专利名称：电源装置以及电源装置的制造方法
技术领域：
本发明涉及二次电池等电源装置，特别涉及电池端子的铆接。
技术背景
图9是表示以往的电源装置中的电极端子附近的结构的剖视图。
以往，在使用于电动车、混合动力车等的电源装置中，已知如下所述的结构经由 构成收纳电池元件的壳体的一部分的盖体93，将包括导电性构件的内部端子9a的一端电 连接于上述电池元件，使形成为筒状的另一端经由绝缘体98、盖体93、绝缘体95以及电极 板部941等向外部突出，对该另一端实施铆接加工，从而将这些绝缘体98、绝缘体95以及电 极板部941相对于盖体93铆接固定。
电极板部941与内部端子9a实施隔着盖体3等的铆接固定等铆接加工与焊接加 工，使两者电连接。
在内部端子9a的端部(另一端)，以突出的方式设有圆筒状的铆钉9al。在盖体 93以及电极板部941的各自，分别设有用于使内部端子9a的铆钉9al插通的铆钉孔9 以 及94h。另外，在电极板部941与盖体93之间，配置有绝缘体95。另外，内部端子9a与盖 体93之间，配置有绝缘体98以及绝缘垫9m。在这些绝缘体95以及98，形成有用于使铆钉 9al插通的铆钉孔(例如铆钉孔9证等)。这样一来，使电极板部941与内部端子9a相对 于盖体93电绝缘。
设置于内部端子9a的铆钉9al在其端部具备形成为圆筒状的铆钉帽(U《”卜 傘)K。铆钉帽K通过实施铆接加工而压焊于电极板部941。通过该铆接加工，使电极板部 941与铆钉9al的凸缘部G狭窄，由此使电极板部941与内部端子9a相对于盖体93铆接连接。
在上述那样的结构中，为了提高铆接连接的强度，并且降低电极板部941与铆钉 9al之间的电阻，从铆钉帽K的上面方向通过激光等将铆钉帽K与电极板部941焊接。图10 是表示俯视状态下的实施了铆接加工以及焊接处理后的铆钉帽K的图(参照焊接部位F)。 从图9以及图10可知铆钉帽K的外边缘部附近被焊接。
这样将铆钉帽与电极板部焊接的技术如专利文献1所记载，出于降低电阻、提高 铆接连接的强度的目的而使用。
专利文献1 特开2004-14173号公报(第0020段、图2等) 发明内容
然而，上述专利文献1所记载的技术不是使外部电极板部与铆钉帽互相熔融而接 合的方法，从电阻的降低、接合强度的提高的观点来看不充分。因此，如图9所示，需要进行 使电极板部941与铆钉帽K熔融的焊接。
然而，这样使电极板部941与铆钉帽K互相熔融而进行的焊接，其焊接部位的温度 比较高。另外，根据铆钉帽K的厚度，焊接所需要的热量不同，所以与该厚度相应地，焊接部位的焊接时的温度也不同。在这里，如果为了使焊接容易而减薄铆钉帽K的厚度，则不能使 铆接的强度充分。另一方面，如果为了提高铆接的强度而加厚铆钉帽K的厚度，则焊接的溶 透度变小，具有熔透度以及焊接面积的稳定性下降的问题。另外，如果为了维持焊接的熔透 度而增加焊接时的热量，则具有引起焊接部位周边的其他的构件热变形等的危险。
因此，本发明的目的在于提供能够边维持电源装置中的端子单元的铆接连接部位 的连接强度、边提高其焊接性的技术。
为了解决上述的课题，与本发明的一个技术方案有关的电源装置，其特征为，具 备壳体，其在内部收纳发电元件，并且形成有从外部连通于内部的孔部；电极端子，其设 置于所述壳体外部的所述孔部附近；和电极构件，其一端与收纳于所述壳体内的发电元件 电连接，通过经由所述孔部向该壳体外突出并实施了铆接加工的另一端将所述电极端子相 对于所述壳体固定；所述实施了铆接加工的所述电极构件的另一端，具有与所述孔部的中 心轴方向平行的方向上的厚度比顶接于该孔部的边缘部的位置薄的区域。
