超声波焊头、超声波设备、电池、电池包和用电设备的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种超声波焊头、超声波设备、电池、电池包和用电设备。

背景技术：

2.单体电池一般采用连接片连接极柱和极耳，实现卷芯与电池壳体外部的电连接。其中，连接片与极耳的连接采用超声波焊接，极耳一侧与连接片连接，另一侧与超声波焊头相对。超声波焊头上设有焊齿，焊齿作用于极耳，使极耳上形成焊点，极耳和连接片在焊点处连接。然而，现有的超声波焊头容易出现应力集中的情况，导致焊齿容易疲劳断裂，降低了焊齿的使用寿命。

技术实现要素：

3.本实用新型实施方式提供一种超声波焊头、超声波设备、电池、电池包和用电设备。
4.本实用新型实施方式的一种超声波焊头包括：
5.至少一个工作部，所述工作部设有工作端面；和
6.至少一个焊齿，所述焊齿设在所述工作端面上，所述焊齿包括：
7.第一表面，所述第一表面为平面且平行于所述工作端面；和
8.第二表面，所述第二表面为曲面，所述第二表面连接所述第一表面和所述工作端面，沿着远离所述工作端面的方向，所述第二表面上各点的曲率连续变化。
9.上述超声波焊头，通过上述配置既避免了焊齿表面形状产生突变从而引起应力集中的情况，提高了焊齿的使用寿命。
10.在某些实施方式中，所述第二表面呈向所述焊齿外部凸出的形状。
11.如此，可以避免焊齿表面形状产生突变从而引起应力集中的情况，提高了焊齿的使用寿命。
12.在某些实施方式中，所述第二表面呈向所述焊齿内部凹陷的形状。
13.如此，可以避免焊齿表面形状产生突变从而引起应力集中的情况，提高了焊齿的使用寿命。
14.在某些实施方式中，所述工作端面上设有多个所述焊齿，多个所述焊齿呈阵列排布。
15.如此，可使极耳与连接部件焊接时所形成的焊接区域较大，提升极耳与连接部件的连接强度。
16.在某些实施方式中，所述工作端面上设有多个所述焊齿，多个所述焊齿在所述工作端面上均匀分布。
17.如此，可以保证极耳与连接部件的连接强度均匀性。
18.在某些实施方式中，所述焊齿与所述工作端面连接所形成的连接面的面积大于所
述第一表面的面积。
19.如此，可以使焊齿与工作端面的连接较为牢固，延长了焊头的使用寿命。
20.在某些实施方式中，所述超声波焊头还包括：
21.连接部；和
22.两个所述工作部，两个所述工作部分别连接在所述连接部相背的两侧上，每个工作部远离所述连接部的一端设有所述工作端面。
23.如此，设有两个工作部，其中一个工作部可作为备用，可以提升极耳与连接部件的焊接效率。
24.本实用新型实施方式的一种超声波设备包括上述实施方式的超声波焊头。
25.上述超声波设备，通过上述配置的超声波焊头，既避免了焊齿表面形状产生突变从而引起应力集中的情况，提高了焊齿的使用寿命。
26.本实用新型实施方式的一种电池包括：
27.极耳；和
28.连接部件，连接所述极耳，所述极耳与所述连接部件的连接处是利用上述实施方式的超声波设备焊接形成。
29.本实用新型实施方式的一种电池包包括上述实施方式的电池。
30.本实用新型实施方式的一种用电设备包括上述实施方式的电池包。
31.上述电池、电池包和用电设备中，由上述超声波设备焊接极耳和连接部件，所形成的焊点可避免焊点内出现形状突变的结构从而引起应力集中，又保证了焊点表面具有足够大的面积用于连接极耳和连接部件，保证极耳与连接部件的连接强度，延长了电池、电池包和用电设备的使用寿命。
32.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
33.为了更清楚地说明本实用新型实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对在本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
34.图1为本实用新型实施方式的超声波焊头的立体示意图；
35.图2为图1中a部分的放大图；
36.图3为本实用新型实施方式的超声波焊头的另一立体示意图；
37.图4为图3中b部分的放大图；
38.图5为本实用新型实施方式的焊齿的结构示意图；
39.图6为本实用新型实施方式的焊齿的另一结构示意图；
40.图7为本实用新型实施方式的超声波焊头的结构示意图；
41.图8为本实用新型实施方式的超声波焊头焊接电池的场景示意图；
42.图9为图8中c部分的放大图。
43.附图标记说明：
44.超声波焊头-100，工作端面-12，焊齿-14，极耳-16，第一表面-18，第二表面-20，焊接区域-22，焊点-24，连接面-26，连接部-28，工作部-30，电芯-32，连接片-34，电池-200。
具体实施方式
45.下面详细描述本实用新型的实施方式，实施方式的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
