專利名稱：用側(cè)面復(fù)合金屬板帶材沖制成的導(dǎo)電連接片及其帶材的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用側(cè)面復(fù)合金屬板帶材沖制成的導(dǎo)電連接片及其帶材，可用
于電子、電器、電池、電動(dòng)交通工具等領(lǐng)域所大量采用的導(dǎo)電連接元件。
背景技術(shù)：
目前在電子、電器、電池、電動(dòng)交通工具等領(lǐng)域需大量采用導(dǎo)電連接件，其配對(duì)連 接的部件材質(zhì)主要包括鋼、鎳、鋁、銅、不銹鋼等，導(dǎo)電連接件本身的材質(zhì)均為金屬，尤其以 鎳、銅材料居多。銅雖然具有很好導(dǎo)電導(dǎo)熱、較好的機(jī)械性能、一定的耐蝕性等特點(diǎn)，但在 與非銅異質(zhì)材料的零部件(如鋼、鎳等)配對(duì)連接時(shí)，常遇到焊接困難或焊接質(zhì)量不牢的問(wèn) 題；而鎳雖有較好的電學(xué)、力學(xué)、耐蝕性、焊接性等綜合特性，但其稀缺的資源導(dǎo)致其價(jià)格一 直在常用金屬中處于居高地位。另外須指出的是，銅與鋼、鋁相比，也相對(duì)屬于較稀缺金屬 材料。因此節(jié)約替代純鎳、純銅之類稀缺金屬和解決異種材料焊接困難一直是導(dǎo)電連接件 材料設(shè)計(jì)中值得關(guān)注的問(wèn)題。 目前在上述導(dǎo)電連接件可達(dá)到節(jié)約替代稀缺金屬效果的實(shí)踐中，國(guó)內(nèi)外各廠家主 要采取疊層復(fù)合結(jié)構(gòu)(或稱三明治結(jié)構(gòu))的材料。但從其制備過(guò)程、使用性能、回收成本等 方面還存在一些至今還很難解決的問(wèn)題 1)目前大量采用的電鍍或化學(xué)鍍層法，在制造過(guò)程中需要使用和排放大量酸、堿
等化學(xué)物質(zhì)，對(duì)環(huán)境污染十分嚴(yán)重，即使采用了排放處理，間接增加了生產(chǎn)成本。 2)電鍍或化學(xué)鍍法制備的覆材在性能上與單一材料(如純鎳)性能尚存在較大差
異。例如，鍍鎳鋼帶由于基體層為低碳鋼(較純鎳材電導(dǎo)率低)，整體材料的電阻率較純鎳
高出40%以上，鍍鎳不銹鋼的電阻率同樣原因則高出純鎳6倍以上。這些材料如用于電池
部件的連接，都較原使用的純鎳導(dǎo)電連接件大大增加了電池的內(nèi)阻，不利于提高電池容量
和使用壽命。 3)軋制覆層法雖在導(dǎo)電性、力學(xué)性能、耐蝕性等方面已十分接近甚至優(yōu)于單一金 屬，但存在焊接質(zhì)量及回收成本等方面的問(wèn)題使之難以推廣。仍以替代純鎳為例，其軋制覆 層的設(shè)計(jì)為外表層純鎳，中間層材料則應(yīng)包括不銹鋼、銅，該疊層結(jié)構(gòu)中異種材料的熱膨脹 系數(shù)、熔點(diǎn)溫度差易導(dǎo)致焊接表面焊核突起或低熔點(diǎn)材料銅溢出，從而影響外觀質(zhì)量及裝 配，甚至引起接觸電阻增大；另外，軋制覆層法在加工過(guò)程中不可避免的邊角料，由于邊角 料中各材料組元間為物理冶金結(jié)合，且結(jié)合面平行于板帶材外表面，使之無(wú)法實(shí)現(xiàn)稀缺金 屬層(如鎳)與賤金屬(如不銹鋼或銅)層的分離回收，從而大大降低了材料的回收利用 價(jià)值。 而在解決異種材料焊接困難方面，導(dǎo)電連接件目前基本采用異種材料搭接焊接結(jié) 構(gòu)或疊層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。 異種材料搭接焊接結(jié)構(gòu)無(wú)法解決搭接部分接觸電阻高的問(wèn)題。此設(shè)計(jì)中，首先選 取與待連接兩部件材質(zhì)相對(duì)應(yīng)的易焊接材料進(jìn)行層疊搭接焊接，此時(shí)組成導(dǎo)電連接件，然 后將該導(dǎo)電連接件沿長(zhǎng)度方向的兩端分別與待連接的部件進(jìn)行配對(duì)焊接(大多情況下就是同種材料間的焊接)。