另外，在上述那样的结构的电源装置中，其特征为所述电极构件的另一端相对于 所述电极端子焊接；所述电极构件的另一端的厚度较薄的区域为实施焊接处理区域。
另外，在上述那样的结构的电源装置中，其特征为所述电极构件的另一端形成 为，与所述孔部的中心轴方向平行的方向上的厚度从顶接于该孔部的边缘部的位置向比该 位置从所述孔部的边缘部远离的位置减小的斜面形状。
另外，在上述那样的结构的电源装置中，其特征为所述电极构件的另一端设定 为，与所述孔部的中心轴方向平行的方向上的厚度从顶接于该孔部的边缘部的位置向比该 位置从所述孔部的边缘部远离的位置阶梯性地减小。
另外，与本发明的一个技术方案有关的电源装置的制造方法，该电源装置具备在 内部收纳发电元件并且形成有从外部连通于内部的孔部的壳体；设置于所述壳体外部的、 所述孔部附近的电极端子；和经由所述孔部将所述发电元件与所述电极端子电连接的电 极构件，该制造方法的特征为将所述电极构件的一端与收纳于所述壳体内的发电元件电 连接，通过经由所述孔部向该壳体外突出并实施了铆接加工的另一端将所述电极端子相对 于所述壳体固定，将所述实施了铆接加工的所述电极构件的另一端相对于所述电极端子焊 接，所述实施了铆接加工的所述电极构件的另一端，与顶接于该孔部的边缘部的位置相比， 相对于所述电极端子被焊接的区域的与所述孔部的中心轴方向平行的方向上的厚度较薄。
根据本发明，能够提供能够边维持电源装置中的端子单元的铆接连接部位的连接 强度、边提高其焊接性的技术。
具体实施方式
下面，对本发明的实施例进行说明。
(第1实施方式)
对本发明的第1实施方式中的电源装置及其制造方法进行说明。
图1是表示本发明的第1实施方式中的电池单元(电源装置)900的外观立体图， 将多个该电池单元900组合而构成电池组，作为电动车、混合动力车的电源装置而搭载。
电池单元900是表示锂离子电池的电池单元的一例，具备形成有收纳电池元件 (发电元件)91的内部空间的壳体92，和设有外部电极端子94(正极)以及外部电极端子96 (负极)的盖体93。外部电极端子94以及外部电极端子96被配置于盖体93的、互相分 离的位置。
图2是包含设置于盖体93的外部电极端子94以及96的电池端子单元的分解立 体图。如图2所示，电池端子单元具备外部电极端子94、外部电极端子96、盖体93、内部端 子(电极构件)1和内部端子(电极构件)2。这里的内部端子(电极构件)1，其一端12与 壳体92内部的电池元件91的正极侧电连接，另一端经由盖体93连接于外部电极端子94。 另外，内部端子(电极构件)2，其一端22与壳体92内部的电池元件91的负极侧电连接，另 一端经由盖体93连接于外部电极端子96。外部电极端子与内部端子实施隔着盖体3的铆 接固定等的铆接加工与焊接加工，两者电连接。
另外，作为这里的铆接加工，例如可以列举由冲压进行的铆接加工、旋转铆接加工 等，但只要是结果能够实现上述铆接固定的方法，能够不限于这些方法地使用。
在内部端子1以及2的端部(另一端)，以突出的方式设有圆筒状的铆钉11以及 21。在盖体93、电极板部941以及电极板部961的各自，分别设有用于使内部端子的铆钉插 通的铆钉孔93h(相当于从壳体外部与收纳有电池元件的内部连通的孔部)、94h以及96h。 另外，在电极板部941以及961与盖体93之间，配置有绝缘体95以及97。另外，在内部端 子1以及2与盖体93之间，配置有绝缘垫9m、绝缘体98以及99。在这些绝缘垫9m、绝缘体 95、97、98以及99，形成有用于使铆钉贯通的铆钉孔(例如铆钉孔9 等)。电极板部941 以及电极板部961被设置于壳体92的、外部的孔部93h附近。
