JP2023117792A - 電池 - Google Patents

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Abstract

【課題】導通信頼性が向上し、かつ導通抵抗が低減された端子を備えた電池を提供する。【解決手段】ここで開示される電池は、第１導電部材４１と、第１導電部材４１と電気的に接続される第２導電部材４２と、第１導電部材４１と第２導電部材４２とを機械的に固定する締結部と、第１導電部材４１と第２導電部材４２とを金属接合する金属接合部４５と、を含む端子を備え、金属接合部４５は、第１導電部材４１に形成された第１溶融凝固部４５１と、第２導電部材４２に形成された第２溶融凝固部４５２と、を含む。断面視において、第２溶融凝固部４５２の面積が第１溶融凝固部４５１の面積の３５％以下である。【選択図】図６

Description

本発明は、電池に関する。
一般に、リチウムイオン二次電池等の電池は、電極を有する電極体と、電極体を収容する電池ケースと、を備える。この種の電池においては、電池ケースの内部で電極と電気的に接続され、電池ケースの外部に引き出した端子が知られている。かかる端子に関連する従来技術として、特許文献１～３が挙げられる。
例えば特許文献１には、電池ケースの内部で電極と電気的に接続され、電池ケースの貫通孔を挿通して外部に突出したリベット部材と、当該リベット部材を挿通させる第１貫通孔を有し、リベット部材と外部接続用の端子ボルトとを電気的に接続する引き抜き部材と、を備えた端子構造が開示されている。特許文献１には、引き抜き部材の第１貫通孔にリベット部材を挿通して先端部を上下方向にかしめることで、引き抜き部材の第１貫通孔を囲む周縁部分にリベット部材をかしめ固定すると共に、リベット部材と引き抜き部材とを電気的に接続することが記載されている。
特許第６２１６３６８号 特開２０１９－１２１４６８号公報 特開２０２０－９５８３７号公報
電池の使用時に外部から振動や衝撃等の力が加わると、かしめ固定された部分がぐらついて歪が生じ、リベット部材と引き抜き部材との間に隙間が生じることがありうる。その結果、端子の導通接続が不安定になったり、接続不良となったりする虞がある。したがって、端子の導通信頼性を向上することが求められている。また、電池性能を向上する観点からは、端子内に導通経路を広く確保して、導通抵抗を低減することが求められている。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、導通信頼性が向上し且つ導通抵抗の低減された端子を備えた電池を提供することを目的とする。
本発明により、端子を備える電池が提供される。上記端子は、板状の第１導電部材と、上記第１導電部材と電気的に接続されるフランジ部を有する第２導電部材と、上記第１導電部材と上記第２導電部材の上記フランジ部とを機械的に固定する締結部と、上記締結部から離れた位置で、上記第１導電部材と上記第２導電部材の上記フランジ部とを金属接合する金属接合部と、を備える。上記第１導電部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金を含み、上記第２導電部材は、銅又は銅合金を含む。上記金属接合部では、上記第１導電部材と上記第２導電部材とが溶融して溶融凝固部が形成されており、上記溶融凝固部は、上記第１導電部材に形成された第１溶融凝固部と、上記第２導電部材に形成された第２溶融凝固部と、を含む。断面視において、上記第２溶融凝固部の面積が上記第１溶融凝固部の面積の３５％以下である。
上記端子は、連結方法の異なる２種類の連結部、すなわち、締結部と金属接合部とを備えている。これにより、たとえ外部から振動や衝撃等が加わっても、連結部に歪が生じにくくなり、第１導電部材と第２導電部材とが密接した状態を維持しやすくなる。そのため、第１導電部材と第２導電部材との導通接続を安定して保つことができる。また、第２溶融凝固部の面積の割合を小さく抑えることで、第２導電部材を構成するＣｕの第１溶融凝固部への溶け込みを抑えることができる。これにより、溶融凝固部に割れ（特には、後述する縦割れ）が生じることを抑制でき、第１導電部材と第２導電部材との導通経路を広く確保できる。したがって、ここに開示される技術によれば、低抵抗で、導通信頼性の向上した端子を備えた電池を実現できる。
一実施形態に係る電池を模式的に示す斜視図である。 図１のII－II線に沿う模式的な縦断面図である。 負極端子の近傍を模式的に示す部分拡大断面図である。 一実施形態に係る負極端子を模式的に示す平面図である。 図４のV－V線に沿う模式的な縦断面図である。 図５の金属接合部の近傍を示す拡大図である。 図４の負極端子を模式的に示す下面図である。 図４の負極端子を模式的に示す側面図である。 横割れを説明する模式図であり、（Ａ）は溶融凝固部の平面図、（Ｂ）は溶融凝固部のＢ－Ｂ線断面図である。 縦割れを説明する模式図であり、（Ａ）は溶融凝固部の平面図、（Ｂ）は溶融凝固部のＢ－Ｂ線断面図である。 一実施形態に係る組電池を模式的に示す斜視図である。 例１の溶融凝固部の断面ＳＥＭ画像である。 例２の溶融凝固部の断面ＳＥＭ画像である。 例３の溶融凝固部の断面ＳＥＭ画像である。 例４の溶融凝固部の断面ＳＥＭ画像である。 比較例の溶融凝固部の断面ＳＥＭ画像である。 図１４をＣｕ元素でマッピングしたマッピング画像である。
以下、図面を参照しながら、ここで開示される技術の好適な実施形態を説明する。なお、本明細書において特に言及している事項以外の事柄であって本発明の実施に必要な事柄（例えば、本発明を特徴付けない電池の一般的な構成および製造プロセス）は、当該分野における従来技術に基づく当業者の設計事項として把握され得る。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。
なお、本明細書において「電池」とは、電気エネルギーを取り出し可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、一次電池と二次電池とを包含する概念である。また、本明細書において「二次電池」とは、繰り返し充放電が可能な蓄電デバイス全般を指す用語であって、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等のいわゆる蓄電池（化学電池）と、電気二重層キャパシタ等のキャパシタ（物理電池）と、を包含する概念である。
＜電池１００＞
図１は、電池１００の斜視図である。図２は、図１のII－II線に沿う模式的な縦断面図である。なお、以下の説明において、図面中の符号Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｄは、左、右、上、下を表し、図面中の符号Ｘ、Ｙ、Ｚは、電池１００の長辺方向、上記長辺方向と直交する短辺方向、上下方向を、それぞれ表すものとする。ただし、これらは説明の便宜上の方向に過ぎず、電池１００の設置形態を何ら限定するものではない。
