[發明專利]接合體和制造接合體的方法

無效

• 申請號: 201110248158.7
• 申請日: 2011-08-26
• 公開（公告）號: CN102386360A
• 公開（公告）日: 2012-03-21
• 發明（設計）人: R.拉姆薩耶;G.弗林斯帕赫;R.格勞寧;J.克尼希
• 申請（專利權）人: 羅伯特·博世有限公司
• 主分類號: H01M2/20
• 分類號: H01M2/20;B23K31/12;B23K26/24;H01M10/0525
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 李永波;梁冰

技術領域

本發明涉及按獨立權利要求前序部分所述的一種接合體和一種制造該接合體的方法。

背景技術

在電池和蓄電池，尤其在鋰離子電池的電接觸領域中，對過渡電阻和熱及機械負荷能力的要求越來越高。此外，待連接的結構越來越細小，以便節省材料、重量以及結構空間。這些上升的要求例如在單個電池與電池組、所謂的電池堆的接觸中適用。

通常在電池組電池的連接極與單個電池的電池連接片的連接中使用不同的材料對。對連接極，通常使用鋼材或鎳材，其中，連接片則使用鎳、鋼或銅板材。為了形成焊接幾何形狀，大致由德國焊接學會DVS規程2944“NE金屬上的電阻凸焊以及用于小件的材料對”公開了一些標準。

在新的電池類型中，例如鋰離子電池中，電池殼體，如杯體、連接極由越來越薄的板材制成，因此傳統的制訂的技術，如電阻凸焊，已經碰到其技術極限。因此在較薄的接合配合件中，電阻焊時的接合力就會讓電池組組件變形和受損。熱量輸入使電池受損，從而降低其容量或甚至毀壞電池。無法確保過程安全地建立類型相同的連接，例如鋼端子與銅電池連接片的連接。連接橫截面以及因而強度和過渡電阻僅可以限制性地通過過程和構件及工具幾何形狀調整，因而設計自由度受到限制。制造時的周期時間受到限制，因為電阻焊是一種接觸性的工藝，也就是說各個焊接位置需要與焊接電極相撞和接觸。

對未來的擴展設計的要求在于，單個電池組單元通過極低阻抗的連接件彼此連接。高導材料，如鋁材或銅材適用于此。但它們也可以用傳統的方法在一定條件下焊接。

發明內容

按照本發明的一個方面，建議一種接合體，其帶有至少一個第一接合配合件和第二接合配合件，第一和第二接合配合件至少局部地沿連接區利用焊縫相互連接，其中，焊縫至少局部地在接合配合件之間來回波動。

因此有利地產生了凝固后的熔化區域和一些區域的交替順序，在凝固的熔化區域中，兩個接合配合件彼此連接，也就是說熔合，在一些區域中，關于焊接源布置的第二、例如下方的接合配合件沒有熔化且兩個接合配合件沒有相互連接。在這些區域中，總焊入深度并沒有伸到第二接合配合件中。因此，在焊縫深度波動時，也就是在波動的焊入深度變化曲線中，第二接合配合件中的已熔化的體積要比在恒定不變焊縫深度下，亦即恒定不變的焊入深度變化曲線下要小。因此在兩個接合配合件的連接長度相同時，在焊縫長度上的熱量輸入減小，因此熱損傷的危險降低。在此，連接長度應當指的是熔化區域的各個長度，而焊縫長度則是焊縫在第二接合配合件內已熔化區域的連接長度和其間的未熔化區域的連接長度的總和。類型相同的和類型不同的接合配合件可以相互連接。

因此可以無需過度負熱地成功接合特別薄的接合配合件。可以有針對性地調節能量輸入，例如通過沿焊縫的焊入深度變化曲線的周期或深度。焊入深度變化曲線可以構造成是諧波的，例如近正弦形，或也可以具有其它的曲線形狀，例如構造成無周期的，或具有變化的總焊入深度。不會焊斷薄的接合配合件就可以實現連接。

可以任意選擇焊縫的幾何形狀，例如圓形、扇形、直線形、曲折線形，也可以選擇為單個的焊點或單個焊點的排列或類似。通過選擇焊縫的幾何形狀，可以實際上任意調整在接合配合件之間的連接面。因此例如可以實際上自由構造這樣建立的電接觸的，尤其是電池連接片到電池端子上的連接的導電面。

有利的是，接合配合件是電化學的儲存器的，例如電池或蓄電池的組成部分，尤其是電池連接片與連接極的連接件。可以實現可復制的到觸頭（連接極）中的焊入，而不會焊斷觸頭，從而可以避免對電化學的儲存器的損傷。

在接合配合件之間沿來回波動的焊入深度變化曲線的連接長度可以有利地在25?μm至1100?μm范圍內，優選在50?μm至1000μm的范圍內。根據接合配合件的尺寸和所使用的焊接源，如激光焊接設備的輻射源，這些值可以超出或低于前述范圍。

其中一個接合配合件，例如第二接合配合件，可以有利地具有在50至1500?μm范圍內的，優選在100至1000?μm范圍內的厚度。因此例如電池連接片也可以過程安全地以及保護性地焊接在例如鋰離子電池的極薄的電池組件杯套（Zellbecher）上。