CN120347364A - 超声波焊头及磨损检测方法、电池单体、电池装置及用电装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超声波焊头及磨损检测方法、电池单体、电池装置及用电装置，属于电池技术领域，超声波焊头包括：焊头主体、第一焊齿结构和第二焊齿结构。焊头主体具有焊接面，第一焊齿结构凸设于焊接面，第二焊齿结构凸设于第一焊齿结构的远离焊接面的一侧，第二焊齿结构包括至少一个第二焊齿，第二焊齿在焊接面的延伸方向上呈长条形延伸。根据本发明实施例的超声波焊头，通过在超声波焊头的第一焊齿结构远离焊接面的一侧增加第二焊齿结构，能够对多层箔材进行多级墩压，增强了第一焊齿结构和第二焊齿结构整体对多层箔材焊接的压实效果，减少了多层箔材之间的间隙，有助于改善后续焊接工序的焊接质量。

Description

超声波焊头及磨损检测方法、电池单体、电池装置及用电装置

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种超声波焊头及磨损检测方法、电池单体、电池装置及用电装置。

背景技术

相关技术中，为进一步提高电池单体的能量密度，省去用于连接极耳与电极端子的转接片，电极组件的极耳与电池单体的壳体上的电极端子直接连接而不通过转接连接。电极组件的极耳与电极端子的连接工艺如下：先将多层极耳片通过超声波预焊，使得多层极耳片焊接连接形成一个整体的极耳，再将极耳与电极端子通过激光焊接连接。

然而，相关技术中将极耳与电极端子通过激光焊接的过程中容易产生爆点、塌陷等焊接缺陷问题，并且在极耳上容易产生较多的裂纹等焊接缺陷问题，激光焊接工序的焊接质量较差，影响电池的服役稳定性。因此，对于如何改善极耳与电极端子的激光焊接质量，提高电池的服役稳定性，是亟待解决的技术问题。

发明内容

本发明提供一种超声波焊头及磨损检测方法、电池单体、电池装置及用电装置，利用该超声波焊头焊接极耳等多层箔材的工件时，能够将其进行压实，减少多层箔材之间的间隙，从而有助于改善后续焊接工序的焊接质量。

第一方面，本发明提供一种超声波焊头，包括：焊头主体，所述焊头主体具有焊接面；第一焊齿结构，所述第一焊齿结构凸设于所述焊接面；第二焊齿结构，所述第二焊齿结构凸设于所述第一焊齿结构的远离所述焊接面的一侧，所述第二焊齿结构包括至少一个第二焊齿，所述第二焊齿在所述焊接面的延伸方向上呈长条形延伸。

在上述的技术方案中，通过在超声波焊头的第一焊齿结构远离焊接面的一侧增加第二焊齿结构，可以对多层箔材能够进行多级墩压，可以增强第一焊齿结构和第二焊齿结构整体对多层箔材焊接的压实效果，可以减少多层箔材之间的间隙，有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，可以降低激光焊接的过程中产生的爆点、塌陷等焊接缺陷问题，也可以减少焊接裂纹，并且由于多层箔材之间的间隙减小，有利于改善激光焊接接头散热均匀性，从而有利于改善箔材局部应力过大导致的箔材开裂问题；并且，通过将第二焊齿设置为在焊接面的延伸方向上呈长条形延伸，能够增大第二焊齿结构与多层箔材表面的接触长度，进一步地增强对多层箔材之间的压实效果，从而可以进一步地减少多层箔材之间的间隙，更有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，由于第二焊齿所对应的焊印位置多层箔材之间的压实更紧密、间隙更小，这样可以在第二焊齿所对应的焊印位置进行激光焊接，可以更好地减少激光焊接缺陷，更好地提升激光焊接质量，在超声波焊头用于焊接极耳的多层箔材时，有助于提升后续极耳与电极端子激光焊接质量，有利于提高电池的服役稳定性。

在一些实施例中，所述第二焊齿的长度方向上的两端分别延伸至所述焊接面的相对两端。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿的长度方向上的两端分别延伸至焊接面的相对两端，能够增加第二焊齿的长度，在进行超声波焊接时，使第二焊齿结构与多层箔材表面的接触长度较长，进一步地增强第二焊齿结构对多层箔材之间的压实效果；并且，由于第二焊齿的长度较长，第二焊齿对应的焊印较长，这样在后续的焊接工序中对第二焊齿所对应的焊印位置进行激光焊接时，可以使得激光焊接的长度较长，有利于提升后续焊接连接的可靠性和稳定性；例如，在超声波焊头用于焊接极耳的多层箔材后，在后续焊接工序为激光焊接工序时，可以使得极耳与电极端子之间的激光焊缝较长，可以使得极耳与电极端子之间的激光焊缝较长，有助于提升极耳与电极端子焊接连接的稳定性和可靠性。

在一些实施例中，所述第二焊齿沿所述焊接面的长度方向延伸。

在上述的技术方案中，通过使第二焊齿沿焊接面的长度方向延伸，可以利用焊接面长度方向上的空间，能够增加第二焊齿的长度，在进行超声波焊接时，使第二焊齿结构与多层箔材表面的接触长度较长，增强第二焊齿结构对多层箔材之间的压实效果。

在一些实施例中，所述第二焊齿沿所述焊接面的宽度方向延伸。

在上述的技术方案中，通过使第二焊齿沿焊接面的宽度方向延伸，可以利用焊接面宽度方向上的空间，并且也有利于增加第二焊齿的排布数量，在进行超声波焊接时，使第二焊齿结构与多层箔材表面的接触面积较大，增强第二焊齿结构对多层箔材之间的压实效果。

在一些实施例中，所述第二焊齿沿直线延伸。

在上述的技术方案中，通过设置沿直线延伸的第二焊齿，可以使得第二焊齿的结果简单，方便加工成型；并且，直线延伸的第二焊齿对应的焊印也基本沿直线延伸，这样在后续的焊接工序中，可以沿着直线进行焊接连接，使得后续的焊接工序设计较为简单。

在一些实施例中，所述第二焊齿为间隔设置的多个。

上述技术方案中，通过设置多个间隔设置的第二焊齿，多个第二焊齿可以对多个多层箔材的多个不同位置进行压实，从而可以使得多层箔材的多个不同位置的间隙减小，有助于提升后续焊接工序质量。

在一些实施例中，多个所述第二焊齿沿所述第二焊齿的宽度方向并排设置。

在上述的技术方案中，通过将多个第二焊齿沿第二焊齿的宽度方向并排设置，能够增大第二焊齿结构与多层箔材表面的接触面积，增强对多层箔材之间的压实效果，从而可以使得多层箔材的第二焊齿的宽度方向的不同位置的间隙减小，有助于提升后续焊接工序质量。

在一些实施例中，所述第二焊齿沿所述焊接面的长度方向延伸，多个所述第二焊齿沿所述焊接面的宽度方向排布。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿沿焊接面的长度方向延伸，可以充分利用焊接面的长度方向上的空间，使得第二焊齿的延伸长度较长，并且使得多个第二焊齿沿焊接面的宽度方向排布，多个第二焊齿的分布较为均匀，可以增大第二焊齿结构与工件表面的接触长度和接触面积，使第二焊齿结构与工件表面接触较为均匀，使工件内部热量更加均匀分布，可以增强对工件表面的压实效果。

在一些实施例中，在多个所述第二焊齿的排布方向上，相邻两个所述第二焊齿之间的间距为d1，所述第二焊齿的最大宽度为W2，W2＜d1。

在上述的技术方案中，通过使得第二焊齿的最大宽度W2小于相邻两个第二焊齿之间的间距d1，可以使得第二焊齿的宽度较小，在一定的焊接压力下，第二焊齿可以对多层箔材产生较大的压强，进一步地增强第二焊齿对多层箔材之间的压实效果。

在一些实施例中，W2与d1的比值范围为0.2～0.8。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿的最大宽度W2与相邻两个第二焊齿之间的间距d1的比值设在0.2～0.8的范围内，能够在一定的焊接压力下可以对多层箔材产生较大的压强的同时，使第二焊齿结构与多层箔材表面的接触面积较大，增强对多层箔材之间的压实效果。

在一些实施例中，在多个所述第二焊齿的排布方向上，所述第二焊齿与所述焊接面的边沿的最小距离为d2，所述第二焊齿的最大宽度为W2，d2＞W2。

在上述的技术方案中，通过使第二焊齿与焊接面的边沿的最小距离d2大于第二焊齿的最大宽度W2，能够使第二焊齿与焊接面的边缘具有一定距离，可以使得第二焊齿更好地实现对多层箔材压实，从而增强对多层箔材之间的压实效果。

在一些实施例中，所述第二焊齿的横截面为第二横截面，所述第二横截面具有渐缩部，所述渐缩部延伸至所述第二焊齿的远离所述焊接面的一侧，在由所述焊接面至所述第二焊齿的方向上，所述渐缩部的宽度逐渐减小。

在上述的技术方案中，通过在由焊接面至第二焊齿的方向上，使第二焊齿的渐缩部的宽度逐渐减小，能够在一定的焊接压力下，第二焊齿对多层箔材具有较大的压强，从而增强第二焊齿对多层箔材之间的压实效果。

在一些实施例中，在所述第二焊齿的延伸方向上，所述第二焊齿的至少部分的横截面积相同。

在上述的技术方案中，通过使第二焊齿在延伸方向上的至少部分的横截面积相同，能够保持第二焊齿在延伸方向上对于多层箔材的压实较为均匀，从而增强第二焊齿对多层箔材之间的压实效果，并且第二焊齿对应的焊印在其延伸方向上的宽度尺寸较为均匀，方便后续的焊接工序在第二焊齿对应的焊印处的焊接连接操作。

在一些实施例中，所述第二焊齿的横截面为弓形、圆形或椭圆形。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿的横截面设置为弓形、圆形或椭圆形等形状，能够使第二焊齿的表面与多层箔材接触时不易划伤箔材。