図２に示すように、電池１００は、電極体１０と、電池ケース２０と、正極端子３０と、負極端子４０と、を備えている。電池１００は、ここに開示される正極端子３０および／または負極端子４０を備えることによって特徴付けられ、それ以外の構成は従来同様であってよい。電池１００は、ここではリチウムイオン二次電池である。図示は省略するが、電池１００は、ここではさらに電解質を備えている。電池１００は、電極体１０と図示しない電解質とが電池ケース２０に収容されて構成されている。
電極体１０は従来と同様でよく、特に制限はない。電極体１０は、正極および負極（図示せず）を有する。電極体１０は、例えば、帯状の正極と帯状の負極とが帯状のセパレータを介して絶縁された状態で積層され、捲回軸を中心として捲回されてなる扁平な捲回電極体である。ただし、電極体１０は、方形状（典型的には矩形状）の正極と方形状（典型的には矩形状）の負極とが絶縁された状態で積み重ねられてなる積層電極体であってもよい。正極は、正極集電体１１と、正極集電体１１上に固着された正極合剤層（図示せず）と、を有する。正極集電体１１は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属からなっている。正極合剤層は、正極活物質（例えば、リチウム遷移金属複合酸化物）を含んでいる。負極は、負極集電体１２と、負極集電体１２上に固着された負極合剤層（図示せず）と、を有する。負極集電体は、例えば銅、銅合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属からなっている。負極合剤層は、負極活物質（例えば、黒鉛等の炭素材料）を含んでいる。
図２に斜線で示すように、電極体１０の長辺方向Ｘの中央部分には、正極合剤層と負極合剤層とが絶縁された状態で積層された積層部分が形成されている。一方、電極体１０の長辺方向Ｘの左端部には、正極合剤層の形成されていない正極集電体１１の一部分（正極集電体露出部）が積層部分からはみ出している。正極集電体露出部には、正極リード部材１３が付設されている。正極リード部材１３は、正極集電体１１と同じ金属材料、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属からなっていてもよい。また、電極体１０の長辺方向Ｘの右端部には、負極合剤層の形成されていない負極集電体１２の一部分（負極集電体露出部）が積層部分からはみ出している。負極集電体露出部には、負極リード部材１４が付設されている。負極リード部材１４の材質（金属種）は正極リード部材１３と異なっていてもよい。負極リード部材１４は、負極集電体１２と同じ金属種、例えば銅、銅合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属からなっていてもよい。
電解質は従来と同様でよく、特に制限はない。電解質は、例えば、非水系溶媒と支持塩とを含有する非水系の液状電解質（非水電解液）である。非水系溶媒は、例えば、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等のカーボネート類を含んでいる。支持塩は、例えば、ＬｉＰＦ６等のフッ素含有リチウム塩である。ただし、電解質は固体状（固体電解質）で、電極体１０と一体化されていてもよい。
電池ケース２０は、電極体１０を収容する筐体である。電池ケース２０は、ここでは扁平かつ有底の直方体形状（角形）に形成されている。ただし、電池ケース２０の形状は角形に限定されず、円柱等の任意の形状であってよい。電池ケース２０の材質は、従来から使用されているものと同じでよく、特に制限はない。電池ケース２０は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼等の軽量で熱伝導性の良い金属材料で構成されている。図２に示すように、電池ケース２０は、開口部２２ｈを有するケース本体２２と、開口部２２ｈを塞ぐ蓋体（封口板）２４と、を備えている。電池ケース２０は、ケース本体２２の開口部２２ｈの周縁に蓋体２４が接合（例えば溶接接合）されることによって、一体化されている。電池ケース２０は、気密に封止（密閉）されている。
ケース本体２２は、平板状の底面２２ｄを有する。蓋体２４は、ケース本体２２の底面２２ｄに対向している。蓋体２４は、ケース本体２２の開口部２２ｈを塞ぐようにケース本体２２に取り付けられている。蓋体２４は、ここでは略矩形状である。なお、本明細書において「略矩形状」とは、完全な矩形状（長方形状）に加えて、例えば、矩形状の長辺と短辺とを接続する角部がＲ状になっている形状や、角部に切り欠きを有する形状等をも包含する用語である。
図１に示すように、正極端子３０および負極端子４０は、電池ケース２０の外部に突出している。正極端子３０および負極端子４０は、ここでは、電池ケース２０の同じ面（具体的には蓋体２４）からそれぞれ突出している。ただし、正極端子３０および負極端子４０は、電池ケース２０の異なる面からそれぞれ突出していてもよい。正極端子３０および負極端子４０は、蓋体２４の長辺方向Ｘの両端部分に配置されている。正極端子３０および／または負極端子４０は、ここに開示される端子の一例である。
図２に示すように、正極端子３０は、電池ケース２０の内部で正極リード部材１３を介して電極体１０の正極と電気的に接続されている。負極端子４０は、電池ケース２０の内部で、負極リード部材１４を介して電極体１０の負極と電気的に接続されている。正極端子３０および負極端子４０は、それぞれ、蓋体２４に取り付けられている。正極端子３０および負極端子４０は、それぞれ、ガスケット５０（図３参照）とインシュレータ６０（図３参照）とを介して蓋体２４とは絶縁されている。
図３は、負極端子４０の近傍を模式的に示す部分拡大断面図である。なお、以下では負極端子４０の側の端子構造を例として詳しく説明するが、正極端子３０の側の端子構造についても同様であってよい。その場合、以下の記載において、「負極」の個所を適宜「正極」と読み替えることができる。
図３に示すように、蓋体２４には、上下方向Ｚに貫通した端子引出孔２４ｈが形成されている。平面視において、端子引出孔２４ｈは、例えば環状（例えば円環状）である。端子引出孔２４ｈは、後述する負極端子４０のかしめ加工前の軸柱部４２ｓを挿通可能な大きさの内径を有する。端子引出孔２４ｈは、後述する負極端子４０のフランジ部４２ｆよりも小さく形成されている。
負極リード部材１４は、負極集電体１２の負極集電体露出部に付設され、負極と負極端子４０とを電気的に接続する導通経路を構成している。負極リード部材１４は、蓋体２４の内側の表面に沿って水平に広がった平板状部分１４ｆを有する。平板状部分１４ｆには、端子引出孔２４ｈに対応する位置に、貫通孔１４ｈが形成されている。貫通孔１４ｈは、後述する負極端子４０のかしめ加工前の軸柱部４２ｓを挿通可能な大きさの内径を有する。負極リード部材１４は、かしめ加工によって、インシュレータ６０を介して絶縁された状態で蓋体２４に固定されている。