46.在本实用新型的描述中，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”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实用新型的限制。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一个或者更多个特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
47.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，或一体地连接。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。对在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实用新型中的具体含义。
48.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
49.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。此外，本实用新型可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本实用新型提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
50.在相关技术中，超声波焊头一般呈角锥形或棱台形，角锥形或棱台形的焊齿在形状突变处(例如棱边、尖角)会出现应力集中的情况，导致焊齿容易疲劳断裂。
51.为解决上述问题，请参图1至图4，本实用新型实施方式的一种超声波焊头100包括至少一个工作部30和至少一个焊齿14。工作部30设有工作端面12。焊齿14设在工作端面12上。焊齿14包括第一表面18和第二表面20。第一表面18为平面且平行于工作端面12。第二表
面20为曲面，第二表面20连接第一表面18和工作端面12，沿着远离工作端面12的方向，第二表面20上各点的曲率连续变化。
52.上述超声波焊头100，通过上述配置既避免了焊齿14表面形状产生突变从而引起应力集中的情况，提高了焊齿14的使用寿命。具体地，工作端面12也为平面，与第一表面18平行。第一表面18为平面，可以避免或减少第一表面18接触到极耳16时，对极耳16造成划伤而影响电池200性能。工作端面12为平面，方便焊齿14的形成。
53.进一步地，与表面为球面(球面的曲率不变)的焊齿相比，本实用新型的上述设置的焊齿14具有更大的表面积(焊齿14体积相同的情况下)，提升了极耳16与连接部件的焊接面积，使极耳16与连接部件的连接更稳固，提升了电池200的使用寿命。连接部件可以是连接片、转接件、极柱或其他部件。
54.第二表面20可为正弦函数曲线或余弦函数曲线绕轴旋转得到的曲面。然而，本实用新型不限于此，第二表面20还可以是其他曲面。
55.在一个实施方式中，工作端面12上设有一个焊齿14。在一个实施方式中，工作端面12上设有多个焊齿14。多个可以是指两个或多于两个。
56.在焊接时，工作端面12可以朝向极耳16。焊齿14可以作用于极耳16。
57.请参图5，在某些实施方式中，第二表面20呈向焊齿14外部凸出的形状。如此，可以避免焊齿14表面形状产生突变从而引起应力集中的情况，提高了焊齿14的使用寿命。
58.请参图6，在某些实施方式中，第二表面20呈向焊齿14内部凹陷的形状。如此，可以避免焊齿14表面形状产生突变从而引起应力集中的情况，提高了焊齿14的使用寿命。
59.在某些实施方式中，工作端面12上设有多个焊齿14，多个焊齿14呈阵列排布。如此，可使极耳16与连接部件焊接时所形成的焊接区域22较大，提升极耳16与连接部件的连接强度。
60.具体地，请参图8至图9，在焊接过程中，阵列排布的多个焊齿14作用于极耳16时，与极耳16表面接触，并在极耳16表面的接触区域形成焊接区域22，焊接区域22与阵列排布的多个焊齿14所形成的焊齿区域大小相同，能够保证极耳16与连接部件连接的焊接区域22较大，提升极耳16与连接部件的连接强度。
61.在某些实施方式中，工作端面12上设有多个焊齿14，多个焊齿14在工作端面12上均匀分布。如此，可以保证极耳16与连接部件的连接强度均匀性。
62.具体地，在焊接过程中，多个焊齿14作用于极耳16时，与极耳16表面接触，并在极耳16表面的接触区域形成焊接区域22，由于多个焊齿14在工作端面12上均匀分布，使得在焊接区域22内由多个焊齿14所形成的焊点24也均匀分布，保证了极耳16与连接部件的连接强度均匀性，避免了因连接强度不均匀而导致部分焊点24脱落的情况出现。
