JP2014075179A - 異種金属接合体および端子接続部材 - Google Patents

異種金属接合体および端子接続部材 Download PDF

Info

Publication number
JP2014075179A
JP2014075179A JP2011019093A JP2011019093A JP2014075179A JP 2014075179 A JP2014075179 A JP 2014075179A JP 2011019093 A JP2011019093 A JP 2011019093A JP 2011019093 A JP2011019093 A JP 2011019093A JP 2014075179 A JP2014075179 A JP 2014075179A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
metal body
boundary surface
angle
joined
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2011019093A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Yamamoto
哲也 山本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sanyo Electric Co Ltd filed Critical Sanyo Electric Co Ltd
Priority to JP2011019093A priority Critical patent/JP2014075179A/ja
Priority to PCT/JP2012/000127 priority patent/WO2012105161A1/ja
Publication of JP2014075179A publication Critical patent/JP2014075179A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/58Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation characterised by the form or material of the contacting members
    • H01R4/62Connections between conductors of different materials; Connections between or with aluminium or steel-core aluminium conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/505Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing comprising a single busbar
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/514Methods for interconnecting adjacent batteries or cells
    • H01M50/517Methods for interconnecting adjacent batteries or cells by fixing means, e.g. screws, rivets or bolts
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/50Current conducting connections for cells or batteries
    • H01M50/502Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing
    • H01M50/521Interconnectors for connecting terminals of adjacent batteries; Interconnectors for connecting cells outside a battery casing characterised by the material
    • H01M50/522Inorganic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R11/00Individual connecting elements providing two or more spaced connecting locations for conductive members which are, or may be, thereby interconnected, e.g. end pieces for wires or cables supported by the wire or cable and having means for facilitating electrical connection to some other wire, terminal, or conductive member, blocks of binding posts
    • H01R11/11End pieces or tapping pieces for wires, supported by the wire and for facilitating electrical connection to some other wire, terminal or conductive member
    • H01R11/28End pieces consisting of a ferrule or sleeve
    • H01R11/281End pieces consisting of a ferrule or sleeve for connections to batteries
    • H01R11/288Interconnections between batteries
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01RELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R4/00Electrically-conductive connections between two or more conductive members in direct contact, i.e. touching one another; Means for effecting or maintaining such contact; Electrically-conductive connections having two or more spaced connecting locations for conductors and using contact members penetrating insulation
    • H01R4/28Clamped connections, spring connections
    • H01R4/30Clamped connections, spring connections utilising a screw or nut clamping member
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

【課題】異種金属接合体の破壊を抑制することができる技術を提供する。
【解決手段】異種金属接合体は、銅を主成分とする金属で形成された第1金属体110と、アルミニウムを主成分とする金属で形成され、第1金属体110に接合された第2金属体130と、を備える。第1金属体110と第2金属体130の境界面104の端部104Xが露出する異種金属接合体の1以上の接合体側面において、第1金属体110の側面112および第2金属体130の側面132が滑らかに連続し、第1金属体110の側面112と境界面104との交線を通る第1金属体110の側面112の接平面と、交線を通る境界面104の接平面とのなす角度θが、90°未満または116°より大きい角度領域に含まれる。
【選択図】図4

