CN114914638A - 端子部件及制造方法、具备端子部件的二次电池及电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及端子部件、具备端子部件的二次电池及电池组、以及端子部件的制造方法。该端子部件具备第1金属(60)和与第1金属重叠的第2金属(64)。第1金属在被重叠了第2金属的部位具备内部比开口(62A)宽大的凹部(62)。第2金属的一部分进入至第1金属的凹部，第2金属具有进入至第1金属的凹部中的内部比开口宽大的部分(62B)的部位(64B)、和形成在与进入至第1金属的凹部的部位相反侧的面的凹部(64C)。第2金属中的进入至第1金属的凹部的部位的至少一部分与第1金属的凹部的内侧面金属接合。

Description

端子部件及制造方法、具备端子部件的二次电池及电池组
技术领域
本发明涉及端子部件、具备该端子部件的二次电池及电池组、以及端子部件的制造方法。
背景技术
在日本专利申请公开第2016－18675号公报中公开了下述内容：为了使外部端子与汇流条的焊接性提高而通过超声波接合将金属部件与该外部端子接合。在日本专利申请公开第2011－124024号公报中公开了通过在利用超声波接合使供集电箔连接的基部与外部端子接合之后进而嵌缝该接合部，来使两个部件的接合强度提高。
专利文献1：日本专利申请公开第2016－18675号公报
专利文献2：日本专利申请公开第2011－124024号公报
在通过超声波接合等金属接合将不同种类的金属与端子接合的情况下，该端子与金属的接合强度可能不充分。因此，在接合后会追加在该被接合后的部件间另外创建嵌缝构造等工序，使金属接合后的部件间的接合强度稳固。另外，在想要仅通过金属接合来确保所需的接合强度的情况下，需要对于部件间的接触面宽大的范围以高的能量进行接合。在这样的接合方法中，存在外部端子表面产生龟裂、变形的担忧。通过后处理来除去外部端子表面的龟裂、变形会导致工序数量增加，从生产率的观点考虑也不优选。
发明内容
本发明人考虑提供由以足够的接合强度接合且被导通的2个金属构成的二次电池用的端子部件。同时，考虑提供一种以很少的工序数量制造这样的端子部件的技术。
这里公开的端子部件具备第1金属和与第1金属重叠的第2金属。第1金属在被重叠了第2金属的部位具备内部比开口宽大的凹部。第2金属的一部分进入至第1金属的凹部，该第2金属具备：进入至第1金属的凹部中的内部比开口宽大的部分的部位；和形成在与进入至第1金属的凹部的部位相反侧的面的凹部。第2金属中的进入至第1金属的凹部的部位的至少一部与第1金属的凹部的内侧面金属接合。
上述端子部件通过第2金属进入至第1金属的凹部中的内部比开口宽大的部分，由此确保了第1金属与第2金属的接合强度。另外，第2金属通过进入至第1金属的凹部的部位的至少一部分与第1金属的凹部的内侧面金属接合而确保了部件间的导通。
在这里公开的端子部件中，第1金属的刚性可以高于第2金属的刚性。
第1金属的凹部的直径D1与开口的直径D2可以满足0.4≤D2/D1≤0.95的关系。可以在第1金属的凹部的底部还形成有凹部。在形成于底部的凹部可以设置有从开口起随着向深度方向而内部变宽大的部分。
对于端子部件而言，第1金属由铜或者以铜为主体的合金构成、第2金属由铝或者以铝为主体的合金构成。
作为这里公开的技术的其他方面，提供一种二次电池，其中具备：电极体，包括正极及负极；电池壳体，在内部收纳电极体；以及正极端子及负极端子，与电极体中的正极及负极分别电连接。该二次电池的正极端子及负极端子的至少一方包括这里公开的端子部件。
作为这里公开的技术的其他方面，提供一种电池组，通过多个单电池相互电连接排列而成，使用包括这里公开的端子部件的二次电池作为多个单电池。多个单电池通过汇流条将一个单电池的正极端子与另一个单电池的负极端子分别电连接。汇流条可以由与构成第2金属的金属相同的金属构成。
这里公开的端子部件的制造方法包括：准备具有内部比开口宽大的凹部的第1金属的工序；准备第2金属的工序；以及使第1金属与第2金属进行金属接合的工序。使第1金属与第2金属进行金属接合的工序包括：在第1金属的形成有凹部的部位重叠第2金属，对准与第1金属的凹部对应的位置来对第2金属局部地进行加压，在第2金属形成凹部，并且使第2金属的一部分进入至第1金属的凹部的内部比开口宽大的部分，使进入至第1金属的凹部的第2金属的一部分与第1金属进行金属接合。
