CN102821905A - 用于伽伐尼电池的导体的接触元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种接触元件,其用于由不同材料构成的、导电的、优选为扁平形状的组件之间,尤其是电化学电池的导体之间的连接,其中所述接触元件由至少两个部件(32、34)制造,其中至少两个部件通过激光感应轧制相连,其中第一部件适合于与第一导电组件相连,其中第二部件适合于与第二导电组件相连,并且其中所述第一和第二部件相互之间具有导电连接。因此,可以在电化学电池的导体之间提供高工艺可靠性的连接。

Description

用于伽伐尼电池的导体的接触元件
描述
本发明涉及伽伐尼电池(电池或充电电池)的导体的接触元件(电池连接器或桥接器)。
理想的电池结构是由多个伽伐尼电池,特别是具有扁平导体的扁平电池单元连在一起的,通过其导体稳定的连接,形成电池块(串联和/或并联)。电池的导体通常由不同的金属,例如铜和/或镍和铝,以及这几种金属的合金构成。因此,在非同类的材料互相连接时会存在问题。作为连接的方法,可应用例如超声波焊接、激光焊接、粘合或者锡焊接。然而,通常只有相同的金属组合才能实现工艺上可靠的连接。
由EP 1779962A1已知例如一种方法,其通过连续的焊接点对导体进行直接焊接。利用激光束,楔形焊接点从具有低熔点的电极的侧面上被应用。
从DE 102008036435A1以及与其内容相似的EP 2090395A2已知一种方法和一种设备,通过此处被命名为“激光感应轧制接合(Laserinduktionswalzplattieren)”的方法,可有效生产金属的、带状的复合材料和复合半成品,特别是用于所有难以被熔焊或者不能被熔焊的材料组合,例如像调质钢/低碳钢、轴承钢/低碳钢、钨铬钴合金/低碳钢、钢/铝、钛/钢、钛/铝等。上述方法的实现是通过,对要连接的带中的至少一个通过能量输入进行非均匀的快速加热,所述能量输入则通过同时应用电磁感应和激光束来实现,其中激光作用直接位于带状物内侧的变形区上或者正好在轧制过程之前,以及同时在一个压制道次中实现一个带以及半成品的热轧制,其中变形角度在2到70%之间。
与其相补充的是,引用了DE 3713975A1,其中描述了用相似的方法生产在片状物、带状物与板状物之间重叠的接缝,其中,在结合区(Fügezone)之前而不是在结合区中提供压制。
从EP 1550834A1和US 6,300,591B1已知如下方法,铜管借助激光束并同时受到压力作用(例如通过压辊)与铝板焊接。
在JP 2001-087866A1中,描述了铜和铝零件的重叠焊接生产,正如锂次级电池的导体所展示的。在该过程中,首先在铜零件上构建锡涂层,接着利用在铜一侧上的、包含平坦的钨针尖的电极以及利用在铝一侧上的球形的电极,在压力下焊接。
US 4,224,499A中涉及了铜和铝导体的对焊接的方法,其中,接触区域通过激光熔化以及接触面被相互压。
上述方法由于工艺技术的原因不能用在电池导体的直接连接上。
本发明的任务是改善现有技术,特别是(但不限于)关于上述方面进行改善。
这个目的通过独立的权利要求的特征来实现。本发明有益的完善则构成了从属权利要求的主体。
按照本发明的观点,提出了一种用于由不同材料构成的、导电的、优选为扁平形状的组件之间、尤其是伽伐尼电池的导体之间的连接的接触元件,其中所述接触元件由最少两个部件生产,其中所述最少两个部件通过激光感应轧制相连,其中第一部件适合于与第一导电组件相连,其中第二部件适合于与第二导电组件相连,并且其中第一部件和第二部件互相之间具有导电连接。
在本发明的范畴中,伽伐尼电池可以理解为任何一种被设计和装配成用于输出电能的设备。因此,其可能涉及尤其是,但不只是,初级或次级类型的电化学存储单元(电池或者充电电池),燃料电池或者电容器电池。特别优选的,但不是唯一的,本发明适用于扁平的充电电池,其电化学活性部件,例如具有金属箔堆栈或金属箔卷轴的电化学活性部件,由气密的、蒸汽密封的、或者液密的封装所包围,并由导体连接,所述导体穿过封装向外引出并以扁平形状突出于电池。电化学活性部分可以被理解为以下部分,即在其中发生电能量的充电过程、放电过程或可能的转换过程。活性部分可具有由电化学活性材料(电极)、导电材料(集流器)和隔离材料(分离器)构成的箔片层。
在本发明的范畴中,接触元件被理解为一种组件,其被安装在两个伽伐尼电池的导体之间,并建立导体之间的接触。
在本发明的范畴中,激光感应轧制被理解为一种方法,依据这种方法,两个优选为带状的工件被预先感应加热并至少部分重叠地相互压合,例如,通过压辊或压紧辊,并且通过激光实现在工件的结合区中的进一步加热,优选-但不必须-直至熔化。此处,激光可理解为适合对要连接的工件进行加热的任何波长的电磁辐射。
依据本发明,接触元件由至少两个部件制造,其中至少两个部件通过激光感应轧制而结合。这包括了,刚好两个部件通过激光感应轧制结合的可能性,以及,例如存在三个部件,其中所有的部件都通过激光感应轧制结合的可能性,或者只有两个组件通过激光感应轧制结合而同时另外一个部件通过其他方法与上述两个部件中的任一个结合的可能性。包含多于三个部件的结构也是可能的。
