CN208001013U - 一种铜端子与铝导线的接头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种铜端子与铝导线的接头，所述铜端子包括第一连接件，以及与所述第一连接件相连的第二连接件，所述第二连接件为铜端子与用电装置相连接的固定区域，所述第一连接件为铜端子与铝导线相连接的区域；所述铝导线的导芯与第一连接件通过间隔金属层相接，所述铝导线与第一连接件的连接位处还至少部分地设置有绝缘保护层。该接头由于设置了绝缘保护层，所以能在铜端子与铝导线的导芯连接位处隔绝空气和水，降低铜铝的氧化腐蚀，延长接头使用寿命，而且大大地提高了使用安全性能。

Description

一种铜端子与铝导线的接头

技术领域

本实用新型涉及线束技术领域，尤其涉及一种使用在车辆线束中的铜端子与铝导线的接头。

背景技术

铜具有良好的导电性、导热性、塑性而被广泛应用。然而，铜资源短缺，铜成本高。为此，人们开始寻找铜的替代品来降低成本。铝价格相对较低，且同样具有优良的导电性、导热和塑性加工性，因此，以铝代铜是目前发展的主要趋势，但是铝的某些性能还是不如铜优异，许多构件仍然不能完全以铝代铜，因此存在铝构件和铜构件之间的接头连接情况。例如，由铝类材料构成的导线作为电缆使用，在将这种电缆连接在各种电气装置上的铜构件时，或者与铜电缆互相进行连接时，在铜铝接触端通过各种方式连接。

金属铝价格相对金属铜较低，且同样具有优良的导电性、导热和塑性加工性，在相同的导通电流情况下，铝线束的重量约为铜线束的三分之一。但是，铝导线也有严重的问题制约了铝线束的发展，一是金属铝材质较软，且极易受到腐蚀，因此不能作为用电器的连接端子使用；二是使用铜端子作为用电器的连接端子，铜的金属惰性要大于铝，铜与铝之间的电极电位差为1.9997V，直接连接后，铜铝之间会产生电化学反应，铝线易腐蚀而导致功能失效。

因此，目前汽车线束行业要批量使用铝线束来达到节能减排，降低价格，就必须要解决铜端子与铝导线连接的电化学腐蚀的问题。

为此，中国发明专利申请CN201710414601.0公开了一种铜端子与铝导线的接头，为了减少或避免铜端子与铝导线的接头的电化学腐蚀，其铜端子的连接件与铝导线的导芯之间是通过间隔金属层来连接的。但此铜端子与铝导线的接头尚未隔绝空气和水，在导电的情况下，在铜端子与铝导线的边缘位置，还是会和潮湿的水形成原电池，从而加速铜铝的氧化腐蚀，减少接头的使用寿命。而且，沿海城市空气中含有盐分，铝导线长时间接触会被盐雾腐蚀，使电阻增大，严重时会是功能失效甚至烧毁车辆，安全性能较差。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型所解决的技术问题是提供一种铜端子与铝导线的接头，其能在铜端子与铝导线的导芯连接位处隔绝空气和水，降低铜铝的氧化腐蚀，延长接头使用寿命，而且大大提高使用安全性能。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案内容具体如下：

一种铜端子与铝导线的接头，所述铜端子包括第一连接件，以及与所述第一连接件相连的第二连接件，所述第二连接件为铜端子与用电装置相连接的固定区域，所述第一连接件为铜端子与铝导线相连接的区域；所述铝导线的导芯与第一连接件通过间隔金属层相接，所述铝导线与第一连接件的连接位处还至少部分地设置有绝缘保护层。

