JP2012123946A - Secondary battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池に配置される端子構造に関する。 The present invention relates to a terminal structure disposed in a secondary battery.
二次電池を搭載するハイブリッド車や電気自動車において、複数の二次電池の端子間を接合するための二次電池端子構造が提案されている。たとえば、特許文献1には、複数個の二次電池の端子間をボルト締結する構造が提案されている。
In a hybrid vehicle or an electric vehicle equipped with a secondary battery, a secondary battery terminal structure for joining terminals of a plurality of secondary batteries has been proposed. For example,
複数の二次電池の正負極端子間をバスバーで溶接接合する場合、それぞれの正負極端子とバスバーとが溶接接合可能な材質である必要がある。しかしながら、二次電池の種類においては、各極端子とバスバーとを溶接接合するのに困難な材質の組み合わせがある。例えば、正極端子がアルミニウム、負極端子が銅の場合にアルミニウム製のバスバーを使用することができない。そのため、特許文献1に開示されている二次電池のように螺旋締結構造を採用している。
When welding the positive and negative terminals of a plurality of secondary batteries with a bus bar, the positive and negative terminals and the bus bar need to be made of a material that can be welded. However, in the types of secondary batteries, there are combinations of materials that are difficult to weld and bond each electrode terminal and bus bar. For example, when the positive electrode terminal is aluminum and the negative electrode terminal is copper, an aluminum bus bar cannot be used. Therefore, a spiral fastening structure is employed as in the secondary battery disclosed in
螺旋締結構造を採用しても、ボルトなどの螺旋部材が必要となり、また、ねじ穴加工作業が必要となる。したがって、さらなる軽量化とコスト低減を図ることが要請されている。 Even if a helical fastening structure is adopted, a helical member such as a bolt is required, and a screw hole machining operation is required. Therefore, further weight reduction and cost reduction are required.
(1)請求項1の発明による二次電池は、電池容器に収容された発電体と、前記電池容器の外部に露出して設けられ、前記発電体と外部負荷との間で電力の充放電を行う正負極外部端子であって、二次電池間を接続するための導電部材が接合される接合面を有する前記正負極外部端子とを備え、前記正負極外部端子の各接合面には、いずれも前記導電部材と同種金属材料が露出していることを特徴とする。
(2)請求項2の発明による二次電池は、蓋で密閉された電池容器内に収容され、正負極板を積層した電極群を有する発電体と、前記発電体の正負極板のそれぞれに接続された正負極集電部材と、前記正負極集電部材と接続されるとともに、二次電池間を接続するための導電部材が接合される接合部を有する正負極外部端子とを備え、前記電極群の正極板が前記正極集電部材を介して前記正極外部端子の前記接合部に至る正極側電流経路部材および、前記電極群の負極板が前記負極集電部材を介して前記負極外部端子の前記接合部に至る負極側電流経路部材のいずれか一方には、異種金属同士を接合した変換部が設けられ、前記正負極外部端子の各接合部の表面には、いずれも前記導電部材と同種金属材料が露出していることを特徴とする。
(1) A secondary battery according to a first aspect of the present invention is provided with a power generator housed in a battery container and exposed to the outside of the battery container, and charging / discharging power between the power generator and an external load. The positive and negative electrode external terminals, the positive and negative electrode external terminals having a bonding surface to which a conductive member for connecting between the secondary batteries is bonded, and each bonding surface of the positive and negative electrode external terminals, In any case, the same kind of metal material as that of the conductive member is exposed.
(2) The secondary battery according to the invention of
本発明によれば、複数の二次電池の端子間を導電部材(バスバー)で接続するとき、導電部材と端子を同種の金属材料同士で溶接接合することができる。その結果、溶接接合抵抗を安定化させ、電気的信頼性を向上することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, when connecting between the terminals of a some secondary battery with a conductive member (bus bar), a conductive member and a terminal can be weld-joined with the same kind of metal materials. As a result, the welding joint resistance can be stabilized and the electrical reliability can be improved.