ガスケット５０は、蓋体２４の上面（外側の面）と負極端子４０との間に配置される絶縁部材である。ガスケット５０は、ここでは蓋体２４と負極端子４０とを絶縁すると共に、端子引出孔２４ｈを閉鎖する機能を有する。ガスケット５０は、電気絶縁性を有し、弾性変形が可能な樹脂材料、例えば、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）等のフッ素化樹脂や、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）、脂肪族ポリアミド等で構成されている。
ガスケット５０は、筒部５１と基部５２とを有する。筒部５１は、蓋体２４と負極端子４０の軸柱部４２ｓとの直接接触を防止する部位である。筒部５１は、中空の円筒形状である。筒部５１は、上下方向Ｚに貫通した貫通孔５１ｈを有する。貫通孔５１ｈは、かしめ加工前の負極端子４０の軸柱部４２ｓを挿通可能なように形成されている。筒部５１は、蓋体２４の端子引出孔２４ｈに挿通されている。基部５２は、蓋体２４と、後述する負極端子４０のフランジ部４２ｆとの直接接触を防止する部位である。基部５２は、筒部５１の上端に連結している。基部５２は、筒部５１の上端から水平方向に延びている。基部５２は、蓋体２４の端子引出孔２４ｈを囲むように、例えば円環状に形成されている。基部５２は、蓋体２４の上面に沿って延びている。基部５２は、負極端子４０のフランジ部４２ｆの下面４２ｄと、蓋体２４の上面との間に挟み込まれ、かしめ加工によって上下方向Ｚに圧縮されている。
インシュレータ６０は、蓋体２４の下面（内側の面）と負極リード部材１４との間に配置される絶縁部材である。インシュレータ６０は、蓋体２４と負極リード部材１４とを絶縁する機能を有する。インシュレータ６０は、蓋体２４の内面に沿って水平に広がった平板状部分を有する。この平板状部分には、端子引出孔２４ｈに対応する位置に貫通孔６０ｈが形成されている。貫通孔６０ｈは、負極端子４０の軸柱部４２ｓを挿通可能な大きさの内径を有する。インシュレータ６０は、使用する電解質に対する耐性と電気絶縁性とを有し、弾性変形が可能な樹脂材料、例えば、パーフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）等のフッ素化樹脂や、ポリフェニレンサルファイド樹脂（ＰＰＳ）等で構成されている。インシュレータ６０の平板状部分は、蓋体２４の下面と負極リード部材１４の上面との間に挟み込まれ、かしめ加工によって、上下方向Ｚに圧縮されている。
＜負極端子４０＞
負極端子４０は、図３に示すように、端子引出孔２４ｈを挿通して電池ケース２０の内部から外部へと延びている。後述するように、負極端子４０は、２種類の導電部材、すなわち第１導電部材４１と第２導電部材４２とが、締結部４３および金属接合部４５によって一体化されて構成されている。負極端子４０は、かしめ加工によって、蓋体２４とは絶縁された状態で、蓋体２４の端子引出孔２４ｈを囲む周縁部分にかしめられている。負極端子４０の下端部には、鋲部４０ｃが形成されている。負極端子４０は、かしめ加工により、蓋体２４に固定されると共に、負極リード部材１４と電気的に接続されている。
図４は、蓋体２４に取り付けられる前の（かしめ加工前の）負極端子４０を模式的に示す平面図である。図５は、図４のV－V線に沿う模式的な縦断面図であって、負極端子４０の要部を模式的に示す縦断面図である。図６は、図５の金属接合部４５の近傍を示す拡大図である。また、図７は図４の負極端子４０の下面図、図８は図４の負極端子４０の側面図である。
図５に示すように、負極端子４０は、第１導電部材４１と、第２導電部材４２と、締結部４３と、金属接合部４５と、を備える。第１導電部材４１と第２導電部材４２とは、締結部４３および金属接合部４５を介して一体化され、相互に電気的に接続されている。
第１導電部材４１は、電池ケース２０の外部に配置される部材である。第１導電部材４１は、ここでは金属製である。第１導電部材４１は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属からなっている。第１導電部材４１は、アルミニウム又はアルミニウム合金を含んでいる。第１導電部材４１は、ここでは第２導電部材４２よりも融点が低い金属で構成されている。なお、アルミニウムの融点は６６０℃である。第１導電部材４１は、少なくとも金属接合部４５の近傍が、アルミニウム又はアルミニウム合金からなることが好ましい。第１導電部材４１は、ここではアルミニウム製である。第１導電部材４１は、正極リード部材１３と同じ金属、または同じ金属元素を第１成分（質量比で最も配合割合の高い成分。以下同じ。）とする合金であってもよい。
図４～図８に示すように、第１導電部材４１は、板状である。第１導電部材４１は、ここでは平板状である。第１導電部材４１は、下面４１ｄと、上面４１ｕと、を有する。下面４１ｄは、電池ケース２０（具体的には蓋体２４）と対向する側の面である。下面４１ｄは、第２導電部材４２と接する側の面である。上面４１ｕは、電池ケース２０および第２導電部材４２から離れた側の面である。第１導電部材４１は、ここでは略矩形状である。第１導電部材４１は、長辺方向Ｘに２つに区分けされた部分であって、第２導電部材４２と電気的に接続される接続部４１ａと、接続部４１ａから長辺方向Ｘの一方側（図４～図８の左方）に延びる延伸部４１ｂと、を有する。
接続部４１ａは、図５に示すように、延伸部４１ｂよりも厚みが薄く形成された薄肉部４１ｔ（図４も参照）と、上下方向Ｚに貫通した貫通孔４１ｈと、第１導電部材４１の下面４１ｄから凹んだ凹部４１ｒと、を有する。薄肉部４１ｔには、金属接合部４５が設けられている。薄肉部４１ｔは、図４に示すように、平面視において環状（例えば円環状）に形成されている。
貫通孔４１ｈは、図４に示すように、平面視において環状（例えば円環状）に形成されている。第１導電部材４１の上面４１ｕには、貫通孔４１ｈから第２導電部材４２（具体的には、後述するフランジ部４２ｆ）が露出している。図５に示すように、断面視において、貫通孔４１ｈは、薄肉部４１ｔの中央部に設けられている。貫通孔４１ｈは、締結部４３および金属接合部４５よりも内周側に設けられている。貫通孔４１ｈは、溶接の際に発生したガスや熱による歪の逃げ道として機能しうる。
凹部４１ｒは、図５に示すように、金属接合部４５よりも外周側に設けられている。図示は省略するが、凹部４１ｒは、平面視において環状（例えば円環状）に形成されている。凹部４１ｒは、ここでは第１導電部材４１の下面４１ｄに向かって（言い換えれば、第２導電部材４２に近づくほど）縮径するテーパ形状に形成されている。凹部４１ｒには、後述する第２導電部材４２のくびれ部４２ｎが挿入されている。