在一些实施例中，所述第二焊齿包括一个齿部。

在上述的技术方案中，通过使第二焊齿包括一个齿部，可以使得第二焊齿的结构简单，方便加工成型。

在一些实施例中，所述第二焊齿包括多个齿部，所述齿部的远离所述焊接面一侧的表面构成齿部端面，多个所述齿部分别为沿所述第二焊齿的凸出方向依次设置的第一齿部至第m齿部，第n齿部设于第(n-1)齿部的所述齿部端面，所述第n齿部在所述第(n-1)齿部的所述齿部端面的投影位于所述第(n-1)齿部的所述齿部端面内，2≤n≤m。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿设置为包括多个齿部，且多个齿部分别为沿第二焊齿的凸出方向依次设置的第一齿部至第m齿部，第n齿部设于第(n-1)齿部的齿部端面，第n齿部在第(n-1)齿部的齿部端面的投影位于第(n-1)齿部的齿部端面内，以使第(n-1)齿部的远离焊接面一侧的齿部端面超出第n齿部的部分可以形成为焊接墩压面，从而超声波焊头对多层箔材进行焊接时，每个齿部均能对多层箔材进行夯实、墩压，以实现对焊材进行多层墩压、夯实焊材，进一步地增强多层箔材之间的压实效果，可以更好地减小多层箔材之间的间隙，进而降低因多层箔材的层间间隙过大易引起的焊接能量损失以及对于后续焊接工序的影响，有助于更好地提升后续焊接工序的焊接质量。

在一些实施例中，所述第一焊齿结构包括第一焊齿，所述第一焊齿的远离所述焊接面的一侧表面构成焊齿端面，所述第二焊齿设于所述焊齿端面，所述第二焊齿在所述焊齿端面的投影位于所述焊齿端面内。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿设于第一焊齿的焊齿端面内，这样可以使得第二焊齿与第一焊齿之间具有明显的分界，更有利于使得第一焊齿与第二焊齿形成多级焊齿结构，更有利于对多层箔材实现多级墩压，压实效果更好。

在一些实施例中，在所述第一焊齿相对所述焊接面的凸出方向上，所述第一焊齿的齿高为h1，所述第二焊齿的齿高为h2，h2与h1的比值范围为0.3～0.8。

在上述的技术方案中，通过使第二焊齿的齿高h2与第一焊齿的齿高h1的比值不小于0.3，可以使第二焊齿具有较高的齿高，从而使得第二焊齿对于多层箔材具有较好的压实效果；并且，通过使第二焊齿的齿高h2与第一焊齿的齿高h1的比值不大于0.8，可以使得第二焊齿的不会因为齿高过高影响第一焊齿的焊接效果，这样可以较好地避免由于第二焊齿的齿高过高而影响第一焊齿与多层箔材接触，从而在超声波焊头对多层箔材进行焊接，可以使得第一焊齿和第二焊齿均可以充分接触多层箔材，使得对第一焊齿以及第二焊齿与多层箔材的接触面积较大，可以提升对多层箔材的压实效果。

在一些实施例中，在所述第一焊齿相对所述焊接面的凸出方向上，所述第一焊齿的齿高为h1，h1的取值范围为0.2mm～0.6mm。

在上述的技术方案中，通过使第二焊齿的齿高h2不小于0.2mm，可以使第二焊齿具有较高的齿高，从而使得第二焊齿对于多层箔材具有较好的压实效果；并且，通过使第二焊齿的齿高h2不大于0.6mm，可以使得第二焊齿的不会因为齿高过高影响第一焊齿的焊接效果，这样可以较好地避免由于第二焊齿的齿高过高而影响第一焊齿与多层箔材接触，从而在超声波焊头对多层箔材进行焊接，可以使得第一焊齿和第二焊齿均可以充分接触多层箔材，使得对第一焊齿以及第二焊齿与多层箔材的接触面积较大，可以提升对多层箔材的压实效果。

在一些实施例中，所述焊齿端面为平面。

在上述的技术方案中，通过将第一焊齿的焊齿端面设置为平面，可以增大第一焊齿与多层箔材的接触面积，增大对于多层箔材的压实面积，有利于提升对多层箔材的压实效果。

在一些实施例中，所述第一焊齿结构包括第三焊齿，所述第三焊齿设置在相邻所述第一焊齿之间。

在上述的技术方案中，通过在相邻的第一焊齿之间设置第三焊齿，使得多层箔材中位于相邻第一焊齿之间的部分可以得到第三焊齿的压实作用，从而使得多层箔材被压实地较为均匀，有利于改善后续焊接工序的焊接质量。

在一些实施例中，所述第一焊齿结构包括第四焊齿，所述第四焊齿设置在所述第一焊齿与所述焊接面的边沿之间。

在上述的技术方案中，通过在第一焊齿与焊接面的边沿设置第四焊齿，使得多层箔材中位于第一焊齿与焊接面的边沿的部分可以得到第四焊齿的压实作用，从而使得多层箔材被压实地较为均匀，有利于改善后续焊接工序的焊接质量；并且，第四焊齿也能够起到减少第一焊齿的边缘划伤多层箔材的情况产生。

在一些实施例中，所述第一焊齿包括焊齿主体和多个焊齿分支，所述焊齿主体在所述焊接面的延伸方向上呈长条形延伸，多个所述焊齿分支连接在所述焊齿主体的宽度方向的至少一侧，所述第二焊齿设于所述焊齿主体且与所述焊齿主体的延伸方向一致。

在上述的技术方案中，通过将第一焊齿设置为包括焊齿主体和多个焊齿分支且多个焊齿分支连接在焊齿主体的宽度方向的至少一侧，可以增大第一焊齿与多层箔材的接触面积，有利于增强对于多层箔材的压实均匀性和压实效果，通过将第二焊齿设于焊齿主体且与焊齿主体的延伸方向一致，增大了第二焊齿结构与多层箔材表面的接触长度，增强第二焊齿对多层箔材之间的压实效果。

在一些实施例中，所述第二焊齿的宽度为W2，所述焊齿主体的宽度为W1，W2≤W1。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿的宽度W2小于或等于焊齿主体的宽度W1，可以使得第一焊齿的焊齿主体的宽度较大，可以为第二焊齿提供足够的支撑面积，并且使得第一焊齿与多层箔材的接触面积较大，并且可以使得第二焊齿对于多层箔材的压实效果进一步地增强。

在一些实施例中，W2与W1的比值范围为0.5～0.9。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿的宽度W2与焊齿主体的宽度W1的比值不小于0.5，可以使得第二焊齿与多层箔材的接触面积较大，压实范围较大，压实效果较好，并且使得第二焊齿的宽度W2与焊齿主体的宽度W1的比值不大于0.9，使得第二焊齿与第一焊齿之间更好地形成多级焊齿结构，更有利于对多层箔材实现多级墩压，压实效果更好。

在一些实施例中，所述第一焊齿结构包括第三焊齿，相邻两个所述第一焊齿之间限定出多个容纳槽，多个所述容纳槽沿所述焊齿主体的延伸方向间隔排布，所述焊齿分支位于相邻两个所述容纳槽之间，所述第三焊齿位于所述容纳槽内。

在上述的技术方案中，通过在相邻两个第一焊齿之间限定出多个容纳槽，多个容纳槽沿焊齿主体的延伸方向间隔排布，并且在容纳槽内设置第三焊齿，可以进一步地增大第一焊齿结构与多层箔材的接触面积，使得多层箔材中位于相邻第一焊齿之间的部分可以得到第三焊齿的压实作用，从而使得多层箔材被压实地较为均匀，有利于改善后续焊接工序的焊接质量。

在一些实施例中，所述第三焊齿呈棱台状。

在上述的技术方案中，通过使第三焊齿呈棱台状，可以使得第三焊齿与多层箔材之间具有较大的接触面积且压实效果更好，能够使第三焊齿与多层箔材的接触面形成焊接墩压面，提供更大的热量传递面积，有利于减少多层箔材局部应力集中造成的焊接裂纹。‌

在一些实施例中，所述第一焊齿结构包括第四焊齿，所述第四焊齿设置在所述第一焊齿与所述焊接面的边沿之间，所述第四焊齿为多个，位于第一焊齿同一侧的多个所述第四焊齿沿所述焊齿主体的延伸方向间隔排布。

在上述的技术方案中，通过在第一焊齿与焊接面的边沿设置第四焊齿，使得多层箔材中位于第一焊齿与焊接面的边沿的部分可以得到第四焊齿的压实作用，从而使得多层箔材被压实地较为均匀，有利于改善后续焊接工序的焊接质量；并且，第四焊齿也能够起到减少第一焊齿的边缘划伤多层箔材的情况产生；并且，通过将第四焊齿设置为沿焊齿主体的延伸方向间隔排布，使得第四焊齿对于多层箔材的压实较为均匀，压实效果更好。

第二方面，本发明提供一种超声波焊接装置，包括：根据第一方面实施例的超声波焊头。

在上述的技术方案中，通过设置上述的超声波焊头，通过在超声波焊头的第一焊齿结构远离焊接面的一侧增加第二焊齿结构，可以对多层箔材能够进行多级墩压，可以增强第一焊齿结构和第二焊齿结构整体对多层箔材焊接的压实效果，可以减少多层箔材之间的间隙，有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，可以降低激光焊接的过程中产生的爆点、塌陷等焊接缺陷问题，也可以减少焊接裂纹，并且由于多层箔材之间的间隙减小，有利于改善激光焊接接头散热均匀性，从而有利于改善箔材局部应力过大导致的箔材开裂问题；并且，通过将第二焊齿设置为在焊接面的延伸方向上呈长条形延伸，能够增大第二焊齿结构与多层箔材表面的接触长度，进一步地增强对多层箔材之间的压实效果，从而可以进一步地减少多层箔材之间的间隙，更有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，由于第二焊齿所对应的焊印位置多层箔材之间的压实更紧密、间隙更小，这样可以在第二焊齿所对应的焊印位置进行激光焊接，可以更好地减少激光焊接缺陷，更好地提升激光焊接质量，在超声波焊头用于焊接极耳的多层箔材时，有助于提升后续极耳与电极端子激光焊接质量，有利于提高电池的服役稳定性。

第三方面，本发明提供一种超声波焊头的磨损检测方法，所述超声波焊头为根据第一方面实施例的超声波焊头，所述超声波焊头的磨损检测方法包括：

利用所述超声波焊头对工件样品进行超声波预焊，所述工件样品上与所述第二焊齿所对应的焊印为第二焊印；

识别所述工件样品上所形成的所述第二焊印；

计算单个所述第二焊印的焊印面积；

根据单个所述第二焊印的焊印面积，判断所述超声波焊头的磨损情况。

在上述的技术方案中，通过计算工件样品上所形成的与第二焊齿所对应的第二焊印的单个焊印面积，能够较为直观、准确地判断超声波焊头中第二焊齿的磨损情况，从而可以及时更换超声波焊头或对超声波焊头进行维修，减少因超声波焊头磨损导致的多层箔材焊接不良、压实效果不佳的情况产生而影响后续焊接工序，有助于提升超声波焊头对多层箔材的压实效果。

