本發明涉及銅鋁復合板的技術領域,尤其涉及一種銅鋁復合板、極柱連接板結構及電池。
背景技術:
電池通常通過正負極柱與外部導線連接,作為電源接入到電路中。為了減少電池的內阻,極柱一般用銅制成。極柱一般固定在連接板上,而連接板一般采用鋁制成,以降低連接板的制作成本,并且鋁具有良好的抗氧化性能,長期和空氣接觸對連接板的性能影響不大。
但是連接板和極柱之間需要電連接,由于不同材料直接接觸連接的電阻比較大,而同一材料直接接觸連接的電阻比較小,因此,用銅制作的極柱和用鋁制作的連接板之間直接接觸,接觸區域的電阻比較大,會影響電池的性能。
如圖1所示,為了減少電池的內阻,可以將極柱2′由銅柱和鋁柱通過摩擦焊等特殊加工方式焊接在一起,形成一端為銅端21′,另一端為鋁端22′的銅鋁復合極柱,再通過鋁端22′與鋁制成的連接板1′連接。由于銅柱和鋁柱在摩擦焊等特殊焊接時,可以將銅柱和鋁柱的接觸面彼此熔融在一起,熔融結合后的連接處的內阻與普通的接觸連接相比,極柱2′的電阻小很多,因此減少了極柱2′的內阻,而鋁端22′直接與用鋁制成的連接板1′連接,導致鋁端22′與連接板1'之間的電阻也比較小,因此,此種極柱連接板結構可以減少極柱連接板的電阻。
但是,上述技術方案需要使用到銅鋁復合極柱,導致不僅需要使用摩擦焊等特殊焊接工藝,并且還需要保證成型后極柱2′的圓柱度等,對極柱2′制作的工藝要求較高,相應也導致極柱2′的制作成本比較高。
此外,現有技術中,為了降低極柱連接板結構的內阻,有時會采用銅鋁復合板與銅極柱連接,銅鋁復合板也集成了銅板和鋁板,但是銅鋁復合板在制作時一般需要先將鋁在真空(無氧)高溫下熔融至液態時,再將銅板放在鋁液表面相互接觸后形成復合層,減少電阻和提高結構強度。此種銅鋁復合板加工條件苛刻,且需要在無氧環境和高于鋁的熔點的溫度,還需要事先對銅板的表面進行特殊處理,加工成本高,并且一般都是長條形,只能對整條的銅鋁復合板再加工成適合用于電池極柱的連接板,由于成型后的銅鋁復合板的位置已經確定,因此銅和鋁的位置不方便針對電池進行調整,并且由于銅也呈長條形布置,材料浪費也比較多,材料成本比較高。而且,銅鋁復合板在生產時用的銅板往往比較長,銅板本身的直線度如果不太好時,銅板的區域會產生歪斜,不再是一條筆直的條形區域。用于連接板的銅鋁復合板上需要開設用于銅極柱穿設的通孔,通孔在成型時會由于銅板區域的歪斜而偏離銅板區域,處于銅板與鋁板的結合區域,增加了銅極柱和連接板之間的電阻。
技術實現要素:
本發明的第一目的在于提出一種銅鋁復合板,制作工藝簡單、制作方便、生產成本低。
為達此目的,本發明采用以下技術方案:
一種銅鋁復合板,包括鋁板和銅塊,所述銅塊與所述鋁板的至少一對彼此接觸的接觸面之間通過焊接連接或通過導電膠連接。
其中,所述鋁板上開設有容納所述銅塊的容納腔,所述銅塊的形狀和所述容納腔的形狀相適應。
其中,所述銅塊嵌入所述容納腔后,所述銅塊的表面不凸出于所述鋁板的表面。
其中,所述鋁板和所述銅塊中任一個凸設有定位柱,另一個上對應開設有定位孔,所述定位柱和所述定位孔配合定位。
其中,所述鋁板上凸設有多個定位柱,多個所述定位柱圍成定位區域,所述銅塊放置于所述定位區域。
其中,所述鋁板上開設有定位孔,所述銅塊的邊緣向下彎折形成定位凸起,所述定位凸起插入所述定位孔中將所述銅塊固定。
其中,所述焊接為釬焊焊接,且焊接的所述接觸面之間設置有釬料、釬片或釬膏。