延伸部４１ｂは、例えば複数の電池１００を相互に電気的に接続して組電池２００（図１１参照）を作製する場合に、導電部材であるバスバー９０（図１１参照）が付設される部位である。延伸部４１ｂを有することで、バスバー９０との接地面積を十分に確保することができ、組電池２００の導通信頼性を向上することができる。図４、図７に示すように、第１導電部材４１は、延伸部４１ｂを有することで、その中心４１ｃの位置が、第２導電部材４２の中心（詳しくは、後述するフランジ部４２ｆの中心）４２ｃの位置から長辺方向Ｘの右方にずれている。これにより、バスバー９０を介して複数の電池１００を相互に電気的に接続する場合に、第１導電部材４１にバスバー９０を取り付けやすくなる。したがって、組電池２００の導通信頼性を高めることができる。
第２導電部材４２は、電池ケース２０の内部から外部へと延びる部材である。第２導電部材４２は、ここでは金属製である。第２導電部材４２は、例えば銅、銅合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属からなっている。第２導電部材４２は、銅又は銅合金を含んでいる。第２導電部材４２は、ここでは第１導電部材４１よりも硬度が高い金属で構成されている。第２導電部材４２は、ここでは第１導電部材４１よりも融点が高い金属、例えば３００℃以上融点が高い金属で構成されている。なお、銅の融点は１０８３℃である。第２導電部材４２は、少なくとも金属接合部４５の近傍が、銅又は銅合金からなることが好ましい。第２導電部材４２は、ここでは銅製である。第２導電部材４２は、負極リード部材１４と同じ金属、または同じ金属元素を第１成分とする合金であってもよい。第２導電部材４２は、一部または全部の表面に、Ｎｉ等の金属が被覆された金属被覆部を備えていてもよい。これにより、電解質に対する耐性を高めて、耐食性を向上することができる。
第２導電部材４２は、柱状が好ましい。第２導電部材４２は、ここでは略円柱状である。図５、図８に示すように、第２導電部材４２は、軸心Ｃを有する。第２導電部材４２は、第１導電部材４１と電気的に接続されるフランジ部４２ｆと、フランジ部４２ｆの下端部に連結する軸柱部４２ｓと、を有する。
フランジ部４２ｆは、蓋体２４の端子引出孔２４ｈから電池ケース２０の外部に突出した部位である。フランジ部４２ｆは、軸柱部４２ｓよりも外形が大きい。図３に示すように、フランジ部４２ｆは、蓋体２４の端子引出孔２４ｈよりも外形が大きい。図５、図７、図８に示すように、フランジ部４２ｆの外形は、ここでは略円柱形状である。図５、図８に示すように、フランジ部４２ｆの軸心は、第２導電部材４２の軸心Ｃと一致している。図５に示すように、フランジ部４２ｆは、下面４２ｄと、下面４２ｄから上方に延びる側面（外周面）４２ｏと、側面４２ｏの一部がくびれたくびれ部４２ｎと、を有する。
くびれ部４２ｎは、フランジ部４２ｆの側面４２ｏの一部に、連続的或いは間欠的に設けられている。図示は省略するが、くびれ部４２ｎは、平面視において環状（例えば円環状）に形成されている。くびれ部４２ｎが環状に形成されていると、高強度な締結部４３を形成することができる。くびれ部４２ｎは、フランジ部４２ｆの軸心Ｃに対して、軸対称に形成されている。くびれ部４２ｎは、上面４１ｕに向かって（言い換えれば、軸柱部４２ｓから離れるほど）拡径する逆テーパ形状に形成されている。くびれ部４２ｎは、第１導電部材４１の凹部４１ｒに挿入されている。くびれ部４２ｎは、ここでは第１導電部材４１の凹部４１ｒに嵌入され、凹部４１ｒと嵌合している。くびれ部４２ｎは、ここに開示される技術において、「凹部４１ｒに収容された部分」の一例である。
軸柱部４２ｓは、図５に示すように、フランジ部４２ｆの下端部から下方に延びている。図５、図７、図８に示すように、軸柱部４２ｓは、ここでは円筒形状である。軸柱部４２ｓの軸心は、フランジ部４２ｆの軸心Ｃと一致している。かしめ加工前において、軸柱部４２ｓの下端部、すなわちフランジ部４２ｆが位置する側とは反対側の端部は、中空状である。図３に示すように、軸柱部４２ｓは、負極端子４０が蓋体２４に取り付けられる際に、蓋体２４の端子引出孔２４ｈに挿通される部位である。軸柱部４２ｓの下端部は、負極端子４０が蓋体２４に取り付けられる際に、かしめ加工によって押し広げられ、鋲部４０ｃを構成する部位である。軸柱部４２ｓは、かしめ加工によって、電池ケース２０の内部で負極リード部材１４と電気的に接続される。
締結部４３は、第１導電部材４１と第２導電部材４２のフランジ部４２ｆとを機械的に固定する連結部である。詳しくは後述するが、本実施形態では、締結部４３を備えることで、金属接合部４５において第２導電部材４２の溶け込みを抑制しても連結部の接続強度を確保することができる。図示は省略するが、締結部４３は、平面視において環状（例えば円環状）に形成されている。これにより、締結部４３の強度を高めて、負極端子４０の導通信頼性をさらに向上することができる。締結部４３は、ここでは連続的に形成されている。図５に示すように、締結部４３は、ここでは平面視において金属接合部４５よりもフランジ部４２ｆの外周側に設けられている。締結部４３は、ここでは第１導電部材４１の下面４１ｄに設けられている。具体的には、第１導電部材４１の凹部４１ｒの内壁が第２導電部材４２のくびれ部４２ｎで固定（例えば押圧固定）されることによって構成されている。これにより、締結部４３の強度を向上することができる。
締結部４３の形成方法は、力学的エネルギーによる機械的接合であれば特に限定されず、例えば、圧入、かしめ、焼きばめ、リベット、折り込み、ボルト接合等であってよい。いくつかの好適な実施形態において、締結部４３は、第１導電部材４１の凹部４１ｒと第２導電部材４２のくびれ部４２ｎとが嵌合された嵌合部である。これにより、例えば第１導電部材４１と第２導電部材４２とが異種金属で構成されていても、これらを好適に固定することができる。締結部４３は、例えば、第２導電部材４２のくびれ部４２ｎが圧入によって第１導電部材４１の凹部４１ｒに嵌合された圧入嵌合部であってもよい。
金属接合部４５は、第１導電部材４１と第２導電部材４２のフランジ部４２ｆとの冶金的な接合部である。図５に示すように、金属接合部４５は、ここでは第１導電部材４１の上面４１ｕに設けられている。金属接合部４５は、貫通孔４１ｈから離れた位置に設けられている。金属接合部４５は、貫通孔４１ｈよりも外周側に設けられている。金属接合部４５は、締結部４３から離れた位置に設けられている。これにより、締結部４３等に与える熱の影響を低減できる。金属接合部４５は、例えば締結部４３に比べて、相対的に剛性が高い接合部でありうる。
金属接合部４５は、図５に示すように、ここでは平面視において締結部４３よりも内周側（フランジ部４２ｆの中心側）に設けられている。言い換えれば、第２導電部材４２の中心４２ｃに近い側に設けられている。金属接合部４５は、光エネルギー、電子エネルギー、熱エネルギー等を用いて形成されるため、締結部４３に比べて相対的に強度が低い（脆い）接合部でありうる。このような金属接合部４５を締結部４３の内周側に配設することで、金属接合部４５を安定して維持し、長期にわたって負極端子４０の導通信頼性を高めることができる。金属接合部４５は、ここでは薄肉部４１ｔに設けられている。これにより、接合時のエネルギーが少なくて済み、溶接性を向上することができる。金属接合部４５は、連続的或いは間欠的に形成されている。金属接合部４５は、フランジ部４２ｆの軸心Ｃに対して、軸対称に形成されている。
