一種金屬複合片體的製造方法與流程
2023-09-18 09:16:35
本發明涉及一種一側具有良好導電性能而另一側具有良好的焊接性能的金屬複合片體的製造方法。
背景技術：
當今社會對新能源的高度關注和重視，使得電池特別是二次電池應用獲得空前的發展機遇，其中高倍率及動力電池的應用和發展尤其得到關注和重視。以電動車、電動工具為代表的眾多產品均會使用到由多個電池串並聯而組成的組合電池包，各電池間的連接片目前大多為片狀金屬。
目前傳統組合電池連接片所出現的問題主要在於點焊性與導電性難以兼顧金屬的導電性與導熱性均呈反比關係，即導電性非常好的金屬如銅與鋼殼電池在點焊時由於其本身導熱能力很高，焊接過程所產生的能量難以聚集形成焊核。而如以純鎳作為導電連接片，則由於其導電性不太佳，直接影響到電池內部的溫升以及整體電池散熱能力。
電動車用圓柱電池組為例，由於續航的需求，現有的組合電池包越來越大，一般為上百個18650單體電池通過較大面積的導電連接片進行並聯組合連接構成單組電池，然後多個單組電池再進行串聯。而現有的複合金屬導電連接片，它主要是靠高壓讓兩個金屬片的表面的少量的原子互相滲透，所以要讓兩個金屬片加溫到較高的溫度，而且需要很高的壓力，在加工過程中，高的加工溫度容易出現兩個金屬片複合後會出現變形，所以現在做出來的複合金屬導電連接片的寬度很小，在實際使用中，往往需要將多個導電連接片焊接在一起，以滿足使用要求，但是焊接處往往會導致電阻的增大，而焊接長度越長也越容易出現品質問題。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是：提供一種一側具有良好導電性能而另一側具有良好的焊接性能的金屬複合片體的製造方法。
本發明解決其技術問題的解決方案是：
一種金屬複合片體的製造方法，包括以下步驟：
a）準備第一金屬片體和第二金屬片體，第一金屬片體具有第一待加工面，第二金屬片體具有第二待加工面，所述第一待加工面和第二待加工面的粗糙度均為30~50μm；
b）將第一待加工面和第二待加工面貼合；
c）將第一金屬片體的邊緣固定在第二金屬片體上或將第二金屬片體的邊緣固定在第一金屬片體上，從而形成加工母體；
d）將加工母體加熱並進行一次或多次的延壓工藝從而形成厚度不大於6mm的複合片材；
第一金屬片體的導電性能優於第二金屬片體，第二金屬片體的焊接性能優於第一金屬片體。
作為上述方案的進一步改進，第一金屬片體為金屬銅片。
作為上述方案的進一步改進，第一金屬片體的厚度為0.1~7.0mm。
作為上述方案的進一步改進，第二金屬片體為金屬鎳片。
作為上述方案的進一步改進，第二金屬片體的厚度為0.1~4.0mm。
作為上述方案的進一步改進，步驟a）的第一待加工面和第二待加工面採用金屬去除的工藝進行加工，使得第一待加工面和第二待加工面的粗糙度為30~50μm。
作為上述方案的進一步改進，步驟c）中，第一金屬片體與第二金屬片體焊接在一起。
作為上述方案的進一步改進，步驟c）中，第一金屬片體與第二金屬片體用多個間隔設置的焊點焊接在一起。
作為上述方案的進一步改進，步驟d）中，加工母體被延壓時的溫度為100℃~500℃。
作為上述方案的進一步改進，步驟d）中的壓下率為10%以上。
本發明的有益效果是：第一金屬片體的第一待加工面和第二金屬片體的第二待加工面的粗糙度均為30~50μm，所以在第一待加工面和第二待加工面上在微觀上凹凸不平，而加熱延壓後第一待加工面和第二待加工面的金屬會共熔，相互滲透，兩個金屬片之間有厚度約為30~50μm的滲透帶，連接非常的牢固。由於第一待加工面和第二待加工面的粗糙度均為30~50μm，所以加熱溫度無需太高，能得到的寬度大的在冷卻後變形小的複合片材。本發明用於將導電性能好的金屬和焊接性能好的金屬的複合。
附圖說明
為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單說明。顯然，所描述的附圖只是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他設計方案和附圖。
圖1是本發明實施例的延壓前的示意圖；
