电池组及其制造方法、具备该电池组的车辆的制作方法

电池组及其制造方法、具备该电池组的车辆的制作方法
【专利摘要】本发明提供能够将端子连接导体(8)与正极端子(1)和负极端子(4)均容易地焊接的电池的端子连接导体、使用其的电池组及电池组的制造方法。端子连接导体(8)形成为：由铝构件构成的板状部(8a)和由熔点比铝构件高的第二金属构成的板状部相互重叠，在一个表面上形成有铝构件露出的第一区域和第二金属露出的第二区域，并且第二金属在另一个表面中的与第二区域对置的区域露出，该端子连接导体(8)将非水电解质二次电池(7)的由铝构件构成的正极端子(1)和另一电池的负极端子(4)之间连接，使端子连接导体(8)的第一区域与正极端子(1)抵接从而通过焊接进行连接固定，使第二区域与负极端子(4)抵接从而通过焊接进行连接固定。
【专利说明】电池组及其制造方法、具备该电池组的车辆
[0001]本发明是国家申请号201080003650.1、申请日2010年2月I日、发明名称为“端子间连接导体、电池组及电池组的制造方法”的PCT申请进入中国国家阶段的申请的分案申请，母案申请的国际申请号是PCT / JP2010 / 051333。
【技术领域】
[0002]本发明涉及连接多个电池的端子间等的端子连接导体、通过端子连接导体连接多个电池的端子间等而形成的电池组、及通过端子连接导体连接多个电池的端子间等而形成的电池组的制造方法。
[0003]本发明的端子连接导体可以适当应用于连接正极端子由铝等构成的非水电解质二次电池的端子间等而形成的电池组。
【背景技术】
[0004]在非水电解质二次电池中，作为正极端子的构成材料适宜使用在正极电位下不溶解于非水电解质的铝或铝合金。此外，作为负极端子的构成材料多使用不与负极活性物质合金化的铜等。
[0005]然而，在将由铝等构成的正极端子经由铜、镍或铁等构成的端子连接导体而与其他的非水电解质二次电池的负极端子或外部设备的端子连接的情况下，因为铝等的熔点比铜、镍、铁等的熔点低、比热容量高等，因此无法容易地将正极端子与端子连接导体焊接。
[0006]此外，因为同样的理由，在使用由铝等构成的端子连接导体的情况下，也难以将端子连接导体容易地与使用了铜等的正极端子和使用了铜、镍、铁等的负极端子焊接。
[0007]因此，以往，例如专利文献I的图2所示，公知有如下方法，即，将由铝层和镍层贴合而成的双层结构的复合材料构成的电流取出用引线板配置成该铝层与由铝构成的电池的外装罐的底部抵接而通过焊接等进行固定的方法。
[0008]根据该方法，可以将电流取出用引线板的镍层容易地焊接到由铜、镍、铁等其他金属构成的作为端子连接导体的连接用引线板上，能够经由电流取出用引线板2而容易地将外装罐的底部与连接用弓I线板可靠地连接。
[0009]此外，在由铝等构成的正极端子中的从电池外装壳体向外部突出的部分由铜、镍、铁等构成时，能够经由电流取出用引线板的镍层焊接到正极端子上。
[0010]此外，如图6所示,在专利文献2中，提出经由将招板5a和铜板5b遍及整体地重合而成的合成板5构成的端子连接导体将非水电解质二次电池串联连接的方法。该合成板5是通过以规定温度加热铝板5a和铜板5b的同时经过压延轧辊压接而形成的。
[0011]并且，记载有如下技术，即，根据成为连接对象的两个端子的位置关系，以使铝板与铜板的位置关系相反的方式将该合成板5扭转或折弯等，使合成板5的铝板5a与由铝等构成的正极端子I抵接，并使铜板5b与由铜等构成的负极端子4抵接，从而分别进行焊接。
[0012]专利文献1:日本特开平9一330696号公报
[0013]专利文献2:日本特开2002—151045号公报[0014]然而，在以具备由铝或铝合金构成的正极端子和由铜、镍等构成的负极端子的非水电解质二次电池为例的情况下，因为铝等与铜、镍、铁等相比熔点低且比热容量高等，因此产生如下问题，即，若使用由铝构成的端子连接导体则会导致难以可靠地与负极焊接，若使用由铜构成的端子连接导体则会导致难以可靠地与正极焊接。
[0015]本发明的课题在于解决如下问题，即，在经由端子连接导体连接电池的端子间等时，因构成端子连接导体的金属与构成正极端子、负极端子的金属的熔点不同而导致的焊接困难。
[0016]此外，根据例如专利文献I中公开的技术，在将作为端子连接导体的连接用引线板连接到由复合材料构成的电流取出用引线板前，需要预先进行在外装罐的底部连接固定电流取出用引线板的作业，因此存在非水电解质二次电池的制造成本上升的问题。
[0017]在铝等构成的正极端子中的从电池外装壳体向外部突出的部分由铜、镍、铁等构成的情况下，在该正极端子的制造工序中也需要进行焊接或钎焊等作业，从而同样存在制造成本上升的问题。
[0018]本发明的另一问题在于简化使用端子连接导体连接电池的端子间等的工序且由此降低制造成本这一点。
[0019]发明人等发现，在使用图6所示那样的跨长度方向的整个区域由双层的复合材料构成的端子连接导体5来连接电池的电极端子时，存在虽能与一方的电极端子首尾良好地焊接但与另一方的端子无法良好地焊接的问题。
[0020]以下进行详细描述。发明人等尝试使端子连接导体5的铝板5a与一方电池的由铝等构成的正极端子I接触并通过焊接头6、6夹着双方而进行电阻焊接，并且，尝试使端子连接导体5的铜板5b与另一方电池的由铜等构成的负极端子4接触并通过焊接头6、6夹着双方而进行电阻焊接。