本発明による二次電池の実施形態を、図面を参照して説明する。 An embodiment of a secondary battery according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[第1実施形態]
―電池全体構成―
図1に示す二次電池SBは、電池容器を構成するケース1および蓋6を備える。この明細書において、符号WSで示されるケース1の正面を最大面と呼び、符号WNで示されるケース1の側面を最小面と呼ぶ。ケース1の正面の左右方向を電池の幅と呼び、側面の幅、すなわち電池の奥行き方向を電池の厚さと呼ぶ。
[First Embodiment]
-Overall battery configuration-
The secondary battery SB shown in FIG. 1 includes a
ケース1内には発電体3(図2)が収納され、ケース1は蓋6によって封止されている。蓋6はケース1に溶接されて電池容器が構成される。蓋6には、正極外部端子9Aと、負極外部端子9Bとが設けられている。発電体3に蓄電された電力が正負極外部端子9A,9Bを介して外部負荷に供給され、回生運転などで発電された電力が正負極外部端子9A,9Bを介して発電体3に充電される。
A power generator 3 (FIG. 2) is housed in the
蓋6にはガス排出弁10が一体的に設けられている。電池容器内の圧力が上昇すると、ガス排出弁10が開いて内部からガスが排出され、電池容器内の圧力が低減される。これによって、二次電池SBの安全性が確保される。
The
蓋6には、ケース1内に電解液を注入する注液口11が穿設され、注液口11は、電解液注入後に注液栓12によって封止される。
符号8A,8Bは、正負極外部端子9A,9Bを蓋に固定するかしめ部材であり、後に詳細に説明する。
The
二次電池SBの分解斜視図である図2を参照して、二次電池SBをさらに詳細に説明する。
発電体3は絶縁材料で作製された絶縁袋2を介して二次電池SBのケース1内に収容されている。発電体3は、たとえばセパレータを介して正負極体を扁平形状に捲回した電極群であり、捲回軸方向の両端側には、正極合剤および負極合剤が塗布されていない電極箔露出面がそれぞれ正極接続部31と負極接続部32として形成され、これらの正負極接続部31,32には正負極集電部材4A,4Bの一端4A1,4B1がそれぞれ接続されている。正負極集電部材4A,4Bの他端4A2,4B2には、正負極接続部材(かしめ部材)8A,8Bの下端部がかしめ固定されている。正負極接続部材8A,8Bの上端部は蓋6を貫通して電池上面まで延在している。電池蓋6の上面には端子絶縁部材7A,7Bと正負極外部端子9A,9Bとが積層して配設され、正負極接続部材8A,8Bは、蓋6と端子絶縁部材7A,7Bと正負極外部端子9A,9Bをそれぞれ貫通して電池ケース1の外部に突出され、蓋6の上面において、正負極接続部材8A,8Bと正負極外部端子9A,9Bとがかしめ固定されている。
The secondary battery SB will be described in more detail with reference to FIG. 2 which is an exploded perspective view of the secondary battery SB.
The
以上の構成により、正負極外部端子9A,9Bは、正負極接続部材8A,8Bにより正負極集電部材4A,4Bに電気的に接続されている。本明細書では、発電体3の正極板から正極外部端子9Aのバスバー接合部に至る電流経路に設けた正極集電部材4Aと正極接続部材8Aと正極外部端子9Aを正極電流経路部材と呼び、発電体3の負極板から負極外部端子9Bのバスバー接合部に至る電流経路に設けた負極集電部材4Bと負極接続部材8Bと負極外部端子9Bを負極電流経路部材と呼ぶ。
また、端子絶縁部材7A,7Bにより正負極外部端子9A,9Bは電池蓋6と絶縁されている。なお、正負極接続部材8A,8Bはガスケット5A,5Bにより蓋6と電気的に絶縁されている。
With the above configuration, the positive and negative
Further, the positive and negative
図3および図4を参照して、正負極外部端子周辺の構造について正極外部端子を一例として説明する。図3(a)は蓋6の上面の正極外部端子側を電池斜め上方から見た図、図4は図3(a)のIV−IV線断面図である。なお、図3(b)は蓋6の上面の負極外部端子側を電池斜め上方から見た図である。
With reference to FIG. 3 and FIG. 4, the structure around the positive and negative external terminals will be described by taking the positive external terminal as an example. 3A is a view of the positive external terminal side of the upper surface of the
(外部端子周辺構造)
正極外部端子9Aは、略平板状に形成されたアルミニウム製の金属板である。正極外部端子9Aは、正極接続部材8Aがかしめ結合されるかしめ固定部91Aと、外部負荷との接続のためのバスバー(図示省略)が取り付けられるバスバー接合部92Aとを有している。かしめ固定部91Aとバスバー接合部92Aとは、電池中央に向かって下り勾配で、かつ、幅が狭く形成されている接続板93Aにより接続されている。
(External terminal peripheral structure)
The positive