在一些实施例中，识别所述工件样品上所形成的所述第二焊印，包括：

采集所述工件样品形成有焊印一侧的焊印图像；

识别所述焊印图像中的所述第二焊印。

在上述的技术方案中，通过采集工件样品形成有焊印一侧的焊印图像，对焊印图像中的第二焊印进行识别，可以方便地识别并找到第二焊印。

在一些实施例中，计算单个所述第二焊印的焊印面积，包括：

识别单个所述第二焊印的外轮廓；

计算所述第二焊印的外轮廓所围成的图形面积。

在上述的技术方案中，通过先识别单个第二焊印的外轮廓，再计算第二焊印的外轮廓所围成的图形面积的计算方法，可以方便地计算第二焊印的焊印面积，该焊印面积的计算方式简单且计算结果较为准确。

在一些实施例中，根据单个所述第二焊印的焊印面积，判断所述超声波焊头的磨损情况，包括：

根据单个所述第二焊印的焊印面积与单个所述第二焊印的设计面积的比值，判断所述超声波焊头的磨损情况。

在上述的技术方案中，通过根据单个第二焊印的焊印面积与单个第二焊印的设计面积的比值的大小关系，能够得出当前第二焊印的焊印面积相对第二焊印的设计面积所减少的量，第二焊印的焊印面积相对第二焊印的设计面积所减少的量，能够较为直观地反映第二焊齿的磨损情况，从而可以反映超声波焊头的磨损情况，有助于提升判断超声波焊头磨损情况的准确性。

在一些实施例中，根据单个所述第二焊印的焊印面积与单个所述第二焊印的设计面积的比值，判断所述超声波焊头的磨损情况，包括：

单个所述第二焊印的焊印面积为Sx，单个所述第二焊印的设计面积为S0，在Sx与S0的比值小于0.2的情况下，判断所述超声波焊头寿命到达。

在上述的技术方案中，通过判断单个第二焊印的焊印面积Sx与单个第二焊印的设计面积S0的比值是否小于0.2，判断超声波焊头寿命是否到达，能够较为简单、准确地判断是否应该更换或维修超声波焊头。

第四方面，本发明提供一种电池单体，包括：壳体，所述壳体设有电极端子；电极组件，所述电极组件设于所述壳体内且包括极耳，所述极耳与所述电极端子连接，所述极耳包括层叠设置且焊接连接的多个极耳片，所述极耳上形成有焊印区，所述焊印区由根据第一方面实施例所述的超声波焊头焊接形成，所述焊印区包括第一焊印和第二焊印，所述第一焊印和第二焊印均形成为凹槽结构，所述第二焊印形成在所述第一焊印的底壁且呈长条形延伸。

在上述的技术方案中，通过在极耳的多层极耳片上进行焊接形成均为凹槽结构的第一焊印和第二焊印，在对多层极耳片焊接过程中，能够将多层极耳片进行压实，排出多层极耳片之间的空气，减少了多层极耳片之间的间隙，降低后续焊接工序中由于多层极耳片之间存在空气导致的爆点、塌陷、焊接裂纹、极耳片开裂等问题；通过第二焊印形成在第一焊印的底壁且呈长条形延伸，这样第二焊印与第一焊印可以形成多级焊印结构且第二焊印的长度较大，在对多层极耳片焊接过程中，能够进一步地增强对多层极耳片之间的压实效果，从而可以进一步地减少多层极耳片之间的间隙，更有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，第二焊印位置处的多层极耳片之间的压实更紧密、间隙更小，这样可以在第二焊印位置进行激光焊接，可以更好地减少激光焊接缺陷，更好地提升激光焊接质量，有助于提升后续极耳与电极端子激光焊接质量，有利于提高电池的服役稳定性。

在一些实施例中，所述第一焊印包括焊印主体和多个焊印分支，所述焊印主体呈长条形，多个所述焊印分支连接在所述焊印主体的宽度方向的至少一侧，所述第二焊印形成在所述焊印主体的底壁且与所述焊印主体的延伸方向一致。

在上述的技术方案中，通过使极耳上的第一焊印包括焊印主体和多个焊印分支，并且使焊印主体呈长条形，可以增大第一焊印的焊印面积和焊印长度，有利于增强对于多层极耳片的压实均匀性和压实效果，通过将第二焊印形成在焊印主体的底壁且与焊印主体的延伸方向一致，可以增大第二焊印的焊印长度和焊印面积，有利于增强第二焊印对多层极耳片之间的压实效果。

在一些实施例中，所述焊印区包括第三焊印，所述第三焊印位于相邻所述第一焊印之间。

在上述的技术方案中，通过相邻第一焊印之间设置第三焊印，可以进一步地增大焊印面积，使得多层极耳片中位于相邻第一焊印之间的部分可以得到第三焊印的压实作用，从而使得多层极耳片被压实地较为均匀，有利于改善后续焊接工序的焊接质量。

在一些实施例中，所述焊印区包括第四焊印，所述第四焊印位于所述第一焊印与所述极耳的边沿之间。

在上述的技术方案中，通过在极耳的第一焊印与极耳的边沿之间的焊印区印有第四焊印，使得多层极耳片中位于第一焊印与极耳的边沿的部分可以得到第四焊印的压实作用，从而使得多层极耳片被压实地较为均匀，有利于改善后续焊接工序的焊接质量。

在一些实施例中，所述极耳的多层所述极耳片超声波焊接连接，所述极耳与所述电极端子激光焊接连接并形成激光焊缝，激光焊缝与第二焊印在多层极耳片的叠置方向上相对设置。

在上述的技术方案中，通过将极耳的多层极耳片进行超声波焊接连接，超声波焊接在极耳上形成上述的焊印区，且该焊印区包括上述的第一焊印和第二焊印，超声波焊接时能够将多层极耳片压实，减少多层极耳片之间的间隙，便于极耳与电极端子激光焊接连接，减少激光焊接时极耳片爆点、塌陷等情况的产生，可以提高极耳与电极端子之间的激光焊接质量，有利于提高电池的服役稳定性。

第五方面，本发明提供一种电池装置，包括：箱体；根据第四方面实施例的电池单体，设于所述箱体内。

在上述的技术方案中，通过设置上述的电池单体，通过在极耳的多层极耳片上进行焊接形成均为凹槽结构的第一焊印和第二焊印，在对多层极耳片焊接过程中，能够将多层极耳片进行压实，排出多层极耳片之间的空气，减少了多层极耳片之间的间隙，降低后续焊接工序中由于多层极耳片之间存在空气导致的爆点、塌陷、焊接裂纹、极耳片开裂等问题；通过第二焊印形成在第一焊印的底壁且呈长条形延伸，这样第二焊印与第一焊印可以形成多级焊印结构且第二焊印的长度较大，在对多层极耳片焊接过程中，能够进一步地增强对多层极耳片之间的压实效果，从而可以进一步地减少多层极耳片之间的间隙，更有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，第二焊印位置处的多层极耳片之间的压实更紧密、间隙更小，这样可以在第二焊印位置进行激光焊接，可以更好地减少激光焊接缺陷，更好地提升激光焊接质量，有助于提升后续极耳与电极端子激光焊接质量，有利于提高电池的服役稳定性。

第六方面，本发明提供一种用电装置，包括第五方面实施例的电池装置。

在上述的技术方案中，通过设置上述的电池装置，电池装置内设置的电池单体，通过在极耳的多层极耳片上进行焊接形成均为凹槽结构的第一焊印和第二焊印，在对多层极耳片焊接过程中，能够将多层极耳片进行压实，排出多层极耳片之间的空气，减少了多层极耳片之间的间隙，降低后续焊接工序中由于多层极耳片之间存在空气导致的爆点、塌陷、焊接裂纹、极耳片开裂等问题；通过第二焊印形成在第一焊印的底壁且呈长条形延伸，这样第二焊印与第一焊印可以形成多级焊印结构且第二焊印的长度较大，在对多层极耳片焊接过程中，能够进一步地增强对多层极耳片之间的压实效果，从而可以进一步地减少多层极耳片之间的间隙，更有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，第二焊印位置处的多层极耳片之间的压实更紧密、间隙更小，这样可以在第二焊印位置进行激光焊接，可以更好地减少激光焊接缺陷，更好地提升激光焊接质量，有助于提升后续极耳与电极端子激光焊接质量，有利于提高电池的服役稳定性。

本发明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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明的一些实施例的超声波焊头的示意图；

图2是图1中的超声波焊头的局部示意图；

图3是图1中的超声波焊头的另一角度的示意图；

图4是图1的侧视图；

图5是图4中A处的放大图；

图6是根据本发明的一些实施例的超声波焊头焊接电池单体的极耳的示意图；

图7是图6中B处的放大图；

图8是根据本发明的一些实施例的工件样品上的第一焊印和第二焊印的示意图；

图9是根据本发明的一些实施例的电池单体的示意图；

图10是根据本发明的一些实施例的电池装置的示意图；

图11是根据本发明的一些实施例的用电装置的示意图。

附图标记：

100、超声波焊头；

10、焊头主体；11、焊接面；12、齿部端面；13、容纳槽；

20、第一焊齿结构；21、第一焊齿；211、焊齿主体；212、焊齿分支；22、焊齿端面；23、第三焊齿；24、第四焊齿；

30、第二焊齿结构；31、第二焊齿；

200、电池装置；201、箱体；

40、电池单体；

41、壳体；401、电极端子；42、极耳；43、焊印区；44、第一焊印；45、第二焊印；46、电极组件；

50、样品工件；

300、用电装置；60、车身。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

除非另有定义，本发明所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本发明中在申请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，不是旨在于限制本发明；本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。

在本发明中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。

在本发明的描述中，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”、“附接”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。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发明中的具体含义。

本发明中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本发明中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本发明的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件，并且为了简洁，在不同实施例中，省略对相同部件的详细说明。应理解，附图示出的本发明实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸，以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明，而不应对本发明构成任何限定。

本发明中出现的“多个”指的是两个以及以上（包括两个）。

在本发明的实施例中，如果没有特别的说明，本发明的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。

在本发明的实施例中，如果没有特别的说明，本发明的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。

本发明的实施例中，电池装置（Battery Apparatus）可包括一个或多个电池单体组件，用于提供电压和容量。电池单体组件（Battery Cell Assembly）可包括多个电池单体，多个电池单体通过汇流部件串联、并联或混联连接。例如，电池单体组件（Battery CellAssembly）通常由多个电池单体排列形成；电池单体组件可以为电池模组（BatteryModule），电池模组由多个电池单体排列并固定形成一个独立模块。作为示例，电池模组可以通过扎带捆绑多个电池单体形成。