図４に示すように、金属接合部４５は、平面視において環状（例えば円環状）に形成されている。これにより、金属接合部４５の強度を高めて、負極端子４０の導通信頼性をさらに向上することができる。金属接合部４５は、ここではフランジ部４２ｆの中心４２ｃを全周にわたって囲むように設けられている。ただし、金属接合部４５は、平面視において、Ｃ字状、半円弧状、直線状、破線状等の形状に形成されていてもよい。金属接合部４５は、フランジ部４２ｆの軸心Ｃを中心として、貫通孔４１ｈの外縁を囲むように設けられている。貫通孔４１ｈの周縁に金属接合部４５を設けることで、溶接時の熱による歪や変形を逃がすことができ、締結部４３等への影響を低減することができる。
金属接合部４５は、図６に示すように、第１導電部材４１と第２導電部材４２とが溶接によって溶かされ、溶融してなる溶融凝固部を含んでいる。溶融凝固部は、第１導電部材４１に形成された第１溶融凝固部４５１と、第２導電部材４２に形成された第２溶融凝固部４５２と、を含んでいる。第１溶融凝固部４５１では、第１導電部材４１を構成するＡｌ等に第２導電部材４２を構成するＣｕ等が溶融している。第２溶融凝固部４５２では、第２導電部材４２を構成するＣｕ等に第１導電部材４１を構成するＡｌ等が溶融している。金属接合部４５は、ここでは溶融凝固部からなっている。これにより、高強度の金属接合部４５を比較的簡便に且つ安定して実現することができる。なお、以下の説明においては、溶融凝固部に金属接合部と同じ符号を付している。溶接方法は特に限定されず、例えば、レーザー溶接、電子ビーム溶接、超音波溶接、抵抗溶接、TIG（Tungsten Inert Gas）溶接等であってよい。好適な溶接の条件は、後述する製造方法に示す。
ところで、本発明者らの検討によれば、溶融凝固部４５では、溶接時、あるいは外部から振動や衝撃等の外力が加わったときに、内部に割れ（クラック）が発生することがありうる。これについて、図９、図１０を参照しつつ、詳しく説明する。図９、図１０に示すように、溶融凝固部４５の割れは、溶接線（溶接の進行方向）に対して略垂直に発生する横割れＫ１（図９（Ａ）参照）と、溶接線に対して略水平に発生する縦割れＫ２（図１０（Ａ）参照）と、に大別される。
特に限定されるものではないが、横割れＫ１が生じる原因としては、例えば溶接時に溶接の進行方向の後方側が先に凝固して、固相と液相とが分離することが考えられる。特に、溶融凝固部４５の形成時に、相対的に融点の高い第２導電部材４２（Ｃｕ）の含有割合が高くなると、後方側の凝固が早まり、横割れＫ１がさらに生じやすくなると推定される。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。本発明者らの検討によれば、横割れＫ１は好ましくないものの、図９（Ａ）、（Ｂ）に示すように、溶融凝固部４５の表面に沿って放射状に延びており、溶融凝固部４５の深くまで割れが生じることはない。このため、溶接範囲に対して実接合の面積が減少して、第１導電部材４１と第２導電部材４２との導通経路が狭くなってしまうリスクは低い。したがって、横割れＫ１は許容しうるものである。
一方、縦割れＫ２が生じる原因としては、例えば溶接時あるいは外力が加わったときに、先に発生している横割れＫ１を起点として発生することが考えられる。特に、溶融凝固部４５において、相対的に融点の高い第２導電部材４２（Ｃｕ）の溶融面積が大きいと、熱量が大きくなる。これにより、第１導電部材４１（Ａｌ）との合金化が進むと、溶融凝固部４５の強度が低下して脆くなる。加えて、第１導電部材４１（Ａｌ）の熱収縮が大きいと、溶融凝固部４５が熱収縮に追従できなくなる。これにより、縦割れＫ２が生じやすくなると推定される。図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）のＢ－Ｂ線断面図である。本発明者らの検討によれば、縦割れＫ２は、図１０（Ｂ）に示すように、溶融凝固部４５の表面のみならず鉛直方向に延び、溶融凝固部４５の深くまで割れが達している。このため、溶接範囲に対して実接合の面積が減少して、第１導電部材４１と第２導電部材４２との導通経路が狭くなってしまうリスクが高い。
以上のような知見に基づき、本実施形態の溶融凝固部４５では、第２導電部材４２（Ｃｕ）の溶け込みを小さく抑えている。すなわち、第１溶融凝固部４５１に対する第２溶融凝固部４５２の割合を低くし、断面視において、第２溶融凝固部４５２の面積を、第１溶融凝固部４５１の面積の３５％以下に抑えている。言い換えれば、溶融凝固部４５では、第２導電部材４２の（特にはＣｕの）溶け込み面積を、第１導電部材４１の（特にはＡｌの）溶け込み面積の３５％以下に抑えている。これにより、溶融凝固部４５の内部に縦割れＫ２が生じることを効果的に抑制できる。その結果、実接合の面積を確保して、第１導電部材４１と第２導電部材４２との導通経路を広く維持することができる。また、本実施形態では、溶融凝固部４５とともに締結部４３を備えているので、このように第２溶融凝固部４５２の面積を小さくして、第２導電部材４２の溶け込みを抑えても、連結部の接続強度を適切に確保できる。
上記断面積比（第１溶融凝固部４５１の面積に対する第２溶融凝固部４５２の面積の割合）は、３３％以下が好ましく、３０％以下がより好ましく、２０％以下が更に好ましい。これにより、縦割れＫ２のみならず、横割れＫ１の発生をも好適に抑制でき、縦割れＫ２の発生を未然防止できる。上記断面積比は、略０％（第２溶融凝固部４５２が第２導電部材４２の界面のみに存在）であってもよいが、溶融凝固部４５の強度や耐久性を向上する観点から、典型的には１％以上、概ね２％以上、更には４％以上、例えば５％以上であってもよい。なお、各溶融凝固部の面積は、フランジ部４２ｆの軸心Ｃに沿った断面の観察画像から算出するものとする。算出方法については、後述する実施例で詳しく説明する。
特に限定されるものではないが、溶融凝固部４５は、図６に示す態様において、溶接した側の面から遠ざかる（言い換えれば、溶融深度が深くなる）ほど楔状に細くなるように形成されている。断面視において、第１溶融凝固部４５１の第２導電部材４２と接する側の端部（図６の下端部）の幅Ｗ１（ｍｍ）と、第２溶融凝固部４５２の第１導電部材４１と接する側の端部（図６の上端部）の幅Ｗ２（ｍｍ）とは、Ｗ２＜Ｗ１を満たしていることが好ましい。これにより、第２導電部材４２を構成するＣｕが、第１溶融凝固部４５１に入り込み難くなる。その結果、横割れＫ１の発生を効果的に抑制でき、より低抵抗かつ導通信頼性の高い負極端子４０を実現できる。溶接の条件や薄肉部４１ｔの厚み等によっても異なり得るため特に限定されるものではないが、上記幅Ｗ１に対する上記幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ１）は、一例において、２／３以下がより好ましく、１／２以下が更に好ましい。上記比を所定値以下とすること、すなわち、幅Ｗ１と幅Ｗ２との差を大きくすることで、横割れＫ１の発生をも効果的に抑制でき、縦割れＫ２の発生を未然防止できる。したがって、低抵抗かつ導通信頼性の高い負極端子４０を安定して実現できる。