63.在某些实施方式中，焊齿14与工作端面12连接所形成的连接面26的面积大于第一表面18的面积。如此，可以使焊齿14与工作端面12的连接较为牢固，延长了焊头的使用寿命。
64.具体地，焊齿14与工作端面12连接所形成的连接面26位于焊齿14的底部，第一表面18位于焊齿14的顶部，底部的连接面26的面积大于顶部的第一表面18的面积，使得焊齿14与工作端面12的连接面26面积较大，焊齿14与工作端面12的连接较为牢固，延长了焊头的使用寿命。
65.在某些实施方式中，请参图1和图7，超声波焊头100还包括连接部28和两个工作部30。两个工作部30分别连接在连接部28相背的两侧上，每个工作部30远离所述连接部的一端设有工作端面12。如此，设有两个工作部30，其中一个工作部30可作为备用，可以提升极耳16与连接部件的焊接效率。
66.具体地，连接部28的相背两侧上设有两个工作部30，在焊接极耳16与连接部件时，将其中一个工作部30置于电池200待焊接部位的外侧，每个电池200的极耳16与工作部30上的工作端面12相对并接触。固定超声波焊头100和电池200的相对位置后，可以进行焊接作业。当正在进行焊接作业的工作部30出现异常而无法继续焊接时，可以将超声波焊头100翻转，利用另一侧的工作部30对极耳16继续焊接，进而无需更换超声波焊头100，提升极耳16与连接部件的焊接效率。
67.本实用新型实施方式的一种超声波设备包括上述任一实施方式的超声波焊头100。
68.上述超声波设备，通过上述配置的超声波焊头100，既避免了焊齿14表面形状产生突变从而引起应力集中的情况，提高了焊齿14的使用寿命。
69.具体地，在一个实施方式中，超声波焊头100可以通过连接部28连接超声波设备的其他部件。超声波焊头100可以是可拆卸地安装在超声波设备上。
70.本实用新型实施方式的一种电池200包括极耳16和连接部件，连接部件连接极耳16，连接部件与极耳16的连接是利用上述实施方式的超声波设备焊接形成。
71.上述电池200中，由上述超声波设备焊接极耳16和连接部件，所形成的焊点24可避免焊点24内出现形状突变的结构从而引起应力集中，又保证了焊点24表面具有足够大的面积用于连接极耳16和连接部件，保证极耳16与连接部件的连接强度，延长了电池200的使用寿命。
72.具体地，电池包括电芯32、壳体(图未示)和端盖组件(图未示)。电池200可包括单个或多个电芯32。
73.电芯32的顶部连接有两个极耳16，一个可为正极耳16，另一个可为负极耳16。例如，正极耳16可位于电芯32顶部的左侧，负极耳16可位于电芯32顶部的右侧。
74.电芯32可以容置在壳体内，壳体的顶部开口。端盖组件盖设在壳体的顶部开口处。端盖组件包括连接片34和极柱，连接片34连接极耳16和极柱。连接片34与极耳16通过上述超声波设备焊接连接。在图示的实施方式中，连接片34可以作为连接部件。
75.本实用新型实施方式提供的一种电池包包括上述实施方式的电池200。
76.上述电池包，由上述超声波设备焊接极耳16和连接部件，所形成的焊点24可避免焊点24内出现形状突变的结构从而引起应力集中，又保证了焊点24表面具有足够大的面积用于连接极耳16和连接部件，保证极耳16与连接部件的连接强度，延长了电池200的使用寿命。
77.具体地，电池包可包括一个或多个电池200。多个电池200以串联、并联或串并联的方式进行电连接。多个可以是指两个或多于两个。
78.本实用新型实施方式的一种用电设备包括上述实施方式的电池包。
79.上述用电设备中，由上述超声波设备焊接极耳16和连接部件，所形成的焊点24可避免焊点24内出现形状突变的结构从而引起应力集中，又保证了焊点24表面具有足够大的
面积用于连接极耳16和连接部件，保证极耳16与连接部件的连接强度，延长了用电设备的使用寿命。
80.具体地，用电设备可包括一个或多个电池包，多个电池包可以以串联、并联或串并联的方式进行电连接。
81.用电设备包括但不限于储能设备和车辆。储能设备可以是储能集装箱，储能集装箱包括箱体和设置在箱体内的电池簇，电池簇包括簇架和多个电池包，多个电池包安装在簇架上。储能设备还可以是家用储能柜。
82.电池包可以作为动力电池包应用于车辆。车辆包括但不限于纯电动车、混合动力车、增程式电动车等。
83.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含在本实用新型的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。
84.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施方式，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