略平板状に形成された絶縁板である正極端子絶縁部材7Aは、かしめ固定部91Aが載置される第1支持台71Aと、バスバー接合部92Aが載置される第2支持台72Aとを有している。正極端子絶縁部材7Aは、全体として、幅が電池容器の厚さに対してやや小さい寸法の小判形状に形成されている。第1支持台71Aの先端は円弧状に形成され、第2支持台72Aは全体が略正方形形状に形成されている。
The positive
第1支持台71Aと第2支持台72Aの周囲は壁7Wで取り囲まれ、正極外部端子9Aは壁7Wで囲まれた領域に位置決めされる。正極端子絶縁部材7Aの第1支持台71Aには貫通孔71A1が設けられ、かしめ固定部91Aには貫通孔91A1がそれぞれ設けられている。これらと対応して蓋6にも同様の貫通孔が設けられている。円柱状の正極接続部材8Aは、これらの貫通孔を貫通し、正極接続部材8Aの上下端は電池容器の内外にそれぞれ延在している。正極接続部材8Aの下端は正極集電部材4Aにかしめにより固着され、上端は正極外部端子9Aのかしめ固定部91Aとかしめにより固着されている。このかしめ固着により端子絶縁部材7Aが蓋6と正極外部端子9Aとの間に挟持される。
The periphery of the
負極外部端子9Bは正極外部端子9Aと同一形状の部品、負極端子絶縁部材7Bは正極端子絶縁部材7Aと同一の部品であり、説明を省略する。
The negative electrode
以上の構成からなる二次電池SBは、車両への搭載に際して複数個が機械的に一体化された電池モジュールとして使用されるのが一般的である。電池モジュールは複数の二次電池SBを厚さ方向に積層配列して構成され、隣接する二次電池SBの正負極外部端子9A,9Bは、たとえば、アルミニウム合金製の板材で形成されたバスバーで機械的、電気的に接続される。隣接する二次電池SB同士は、互いの端子の極性が正負逆になるよう、向きが180°反転され、二次電池SBは積層配列順に電気的に直列に接続される。
The secondary battery SB having the above configuration is generally used as a battery module in which a plurality of secondary batteries SB are mechanically integrated when mounted on a vehicle. The battery module is configured by stacking a plurality of secondary batteries SB in the thickness direction, and the positive and negative
第1実施形態における端子接合構造は、アルミニウム製のバスバーを溶接接合にて正負極外部端子9A,9Bのそれぞれに接続するため、負極外部端子9Bを、アルミニウム製の基材を主体として、負極外部端子9Bのかしめ部91Bの表面に銅製の平板91BCを拡散接合した部分クラッド材で作成したものである。
The terminal joint structure in the first embodiment is such that an aluminum bus bar is connected to each of the positive and negative
図5は、部分クラッド材で作成した負極外部端子9Bの図3(b)のV-V線縦断面図である。正極外部端子9Aについて詳述したとおり、負極外部端子9Bは、負極接続部材8Bがかしめ結合されるかしめ固定部91Bと、外部負荷との接続のためのバスバー(図示省略)が取り付けられるバスバー接合部92Bと、かしめ固定部91Bとバスバー接合部92Bとを接続する接続板93Bとを有している。負極外部端子9Bは、アルミニウム基材を図示のように折り曲げて形成されている。そして、負極接続部材8Bとかしめにより一体化されるかしめ固定部91Bの表面部には、平板状の銅材91BCがアルミニウム製基材に拡散接合されている。
FIG. 5 is a vertical cross-sectional view taken along line VV in FIG. 3B of the negative electrode
かしめ固定部91Bにおいては、負極接続部材8Bと負極外部端子9Bとをかしめにより一体化したのち、両者はレーザ溶接により接合される。負極接続部材8Bと平板91BCはともに銅製であり、溶接作業になんら支障がない。また、二次電池SBをモジュール化する際、バスバー接合部92Bはアルミニウム基材そのものであり、アルミニウム製のバスバーとの溶接作業も支障がない。
In the
以上説明したように第1実施形態の端子構造では、電極群の負極板が負極集電部材4Bを介して負極外部端子9Bの接合部92Bに至る負極側電流経路部材には、異種金属同士を接合した変換部91BCが設けられている。
As described above, in the terminal structure of the first embodiment, the negative electrode side current path member in which the negative electrode plate of the electrode group reaches the joint 92B of the negative electrode
[第2実施形態]
図6に示す第2実施形態は、第1の実施形態と同様、アルミニウム製のバスバーを溶接接合にて正負極外部端子9A,19Bのそれぞれに接続するようにしたものである。そのため第2の実施形態では、負極外部端子19Bを銅製の母材で作製し、負極外部端子19Bの一端側のバスバー接合部位に、アルミニウム平板192BAを拡散接合したものである。すなわち、負極外部端子19Bは部分クラッド材により形成されている。
[Second Embodiment]