在上述制造方法中，在使第1金属与第2金属进行金属接合的工序中，对第2金属局部地进行加压，使第2金属的一部分进入至第1金属的凹部的内部比开口宽大的部分。由此，不需要另外设置通过嵌缝等方法来将第1金属与第2金属机械式接合的工序，能够以少的工序数量制造上述的端子部件。另外，通过在第1金属的凹部的内侧进行第1金属与第2金属的金属接合，能够抑制可能在与汇流条连接的面产生的龟裂、变形。由此，能够减少对于进行了金属接合的面的龟裂、变形的处理的工序。
在这里公开的端子部件的制造方法中，在准备第2金属的工序中，可以准备刚性低于第1金属的第2金属。
在准备第1金属的工序中，可以准备第1金属的凹部的直径D1与开口的直径D2满足0.4≤D2/D1≤0.95的关系的第1金属。另外，在准备第1金属的工序中，可以准备在凹部的底部还形成有凹部的第1金属。在形成于底部的凹部可以设置有从开口起随着向深度方向而内部变宽大的部分。
在准备第1金属的工序中，准备由铜或者以铜为主体的合金构成的第1金属，在准备第2金属的工序中，可以准备由铝或者以铝为主体的合金构成的第2金属。
在使第1金属与第2金属进行金属接合的工序中，可以通过超声波压接、摩擦压接或者电阻压接来实施金属接合。
附图说明
图1是示意性地表示二次电池12的外形的立体图。
图2是示意性地表示由单电池12构成的电池组10的立体图。
图3是示意性地表示二次电池12的内部构造的宽幅面的剖视图。
图4是示意性地表示二次电池12的内部构造的窄幅面的剖视图。
图5是示意性地表示安装有端子部件54的盖体34的构造的剖视图。
图6是示意性地表示端子部件54的剖视图。
图7是示意性地表示其他实施方式所涉及的端子部件54的剖视图。
图8是对端子部件54的制造方法进行说明的剖视图。
图9是对端子部件54的制造方法进行说明的剖视图。
具体实施方式
以下，以具备卷绕电极体的方形的锂离子二次电池为例，对这里提出的端子部件及具备该端子部件的二次电池、将具备该端子部件的单电池作为构件的电池组、以及该端子部件的制造方法的实施方式详细地进行说明。
在本说明书中，“二次电池”不限定于以下说明的锂离子二次电池，例如是包括钠离子二次电池、镁离子二次电池、或所谓的物理电池所包括的锂离子电容器等的概念。另外，这里使用具备卷绕电极体的离子二次电池进行说明，其中，卷绕电极体具有将多个正极及负极的电极体夹着隔板卷绕而成的构造，但电极体并不局限于该结构，也可以是多个正极及负极的电极体夹着隔板层叠而成的结构。
在以下的附图中，对起到相同作用的部件/部位标注相同的附图标记，有时省略或者简化重复的说明。以下的附图中的长度、宽度等尺寸关系不一定反映实际的尺寸关系。
在本说明书中，将数值范围记载为A～B(这里，A、B为任意的数值)的情况是指A以上B以下。另外，在本说明书中，“主体”是指任意的构成成分中的占最大重量的成分，例如在使该构成成分的整体为100质量份时，是指占50质量份以上的成分。
在本说明书中，金属接合是指金属彼此在接合界面被直接接合而不借助粘接剂等的接合状态。金属接合例如可通过超声波接合、摩擦压接、扩散接合、电阻焊接等实现，嵌缝等机械式的接合状态被排除。
图1是示意性地表示二次电池12的外形的立体图。
二次电池12是指能够反复充放电的二次电池，例如是锂离子二次电池。虽然省略详细的构造的说明，但这里公开的二次电池12在电池壳体30的内部具备具有正极及负极隔着隔板层叠而成的构造的电极体20。该电极体与非水电解液(未图示)一同被收纳于电池壳体主体32，在内部减压的状态下通过焊接等将盖体34的缘部封闭而被密封。电池壳体30例如可使用铝等轻型且热传导性良好的金属材料。电池壳体30的形状不限定于图1记载那样的方形，例如也可以为圆筒型等。
二次电池12在电池壳体30的上部具备正极端子40以及负极端子50。正极端子40以及负极端子50与电池壳体内部的电极体电连接，经由汇流条与外部连接。正极端子40以及负极端子50的形状不特别限制，可以如图示那样为矩形状，也可以是例如包括椭圆形状的圆形状等。
图2是示意性地表示由单电池12构成的电池组10的立体图。
在将多个图1所示的二次电池12作为单电池12排列而成的电池组10中，隔着隔离物11排列单电池12。在被配置于最外侧的隔离物11的更外侧配置有一对端板17。它们被以桥接(bridge)端板17的方式安装的紧固用横梁件18约束，紧固用横梁件18的端部被螺丝19紧固、固定。
在电池组10中，单电池12的正极端子40经由汇流条14与邻接的其他单电池12的负极端子50电连接。作为汇流条14，例如可使用铝、铜等。
图3是示意性地表示二次电池12的内部构造的宽幅面的剖视图。