非常明顯，該導(dǎo)電連接件本身的層疊搭接部分存在較大的接觸電 阻，一方面接觸電阻增大會(huì)引起局部發(fā)熱造成阻值不穩(wěn)定，更嚴(yán)重的是降低了導(dǎo)電連接件 的導(dǎo)電能力。另外實(shí)際上，異種材料的搭接和接觸電阻的增大現(xiàn)象間接意味著材料消耗量 增大。 疊層復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電連接件其兩外表層則分別選取與待焊接異質(zhì)部件相對(duì) 應(yīng)的易焊接材料，例如要連接鎳部件和銅部件，則兩者之間的導(dǎo)電連接片應(yīng)設(shè)計(jì)成銅/鎳 疊層復(fù)合結(jié)構(gòu)。此種設(shè)計(jì)雖然導(dǎo)電連接件無(wú)搭接部分，從而很大程度地降低了異種材料間 的接觸電阻，但與前述相同，其與部件焊接后的外觀質(zhì)量及材料制造過(guò)程中的回收利用價(jià) 值仍難以令人滿意。

發(fā)明內(nèi)容為解決現(xiàn)有導(dǎo)電連接件技術(shù)存在的上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種用側(cè)面復(fù)合金
屬板帶材沖制成的導(dǎo)電連接片，以及用于沖制該導(dǎo)電連接片的一種側(cè)面復(fù)合金屬板帶材， 該導(dǎo)電連接片充分利用了側(cè)面復(fù)合金屬材料的組合優(yōu)勢(shì)，可以顯著節(jié)約稀缺金屬，實(shí)現(xiàn)各 部件過(guò)渡連接功能的同時(shí)又避免了搭接所帶來(lái)的負(fù)面影響，提高了廢料回收利用價(jià)值。 本實(shí)用新型的用側(cè)面復(fù)合金屬板帶材沖制成的導(dǎo)電連接片，包括至少兩個(gè)金屬
片，其中有一個(gè)或兩個(gè)銅金屬片或鎳金屬片，其余為較銅或鎳廉價(jià)的其它金屬片，各金屬片 沿所述導(dǎo)電連接片的長(zhǎng)度方向排列，相鄰金屬片之間在端面緊密結(jié)合。 所述銅金屬片或鎳金屬片的厚度與其它金屬片的厚度相同，且相鄰金屬片之間無(wú) 搭接。 用于沖制上述導(dǎo)電連接片的側(cè)面復(fù)合金屬板帶材，包括至少兩種金屬帶，一種是 銅帶或鎳帶，其余是較銅帶或鎳帶相對(duì)廉價(jià)的其它金屬帶，相鄰金屬帶之間在相鄰側(cè)面牢 固結(jié)合。所有金屬帶的厚度最好相同。 本實(shí)用新型優(yōu)于目前的設(shè)計(jì)技術(shù)方案，實(shí)現(xiàn)了以下三方面的有益效果。 1、可顯著節(jié)約稀缺金屬 對(duì)于原設(shè)計(jì)的純銅導(dǎo)電連接片，可采用較純銅設(shè)計(jì)稍厚的銅/鋁/銅側(cè)面復(fù)合結(jié) 構(gòu)的板帶材制備出長(zhǎng)度尺寸和寬度尺寸與原(純銅材質(zhì))設(shè)計(jì)一樣的節(jié)銅型導(dǎo)電連接片， 這是由于鋁的比重較銅輕很多，可確保本節(jié)銅型導(dǎo)電連接片在整體導(dǎo)電性接近甚至優(yōu)于原 設(shè)計(jì)的純銅導(dǎo)電連接片情況下，實(shí)現(xiàn)整體減重，即達(dá)到節(jié)銅的目的。對(duì)于原設(shè)計(jì)的純鎳導(dǎo)電 連接片，可采用完全同樣尺寸的鎳/銅/鎳側(cè)面復(fù)合結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電連接片替代，從而達(dá)到節(jié)鎳 目標(biāo)。在上述兩種情況下，只要保證采用本實(shí)用新型方案的導(dǎo)電連接片沿長(zhǎng)度方向的兩端 留有足夠配對(duì)焊接部位的銅材或鎳材部分，即可保證在不改變或稍調(diào)整原焊接工藝情況下 實(shí)現(xiàn)本實(shí)用新型的導(dǎo)電連接片與待連接部件的牢固焊接。 2、實(shí)現(xiàn)各部件過(guò)渡連接功能的同時(shí)又避免了搭接所帶來(lái)的負(fù)面影響。 當(dāng)待連接部件材質(zhì)不同時(shí)，本實(shí)用新型的導(dǎo)電連接片的組元金屬材料必須考慮與
