鋁/鎳包覆件及其制造方法和電池用外部端子技術

本發明專利技術的鋁／鎳包覆件（１）是，由純鋁形成的鋁層（３）和純鎳形成的鎳層（２）擴散接合，所述鎳層（２）的硬度在Ｈｖ１３０～１７０的范圍內，在該包覆件（１）中，所述鋁層（３）和鎳層（２）通過厚度在０．４～１０．０μｍ范圍內、優選在１．０～６．０μｍ范圍內的Ａｌ－Ｎｉ系金屬間化合物層而擴散接合，獲得優良的剝離強度，即使在所述包覆件采用超聲波焊接的情況下，仍獲得相對鋁材的穩定焊接接合性，另外，即使在進行彎曲加工的情況下，仍難于產生形狀不良。由此，可用作電池用外部端子的材料。（*該技術在2023年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】
?鋁/鎳包覆件及其制造方法和電池用外部端子
本專利技術涉及作為與電池外裝筒接合的外部端子和其材料而適用的鋁/鎳包覆件。
技術介紹
便攜電話、筆記本個人計算機等的小型的電子電氣設備中，裝載有小型電池。在該小型電池中，具有由純鋁形成的外裝筒。由電池產生的電通過附設于上述純鋁制的外裝筒上的外部端子與和其接合的導電部件，供給各種電子部件。上述導電部件通常由耐腐蝕性、耐久性優良的純鎳形成。上述外部端子呈寬度為3mm、長度為20mm的矩形。對于上述外部端子，比如，象JP特開2001-6746號公報所示的那樣，考慮到純鋁制的外裝筒和純鎳制的導電部件的接合性，其通過將由純鋁形成的鋁層和由純鎳形成的鎳層實現接合的鋁/鎳包覆件形成。在過去，鋁/鎳包覆件通過下述的方式制作，該方式為：將由純鎳形成的鎳片和由純鋁形成的鋁片重合，通過一對輥，對該重合片進行冷壓接，然后，對該壓接片，進行擴散退火處理，鋁層和鎳層擴散接合。冷壓接的壓下率在60％左右以上，以便實現兩個片于在后工序而不剝離的程度的接合。另外，人們認為：在高溫的擴散退火中，在鋁層和鎳層的界面，產生脆弱的Al-Ni類金屬間化合物，使鋁層和鎳層的剝離強度變差。由此，擴散退火通常通過下述方式進行，該方式為：按照不產生上述金屬間化合物的方式，在400℃左右以下的較低的退火溫度，在較短時間保持。電池用外部端子通常通過下述方式制造，該方式為：沿長度方向，將上述鋁/鎳包覆件切斷為其寬度與所需的外部端子寬度相同的帶，按照所需的長度，對已獲得的帶進行剪斷加工。在過去，上述外部端子通過點焊接(電阻焊接)與電池外裝筒接合。由于在點焊接部中，包覆件的鋁與鎳熔融凝固，產生金屬間化合-->物，故在熔接部中，電阻增加，電池的效率降低。由此，近年，外部端子通過超聲波焊接而接合。在超聲波熔接的場合，由于焊接部不熔化，鋁層處于壓接于電池外裝筒上的狀態，故不產生金屬間化合物，可防止電池效率的降低。但是，如果采用將通過現有的冷壓接而接合的鋁/鎳包覆件作為材料而制作的電池用外部端子，進行超聲波焊接，則具有接合強度的差異增加，接合性不穩定的問題。另外，在最近，人們要求外部端子呈Z字形等的各種彎曲形狀。在通過現有的包覆件，形成上述形式的外部端子的場合，具有在彎曲加工時，容易產生較大回彈，容易產生形狀不良的問題。本專利技術是針對上述問題而提出的，本專利技術的目的在于提供即使在采用超聲波焊接的情況下，仍獲得穩定的焊接接合性，另外，即使在進行彎曲加工的情況下，仍難于產生形狀不良的電池用外部端子，適合用作其材料的鋁/鎳包覆件及其制造方法。
技術實現思路
本專利技術人研究時發現，如果采用通過現有的鋁/鎳包覆件制作的電池用外部端子，進行超聲波焊接，則接合性不穩定，另外，用現有的鋁/鎳包覆件在加工時，容易產生形狀不良，在對此進行深入分析時，發現鋁/鎳包覆件中的鎳層過硬的情況是原因所在。另外，在過去，人們認為，在擴散退火時，如在鋁層和鎳層之間的界面上，產生Al-Ni類金屬間化合物，則鋁層與鎳層之間的剝離強度變差，但是，已發現，在Al-Ni金屬間化合物的厚度為特定的較薄區域，剝離強度卻提高。本專利技術是基于上述的觀點而提出的。即，本專利技術的鋁/鎳包覆件，是由鋁的純度在98質量％以上的純鋁所形成的鋁層和鎳的純度在98質量％以上的純鎳所形成的鎳層擴散接合而得，上述鎳層的硬度在Hv130～170的范圍內。優選，上述鋁層厚度在25～100μm的范圍內，另外，優選，上述鎳層的厚度在50～200μm的范圍內。如果采用上述鋁/鎳包覆件，由于上述鎳層的硬度在Hv130～170的范圍內，鎳層不過硬，故在超聲波焊接時，超聲波振動從超聲波振-->動輸出端部(號角前端部)，通過鎳層快速地傳遞到鋁層，由此，獲得穩定的焊接接合性。另外，由于也不產生過度的回彈，故獲得良好的成形加工性。另一方面，由于鎳層不過軟，故在對包覆件進行剪斷加工而獲得電池用外部端子或其材料等的加工片時，難于在加工片的剪斷邊緣產生突起(毛刺)。如果具有毛刺，則加工片無法與焊接對方件緊密貼合，難于傳遞超聲波振動。在上述包覆件中，由于加工片難于產生毛刺，故超聲波振動快速地傳遞，獲得良好的超聲波焊接性。優選，上述鋁/鎳包覆件是，上述鋁層和鎳層通過厚度在0.4～10.0μm范圍內、優選1.0～6.0μm范圍內的Al-Ni系金屬間化合物而擴散接合而得。Al-Ni系金屬間化合物本身是脆弱的，但是，在鎳層、或鋁層與上述金屬間化合物之間的邊界的附近區域，不呈現脆弱性，鎳層或鋁層與金屬間化合物良好地接合。在上述金屬間化合物層的厚度在0.4～10.0μm范圍內的場合，由于難于呈現上述金屬間化合物層本身的脆弱性，故鋁層和鎳層的接合性較好。另外，通過使上述金屬間化合物層的厚度在1.0～6.0μm的范圍內，獲得特別優良的接合性。由此，即使在對包覆件或其加工片進行嚴格的成形加工的情況下，鋁層和鎳層仍難于剝離，獲得優良的成形加工性。上述鋁/鎳包覆件適合用作電池用外部端子的材料，通過對上述鋁/鎳包覆件進行切斷機的切斷、沖壓加工等的剪斷加工，可容易制造電池用外部端子。上述鋁/鎳包覆件可容易通過下述方式制造：將由鎳的純度在98質量％以上的純鎳所形成的鎳片加熱到100～300℃，將該加熱后的鎳片與由鋁的純度在98質量％以上的純鋁形成的鋁片重合，以10～17％的壓下率，對它們進行壓接，然后將獲得的壓接片進行擴散退火，上述擴散退火在500～600℃的范圍進行。如上述，采用本專利技術的鋁/鎳包覆件，由于將鎳層調整到Hv130～170的硬度，故獲得在超聲波熔接時穩定的熔接接合性，另外，抑制過度的回彈，彎曲加工性也優良。由此，適合用作電池用外部端子等的材料。另外，按照本專利技術的制造方法，不需要特殊的設備，可容易制造具有規定硬度的鎳層的鋁/鎳包覆件。-->附圖說明圖1為本專利技術的鋁/鎳包覆件的截面示意圖。圖2為壓接片的接合強度、散退火后的包覆片的剝離強度的測定要點的說明圖。圖3為鋁/鎳包覆件試驗片的彎曲試驗要點的說明圖。圖4為鋁/鎳包覆件試驗片的180°彎曲試驗要點的說明圖。具體實施方式在本專利技術的實施方式的鋁/鎳包覆件(clad?material)1中，象圖1所示的那樣，鋁層3和鎳層2壓接，以擴散方式接合，擴散退火后的上述鎳層2的硬度在Hv130～170的范圍內。上述鋁層3、上述鎳層2分別由純鋁，純鎳形成。鋁、鎳的純度越高越好，但是按照本專利技術，優選，允許雜質量達到2質量％，鋁、鎳的純度在98質量％以上，優選在99質量％以上，更優選在99.9質量％以上。上述鎳層2的硬度對于本專利技術來說是重要的，威氏(Vickers)硬度在Hv130～170的范圍內。該鎳層2的硬度對超聲波焊接、成形加工性等方面產生較大的影響，在超過Hv170的場合，在成形加工時，回彈造成的形狀不良容易過大，另外，在超聲波焊接時，超聲波難于從鎳層2傳遞給鋁層3，鋁層3與電池的外裝筒的焊接不穩定，不能夠獲得穩定的焊接接合性。另一方面，在小于Hv130的場合，強度降低，并且在切斷等的剪斷加工時，會在截面端部產生較大的毛刺。如果在外部端子的外周緣部產生毛刺，由于在與電池外裝筒或超聲波焊接裝置的超聲波振動輸出端部之間，產生間隙，難于緊密貼合，故超聲波振動難于傳遞，造本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋁／鎳包覆件，其特征為，　　　　將由鋁的純度在９８質量％以上的純鋁所形成的鋁層，與鎳的純度在９８質量％以上的純鎳所形成的鎳層擴散接合而得，　　　　所述鎳層的硬度在Ｈｖ１３０～１７０的范圍內。