优选地，所述绝缘保护层为收缩管。

进一步地，所述收缩管为带内层胶的热缩管。

优选地，所述绝缘保护层的材质为热塑性高分子材料。

或者，所述绝缘保护层的材质为热固性高分子材料。

或者，所述绝缘保护层的材质为硫化性高分子材料。

进一步地，所述硫化性高分子材料为硅橡胶。

或者，所述绝缘保护层主要由绝缘涂料制作而成。

进一步地，所述绝缘涂料至少为绝缘漆、PTFE涂料、浸渍树脂、胶粉云母带、绝缘陶瓷涂料中的一种。

优选地，绝缘保护层的长度至少为1mm。

优选地，所述铜端子的材质为铜或铜合金，所述铝导线的导芯材质为铝或铝合金。

优选地，所述铜端子为扁平实心端子、开口端子、筒状端子或者实心铜导线的一端。

优选地，所述铝导线为单芯铝导线或多芯铝导线。

优选地，所述间隔金属层材质的电极电位介于铜和铝的电极电位之间，或者，与铜或铝的电极电位相等。

优选地，所述间隔金属层的材质至少为镍、镉、锆、铬、锰、铝、铜、锡、钛、锌、钴中的一种。

优选地，所述间隔金属层的材质至少为铝、镍和锌中的一种。

优选地，所述间隔金属层的材质为金或银或两者的组合。

进一步地，所述间隔金属层通过电镀、电磁焊、电弧喷涂、摩擦焊、超声波焊、电弧焊或压焊的方式固定在待焊接的铜端子或者铝导线的至少包含焊接区域的位置上。

优选地，所述收缩管套入所述铝导线与第一连接件的连接位处后再采用加热方式使所述收缩管收缩并贴附所述连接位。

或者，所述绝缘保护层通过挤出或挤塑或低温低压注塑或注塑的方式，配合模具将所述高分子材料固化定型在所述铝导线与第一连接件的连接位处。

或者，所述绝缘保护层通过喷涂或涂刷的方式将所述绝缘涂料涂覆在所述铝导线与第一连接件的连接位处。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1.本实用新型的铜端子与铝导线的接头在铝导线与铜端子的第一连接件的连接位处至少部分地设置有绝缘保护层，从而在所述连接位处隔绝空气和水，降低铜铝的氧化腐蚀，延长接头使用寿命，而且大大提高使用安全性能。

2.当所述绝缘保护层为内部带有热熔胶的收缩管时，在加热状态下热熔胶整体将铜端子与铝导线的连接处全部包覆，能够起到隔绝空气和水的作用，极大地减少了铜端子与铝导线之间的电化学腐蚀。

3.绝缘保护层的长度至少为1mm，从而确保绝缘保护层能够有效覆盖铜端子与铝导线的连接区域，并能保证水和空气不进入到所述连接区域，如果绝缘保护层长度小于1mm，则不能够完全保护所述连接区域，从而导致接头腐蚀。

4.所述间隔金属层材质的电极电位介于铜和铝的电极电位之间，或者，与铜或铝的电极电位相等。由于金属之间的电极电位差异越大，电化学腐蚀越严重，铜铝之间的电极电位差异很大，因此会很快发生电腐蚀减少使用寿命，在铜端子与铝导线之间增加电极电位在铜与铝之间的金属作为间隔金属层，能够减缓电腐蚀，从而延长接头的使用寿命。

上述说明仅是实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型的铜端子第一种较优选实施例的结构示意图；

图2为本实用新型的铜端子与铝导线的接头第一种较优选实施例的结构示意图；

图3为本实用新型的铜端子第二种较优选实施例的结构示意图；

图4为本实用新型的铜端子与铝导线的接头第二种较优选实施例的结构示意图；

图5为本实用新型的铜端子第三种较优选实施例的结构示意图；

图6为本实用新型的铜端子与铝导线的接头第三种较优选实施例的结构示意；

图7为为本实用新型的铜端子第四种较优选实施例的结构示意图；

图8为本实用新型的铜端子与铝导线的接头第四种较优选实施例的结构示意图。

其中，各附图标记为：1、铜端子；2、间隔金属层；3、绝缘保护层；4、铝导线4。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如下：

实施例一

如图2所示的本实用新型铜端子1与铝导线4的接头的第一种较优选实施方式，其，所述铜端子1含有第一连接件，以及与第一连接件相连的第二连接件，所述铝导线4的导芯与铜端子1的第一连接件通过间隔金属层2相接，所述导线与第一连接件的连接位处至少部分设置有绝缘保护层3。而在本实施例中，优选所述连接位处全包覆有绝缘保护层3。

本实用新型的铜端子1与铝导线4的接头在铝导线4与铜端子1的第一连接件的连接位处设置绝缘保护层3，从而在所述连接位处隔绝空气和水，降低铜铝的氧化腐蚀，延长接头使用寿命，而且大大提高使用安全性能。

为了简化结构，所述绝缘保护层3为收缩管。在本实施例中，所述收缩管为带内层热熔胶的热缩管。在加热状态下热熔胶整体将铜端子1与铝导线4的连接处全部包覆，能够起到隔绝空气和水的作用，极大地减少了铜端子1与铝导线4之间的氧化腐蚀。而且，当所述绝缘保护层3为收缩管时，所述收缩管套入所述铝导线4与第一连接件的连接位处后再采用加热方式使所述收缩管收缩并贴附所述连接位。

在本实施例中，所述绝缘保护层3的材质为热塑性高分子材料。所述热塑性高分子材料包括PE、PP、PS、PMMA、PVC、PA、PU、PTFE、PET等。采用热塑性高分子材料可以在加热时发生流动变形，冷却后保持一定的形状，故此很容易进行挤出、注射或吹塑等成型加工。

或者，所述绝缘保护层3的材质为热固性高分子材料。所述热固性高分子材料包括硅酮橡胶、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂、有机硅树脂、聚氨酯等，主要用于压塑、挤塑、注射成形。硅酮、环氧树脂等，主要作为低压挤塑封装电子元件及浇注成形等用途。

又或者，所述绝缘保护层3的材质为硫化性高分子材料。所述硫化性高分子材料包括聚异戊二烯、丁基橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶、三元乙丙橡胶、丙烯酸酯橡胶、聚氨酯橡胶、硅橡胶、氟橡胶等等。橡胶是一类线型柔性高分子聚合物。其分子链间次价力小，分子链柔性好，在外力作用下可产生较大形变，除去外力后能迅速恢复原状。

其中，所述硫化性高分子材料优选为硅橡胶。由于硅橡胶具有优异的耐热性、耐寒性、介电性、耐臭氧和耐大气老化等性能，硅橡胶突出的性能是使用温度宽广，能在-60℃(或更低的温度)至+250℃(或更高的温度)下长期使用。

并且，当所述绝缘保护层3的材质为热塑性或热固性或硫化性高分子材料时，所述绝缘保护层通过挤出或挤塑或低温低压注塑或注塑的方式，配合模具将所述高分子材料固化定型在所述铝导线4与第一连接件的连接位处。

再或者，所述绝缘保护层3主要由绝缘涂料制作而成。其优点如下：

1、加工更方便，采用涂刷或喷涂，比注塑节省工时。

2、绝缘保护层的厚度可以很小，可达到1mm以下，且能够满足绝缘要求。

3、耐热性好，可达到1700℃。

4、硬度高，可达到7H的硬度。

优选所述绝缘涂料至少为绝缘漆、PTFE涂料、浸渍树脂、胶粉云母带、绝缘陶瓷涂料中的一种。

并且，当所述绝缘保护层3主要由绝缘涂料制作而成时，所述绝缘保护层3 通过喷涂或涂刷的方式将所述绝缘涂料涂覆在所述铝导线4与第一连接件的连接位处。

在本实施例中，绝缘保护层3的长度至少为1mm，从而确保绝缘保护层3 能够有效覆盖铜端子1与铝导线4的连接区域，并能保证水和空气不进入到所述连接区域，如果绝缘保护层3长度小于1mm，则不能够完全保护所述连接区域，从而导致接头腐蚀。

经发明人一系列具有创造性的系统性实验可以得出不同长度下的绝缘保护层的电学及力学性能测试数据，详见下表：

从上述实验数据可以得出，当绝缘保护层的长度小于1.0mm时，绝缘保护层不能够完全保护所述连接区域，导致接头的拉拔力和电压降在盐雾试验之后，性能急剧下降，已经不能满足接头的力学性能和电学性能要求，因此，本实施例中选择绝缘保护层的长度至少为1mm。

而所述铜端子1的材质为铜或铜合金，所述铝导线4的导芯材质为铝或铝合金。其中，所述铜合金包括铜锡合金、铜锌合金、铜镍合金、铜铝合金等，所述铝合金包括铝硅合金，铝铜合金，铝镁合金，铝锂合金、铝锰合金、铝锌合金和铝稀土合金。

所述间隔金属层2材质的电极电位介于铜和铝的电极电位之间，或者，与铜或铝的电极电位相等。由于金属之间的电极电位差异越大，电化学腐蚀越严重，铜铝之间的电极电位差异很大，因此会很快发生电腐蚀减少使用寿命，在铜端子1与铝导线4之间增加电极电位在铜与铝之间的金属作为间隔金属层2，能够减缓电腐蚀，从而延长接头的使用寿命。

在本实施例中优选所述间隔金属层2的材质至少为镍、镉、锆、铬、锰、铝、铜、锡、钛、锌、钴中的一种，从而使得所形成的间隔金属层2化学性能比较稳定。更优选所述间隔金属层2的材质至少为铝、镍和锌中的一种，不但在市面上能够容易购买到，而且相比其他可选的金属价格更加低廉，性价比较高。

或者，所述间隔金属层2的材质为金或银或两者的组合。由于金或银为导电性极好的金属材料，而且其化学性质十分稳定，基本不会与其他金属发生电化学反应，因此可以作为间隔金属层2的材料。

