一种新型激光焊抗反模组导电排零件与一种新型动力电池的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池相关零件技术领域，更具体地说，特别涉及一种新型激光焊抗反模组导电排零件以及一种新型动力电池。


背景技术：

2.近年来，新能源产业因其所具有的节能、绿色环保等优势，逐渐走进大众的视野。动力电池作为新能源的重要组成部分，其市场需求也逐年增加、提升。伴随着动力电池需求量的增加，对动力电池的产能与安全性能也就提出了非常高的要求。
3.在动力电池的生产工艺中，有一道busbar(母材)焊接工序，该工序是将导电排零件(铝片)与电芯极柱(金属极柱)搭接并采用激光焊穿透焊的方式将导电排零件与电芯极柱进行焊接固定。对于busbar(母材)焊接，其焊接要求为：熔深1～2mm，熔宽3～5mm。
4.基于生产实践发现：导电排零件(铝片)表面处理过于光滑(镜面)，而汇流片以铝片为主，铝片是一种高反材料，焊接激光垂直(垂直于汇流片的上表面)发射，激光会被汇流片表面(镜面)反射，激光器绝大多数为1064纳米波长，这就使得汇流片(纯铝铝片)的吸收率仅在5％左右，造成绝大多数的激光能量损失(95％)，这样激光能量吸收低，焊接熔深、熔宽不稳定，生产效率低，设备电能损耗大。
5.为了解决上述问题，现有技术提出了一种电池的制造方法(申请号为：200980159288.4的中国专利)，在该电池制造方法中，其通过波长为532nm的绿色激光器照射激光对焊接面实施粗加工，将焊接面的表面粗糙化，从而达到提高激光吸收率的目的。
6.通过该电池的制造方法，虽然能够提高激光吸收率，但是其仍存在一定的技术缺陷，具体如下：在对导电排零件进行第一次的激光照射时，激光束照射到导电排零件上使得导电排零件的表面形成粗糙面，粗糙面的形成是由于导电排零件表面局部结构吸收激光能量后融化再凝固而形成，粗糙面表面变形(凹凸形状)具有非常大的随机性(激光照射后，表面微观结构具体变成什么形状不可预测)，其相比于镜面结构而言，虽然有助于提高激光能量的吸收率，但是其效果甚微。


技术实现要素：

7.(一)技术问题
8.综上所述，如何解决现有技术中镜面导电排零件通过激光照射后激光能量吸收率仍比较低的问题，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
9.(二)技术方案
10.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
11.本实用新型提供了一种新型激光焊抗反模组导电排零件，在本实用新型中，该新型激光焊抗反模组导电排零件包括零件主体，所述零件主体上设置有激光照射焊接区，所述激光照射焊接区的底面为用于与电极极柱接触的焊接接触面，所述激光照射焊接区的顶面为用于接收激光照射的激光迎面，于所述激光迎面上设置有单元体，所述单元体设置有
多个，所述单元体上设置有相对于所述激光迎面倾斜设置的反光面、用于将激光反射到其他相邻的单元体上，全部的所述单元体规则排布于所述零件主体的激光迎面区域内并形成了用于增加激光吸收率的粗糙结构层。
12.优选地，在本实用新型所提供的新型激光焊抗反模组导电排零件中，所述粗糙结构层的顶面不高于所述零件主体的顶面。
13.优选地，在本实用新型所提供的新型激光焊抗反模组导电排零件中，所述粗糙结构层通过模具于所述零件主体上压制成型。
14.优选地，在本实用新型所提供的新型激光焊抗反模组导电排零件中，所述激光迎面为圆形区域，于所述激光迎面的中点设置有冲孔结构，所述粗糙结构层为与所述激光迎面同心的圆环形结构层。
15.优选地，在本实用新型所提供的新型激光焊抗反模组导电排零件中，所述单元体为正四棱锥体或正六棱锥体，相邻的两个所述单元体中，反光面相对设置。
16.优选地，在本实用新型所提供的新型激光焊抗反模组导电排零件中，于同一个所述单元体上，相邻的两条棱之间形成有所述反光面，所述反光面相对于所述零件主体的顶面的倾斜角度范围在30