Description

本発明は、異種金属接合体と、当該異種金属接合体で構成され、隣接する電池の端子間を接続するための端子接続部材に関する。
一般にリチウムイオン電池は、アルミニウムからなる正極端子と銅からなる負極端子とを有する。複数のリチウムイオン電池を直列接続する場合、アルミニウムおよび銅を接合した異種金属接合体からなるバスバーが用いられる場合がある。この場合、バスバーは、アルミニウム部分が隣接する2つの電池の一方の正極端子に接続され、銅部分が他方の負極端子に接続される。
また、リチウムイオン電池の電池端子構造として、電池素子に接続されるアルミニウム部分と当該アルミニウム部分に接合され電池筐体外部に延出する銅部分とからなる異種金属接合体を備えた構造が知られている。(特許文献1参照)。
特開2007−134233号公報
アルミニウムと銅が接合された異種金属接合体は、アルミニウム部分と銅部分とが互いに反対方向に引っ張られた場合、両部分の境界面の端部に応力が集中する。そのため、異種金属接合体は、当該境界面の端部から剥離などの破壊が進行しやすいという課題があった。
本発明はこうした課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、異種金属接合体の破壊を抑制することができる技術の提供にある。
本発明のある態様は、異種金属接合体である。当該異種金属接合体は、銅を主成分とする金属で形成された第1金属体と、アルミニウムを主成分とする金属で形成され、第1金属体に接合された第2金属体と、を備え、第1金属体と第2金属体の境界面の端部が露出する本異種金属接合体の1以上の接合体側面において、第1金属体の側面および第2金属体の側面が滑らかに連続し、第1金属体の側面と境界面との交線を通る第1金属体の側面の接平面と、交線を通る境界面の接平面とのなす角度が、90°未満または116°より大きい角度領域に含まれることを特徴とする。
この態様によれば、境界面の端部に応力が集中することを抑制することができるため、異種金属接合体の破壊を抑制することができる。
上述した態様において、上述した角度は、78°以下または127°以上の角度領域に含まれてもよい。
上述したいずれかの態様において、境界面に平行な異種金属接合体の断面積は、境界面を含む少なくとも一部の領域において第2金属体側から第1金属体側にかけて連続的に減少してもよい。
上述したいずれかの態様において、接合体側面は、境界面の端部が露出する部分を含む一部の領域が同一平面上にあってもよい。あるいは、接合体側面は、全体が同一平面上にあってもよい。
本発明のある態様は、端子接続部材である。当該端子接続部材は、上述したいずれかの態様の異種金属接合体を備え、隣接する2つの電池の一方の負極端子に第1金属体が接続され、他方の正極端子に第2金属体が接続されて、両者を電気的に接続することを特徴とする。
本発明によれば、異種金属接合体の破壊を抑制することができる。
実施形態に係る異種金属接合体で構成されたバスバーにより複数の電池が連結されてなる組電池の概略構造を示す平面図である。 組電池の概略構造を示す側面図である。 電池の概略構造を示す断面図である。 図4(A)は、バスバーの概略構造を示す水平断面図であり、図4(B)は、バスバーの概略構造を示す側面図である。 応力特異性のオーダーλと、側面と境界面とのなす角度θとの関係を示すグラフである。 変形例に係る異種金属接合体で構成されたバスバーの概略構造を示す水平断面図である。
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。なお、すべての図面において、同様な構成要素には同様の符号を付し、適宜説明を省略する。
図1は、実施形態に係る異種金属接合体で構成されたバスバー(端子接続部材)により複数の電池(単セル)が連結されてなる組電池の概略構造を示す平面図である。図2は、組電池の概略構造を示す側面図である。図1および図2に示すように、組電池10は、複数の電池30と、これらの電池30を接続するバスバー100とを有する。本実施形態では、計10個の電池30が直列に接続されて組電池10が形成されている。なお、電池30の数は特に限定されない。
10個の電池30は、平面視で電池30の長手方向が略平行になるように所定の間隔で並設されている。電池30の正極端子50および負極端子60の先端部分は、電池30の筐体上面から突出している。隣接する電池30の正極端子50および負極端子60は、互いに反対側になるように配列されている。互いに隣接する2つの電池30の一方の負極端子60と他方の正極端子50とがバスバー100により電気的に接続されて、10個の電池30が直列接続されている。具体的には、一方の電池30の負極端子60にバスバー100の後述する第1金属体110が接続され、他方の電池30の正極端子50にバスバー100の後述する第2金属体130が接続されて、両者が電気的に接続されている。
電池30は、ハウジング(図示せず)内に収容されて外部環境から保護される。電池30の直列接続の一方の終端となる負極端子60’および他方の終端となる正極端子50’は、ハウジングの外部に引き回される配線を介して外部負荷(ともに図示せず)と接続可能になっている。
図3は、電池の概略構造を示す断面図である。図3は、図1におけるA−A線に沿った断面図に相当する。図3に示すように、電池30は、外装缶(筐体)31内に、正負極が渦巻状に巻回されてなる電極体32が外装缶31の缶軸方向に対し横向きに収納されており、封口板33により外装缶31の開口が封口されている。封口板33には電池30の外方に突出した正極端子50と負極端子60が設けられている。また、封口板33には、ガス排出弁(図示せず)が形成されている。
