CN115621675A - 端子部件以及端子部件的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及端子部件以及端子部件的制造方法,这里公开的端子部件是在二次电池用端子中使用的端子部件。端子部件具备:第1金属;第2金属,具有凹部。第1金属具有:轴部,具备一对平坦面;和嵌入部,形成于轴部的长轴方向的一端。在第1金属与第2金属的边界形成有:接合部,通过超声波接合而接合形成;铆接部,第1金属的嵌入部进入至第2金属的凹部而形成。这里,在俯视视角中,在凹部与嵌入部之间,在与平坦面对置的对置方向上形成有间隙。
Description
技术领域
本发明涉及端子部件以及端子部件的制造方法。
背景技术
作为构成二次电池的端子,提出与由不同种类金属构成的端子相关的技术。
在日本专利申请公开第2011-124024号公报公开一种利用汇流条连接多个单电池而成的电池组。作为制作在上述的电池组中使用的正极端子的方法,公开将铜的正极外部端子超声波接合于铝的基部并清洗在超声波接合中产生的异物、进而进行铆接成型。这里的铆接成型通过利用凸模的冲头工具与凹模的阴模工具进行按压来进行。根据该公报,对于上述的正极端子而言,与铜制的汇流条的焊接性良好,另外,可充分确保基部与外部端子的接合强度。
在日本专利第6216368号公开一种蓄电元件,具备:电极体;壳体,收纳电极体;铆钉部件,固定于壳体的隔壁并在一端具备插通部;以及导电性部件,具备被插通部并与铆钉部件电连接。铆钉的插通部的维氏硬度大于导电性部件中的被插通部的周边区域的维氏硬度。插通部在插通于导电性部件的状态下被铆接。由此,被插通部的周边区域的厚度减少,可抑制导电性部件的厚度的增加。
专利文献1:日本专利申请公开第2011-124024号公报
专利文献2:日本专利第6216368号
另外,将构成外部端子的不同种类金属之间通过超声波接合等方法来接合,从而能够使不同种类金属间的导通性提高。另外,通过铆接等方法使不同种类金属间机械式地紧固,从而能够使不同种类金属间的接合强度提高。本发明人对在二次电池中使用组合了这些方法的端子进行了研究。然而,当在铆接了不同种类金属的状态下进行超声波振动的情况下,存在铆接构造阻碍超声波接合时实施的超声波振动的担忧。
发明内容
这里公开的端子部件是在二次电池用端子中使用的端子部件。端子部件具备:第1金属;和第2金属,具有凹部。第1金属具有:轴部,具备一对平坦面;和嵌入部,形成为轴部的长轴方向的一端。在第1金属与第2金属的边界形成有:接合部,通过超声波接合而接合形成;和铆接部,第1金属的嵌入部进入至第2金属的凹部而成。这里,在俯视视角中,在凹部与嵌入部之间且在与平坦面对置的对置方向上形成有间隙。
具备上述的结构的端子部件被提高了通过超声波接合而接合形成的接合部的接合强度。
间隙可以形成于对置方向的两侧。根据上述的结构,能够进一步提高接合部的接合强度。
在第2金属能够形成有接合痕迹,该接合痕迹是沿着对置方向施加超声波接合的振动而形成的。嵌入部可以从轴部的长轴方向的一端向外径方向延伸。
作为这里公开的技术的其他方面,提供一种二次电池,具备:电极体,包括正极和负极;电池壳体,在内部收纳电极体;正极端子和负极端子,与电极体中的正极和负极分别电连接。二次电池的正极端子和负极端子的至少一方包括这里公开的端子部件即可。
作为这里公开的技术的其他方面,提供一种在二次电池中使用的端子部件的制造方法。端子部件的制造方法包括:准备第1金属以及第2金属的准备工序,其中,第2金属具有内部比开口宽的凹部,第1金属具有具备一对平坦面的轴部和形成于轴部的长轴方向的一端并嵌入在第2金属的凹部的嵌入部;通过在第2金属的凹部压入第1金属的嵌入部来将第1金属与第2金属铆接的铆接工序,其中,以在俯视视角中、在凹部与嵌入部之间且在与平坦面对置的对置方向上形成间隙的方式进行进行铆接;以及通过超声波接合来将第1金属与第2金属接合的接合工序,其中,沿着对置方向施加超声波接合的振动。
