DE112014003173T5 - Leitendes Element und Verfahren zum Herstellen eines leitenden Elements - Google Patents

Leitendes Element und Verfahren zum Herstellen eines leitenden Elements Download PDF

Info

Publication number
DE112014003173T5
DE112014003173T5 DE112014003173.9T DE112014003173T DE112014003173T5 DE 112014003173 T5 DE112014003173 T5 DE 112014003173T5 DE 112014003173 T DE112014003173 T DE 112014003173T DE 112014003173 T5 DE112014003173 T5 DE 112014003173T5
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
conductive member
aluminum
powder material
main body
body portion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE112014003173.9T
Other languages
English (en)
Inventor
Yuichiro Yamauchi
Masaru Akabayashi
Shinya Miyaji
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NHK Spring Co Ltd
Original Assignee
NHK Spring Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NHK Spring Co Ltd filed Critical NHK Spring Co Ltd
Publication of DE112014003173T5 publication Critical patent/DE112014003173T5/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/02—Coating starting from inorganic powder by application of pressure only
    • C23C24/04—Impact or kinetic deposition of particles
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C24/00—Coating starting from inorganic powder
    • C23C24/08—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat
    • C23C24/082—Coating starting from inorganic powder by application of heat or pressure and heat without intermediate formation of a liquid in the layer
    • C23C24/085—Coating with metallic material, i.e. metals or metal alloys, optionally comprising hard particles, e.g. oxides, carbides or nitrides
    • C23C24/087—Coating with metal alloys or metal elements only
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/522—Inorganic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
    • H01M50/55—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on the same side of the cell
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/543—Terminals
    • H01M50/562—Terminals characterised by the material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/507—Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising an arrangement of two or more busbars within a container structure, e.g. busbar modules
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