異種材料部件配對(duì)焊接的要求，即選取與待連接兩部件相對(duì)應(yīng)的易焊接板帶材進(jìn)行側(cè)面復(fù)
合，必要時(shí)中間加過(guò)渡金屬同樣進(jìn)行側(cè)面復(fù)合，以確保各金屬間側(cè)面連接牢固，側(cè)面復(fù)合工
序完成后的板帶再經(jīng)加工可得到最終尺寸的導(dǎo)電連接件，此時(shí)的導(dǎo)電連接件兩端位置的相
應(yīng)材料則非常容易與待連接部件實(shí)現(xiàn)分別配對(duì)焊接了。[0019] 側(cè)面復(fù)合金屬的方法可采用激光焊接、電子束焊接、特殊軋制復(fù)合等方法，整個(gè)側(cè) 面復(fù)合過(guò)程各組元金屬間無(wú)需搭接(即復(fù)合時(shí)同一厚度)，可確保各金屬材料在側(cè)面牢固 結(jié)合，因此避免了搭接所帶來(lái)的接觸電阻增大的負(fù)面影響。 3 、提高了廢料回收利用價(jià)值。 傳統(tǒng)的層疊金屬軋制覆層法由于各層疊材料之間的結(jié)合為物理冶金鍵合，且結(jié)合 面平行于板帶材外表面，使之邊角料無(wú)法實(shí)現(xiàn)稀缺金屬層與較廉價(jià)金屬間的分離回收，從 而大大降低了材料的回收利用價(jià)值。而用于制備本實(shí)用新型導(dǎo)電連接片的側(cè)面復(fù)合板帶在 加工過(guò)程中形成的各種邊角料則非常容易實(shí)現(xiàn)組元金屬的分類回收，這是由于側(cè)面復(fù)合材 料的結(jié)合面垂直于板帶材表面，此時(shí)用剪切工具沿結(jié)合面剪切分離成不同的材料就變得非 常容易了 ，即有利于材料分類回收。分類回收對(duì)提高各材料回用價(jià)值、降低回收成本具有重 要意義，實(shí)際上這也間接意味著達(dá)到了節(jié)約稀缺金屬的目的。

圖1是其節(jié)鎳導(dǎo)電連接片實(shí)施例1示意圖； 圖2是其節(jié)銅導(dǎo)電連接片實(shí)施例2示意圖； 圖3是其鋁鎳側(cè)面復(fù)合的極耳實(shí)施例3示意圖。
具體實(shí)施方式以下結(jié)合實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明。 實(shí)施例1 : 原設(shè)計(jì)為厚度O. 4mm、寬度4mm、總長(zhǎng)度50mm，硬度狀態(tài)為1/4硬的直條形純鎳導(dǎo)電 連接片。 實(shí)施例1節(jié)鎳導(dǎo)電連接片見(jiàn)圖l，采用鎳/銅/鎳側(cè)面復(fù)合金屬結(jié)構(gòu)。該節(jié)鎳導(dǎo) 電連接片包括一個(gè)銅金屬片2和兩個(gè)鎳金屬片1、3，各金屬片沿該節(jié)鎳導(dǎo)電連接片的長(zhǎng)度 方向排列，鎳金屬片1、3分別與銅金屬片2的長(zhǎng)度方向兩端面對(duì)稱牢固結(jié)合，銅金屬片2和 鎳金屬片1之間形成緊密接合的一結(jié)合面12，銅金屬片2和鎳金屬片3之間形成緊密接合 的另一結(jié)合面23，銅金屬片2的橫截面、鎳金屬片1、3的橫截面均為矩形。該鎳金屬片1、3 的厚度、寬度均與銅金屬片2的厚度、寬度相同。 制備過(guò)程為將兩條O. 5mm厚、寬度為6mm的軟態(tài)鎳帶材和一條0. 5mm厚、寬度為 38mm厚的軟態(tài)銅帶材，銅帶材在中間兩鎳帶材對(duì)稱設(shè)置在銅帶材兩側(cè)，采用電子束焊接等 工藝使各帶材相鄰側(cè)面牢固面結(jié)合；側(cè)面復(fù)合好的帶材經(jīng)軋制加工至O. 4mm厚后，最后沿