特に限定されるものではないが、断面視において、上記幅Ｗ１（ｍｍ）と、第１溶融凝固部４５１の第２導電部材４２から離れた側の端部（図６の上端部）の幅Ｗ３（ｍｍ）とは、Ｗ２＜Ｗ３を満たしていることが好ましい。溶接の条件や薄肉部４１ｔの厚み等によっても異なり得るため特に限定されるものではないが、上記幅Ｗ３に対する上記幅Ｗ１の比（Ｗ１／Ｗ３）は、例えば０．６～０．９、さらには０．６～０．８５を満たしていることが好ましい。これにより、溶融凝固部４５に割れが発生することをより効果的に抑制でき、更に低抵抗かつ導通信頼性の高い負極端子４０を実現できる。なお、上記幅Ｗ１、上記幅Ｗ２、上記幅Ｗ３は、後述する溶接の条件（例えば、レーザーの出力、ウォブリングの有無、ウォブリングの周波数等）を調整することによって実現することができる。
第１溶融凝固部４５１におけるＣｕの含有割合は、３０質量％以下であることが好ましい。第２導電部材４２を構成するＣｕの第１溶融凝固部４５１への溶け込みを抑えることで、縦割れＫ２の発生を効果的に抑制できる。上記Ｃｕの含有割合は、２５質量％以下がより好ましく、例えば１５～２５質量％であってもよい。これにより、横割れＫ１の発生をも効果的に抑制でき、縦割れＫ２の発生を未然防止できる。したがって、低抵抗かつ導通信頼性に優れた負極端子４０を安定して実現できる。上記Ｃｕの含有割合の下限値は特に限定されず、略０％であってもよいが、典型的には１％以上、概ね５％以上、更には８％以上、例えば１０％以上であってもよい。
第１溶融凝固部４５１におけるＣｕの分布は、均一であってもよく、不均一であってもよい。一例では、断面視において、第１溶融凝固部４５１の相対的に第２導電部材４２に近い領域で、Ｃｕの含有割合が高くなりうる。他の一例では、断面視において、第１溶融凝固部４５１の中央部に比べて左右両端部でＣｕの含有割合が低くなりうる。なお、上記したようなＣｕの含有割合は、後述する溶接の条件（例えば、レーザーの出力、ウォブリングの有無、ウォブリングの周波数等）を調整することによって実現することができる。また、Ｃｕの含有割合の測定方法については、後述する実施例で詳しく説明する。
図６に示すように、断面視において、第２溶融凝固部４５２の溶融深さＴ２（ｍｍ）は、第１溶融凝固部４５１の溶融深さＴ１（ｍｍ）よりも小さいこと（すなわち、Ｔ２＜Ｔ１）が好ましい。言い換えれば、溶融凝固部４５では、第２導電部材４２の溶け込み量が第１導電部材４１の溶け込み量よりも小さいことが好ましい。これにより、縦割れＫ２の発生をより効果的に抑制でき、低抵抗かつ導通信頼性の高い負極端子４０を安定して実現できる。なお、第１溶融凝固部４５１の溶融深さＴ１は、第１溶融凝固部４５１の形成された領域における第１導電部材４１の板厚である。第１溶融凝固部４５１の溶融深さＴ１は、ここでは薄肉部４１ｔの厚みと同じである。溶接の条件や薄肉部４１ｔの厚み等によっても異なり得るため特に限定されるものではないが、第１溶融凝固部４５１の溶融深さＴ１に対する第２溶融凝固部４５２の溶融深さＴ２の比（Ｔ２／Ｔ１）は、一例において２／３以下がより好ましく、１／３以下が更に好ましい。ただし、Ｔ１＝Ｔ２であってもよいし、Ｔ１＜Ｔ２であってもよい。なお、上記したような溶融深さは、後述する溶接の条件（例えば、レーザーの出力、ウォブリングの有無、ウォブリングの周波数等）を調整することによって実現することができる。
以上のように、負極端子４０は、連結方法の異なる２種類の連結部、すなわち、締結部４３と金属接合部４５とを備えている。これにより、たとえ外部から振動や衝撃等が加わっても、負極端子４０に歪や変形を生じにくくなり、第１導電部材４１と第２導電部材４２とが密接した状態を維持しやすくなる。すなわち、第１導電部材４１と第２導電部材４２との間が離間しにくくなる。そのため、第１導電部材４１と第２導電部材４２との導通接続を安定して保つことができる。また、第２溶融凝固部４５２の断面積比を小さく抑えること（言い換えれば、第２導電部材４２を構成するＣｕの溶け込みを抑えること）により、縦割れＫ２の発生を抑制でき、第１導電部材４１と第２導電部材４２との導通経路を広く確保できる。したがって、導通抵抗を小さくし、電池１００の抵抗を低減できる。さらに、溶融凝固部４５の抵抗発熱を低く抑えることができ、例えばガスケット５０等の樹脂部材への熱影響を低減できる。加えて、溶融凝固部４５の強度や耐久性を向上することができる。これらの効果により、ここに開示される技術によれば、低抵抗で、導通信頼性の向上した負極端子４０を備えた電池１００を実現できる。
＜負極端子４０の製造方法＞
特に限定されるものではないが、負極端子４０は、例えば、上記したような第１導電部材４１と第２導電部材４２とを用意し、締結工程と溶接接合工程とを含む製造方法によって製造することができる。なお、締結工程と溶接接合工程との順序は特に限定されないが、締結部４３の形成時に溶接凝固部４５が損傷することを抑制する観点からは、締結工程の後に溶接接合工程を行うことが好ましい。ただし、溶接接合工程の後に締結工程を行ってもよく、両工程を略同時に行ってもよい。また、ここに開示される製造方法は、任意の段階でさらに他の工程を含んでもよい。
締結工程では、第１導電部材４１と第２導電部材４２のフランジ部４２ｆとを機械的に固定して、締結部４３を形成する。締結部４３は、例えば、第１導電部材４１の凹部４１ｒに第２導電部材４２のくびれ部４２ｎを挿入し、第２導電部材４２のくびれ部４２ｎの外形に沿って第１導電部材４１の凹部４１ｒを変形させることで、凹部４１ｒの内壁を第２導電部材４２で固定することにより形成しうる。これにより、締結部４３の強度を向上することができる。いくつかの好適な実施形態において、締結部４３は、第１導電部材４１の凹部４１ｒと第２導電部材４２のくびれ部４２ｎとを嵌合することで形成される。例えば、第１導電部材４１の凹部４１ｒに第２導電部材４２のくびれ部４２ｎを水平圧入することで形成しうる。これにより、締結工程の作業性を向上することができる。
溶接接合工程では、第１導電部材４１の薄肉部４１ｔと第２導電部材４２のフランジ部４２ｆとを溶接によって接合して、溶接凝固部４５を形成する。締結工程の後に溶接接合工程を行うことで、形状の安定した溶接凝固部４５を精度よく形成することができる。溶接凝固部４５は、例えば、第１導電部材４１の薄肉部４１ｔと第２導電部材４２のフランジ部４２ｆとを積層し、第１導電部材４１の側からエネルギー線を照射し、当該エネルギーが薄肉部４１ｔを貫通してフランジ部４２ｆに至るように溶接することで形成しうる。溶接は、上述したような方法、例えばレーザー等のエネルギー線の照射によって行うことが好ましい。