附图说明
图1是锂离子二次电池10的局部剖视图。
图2是表示图1的II-II剖面的剖视图。
图3是图2的III-III剖视图。
图4是示意性表示端子部件200的剖视图。
图5是示意性表示端子部件200的剖视图。
图6是示意性表示凹部202a和嵌入部201b的形状的示意图。
图7是示意性表示其他实施方式所涉及的端子部件200的凹部202a和嵌入部201b的形状的示意图。
图8是示意性表示其他实施方式所涉及的端子部件200的凹部202a和嵌入部201b的形状的示意图。
具体实施方式
以下,对这里公开的端子部件以及二次电池的一个实施方式进行说明。这里说明的实施方式当然并非特别意在限定本发明。示意性地描绘各附图,不一定反映实物。另外,对于表示数值范围的“A~B”等表述而言,只要未特别提及,是指“A以上且B以下”。此外,在以下说明的附图中,对起到相同的作用的部件、部位标注相同的附图标记,有时省略或者简化重复的说明。另外,在本说明书中参照的各图中的附图标记X表示“宽度方向”,附图标记Y表示“长度方向”,附图标记Z表示“高度方向”,附图标记U表示“超声波振动的振动方向”。
在本说明书中,“二次电池”是指通过电荷载体经由电解质在一对电极(正极与负极)之间移动来产生充放电反应的蓄电设备整体。上述二次电池除了包括锂离子二次电池、镍氢电池、镍镉电池等所谓的蓄电池之外,还包括双电层电容器等电容器等。以下,在上述的二次电池中,对将锂离子二次电池作为对象的情况下的实施方式进行说明。
〈锂离子二次电池10〉
图1是锂离子二次电池10的局部剖视图。在图1中,沿着大致长方体的电池壳体41的单侧的宽幅面描绘了使内部露出的状态。图1所示的锂离子二次电池10是所谓的封闭型电池。图2是表示图1的II-II剖面的剖视图。在图2中,示意性地描绘了沿着大致长方体的电池壳体41的单侧的窄幅面使内部露出的状态的局部剖视图。
如图1所示,锂离子二次电池10具备电极体20、电池壳体41、正极端子42以及负极端子43。
〈电极体20〉
电极体20在被绝缘膜(图示省略)等覆盖的状态下收纳于电池壳体41。电极体20具备作为正极元件的正极片材21、作为负极元件的负极片材22、以及作为隔板的隔板片材31、32。正极片材21、第1隔板片材31、负极片材22以及第2隔板片材32分别是长条的带状的部件。
对于正极片材21而言,在预先决定的宽度以及厚度的正极集电箔21a(例如铝箔),除了以恒定的宽度设定于宽度方向的单侧的端部的未形成部21a1之外,在两面形成有包括正极活性物质的正极活性物质层21b。例如在锂离子二次电池中,正极活性物质是如锂过渡金属复合材料那样能够在充电时释放锂离子、在放电时吸收锂离子的材料。对于正极活性物质而言,一般除了锂过渡金属复合材料以外还可提出各种材料,不特别限定。
对于负极片材22而言,在预先决定的宽度以及厚度的负极集电箔22a(这里为铜箔),除了以恒定的宽度设定于宽度方向的单侧的缘的未形成部22a1之外,在两面形成有包括负极活性物质的负极活性物质层22b。例如在锂离子二次电池中,负极活性物质是如天然石墨那样能够在充电时吸留锂离子、在放电时释放充电时已吸留的锂离子的材料。对于负极活性物质而言,一般除了天然石墨以外还可提出各种材料,不特别限定。
隔板片材31、32例如使用具有所需的耐热性的电解质能够通过的多孔的树脂片材。关于隔板片材31、32,也可提出各种材料,不特别限定。