通过激光感应焊接的方法,还能够将通过传统方法难以结合的材料相互结合。通过所述方式生产的接触元件,能够具有由难以相互结合的材料所构成的部件,所述难以相互结合的材料适用于要连接的导电部件。
优选的是,所述接触元件被设计为使得第一部件与第一导电组件形成适合热融合方法的材料组合(Materialkombination),以及使得第二部件与第二导电组件形成适合热融合方法的材料组合。通过这种方式,使得要连接组件的连接过程简单和经济,以及产生出在工艺上可靠的连接。
接触元件可特别设计为,使得所述第一和/或第二部件具有导电的金属或导电的金属合金。金属具有好的机械和电学特性。通过激光感应轧制而产生的金属部件的接缝可同样具有好的导电性和低的接触电阻。
接触元件特别优选的构成方式是,其特征在于,所述第一或第二部件具有铝或铝合金或具有能与铝或铝合金很好地结合的导电金属。伽伐尼电池的导体经常由铝或者铝合金制造。当第一和第二部件中的一个具有铝或铝合金或具有能与铝或铝的合金很好地结合的导电金属时,同样使得通过简单且经济的方法产生在工艺上可靠的、与导体的连接成为可能。
此外,接触元件被特别优选地设计为,使得所述第一和第二部件中的另一个具有铜或铜合金或具有能与铜可以很好地结合的金属。伽伐尼电池的导体经常由铜或者铜合金制造。当第一和第二部件中的一个具有铜或铜合金或具有能与铜或铜合金很好地结合的导电材料时,同样使得通过简单且经济的方法产生在工艺上可靠的、与导体的连接成为可能。
在特别优选的方案中,接触元件被设计为,使得所述第一和第二部件都为大致扁平形状的并优选地包含互相重叠的接缝,其中第一和第二部件中的每一个都在远离接缝的一侧折弯,构成至少大致为U型的截面。U型截面特征为两个至少大致平行的边。当接触元件具有至少大致为U型的截面时,还可使平行的导电的,特别是扁平的部件方便地与接触元件连接。因为,伽伐尼电池的导体经常具有平行的、扁平的导体,所以可与接触元件以及伽伐尼电池的导体方便地相互连接。
在一个可选的方案中,接触元件被设计为,使得所述第一和第二部件分别为大致扁平形状的,优选为具有相互重叠的接缝以及共同形成的、至少大致平滑的表面,其中优选地第一和第二部件中的至少一个在远离接缝的一侧弯曲。当所述部件形成单个的、至少大致平滑的表面时,相互对齐的、特别是扁平的组件能够方便地与接触元件连接。当伽伐尼电池的导体折弯时,伽伐尼电池的接触元件能够方便地相互连接。部件的平滑表面可例如通过第一和第二部件中至少一个在远离接缝的一侧弯曲来实现。对于由多于两个的部件所组成的接触元件而言,其中至少一个第三部件被安装在第一和第二部件之间,折弯在适当情况下可以被忽略。
接触元件可特别设计为,通过直接相互连接的方法实现第一和第二部件之间的相互导电连接。通过这种方案,同样可使持久的且安全的导电连接成为可能。
在一种可供选择的方案中,接触元件被设计为,使得所述第一和第二部件通过至少一个具有非导电材料的第三部件来实现彼此电气绝缘,并且第一和第二部件之间的导电连接是可分离的(优选为可反复分离)并可恢复连接。通过这种实施方案,可实现导电组件之间的机械连接,而同时导电连接仅在部署现场处或在最终组装或激活时进行。
在进一步的方案中,接触元件可被设计为,使得所述第一和第二部件通过至少一个第三部件相连,所述第三部件被安装于第一和第二部件之间,其中第三部件具有不导电的载体层和导电的导体层。通过这种方案,也可减少接触元件的总重量并减少所需导电材料的量。
导电层可有中断,确切的说是通常设计为导体分布图。因此,可通过其他的连接装置(比如导线、夹子或类似物)实现在要连接的组件之间可断开的并可重新恢复连接的导电连接。通常情况下,该导体分布图可设计为具有电子器件(比如开关、集成开关电路、二极管、电阻器、电容器、传感器或者类似器件),以便控制在要连接的组件,特别是伽伐尼电池的导体之间的连通状态,以及监视和控制与要连接的组件相连的设备,尤其是伽伐尼电池的状态,例如但不限于温度、充电电压或类似状态。导体分布图能够特别地(不失其通用性限制地)具有一印刷电路。
依据本发明的另一个方面,生产用于在由不同材料所构成的、导电的、优选为扁平的组件之间,尤其是伽伐尼电池的导体之间的连接的接触元件的方法,建议其具有以下步骤:将第一导电部件制备成为适合于与第一导电组件相连;将第二导电部件制备成为适合于与第一导电组件相连;将这些部件通过激光感应轧制直接相互连接或通过至少一个其他的部件相互连接,其中,第一和第二部件相互间具有导电连接。
依据本发明的另一个方面,用于在由不同材料所构成的、导电的、优选为扁平的组件之间,尤其是伽伐尼电池的导体之间的连接的方法,其实现步骤为:制备依据上述方法生产的、具有至少两个部件的接触元件;连接第一部件与第一要连接的导电组件;以及,连接第二部件与第二要连接的导电组件。
依据本发明的另一个方面,对于伽伐尼电池排列而言要建议的是,其中具有伽伐尼电池的导体,导体具有不同的导电材料,其中不同电池的导体与上述权利要求中的任一项的接触元件连接或通过上述权利要求中的任一项的方法连接。