帶材橫向沖壓成型圖1直條形導(dǎo)電連接片，整體產(chǎn)品的外形尺寸與原設(shè)計(jì)完全相同，厚度 0. 4mm，寬度4mm，總長(zhǎng)度50mm，其長(zhǎng)度方向上銅金屬片2兩端對(duì)稱的鎳金屬片1、3外形尺 寸可確保與待連接部件的配對(duì)焊接，而且完全等同于原設(shè)計(jì)中與部件配對(duì)焊接的純鎳焊接 部。本設(shè)計(jì)較傳統(tǒng)設(shè)計(jì)節(jié)約純鎳達(dá)到了 76%，且由于純銅金屬片2的導(dǎo)電性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于純鎳， 本導(dǎo)電連接片較原設(shè)計(jì)的導(dǎo)電連接片的沿長(zhǎng)度方向的導(dǎo)電能力提高了近60% 。 根據(jù)具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，銅金屬片2的寬度和厚度之比、鎳金屬片1、3的寬度和厚 度之比均可為1 : 0.05-0.3。 實(shí)施例2:[0032] 原設(shè)計(jì)為厚度0. 4mm、寬度4mm、長(zhǎng)度50mm，半硬態(tài)的純銅導(dǎo)電連接片。 實(shí)施例2節(jié)銅導(dǎo)電連接片見(jiàn)圖2，采用銅/鋁/銅側(cè)面復(fù)合金屬結(jié)構(gòu)。該節(jié)銅導(dǎo) 電連接片具有鋁金屬片2和兩個(gè)銅金屬片1、3，在鋁金屬片2的長(zhǎng)度方向兩端面對(duì)稱牢固 結(jié)合銅金屬片1、3，鋁金屬片2和銅金屬片1之間形成緊密面接合的一結(jié)合面12，鋁金屬片 2和銅金屬片3之間形成緊密面接合的另一結(jié)合面23，鋁金屬片2的橫截面、銅金屬片1、3 的橫截面均為矩形。該銅金屬片1、3的厚度、寬度均與鋁金屬片2的厚度、寬度相同。 制備過(guò)程為將兩條O. 8mm厚、寬度為6mm、l/4硬態(tài)銅帶材和一條0. 8mm厚、寬度 為38mm厚的1/4硬態(tài)鋁帶材，鋁帶材在中間兩銅帶材對(duì)稱設(shè)置在鋁帶材兩側(cè)，采用電子束 焊接等工藝使各帶材相鄰側(cè)面牢固面結(jié)合；側(cè)面復(fù)合好的帶材經(jīng)軋制加工至0. 6mm厚后， 最后沿帶材橫向沖壓，即可制備成圖2節(jié)銅直條形導(dǎo)電連接片，其厚度0. 6mm、寬度4mm、總 長(zhǎng)度50mm，整體產(chǎn)品的除厚度稍有變化外，其余外形尺寸與原設(shè)計(jì)完全相同。其中該節(jié)銅直 條形導(dǎo)電連接片長(zhǎng)度方向上兩端對(duì)稱的銅金屬片1、3外形尺寸可確保與待連接部件的配 對(duì)焊接，且容易實(shí)現(xiàn)。此節(jié)銅直條導(dǎo)電連接片整體電導(dǎo)率與原設(shè)計(jì)相同，且由于純鋁的密度 遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于純銅，即使新設(shè)計(jì)的導(dǎo)電連接片較原設(shè)計(jì)的導(dǎo)電連接片稍加厚，但總重量也只有 原設(shè)計(jì)同樣導(dǎo)電能力純銅片的70%，用銅量則約為原設(shè)計(jì)的64%。 根據(jù)具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，鋁金屬片2的寬度和厚度之比、銅金屬片1、3的寬度和厚 度之比均可為1 : 0.05-0.3。 實(shí)施例3 : —種鋁殼鋰離子電池所用的極耳(也可理解為導(dǎo)電連接片)為鋁鎳復(fù)合帶(相應(yīng) 厚度比例為1 : 2)沖成的直條形元件(0. 15mm * 3mm * 40mm，厚*寬*長(zhǎng))或鋁/鎳搭接 型轉(zhuǎn)焊片(鋁帶和鎳帶厚度為0. 15mm，寬度為3mm，鋁帶長(zhǎng)度36mm，鎳帶長(zhǎng)度為10mm，兩材 料搭接重疊長(zhǎng)度為6mm)， 實(shí)施例3為采用本實(shí)用新型的鋁鎳側(cè)面復(fù)合結(jié)構(gòu)的極耳(或理解為導(dǎo)電連接片)， 參考圖3。