正極端子50は、ガスケット34に当接された状態で、封口板33の正極用開口33aに嵌め込まれている。また、正極端子50は、封口板33の電池内側において正極タブ部材53と接続している。なお、正極端子50の端部には、正極用開口33aに沿って側壁が形成されるような凹部51が設けられている。凹部51の縁部分が広がるようにかしめることで、正極端子50が正極タブ部材53に対して固定されている。正極端子50は全体がアルミニウムで形成されている。
正極タブ部材53と封口板33の電池内側面との間には、絶縁板35が設けられている。正極用開口33aにおいて、絶縁板35とガスケット34とが当接している。これにより、正極タブ部材53および正極端子50が封口板33から絶縁されている。正極タブ部材53は、電極体32の一方の端面から突出した正極集電板群32aに接続されている。なお、正極集電板群32aは、電極体32の一方の端面から突出した複数の正極集電板を束ねたものである。
正極端子50には、バスバー100の第2金属体130部分がねじ止め固定されている。具体的には、バスバー100の第2金属体130に設けられた開口100aに正極用開口33aから突出した正極端子50が嵌め込まれ、さらに正極端子50に固定用ねじ80が螺合している。これにより、バスバー100は、ガスケット34と固定用ねじ80とに挟まれた状態で正極端子50に固定されている。
負極端子60は、ガスケット34に当接された状態で、封口板33の負極用開口33bに嵌め込まれている。また、負極端子60は、封口板33の電池内側において負極タブ部材62と接続している。なお、負極端子60の端部には、負極用開口33bに沿って側壁が形成されるような凹部61が設けられている。凹部61の縁部分が広がるようにかしめることで、負極端子60が負極タブ部材62に対して固定されている。負極端子60は全体が銅で形成されている。
負極タブ部材62と封口板33の電池内側面との間には、絶縁板35が設けられている。負極用開口33bにおいて、絶縁板35とガスケット34とが当接している。これにより、負極タブ部材62および負極端子60が封口板33から絶縁されている。負極タブ部材62は、電極体32の他方の端面から突出した負極集電板群32bに接続されている。なお、負極集電板群32bは、電極体32の他方の端面から突出した複数の負極集電板を束ねたものである。
負極端子60には、バスバー100の第1金属体110部分がねじ止め固定されている。具体的には、バスバー100の第1金属体110に設けられた開口100aに負極用開口33bから突出した負極端子60が嵌め込まれ、さらに負極端子60に固定用ねじ80が螺合している。これにより、バスバー100は、ガスケット34と固定用ねじ80とに挟まれた状態で負極端子60に固定されている。
図4(A)は、バスバーの概略構造を示す水平断面図であり、図4(B)は、バスバーの概略構造を示す側面図である。図4(A)は、図4(B)におけるB−B線に沿った断面図に相当する。図4(A)および図4(B)に示すように、バスバー100は、銅を主成分とする金属で形成された第1金属体110と、アルミニウムを主成分とする金属で形成され、第1金属体110に接合された第2金属体130とを備える異種金属接合体で構成されている。ここで、「銅を主成分とする」および「アルミニウムを主成分とする」という表現中、「主成分とする」は、銅またはアルミニウムの含有量が50%よりも大きく、第1金属体110と第2金属体130のヤング率比が銅とアルミニウムのヤング率比に等しいとみなせる範囲(例えば、130MPa/70.3MPaに概ね等しい値)で他の含有物を含むことを意味する。
また、第1金属体110と第2金属体130の境界面104の端部104Xが露出するバスバー100あるいは異種金属接合体の2つの側面102(接合体側面)において、第1金属体110の側面112および第2金属体130の側面132が滑らかに連続している。本実施形態では、バスバー100の2つの側面102は、境界面104を含む領域R内に延在する部分がバスバー100の長軸に対して傾斜したテーパ状となっており、この領域R内にある第1金属体110の側面112および第2金属体130の側面132が同一平面上に位置している。以下、適宜この領域Rをテーパ領域Rと称する。
そして、第1金属体110の側面112と境界面104との交線、すなわち端部104Xを通る第1金属体110の側面112の接平面と、交線を通る境界面104の接平面とのなす角度θが、90°未満または116°より大きい角度領域に含まれるように、境界面104とバスバー100の側面102との位置関係が定められている。すなわち、側面102と接続し、端部104Xが露出する異種金属接合体の他の面、ここでは異種金属接合体の主表面を平面視したときに、端部104Xを通る側面112の接線と、端部104Xを通る境界面104の接線とのなす角度θが、90°未満または116°より大きい角度となっている。
なお、本実施形態では、第1金属体110の側面112は領域Rにおいて平面であるため、領域Rにおいて側面112の接平面は側面112と一致する。また、境界面104も平面であるため、境界面104の接平面は境界面104と一致する。したがって、第1金属体110の側面112と境界面104とのなす角度が上述した角度領域に含まれている。また、上述したように、テーパ領域Rにおいて第1金属体110および第2金属体130の側面112,132が同一平面上に位置しているため、端部104Xを通る側面132の接線と、端部104Xを通る境界面104の接線とのなす角度θは、π−θである。