Ein leitendes Element, das einen exzellenten elektrischen Widerstand und eine Haftfestigkeit aufweist, und ein Verfahren zum Herstellen des leitenden Elements werden bereitgestellt. Ein leitendes Element (1) der vorliegenden Erfindung beinhaltet einen Hauptkörperabschnitt eines leitenden Elements (2), der eine Vickers-Härte gleich oder größer als 100 aufweist und aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt ist, und eine Filmschicht (3), die an einer Endfläche des Hauptkörperabschnitt eines leitenden Elements (2) ausgebildet und aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, und die Filmschicht (3) wird durch Beschleunigen eines Pulvermaterials aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, das zusammen mit einem Gas, das bis zu einer Temperatur geheizt ist, die geringer als ein Schmelzpunkt des Pulvermaterials ist, und Sprühen des Pulvermaterials, das sich weiterhin in einer festen Phase befindet, auf eine Endfläche des Hauptkörperabschnitts des leitenden Elements (2) und Verursachen des Pulvermaterials, sich daran abzulagern, ausgebildet.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein leitendes Element und ein Verfahren zum Herstellen des leitenden Elements.
  • Hintergrund
  • In den letzten Jahren wurden Sekundärbatterien als Stromquellen für verschiedene Zwecke und für Zwecke, die eine große elektrische Leistung benötigen, wie für Automobile oder Stromquellen für elektrische Leistungsspeicher durch verbinden mehrere Batterien aneinander via eines leitenden Elements, das Sammelschiene genannt wird, verwendet, wobei die Sekundärbatterien für elektrische Leistung für große Leistungsquellen verwendet werden.
  • Eine Sammelschiene wurde offenbart (siehe zum Beispiel Patentliteratur 1), die erhalten wurde, um einen elektrischen Widerstand und eine Haftfähigkeit zwischen einer Sekundärbatterie und einem Elektrodenanschluss durch Verbinden von Aluminium und plattierten Kupfermaterialien oder Aluminium und Kupfermaterialien durch Kaltgassprühen zu verbessern.
  • Sammelschienen aus Verbundmaterial haben exzellente Haftfähigkeiten, weil positive Elektroden (Aluminium) mit den Aluminiumendabschnitten verbunden sind, und negative Elektroden (Kupfer) mit Kupferendabschnitten jeweils durch Laserschweißen und dergleichen verbunden sind, da sich aber die Verbindungsbedingungen der positiven Elektroden und negativen Elektroden unterscheiden haben Sammelschienen aus Verbundmaterial einen Nachteil, dass die Anzahl der Schritte darum erhöht ist.
  • Als eine Technik zum Lösen dieses Problems wurde ein Verfahren adaptiert, in dem eine Kupferplatte an eine positive Elektrode (Aluminium) gehämmert wurde und Verbindungsprozesse zwischen jeweiligen Endabschnitten einer Sammelschiene aus Kupfer und der positiven und negativen Elektrode gleichzeitig durchgeführt werden. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, dass der Elektrodenanschluss, der mit der Kupferplatte angehämmter ist, einen großen Kontaktwiderstand aufweist und eine Gewichtsreduktion schwer zu erreichen ist, weil die Sammelschiene aus Kupfer verwendet wird.
  • Literaturliste
  • Patentliteratur
    • Patentliteratur 1: Japanische Offenlegungsschrift Nr. 2012-144759
  • Darstellung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Die vorliegende Erfindung wurde unter Betrachtung des obigen gemacht und ein Ziel davon ist es, bereitzustellen: ein leitendes Element, das es erlaubt einen Verbindungsprozess von positiven Elektroden und negativen Elektroden in einem Schritt gleichzeitig durchzuführen, wenn Sekundärbatterien miteinander via einer Sammelschiene Aluminium verbunden sind, und das auch einen exzellenten elektrischen Widerstand und Haftfähigkeit aufweist; und ein Verfahren zum Herstellen des leitenden Elements.
  • Lösung des Problems
  • Um das Problem zu lösen und das Ziel zu erreichen beinhaltet ein leitendes Element entsprechend der vorliegenden Erfindung: einen Hauptkörperabschnitt eines leitenden Elements, der eine Vickers-Härte gleich oder größer 100 Hv aufweist und das aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt ist; und eine Filmschicht, die an einer Endfläche des Hauptkörperabschnitts des leitenden Elements ausgebildet ist und aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, und die Filmschicht durch Beschleunigen eines Pulvermaterials aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zusammen mit einem Gas, das bis zu einer Temperatur geheizt ist, die geringer als ein Schmelzpunkt des Pulvermaterials ist, und Sprühen des Pulvermaterials, das sich weiterhin in einer festen Phase befindet, auf eine Endfläche Hauptkörperabschnitts des leitenden Elements und Verursachen des Pulvermaterials, sich daran abzulagern, ausgebildet ist.
  • Darüber hinaus wird in dem oben beschriebenen leitenden Element entsprechend der vorliegenden Erfindung das leitende Element als ein Elektrodenanschluss für eine Batterie verwendet.
  • Darüber hinaus wird in dem oben beschriebenen leitenden Element entsprechend der vorliegenden Erfindung das leitende Element als ein negativer Anschluss für eine Batterie verwendet, wobei der negative Anschluss mit einem positiven Anschluss einer anderen Batterie via einer Sammelschiene aus Aluminium verbunden ist.