所述间隔金属层2通过电镀、电磁焊、电弧喷涂、摩擦焊、超声波焊、电弧焊或压焊的方式固定在待焊接的铜端子1或者铝导线4的至少包含焊接区域的位置上。

而为了简化结构，如图1所示，所述铜端子1为所述铜端子1为实心铜导线的一端，所述铝导线4为单芯铝导线4。在本实施例中，所述实心铜导线的一端的上半部分用于连接用电设备，所述上半部分呈圆形。在另一实施例中，如图2所示，所述上半部分呈多边形，更优选为四边形。

实施例二

图4所示的是本实用新型的铜端子1与铝导线4的接头的第二种较优选实施方式，其与图2所示的第一种较优选实施方式的唯一不同点在于：如图3所示，所述铜端子1为开口端子，所述铝导线4为多芯铝导线4。其中本实施例中所说的所述多芯具体是指两条以上的芯线。安装时，所述多芯铝导与开口导线通过压接方式连接。

实施例三

图6所示的是本实用新型的铜端子1与铝导线4的接头的第三种较优选实施方式，其与图2所示的第一种较优选实施方式的唯一不同点在于：如图5所示，所述铜端子1为扁平实心端子，所述铝导线4为多芯铝导线4。其中本实施例中所说的所述多芯具体是指两条以上的芯线。

实施例四

图8所示的是本实用新型的铜端子1与铝导线4的接头的第四种较优选实施方式，其与图2所示的第一种较优选实施方式的唯一不同点在于：如图7所示，所述铜端子1为筒状端子，在本实施例中，所述筒状端子优选圆筒端子，所述铝导线4为多芯铝导线4。其中本实施例中所说的所述多芯具体是指两条以上的芯线。

上述实施方式仅为本实用新型的优选实施方式，不能以此来限定本实用新型保护的范围，本领域的技术人员在本实用新型的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本实用新型所要求保护的范围。

Claims (21)

1.一种铜端子与铝导线的接头，所述铜端子包括第一连接件，以及与所述第一连接件相连的第二连接件，所述第二连接件为铜端子与用电装置相连接的固定区域，所述第一连接件为铜端子与铝导线相连接的区域；所述铝导线的导芯与第一连接件通过间隔金属层相接，其特征在于：所述铝导线与第一连接件的连接位处还至少部分地设置有绝缘保护层。

2.根据权利要求1所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述绝缘保护层为收缩管。

3.根据权利要求2所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述收缩管为带内层胶的热缩管。

4.根据权利要求1所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述绝缘保护层的材质为热塑性高分子材料。

5.根据权利要求1所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述绝缘保护层的材质为热固性高分子材料。

6.根据权利要求1所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述绝缘保护层的材质为硫化性高分子材料。

7.根据权利要求6所述铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述硫化性高分子材料为硅橡胶。

8.根据权利要求1所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述绝缘保护层主要由绝缘涂料制作而成。

9.根据权利要求8所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述绝缘涂料至少为绝缘漆、PTFE涂料、浸渍树脂、胶粉云母带、绝缘陶瓷涂料中的一种。

10.根据权利要求1-9任何一项所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：绝缘保护层的长度至少为1mm。

11.根据权利要求1所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述铜端子的材质为铜或铜合金，所述铝导线的导芯材质为铝或铝合金。

12.根据权利要求1所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述铜端子为扁平实心端子、开口端子、筒状端子或者实心铜导线的一端。

13.根据权利要求1所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述铝导线为单芯铝导线或多芯铝导线。

14.根据权利要求1所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述间隔金属层材质的电极电位介于铜和铝的电极电位之间，或者，与铜或铝的电极电位相等。

15.根据权利要求14所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述间隔金属层的材质至少为镍、镉、锆、铬、锰、铝、铜、锡、钛、锌、钴中的一种。

16.根据权利要求15所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述间隔金属层的材质至少为铝、镍和锌中的一种。

17.根据权利要求1所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述间隔金属层的材质为金或银或两者的组合。

18.根据权利要求14-17任何一项所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述间隔金属层通过电镀、电磁焊、电弧喷涂、摩擦焊、超声波焊、电弧焊或压焊的方式固定在待焊接的铜端子或者铝导线的至少包含焊接区域的位置上。

19.根据权利要求2或3所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述收缩管套入所述铝导线与第一连接件的连接位处后再采用加热方式使所述收缩管收缩并贴附所述连接位。

20.根据权利要求4或5或6或7所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述绝缘保护层通过挤出或挤塑或低温低压注塑或注塑的方式，配合模具将所述高分子材料固化定型在所述铝导线与第一连接件的连接位处。

21.根据权利要求8或9所述的铜端子与铝导线的接头，其特征在于：所述绝缘保护层通过喷涂或涂刷的方式将所述绝缘涂料涂覆在所述铝导线与第一连接件的连接位处。