CN106891070B - 一种铜铝复合板、极柱连接板结构及电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜铝复合板、极柱连接板结构及电池。铜铝复合板包括铝板和铜块，铜块与铝板的至少一对彼此接触的接触面之间通过焊接连接或通过导电胶连接。通过焊接或者导电胶连接的方式，焊接可以将铜块和铝板之间熔融结合，导电胶在固化后也可以将铜块和铝板连通，以上两种方式连接的铜块和铝板在结合处的电阻都比直接接触的电阻连接小，与将铝板熔融成液态后和铜板结合相比，制作工艺简单，只需要采用普通的焊接工艺或导电胶的固化工艺即可完成，不需要真空环境，也不需要加热到铝的熔点，极大的降低了铜铝复合板的制作难度和成本。此外，铜块区域由铜块的预先固定位置和铜块本身的形状决定，可以根据实际需求来调整，结构形式灵活。
Description
技术领域
本发明涉及铜铝复合板的技术领域，尤其涉及一种铜铝复合板、极柱连接板结构及电池。
背景技术
电池通常通过正负极柱与外部导线连接，作为电源接入到电路中。为了减少电池的内阻，极柱一般用铜制成。极柱一般固定在连接板上，而连接板一般采用铝制成，以降低连接板的制作成本，并且铝具有良好的抗氧化性能，长期和空气接触对连接板的性能影响不大。
但是连接板和极柱之间需要电连接，由于不同材料直接接触连接的电阻比较大，而同一材料直接接触连接的电阻比较小，因此，用铜制作的极柱和用铝制作的连接板之间直接接触，接触区域的电阻比较大，会影响电池的性能。
如图1所示，为了减少电池的内阻，可以将极柱2′由铜柱和铝柱通过摩擦焊等特殊加工方式焊接在一起，形成一端为铜端21′，另一端为铝端22′的铜铝复合极柱，再通过铝端22′与铝制成的连接板1′连接。由于铜柱和铝柱在摩擦焊等特殊焊接时，可以将铜柱和铝柱的接触面彼此熔融在一起，熔融结合后的连接处的内阻与普通的接触连接相比，极柱2′的电阻小很多，因此减少了极柱2′的内阻，而铝端22′直接与用铝制成的连接板1′连接，导致铝端22′与连接板1＇之间的电阻也比较小，因此，此种极柱连接板结构可以减少极柱连接板的电阻。
但是，上述技术方案需要使用到铜铝复合极柱，导致不仅需要使用摩擦焊等特殊焊接工艺，并且还需要保证成型后极柱2′的圆柱度等，对极柱2′制作的工艺要求较高，相应也导致极柱2′的制作成本比较高。
此外，现有技术中，为了降低极柱连接板结构的内阻，有时会采用铜铝复合板与铜极柱连接，铜铝复合板也集成了铜板和铝板，但是铜铝复合板在制作时一般需要先将铝在真空(无氧)高温下熔融至液态时，再将铜板放在铝液表面相互接触后形成复合层，减少电阻和提高结构强度。此种铜铝复合板加工条件苛刻，且需要在无氧环境和高于铝的熔点的温度，还需要事先对铜板的表面进行特殊处理，加工成本高，并且一般都是长条形，只能对整条的铜铝复合板再加工成适合用于电池极柱的连接板，由于成型后的铜铝复合板的位置已经确定，因此铜和铝的位置不方便针对电池进行调整，并且由于铜也呈长条形布置，材料浪费也比较多，材料成本比较高。而且，铜铝复合板在生产时用的铜板往往比较长，铜板本身的直线度如果不太好时，铜板的区域会产生歪斜，不再是一条笔直的条形区域。用于连接板的铜铝复合板上需要开设用于铜极柱穿设的通孔，通孔在成型时会由于铜板区域的歪斜而偏离铜板区域，处于铜板与铝板的结合区域，增加了铜极柱和连接板之间的电阻。
发明内容
本发明的第一目的在于提出一种铜铝复合板，制作工艺简单、制作方便、生产成本低。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种铜铝复合板，包括铝板和铜块，所述铜块与所述铝板的至少一对彼此接触的接触面之间通过焊接连接或通过导电胶连接。
其中，所述铝板上开设有容纳所述铜块的容纳腔，所述铜块的形状和所述容纳腔的形状相适应。
其中，所述铜块嵌入所述容纳腔后，所述铜块的表面不凸出于所述铝板的表面。
其中，所述铝板和所述铜块中任一个凸设有定位柱，另一个上对应开设有定位孔，所述定位柱和所述定位孔配合定位。
其中，所述铝板上凸设有多个定位柱，多个所述定位柱围成定位区域，所述铜块放置于所述定位区域。