特に限定されるものではないが、レーザーとしては、例えばシングルモードファイバーレーザーを好適に用いることができる。レーザーの条件（出力、ウォブリングの有無、ウォブリングの周波数、線速度等）は、第１導電部材４１および第２導電部材４２の材質や、第１導電部材４１の厚み等に応じて適宜調節することができる。一例では、レーザーの出力を、概ね５００～１５００Ｗとすることが好ましく、１３００Ｗ以下とすることがより好ましく、６００～９００Ｗとすることがさらに好ましい。また、ウォブリングは、無しか、あるいはウォブリングの周波数を、概ね１０００Ｈｚ以下、例えば１００～６００Ｈｚとすることが好ましい。また、線速度は、概ね１０～２０００ｍｍ／ｓとすることが好ましく、５０～１０００ｍｍ/ｓとすることがより好ましい。このような条件により、相対的に溶融しにくい第２導電部材４２（Ｃｕ）を、安定して溶融させることができる。また、溶融深さが深くなりすぎることを防止して、第２導電部材４２を構成するＣｕの溶け込みを抑えることができる。
溶接凝固部４５は、ここでは締結部４３よりも内周側に形成される。これにより、接合箇所がずれにくくなり、溶接接合工程の作業性を向上することができる。また、溶接によって溶接凝固部４５を形成する場合には、溶接個所がぐらつきにくくなり、溶接性を向上することができる。さらに、薄肉部４１ｔを溶接する場合には、エネルギーが少なくて済み、溶接性を向上することができる。
＜電池１００の製造方法＞
電池１００の製造方法は、上記したような負極端子４０の製造方法を含むことで特徴付けられる。それ以外の製造プロセスは従来同様であってよい。電池１００は、例えば、上記したような電極体１０と電解質とケース本体２２と蓋体２４と正極端子３０と負極端子４０とを用意し、取付工程と、接合工程と、を含む製造方法によって製造することができる。
取付工程では、蓋体２４に、正極端子３０と、正極リード部材１３と、負極端子４０と、負極リード部材１４と、を取り付ける。負極端子４０および負極リード部材１４は、例えば図３に示すように、かしめ加工（リベッティング）によって蓋体２４に固定する。かしめ加工は、負極端子４０と蓋体２４との間にガスケット５０を挟み、さらに蓋体２４と負極リード部材１４との間にインシュレータ６０を挟んで行われる。詳しくは、負極端子４０のかしめ加工前の軸柱部４２ｓを、蓋体２４の上方から、ガスケット５０の筒部５１と、蓋体２４の端子引出孔２４ｈと、インシュレータ６０の貫通孔６０ｈと、負極リード部材１４の貫通孔１４ｈと、に順番に貫通させて、蓋体２４の下方に突出させる。そして、上下方向Ｚに対して圧縮力が加わるように、蓋体２４の下方に突出した軸柱部４２ｓをかしめる。これにより、負極端子４０の軸柱部４２ｓの先端部（図３の下端部）に、鋲部４０ｃを形成する。
このようなかしめ加工によって、ガスケット５０の基部５２とインシュレータ６０の平板状部分とが圧縮され、ガスケット５０と蓋体２４とインシュレータ６０と負極リード部材１４とが蓋体２４に一体に固定されるとともに、端子引出孔２４ｈがシールされる。なお、正極端子３０および正極リード部材１３の取付方法も、上記した負極端子４０および負極リード部材１４と同様であってよい。負極リード部材１４は、負極集電体１２の負極集電体露出部に溶接され、電極体１０の負極と負極端子４０とが電気的に接続される。同様に、正極リード部材１３は、正極集電体１１の正極集電体露出部に溶接され、電極体１０の正極と正極端子３０とが電気的に接続される。これにより、蓋体２４と、正極端子３０と、負極端子４０と、電極体１０と、が一体化される。
接合工程では、蓋体２４と一体化された電極体１０をケース本体２２の内部空間に収容し、ケース本体２２と蓋体２４とを封止する。封止は、例えばレーザー溶接等の溶接によって行うことができる。その後、図示しない注液口から非水電解液を注入し、注液口を塞ぐことによって、電池１００を密閉する。以上のようにして、電池１００を製造することができる。
電池１００は各種用途に利用可能であるが、使用時に振動や衝撃等の外力が加わりうる用途、典型的には、各種の車両、例えば、乗用車、トラック等に搭載されるモータ用の動力源（駆動用電源）として好適に用いることができる。車両の種類は特に限定されないが、例えば、プラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ；Plug-in Hybrid Electric Vehicle）、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ；Hybrid Electric Vehicle）、電気自動車（ＢＥＶ；Battery Electric Vehicle）等が挙げられる。図１１に示すように、電池１００は、バスバー９０を介して複数の電池１００を相互に電気的に接続してなる組電池２００としても好適に用いることができる。この場合、複数の電池１００の間の電気的な接続は、例えば、第１導電部材４１の延伸部４１ｂの間に平板状のバスバー９０を架け渡すことで行いうる。バスバー９０は、例えばアルミニウム、アルミニウム合金、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性金属からなっている。バスバー９０と延伸部４１ｂとは、例えばレーザー溶接等の溶接によって電気的に接続しうる。
以下、本発明に関するいくつかの実施例を説明するが、本発明をかかる実施例に限定することを意図したものではない。
＜溶融凝固部の形成＞
まず、第１導電部材を模した第１板材（材質：アルミニウム（Ａ１０５０）、ｔ＝０．６ｍｍ）と、第２導電部材を模した第２板材（材質：銅（Ｃ１１００）、ｔ＝１．０ｍｍ）と、を用意した。次に、各例につき、第１板材と第２板材とを重ね合わせ、第１板材の側からシングルモードファイバーレーザーを当てて、表１に示す条件で溶接を行った。これを、各例につきＮ＝１０で行った。なお、レーザーの照射時間は一定とした。以上のようにして、溶融凝固部を形成した。そして、キーエンス製マイクロスコープVHX7000を使用し、溶融凝固部を１５０倍に拡大して、割れ（縦割れおよび横割れ）の発生状況を確認した。結果を表２に示す。
Figure 2023117792000002
＜溶融凝固部の断面の観察＞
まず、溶融凝固部の形成された部分を、第２板材の溶融凝固部の中心に沿った断面で複数切断（Ｎ＝５）し、それぞれ包埋研磨して観察用試料を作製した。次に作製した観察用試料をエッチング処理（腐食液：14%に希釈したアンモニア水と0.35%に希釈した過酸化水素水を1:1の割合で混合攪拌した腐食液）し、溶融凝固部を変色させて、その境界を識別可能に現出させた。次に、日立電子顕微鏡システムＳＵ１０００で、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）を用いて観察用試料を撮影し、断面画像を得た。なお、測定条件は、以下の通りとした。