这样一来，外部电极端子94以及96、内部端子1以及2相对于盖体93电绝缘。
下面，为了说明的方便，作为代表对正极端子侧进行说明。在本实施方式中，对于 负极端子侧也采用与正极端子侧同样的结构。
图3是表示实施铆接加工之前的内部端子1的铆钉11附近的剖面构造的图，图4 是表示实施了铆接加工以及焊接加工的状态下的内部端子1的铆钉11附近的剖面构造的 图，图5是表示从图4中的A方向观察实施了铆接加工以及焊接加工的状态下的内部端子 1的铆钉11附近所见状态的图。
设置于内部端子1的另一端的铆钉11在其顶端位置具备形成为圆筒状的铆钉帽 IlK0外部电极端子94包括电极板部941与端子突起部942。铆钉帽IlK通过实施铆接加 工而压焊于电极板部941。通过该铆接加工，使电极板部941与内部端子1相对于盖体93 铆接连接。
如图3以及图4所示，本实施方式中的、设置于内部端子1的另一端的铆钉11的 铆钉帽11K，在实施了铆接加工的状态下(参照图4)，具有与铆钉孔94h的中心轴P方向平 行的方向上的厚度比顶接于铆钉孔94h(孔部)的边缘部的位置(图4所示的从中心轴P 离开恰好距离R的位置)更薄的区域。这里的铆钉帽IlK的、在实施了铆接加工的状态下 顶接于铆钉孔94h的边缘部的位置，相当于实施了铆接加工的状态下的、相对于铆钉帽IlK 作用的剪切应力变为最大的可能性较高的位置。
具体地说，顶接于铆钉孔94h(孔部)的边缘部的位置的铆钉帽IlK的厚度为tl， 实施了焊接处理的焊接部位F附近的铆钉帽IlK的厚度为比tl薄的t2。
另外，在本实施方式中，内部端子1的铆钉11的铆钉帽IlK形成为，与铆钉孔94h 的中心轴P方向平行的方向上的厚度从顶接于铆钉孔94h的边缘部的位置向比该位置从孔部的边缘部远离的位置减小的斜面形状。
这样，在实施了由内部端子1的铆钉11进行铆接的状态下，由负载引起剪切破坏 的可能性较高的部位将铆钉帽的厚度设为充分的厚度(tl)，作为实施焊接处理的对象的焊 接部位F的铆钉帽的厚度设为比tl薄的t2，由此能够边维持由内部端子另一端的铆钉进行 的铆接连接部位的连接强度、边提高铆钉帽与电极板部之间的焊接性。
(第2实施方式)
接下来，对本发明的第2实施方式进行说明。
本发明的第2实施方式是上述的第1实施方式的变形例。下面，对于与已经在第 1实施方式中说明的部分具有同样的功能的结构部分，赋予同一符号，将说明省略。本实施 方式与第1实施方式中，设置于内部端子的另一端的铆钉的铆钉帽的形状不同。
图6是表示实施铆接加工之前的内部端子1’的铆钉11’附近的剖面构造的图，图 7是表示实施了铆接加工以及焊接加工的状态下的内部端子1’的铆钉11’附近的剖面构造 的图，图8是表示从图6中的A方向观察实施了铆接加工以及焊接加工的状态下的内部端 子1’的铆钉11’附近所见状态的图。
如图7以及图8所示，本实施方式中的、设置于内部端子1’的另一端的铆钉11’ 的铆钉帽Iir，在实施了铆接加工的状态下(参照图4)，具有与铆钉孔94h的中心轴P方 向平行的方向上的厚度比顶接于铆钉孔94h(孔部)的边缘部的位置(图7所示的从中心 轴P离开恰好距离R的位置)更薄的区域。这里的铆钉帽11K’的、在实施了铆接加工的状 态下顶接于铆钉孔94h的边缘部的位置，相当于实施了铆接加工的状态下的、相对于铆钉 帽11K’作用的剪切应力变为最大的可能性较高的位置。