In the second embodiment shown in FIG. 6, similarly to the first embodiment, an aluminum bus bar is connected to each of the positive and negative
図6は、部分クラッド材で作成した負極外部端子19Bにおける図3(b)のVI-VI線縦断面図である。正極外部端子9Aについて詳述したとおり、負極外部端子19Bは、負極接続部材8Bがかしめ結合されるかしめ固定部191Bと、外部負荷との接続のためのバスバー(図示省略)が取り付けられるバスバー接合部192Bと、かしめ固定部191Bとバスバー接合部192Bとを接続する接続板193Bとを有している。負極外部端子19Bは、銅製の基材を図示のように折り曲げて形成されている。そして、バスバーが接合されるバスバー接合部192Bには、銅製の基材にアルミニウム製の平板192BAが拡散接合されている。
6 is a vertical cross-sectional view taken along line VI-VI in FIG. 3B in the negative electrode
かしめ固定部191Bにおいては、負極接続部材8Bと負極外部端子19Bとをかしめにより一体化したのち、両者はレーザ溶接により接合される。負極接続部材8Bと負極外部端子19Bのかしめ部191Bはともに銅製であり、溶接作業になんら支障がない。また、二次電池SBをモジュール化する際、バスバー接合部192Bにはアルミニウム平板192BAが露出しているため、アルミニウム製のバスバーとの溶接作業も支障がない。
In the
以上説明したように第2実施形態の端子構造でも、電極群の負極板が負極集電部材4Bを介して負極外部端子9Bの接合部192Bに至る負極側電流経路部材には、異種金属同士を接合した変換部192BAが設けられている。
As described above, even in the terminal structure of the second embodiment, the negative electrode side current path member in which the negative electrode plate of the electrode group reaches the joint 192B of the negative electrode
[第3実施形態]
図7〜図9を参照して第3の実施形態について説明する。
図7〜図9に示す第3実施形態は、第1の実施形態と同様、アルミニウム製のバスバーを溶接接合にて正負極外部端子9A,29Bのそれぞれに接続するようにしたものである。そのため第3の実施形態では、負極外部端子29Bを銅材から作製し、銅製平板294BCとアルミニウム製平板294BAを拡散接合して形成された全面クラッド材294Bを、バスバー接合部292Bの上面に設けたものである。全面クラッド材294Bはバスバー接合部を構成する。
[Third Embodiment]
A third embodiment will be described with reference to FIGS.
In the third embodiment shown in FIGS. 7 to 9, as in the first embodiment, an aluminum bus bar is connected to each of the positive and negative
図7は、第3実施形態の負極外部端子29Bを電池斜め上方から見た斜視図である。図8は、負極外部端子29Bの図7のVIII-VIII線縦断面図、図9は、全面クラッド材294Bを説明する図である。
FIG. 7 is a perspective view of the negative electrode
正極外部端子9Aについて詳述したとおり、負極外部端子29Bは、負極接続部材8Bがかしめ結合されるかしめ固定部291Bと、外部負荷との接続のためのバスバー(図示省略)が接合されるバスバー接合部材294Bが設けられたバスバー接合部材装着部292Bと、かしめ固定部291Bとバスバー接合部292Bとを接続する接続板293Bとを有している。負極外部端子29Bは、銅製の素材を図示のように折り曲げて形成されている。そして、バスバー接合部材294Bは、銅製平板294BCの上面にアルミニウム製平板294BAを拡散接合した全面クラッド材であり、銅製の負極外部端子29Bのバスバー接合部材装着部292Bの表面部に接合されている。アルミニウム製のバスバーはアルミニウム製平板294BAに溶接接合される。
As described in detail for the positive electrode
バスバー接合部材294Bは、銅製平板294BCの上面にアルミニウム製平板294BAを全面的に拡散接合して作製される。銅製平板294BCの裏面には突部がプレスまたは切削加工により成形されている。負極外部端子29Bの一端に形成されたバスバー接合部材装着部292Bには段付き孔がプレスまたは切削加工により形成され、バスバー接合部材装着部292Bの小径部に銅製平板294BCの裏面突部を挿入し、バスバー接合部材装着部292Bの内側大径部から突合せ部位WLをレーザなどの溶接手法で溶接接合する。換言すると、バスバー接合部材294Bを構成する銅製平板294BCの裏面には突部が形成され、この裏面突部がバスバー接合部材装着部292Bの上部開口に嵌合してレーザ溶接されている。または、銅製平板294BC裏面の突部とバスバー接合部材装着部292Bの上部開口とを合わせた後、銅製平板294BC側面とバスバー接合部材装着部292Bの側面の突合せ部位WLをレーザなどの溶接手法で溶接接合する。
図8の符号WLは溶接線でもある。
The bus
The symbol WL in FIG. 8 is also a weld line.