【技術特征摘要】
JP 2002-8-29 250155/20021.一種鋁/鎳包覆件，其特征為，將由鋁的純度在98質量％以上的純鋁所形成的鋁層，與鎳的純度在98質量％以上的純鎳所形成的鎳層擴散接合而得，所述鎳層的硬度在Hv130～170的范圍內。2.根據權利要求1所述的鋁/鎳包覆件，其特征在于，所述鋁層和鎳層通過厚度在0.4～10.0μm范圍內的Al-Ni系金屬間化合物層而擴散接合。3.根據權利要求1所述的鋁/鎳包覆件，其特征在于，所述鋁層和鎳層通過厚度在1.0～6.0μm范圍內的Al-Ni系金屬間化合物層而擴散接合。4.根據權利要求1所述的鋁/鎳包覆件，其特征在于，所述鋁層的厚度在25～100μm的范圍內。5.根據權利要求2所述的鋁/鎳包覆件，其特征在于，所述鋁層的厚度在25～100μm的范圍內。6.根據權利要求3所述的鋁/鎳包覆件，其特征在于，所述鋁層的厚度在25～100μm的范圍內。7.根據權利要求4所述的鋁/鎳包覆件，其特征在于，所述鎳層的厚度在50～200μm的范圍內。8.根據權利要求5所述的鋁/鎳包覆件，其特征在于，所述鎳層的厚度...

【專利技術屬性】
技術研發人員：鹽見和弘，石尾雅昭，船本健一，
申請(專利權)人：株式會社新王材料，
類型：發明
國別省市：JP[日本]