[0021]其结果是，确认了可以在端子连接导体5与正极端子I之间容易地进行电阻焊接，但发现在端子连接导体5与负极端子4之间可能存在如下问题，即，在负极端子4与铜板5b之间被焊接前，因为比铜板5b熔点低的铝板5a熔融，因此负极端子4与铜板5b的焊接可能不充分。
[0022]本发明的另一课题在于，通过能够可靠地焊接正极及负极双方的端子与端子连接导体，从而提高连接强度并降低电阻。
[0023]此外，在由低熔点金属构成的板材与由熔点比其高的金属构成的板材重叠时，若前者的尺寸比后者小，则在两板材的交界形成有与前者板材的厚度相当的台阶。发明人等发现电解腐蚀的原因在于水滴附着并滞留在所述交界上，并且发现水滴滞留的原因在于该台阶。需要说明的是，电解腐蚀是指，由于在不同种金属间存在水滴而产生的电化学反应所导致的腐蚀现象。
[0024]本发明的另一课题在于抑制端子连接导体因电解腐蚀而劣化。
[0025]在电池组中，为了维持构成电池组的各电池的性能，需要精度良好地进行其温度控制。通常需要高效地进行冷却，因此电池外装壳体被进行减薄设计。
[0026]然而，在以往的电池组中，存在无法将电池外装壳体的厚度充分减薄的问题。这是因为，在减薄了电池外装壳体的情况下，难以实现良好的电池间连接。
[0027]作为以往的电池间的连接结构，主要采用了通过端子连接导体将正极端子的上表面和负极端子的上表面连结的结构。因此，随着减薄电池外装壳体的厚度会使端子的上表面的面积变窄，其结果产生无法充分确保与端子连接导体的接触面积或者无法加工螺栓紧固用螺纹孔的问题，从而电池外装壳体的薄型化存在极限。
[0028]此外，在通过螺栓将端子与端子连接导体紧固的情况下，在要求具有高度振动耐用性的机动车搭载用电池组中，从连接强度的观点考虑需要使螺栓的直径为5mm以上(M5尺寸以上)，但若端子厚度为5mm以下则无法进行螺纹孔加工。
[0029]本发明的另一课题在于能够将电池设计成减薄化。
[0030]此外，搭载有电池组的车辆为了实现维持电池组的充放电性能而需要正确地进行电池的温度控制。因此，虽然电池外装壳体设计成减薄化，但随着变薄而产生连接强度下降的问题。因此，至此已认识到连接强度与电池的厚度为顾此失彼(trade-off)的关系。
[0031]此外，搭载有电池组的车辆具有在接合不同种金属而构成的端子连接导体的接合部位产生电解腐蚀的问题。发明人发现该问题对于在寒冷地区使用的机动车为显著现象。当在低温气氛下使用后在相对高温的车库等停车时，在电池组的端子连接导体部分产生结露。尤其是在接近海岸的地域，由于空气中包含的海水的成分溶解于结露水，因此即使少量的结露也会明显地产生腐蚀。
[0032]本发明的另一课题在于提供具备包括多个减薄的电池的电池组的车辆。此外，本发明另一课题在于提供具备能够抑制电解腐蚀导致的劣化的电池组的车辆。

【发明内容】

[0033]本发明的端子连接导体的特征结构在于，该端子连接导体形成为，至少由第一金属构成的板状部和由熔点比所述第一金属高的第二金属构成的板状部相互重叠，在一个表面上形成有所述第一金属露出的第一区域和所述第二金属露出的第二区域，并且，所述第二金属在另一个表面中的与所述第二区域对置的区域露出，在所述第一区域与所述第二区域的交界实质上不存在厚度方向的台阶。
[0034]根据上述的端子连接导体，能够将在端子连接导体的一个表面上形成的熔点低的第一金属露出的第一区域与端子容易且可靠地焊接，并且能够将在端子连接导体的一个表面上形成的熔点高的第二金属露出的第二区域、或者以所述第二金属在另一个表面中的与所述第二区域对置的区域露出的方式形成的区域与端子容易且确保足够强度地可靠焊接。
[0035]此外，根据本发明的端子连接导体，由于在端子连接导体的第一区域与第二区域的交界实质上不存在台阶，因此能够抑制端子连接导体因电解腐蚀而劣化。
[0036]通过实质上消除台阶而发挥作用的机构如下。水滴不会附着在第一区域与第二区域的交界。因为没有台阶，即使假设附着有水滴，水滴也容易向其他部位移动。因为没有台阶阻碍为了冷却电池而强制性流动的气流的流动，因此能够通过气流更顺利地蒸发水分。与具有台阶的情况相比，水滴与交界部的接触面积变小，而且不同种金属间的电子的移动距离变长，因此电子的移动阻力增大，所以能够抑制腐蚀反应的进行。
[0037]此外，能够实现与以往使用的端子连接导体同样的形状，因此无需对成为连接对象的具有缺点的电池进行特别形状等规格变更，因此向端子的连接作业也不需要特别的顺序和夹具。
[0038]在将本发明的端子连接导体用于连接例如非水电解质二次电池的情况下，可以在例如在由铝或铝合金构成的正极端子的侧面与由熔点比该铝或铝合金都高的金属构成的其他端子的侧面之间配置该端子连接导体的状态下进行使用。即，能够提供对双方的端子均能可靠焊接的端子连接导体。
[0039]在本发明的端子连接导体中，在一个表面上形成的第一区域例如优选由铝或铝合金构成的铝材料部构成，形成在一个表面上的第二区域或另一个表面中的与第二区域对置的区域优选由熔点比该铝或铝合金都高的金属构成的材料构成。
[0040]并且，该铝材料部通过与非水电解质二次电池的正极端子抵接而通过焊接牢固地连接固定，并且该端子连接导体的形成有铝材料部的部分以外的部分与其他端子抵接而通过焊接牢固地连接固定。
