复合材料的接合方法和复合材料的接合装置制造方法及图纸

一种复合材料(40)的接合方法，其中，使用具备熔融材料(41)、以及含有耐热构件(42M)和结合构件(42N)的陶瓷层等耐热材料(42)的复合材料(40)，在对使陶瓷层彼此面对的一对陶瓷隔离膜进行接合之际，利用超声波加工变幅杆(141)按压陶瓷隔离膜，同时施加超声波，利用加热构件(147)对结合构件赋予热(T)，加热到该结合构件的玻化温度以上且小于熔融材料的熔点的温度，从而在使含有熔点较大程度不同的熔融材料和耐热材料的复合材料的耐热材料彼此面对的状态下相互接合。

Bonding method of composite material and bonding device of composite material

A composite material (40), the method of bonding with molten material (41), and contains a heat-resistant member (42M) and combining the component (42N) ceramic layer and a heat-resistant material (42) of the composite material (40), on the ceramic layer of ceramic isolation membrane facing each other the engagement on the occasion, the use of ultrasonic machining horn (141) press the ceramic membrane, and ultrasonic wave, using the heating element (147) for combining component (T), gives the heat to the heating component with a glass transition temperature above the melting point of the material and is smaller than the melting temperature, in order to make composite materials containing heat resistant materials the molten material and heat resistant materials melting greatly different face each other under the condition of mutual engagement.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及复合材料的接合方法和实现该接合方法的接合装置。
技术介绍
以往以来，存在通过施加超声波对将层叠熔点较大程度不同的构件而形成的层叠件彼此加热而将它们相互接合的接合方法。对于层叠件，使用了将例如聚丙烯(相当于熔点相对较低的熔融材料)和铝箔(相当于熔点相对较高的耐热材料)层叠而成的构件。在该接合方法中，将一对复合材料从使其熔融材料彼此面对的状态起相互接合(参照例如专利文献1。)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001－47257号公报
技术实现思路
专利技术要解决的问题然而，在上述专利文献1那样的结构中，在将一对复合材料从使其耐热材料彼此面对的状态起相互接合的情况下，若加热到耐热材料软化的温度，则熔融温度比该耐热材料的熔融温度低的熔融材料有可能熔断或附着到加工构件。另一方面，即使将一对复合材料加热到熔融材料软化的温度，熔融温度比该熔融材料的熔融温度高的耐热材料有可能无法充分地软化而无法接合。本专利技术是为了解决上述的问题而做成的，其目的在于提供一种能够将含有熔融材料和耐热材料的一对复合材料从使其耐热材料彼此面对的状态起相互接合的复合材料的接合方法和实现该接合方法的复合材料的接合装置。