(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶接リボンリール（７）から溶接リボン（３）を牽引するための第１挟持部材（１）と、
前記第１挟持部材（１）と協働して前記溶接リボン（３）を引っ張るための第２挟持部材（２）と、
前記溶接リボン（３）を断裁するための断裁部材（９）と、
前記溶接リボン（３）に給電するための第１電極（１１）及び第２電極（１０）と、
を備え、
前記断裁部材（９）を取り付けて前記溶接リボン（３）の端部を固定するための固定部材（１３）をさらに備え、
前記第２電極（１０）は前記固定部材（１３）に取り付けられ、前記第１電極（１１）は前記第１挟持部材（１）に取り付けられる、
ことを特徴とする光起電力ストリング溶接機。
【請求項２】
前記第１電極（１１）及び前記第２電極（１０）は、それぞれ複数設けられ、
複数の前記第１電極（１１）は、前記溶接リボン（３）に垂直な牽引方向に沿って前記第１挟持部材（１）上に順に配置され、
複数の前記第２電極（１０）は、前記溶接リボン（３）に垂直な牽引方向に沿って前記固定部材（１３）上に順に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の光起電力ストリング溶接機。
【請求項３】
前記第１挟持部材（１）は、前記溶接リボン（３）の上方から前記溶接リボン（３）を押圧保持する第１上挟持部（１ａ）と、前記第１上挟持部（１ａ）の下方に位置する第１下挟持部（１ｂ）とを含み、複数の前記第１電極（１１）は、前記第１上挟持部（１ａ）にそれぞれ設けられ、
前記固定部材（１３）は、前記溶接リボン（３）の上方から前記溶接リボン（３）を押圧保持する第２上挟持部（１３ａ）と、前記第２上挟持部（１３ａ）の下方に位置する第２下挟持部（１３ｂ）とを含み、複数の前記第２電極（１０）は、前記第２上挟持部（１３ａ）にそれぞれ設けられる、
ことを特徴とする請求項２に記載の光起電力ストリング溶接機。
【請求項４】
前記第１下挟持部（１ｂ）には、複数の前記第１電極（１１）に１対１で対応する第１補助電極（１１ａ）が設けられ、
前記第２下挟持部（１３ｂ）には、複数の前記第２電極（１０）に１対１で対応する第２補助電極（１０ａ）が設けられ、
前記第１下挟持部（１ｂ）と前記第２下挟持部（１３ｂ）は、いずれも導電材料で作製されている、
ことを特徴とする請求項３に記載の光起電力ストリング溶接機。
【請求項５】
前記溶接リボン（３）のリアルタイムパラメータを取得するためのモニタリング部品（６）と、
前記モニタリング部品（６）の取得情報に基づいて、前記溶接リボン（３）に入力されるアニール電流の大きさを制御するためのコントローラー（５）と、をさらに備え、
前記第１電極（１１）、前記第２電極（１０）、前記コントローラー（５）および前記モニタリング部品（６）は、いずれもアニール回路に接続されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の光起電力ストリング溶接機。
【請求項６】
電圧を調整するためのトランス（４）と、
交流電流を直流電流に変換するための整流器と、をさらに備え、
前記トランス（４）は前記溶接リボン（３）と電気的に接続され、前記トランス（４）は前記コントローラー（５）と通信接続されている、
ことを特徴とする請求項５に記載の光起電力ストリング溶接機。
【請求項７】
前記第１挟持部材（１）は、クランプシリンダであり、
前記第２挟持部材（２）は、グリッパーである、
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の光起電力ストリング溶接機。
【請求項８】
光起電力溶接リボンの加工方法において、
溶接リボンリール（７）を取得し、溶接リボン（３）を牽引するステップＳ１と、
前記溶接リボン（３）を引っ張った後に断裁するステップＳ２と、
断裁された前記溶接リボン（３）をアニール処理するステップＳ３と、を含む、
ことを特徴とする光起電力溶接リボンの加工方法。
【請求項９】
前記ステップＳ３の後には、アニール処理後の前記溶接リボン（３）を搬送し、光起電力モジュールにおける電池セル（１２）の溶接に用いるステップＳ４をさらに含む、
ことを特徴とする請求項８に記載の光起電力溶接リボンの加工方法。
【請求項１０】
前記の前記溶接リボン（３）にアニール電流を流し込むことは、具体的には、ストリング溶接機を用いて前記溶接リボン（３）に直流電流を流し込むことであり、
あるいは、前記の前記溶接リボン（３）にアニール電流を流し込むことは、具体的には、整流器でアニール電流を交流電流から直流電流に変換し、前記溶接リボン（３）に直流電流を流し込むことである、
ことを特徴とする請求項８に記載の光起電力溶接リボンの加工方法。
【請求項１１】
前記直流電流は、１０アンペア以上である、
ことを特徴とする請求項１０に記載の光起電力溶接リボンの加工方法。
【請求項１２】
引っ張られた溶接リボンの断面が円形で、断面径が０．３ミリメートル〜０．４ミリメートルであり、
