接合体的制造方法、接合体、电池模块及电池组技术

通过将第1构件的至少一部分和第2构件的至少一部分重叠而形成层叠体。通过向层叠体照射激光而第1构件和第2构件被接合。第1构件包含Al。第2构件包含Cu。第2构件包含第1主面和第2主面。第2主面是第1主面的相反面。通过第1主面与第1构件接触而形成接触部。激光向第2主面照射。接触部的温度为Al与Cu的共晶点温度以上且低于Cu的熔点。且低于Cu的熔点。且低于Cu的熔点。

【技术实现步骤摘要】
接合体的制造方法、接合体、电池模块及电池组


[0001]本公开涉及接合体的制造方法、接合体、电池模块及电池组(pack)。

技术介绍

[0002]日本特开2015
‑
211981公开了不同材料金属接合体。

技术实现思路

[0003]例如，在电池模块的领域等中，铝(Al)材和铜(Cu)材被接合。例如，有时汇流条(Al材料)接合于负极端子(Cu材料)。
[0004]例如，通过Al材料和Cu材料被层叠而形成层叠体。以往，通过从Al材料侧向层叠体照射激光而在Al材料与Cu材料之间形成了接合层(例如参照日本特开2015
‑
211981)。接合层将Al材料和Cu材料接合。接合层包含Al
‑
Cu合金。
[0005]为了形成接合层，要求在Al材料与Cu材料的接触部处，Al及Cu这双方熔融。Cu与Al相比具有非常高的熔点。若接触部的温度上升直至Cu熔融，则在接触部的周围Al会大量熔融。难以一边使Cu熔融、一边将Al的熔融量控制为少。由于Al急剧熔融，有时也会发生溅射。
[0006]若Al大量熔融，则脆弱的Al
‑
Cu合金会容易析出。而且，接合层可能生长得厚。接合层也有时不成为层状，而是形成为瘤状。厚的接合层存在容易在合金组织内包含裂纹的倾向。其结果，接合强度有可能下降。
[0007]本公开提供不同材料金属接合体。
[0008]以下，对本公开的技术构成及作用效果进行说明。不过，本说明书的作用机制包含推定。作用机制不限定本公开的技术范围。
[0009]1.本专利技术的第1方案涉及一种接合体的制造方法，包括：
[0010]第1工序，通过将第1构件的至少一部分和第2构件的至少一部分重叠而形成层叠体；及
[0011]第2工序，通过向层叠体照射激光而将第1构件和第2构件接合。
[0012]第1构件包含铝。第2构件包含铜。
[0013]第2构件包括第1主面和第2主面。第2主面是第1主面的相反面。
[0014]在上述第1工序中，通过第1主面与第1构件接触而形成接触部。
[0015]在上述第2工序中，激光向第2主面照射。并且，接触部的温度为铝与铜的共晶点温度以上且低于铜的熔点。
[0016]以下，“包含Al的第1构件”能够简记为“Al材料”。“包含Cu的第2构件”能够简记为Cu材料。
[0017]在本公开中，通过热传导焊接，Al材料和Cu材料被接合。激光向第2构件(Cu材料)照射。通过激光的照射，Al材料与Cu材料的接触部的温度上升直至Al与Cu的共晶点温度。
[0018]在共晶点温度下，能够发生共晶反应。共晶反应是在合金熔液的冷却过程中通过1个液相分解而生成2个固相的反应。共晶点温度比各成分的熔点低。
[0019]若接触部的温度达到共晶点温度，则在Al材料与Cu材料的界面处，生成共晶熔液。即，在比Al的熔点及Cu的熔点低的温度下，Al及Cu的双方能够熔融。由于共晶熔液在Al材料与Cu材料的界面处生成，所以能期待Al的熔融量变小。不过，若接触部的温度上升直至Cu的熔点，则能认为Al会大量开始熔融。于是，调整激光的照射条件(扫描速度、输出等)，以使得接触部的温度低于Cu的熔点。由此，Cu的熔液不贯通Cu材料，接触部被加热。在加热后，通过共晶熔液凝固，能够在Al材料与Cu材料的界面形成薄的接合层。薄的接合层不易包含裂纹。而且，薄的接合层能够包含坚固的Al
‑
Cu合金。由此，能期待接合强度的提高。
[0020]另外，在本公开中，也能期待溅射的减少。这是因为，工件的熔融量少。
[0021]2.在上述第2工序中，接触部的温度例如可以为铝的熔点以下。在上述第2工序中，接触部的温度例如可以为不包含杂质的纯粹的铝的熔点以下。
[0022]例如，这是因为能够降低Al材料的熔融量。
[0023]3.激光例如可以是蓝色激光或绿色激光。
