电池用端子、电池用端子的制造方法和电池的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及能够适用于例如锂离子电池的电池用端子和该电池用端子的制造方法及使用该电池用端子的电池，特别是涉及具有不同的金属层的电池用端子和该电池用端子的制造方法及使用该电池用端子的电池。
【背景技术】
[0002]目前，公知有例如专利第5426594号公报所公开的具有不同的金属层的电池用端子。
[0003]专利第5426594号公报中公开有一种负极铆钉(电池用端子)，该负极铆钉具有:由Cu构成的集电板所接合的由Cu构成的头部；和由Al构成的总线所接合的由Al构成的尾部。该负极铆钉通过将头部的轴部和尾部以相对配置的状态进行摩擦搅拌焊接而一体化(接合)。另外，专利第5426594号公报还公开有作为另一例的负极铆钉(电池用端子)，该负极铆钉还具有配置于头部的轴部和尾部之间的、由将Cu层和Al层压接的复合金属构成的接合部。该另一例的负极铆钉通过将由Cu构成的头部与复合金属的Cu层、由Al构成的尾部与复合金属的Al层分别激光焊接而一体化(接合)。
[0004]但是，专利第5426594号公报所公开的负极铆钉中，在将由Cu构成的头部和由Al构成的尾部通过摩擦搅拌焊接或激光焊接进行接合时，头部和尾部的界面(接合部)由于摩擦或激光而产生较大的热量，因此成为高温。此时，热达到头部的Cu和尾部的Al的界面，生成脆弱的金属间化合物，因此，存在头部和尾部的接合强度易于降低的问题。
【发明内容】
[0005]本发明是为了解决具有不同的金属层的电池用端子中的上述那样的课题而研发的，本发明的一个目的在于，提供一种可以增大不同的金属层之间的接合强度的电池用端子，和该电池用端子的制造方法及使用该电池用端子的电池。
[0006]本发明的第一方面提供一种电池用端子，包括轴部和具有从轴部在辐射方向上呈辐射状的扩展部的凸缘部，电池用端子由至少接合有第一金属层和第二金属层的复合材料构成，轴部和凸缘部各自的在轴部的轴向上的一侧由第一金属层构成，另一侧由第二金属层构成，轴部的第一金属层具有突出到比凸缘部的第一金属层的轴向的另一侧的面靠轴向的另一侧的部分。
[0007]本发明第一方面的电池用端子中，如上所述，由复合材料构成，由此，不需要施加在制作电池用端子时金属间化合物过量生长那样的热，因此，与通过摩擦搅拌焊接或激光焊接来接合第一金属层和第二金属层的情况相比，可以防止第一金属层和第二金属层的接合强度降低。另外，轴部的第一金属层具有突出到比凸缘部的第一金属层的轴向的另一侧的面靠轴向的另一侧的部分，由此，能够与所形成的突出部分相应地使第一金属层和第二金属层的界面面积增加，因此，可以增大第一金属层与第二金属层的接合强度。
[0008]另外，本发明第一方面的电池用端子中，如上所述，轴部和凸缘部各自的在轴部的轴向上的一侧由第一金属层构成，另一侧由第二金属层构成。由此，可以容易地接合轴部的轴向一侧的第一金属层与连接电池彼此的连接部件或电池的集电体的一方，并且可以容易地接合轴部的轴向的另一侧的第二金属层与连接部件或集电体的另一方。其结果是，可以经由电池用端子将连接部件与集电体容易地电连接。另外，此时，在连接部件和集电体由不同的金属构成的情况下，由同种金属构成第一金属层与连接部件或集电体的一方，并且由同种金属构成第二金属层与连接部件或集电体的另一方，由此，可以在确保基于同种金属彼此的接合的牢固的接合的状态下，经由电池用端子将连接部件与集电体电连接。
[0009]上述第一方面的电池用端子中，优选第一金属层的突出部分，至少在轴部的中心部分突出到比凸缘部的第一金属层的轴向的另一侧的面靠轴向的另一侧。根据这样构成，在电池用端子的中心附近即轴部的中心部分，可以增加第一金属层与第二金属层的界面的面积，因此，可以有效地增大第一金属层与第二金属层的接合强度。