电极体20是在被未图示的绝缘膜等覆盖的状态下收纳于电池壳体30的内部的发电构件。电极体20具备作为正极构件的正极片材21、作为负极构件的负极片材22、以及作为隔板的隔板片材23、24。正极片材21、负极片材22、隔板片材23、24分别是长条的带状的部件。在本实施方式中，电极体20是将正极片材21、负极片材22、隔板片材23、24卷叠而成的卷绕电极体。
正极片材21具备箔状的正极集电体21A和沿长边方向形成于该正极集电体21A的单面或者两面的正极活性物质层21B。另外，在二次电池12的宽度方向上的电极体20的一方的侧缘部设置有未形成正极活性物质层21B而露出了正极集电体21A的正极集电体露出部21C。作为正极集电体21A，可使用铝箔等。正极活性物质层21B包括正极活性物质、粘合剂、导电材料等各种材料。
在正极集电体露出部21C连接有正极集电端子42。作为正极集电端子42，例如可使用铝箔等。关于正极活性物质层21B所包括的材料，能够不特别限制地使用可在现有的一般锂离子二次电池中使用的材料，由于不是本发明的特征，所以省略详细的说明。
负极片材22具备箔状的负极集电体22A和沿着长边方向形成于该负极集电体22A的单面或者两面的负极活性物质层22B。另外，在宽度方向上的电极体20的另一方的侧缘部设置有未形成负极活性物质层22B而露出了负极集电体22A的负极集电体露出部22C。作为负极集电体22A，可使用铜箔等。与正极活性物质层21B同样，负极活性物质层22B包括负极活性物质、粘合剂等各种材料。
在负极集电体露出部22C连接有负极集电端子52。作为负极集电端子52，例如可使用铜箔等。关于负极活性物质层22B所包括的材料，能够无特别限制地使用可在现有的一般锂离子二次电池中使用的材料，由于不是本发明的特征，所以省略详细的说明。
隔板片材23、24夹装于正极片材21与负极片材22之间，防止这些电极直接接触。虽然省略图示，但在隔板片材23、24形成有多个微小的孔。该微小的孔构成为供电荷载体(在锂离子二次电池的情况下为锂离子)在正极片材21与负极片材22之间移动。
隔板片材23、24可使用具有所需的耐热性的树脂片材等。作为隔板片材23、24，能够不特别限制地使用可在现有的一般锂离子二次电池中使用的片材。由于隔板片材23、24不是本发明的特征，所以省略隔板片材23、24的详细的说明。
作为被收纳于电池壳体30的非水电解液，典型地含有非水溶剂和配盐，能够不特别限制地使用可在现有的一般锂离子二次电池中使用的电解液。由于非水电解液不是本发明的特征，所以省略非水电解液的详细的说明。
图4是示意性地表示二次电池12的内部构造的窄幅面的剖视图。负极端子50(参照图1)由负极集电端子52和负极外部端子54构成。在本实施方式中，负极集电端子52由铜制的1张板状的部件构成。如图4所示，负极集电端子52在电池壳体30内部被折弯，与负极外部端子54和电极体20连接。负极外部端子54与负极集电端子52连接，一部分在盖体34的外表面露出。
同样，正极端子40由正极集电端子42和正极外部端子44构成。在本实施方式中，正极集电端子42由铝制的1张板状的部件构成。正极集电端子42在电池壳体30内部被折弯，与正极外部端子44和电极体20连接。正极外部端子44与正极集电端子42连接，一部分在盖体34的外表面露出。
其中，电极体20的正极集电体21A可适当地使用铝。电极体20的负极集电体22A可适当地使用铜箔。优选正极集电端子42与负极集电端子52使用与各自所连接的集电体同种类的金属。因此，优选正极集电端子42使用铝。优选负极集电端子52使用铜。另外，从导电性、轻重的观点考虑，汇流条14可适当地使用铝。因此，在负极集电端子52以及负极外部端子54使用铜且汇流条14使用铝的情况下，金属种类在负极集电端子52以及负极外部端子54与汇流条14不同。与此相对，本发明人研究了负极外部端子54采用使铝与铜接合而成的端子部件的情况。
以下，基于使用这里公开的端子部件作为负极外部端子54的结构来对该端子部件进行说明。其中，关于正极端子40具有这里公开的端子部件的情况，由于与负极端子50的情况的结构同样，所以省略说明。
图5是示意性地表示安装有端子部件54的盖体34的构造的剖视图。图6是示意性地表示端子部件54的剖视图。端子部件54经由垫圈36被安装于盖体34。负极集电端子52经由绝缘件38被安装于盖体34。
如图5所示，盖体34具有用于在预先决定的位置安装端子部件54的安装孔34A。在盖体34的安装孔34A以夹着垫圈36与绝缘件38的方式安装有负极集电端子52和端子部件54。