附图说明
参考附图,本发明的上述的以及更多的特征、目的和优点将从下面的描述中变得清晰。
在图中显示:
图1是通过激光感应轧制来结合两个工件的设备的示意图;
图2是通过激光感应轧制接合的半成品的示意性透视图,该半成品作为用于生产在本发明实施例中的接触元件的方法的中间产品;
图3是用于生产接触元件的方法中的中间产品的示意性透视图;
图4是依据本发明实施例的接触元件的示意性透视图,该接触元件是用于接触元件的方法的最终产品;
图5是其导体与图4中的接触元件相连的两个伽伐尼电池的示意性侧视图;
图6是本发明另一实施例的接触元件的示意性侧视图;
图7是依据本发明另一实施例的接触元件的示意性侧视图;
图8是依据本发明另一实施例的接触元件的示意性剖视图;以及
图9是依据本发明另一实施例的接触元件的示意性透视图。
应当指出,在图中的描述是说明性的,而且仅限于再现对本发明的最重要特性的理解。还应当指出,图中再现的尺寸和比例仅仅是为了清楚描述附图,除非说明书中另有指明,否则并应被理解为是非限制性的。
下面将参照图1到4,描述直到制成根据本发明优选的实施例的成品为止的制造接触元件的方法的多个步骤。此外,在图1中展示了用于通过激光感应焊接将两个工件制作为半成品的设备,在图2中展示了作为激光感应焊接加工的结果的半成品的示意性透视图,在图3中以相同视角展示了截断图2中半成品后的中间产品,以及,在图4中以相同视角展示了接触元件的成品。
依照在图1中所示,用于激光感应焊接的设备包括:第一卷轴2,其上缠绕着铝材料(AL)制成的第一带4;第二卷轴6,其上缠绕着铜材料(Cu)制成的第二带8;第一压辊,其在功能上与第一压力缸连接;第二压辊14,其在功能上与第二压力缸16连接;第一感应线圈18;第二感应线圈20;用来发射激光束24的激光源22;以及,用来聚集激光束24的透镜26。
如已经提及的,由铝材料(Al)构成的第一带4缠绕在第一卷轴2上。第一卷轴2被可转动地安装,所述第一带4可从其中抽出。同样,第二卷轴6被可转动地安装,由铜材料构成的第二带8缠绕在所述第二卷轴6上,所以第二带可从其中抽出。为简化示意图,比如第一带4和第二带8的卷轴导轨和输送设备在示意图中被忽略,所述卷轴导轨和输送设备是用于确保第一带4和第二带8被平滑地、拉紧地以及均匀地引导。
第一带4和第二带8通过第一压辊10和第二压辊14之间,其中通过第一压力缸12(其在功能上与第一压辊10相连),以及第二压力缸16(其在功能上与第二压辊14相连)的作用,所述第一带4和第二带8被互相压紧。可以预见的是,第一带4和第二带8并非完全重叠放置,而是具有侧向的偏移,所以使得只有第一带4的宽度的一部分与第二带8的宽度的一部分重叠。
在进入两个压辊10、14之间的区域之前,第一带4被引导通过第一感应加热线圈8。类似地,在进入两个压辊10、14之间的区域之前,第二带8被引导通过第二感应加热线圈20。通过以合适的电流控制感应加热线圈18、20,第一带4和第二带8被加热。
这里应该注意到,关于感应加热线圈18、20的图示被理解为仅仅是说明性的,并且被理解为用于感应加热的设备的例子。在一种变体中,带4、8可以被引导为从线圈18、20旁边经过而不是穿过线圈18、20。在其他变体中,多个加热线圈18、20可以分别被一个接着一个地、相对地、或者围绕着带4或8安装。
透镜26将从激光源22发出的激光(激光束24)投射到一个位置,在该位置上由第一感应加热线圈18预热的第一带4和由第二感应加热线圈20预热的第二带8在压辊10、14之间相遇。通过激光束24的作用,第一带4和第二带8在熔化区28被加热到一定程度,使得在压辊10、14的压力作用下相互结合到一起。这里应该注意到,第一带4和第二带8的材料在压力和加热作用下牢固连接时,所述第一带4和第二带8的材料不是必须被加热到完全成为熔液。
由第一带4和第二带8结合而成的半成品30被从远离压辊10、14的一端抽出,根据情况缠绕到卷轴上或直接被定长切割。
第一带4和第二带8的材料被描述为铝材料(Al)和铜材料(Cu),其涉及相对较纯的材料,也可以是合金。第一带4的铝材料特别是含铝的材料,该材料可与伽伐尼电池正导体的铝材料很好地结合。同样,第二带8的铜材料特别是含铜的材料,该材料可与伽伐尼电池的负导体的铜材料很好地结合。
在图2中,从前侧展示了半成品30的示意性透视图,所述半成品30是由在图1中所展示的激光感应轧制的步骤形成的。依据图2中所示,半成品30具有第一股(Trum)32和第二股34,所述股在接缝36处互相焊接在一起。第一股32是由第一带4所构成的,同时第二股34是由第二带8所构成的。相应地,第一股32具有铝材料,同时第二股34具有铜材料。
在图3中以与图2相同的视角展示了由半成品30所生产的中间产品38。中间产品38是由连续不断的半成品30通过长度为L的定长切割而制造的。中间产品38具有第一部件40和第二部件42,所述部件通过接缝36相互连接在一起。此外,部件40具有铝材料,同时部件42具有铜材料。