  • Darüber hinaus beinhaltet ein Verfahren zum Herstellen eines leitenden Elements entsprechend der vorliegenden Erfindung einen Schritt eines Ausbildens einer Filmschicht durch: Beschleunigen eines Pulvermaterials aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zusammen mit einem Gas, das bis zu einer Temperatur geheizt ist, die geringer als ein Schmelzpunkt des Pulvermaterials ist, in Richtung einer Endoberfläche eines Hauptkörperabschnitts eines leitenden Elements, der eine Vickers-Härte gleich oder größer als 100 Hv aufweist und aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt ist; Sprühen des Pulvermaterials, das sich weiterhin in einer festen Phase befindet, auf eine Endfläche Hauptkörperabschnitts des leitenden Elements; und Verursachen des Pulvermaterials, sich daran abzulagern.
  • Darüber hinaus beinhaltet das oben beschriebene Verfahren zum Herstellen eines leitenden Elements entsprechend der vorliegenden Erfindung nach dem Ausbilden der Filmschicht einen Glühschritt, um die Vickers-Härte des Hauptkörperabschnitts des leitenden Elements auf 60 bis 80 Hv einzustellen.
  • Vorteilhafte Effekte der Erfindung
  • ein leitendes Element und ein Verfahren zum Herstellen des leitenden Elements entsprechend der vorliegenden Erfindung sind geeignet: eine Haftfestigkeit zwischen einem Hauptkörper eines leitenden Elements und einer Filmschicht zu verbessern; exzellente Haftfähigkeit mit einer Sammelschiene und exzellenten elektrischen Widerstand bei einer Verwendung als eine Elektrode einer Batterie bereitzustellen; Vereinfachen von Schritten zum Herstellen der Batterie; und eine Gewichtsreduktion der Batterie zu erhalten.
  • Kurze Beschreibung der Figuren
  • 1 ist ein schematisches Diagramm, das eine Konfiguration eines leitenden Elements entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.
  • 2 ist ein schematisches Diagramm einer Sekundärbatterie, die das leitende Element entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • 3 ist eine Aufsicht, die eine Verbindung via einer Sammelschiene aus Aluminium zwischen Sekundärbatterien darstellt, welche leitende Elemente entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet.
  • 4 ist ein schematisches Diagramm, das einen Umriss einer Kaltgassprühvorrichtung darstellt, die beim Herstellen eines leitenden Elements entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet wird.
  • 5 stellt ein schematisches Diagramm eines Tests durch ein einfaches Zugfestigkeitstestverfahren dar.
  • 6 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen Härten von Kupferplatten und Haftfestigkeiten von Aluminiumfilmschichten, entsprechend dem einfachen Zugfestigkeitstestverfahren.
  • Beschreibung der Ausführungsform
  • Im Folgenden wird ein Modus zum Ausführen der vorliegenden Erfindung detailliert zusammen mit den Figuren beschrieben. Die vorliegenden Erfindung ist nicht auf die folgende Ausführungsform beschränkt. Ferner stellt jede Zeichnung, auf die in der folgenden Beschreibung Bezug genommen wird, schematische Formen, Größen und Positionsbeziehung lediglich in einem Umfang dar, der es ermöglicht, dass die vorliegende Erfindung verstanden wird. D. h., dass die vorliegenden Erfindung nicht nur auf die Formen, Größen und Positionsbeziehung beschränkt ist, die durch jede Zeichnung beispielhaft dargestellt werden.
  • Zuerst wird ein Verfahren zum Herstellen eines leitenden Elements entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung detailliert mit Bezug zu den Figuren beschrieben. 1 ist ein schematisches Diagramm zum Darstellen eines Aufbaus des leitenden Elements entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 ist ein schematisches Diagramm einer Sekundärbatterie, welche das leitende Element entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendet. 3 ist eine Aufsicht, die eine Verbindung via einer Sammelschiene aus Aluminium zwischen Sekundärbatterien darstellt, welche die leitenden Elemente entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwenden.
  • Ein leitendes Element 1 ist aus folgendem ausgebildet: einem Hauptkörperabschnitt eines leitenden Elements 2, der eine Vickers-Härte gleich oder größer als 100 (Hv) aufweist und ist aus einem Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt ist; und einer Filmschicht 3, die durch ein später beschriebenes Kaltgassprühen an einer Endfläche des Haupt Körperabschnitts eines leitenden Elements 2 geschichtet ist und aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist.
  • Der Hauptkörperabschnitt eines leitenden Elements 2 ist vorzugsweise reines Kupfer um den elektrischen Widerstand des leitenden Elements 1 zu reduzieren. Ferner weist Kupfer oder die Kupferlegierung, die das Material ist, welches den Hauptkörperabschnitt des leitenden Elements 2 ausbildet, eine Vickers-Härte gleich oder größer als 100 (Hv) auf, eine Haftfähigkeit zwischen dem Hauptkörper Abschnitt eines leitenden Elements 2 und der Filmschicht 3 kann verbessert werden.
  • Das Material, das für den Hauptkörperabschnitt des leitenden Elements 2 verwendet wird, kann ein Kupfer oder Kupferlegierungen mit der Vickers-Härte gleich oder größer als 100 (Hv) sein und zum Beispiel kann ein Kupfer mit einer Zustandsbezeichnung von 3/4 H oder H verwendet werden. Ferner falls die Härte des Kupfers oder der Kupferlegierung des Hauptkörperabschnitts des leitenden Elements 2 kleiner als 100 ist, kann die Härte des Kupfers an der Oberfläche durch Ausbilden eines Kupferfilms durch Plattieren von Kupfer oder Kaltgassprühen erhöht werden. In dieser Ausführungsform weist das leitende Element 1 eine rechteckige Säulenform auf, ist aber nicht darauf beschränkt.