ここで、境界面104に対して垂直でかつ第1金属体110と第2金属体130とが互いに離れる方向(図4(A)において矢印Fで示す方向)の力が異種金属接合体にかかった場合に境界面104に発生する応力σは、端部104Xを原点とする極座標系を用いて求められ、以下の式(1)で表すことができる。
Figure 2014075179
式(1)において、λは応力特異性のオーダー、Kは一般化応力拡大係数、rは端部104Xからの境界面104上の距離をそれぞれ表す。式(1)から分かるように、λが0でない場合、端部104X(r=0)において応力σが無限大となる。一方、λが0である場合、端部104Xにおいて無限大になるという応力の特異性が消失する。
式(1)の応力特異性のオーダーλは、以下の特性方程式(式(2))で表すことができる。
Figure 2014075179
式(2)のpは以下の式(3)から求めることができる。
Figure 2014075179
式(3)におけるαおよびβは、Dundursのパラメータであり、αは以下の式(4)で表され、βは以下の式(5)で表される。
Figure 2014075179
Figure 2014075179
式(4)および式(5)におけるGおよびGは、以下の式(6)で表され、mおよびmは、以下の式(7)で表される。
Figure 2014075179
Figure 2014075179
式(6)および式(7)におけるEおよびνは、第i金属体のヤング率およびポアソン比である。第1金属体110の主成分である銅のヤング率およびポアソン比は、それぞれ130MPaおよび0.35であり、E、νに相当する。第2金属体130の主成分であるアルミニウムのヤング率およびポアソン比は、それぞれ70.3MPaおよび0.35であり、E、νに相当する。また、式(7)のmは、平面ひずみである。
また、式(3)におけるA〜Fは、以下の式(8)〜式(13)で表される。さらに、式(8)〜式(13)におけるHは、以下の式(14)で表される。
Figure 2014075179
図5は、応力特異性のオーダーλと、側面112と境界面104とのなす角度θとの関係を示すグラフである。上述した式(2)〜式(14)から得られる応力特異性のオーダーλと角度θとの関係は、図5に示すグラフのようになる。当該グラフにおいて、θ=90°であるb点とθ=116°であるc点における応力特異性のオーダーλが同じ値を示している。b点は、異種金属接合体の側面102と境界面104とが垂直に接する従来の構造に相当する。したがって、b点からc点の間の角度領域Cにおいて、従来の構造に比べて応力特異性のオーダーλが大きくなる。
一方、角度θが90°未満または116°を越えると、すなわち、角度θが0°<θ<90°となる角度領域A,B、または角度θが116°<θ<180°となる角度領域D,Eにおいて、応力特異性のオーダーλが従来構造に比べて小さくなる。したがって、端部104Xを通る第1金属体110の側面112の接平面と、端部104Xを通る境界面104の接平面とのなす角度θが90°未満または116°を越える角度領域に含まれる場合に、端部104Xに発生する応力σを従来構造に比べて小さくすることができる。
さらに、θ=78°であるa点、またはθ=127°であるd点において応力特異性のオーダーλが0になる。したがって、角度θが78°以下、すなわち0°<θ≦78°である角度領域A、または角度θが127°以上、すなわち127°≦θ<180°である角度領域Eにおいて、応力特異性のオーダーλをより小さくすることができる。したがって、角度θが78°以下または127°以上の角度領域に含まれる場合に、端部104Xに発生する応力σを従来構造に比べてより小さくすることができる。
また、図4(A)に示すように、本実施形態に係る異種金属接合体では、側面112と境界面104とのなす角度θが側面132と境界面104とのなす角度θよりも小さい。したがって、境界面104に平行な異種金属接合体の断面積は、境界面104を含む少なくとも一部の領域、ここではテーパ領域Rにおいて、第2金属体130側から第1金属体110側にかけて連続的に減少している。
第1金属体110の主成分である銅および第2金属体130の主成分であるアルミニウムの電気抵抗率ρCuは、それぞれ1.68×10−8Ωmおよび2.65×10−8Ωmである。また、銅およびアルミニウムの熱伝導率κCuは、それぞれ398W/mKおよび236W/mKである。そのため、第1金属体110よりも電気抵抗率が大きく熱伝導率が小さい第2金属体130の断面積を第1金属体110の断面積よりも大きくすることで、側面102をテーパ状としたことによる異種金属接合体の導電性および伝熱性の低下を抑制することができる。また、銅およびアルミニウムの密度は、それぞれ2.7g/cmおよび8.92g/cmである。そのため、第2金属体130の断面積を第1金属体110の断面積よりも大きくすることで、第1金属体110よりも密度の小さい第2金属体130を大きくすることができる。これにより、異種金属接合体の軽量化を図ることができる。したがって、側面112と境界面104とのなす角度θを90°未満として異種金属接合体の断面積を第2金属体130側から第1金属体110側にかけて減少させた場合には、異種金属接合体をバスバーとしてより好適に採用可能となる。
