[发明专利]一种铜铝复合极柱的制造工艺

说明书

本发明属于动力电池制造工艺技术领域，尤其涉及一种动力电池铜铝复合极柱的制造工艺，包括以下步骤：步骤1)、加热：将铝块放入加热炉中进行加热并熔解成铝液；步骤2)、注液：将步骤1)中的铝液注入底部含有铜块的模腔内并保温；步骤3)、冷却：使温度由高逐步降低进行冷却处理，形成铜铝复合块；步骤4)、成型：出模后进行尺寸分切，即得到铜铝复合极柱。相比于传统的摩擦焊工艺制造铜铝复合极柱，采用本发明制造工艺制得的铜铝复合极柱具有更高的拉拔强度、更低的接触电阻，且铜铝复合极柱一致性更高，制造风险更为可控，不会出现虚焊等异常情况；此外，本发明制造工艺方法简单，操作简便，制造成本低，适于企业规模化生产。

技术领域

本发明属于动力电池制造工艺技术领域，尤其涉及一种动力电池铜铝复合极柱的制造工艺。

背景技术

在动力电池技术领域，极柱是动力电池中连通电池内外的必要部件，极柱的一端与动力电池的外部电路连接，另一端与动力电池的内部电芯连接，使电池能够实现充放电的功能。由于电池的外电路采用铝材料可以降低成本和重量，所以外电路中单体电池之间的连接一般使用铝片，但电芯内部负极集流片是铜箔材料，所以要求负极柱为铜材料才能保证电池的使用性能。根据这一需要，目前的动力电池负极有采用铜铝复合极柱。在电池的外部，极柱材料为铝，而在电池的内部，极柱的材料为铜，铜铝之间通过摩擦焊连接在一起形成一个整体复合极柱。

然而，实际生产中发现，采用摩擦焊焊接工艺制造铜铝复合极柱的生产工艺存在以下不足：第一、铜和铝的线胀系数不同，容易引起热应力，而且这种热应力往往不易消除，结果会产生很大的焊接变形。第二、在进行焊接过程中，由于焊接应力和脆性的增加，焊接界面容易产生裂纹，尤其是热影响区更容易产生裂纹，甚至发生断裂，大大降低复合极柱的安全性。第二、焊接后铜铝复合界面电阻相对较大，拉拔强度相对较低，大大降低复合极柱连接的可靠性。第四、摩擦焊焊接工艺要求较高，并且还需要保证成型后极柱的圆柱度等，相应也导致复合极柱的制造成本比较高。

有鉴于此，确有必要提供一种解决上述问题的技术方案。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种制造工艺简单，生产成本低，复合极柱性能稳定、拉拔强度高、电阻率低的动力电池铜铝复合极柱的制造工艺。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种铜铝复合极柱的制造工艺，包括以下步骤：

步骤1)、加热：将铝块放入加热炉中进行加热并熔解成铝液；

步骤2)、注液：将步骤1)中的铝液注入底部含有铜块的模腔内并保温；

步骤3)、冷却：使温度由高逐步降低进行冷却处理，形成铜铝复合块；

步骤4)、成型：出模后进行尺寸分切，即得到铜铝复合极柱。

作为本发明所述的铜铝复合极柱的制造工艺的一种改进，步骤4)中形成的铜铝复合极柱的拉拔强度≥9000N/mm²，优选地，拉拔强度≥10000N/mm²。其中，拉拔强度的高低反映了复合极柱的结构稳定性，拉拔强度越高代表铜铝复合强度越强；实验测试表明，通过摩擦焊工艺形成的铜铝复合极柱，其拉拔强度远低于9000N/mm²；而本发明制造工艺制得的铜铝复合极柱，其拉拔强度均在9000N/mm²以上。

作为本发明所述的铜铝复合极柱的制造工艺的一种改进，步骤4)中形成的铜铝复合极柱的接触电阻≤1mΩ，优选地，接触电阻≤0.1mΩ。其中，接触电阻的高低影响着铜铝复合极柱的过流性能，接触电阻越低代表铜铝复合极柱的过流性能越好；实验测试表明，通过摩擦焊工艺形成的铜铝复合极柱，其接触电阻普遍在5mΩ左右；而本发明制造工艺制得的铜铝复合极柱，其接触电阻普遍低于1mΩ。