  • Die Filmschicht 3 ist ein Film, der auf der Endfläche (eine der oberen und unteren Oberflächen) des Hauptkörperabschnitts des leitenden Elements 2, der eine rechteckige Säulenform aufweist, ausgebildet ist und der aus Aluminium oder der Aluminiumlegierung hergestellt ist. Die Filmschicht 3 wird durch Kaltgassprühen hergestellt, das später beschrieben wird. Grundsätzlich, wenn die Filmschicht 3 an einem Substrat (der Hauptkörperabschnitt des leitenden Elements in dieser Ausführungsform), das aus einem Metall oder einer Legierung ausgebildet ist, durch Kaltgassprühen durch Auftreffen eines Pulvermaterials mit einer hohen Geschwindigkeit ausgebildet wird, um der Film auf dem Substrat zu sein, wird eine plastische Deformation zwischen dem Pulvermaterial und dem Substrat verursacht und Binden zwischen dem Film und dem Substrat wird aufgrund des Ankereffekt und metallischen Bindungen erhalten. Darum, da plastische Deformation wahrscheinlicher für ein Material mit einer geringeren Substrat-Härte als für ein härteres Material verursacht wird, haben die Erfinder bestätigt, dass das Material mit der kleineren Substrat-Härte die Verbindungsfestigkeit an einer Grenzoberfläche zwischen dem Substrat und dem Film verbessert wird ( japanische Offenlegungsschrift Nr. 2012-219304 ). Jedoch haben die Erfinder herausgefunden, dass, wenn Aluminium, eine Aluminiumlegierung oder dergleichen als ein Material eines Kaltgassprühmaterials verwendet wird und Kaltgassprühen an einem Substrat durchgeführt wird, das aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt ist, je größer die Härte des Kupfers oder der Kupferlegierung, welches das Substrat ist, ist, desto besser wird die Haftfestigkeit an der Grenzoberfläche zwischen dem Substrat (Kupfer) und dem Film (Aluminium). Es wird angenommen, dass dies daran liegt, dass, wenn ein Material mit einer großen Härte als ein Substrat verwendet wird, ein Oxidfilm, der an einer Oberfläche des Aluminiums oder der Aluminiumlegierung ausgebildet ist, beim Sprühen und Auftreffen entfernt wird, metallische Bindungen mit dem Kupfer oder der Kupferlegierung, welches das Material des Substrats ist, dazu tendieren hergestellt zu werden.
  • Das leitende Element 1 entsprechend dieser Ausführungsform ist dazu geeignet als ein negativer Anschluss einer Sekundärbatterie 10, wie in 2 dargestellt, verwendet zu werden. Die Sekundärbatterie 10, die in 2 dargestellt ist, weist ein nicht-wässriges Elektrolyt auf, das in einem äußeren Behälter 6 dessen in einer flüssigkeitsdichten Weise eingefüllt ist und einen gewundenen Aufbau in einem Zustand aufweist, in dem ein Trenner zwischen einer positiven Platte und einer negativen Platte eingeführt ist.
  • Das leitende Element 1, das als der negativer Anschluss verwendet wird, ist so installiert, dass eine Filmschichtseite 4 davon außerhalb des äußeren Behälters 6 hervorsteht, und ein positiver Anschluss ist aus einem Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt und ähnlich zu dem leitenden Element 1 ist der positive Anschluss 4 so installiert, dass ein Endabschnitt dessen außerhalb des äußeren Behälter 6 hervorsteht. Isolatoren 5 sind jeweils zwischen dem leitenden Element und dem äußeren Behälter 6 und zwischen dem positiven Anschluss 4 und dem äußeren Behälter 6 angeordnet. Das leitende Element 1 ist mit der negativen Platte verbunden und der positive Anschluss 5 ist mit der positiven Platte jeweils verbunden. Die Verbindung zwischen jeweiligen Anschlüssen und den Elektroden ist durch Verstemmen oder Schweißen oder dergleichen ausgeführt und wenn die Verbindung durch Verstemmen durchgeführt wird, wird das leitende Element 1 vorzugsweise einem glühen ausgesetzt. Da ein Kupfermaterial, das eine große Härte aufweist (gleich oder größer als 100 Hv), für den Hauptkörperabschnitt eines leitenden Elements 2 entsprechend dieser Ausführungsform verwendet wird, kann ein Verstemmen durch Glühen unter einem Vakuum bei 200–400°C, das die Härte auf ungefähr 60–80 Hv zu reduziert, einfach durchgeführt werden.
  • Wenn die Sekundärbatterie entsprechend dieser Ausführungsform verbunden ist, um als elektrische Leistung für eine große Stromquelle verwendet zu werden, wie in 3 dargestellt, wird das leitende Element 1, das als negativer Anschluss verwendet wird, mit einem positiven Anschluss 4 einer anderen Sekundärbatterie 10 via einer Sammelschiene 11 aus Aluminium verbunden. Die Verbindung zwischen einem Endabschnitt der Sammelschiene 11 aus Aluminium und dem leitenden Element 1, das die Filmschicht 3 aufweist, die aus Aluminium oder der Aluminiumlegierung hergestellt ist, und die Verbindung zwischen dem anderen Endabschnitt der Sammelschiene 11 aus Aluminium und dem positiven Anschluss 4, der aus Aluminium oder der Aluminiumlegierung hergestellt ist, ist geeignet unter denselben Bedingungen erreicht zu werden, zum Beispiel durch das gleiche Laserschweißen für Aluminiumverbindungen oder dergleichen. Darum können durch Verwenden desselben Verbindungsmaterials die Verbindungen gleichzeitig durchgeführt werden. Ferner, da die Sammelschienen 11 aus Aluminium verwendet wird, kann ein Gesamtgewicht der Batterie merklich reduziert werden im Vergleich zu einem Fall, in dem Sammelschienen aus Kupfer verwendet werden. Ferner, da für das leitende Element 1 entsprechend dieser Ausführungsform die Filmschicht 3 durch Kaltgassprühen ausgebildet ist, weist im Vergleich mit einem positiven Anschluss, der durch Verstemmen einer Kupferplatte mit einem leitenden Element, das aus Aluminium hergestellt ist, das leitende Element 1 einen Effekt auf, den Widerstand an der Grenzoberfläche zwischen dem Hauptkörperabschnitt eines leitenden Elements 2 und der Filmschicht 3 merklich zu reduzieren.
  • Als nächstes wird ein Ausbilden der Filmschicht 3 an der Endfläche des Hauptkörperabschnitts eines leitenden Elements 2 mit Bezug zu 4 beschrieben. 4 ist ein schematisches Diagramm, das einen Umriss einer Kaltgassprühvorrichtung 20, die in dem Ausbilden der Filmschicht 3 verwendet wird, darstellt.