端子部件54具备第1金属60和第2金属64。如图5以及图6所示，构成端子部件54的第1金属60具备轴部60A、上端部60B以及嵌缝部(caulking portion)60C。轴部60A是经由垫圈36被安装于安装孔34A的部位。轴部60A具有圆柱形状。上端部60B是被配置于盖体34的外侧的部位。上端部60B是比安装孔34A大的大致平板状的部位。如图5所示，嵌缝部60C是在盖体34的内部嵌缝于负极集电端子52的部位。第2金属64重叠在第1金属60的上端部60B。在第2金属64与上端部60B重叠的面，第2金属64与上端部60B的面为同一形状。关于端子部件54的详细的构造将后述。
如图5所示，垫圈36是被安装于盖体34的安装孔34A的部件。垫圈36具备平板部36A、侧壁部36B以及圆筒部36C。平板部36A具有和端子部件54与盖体34对置的面一致的形状。侧壁部36B从平板部36A的周缘部垂直延伸。圆筒部36C从平板部36A的底部突出。圆筒部36C具有沿着安装孔34A的内侧面的外形形状。圆筒部36C是供构成端子部件54的第1金属60的轴部60A安装的安装孔。
垫圈36是具有绝缘性的树脂制的部件，将端子部件54与盖体34绝缘。垫圈36确保盖体34的安装孔34A的气密性。作为垫圈36，从上述观点出发，可使用耐药品性、耐久性优良的材料。作为垫圈36，例如可使用全氟烷氧基树脂(Perfluoroalkoxy alkane：PFA)等氟树脂等。
绝缘件38是在盖体34的安装孔34A的周围被安装于盖体34的内侧的部件。绝缘件38为大致平板状的部件。绝缘件38具备贯通孔38A。在贯通孔38A插通构成端子部件54的第1金属60的轴部60A。贯通孔38A具有与构成端子部件54的第1金属60的轴部60A的外形形状对应的形状。
绝缘件38是具有绝缘性的树脂制的部件。绝缘件38将盖体34与负极集电端子52以及端子部件54绝缘。由于绝缘件38被配置于电池壳体30的内部，所以只要具备所需的耐药品性即可。作为绝缘件38，例如使用聚苯硫醚(Polyphenylene Sulfide：PPS)等。
如上述那样，负极集电端子52由1张板状的部件构成。负极集电端子52被配置于比绝缘件38靠内侧的位置。负极集电端子52具备贯通孔52A。在贯通孔52A插通构成端子部件54的第1金属60的轴部60A。贯通孔52A具有与构成端子部件54的第1金属60的轴部60A的外形形状对应的形状。在负极集电端子52，在贯通孔52A的周围设置有阶梯差52B。第1金属60的嵌缝部60C的前端被勾挂固定于阶梯差52B。
在本实施方式中，在盖体34的安装孔34A安装垫圈36的圆筒部36C，并在盖体34的外侧安装垫圈36。另外，端子部件54被安装于垫圈36。此时，第1金属60的轴部60A插通于垫圈36的圆筒部36C，且在垫圈36的平板部36A配置第1金属60的上端部60B。在盖体34的内侧安装绝缘件38和负极集电端子52。而且，如图5所示，第1金属60的嵌缝部60C被折弯而嵌缝于负极集电端子52。第1金属60的嵌缝部60C与负极集电端子52可以为了使导通提高而局部地金属接合。
端子部件54具备第1金属60和第2金属64。第1金属60能够使用刚性高于第2金属64的金属。这里，只要第1金属60的刚性比第2金属64高到在第2金属64被强力按压于第1金属60时第1金属60不变形但第2金属64变形的程度即可。在该实施方式中，第1金属60由铜构成。第2金属64由铝构成。其中，第1金属60与第2金属64的刚性例如能够通过维克斯硬度试验、拉伸试验等来评价。
第1金属60在重叠有第2金属64的部位具备凹部62。凹部62具有内部比开口62A宽大的部分62B。在本说明书中，内部宽大的部分62B是指在从该开口起垂直地沿深度方向投影了第1金属60的凹部62的开口62A时该开口的投影面与第1金属的凹部之间的空间。
在本实施方式中，对于第1金属60的凹部62而言，沿着从开口62A起横切相同深度的截面的横截面为大致圆形状。第1金属60的凹部62的面积随着从开口62A变深而逐渐变大。凹部62具有大致圆锥台形状的空间。凹部62的底部62C1的面积比开口62A的面积大。对于凹部62而言，随着从底部62C1朝向开口62A，沿着从开口62A起横切相同深度的截面的横截面的截面积越窄。换言之，凹部62具有侧周面62C2相对于底部62C1向内径侧凸出的形状。具有这样的形状的第1金属60的凹部62例如能够通过锻造加工、切削加工来形成。
在上述的实施方式中，第1金属60的凹部62是内部比开口62A宽大的大致圆锥台状的空间。凹部62只要具备内部比开口62A宽大的部分即可。凹部62的形状不限定于上述的形状。例如，在沿着从开口62A起横切相同深度的截面的横截面中，凹部62并不局限于圆形，例如也可以为三角形、四边形、五边形、六边形等多边形形状。在本实施方式中，第1金属60的凹部62为大致圆锥台状的空间。在凹部62形成有沿周向连续且内部比开口宽大的部分62B。