該極耳具有鋁金屬片2，在鋁金屬片2的長(zhǎng)度方向一個(gè)端面牢固結(jié)合有鎳金屬片 l，鋁金屬片2和鎳金屬片1之間形成緊密面接合的一結(jié)合面12，鋁金屬片2的橫截面、鎳金 屬片1的橫截面均為矩形。該鎳金屬片1的厚度、寬度均與鋁金屬片2的厚度、寬度相同。 該極耳的制備過(guò)程為將一條0. 8mm厚、寬度為6mm半硬態(tài)純鎳帶材和一條0. 8mm 厚、寬度為44mm厚的軟態(tài)鋁帶材，采用電子束焊接或激光焊接工藝使兩帶材相鄰側(cè)面牢固 面結(jié)合；側(cè)面復(fù)合好的帶材經(jīng)軋制及中間必要的軟化退火加工至0. 15mm厚后，最后沿帶材 橫向沖壓，即可制成圖3極耳(或直條形導(dǎo)電連接片)，其厚度0. 15mm、寬度3mm、總長(zhǎng)度 40mm，外形尺寸與原設(shè)計(jì)完全相同，其中鎳金屬片l和鋁金屬片2分別與鎳部件和鋁殼對(duì)應(yīng) 焊接，因而焊接質(zhì)量十分牢固且穩(wěn)定。此設(shè)計(jì)的導(dǎo)電能力沿帶材長(zhǎng)度方向較原鋁鎳復(fù)合帶 極耳提高了 15%以上，而較搭接型轉(zhuǎn)焊片提高20%以上；從節(jié)鎳效果來(lái)看，新設(shè)計(jì)較鋁鎳 復(fù)合帶極耳節(jié)省純鎳77% (尚未計(jì)算鋁鎳復(fù)合帶回收鎳的損失)，較搭接型節(jié)省鎳40%。 根據(jù)具體產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求，鋁金屬片2的寬度和厚度之比、鎳金屬片1的寬度和厚度 之比均為1 : 0. 03-0. 15。
權(quán)利要求一種用側(cè)面復(fù)合金屬板帶材沖制成的導(dǎo)電連接片，其特征是包括至少兩個(gè)金屬片，其中有一個(gè)或兩個(gè)銅金屬片或鎳金屬片，其余為較銅或鎳廉價(jià)的其它金屬片，各金屬片沿所述導(dǎo)電連接片的長(zhǎng)度方向排列，相鄰金屬片之間在端面緊密結(jié)合。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電連接片，其特征是所述銅金屬片或鎳金屬片的厚度與其它金屬片的厚度相同，且相鄰金屬片之間無(wú)搭接。
3. 用于沖制權(quán)利要求1所述導(dǎo)電連接片的側(cè)面復(fù)合金屬板帶材，其特征是包括至少兩種金屬帶， 一種是銅帶或鎳帶，其余是較銅帶或鎳帶相對(duì)廉價(jià)的其它金屬帶，相鄰金屬帶之間在相鄰側(cè)面牢固結(jié)合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的側(cè)面復(fù)合金屬板帶材，其特征是所述所有金屬帶的厚度相同。
專利摘要一種用側(cè)面復(fù)合金屬板帶材沖制成的導(dǎo)電連接片，包括至少兩個(gè)金屬片，其中有一個(gè)或兩個(gè)銅金屬片或鎳金屬片，其余為較銅或鎳廉價(jià)的其它金屬片，各金屬片沿所述導(dǎo)電連接片的長(zhǎng)度方向排列，相鄰金屬片之間在端面緊密結(jié)合。該導(dǎo)電連接片利用了側(cè)面復(fù)合金屬板帶材的組合優(yōu)勢(shì)，能夠滿足整體高導(dǎo)電性和過(guò)渡焊接部件要求，可以顯著節(jié)約稀缺金屬，實(shí)現(xiàn)各部件過(guò)渡連接功能的同時(shí)又避免了搭接所帶來(lái)的負(fù)面影響，提高了廢料回收利用價(jià)值。
文檔編號(hào)H01R4/58GK201498609SQ200920133019
公開(kāi)日2010年6月2日 申請(qǐng)日期2009年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月19日
發(fā)明者沈翠珊 申請(qǐng)人:沈翠珊;徐卓輝