在第一部件40的上表面上标示了弯曲线41,以及在第二部件42的上表面上标示了弯曲线43。弯曲线41、43沿着中间产品38的长度方向,与接缝36平行延伸,所述弯曲线对于接下来的方法步骤是需要的。
在图4中,以与图2或图3中相同的视角展示了通过弯曲自由端而制造的接触元件44(同样被示出为桥接器44)。桥接器44是由中间产品38通过以下步骤制造的:使第一部件40在弯曲线41处向上弯曲,使得朝向接触元件44的中线的中间的边40a仍保持不变,同时,边缘的边40b至少大致垂直地突出;并且,使第二部件42沿着弯曲线43弯曲,使得面向接缝36的中间的边42a仍保持不变,同时,边缘的边42b保持垂直。
图5展示了两个电池46、46的排列的示意性侧视图。这里特别针对的是可重复充电的锂离子类型的或锂聚合物类型的电池(严格的来说为电池)。每个电池46具有正导体48和负导体50。以所选择的视角,只有电池46的正导体48或负导体50的中的任意一个是可视的。正导体48是由铝材料制造的,同时负导体50是由铜材料制造的。
一个电池46的正导体48与另一个电池46的负导体50通过桥接器44相连。此处,由铝材料制造的第一部件40中被折弯的边缘的边40b与同样由铝材料制造的正导体48在连接点52(正连接点)处相连。同样,桥接器44中由铜材料制造的第二部件42中的边缘的边42b与另外一个电池46中同样是由铜材料制造的负导体50在连接点54(负连接点)处相连。
连接点52、54可以通过热学方法(焊接、激光焊接、超声焊接、锡焊)或非热学方法(粘合或类似方式)来实现。有益的是,正导体以及负导体48、50分别具有与其相连的桥接器44的部件40、42的正导体和负导体相同的材料组合。通过此种方法,允许以更简单和更经济的方式实现导体48、50的连接过程,并有助于更为工艺可靠地连接。通过激光感应轧制产生的桥接器44的接缝36具有非常好的导电性和小的接触阻抗。
此外,桥接器44的部件40、42被设计为有足够的强度,可以构建牢固的电池连接器,该电池连接器也可被用来热耗散或冷却。
还应当指出的是,在图5中所选择的电池46装置的侧面视图是相对于接触元件44的前侧视图(参看图2到4)。
依赖于电池46的导体48、50的材料,对桥接器44的部件40、42的材料选择进行优化,优化的依据是与相应导体的材料有特别好的结合性。目前,材料优选为铜、铝或镍,或者包含铜、铝或镍。
在未进一步详细说明的变体中,将电池46的导体48、50以至少大致相同的高度垂直地弯曲,以便在电池堆叠46的方向上突出出来。在这种情况下,如在示例性的实施例中所展示的,桥接器不再具有U型的截面,而是具有整体上为平板状的截面。此处,这些部件中的一个被弯曲,使得这些部件定义出了一个共同的平面。
在也没有进一步详细说明的另一个变体中,电池46的导体48、50以不同的高度垂直弯曲,以便在电池46的堆栈方向上突出出来。例如正导体被垂直弯曲为比负导体具有更高的高度水平,或者反之亦然。以这种方式,可以帮助电池极性的安全分化。在这种情况下,依赖于要克服的桥接器的高度差异,桥接器中的一个部件或两个部件被弯曲,使得桥接器具有Z型的横断面。
在也是没有进一步详细说明的另一个变体中,只有电池46的导体48、50中的一个被弯曲,同时另一个向上突出出来。以这种方式,可以帮助电池极性的安全分化。在这种情况下,桥接器的部件中的一个被弯曲,而另外一个部件是直的,使得桥接器具有L形的截面。
图6以前端视图展示了在本发明的实施方案变体中的桥接器56。
该实施方案变体的桥接器56具有第一部件58、第二部件60和中间部件62(第三部件)。在功能和材料选择上,该实施方案变体中的第一部件58以及第二部件60与上述实施例中的部件40、42相符合。然而部件58、60不是直接相互连接;相反,中间部件62被安装在第一部件58和第二部件60之间,其中第一部件在接缝64处与中间部件62相连,同时第二部件60在接缝66处与中间部件62相连。
中间部件62可以由与组件58、60中的一个相同的材料或由其他材料制造,所述材料具有好的导电性。接缝64、66中的至少一个通过上述的激光感应轧制方法制造,然而当材料组合与相应的部件58、60以及桥接器56的预期使用条件相配合时,接缝64、66中的另外一个可以通过其他的方法(比如像焊接、粘合或锡焊)生产。
然而,如有可能,接缝64、66通过上述激光感应轧制的方法生产。特别有利的是,接缝64、66这两者在一个工作流程中通过激光感应轧制生产。
中间部分62具有垂直向上突起的凸缘62a,其可改善桥接器56的稳定性和/或冷却效果,并且当连接到电池单元的导体时对于桥接器56的控制是有帮助的。
图7以正视图展示了在本发明的另一个实施方案变体中的桥接器68。
该实施方案变体中的桥接器68具有第一部件58和第二部件60,这些部件在形状、材料选择和功能上与先前的桥接器40、56中的第一部件40、58以及第二部件42、60相符合。通过和图6中的实施方案变体类似的方式,中间部件70被安装在第一部件58和第二部件60之间。所述中间部件70具有由不导电的材料构成的载体基板70a,在该载体基板上安装有导电层70b,该导电层70b在接缝64处与第一部件58相连以及在接缝66处与第二部件60相连。与部件58、60的连接通过导体层70b实现。对于导体层70b的材料选择而言,以上对于先前的实施方案变体中的中间部件62的讨论同样有效;另外,像在之前的实施方案变体的情况一样,可以设置凸缘。