本実施形態に係る異種金属接合体において、側面102は、境界面104の端部104Xが露出する部分を含む一部の領域が同一平面上にある。すなわち、側面102のうちテーパ領域Rに含まれる部分が同一平面上にある。言い換えれば、側面102は、一部にテーパ領域Rが延在し、テーパ領域Rよりも外側の部分は異種金属接合体の長軸に平行に延びている。これにより、第1金属体110の境界面104と対向する側面近傍部分が極端に小さくなることや、第2金属体130の境界面104と対向する側面近傍部分が極端に大きくなることを回避できる。第1金属体110の側面近傍部分が極端に小さくなることを回避できることで、異種金属接合体をバスバーとして用いた場合に、当該部分において導電性や伝熱性が低下したり、負極端子60への接続が困難になる事態を回避することができる。また、第2金属体130の側面近傍部分が極端に大きくなることを回避できることで、異種金属接合体をバスバーとして用いた場合に、バスバーの幅寸法が大型化し、組電池10の大型化を招く事態を回避することができる。
したがって、側面112と境界面104とのなす角度θを、90°未満の角度領域A,Bのうちより小さい角度領域Aに含まれる角度とした場合、あるいは116°より大きい角度領域D,Eのうちより大きい角度領域Eに含まれる角度とした場合であっても、バスバーとして好適に採用可能な形状を維持することができる。よって、異種金属接合体をバスバーに採用した場合における、側面112と境界面104とのなす角度θの設定自由度を高めることができる。
なお、側面112と境界面104とのなす角度θを、角度領域Bあるいは角度領域Dに含まれる角度とした場合は、異種金属接合体の形状をバスバーとしてより好適な形状とすることができる。
なお、側面112と境界面104とのなす角度θを上述した角度領域とすることで得られる応力低減効果は、端部104Xからナノメートルオーダーの範囲、たとえば端部104Xから1nmの領域で側面112,132および境界面104が平面状であればよい。したがって、第1金属体110の側面112、第2金属体130の側面132および境界面104は、この端部104X近傍の平面状領域を除く領域が平面でなくてもよい。たとえば、境界面104は、平面状領域を除く領域が、第1金属体110側あるいは第2金属体130側に湾曲した曲面や、屈折面であってもよい。また、側面112,132は、平面状領域を除く領域が、異種金属接合体の製造工程におけるバリ取り加工などによって曲面となっていてもよい。
上述した構成を備えた異種金属接合体は、例えば次のようにして製造することができる。まず、第1金属体110のブロックと第2金属体130のブロックとが圧着接合されてクラッド材が形成される。そして、クラッド材が第1金属体110と第2金属体130の境界面104に垂直な方向にスライスされて所定厚さの板状クラッド材が形成される。その後、板状クラッド材の外周部がカットされて異種金属接合体が製造される。また、この異種金属接合体の所定領域に開口100aが設けられて、バスバー100が製造される。
以上説明したように、本実施形態に係る異種金属接合体は、銅を主成分とする金属で形成された第1金属体110と、アルミニウムを主成分とする金属で形成され、第1金属体110に接合された第2金属体130とを備える。そして、第1金属体110と第2金属体130の境界面104の端部104Xが露出する側面102において、第1金属体110の側面112および第2金属体130の側面132が滑らかに連続している。さらに、第1金属体110の側面112と境界面104との交線を通る第1金属体110の側面112の接平面と、交線を通る境界面104の接平面とのなす角度が、90°未満または116°より大きい角度領域に含まれる。これにより、境界面104に垂直な方向の引っ張り応力が異種金属接合体にかかった際に、境界面104の端部104Xに応力σが集中することを防ぐことができる。そのため、異種金属接合体の破壊を抑制することができる。
また、本実施形態に係るバスバー100は、上述した構造の異種金属接合体を備え、隣接する2つの電池30の一方の負極端子60に第1金属体110が接続され、他方の正極端子50に第2金属体130が接続されて、両者を電気的に接続する。本実施形態に係る異種金属接合体によれば、境界面104の端部104Xに応力σが集中して異種金属接合体が破壊に至ることを抑制できるため、このような異種金属接合体をバスバー100に用いた場合には、バスバー100の接続信頼性を向上させることができる。
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施形態も本発明の範囲に含まれうるものである。
図6は、変形例に係る異種金属接合体で構成されたバスバーの概略構造を示す水平断面図である。図6に示すように、側面102は、全体が同一平面上にあってもよい。すなわち、側面102は、テーパ領域Rが境界面104と対向するバスバー100の一方の側面から他方の側面にかけて延在してもよい。この場合、異種金属接合体の輪郭形状の成形が容易になるため、異種金属接合体あるいはバスバー100の製造工程をより簡略化することができる。
上述した実施形態では、境界面104の端部104Xが露出する2つの側面102の両方において、側面112と境界面104とのなす角度θを上述した角度範囲としている。しかしながら、少なくとも一方の側面102において、当該角度θが上述した角度範囲とされていればよい。この場合であっても、当該一方の側面102において上述した応力低減効果を発揮することができるため、従来の構造に比べて異種金属接合体の破壊を抑制することができる。
30 電池、 50,50’ 正極端子、 60,60’ 負極端子、 100 バスバー、 102 側面、 104 境界面、 104X 端部、 110 第1金属体、 112 側面、 130 第2金属体、 132 側面。