かしめ固定部291Bにおいては、負極接続部材8Bと負極外部端子29Bとをかしめにより一体化したのち、両者はレーザ溶接により接合される。負極接続部材8Bと負極外部端子29Bのかしめ固定部291Bはともに銅製であり、溶接作業になんら支障がない。また、二次電池SBをモジュール化する際、バスバー接合部材294Bのバスバー接合面にはアルミニウム製平板294BAが設けられているので、アルミニウム製のバスバーとの溶接作業も支障がない。
In the
また、第1および第2実施形態において採用した拡散接合された部分クラッド材から作製された外部端子9B、19Bは、その成形方法に起因して、全面拡散接合された全面クラッド材29Bに比べ生産コストが高くなる傾向にある。したがって、第3実施形態のように、全面クラッド材29Bを使用するバスバー接合部材294Bを採用することにより、第3実施形態は、第2実施形態の部分クラッド材を使用する場合に比べて、コスト低減を図ることができる。
In addition, the
以上説明したように第3実施形態の端子構造でも、電極群の負極板が負極集電部材4Bを介して負極外部端子29Bの接合部294Bに至る負極側電流経路部材には、異種金属同士を接合した変換部294BAが設けられている。
As described above, even in the terminal structure of the third embodiment, the negative electrode side current path member in which the negative electrode plate of the electrode group reaches the joint 294B of the negative electrode
なお、銅製平板294BCをニッケル製としても、アルミニウム製平板294BAとの拡散接合が可能となり、また、銅製のバスバー接合部材装着部292Bとの溶接性能を担保できる。
Note that even if the copper flat plate 294BC is made of nickel, diffusion bonding with the aluminum flat plate 294BA is possible, and welding performance with the copper bus bar bonding
[第4実施形態]
図10〜図12を参照して第4の実施形態について説明する。
図10〜図12に示す第4実施形態は、第1の実施形態と同様、アルミニウム製のバスバーを溶接接合にて正負極外部端子9A,39Bのそれぞれに接続するようにしたものである。そのため第4の実施形態では、負極外部端子39Bを銅材から作製し、銅製の基材表面にニッケル平板394BNとアルミニウム製平板394BAとを順次積層して形成したものである。
[Fourth Embodiment]
A fourth embodiment will be described with reference to FIGS.
In the fourth embodiment shown in FIGS. 10 to 12, as in the first embodiment, an aluminum bus bar is connected to each of the positive and negative
図10は、第4実施形態の負極外部端子39Bを電池斜め上方から見た斜視図である。
図11は、負極外部端子39Bの図10のXI-XI線縦断面図、図12は、ニッケル製平板393BNとアルミニウム製平板394BAを積層して形成したバスバー接合部材394Bを説明する図である。
FIG. 10 is a perspective view of the negative electrode
FIG. 11 is a vertical cross-sectional view of the negative electrode
正極外部端子9Aについて詳述したとおり、負極外部端子39Bは、負極接続部材8Bがかしめ結合されるかしめ固定部391Bと、外部負荷との接続のためのバスバー(図示省略)が接合されるバスバー接合部材394Bが設けられたバスバー接合部材装着部392Bと、かしめ固定部391Bと接合部装着部392Bとを接続する接続板393Bとを有している。負極外部端子39Bは、銅製の基材を図示のように折り曲げて形成されている。バスバー接合部材394Bは、銅製基材のバスバー接合部材装着部392Bの表面部に接合されている。バスバー接合部材394Bは、ニッケル製平板394BNとアルミニウム製平板394BAを積層して形成したものである。
As described in detail for the positive electrode
ニッケル製平板394BNとアルミニウム製平板394BAとを積層してレーザ溶接したバスバー接合部材394Bは以下のようにして作成される。
ニッケル製平板394BNの表裏面には突部がプレスまたは切削加工により成形されている。アルミニウム製平板394BAには段付き孔がプレスまたは切削加工により成形されている。負極外部端子39Bの一端に形成されたバスバー接合部材装着部392Bには段付き孔が、プレスまたは切削加工により形成され、この小径部にニッケル製平板394BNの裏面突部を挿入し、バスバー接合部材装着部392Bの内側大径部から突合せ部位WL、若しくはニッケル製平板394BNの側面とバスバー接合部材装着部392Bの側面突合せ部位をレーザなどの溶接手法で溶接接合する。次いで、ニッケル平板394BNの表面の突部にアルミニウム製平板394BAの段付き孔を挿入し、アルミニウム製平板394BAの表面小径部から突合せ部位WL、若しくはニッケル平板394BNの側面とアルミニウム製平板394BAの側面をレーザなどの溶接手法で溶接接合する。これにより、ニッケル製平板394BNとアルミニウム製平板394BAの積層体が、銅製基材のバスバー接合部材装着部392Bの表面部に接合される。図11の符号WLは溶接線でもある。
A bus
Projections are formed on the front and back surfaces of the nickel flat plate 394BN by pressing or cutting. A stepped hole is formed in the aluminum flat plate 394BA by pressing or cutting. A stepped hole is formed in the bus bar joint
かしめ固定部391Bにおいては、負極接続部材8Bと負極外部端子39Bとをかしめにより一体化したのち、両者はレーザ溶接により接合される。負極接続部材8Bと負極外部端子39Bのかしめ固定部391Bはともに銅製であり、溶接作業になんら支障がない。また、二次電池SBをモジュール化する際、バスバー接合部材394Bではアルミニウム製の平板394BAが最表面に露出しており、アルミニウム製のバスバーとの溶接作業も支障がない。
In the
以上説明したように第4実施形態の端子構造でも、電極群の負極板が負極集電部材4Bを介して負極外部端子39Bの接合部394BAに至る負極側電流経路部材には、異種金属同士を接合した変換部394Bが設けられている。
As described above, even in the terminal structure of the fourth embodiment, the negative electrode side current path member in which the negative electrode plate of the electrode group reaches the joint portion 394BA of the negative electrode