电池装置可以为电池包（battery Pack），电池包包括箱体和一个或多个电池单体组件，电池单体组件容纳于箱体中。电池单体组件可以为电池模组，电池单体组件可通过将电池模组固定于箱体中的方式容纳于箱体中；电池单体组件也可通过将多个电池单体直接固定于箱体的方式容纳于箱体中。

在本发明的实施例中，箱体可包括第一箱体和第二箱体。第一箱体和第二箱体扣合，使得箱体内部形成封闭空间，以收纳电池单体组件。这里的封闭指盖住或关闭，可以是密封，也可以是非密封。第一箱体可为顶盖或者底板。例如，箱体可包括顶盖、框架和底板。顶盖和底板分别与框架连接，使得箱体内部形成封闭空间，以收纳电池单体组件。

在本发明的实施例中，箱体可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如，箱体的部分可以成为车辆的地板的至少一部分，或者，箱体的部分可以成为车辆的横梁和纵梁的至少一部分。

在本发明实施例中，电池单体可以为二次电池，二次电池是指在电池单体放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体；电池单体可以为锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等，本发明实施例对此并不限定。电池单体可呈柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本发明实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体，本发明实施例对此也不限定。

电池单体作为电池装置的最小能量单元，电池单体包括壳体以及设置在壳体内的电极组件。电极组件是电池单体中发生电化学反应的部件。壳体内可以包含一个或更多个电极组件。电极组件主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。

正极片可以包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极膜层，正极膜层包括正极活性材料。

作为示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极膜层设置在正极集流体相对的两个表面的任意一者或两者上。

作为示例，正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。

负极片可以包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面的负极膜层，负极膜层包括负极活性材料。

作为示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极膜层设置在负极集流体相对的两个表面的任意一者或两者上。

作为示例，负极集流体可采用金属箔片、泡沫金属或复合集流体。

目前，从市场形势的发展来看，电池的应用越加广泛。电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

相关技术中，为进一步提高电池单体的能量密度，省去用于连接极耳与电极端子的转接片，电极组件的极耳与电池单体的壳体上的电极端子直接连接而不通过转接连接。电极组件的极耳与电极端子的连接工艺如下：先将多层极耳片通过超声波预焊，使得多层极耳片焊接连接形成一个整体的极耳，再将极耳与电极端子通过激光焊接连接。

然而，相关技术中将极耳与电极端子通过激光焊接的过程中容易产生爆点、塌陷等焊接缺陷问题，并且在极耳上容易产生较多的裂纹等焊接缺陷问题，激光焊接工序的焊接质量较差，影响电池的服役稳定性。因此，对于如何改善极耳与电极端子的激光焊接质量，提高电池的服役稳定性，是亟待解决的技术问题。

基于此，本发明提出一种超声波焊头，该超声波焊头包括：焊头主体、第一焊齿结构和第二焊齿结构。焊头主体具有焊接面，第一焊齿结构凸设于焊接面，第二焊齿结构凸设于第一焊齿结构的远离焊接面的一侧，第二焊齿结构包括至少一个第二焊齿，第二焊齿在焊接面的延伸方向上呈长条形延伸。

在上述这种超声波焊头中，通过在超声波焊头的第一焊齿结构远离焊接面的一侧增加第二焊齿结构，可以对多层箔材能够进行多级墩压，可以增强第一焊齿结构和第二焊齿结构整体对多层箔材焊接的压实效果，可以减少多层箔材之间的间隙，有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，可以降低激光焊接的过程中产生的爆点、塌陷等焊接缺陷问题，也可以减少焊接裂纹，并且由于多层箔材之间的间隙减小，有利于改善激光焊接接头散热均匀性，从而有利于改善箔材局部应力过大导致的箔材开裂问题；并且，通过将第二焊齿设置为在焊接面的延伸方向上呈长条形延伸，能够增大第二焊齿结构与多层箔材表面的接触长度，进一步地增强对多层箔材之间的压实效果，从而可以进一步地减少多层箔材之间的间隙，更有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，由于第二焊齿所对应的焊印位置多层箔材之间的压实更紧密、间隙更小，这样可以在第二焊齿所对应的焊印位置进行激光焊接，可以更好地减少激光焊接缺陷，更好地提升激光焊接质量，在超声波焊头用于焊接极耳的多层箔材时，有助于提升后续极耳与电极端子激光焊接质量，有利于提高电池的服役稳定性。

本发明实施例公开的电池装置可以用于使用电池装置作为电源的用电设备或者使用电池装置作为储能元件的各种储能系统。电池装置除可用于车辆外，还可用于但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

本发明实施例公开的用电装置可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆的内部设置有电池装置，电池装置可以设置在车辆的底部或头部或尾部。电池装置可以用于车辆的供电，例如，电池装置可以作为车辆的操作电源。车辆还可以包括控制器和马达，控制器用来控制电池装置为马达供电，例如，用于车辆的启动、导航和行驶时的工作用电需求。在本发明一些实施例中，电池装置不仅可以作为车辆的操作电源，还可以作为车辆的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆提供驱动动力。

下面参考图1-图9描述根据本发明实施例的超声波焊头100。

参考图1-图3，第一方面，本发明提供一种超声波焊头100，包括：焊头主体10、第一焊齿结构20和第二焊齿结构30。焊头主体10具有焊接面11，第一焊齿结构20凸设于焊接面11，第二焊齿结构30凸设于第一焊齿结构20的远离焊接面11的一侧，第二焊齿结构30包括至少一个第二焊齿31，第二焊齿31在焊接面11的延伸方向上呈长条形延伸。

超声波焊头100是超声波焊接装置在焊接过程中焊接件中与多层箔材接触的部分，超声波焊头100通常由换能器产生的高频振动能量通过变幅杆进行振幅调整后，最终传递到超声波焊头100，超声波焊头100再将接收到的振动能量集中作用于多层箔材的结合部位，在加压的情况下，通过摩擦转化为热能，使焊接部件焊接在一起。‌

其中，焊头主体10具有焊接面11，焊接面11可以是焊头主体10与多层箔材接触的平面。例如，焊头主体10可以由铝合金、钛合金或不锈钢等具有良好的导热性和耐腐蚀性的材料制成。

第一焊齿结构20凸设于焊接面11，是指第一焊齿结构20设于焊接面11且相对于焊接面11凸出。

第一焊齿结构20设于焊接面11，第一焊齿21能够将振动能量有效地传递到焊接部位，同时传递压力和振幅，在加压的情况下，通过摩擦转化为热能，使焊接部件焊接在一起。

第二焊齿结构30凸设于第一焊齿结构的远离焊接面11的一侧，第二焊齿结构30在超声波焊接多层箔材时对多层箔材进行压实，减少了多层箔材之间的间隙，提升了后续焊接工序的质量。若多层箔材在超声波焊接后仍存在间隙，则会导致后续的焊接工序中存在散热不均的问题，从而导致多层箔材局部压力过大而开裂。

例如，第一焊齿结构凸出于焊接面11的方向可以参考图中的e3方向。

第二焊齿结构30包括至少一个第二焊齿31，可以是第二焊齿结构30包括一个第二焊齿31，也可以是第二焊齿结构30包括多个第二焊齿31。通过使第二焊齿结构30包括至少一个第二焊齿31，且使第二焊齿31在焊接面11的延伸方向上呈长条形延伸，使第二焊齿结构30与多层箔材表面的接触长度较长，增强第二焊齿结构30对多层箔材表面的压实效果。

在上述的技术方案中，通过在超声波焊头100的第一焊齿结构20远离焊接面11的一侧增加第二焊齿结构30，可以对多层箔材能够进行多级墩压，可以增强第一焊齿结构20和第二焊齿结构30整体对多层箔材焊接的压实效果，可以减少多层箔材之间的间隙，有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，可以降低激光焊接的过程中产生的爆点、塌陷等焊接缺陷问题，也可以减少焊接裂纹，并且由于多层箔材之间的间隙减小，有利于改善激光焊接接头散热均匀性，从而有利于改善箔材局部应力过大导致的箔材开裂问题；并且，通过将第二焊齿31设置为在焊接面11的延伸方向上呈长条形延伸，能够增大第二焊齿结构30与多层箔材表面的接触长度，进一步地增强对多层箔材之间的压实效果，从而可以进一步地减少多层箔材之间的间隙，更有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，由于第二焊齿31所对应的焊印位置多层箔材之间的压实更紧密、间隙更小，这样可以在第二焊齿31所对应的焊印位置进行激光焊接，可以更好地减少激光焊接缺陷，更好地提升激光焊接质量，在超声波焊头100用于焊接极耳42的多层箔材时，有助于提升后续极耳42与电极端子401激光焊接质量，有利于提高电池的服役稳定性。

参考图1-图5，在一些实施例中，第二焊齿31的长度方向上的两端分别延伸至焊接面11的相对两端。

例如，第二焊齿31的长度方向上的两端可以分别延伸至焊接面11的长度方向上的两端。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿31的长度方向上的两端分别延伸至焊接面11的相对两端，能够增加第二焊齿31的长度，在进行超声波焊接时，使第二焊齿结构30与多层箔材表面的接触长度较长，进一步地增强第二焊齿结构30对多层箔材之间的压实效果；并且，由于第二焊齿31的长度较长，第二焊齿31对应的焊印较长，这样在后续的焊接工序中对第二焊齿31所对应的焊印位置进行激光焊接时，可以使得激光焊接的长度较长，有利于提升后续焊接连接的可靠性和稳定性；例如，在超声波焊头100用于焊接极耳42的多层箔材后，在后续焊接工序为激光焊接工序时，可以使得极耳42与电极端子401之间的激光焊缝较长，可以使得极耳42与电极端子401之间的激光焊缝较长，有助于提升极耳42与电极端子401焊接连接的稳定性和可靠性。

参考图2-图3，在一些实施例中，第二焊齿31沿焊接面11的长度方向延伸。

例如，焊接面11可以为矩形。

例如，焊接面11的长度方向可以参考附图中的e1方向。

在上述的技术方案中，通过使第二焊齿31沿焊接面11的长度方向延伸，可以利用焊接面11长度方向上的空间，能够增加第二焊齿31的长度，在进行超声波焊接时，使第二焊齿结构30与多层箔材表面的接触长度较长，增强第二焊齿结构30对多层箔材之间的压实效果。