具体地说，顶接于铆钉孔94h (孔部)的边缘部的位置的铆钉帽11K’的厚度为t3， 实施了焊接处理的焊接部位F附近的铆钉帽11K’的厚度为比t3薄的t4。
另外，在本实施方式中，内部端子1’的铆钉11’的铆钉帽11K’形成为，与铆钉孔 94h的中心轴P方向平行的方向上的厚度从顶接于铆钉孔94h (孔部)的边缘部的位置向比 该位置从孔部94h的边缘部远离的位置阶梯性(阶梯状)地减小。
这样，在实施了由内部端子1’的铆钉11’进行铆接的状态下，由负载引起剪切破 坏的可能性较高的部位将铆钉帽的厚度设为充分的厚度(t3)，作为实施焊接处理的对象的 焊接部位F的铆钉帽的厚度设为比t3薄的t4，由此能够边维持由内部端子另一端的铆钉进 行的铆接连接部位的连接强度、边提高铆钉帽与电极板部之间的焊接性。
这样，根据上述的各实施方式，能够提供一种电源装置的制造方法，该电源装置具 备在内部收纳发电元件并且形成有从外部连通于内部的孔部的壳体；设置于壳体外部的 孔部附近的电极端子；和经由孔部将发电元件与电极端子电连接的电极构件，该制造方法 中将电极构件的一端与收纳于壳体内的发电元件电连接，通过经由孔部向该壳体外突出 并实施了铆接加工的另一端将电极端子相对于壳体固定，将实施了铆接加工的电极构件的 另一端相对于电极端子焊接，实施了铆接加工的电极构件的另一端，与顶接于该孔部的边 缘部的位置相比，相对于电极端子焊接的区域的、与孔部的中心轴方向平行的方向上的厚 度薄。
另外，对于电极构件的另一端的顶接于孔部的边缘部的位置，在例如对孔部的边 缘部实施了倒角等加工那样的情况下，也可以包含顶接于该实施了倒角加工的部位的位置的至少一部分。
另外，在上述的各实施方式中，列举将电极构件的实施了铆接加工的端部形成为 圆筒形状、通过铆接加工按压成伞状的结构为例，但并不必须限定于此，例如，也可以设为 将电极构件的另一端设为板状、通过铆接加工将该另一端弯折而将电极端子相对于壳体固 定那样的结构。该情况下，该形成为板状的电极构件的另一端形成为，实施了向电极端子的 焊接处理的部位的厚度比被弯折的基部的厚度变薄。
另外，在上述的各实施方式中，列举将电极构件的一端与发电元件直接连接的结 构为例，但不言而喻，只要电极构件的一端与发电元件最终电连接即可，例如，也能够设为 在电极构件的一端与发电元件之间夹有其他的导电性构件的结构。
另外，在上述的各实施方式中，列举进行铆钉帽与电极构件的焊接的部位为2个 部位的情况为例，但并不必须限定于此，不言而喻，可以根据需要设置1个部位或者3个部 位以上。
另外，在上述的各实施方式中，列举进行铆钉帽与电极构件的焊接的部位位于比 铆钉帽的顶端靠基部侧的位置的例子，但也可以以例如铆钉帽的顶端位置位于焊接区域的 中央的方式(以焊接区域从铆钉帽顶端跨过电极板部的方式)进行焊接。
另外，在上述的各实施方式中，列举预先形成铆钉帽的形状的情况为例，但并不必 须限定于此，例如，也可以在通过铆钉帽的厚度均勻的铆钉进行铆钉连接后，再进行加工， 由此结果成为具有上述实施方式所示的厚度分布的铆钉帽。
图1是表示本发明的第1实施方式中的电池单元(电源装置)900的外观立体图。
图2是包含设置于盖体93的外部电极端子94以及96的电池端子单元的分解立 体图。
图3是表示实施铆接加工之前的内部端子1的铆钉11附近的剖面构造的图。
图4是表示实施了铆接加工以及焊接加工的状态下的内部端子1的铆钉11附近 的剖面构造的图。