中间部件70的结构(由载体层70a和导体层70b所构成)使得在保持桥接器68的相同稳定性的条件下能够节省重量,以及使得减少导电物质的消耗成为可能。
图8以截面图展示了在本发明的另一个实施方案变体中的桥接器72。
该实施方案变体中的桥接器72具有第一部件58、第二部件60以及中间部件74。对于部件58、60和中间部件74的形状、材料选择、排列和功能而言,可以参考图7中的实施方案变体的注解。特别地,该实施方案变体中的中间部件74具有载体层(载体基板)74a和位于该载体层上的导体层74b、74c。导体层74b、74c平行于中间部件74的中线延伸,并且互相之间没有导电连接。
依据图8中所示的,第一部件58与第一导体层74b相连,同时第二部件60与第二导体层74c相连。在部件58、60之外的区域,孔74d延伸穿透导体层74b、74c以及载体基板74d。此外,提供由导电材料构成的卡箍76,其可插入第一导电层74b以及第二导电层74c的孔74d中,并可以彼此导电连接。
以这种方式,电池通过该实施方案变体中的桥接器72互相连接,而不立即建立电连接。电连接可以仅在随后的处理步骤中通过插入卡箍76来实现。因此,电池在到最终完成或最终组装前保持彼此电气隔离,而导体之间的机械连接则已经建立。
图9以从前端看去的透视示意图展示了本发明另一个实施方案变体中的桥接器78。
这个实施方案变体中的桥接器78具有部件58、60以及中间部件80。对于部件58、60而言,在功能、材料、形状和排列方面,根据图6到8的先前的实施方案变体中的相关描述依然有效。
这个实施方案变体中的中间部件80,如上述实施方案变体中的中间部件62、70、74一样被安装在部件58、60之间并与所述部件58、60相连。这个实施方案变体中的中间部件80是具有载体基板80a和导电层80b的印刷电路板。导电层80b可以例如通过压印实现,具有不同的导电通路和导电孔眼,其在图中只是说明性的并且没有任何限制性的意义。电子元器件(未详细显示)可被安装在电路板80上,其用来控制各电池(未详细显示)之间的连接也可以控制电池的各种状态变量。
在本实施方式变体的变化中,也可以在载体基板80a的底面设置其他的导体层,在该导体层上同样也可以安装电子元件。
虽然本发明通过参考上述具体的实施例和实施方式变体描述了其基本的特征,然而要理解的是,本发明不局限于这些实施例,而是可以在权利要求限定的范围和领域内进行修改和扩展。
例如,在一个变化中,可以设置桥接装置,其具有平板的形状而不具有弯曲的边,以便实现在导体之间的连接,所述导体在其一侧弯曲。
在本发明的范畴中,电池46是伽伐尼电池。在本发明的范畴中,桥接器44、56、68、72、78是接触元件。部件40、58和42、60以及中间部件62、70、74、80是在本发明的范畴中的部件。在本发明的范畴中,图5中所示的电池46、46排列是伽伐尼电池的排列,其中所述电池的任何安排包括以导体48、50任意连接的任何数量的电池,其中,所述导体至少部分地以上述的方式通过桥接相连结。
本发明不仅适用于连接电池的导体,而且还适用于连接任意的导电组件,所述导电组件由不可互相连接的、仅不令人满意地互相连接的、或者高成本地互相连接的、或在工艺上可靠性不足的材料所构成。
附图标记列表:
2     第一卷轴
4     第一带
6     第二卷轴
8     第二带
10    第一压辊
12    第一压力缸
14    第二压辊
16    第二压力缸
18    第一感应加热线圈
20    第二感应加热线圈
22    激光源
24    激光束
26    透镜
28    结合区
30    半成品
32    第一股
34    第二股
36     接缝
38     中间产品
40     第一部件
40a    中间的边
40b    边缘的边
41     弯曲线
42     第二部件
42a    中间的边
42b    边缘的边
43     弯曲线
44     桥接器
46     电池
48     正导体
50     负导体
52     正连接点
54     负连接点
56     桥接器
58     第一部件
60     第二部件
62     中间部件
62a    凸缘
64     第一接缝
66     第二接缝
68     桥接器
70     中间部件
70a    载体基板
70b    导体层
72     桥接器
74     中间部件
74a    载体基板
74b、74c导体层
74     孔
76     卡箍
78     桥接器
80     中间部件
80a    载体基板
80b    导体层
L      长度
要强调的是,上述附图标记列表是说明书不可分割的一部分。

Claims (14)

