一種多電池組用的匯流片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種多電池組用的匯流片，該匯流片可廣泛用于一次及二次電池領(lǐng)域，尤其是能滿足動(dòng)力電池及儲能電池等大容量應(yīng)用場合。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來動(dòng)力電池及儲能電池的應(yīng)用和發(fā)展非常迅猛，而其中圓柱電池尤其是18650電池以其產(chǎn)品成熟工藝穩(wěn)定、成本較低、設(shè)計(jì)靈活等特點(diǎn)在鋰離子電池應(yīng)用中占有重要的一席之地。為了獲得更高的工作電流，往往幾十甚至上百個(gè)18650圓柱單體電池需要通過匯流片進(jìn)行連接構(gòu)成組合，然而傳統(tǒng)組合電池用匯流片如純鎳難以滿足動(dòng)力電池及儲能電池對大電池條件下電池性能和安全的應(yīng)用需要，急需設(shè)計(jì)兼?zhèn)溆懈邔?dǎo)熱和優(yōu)異焊接特性的材料來解決上述問題。
[0003]為打破銅基體轉(zhuǎn)焊鎳片的傳統(tǒng)匯流片材料結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，申請?zhí)枮?01520063826.2的中國實(shí)用新型專利提出了一種全新的復(fù)合金屬材料結(jié)構(gòu)的匯流片:它由銅和耐蝕易焊層(鎳或不銹鋼)所組成，在待焊接區(qū)域無銅層或少量比例銅層，使得該區(qū)域全部或大多為耐蝕易焊層，而其它非電阻點(diǎn)焊區(qū)域仍保持為銅和耐蝕易焊層，銅和易焊層之間的接觸面實(shí)質(zhì)為物理冶金鍵合而非通過激光或超聲連接的結(jié)構(gòu)，這樣的匯流片異質(zhì)金屬之間無接觸電阻同時(shí)也避免了虛焊問題。但在推廣應(yīng)用中仍存在一些局限性問題:1、銅/鎳組合的復(fù)合金屬型匯流片由于其中鎳價(jià)格往往是銅的2~3倍，因而該種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的匯流片雖然具有優(yōu)異的導(dǎo)熱和焊接綜合特性，但其材料總成本讓許多用戶難以接受；2、銅/不銹鋼組合的復(fù)合金屬型匯流片雖然材料成本不太高且不銹鋼的點(diǎn)焊性較鎳還要好，但由于不銹鋼的導(dǎo)電性往往只有純鎳的1/7~1/8，因而該匯流片的導(dǎo)熱特性較類似層厚比例的銅/鎳復(fù)合金屬型匯流片要差一些；3、銅基體表面即使有鎳層保護(hù)，但該方案中的銅層側(cè)面并沒有鎳保護(hù)層，因而對耐蝕性而言存在一定隱患；4、在車輛某些需要盡量減重的情況下，以銅基為主的匯流片并不適宜應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，本實(shí)用新型提供一種多電池組用的匯流片，該匯流片不但易于焊接，導(dǎo)電性好，能滿足高倍率及動(dòng)力電池等大容量應(yīng)用場合，而且生產(chǎn)效率高，成本低。
[0005]本實(shí)用新型提供的多電池組用的匯流片，其特征在于:該匯流片由銅層或鋁層，與易點(diǎn)焊鋼殼的低碳鋼層或鎳層通過物理冶金鍵合方式而非焊接方式在各接觸面牢固結(jié)合而成，其上成橫、列間隔分布有與單體電池?cái)?shù)量對應(yīng)的若干電阻點(diǎn)焊區(qū)域；每一個(gè)電阻點(diǎn)焊區(qū)域具有通過蝕刻去除銅層或鋁層形成的易點(diǎn)焊金屬片。其中，所述匯流片的外表面可以包覆一層薄鎳層。
[0006]在所述電阻點(diǎn)焊區(qū)域以外的區(qū)域部分(S卩非電阻點(diǎn)焊區(qū)域)，所述銅層或鋁層的厚度占總厚度的比例為60%?90%。
[0007]所述電阻點(diǎn)焊區(qū)域的易點(diǎn)焊金屬片上設(shè)置有助焊縫和/或凸點(diǎn)。