[0041]本发明的电池组的特征结构在于，具备:至少两个电池，其具有电池容器、从所述电池容器向上方突出的正极端子及负极端子；端子连接导体，其形成为:至少具有由第一金属构成的板状部和由熔点比所述第一金属高的第二金属构成的板状部且各板状部相互重叠，在一个表面上形成有所述第一金属露出的第一区域和所述第二金属露出的第二区域，并且所述第二金属在另一个表面中的与所述第二区域对置的区域露出，所述各个电池配置成所述电池容器的侧面中的面积最大的侧面对置，所述端子连接导体配置在一个电池的端子与另一个电池的端子之间，并且所述端子连接导体的所述第一区域与所述一个电池的端子的对置面连接，而所述第二区域或另一个表面中的与所述第二区域对置的区域与所述另一个电池的端子的对置面连接。
[0042]根据上述的电池组，通过将电池的端子的侧面间等经由端子连接导体连接，能够对两方的端子牢固且可靠地进行焊接，并且能够进一步将电池设计成薄型。尤其是，对于连接强度和电池的厚度，以往认为它们是顾此失彼的关系，但根据本发明，能够确保满足机动车搭载用途所需求的电池组的规格的高级别的连接强度，且能够将电池的厚度减薄成能够确保良好的冷却特性的程度。
[0043]本发明的电池组优选使用多个非水电解质二次电池，并且优选这些电池的端子间通过本发明的端子连接导体串联连接。
[0044]本发明的车辆的特征结构在于具备具有上述特征的电池组。
[0045]本发明的电池组的制造方法的特征结构在于，该方法使用端子连接导体，该端子连接导体形成为:至少由第一金属构成的板状部和由熔点比所述第一金属高的第二金属构成的板状部相互重叠，在一个表面上形成有所述第一金属露出的第一区域和所述第二金属露出的第二区域，并且所述第二金属在另一个表面中的与所述第二区域对置的区域露出，所述电池组的制造方法包括如下工序:将所述端子连接导体和电池的端子配置成所述第一区域与所述电池的端子接触，将一对焊接头配置成夹着所述电池的端子和所述端子连接导体，从所述焊接头向所述端子连接导体及所述电池的端子流过电流的工序；将所述端子连接导体与其他电池的端子配置成所述其他电池的端子与所述第二区域或另一个表面中的与所述第二区域对置的区域接触，并且将一对焊接头配置成夹着所述其他电池的端子和所述端子连接导体，从所述焊接头向所述端子连接导体及所述其他电池的端子流过电流的工序。
[0046]根据本发明的电池组的制造方法，在使用端子连接导体连接电池的端子间等时，能够对两方的端子牢固且可靠地进行焊接。[0047]进而，由于能够将端子连接导体与正极端子和其他端子均容易地焊接，因此能够简化使用端子连接导体连接电池的端子间等的工序。
[0048]因此，能够削减以往的焊接电流取出用引线板的工序、进行加工从而由铜、镍、铁等构成铝等所构成的正极端子的向外部的突出部的工序，因此能够提高将电池的端子间连接固定时的作业性。
[0049]发明效果
[0050]根据本发明的端子连接导体，能够与电池的正极端子及负极端子均牢固且可靠地焊接。此外，在形成为在第一区域和第二区域的交界实质上不存在厚度方向的台阶的情况下，能够有效地抑制端子连接导体的电解腐蚀导致的劣化。
[0051]根据本发明的电池组的制造方法，能够大幅度地简化使用端子连接导体连接电池的端子间等的工序，能够降低电池组的制造成本。此外，能够将在电池组中使用电池设计得更加减薄。
[0052]根据本发明，由于能够将构成电池组的各电池形成为减薄化，因此能够抑制电池组的设置空间，从而能够提供以同样的设置空间的电池组搭载容量更大的电池组的车辆。
【专利附图】

【附图说明】
[0053]图1表示本发明的一实施方式，是表示将多个非水电解质二次电池的端子间通过端子连接导体串联连接的电池组的结构的立体图。
[0054]图2表示本发明的一实施方式，是表示用于将端子连接导体与正极端子和负极端子连接固定的焊接作业的局部放大横剖俯视图。
[0055]图3表示本发明的一实施方式，是用于说明端子连接导体中的形成有铝材料部的部分的俯视图。
[0056]图4表示本发明的另一实施方式，是表示折弯形状的端子连接导体的立体图。
[0057]图5表示本发明的一实施方式，是表示将正极端子与负极端子之间通过包括引线板的端子连接导体连接的结构的局部放大横剖俯视图。
[0058]图6表示现有例，是表示用于将整体由复合材料构成的端子连接导体与正极端子和负极端子连接固定的焊接作业的局部放大横剖俯视图。
[0059]符号说明
[0060]1:距极端子
[0061]2:引线板
[0062]2a:招层
[0063]2b:招层或其他金属层
[0064]3:其他金属层
[0065]4:负极端子
[0066]5:端子连接导体
[0067]5a:招层
[0068]5b:其他金属层
[0069]6:焊接头
[0070]7:非水电解质二次电池[0071]7a:电池容器
[0072]7b:盖板
[0073]8:端子连接导体
[0074]8a:铝材料部
【具体实施方式】
[0075]以下，参照图1?图5说明本发明的端子间连接导体、电池组及电池组的制造方法。需要说明的是，对具有与图6所示的现有例同样功能的构成构件标注相同符号。
[0076]图1中示出作为本发明一例的电池组。多个非水电解质二次电池7沿其厚度方向排列，相邻的非水电解质二次电池7的正极端子I与负极端子4之间经由端子连接导体8串联连接，由此构成电池组。