图5是表示从图4中的A方向观察实施了铆接加工以及焊接加工的状态下的内部 端子1的铆钉11附近所见状态的图。
图6是表示实施铆接加工之前的内部端子1’的铆钉11’附近的剖面构造的图。
图7是表示实施了铆接加工以及焊接加工的状态下的内部端子1’的铆钉11’附 近的剖面构造的图。
图8是表示从图6中的A方向观察实施了铆接加工以及焊接加工的状态下的内部 端子1’的铆钉11’附近所见状态的图。
图9是表示以往的电源装置中的电极端子附近的结构的剖视图。
图10是表示俯视实施了铆接加工以及焊接处理后的铆钉帽K的状态的图。
符号说明
900 电池单元(电源装置)
91:电池元件
92 壳体
93 盖体
94 外部电极端子
95、97、98、99 绝缘体
96 外部电极端子
9m 绝缘垫
1、2、1，内部端子
11、11，铆钉
IlK、11K，铆钉帽
权利要求
1.一种电源装置，其中，具备壳体，其在内部收纳发电元件，并且形成有从外部连通于内部的孔部；电极端子，其设置于所述壳体外部的所述孔部附近；和电极构件，其一端与收纳于所述壳体内的发电元件电连接，通过经由所述孔部向该壳 体外突出并实施了铆接加工的另一端将所述电极端子相对于所述壳体固定，所述实施了铆接加工的所述电极构件的另一端，具有与所述孔部的中心轴方向平行的 方向上的厚度比顶接于该孔部的边缘部的位置薄的区域。
2.如权利要求1所述的电源装置，其中所述电极构件的另一端为相对于所述电极端子被焊接的端部，所述电极构件的另一端的厚度较薄的区域为实施焊接处理区域。
3.如权利要求1或2所述的电源装置，其中所述电极构件的另一端形成为，与所述孔部的中心轴方向平行的方向上的厚度从顶接 于该孔部的边缘部的位置向比该位置从所述孔部的边缘部远离的位置减小的斜面形状。
4.如权利要求1或2所述的电源装置，其中所述电极构件的另一端设定为，与所述孔部的中心轴方向平行的方向上的厚度从顶接 于该孔部的边缘部的位置向比该位置从所述孔部的边缘部远离的位置阶梯性地减小。
5.一种电源装置的制造方法，该电源装置具备在内部收纳发电元件并且形成有从外 部连通于内部的孔部的壳体；设置于所述壳体外部的所述孔部附近的电极端子；和经由所 述孔部将所述发电元件与所述电极端子电连接的电极构件，该制造方法中将所述电极构件的一端与收纳于所述壳体内的发电元件电连接；通过经由所述孔部向该壳体外突出并实施了铆接加工的另一端将所述电极端子相对 于所述壳体固定；将所述实施了铆接加工的所述电极构件的另一端相对于所述电极端子焊接；所述实施了铆接加工的所述电极构件的另一端，与顶接于该孔部的边缘部的位置相 比，相对于所述电极端子被焊接的区域在与所述孔部的中心轴方向平行的方向上的厚度
全文摘要
提供能够维持电源装置中的端子单元的铆接连接部位的连接强度、同时提高其焊接性的技术。(解决方案)具有壳体92，其在内部收纳发电元件，并且形成有从外部连通于内部的孔部93h；外部电极端子94，其设置于壳体92外部的孔部93h附近；和内部端子9a，其一端与收纳于壳体92内的电池元件91电连接，通过经由孔部93h向该壳体92外突出而实施了铆接加工的另一端将外部电极端子94相对于壳体92固定；实施了铆接加工的内部端子9a的另一端，具有与孔部93h的中心轴方向平行的方向上的厚度比顶接于孔部93h的边缘部的位置薄的区域。
文档编号H01M2/22GK102037582SQ200980117950
公开日2011年4月27日 申请日期2009年5月21日 优先权日2008年5月21日
发明者土屋豪范, 彦坂政英, 永井裕喜 申请人:丰田自动车株式会社