[发明专利]接合体和制造接合体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及按独立权利要求前序部分所述的一种接合体和一种制造该接合体的方法。

背景技术

在电池和蓄电池，尤其在锂离子电池的电接触领域中，对过渡电阻和热及机械负荷能力的要求越来越高。此外，待连接的结构越来越细小，以便节省材料、重量以及结构空间。这些上升的要求例如在单个电池与电池组、所谓的电池堆的接触中适用。

通常在电池组电池的连接极与单个电池的电池连接片的连接中使用不同的材料对。对连接极，通常使用钢材或镍材，其中，连接片则使用镍、钢或铜板材。为了形成焊接几何形状，大致由德国焊接学会DVS规程2944“NE金属上的电阻凸焊以及用于小件的材料对”公开了一些标准。

在新的电池类型中，例如锂离子电池中，电池壳体，如杯体、连接极由越来越薄的板材制成，因此传统的制订的技术，如电阻凸焊，已经碰到其技术极限。因此在较薄的接合配合件中，电阻焊时的接合力就会让电池组组件变形和受损。热量输入使电池受损，从而降低其容量或甚至毁坏电池。无法确保过程安全地建立类型相同的连接，例如钢端子与铜电池连接片的连接。连接横截面以及因而强度和过渡电阻仅可以限制性地通过过程和构件及工具几何形状调整，因而设计自由度受到限制。制造时的周期时间受到限制，因为电阻焊是一种接触性的工艺，也就是说各个焊接位置需要与焊接电极相撞和接触。

对未来的扩展设计的要求在于，单个电池组单元通过极低阻抗的连接件彼此连接。高导材料，如铝材或铜材适用于此。但它们也可以用传统的方法在一定条件下焊接。

发明内容

按照本发明的一个方面，建议一种接合体，其带有至少一个第一接合配合件和第二接合配合件，第一和第二接合配合件至少局部地沿连接区利用焊缝相互连接，其中，焊缝至少局部地在接合配合件之间来回波动。

因此有利地产生了凝固后的熔化区域和一些区域的交替顺序，在凝固的熔化区域中，两个接合配合件彼此连接，也就是说熔合，在一些区域中，关于焊接源布置的第二、例如下方的接合配合件没有熔化且两个接合配合件没有相互连接。在这些区域中，总焊入深度并没有伸到第二接合配合件中。因此，在焊缝深度波动时，也就是在波动的焊入深度变化曲线中，第二接合配合件中的已熔化的体积要比在恒定不变焊缝深度下，亦即恒定不变的焊入深度变化曲线下要小。因此在两个接合配合件的连接长度相同时，在焊缝长度上的热量输入减小，因此热损伤的危险降低。在此，连接长度应当指的是熔化区域的各个长度，而焊缝长度则是焊缝在第二接合配合件内已熔化区域的连接长度和其间的未熔化区域的连接长度的总和。类型相同的和类型不同的接合配合件可以相互连接。

因此可以无需过度负热地成功接合特别薄的接合配合件。可以有针对性地调节能量输入，例如通过沿焊缝的焊入深度变化曲线的周期或深度。焊入深度变化曲线可以构造成是谐波的，例如近正弦形，或也可以具有其它的曲线形状，例如构造成无周期的，或具有变化的总焊入深度。不会焊断薄的接合配合件就可以实现连接。

可以任意选择焊缝的几何形状，例如圆形、扇形、直线形、曲折线形，也可以选择为单个的焊点或单个焊点的排列或类似。通过选择焊缝的几何形状，可以实际上任意调整在接合配合件之间的连接面。因此例如可以实际上自由构造这样建立的电接触的，尤其是电池连接片到电池端子上的连接的导电面。

有利的是，接合配合件是电化学的储存器的，例如电池或蓄电池的组成部分，尤其是电池连接片与连接极的连接件。可以实现可复制的到触头（连接极）中的焊入，而不会焊断触头，从而可以避免对电化学的储存器的损伤。

在接合配合件之间沿来回波动的焊入深度变化曲线的连接长度可以有利地在25 μm至1100 μm范围内，优选在50 μm至1000μm的范围内。根据接合配合件的尺寸和所使用的焊接源，如激光焊接设备的辐射源，这些值可以超出或低于前述范围。

其中一个接合配合件，例如第二接合配合件，可以有利地具有在50至1500 μm范围内的，优选在100至1000 μm范围内的厚度。因此例如电池连接片也可以过程安全地以及保护性地焊接在例如锂离子电池的极薄的电池组件杯套（Zellbecher）上。