  • Die Kaltgassprühvorrichtung 20 beinhaltet: eine Gasheizung 21, die ein komprimiertes Gas aufheizt; eine Pulverzufuhrvorrichtung 23, die das Pulvermaterial, das auf den Hauptkörper Abschnitt eines leitenden Elements 2 zu sprühen ist, einhaust und das Pulvermaterial zu einer Sprühpistole 22 zuführt, und eine Gasdüse 24, durch die das Pulvermaterial zusammen mit dem komprimierten Gas, das in der Sprühpistole 22 aufgeheizt ist, auf das Substrat gesprüht wird.
  • Helium, Stickstoff, Luft und dergleichen werden als das komprimierte Gas verwendet. Das komprimierte Gas, das zuzuführen ist, wird zu der Gasheizung 21 und die Pulverzufuhrvorrichtung 23 durch Ventile 25 und 26 jeweils zugeführt. Nachdem das komprimierte Gas, das zu der zu der Gasheizung 21 zugeführt wird, auf eine Temperatur aufgeheizt ist, die zum Beispiel gleich oder größer als 50°C und gleich oder kleiner als der Schmelzpunkt des Aluminiums Aluminiumlegierung ist, was das Pulvermaterial der Filmschicht 3 ist, wird das komprimierte Gas zu der Sprühpistole 22 zugeführt. Das komprimierte Gas ist vorzugsweise auf eine Temperatur von 150–350°C aufgeheizt.
  • Das komprimierte Gas, das zu der Pulverzufuhrvorrichtung 23 zugeführt wird, führt das Pulvermaterial, das in der Pulverzufuhrvorrichtung 23 ist, das einen Partikeldurchmesser von zum Beispiel ungefähr 10–100 μm aufweist und aus Aluminium oder der Aluminiumlegierung hergestellt ist, zu der Sprühpistole 22 bei einer vorbestimmten Entladerate. Das aufgeheizte, komprimierte Gas wird durch die Gasdüse 24, die eine konvergent-divergent Form aufweist, zu einem Überschallfluss (von ungefähr 340 m/s oder mehr). Ferner ist ein Gasdruck des komprimierten Gases vorzugsweise 1 bis 5 MPa, die Haftfestigkeit zwischen dem Hauptkörperabschnitt eines leitenden Elements 2 und der Filmschicht 3 kann verbessert werden. Die Behandlung wird vorzugsweise unter einem Druck von 2–4 MPa durchgeführt. Das Materialpulver, das zu der Sprühpistole 22 zugeführt wird, wird durch Einführen in den Überschallfluss des komprimierten Gases beschleunigt, um auf das Substrat bei hoher Geschwindigkeit aufzutreffen, während es in der festen Phase verbleibt, um den Film auszubilden. Jede Vorrichtung, die dazu geeignet ist, die Filmschicht 3 durch Verursachen des Materialpulvers, das aus Aluminium oder der Aluminiumlegierung hergestellt ist, in der festen Phase auf dem Hauptkörperabschnitt eines leitenden Elements 2 auftreffen zu lassen, herzustellen, kann verwendet werden und ist nicht auf die Kaltgassprühvorrichtung 20 in 4 beschränkt.
  • Beispiele
  • Aluminiumpartikel (A1050 mit einem Partikeldurchmesser von 30 μm) wurden mit einem komprimierten Gas aus Stickstoff, einer Temperatur des komprimierten Gases von 250°C und einem Gasdruck von 5 MPa auf Kupferplatten 7, die voneinander verschiedene Härten aufweisen (50 mm × 50 mm × 3 mm) durch Verwenden der Kaltgassprühvorrichtung 20 gesprüht, um Aluminiumfilme 8 mit einer Dicke von 700 μm auszubilden, um dadurch Teststücke 9 zu erhalten.
  • Für die Teststücke 9, die in der oben beschriebenen Weise hergestellt wurden, wurden Haftfestigkeit zwischen den Kupferplatten 12 und dem Aluminiumfilmen 8 durch ein Zugfestigkeitstestverfahren ausgewertet. 5 stellt ein schematisches Diagramm eines Tests durch ein einfaches Zugfestigkeitstestverfahren, die an diesem Beispiel durchgeführt wurde, dar. In diesem Verfahren, nachdem ein Aluminiumstift 32 via eines Klebstoffs 33 an dem Aluminiumfilm 8, der an dem Substrat 12 ausgebildet ist, gebunden und der Aluminiumstift 32, der mit dem Aluminiumfilm 8 via des Klebstoffs 33 gebunden ist, in ein Lochabschnitt 31a einer Befestigungsstufe von oben eingeführt wurde, wurde der Aluminiumstift 32 abwärts gezogen, wodurch die Haftfestigkeit zwischen der Kupferplatte 7 und dem Aluminiumfilm 8 ausgewertet wurde. Die Auswertung wurde, basierend auf einer Zugfestigkeit und einem abgeplatzten Zustand zu einem Zeitpunkt, wenn das gebundene abgeplatzt ist, durchgeführt. Tab. 1 listet die Vickers-Härten (Hv) und Ergebnisse der Bewertung der Zugfestigkeit in entsprechend der Unterschiede der Zustände der Kupferplatten 7 auf. 6 stellt eine Beziehung zwischen der Härte der Kupferplatten und der Haftfestigkeit der Aluminiumfilme dar. Die Vickers-Härten der Kupferplatten 7 wurden durch ein FM-ARS6000, das durch Future-Tech Corp. Hergestellt wurde, gemessen. Tabelle 1
    Material Zustand Vickers-Härte [Hv] Haftfestigkeit [MPa]
    1/4 H 74.7 17
    C1020 1/2 H 96.3 28
    H 119 38
  • Wie in Tab. 1 aufgelistet und 6 dargestellt wurde bestätigt, dass je höher die Härte der Kupferplatte 7, die das Substrat ist, war, desto höher wurde die Haftfestigkeit an der Grenzoberfläche zwischen der Kupferplatte 7 und dem Aluminiumfilm 8.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie oben beschrieben, ist das leitende Element und das Verfahren zum Herstellen des leitenden Elements entsprechend der vorliegenden Erfindung für einen Anschluss einer Batterie für große Leistungsquellen anwendbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    leitendes Element
    2
    Hauptkörperabschnitt des leitenden Elements
    3
    Filmschicht
    4
    positiver Anschluss
    5
    Isolator
    6
    äußerer Behälter
    7
    Kupferplatte
    8
    Aluminiumfilm
    9
    Teststück
    10
    Sekundärbatterie
    11
    Sammelschiene aus Aluminium
    20
    Kaltgassprühvorrichtung
    21
    Gasheizung
    22
    Sprühpistole
    23
    Pulverzufuhrvorrichtung
    24
    Gasdüse
    30
    Zugversuchvorrichtung
    31
    Befestigungsstufe
    31a
    Lochabschnitt
    32
    Aluminiumstift
    33
    Klebstoff