参考图2-图3，在一些实施例中，第二焊齿31沿焊接面11的宽度方向延伸。

例如，焊接面11可以为矩形。

例如，焊接面11的宽度方向可以参考附图中的e2方向。

在上述的技术方案中，通过使第二焊齿31沿焊接面11的宽度方向延伸，可以利用焊接面11宽度方向上的空间，并且也有利于增加第二焊齿31的排布数量，在进行超声波焊接时，使第二焊齿结构30与多层箔材表面的接触面积较大，增强第二焊齿结构30对多层箔材之间的压实效果。

参考图2-图3，在一些实施例中，第二焊齿31沿直线延伸。

在上述的技术方案中，通过设置沿直线延伸的第二焊齿31，可以使得第二焊齿31的结果简单，方便加工成型；并且，直线延伸的第二焊齿31对应的焊印也基本沿直线延伸，这样在后续的焊接工序中，可以沿着直线进行焊接连接，使得后续的焊接工序设计较为简单。

参考图2-图3，在一些实施例中，第二焊齿31为间隔设置的多个。

例如，第二焊齿31可以为间隔设置的两个、三个、四个等。

上述技术方案中，通过设置多个间隔设置的第二焊齿31，多个第二焊齿31可以对多个多层箔材的多个不同位置进行压实，从而可以使得多层箔材的多个不同位置的间隙减小，有助于提升后续焊接工序质量。

参考图2-图3，在一些实施例中，多个第二焊齿31沿第二焊齿31的宽度方向并排设置。

其中，第二焊齿31的宽度方向与第二焊齿31的延伸方向是垂直的。

在上述的技术方案中，通过将多个第二焊齿31沿第二焊齿31的宽度方向并排设置，能够增大第二焊齿结构30与多层箔材表面的接触面积，增强对多层箔材之间的压实效果，从而可以使得多层箔材的第二焊齿31的宽度方向的不同位置的间隙减小，有助于提升后续焊接工序质量。

参考图2-图3，在一些实施例中，第二焊齿31沿焊接面11的长度方向延伸，多个第二焊齿31沿焊接面11的宽度方向排布。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿31沿焊接面11的长度方向延伸，可以充分利用焊接面11的长度方向上的空间，使得第二焊齿31的延伸长度较长，并且使得多个第二焊齿31沿焊接面11的宽度方向排布，多个第二焊齿31的分布较为均匀，可以增大第二焊齿结构30与多层箔材表面的接触长度和接触面积，使第二焊齿结构30与多层箔材表面接触较为均匀，使多层箔材之间热量更加均匀分布，可以增强对多层箔材之间的压实效果。

参考图2，在一些实施例中，在多个第二焊齿31的排布方向上，相邻两个第二焊齿31之间的间距为d1，第二焊齿31的最大宽度为W2，W2＜d1。

在第二焊齿31凸出焊接面11的方向上，第二焊齿31的宽度一致时，第二焊齿31的宽度即为第二焊齿31的最大宽度。在第二焊齿31凸出焊接面11的方向上，第二焊齿31的宽度变化时，第二焊齿31的最大宽度处的宽度即为第二焊齿31的最大宽度。

在上述的技术方案中，通过使得第二焊齿31的最大宽度W2小于相邻两个第二焊齿31之间的间距d1，可以使得第二焊齿31的宽度较小，在一定的焊接压力下，第二焊齿31可以对多层箔材产生较大的压强，进一步地增强第二焊齿31对多层箔材之间的压实效果。

参考图2，在一些实施例中，W2与d1的比值范围为0.2～0.8。

例如，第二焊齿31的最大宽度W2与相邻两个第二焊齿31之间的间距d1的比值可以为0.2、0.4、0.6、0.8等。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿31的最大宽度W2与相邻两个第二焊齿31之间的间距d1的比值设在0.2～0.8的范围内，能够在一定的焊接压力下可以对多层箔材产生较大的压强的同时，使第二焊齿结构30与多层箔材表面的接触面积较大，增强对多层箔材之间的压实效果。

参考图2，在一些实施例中，在多个第二焊齿31的排布方向上，第二焊齿31与焊接面11的边沿的最小距离为d2，第二焊齿31的宽度为W2，d2＞W2。

在上述的技术方案中，通过使第二焊齿31与焊接面11的边沿的最小距离d2大于第二焊齿31的最大宽度W2，能够使第二焊齿31与焊接面11的边缘具有一定距离，可以使得第二焊齿31更好地实现对多层箔材压实，从而增强对多层箔材之间的压实效果。

参考图7，在一些实施例中，第二焊齿31的横截面为第二横截面，第二横截面具有渐缩部，渐缩部延伸至第二焊齿31的远离焊接面11的一侧，在由焊接面11至第二焊齿31的方向上，渐缩部的宽度逐渐减小。

其中，垂直于第二焊齿31的长度方向的平面截第二焊齿31所得的截面为第二焊齿31的横截面。

渐缩部的宽度是指渐缩部在第二焊齿31的宽度方向上的尺寸。

可以是第二焊齿31的部分构成渐缩部，也可以是整个第二焊齿31构成渐缩部。

在上述的技术方案中，通过在由焊接面11至第二焊齿31的方向上，使第二焊齿31的渐缩部的宽度逐渐减小，能够在一定的焊接压力下，第二焊齿31对多层箔材具有较大的压强，从而增强第二焊齿31对多层箔材之间的压实效果。

参考图2-图7，在一些实施例中，在第二焊齿31的延伸方向上，第二焊齿31的至少部分的横截面积相同。

垂直于第二焊齿31的长度方向的平面截第二焊齿31所得的截面为第二焊齿31的横截面。

例如，在第二焊齿31的延伸方向上，可以是第二焊齿31的部分的横截面积相同，也可以是第二焊齿31的全部的横截面积均相同。

在上述的技术方案中，通过使第二焊齿31在延伸方向上的至少部分的横截面积相同，能够保持第二焊齿31在延伸方向上对于多层箔材的压实较为均匀，从而增强第二焊齿31对多层箔材之间的压实效果，并且第二焊齿31对应的焊印在其延伸方向上的宽度尺寸较为均匀，方便后续的焊接工序在第二焊齿31对应的焊印处的焊接连接操作。

参考图7，在一些实施例中，第二焊齿31的横截面为弓形、圆形或椭圆形。

例如，第二焊齿31的横截面可以为为弓形、圆形或椭圆形中的一种。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿31的横截面设置为弓形、圆形或椭圆形等形状，能够使第二焊齿31的表面与多层箔材接触时不易划伤箔材。

参考图2，在一些实施例中，第二焊齿31包括一个齿部。

例如，第二焊齿31包括一个齿部，可以是第二焊齿31本身形成的第二齿部。

在上述的技术方案中，通过使第二焊齿31包括一个齿部，可以使得第二焊齿31的结构简单，方便加工成型。

参考图2-图7，在一些实施例中，第二焊齿31包括多个齿部，齿部的远离焊接面11一侧的表面构成齿部端面12，多个齿部分别为沿第二焊齿31的凸出方向依次设置的第一齿部至第m齿部，第n齿部设于第(n-1)齿部的齿部端面12，第n齿部在第(n-1)齿部的齿部端面12的投影位于第(n-1)齿部的齿部端面12内，2≤n≤m。

例如，n的值可以为2、3、4、5等，m的值可以为2、3、4、5等，且满足2≤n≤m。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿31设置为包括多个齿部，且多个齿部分别为沿第二焊齿31的凸出方向依次设置的第一齿部至第m齿部，第n齿部设于第(n-1)齿部的齿部端面12，第n齿部在第(n-1)齿部的齿部端面12的投影位于第(n-1)齿部的齿部端面12内，以使第(n-1)齿部的远离焊接面11一侧的齿部端面12超出第n齿部的部分可以形成为焊接墩压面，从而超声波焊头100对焊材进行焊接时，每个齿部均能对多层箔材进行夯实、墩压，以实现对焊材进行多层墩压、夯实焊材，进一步地增强多层箔材之间的压实效果，可以更好地减小多层箔材之间的间隙，进而降低因多层箔材的层间间隙过大易引起的焊接能量损失以及对于后续焊接工序的影响，有助于更好地提升后续焊接工序的焊接质量。

参考图2-图3，在一些实施例中，第一焊齿结构20包括第一焊齿21，第一焊齿21的远离焊接面11的一侧表面构成焊齿端面22，第二焊齿31设于焊齿端面22，第二焊齿31在焊齿端面22的投影位于焊齿端面22内。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿31设于第一焊齿21的焊齿端面22内，这样可以使得第二焊齿31与第一焊齿21之间具有明显的分界，更有利于使得第一焊齿21与第二焊齿31形成多级焊齿结构，更有利于对多层箔材实现多级墩压，压实效果更好。

参考图5，在一些实施例中，在第一焊齿21相对焊接面11的凸出方向上，第一焊齿21的齿高为h1，第二焊齿31的齿高为h2，h2与h1的比值范围为0.3～0.8。

其中，第一焊齿21相对焊接面11的凸出方向可以参照附图中的e3方向。

例如，h2与h1的比值可以为0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8等。

在上述的技术方案中，通过使第二焊齿31的齿高h2与第一焊齿21的齿高h1的比值不小于0.3，可以使第二焊齿31具有较高的齿高，从而使得第二焊齿31对于多层箔材具有较好的压实效果；并且，通过使第二焊齿31的齿高h2与第一焊齿21的齿高h1的比值不大于0.8，可以使得第二焊齿31的不会因为齿高过高影响第一焊齿21的焊接效果，这样可以较好地避免由于第二焊齿31的齿高过高而影响第一焊齿21与多层箔材接触，从而在超声波焊头100对多层箔材进行焊接，可以使得第一焊齿21和第二焊齿31均可以充分接触多层箔材，使得对第一焊齿21以及第二焊齿31与多层箔材的接触面积较大，可以提升对多层箔材的压实效果。

参考图5，在一些实施例中，在第一焊齿21相对焊接面11的凸出方向上，第一焊齿21的齿高为h1，h1的取值范围为0.2mm～0.6mm。

例如，第一焊齿21的齿高h1可以为0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm等。

在上述的技术方案中，通过使第二焊齿31的齿高h2不小于0.2mm，可以使第二焊齿31具有较高的齿高，从而使得第二焊齿31对于多层箔材具有较好的压实效果；并且，通过使第二焊齿31的齿高h2不大于0.6mm，可以使得第二焊齿31的不会因为齿高过高影响第一焊齿21的焊接效果，这样可以较好地避免由于第二焊齿31的齿高过高而影响第一焊齿21与多层箔材接触，从而在超声波焊头100对多层箔材进行焊接，可以使得第一焊齿21和第二焊齿31均可以充分接触多层箔材，使得对第一焊齿21以及第二焊齿31与多层箔材的接触面积较大，可以提升对多层箔材的压实效果。

