[发明专利]采用侧面复合金属结构的导电连接片及其生产方法

说明书

技术领域

本发明专利涉及一种采用侧面复合金属结构的导电连接片及其生产方法，其导电连接片主要应用于电子、电器、电池、电动交通工具等领域。

背景技术

目前在电子、电器、电池、电动交通工具等领域需大量采用导电连接件，其配对连接的部件材质主要包括钢、镍、铝、铜、不锈钢等，导电连接件本身的材质均为金属，尤其以镍、铜材料居多。铜虽然具有很好导电导热、较好的机械性能、一定的耐蚀性等特点，但在与非铜异质材料的零部件(如钢、镍等)配对连接时，常遇到焊接困难或焊接质量不牢的问题；而镍虽有较好的电学、力学、耐蚀性、焊接性等综合特性，但其稀缺的资源导致其价格一直在常用金属中处于居高地位。另外须指出的是，铜与钢、铝相比，也相对属于较稀缺金属材料。因此节约替代纯镍、纯铜之类稀缺金属和解决异种材料焊接困难一直是导电连接件材料设计中值得关注的问题。

目前在上述导电连接件可达到节约替代稀缺金属效果的实践中，国内外各厂家主要采取叠层复合结构(或称三明治结构)的材料。但从其制备过程、使用性能、回收成本等方面还存在一些至今还很难解决的问题：

1)目前大量采用电镀或化学镀层法(如镀镍钢、镀镍不锈钢)，在制造过程中需要使用和排放大量酸、碱等化学物质，对环境污染十分严重，即使采用了排放处理，间接增加了生产成本。

2)电镀或化学镀法制备的覆材在性能上与单一材料(如纯镍)性能尚存在较大差异。例如，镀镍钢带由于基体层为低碳钢(较纯镍材电导率低)，整体材料的电阻率较纯镍高出40％以上，镀镍不锈钢的电阻率同样原因则高出纯镍6倍以上。这些材料如用于电池部件的连接，都较原使用的纯镍导电连接件大大增加了电池的内阻，不利于提高电池容量和使用寿命。

3)轧制覆层法虽在导电性、力学性能、耐蚀性等方面已十分接近甚至优于单一金属，但存在焊接质量及回收成本等方面的问题使之难以推广。仍以替代纯镍的一种多层复合金属(中国专利申请号200510008602.2)为例，其轧制覆层的设计为外表层纯镍，中间层材料包括不锈钢、铜等，该叠层结构中异种材料的热膨胀系数、熔点温度差易导致焊接表面焊核突起或低熔点材料铜溢出，从而影响外观质量及装配，甚至引起接触电阻增大；另外，轧制覆层法在加工过程中不可避免的边角料，由于边角料中各材料组元间已形成物理冶金结合，且各结合面垂直于板带材厚度方向，很难以机械切削方式实现稀缺金属层(如镍)与贱金属(如不锈钢或铜)层的分离回收，从而大大降低了材料的回收利用价值。

而在解决异种材料焊接困难方面，导电连接件目前基本采用异种材料搭接焊接结构或叠层复合材料结构。

异种材料搭接焊接结构存在搭接部分接触电阻高的问题。此设计中，首先选取与待连接两部件材质相对应的易焊接材料进行层叠搭接焊接来组成导电连接件，然后将该导电连接件沿长度方向的两端分别与待连接的部件进行配对焊接(大多为同种材料间的焊接)。非常明显，该导电连接件本身的层叠搭接部分存在较大的接触电阻，一方面接触电阻增大会引起局部发热造成阻值不稳定，更严重的是降低了导电连接件的导电能力。另外实际上，异种材料的搭接和接触电阻的增大现象间接意味着材料消耗量增大。

叠层复合材料结构的导电连接件其两外表层则分别选取与待焊接异质部件相对应的易焊接材料，例如要连接镍部件和铜部件，则两者之间的导电连接片应设计成铜/镍叠层复合结构。此种设计虽然导电连接件无搭接部分，从而很大程度地降低了异种材料间的接触电阻，但与前述相同，其与部件焊接后的外观质量及材料制造过程中的回收利用价值仍难以令人满意。

发明内容

鉴于现有导电连接件技术存在的上述缺陷，本发明提供一种采用侧面复合金属结构的导电连接片及其生产方法，以解决电子、电器、电池等领域中产品各不同材质部件之间的可靠过渡连接问题，同时节约稀缺金属及提高废料回收利用价值。

本发明采用侧面复合金属结构的导电连接片，包括至少两个异质的金属片，该异质的金属片中包含至少一个铜金属片或一个镍金属片，其余为比铜或镍廉价的其它金属片，各金属片沿所述导电连接片的长度方向排列，相邻金属片之间在端面紧密结合。

其中，所有金属片的厚度相同，相邻金属片之间的结合部分的材料组织致密，且相邻金属片之间无搭接。

一种用于冲制上述导电连接片的侧面复合金属板带材，包括至少两种金属带，一种是铜带或镍带，其余是比铜带或镍带相对廉价的其它金属带，相邻金属带之间在相邻侧面牢固结合，且相邻金属带之间的结合部分的材料组织致密。

一种上述导电连接片的生产方法，采取以下步骤：