KR20160048693A - Battery terminal, method for manufacturing battery terminal and battery - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은, 예를 들어, 리튬 이온 전지에 적용 가능한 전지용 단자와, 그 전지용 단자의 제조 방법 및 그 전지용 단자를 사용하는 전지에 관한 것으로, 특히, 다른 금속층을 구비하는 전지용 단자와, 그 전지용 단자의 제조 방법 및 그 전지용 단자를 사용하는 전지에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE
종래, 예를 들어, 일본 특허 제5426594호 공보에 개시되어 있는, 다른 금속층을 구비하는 전지용 단자가 알려져 있다. Conventionally, for example, a battery terminal having another metal layer disclosed in Japanese Patent No. 5426594 is known.
일본 특허 제5426594호 공보에는, Cu로 이루어지는 집전판이 접합되는 Cu로 이루어지는 헤드부와, Al로 이루어지는 버스 바가 접합되는 Al로 이루어지는 테일부를 구비하는 부극 리벳(전지용 단자)이 개시되어 있다. 이 부극 리벳은, 헤드부의 축부와 테일부를 대향 배치한 상태에서 마찰 교반 용접함으로써 일체화(접합)시키고 있다. 또한, 일본 특허 제5426594호 공보에는, 다른 예로서, 헤드부의 축부와 테일부 사이에 배치되고, Cu층과 Al층이 압접된 클래드 메탈로 이루어지는 접합부를 더 구비하는 부극 리벳(전지용 단자)도 개시되어 있다. 이 다른 예의 부극 리벳은, Cu로 이루어지는 헤드부와 클래드 메탈의 Cu층과, Al로 이루어지는 테일부와 클래드 메탈의 Al층을 각각 레이저 용접함으로써 일체화(접합)시키고 있다. Japanese Patent No. 5426594 discloses a negative electrode rivet (battery terminal) having a head portion made of Cu to which a current collecting plate made of Cu is joined and a tail portion made of Al to which a bus bar made of Al is joined. This negative electrode rivet is integrated (joined) by friction stir welding in a state in which the shaft portion of the head portion and the tail portion are arranged to face each other. As another example, Japanese Patent No. 5426594 discloses a negative electrode rivet (battery terminal) further provided with a bonding portion composed of a clad metal disposed between the shaft portion and the tail portion of the head portion and in which the Cu layer and the Al layer are pressure- . The negative electrode rivets of this other example are integrated (joined) by laser welding a head portion made of Cu, a Cu layer made of clad metal, a Te portion made of Al and an Al layer made of clad metal.
그러나, 일본 특허 제5426594호 공보에 개시된 부극 리벳에서는, Cu로 이루어지는 헤드부가 Al로 이루어지는 테일부를 마찰 교반 용접 또는 레이저 용접에 의해 접합할 때에 헤드부와 테일부와의 계면(접합부)이 마찰이나 레이저광에 의해 큰 열량이 발생하기 때문에 고온으로 된다. 이때에 열이 헤드부의 Cu와 테일부의 Al과의 계면에 도달해서 취약한 금속간 화합물이 생성되므로, 헤드부와 테일부와의 접합 강도가 저하되기 쉽다고 하는 문제점이 있었다.However, in the negative electrode rivet disclosed in Japanese Patent No. 5426594, when the head portion made of Cu and the tail portion made of Al are joined by friction stir welding or laser welding, the interface (joining portion) A large amount of heat is generated by light, and therefore, the temperature is high. At this time, since the heat reaches the interface between Cu of the head portion and Al of the tail portion, a weak intermetallic compound is generated, and thus the bonding strength between the head portion and the tail portion tends to decrease.
본 발명은, 다른 금속층을 구비하는 전지용 단자에 있어서의 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 본 발명의 하나의 목적은, 다른 금속층의 사이의 접합 강도를 크게 하는 것이 가능한 전지용 단자와, 그 전지용 단자의 제조 방법 및 그 전지용 단자를 사용하는 전지를 제공하는 것이다. An object of the present invention is to solve the above problems in a battery terminal having another metal layer. One object of the present invention is to provide a battery terminal capable of increasing the bonding strength between different metal layers, A method of manufacturing a battery terminal, and a battery using the battery terminal.
본 발명의 제1 국면에 의한 전지용 단자는, 축부와, 축부로부터 방사 방향으로 방사상의 확장을 갖는 플랜지부를 갖는 전지용 단자이며, 전지용 단자는, 적어도 제1 금속층과 제2 금속층이 접합된 클래드재로 구성되고, 축부 및 플랜지부의 각각은, 축부의 축 방향에 있어서 일방측이 제1 금속층으로 구성되고, 타방측이 제2 금속층으로 구성되고, 축부의 제1 금속층은, 플랜지부의 제1 금속층에 있어서의 축 방향의 타방측의 면보다도 축 방향의 타방측으로 돌출된 부분을 갖고 있다. A terminal for a battery according to a first aspect of the present invention is a terminal for a battery having a shaft portion and a flange portion having a radial extension radially from the shaft portion and the battery terminal is made of a clad material having at least a first metal layer and a second metal layer joined together Wherein each of the shaft portion and the flange portion is constituted by a first metal layer on one side in the axial direction of the shaft portion and a second metal layer on the other side, The metal layer has a portion projecting to the other side in the axial direction than the surface on the other side in the axial direction.