本發明的第二目的在于提出一種電池的極柱連接板結構,可以減少極柱連接板結構的內阻,且制作工藝簡單、制作方便、生產成本低。
為達此目的,本發明采用以下技術方案:
一種極柱連接板結構,包括連接板和銅極柱,所述連接板為上述的銅鋁復合板,所述鋁板上開設有穿透所述鋁板和所述銅塊的通孔,所述銅極柱的一端插入所述通孔后與所述銅塊固定連接。
其中,所述銅塊在所述通孔的端部設置有臺階結構,所述銅極柱的一端穿過所述通孔后從側面凸設有定位部,所述定位部卡入所述臺階結構,所述銅極柱的另一端具有臺階狀的阻擋部,所述銅極柱套設有密封圈,所述密封圈位于所述阻擋部和所述鋁板之間。
其中,所述銅極柱與所述銅塊通過焊接固定。
本發明的第三目的在于提出一種電池,電池的極柱連接板結構的電阻小,且極柱連接板制作工藝簡單、制作方便、生產成本低。
為達此目的,本發明采用以下技術方案:
一種電池,包括上述的極柱連接板結構。
有益效果:本發明提供了一種銅鋁復合板、極柱連接板結構及電池。銅鋁復合板包括鋁板和銅塊,所述銅塊與所述鋁板的至少一對彼此接觸的接觸面之間通過焊接連接或通過導電膠連接。通過焊接或者導電膠連接的方式,焊接可以將銅塊和鋁板之間熔融結合,導電膠在固化后也可以將銅塊和鋁板連通,以上兩種方式連接的銅塊和鋁板在結合處的電阻都比直接接觸的電阻連接小,與將鋁板熔融成液態后和銅板結合相比,制作工藝簡單,只需要采用普通的焊接工藝或導電膠的固化工藝即可完成,不需要真空環境,也不需要加熱到鋁的熔點,極大的降低了銅鋁復合板的制作難度和成本。此外,銅塊區域由銅塊的預先固定位置和銅塊的形狀決定,可以根據實際需求來調整,銅塊可以設置成正方形、長方形、圓形、三角形以及其他的多邊形等,結構形式靈活。極柱連接板結構包括連接板和銅極柱,連接板為上述的銅鋁復合板,所述鋁板上開設有穿透所述鋁板和所述銅塊的通孔,所述銅極柱的一端插入所述通孔后與所述銅塊固定連接。鋁板上開設有穿透鋁板和銅塊的通孔,銅極柱的一端插入通孔后與銅塊固定連接,銅極柱和銅塊之間的接觸連接的電阻比較小,因此,整個極柱連接板結構的電阻都比較小。此極柱連接板結構只需要采用普通的銅極柱即可,不需要使用特殊的銅鋁復合極柱。且銅塊和鋁板之間焊接熔融結合工藝比較簡單,銅塊的位置還可以根據銅極柱需要放置的位置進行改變,不會由于銅塊區域的歪斜導致通孔的位置偏離銅塊區域。
附圖說明
圖1是現有技術的極柱連接板結構的剖視圖。
圖2a是實施例1提供的銅鋁復合板的爆炸圖的剖視圖。
圖2b是實施例1提供的銅鋁復合板的爆炸圖。
圖3是實施例2提供的銅鋁復合板的爆炸圖的剖視圖。
圖4a是實施例3提供的銅鋁復合板的爆炸圖的剖視圖。
圖4b是實施例3提供的銅鋁復合板的俯視圖。
圖5是實施例4提供的銅鋁復合板的爆炸圖的剖視圖。
圖6a是實施例5提供的極柱連接板結構的剖視圖。
圖6b是圖6a的A處的局部放大圖。
其中:
1-連接板,11-鋁板,111-容納腔,112-定位凸起,12-銅塊,121-臺階結構,2-銅極柱,21-定位部,22-阻擋部,3-通孔,41-定位柱,42-定位孔,43-定位區域,5-密封圈,1′-連接板,2′-極柱,21′-銅端,22′-鋁端。
具體實施方式
為使本發明解決的技術問題、采用的技術方案和達到的技術效果更加清楚,下面結合附圖并通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
實施例1