这里,负极活性物质层22b的宽度例如形成为比正极活性物质层21b宽。隔板片材31、32的宽度比负极活性物质层22b宽。正极集电箔21a的未形成部21a1与负极集电箔22a的未形成部22a1在宽度方向上相互朝向相反侧。另外,正极片材21、第1隔板片材31、负极片材22以及第2隔板片材32分别在长度方向上被对齐朝向,被依次重叠并卷绕。负极活性物质层22b以使隔板片材31、32介于之间的状态覆盖正极活性物质层21b。负极活性物质层22b被隔板片材31、32覆盖。正极集电箔21a的未形成部21a1从隔板片材31、32的宽度方向的单侧露出。负极集电箔22a的未形成部22a1在宽度方向的相反侧从隔板片材31、32露出。
如图1所示,上述的电极体20成为沿着包括卷绕轴的一个平面的扁平的状态,以便能够收纳于电池壳体41的壳体主体41a。而且,沿着电极体20的卷绕轴在单侧配置正极集电箔21a的未形成部21a1,在相反侧配置负极集电箔22a的未形成部22a1。
〈电池壳体41〉
如图1所示,电池壳体41收纳电极体20。电池壳体41具有:壳体主体41a,具有一侧面开口的大致长方体的方形形状;和盖41b,安装于开口。在该实施方式中,出于确保轻型化和所需的刚度的观点,壳体主体41a和盖41b分别由铝或者以铝为主的铝合金形成。
〈壳体主体41a〉
壳体主体41a具有一侧面开口的大致长方体的方形形状。壳体主体41a具有大致矩形的底面部61、一对宽幅面部62、63(参照图2)、以及一对窄幅面部64、65。一对宽幅面部62、63分别从底面部61中的长边立起。一对窄幅面部64、65分别从底面部61中的短边立起。在壳体主体41a的一侧面形成有由一对宽幅面部62、63和一对窄幅面部64、65围成的开口41a1。
〈盖41b〉
盖41b安装于由一对宽幅面部62、63(参照图2)的长边和一对窄幅面部64、65的短边围成的壳体主体41a的开口41a1。而且,盖41b的周缘部与壳体主体41a的开口41a1的缘接合。上述接合例如基于无间隙的连续的焊接即可。上述焊接例如能够通过激光焊接来实现。
在该实施方式中,在盖41b安装有正极端子42和负极端子43。正极端子42具备内部端子42a和外部端子42b。负极端子43具备内部端子43a和外部端子43b。内部端子42a、43a分别经由绝缘体72安装于盖41b的内侧。外部端子42b、43b分别经由垫圈71安装于盖41b的外侧。内部端子42a、43a分别延伸至壳体主体41a的内部。正极的内部端子42a与正极集电箔21a的未形成部21a1连接。负极的内部端子43a与负极集电箔22a的未形成部22a1连接。
如图1所示,电极体20的正极集电箔21a的未形成部21a1与负极集电箔22a的未形成部22a1安装于内部端子42a、43a,该内部端子42a、43a分别安装于盖41b的长度方向的两侧部。电极体20以安装于安装在盖41b的内部端子42a、43a的状态收纳于电池壳体41。此外,这里,例示了卷绕型的电极体20。电极体20的构造并不限定于上述方式。电极体20的构造例如也可以是正极片材与负极片材隔着隔板片材交替层叠而成的层叠构造。另外,在电池壳体41内可以收纳有多个电极体20。
另外,电池壳体41可以一同收纳电极体20和未图示的电解液。作为电解液,能够使用使辅助盐溶解于非水系溶剂而成的非水电解液。作为非水系溶剂的一例,可举出碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯等碳酸酯系溶剂。作为辅助盐的一例,可举出LiPF6等含氟锂盐。
图3是图2的III-III剖视图。在图3中,示出负极端子43安装于盖41b的部位的剖面。在该实施方式中,负极的外部端子43b使用接合不同种类金属而成的部件。在图3中,构成外部端子43b的不同种类金属的构造、不同种类金属的界面等未图示,示意性地示出外部端子43b的剖面形状。