技术特征：

1.一种超声波焊头，其特征在于，包括：至少一个工作部，所述工作部设有工作端面；和至少一个焊齿，所述焊齿设在所述工作端面上，所述焊齿包括：第一表面，所述第一表面为平面且平行于所述工作端面；和第二表面，所述第二表面为曲面，所述第二表面连接所述第一表面和所述工作端面，沿着远离所述工作端面的方向，所述第二表面上各点的曲率连续变化。2.根据权利要求1所述的超声波焊头，其特征在于，所述第二表面呈向所述焊齿外部凸出的形状。3.根据权利要求1所述的超声波焊头，其特征在于，所述第二表面呈向所述焊齿内部凹陷的形状。4.根据权利要求1所述的超声波焊头，其特征在于，所述工作端面上设有多个所述焊齿，多个所述焊齿呈阵列排布。5.根据权利要求1所述的超声波焊头，其特征在于，所述工作端面上设有多个所述焊齿，多个所述焊齿在所述工作端面上均匀分布。6.根据权利要求1所述的超声波焊头，其特征在于，所述焊齿与所述工作端面连接所形成的连接面的面积大于所述第一表面的面积。7.根据权利要求1所述的超声波焊头，其特征在于，所述超声波焊头还包括：连接部；和两个所述工作部，两个所述工作部分别连接在所述连接部相背的两侧上，每个工作部远离所述连接部的一端设有所述工作端面。8.一种超声波设备，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的超声波焊头。9.一种电池，其特征在于，包括：极耳；和连接部件，连接所述极耳，所述极耳与所述连接部件的连接处是利用权利要求8所述的超声波设备焊接形成。10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求9所述的电池。11.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求10所述的电池包。

技术总结

本实用新型公开了一种超声波焊头、超声波设备、电池、电池包和用电设备。超声波焊头包括：至少一个工作部，所述工作部设有工作端面；和至少一个焊齿，焊齿设在所述工作端面上，所述焊齿包括：第一表面，所述第一表面为平面且平行于所述工作端面；和第二表面，所述第二表面为曲面，所述第二表面连接所述第一表面和所述工作端面，沿着远离所述工作端面的方向，所述第二表面上各点的曲率连续变化。上述超声波焊头，通过上述配置既避免了焊齿表面形状产生突变从而引起应力集中的情况，提高了焊齿的使用寿命。用寿命。用寿命。