此外，凹部62不限定于上述方式。也可以在凹部62形成有内部沿周向局部比开口宽大的部分62B。另外，在本实施方式中，第1金属60的凹部62的开口62A为圆形，但也可以不必为圆形。凹部62的开口62A只要比宽大的凹部62的内部窄即可。凹部62的开口62A例如可以在周向的一部分具有比宽大的凹部62的内部向内径侧凸出的部位。该情况下，向内径侧凸出的部位在凹部62的周向上可以设置有多处，例如2～4处。
第2金属64被重叠在第1金属60的具备凹部62的部位。在本实施方式中，第2金属64的周缘部与第1金属60的上端部60B的周缘部重叠。在该第2金属64中，与第1金属60的上端部60B重叠的面的相反侧的面露出在电池壳体30的外部。该露出的面54A与汇流条等连接。
第2金属64的一部分进入至第1金属60的凹部62。第2金属64具有进入至第1金属60的凹部62的部位64A、和形成在与进入至第1金属60的凹部62的部位64A相反侧的面的凹部64C。以下，适当地将进入至第1金属60的凹部62的部位64A称为嵌入部64A。另外，特别将该嵌入部64A中的、在第1金属60的凹部62的深度方向进入至比开口62A宽大的部分62B的部位64B称为嵌入部64B。
如图5所示，第2金属64与第1金属60的凹部62的底部62C1接触。另外，嵌入部64B充分深地进入至第1金属60的凹部62中的内部比开口62A宽大的部分62B。即，嵌入部64B与凹部62的侧周面62C2咬合。根据上述结构，第1金属60与第2金属64确保了足够的机械紧固强度。此外，允许在第1金属60的凹部62与第2金属64之间存在间隙。
在本实施方式中，第2金属64的凹部64C的、沿着从开口62A起横切相同深度的截面的横截面为大致圆形状。第2金属64的凹部64C形成在与第1金属60的凹部62对应的位置。如图5所示，在本实施方式中，第2金属64的凹部64C到达至比第1金属60的凹部62的开口62A深的位置。
第2金属64的凹部64C的形状、底部64D的形状不限定于上述实施方式。第2金属64的凹部64C例如也可以是截面为四边形等多边形的大致棱柱形状。另外，底部64D不需要必须为平面。例如，底部64D也可以是随着从周缘朝向中央而变深那样的形状。相反，底部64D也可以是周缘比中央深那样的形状。第2金属64的凹部64C的深度不特别限制。第2金属64的凹部64C的深度例如可以为第1金属60的凹部62的深度以上，以便第1金属60与第2金属64被以足够的接合强度接合。
第2金属64中的进入至第1金属60的凹部62的部位64A的至少一部分与第1金属60的凹部62的内侧面金属接合。如上所述，第2金属64的嵌入部64A与第1金属60的凹部62的底部62C1接触。嵌入部64A与第1金属60的凹部62的内侧面、即由底部62C1和侧周面62C2构成的面的至少一部分金属接合。在本实施方式中，在对于第1金属60的凹部62的底部62C1投影了第2金属64的凹部64C的底部64D的面的内侧形成了金属接合。这里，将第1金属60与第2金属64被金属接合的部位适当地称为接合部66。第1金属60与第2金属64被金属接合的位置不局限于此。第1金属60与第2金属64的金属接合例如也可以形成于凹部62的侧周面62C2。接合部66不经由粘接剂、焊料等粘接层而被接合。对于接合部66而言，第1金属60与第2金属64接合的面能够通过所谓的固相接合来接合。在接合部66中，可在第1金属60与第2金属64的至少一部分产生金属结合。通过产生第1金属60与第2金属64的金属结合，使得第1金属60与第2金属64间的电阻变低，可确保良好的导通。
第1金属60具备内部比开口62A宽大的凹部62。第2金属64进入至第1金属60的凹部62的内部比开口62A宽大的部分62B。并且，第2金属64与第1金属60的凹部62的内侧面金属接合。由此，第1金属60与第2金属64可确保足够的机械紧固强度与电池端子所要求的基于低电阻的导通。
第1金属60的凹部62例如只要是第1金属60的凹部62在深度方向逐渐变宽大的形状即可。第1金属60的凹部62的深度相对于开口62A的直径为0.2～2.0的深度即可。另外，优选第1金属60的凹部62的直径D1与开口62A的直径D2的比D2/D1为0.95以下，更优选为0.9以下。另外，D2/D1优选为0.4以上，更优选为0.5以上。通过D2/D1为这样的值，能适当地形成供第2金属64进入至第1金属60的凹部62的宽大的部分62B的空间，第1金属60与第2金属64能够良好地接合。此外，凹部62的直径是指沿着从开口62A起横切相同深度的截面的横截面最宽大的部分的直径。