如图3所示,盖41b具有用于安装负极的外部端子43b的安装孔41b1。安装孔41b1在盖41b的预先决定的位置贯通盖41b。在盖41b的安装孔41b1以隔着垫圈71和绝缘体72的方式安装有负极的内部端子43a和外部端子43b。在安装孔41b1的外侧,在安装孔41b1的周围设置有供垫圈71安装的台阶41b2。在台阶41b2设置有供垫圈71配置的座面41b3。在座面41b3设置有用于定位垫圈71的突起41b4。
这里,如图3所示,负极的外部端子43b具备头部43b1、轴部43b2以及铆接片43b3。头部43b1是配置于盖41b的外侧的部位。头部43b1是比安装孔41b1大的大致平板状的部位。轴部43b2是经由垫圈71安装于安装孔41b1的部位。轴部43b2从头部43b1的大致中央部向下方突出。如图3所示,铆接片43b3是在盖41b的内部铆接于负极的内部端子43a的部位。铆接片43b3从轴部43b2延伸,在插通于盖41b之后被弯曲并铆接于负极的内部端子43a。
〈垫圈71〉
如图3所示,垫圈71是安装于盖41b的安装孔41b1以及座面41b3的部件。在该实施方式中,垫圈71具备座部71a、突起部71b以及侧壁71c。座部71a是安装于设置在盖41b的安装孔41b1周围的外侧面的座面41b3的部位。座部71a配合座面41b3而具有大致平坦的面。座部71a具备与座面41b3的突起41b4对应的凹陷。突起部71b从座部71a的底面突出。突起部71b具有沿着安装孔41b1的内侧面的外形形状以便安装于盖41b的安装孔41b1。突起部71b的内侧面成为供外部端子43b的轴部43b2安装的安装孔。侧壁71c从座部71a的周缘向上方立起。外部端子43b的头部43b1安装于由垫圈71的侧壁71c围成的部位。
垫圈71配置于盖41b与外部端子43b之间,确保盖41b与外部端子43b的绝缘。另外,垫圈71确保盖41b的安装孔41b1的气密性。出于该观点,使用耐药品性、耐久性优良的材料即可。在该实施方式中,垫圈71使用PFA。PFA是四氟乙烯与全氟烷氧基乙烯的共聚物(Tetrafluoroethylene-Perfluoroalkyl vinyl ether Copolymer)。此外,垫圈71使用的材料并不限定于PFA。
〈绝缘体72〉
绝缘体72是在盖41b的安装孔41b1的周围安装于盖41b的内侧的部件。绝缘体72具备基座部72a、孔72b以及侧壁72c。基座部72a是沿着盖41b的内侧面配置的部位。在该实施方式中,基座部72a是大致平板状的部位。基座部72a配置为沿着盖41b的内侧面,具有不从盖41b露出的程度的大小,以便容纳于壳体主体41a。孔72b是设置为与垫圈71的突起部71b内侧面对应的孔。在该实施方式中,孔72b设置于基座部72a的大致中央部。在与盖41b的内侧面对置的侧面,在孔72b的周围设置有凹陷的台阶72b1。安装于安装孔41b1的垫圈71的突起部71b的前端以部发生干涉的方式容纳在台阶72b1。侧壁72c从基座部72a的周缘部向下方立起。在基座部72a容纳有设置于负极的内部端子43a的一端的基部43a1。绝缘体72配置于电池壳体41的内部,因而具备所需的耐药品性即可。在该实施方式中,绝缘体72使用PPS。PPS是聚苯硫醚树脂(Poly Phenylene Sulfide Resin)。此外,绝缘体72使用的材料不限定于PPS。
负极的内部端子43a具备基部43a1和连接片43a2(参照图1以及图2)。基部43a1是安装于绝缘体72的基座部72a的部位。在该实施方式中,基部43a1具有与绝缘体72的基座部72a的周围的侧壁72c的内侧对应的形状。连接片43a2从基部43a1的一端延伸,延伸至壳体主体41a内并与电极体20的负极的未形成部22a1连接(参照图1以及图2)。