°‑
45
°
之间。
17.优选地，在本实用新型所提供的新型激光焊抗反模组导电排零件中，所述单元体为圆锥体结构，所述单元体的锥度范围在1∶1至1∶2之间。
18.优选地，在本实用新型所提供的新型激光焊抗反模组导电排零件中，所述单元体为正多棱锥形槽结构，自所述激光迎面指向所述焊接接触面的方向上，所述单元体的直径渐缩；于同一个所述单元体上，相邻的两条棱之间形成有所述反光面，所述反光面相对于所述零件主体的顶面的倾斜角度范围在30
°‑
45
°
之间。
19.优选地，在本实用新型所提供的新型激光焊抗反模组导电排零件中，所述单元体为圆锥形槽结构，所述单元体的锥度范围在1∶1至1∶2之间。
20.本实用新型还提供了一种新型动力电池，该新型动力电池包括有多个依次串联的电芯，所述电芯上设置有电极极柱。
21.本实用新型还包括有如上述的新型激光焊抗反模组导电排零件；所述新型激光焊抗反模组导电排零件包括有零件主体，所述零件主体上设置有用于与所述电极极柱电连接的激光照射焊接区，在同一个所述零件主体上设置有两个激光照射焊接区；所述相邻的两个所述电芯中，不同极的所述电极极柱通过所述新型激光焊抗反模组导电排零件实现电连接。
22.(三)有益效果
23.本实用新型提供了一种新型激光焊抗反模组导电排零件，该新型激光焊抗反模组导电排零件包括零件主体，零件主体上设置有激光照射焊接区，激光照射焊接区的底面为用于与电极极柱接触的焊接接触面，激光照射焊接区的顶面为用于接收激光照射的激光迎面，于激光迎面上设置有单元体，单元体设置有多个，单元体上设置有相对于激光迎面倾斜设置的反光面、用于将激光反射到其他相邻的单元体上，全部的单元体规则排布于零件主体的激光迎面区域内并形成了用于增加激光吸收率的粗糙结构层。同时，本实用新型还提供了一种安装有上述新型激光焊抗反模组导电排零件的新型动力电池。在本实用新型中，将零件主体上要焊接的区域采用铆压方式将表面做成粗糙面结构，在焊接时，激光能量通
过粗糙面结构的反射可以被零件主体进行多次吸收，从而达到提高激光能量吸收率的目的。
24.通过上述结构设计，本实用新型在零件主体上设置了粗糙结构层，粗糙结构层对激光的反射率降低，其对于激光的吸收率得到提高。本实用新型所提供的新型激光焊抗反模组导电排零件，通过上述结构优化后所具有的优点总结如下：1、加大导电排零件表面粗糙度，提高激光能量吸收率，从而达到激光焊抗高反(在激光焊接操作时，导电排零件具有较高的抗激光反射优点)的效果；2、由于激光能量的吸收率得到了提升，因此，激光能量的损耗降低，从而达到了降低了设备用电量的目的，提高了低功率设备利用率，生产效率也一并达到了提升；3、采用铆压成型工艺，生产质量稳定；4、激光反射的能量降低，达到了保护激光振镜不被反射光损坏的目的。
附图说明
25.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。其中：
26.图1为本实用新型一种实施例中新型激光焊抗反模组导电排零件与电极极柱在连接状态下的结构示意图；
27.图2为本实用新型另一种实施例中新型激光焊抗反模组导电排零件与电极极柱在连接状态下的结构示意图。
28.在图1和图2中，部件名称与附图标记的对应关系为：
29.零件主体1、粗糙结构层2、电极极柱3。
具体实施方式
30.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。各个示例通过本实用新型的解释的方式提供而非限制本实用新型。实际上，本领域的技术人员将清楚，在不脱离本实用新型的范围或精神的情况下，可在本实用新型中进行修改和变型。例如，示为或描述为一个实施例的一部分的特征可用于另一个实施例，以产生又一个实施例。因此，所期望的是，本实用新型包含归入所附权利要求及其等同物的范围内的此类修改和变型。