1.一种接触元件,用于由不同材料构成的、导电的、优选为扁平形状的组件之间的连接,尤其是伽伐尼电池的导体之间的连接,其中所述接触元件由至少两个部件制造,其中所述部件通过激光感应轧制而被接合,其中第一部件适合于与第一导电组件相连,其中第二部件适合于与第二导电组件相连,并且其中所述第一部件和所述第二部件相互之间具有导电连接。
2.如权利要求1所述的接触元件,其特征在于,所述第一部件与第一导电组件形成适合于热结合方法的材料组合,所述第二部件与第二导电组件形成适合于热结合方法的材料组合。
3.如权利要求1或2所述的接触元件,其特征在于,所述第一部件和/或所述第二部件具有导电的金属或导电的金属合金。
4.如前述权利要求中任一项所述的接触元件,其特征在于,所述第一部件或所述第二部件具有铝或铝合金,或者具有能与铝或铝合金很好地结合的导电材料。
5.如权利要求4所述的接触元件,其特征在于,所述第一部件或所述第二部件中的另外一个具有铜或铜合金,或者具有能与铜或铜合金很好地结合的导电材料。
6.如前述权利要求中任一项所述的接触元件,其特征在于,所述第一部件和第二部件分别为大致扁平形状的,并且优选地具有互相重叠的接缝,其中所述第一部件和所述第二部件中的每一个都在远离接缝的一侧弯曲,以便构成至少大致为U型的截面。
7.如权利要求1至5中任一项所述的接触元件,其特征在于,所述第一部件和所述第二部件分别为大致扁平形状的,具有优选为相互重叠的接缝,以及共同形成的、至少大致平滑的表面,其中优选的是,所述第一部件和所述第二部件中的至少一个沿着远离接缝的一侧弯曲。
8.如前述权利要求中任一项所述的接触元件,其特征在于,所述第一部件和所述第二部件之间的导电连接通过直接相互连接来实现。
9.如权利要求1至7中任一项所述的接触元件,其特征在于,所述第一部件和所述第二部件通过至少一个具有非导电材料的第三部件来实现彼此电气隔绝,并且所述第一部件和所述第二部件之间的导电连接是可分离的,优选为可反复分离,并可恢复连接。
10.如权利要求1到7中任一项所述的接触元件,其特征在于,所述第一部件和所述第二部件通过至少一个第三部件相连,所述第三部件被安装于所述第一部件和所述第二部件之间,其中所述第三部件具有不导电的载体层和导电的导体层。
11.如权利要求10所述的接触元件,其特征在于,所述导体层被构造为导体分布图。
12.一种生产接触元件的方法,所述接触元件用于由不同材料所构成的、导电的、优选为扁平的组件之间的连接,尤其是伽伐尼电池的导体之间的连接,所述方法具有以下步骤:将第一导电部件制备成为适合于与第一导电组件相连;将第二导电部件制备成为适合于与第一导电组件相连;将所述部件通过激光感应轧制直接相互连接或通过至少一个其他的部件相互连接,其中,所述第一部件和所述第二部件相互之间具有导电连接。
13.一种用于连接的方法,用于在由不同材料所构成的、导电的、优选为扁平的组件之间的连接,尤其是伽伐尼电池的导体之间的连接,所述方法具有以下步骤:制备依据权利要求12的方法制造的、具有至少两个部件的接触元件;连接第一部件与第一要连接的导电组件;以及,连接第二部件与第二要连接的导电组件。
14.一种伽伐尼电池的排列方式,其中所述伽伐尼电池具有伽伐尼电池的导体,所述导体具有不同的导电材料,其中不同电池的导体与依据权利要求1至11中任一项所述的或依据权利要求12所述的方法的接触元件连接。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107077930A (zh) * 2014-10-24 2017-08-18 伊莎贝尔努特·霍伊斯勒两合公司 电部件、用于制造电部件的方法和用于制造部件的复合材料条
CN108057955A (zh) * 2016-11-08 2018-05-22 本田技研工业株式会社 镀锌钢板的激光接合方法
CN110100330A (zh) * 2017-05-29 2019-08-06 株式会社Lg化学 电池模块
CN110202853A (zh) * 2019-04-25 2019-09-06 吉林省中赢高科技有限公司 一种铜铝复合基材及其激光束焊接加工方法和应用

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012019108B4 (de) 2012-09-28 2014-08-28 Diehl Stiftung & Co.Kg Verbundstoff-Zellenverbinder
EP2819217A1 (de) * 2013-06-28 2014-12-31 MAGNA STEYR Battery Systems GmbH & Co OG Batteriesystem mit einem Zellverbinder und Verfahren zur Herstellung
US9722231B2 (en) 2013-09-06 2017-08-01 Johnson Controls Technology Company Bladed fuse connectors for use in a vehicle battery module