在该实施方式中,在安装孔41b1安装突起部71b,并在盖41b的外侧安装垫圈71。外部端子43b安装于垫圈71。此时,外部端子43b的轴部43b2插通于垫圈71的突起部71b,且在垫圈71的座部71a配置外部端子43b的头部43b1。盖41b的内侧安装有绝缘体72和负极端子43。而且,如图3所示,外部端子43b的铆接片43b3被弯曲,铆接于负极端子43的基部43a1。为了使导通性提高,外部端子43b的铆接片43b3与负极端子43的基部43a1通过局部焊接或金属接合而接合即可。
然而,在锂离子二次电池10的正极的内部端子42a(参照图1)中,耐氧化还原性的要求等级不比负极高。而且,出于要求的耐氧化还原性与轻型化的观点,正极的内部端子42a能够使用铝。与此相对,在负极的内部端子43a中,耐氧化还原性的要求等级比正极高。根据上述观点,负极的内部端子43a能够使用铜。另一方面,在供外部端子43b连接的汇流条中,根据轻型化以及低成本化的观点,能够使用铝或者铝合金。
本发明人对在与内部端子43a连接的部位和与汇流条连接的部位使用不同种类的金属的情况进行了研究。即,对在外部端子43b中的与汇流条连接的部位和与内部端子43a连接的部位使用相对于各自而言焊接性高的金属的情况进行了研究。然而,基于本发明人的见解,不同种类金属接合存在导通性、接合强度的课题。本发明人对为了确保金属间的导通而冶金地接合、为了使金属间的接合强度提高而将铆接金属间铆接的情况进行了研究。以下,针对这里公开的端子部件200,与端子部件200的制造方法一并进行说明。
〈端子部件200〉
图4以及图5是示意性表示端子部件200的示意图。图6是示意性表示凹部202a和嵌入部201b的形状的示意图。端子部件200能够作为图3所示的负极的外部端子43b来使用。在图4以及图5中,示意性地示出了将构成端子部件200的第1金属201和第2金属202通过超声波接合来接合的工序。在图4中,示出了从Y方向(即,第2金属202的长度方向)观察的端子部件200。在图5中,示出了从X方向(即,第2金属202的宽度方向)观察的端子部件200。在图4以及图5中,图示了第2金属202的剖面。在图4中,省略了固定夹具320的图示。
如图4所示,端子部件200具备第1金属201和具有凹部202a的第2金属202。在第1金属201与第2金属202的边界形成有通过超声波接合而接合形成的接合部204和第1金属201的嵌入部201b进入至第2金属202的凹部202a而成的铆接部203。在俯视视角中,在凹部202a与嵌入部201b之间,且在与后述的平坦面201a1对置的对置方向上形成有间隙205(参照图5)。第1金属201被配置为朝向端子部件200中的电池壳体41(参照图1以及图2)的内部,构成与负极的内部端子43a(参照图3)连接的部位。第2金属202在端子部件200中的电池壳体41(参照图1)的外部露出,构成与汇流条等外部的连接部件连接的部位。在该实施方式中,第1金属201由铜构成,第2金属由铝构成。
制造这里公开的端子部件200的方法包括以下的工序(a)~(c):
(a)准备第1金属201以及第2金属202的准备工序;
(b)通过在第2金属202的凹部202a压入第1金属201的嵌入部201b来将第1金属201与第2金属202铆接的铆接工序;
(c)通过超声波接合来接合第1金属201与第2金属202的接合工序。
<工序(a):准备工序>
在工序(a)中,准备第1金属201以及第2金属202。这里准备的第2金属202具有内部比开口202a1宽的凹部202a。这里准备的第1金属201具有:轴部201a,具备一对平坦面201a1;和嵌入部201b,形成于轴部201a的长轴方向的一端。嵌入部201b是嵌入第2金属202的凹部202a的部位。