图7是示意性地表示其他实施方式所涉及的端子部件54的剖视图。
在图7所示的方式中，在凹部62的底部还形成有凹部62D。在该凹部62D还设置有内部从该凹部62D的开口起随着向深度方向而变宽大的部分62B。凹部62D具有侧周面62C3比底部62C1向内径侧凸出的形状。与此相对，第2金属64的进入至第1金属60的凹部62的部位64A还进入至形成于该凹部62的底部的凹部62D。并且，在该凹部62D的底部，第1金属60与第2金属64被金属接合。
根据上述方式，第2金属64中的进入至第1金属60的凹部62的部位64A与第1金属60的凹部62的侧周面62C2和形成于底部的凹部62D的侧周面62C3双方咬合。因此，第1金属60与第2金属64被进一步强力地机械紧固，且确保了电池端子要求的基于低电阻的导通。
此外，在图7所示的方式中，形成于底部的凹部62D形成有大致圆锥台形的空间。上述凹部62D只要使进入至第1金属60的凹部62的第2金属64与第1金属60的机械结合稳固即可。在上述观点下，形成于第1金属60的凹部62的底部的凹部62D并不限定于图7所示的形状。例如，可以在凹部62的底部形成有多级的凹部。另外，形成于底部的凹部62D也可以是局部的结构，也可以沿周向间歇地形成。
在这里公开的方式中，构成负极外部端子的端子部件54的第1金属60由铜构成，第2金属64由铝构成。端子部件54中的第1金属60在电池壳体30内部与铜制的负极集电端子52接合。端子部件54中的第2金属64在电池壳体30外部与铝制的汇流条14接合。通过负极外部端子54使用这样的端子部件54，由此在电池壳体30内部与铜制的负极集电端子52良好地导通以及接合。另外，在电池壳体30外部与铝制的汇流条14良好地导通以及接合。另外，端子部件54的第1金属60与第2金属64具有所需的机械紧固强度，还确保了电池端子要求的基于低电阻的导通。因此，由上述端子部件54构成的负极外部端子54虽然接合了铜与铝的不同种类金属，但即便从汇流条14承受振动等外力也难以发生导通不良。
通过将这里公开的端子部件应用于二次电池，能够使该二次电池的正极外部端子与负极外部端子中的和汇流条连接的部分的金属种类一致。因此，能够将电池组中的相邻的单电池间良好地连接。
对上述的端子部件54的制造方法进行说明。图8以及图9是对端子部件54的制造方法进行说明的剖视图。端子部件54的制造方法包括准备第1金属60的工序、准备第2金属64的工序、以及使第1金属60与第2金属64进行金属接合的工序。
在准备第1金属的工序中，准备具有内部比开口62A宽大的凹部62的第1金属。在该实施方式中，第1金属60由铜构成。关于第1金属60的形状，由于与上述的实施方式同样，因而省略详细的说明。
例如，能够通过对作为第1金属60的材料的金属进行锻造加工、切削加工等公知的金属加工来在第1金属60形成凹部62，制造第1金属60。
第1金属60的凹部62只要被设计为通过在以后的工序中使第2金属64进入来将第1金属60与第2金属64以足够的强度机械接合那样的尺寸即可。在本实施方式中，第1金属60的凹部62的截面为圆形状。如图8所示，对于第1金属60的凹部62而言，底部62C1的面积大于开口62A的面积，内径从底部62C1起随着朝向开口62A而变小。
在准备第2金属64的工序中，准备刚性低于第1金属的第2金属。在本实施方式中，第2金属64为铝制的板状的部件。第2金属64的形状、尺寸可根据第2金属64的种类、第1金属60的凹部62的形状等来适当地设定。只要能够在以后的工序中进入至第1金属60的凹部62的内部比开口宽大的部分62B且具有不因后述的冲压而贯通的强度、厚度即可，第2金属64的形状、尺寸不特别限制。
在使第1金属60与第2金属64进行金属接合的工序中，在第1金属60的形成有凹部62的部位重叠第2金属64。然后，对准与第1金属60的凹部62对应的位置来对第2金属64局部地进行加压，在第2金属64形成凹部64C，并且使第2金属64的一部分进入至第1金属60的凹部62的内部比开口62A宽大的部分62B。进而，使进入至第1金属60的凹部62的第2金属64的一部分与第1金属60进行金属接合。