以上の第1実施形態〜第4実施形態で説明したように、本発明による端子構造は、電池容器の同一面に外部端子を形成し、それぞれの端子材質が互いに異なる材質(例えばアルミと銅)で形成される二次電池に適用されるものである。そして、異種金属(例えば、アルミと銅)を拡散接合された部分クラッド材あるいは全面クラッド材を用いて、どちらか片方の端子表面をもう片方の材質と同じ材質に変換するように構成した端子構造を特徴とする。 As described in the first to fourth embodiments, the terminal structure according to the present invention forms external terminals on the same surface of the battery container, and the terminal materials are different from each other (for example, aluminum and copper). It is applied to the secondary battery formed by A terminal structure configured to convert one of the terminal surfaces into the same material as the other using a partially clad material or a full clad material in which different metals (for example, aluminum and copper) are diffusion bonded. It is characterized by.
また、異種金属(例えば、アルミと銅)と溶接がしやすい材質(例えば、ニッケル)を用いて、どちらか片方の端子表面をもう片方の材質と同じ材質に変換する端子構造を特徴とする。 Further, the terminal structure is characterized in that one of the terminal surfaces is converted into the same material as the other material by using a dissimilar metal (for example, aluminum and copper) and a material that can be easily welded (for example, nickel).
−変形例−
(1)銅製のバスバーにより電池モジュールを構成する二次電池にも本発明を適用できる。この場合、正極外部端子9Aに対して、上述した第1実施形態〜第4実施形態の技術思想を適用すればよい。
-Modification-
(1) The present invention can also be applied to a secondary battery that forms a battery module with a copper bus bar. In this case, the technical ideas of the first to fourth embodiments described above may be applied to the positive electrode
第1実施形態に相当する態様の正極外部端子構造は、銅製のバスバーを溶接接合にて正負極外部端子のそれぞれに接続するため、正極外部端子を、銅製の基材を主体として、正極接続部材のかしめ部の表面にアルミニウム製の平板を拡散接合した部分クラッド材で作成したものである。 In the positive electrode external terminal structure according to the first embodiment, the positive electrode external terminal is mainly composed of a copper base material, so that the copper bus bar is connected to each of the positive and negative electrode external terminals by welding. It is made of a partially clad material in which a flat plate made of aluminum is diffusion bonded to the surface of the crimped portion.
第2実施形態に相当する態様の正極外部端子構造は、銅製のバスバーを溶接接合にて正負極外部端子のそれぞれに接続するため、正極外部端子を、アルミニウム製の基材を主体として、銅製バスバーと接合する面に銅製の平板を拡散接合した部分クラッド材で作成したものである。 In the positive electrode external terminal structure of the aspect corresponding to the second embodiment, the copper bus bar is connected to each of the positive and negative electrode external terminals by welding joint. Therefore, the positive electrode external terminal is mainly composed of an aluminum base material and is made of a copper bus bar. It is made of a partially clad material in which a copper flat plate is diffusion bonded to the surface to be bonded.
第3実施形態に相当する正極端子接合構造は、銅製のバスバーを溶接接合にて正負極外部端子のそれぞれに接続するため、正極外部端子を、アルミニウム製の基材を主体として形成し、銅製バスバーと接合する面に、アルミニウム製平板と銅製平板を拡散接合した全面クラッド材を備え、銅製平板を露出させたものである。 In the positive electrode terminal joining structure corresponding to the third embodiment, the copper bus bar is connected to each of the positive and negative external terminals by welding joint. Therefore, the positive external terminal is mainly formed of an aluminum base material, and the copper bus bar is formed. And a flat clad material in which an aluminum flat plate and a copper flat plate are diffusion bonded to each other, and the copper flat plate is exposed.