Claims (5)

  1. Leitendes Element, umfassend: einen Hauptkörperabschnitt eines leitenden Elements, der eine Vickers-Härte gleich oder größer 100 Hv aufweist und das aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt ist; und eine Filmschicht, die an einer Endfläche des Hauptkörperabschnitts des leitenden Elements ausgebildet ist und aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist, wobei die Filmschicht durch Beschleunigen eines Pulvermaterials aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zusammen mit einem Gas, das bis zu einer Temperatur geheizt ist, die geringer als ein Schmelzpunkt des Pulvermaterials ist, und Sprühen des Pulvermaterials, das sich weiterhin in einer festen Phase befindet, auf eine Endfläche Hauptkörperabschnitts des leitenden Elements und Verursachen des Pulvermaterials, sich daran abzulagern, ausgebildet ist.
  2. Leitendes Element nach Anspruch 1, wobei das leitende Element als ein Elektrodenanschluss für eine Batterie verwendet wird.
  3. Leitendes Element nach Anspruch 1, wobei das leitende Element als ein negativer Anschluss für eine Batterie verwendet wird, wobei der negative Anschluss mit einem positiven Anschluss einer anderen Batterie via einer Sammelschiene aus Aluminium verbunden ist.
  4. Verfahren zum Herstellen eines leitenden Elements, wobei das Verfahren einen Schritt eines Ausbildens einer Filmschicht beinhaltet, durch: Beschleunigen eines Pulvermaterials aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung zusammen mit einem Gas, das bis zu einer Temperatur geheizt ist, die geringer als ein Schmelzpunkt des Pulvermaterials ist, in Richtung einer Endoberfläche eines Hauptkörperabschnitts eines leitenden Elements, der eine Vickers-Härte gleich oder größer als 100 Hv aufweist und aus Kupfer oder einer Kupferlegierung hergestellt ist; Sprühen des Pulvermaterials, das sich weiterhin in einer festen Phase befindet, auf eine Endfläche Hauptkörperabschnitts des leitenden Elements; und Verursachen des Pulvermaterials, sich daran abzulagern.
  5. Verfahren zum Herstellen des leitenden Elements nach Anspruch 4, wobei das Verfahren nach dem Ausbilden der Filmschicht einen Glühschritt beinhaltet, um die Vickers-Härte des Hauptkörperabschnitts des leitenden Elements auf 60 bis 80 Hv einzustellen.
DE112014003173.9T 2013-07-08 2014-06-26 Leitendes Element und Verfahren zum Herstellen eines leitenden Elements Withdrawn DE112014003173T5 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013143031A JP5654088B1 (ja) 2013-07-08 2013-07-08 導電部材および導電部材の製造方法
JP2013-143031 2013-07-08
PCT/JP2014/067069 WO2015005130A1 (ja) 2013-07-08 2014-06-26 導電部材および導電部材の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE112014003173T5 true DE112014003173T5 (de) 2016-03-17