[0077]需要说明的是，在图1中，为了使附图便于观察，放大强调表示正极端子1、负极端子4和端子连接导体8,并在各端子连接导体8上施加了点影(dot hatching)。此外,在图1中，将沿厚度方向排列的非水电解质二次电池7本身的排列方向记为前后方向，将非水电解质二次电池7的宽度方向记为左右方向，将非水电解质二次电池7的高度方向记为上下方向。
[0078]各非水电解质二次电池7的电池外装壳体具备:以厚度比宽度短的方式形成的方形箱型的不锈钢制的电池容器7a、闭塞该电池容器7a的上端开口部的不锈钢制的盖板7b。
[0079]在电池容器7a的内部收纳有发电要件且填充有非水电解液。此外，正极端子I从盖板7b的上表面右侧向上方突出，负极端子4从上表面左侧向上方突出。所述的端子1、4均为朝向前后方向(厚度方向)的面最宽阔的方形的板状。
[0080]并且，正极端子I由铝或铝合金构成，其下部贯通绝缘密封的盖板7b而与电池容器7a内部的发电要件的正极连接。此外，负极端子4由铜或铜合金构成，其下部贯通绝缘密封的盖板7b而与电池容器7a内部的发电要件的负极连接。
[0081]上述非水电解质二次电池7以电池容器7a的最宽阔的侧面重合的方式沿前后方向排列配置有多个。此外，以使相邻的非水电解质二次电池7、7的正极端子I与负极端子4接近的方式配置且逐个使非水电解质二次电池7左右反向。
[0082]配置在最跟前的非水电解质二次电池7的右侧的正极端子I经由端子连接导体8与在后方相邻的第二个非水电解质二次电池7的同样为右侧的负极端子4连接。
[0083]并且，第二个非水电解质二次电池7的左侧的正极端子I经由端子连接导体8与在后方相邻的第三个非水电解质二次电池7的同样为左侧的负极端子4连接。
[0084]并且，之后也同样地经由端子连接导体8将相邻的非水电解质二次电池7、7的正极端子I与负极端子4之间连接，由此全部的非水电解质二次电池7串联连接。
[0085]由此，最后方的非水电解质二次电池7的左侧的正极端子与最跟前的非水电解质二次电池7的左侧的负极端子4成为电池组的外部端子。需要说明的是，在图1中，示出后方的两个端子连接导体8的连接前的状态。
[0086]端子连接导体8为形成为大致长方体的板材，由铜或镍和铝或铝合金的复合材料构成。构成该复合材料的两种金属并非在整个区域中沿板厚方向分成两层，而是朝向端子连接导体8的前方的表面的一部分(图1中的左右任意一方的部分)由铝或铝合金所构成的铝材料部8a构成，其他部分由铜或镍构成。
[0087]端子连接导体8配置成作为面积最大的面的一个表面及与该一个表面对置的另一个表面(背面)朝向前后方向，而长度方向朝向左右方向。
[0088]将在一个表面上形成的铝材料部8a所露出的区域定义为第一区域I，将在该一个表面上形成的第一区域I以外的区域定义为第二区域II。
[0089]成为第一区域I的铝材料部8a形成为在端子连接导体8的表面左右分出的任意大致一半的区域被埋入凹陷到板厚的大致一半左右的部分，在一个表面上，该铝材料部8a与由铜或镍构成的部分形成为同一面(平面)。即，成为在第一区域I与第二区域II的交界实质上不存在台阶的结构。
[0090]端子连接导体8由构成铝材料部的铝或铝合金和熔点比其高的金属的复合材料构成，因此能够使两构件的交界面处的接触电阻降低，并且能够可靠地防止电解腐蚀的发生。此外，关于端子连接导体的焊接，可以适用电阻焊接法或TIG焊接法。
[0091]S卩，本发明的端子连接导体8形成为:至少由第一金属构成的板状部与由熔点比第一金属高的第二金属构成的板状部相互重叠，在一个表面上形成有第一金属露出的第一区域I和第二金属露出的第二区域II，并且，第二金属在另一个表面中的与第二区域II对置的区域露出，在第一区域I与第二区域II的交界实质上不存在厚度方向的台阶。
[0092]此外，本发明的端子连接导体8形成为第二金属在另一个表面中的与第一区域I对置的区域露出。
[0093]进而，在本发明的端子连接导体8中，由第二金属构成的板状部具备厚度大致相等的一对面，在该一对面中的一个面的一部分上层叠由第一金属构成的板状部，第二金属在其他部分露出。
[0094]在本实施方式中，作为第一金属优选招或招合金，第二金属优选铜、镍、铁或含有它们中的至少一种的合金，但可以根据经由端子连接导体8连接的电极端子的材料而适当
选择第一金属及第二金属。
[0095]如图2所示，端子连接导体8通过使由铝材料部8a构成的第一区域I与一方的非水电解质二次电池7的正极端子I抵接并利用焊接头6、6从它们的两侧进行挟持而流过大电流的这种电阻焊接法进行连接固定。
[0096]S卩，在按照焊接头6 /正极端子I /端子连接导体8 /焊接头6的顺序进行配置之后，在焊接头6间流过电流而进行焊接。此时，由于铝材料部8a和正极端子I同样由铝或铝合金构成，因此能够容易且可靠地进行焊接。
[0097]而且，由于与在端子连接导体8的一个表面上形成的第一区域I对置的另一个表面(背面)由铜或镍构成，其熔点比铝或铝合金的熔点高，因此在电阻焊接时不会发生比铝材料部8a先熔融的情况。
[0098]此外，该端子连接导体8通过使另一个表面(背面)中的与第二区域II对置的区域与另一方的非水电解质二次电池7的负极端子4抵接并且利用焊接头6、6从两侧进行挟持而流过电流的这种电阻焊接法进行连接固定。