JP6100291B2 (ja) 2014-01-23 2017-03-22 日本特殊陶業株式会社 燃料電池カセット及びその製造方法、燃料電池スタック
JP6183555B2 (ja) 2014-06-18 2017-08-23 日産自動車株式会社 組電池のタブ溶接方法
DE102017116879A1 (de) * 2017-06-01 2018-12-06 Auto-Kabel Management Gmbh Verbinder und Verfahren zur Herstellung eines Verbinders
DE102017211263A1 (de) 2017-06-19 2018-12-20 Robert Bosch Gmbh Akkupackvorrichtung
CN109014580B (zh) * 2018-08-14 2020-06-09 哈尔滨工业大学 一种施加滚轧辅助的搭接激光间隙填粉焊方法
DE102019001893A1 (de) * 2019-03-18 2019-11-14 Daimler Ag Verfahren zur Herstellung von elektrischen Verbindungen wenigstens zweier Batteriezellen für eine Batterie eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Kraftwagens
DE102021103830A1 (de) 2021-02-18 2022-08-18 a.i.m. all in metal GmbH Verfahren zum Verschweißen von zwei länglichen Materialbändern
CN113921998B (zh) * 2021-10-15 2024-02-06 东莞市硅翔绝缘材料有限公司 一种具有热铆结构的集成母排及其制备工艺

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1562922A (en) * 1975-10-24 1980-03-19 Union Carbide Corp Laser welding
DE3713975A1 (de) * 1987-04-25 1988-11-03 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und verfahren zum fuegen mit laserstrahlung
DE4429913C1 (de) * 1994-08-23 1996-03-21 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zum Plattieren
EP0721818A1 (en) * 1994-07-27 1996-07-17 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method of manufacturing laser welded pipes and apparatus for manufacturing the same
US6288361B1 (en) * 1996-10-01 2001-09-11 Thyssen Stahl Aktiengesellschaft Method and device for joining flat products to be connected such that they overlap
CN1460589A (zh) * 2002-05-16 2003-12-10 莱斯特加工技术公司 用高焊接速度连接塑料材料的方法和装置
EP1550834A1 (en) * 2004-01-02 2005-07-06 Constantine Travassaros Radiant panel
EP2060395A2 (en) * 2007-11-14 2009-05-20 Seiko I Infotech Inc. Wiping unit and inkjet printer

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4224499A (en) 1978-10-20 1980-09-23 General Electric Company Laser welding aluminum to copper
JP2001087866A (ja) 1999-09-24 2001-04-03 Denso Corp アルミニウムと銅との接合方法
US6300591B1 (en) 2000-03-23 2001-10-09 Sandia Corporation Method for laser welding a fin and a tube