用于解决问题的方案达成上述目的的本专利技术的复合材料的接合方法是如下方法：使用复合材料，其中，所述复合材料具备：熔融材料；以及含有熔融温度比熔融材料的熔融温度高的耐热构件和使耐热构件与熔融材料结合的结合构件的耐热材料，并将使耐热材料彼此面对的一对复合材料相互接合。接合方法具有接合工序。在接合工序中，利用加工构件按压复合材料，同时施加超声波，并且利用加热构件对结合构件赋予热，从而将使耐热构件彼此从接合部向周围的区域移动而面对的熔融材料彼此接合。在此，在接合工序中，利用加热构件将结合构件加热成玻化温度以上且小于熔点的温度。达成上述目的的本专利技术的复合材料的接合装置是如下装置：使用复合材料，其中，所述复合材料具备：熔融材料；以及含有熔融温度比熔融材料的熔融温度高的耐热构件和使耐热构件与熔融材料结合的结合构件的耐热材料，并将使耐热材料彼此面对的一对复合材料相互接合。接合装置具有加工构件和加热构件。加工构件利用加工构件按压复合材料，同时对复合材料施加超声波。加热构件将结合构件加热成玻化温度以上且小于熔点的温度。附图说明图1是表示使用第1实施方式的复合材料(陶瓷隔离膜)而构成的锂离子二次电池的立体图。图2是将图1的锂离子二次电池分解成各构成构件来表示的分解立体图。图3是表示在图1的袋装电极的两面分别层叠负极后的状态的立体图。图4是沿着图3中所示的4－4线表示图3的结构的局部剖视图。图5是表示第1实施方式的复合材料的接合装置的立体图。图6是表示图5的接合装置的主要部分的立体图。图7是示意性地表示利用图5的接合装置将一对陶瓷隔离膜相互接合的状态的局部剖视图。图8是表示第2实施方式的复合材料的接合装置的主要部分的立体图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的第1实施方式和第2实施方式进行说明。在附图的说明中，对相同的元件标注相同的附图标记，省略重复的说明。为了方便说明，存在附图中的构件的大小、比率被夸张而与实际的大小、比率不同的情况。在图1～图8这全部的图中，使用以X、Y以及Z表示的箭头来表示方位。以X表示的箭头的方向表示陶瓷隔离膜40、正极20等的最终的输送方向X。以Y表示的箭头的方向表示与输送方向X交叉的交叉方向Y。以Z表示的箭头的方向表示陶瓷隔离膜40与正极20的层叠方向Z。(第1实施方式)利用接合装置100接合的复合材料(陶瓷隔离膜40)表示在图1～图4中的特别是图2～图4。复合材料(陶瓷隔离膜40)用于构成例如锂离子二次电池1的袋装电极11。锂离子二次电池1是利用外包装材料50将可进行充放电的发电元件12密封而构成的。发电元件12是将袋装电极11和负极30交替地层叠而构成的，其中，袋装电极11是利用一对陶瓷隔离膜40夹持正极20并接合而成的。即使锂离子二次电池1振动或受到冲击，也利用形成于一对陶瓷隔离膜40的两端的接合部40h抑制正极20的移动，防止隔着陶瓷隔离膜40相邻的正极20和负极30短路。对于使用了复合材料(陶瓷隔离膜40)的锂离子二次电池1的详细内容，随后论述。接合装置100表示在图5～7中。接合装置100将一对复合材料(陶瓷隔离膜40)相互接合。接合装置100使含有熔融材料(聚丙烯层41)和层叠于聚丙烯层41且熔融温度比聚丙烯层41的熔融温度高的熔融材料(聚丙烯层41)的陶瓷隔离膜40彼此接合。接合装置100包括输送电极(正极20或负极30)的电极输送部110、输送要在正极20的一面层叠的陶瓷隔离膜40的第1隔离膜输送部120以及输送要在正极20的另一面层叠的陶瓷隔离膜40的第2隔离膜输送部130。另外，接合装置100包括将一对陶瓷隔离膜40相互接合的隔离膜接合部140、输送袋装电极11的袋装电极输送部150以及分别对各构成构件的工作进行控制的控制部160。对于接合装置100的详细内容，随后论述。首先，对于，参照图1～图4，并基于使用了由接合装置100相互接合的复合材料(陶瓷隔离膜40)的锂离子二次电池1的构成，对该复合材料(陶瓷隔离膜40)进行说明。图1是表示使用复合材料(陶瓷隔离膜40)而构成的锂离子二次电池1的立体图。图2是将图1的锂离子二次电池1分解成各构成构件来表示的分解立体图。图3是表示在图1的袋装电极11的两面分别层叠负极30后的状态的立体图。图4是沿着在图3中所示的4－4线表示图3的结构的局部剖视图。