断裁された溶接リボンの長さが５０ミリメートル〜２２０ミリメートルである、
ことを特徴とする請求項１１に記載の光起電力溶接リボンの加工方法。
【請求項１３】
前記ステップＳ３には、
断裁された前記溶接リボン（３）の両端を固定することと、
前記溶接リボン（３）の両端をアニール回路に入れることと、
予め設定された通電時間を経過してパワーダウンすることと、
前記溶接リボン（３）を冷却することと、が含まれる、
ことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１項に記載の光起電力溶接リボンの加工方法。
【請求項１４】
前記ステップＳ３には、さらに、
通電後の前記溶接リボン（３）のリアルタイム電流及び／又はリアルタイム電圧、リアルタイム温度および通電時間を取得することと、
前記リアルタイム電流及び／又はリアルタイム電圧、リアルタイム温度および通電時間によって、前記アニール電流の大きさを調整することと、が含まれる、
ことを特徴とする請求項１３に記載の光起電力溶接リボンの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光起電力溶接リボンの分野に関し、特に、光起電力ストリング溶接機（ＰＶ  ｓｔｒｉｎｇ  ｗｅｌｄｅｒ）および光起電力溶接リボンの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現段階では、クローズグリッドモジュール（ｃｌｏｓｅ  ｇｒｉｄ  ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ  ｍｏｄｕｌｅ）（９グリッドに代表される）が光起電力モジュール製品として徐々に主流となっており、各大手企業はいずれも対応するクローズグリッド製品を売り出しており、多くの光起電力モジュールメーカは既に量産の能力を持っている。現在の材料配合において、クローズグリッドモジュールは、基本的には丸フィラメント溶接リボンをインターコネクトリボン（ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  ｒｉｂｂｏｎ）とする。自動溶接を採用する過程において、ストリング溶接機の一部の動作は、溶接リボン牽引−溶接リボンクランプ−溶接リボン引張−溶接リボン断裁−溶接リボン搬送であり、この連続した工程において、溶接リボンの引張動作の目的は、リールから牽引された溶接リボンを湾曲状態から一定の真直度を持つ状態に変化させ、後続の溶接工程を容易にすることである。
【０００３】
溶接リボンの引張過程により、溶接リボンの銅基材の降伏強度が増加しまう。完成品である丸フィラメント溶接リボンの降伏強度は約６０〜７０ＭＰａ（メガパスカル）であり、溶接リボン引張をした後、降伏強度は１００ＭＰａ以上に達することができ、基準上限である９０ＭＰａよりもはるかに大きい。従来技術では、溶接リボンの降伏強度を低減するために、一種の方法として、銅線材の加工工程において、線材がアニールホイール等の構造を通過するときに大きな電流を流してアニール処理を完了し、この工程は銅線材が素材加工時に行われる処理である。もう一種の方法としては、溶接リボン処理上で、スズ被覆銅リボンが通電ガイドホイールを通過するときに電流を流し、さらにアニール処理を完了する。
【０００４】
しかしながら、従来技術において採用されている方法は、銅線の線材加工中および溶接リボンにスズ層をコーティングした後にしか処理することができず、牽引された溶接リボンの引張後の降伏強度への制御精度が悪い。
【０００５】
従って、どのようにして光起電力モジュールにおける電池セルに対する光起電力溶接リボンの接続信頼性を効果的に向上させ、製品の歩留まりを向上させるかは、当業者が現在解決しようとする技術課題である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、光起電力モジュールにおける電池セルに対する光起電力溶接リボンの接続信頼性を向上するための光起電力ストリング溶接機および光起電力溶接リボンの加工方法を提供することを目的とする。
【０００７】
上記の目的を達成するために、本発明は以下の技術案を提供する。
【０００８】
光起電力ストリング溶接機であって、溶接リボンリールから溶接リボンを牽引するための第１挟持部材と、前記第１挟持部材と協働して前記溶接リボンを引っ張るための第２挟持部材と、前記溶接リボンを断裁するための断裁部材と、前記溶接リボンに給電するための第１電極及び第２電極と、を備える。
【０００９】
好ましくは、前記断裁部材を取り付けて前記溶接リボンの端部を固定するための固定部材をさらに備え、前記第２電極は前記固定部材に取り付けられ、前記第１電極は前記第１挟持部材に取り付けられる。
【００１０】
好ましくは、前記第１電極及び前記第２電極は、それぞれ複数設けられ、複数の前記第１電極は、前記溶接リボンに垂直な牽引方向に沿って前記第１挟持部材上に順に配置され、複数の前記第２電極は、前記溶接リボンに垂直な牽引方向に沿って前記固定部材上に順に配置される。