第4実施形態に相当する端子接合構造は、銅製のバスバーを溶接接合にて正負極外部端子のそれぞれに接続するため、正極外部端子を、アルミニウム製の基材を主体として形成し、銅製バスバーが接合される面に銅製平板が露出するように、銅製平板とニッケル平板とをアルミニウム製の基材に積層して形成したものである。 In the terminal joint structure corresponding to the fourth embodiment, in order to connect the copper bus bar to each of the positive and negative external terminals by welding joint, the positive external terminal is formed mainly of an aluminum base material, and the copper bus bar is A copper flat plate and a nickel flat plate are laminated on an aluminum base so that the copper flat plate is exposed on the surfaces to be joined.
(2)以上では、外部端子と発電体との間に集電部材を設けた二次電池に本発明を適用した例を説明した。しかしながら、外部端子が集電部材の一端に一体的に形成された二次電池にも本発明を適用できる。この例では、バスバーをアルミニウム製とした場合、銅製の集電部材の負極外部端子となる表面にアルミニウム製の板材を拡散接合、その他の接合手法で一体化する。 (2) In the above, the example which applied this invention to the secondary battery which provided the current collection member between the external terminal and the electric power generation body was demonstrated. However, the present invention can also be applied to a secondary battery in which external terminals are integrally formed at one end of a current collecting member. In this example, when the bus bar is made of aluminum, an aluminum plate material is integrated by diffusion bonding or other bonding technique on the surface which becomes the negative electrode external terminal of the copper current collecting member.
(3)発電体は、セパレータを介して正負極体を扁平形状に捲回した積層電極群として説明したが、矩形シート状の正負極板をセパレータを介して積層して捲回群とした発電体を使用する二次電池にも本発明を適用できる。 (3) Although the power generation body has been described as a laminated electrode group in which the positive and negative electrode bodies are wound in a flat shape via a separator, power generation in which a rectangular sheet-like positive and negative electrode plate is laminated via a separator to form a wound group The present invention can also be applied to a secondary battery using a body.
また、本発明は、以上の実施形態と変形例に限定されず、外部端子構造、集電部材構造、発電体構造、電池容器構造は種々の形態であってもよい。すなわち、本発明は以下(1)、(2)の構成を有する二次電池に適用することができる。 Further, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and the external terminal structure, the current collecting member structure, the power generation body structure, and the battery container structure may be in various forms. That is, the present invention can be applied to a secondary battery having the following configurations (1) and (2).
(1)電池容器1に収容された発電体3と、電池容器1の外部に露出して設けられ、発電体3と外部負荷との間で電力の充放電を行う正負極外部端子であって、二次電池間を接続するための導電部材(バスバー)が接合される接合面を有する正負極外部端子9A,9Bとを備え、正負極外部端子9A,9Bの各接合面には、いずれも導電部材と同種金属材料が露出している。
(1) A
(2)蓋6で密閉された電池容器1内に収容され、正負極板を積層した電極群を有する発電体3と、発電体3の正負極板のそれぞれに接続された正負極集電部材4A,4Bと、正負極集電部材4A,4Bと接続されるとともに、二次電池間を接続するための導電部材(バスバー)が接合される接合部を有する正負極外部端子9A,9Bとを備え、電極群の正極板が正極集電部材4Aを介して正極外部端子9Aの接合部に至る正極側電流経路部材および、電極群の負極板が負極集電部材4Bを介して負極外部端子9Bの接合部に至る負極側電流経路部材のいずれか一方には、異種金属同士を接合した変換部が設けられ、正負極外部端子9A,9Bの各接合部の表面には、いずれも導電部材と同種金属材料が露出している。
(2) A positive and negative current collecting member that is housed in a
1:ケース
2:絶縁シート
3:発電体
4A,4B:集電部材
5A,5B:ガスケット
6:蓋
7A,7B:絶縁部材
8A,8B:接続端子
9A,9B,19B,29B,39B:外部端子
10:ガス排出弁
11:注入口
12:注液栓
91A,91B,191B,291B,391B:かしめ固定部
91BC:銅製平板
92A,92B,192B:バスバー接合部
93A,93B,193B,293B,393B:接続部
192BA:アルミニウム製平板
294B,394B:バスバー接合部材(クラッド材)
294BA:アルミニウム製平板
294BC:銅製平板
294BN:ニッケル製平板
1: Case 2: Insulating sheet 3:
294BA: Aluminum flat plate 294BC: Copper flat plate 294BN: Nickel flat plate
Claims (10)
前記電池容器の外部に露出して設けられ、前記発電体と外部負荷との間で電力の充放電を行う正負極外部端子であって、二次電池間を接続するための導電部材が接合される接合面を有する前記正負極外部端子とを備え、
前記正負極外部端子の前記導電部材が接合される各接合面には、いずれも前記導電部材と同種金属材料が露出していることを特徴とする二次電池。 A power generator housed in a battery container;
A positive / negative external terminal provided to be exposed to the outside of the battery container and charging / discharging electric power between the power generator and an external load, and a conductive member for connecting between the secondary batteries is joined thereto. The positive and negative external terminals having a bonding surface,
The secondary battery, wherein the same kind of metal material as that of the conductive member is exposed on each joint surface of the positive and negative electrode external terminals to which the conductive member is joined.