圖2是本發明實施例的複合片材的結構示意圖。
具體實施方式
以下將結合實施例和附圖對本發明的構思、具體結構及產生的技術效果進行清楚、完整地描述，以充分地理解本發明的目的、特徵和效果。顯然，所描述的實施例只是本發明的一部分實施例，而不是全部實施例，基於本發明的實施例，本領域的技術人員在不付出創造性勞動的前提下所獲得的其他實施例，均屬於本發明保護的範圍。另外，文中所提到的所有聯接/連接關係，並非單指構件直接相接，而是指可根據具體實施情況，通過添加或減少聯接輔件，來組成更優的聯接結構。本發明中的各個技術特徵，在不互相矛盾衝突的前提下可以交互組合。
參照圖1和圖2，這是本發明的一個實施例，具體地：
一種金屬複合片體的製造方法，包括以下步驟：
a）準備第一金屬片體1和第二金屬片體2，第一金屬片體1具有第一待加工面，第二金屬片體2具有第二待加工面，所述第一待加工面和第二待加工面的粗糙度均為50μm；
b）將第一待加工面和第二待加工面貼合；
c）將第一金屬片體1的邊緣固定在第二金屬片體2上或將第二金屬片體2的邊緣固定在第一金屬片體1上，從而形成加工母體；
d）將加工母體加熱並進行一次或多次的延壓工藝從而形成厚度不大於6mm的複合片材；
第一金屬片體1的導電性能優於第二金屬片體2，第二金屬片體2的焊接性能優於第一金屬片體1。第一金屬片體的第一待加工面和第二金屬片體的第二待加工面的粗糙度均為50μm，所以在第一待加工面和第二待加工面上在微觀上凹凸不平，在加熱延壓時第一待加工面和第二待加工面會互相摩擦而發熱，兩種金屬接觸部位軟化然後在微觀上相互扣接，且兩種金屬的原子相互滲透，實現共熔、互熔，兩個金屬片之間就產生了有厚度約為50μm的滲透帶3，連接非常的牢固。由於第一待加工面和第二待加工面的粗糙度均為50μm，所以加熱溫度無需太高，能得到的寬度大的在冷卻後變形小的複合片材。
本實施例的第一金屬片體1為金屬銅片，第一金屬片體1的厚度為2mm。
本實施例的第二金屬片體2為金屬鎳片，第二金屬片體2的厚度為1mm。
本實施例的第一金屬片體1和第二金屬片體2的外形尺寸大小一致，但厚度不同。
本實施例的步驟a）的第一待加工面和第二待加工面採用金屬去除的工藝進行加工，用金屬去除的工藝進行加工，不但能讓第一待加工面和第二待加工面為50μm的粗糙度，也能去除第一待加工面和第二待加工面的異物和氧化層。所述金屬去除的工藝可以為金屬絲刷輥、砂帶、拋光砂輪片打磨，去除厚度為0.5mm。
為了讓第一金屬片體1與第二金屬片體2能牢固地焊接在一起，步驟c）中，第一金屬片體1與第二金屬片體2焊接在一起。
本實施例的步驟c）中，第一金屬片體1與第二金屬片體2用多個間隔設置的焊點焊接在一起。不但能透氣，也減少了加工成本和焊接時間。
為了減少在完成加工後複合片材變形，步驟d）中，加工母體被延壓時的溫度為400℃。
為了讓的第一待加工面和第二待加工面的金屬能很好地共熔、互熔，步驟d）中的壓下率為30%。
以下再列舉本發明的兩個加工流程：
若本實施例的第一金屬片體1為厚度為3.0mm的銅片，而第二金屬片體2為厚度0.4mm的鎳片，先用金屬去除的工藝將銅片的第一金屬寬度尺寸均為410mm，將銅片和鎳片重疊進行邊緣點焊固定，固定後送入加熱爐加熱至420℃且保溫30分鐘，將加熱後的原料送入軋機壓延。產品的厚度為1.5mm，壓下率為60.53%，即總壓下率為60.53%。然後初步產品進行自然冷卻。
若本實施例的第一金屬片體1為厚度為2.0mm的銅片，而第二金屬片體2為厚度0.4mm的鎳片，寬度尺寸一致且均為200mm以上，鎳片和銅片重疊進行邊緣點焊固定，固定後送入加熱爐加熱至450℃且保溫30分鐘，將加熱後的原料送入軋機壓延。複合母材規格：2.4mm目標產品的厚度為1.5mm，壓下率為46.43%，即總壓下率為46.43%。然後初步產品進行自然冷卻。
以上對本發明的較佳實施方式進行了具體說明，但本發明並不限於所述實施例，熟悉本領域的技術人員在不違背本發明精神的前提下還可作出種種的等同變型或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請權利要求所限定的範圍內。