其中，所述铝板上开设有定位孔，所述铜块的边缘向下弯折形成定位凸起，所述定位凸起插入所述定位孔中将所述铜块固定。
其中，所述焊接为钎焊焊接，且焊接的所述接触面之间设置有钎料、钎片或钎膏。
本发明的第二目的在于提出一种电池的极柱连接板结构，可以减少极柱连接板结构的内阻，且制作工艺简单、制作方便、生产成本低。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种极柱连接板结构，包括连接板和铜极柱，所述连接板为上述的铜铝复合板，所述铝板上开设有穿透所述铝板和所述铜块的通孔，所述铜极柱的一端插入所述通孔后与所述铜块固定连接。
其中，所述铜块在所述通孔的端部设置有台阶结构，所述铜极柱的一端穿过所述通孔后从侧面凸设有定位部，所述定位部卡入所述台阶结构，所述铜极柱的另一端具有台阶状的阻挡部，所述铜极柱套设有密封圈，所述密封圈位于所述阻挡部和所述铝板之间。
其中，所述铜极柱与所述铜块通过焊接固定。
本发明的第三目的在于提出一种电池，电池的极柱连接板结构的电阻小，且极柱连接板制作工艺简单、制作方便、生产成本低。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电池，包括上述的极柱连接板结构。
有益效果：本发明提供了一种铜铝复合板、极柱连接板结构及电池。铜铝复合板包括铝板和铜块，所述铜块与所述铝板的至少一对彼此接触的接触面之间通过焊接连接或通过导电胶连接。通过焊接或者导电胶连接的方式，焊接可以将铜块和铝板之间熔融结合，导电胶在固化后也可以将铜块和铝板连通，以上两种方式连接的铜块和铝板在结合处的电阻都比直接接触的电阻连接小，与将铝板熔融成液态后和铜板结合相比，制作工艺简单，只需要采用普通的焊接工艺或导电胶的固化工艺即可完成，不需要真空环境，也不需要加热到铝的熔点，极大的降低了铜铝复合板的制作难度和成本。此外，铜块区域由铜块的预先固定位置和铜块的形状决定，可以根据实际需求来调整，铜块可以设置成正方形、长方形、圆形、三角形以及其他的多边形等，结构形式灵活。极柱连接板结构包括连接板和铜极柱，连接板为上述的铜铝复合板，所述铝板上开设有穿透所述铝板和所述铜块的通孔，所述铜极柱的一端插入所述通孔后与所述铜块固定连接。铝板上开设有穿透铝板和铜块的通孔，铜极柱的一端插入通孔后与铜块固定连接，铜极柱和铜块之间的接触连接的电阻比较小，因此，整个极柱连接板结构的电阻都比较小。此极柱连接板结构只需要采用普通的铜极柱即可，不需要使用特殊的铜铝复合极柱。且铜块和铝板之间焊接熔融结合工艺比较简单，铜块的位置还可以根据铜极柱需要放置的位置进行改变，不会由于铜块区域的歪斜导致通孔的位置偏离铜块区域。
附图说明
图1是现有技术的极柱连接板结构的剖视图。
图2a是实施例1提供的铜铝复合板的爆炸图的剖视图。
图2b是实施例1提供的铜铝复合板的爆炸图。
图3是实施例2提供的铜铝复合板的爆炸图的剖视图。
图4a是实施例3提供的铜铝复合板的爆炸图的剖视图。
图4b是实施例3提供的铜铝复合板的俯视图。
图5是实施例4提供的铜铝复合板的爆炸图的剖视图。
图6a是实施例5提供的极柱连接板结构的剖视图。
图6b是图6a的A处的局部放大图。
其中：
1-连接板，11-铝板，111-容纳腔，112-定位凸起，12-铜块，121-台阶结构，2-铜极柱，21-定位部，22-阻挡部，3-通孔，41-定位柱，42-定位孔，43-定位区域，5-密封圈，1′-连接板，2′-极柱，21′-铜端，22′-铝端。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
如图2a和2b所示，本实施例提供了一种铜铝复合板，包括铝板11和铜块12，铜块12与铝板11的一对彼此接触的接触面之间通过焊接连接或通过导电胶连接。通过焊接或者导电胶连接的方式，焊接可以将铜块12和铝板11之间熔融结合，导电胶在固化后也可以将铜块12和铝板11连通，以上两种方式连接的铜块12和铝板11在结合处的电阻都比直接接触的电阻连接小，与将铝板熔融成液态后和铜板结合相比，制作工艺简单，只需要采用普通的焊接工艺或导电胶的固化工艺即可完成，不需要真空环境，也不需要加热到铝的熔点，极大的降低了铜铝复合板的制作难度和成本。此外，铜块区域由铜块12的预先固定位置决定，可以根据实际需求来调整。铜块12与铝板11的焊接面可以是铜块12的底面或侧面，也可以设置多个焊接面，以加强铜块12和铝板11的熔融，降低结合区域的电阻。本实施例描述的铜铝复合板可以用于电池的极柱连接板处，也可以用于其他的需要铜铝结合导电的场合。