前記発電体の正負極板のそれぞれに接続された正負極集電部材と、
前記正負極集電部材と接続されるとともに、二次電池間を接続するための導電部材が接合される接合部を有する正負極外部端子とを備え、
前記電極群の正極板が前記正極集電部材を介して前記正極外部端子の前記接合に至る正極側電流経路部材および、前記電極群の負極板が前記負極集電部材を介して前記負極外部端子の前記接合部に至る負極側電流経路部材のいずれか一方には、異種金属同士を接合した変換部が設けられ、
前記正負極外部端子の前記導電部材が接合される各接合部の表面には、いずれも前記導電部材と同種金属材料が露出していることを特徴とする二次電池。 A power generator having an electrode group housed in a battery container sealed with a lid and laminated with positive and negative electrode plates;
A positive and negative current collecting member connected to each of the positive and negative electrode plates of the power generator;
A positive and negative electrode external terminal having a joint portion connected to the positive and negative electrode current collecting member and to which a conductive member for connecting between the secondary batteries is joined;
A positive electrode current path member in which the positive electrode plate of the electrode group reaches the junction of the positive electrode external terminal via the positive electrode current collecting member; and the negative electrode external terminal of the negative electrode plate of the electrode group via the negative electrode current collecting member Any one of the negative electrode side current path members leading to the joint part is provided with a conversion part in which dissimilar metals are joined together,
The secondary battery, wherein the same kind of metal material as that of the conductive member is exposed on the surface of each joint portion to which the conductive member of the positive and negative electrode external terminals is bonded.
前記変換部は、前記負極集電部材と前記負極外部端子との接続部に設けられていることを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to claim 2,
The said conversion part is provided in the connection part of the said negative electrode current collection member and the said negative electrode external terminal, The secondary battery characterized by the above-mentioned.
前記変換部は、前記負極外部端子の前記導電部材が接合される接合部に設けられていることを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to claim 2,
The said conversion part is provided in the junction part to which the said electrically-conductive member of the said negative electrode external terminal is joined, The secondary battery characterized by the above-mentioned.
前記変換部は、前記負極外部端子に導電部材が接合される部位に部分クラッド材として設けられていることを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to claim 2,
The secondary battery is characterized in that the converter is provided as a partial clad material at a portion where a conductive member is joined to the negative external terminal.
前記変換部は、前記負極外部端子に導電部材が接合される部位に全面クラッド部材として設けられていることを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to claim 2,
The secondary battery is characterized in that the conversion part is provided as a clad member on the entire surface at a portion where a conductive member is joined to the negative electrode external terminal.
前記変換部は、前記正極集電部材と前記正極外部端子との接続部に設けられていることを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to claim 2,
The said conversion part is provided in the connection part of the said positive electrode current collection member and the said positive electrode external terminal, The secondary battery characterized by the above-mentioned.
前記変換部は、前記正極外部端子の前記導電部材が接合される接合部に設けられていることを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to claim 2,
The said conversion part is provided in the junction part to which the said electroconductive member of the said positive electrode external terminal is joined, The secondary battery characterized by the above-mentioned.
前記変換部は、前記正極外部端子に導電部材が接合される部位に部分クラッド材として設けられていることを特徴とする二次電池。 The secondary battery according to claim 2,
The said conversion part is provided as a partial clad material in the site | part by which a electrically-conductive member is joined to the said positive electrode external terminal, The secondary battery characterized by the above-mentioned.
前記変換部は、前記正極外部端子に導電部材が接合される部位に全面クラッド部材として設けられていることを特徴とする二次電池。
The secondary battery according to claim 2,
2. The secondary battery according to claim 1, wherein the converter is provided as a whole clad member at a portion where the conductive member is joined to the positive external terminal.
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