在该实施方式中,第1金属201的轴部201a是在一部分形成了一对平坦面201a1的大致圆柱形状。一对平坦面201a1是在超声波接合时被固定夹具320(参照图5)从Y方向的两侧按压的面。嵌入部201b从轴部201a的长轴方向的一端向外径方向延伸,是所谓的凸缘形状。嵌入部201b形成为在轴部201a的周向上连续。嵌入部201b的端部201b1是椭圆形状,X方向为长轴方向,Y方向为短轴方向(参照图6)。嵌入部201b的外缘201b2是外径从端部201b1朝向轴向内侧逐渐变小的锥面。另外,第1金属201在与设置了嵌入部201b的一侧相反的一侧具备部位201c,该部位201c进一步成为被铆接于内部端子43a的铆接片43b3(参照图3)。
在该实施方式中,第2金属202是对俯视视角中对角部实施了圆弧加工的大致矩形的板状(参照图6)。在第2金属202的一方的面202f1的中央部设置有凹部202a,该凹部202a收容第1金属201的嵌入部201b。如上所述,第2金属202的凹部202a的内部比开口202a1宽。换言之,在凹部202a的内部形成有从开口202a1扩径而成的空间。在该实施方式中,凹部202a的开口202a1以及底部202a2为圆形状。即,凹部202a是形成为圆锥台形状的空间。凹部202a的侧周面202a3是从底部202a2朝向开口202a1逐渐变窄的锥面。
在之后的接合工序中,将用于实施超声波接合的焊头(horn)300抵接于第2金属202的设置了凹部202a的面202f1的相反侧的面202f2。在面202f2可以设置有用于定位供焊头300抵接的部分的凹部。
第1金属201的嵌入部201b与第2金属202的凹部202a的尺寸关系设定为在之后的工序中可铆接固定第1金属201与第2金属202那样的尺寸即可。在该实施方式中,端部201b1的长径比底部202a2的直径稍长,以便在嵌入部201b的端部201b1的长径方向(即,X方向)的两端形成铆接部203。具有这样的形状的第1金属201以及第2金属202能够通过对于成为各个部件的材料的金属(在该实施方式中为铜以及铝)例如进行锻造加工、切削加工等公知的金属加工来进行准备。
<工序(b):铆接工序>
在工序(b)中,通过在第2金属202的凹部202a压入第1金属201的嵌入部201b来将第1金属201与第2金属202铆接。这里,以在俯视视角中、在凹部202a与嵌入部201b之间且在与平坦面201a1对置的对置方向上形成间隙205的方式进行铆接。
首先,使第1金属201的嵌入部201b的端部201b1与第2金属202的凹部202a的底部202a2对置,将第1金属201与第2金属202重叠。在该实施方式中,在第1金属201的轴部201a的平坦面201a1的对置方向与第2金属202的长度方向Y一致的状态下重叠(参照图6)。接下来,使用冲压机等来以所需的冲压压力将第1金属201与第2金属202相互加压。由此,第1金属201和第2金属202的一方相对于另一方塑性变形。第1金属201的嵌入部201b进入至凹部202a,形成铆接部203。在铆接部203中,嵌入部201b的外缘201b2与凹部202a的侧周面202a3处于已被压入的状态。将第1金属201和第2金属202的尺寸适当地调整为形成这样的铆接部203即可。冲压压力能够根据第1金属201和第2金属202的形状、金属种类来适当地设定。
在该实施方式中,如上所述,第2金属202的凹部202a的底部202a2为圆形状,第1金属201的嵌入部201b的端部201b1为椭圆形状。因此,铆接部203形成于端部201b1的长径方向的两侧。第1金属201与第2金属202被铆接部203相互固定。在该实施方式中,铝制的第2金属202相对于铜制的第1金属201发生塑性变形,形成有铆接部203。这样,第1金属201与第2金属202被铆接,被机械式紧固,由此可确保第1金属201与第2金属202之间的接合强度。