Family

ID=52279816

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE112014003173.9T Withdrawn DE112014003173T5 (de) 2013-07-08 2014-06-26 Leitendes Element und Verfahren zum Herstellen eines leitenden Elements

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20160149195A1 (de)
JP (1) JP5654088B1 (de)
CN (1) CN105378146A (de)
DE (1) DE112014003173T5 (de)
WO (1) WO2015005130A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019202061A1 (de) * 2019-02-15 2020-08-20 Te Connectivity Germany Gmbh Kabel und Verfahren zum Herstellen des Kabels

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0515701D0 (en) * 2005-08-05 2005-09-07 Ici Plc Autoxidisable architectural coating compositions
JP6766330B2 (ja) * 2015-09-11 2020-10-14 日立金属株式会社 電池用リード材および電池用リード材の製造方法
US10640876B2 (en) 2017-03-30 2020-05-05 Ford Global Technologies, Llc Electrical interconnects for battery cells
GB202000103D0 (en) * 2020-01-06 2020-02-19 Rolls Royce Plc Cold spraying
CN112542660A (zh) * 2020-12-07 2021-03-23 东莞仁海科技股份有限公司 一种锂电池电极连接工艺
FR3129036B1 (fr) * 2021-11-05 2023-11-03 Lisi Automotive Suivi de la conductivité d’une connexion électrique entre les cellules d’une batterie de traction d’un véhicule automobile