[0024]激光例如可以是波长400nm段的蓝色激光或波长500nm段的绿色激光。
[0025]对于蓝色激光，Cu的吸收率高。在本公开中，向Cu材料照射激光。通过蓝色激光的使用，能期待加热效率的提高。
[0026]4.例如，第1构件及第2构件可以都是板材。
[0027]5.例如，可以是，第1构件是板材，并且第2构件是线材。
[0028]本公开也能够应用于板材与线材的接合。
[0029]6.本专利技术的第2方案涉及一种接合体，包括：第1构件，包含铝；第2构件，包含铜；及接合层，配置于所述第1构件与所述第2构件的界面，将所述第1构件和所述第2构件接合，包含铝与铜的合金。在与接合层的厚度方向正交的截面中，接合层具有100μm以下的厚度和300μm以上的宽度。
[0030]上述第2方案的接合体例如能够通过上述第1方案的制造方法来制造。100μm以下的薄的接合层(合金)能够将Al材料和Cu材料牢固地接合。
[0031]7.接合层例如可以具有10以上的纵横比。“纵横比”表示接合层的宽度相对于厚度之比。
[0032]具有10以上的纵横比的接合层能够将Al材料和Cu材料牢固地接合。
[0033]8.例如，第1构件可以不具有熔融痕。例如，第1构件的背面可以不具有熔融痕。
[0034]在本公开中，由于向Cu材料照射激光，所以有时不在Al材料形成熔融痕。此外，第2构件(Cu材料)能够具有熔融痕。
[0035]9.合金可以由α相和θ相形成。
[0036]通过共晶熔液凝固，能够形成由α相(Al固溶体)和θ相(Al2Cu)形成的Al
‑
Cu合金。该Al
‑
Cu合金与包含其它合金相的Al
‑
Cu合金相比，能够是坚韧的。
[0037]10.第3方案涉及一种电池模块，包含接合体和2个以上的单电池。接合体将相邻的单电池彼此连结。
[0038]上述第2方案的接合体例如能够在电池模块中被利用于单电池彼此的连结。
[0039]11.例如，可以是，第1构件是正极端子，并且第2构件是负极端子。
[0040]在电池模块中，在单电池被串联连接时，Al材料和Cu材料能够被接合。以往，例如，Al制的汇流条将正极端子(Al材料)和负极端子(Cu材料)进行了连结。在本公开中，例如，不
经由汇流条，正极端子能够被直接接合于负极端子。即，电池模块能够具有无汇流条构造。
[0041]12.例如，可以是，第1构件是正极端子，并且第2构件是汇流条。
[0042]在本公开中，能够使用Cu制的汇流条。Cu制的汇流条与Al制的汇流条相比，能够具有低的电阻。
[0043]13.本专利技术的第4方案涉及一种电池组，包括接合体和单电池。第1构件是正极端子。并且，第2构件是信号线。
[0044]本公开第1方案的接合体的制造方法及第2方案的接合体也能够应用于正极端子(板材)与信号线本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种接合体的制造方法，其特征在于，包括：第1工序，通过将第1构件的至少一部分和第2构件的至少一部分重叠而形成层叠体；及第2工序，通过向所述层叠体照射激光而将所述第1构件和所述第2构件接合，所述第1构件包含铝，所述第2构件包含铜，所述第2构件包括第1主面和第2主面，所述第2主面是所述第1主面的相反面，在所述第1工序中，通过所述第1主面与所述第1构件接触而形成接触部，在所述第2工序中，所述激光向所述第2主面照射，并且，所述接触部的温度为铝与铜的共晶点温度以上且低于铜的熔点。2.根据权利要求1所述的接合体的制造方法，其特征在于，在所述第2工序中，所述接触部的所述温度为铝的熔点以下。3.根据权利要求1或2所述的接合体的制造方法，其特征在于，所述激光是蓝色激光或绿色激光。4.根据权利要求1～3中任一项所述的接合体的制造方法，其特征在于，所述第1构件及所述第2构件都是板材。5.根据权利要求1～3中任一项所述的接合体的制造方法，其特征在于，所述第1构件是板材，并且，所述第2构件是线材。6.一种接合体，其特征在于，包括：第1构件，包含铝；第2构件，包含铜；及接合...

【专利技术属性】
技术研发人员：佐藤彰生，泽井康男，五十岚和树，山本晴彦，
申请(专利权)人：株式会社天田集团株式会社天田焊接技术泰星能源解决方案有限公司，
类型：发明
国别省市：