷却夹具，冷却夹具上开设有多条水冷通道，在焊接过程中，冷却夹具对铝壳进行夹持，如此实现对电池的铝壳随时进行冷却。
42.但经申请人研究发现，由于冷却夹具是使冷却水通过间接接触的方式对铝壳进行冷却，故冷却力度小，效率慢，故不能有效减缓铝壳的受热变形。
43.因此，需要提供一种能够使冷却力度大，且能有效减缓铝壳的受热变形的冷却夹具及焊接工装。
44.图1示出了为本技术一实施例中的焊接工装的部分结构示意图；图2示出了图1所示的焊接工装的部分结构的侧视结构示意图。为便于描述，附图仅示出了与本实用新型实施例相关的结构。
45.参阅附图1和2，本技术一实施例提供一种冷却夹具100，用于冷却待焊接电池200。具体地，待焊接电池200包括壳体210及顶盖220，其焊接位置为壳体210与顶盖220之间的配合缝隙。更具体地，壳体210为铝壳。
46.图3示出了本技术一实施例中的冷却夹具的立体结构示意图；图4示出了图3所示的冷却夹具的左视结构示意图；图5示出了图4所示的冷却夹具的a-a剖面结构示意图；图6示出了图3所示的冷却夹具的右视结构示意图；图7示出了图6所示的冷却夹具的b-b剖面结构示意图。
47.参阅图3，具体地，冷却夹具100包括夹具本体10，参阅图4和图5，夹具本体10具有液冷通道11，参阅图6和图7，夹具本体10还具有与所述液冷通道11独立设置的气冷通道12，请再次参阅图3，夹具本体10上还开设有出气口13，出气口13与气冷通道12连通，且能够朝向待焊接电池200设置。其中，液冷通道11能够流通液体冷却介质，气冷通道12能够流通气体冷却介质。优选地，液体冷却介质为冷却水，在其他实施方式中，也可以为冷却油，或者其他冷却液。优选地，气体冷却介质为压缩空气，在其他实施方式中，也可以为降温后的空气或者其他冷却气体，在此不作限制。
48.通过在冷却夹具100中设置流通有液体冷却介质的液冷通道11，可使待焊接电池200快速降温，而通过设置流通有气体冷却介质的气冷通道12，可直吹待焊接电池200的表面，快速冷却焊接时传导到待焊接电池200表面的热量，水冷和气冷结合的方式，使得冷却力度强，因此，能有效减缓待焊接电池200的受热变形，避免产品表面产生波浪纹。
49.请再次参阅图3，具体到本技术的实施方式中，夹具本体10呈长方体型，长方体型的夹具本体10能够延长并集中液冷通道11和气冷通道12的路径，提升冷却效果。当然，在其他实施方式中，夹具本体10也可以呈其他形状，例如梯型等，在此不作限制。
50.请再次参阅图5，在一些实施例中，液冷通道11沿夹具本体10的纵长方向延伸。请再次参阅图7，在另一些实施例中，气冷通道12沿夹具本体10的纵长方向延伸，在其他实施例中，液冷通道11沿夹具本体10的纵长方向延伸，且气冷通道12沿夹具本体10的纵长方向延伸。如此，可使液冷通道11和气冷通道12的路径更长，冷却面积更大，冷却效果更好。
51.需要指出的是，液冷通道11和气冷通道12沿夹具本体10的纵长方向延伸并不一定要成直线状延伸，也可以是曲折或者曲线延伸的方式，在此不作限制。
52.在一些实施例中，液冷通道11与气冷通道12沿夹具本体10的横向方向间隔设置。一方面，可不影响液冷通道11与气冷通道12在夹具本体10的纵长方向上的延伸路径，另一方面，使液冷通道11与气冷通道12彼此间隔距离缩短，减小低温流失，提升冷却效果。
53.需要指出的是，夹具本体10的横向方向可以为夹具本体10的厚度方向，也可以为高度方向，在此不作限制。在本技术的实施例中，液冷通道11与气冷通道12沿夹具本体10的厚度方向间隔设置。
54.请再次参阅图3，进一步地，出气口13沿夹具本体10的横向方向设于气冷通道12远
离液冷通道11的一侧。如此，可使出气口13所在位置不与液冷通道11的位置产生干涉。
55.在一些实施例中，出气口13包括多个，全部出气口13之间间隔设置，且全部出气口13位于夹具本体10的同一侧。将全部出气口13设置在同一侧，可扩大冷却面积，提升冷却效果。
56.进一步地，全部出气口13划分成多个出气口组，每一出气口组具有至少两个出气口13，全部出气口组之间间隔设置，具体地，每一出气口组的多个出气口13沿气冷通道12的延伸方向间隔设置，且全部出气口组之间沿气冷通道12的径向间隔设置。更具体地，每一出气口组的多个出气口13沿夹具本体10的纵长方向间隔设置，且全部出气口组之间沿夹具本体10的高度方向彼此间隔设置。
57.还需要指出的是，夹具本体10还开设有进气口14，进气口14与气冷通道12连通，气体冷却介质能够通过进气口14流至气冷通道12内。
58.具体地，进气口14设于夹具本体10上与出气口13相邻的一侧表面。更具体地，进气口14沿夹具本体10的高度方向设于夹具本体10的一侧表面。
59.在一些实施方式中，进气口14包括多个，全部进气口14之间间隔设置。如此，可使气冷通道12中的气体冷却介质充足，提升吹气力度，进而提升冷却效果。具体地，全部进气口14沿气冷通道12的延伸方向间隔设置。更具体地，全部进气口14沿夹具本体10的纵长方向间隔设置。
60.在一些实施例中，夹具本体10还开设有分别位于液冷通道11的两端且均与液冷通道11连通的液冷进口15和液冷出口16。液体冷却介质自液冷进口15进入液冷通道11后，再从液冷出口16排出。具体地，液冷进口15和液冷出口16沿夹具本体10的高度方向设于夹具本体10的同一侧表面，优选地，进气口14、液冷进口15及液冷出口16位于夹具本体10的同一侧表面，如此，可使结构紧凑。
61.图8示出了本技术一实施例中的焊接工装的立体结构图。
62.参阅图8，基于同样的发明构思，本技术还提供一种焊接工装300，用于固定待焊接电池200的壳体210及顶盖220，焊接工装300包括上述的冷却夹具100。具体地，焊接工装300可安装在焊接设备上，以固定待焊接电池200，进而使焊接设备焊接待焊接电池200的焊接位置准确。
63.焊接工装300还包括工装本体310，工装本体310具有固定待焊接电池200的固定空间311，夹具本体10安装于工作本体310上，且靠近固定空间311设置，出气口13朝向固定空间311设置。优选地，出气口13朝向与固定空间311内待焊接电池200的壳体210对应的位置设置。如此，壳体210吸热面积大，气体冷却介质可直接吹至壳体210上，进而对壳体210充分降温，冷却效果更佳。
64.需要指出的是，为了使出气口13的吹气顺畅，当待焊接电池200位于固定空间311内后，夹具本体10具有出气口13的一侧表面应当与待焊接电池200之间具有间隙。具体地，该间隙为0.5毫米～1毫米。经研究人员发现，该间隙的尺寸在0.5毫米～1毫米内，不仅不影响吹气效果，且冷气流失少，冷却效果更佳。
65.通过将待焊接电池200固定在工装本体310的固定空间311内，启动焊接的同时，使冷却夹具100的液冷通道11流通液体冷却介质，可使待焊接电池200快速降温，并使通过气冷通道12流体气体冷却介质，可直吹位于固定空间311内的待焊接电池200的表面，进而快
速冷却焊接时传导到待焊接电池200表面的热量，水冷和气冷结合的方式，使得冷却力度强，因此，能有效减缓待焊接电池200的受热变形，避免产品表面产生波浪纹。
66.具体到本技术的实施例中，工装本体310包括多个固定件312，多个固定件312围合形成固定空间311。具体地，固定件312为压块。在一些实施中，工装本体310还包括固定底座313，多个固定件312安装于固定底座313上。