[0099]S卩，在按照焊接头6 /负极端子4 /端子连接导体8 /焊接头6的顺序进行配置之后，在焊接头6间流过电流而进行焊接。此时，由于端子连接导体8的由铜或镍构成的部分与由铜或铜合金构成的负极端子4的熔点和比热容量等相同或比较相近，因此能够容易且可靠地进行焊接。
[0100]而且，由于在焊接头6间不存在由熔点低的铝或铝合金构成的铝材料部8a，因此不会像以往那样该铝材料部8a先发生熔融。
[0101]根据上述结构，由于能够将正极端子I及负极端子4的双方向端子连接导体8容易且可靠地焊接，因此能够提高将电池组的各电池的电极间连接固定时的作业性。进而，由于铝材料部8a没有从端子连接导体8的表面突出而是成为一个面，因此抑制水滴的滞留，从而有效地抑制电解腐蚀。
[0102]此外，由于铝材料部8a未从端子连接导体8的表面突出而是成为一个面，因此该端子连接导体8的外形成为与以往同样的平板状，所以能够直接使用以往的非水电解质二次电池7，并利用同样的顺序和方法进行焊接作业。在上述实施方式中，虽然使用了非水电解质二次电池，但只要是构成正极端子和负极端子的金属的熔点互不相同的电池，都能够构成使用了上述的端子连接导体8的电池组。
[0103]需要说明的是，在上述实施方式中，示出了使端子连接导体8的与一个表面对置的另一个表面中的与第二区域对置的区域和负极端子4抵接而进行焊接的情况，其中，所述一个表面是形成有第一区域I的表面，但是在例如非水电解质二次电池7、7沿宽度方向排列的情况下，由于应经由端子连接导体8连接的正极端子I和负极端子4左右排列，因此，也可以在形成在一个面上的第一区域I与正极端子I焊接，在第二区域II与负极端子4焊接。
[0104]S卩，在该端子连接导体8中，只要是形成有铝材料部8a的区域以外的区域，则使其表背面中的哪一个与负极端子4抵接而进行焊接均可。在此，形成有铝材料部8a的区域是指，例如如图3所示，在该铝材料部8a形成在端子连接导体8的表面侧的左半部分的情况下，如单点划线所包围的区域A那样，其不仅包括该铝材料部8a，还包括背面侧的左半部分的由铜或镍构成的部分。因此，能够使负极端子4与除了这样的区域A的部分即端子连接导体8的右半部分的表面或背面抵接而进行焊接。
[0105]在上述实施方式中，对端子连接导体8形成为平板状的示例进行了说明，但该端子连接导体8的形状不局限于平板状，可以根据作为连接对象的电极端子1、4的配置而形成为任意的形状。
[0106]例如，如图4(a)所示，端子连接导体8也可以折弯成曲轴状地形成。若使用这样的端子连接导体8，则在例如本实施方式这样的电池组中，即使相邻的非水电解质二次电池
7、7的正极端子I与负极端子4的前后方向的间隔宽，也无需进一步加厚端子连接导体8的板厚。
[0107]例如如图4(b)所示，也可以与电极端子1、4的配置对应地将端子连接导体8折弯成“〈字”形，还可以将端子连接导体8的一部分或整体形成为曲面。
[0108]在上述实施方式中，对端子连接导体8由复合材料构成的示例进行了说明，但端子连接导体8不局限于由复合材料构成。还可以通过与复合材料的制造工序不同的工序将两种金属贴合而构成端子连接导体8。
[0109]例如，也可以通过机械加工对作为端子连接导体8使用的由铜或镍构成的板材的一个表面的一部分进行切口，向该切口部分嵌入由铝或铝合金构成的板材并通过焊接或钎焊接合而形成铝材料部8a，或者向该切口部分镀敷铝或铝合金而形成铝材料部8a。[0110]此外，在上述实施方式中，对形成为在第一区域I与第二区域II的交界面处实质上不存在台阶的端子连接导体8进行了说明，但本发明的端子连接导体8也可以构成为第一区域I从第二区域II的表面突出，或者也可以反之构成为第一区域I从第二区域II的表面凹进。此外，端子连接导体8也可以构成为在由铜或镍构成的平板的表面的一部分上贴合由铝或铝合金构成的更小的平板状的铝材料部8a。
[0111]此外，在上述实施方式中，示出了端子连接导体8用于构成电池组的多个非水电解质二次电池7的正极端子I与负极端子4之间的连接的示例，但也可以将端子连接导体8用于成为该电池组的外部端子的非水电解质二次电池7的正极端子I或单独使用的非水电解质二次电池7的正极端子I与外部设备的端子的连接。当例如在非水电解质二次电池7的正极端子I的侧方正交地配置外部设备的端子时，可以使用如图4(b)所示那样的折弯成“〈字”形的端子连接导体8。
[0112]此外，在上述实施方式中，示出了负极端子4由铜或铜合金构成的情况，但在非水电解质二次电池7中，除此以外还存在使用镍或镍合金、铁、钢、不锈钢或铬钥钢等。
[0113]所述镍或镍合金、铁或钢、不锈钢或铬钥钢与铜或铜合金同样，其熔点比铝或铝合金的熔点高。
[0114]也可以与此对应地将端子连接导体8的铝材料部8a以外的部分由铜合金、镍合金、铁、钢、不锈钢或铬钥钢等构成。即，端子连接导体8的铝材料部8a以外的部分只要是熔点比铝或铝合金高的金属材料则为何种金属材料均可。此外，也可以不为单一的金属材料，而是例如在铜上实施了镀镍这样的复合材料。而且，对于电极端子1、4而言，也可以不为单一的金属材料而是实施了镀敷的复合材料。