正极20相当于电极，是将正极活性物质粘结于作为导电体的正极集电体21的两面而形成的。取出电力的正极电极端子21a从正极集电体21的一端的一部分延伸地形成。多个层叠好的正极20的正极电极端子21a利用焊接或粘接相互固定。对于正极20的正极集电体21的材料，使用了例如铝制膨胀金属、铝制网、铝制冲压金属。对于正极20的正极活性物质的材料，使用了各种氧化物(LiMn2O4那样的锂锰氧化物、二氧化锰、LiNiO2那样的锂镍氧化物、LiCoO2那样的锂钴氧化物、含锂的镍钴氧化物、或含锂的非晶质五氧化钒)或硫族化合物(二硫化钛、二硫化钼)等。负极30相当于极性与正极20的极性不同的电极，是将负极活性物质32粘结于作为导电体的负极集电体31的两面而形成的。负极电极端子31a以不与形成于正极20的正极电极端子21a重叠的方式，从负极集电体31的一端的一部分延伸地形成。负极30的长边方向的长度比正极20的长边方向的长度长。负极30的短边方向的长度与正极20的短边方向的长度相同。多个层叠好的负极30的负极电极端子31a利用焊接或粘接相互固定。对于负极30的负极集电体31的材料，使用了例如铜制膨胀金属、铜制网、或铜制冲压金属。对于负极30的负极活性物质32的材料，使用了吸收并释放锂离子的碳材料。对于这样的碳材料，使用了例如天然石墨、人造石墨、碳黑、活性碳、碳纤维、焦碳、或在非活性气氛中对有机前体(酚醛树脂、聚丙烯腈、或纤维素)进行热处理而合成的碳。陶瓷隔离膜40设于正极20与负极30之间，使该正极20与负极30电隔离。陶瓷隔离膜40通过将电解液保持于正极20与负极30之间而担保了锂离子的传导性。陶瓷隔离膜40形成为矩形形本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种复合材料的接合方法，在该接合方法中，使用具备熔融材料和耐热材料的复合材料，所述耐热材料含有熔融温度比所述熔融材料的熔融温度高的耐热构件和使所述耐热构件与所述熔融材料结合的结合构件，将使所述耐热材料彼此面对的一对所述复合材料相互接合，其中，该接合方法具有接合工序，在该接合工序中，利用加工构件按压所述复合材料，同时施加超声波，并且，利用加热构件对所述结合构件赋予热，从而将使耐热构件彼此从接合部向周围的区域移动而相面对的所述熔融材料彼此接合，在所述接合工序中，利用所述加热构件将所述结合构件加热到玻化温度以上且小于熔点的温度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种复合材料的接合方法，在该接合方法中，使用具备熔融材料和耐热材料的复合材料，所述耐热材料含有熔融温度比所述熔融材料的熔融温度高的耐热构件和使所述耐热构件与所述熔融材料结合的结合构件，将使所述耐热材料彼此面对的一对所述复合材料相互接合，其中，该接合方法具有接合工序，在该接合工序中，利用加工构件按压所述复合材料，同时施加超声波，并且，利用加热构件对所述结合构件赋予热，从而将使耐热构件彼此从接合部向周围的区域移动而相面对的所述熔融材料彼此接合，在所述接合工序中，利用所述加热构件将所述结合构件加热到玻化温度以上且小于熔点的温度。2.根据权利要求1所述的复合材料的接合方法，其中，在所述接合工序中，一边利用所述加热构件对所述结合构件赋予热，一边利用所述加工构件对所述复合材料施加超声波。3.根据权利要求1或2所述的复合材料的接合方法，其中，在所述接合工序中，从利用所述加工构件对所述复合材料施加超声波之前，利用所述加热构件对所述结合构件赋予热。4.根据权利要求1～3中任一项所述的复合材料的接合方法，其中，在所述接合工序中，利用所述加工构件沿着所述耐热材料彼此的接合面施加超声波。5.根据权利要求1～4中任一项所述的复合材料的接合方法，其中，利用所述加热构件对所述结合构件进行加热的温度是小于所述熔融材料的熔点的温度。6.一种复合材料的接合装置，其使用具备熔融材料和耐...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野孝洋，大类俊明，藤泽伸次，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP