电池用端子、电池用端子的制造方法和电池的制作方法_2

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面积可靠地增加,因此,可以可靠地增大第一金属层与第二金属层的接合强度。
[0029]上述第三方面的电池中,优选电池用端子的第一金属层与由与第一金属层同种的金属构成的连接部件或集电体的一方连接,电池用端子的第二金属层与由与第二金属层同种的金属构成的连接部件或集电体的另一方连接。根据这样构成,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。
【附图说明】
[0030]图1是表示本发明第一实施方式的电池组的立体图。
[0031]图2是表示本发明第一实施方式的锂离子电池的整体结构的立体图。
[0032]图3是表示本发明第一实施方式的锂离子电池的整体结构的分解立体图。
[0033]图4是表示本发明第一实施方式的锂离子电池的负极端子周边的截面图。
[0034]图5是表示本发明第一实施方式的锂离子电池的负极端子的截面图。
[0035]图6是用于说明本发明第一实施方式的负极端子的制造方法的立体图。
[0036]图7是用于说明本发明第一实施方式的负极端子的制造方法的立体图。
[0037]图8是表示本发明第二实施方式的负极端子周边的截面图。
[0038]图9是表示本发明第二实施方式的负极端子的截面图。
[0039]图10是表示本发明第三实施方式的负极端子的截面图。
[0040]图11是表示本发明第四实施方式的负极端子的截面图。
[0041]图12是表示本发明第一实施方式的变形例的负极端子的立体图。
[0042]图13是表示本发明第二实施方式的变形例的负极端子的截面图。
【具体实施方式】
[0043]以下,基于【附图说明】本发明的实施方式。
[0044](第一实施方式)
[0045]首先,参照图1?图5说明本发明的第一实施方式的电池组100的构造。
[0046]本发明第一实施方式的电池组100是用于电动汽车(EV,electric vehicle)或混合动力汽车(HEV,hybrid electric vehicle)、住宅蓄电系统等的大型电池系统。如图1所示,该电池组100通过将多个锂离子电池I利用多个平板状的总线101 (由虚线图示)电连接而构成。此外,总线101是本发明的“接合部件”的一例。
[0047]另外,电池组100中,俯视时,多个锂离子电池I以沿着锂离子电池I的窄幅度方向(X方向)排列的方式配置。另外,电池组100中,正极端子10位于与窄幅度方向正交的宽幅度方向(Y方向)的一侧(Yl侧)并且负极端子20位于Y方向的另一侧(Y2侧)的锂离子电池I (Ia),和正极端子10位于Y2侧并且负极端子20位于Yl侧的锂离子电池I (Ib)沿着X方向交替配置。
[0048]另外,规定的锂离子电池I的正极端子10与在X方向上延伸的由Al构成的总线101的X方向的一端焊接(接合)。另外,与该规定的锂离子电池I相邻的锂离子电池I的负极端子20与由Al构成的总线101的X方向的另一端焊接。由此,锂离子电池I的正极端子10经由总线101与相邻的锂离子电池I的负极端子20连接。这样,构成串联地连接有多个锂离子电池I的电池组100。此外,通过使用由Al构成的总线101,与使用由Cu构成的总线的情况相比,能够使总线101轻量化,因此,能够使使用多个总线101的电池组100整体轻量化。此外,Al是指JIS标准所规定的A1000牌号的所谓的纯Al,并且Cu是指无氧铜或韧铜、磷脱氧铜等所谓的纯Cu。
[0049]如图2所示,锂离子电池I具有大致长方体形状的外观。另外,锂离子电池I具有:在与X方向和Y方向正交的上下方向(Z方向)的一侧(上方,Zl侧)配置的盖部件2 ;和配置于另一侧(下方,Z2侧)的电池壳主体3。该盖部件2和电池壳主体3均由镀Ni钢板构成。
[0050]如图3所示,盖部件2形成为平板状。另外,在盖部件2以在Z方向贯通的方式设有一对插入孔2a和2b。该一对插入孔2a和2b在盖部件2的Y方向上隔开规定间隔而形成,并且形成于盖部件2的X方向的大致中央。另外,正极端子10和负极端子20以分别插入到一对插入孔2a和2b的方式构成。
[0051]另外,锂离子电池I具有:正极4a、负极4b和隔膜4c叠层为卷状的发电元件4 ;和未图示的电解液。正极4a由涂覆有正极活性物质的Al箔构成。负极4b由涂覆有负极活性物质的Cu箔构成。隔膜4c具有将正极4a和负极4b绝缘的功能。
[0052]另外,锂离子电池I具有:将正极端子10和发电元件4的正极4a电连接的正极集电体5 ;和将负极端子20和发电元件4的负极4b电连接的负极集电体6。正极集电体5以与正极端子10对应的方式配置于Yl侧。另外,正极集电体5包括:形成有正极端子10所插入的孔部5d的连接部5a、沿Z2侧延伸的脚部5b、连接脚部5b和正极4a的连接板5c。另外,正极集电体5与正极4a同样地由Al构成。
[0053]负极集电体6以与负极端子20对应的方式配置于Y2侧。另外,负极集电体6包括:形成有负极端子20所插入的孔部6d的连接部6a、沿Z2侧延伸的脚部6b、连接脚部6b和负极4b的连接板6c。另外,负极集电体6与负极4b同样地由Cu构成。
[0054]正极端子10具有:沿Z方向延伸的圆柱状的轴部11 ;和在轴部11的Zl侧的端部及其周边,以从轴部11在X — Y平面方向上具有辐射状的扩展的方式形成的圆环状的凸缘部12。其结果是,正极端子10形成铆钉状,且以沿着Z方向的截面成为T字形状的方式形成。
[0055]另外,铆钉状的正极端子10与正极集电体5和总线101同样地由Al构成。该正极端子10中,通过对未图示的Al板进行挤出成形,从而将轴部11和凸缘部12 —体地形成。
[0056]另外,在正极端子10的凸缘部12与盖部件2之间配置有具有绝缘性的衬垫(密封件)7,并且在盖部件2与正极集电体5的连接部5a之间配置有具有绝缘性的衬垫8。此夕卜,衬垫7和8分别具有正极端子10的轴部11所插入的插入孔7a和8a。此外,由于正极端子10的凸缘部12配置于盖部件2的上侧,从而配置于锂离子电池I的外部。另一方面,轴部11的比凸缘部12向Z2侧突出的部分配置于插入孔7a、2a和8a以及锂离子电池I (电池壳主体3)的内部。
[0057]负极端子20具有与正极端子10同样的外形形状。即,负极端子20具有:在Z方向延伸的圆柱状的轴部21 ;和在轴部21的Zl侧的端部及其周边,以从轴部21在X — Y平面方向具有辐射状的扩展的方式形成的圆环状的凸缘部22。其结果是,如图4和图5所示,负极端子20形成为铆钉状,且以沿着Z方向的截面成为T字形状的方式形成。另外,轴部21以位于负极端子20的X方向和Y方向的大致中央的方式构成。此外,负极端子20是本发明的“电池用端子”的一例。另外,Z方向是本发明的“轴向”的一例,Zl侧是本发明的“轴向的一侧”的一例,X-Y平面方向是本发明的“辐射方向”的一例。
[0058]另外,对于负极端子20,通过进行后述的挤出成形,将轴部21和凸缘部22 —体地形成。另外,如图5所示,负极端子20在X方向和Y方向上具有约1mm的直径D1,并且在Z方向上具有约12mm的长度LI。另外,凸缘部22在Z方向上具有约2mm的厚度tl。此外,Z2侧是本发明的“轴向的另一侧”的一例。
[0059]在此,第一实施方式中,如图4和图5所示,负极端子20由复合材料构成,该复合材料由延展性较大易于变形的Al构成的第一金属层30和由延展性较大易于变形的Cu构成的第二金属层40通过棍乳接合而形成。棍乳接合的第一金属层30和第二金属层40在其界面I牢固地接合。另外,在负极端子20的沿着Z方向(Z2侧)的截面中,第一金属层30配置于轴部21和凸缘部22的上部,其结果是,第一金属层30以在作为负极端子20的Zl侧的轴部21的上表面21a、凸缘部22的上表面22a、上侧面22b (凸缘部22的上部的侧面22d)露出的方式形成。
[0060]另外,第一实施方式中,在轴部21的第一金属层30的中心部分31设有向Z方向(轴向)的Z2侧突出的凸部32。S卩,轴部21的第一金属层30在轴部21的中心部分31具有向Z方向(轴向)的Z2侧突出的部分(凸部32)。此外,轴部21中的凸部32的Z2侧的端部32a以前端变细的方式形成。
[0061]此外,凸部32在轴部21的轴心A上,以比凸缘部22的Z方向的长度(厚度tl)大地突出到比凸缘部22的Z2侧的下表面22e靠Z2侧。S卩,轴部21的第一金属层30的凸部32突出到比凸缘部22的第一金属层30中的Z2侧的面(界面I)靠Z2侧。另一方面,在轴心A上,以从凸缘部22的Z2侧的下表面22e到凸部32的Z2侧的端部32a的长度L2为轴部21(负极端子20)的长度LI的80%以下的方式,形成负极端子20。另外,在轴心A上,以轴部21中的第一金属层30的Z方向的最大的长度L3为沿着负极端子20的Z方向的长度LI的约90%以下的方式,形成负极端子20。此外,长度L3优选为长度LI的约80%以下,更优选为约70%以下。
[0062]第二金属层40以从Z2侧覆盖第一金属层30的方式配置,其结果是,在轴部21的Z2侧和凸缘部22的下侧面22c (凸缘部22的下部的侧面22d)露出。其结果是,凸部32以不露出于负极端子20的外部的方式形成,其结果是,第一金属层30以不露出于轴部21和凸缘部22的Z2侧的方式形成。
[0063]另外,圆环状的凸缘部22在第一金属层30和第二金属层40相对的整个面上在Z方向上接合。即,凸缘部22进行层叠型的叠层接合。其结果是,第一金属层30和第二金属层40的界面I以不在轴部21的侧面,而在凸缘部22的侧面22d露出的方式形成。由此,界面I不配置于锂离子电池I的内部,因此,可以抑制锂离子电池I内部的电解液等到达界面I。其结果是,可以抑制由于锂离子电池I内部的电解液等导致第一金属层30和第二金属层40的接合强度变小。
[0064]另外,第一金属层30和第二金属层40均以相对于轴心A成大致轴对称的方式形成。
[0065]另外,凸缘部22中,第一金属层30的Z方向的最小的厚度t2以成为凸缘部22的Z方向的厚度tl的约30%以上的方式形成。在此,最小的厚度t2是指,从位于第一金属层30和第二金属层40的界面I中的最上侧的端面到上表面22a的厚度。
[0066]另外,轴部21的沿着Z方向的截面中,第一金属层30的凸部32的沿着与Z方向正交的X方向和Y方向的长度(宽度)L4,以比形成于凸部32的周围的第二金属层40的沿着X方向和Y方向的长度L5大的方式形成。此外,长度L4优选以成为长度L5的2倍以上的方式形成。在此,长度L4和L5是指,在轴部21中,在X方向和Y方向的第一金属层30的长度最大的位置的各个长度。
[0067]另外,如图4所示,通过在轴部21的上表面21a(Zl侧的面)的大致中央激光焊接总线101,在轴部21的上表面21a的大致中央形成有焊接部Wl。另外,通过将轴部21的下侧的端部(顶面)21b的外周部和负极集电体6的连接部6a进行激光焊接,在轴部21的端部21b及其周边形成有焊接部W2。
[0068]另外,与正极端子10侧同样,在负极端子20的凸缘部22与盖部件2之间配置有具有绝缘性的衬垫7,并且在盖部件2与负极集电体6的连接部6a之间配置有具有绝缘性的衬垫8。此外,衬垫7和衬垫8分别具有负极端子20的轴部21所插入的插入孔7b和8b。此外,通过负极端子20的凸缘部22配置于盖部件2的上侧,因而配置于锂离子电池I的外部。另一方面,突出到比轴部21的凸缘部22靠Z2侧的部分配置于插入孔7b、2b和8b
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