为了便于铜块12和铝板11间的后期焊接，铜块12和铝板11之间可以进行初步定位，即将铜块12预先固定在铝板11上，可以防止在焊接过程铜块12相对于铝板11的移动。本实施例中，铝板11上开设有容纳铜块12的容纳腔111，且容纳腔111的形状与铜块12的形状相适应，以便于铜块12更为轻松便捷地嵌入容纳腔111中。铜块12嵌入容纳腔111后，即被预先固定，便于后期焊接，此种固定方式可以将铜块12非常牢固地限定在铝板11上，容纳腔111可以在铝板11加工成型时同时形成，也可以在铝板11成型后采用冲压等方式形成。容纳腔111的形状可以是圆形、方形或多边形等不同的形状，与背景技术中的铜铝复合板相比，铜块12和容纳腔111处的结构形式非常灵活，可以根据实际需求进行调整。
为了保持在铝板11上安装铜块12之后形成的铜铝复合板表面的平整，铜块12嵌入容纳腔111后，铜块12的表面不凸出于铝板11的表面为宜。
为了降低铜块12和铝板11的焊接难度，进一步简化铜铝复合板1的制作工艺，降低铜铝复合板的制造成本，铜块12和铝板11的接触面可以先通过钎焊焊接，且接触面之间设置有钎料、钎片或钎膏等用于钎焊的材料。铜块12和铝板11预先定位固定后，加热到一定温度，将接触面之间的钎料、钎片或钎膏熔融，从而将铜块12和铝板11熔融结合在一起，降低铜块12和铝板11结合处的电阻。当采用导电胶连接时，在铜块12和铝板11的接触面之间设置导电胶后，通过导电胶固化工艺将导电胶固化(一般为加热到固化温度)即可，通过上述技术手段，降低了制作铜铝复合板1的能耗，也不需要上述现有技术手段中需要的真空环境，使得铜块12和铝板11在固态下可以直接结合，不需要进行额外地定位固定，非常方便。
实施例2
如图3所示，本实施例以实施例1为基础，但是，本实施例与实施例1不同是，在本实施例中，铝板11上凸设有定位柱41，铜块12上对应开设有定位孔42，定位柱41和定位孔42配合定位。在初步定位时，将铜块12上的定位孔42套入定位柱41上即可，相对于没有定位柱的技术方案，本技术方案使得铜块12和铝板11的连接更为方便，此种方式不需要在铝板11上开设容纳腔，只需要在铝板11成型时或者后加工制作出定位柱41即可。
此外，定位柱41也可以设置在铜块12上，相应的，这时定位孔42可以设置于铝板11上，使用时将定位柱41插入到定位孔42中即可，也可以非常好地实现铜块12相对于铝板11的初步定位。
实施例3
如图4a和4b所示，本实施例以实施例1为基础，但是本实施例与实施例1和实施例2不同的是，在本实施例中，铝板11上凸设有多个定位柱41，多个定位柱41围成定位区域43，铜块12放置于定位区域43，且被定位柱41固定。此种初步定位方式不需要额外在铜块12上开设定位孔，直接将铜块12通过定位柱41卡入定位区域43内即可，可以进一步简化铜铝复合板的加工工艺。
实施例4
如图5所示，本实施例以实施例1为基础，但是本实施例与上述所有的实施例不同的是，在本实施例中，铝板11上开设有定位孔42，铜块12的边缘向下弯折形成定位凸起112，通过将定位凸起112插入定位孔42中，将铜块12相对于铝板11固定。本实施例的铜块12不再设置定位柱，而是将铜块12的边缘弯折形成定位凸起112，和设置在铝板11上的定位孔42配合，将铜块12固定于铝板11。此种方案也非常容易加工，简化了铜铝复合板的加工工艺，间接地降低了铜铝复合板的制作成本。
实施例5
如图6a和图6b所示，本实施例提供了一种极柱连接板结构，包括连接板1和铜极柱2，其中，连接板1为上述任一个实施例描述的铜铝复合板，铝板11上开设有穿透铝板11和铜块12的通孔3，铜极柱2的一端插入通孔3后与铜块12固定连接。由于铜极柱2和铜块12采取了相同的金属材料，所以铜极柱2和铜块12之间的接触连接的电阻比较小，使得整个极柱连接板结构的电阻都比较小。