【００１１】
好ましくは、前記第１挟持部材は、前記溶接リボンの上方から前記溶接リボンを押圧保持する第１上挟持部と、前記第１上挟持部の下方に位置する第１下挟持部とを含み、複数の前記第１電極は、前記第１上挟持部にそれぞれ設けられ、前記固定部材は、前記溶接リボンの上方から前記溶接リボンを押圧保持する第２上挟持部と、前記第２上挟持部の下方に位置する第２下挟持部とを含み、複数の前記第２電極は、前記第２上挟持部にそれぞれ設けられる。
【００１２】
好ましくは、前記第１下挟持部には、複数の前記第１電極に１対１で対応する第１補助電極が設けられ、前記第２下挟持部には、複数の前記第２電極に１対１で対応する第２補助電極が設けられ、前記第１下挟持部と前記第２下挟持部は、いずれも導電材料で作製されている。
【００１３】
好ましくは、前記溶接リボンのリアルタイムパラメータを取得するためのモニタリング部品と、前記モニタリング部品の取得情報に基づいて、前記溶接リボンに入力されるアニール電流の大きさを制御するためのコントローラーと、をさらに備え、前記第１電極、前記第２電極、前記コントローラーおよび前記モニタリング部品は、いずれもアニール回路に接続されている。
【００１４】
好ましくは、電圧を調整するためのトランスと、交流電流を直流電流に変換するための整流器と、をさらに備え、前記トランスは前記溶接リボンと電気的に接続され、前記トランスは前記コントローラーと通信接続されている。
【００１５】
好ましくは、前記第１挟持部材はクランプシリンダであり、前記第２挟持部材はグリッパーである。
【００１６】
光起電力溶接リボンの加工方法であって、溶接リボンリールを取得し、溶接リボンを牽引するステップＳ１と、前記溶接リボンを引っ張った後に断裁するステップＳ２と、断裁された前記溶接リボンをアニール処理するステップＳ３と、を含む。
【００１７】
好ましくは、前記ステップＳ３の後には、アニール処理後の前記溶接リボンを搬送し、光起電力モジュールにおける電池セルの溶接に用いるステップＳ４をさらに含む。
【００１８】
好ましくは、前記の前記溶接リボンにアニール電流を流し込むことは、具体的には、ストリング溶接機を用いて前記溶接リボンに直流電流を流し込むことであり、あるいは、前記の前記溶接リボンにアニール電流を流し込むことは、具体的には、整流器でアニール電流を交流電流から直流電流に変換し、前記溶接リボンに直流電流を流し込むことである。
【００１９】
好ましくは、前記直流電流は１０アンペア以上である。
【００２０】
好ましくは、引っ張られた溶接リボンの断面が円形で、断面径が０．３ミリメートル〜０．４ミリメートルであり、断裁された溶接リボンの長さが５０ミリメートル〜２２０ミリメートルである。
【００２１】
好ましくは、前記ステップＳ３には、断裁された前記溶接リボンの両端を固定することと、前記溶接リボンの両端をアニール回路に入れることと、予め設定された通電時間を経過してパワーダウンすることと、前記溶接リボンを冷却することと、が含まれる。
【００２２】
好ましくは、前記ステップＳ３には、さらに、通電後の前記溶接リボンのリアルタイム電流及び／又はリアルタイム電圧、リアルタイム温度および通電時間を取得することと、前記リアルタイム電流及び／又はリアルタイム電圧、リアルタイム温度および通電時間によって、前記アニール電流の大きさを調整することと、が含まれる。
【００２３】
好ましくは、前記ステップＳ３には、さらに、前記リアルタイム電流が設定された電流閾値よりも大きいと、前記アニール電流を小さくすることと、前記リアルタイム電圧が設定された電圧閾値よりも大きいと、前記アニール電流を小さくすることと、前記リアルタイム温度が設定された温度閾値よりも大きいと、前記アニール電流を小さくすることと、が含まれる。
【００２４】
本発明により提供される光起電力ストリング溶接機は、溶接リボンリールから溶接リボンを牽引するための第１挟持部材と、前記第１挟持部材と協働して前記溶接リボンを引っ張るための第２挟持部材と、前記溶接リボンを断裁するための断裁部材と、前記溶接リボンに給電するための第１電極及び第２電極と、を備える。本発明により提供される光起電力ストリング溶接機は、光起電力ストリング溶接機に第１電極と第２電極を増設し、断裁された溶接リボンに対して通電アニールを行うことによって、即ち、電池セルを溶接する前に、溶接リボンに対してアニール処理を行うことによって、電流式アニール時間が短く、効率が高く、溶接リボンの搬送前に１つの通電措置を増やすことも簡便であり、他の時間コストや人工コストをもたらすことはない。
【００２５】
本発明により提供される光起電力溶接リボンの加工方法は、溶接リボンリールを取得し、溶接リボンを牽引するステップＳ１と、前記溶接リボンを引っ張った後に断裁するステップＳ２と、断裁された前記溶接リボンをアニール処理するステップＳ３と、を含む。本発明により提供される光起電力溶接リボンの加工方法は、溶接リボンを牽引、引っ張り、断裁した後、溶接リボンをアニール処理するものであり、当該方法は、溶接リボンに対するアニールプロセスパラメータをより正確に設定することができ、引っ張りによる溶接リボンの降伏強度への影響をより十分に考慮し、さらにアニールプロセスの有効性を高め、溶接リボンの電池セルへの強固性を向上させ、不良率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