31.在本实用新型的描述中，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”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实用新型而不是要求本实用新型必须以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。本实用新型中使用的术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是直接相连，也可以通过中间部件间接相连，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的具体含义。
32.请参考图1和图2，其中，图1为本实用新型一种实施例中新型激光焊抗反模组导电排零件与电极极柱在连接状态下的结构示意图；图2为本实用新型另一种实施例中新型激光焊抗反模组导电排零件与电极极柱在连接状态下的结构示意图。
33.本实用新型提供了一种新型激光焊抗反模组导电排零件，该新型激光焊抗反模组导电排零件是动力电池的组成结构之一，在动力电池结构中，动力电池由多个电芯组成，电
芯上又设置有正极以及负极，正极以及负极上均设置有电极极柱3，电芯之间串联设置，本实用新型所设置的新型激光焊抗反模组导电排零件就是实现电芯间(串联状态下相邻两个电芯之间的串联)电连接的部件，具体是实现相邻两个电芯之间正负极之间的电连接。
34.在本实用新型中，该新型激光焊抗反模组导电排零件包括零件主体1，零件主体1包括有环形结构，在弧形结构的两侧设置有翼板，弧形结构用于抵住相邻两个电芯之间的缝隙，两个翼板中，其中一个用于与相邻两个电芯中的一个电连接，其中另一个用于与相邻两个电芯中的另一个电连接。翼板在与电芯的电极极柱3相抵后需要通过激光焊接的方式与电极极柱3固定连接，激光焊接设备的激光焊头对准翼板后对翼板发射激光，翼板接收激光能量产生高温从而完成与电极极柱3的焊接连接。翼板上被激光照射的部位设定为激光照射焊接区，激光照射焊接区的底面为用于与电极极柱3接触的焊接接触面，激光照射焊接区的顶面为用于接收激光照射的激光迎面，激光迎面就是直接接受激光照射的面。
35.在现有技术中，零件主体1(导电排零件)的激光迎面为光滑平面(接近于镜面)，激光垂直照射后绝大部分(95％以上)的激光能量被竖直反射，这样不仅造成激光能量吸收率非常低的问题，被反射的绝大部分激光能量还可能会造成激光焊接设备的损坏。
36.为了解决上述问题，本实用新型对零件主体1进行了结构优化：于激光迎面上设置有单元体(单元体是设置在零件主体1上的凸起结构或者凹槽结构)，单元体是本实用新型降低激光能量反射率(提高零件主体1对激光能量吸收率)的基本结构，单元体设置有多个，单元体上设置有相对于激光迎面(平面)倾斜设置的反光面，反光面用于将激光反射到其他相邻的单元体上，这样被反射的激光能量就会照射到其他单元体上并被其他单元体吸收，从而达到提高激光能量吸收率的目的。另外，在本实用新型中，全部的单元体规则排布于零件主体1的激光迎面区域内并形成了用于增加激光吸收率的粗糙结构层2，通过对单元体的结构设计以及单元体的排布方式，能够使得激光能量(激光光线)按照设计被反射、吸收，从而最大程度地提高零件主体1对激光能量的吸收率，降低激光的反射率。
37.在本实用新型中，粗糙结构层2通过模具于零件主体1上压制成型的，模具在对零件主体1进行铆压时，会将零件主体1的原结构下压形成一个凹陷空间，同时，零件主体1的原结构在该凹陷空间中形成单元体(凸起结构或者槽结构)。
38.具体地，粗糙结构层2的顶面不高于零件主体1的顶面。
39.具体地，激光迎面为圆形区域，于激光迎面的中点设置有冲孔结构，粗糙结构层2为与激光迎面同心的圆环形结构层。当然，激光迎面也可以采用正多边形区域结构，例如正六边形区域。
40.对于单元体而言，单元体具有两种结构形式，第一种是凸起结构，第二种是凹槽结构。