另外,如图5所示,相对于第2金属202的凹部202a的直径,在第1金属201的嵌入部201b的径较短的部分形成间隙205。在该实施方式中,间隙205形成于嵌入部201b的端部201b1的短径方向(即,在俯视视角中与平坦面201a1对置的对置方向)的两侧。
<工序(c):接合工序>
在工序(c)中,通过超声波接合来将第1金属201与第2金属202接合。这里,沿着上述对置方向施加超声波接合的振动。由此,形成接合部204。此外,超声波接合的接合条件可根据第1金属201和第2金属202的金属种类、尺寸等来适当地设定。虽并不限定于此,但例如能够被设定为振幅20μm~80μm左右、频率15kHz~150kHz左右、给予被接合物的能量大小50J~500J左右。
使用焊头300、砧座310以及固定夹具320来进行超声波接合。首先,将重叠了第2金属202的第1金属201配置于砧座310。接下来,如图5所示,使用固定夹具320从一对平坦面201a1的两侧夹着第1金属201进行固定。在第1金属201固定的状态下,将焊头300抵接于第2金属202,边加压边施加超声波振动。在该实施方式中,焊头300被抵接于第2金属202的中心部206(参照图6)。超声波振动的振动方向U与一对平坦面201a1被固定夹具320固定的方向(Y方向)平行。由此,能够减少施加超声波振动时的能量的损耗。
如图6所示,在俯视视角中,振动方向U和平坦面201a1与间隙205对置的方向一致。即,振动方向U与从中心部206观察形成有间隙205的方向一致。然而,基于本发明人的见解,在通过超声波接合来接合2个部件时,与被施加于供焊头抵接的接合界面的超声波振动相应地,振动还传递至整个被接合的部件。在2个部件被无间隙地紧固的情况下,作为整个部件,振动难以传递。其结果是,接合界面的振动被阻碍,存在超声波接合带来的接合界面的接合强度降低的担忧。在该实施方式中,如上所述,振动方向U与形成有间隙205的方向一致。由此,振动难以被阻碍,形成接合强度高的接合部204。另外,由于形成有间隙205,所以当在超声波接合时对第1金属201与第2金属202给予大的能量的情况下,也能够将变形抑制在间隙205内。由此,能够减少第1金属201与第2金属202的外形的变形。
接合部204形成在与焊头100所抵接的中心部206对应的位置。另外,在第2金属202,能够在中心部206形成接合痕迹。接合痕迹能够在沿上述对置方向施加超声波接合的振动时形成。因此,对于接合痕迹而言,与和振动方向U垂直的方向相比,能够在振动方向U的两侧形成大的毛刺。
能够如以上那样来制造端子部件200。端子部件200在第1金属201与第2金属202的边界形成铆接部203和通过超声波接合而接合形成的接合部204。在铆接部203中,可确保第1金属201与第2金属202的接合强度。在接合部204中,通过超声波接合而被固相接合,可确保低的电阻的导通性。端子部件200能够作为二次电池的正极端子、负极端子来利用。
上述的端子部件200在俯视视角中在凹部202a与嵌入部201b之间且在与平坦面201a1对置的对置方向上形成有间隙205。由此,可提高通过超声波接合接合而成的接合部204的接合强度。接合部204的接合强度提高,由此可长期维持第1金属201与第2金属202的导通性。另外,还可减少在超声波接合中给予能量引起的变形。
在上述的实施方式中,间隙205形成于上述对置方向的两侧。根据上述的结构,第1金属201与第2金属202的相对振动更难以被阻碍。由此,接合部204的接合强度能够提高。
在上述的实施方式中,第2金属202的凹部202a的底部202a2为圆形状,第1金属201的嵌入部201b的端部201b1为椭圆形状,但并不限定于上述的方式。例如,嵌入部201b的端部201b1也可以是被局部切割了的圆形状。