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101063203B (zh) * 2006-04-30 2011-05-11 宝山钢铁股份有限公司 带镀层金属板的制造方法
JP5217596B2 (ja) * 2007-05-24 2013-06-19 日産自動車株式会社 非水溶媒二次電池用集電体並びにこれを用いた電極および電池
JP2009004863A (ja) * 2007-06-19 2009-01-08 Canon Inc プロファイル作成方法及びプロファイル作成装置
JP2009197294A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Honda Motor Co Ltd 積層体の製造方法
JP5329290B2 (ja) * 2009-04-23 2013-10-30 株式会社Ｎｅｏｍａｘマテリアル リチウムイオン電池の負極集電体用クラッド材及びその製造方法
CN102947043B (zh) * 2010-06-08 2014-04-23 株式会社新王材料 铝铜复合材料及其制造方法
JP2012059484A (ja) * 2010-09-08 2012-03-22 Furukawa Electric Co Ltd:The リチウムイオン二次電池負極用集電体とその製造方法及び二次電池用負極電極
WO2012105362A1 (ja) * 2011-02-03 2012-08-09 三洋電機株式会社 非水電解液二次電池
JP5660538B2 (ja) * 2011-07-21 2015-01-28 独立行政法人産業技術総合研究所 全固体二次電池用電極体、全固体二次電池、全固体二次電池用電極体の製造方法、全固体二次電池の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102019202061A1 (de) * 2019-02-15 2020-08-20 Te Connectivity Germany Gmbh Kabel und Verfahren zum Herstellen des Kabels
US11127511B2 (en) 2019-02-15 2021-09-21 Te Connectivity Germany Gmbh Cable and method for manufacturing the cable

Also Published As

Publication number Publication date
JP5654088B1 (ja) 2015-01-14
CN105378146A (zh) 2016-03-02
JP2015017281A (ja) 2015-01-29
WO2015005130A1 (ja) 2015-01-15
US20160149195A1 (en) 2016-05-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112014003173T5 (de) Leitendes Element und Verfahren zum Herstellen eines leitenden Elements
DE112014003172T5 (de) Laminierung und Verfahren zum Herstellen einer Laminierung
DE112008001037B4 (de) Verfahren zum Ausbilden einer metallischen Beschichtung, wärmeleitendes Element und dessen Verwendung als Leistungsmodul
DE102005005359B4 (de) Verfahren zum Kaltgasspritzen
DE102018107321A1 (de) Elektrische Zwischenverbindungen für Batteriezellen
DE112015000853B4 (de) Batterie-Verpackungs-Material
DE69919763T2 (de) Keramisches Heizelement
DE102011122029A1 (de) Thermoelektrisches Wandlermodul und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102013206480A1 (de) Halbleiterbauelement und Verfahren zum Herstellen eines Halbleiterbauelements
DE102015210458A1 (de) Verfahren zum Verbinden eines ein unedles Metall aufweisenden Leiters mit einem Kupfer aufweisenden Anschlusselement mittels Verschweißen sowie eine dadurch hergestellte Anschlussanordnung
DE112014007290T5 (de) Unterschiedliches-Material-Verbindungsstruktur und Unterschiedliches-Material-Verbindungsverfahren
DE102019106988A1 (de) Batterielasche mit einer lokalisierten schweissverbindung und verfahren zu deren herstellung
DE102017112999A1 (de) Elektrische zwischenverbindungen für batteriezellen
DE102010031457A1 (de) Verfahren zur Herstellung einer elektrisch leitfähigen Verbindung zwischen einer Mehrzahl von Batteriezellen, Batterie, Batteriesystem und Kraftfahrzeug
EP2695725A1 (de) Elektrostatische Pulveraufbringung bei einem generativem Herstellungsverfahren und Vorrichtung hierfür
DE202006009145U1 (de) Verbindung von Bauteilen
WO2018162261A1 (de) Elektronenstrahlanlage sowie verfahren zum bearbeiten von pulverförmigem werkstoff
DE102015201022A1 (de) Thermoelektrisches Element, thermoelektrisches Modul und Verfahren zum Herstellen eines thermoelektrischen Elements
WO2011000674A1 (de) Verfahren zum verkleiden eines bauteils mit einer durch kaltspritzen verschlossenen selbst tragenden verkleidung
WO2016071534A1 (de) Verfahren zur herstellung eines kontaktbereichs für eine schicht eines elektrischen heizgeräts sowie vorrichtung für ein elektrisches heizgerät für ein kraftfahrzeug
AT516609B1 (de) Elektrisch leitende Bauteile mit verbesserter Haftung und Verfahren zu deren Herstellung
DE102018220173A1 (de) Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung reduzierter Metalloberflächen
DE102019102545A1 (de) Verfahren zum Aufbringen einer elektrischen Kontaktstelle auf ein elektrisches Verbindungsteil sowie elektrisches Verbindungsteil
DE102016110415B3 (de) Verfahren zum herstellen einer elektrischen verbindung sowie elektrische leitungsanordnung
DE102020004327A1 (de) Elektrische Verbindung sowie Verfahren und Hohlstempelwerkzeug

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee