KR101242326B1

KR101242326B1 - 전지 단자용 접속판 및 전지 단자용 접속판의 제조 방법

Info

Publication number: KR101242326B1
Application number: KR1020137000698A
Authority: KR
Inventors: 요시미츠 오다; 마사하루 야마모토; 마사아키 이시오
Original assignee: 가부시키가이샤 네오맥스 마테리아르
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2011-12-07
Publication date: 2013-03-11
Also published as: US20130316217A1; WO2012090668A1; CN103069613A; CN103069613B; US8785029B2; JPWO2012090668A1; KR20130014639A; JP5006484B1

Abstract

기재와 전지 단자 접속부가 서로 빠지는 것을 억제하는 것이 가능한 전지 단자용 접속판을 제공한다. 이 전지 단자용 접속판(2)은, 제1 금속으로 이루어지는 기재(3)의 제2 구멍부(31)에 끼워 넣어지는 동시에, 제2 전지 단자(1b)가 삽입되는 접속용 구멍부(42)와 플랜지부(4b)를 포함하는 전지 단자 접속부(4)를 구비하고, 전지 단자 접속부는, 제2 금속으로 이루어지고, 기재와는 반대측에 배치되는 제1 층(40)과, 제3 금속으로 이루어지고, 기재와 제1 층 사이에 배치되는 제2 층(41)으로 적어도 구성되어 있다.

Description

전지 단자용 접속판 및 전지 단자용 접속판의 제조 방법 {CONNECTION PLATE FOR BATTERY TERMINAL AND METHOD OF MANUFACTURING CONNECTION PLATE FOR BATTERY TERMINAL}

본 발명은, 전지 단자용 접속판 및 전지 단자용 접속판의 제조 방법에 관한 것이다.

종래, 전지 단자 접속부를 구비하는 전지 단자용 접속판이 알려져 있다. 이와 같은 전지 단자용 접속판은, 예를 들어 일본 특허 출원 공개 제2002-358945호 공보에 개시되어 있다.

상기 일본 특허 출원 공개 제2002-358945호 공보에는, Cu로 이루어지는 외부 단자 부재가 삽입되는 구멍부를 포함하는 판 형상의 Al재와, 억지 끼워 맞춤에 의해 Al재의 구멍부의 내주면에 배치되는 원환상의 Cu재를 구비하는 리튬 2차 단전지의 접속 구조체(전지 단자용 접속판)가 개시되어 있다. 이 리튬 2차 단전지의 접속 구조체에서는, Al재의 구멍부의 내주면에 배치된 원환상의 Cu재의 내주면과, Al재의 구멍부에 삽입되는 Cu로 이루어지는 외부 단자 부재의 외주면이 용접에 의해 접합되어 있다.

일본 특허 출원 공개 제2002-358945호 공보

그러나 상기 일본 특허 출원 공개 제2002-358945호 공보에 개시된 리튬 2차 단전지의 접속 구조체에서는, 원환상의 Cu재를 Al재의 구멍부의 내주면에 억지 끼워 맞춤에 의해 배치한 경우이어도, 접속 구조체에 열이 가해졌을 때, 열팽창에 의해 Al재의 구멍부의 내경이 원환상의 Cu재의 외경보다도 커지는 경우가 발생한다. 이 경우, Cu재가 Al재로부터 빠지는 경우가 있다고 하는 문제점이 있다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 하나의 목적은, 기재와 전지 단자 접속부가 서로 빠지는 것을 억제하는 것이 가능한 전지 단자용 접속판 및 전지 단자용 접속판의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 국면에 의한 전지 단자용 접속판은, 제1 금속으로 이루어지는 제1 전지 단자가 삽입되는 제1 구멍부와, 제1 금속과는 다른 제2 금속으로 이루어지는 제2 전지 단자가 삽입되는 제2 구멍부를 포함하고, 제1 금속과 동일한 금속으로 이루어지는 판 형상의 기재와, 기재의 제2 구멍부의 내주면에 끼워 넣어지는 동시에, 제2 전지 단자가 삽입되는 접속용 구멍부와 기재의 상면 상 및 하면 상 중 적어도 어느 한쪽에 배치되는 플랜지부를 포함하는 전지 단자 접속부를 구비하고, 전지 단자 접속부는, 제2 금속과 동일한 금속으로 이루어지고, 기재와는 반대측에 배치되는 제1 층과, 제1 금속 및 제2 금속과는 다른 제3 금속으로 이루어지고, 기재와 제1 층 사이에 배치되는 제2 층으로 적어도 구성되어 있다.

본 발명의 제1 국면에 의한 전지 단자용 접속판에서는, 상기한 바와 같이 기재의 상면 상 및 하면 상 중 적어도 어느 한쪽에 플랜지부를 형성함으로써, 플랜지부를 기재의 상면 및 하면 중 적어도 한쪽에 걸리게 할 수 있으므로, 전지 단자 접속부가 기재로부터 빠지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제1 금속과 동일한 금속으로 이루어지는 판 형상의 기재가 제1 구멍부와 제2 구멍부를 포함하는 동시에, 기재의 제2 구멍부의 내주면에, 제2 금속과 동일한 금속으로 이루어지고, 기재와는 반대측에 배치되는 제1 층을 포함하는 전지 단자 접속부를 끼워 넣음으로써, 제1 전지 단자와 기재를, 동일한 제1 금속끼리 접합할 수 있는 동시에, 제2 전지 단자와 전지 단자 접속부의 제1 층을, 동일한 제2 금속끼리 접합할 수 있다. 이에 의해, 제1 전지 단자와 기재의 접합 위치 및 제2 전지 단자와 전지 단자 접속부의 제1 층의 접합 위치에 있어서의 전기 저항을, 모두 작게 할 수 있다. 또한, 전지 단자 접속부를, 제2 금속과 동일한 금속으로 이루어지고, 기재와는 반대측에 배치되는 제1 층과, 제1 금속 및 제2 금속과는 다른 제3 금속으로 이루어지고, 기재와 제1 층 사이에 배치되는 제2 층으로 구성함으로써, 기재를 구성하는 제1 금속과 제1 층을 구성하는 제2 금속이 직접 접촉하였을 때 제1 금속과 제2 금속이 반응하도록 구성되어 있는 경우이어도, 기재와 제1 층 사이에 배치된 제2 층에 의해 제1 금속과 제2 금속이 반응하는 것을 억제할 수 있다.

상기 제1 국면에 의한 전지 단자용 접속판에 있어서, 바람직하게는, 기재와 전지 단자 접속부의 제2 층의 계면에는, 기재를 구성하는 제1 금속과, 제2 층을 구성하는 제3 금속으로 이루어지는 합금을 포함하는 금속간 화합물층이 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 금속간 화합물층에 의해, 기재와 전지 단자 접속부의 접합 강도를 향상시킬 수 있으므로, 전지 단자 접속부가 기재로부터 빠지는 것을 보다 억제할 수 있다.

이 경우, 바람직하게는, 금속간 화합물층은, 기재의 제2 구멍부의 내주면과 전지 단자 접속부의 제2 층의 계면과, 기재의 상면 또는 하면 중 적어도 어느 한쪽과 플랜지부에 있어서의 전지 단자 접속부의 제2 층의 계면에 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 금속간 화합물층에 의해, 기재의 제2 구멍부의 내주면과 전지 단자 접속부의 접합 강도와, 기재의 상면 또는 하면 중 적어도 어느 한쪽과 전지 단자 접속부의 접합 강도를 모두 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 전지 단자 접속부가 기재로부터 빠지는 것을 가일층 억제할 수 있다.

상기 제1 국면에 의한 전지 단자용 접속판에 있어서, 바람직하게는, 전지 단자 접속부는, 제1 층과 제2 층으로 적어도 구성된 클래드재에 의해 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 제1 층과 제2 층을 소정의 압력을 가하여 접합함으로써, 용이하게, 제1 층과 제2 층으로 적어도 구성된 전지 단자 접속부를 형성할 수 있다. 또한, 제1 층의 표면 상에 제2 층을 구성하는 제3 금속을 도금하는 경우와 달리, 제2 층의 두께를 용이하게 조정할 수 있다.

상기 제1 국면에 의한 전지 단자용 접속판에 있어서, 바람직하게는, 제1 금속은, Al 또는 Cu 중 어느 한쪽이고, 제2 금속은, Al 또는 Cu 중 어느 다른 쪽이고, 제3 금속은, Ni이다. 이와 같이 구성하면, Ni로 이루어지는 제2 층에 의해, Al(기재 및 전지 단자 접속부의 제1 층 중 어느 한쪽)과, Cu(기재 및 전지 단자 접속부의 제1 층 중 어느 다른 쪽)가 직접 접촉하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 기재와 전지 단자 접속부의 제1 층의 경계 부분에 물방울 등이 침입함으로써 Al이 부식되는 것을, 기재와 제1 층 사이에 배치된 Ni로 이루어지는 제2 층에 의해 억제할 수 있다.

이 경우, 바람직하게는, 전지 단자 접속부의 제2 층은, 5㎛ 이상의 두께를 갖는다. 이와 같이 구성하면, 전지 단자 접속부의 제1 층과 기재가 직접 접촉하는 것을 Ni로 이루어지는 제2 층에 의해 충분히 억제할 수 있는 동시에, 전지 단자 접속부를 기재의 제2 구멍부의 내주면에 끼워 넣을 때에, Ni로 이루어지는 제2 층의 두께가 지나치게 작은 것에 기인하여 Ni로 이루어지는 제2 층이 파단되는 것을 억제할 수 있다.

상기 제3 금속이 Ni인 전지 단자용 접속판에 있어서, 바람직하게는, 제1 금속은, Al이고, 제2 금속은, Cu이고, 전지 단자 접속부에 있어서, Cu로 이루어지는 제1 층의 두께는, Ni로 이루어지는 제2 층의 두께보다도 크다. 이와 같이, Cu는 Ni보다도 전기 저항이 작은 성질을 가지므로, 제1 층의 두께를 제2 층의 두께보다도 크게 구성하였다고 해도, 전지 단자 접속부에 있어서의 전기 저항이 제1 층의 두께에 기인하여 과도하게 증가하는 것을 억제할 수 있다.

상기 제1 국면에 의한 전지 단자용 접속판에 있어서, 바람직하게는, 플랜지부는, 제2 구멍부를 원주상으로 둘러싸도록 환 형상으로 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 기재의 상면 상 또는 하면 상에서 제2 구멍부를 둘러싸도록 플랜지부를 배치시킬 수 있으므로, 플랜지부를 기재의 상면 상 또는 하면 상에 충분히 걸리게 할 수 있다. 이에 의해, 전지 단자 접속부가 기재로부터 빠지는 것을 보다 억제할 수 있다.

상기 제1 국면에 의한 전지 단자용 접속판에 있어서, 바람직하게는, 전지 단자 접속부에 있어서, 플랜지부의 두께는, 기재의 제2 구멍부의 내주면에 끼워 넣어지는 부분의 두께 이상이다. 이와 같이 구성하면, 플랜지부의 강도를 향상시킬 수 있으므로, 플랜지부가 두께 방향으로 변형되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 전지 단자 접속부에, 제2 전지 단자가 삽입되는 방향을 따라 외력이 가해진 경우이어도, 플랜지부가 두께 방향으로 변형되는 것에 기인하여 플랜지부가 기재의 상면 상 또는 하면 상에 안정적으로 걸리지 않게 되는 것을 억제할 수 있다.

상기 제1 국면에 의한 전지 단자용 접속판에 있어서, 바람직하게는, 기재의 하면측으로부터 상면측을 향하여, 접속용 구멍부에 제2 전지 단자가 삽입되도록 구성되어 있고, 플랜지부는, 적어도 기재의 상면 상에 배치되어 있다. 이와 같이 구성하면, 기재의 상면 상에 배치된 플랜지부에 의해, 기재의 상면측으로부터 제2 전지 단자가 삽입되는 측의 기재의 하면측을 향하여, 전지 단자 접속부가 기재로부터 빠지는(탈락하는) 것을 억제할 수 있다.

상기 제1 국면에 의한 전지 단자용 접속판에 있어서, 바람직하게는, 플랜지부는, 기재의 상면 상에 배치된 제1 플랜지부와, 기재의 하면 상에 배치된 제2 플랜지부를 갖는다. 이와 같이 구성하면, 제1 플랜지부 및 제2 플랜지부를, 각각, 기재의 상면 및 하면에 걸리게 할 수 있으므로, 전지 단자 접속부가 기재로부터 빠지는 것을 확실하게 억제할 수 있다.

이 경우, 바람직하게는, 기재의 하면측으로부터 상면측을 향하여, 접속용 구멍부에 제2 전지 단자가 삽입되도록 구성되어 있고, 전지 단자 접속부에 있어서, 제2 플랜지부의 두께는, 제1 플랜지부의 두께보다도 작다. 이와 같이 구성하면, 기재의 하면측으로부터 상면측을 향하여 접속용 구멍부에 제2 전지 단자가 삽입되었다고 해도, 제2 플랜지부의 두께가 작은(얇은) 만큼, 기재의 하면과 제2 전지 단자의 삽입 방향을 따른 거리를 근접시킬 수 있다. 이에 의해, 제2 전지 단자를 기재의 제2 구멍부에 전지 단자 접속부를 통해 확실하게 배치할 수 있다.

상기 제1 국면에 의한 전지 단자용 접속판에 있어서, 바람직하게는, 전지 단자 접속부는, 제1 층과, 제2 층과, 제1 층의 접속용 구멍부측에 배치되고, 제1 층을 구성하는 제2 금속에 비해 높은 내식성을 갖는 제4 금속으로 이루어지는 제3 층으로 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 제1 층의 접속용 구멍부측에 배치되고, 제2 금속에 비해 높은 내식성을 갖는 제4 금속으로 이루어지는 제3 층에 의해, 제2 금속으로 이루어지는 제1 층이 부식되는 것을 억제할 수 있다.

이 경우, 바람직하게는, 전지 단자 접속부의 제3 층을 구성하는 제4 금속은, 제2 전지 단자를 구성하는 제2 금속보다도, 레이저 용접에 사용되는 레이저 광을 흡수하는 금속 재료에 의해 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 레이저 용접에 의해 전지 단자 접속부와 전지 단자 접속부의 접속용 구멍부에 삽입된 제2 전지 단자를 접합하는 경우에, 접속용 구멍부측에 배치된 제3 층이 레이저 광을 많이 흡수하여 용이하게 발열할 수 있으므로, 제3 층을 형성하고 있지 않은 경우에 비해, 보다 용이하게, 접속용 구멍부 내에 있어서 전지 단자 접속부와 제2 전지 단자를 레이저 용접할 수 있다.

상기 전지 단자 접속부가 제1 층과 제2 층과 제3 층으로 구성되어 있는 전지 단자용 접속판에 있어서, 바람직하게는, 제3 금속과 제4 금속은, 동일한 금속으로 이루어진다. 이와 같이 구성하면, 제조 프로세스에 있어서, 판 형상의 전지 단자 접속부를 기판의 상면 상 또는 하면 상에 겹친 후, 프레스 가공 등에 의해 제2 구멍부의 내주면을 따르도록 변형시켜, 제2 구멍부의 내주면에 끼워 넣은 경우, 판 형상의 전지 단자 접속부의 한쪽 표면에 위치하는 제3 금속으로 이루어지는 제2 층과, 이 전지 단자 접속부의 다른 쪽 표면에 위치하는 제4 금속으로 이루어지는 제3 층은 금속적인 성질이 서로 동일해진다. 따라서 제2 층이 본래의 제3 층측인 접속용 구멍부측에, 제3 층이 본래의 제2 층측인 제2 구멍부의 내주면측에 각각 위치하도록 판 형상의 전지 단자 접속부가 제2 구멍부에 잘못 끼워 넣어진 경우이어도, 잘못 배치된 제2 층에 의해, 본래의 제3 층의 효과인 제2 금속으로 이루어지는 제1 층이 부식되는 것을 억제한다고 하는 효과를 발휘시킬 수 있다. 또한, 마찬가지로 잘못 배치된 제3 층에 의해, 본래의 제2 층의 효과인 제1 금속으로 이루어지는 기재와 제2 금속으로 이루어지는 제1 층이 반응하는 것을 억제한다고 하는 효과를 발휘시킬 수 있다.

상기 제1 국면에 의한 전지 단자용 접속판에 있어서, 바람직하게는, 기재의 제1 구멍부는, 전지 단자 접속부를 통하지 않고 제1 전지 단자가 삽입되도록 구성되어 있고, 기재의 제2 구멍부는, 전지 단자 접속부를 통해 제2 전지 단자가 삽입되도록 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 기재의 제1 구멍부에서는 전지 단자 접속부를 통하지 않고 제1 전지 단자가 삽입되므로, 제1 구멍부에 전지 단자 접속부를 배치하지 않는 만큼, 부품 개수를 감소시킬 수 있다.

본 발명의 제2 국면에 의한 전지 단자용 접속판의 제조 방법은, 제1 금속으로 이루어지는 제1 전지 단자가 삽입되는 제1 구멍부와, 제1 금속과는 다른 제2 금속으로 이루어지는 제2 전지 단자가 삽입되는 제2 구멍부를, 제1 금속과 동일한 금속으로 이루어지는 판 형상의 기재에 형성하는 공정과, 제2 금속과 동일한 금속으로 이루어지는 제1 층과, 제1 금속 및 제2 금속과는 다른 제3 금속으로 이루어지는 제2 층으로 적어도 구성된 판 형상 부재를 준비하는 공정과, 판 형상 부재의 제2 층측이 기재의 제2 구멍부와 기재의 상면의 일부를 덮도록 배치한 상태에서 프레스 가공함으로써, 제2 전지 단자가 삽입되는 접속용 구멍부와, 기재의 상면 상 및 하면 상 중 적어도 어느 한쪽에 배치된 플랜지부를 포함하는 동시에, 기재의 제2 구멍부의 내주면에 끼워 넣어진 전지 단자 접속부를 형성하는 공정을 구비한다.

본 발명의 제2 국면에 의한 전지 단자용 접속판의 제조 방법에서는, 상기한 바와 같이 기재의 상면 상 및 하면 상 중 적어도 어느 한쪽에 플랜지부를 형성함으로써, 플랜지부를 기재의 상면 및 하면 중 적어도 한쪽에 걸리게 할 수 있으므로, 전지 단자 접속부가 기재로부터 빠지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 판 형상 부재의 제2 층측이 기재의 제2 구멍부와 기재의 상면의 일부를 덮도록 배치한 상태에서 프레스 가공함으로써, 제2 전지 단자가 삽입되는 접속용 구멍부를 형성하면서, 전지 단자 접속부를 기재의 제2 구멍부의 내주면에 용이하게 끼워 넣을 수 있다. 또한, 제1 구멍부와 제2 구멍부를 제1 금속과 동일한 금속으로 이루어지는 판 형상의 기재에 형성하는 공정과, 제2 금속과 동일한 금속으로 이루어지고, 기재와는 반대측에 배치되는 제1 층을 포함하고, 기재의 제2 구멍부의 내주면에 끼워 넣어지는 전지 단자 접속부를 형성하는 공정을 구비함으로써, 제1 전지 단자와 기재를, 동일한 제1 금속끼리 접합할 수 있는 동시에, 제2 전지 단자와 전지 단자 접속부의 제1 층을, 동일한 제2 금속끼리 접합할 수 있다. 이에 의해, 제1 전지 단자와 기재의 접합 위치 및 제2 전지 단자와 전지 단자 접속부의 제1 층의 접합 위치에 있어서의 전기 저항을, 모두 작게 할 수 있다. 또한, 제2 금속과 동일한 금속으로 이루어지는 제1 층과, 제1 금속 및 제2 금속과는 다른 제3 금속으로 이루어지는 제2 층으로 적어도 구성된 판 형상 부재를 준비하는 공정을 구비함으로써, 기재를 구성하는 제1 금속과 제1 층을 구성하는 제2 금속이 직접 접촉하였을 때에 제1 금속과 제2 금속이 반응하도록 구성되어 있는 경우이어도, 기재와 제1 층 사이에 배치된 제2 층에 의해 제1 금속과 제2 금속이 반응하는 것을 억제할 수 있다.

상기 제2 국면에 의한 전지 단자용 접속판의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 전지 단자 접속부를 형성하는 공정의 이후에, 확산 어닐링함으로써, 기재와 전지 단자 접속부의 제2 층의 계면에, 기재를 구성하는 제1 금속과, 제2 층을 구성하는 제3 금속으로 이루어지는 합금을 포함하는 금속간 화합물층을 형성하는 공정을 더 구비한다. 이와 같이 구성하면, 확산 어닐링에 의해 형성된 금속간 화합물층에 의해, 기재와 전지 단자 접속부의 접합 강도를 향상시킬 수 있으므로, 전지 단자 접속부가 기재로부터 빠지는 것을 가일층 억제할 수 있다.

상기 제2 국면에 의한 전지 단자용 접속판의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 판 형상 부재를 준비하는 공정은, 제2 금속으로 이루어지는 제1 금속판과, 제3 금속으로 이루어지는 제2 금속판을 소정의 압력을 가하여 접합함으로써, 클래드재로 이루어지는 판 형상 부재를 형성하는 공정을 포함한다. 이와 같이 구성하면, 용이하게, 제1 층과 제2 층으로 적어도 구성된 전지 단자 접속부를 형성할 수 있다. 또한, 제1 층의 표면 상에 제2 층을 구성하는 제3 금속을 도금하는 경우와 달리, 제2 층의 두께를 용이하게 조정할 수 있다.

상기 제2 국면에 의한 전지 단자용 접속판의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 전지 단자 접속부를 형성하는 공정은, 원형 또는 원환상의 판 형상 부재의 제2 층측이 기재의 제2 구멍부와 기재의 상면의 일부를 덮도록 배치한 상태에서 프레스 가공함으로써, 플랜지부와 접속용 구멍부를 포함하는 동시에, 기재의 제2 구멍부의 내주면에 끼워 넣어진 전지 단자 접속부를 형성하는 공정을 포함한다. 이와 같이 구성하면, 제2 구멍부의 주변 영역을 제2 구멍부로부터 이격되는 방향으로 원주상으로 덮을 수 있으므로, 제2 구멍부로부터 이격되는 방향으로 원주상으로 배치되는 전지 단자 접속부의 플랜지부를 용이하게 형성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리튬 이온 전지 접속체의 구성을 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리튬 이온 전지 접속체에 설치되는 부스 바의 구성을 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2의 500-500선을 따른 단면도이다.
도 4는 도 2의 600-600선을 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 부스 바에 형성된 접속용 구멍부 주변의 구조를 도시한 상면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 부스 바의 구멍부와 접속부의 접합 상태를 도시한 확대 단면도이다.
도 7은 도 1의 700-700선을 따른 단면도이다.
도 8은 도 1의 800-800선을 따른 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 부스 바의 제조 프로세스를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 부스 바의 제조 프로세스를 설명하기 위한 상면도이다.
도 11은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 부스 바의 제조 프로세스를 설명하기 위한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예에 의한 부스 바의 제조 프로세스를 설명하기 위한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예에 의한 부스 바의 제조 프로세스를 설명하기 위한 상면도이다.
도 14는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 부스 바 중, 접속부가 배치되어 있는 측의 구멍부를 도시한 단면도이다.
도 15는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 부스 바의 구멍부와 접속부의 접합 상태를 도시한 확대 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 부스 바의 접속용 구멍부와 리튬 이온 전지의 부극측 단자가 용접된 상태를 도시한 단면도이다.
도 17은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 부스 바의 제조 프로세스를 설명하기 위한 단면도이다.
도 18은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 부스 바의 제조 프로세스를 설명하기 위한 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

(제1 실시 형태)

우선, 도 1 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리튬 이온 전지 접속체(100)의 구조에 대해 설명한다.

본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리튬 이온 전지 접속체(100)는, 전기 자동차(EV, electric vehicle)나, 하이브리드 자동차(HEV, hybrid electric vehicle), 주택 축전 시스템 등에 사용되는 대형의 전지 시스템이다. 이 리튬 이온 전지 접속체(100)는, 도 1에 도시한 바와 같이, 복수의 리튬 이온 전지(1)가 복수의 부스 바(2)에 의해 전기적으로 접속됨으로써 구성되어 있다. 또한, 부스 바(2)는, 본 발명의 「전지 단자용 접속판」의 일례이다.

구체적으로는, 리튬 이온 전지 접속체(100)에서는, 리튬 이온 전지(1)가 소정의 방향(X 방향)을 따라 3개씩 배치되어 있다. 이 리튬 이온 전지(1)는, Al으로 이루어지는 정극측 단자(1a)와, Cu로 이루어지는 부극측 단자(1b)를 포함하고 있다. 이 정극측 단자(1a) 및 부극측 단자(1b)는, 모두 약 4.8㎜의 직경 L1을 갖고 Z 방향으로 연장되는 원기둥 부분을 갖고 있다. 또한, 정극측 단자(1a)는 본 발명의 「제1 전지 단자」의 일례이고, 부극측 단자(1b)는 본 발명의 「제2 전지 단자」의 일례이다. 또한, Al은 본 발명의 「제1 금속」의 일례이고, Cu는 본 발명의 「제2 금속」의 일례이다.

또한, 3개의 리튬 이온 전지(1)에 있어서의 각각의 정극측 단자(1a)와, 일측에서 인접하는 3개의 리튬 이온 전지(1)에 있어서의 각각의 부극측 단자(1b)가, 1개의 부스 바(2)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 또한, 3개의 리튬 이온 전지(1)에 있어서의 각각의 부극측 단자(1b)와, 타측에서 인접하는 3개의 리튬 이온 전지(1)에 있어서의 각각의 정극측 단자(1a)가, 1개의 부스 바(2)에 의해 전기적으로 접속되어 있다. 이에 의해, 리튬 이온 전지 접속체(100)에서는, 3개의 리튬 이온 전지(1)가 병렬로 접속되어 있는 동시에, 병렬로 접속된 3개의 리튬 이온 전지(1)를 1단위로 하여 각각 직렬로 접속되어 있다.

부스 바(2)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 정극측 단자(1a)와 동일한 금속인 Al으로 이루어지는 기재(3)와, 접속부(4)를 구비한 판 형상의 부재이다. 또한, 부스 바(2)[기재(3)]는, X 방향과 직교하는 방향(Y 방향)으로 약 50㎜의 폭 W를 갖는 동시에, 두께 방향(Z 방향)으로 약 2㎜의 두께 t1을 갖고 있다. 또한, 접속부(4)는, 본 발명의 「전지 단자 접속부」의 일례이다.

또한, 기재(3)에는, 리튬 이온 전지(1)의 정극측 단자(1a)가 각각 배치되는 3개의 구멍부(30)와, 리튬 이온 전지(1)의 부극측 단자(1b) 및 접속부(4)가 각각 배치되는 3개의 구멍부(31)가 형성되어 있다. 이 3개의 구멍부(30)와 3개의 구멍부(31)는, 각각, X 방향으로 대략 등간격으로 배열되도록 배치되어 있다. 또한, 도 3에 도시한 바와 같이, 구멍부(30)는, 기재(3)를 두께 방향(Z 방향)으로 관통하도록 구성되어 있는 동시에, 약 5㎜의 직경 L2를 갖고 있다. 또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 구멍부(31)는, 기재(3)를 두께 방향으로 관통하도록 구성되어 있는 동시에, 약 7㎜의 직경 L3을 갖고 있다. 또한, 구멍부(30) 및 구멍부(31)는, 각각, 본 발명의 「제1 구멍부」 및 「제2 구멍부」의 일례이다.

여기서, 제1 실시 형태에서는, 기재(3)의 구멍부(30)에는 접속부(4)가 끼워 넣어져 있지 않은 한편, 기재(3)의 구멍부(31)에는 접속부(4)가 끼워 넣어져 있다. 접속부(4)는, 기재(3)에 있어서의 구멍부(31)의 내주면(31a)을 따르도록 끼워 넣어지는 원통부(4a)와, 기재(3)의 상면(3a) 상(Z1측)에서, 구멍부(31)의 Z1측의 개구 단부(31b)의 주변 영역을 원주상으로 둘러싸도록 원환상으로 형성된 플랜지부(4b)를 갖고 있다. 또한, 원통부(4a)와 플랜지부(4b)는, 개구 단부(31b)에 대응하는 위치에서 서로 접속되어 있다.

또한, 도 5에 도시한 바와 같이, 플랜지부(4b)는, 구멍부(31)의 중심과 대략 동일한 중심을 갖는다. 또한, 플랜지부(4b)의 외경 L4는, 약 9㎜로 되도록 구성되어 있다. 즉, 플랜지부(4b)는, 구멍부(31)의 Z1측의 개구 단부(31b)로부터 이격되는 방향(반경 방향)으로 약 1㎜의 길이 L5(도 4 참조)분만큼 연장되도록 형성되어 있다.

여기서, 제1 실시 형태에서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 접속부(4)는, 부극측 단자(1b)와 동일한 금속(Cu)으로 이루어지는 Cu층(40)과, Ni층(41)이 접합된 2층 구조의 클래드재로 이루어진다. 또한, 접속부(4)의 Ni층(41)은, 구멍부(31)의 내주면(31a) 및 기재(3)의 상면(3a)과 접합하고 있다. 또한, Cu층(40) 및 Ni층(41)은, 각각, 본 발명의 「제1 층」 및 「제2 층」의 일례이다. 또한, Ni은, 본 발명의 「제3 금속」의 일례이다.

또한, 구멍부(31)의 내부에 배치된 접속부(4)의 원통부(4a)에 있어서, Cu층(40)은, 약 1000㎛의 두께 t2를 갖는 동시에, Ni층(41)은, 약 20㎛의 두께 t3을 갖고 있다. 즉, Cu층(40)의 두께 t2(약 1000㎛)는, Ni층(41)의 두께 t3(약 20㎛)보다도 크다. 또한, 기재(3)의 상면(3a)에 배치된 접속부(4)의 플랜지부(4b)에 있어서, Cu층(40)은, 원통부(4a)에 있어서의 Cu층(40)의 두께 t2보다도 큰 두께를 갖는 동시에, Ni층(41)은, 원통부(4a)에 있어서의 Ni층(41)의 두께 t3보다도 큰 두께를 갖고 있다. 즉, 플랜지부(4b)에 있어서의 접속부(4)의 두께 t4는, 원통부(4a)에 있어서의 접속부(4)의 두께 t5(＝t2＋t3)보다도 크다. 또한, 접속부(4)의 원통부(4a)에 있어서의 Cu층(40)의 두께 t2와, Ni층(41)의 두께 t3의 비율(약 50:1)은, 플랜지부(4b)에 있어서의 Cu층(40)의 두께와, Ni층(41)의 두께의 비율과 대략 동일해지도록 구성되어 있다.

또한, 구멍부(31)의 내부에는, 접속부(4)의 Cu층(40)의 내주면(40a)에 의해 접속용 구멍부(42)가 형성되어 있다. 접속용 구멍부(42)는, 리튬 이온 전지(1)의 부극측 단자(1b)(도 1 참조)가 삽입되도록 구성되어 있다. 또한, 접속용 구멍부(42)는, 기재(3)를 두께 방향(Z 방향)으로 관통하는 동시에, 약 5㎜의 직경 L6을 갖고 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 도 6에 도시한 바와 같이, 접속부(4)의 Ni층(41)과 구멍부(31)의 내주면(31a)의 계면과, 접속부(4)의 Ni층(41)과 기재(3)의 상면(3a)의 계면에 금속간 화합물층(5)이 형성되어 있다. 금속간 화합물층(5)은, Ni층(41)의 Ni과, 기재(3)의 Al이 반응함으로써 형성된 Al-Ni 합금을 포함하고 있다. 또한, 금속간 화합물층(5)은, 약 1㎛ 이상 약 5㎛ 이하의 두께 t6을 갖고 있다.

또한, 금속간 화합물층(5)의 Al-Ni 합금은, 접속부(4)와 기재(3) 사이의 전기 전도성을 향상시키는 것이 가능하다. 또한, Al-Ni 합금은, 기재(3)의 Al과 접속부(4)의 Cu층(40)의 Cu가 반응함으로써 형성되는 Al-Cu 합금보다도, 기재(3)와 접속부(4)의 접합 강도를 향상시키는 것이 가능하다. 또한, 금속간 화합물층(5)의 두께 t6은 매우 작으므로, 도 6 및 도 15 이외의 도면에 있어서, 금속간 화합물층(5)의 도시를 생략하고 있다.

또한, 도 7에 도시한 바와 같이, 구멍부(30)에 하면(3b)측(Z2측)으로부터 삽입된 정극측 단자(1a)와, 기재(3)의 구멍부(30)의 내주면(30a)은, 레이저 용접에 의해 형성된 Al으로 이루어지는 용접부(6)를 통해 서로 접합되어 있다. 즉, 정극측 단자(1a)의 직경 L1(약 4.8㎜)과 구멍부(30)의 직경 L2(약 5㎜) 사이에, 약 0.1㎜의 두께를 갖는 용접부(6)가 형성되어 있다. 또한, 용접부(6)는, 구멍부(30)에 있어서의 Z 방향의 중앙 근방까지 형성되어 있다.

또한, 도 8에 도시한 바와 같이, 접속용 구멍부(42)에 하면(3b)측(Z2측)으로부터 삽입된 부극측 단자(1b)와, 접속부(4)의 Cu층(40)의 내주면(40a)은, 레이저 용접에 의해 형성된 Cu로 이루어지는 용접부(7)를 통해 서로 접합되어 있다. 즉, 부극측 단자(1b)의 직경 L1(약 4.8㎜)과 접속용 구멍부(42)의 직경 L6(약 5㎜) 사이에, 약 0.1㎜의 두께를 갖는 용접부(7)가 형성되어 있다. 또한, 용접부(7)는, 접속용 구멍부(42)에 있어서의 Z 방향의 중앙 근방까지 형성되어 있다.

다음에, 도 1, 도 2 및 도 6 내지 도 11을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리튬 이온 전지 접속체(100)의 제조 프로세스에 대해 설명한다.

우선, 소정의 두께를 갖는 Cu판(도시하지 않음)과, Cu판의 두께의 약 1／50의 두께를 갖는 Ni판(도시하지 않음)을 준비한다. 그리고 Cu판의 하면(Z2측의 면)에 Ni판을 배치한 상태에서, Cu판과 Ni판을 소정의 압력을 가한 상태에서 접합한다. 이에 의해, 도 9에 도시한 바와 같이, Cu로 이루어지는 Cu층(140)과, Ni로 이루어지는 Ni층(141)이 접합된 판 형상의 클래드재(104)가 형성된다. 이때, Cu층(140)의 두께와 Ni층(141)의 두께의 비율은, 약 50:1로 되도록 형성된다. 그 후, 도 10에 도시한 바와 같이, 형성된 판 형상의 클래드재(104)를 약 9㎜의 직경 L4를 갖는 원판 형상으로 성형한다. 또한, 클래드재(104)는 본 발명의 「판 형상 부재」의 일례이다.

또한, 도 9에 도시한 바와 같이, Al으로 이루어지는 기재(3)를 준비한다. 또한, 기재(3)는, 약 50㎜의 폭 W(도 2 참조)를 갖는 동시에, 약 2㎜의 두께 t1을 갖고 있다. 그리고 기재(3)의 소정의 위치에, 약 5㎜의 직경 L2를 갖는 3개의 구멍부(30)(도 2 및 도 3 참조)와, 약 6㎜의 직경 L7을 갖는 3개의 구멍부(131)를 형성한다. 또한, 구멍부(131)의 직경 L7(약 6㎜)은, 부스 바(2)(완성품)에 있어서의 기재(3)의 구멍부(31)의 직경 L3(약 7㎜)보다도 작아지도록 형성한다.

그리고 도 10에 도시한 바와 같이, 평면적으로 보아[상방(Z1측)에서 보아], 기재(3)에 있어서의 구멍부(131)의 중심과 원판 형상의 클래드재(104)의 중심이 대략 일치하도록, 상방(Z1측)으로부터 클래드재(104)를 기재(3)의 상면(3a) 상에 배치한다. 이에 의해, 클래드재(104)는, 기재(3)의 구멍부(131)의 개구 단부(131b)의 전체와 기재(3)의 상면(3a) 중, 구멍부(131)의 개구 단부(131b)로부터 이격되는 방향(반경 방향)으로 길이 L5(약 1㎜)분만큼 덮도록 배치된다.

그 후, 클래드재(104)의 상면(Z1측의 면) 중, 기재(3)의 상면(3a)에 배치되어 있는 부분을 상방(Z1측)으로부터 압박 부재(200)로 압박한다. 또한, 압박 부재(200)에는, 프레스 가공 시에 약 5㎜의 직경 L6을 갖는 원기둥 형상의 프레스기(201)가 삽입되는 구멍부(200a)가 형성되어 있다. 그리고 프레스기(201)를 사용하여, 클래드재(104)를 프레스 가공한다. 이때, 평면적으로 보아, 원판 형상의 클래드재(104)의 중심[기재(3)에 있어서의 구멍부(31)의 중심]과 프레스기(201)의 중심이 대략 일치한 상태에서, 프레스 가공한다. 이에 의해, 도 11에 도시한 바와 같이, 원판 형상의 클래드재(104)가, 프레스기(201)에 의해 관통되면서 기재(3)의 구멍부(131)의 내주면(131a)을 따라 연장되도록 변형된다. 이와 같이 하여, 구멍부(31)의 내주면(31a)을 따르도록 끼워 넣어지는 원통부(4a)와, 기재(3)의 상면(3a) 상에서, 구멍부(31)의 Z1측의 개구 단부(31b)의 주변 영역을 원주상으로 둘러싸도록 원환상으로 형성된 플랜지부(4b)로 구성되는 접속부(4)가 형성된다. 이때, 접속부(4)에는, 원기둥 형상의 프레스기(201)의 직경 L6(약 5㎜)과 대략 동일한 직경을 갖는 접속용 구멍부(42)가 형성된다.

또한, 프레스 가공에 의해, 기재(3)의 구멍부(131)[직경 L7:약 6㎜(도 9 및 도 10 참조)]의 내경이 확장됨으로써, 직경 L3(약 7㎜)을 갖는 구멍부(31)가 형성된다. 또한, 접속부(4)의 원통부(4a)에 있어서는, 프레스 가공에 의해 클래드재(104)의 두께가 작아짐으로써, Cu층(40)의 두께 t2가 약 1000㎛로 되는 동시에, Ni층(41)의 두께 t3이 약 20㎛로 된다. 이때, Cu층(40)의 두께와, Ni층(41)의 두께의 비율(약 50:1)은 유지된다.

그리고 3개의 구멍부(31)의 전부에 접속부(4)를 끼워 넣은 후, 약 200℃ 이상 약 580℃ 이하의 온도 조건하, 또한 무산화 분위기, 환원 분위기, 또는 수소 분위기 중 어느 하나의 분위기 중에서, 접속부(4)를 접합시킨 기재(3)에 대해 확산 어닐링을 행한다. 이에 의해, 접속부(4)의 Ni층(41)과 기재(3)에 있어서의 구멍부(31)의 내주면(31a)의 계면과, 접속부(4)의 Ni층(41)과 기재(3)의 상면(3a)의 계면에, 기재(3)의 Al과 접속부(4)의 Ni층(41)의 Ni이 확산하여 반응한다. 이 결과, Ni층(41)과 구멍부(31)의 내주면(31a)의 계면과, Ni층(41)과 상면(3a)의 계면에, Al-Ni 합금을 주로 포함하는 금속간 화합물층(5)(도 6 참조)이 형성된다. 이에 의해, 도 2에 도시하는 부스 바(2)가 제조된다.

그리고 부스 바(2)의 3개의 구멍부(30)의 각각에, 리튬 이온 전지(1)의 정극측 단자(1a)를 삽입한다. 그리고 레이저 용접기(도시하지 않음)로부터 발해지는 약 1064㎚의 파장의 레이저 광을 사용하여 레이저 용접한다. 이에 의해, 도 7에 도시한 바와 같이, Al으로 이루어지는 용접부(6)가 형성되는 동시에, 정극측 단자(1a)와 기재(3)의 구멍부(30)의 내주면(30a)이 서로 접합된다. 또한, 접속부(4)의 Cu층(40)의 내주면(40a)에 의해 주위가 둘러싸인 3개의 접속용 구멍부(42)의 각각에, 리튬 이온 전지(1)의 부극측 단자(1b)를 삽입한다. 그리고 약 1064㎚의 파장의 레이저 광을 사용하여 레이저 용접한다. 이에 의해, 도 8에 도시한 바와 같이, Cu로 이루어지는 용접부(7)가 형성되는 동시에, 부극측 단자(1b)와 접속부(4)의 Cu층(40)의 내주면(40a)이 서로 접합된다. 이 결과, 3개의 리튬 이온 전지(1)의 정극측 단자(1a)와, 3개의 리튬 이온 전지(1)의 부극측 단자(1b)가 전기적으로 접속된다.

또한, 복수의 부스 바(2)를 사용하여, 3개의 리튬 이온 전지(1)를 1단위로 하여 각각을 직렬로 접속한다. 이와 같이 하여, 도 1에 도시하는 리튬 이온 전지 접속체(100)가 제조된다.

제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 기재(3)의 상면(3a) 상에서, 구멍부(31)의 Z1측의 개구 단부(31b)의 주변 영역을 원주상으로 둘러싸는 원환상의 플랜지부(4b)를 형성함으로써, 플랜지부(4b)를 기재(3)의 상면(3a)에 걸리게 할 수 있으므로, 기재(3)의 상면(3a)측(Z1측)으로부터 기재(3)의 하면(3b)측(Z2측)을 향하여, 접속부(4)가 기재(3)로부터 빠지는(탈락하는) 것을 억제할 수 있다. 또한, Al으로 이루어지는 판 형상의 기재(3)에 구멍부(30)와 구멍부(31)를 형성하는 동시에, 기재(3)의 구멍부(31)의 내주면(31a)에 Cu층(40)을 포함하는 접속부(4)를 끼워 넣음으로써, 정극측 단자(1a)와 기재(3)를, 동일한 Al끼리 접합할 수 있는 동시에, 부극측 단자(1b)와 접속부(4)의 Cu층(40)을, 동일한 Cu끼리 접합할 수 있다. 이에 의해, 정극측 단자(1a)와 기재(3)의 접합 위치 및 부극측 단자(1b)와 접속부(4)의 Cu층(40)의 접합 위치에 있어서의 전기 저항을, 모두 작게 할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 접속부(4)를, Cu로 이루어지는 Cu층(40)과, Ni층(41)이 접합된 2층 구조의 클래드재로 이루어지도록 구성함으로써, 기재(3)를 구성하는 Al과 Cu층(40)을 구성하는 Cu가 직접 접촉하였을 때에 Al과 Cu가 반응하도록 구성되어 있는 경우이어도, 기재(3)와 Cu층(40) 사이에 배치된 Ni층(41)에 의해 기재(3)와 Cu층(40)이 반응하는 것을 억제할 수 있다. 또한, Cu판과 Ni판을 소정의 압력을 가하여 접합함으로써, 용이하게, Cu층(40)과 Ni층(41)으로 구성된 접속부(4)를 형성할 수 있다. 또한, Cu층(40)의 표면 상에 Ni층(41)을 구성하는 Ni을 도금하는 경우와 달리, Ni층(41)의 두께 t3을 용이하게 크게 할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 확산 어닐링함으로써, 접속부(4)의 Ni층(41)과 기재(3)에 있어서의 구멍부(31)의 내주면(31a)의 계면과, Ni층(41)과 기재(3)의 상면(3a)에, Al-Ni 합금을 주로 포함하는 금속간 화합물층(5)을 형성함으로써, 확산 어닐링에 의해 형성된 금속간 화합물층(5)에 의해, 기재(3)의 구멍부(31)의 내주면(31a)과 접속부(4)의 접합 강도와, 기재(3)의 상면(3a)과 접속부(4)의 접합 강도를 모두 향상시킬 수 있다. 이에 의해, 접속부(4)가 기재(3)로부터 빠지는 것을 가일층 억제할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 기재(3)가 Al으로 이루어지고, 접속부(4)의 Cu층(40)이 Cu로 이루어지고, 접속부(4)의 Ni층(41)이 Ni로 이루어지도록 구성함으로써, Ni로 이루어지는 Ni층(41)에 의해, Al[기재(3)]과, Cu[접속부(4)의 Cu층(40)]가 직접 접촉하는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 기재(3)와 접속부(4)의 Cu층(40)의 경계 부분에 물방울 등이 침입함으로써 Al이 부식되는 것을, 기재(3)와 Cu층(40) 사이에 배치된 Ni로 이루어지는 Ni층(41)에 의해 억제할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 접속부(4)의 Ni층(41)이, 적어도 약 20㎛의 두께 t3을 갖도록 구성함으로써, 접속부(4)의 Cu층(40)과 기재(3)가 접촉하는 것을 Ni로 이루어지는 Ni층(41)에 의해 충분히 억제할 수 있는 동시에, 접속부(4)를 기재(3)의 구멍부(31)의 내주면(31a)에 끼워 넣을 때에, Ni층(41)의 두께 t3이 지나치게 작은 것에 기인하여 Ni층(41)이 파단되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 Cu층(40)의 두께 t2(약 1000㎛)를, Ni층(41)의 두께 t3(약 20㎛)보다도 크게 함으로써, Cu는 Ni보다도 전기 저항이 작은 성질을 가지므로, Cu층(40)의 두께 t2를 Ni층(41)의 두께 t3보다도 크게 구성하고 있어도, 접속부(4)에 있어서의 전기 저항이 Cu층(40)의 두께 t2에 기인하여 과도하게 증가하는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 플랜지부(4b)를, 구멍부(31)의 Z1측의 개구 단부(31b)의 주변 영역을 원주상으로 둘러싸도록 원환상으로 형성함으로써, 기재(3)의 상면(3a) 상에서 구멍부(31)를 둘러싸도록 플랜지부(4b)를 배치시킬 수 있으므로, 플랜지부(4b)를 기재(3)의 상면(3a) 상에 충분히 걸리게 할 수 있다. 이에 의해, 접속부(4)가 기재(3)로부터 빠지는 것을 보다 억제할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 플랜지부(4b)에 있어서의 접속부(4)의 두께 t4를, 원통부(4a)에 있어서의 접속부(4)의 두께 t5보다도 크게 함으로써, 플랜지부(4b)의 강도를 향상시킬 수 있으므로, 플랜지부(4b)가 두께 방향으로 변형되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 접속부(4)에 부극측 단자(1b)가 삽입되는 방향(Z 방향)을 따라 외력이 가해진 경우이어도, 플랜지부(4b)가 두께 방향으로 변형되는 것에 기인하여 플랜지부(4b)가 기재(3)의 상면(3a) 상에 안정적으로 걸리지 않게 되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 기재(3)의 구멍부(30)에는 접속부(4)가 끼워 넣어져 있지 않은 한편, 기재(3)의 구멍부(31)에는 접속부(4)가 끼워 넣어지도록 구성함으로써, 기재(3)의 구멍부(30)에서는 접속부(4)를 통하지 않고 정극측 단자(1a)가 삽입되므로, 구멍부(30)에 접속부(4)를 배치하지 않는 만큼, 부품 개수를 감소시킬 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 기재(3)에 있어서의 구멍부(131)의 중심과 원판 형상의 클래드재(104)의 중심이 대략 일치하도록, 상방(Z1측)으로부터 클래드재(104)를 기재(3)의 상면(3a) 상에 배치한 상태에서 프레스 가공함으로써, 부극측 단자(1b)가 삽입되는 접속용 구멍부(42)를 형성하면서, 접속부(4)를 기재(3)의 구멍부(31)의 내주면(31a)에 용이하게 끼워 넣을 수 있는 동시에, 구멍부(31)로부터 이격되는 방향(반경 방향)으로 원주상으로 배치되는 접속부(4)의 플랜지부(4b)를 용이하게 형성할 수 있다.

(제1 실시 형태의 변형예)

다음에, 도 11 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예에 대해 설명한다. 이 제1 실시 형태의 변형예에서는, 접속부(4)의 제조 프로세스에 있어서, 상기 제1 실시 형태의 원판 형상의 클래드재(104) 대신에, 평면적으로 보아 원환상의 형상을 갖는 클래드재(304)를 사용하는 경우에 대해 설명한다. 또한, 클래드재(304)는, 본 발명의 「판 형상 부재」의 일례이다.

본 발명의 제1 실시 형태의 변형예에 의한 리튬 이온 전지 접속체(100)의 제조 프로세스에서는, 제1 실시 형태의 제조 프로세스와 마찬가지로, 도 12에 도시한 바와 같이, Cu로 이루어지는 Cu층(140)과, Ni로 이루어지는 Ni층(141)이 접합된 판 형상의 클래드재(304)를 형성한다. 이 경우, 도 13에 도시한 바와 같이, 형성된 판 형상의 클래드재(304)를, 평면적으로 보아 원환상의 형상을 갖도록 성형한다. 구체적으로는, 클래드재(304)를, 약 9㎜의 외경 L4를 갖도록 성형하는 동시에, 클래드재(304)의 중앙부에 약 4㎜의 내경 L8을 갖는 관통 구멍(343)을 형성한다.

그리고 도 12에 도시한 바와 같이, 기재(3)에 있어서의 구멍부(131)의 중심과 원환상의 클래드재(304)의 중심이 대략 일치하도록, 상방(Z1측)으로부터 클래드재(304)를 기재(3)의 상면(3a) 상에 배치한다. 그 후, 클래드재(304)의 상면(Z1측의 면) 중, 기재(3)의 상면(3a)에 배치되어 있는 부분을 상방으로부터 압박 부재(200)로 압박한다. 그리고 약 5㎜의 직경 L6을 갖는 원기둥 형상의 프레스기(201)를 사용하여, 클래드재(104)를 프레스 가공한다. 이때, 평면적으로 보아, 원환상의 클래드재(304)의 중심[기재(3)에 있어서의 구멍부(131)의 중심]과 프레스기(201)의 중심이 대략 일치한 상태에서, 프레스 가공한다. 이에 의해, 도 11에 도시한 바와 같이, 클래드재(304)가, 프레스기(201)에 의해 관통 구멍(343)의 직경을 확장하면서 기재(3)의 구멍부(131)의 내주면(131a)을 따라 연장되도록 변형된다. 이와 같이 하여, 구멍부(31)의 내주면(31a)을 따르도록 접합되는 원통부(4a)와, 기재(3)의 상면(3a)의 일부를 덮도록 형성된 원환상의 플랜지부(4b)로 구성되는 접속부(4)가 형성된다. 또한, 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예의 그 외의 제조 프로세스에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

또한, 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예의 효과에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

(제2 실시 형태)

다음에, 도 6 및 도 14 내지 도 18을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 이 제2 실시 형태에 의한 부스 바(402)에서는, 상기 제1 실시 형태에 더하여, 기재(3)의 하면(3b)측에도 플랜지부(404c)가 형성되어 있는 경우에 대해 설명한다. 또한, 부스 바(402)는 본 발명의 「전지 단자용 접속판」의 일례이고, 플랜지부(404c)는 본 발명의 「제2 플랜지부」의 일례이다.

우선, 도 6 및 도 14 내지 도 16을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 부스 바(402)의 구조에 대해 설명한다.

본 발명의 제2 실시 형태에 의한 부스 바(402)에서는, 도 14에 도시한 바와 같이, 기재(3)의 구멍부(31)에 접속부(404)가 끼워 넣어져 있다. 접속부(404)는, 원통부(4a)와, 플랜지부(4b)와, 기재(3)의 하면(3b)(Z2측) 상에서, 구멍부(31)의 Z2측의 개구 단부(31c)의 주변 영역을 원주상으로 둘러싸도록 원환상으로 형성된 플랜지부(404c)를 갖고 있다. 또한, 원통부(4a)와 플랜지부(4b)가 개구 단부(31b)에 대응하는 위치에서 서로 접속되어 있는 동시에, 원통부(4a)와 플랜지부(404c)가 개구 단부(31c)에 대응하는 위치에서 서로 접속되어 있다. 또한, 접속부(404)는 본 발명의 「전지 단자 접속부」의 일례이고, 플랜지부(4b)는 본 발명의 「제1 플랜지부」의 일례이다.

여기서, 제2 실시 형태에서는, 접속부(404)는, 부극측 단자(1b)와 동일한 금속(Cu)으로 이루어지는 Cu층(40)과, Ni층(41)과, 접속용 구멍부(42)측[Cu층(40)의 Ni층(41)과는 반대측]에 형성된 Ni층(444)이 접합된 3층 구조의 클래드재로 이루어진다. 즉, Ni층(41)과 Ni층(444)은, 동일한 금속(Ni)으로 이루어지는 동시에, Cu층(40)을 끼워 넣도록, 접속부(404)의 한쪽 표면과 다른 쪽 표면에 각각 형성되어 있다. 이 Ni층(444) 및 Ni층(41)은, Cu층(40)에 비해 높은 내식성을 갖고 있다. 또한, Ni층(444)은, 리튬 이온 전지(1)의 부극측 단자(1b)와 접속부(404)가 레이저 용접될 때의 레이저 광(파장:약 1064㎚)을, Cu층(40)의 약 3배 흡수하도록 구성되어 있다. 또한, Ni층(444)은 본 발명의 「제3 층」의 일례이고, Ni은 본 발명의 「제4 금속」의 일례이다.

또한, 구멍부(31)의 내부에 배치된 접속부(404)의 원통부(4a)와, 기재(3)의 하면(3b)에 배치된 플랜지부(404c)에 있어서, Ni층(444)은, 약 10㎛의 두께 t7을 갖고 있다. 또한, 플랜지부(404c)에 있어서, Cu층(40)의 두께 및 Ni층(41)의 두께는, 각각, 원통부(4a)에 있어서의 Cu층(40)의 두께 t2(약 1000㎛) 및 Ni층(41)의 두께 t3(약 20㎛)과 대략 동일하다. 또한, 기재(3)의 상면(3a)에 배치된 플랜지부(4b)에 있어서, Ni층(444)은, 원통부(4a) 및 플랜지부(404c)에 있어서의 두께 t7(약 10㎛)보다도 큰 두께를 갖고 있다. 즉, 원통부(4a)의 두께 t8 및 플랜지부(404c)의 두께 t9는, 플랜지부(4b)의 두께 t10보다도 작다. 또한, 접속부(404)의 원통부(4a) 및 플랜지부(404c)에 있어서의 Cu층(40)의 두께 t2와, Ni층(41)의 두께 t3과, Ni층(444)의 두께 t7의 비율(약 100:2:1)은, 플랜지부(4b)에 있어서의 Cu층(40)의 두께와, Ni층(41)의 두께와, Ni층(444)의 두께의 비율과 대략 동일해지도록 구성되어 있다.

또한, 도 15에 도시한 바와 같이, 접속부(404)의 Ni층(41)과 구멍부(31)의 내주면(31a)의 계면과, 접속부(404)의 Ni층(41)과 기재(3)의 상면(3a)의 계면(도 6 참조)뿐만 아니라, 접속부(404)의 Ni층(41)과 기재(3)의 하면(3b)의 계면에도, Al-Ni 합금을 포함하는 금속간 화합물층(5)이 형성되어 있다.

또한, 도 16에 도시한 바와 같이, 접속용 구멍부(42)에 삽입된 부극측 단자(1b)와, 접속부(404)의 Cu층(40)은, 레이저 용접에 의해 형성된 Cu로 이루어지는 용접부(408)를 통해 서로 접합되어 있다. 즉, 부극측 단자(1b)의 직경 L1(약 4.8㎜)과 접속용 구멍부(42)의 직경 L6(약 5㎜) 사이에, 약 0.1㎜의 두께를 갖는 용접부(408)가 형성되어 있다.

여기서, 용접부(408)가 형성되어 있는 부분에 위치하는 Ni층(444)은, 용접 시에 용해되도록 구성되어 있다. 이에 의해, 접속부(404)의 Cu층(40)의 Cu와, 부극측 단자(1b)의 Cu가 직접 접촉한 상태에서 접합되도록 구성되어 있다. 또한, 용접부(408)에는, Ni층(444)의 Ni과, Cu층(40) 및 부극측 단자(1b)의 Cu가 반응함으로써 형성된, Cu-Ni 합금이 포함되어 있다. 또한, 제2 실시 형태의 그 외의 구성에 대해서는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

다음에, 도 6, 도 15, 도 17 및 도 18을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 부스 바(402)의 제조 프로세스에 대해 설명한다.

우선, 소정의 두께를 갖는 Cu판(도시하지 않음)과, Cu판의 두께의 약 1／50의 두께를 갖는 제1 Ni판(도시하지 않음)과, Cu판의 두께의 약 1／100의 두께를 갖는 제2 Ni판(도시하지 않음)을 준비한다. 그리고 Cu판의 하면(Z2측의 면)에 제1 Ni판을 배치하는 동시에, Cu판의 상면(Z1측의 면)에 제2 Ni판을 배치한 상태에서, Cu판과 한 쌍의 Ni판을 소정의 압력을 가한 상태에서 접합한다. 이에 의해, 제1 Ni판에 대응하는 Ni층(41)과, Cu판에 대응하는 Cu층(40)과, 제2 Ni판에 대응하는 Ni층(444)이 접합된 판 형상의 클래드재가 형성된다. 이때, Ni층(41)의 두께와, Cu층의 두께(40)와, Ni층(444)의 두께의 비율은, 약 2:100:1로 되도록 형성된다. 그 후, 형성된 판 형상의 클래드재를 약 9㎜의 직경을 갖는 원판 형상으로 성형한다.

그리고 평면적으로 보아, 기재(3)의 중심과 원판 형상의 클래드재의 중심이 대략 일치하도록, 상방(Z1측)으로부터 클래드재를 기재(3)의 상면(3a) 상에 배치한다. 그 후, 클래드재의 상면(Z1측의 면) 중, 기재(3)의 상면(3a)에 배치되어 있는 부분을 상방으로부터 압박 부재(200)로 압박한다. 그리고 약 5㎜의 직경 L6을 갖는 원기둥 형상의 프레스기(201)를 사용하여, 클래드재를 프레스 가공한다. 이에 의해, 원판 형상의 클래드재가, 프레스기(201)에 의해 관통되면서 기재(3)의 구멍부의 내주면을 따라 연장되도록 변형된다. 이와 같이 하여, 도 17에 도시한 바와 같이, 구멍부(31)의 내주면(31a)을 따르도록 접합되는 원통부(4a)와, 기재(3)의 상면(3a) 상에서, 구멍부(31)의 Z1측의 개구 단부(31b)의 주변 영역을 원주상으로 둘러싸도록 원환상으로 형성된 플랜지부(4b)와, 구멍부(31)로부터 하방(Z2측)으로 돌출시킨 돌출 부분(404d)으로 구성되는 접속부(404)가 형성된다.

그리고 도 18에 도시한 바와 같이, 돌출 부분(404d)을 하방으로부터 압박 부재(202)를 사용하여 압박함으로써, 접속부(404)가 구멍부(31)의 Z2측의 개구 단부(31c)에 있어서 구부러지는 동시에, 기재(3)의 하면(3b)을 따르도록 배치된다. 이에 의해, 도 14에 도시한 바와 같이, 기재(3)의 하면(3b) 상에서, 구멍부(31)의 Z2측의 개구 단부(31c)의 주변 영역을 원주상으로 둘러싸는 원환상의 플랜지부(404c)가 형성된다.

그리고 3개의 구멍부(31)의 전부에 접속부(404)를 끼워 넣은 후, 확산 어닐링을 행한다. 이에 의해, 접속부(404)의 Ni층(41)과 구멍부(31)의 내주면(31a)의 계면(도 6 및 도 15 참조)과, 접속부(404)의 Ni층(41)과 기재(3)의 상면(3a)의 계면(도 6 참조)과, 접속부(404)의 Ni층(41)과 기재(3)의 하면(3b)의 계면(도 15 참조)에, Al-Ni 합금을 주로 포함하는 금속간 화합물층(5)이 형성된다. 이에 의해, 도 14에 도시하는 부스 바(402)가 제조된다.

그리고 부스 바(402)에 있어서의, 접속부(404)의 Ni층(444)에 의해 주위가 둘러싸인 3개의 접속용 구멍부(42)의 각각에, 리튬 이온 전지(1)의 부극측 단자(1b)(도 16 참조)를 삽입한다. 그리고 약 1064㎚의 파장의 레이저 광을 사용하여 레이저 용접한다. 이에 의해, 도 16에 도시한 바와 같이, 주로 Cu로 이루어지는 동시에 Cu-Ni 합금이 포함되는 용접부(408)가 형성되는 동시에, 부극측 단자(1b)와 접속부(404)의 Cu층(40)의 내주면(40a)이 서로 접합된다. 이때, Ni은 레이저 광을 Cu의 약 3배 흡수하므로, 보다 용이하게, 부극측 단자(1b)와 접속부(404)의 Cu층(40)의 내주면(40a)을 용접하는 것이 가능하다. 또한, 본 발명의 제2 실시 형태의 그 외의 제조 프로세스에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

제2 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 기재(3)의 상면(3a) 상에서, 구멍부(31)의 Z1측의 개구 단부(31b)의 주변 영역을 원주상으로 둘러싸는 원환상의 플랜지부(4b)를 형성하는 동시에, 기재(3)의 하면(3b) 상에서, 구멍부(31)의 Z2측의 개구 단부(31c)의 주변 영역을 원주상으로 둘러싸는 원환상의 플랜지부(404c)를 형성함으로써, 플랜지부(4b) 및 플랜지부(404c)를, 각각, 기재(3)의 상면(3a) 및 하면(3b)에 걸리게 할 수 있으므로, 접속부(404)가 기재(3)로부터 빠지는 것을 보다 억제할 수 있다. 또한, 기재(3)의 상면(3a) 및 하면(3b)의 양면에 플랜지부(4b) 및 플랜지부(404c)를 형성함으로써, 기재(3)의 상면(3a) 또는 하면(3b) 중 어느 한쪽에만 플랜지부가 형성되어 있는 경우와 달리, 기재(3)의 상면(3a) 및 하면(3b)의 구별없이, 부스 바(402)를 사용할 수 있다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 Al으로 이루어지는 판 형상의 기재(3)에 구멍부(30)와 구멍부(31)를 형성하는 동시에, 기재(3)의 구멍부(31)의 내주면(31a)에 Cu층(40)을 포함하는 접속부(404)를 끼워 넣음으로써, 정극측 단자(1a)와 기재(3)의 접합 위치 및 부극측 단자(1b)와 접속부(404)의 Cu층(40)의 접합 위치에 있어서의 전기 저항을, 모두 작게 할 수 있다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 접속부(404)가, 부극측 단자(1b)와 동일한 금속인 Cu로 이루어지는 Cu층(40)과, Ni로 이루어지는 Ni층(41)과, 접속용 구멍부(42)측[Cu층(40)의 Ni층(41)과는 반대측]에 형성되고, Ni로 이루어지는 Ni층(444)이 접합된, 3층 구조의 클래드재로 이루어지도록 구성함으로써, 기재(3)를 구성하는 Al과 Cu층(40)을 구성하는 Cu가 직접 접촉하였을 때에 Al과 Cu가 반응하도록 구성되어 있는 경우이어도, 기재(3)와 Cu층(40) 사이에 배치된 Ni층(41)에 의해 기재(3)와 Cu층(40)이 반응하는 것을 억제할 수 있다. 또한, Cu에 비해 높은 내식성을 갖는 Ni로 이루어지는 Ni층(444)에 의해, Cu로 이루어지는 Cu층(40)이 부식되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 플랜지부(404c)의 두께 t9를, 플랜지부(4b)의 두께 t10보다도 작게 함으로써, 기재(3)의 상면(3a)측(Z1측)으로부터 기재(3)의 하면(3b)측(Z2측)을 향하여 접속용 구멍부(42)에 부극측 단자(1b)가 삽입되었다고 해도, 플랜지부(404c)의 두께 t9가 작은(얇은) 만큼, 기재(3)의 하면(3b)과 부극측 단자(1b)의 삽입 방향(Z 방향)을 따른 거리를 근접시킬 수 있다. 이에 의해, 부극측 단자(1b)를 기재(3)의 구멍부(31)에 접속부(404)를 통해 확실하게 배치할 수 있다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 Ni층(444)이, 리튬 이온 전지(1)의 부극측 단자(1b)와 접속부(404)가 레이저 용접될 때의 레이저 광(파장:약 1064㎚)을, Cu층(40)의 약 3배 흡수하는 Ni로 이루어지도록 구성함으로써, 접속용 구멍부(42)측에 배치된 Ni층(444)이 레이저 광을 많이 흡수하여 용이하게 발열할 수 있으므로, Ni층(444)을 형성하고 있지 않은 경우에 비해, 보다 용이하게, 접속용 구멍부(42) 내에 있어서 부극측 단자(1b)와 접속부(404)를 레이저 용접할 수 있다.

또한, 제2 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 Ni층(41)과 Ni층(444)이, 동일한 금속(Ni)으로 이루어짐으로써, Ni층(41)이 본래의 Ni층(444)측인 접속용 구멍부(42)측에, Ni층(444)이 본래의 Ni층(41)측인 구멍부(31)의 내주면(31a)측에 각각 위치하도록 판 형상의 클래드재(104)가 구멍부(31)에 잘못 끼워 넣어진 경우이어도, 잘못 배치된 Ni층(41)에 의해, 본래의 Ni층(444)의 효과인 Cu층(40)이 부식되는 것을 억제한다고 하는 효과를 발휘시킬 수 있다. 또한, 마찬가지로 본래의 Ni층(41)측에 잘못 배치된 Ni층(444)에 의해, 본래의 Ni층(41)의 효과인 Al으로 이루어지는 기재(3)와 Cu층(40)이 반응하는 것을 억제한다고 하는 효과를 발휘시킬 수 있다. 또한, 제2 실시 형태의 그 외의 효과는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

또한, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명이 아닌 특허청구의 범위에 의해 나타나고, 특허청구의 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 더 포함된다.

예를 들어, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, Al으로 이루어지는 기재(3)의 구멍부(31)에, Cu 및 Ni로 이루어지는 접속부[4(404)]를 끼워 넣음으로써, 부스 바(2)를 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 본 발명에서는, Cu로 이루어지는 기재의 구멍부에, Al 및 Ni로 이루어지는 접속 부재를 끼워 넣음으로써, 부스 바를 형성해도 된다.

또한, 상기 제1 실시 형태에서는, 접속부(4)가 Cu층(40)과 Ni층(41)이 접합된 2층 구조의 클래드재로 이루어지는 예를 나타내는 동시에, 상기 제2 실시 형태에서는, 접속부(404)가 Cu층(40)과 Ni층(41)과 Ni층(444)이 접합된 3층 구조의 클래드재로 이루어지는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들어, Cu판의 상면 및 하면 중 적어도 한쪽에 Ni 도금을 함으로써, 접속부가 Cu층과 Ni 도금층으로 구성되어 있어도 된다.

또한, 상기 제2 실시 형태에서는, 접속부(404)에, Cu로 이루어지는 Cu층(40)(제1 층)에 비해, 높은 내식성을 갖는 Ni로 이루어지는 Ni층(444)(제3 층)을 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 제1 층의 접속용 구멍부측에 배치된 제3 층을, Cu보다도 높은 내식성을 갖는 다른 금속으로 이루어지도록 구성해도 된다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 부스 바[2(402)][기재(3(403))]의 폭 W를 약 50㎜로 하는 동시에, 두께 t1을 약 2㎜로 한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 전지 단자용 접속판의 폭 및 두께는 특별히 한정되지 않는다. 또한, 일반적으로 리튬 이온 전지 접속체에 있어서는 전지 단자용 접속판에 큰 전류가 흐르므로, 전지 단자용 접속판의 전기 저항은 작게 할 필요가 있다. 이로 인해, 전지 단자용 접속판의 폭 및 두께는 큰 편이 바람직하다. 구체적으로는, 전지 단자용 접속판의 폭은 약 50㎜ 이상 약 200㎜ 이하인 것이 바람직하고, 전지 단자용 접속판의 두께는 약 2㎜ 이상 약 4㎜ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 접속부[4(404)]의 Cu층(40)의 두께 t2를, 약 1000㎛로 하는 동시에, Ni층(41)의 두께 t3을, 약 20㎛로 한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 접속부[4(404)]의 Cu층(40)의 두께 t2는, 약 500㎛ 이상이면 된다. 이에 의해, Cu층(40)의 두께 t2를 충분히 크게 하는 것이 가능하므로, 부극측 단자(1b)와 접속부[4(404)]를 확실하게 용접하는 것이 가능하다. 또한, Ni층(41)의 두께 t3은, 약 5㎛ 이상이면 된다.

또한, 상기 제2 실시 형태에서는, 접속부(404)의 Ni층(444)의 두께 t7을, 약 10㎛로 한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 접속부(404)의 Ni층(444)의 두께 t7은, 약 5㎛ 이상이면 된다. 이에 의해, 접속부(404)를 기재(3)의 구멍부(31)의 내주면(31a)에 끼워 넣을 때에, Ni층(444)의 두께 t7이 지나치게 작은 것에 기인하여 Ni층(444)이 파단되는 것을 억제하는 것이 가능하다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 기재(3)에, 정극측 단자(1a)가 삽입되는 구멍부(30)와, 부극측 단자(1b)가 삽입되는 구멍부(31)를 모두 3개씩 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 기재(3)에, 정극측 단자(1a)가 삽입되는 구멍부(30)와, 부극측 단자(1b)가 삽입되는 구멍부(31)를, 모두 2개 이하 형성해도 되고, 4개 이상 형성해도 된다.

또한, 상기 제1 실시 형태의 변형예에서는, 중앙부에 약 4㎜의 내경 L8을 갖는 관통 구멍(343)이 형성된 원환상의 클래드재(304)를 기재(3)에 프레스 가공한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 클래드재(304)의 관통 구멍(343)의 내경 L8은, 프레스기(201)의 직경 L6(약 5㎜)보다도 작으면 된다. 또한, 프레스 가공에 의해 확실하게 접속부(4)를 형성하기 위해서는, 관통 구멍(343)의 내경 L8은, 약 4㎜ 이하인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1 및 제2 실시 형태에서는, 확산 어닐링함으로써, 기재(3)와 접속부[4(404)]의 계면에 금속간 화합물층(5)을 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것으로 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 기재(3)와 접속부의 계면에 금속간 화합물층을 형성하지 않아도 된다. 이에 의해, 제조 프로세스를 간략화하는 것이 가능하다.

Claims

제1 금속으로 이루어지는 제1 전지 단자(1a)가 삽입되는 제1 구멍부(30)와, 상기 제1 금속과는 다른 제2 금속으로 이루어지는 제2 전지 단자(1b)가 삽입되는 제2 구멍부(31)를 포함하고, 상기 제1 금속과 동일한 금속으로 이루어지는 판 형상의 기재(3)와,
상기 기재의 제2 구멍부의 내주면(31a)에 끼워 넣어지는 동시에, 상기 제2 전지 단자가 삽입되는 접속용 구멍부(42)와 상기 기재의 상면(3a) 상 및 하면(3b) 상 중 적어도 어느 한쪽에 배치되는 플랜지부(4b, 404c)를 포함하는 전지 단자 접속부(4, 404)를 구비하고,
상기 전지 단자 접속부는, 상기 제2 금속과 동일한 금속으로 이루어지고, 상기 기재와는 반대측에 배치되는 제1 층(40)과, 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속과는 다른 제3 금속으로 이루어지고, 상기 기재와 상기 제1 층 사이에 배치되는 제2 층(41)으로 적어도 구성되어 있는, 전지 단자용 접속판(2, 402).
제1항에 있어서, 상기 기재와 상기 전지 단자 접속부의 제2 층의 계면에는, 상기 기재를 구성하는 상기 제1 금속과, 상기 제2 층을 구성하는 상기 제3 금속으로 이루어지는 합금을 포함하는 금속간 화합물층(5)이 형성되어 있는, 전지 단자용 접속판.
제2항에 있어서, 상기 금속간 화합물층은, 상기 기재의 제2 구멍부의 내주면과 상기 전지 단자 접속부의 제2 층의 계면과, 상기 기재의 상면 또는 하면 중 적어도 어느 한쪽과 상기 플랜지부에 있어서의 상기 전지 단자 접속부의 제2 층의 계면에 형성되어 있는, 전지 단자용 접속판.
제1항에 있어서, 상기 전지 단자 접속부는, 상기 제1 층과 상기 제2 층으로 적어도 구성된 클래드재에 의해 구성되어 있는, 전지 단자용 접속판.
제1항에 있어서, 상기 제1 금속은 Al 또는 Cu 중 어느 한쪽이고, 상기 제2 금속은 Al 또는 Cu 중 어느 다른 쪽이고, 상기 제3 금속은 Ni인, 전지 단자용 접속판.
제5항에 있어서, 상기 전지 단자 접속부의 제2 층은 5㎛ 이상의 두께를 갖는, 전지 단자용 접속판.
제5항에 있어서, 상기 제1 금속은 Al이고, 상기 제2 금속은 Cu이고,
상기 전지 단자 접속부에 있어서, Cu로 이루어지는 상기 제1 층의 두께는, Ni로 이루어지는 상기 제2 층의 두께보다도 큰, 전지 단자용 접속판.
제1항에 있어서, 상기 플랜지부는, 상기 제2 구멍부를 원주상으로 둘러싸도록 환 형상으로 형성되어 있는, 전지 단자용 접속판.
제1항에 있어서, 상기 전지 단자 접속부에 있어서, 상기 플랜지부의 두께는, 상기 기재의 제2 구멍부의 내주면에 끼워 넣어지는 부분의 두께 이상인, 전지 단자용 접속판.
제1항에 있어서, 상기 기재의 상기 하면측으로부터 상기 상면측을 향하여, 상기 접속용 구멍부에 상기 제2 전지 단자가 삽입되도록 구성되어 있고,
상기 플랜지부는, 적어도 상기 기재의 상면 상에 배치되어 있는, 전지 단자용 접속판.
제1항에 있어서, 상기 플랜지부는, 상기 기재의 상면 상에 배치된 제1 플랜지부(4b)와, 상기 기재의 하면 상에 배치된 제2 플랜지부(404c)를 갖는, 전지 단자용 접속판.
제11항에 있어서, 상기 기재의 상기 하면측으로부터 상기 상면측을 향하여, 상기 접속용 구멍부에 상기 제2 전지 단자가 삽입되도록 구성되어 있고,
상기 전지 단자 접속부에 있어서, 상기 제2 플랜지부의 두께는, 상기 제1 플랜지부의 두께보다도 작은, 전지 단자용 접속판.
제1항에 있어서, 상기 전지 단자 접속부는, 상기 제1 층과, 상기 제2 층과, 상기 제1 층의 상기 접속용 구멍부측에 배치되고, 상기 제1 층을 구성하는 상기 제2 금속에 비해 높은 내식성을 갖는 제4 금속으로 이루어지는 제3 층(444)으로 구성되어 있는, 전지 단자용 접속판.
제13항에 있어서, 상기 전지 단자 접속부의 제3 층을 구성하는 상기 제4 금속은, 상기 제2 전지 단자를 구성하는 상기 제2 금속보다도, 레이저 용접에 사용되는 레이저 광을 흡수하는 금속 재료에 의해 구성되어 있는, 전지 단자용 접속판.
제13항에 있어서, 상기 제3 금속과 상기 제4 금속은 동일한 금속으로 이루어지는, 전지 단자용 접속판.
제1항에 있어서, 상기 기재의 제1 구멍부는, 상기 전지 단자 접속부를 통하지 않고 상기 제1 전지 단자가 삽입되도록 구성되어 있고,
상기 기재의 제2 구멍부는, 상기 전지 단자 접속부를 통해 상기 제2 전지 단자가 삽입되도록 구성되어 있는, 전지 단자용 접속판.
제1 금속으로 이루어지는 제1 전지 단자(1a)가 삽입되는 제1 구멍부(30)와, 상기 제1 금속과는 다른 제2 금속으로 이루어지는 제2 전지 단자(1b)가 삽입되는 제2 구멍부(31)를, 상기 제1 금속과 동일한 금속으로 이루어지는 판 형상의 기재(3)에 형성하는 공정과,
상기 제2 금속과 동일한 금속으로 이루어지는 제1 층(40)과, 상기 제1 금속 및 상기 제2 금속과는 다른 제3 금속으로 이루어지는 제2 층(41)으로 적어도 구성된 판 형상 부재(104, 304)를 준비하는 공정과,
상기 판 형상 부재의 상기 제2 층측이 상기 기재의 제2 구멍부와 상기 기재의 상면(3a)의 일부를 덮도록 배치한 상태에서 프레스 가공함으로써, 상기 제2 전지 단자가 삽입되는 접속용 구멍부(42)와, 상기 기재의 상면 상 및 하면(3b) 상 중 적어도 어느 한쪽에 배치된 플랜지부(4b, 404c)를 포함하는 동시에, 상기 기재의 제2 구멍부의 내주면(31a)에 끼워 넣어진 전지 단자 접속부(4, 404)를 형성하는 공정을 구비하는, 전지 단자용 접속판(2, 402)의 제조 방법.
제17항에 있어서, 상기 전지 단자 접속부를 형성하는 공정의 이후에, 확산 어닐링함으로써, 상기 기재와 상기 전지 단자 접속부의 제2 층의 계면에, 상기 기재를 구성하는 상기 제1 금속과, 상기 제2 층을 구성하는 상기 제3 금속으로 이루어지는 합금을 포함하는 금속간 화합물층(5)을 형성하는 공정을 더 구비하는, 전지 단자용 접속판의 제조 방법.
제17항에 있어서, 상기 판 형상 부재를 준비하는 공정은, 상기 제2 금속으로 이루어지는 제1 금속판과, 상기 제3 금속으로 이루어지는 제2 금속판을 소정의 압력을 가하여 접합함으로써, 클래드재로 이루어지는 상기 판 형상 부재를 형성하는 공정을 포함하는, 전지 단자용 접속판의 제조 방법.
제17항에 있어서, 상기 전지 단자 접속부를 형성하는 공정은, 원형 또는 원환상의 상기 판 형상 부재의 상기 제2 층측이 상기 기재의 제2 구멍부와 상기 기재의 상면의 일부를 덮도록 배치한 상태에서 상기 프레스 가공함으로써, 상기 플랜지부와 상기 접속용 구멍부를 포함하는 동시에, 상기 기재의 제2 구멍부의 내주면에 끼워 넣어진 상기 전지 단자 접속부를 형성하는 공정을 포함하는, 전지 단자용 접속판의 제조 방법.