图7是示意性表示其他实施方式所涉及的端子部件200的凹部202a和嵌入部201b的形状的示意图。在图7所示的实施方式中,凹部202a是形成为圆锥台形状的空间。嵌入部201b除了Y方向的两端以外与凹部202a的形状一致。嵌入部201b为Y方向的两端被切割(所谓的D切割)为直线状那样的形状。
图8是示意性表示其他实施方式所涉及的端子部件200的凹部202a和嵌入部201b的形状的示意图。在图8所示的实施方式中,凹部202a是形成为圆锥台形状的空间。嵌入部201b除了Y方向的两端以外与凹部202a的形状一致。嵌入部201b为Y方向的两端被切割为圆弧状那样的形状。
在图7以及图8所示的实施方式中,在周向上,在被切割了的部分形成有间隙205,在除了被切割了的部分以外的部分形成有铆接部203。通过使形成有间隙205的方向与振动方向U一致,从而能够使通过超声波接合接合的接合部的接合强度提高。
在图6~图8所示的实施方式中,在Y方向的两端形成有间隙205,但并不限定于上述的方式。例如,间隙205可以仅形成于平坦面201a1的上述对置方向中的一方。另外,在平坦面201a1的上述对置方向以外的部分也可以形成有间隙。
在图6~图8所示的实施方式中,第2金属202的凹部202a是形成为圆锥台形状的空间,在该圆锥台形状的内侧,在凹部202a与嵌入部201b之间形成有间隙205,但并不限定于上述的方式。例如可以是嵌入部为圆锥台形状,并在凹部的一部分设置有比该嵌入部宽的部分,以便在该圆锥台形状的外侧形成间隙。
以上,对这里公开的端子部件、二次电池以及端子部件的制造方法进行了各种说明。只要未特别提及,这里举出的端子部件以及电池的实施方式等不限定本发明。另外,这里公开的电池能够进行各种变更,只要不产生特殊的问题,各构成要素、这里提及的各处理可适当地省略,或者能够适当地组合。
Claims (6)
1.一种端子部件,在二次电池用端子中使用,其特征在于,具备:
第1金属;和
第2金属,具有凹部,
所述第1金属具有:
轴部,具备一对平坦面;和
嵌入部,形成于所述轴部的长轴方向的一端,
在所述第1金属与所述第2金属的边界形成有接合部和铆接部,
接合部通过超声波接合而接合形成,
铆接部通过所述第1金属的所述嵌入部进入至所述第2金属的所述凹部而形成,
其中,在俯视视角中,在所述凹部与所述嵌入部之间且在与所述平坦面对置的对置方向上形成有间隙。
2.根据权利要求1所述的端子部件,其特征在于,
所述间隙形成于所述对置方向的两侧。
3.根据权利要求1或2所述的端子部件,其特征在于,
在所述第2金属形成有接合痕迹,该接合痕迹是沿所述对置方向施加所述超声波接合的振动而形成的。
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,
所述嵌入部从所述轴部的长轴方向的一端向外径方向延伸。
5.一种二次电池,具备:
电极体,包括正极和负极;
电池壳体,在内部收纳所述电极体;以及
正极端子和负极端子,与所述电极体中的所述正极和所述负极分别电连接,
所述二次电池的特征在于,
所述正极端子和所述负极端子的至少一方包括权利要求1~4中任一项所述的端子部件。
6.一种端子部件的制造方法,该端子部件在二次电池中使用,其特征在于,包括:
准备第1金属以及第2金属的准备工序,其中,所述第2金属具有内部比开口宽的凹部,所述第1金属具有具备一对平坦面的轴部和形成于所述轴部的长轴方向的一端并嵌入至所述第2金属的所述凹部的嵌入部;
通过在所述第2金属的所述凹部压入所述第1金属的所述嵌入部来将所述第1金属与所述第2金属铆接的铆接工序,其中,以在俯视视角中、在所述凹部与所述嵌入部之间且在与所述平坦面对置的对置方向上形成间隙的方式进行铆接;以及
通过超声波接合来将所述第1金属与所述第2金属接合的接合工序,其中,沿着所述对置方向施加所述超声波接合的振动。
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