[0115]此外，在上述实施方式中，虽然对将端子连接导体8与电极端子1、4等连接固定时使用电阻焊接法的示例进行了说明，但也可以取代电阻焊接法而使用TIG焊接法。
[0116]以下，进一步详细说明本发明。
[0117]本发明的端子连接导体采用了至少由第一金属构成的板状部与由熔点比第一金属高的第二金属构成的板状部相互重叠的结构。
[0118]通过采用这样的结构，与将各板状部的侧面彼此对合而进行焊接所构成的端子连接导体相比，能够确保足够的强度。对于将侧面彼此对合而进行焊接所构成的端子连接导体而言，存在因机械振动导致焊接部破裂的情况，难以满足机动车用电池组所要求的连接强度及耐久性。
[0119]本发明的端子连接导体可以采用将由第一金属构成的板状部与由熔点比第一金属高的第二金属构成的板状部贴合成的结构、在由熔点比第一金属高的第二金属构成的板状部上形成第一金属的镀敷层的结构等。也可以取代镀敷层而采用形成第一金属的镀气层的结构。镀敷层或镀气层也为厚度薄的板状部。作为板状部，只要是具有厚度大致相等的一对面的结构例如具有与厚度方向垂直的大致平行的一对面的结构，则可以利用在市面上流通的通用的板材，所述板状部因这一点而优选。
[0120]本发明的端子连接导体只要构成为至少包括由第一金属构成的板状部和由熔点比第一金属高的第二金属构成的板状部即可，在构成为各板状部多张相互重叠的情况下也能够获得上述的效果。作为这样的形态可以例示出按照铝/铝/铜、铝/铜/铜的顺序层叠而得到的结构。[0121]图5中示出了这种结构的一例。端子连接导体是将由第一金属构成的板状部2a、由熔点比第一金属高的第二金属构成的板状部2b及由第二金属构成的板状部3按照该顺序层叠而得到的部件。
[0122]作为由第一金属构成的板状部2a，使用铝等板材。作为由第二金属构成的板状部2b,使用铜或镍等板材。作为由第二金属构成的板状部3，使用铜或镍等板材，其使用尺寸比板状部2b大的构件。
[0123]此外，端子连接导体只要至少具备由第一金属构成的板状部和由熔点比第一金属高的第二金属构成的板状部相互重叠而成的结构即可，也可以进一步构成为使由熔点比第一金属高的第三金属构成的单一或多个板状部相互重叠。
[0124]引用图5进行说明可知，由第二金属构成的板状部2b、3中的任意一个由第三金属构成即可。例如，也可以使端子连接导体按照铝(2a) /镍(2b) /铜(3)的顺序重合。
[0125]需要说明的是，在端子连接导体中，由第一金属构成的板状部及由熔点比第一金属高的第二金属构成的板状部的数量优选分别为一张。这是因为能够以简单的结构实施本发明，以降低制造成本。
[0126]在本发明的端子连接导体中，优选:由第二金属构成的板状部具备:厚度相等的一对平面、形成有弯曲部的厚度相等的一对平面或厚度相等的一对曲面，在该一对面中的一个面的一部分上层叠有由第一金属构成的板状部，第二金属在其他部分露出。
[0127]这是因为可以设计成将高熔点的第二金属配置成遍及端子连接导体的整体。在高熔点的金属板材配置成遍及端子连接导体的长度方向上的整体时，端子连接导体对来自外部的冲击的耐久性得到显著提高。此外，通过采用这样的结构，能够使用各一张由第二金属构成的板状部及由第一金属构成的板状部而简单且低价地构成端子连接导体。
[0128]本发明的端子连接导体优选通过由第一金属构成的板状部和由第二金属构成的板状部彼此贴合而成的复合材料构成。通过具备这样的结构，能够提高双方的金属间的连接强度并减小电阻。
[0129]在本发明的端子连接导体中，由于在一个表面上形成有第一金属露出的第一区域I和第二金属露出的第二区域II，因此能够在同一面对熔点互不相同的两个端子分别进行良好的焊接。
[0130]在成为连接对象的正极端子由铝构成、负极端子由铜构成时，能够将正极端子与端子连接导体的第一区域I焊接，能够将负极端子与第二区域II或其背面焊接。
[0131]在本发明的端子连接导体中，由于形成为第二金属在另一个表面中的与形成在一个表面上的第二区域II对置的区域露出，因此能够将由熔点与第二金属同样高的金属构成的端子(非水电解质二次电池的负极端子或外部设备的端子等)良好地焊接在该区域上。即，可消除以往在用焊接头夹着焊接对象而进行电阻焊接时铝材料部先熔融的问题。
[0132]在本发明的端子连接导体中，构成为在第一区域I与第二区域II的交界实质上不存在厚度方向的台阶。如图1所示，端子连接导体8的铝材料部8a形成为在该端子连接导体8的一个表面的一部分上与该表面成为同一面。通过该结构，能够有效地防止电解腐蚀导致的劣化。
[0133]这样的结构可以通过在端子连接导体的一部分上将铝材料部埋入成为同一面的方法、通过镀敷形成铝材料部的方法等来实现。[0134]此外，这样的结构也可以通过将由第一金属构成的金属板和由熔点比第一金属高的第二金属构成的金属板以减小前者的板的尺寸的条件进行复合加工而得到。仅进行贴合会产生台阶，相对于此，通过复合加工能够形成为在两金属的交界面处实质上不存在台阶。
[0135]此外，如图6的符号5所示的端子连接导体那样，在使用尺寸相同的由第一金属构成的金属板及由第二金属构成的金属板进行复合加工后，以使至少第一金属与第二金属的交界形成在倾斜面上的方式通过切削等除去由第一金属构成的金属板的一部分，从而实现实质上不存在台阶的结构。第一金属被除去而第二金属露出的部分成为第二区域II。