[0010]在该情况下，优选第一金属层的突出部分在轴部的中心部分具有向轴向的另一侧凸状地突出的凸部。根据这样构成，可以与所形成的凸部相应地，使第一金属层与第二金属层的界面面积可靠地增加，因此，能够可靠地增大第一金属层与第二金属层的接合强度。[0011 ] 上述突出部分具有凸部的结构中，优选在轴部的轴心上，凸部突出到比凸缘部的轴向的另一侧的面靠轴向的另一侧。根据这样构成，与凸部没有突出到比凸缘部的轴向的另一侧的面靠轴向的另一侧的情况相比，可以增加第一金属层与第二金属层的界面的面积，因此，可以增大第一金属层与第二金属层的接合强度。另外，在轴部，第一金属层与连接部件或集电体接合的情况下，可以使轴部中第一金属层与第二金属层的界面(凸部的轴向的另一侧的端部)与第一金属层露出的轴向的一侧大幅远离。由此，轴部的第一金属层与第二金属层的界面，与露出的第一金属层与连接部件或集电体的接合部大幅远离，因此，可以抑制上述接合部的接合(焊接)所产生的热传递到上述界面。其结果是，可以抑制第一金属层与第二金属层的界面中的脆弱的金属间化合物的产生，因此，可以抑制第一金属层与第二金属层的接合强度降低。
[0012]在上述凸部突出到比凸缘部的另一侧的面靠另一侧的结构中，优选在轴心上，凸部以比凸缘部的轴向的长度大的长度突出到比凸缘部的轴向的另一侧的面靠轴向的另一侦U。根据这样构成，比较大地形成凸部，因此，可以增加第一金属层与第二金属层的界面面积。
[0013]上述第一方面的电池用端子中，优选第一金属层或第二金属层的一方由Al或Al合金构成，第一金属层或第二金属层的另一方由Cu或Cu合金构成。根据这样构成，在由与连接部件或集电体的一方同种的金属(Al基合金或Cu基合金)构成电池用端子的轴向的一侧的第一金属层，且由与连接部件或集电体的另一方同种的金属(Cu基合金或Al基合金)构成电池用端子的轴向的另一侧的第二金属层的情况下，可以在具有基于同种金属彼此的牢固的接合状态的状态下，将连接部件、电池用端子和集电体相互电连接。另外，Al基合金和Cu基合金的延展性均较大易于变形，因此，与第一金属层或第二金属层的一方的延展性较小而不易变形的情况相比，可以抑制产生断裂等，并且容易在第一金属层形成凸部。
[0014]上述第一方面的电池用端子中，优选在轴向上，凸缘部的第一金属层的最小长度为凸缘部的长度的30%以上。根据这样构成，在凸缘部中可以在轴向上充分确保第一金属层，因此，可以抑制在接合露出于电池用端子的轴向一侧的第一金属层与连接部件或集电体时，由第一金属层与连接部件或集电体的接合(焊接)产生的热到达第一金属层与第二金属层的界面。
[0015]上述突出部分具有凸部的结构中，优选在轴部的轴心上，凸缘部的从轴向的另一侧的面到凸部的轴向的另一侧的端部的长度为轴部的长度的80%以下。根据这样构成，在轴部的轴向的另一侧，能够容易地确保第二金属层的轴向的长度。由此，在接合轴部的轴向的另一侧的第二金属层与连接部件或集电体时，可以确保第二金属层的轴向的长度，并易于接合第二金属层与连接部件或集电体。另外，通过确保第二金属层的轴向的长度，在将轴部的轴向的另一侧的端部与连接部件或集电体接合的情况下，可以使第一金属层与第二金属层的界面(凸部的轴向的另一侧的端部)与第二金属层露出的轴向的另一侧的端部大幅远离。由此，第一金属层与第二金属层的界面、与第二金属层与连接部件或集电体的接合部大幅远离，因此，可以抑制接合部的接合(焊接)所产生的热到达界面。其结果是，可以抑制第一金属层与第二金属层的界面中的脆弱的金属间化合物的产生，因此，可以抑制第一金属层与第二金属层的接合强度降低。
[0016]上述第一方面的电池用端子中，优选在轴部的轴向的另一侧的端部形成有底面和内侧面由第二金属层构成的有底孔。根据这样构成，在电池用端子与连接部件或集电体进行固定时，例如，通过在将连接部件或集电体插入到有底孔的孔内的状态下进行固定，或使有底孔周围的第二金属层变形铆接等，可以容易地固定电池用端子与连接部件或集电体。