Claims (6)

  1. 銅を主成分とする金属で形成された第1金属体と、
    アルミニウムを主成分とする金属で形成され、前記第1金属体に接合された第2金属体と、を備え、
    前記第1金属体と前記第2金属体の境界面の端部が露出する本異種金属接合体の1以上の接合体側面において、前記第1金属体の側面および前記第2金属体の側面が滑らかに連続し、
    前記第1金属体の側面と前記境界面との交線を通る前記第1金属体の側面の接平面と、前記交線を通る前記境界面の接平面とのなす角度が、90°未満または116°より大きい角度領域に含まれることを特徴とする異種金属接合体。
  2. 前記角度は、78°以下または127°以上の角度領域に含まれる請求項1に記載の異種金属接合体。
  3. 前記境界面に平行な異種金属接合体の断面積は、前記境界面を含む少なくとも一部の領域において前記第2金属体側から前記第1金属体側にかけて連続的に減少する請求項1または2に記載の異種金属接合体。
  4. 前記接合体側面は、前記境界面の端部が露出する部分を含む一部の領域が同一平面上にある請求項1乃至3のいずれか1項に記載の異種金属接合体。
  5. 前記接合体側面は、全体が同一平面上にある請求項1乃至3のいずれか1項に記載の異種金属接合体。
  6. 請求項1乃至5のいずれか1項に記載の異種金属接合体を備え、
    隣接する2つの電池の一方の負極端子に前記第1金属体が接続され、他方の正極端子に前記第2金属体が接続されて、両者を電気的に接続することを特徴とする端子接続部材。
JP2011019093A 2011-01-31 2011-01-31 異種金属接合体および端子接続部材 Withdrawn JP2014075179A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011019093A JP2014075179A (ja) 2011-01-31 2011-01-31 異種金属接合体および端子接続部材
PCT/JP2012/000127 WO2012105161A1 (ja) 2011-01-31 2012-01-11 異種金属接合体および端子接続部材