[0136]若除去第一金属后形成的表面在加工面整体上为平滑连续的形状，则在两金属的交界面不产生台阶。作为加工方法，除采用机械切削以外还可以采用化学的加工方法。
[0137]此外，通过利用机械加工对由第二金属构成的金属板的表面的一部分进行切口并向该切口中嵌入由第一金属构成的金属板、然后进行复合加工的方法，也能够实现实质上不存在台阶的结构。关于属于不可避免地产生的台阶，其只要是由上述的复合材料得到的等级，就能够得到充分地抑制电解腐蚀的效果。
[0138]本发明的电池组具备具有电池外装壳体、设置成从所述电池外装壳体向上方突出的正极端子和负极端子的电池。若构成为正极端子和负极端子从电池壳体向相同方向突出，则可以将用于连接电池间的机械结构聚集在多个电池的上方的空间，因此能够实现紧凑的电池组设计。
[0139]从防止内部压力的上升而导致变形的观点考虑，优选电池外装壳体具备筒状的侧壁部，且其两端的开口部由底板和盖板密封，侧壁部的形状可以采用整体成为方形箱型的四棱柱、剖面为正圆、椭圆、长圆中的任一种形状的圆柱或与它们类似的形状。
[0140]构成电池外装壳体的材质只要是带有能够防止因内部压力上升而导致变形这种程度的强度的材质即可，优选金属性。作为代表的材质可适宜采用不锈钢。电池外装壳体由电池容器和盖板构成。电池容器具备筒状的侧壁部和配置在一方的开口部的底板。在盖板上可具备正极端子和负极端子。所述端子设置在从电池壳体向上方突出的方向上。
[0141]在本发明的电池组中，至少两个电池以电池容器的最宽阔的侧面对置的方式沿前后方向排列。通过采用该结构，多个电池的固定变得容易。
[0142]在本发明的电池组中，优选电池的正极端子及负极端子的一方或双方为板状。这是因为，通过将板状的面积宽阔的表面朝向前后方向配置，能够在正极端子与负极端子之间沿前后方向排列端子连接导体。通过采用这样的结构，能够确保各端子与端子连接导体的宽阔的接触面积。该效果在板状的端子的厚度变薄的情况下也是能够得到的，因此在进一步实现电池的减薄化的情况下也能够维持足够的焊接面积。
[0143]在本发明的电池组中具备端子连接导体，该端子连接导体形成为:至少是由第一金属构成的板状部和由熔点比所述第一金属高的第二金属构成的板状部相互重叠，在一个表面上形成有所述第一金属露出的第一区域和所述第二金属露出的第二区域，并且，所述第二金属在另一个表面中的与所述第二区域对置的区域露出，由此，能够对熔点互不相同的两个端子进行良好的焊接。基于该效果，可以将非水电解质电池作为上述电池组来使用。
[0144]在本发明的电池组中，各电池排列成电池容器的侧面中的面积最大的侧面相对置，端子连接导体配置在一个电池的端子与另一个电池的端子之间，并且，端子连接导体的第一区域与一个电池的端子的对置面连接，且第二区域或另一个表面中的与第二区域对置的区域与另一个电池的端子的对置面连接。
[0145]根据该结构，具有容易进行端子连接导体与两个端子的焊接的效果，对于熔点不同的两个端子双方，能够利用电阻焊接法将双方的端子牢固且可靠地连接到端子连接导体。
[0146]在本发明的电池组中，优选至少一个电池的电池容器的厚度为Icm以下，更优选5mm以下。这是因为，通过将厚度减薄到Icm以下的等级，能够精密地进行电池的温度控制。若厚度为5mm以下，则能够进行更加精密的控制。
[0147]在本发明的电池组的制造方法中，将端子连接导体用于端子间的连接，该端子连接导体形成为，至少由第一金属构成的板状部和由熔点比第一金属高的第二金属构成的板状部相互重叠，在一个表面上形成有第一金属露出的第一区域和第二金属露出的第二区域，并且，第二金属在另一个表面中的与第二区域对置的区域露出。
[0148]通过使用这样的端子连接导体，能够通过比以往少的工序数实现端子间的连接工序。
[0149]在本发明的电池组的制造方法中，经过如下工序:将上述的端子连接导体和电池的端子配置成第一区域I与电池的端子接触，将一对焊接头配置成夹着电池的端子和端子连接导体，从焊接头向端子连接导体及电池的端子流过电流。通过该工序连接的电池的端子优选是由与第一金属熔点相同的低熔点金属构成的端子。
[0150]进而，经过如下工序:将端子连接导体和另一电池的端子配置成第二区域或另一个表面中的与第二区域对置的区域与另一电池的端子接触，并且，将一对焊接头配置成夹着另一电池的端子和端子连接导体，从焊接头向端子连接导体及另一电池的端子流过电流。通过该工序连接的电池的端子优选是由与第二金属熔点相同的高熔点金属构成的端子。
[0151]若同时进行两工序，则能够通过一次焊接作业将端子连接导体与双方的端子良好地连接。
[0152]在本发明的电池组的制造方法中，可适宜使用具有厚度比宽度及高度小的形状的电池外装壳体的电池。例如,可以使用厚度为Icm以下或5mm以下的方形箱型的电池。这种情况下，电池优选正极端子和负极端子设置在电池外装壳体的上端侧，所述的端子优选为板状。通过具备这样的结构，能够扩大各端子与端子连接导体的接触面积，在实现了电池的薄型化的情况下也能够维持足够的焊接面积。需要说明的是，作为端子连接导体可以使用本发明的端子连接导体。
[0153]在本发明的车辆中，因具备端子连接导体与电池的端子等被牢固焊接的本发明的电池组，所以能够实现耐振动特性等优良的可靠性高的车辆。此外，通过使电池减薄化，能够实现良好的冷却特性，其结果是，由于能够搭载容量大的电池组，因此成为能够确保足够的行驶距离的车辆。具体而言，可以使构成电池组的电池的厚度为Icm以下或5mm以下。