JP2002151045A (ja) * 2000-11-10 2002-05-24 Honda Motor Co Ltd 電池モジュール用バスバーおよび電池モジュール
JP2002358945A (ja) * 2000-11-15 2002-12-13 Ngk Insulators Ltd リチウム二次単電池の接続構造体
JPWO2006016441A1 (ja) 2004-08-09 2008-05-01 日本電気株式会社 異金属薄板の溶接方法、異金属薄板接合体、電気デバイスおよび電気デバイス集合体
JP2007280898A (ja) * 2006-04-12 2007-10-25 Toyota Motor Corp 端子接続構造および蓄電機構ならびに電動車両
DE102008036435B4 (de) 2008-02-13 2010-08-12 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von metallischen Werkstoffverbunden und Verbund-Halbzeugen
EP2090395B1 (de) 2008-02-13 2016-09-28 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von metallischen Werkstoffverbunden und Verbund-Halbzeugen

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1562922A (en) * 1975-10-24 1980-03-19 Union Carbide Corp Laser welding
DE3713975A1 (de) * 1987-04-25 1988-11-03 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und verfahren zum fuegen mit laserstrahlung
EP0721818A1 (en) * 1994-07-27 1996-07-17 Sumitomo Metal Industries, Ltd. Method of manufacturing laser welded pipes and apparatus for manufacturing the same
DE4429913C1 (de) * 1994-08-23 1996-03-21 Fraunhofer Ges Forschung Vorrichtung und Verfahren zum Plattieren
US6288361B1 (en) * 1996-10-01 2001-09-11 Thyssen Stahl Aktiengesellschaft Method and device for joining flat products to be connected such that they overlap
CN1460589A (zh) * 2002-05-16 2003-12-10 莱斯特加工技术公司 用高焊接速度连接塑料材料的方法和装置
EP1550834A1 (en) * 2004-01-02 2005-07-06 Constantine Travassaros Radiant panel
EP2060395A2 (en) * 2007-11-14 2009-05-20 Seiko I Infotech Inc. Wiping unit and inkjet printer

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107077930A (zh) * 2014-10-24 2017-08-18 伊莎贝尔努特·霍伊斯勒两合公司 电部件、用于制造电部件的方法和用于制造部件的复合材料条
CN108057955A (zh) * 2016-11-08 2018-05-22 本田技研工业株式会社 镀锌钢板的激光接合方法
CN110100330A (zh) * 2017-05-29 2019-08-06 株式会社Lg化学 电池模块
CN110202853A (zh) * 2019-04-25 2019-09-06 吉林省中赢高科技有限公司 一种铜铝复合基材及其激光束焊接加工方法和应用

Also Published As

Publication number Publication date
EP2552634A1 (de) 2013-02-06
WO2011120667A1 (de) 2011-10-06
JP2013524417A (ja) 2013-06-17
US20130171494A1 (en) 2013-07-04
DE102010013351A1 (de) 2011-12-15

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