[0008]所述易點(diǎn)焊金屬片的厚度不大于所述電阻點(diǎn)焊區(qū)域以外的區(qū)域部分(S卩非電阻點(diǎn)焊區(qū)域)的低碳鋼層或鎳層的厚度。
[0009]所述易點(diǎn)焊金屬片是對銅帶或鋁帶單面復(fù)合低碳鋼的層狀復(fù)合金屬進(jìn)行選擇性蝕刻去除銅層或鋁層，形成僅有低碳鋼層的電阻點(diǎn)焊區(qū)域并向外沖壓成型的。
[0010]所述易點(diǎn)焊金屬片也可以是對鋁帶單面復(fù)合鎳的層狀復(fù)合金屬進(jìn)行選擇性蝕刻去除鋁層形成的。
[0011]由于鋁的密度只有銅的1/3，而其導(dǎo)電散熱能力為銅的60%，因此在某些應(yīng)用如需要盡量降低匯流片材料重量情況下，本實(shí)用新型另外提出兩種具體技術(shù)方案:1)選用鋁作為高導(dǎo)熱散熱層而點(diǎn)焊層為低碳鋼，然后在整個(gè)鋁及低碳鋼表面鍍覆上鎳層；2)選用鋁作為高導(dǎo)熱散熱層而點(diǎn)焊層為鎳層。
[0012]本實(shí)用新型選用低碳鋼作為點(diǎn)焊層金屬具有以下優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0013]1)較好的導(dǎo)電性，低碳鋼導(dǎo)電性為14%IACS只比純鎳(20%IACS)稍差，但較不銹鋼材料(2%~3%IACS)而言其導(dǎo)電性提高4~5倍以上；
[0014]2)其加工性能較好，與高導(dǎo)熱金屬銅或鋁制備成層狀復(fù)合金屬的技術(shù)難度較?。?br>[0015]3)在鋼整個(gè)面(包括側(cè)面)覆有薄鎳層不但具有良好的點(diǎn)焊性，而且大大提高材料的耐蝕性，更進(jìn)一步的是較單獨(dú)將純鎳作為點(diǎn)焊層而言，鋼覆鎳的設(shè)計(jì)有利于降低成本。
[0016]本實(shí)用新型解決了現(xiàn)有多電池用的匯流片存在的金屬導(dǎo)電性與點(diǎn)焊性的矛盾問題，具有生產(chǎn)效率高、成本降低、抗蝕性強(qiáng)等顯著優(yōu)勢，在某些特殊應(yīng)用要求情況下還具有減重明顯的特點(diǎn)。該組合匯流片但易于焊接，導(dǎo)電性好，能滿足高倍率及動(dòng)力電池等大容量應(yīng)用場合。
【附圖說明】
[0017]圖1是實(shí)施例1匯流片的整體外形示意圖；
[0018]圖2為其一個(gè)電阻點(diǎn)焊區(qū)域附近的截面圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖以及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。理當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本實(shí)用新型，并不用于限制本實(shí)用新型。
[0020]圖1示意性地表示了實(shí)施例1匯流片的結(jié)構(gòu)，本匯流片是一種可連接4*5個(gè)18650電池的匯流片，整體厚度為0.8_。圖2中示意性地表示了該匯流片一個(gè)電阻點(diǎn)焊區(qū)域附近的斷面結(jié)構(gòu)。
[0021]圖1中1為易點(diǎn)焊金屬片(點(diǎn)焊金屬層)，2為一字形助焊縫，3為非電阻點(diǎn)焊區(qū)域(即電阻點(diǎn)焊區(qū)域以外的部分)，4為電阻點(diǎn)焊區(qū)域，5為極耳圓孔。
[0022]參見圖1和圖2，本匯流片為層狀復(fù)合金屬材質(zhì)的匯流片，所述層狀復(fù)合金屬包括銅層6和復(fù)合于銅層6的易焊金屬鋼層12，然后銅層1與易焊鋼層12的整個(gè)外表面都有鍍覆鎳層11。匯流片上用于焊接電池的區(qū)域稱為電阻點(diǎn)焊區(qū)域，其它區(qū)域部分稱為非電阻點(diǎn)焊區(qū)域。
[0023]為了進(jìn)一步提高焊接性能，在電阻點(diǎn)焊區(qū)域4的易點(diǎn)焊金屬片1上進(jìn)一步設(shè)置了助