相对于背景技术中采用铜铝复合极柱的方案，此极柱连接板结构只需要采用普通的铜极柱2即可，不需要使用铜铝复合极柱。且铜块12和铝板11之间焊接熔融结合工艺比较简单，只需要采用普通的焊接工艺即可完成，极大的降低了极柱的制作难度和成本。相对于采用背景技术中的铜铝复合板的方案，此极柱连接结构不仅制作工艺简单，成本低，并且铜块12的位置还可以根据铜极柱2需要放置的位置进行适应性改变，不会由于铜块区域的歪斜导致通孔的位置偏离铜块区域。此外，铜块12的用料可以很少，无须使用长条形的铜板，也节约了铜的用量，降低了材料成本。
本实施例中，铜块12在通孔3的上端部设置有台阶结构121，铜极柱2的一端穿过通孔3后，从侧面凸设有定位部21，定位部21可以通过局部墩粗等加工方式形成，定位部21卡入台阶结构121中，铜极柱2的另一端具有台阶状的阻挡部22，铜极柱2套设有密封圈5，密封圈5位于阻挡部22和铝板11之间。阻挡部22和定位部21，配合密封圈5共同将铜极柱2和连接板1固定，并且增加了铜极柱21和铜块12之间的接触面积，减少铜极柱21和铜块12之间的接触电阻。密封圈5可以将连接板1的两侧隔离，避免空气从外部渗入到内部。为了加强铜极柱2和铜块12之间的连接强度，铜极柱2与铜块12可以通过焊接固定。
实施例6
本实施例提供了一种电池，包括实施例5的极柱连接板结构。电池在极柱连接板结构处的电阻小，并且只需要普通的铜极柱2即可，不需要使用铜铝复合极柱。铜块12和铝板11之间焊接熔融结合工艺比较简单，只需要采用普通的焊接工艺即可完成，极大地降低了连接板的制作难度和成本。铜块12的位置还可以根据铜极柱2需要放置的位置进行改变，不会由于铜块区域的歪斜导致通孔的位置偏离铜块区域。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种极柱连接板结构，包括连接板(1)和铜极柱(2)；
所述连接板(1)为铜铝复合板，其特征在于，包括铝板(11)和铜块(12)，所述铜块(12)与所述铝板(11)的至少一对彼此接触的接触面之间通过焊接连接或通过导电胶连接；
所述铝板(11)上开设有穿透所述铝板(11)和所述铜块(12)的通孔(3)，所述铜极柱(2)的一端插入所述通孔(3)后与所述铜块(12)固定连接。
2.如权利要求1所述的极柱连接板结构，其特征在于，所述铝板(11)上开设有容纳所述铜块(12)的容纳腔(111)，所述铜块(12)的形状和所述容纳腔(111)的形状相适应。
3.如权利要求2所述的极柱连接板结构，其特征在于，所述铜块(12)嵌入所述容纳腔(111)后，所述铜块(12)的表面不凸出于所述铝板(11)的表面。
4.如权利要求1所述的极柱连接板结构，其特征在于，所述铝板(11)和所述铜块(12)中任一个凸设有定位柱(41)，另一个上对应开设有定位孔(42)，所述定位柱(41)和所述定位孔(42)配合定位。
5.如权利要求1所述的极柱连接板结构，其特征在于，所述铝板(11)上凸设有多个定位柱(41)，多个所述定位柱(41)围成定位区域(43)，所述铜块(12)放置于所述定位区域(43)。
6.如权利要求1所述的极柱连接板结构，其特征在于，所述铝板(11)上开设有定位孔(42)，所述铜块(12)的边缘向下弯折形成定位凸起(112)，所述定位凸起(112)插入所述定位孔(42)中将所述铜块(12)固定。
7.如权利要求1-6任一项所述的极柱连接板结构，其特征在于，所述焊接为钎焊焊接，且焊接的所述接触面之间设置有钎料。
8.如权利要求1所述的极柱连接板结构，其特征在于，所述铜块(12)在所述通孔(3)的端部设置有台阶结构(121)，所述铜极柱(2)的一端穿过所述通孔(3)，且所述铜极柱的侧面凸设有定位部(21)，所述定位部(21)卡入所述台阶结构(121)，所述铜极柱(2)的另一端具有台阶状的阻挡部(22)，所述铜极柱(2)套设有密封圈(5)，所述密封圈(5)位于所述阻挡部(22)和所述铝板(11)之间。
9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的极柱连接板结构。
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