实施方案
[0014] 参见图1至图5,钠镍电池正极室封装用激光焊接装置包括支撑底座1、激光焊接器2、控制器3、电动工作台4及设置在电动工作台上4的手套箱5,所述激光焊接器2固定设置在支撑底座1上,激光焊接器2的前端固定设置激光过渡臂21,所述激光过渡臂21向下竖直设置,以使激光头22正对手套箱5的顶部,所述电动工作台4设置在激光过渡臂21的正下方,电动工作台4具有横向移动部和纵向移动部,所述控制器3与所述横向移动部和纵向移动部电性连接,控制器3控制所述横向移动部和纵向移动部定向运动,以使电动工作台4带动手套箱5同步运动,所述手套箱5内设置有电池夹具52,手套箱5的顶部设置有激光穿透件,激光穿透件、电池夹具52及激光焊接器2的激光头22同轴设置,激光焊接器2的激光头22发出的激光穿过激光穿透件后以将设置在电池夹具52上的钠镍电池正极室与正极端帽焊接在一起。
[0015] 其中,手套箱5包括箱体51及设置在箱体51内的电池夹具52。
[0016] 箱体51是由不锈钢板和透明亚克力板连接而成的密闭空间,箱体51的上面板和前侧壁是由透明亚克力板构成,以使操作者在操作时能够观察到箱体的内部,激光能够穿过上面板进入手套箱内部,前侧壁开设用于安装手套512的手套口,手套盖513与手套口相匹配,将手套盖513盖合到手套口上以将手套口密封,在箱体51的左侧壁上设置充抽阀514、压力表515、手套口连接阀516,充抽阀514、压力表515、手套口连接阀516与箱体51的左侧壁分别密封连接,充抽阀514用于更换箱体51内的气体,压力表515用于检测箱体内的气压,手套口连接阀516用于控制手套512与箱体51内的气压平衡。
[0017] 电池夹具52设置在箱体51内的中间位置,电池夹具52包括底座521及垂直设置在底座521的后侧壁上的固定架522,底座521与箱体51的底部相对固定,固定架522的顶端向前端延伸以形成凸台523,凸台523的中间位置开设从上至下贯通的固定安装槽5231,在固定安装槽5231的两侧分别设置固定螺孔,弹簧顶杆524与凸台523相对的侧壁的中间位置也开设与固定安装槽5231相正对的配合安装槽5241,配合安装槽5241和固定安装槽5231组成钠镍电池的定位槽,配合安装槽5241的两侧开设配合螺孔,配合螺孔与凸台523的固定螺孔相正对并同径匹配,将螺杆525的一端穿过配合螺孔后固定在固定螺孔内,另一端外漏在弹簧顶杆524的外面,以使弹簧顶杆524沿着螺杆525相对于凸台523在水平面内滑动,在凸台523与弹簧顶杆524相邻的左侧壁开设插销孔,插销孔延伸至弹簧顶杆524的左侧壁以内,将定位销526插入插销孔以将弹簧顶杆524与凸台523相对固定。进一步,还在弹簧顶杆524和凸台523之间露出的螺杆525外面套设弹簧,在定位销526拔出时,弹簧将与凸台523靠近的弹簧顶杆524自动弹开。定位销526和弹簧的配合使用,既能将弹簧顶杆524与凸台523稳定固定,又能将弹簧顶杆524方便弹开,以便取下电池。
[0018] 进一步,凸台523的侧壁上还设置一个转臂卡座,转臂527固定在转臂卡座内并相对于转臂卡座在竖直方向内能够转动,在转臂527的顶端固定一根水平连杆528,水平连杆528的端部设置一个用于存放钠镍电池正极材料的漏斗529。将钠镍电池的正极材料放在漏斗529中,转动转臂527将漏斗529正对电池的正极室,将正极材料装填到正极室中,转动转臂527方便将正极材料转运到电池正极室上方,装填完毕后在转动转臂527将漏斗529移开,不妨碍对电池进行下一步操作。
[0019] 进一步,还在箱体51的上面板的中心位置开设通孔,在通孔处镶嵌石英玻璃511,石英玻璃511与通孔之间密封连接,在不影响箱体51密封性的前提下,将上表面的透明亚克力板的中间部分置换为石英玻璃511,既保证激光无阻碍的穿透进入箱体51进行焊接,也能尽量控制生产成本。石英玻璃是优选的激光穿透件,当然也可以使用其他激光穿透件来代替石英玻璃,例如满足透光率好,光损失小的激光穿透件。
[0020] 进一步,电池夹具52还包括手柄530,手柄530设置在固定架522的前侧壁上并靠近前侧壁的两端。手柄530的设计是为了安装或取下电池时方便打开弹簧顶杆524,手握手柄530,以控制箱体51及电池夹具52的稳定不移位,确保操作的精确性。
[0021] 为了保证箱体内部的真空度或氧含量绝对低,以达到工艺要求,箱体内还设置一个过渡舱517,预先将正极材料和正极端帽放在一个过渡舱517中,过渡舱517为顶部开口并具有容纳空间的腔体,箱体51的右侧壁上开设过渡舱口,将过渡舱517插入过渡舱口并用舱门卡扣518卡紧后,以使过渡舱517与箱体51之间密封。如此在抽真空或冲入惰性气体后,直接在箱体51内部取用正极材料或正极端帽即可完成操作。
[0022] 使用本发明的手套箱时,先将钠镍电池正极材料和正极端帽放在过渡舱517中,然后用舱门卡扣518将过渡舱517卡紧,参见图6,将待焊接的钠镍电池安装到凸台523和弹簧顶杆524组成的定位槽中,使用定位销526将弹簧顶杆524和凸台523固定,将手套盖513盖合到手套口上,打开手套口连接阀516,以使手套512内与箱体51内气压一致,将充抽阀514打到常开状态,将真空系统接入充抽阀514,对箱体51和过渡舱517及手套口同时进行抽真空,当压力表指示数值达到极限真空度-0.1MPa时,关闭真空阀,停止抽真空,然后将惰性气体系统接入充抽阀514,对箱体和过渡舱同时充入高纯惰性气体,直到压力表515指示数值达到0,关闭充抽阀514;重复以上操作2-3次,箱体51内气氛可达到高纯惰性气体气氛、厌氧厌水环境,此时关闭手套口连接阀516,取下手套盖513,操作者将手伸入手套中将正极材料放在漏斗529中,转动转臂527,将漏斗529正对电池正极室进行正极材料填装,填装完毕后转动转臂527,移开漏斗529,再将正极端帽放在电池正极室上方,调整激光焊接机的激光头对正箱体51的上面板上的石英玻璃511,进行正极端帽的焊接。