本発明の実施例や従来技術における技術案をより明確に説明するために、以下に実施例や従来技術における説明に必要な図面を簡単に紹介するが、以下に説明する図面が本発明の幾つかの実施例に過ぎないことは、明らかなことであり、当業者にとって、創造的な労働を伴わずにこれらの図面からも他の図面を得ることができる。
【図１】図１は、本発明により提供される光起電力ストリング溶接機の一種の具体的な実施形態の概略構成図である。
【図２】図２は、従来技術における、溶接リボンの各製造ステップにおける降伏強度の変化を示す図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態における、溶接リボンの各製造ステップにおける降伏強度の変化を示す図である。
【図４】図４は、図１における第１挟持部材の構造を示す正面図である。
【図５】図５は、図１における第１挟持部材の構造を示す側面図である。
【図６】図６は、図１における第１挟持部材の構造を示す上面図である。
【図７】図７は、図１における固定部材の構造を示す正面図である。
【図８】図８は、本発明により提供される光起電力ストリング溶接機におけるアニール回路の構成概略図である。
【図９】図９は、本発明により提供される光起電力溶接リボンの加工方法のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本発明は、光起電力モジュールにおける電池セルに対する光起電力溶接リボンの接続信頼性を高めるための光起電力ストリング溶接機および光起電力溶接リボンの加工方法を提供することを中心としている。
【００２８】
当業者が本発明の技術案をより良く理解できるように、以下、添付図面と具体的な実施形態とを併せて、本発明をさらに詳しく説明する。
【００２９】
図１乃至図９を参照してください。図１は、本発明により提供される光起電力ストリング溶接機の一種の具体的な実施形態の概略構成図である。図２は、従来技術における、溶接リボンの各製造ステップにおける降伏強度の変化を示す図である。図３は、本発明の実施形態における、溶接リボンの各製造ステップにおける降伏強度の変化を示す図である。図４は、本発明により提供される光起電力ストリング溶接機における第１挟持部材の構造を示す正面図である。図５は、本発明により提供される光起電力ストリング溶接機における第１挟持部材の構造を示す側面図である。図６は、本発明により提供される光起電力ストリング溶接機における第１挟持部材の構造を示す上面図である。図７は、本発明により提供される光起電力ストリング溶接機における固定部材の構造を示す正面図である。図８は、本発明により提供される光起電力ストリング溶接機におけるアニール回路の構成概略図である。図９は、本発明により提供される光起電力溶接リボンの加工方法のフローチャートである。
【００３０】
この実施形態において、光起電力ストリング溶接機は、第１挟持部材１、第２挟持部材２、断裁部材９、第１電極１１および第２電極１０を備えている。
【００３１】
そのうち、第１挟持部材１は、溶接リボンリール７から溶接リボン３を牽引するためのものであり、第２挟持部材２は、第１挟持部材１と協働して溶接リボン３を引っ張るためのものであり、断裁部材９は、溶接リボン３を断裁するためのものであり、第１電極１１及び第２電極１０は、溶接リボン３に給電し、通電回路を完成させることに用いられ、これにより溶接リボン３の加熱を実現し、さらに溶接リボン３のアニール過程を完了させる。
【００３２】
本発明により提供される光起電力ストリング溶接機は、光起電力ストリング溶接機に第１電極１１と第２電極１０を増設し、断裁された溶接リボン３を焼鈍することによって、即ち、電池セル１２を溶接する前に、溶接リボン３に対してアニール処理を行うことによって、電流式アニール時間が短く、効率が高く、溶接リボン３の搬送前に１つの通電措置を増やすことも簡便であり、他の時間コストや人工コストをもたらすことはない。
【００３３】
さらに、光起電力ストリング溶接機は、断裁部材９を取り付けて溶接リボン３の端部を固定するための固定部材１３をも備えている。断裁部材９が溶接リボン３を断裁する前に、溶接リボン３の端部が第１挟持部材１によって牽引され、溶接リボン３を引っ張る必要があると、第２挟持部材２が作動し、第１挟持部材１と第２挟持部材２との間で溶接リボン３が引っ張られ、引っ張りが完了した後に、断裁部材９が溶接リボン３を断裁し、断裁された溶接リボン３は、一端が固定部材１３によって固定され、他端が依然として第１挟持部材１によって挟持される。
【００３４】
さらに、第２電極１０は、固定部材１３に取り付けられており、第１電極１１は、第１挟持部材１に取り付けられており、第１電極１１と第２電極１０の位置は、それぞれ断裁された溶接リボン３の両端に位置している。