第1金属60与第2金属64的金属接合例如通过超声波压接来进行。例如，如图8所示，将第1金属60配置于砧座70。接下来，在第1金属60的具备凹部62的面重叠第2金属64。接下来，将超声波焊头(horn)72按压于第2金属64。由此，利用砧座70和超声波焊头72夹着第1金属60与第2金属64。这里，按压超声波焊头72的位置是对第1金属60重叠第2金属64的部位中的与第1金属60的凹部62对应的位置、即与凹部62的开口62A对应的位置。超声波焊头72按压于第2金属64的区域被设定为凹部62的开口62A的内侧。超声波焊头72可使用面积小于开口62A的超声波焊头。
超声波焊头72被安装于具备振动产生器的冲压机(未图示)。如图9所示，超声波焊头72一边被施加超声波压接所需的振动一边按压于第2金属64。其结果是，将第2金属64压入至第1金属60的凹部62。在将第2金属64压入至第1金属60时，第2金属64塑性变形，深深地进入至第1金属60的凹部62，并且在被按压超声波焊头72的面形成凹部64C。进而，进入至第1金属60的凹部62的第2金属64的一部分与第1金属60被金属接合。将第2金属64向第1金属60的开口62A压入至在被按压超声波焊头72的面形成凹部64C的程度。因此，能够使第2金属64的一部分进入至第1金属60的凹部62的内部比开口62A宽大的部分62B为止。其结果是，第1金属60的凹部62的侧周面62C2与进入至该凹部62的第2金属64咬合。因此，第1金属60与第2金属64被机械稳固紧固，且第1金属60与第2金属64以电池端子要求的低电阻导通。这样，根据这里提出的方法，可同时实施第1金属60与第2金属64的机械结合与金属接合。因此，能够通过少的工序数量来制造端子部件54。
这里，通过冲压机从超声波焊头72施加于第2金属64的压力根据第1金属60、第2金属64的金属种类、尺寸、超声波焊头72的形状等来适当地设定。虽然并不局限于此，但冲压压力例如能够设定为50～1600N左右。
经由超声波焊头72赋予的超声波振动根据第1金属60与第2金属64的金属种类、尺寸、超声波焊头72的形状等来适当地设定。虽不局限于此，但例如振幅能够设定为20～80μm左右，频率能够设定为15～150kHz左右，对第1金属60和第2金属64赋予的能量量能够设定为100～500J左右。
在上述的实施方式中，通过一边对超声波焊头72赋予振动一边对第2金属64的一部分进行加压，来实施第1金属60与第2金属64的金属接合，但并不局限于上述实施方式。例如，也可以首先对第2金属64进行加压，使第2金属64插入至第1金属60的凹部62，在第2金属64与第1金属60的凹部62的底部62C1接触之后，对超声波焊头72赋予振动，进行金属接合。另外，在上述的实施方式中，通过超声波压接使第1金属60与第2金属64进行金属接合，但并不局限于上述实施方式。第1金属60与第2金属64的金属接合能够通过公知的方法来进行，例如也能够通过摩擦压接、电阻压接等来进行。
在如上所述一边对第2金属64形成凹部64C一边与第1金属60实施了金属接合的情况下，可在第2金属的凹部64C的底部64D观察到因一边使超声波焊头72加压一边赋予振动引起的龟裂、变形。例如，在通过超声波压接进行了金属接合的情况下，会在底部64D残留有伴随加工的第2金属64的残留物。在通过摩擦压接进行了金属接合的情况下，会在底部64D残留有因一边旋转一边压接引起的摩擦痕迹。在通过电阻压接进行了金属接合的情况下，会在底部64D观察到因表面氧化引起的变色。
在上述的制造方法中，与加压同时使第1金属60的凹部62的底部62C1与第2金属中的进入至第1金属的凹部的部位进行金属接合。这样，通过同时实施基于加压的机械接合和金属接合，能够以少的工序数量制造端子部件54。另外，通过因金属接合引起的第2金属64的龟裂、变形在底部64D产生，能够抑制端子部件54的与汇流条等连接的面的龟裂、变形。
在上述的实施方式中，第2金属64的刚性低于第1金属60的刚性。由此，能够以低的压力使第2金属64塑性变形。其结果是，能够制造龟裂、变形被抑制的端子部件54。
在准备第1金属60的工序中准备的第1金属60的凹部62的尺寸不特别限定，但例如优选凹部62的直径D1与开口62A的直径D2的比D2/D1为0.95以下，更优选为0.9以下。另外，D2/D1优选为0.4以上，更优选为0.5以上。通过D2/D1为这样的值，能够恰当地形成供第2金属64进入至第1金属60的凹部62的宽大的部分62B的空间。
在D2/D1大的情况下、即在接近1的情况下，不会形成第2金属64的一部分进入至第1金属60的凹部62的内部比开口宽大的部分62B那样的构造，难以维持接合状态。另外，在D2/D1小的情况下，有可能在第1金属60的凹部与第2金属64之间形成大的间隙。这样，在形成有大的间隙的情况下，第2金属64在第1金属60的凹部62的内部不被密接，在因振动等而被从外部施加了冲击的情况下，存在无法维持第1金属60与第2金属64的接合状态的担忧。