41.对于第一种结构形式而言，单元体为正四棱锥体或正六棱锥体，相邻的两个单元体中，反光面相对设置。当单元体为正四棱椎体结构时，单元体布设到田字格网的交叉点位上，并且单元体之间紧密相邻(即相邻的两个单元体之间，单元体的底相邻无间隙)。当单元体为正六棱锥体结构时，单元体布设到蜂窝网的交叉点位上，并且单元体之间紧密相邻(即相邻的两个单元体之间，单元体的底相邻无间隙)。
42.进一步地，于同一个单元体上，相邻的两条棱之间形成有反光面，反光面相对于零件主体1的顶面的倾斜角度范围在30
°‑
45
°
之间，在本实用新型中，同一个单元体上的各个
反光面相对于零件主体1的顶面的倾斜角度一致，在本实用新型中，构成粗糙结构层2的全部单元体的结构形态一致。
43.在第一种结构形式中，单元体还可以采用圆锥体结构形式，并且，单元体的锥度范围在1∶1至1∶2之间。
44.对于第二种结构形式而言，单元体为正多棱锥形槽结构，自激光迎面指向焊接接触面的方向上，单元体的直径渐缩；于同一个单元体上，相邻的两条棱之间形成有反光面，反光面相对于零件主体1的顶面的倾斜角度范围在30
°‑
45
°
之间。在本实用新型中，同一个单元体上的各个反光面相对于零件主体1的顶面的倾斜角度一致，在本实用新型中，构成粗糙结构层2的全部单元体的结构形态一致。
45.在第二种结构形式中，单元体为圆锥形槽结构，单元体的锥度范围在1∶1至1∶2之间。
46.基于上述的新型激光焊抗反模组导电排零件，本实用新型还提供了一种新型动力电池，该新型动力电池包括有多个依次串联的电芯，电芯上设置有电极极柱3。同时，该新型激光焊抗反模组导电排零件还设置了如上述的新型激光焊抗反模组导电排零件。新型激光焊抗反模组导电排零件包括有零件主体1，零件主体1上设置有用于与电极极柱3电连接的激光照射焊接区，在同一个零件主体1上设置有两个激光照射焊接区；相邻的两个电芯中，不同极的电极极柱3通过新型激光焊抗反模组导电排零件实现电连接。
47.此外，在本实用新型中，单元体还可以由锥形结构(锥形槽体结构或者锥形凸起结构)改为梯形结构(梯形槽体结构或者梯形凸起结构)。
48.具体地，单元体包括有两种结构形式：1、槽型结构，进一步可以为多棱锥槽、圆锥槽、梯形槽；2、凸起结构，进一步可以为多棱锥凸起、圆锥凸起、梯形凸起。
49.由上述可知，本实用新型提供了一种新型激光焊抗反模组导电排零件，该新型激光焊抗反模组导电排零件包括零件主体1，零件主体1上设置有激光照射焊接区，激光照射焊接区的底面为用于与电极极柱3接触的焊接接触面，激光照射焊接区的顶面为用于接收激光照射的激光迎面，于激光迎面上设置有单元体，单元体设置有多个，单元体上设置有相对于激光迎面倾斜设置的反光面、用于将激光反射到其他相邻的单元体上，全部的单元体规则排布于零件主体1的激光迎面区域内并形成了用于增加激光吸收率的粗糙结构层2。同时，本实用新型还提供了一种安装有上述新型激光焊抗反模组导电排零件的新型动力电池。
50.本实用新型对于导电排零件改进的核心思想如下：将零件主体1上要焊接的区域采用铆压方式将表面做成粗糙面结构，在焊接时，激光能量通过粗糙面结构的反射可以被零件主体1进行多次吸收，从而达到提高激光能量吸收率的目的。
51.通过上述结构设计，本实用新型在零件主体1上设置了粗糙结构层2，粗糙结构层2对激光的反射率降低，并且粗糙结构层2的比表面积相比于光面得到增加，因此，单纯就零件主体1上的焊接部位而言，其对于激光的吸收率得到提高。本实用新型投入实际应用后，能够在导电排零件激光焊接过程中，达到提高激光吸收率的目的。本实用新型所提供的新型激光焊抗反模组导电排零件，通过上述结构优化后所具有的优点总结如下：1、加大导电排零件表面粗糙度，提高激光能量吸收率；2、由于激光能量的吸收率得到了提升，因此，激光能量的损耗降低，从而达到了降低了设备用电量的目的，提高了低功率设备利用率，生产
效率也一并达到了提升；3、采用铆压成型工艺，生产质量稳定；4、激光反射的能量降低，达到了保护激光振镜不被反射光损坏的目的。
52.以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。