参考图2，在一些实施例中，焊齿端面22为平面。

在上述的技术方案中，通过将第一焊齿21的焊齿端面22设置为平面，可以增大第一焊齿21与多层箔材的接触面积，增大对于多层箔材的压实面积，有利于提升对多层箔材的压实效果。

参考图2-图3，在一些实施例中，第一焊齿结构20包括第三焊齿23，第三焊齿23设置在相邻第一焊齿21之间。

例如，第三焊齿23位于相邻第一焊齿21之间，可以是第三焊齿23位于相邻的两个的第一焊齿21的中间。

在上述的技术方案中，通过在相邻的第一焊齿21之间设置第三焊齿23，使得多层箔材中位于相邻第一焊齿21之间的部分可以得到第三焊齿23的压实作用，从而使得多层箔材被压实地较为均匀，有利于改善后续焊接工序的焊接质量。

参考图2-图3，在一些实施例中，第一焊齿结构20包括第四焊齿24，第四焊齿24设置在第一焊齿21与焊接面11的边沿之间。

例如，第四焊齿24可以设置在第一焊齿21与焊接面11的沿焊接面11的长度方向延伸的边沿之间。

在上述的技术方案中，通过在第一焊齿21与焊接面11的边沿设置第四焊齿24，使得多层箔材中位于第一焊齿21与焊接面11的边沿的部分可以得到第四焊齿24的压实作用，从而使得多层箔材被压实地较为均匀，有利于改善后续焊接工序的焊接质量；并且，第四焊齿24也能够起到减少第一焊齿21的边缘划伤多层箔材的情况产生。

参考图2-图3，在一些实施例中，第一焊齿21包括焊齿主体211和多个焊齿分支212，焊齿主体211在焊接面11的延伸方向上呈长条形延伸，多个焊齿分支212连接在焊齿主体211的宽度方向的至少一侧，第二焊齿31设于焊齿主体211且与焊齿主体211的延伸方向一致。

例如，第一焊齿21可以包括两个、三个、四个、五个等多个焊齿分支212。

多个焊齿分支212连接在焊齿主体211的宽度方向的至少一侧，可以是多个焊齿分支212连接在焊齿主体211的宽度方向的一侧，也可以是多个焊齿分支212连接在焊齿主体211的宽度方向的两侧。

在上述的技术方案中，通过将第一焊齿21设置为包括焊齿主体211和多个焊齿分支212且多个焊齿分支212连接在焊齿主体211的宽度方向的至少一侧，可以增大第一焊齿21与多层箔材的接触面积，有利于增强对于多层箔材的压实均匀性和压实效果，通过将第二焊齿31设于焊齿主体211且与焊齿主体211的延伸方向一致，增大了第二焊齿结构30与多层箔材表面的接触长度，增强第二焊齿31对多层箔材之间的压实效果。

参考图2，在一些实施例中，所述第二焊齿31的宽度为W2，所述焊齿主体211的宽度为W1，W2≤W1。

例如，第二焊齿31的宽度方向和焊齿主体211的宽度方向可以参考附图中的e2方向。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿31的宽度W2小于或等于焊齿主体211的宽度W1，可以使得第一焊齿21的焊齿主体211的宽度较大，可以为第二焊齿31提供足够的支撑面积，并且使得第一焊齿21与多层箔材的接触面积较大，并且可以使得第二焊齿31对于多层箔材的压实效果进一步地增强。

参考图2，在一些实施例中，W2与W1的比值范围为0.5～0.9。

例如，第二焊齿31的宽度W2与焊齿主体211的宽度W1的比值可以是0.5、0.7、0.9等。

在上述的技术方案中，通过将第二焊齿31的宽度W2与焊齿主体211的宽度W1的比值不小于0.5，可以使得第二焊齿31与多层箔材的接触面积较大，压实范围较大，压实效果较好，并且使得第二焊齿31的宽度W2与焊齿主体211的宽度W1的比值不大于0.9，使得第二焊齿31与第一焊齿21之间更好地形成多级焊齿结构，更有利于对多层箔材实现多级墩压，压实效果更好。

参考图2-图3，在一些实施例中，第一焊齿结构20包括第三焊齿23，相邻两个第一焊齿21之间限定出多个容纳槽13，多个容纳槽13沿焊齿主体211的延伸方向间隔排布，焊齿分支212位于相邻两个容纳槽13之间，第三焊齿23位于容纳槽13内。

例如，可以是每个容纳槽13中容纳有第三焊齿23，也可以部分容纳槽13中容纳有第三焊齿23。

在上述的技术方案中，通过在相邻两个第一焊齿21之间限定出多个容纳槽13，多个容纳槽13沿焊齿主体211的延伸方向间隔排布，并且在容纳槽13内设置第三焊齿23，可以进一步地增大第一焊齿结构20与多层箔材的接触面积，使得多层箔材中位于相邻第一焊齿21之间的部分可以得到第三焊齿23的压实作用，从而使得多层箔材被压实地较为均匀，有利于改善后续焊接工序的焊接质量。

参考图2-图3，在一些实施例中，第三焊齿23呈棱台状。

在上述的技术方案中，通过使第三焊齿23呈棱台状，可以使得第三焊齿23与多层箔材之间具有较大的接触面积且压实效果更好，能够使第三焊齿23与多层箔材的接触面形成焊接墩压面，提供更大的热量传递面积，有利于减少多层箔材局部应力集中造成的焊接裂纹。‌

参考图2-图3，在一些实施例中，第一焊齿结构20包括第四焊齿24，第四焊齿24设置在第一焊齿21与焊接面11的边沿之间，第四焊齿24为多个，位于第一焊齿21同一侧的多个第四焊齿24沿焊齿主体211的延伸方向间隔排布。

在上述的技术方案中，通过在第一焊齿21与焊接面11的边沿设置第四焊齿24，使得多层箔材中位于第一焊齿21与焊接面11的边沿的部分可以得到第四焊齿24的压实作用，从而使得多层箔材被压实地较为均匀，有利于改善后续焊接工序的焊接质量；并且，第四焊齿24也能够起到减少第一焊齿21的边缘划伤多层箔材的情况产生；并且，通过将第四焊齿24设置为沿焊齿主体211的延伸方向间隔排布，使得第四焊齿24对于多层箔材的压实较为均匀，压实效果更好。

参考图1-图7，第二方面，本发明提供一种超声波焊接装置，包括：根据第一方面实施例的超声波焊头100。

在上述的技术方案中，通过设置上述的超声波焊头100，通过在超声波焊头100的第一焊齿结构20远离焊接面11的一侧增加第二焊齿结构30，可以对多层箔材能够进行多级墩压，可以增强第一焊齿结构20和第二焊齿结构30整体对多层箔材焊接的压实效果，可以减少多层箔材之间的间隙，有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，可以降低激光焊接的过程中产生的爆点、塌陷等焊接缺陷问题，也可以减少焊接裂纹，并且由于多层箔材之间的间隙减小，有利于改善激光焊接接头散热均匀性，从而有利于改善箔材局部应力过大导致的箔材开裂问题；并且，通过将第二焊齿31设置为在焊接面11的延伸方向上呈长条形延伸，能够增大第二焊齿结构30与多层箔材表面的接触长度，进一步地增强对多层箔材之间的压实效果，从而可以进一步地减少多层箔材之间的间隙，更有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，由于第二焊齿31所对应的焊印位置多层箔材之间的压实更紧密、间隙更小，这样可以在第二焊齿31所对应的焊印位置进行激光焊接，可以更好地减少激光焊接缺陷，更好地提升激光焊接质量，在超声波焊头100用于焊接极耳42的多层箔材时，有助于提升后续极耳42与电极端子401激光焊接质量，有利于提高电池的服役稳定性。

参考图8，第三方面，本发明提供一种超声波焊头100的磨损检测方法，超声波焊头100为根据第一方面实施例的超声波焊头100，超声波焊头100的磨损检测方法包括：

利用超声波焊头100对工件样品进行超声波预焊，工件样品上与第二焊齿31所对应的焊印为第二焊印45；

识别工件样品上所形成的第二焊印45；

计算单个第二焊印45的焊印面积；

根据单个第二焊印45的焊印面积，判断超声波焊头100的磨损情况。

其中，工件样品可以为多层箔材。

其中，工件样品上与第二焊齿31所对应的焊印为第二焊印45，第二焊印45的形状与面积取决于第二焊齿31的形状与尺寸。第二焊印45的焊印面积可以反映第二焊齿31的磨损情况，从而可以反映超声波焊头100的磨损情况。

例如，可以通过人工识别或机器识别工件样品上所形成的第二焊印45。

在上述的技术方案中，通过计算工件样品上所形成的与第二焊齿31所对应的第二焊印45的单个焊印面积，能够较为直观、准确地判断超声波焊头100中第二焊齿31的磨损情况，从而可以及时更换超声波焊头100或对超声波焊头100进行维修，减少因超声波焊头100磨损导致的多层箔材焊接不良、压实效果不佳的情况产生而影响后续焊接工序，有助于提升超声波焊头100对多层箔材的压实效果。

在一些实施例中，识别工件样品上所形成的第二焊印45，包括：

采集工件样品形成有焊印一侧的焊印图像；

识别焊印图像中的第二焊印45。

例如，可以通过相机采集工件样品形成有焊印一侧的焊印图像。其中，相机可以为CCD相机。

例如，可以使用标定板对相机进行标定，将相机像素转换成实际的距；可以通过软件find_circle工具识别焊印图像中的第二焊印45。

在上述的技术方案中，通过采集工件样品形成有焊印一侧的焊印图像，对焊印图像中的第二焊印45进行识别，可以方便地识别并找到第二焊印45。

在一些实施例中，计算单个第二焊印45的焊印面积，包括：

识别单个第二焊印45的外轮廓；

计算第二焊印45的外轮廓所围成的图形面积。

其中，第二焊印45的外轮廓所围成的图形面积即为第二焊印45的焊印面积。

例如，软件使用Distance_PP算子计算出第二焊印45的外轮廓所围成的图形面积。

在上述的技术方案中，通过先识别单个第二焊印45的外轮廓，再计算第二焊印45的外轮廓所围成的图形面积的计算方法，可以方便地计算第二焊印45的焊印面积，该焊印面积的计算方式简单且计算结果较为准确。