67.进一步地，其中至少一固定件312相对其余固定件312可活动，以在固定待焊接电池200的第一位置和松开待焊接电池200的第二位置之间切换。在本技术的实施方式中，所有固定件312均可活动。
68.在一些实施方式中，多个固定件312中的其中至少两个沿第一方向相对设置，多个固定件312中的其中至少另两个沿第二方向相对设置，第一方向与位于固定空间311内的待焊接电池200的厚度方向一致，第二方向与位于固定空间311内的待焊接电池200的纵长方向一致。如此，可在待焊接电池200的四周对待焊接电池200进行固定，使待焊接电池200固定可靠。具体地，沿第一方向相对设置的至少两个固定件312沿第一方向能够彼此靠近或远离，沿第二方向相对设置的至少两个固定件312沿第二方向能够彼此靠近或远离。
69.请再次参阅图1和图2，在一优选地实施方式中，夹具本体10与固定件312相贴合。如此，水冷通道11可使固定件312快速降温，从而使待焊接电池200与固定件312接触的部分保持低温状态，进而加强冷却效果。在其他实施方式中，夹具本体10也可以与待焊接电池200直接接触，从而使水冷通道11直接作用在待焊接电池200上，以快速降温。
70.具体地，夹具本体10设于固定件312沿第三方向的一侧，其中第三方向与位于固定空间311内的待焊接电池200的高度方向一致。具体地，夹具本体10可沿第三方向位于固定件312背离焊接源的一侧，也即固定件312的底侧。如此，将不影响焊接过程。
71.在一些实施例中，焊接工装300的冷却夹具100包括至少两个，其中至少两个冷却夹具100的夹具本体10沿第一方向位于固定空间311的两侧。如此，可使冷却夹具100的夹具本体10尽可能地覆盖整个固定空间311的外周，冷却面积更大的同时，可使待焊接电池200冷却均匀。具体地，夹具本体10沿第二方向的尺寸大于固定空间311在第二方向的尺寸。如此，夹具本体10可沿第二方向完全覆盖固定空间311，从而使冷却效果更佳。
72.在另一些实施例中，其中至少两个冷却夹具100的夹具本体10沿第一方向位于固定空间311的两侧，且其中至少另两个冷却夹具100的夹具本体10沿第二方向位于固定空间311的两侧。如此，夹具本体10可沿第一方向及第二方向完全覆盖固定空间311，从而使冷却效果更佳。在其他实施例中，也使其中至少两个冷却夹具100的夹具本体10沿第一方向位于固定空间311的两侧，其中至少另两个冷却夹具100的夹具本体10沿第二方向位于固定空间311的两侧，其中至少又一冷却夹具100的夹具本体10沿第三方向位于固定空间311背离焊接源的一侧。如此，可使夹具本体10沿第一方向、第二方向及第三方向完全覆盖固定空间311，对待焊接电池200冷却全面，冷却效果更佳。
73.还需要指出的是，沿第三方向位于固定空间311背离焊接源的一侧的冷却夹具100可通过其他夹具本体10与固定件312间接接触，从而使其液冷有效作用在待焊接电池200上。
74.本技术实施例提供的冷却夹具100及焊接工装300，具有以下有益效果：
75.在冷却夹具100中设置流通有液体冷却介质的液冷通道11，可使待焊接电池200快
速降温，而通过设置流通有气体冷却介质的气冷通道12，可直吹待焊接电池200的表面，快速冷却焊接时传导到待焊接电池200表面的热量，水冷和气冷结合的方式，使得冷却力度强，因此，能有效减缓待焊接电池200的受热变形，避免产品表面产生波浪纹。
76.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
77.以上所述实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。