【００３５】
なお、第１電極１１および第２電極１０は、溶接リボン３に直接接触して電流伝送を行うために用いられ、第１電極１１および第２電極１０は、純銅またはその他の優れた導電性材料で作製することができ、第１電極１１および第２電極１０の形状は、柱状、ブロック状またはその他の形状であってもよく、ここでは具体的に限定されるものではない。好ましくは、本実施形態において、第１電極１１及び第２電極１０は、いずれも棒状電極である。
【００３６】
溶接リボン３は、製品（一般的にはリール巻装）として生産された後、元の降伏強度値が一つあり、仕様が異なる溶接リボン３によれば、要求される降伏強度値も異なり、０．３５ｍｍ（ミリメートル）径のスズ被覆銅めっきリボン３を例にとると、その元の降伏強度は一般に６０〜７０Ｍｐａ（メガパスカル）であり、検査基準は一般に９０Ｍｐａ以下である。生産過程において、溶接リボン３をリールから取り外し、真っ直ぐにしてから溶接などの工程を行う必要があり、溶接リボン牽引→溶接リボン引張→溶接リボン圧潰（非必須工程）→溶接リボン搬送→溶接というステップが含まれる。全過程において、溶接リボン３の降伏強度の変化は、図２に示すように、溶接リボン引張の動作を経た後に、溶接リボン３の降伏強度が基準値を超えて著しく増大し、溶接リボン圧潰を経た後に、溶接リボン３の降伏強度が更に増加する。引き続き、０．３５ｍｍのスズ被覆銅めっきリボン３を例に挙げて説明すると、溶接リボン引張をした後に、その降伏強度は６５Ｍｐａ程度から９７Ｍｐａ程度まで増大（基準値は９０Ｍｐａ以下である）し、さらに圧潰を経た後に、その降伏強度は１１０Ｍｐａ程度まで増大し、基準を大幅に上回った。溶接前の溶接リボン３の降伏強度が基準を満たすように、引張または圧潰された溶接リボン３に対してアニール処理を行う必要があり、図３に示すように、溶接リボン３がアニール処理された後に、溶接リボン３の降伏強度を基準値範囲内に戻す（８０〜８５ＭＰａに達すると予想される）。また、アニール動作を圧潰動作の後にしなければならなく、そうでなければ、アニールが完了した後に圧潰を行うと、溶接リボン３の降伏強度は再び９５ＭＰａ程度まで上昇し、基準を超えて、アニール工程の意義がなくなってしまう。
【００３７】
一つの具体的な実施形態において、図４〜図７に示すように、第１電極１１および第２電極１０の数は、それぞれ複数個あってもよく、複数の第１電極１１は、溶接リボン３に垂直な牽引方向Ｘ（図１に示す）に沿って第１挟持部材１に順に配置され、複数の第２電極１０は、溶接リボン３に垂直な牽引方向Ｘに沿って固定部材１３に順に配置されている。
このように、複数本の溶接リボンを同時に固定部材１３を通過して、固定部材１３に取り付けられた断裁部材９を用いて断裁することができ、複数の第１電極１１および複数の第２電極１０に通電した後、第１電極１１と第２電極１０との間に位置する複数本の溶接リボン３を電流が流れることで、断裁された複数本の溶接リボン３を同時にアニール処理する。
【００３８】
本実施形態に提供される光起電力ストリング溶接機は、溶接リボン３に対して大電流アニール処理を実行するのに適している。大電流アニール処理方式を選択するのは、主に、現在採用されている恒温保温アニール処理方式（一定温度条件で一定時間保温し、銅基材の内部結晶粒を結晶粒回復、再結晶、及び粒成長の３段階を経て、銅材の内部残留応力の影響が解消され、アニールの目的を達成する。）に以下の制限条件があるためである。
【００３９】
１、時間制限：銅材のアニールに要する時間は長く、標準的なアニール過程において一般的に１時間程度必要となり、実際の生産過程において溶接リボンが牽引されてからすぐに使用されるので、アニールの時間条件を備えない。
【００４０】
２、溶接リボン自体の材料条件制限：銅材のアニールは、約５００℃（摂氏度）の温度で保温して行う必要があるが、溶接リボン３自体は銅基材の表面に一層のはんだ層をさらにコーティングしたものであり、はんだ層は一般にスズ鉛合金であり、融点が約１７８℃であり、５００℃のアニール温度ではんだ層が完全に脱落し、溶接リボン３ははんだ材であるはんだ層を失ってから半田付けができなくなり、溶接リボン３としての基本的な機能が失われる。同時に、銅材の高温下での酸化を防止するために、保護ガスで保護する必要もあり、取扱いの難しさが高い。
【００４１】
これに対して、大電流アニール処理方式を採用することで、上記の課題を好適に解決することができる。
【００４２】