如圖2a和2b所示,本實施例提供了一種銅鋁復合板,包括鋁板11和銅塊12,銅塊12與鋁板11的一對彼此接觸的接觸面之間通過焊接連接或通過導電膠連接。通過焊接或者導電膠連接的方式,焊接可以將銅塊12和鋁板11之間熔融結合,導電膠在固化后也可以將銅塊12和鋁板11連通,以上兩種方式連接的銅塊12和鋁板11在結合處的電阻都比直接接觸的電阻連接小,與將鋁板熔融成液態后和銅板結合相比,制作工藝簡單,只需要采用普通的焊接工藝或導電膠的固化工藝即可完成,不需要真空環境,也不需要加熱到鋁的熔點,極大的降低了銅鋁復合板的制作難度和成本。此外,銅塊區域由銅塊12的預先固定位置決定,可以根據實際需求來調整。銅塊12與鋁板11的焊接面可以是銅塊12的底面或側面,也可以設置多個焊接面,以加強銅塊12和鋁板11的熔融,降低結合區域的電阻。本實施例描述的銅鋁復合板可以用于電池的極柱連接板處,也可以用于其他的需要銅鋁結合導電的場合。
為了便于銅塊12和鋁板11間的后期焊接,銅塊12和鋁板11之間可以進行初步定位,即將銅塊12預先固定在鋁板11上,可以防止在焊接過程銅塊12相對于鋁板11的移動。本實施例中,鋁板11上開設有容納銅塊12的容納腔111,且容納腔111的形狀與銅塊12的形狀相適應,以便于銅塊12更為輕松便捷地嵌入容納腔111中。銅塊12嵌入容納腔111后,即被預先固定,便于后期焊接,此種固定方式可以將銅塊12非常牢固地限定在鋁板11上,容納腔111可以在鋁板11加工成型時同時形成,也可以在鋁板11成型后采用沖壓等方式形成。容納腔111的形狀可以是圓形、方形或多邊形等不同的形狀,與背景技術中的銅鋁復合板相比,銅塊12和容納腔111處的結構形式非常靈活,可以根據實際需求進行調整。
為了保持在鋁板11上安裝銅塊12之后形成的銅鋁復合板表面的平整,銅塊12嵌入容納腔111后,銅塊12的表面不凸出于鋁板11的表面為宜。
為了降低銅塊12和鋁板11的焊接難度,進一步簡化銅鋁復合板1的制作工藝,降低銅鋁復合板的制造成本,銅塊12和鋁板11的接觸面可以先通過釬焊焊接,且接觸面之間設置有釬料、釬片或釬膏等用于釬焊的材料。銅塊12和鋁板11預先定位固定后,加熱到一定溫度,將接觸面之間的釬料、釬片或釬膏熔融,從而將銅塊12和鋁板11熔融結合在一起,降低銅塊12和鋁板11結合處的電阻。當采用導電膠連接時,在銅塊12和鋁板11的接觸面之間設置導電膠后,通過導電膠固化工藝將導電膠固化(一般為加熱到固化溫度)即可,通過上述技術手段,降低了制作銅鋁復合板1的能耗,也不需要上述現有技術手段中需要的真空環境,使得銅塊12和鋁板11在固態下可以直接結合,不需要進行額外地定位固定,非常方便。
實施例2
如圖3所示,本實施例以實施例1為基礎,但是,本實施例與實施例1不同是,在本實施例中,鋁板11上凸設有定位柱41,銅塊12上對應開設有定位孔42,定位柱41和定位孔42配合定位。在初步定位時,將銅塊12上的定位孔42套入定位柱41上即可,相對于沒有定位柱的技術方案,本技術方案使得銅塊12和鋁板11的連接更為方便,此種方式不需要在鋁板11上開設容納腔,只需要在鋁板11成型時或者后加工制作出定位柱41即可。
此外,定位柱41也可以設置在銅塊12上,相應的,這時定位孔42可以設置于鋁板11上,使用時將定位柱41插入到定位孔42中即可,也可以非常好地實現銅塊12相對于鋁板11的初步定位。
實施例3