≪測定条件≫
・加速電圧 ：１５ｋＶ
・スポット強度 ：９０
・フォーカス距離：１０ｍｍ
例１～例４および比較例の断面画像を、図１２～図１６にそれぞれ示す。次に、得られた断面画像を画像処理して、断面視における溶融凝固部のうち、第１溶融凝固部の面積と第２溶融凝固部の面積とをそれぞれ求め、その比を計算した。結果を表２に示す。また、得られた断面画像から、第２溶融凝固部の溶融深さＴ２（ｍｍ）、第１溶融凝固部の第２導電部材と接する側の端部（下端部）の幅Ｗ１（ｍｍ）と、第２溶融凝固部の第１導電部材と接する側の端部（上端部）の幅Ｗ２（ｍｍ）と、第１溶融凝固部の第２導電部材から離れた側の端部（上端部）の幅Ｗ３（ｍｍ）とをそれぞれ計測した。そして、比（Ｔ２／Ｔ１）、比（Ｗ２／Ｗ１）、比（Ｗ１／Ｗ３）を計算した。結果を表２に示す。
＜第１溶融凝固部のＣｕ含有割合の算出＞
上記得られた断面画像をエネルギー分散型Ｘ線分光器（ＥＤＳ：Energy Dispersive x-ray Spectroscopy）を用いて分析し、第１溶融凝固部におけるＣｕの含有割合を算出した。具体的には、まず上記得られた断面画像について元素マッピングを行った。代表例として、例３のＣｕマッピング画像を図１７に示す。次に、下記に示す高さＴ×幅Ｗの測定領域（図１７に破線で示す領域）について面分析を行い、各元素の含有量を求めた。そして、次の式：Ｃｕの含有割合＝Ｃｕ量／（Ｃｕ量＋Ａｌ量＋…）；から、Ｃｕの含有割合（質量％）を計算した。結果を表２に示す。
≪測定領域≫
・高さＴ：第１板材の上面（レーザー照射面）から、深さ５０～１００μｍ
・幅Ｗ：第１板材の上面において溶融凝固部の幅方向中心から左右６００μｍ
Figure 2023117792000003
表２に示すように、上記断面積比（第２溶融凝固部の面積／第１溶融凝固部の面積）を３５％以下に抑えることで、縦割れの発生を効果的に抑制できた。さらに、上記断面積比を２０％以下に抑えることで、横割れの発生をも抑制できた。また、第１溶融凝固部におけるＣｕの含有割合を３０質量％以下に抑え、Ｃｕの溶け込みを抑えることで、縦割れの発生を効果的に抑制できた。さらに、上記含有割合を２５質量％以下に抑えることで、横割れの発生をも抑制できた。これらの結果は、ここに開示される技術の意義を示している。
以上、本発明のいくつかの実施形態について説明したが、上記実施形態は一例に過ぎない。本発明は、他にも種々の形態にて実施することができる。本発明は、本明細書に開示されている内容と当該分野における技術常識とに基づいて実施することができる。請求の範囲に記載の技術には、上記に例示した実施形態を様々に変形、変更したものが含まれる。例えば、上記した実施形態の一部を他の変形態様に置き換えることも可能であり、上記した実施形態に他の変形態様を追加することも可能である。また、その技術的特徴が必須なものとして説明されていなければ、適宜削除することも可能である。
１０ 電極体
１４ 負極リード部材
２０ 電池ケース
２４ 蓋体
２４ｈ 端子引出孔
４０ 負極端子
４０ｃ 鋲部
４１ 第１導電部材
４２ 第２導電部材
４３ 締結部
４５ 金属接合部（溶融凝固部）
４５１ 第１溶融凝固部
４５２ 第２溶融凝固部
１００ 電池

Claims (11)

  1. 端子を備える電池であって、
    前記端子は、
    板状の第１導電部材と、
    前記第１導電部材と電気的に接続されるフランジ部を有する第２導電部材と、
    前記第１導電部材と前記第２導電部材の前記フランジ部とを機械的に固定する締結部と、
    前記締結部から離れた位置で、前記第１導電部材と前記第２導電部材の前記フランジ部とを金属接合する金属接合部と、
    を備え、
    前記第１導電部材は、アルミニウム又はアルミニウム合金を含み、
    前記第２導電部材は、銅又は銅合金を含み、
    前記金属接合部では、前記第１導電部材と前記第２導電部材とが溶融して溶融凝固部が形成されており、
    前記溶融凝固部は、前記第１導電部材に形成された第１溶融凝固部と、前記第２導電部材に形成された第２溶融凝固部と、を含み、
    断面視において、前記第２溶融凝固部の面積が前記第１溶融凝固部の面積の３５％以下である、
    電池。
  2. 断面視において、前記第１溶融凝固部の前記第２導電部材と接する側の端部の幅Ｗ１と、前記第２溶融凝固部の前記第１導電部材と接する側の端部の幅Ｗ２とが、Ｗ２＜Ｗ１を満たす、
    請求項１に記載の電池。
  3. 断面視において、前記幅Ｗ１に対する前記幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ１）が、２／３以下である、
    請求項２に記載の電池。
  4. 断面視において、前記第１溶融凝固部の前記第２導電部材と接する側の端部の幅Ｗ１と、前記第１溶融凝固部の前記第２導電部材から離れた側の端部の幅Ｗ３とが、次の関係：Ｗ１／Ｗ３＝０．６～０．９；を満たす、
    請求項１から３のいずれか１つに記載の電池。
  5. 前記第１溶融凝固部における銅の含有割合が、３０質量％以下である、
    請求項１から４のいずれか１つに記載の電池。
  6. 断面視において、前記第１溶融凝固部の溶融深さＴ１と、前記第２溶融凝固部の溶融深さＴ２とが、Ｔ２＜Ｔ１を満たす、
    請求項１から５のいずれか１つに記載の電池。
  7. 断面視において、前記第１溶融凝固部の溶融深さＴ１に対する前記第２溶融凝固部の溶融深さＴ２の比（Ｔ２／Ｔ１）が、２／３以下を満たす、
    請求項１から６のいずれか１つに記載の電池。
  8. 前記第１導電部材は、前記第２導電部材の前記フランジ部の少なくとも一部を収容する凹部を有し、
    前記締結部は、前記第１導電部材の前記凹部の内壁が前記第２導電部材の前記凹部に収容された部分で固定されることによって構成されている、
    請求項１から７のいずれか１つに記載の電池。
  9. 前記第２導電部材の前記フランジ部は、前記第１導電部材に嵌合するくびれ部を有し、
    前記締結部は、前記第２導電部材の前記くびれ部と前記第１導電部材とが嵌合された嵌合部である、
    請求項１から８のいずれか１つに記載の電池。
  10. 前記金属接合部は、平面視において、前記締結部よりも前記フランジ部の中心側に設けられている、
    請求項１から９のいずれか１つに記載の電池。
  11. 前記第１導電部材は、略矩形状であり、
    前記第１導電部材の長辺方向において、前記第１導電部材の中心の位置と、前記第２導電部材の前記フランジ部の中心の位置とが、ずれている、
    請求項１から１０のいずれか１つに記載の電池。
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