本実施形態は、アニール過程において溶接リボン３の真直度に影響を与えないように、押下直接接触式電極を採用している。具体的には、第１挟持部材１は、溶接リボン３の上方から溶接リボン３を押圧保持する第１上挟持部１ａと、第１上挟持部１ａの下方に位置する第１下挟持部１ｂとを含み、複数の第１電極１１は、第１上挟持部１ａにそれぞれ設けられ、固定部材１３は、溶接リボン３の上方から溶接リボン３を押圧保持する第２上挟持部１３ａと、第２上挟持部１３ａの下方に位置する第２下挟持部１３ｂとを含み、複数の第２電極１０は、第２上挟持部１３ａにそれぞれ設けられている。第１下挟持部１ｂと第２下挟持部１３ｂは、溶接リボン３を持ち上げる役割と、押し下げられた第１電極１１、押し下げられた第２電極１０を支持する役割とを果たし、第１上挟持部１ａと第２上挟持部１３ａは、それらに位置する第１電極１１と第２電極１０を固定する役割を果たすとともに、全体の押下動作を行う。押下直接接触式電極の位置は、断裁部材９の後に配置され、すなわち、溶接リボン３は、牽引の過程で先に断裁部材を経て、押下直接接触式電極を通過する。断裁部材９が作動する前に、第２上挟持部１３ａは、溶接リボン３を押し下げて固定し、断裁部材９が断裁動作を完了した後に、第１電極１１と第２電極１０に通電して、アニール動作を完了する。そのうち、断裁完了後に通電を行うのは、漏電による安全事故の発生を防止するためである。このような押下直接接触式電極を採用する目的としては、溶接リボン３の断裁が完了した後、溶接リボン３の真直度が影響を受けないように継続的に確保することであるが、ローラ電極を採用する場合、ローラ電極が溶接リボン３に接触した際に溶接リボン３の屈曲転動現象が発生してしまう。ここで、溶接リボン３が屈曲動作しないように保証することは、その後の生産溶接過程への影響を回避でき、そして、押下直接接触式電極は、溶接リボン３の真直度に影響を及ぼさないことを確保できるとともに、第１電極１１、第２電極１０と溶接リボン３とが十分に接触して通電動作を完了するように確保することができる。
【００４３】
好ましくは、第１下挟持部１ｂには、複数の第１電極１１に１対１で対応する第１補助電極１１ａが設けられ、第２下挟持部１３ｂには、複数の第２電極１０に１対１で対応する第２補助電極１０ａが設けられ、第１下挟持部１ｂと第２下挟持部１３ｂは、いずれも導電材料で作製される。そのうち、第１補助電極１１ａは、第１挟持部材１が溶接リボン３をクランプするときに溶接リボン３と電極との間の接触を増やすことができ、第２補助電極１０ａは、固定部材１３が溶接リボン３をクランプするときに溶接リボン３と電極との間の接触を増やすことができるので、ここでは、第１挟持部材１と固定部材１３にそれぞれ補助電極を設けることにより、第１電極１１、第２電極１０の通電効果を確保することができる。
【００４４】
実験により、８０Ａ（アンペア）の電流条件で、断面０．２５ｍｍ（ミリメートル）×１．５０ｍｍ（ミリメートル）、長さ１ｍ（メートル）の銅基材のアニールを完成する時間が０．０１２５ｓ（秒）となり、溶接リボン３の降伏強度が１００ＭＰａ程度から５６ＭＰａに低減することが証明された。このような大電流方式を利用して溶接リボン３をアニール処理する場合、アニール時間を効果的に低減することができ、アニール時間はほとんど無視でき、後ろの溶接リボン３の溶接などの動作に全く影響しない。そして、溶接リボン３自体は導電材料であり、溶接リボン３の両端に大きな電流を流すだけでアニール処理を実現することができ、実現の難易度が低い。
【００４５】
一つの具体的な実施例において、使用される光起電力溶接リボン３は、丸フィラメント溶接リボンであってもよく、その引っ張りされた後の断面直径が０．３５ｍｍ程度（約０．３ｍｍ〜０．４ｍｍ間）で、長さが５０ｍｍ〜２２０ｍｍ間で、必要な電流が１０Ａ程度に制限でき、セキュリティリスクも合理的に制御できる。なお、光起電力溶接リボン３が導電材質であると考えると、光起電力溶接リボン３の断面形状、寸法（断面径／断面積、長さ）の変化が自体の抵抗への影響が少ないため、異なる寸法仕様の光起電力製品に採用されている異なる断面形状、寸法（断面径／断面積、長さ）の溶接リボンでも、いずれも１０Ａの電流でアニールに必要な十分な熱量を発生することができる。勿論、技術の絶えず発展、または溶接リボンサイズに関する特別な要求がある場合は、電流の大きさを適宜に大きくすることもでき、ここでは再び贅言しない。
【００４６】
なお、上述した光起電力ストリング溶接機は、電池セルの溶接を行うための溶接部材（図示せず）をさらに備えており、電池セルが溶接部材に予め載置されており、断裁された溶接リボン３がアニール処理された後に、第１挟持部材１によって決定待つ位置まで搬送され、溶接リボン３と電池セルとの溶接作業を行うことができる。これにより、アニール工程が完了すると、直ちに溶接リボン３と電池セルとの溶接工程を行うことができ、溶接前における溶接リボン３の降伏強度が基準要求を満たすことを確保している。
【００４７】
上述した光起電力ストリング溶接機のアニール動作過程は、以下の通りである。
【００４８】
１、第１上挟持部１ａが押し下げられて第１下挟持部１ｂとクランプし、溶接リボン３を固定するとともに、固定部材１３が緩め状態となることを維持し、固定部材１３に取り付けられた断裁部材９、第２電極１０を上昇状態にし、第１挟持部材１が溶接リボン３を牽引して右（図１に示す牽引方向Ｘ）に移動し、溶接リボン３を一定長さに牽引すると、第１挟持部材１の牽引動作を停止する。
【００４９】