如圖4a和4b所示,本實施例以實施例1為基礎,但是本實施例與實施例1和實施例2不同的是,在本實施例中,鋁板11上凸設有多個定位柱41,多個定位柱41圍成定位區域43,銅塊12放置于定位區域43,且被定位柱41固定。此種初步定位方式不需要額外在銅塊12上開設定位孔,直接將銅塊12通過定位柱41卡入定位區域43內即可,可以進一步簡化銅鋁復合板的加工工藝。
實施例4
如圖5所示,本實施例以實施例1為基礎,但是本實施例與上述所有的實施例不同的是,在本實施例中,鋁板11上開設有定位孔42,銅塊12的邊緣向下彎折形成定位凸起112,通過將定位凸起112插入定位孔42中,將銅塊12相對于鋁板11固定。本實施例的銅塊12不再設置定位柱,而是將銅塊12的邊緣彎折形成定位凸起112,和設置在鋁板11上的定位孔42配合,將銅塊12固定于鋁板11。此種方案也非常容易加工,簡化了銅鋁復合板的加工工藝,間接地降低了銅鋁復合板的制作成本。
實施例5
如圖6a和圖6b所示,本實施例提供了一種極柱連接板結構,包括連接板1和銅極柱2,其中,連接板1為上述任一個實施例描述的銅鋁復合板,鋁板11上開設有穿透鋁板11和銅塊12的通孔3,銅極柱2的一端插入通孔3后與銅塊12固定連接。由于銅極柱2和銅塊12采取了相同的金屬材料,所以銅極柱2和銅塊12之間的接觸連接的電阻比較小,使得整個極柱連接板結構的電阻都比較小。
相對于背景技術中采用銅鋁復合極柱的方案,此極柱連接板結構只需要采用普通的銅極柱2即可,不需要使用銅鋁復合極柱。且銅塊12和鋁板11之間焊接熔融結合工藝比較簡單,只需要采用普通的焊接工藝即可完成,極大的降低了極柱的制作難度和成本。相對于采用背景技術中的銅鋁復合板的方案,此極柱連接結構不僅制作工藝簡單,成本低,并且銅塊12的位置還可以根據銅極柱2需要放置的位置進行適應性改變,不會由于銅塊區域的歪斜導致通孔的位置偏離銅塊區域。此外,銅塊12的用料可以很少,無須使用長條形的銅板,也節約了銅的用量,降低了材料成本。
本實施例中,銅塊12在通孔3的上端部設置有臺階結構121,銅極柱2的一端穿過通孔3后,從側面凸設有定位部21,定位部21可以通過局部墩粗等加工方式形成,定位部21卡入臺階結構121中,銅極柱2的另一端具有臺階狀的阻擋部22,銅極柱2套設有密封圈5,密封圈5位于阻擋部22和鋁板11之間。阻擋部22和定位部21,配合密封圈5共同將銅極柱2和連接板1固定,并且增加了銅極柱21和銅塊12之間的接觸面積,減少銅極柱21和銅塊12之間的接觸電阻。密封圈5可以將連接板1的兩側隔離,避免空氣從外部滲入到內部。為了加強銅極柱2和銅塊12之間的連接強度,銅極柱2與銅塊12可以通過焊接固定。
實施例6
本實施例提供了一種電池,包括實施例5的極柱連接板結構。電池在極柱連接板結構處的電阻小,并且只需要普通的銅極柱2即可,不需要使用銅鋁復合極柱。銅塊12和鋁板11之間焊接熔融結合工藝比較簡單,只需要采用普通的焊接工藝即可完成,極大地降低了連接板的制作難度和成本。銅塊12的位置還可以根據銅極柱2需要放置的位置進行改變,不會由于銅塊區域的歪斜導致通孔的位置偏離銅塊區域。
以上內容僅為本發明的較佳實施例,對于本領域的普通技術人員,依據本發明的思想,在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處,本說明書內容不應理解為對本發明的限制。