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011019093A JP2014075179A (ja) 2011-01-31 2011-01-31 異種金属接合体および端子接続部材

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014075179A true JP2014075179A (ja) 2014-04-24

Family

ID=46602391

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011019093A Withdrawn JP2014075179A (ja) 2011-01-31 2011-01-31 異種金属接合体および端子接続部材

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2014075179A (ja)
WO (1) WO2012105161A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019188214A1 (ja) * 2018-03-28 2019-10-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 バスバーおよび電池積層体
JP2020113524A (ja) * 2019-01-15 2020-07-27 Smk株式会社 バスバーおよびバスバーの製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4433650B2 (ja) * 2001-10-03 2010-03-17 日本碍子株式会社 リチウム二次単電池及びリチウム二次単電池の接続構造体
JP2004255388A (ja) * 2003-02-24 2004-09-16 Toshiba Corp 異種金属スカーフ継手を有する部材及びその設計方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019188214A1 (ja) * 2018-03-28 2019-10-03 パナソニックIpマネジメント株式会社 バスバーおよび電池積層体
JPWO2019188214A1 (ja) * 2018-03-28 2021-03-11 パナソニックIpマネジメント株式会社 バスバーおよび電池積層体
JP7340778B2 (ja) 2018-03-28 2023-09-08 パナソニックIpマネジメント株式会社 バスバーおよび電池積層体
JP2020113524A (ja) * 2019-01-15 2020-07-27 Smk株式会社 バスバーおよびバスバーの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
WO2012105161A1 (ja) 2012-08-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2105980B1 (en) Lithium rechargeable battery
US10998537B2 (en) Battery
US10923703B2 (en) Electricity storage apparatus
US9905833B2 (en) Energy storage apparatus
CN104659317A (zh) 电池组用汇流条以及电池组
JP2008123800A (ja) 電池の接続構造及び接続方法
JP2023145802A (ja) バスバーおよび電池積層体
JP2009087542A (ja) 組電池および組電池用バスバー
US8968907B2 (en) Battery pack
EP4123820A1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
US20180241050A1 (en) Separator supporting structure
WO2012105161A1 (ja) 異種金属接合体および端子接続部材
US10868291B2 (en) Conductive sheet for connecting batteries and battery connecting module utilizing the same
US20210391617A1 (en) Laminated battery
US12087972B2 (en) Sealed battery
JP2004127554A (ja) 接続リード板およびリード板付き電池
KR101084829B1 (ko) 배터리팩
JP2023076533A5 (ja)
CN108428818B (zh) 动力电池顶盖结构、动力电池及电池模组
JP6101158B2 (ja) 電池パック
JP2013161547A (ja) リード部材とその製造方法
KR101251089B1 (ko) 쌍극형 2차 전지
JP2018125252A (ja) 蓄電装置及び導電部材
US20160233004A1 (en) Deflection containing electrical conductor
US10811664B2 (en) Battery module

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20140513