[0154]在本发明的车辆中，可以将电池组用作向驱动用的电动机供电的电源，也可以用作驱动用的原动机的起动电动机的电源。原动机是指汽油发动机、柴油发动机、氢燃料发动机等。在具备驱动用的电动机和原动机这两方的车辆中，都可以向双方进行供电。作为起动电动机可以使用直流电动机。
[0155]此外，本发明的车辆优选具备用于对电池组进行充电的充电装置。该充电装置是将从驱动用电动机或驱动用原动机传递出的机械动能转换成电能的装置，优选构成为通过将利用发电装置得到的交流电流转换成直流电流而对上述电池组充电。此外，本发明的车辆还可以具备包括轮胎、车轮、车速等的传感器的仪表类构件，还可以具备用于将来自驱动用的电动机或原动机的动力向车轮及轮胎传递的离合器及车轴。
[0156]工业实用性
[0157]关于本发明的电池的连接结构及使用该电池的连接结构的电池组，其能够使利用端子连接导体将电池的端子连接固定的焊接变得容易且紧凑，因此是极为有用的。此外，本发明在能够使用薄型电池得到焊接强度优良的电池组这一点上也是极为有用的。
【权利要求】
1.一种电池组，其特征在于， 包括端子连接导体、多个电池、一对外部端子， 所述端子连接导体形成为:至少包括由第一金属构成的板状部和由熔点比所述第一金属高的第二金属构成的板状部，在一个表面上形成有所述第一金属露出的第一区域和所述第二金属露出的第二区域，并且，所述第二金属在另一个表面中的与所述第二区域对置的区域露出，在所述第一区域与所述第二区域的交界实质上不存在厚度方向的台阶， 至少一个电池的端子与所述端子连接导体在所述端子连接导体的所述第一区域连接，其他电池的端子或外部端子与所述端子连接导体在所述端子连接导体的所述第二区域或另一个表面中的与所述第二区域对置的区域连接。
2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于， 所述多个电池中的至少两个具备厚度比宽度短的方形箱型的电池容器、所述电池容器的盖板、具有朝向所述厚度方向的面的板状的正极端子及负极端子， 所述两个电池排列成所述电池容器沿所述厚度方向对置。
3.根据权利要求1或2所述的电池组，其特征在于， 所述电池容器的厚度为Icm以下。
4.根据权利要求1或2所述的电池组，其特征在于， 所述电池组容器的厚度为5mm以下。
5.根据权利要求1或 2所述的电池组，其特征在于， 所述电池为非水电解质二次电池。
6.一种车辆，其特征在于， 具备权利要求1至5中任意一项所述的电池组。
7.一种权利要求1至6中任一项所述的电池组的制造方法，其特征在于，包括如下工序: 将所述端子连接导体和所述电池的端子配置成所述第一区域与所述电池的端子接触，并且将一对焊接头配置成夹着所述电池的端子和所述端子连接导体，且从所述焊接头向所述端子连接导体及所述电池的端子流过电流的工序； 将所述端子连接导体和其他电池的端子配置成所述第二区域或另一个表面中的与所述第二区域对置的区域与所述其他电池的端子接触，并且将一对焊接头配置成夹着所述其他电池的端子和所述端子连接导体，从所述焊接头向所述端子连接导体及所述其他电池的端子流过电流的工序。
8.根据权利要求7所述的电池组的制造方法，其特征在于， 所述各个电池具有厚度比宽度短的方形箱型的电池容器、所述电池容器的盖板、具有朝向所述厚度方向的面的板状的正极端子及负极端子。
9.根据权利要求7或8所述的电池组的制造方法，其特征在于， 所述电池容器的厚度为Icm以下。
10.根据权利要求7或8所述的电池组的制造方法，其特征在于， 所述电池组的电池容器的厚度为5mm以下。
11.根据权利要求7或8所述的电池组的制造方法，其特征在于， 所述电池为非水电解质二次电池。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的电池组，其特征在于， 所述端子连接导体形成为所述第二金属在所述另一个表面中的与所述第一区域对置的区域露出。
13.根据权利要求1至5中任一项所述的电池组，其特征在于， 所述端子连接导体的由所述第二金属构成的板状部具备厚度大致相等的一对面，在该一对面中的一个面的一部分层叠有由所述第一金属构成的板状部，所述第二金属在所述一对面中的一个面的其他部分露出。
14.根据权利要求1至5中任一项所述的电池组，其特征在于， 所述端子连接导体由复合材料构成，该复合材料通过由所述第一金属构成的板状部和由所述第二金属构成的板状部相互贴合而成。
15.根据权利要求1至5中任一项所述的电池组，其特征在于， 所述端子连接导体中的所述第一金属为铝或铝合金。
16.根据权利要求1至5中任一项所述的电池组，其特征在于， 所述端子连接导体中的所述第二金`属为铜、镍、铁或包含它们中的至少一种的合金。
【文档编号】H01M2/20GK103762330SQ201310704135
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2010年2月1日 优先权日:2009年2月2日
【发明者】佐佐木丈, 堤雅和, 田中义则, 吉竹伸介 申请人:株式会社杰士汤浅国际