[0017]所述第二方面的电池用端子中，优选第一金属层和第二金属层均形成为相对于轴部的轴心成轴对称。根据这样构成，可以容易地形成具有较简单形状的电池用端子。
[0018]所述第一方面的电池用端子中，优选还包括用于抑制构成第一金属层的金属和构成第二金属层的金属发生反应的反应抑制层。根据这样构成，利用反应抑制层可以可靠地抑制构成第一金属层的金属与构成第二金属层的金属发生反应而形成脆弱的金属间化合物，因此，可以可靠地抑制第一金属层与第二金属层的金属间化合物所引起的接合强度降低。
[0019]上述第一金属层的突出部分在轴部的中心部分突出的结构中，优选，第一金属层的突出部分中，比中心部分靠外侧的部分突出到比中心部分靠轴向的另一侧。根据这样构成，可以有效地增大形成了外侧部分的位置的第一金属层与第二金属层的接合强度。
[0020]在该情况下，优选外侧部分呈环状地向轴向的另一侧突出。根据这样构成，利用呈环状地突出的外侧部分，可以有效地抑制第一金属层与第二金属层的界面中在与轴向正交的方向上产生滑动。
[0021 ] 上述外侧部分呈环状地向轴向的另一侧突出的结构中，优选外侧部分向轴向的另一侧以前端变细的方式突出成环状。根据这样构成，不将外侧部分形成为复杂的形状，就可以容易地确保提高接合强度和抑制产生滑动这两者。
[0022]本发明的第二方面提供一种电池用端子的制造方法，包括:至少接合第一金属层和第二金属层，由此形成层叠型的复合材料的工序；和对层叠型的复合材料进行挤压加工，由此形成电池用端子的工序，其中，电池用端子包括轴部和具有从轴部在辐射方向上呈辐射状的扩展部的凸缘部，并且轴部和凸缘部各自的在轴部的轴向上的一侧由第一金属层构成，另一侧由第二金属层构成，轴部的第一金属层具有突出到比凸缘部的第一金属层的轴向的另一侧的面靠轴向的另一侧的部分。
[0023]本发明第二方面的电池用端子的制造方法中，在上述第一方面的效果的基础上，对层叠型复合材料进行基于较简单的定位的挤压加工，由此，可以容易地制作在轴部的第一金属层形成突出部分的电池用端子。
[0024]所述第二方面的电池用端子的制造方法中，优选形成层叠型的复合材料的工序包括在第一金属层与第二金属层之间接合反应抑制层的工序，该反应抑制层用于抑制构成第一金属层的金属与构成第二金属层的金属发生反应。根据这样构成，利用反应抑制层，可以可靠地抑制构成第一金属层的金属与构成第二金属层的金属发生反应而形成脆弱的金属间化合物，因此，可以可靠地抑制第一金属层与第二金属层的金属间化合物所引起的接合强度降低。
[0025]本发明的第三方面提供一种电池，其具有电池用端子，该电池用端子包括轴部和具有从轴部在辐射方向上呈辐射状的扩展部的凸缘部，电池用端子由至少接合有第一金属层和第二金属层的复合材料构成，轴部和凸缘部各自的在轴部的轴向上的一侧由第一金属层构成，另一侧由第二金属层构成，轴部的第一金属层具有突出到比凸缘部的第一金属层的轴向的另一侧的面靠轴向的另一侧的部分。
[0026]本发明的第三方面的电池中，利用上述第一方面的接合有不同的金属层的电池用端子，可以容易地接合连接电池彼此的连接部件与由与连接部件不同的金属构成的电池的集电体。
[0027]上述第三方面的电池中，优选电池用端子的第一金属层的突出部分，至少在轴部的中心部分突出到比凸缘部的第一金属层的轴向的另一侧的面靠轴向的另一侧。根据这样构成，在电池用端子的中心附近即轴部的中心部分，可以增加第一金属层与第二金属层的界面的面积，因此，可以有效地增大电池用端子中的第一金属层与第二金属层的接合强度。
[0028]在该情况下，优选电池用端子的第一金属层的突出部分在轴部的中心部分具有向轴向的另一侧凸状地突出的凸部。根据这样构成，可以与在电池用端子所形成的凸部相应地使第一金属层与第二金属层的界面的