[发明专利]用于点接合堆叠的金属箔的方法

说明书

技术领域

本发明总体上涉及用于点接合(spot-joining)堆叠的金属箔的方法，更特别地，本发明涉及用于通过使用复动式转动工具(double-acting type rotary tool)来执行搅拌摩擦点焊操作(friction stir spot-welding operation)的方法，以有利地实现彼此堆叠或重叠的多个金属箔的电气的且机械的一体化接合。

背景技术

诸如铝箔和铜箔等的具有高导电性的金属箔已经以多个金属箔彼此堆叠或重叠的形式用作电极，诸如电池的集电器。在彼此重叠且用作电极的金属箔的重合部中，要求金属箔以彼此直接接触的方式固定在一起，使得金属箔电气地且机械地接合为单元。

使用超声波的方法已经广泛地用作如上所述的接合彼此堆叠的金属箔的传统方法。然而，通过该方法所实现的接合强度低于期望，导致无法实现稳定接合的问题，例如由于在电池的充电和放电过程中的热膨胀而存在金属箔的重合部(stack)剥离的风险。作为解决该问题的方法，已经提议使用作为固相焊接操作的搅拌摩擦焊接操作的接合方法。该方法的示例公开在JP-A-2003-126972和JP-A-2005-103586中。

在JP-A-2003-126972公开的方法中，在如下配置中执行搅拌摩擦焊接操作：厚度大于金属箔的金属板叠置在多个金属箔的重合部的两相反面，使得金属箔的重合部介于金属板之间。在该方法中，搅拌摩擦焊接操作旨在通过使用具有如下结构的固定式工具(转动工具)来执行：在该结构中，具有预定长度的销(pin)一体地设置有可绕轴线转动的柱状主体的远端。因此，在执行点接合操作的情况下，由于焊接工具在焊接操作后的移除而在焊接部形成并残存诸如销孔(探针孔)等的工具孔。工具孔的存在导致接合强度的劣化，因此在JP-A-2003-126972中执行线接合操作而非点接合操作，以避免接合强度的劣化。然而，在执行线接合操作的情况下，存在由于焊接工具在焊接操作过程中的移动而使堆叠的金属箔相对彼此移位的风险，除非金属箔被非常稳固地固定在一起。为了避免该风险，已经提议一种通过使用粘合剂将金属箔固定在一起的方法，但是利用粘合剂使金属箔粘合在一起的步骤的增加不可避免地导致工作负荷和成本的不期望的提高。

另一方面，JP-A-2005-103586公开了一种用于通过搅拌摩擦焊接操作来接合多个金属箔的集合体的方法。在该方法中，在通过利用沿垂直于集合体的上表面和下表面的相反方向施加压力型锻(swaging)或压紧(caulking)，或者通过超声波焊接、冷焊或电弧焊而使集合体暂时接合来固定集合体的情况下，执行搅拌摩擦焊接操作。可选地，在增强基板被保持为与集合体抵接接触的状态下，执行搅拌摩擦焊接操作，其中，该增强基板由与构成集合体的金属相同的金属构成。然而，在该方法中，也旨在通过使用固定式工具(转动工具)来执行线接合操作，因此该方法也具有与上述JP-A-2003-126972的方法同样的固有问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP-A-2003-126972

专利文献2：JP-A-2005-103586

发明内容

发明要解决的问题

鉴于上述背景技术而做出本发明。因此，本发明的目的在于提供一种用于点接合彼此叠的置多个金属箔的方法，通过执行搅拌摩擦点焊操作，该方法能够有利地形成具有可靠的接合状态的搅拌摩擦点焊部(weld)。

用于解决问题的方案