２、第２挟持部材２が溶接リボン３を押さえつけるようにクランプされており、第１挟持部材１が一定の距離だけ右に移動した後に移動を停止して溶接リボン３を引っ張るが、ここで、第１挟持部材１の移動距離は溶接リボン３に必要なドラフト比に依存する。
【００５０】
３、溶接リボン３の特定箇所を圧潰する（このステップは必須のステップではない）。
【００５１】
４、第２上挟持部１３ａが押し下げられて第２下挟持部１３ｂとクランプし、溶接リボン３を固定し、断裁部材９が作動して溶接リボン３を切断する。
【００５２】
５、第１電極１１および第２電極１０に通電し、通電時間がＴ（実情に応じてＴの大きさを調整することができる）とし、その後、第１電極１１および第２電極１０への通電を停止する。
【００５３】
６、第２上挟持部１３ａが上昇して溶接リボン３から離れ、第１挟持部材１が溶接リボン３を特定位置まで搬送するように右へ移動し、第１上挟持部１ａが上昇して溶接リボン３を解放する。
【００５４】
７、第１挟持部材１が予備溶接リボン３の位置まで左に移動して新たな溶接リボン３を挟み込み、上記の動作を繰り返す。
【００５５】
上述した各実施形態に加えて、光起電力ストリング溶接機はガイドプーリ８をさらに備えていてもよく、ガイドプーリ８は、後続の引っ張り断裁動作を容易にするために、溶接リボン３の延伸方向を変更することができる。
【００５６】
上述した各実施形態に加えて、コントローラー５とモニタリング部品６とをさらに備えている。そのうち、溶接リボン３はアニール回路において負荷と見なされて、通電されて熱を生じて、アニールを完成する。モニタリング部品６は、溶接リボン３のリアルタイムパラメータを取得するためのものであり、具体的には、モニタリング部品６は、溶接リボン３を通過するリアルタイム電流及び／又はリアルタイム電圧、リアルタイム温度及び通電時間をリアルタイムでモニタリングすることにより、過度の高温による過焼結現象（バーンイン）またはアニール不足の現象の発生を防止する。コントローラー５は、モニタリング部品６の取得情報に基づいて、溶接リボン３に入力されるアニール電流の大きさを制御するためのものであり、具体的には、モニタリング部品６によってフィードバックされるリアルタイム電流及び／又はリアルタイム電圧、リアルタイム温度および通電時間により制御することで、アニール電流の大きさを出力し、さらにアニール電流の大きさとターンオフを制御する。第１電極１１、第２電極１０、コントローラー５及びモニタリング部品６は、いずれもアニール回路に接続されている。
【００５７】
上述した各実施形態に加えて、電圧を調整するためのトランス４をさらに備え、トランス４は溶接リボン３と電気的に接続され、トランス４はコントローラー５と通信接続されている。
【００５８】
上述した各実施形態に加えて、交流電流を直流電流に変換するための整流器をさらに備えている。整流器は、交流電流を直流電流に変換し、直流電流はより安定であり、制御はより正確である。
【００５９】
具体的には、回路は外部から給電されることができ、例えば、パワーラインから交流電流を供給し、整流器で直流電流に変換したり、ストリング溶接機により直接に直流電流を供給したりして、トランス４で必要な固定値まで電圧を昇圧し、モニタリング部品６は、溶接リボン３のリアルタイム電流及び／又はリアルタイム電圧、リアルタイム温度および通電時間をモニタリングしてコントローラー５にフィードバックし、コントローラー５は、フィードバックされた情報および設定された通電時間によって、回路出力部分のターンオフと電流の大きさを制御し、入力電流を所望のアニール電流に調整した後、溶接リボン３に通電する。
【００６０】
上述した各実施形態に加えて、第１挟持部材１１はクランプシリンダであり、第２挟持部材２はグリッパーである。具体的には、溶接リボンを牽引する際に、クランプシリンダが開いて、溶接リボンの引っ張り、溶接リボンの断裁、溶接リボンのアニール処理及び溶接リボンの搬送を行う際に、クランプシリンダが溶接リボン３をクランプする。グリッパーは、溶接リボン３の引っ張りおよび搬送を実現できる。
【００６１】
本発明は、上述した光起電力ストリング溶接機の他、さらに一種の光起電力溶接リボンの加工方法を提供する。
【００６２】
この光起電力溶接リボンの加工方法には、溶接リボンリール７を取得し、溶接リボン３を牽引し、第１挟持部材１によって実現可能であるステップＳ１と、溶接リボン３を引っ張った後に断裁し、断裁部材９によって実現可能であるステップＳ２と、断裁された溶接リボン３をアニール処理し、第１電極１１と第２電極１０との連通により実現することができるステップＳ３と、が含まれている。
【００６３】
さらに、ステップＳ３の後には、アニール処理後の溶接リボン３を搬送し、光起電力モジュールにおける電池セル１２の溶接に用いるステップＳ４も含まれる。
【００６４】
上述した各実施形態に加えて、溶接リボン３にアニール電流を流し込み、具体的には、ストリング溶接機を用いて溶接リボン３に直流電流を流し込む。あるいは、溶接リボン３にアニール電流を流し込み、具体的には、整流器でアニール電流を交流電流から直流電流に変換し、溶接リボン３に直流電流を流し込む。
【００６５】
上述した各実施形態に加えて、ステップＳ３には、具体的には第１挟持部材１と第２挟持部材２によって実現できる、断裁された溶接リボン３の両端を固定することと、溶接リボン３の両端をアニール回路に入れることと、予め設定された通電時間を経過してパワーダウンすることと、溶接リボン３を冷却し、好ましくは室温で冷却することと、が含まれる。
【００６６】
上述した各実施形態に加えて、ステップＳ３には、さらに、通電後の溶接リボン３のリアルタイム電流及び／又はリアルタイム電圧、リアルタイム温度及び通電時間を取得することと、リアルタイム電流及び／又はリアルタイム電圧、リアルタイム温度および通電時間によって、アニール電流の大きさを調整することと、が含まれる。上記のステップでは、フィードバックメカニズムを追加したので、過度の高温による過焼結現象またはアニール不足の現象の発生を効果的に防止し、製品の歩留まりを向上させることができる。
【００６７】
上述した各実施形態に加えて、ステップＳ３には、さらに、リアルタイム電流が設定された電流閾値よりも大きいと、アニール電流を小さくすることと、リアルタイム電圧が設定された電圧閾値よりも大きいと、アニール電流を小さくすることと、リアルタイム温度が設定された温度閾値よりも大きいと、アニール電流を小さくすることと、が含まれる。
【００６８】
一種の具体的な実施例において、光起電力溶接リボン３が銅基材とはんだ被覆層からなるので、引張および引張冷間変形加工の過程において主体となる銅基材層は、銅材内部応力が蓄積し、転位が増加し、降伏強度、硬度などが増大する。
【００６９】
銅基材に大きな電流Ｉ≧８０Ａを流し込むと、電気抵抗の熱効果により、多量の熱が発生し、銅材温度が急速に上昇し、約６５０℃に達し、銅内部に微細な結晶粒が成長し、歪み硬化を解消し、銅基材の塑性と歪み能力回復と再結晶を回復し、降伏強度を低下させる目的を達成する。具体的には、溶接リボン３が溶接リボンリール７によって溶接可能な溶接リボン３となる過程において、ストリング溶接機で１段ずつ加工が行われ、溶接リボン３のアニール過程が溶接リボン３の断裁の後に設定され、第１電極１１と第２電極１０が導電して溶接リボン３に通電され、大電流により溶接リボン３のアニール過程を極めて短時間で完了でき、その後溶接リボン３の搬送動作が行われる。
【００７０】
本発明により提供される光起電力溶接リボンの加工方法は、溶接リボン３に大電流を通すことにより、溶接リボン３の使用段階での降伏強度が大きくなるという問題を解決する。溶接リボン３を牽引、引っ張り、断裁した後、溶接リボン３をアニール処理する当該方法は、溶接リボン３に対するアニールプロセスパラメータをより正確に設定することができ、引っ張りによる溶接リボン３の降伏強度への影響をより十分に考慮し、さらにアニールプロセスの有効性を高め、溶接リボン３の電池セル１２への強固性を向上させ、不良率を低減することができる。
【００７１】
以上、本発明により提供される光起電力ストリング溶接機および光起電力溶接リボンの加工方法について詳細に説明した。本文には具体的な例を用いて本発明の原理及び実施形態について述べたが、以上の実施例の説明は本発明の方法およびコアアイデアを理解するのを助けるためにのみ使用される。なお、当業者にとっては、本発明の原理を逸脱しない限り、本発明に対して若干の改良および修飾を加えることも可能であり、これらの改良や修飾も本発明の請求項の保護範囲に含まれている。
【符号の説明】
【００７２】
１：第１挟持部材
１ａ：第１上挟持部
１ｂ：第１下挟持部
２：第２挟持部材
３：溶接リボン
４：トランス
５：コントローラー
６：モニタリング部品
７：溶接リボンリール
８：ガイドプーリ
９：断裁部材
１０：第２電極
１０ａ：第２補助電極、
１１：第１電極
１１ａ：第１補助電極
１２：電池セル
１３：固定部材
１３ａ：第２上挟持部
１３ｂ：第２下挟持部
【要約】      （修正有）【課題】本発明は、光起電力ストリング溶接機および光起電力溶接リボンの加工方法を開示する。【解決手段】光起電力ストリング溶接機は、溶接リボンリールから溶接リボンを牽引するための第１挟持部材１と、前記第１挟持部材と協働して前記溶接リボンを引っ張るための第２挟持部材２と、前記溶接リボンを断裁するための断裁部材９と、前記溶接リボン３に給電するための第１電極及び第２電極と、を備える。本発明により提供される光起電力ストリング溶接機は、光起電力ストリング溶接機に第１電極と第２電極を増設し、断裁された溶接リボンに対して通電アニールを行うことによって、即ち、電池セル１２を溶接する前に、溶接リボンに対してアニール処理を行うことによって、電流式アニール時間が短く、効率が高く、溶接リボンの搬送前に１つの通電措置を増やすことも簡便であり、他の時間コストや人工コストをもたらすことはない。【選択図】図１【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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