在准备第1金属60的工序中，可以如图7所示，在第1金属60的凹部62的底部还形成有凹部62D。只要在凹部62D设置有内部从开口起随着向深度方向而变宽大的部分即可。这样的凹部62D能够通过利用公知的方法对第1金属60实施金属加工来形成。
通过这样的制造方法，可恰当地保证第1金属60与第2金属64的密接状态，能够制造第1金属60与第2金属64在机械上被进一步强力紧固了的端子部件54。
以上，对本发明的具体例详细地进行了说明，但它们只不过是例示，并不限定技术方案。这里公开的发明包括各种对上述的具体例进行各种变形、变更而得的技术方案。

Claims (14)

1.一种端子部件，其特征在于，
具备第1金属和与所述第1金属重叠的第2金属，
所述第1金属在被重叠了所述第2金属的部位具备内部比开口宽大的凹部，
所述第2金属的一部分进入至所述第1金属的凹部，
所述第2金属具有进入至所述第1金属的凹部中的内部比所述开口宽大的部分的部位、和形成在与进入至所述第1金属的凹部的部位相反侧的面的凹部，
所述第2金属中的进入至所述第1金属的凹部的部位的至少一部分与所述第1金属的凹部的内侧面金属接合。
2.根据权利要求1所述的端子部件，其特征在于，
所述第1金属的刚性高于所述第2金属的刚性。
3.根据权利要求1或2所述端子部件，其特征在于，
所述第1金属的凹部的直径D1与所述开口的直径D2满足0.4≤D2/D1≤0.95的关系。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的端子部件，其特征在于，
在所述第1金属的凹部的底部还形成有凹部，在该形成于底部的凹部设置有从开口起随着向深度方向而内部变宽大的部分。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的端子部件，其特征在于，
所述第1金属由铜或者以铜为主体的合金构成，所述第2金属由铝或者以铝为主体的合金构成。
6.一种二次电池，具备：电极体，包括正极及负极；电池壳体，在内部收纳所述电极体；以及正极端子及负极端子，与所述电极体中的所述正极以及所述负极分别电连接，所述二次电池的特征在于，
所述正极端子以及所述负极端子的至少一方包括权利要求1～5中任一项所述的端子部件。
7.一种电池组，通过多个单电池相互电连接排列而成，所述电池组的特征在于，
使用权利要求6所述的二次电池作为所述多个单电池。
8.根据权利要求7所述的电池组，其特征在于，
所述多个单电池通过汇流条将一个单电池的正极端子与另一个单电池的负极端子分别电连接，
所述汇流条由与构成所述第2金属的金属相同的金属构成。
9.一种端子部件的制造方法，其特征在于，包括：
准备具有内部比开口宽大的凹部的第1金属的工序；
准备第2金属的工序；以及
使所述第1金属与所述第2金属进行金属接合的工序，
所述进行金属接合的工序包括：
在所述第1金属的形成有凹部的部位重叠所述第2金属，
对准与所述第1金属的凹部对应的位置来对所述第2金属局部地进行加压，在所述第2金属形成凹部，并且使所述第2金属的一部分进入至所述第1金属的凹部的内部比开口宽大的部分，
使进入至所述第1金属的凹部的所述第2金属的一部分与所述第1金属进行金属接合。
10.根据权利要求9所述的端子部件的制造方法，其特征在于，
在准备所述第2金属的工序中，准备刚性低于所述第1金属的第2金属。
11.根据权利要求9或10所述的端子部件的制造方法，其特征在于，
在准备所述第1金属的工序中，准备所述第1金属的凹部的直径D1与所述开口的直径D2满足0.4≤D2/D1≤0.95的关系的第1金属。
12.根据权利要求9～11中任一项所述的端子部件的制造方法，其特征在于，
在准备所述第1金属的工序中，准备在所述凹部的底部还形成有凹部并在该形成于底部的凹部设置有从开口起随着向深度方向而内部变宽大的部分的第1金属。
13.根据权利要求9～12中任一项所述的端子部件的制造方法，其特征在于，
在准备所述第1金属的工序中，准备由铜或者以铜为主体的合金构成的第1金属，在准备所述第2金属的工序中，准备由铝或者以铝为主体的合金构成的第2金属。
14.根据权利要求9～13中任一项所述的端子部件的制造方法，其特征在于，
在所述进行金属接合的工序中，通过超声波压接、摩擦压接或者电阻压接来实施金属接合。
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