在一些实施例中，根据单个第二焊印45的焊印面积，判断超声波焊头100的磨损情况，包括：

根据单个第二焊印45的焊印面积与单个第二焊印45的设计面积的比值，判断超声波焊头100的磨损情况。

其中，单个第二焊印45的设计面积是指：在超声波焊头100初次试用时，第二焊齿31在箔材上所形成的焊印面积，该焊印面积可以采用上述的计算方式获得。

其中，在超声波焊头100长期使用过程中，第二焊齿31会被逐渐磨损，第二焊齿31对应的第二焊印45的焊印面积也将逐渐减小。根据单个第二焊印45的焊印面积与单个第二焊印45的设计面积的比值关系，能够较为准确地判断出第二焊齿31的磨损情况，也可以判断出超声波焊头100的磨损程度。

在上述的技术方案中，通过根据单个第二焊印45的焊印面积与单个第二焊印45的设计面积的比值的大小关系，能够得出当前第二焊印45的焊印面积相对第二焊印45的设计面积所减少的量，第二焊印45的焊印面积相对第二焊印45的设计面积所减少的量，能够较为直观地反映第二焊齿31的磨损情况，从而可以反映超声波焊头100的磨损情况，有助于提升判断超声波焊头100磨损情况的准确性。

在一些实施例中，根据单个第二焊印45的焊印面积与单个第二焊印45的设计面积的比值，判断超声波焊头100的磨损情况，包括：

单个第二焊印45的焊印面积为Sx，单个第二焊印45的设计面积为S0，在Sx与S0的比值小于0.2的情况下，判断超声波焊头100寿命到达。

例如，当Sx与S0的比值为0.3时，判断超声波焊头100的寿命未到达，可以继续使用；当Sx与S0的比值为0.18时，判断超声波焊头100寿命到达，停止继续使用。

在上述的技术方案中，通过判断单个第二焊印45的焊印面积Sx与单个第二焊印45的设计面积S0的比值是否小于0.2，判断超声波焊头100寿命是否到达，能够简单、准确地判断是否应该更换或维修超声波焊头100。

参考图9，第四方面，本发明提供一种电池单体40，包括：壳体 41和电极组件46。壳体 41设有电极端子401，电极组件46设于壳体 41内且包括极耳42，极耳42与电极端子401连接，极耳42包括层叠设置且焊接连接的多个极耳片，极耳42上形成有焊印区43，焊印区43由根据第一方面实施例的超声波焊头100焊接形成，焊印区43包括第一焊印44和第二焊印45，第一焊印44和第二焊印45均形成为凹槽结构，第二焊印45形成在第一焊印44的底壁且呈长条形延伸。

电池单体40的壳体 41通常至少部分由金属材质制成，例如壳体 41可以为铝壳或钢壳。

例如，多个极耳片可以通过超声波焊接的方式进行焊接。

焊印区43包括第一焊印44和第二焊印45，第一焊印44和第二焊印45均形成为凹槽结构，第二焊印45形成在第一焊印44的底壁且呈长条形延伸，通过形成第一焊印44和第二焊印45，能够将多层极耳片进行压实，排出多层极耳片之间的空气，减少了多层极耳片之间的间隙，便于后续极耳42与电极端子401之间的连接。

例如，极耳片的焊印区43域可以通过本申请第一方面实施例的超声波焊头100对多个极耳片进行焊接而形成，此时焊印区43域可以对应于焊接面11，第一焊印44可以对应于第一焊齿21，第二焊印45可以对应于第二焊齿31，即在焊接过程中，超声波焊头100的第一焊齿21能在极耳片上形成第一焊印44，超声波焊头100的第二焊齿31能在极耳片上形成第二焊印45。

在上述的技术方案中，通过在极耳42的多层极耳片上进行焊接形成均为凹槽结构的第一焊印44和第二焊印45，在对多层极耳片焊接过程中，能够将多层极耳片进行压实，排出多层极耳片之间的空气，减少了多层极耳片之间的间隙，降低后续焊接工序中由于多层极耳片之间存在空气导致的爆点、塌陷、焊接裂纹、极耳片开裂等问题；通过第二焊印45形成在第一焊印44的底壁且呈长条形延伸，这样第二焊印45与第一焊印44可以形成多级焊印结构且第二焊印45的长度较大，在对多层极耳片焊接过程中，能够进一步地增强对多层极耳片之间的压实效果，从而可以进一步地减少多层极耳片之间的间隙，更有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，第二焊印45位置处的多层极耳片之间的压实更紧密、间隙更小，这样可以在第二焊印45位置进行激光焊接，可以更好地减少激光焊接缺陷，更好地提升激光焊接质量，有助于提升后续极耳42与电极端子401激光焊接质量，有利于提高电池的服役稳定性。

在一些实施例中，第一焊印44包括焊印主体和多个焊印分支，焊印主体呈长条形，多个焊印分支连接在焊印主体的宽度方向的至少一侧，第二焊印45形成在焊印主体的底壁且与焊印主体的延伸方向一致。

例如，多个焊印分支连接在焊印主体的宽度方向的至少一侧，可以是多个焊印分支连接在焊印主体的宽度方向的一侧，也可以是多个焊印分支连接在焊印主体的宽度方向的两侧。

在上述的技术方案中，通过使极耳片上的第一焊印44包括焊印主体和多个焊印分支，并且使焊印主体呈长条形，可以增大第一焊印44的焊印面积和焊印长度，有利于增强对于多层极耳片的压实均匀性和压实效果，通过将第二焊印45形成在焊印主体的底壁且与焊印主体的延伸方向一致，可以增大第二焊印45的焊印长度和焊印面积，有利于增强第二焊印45对多层极耳片之间的压实效果。

参考图7，在一些实施例中，焊印区43包括第三焊印，第三焊印位于相邻第一焊印44之间。

例如，第三焊印位于相邻第一焊印44之间，可以是第三焊印位于相邻的两个的第一焊印44的中间。

在上述的技术方案中，通过相邻第一焊印44之间设置第三焊印，可以进一步地增大焊印面积，使得多层极耳片中位于相邻第一焊印44之间的部分可以得到第三焊印的压实作用，从而使得多层极耳片被压实地较为均匀，有利于改善后续焊接工序的焊接质量。

参考图7，在一些实施例中，焊印区43包括第四焊印，第四焊印位于第一焊印44与极耳42的边沿之间。

例如，第四焊印可以设置在第一焊印44与极耳42的多条边沿之间。

在上述的技术方案中，通过在极耳42的第一焊印44与极耳42的边沿之间的焊印区43印有第四焊印，使得多层极耳片中位于第一焊印44与极耳42的边沿的部分可以得到第四焊印的压实作用，从而使得多层极耳片被压实地较为均匀，有利于改善后续焊接工序的焊接质量。

在一些实施例中，极耳42的多层极耳片超声波焊接连接，极耳42与电极端子401激光焊接连接并形成激光焊缝，激光焊缝与第二焊印45在多层极耳片的叠置方向上相对设置。

其中，‌激光焊接是一种利用高能量密度的激光束作为热源，通过熔化材料实现工件连接的高效精密焊接方法。‌

在上述的技术方案中，通过将极耳42的多层极耳片进行超声波焊接连接，超声波焊接在极耳42上形成上述的焊印区43，且该焊印区43包括上述的第一焊印44和第二焊印45，超声波焊接时能够将多层极耳片压实，减少多层极耳片之间的间隙，便于极耳42与电极端子401激光焊接连接，减少激光焊接时极耳片爆点、塌陷等情况的产生，可以提高极耳42与电极端子401之间的激光焊接质量，有利于提高电池的服役稳定性。

参考图10，第五方面，本发明提供一种电池装置200，包括：箱体201以及根据第四方面实施例的电池单体40，电池单体40设于箱体201内。

在上述的技术方案中，通过设置上述的电池单体40，通过在极耳42的多层极耳片上进行焊接形成均为凹槽结构的第一焊印44和第二焊印45，在对多层极耳片焊接过程中，能够将多层极耳片进行压实，排出多层极耳片之间的空气，减少了多层极耳片之间的间隙，降低后续焊接工序中由于多层极耳片之间存在空气导致的爆点、塌陷、焊接裂纹、极耳片开裂等问题；通过第二焊印45形成在第一焊印44的底壁且呈长条形延伸，这样第二焊印45与第一焊印44可以形成多级焊印结构且第二焊印45的长度较大，在对多层极耳片焊接过程中，能够进一步地增强对多层极耳片之间的压实效果，从而可以进一步地减少多层极耳片之间的间隙，更有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，第二焊印45位置处的多层极耳片之间的压实更紧密、间隙更小，这样可以在第二焊印45位置进行激光焊接，可以更好地减少激光焊接缺陷，更好地提升激光焊接质量，有助于提升后续极耳42与电极端子401激光焊接质量，有利于提高电池的服役稳定性。

参考图11，第六方面，本发明提供一种用电装置300，包括第五方面实施例的电池装置200。

例如，用电装置300可以为车辆，电池装置200可以安装在车身60的底部。

在上述的技术方案中，通过设置上述的电池装置200，电池装置200内设置的电池单体40，通过在极耳42的多层极耳片上进行焊接形成均为凹槽结构的第一焊印44和第二焊印45，在对多层极耳片焊接过程中，能够将多层极耳片进行压实，排出多层极耳片之间的空气，减少了多层极耳片之间的间隙，降低后续焊接工序中由于多层极耳片之间存在空气导致的爆点、塌陷、焊接裂纹、极耳片开裂等问题；通过第二焊印45形成在第一焊印44的底壁且呈长条形延伸，这样第二焊印45与第一焊印44可以形成多级焊印结构且第二焊印45的长度较大，在对多层极耳片焊接过程中，能够进一步地增强对多层极耳片之间的压实效果，从而可以进一步地减少多层极耳片之间的间隙，更有助于改善后续焊接工序的焊接质量，例如在后续焊接工序为激光焊接工序时，第二焊印45位置处的多层极耳片之间的压实更紧密、间隙更小，这样可以在第二焊印45位置进行激光焊接，可以更好地减少激光焊接缺陷，更好地提升激光焊接质量，有助于提升后续极耳42与电极端子401激光焊接质量，有利于提高电池的服役稳定性。

下面参照图1-图7描述根据本发明一些实施例的超声波焊头100。

在本实施例中，超声波焊头100包括：焊头主体10、第一焊齿结构20和第二焊齿结构30。

焊头主体10具有焊接面11，第一焊齿结构20凸设于焊接面11，第二焊齿结构30凸设于第一焊齿结构的远离焊接面11的一侧，第二焊齿结构30包括间隔设置的两个在焊接面11的延伸方向上呈长条形延伸的第二焊齿31，两个第二焊齿31沿第二焊齿31的宽度方向并排设置，第二焊齿31的长度方向上的两端分别延伸至焊接面11的相对两端。

第一焊齿结构20包括第一焊齿21、第三焊齿23和第四焊齿24。其中，第一焊齿21包括在焊接面11的延伸方向上呈长条形延伸的焊齿主体211和在焊齿主体211的宽度方向两侧形成的焊齿分支212，第三焊齿23设置在相邻第一焊齿21之间，第四焊齿24设置在第一焊齿21与焊接面11的边沿之间。

相邻两个第一焊齿21之间限定出多个容纳槽13，多个容纳槽13沿焊齿主体211的延伸方向间隔排布，焊齿分支212位于相邻两个容纳槽13之间，第三焊齿23位于容纳槽13内且呈棱台状。

第四焊齿24设置在第一焊齿21与焊接面11的边沿之间，多个第四焊齿24沿焊齿主体211的延伸方向间隔排布。

第一焊齿21的远离焊接面11的一侧表面构成平面的焊齿端面22，第二焊齿31设于焊齿端面22内且与焊齿主体211的延伸方向一致，第二焊齿31在焊齿端面22的投影位于焊齿端面22内。第二焊齿31的横截面为第二横截面，第二横截面具有渐缩部，渐缩部延伸至第二焊齿31的远离焊接面11的一侧，在由焊接面11至第二焊齿31的方向上，渐缩部的宽度逐渐减小，在第二焊齿31的延伸方向上，第二焊齿31的横截面积相同，且第二焊齿31的横截面为弓形。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。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例或示例。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例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (37)

1.一种超声波焊头，其特征在于，包括：

焊头主体，所述焊头主体具有焊接面；

第一焊齿结构，所述第一焊齿结构凸设于所述焊接面；

第二焊齿结构，所述第二焊齿结构凸设于所述第一焊齿结构的远离所述焊接面的一侧，所述第二焊齿结构包括至少一个第二焊齿，所述第二焊齿在所述焊接面的延伸方向上呈长条形延伸。

2.根据权利要求1所述的超声波焊头，其特征在于，所述第二焊齿的长度方向上的两端分别延伸至所述焊接面的相对两端。

3.根据权利要求1所述的超声波焊头，其特征在于，所述第二焊齿沿所述焊接面的长度方向或宽度方向延伸。

4.根据权利要求1所述的超声波焊头，其特征在于，所述第二焊齿沿直线延伸。

5.根据权利要求1所述的超声波焊头，其特征在于，所述第二焊齿为间隔设置的多个。

6.根据权利要求5所述的超声波焊头，其特征在于，多个所述第二焊齿沿所述第二焊齿的宽度方向并排设置。

7.根据权利要求6所述的超声波焊头，其特征在于，所述第二焊齿沿所述焊接面的长度方向延伸，多个所述第二焊齿沿所述焊接面的宽度方向排布。

8.根据权利要求6所述的超声波焊头，其特征在于，在多个所述第二焊齿的排布方向上，相邻两个所述第二焊齿之间的间距为d1，所述第二焊齿的最大宽度为W2，W2＜d1。

9.根据权利要求8所述的超声波焊头，其特征在于，W2与d1的比值范围为0.2～0.8。

10.根据权利要求6所述的超声波焊头，其特征在于，在多个所述第二焊齿的排布方向上，所述第二焊齿与所述焊接面的边沿的最小距离为d2，所述第二焊齿的最大宽度为W2，d2＞W2。

11.根据权利要求1所述的超声波焊头，其特征在于，所述第二焊齿的横截面为第二横截面，所述第二横截面具有渐缩部，所述渐缩部延伸至所述第二焊齿的远离所述焊接面的一侧，在由所述焊接面至所述第二焊齿的方向上，所述渐缩部的宽度逐渐减小。

12.根据权利要求1所述的超声波焊头，其特征在于，在所述第二焊齿的延伸方向上，所述第二焊齿的至少部分的横截面积相同。

13.根据权利要求1所述的超声波焊头，其特征在于，所述第二焊齿的横截面为弓形、圆形或椭圆形。

14.根据权利要求1-13中任一项所述的超声波焊头，其特征在于，所述第二焊齿包括一个齿部；或者，所述第二焊齿包括多个齿部，所述齿部的远离所述焊接面一侧的表面构成齿部端面，多个所述齿部分别为沿所述第二焊齿的凸出方向依次设置的第一齿部至第m齿部，第n齿部设于第(n-1)齿部的所述齿部端面，所述第n齿部在所述第(n-1)齿部的所述齿部端面的投影位于所述第(n-1)齿部的所述齿部端面内，2≤n≤m。

15.根据权利要求1-13中任一项所述的超声波焊头，其特征在于，所述第一焊齿结构包括第一焊齿，所述第一焊齿的远离所述焊接面的一侧表面构成焊齿端面，所述第二焊齿设于所述焊齿端面，所述第二焊齿在所述焊齿端面的投影位于所述焊齿端面内。

16.根据权利要求15所述的超声波焊头，其特征在于，在所述第一焊齿相对所述焊接面的凸出方向上，所述第一焊齿的齿高为h1，所述第二焊齿的齿高为h2，h2与h1的比值范围为0.3～0.8。

17.根据权利要求15所述的超声波焊头，其特征在于，在所述第一焊齿相对所述焊接面的凸出方向上，所述第一焊齿的齿高为h1，h1的取值范围为0.2mm～0.6mm。

18.根据权利要求15所述的超声波焊头，其特征在于，所述焊齿端面为平面。

19.根据权利要求15所述的超声波焊头，其特征在于，所述第一焊齿结构包括第三焊齿，所述第三焊齿设置在相邻所述第一焊齿之间；和/或，所述第一焊齿结构包括第四焊齿，所述第四焊齿设置在所述第一焊齿与所述焊接面的边沿之间。

20.根据权利要求15所述的超声波焊头，其特征在于，所述第一焊齿包括焊齿主体和多个焊齿分支，所述焊齿主体在所述焊接面的延伸方向上呈长条形延伸，多个所述焊齿分支连接在所述焊齿主体的宽度方向的至少一侧，所述第二焊齿设于所述焊齿主体且与所述焊齿主体的延伸方向一致。

21.根据权利要求20所述的超声波焊头，其特征在于，所述第二焊齿的宽度为W2，所述焊齿主体的宽度为W1，W2≤W1。

22.根据权利要求20所述的超声波焊头，其特征在于，W2与W1的比值范围为0.5～0.9。

23.根据权利要求20所述的超声波焊头，其特征在于，所述第一焊齿结构包括第三焊齿，相邻两个所述第一焊齿之间限定出多个容纳槽，多个所述容纳槽沿所述焊齿主体的延伸方向间隔排布，所述焊齿分支位于相邻两个所述容纳槽之间，所述第三焊齿位于所述容纳槽内。

24.根据权利要求23所述的超声波焊头，其特征在于，所述第三焊齿呈棱台状。

25.根据权利要求20所述的超声波焊头，其特征在于，所述第一焊齿结构包括第四焊齿，所述第四焊齿设置在所述第一焊齿与所述焊接面的边沿之间，所述第四焊齿为多个，位于第一焊齿同一侧的多个所述第四焊齿沿所述焊齿主体的延伸方向间隔排布。

26.一种超声波焊接装置，其特征在于，包括：根据权利要求1-25中任一项所述的超声波焊头。

27.一种超声波焊头的磨损检测方法，其特征在于，所述超声波焊头为根据权利要求1-25中任一项所述的超声波焊头，所述超声波焊头的磨损检测方法包括：

利用所述超声波焊头对工件样品进行超声波预焊，所述工件样品上与所述第二焊齿所对应的焊印为第二焊印；

识别所述工件样品上所形成的所述第二焊印；

计算单个所述第二焊印的焊印面积；

根据单个所述第二焊印的焊印面积，判断所述超声波焊头的磨损情况。

28.根据权利要求27所述的超声波焊头的磨损检测方法，其特征在于，识别所述工件样品上所形成的所述第二焊印，包括：

采集所述工件样品形成有焊印一侧的焊印图像；

识别所述焊印图像中的所述第二焊印。

29.根据权利要求27所述的超声波焊头的磨损检测方法，其特征在于，计算单个所述第二焊印的焊印面积，包括：

识别单个所述第二焊印的外轮廓；

计算所述第二焊印的外轮廓所围成的图形面积。

30.根据权利要求27所述的超声波焊头的磨损检测方法，其特征在于，根据单个所述第二焊印的焊印面积，判断所述超声波焊头的磨损情况，包括：

根据单个所述第二焊印的焊印面积与单个所述第二焊印的设计面积的比值，判断所述超声波焊头的磨损情况。

31.根据权利要求30所述的超声波焊头的磨损检测方法，其特征在于，根据单个所述第二焊印的焊印面积与单个所述第二焊印的设计面积的比值，判断所述超声波焊头的磨损情况，包括：

单个所述第二焊印的焊印面积为Sx，单个所述第二焊印的设计面积为S0，在Sx与S0的比值小于0.2的情况下，判断所述超声波焊头寿命到达。

32.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体设有电极端子；

电极组件，所述电极组件设于所述壳体内且包括极耳，所述极耳与所述电极端子连接，所述极耳包括层叠设置且焊接连接的多个极耳片，所述极耳上形成有焊印区，所述焊印区由根据权利要求1-25中任一项所述的超声波焊头焊接形成，所述焊印区包括第一焊印和第二焊印，所述第一焊印和第二焊印均形成为凹槽结构，所述第二焊印形成在所述第一焊印的底壁且呈长条形延伸。

33.根据权利要求32所述的电池单体，其特征在于，所述第一焊印包括焊印主体和多个焊印分支，所述焊印主体呈长条形，多个所述焊印分支连接在所述焊印主体的宽度方向的至少一侧，所述第二焊印形成在所述焊印主体的底壁且与所述焊印主体的延伸方向一致。

34.根据权利要求32所述的电池单体，其特征在于，所述焊印区包括第三焊印，所述第三焊印位于相邻所述第一焊印之间；和/或，所述焊印区包括第四焊印，所述第四焊印位于所述第一焊印与所述极耳的边沿之间。

35.根据权利要求32-34中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述极耳的多层所述极耳片超声波焊接连接，所述极耳与所述电极端子激光焊接连接并形成激光焊缝，所述激光焊缝与所述第二焊印在多层所述极耳片的叠置方向上相对设置。

36.一种电池装置，其特征在于，包括：

箱体；

根据权利要求32-35中任一项所述的电池单体，所述电池单体设于所述箱体内。

37.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求36所述的电池装置。