본 발명의 제1 국면에 의한 전지용 단자에서는, 상기한 바와 같이, 클래드재로 구성되어 있음으로써, 전지용 단자를 제작할 때에 금속간 화합물이 과잉으로 성장하는 열을 가할 필요가 없으므로, 마찰 교반 용접이나 레이저 용접에 의해 제1 금속층과 제2 금속층을 접합하는 경우와 비교하여, 제1 금속층과 제2 금속층과의 접합 강도의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 축부의 제1 금속층이 플랜지부의 제1 금속층에 있어서의 축 방향의 타방측의 면보다도 축 방향의 타방측으로 돌출된 부분을 갖고 있음으로써, 돌출된 부분이 형성된 만큼, 제1 금속층과 제2 금속층과의 계면 면적을 증가시킬 수 있으므로, 제1 금속층과 제2 금속층과의 접합 강도를 크게 할 수 있다. In the battery terminal according to the first aspect of the present invention, as described above, since it is composed of the clad material, it is not necessary to apply excessive heat to the intermetallic compound when the battery terminal is manufactured. Therefore, The lowering of the bonding strength between the first metal layer and the second metal layer can be prevented as compared with the case where the first metal layer and the second metal layer are bonded by welding. Further, since the first metal layer of the shaft portion has a portion protruding to the other side in the axial direction from the surface on the other side in the axial direction in the first metal layer of the flange portion, the protruded portion is formed, 2 metal layer can be increased, so that the bonding strength between the first metal layer and the second metal layer can be increased.
또한, 본 발명의 제1 국면에 의한 전지용 단자에서는, 상기한 바와 같이, 축부 및 플랜지부의 각각을, 축부의 축 방향에 있어서 일방측을 제1 금속층으로 구성하고, 타방측을 제2 금속층으로 구성한다. 이에 의해, 축부의 축 방향의 일방측의 제1 금속층과 전지끼리를 접속하는 접속 부재 또는 전지의 집전체 한쪽을 용이하게 접합할 수 있음과 함께, 축부의 축 방향의 타방측의 제2 금속층과 접속 부재 또는 집전체의 다른 쪽을 용이하게 접합할 수 있다. 이 결과, 전지용 단자를 통하여 접속 부재와 집전체를 용이하게 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, 이때, 접속 부재 및 집전체가 다른 금속으로 구성되는 경우에는, 제1 금속층과 접속 부재 또는 집전체의 한쪽을 동종의 금속으로 구성하고, 제2 금속층과 접속 부재 또는 집전체의 다른 쪽을 동종의 금속으로 구성함으로써, 동종의 금속끼리의 접합에 의한 견고한 접합을 확보한 상태에서, 전지용 단자를 통하여 접속 부재와 집전체를 전기적으로 접속할 수 있다. In the battery terminal according to the first aspect of the present invention, as described above, each of the shaft portion and the flange portion is constituted by the first metal layer on one side in the axial direction of the shaft portion and the second metal layer on the other side . As a result, the first metal layer on one side in the axial direction of the shaft portion can be easily joined to the connection member for connecting the batteries to each other or the current collector of the battery, and the second metal layer on the other side in the axial direction of the shaft portion The connecting member or the other side of the current collector can be easily joined. As a result, the connecting member and the current collector can be easily electrically connected through the battery terminal. When the connecting member and the current collector are made of different metals, one of the first metal layer and the connecting member or the current collector is made of the same kind of metal, and the other of the second metal layer and the connecting member or the current collector is made of The connecting member and the current collector can be electrically connected to each other through the battery terminal in a state in which the same type of metal is used to secure a firm connection by bonding of the same kind of metal.
상기 제1 국면에 의한 전지용 단자에 있어서, 바람직하게는, 제1 금속층의 돌출된 부분은, 적어도 축부의 중심 부분에 있어서, 플랜지부의 제1 금속층에 있어서의 축 방향의 타방측의 면보다도 축 방향의 타방측으로 돌출되어 있다. 이와 같이 구성하면, 전지용 단자의 중심 근방인 축부의 중심 부분에 있어서, 제1 금속층과 제2 금속층과의 계면 면적을 증가시킬 수 있으므로, 제1 금속층과 제2 금속층과의 접합 강도를 효과적으로 크게 할 수 있다. In the battery terminal according to the first aspect, it is preferable that the protruding portion of the first metal layer is formed so as to have an axis more radially inward than the surface on the other side in the axial direction of the first metal layer of the flange portion, As shown in Fig. With this configuration, the interface area between the first metal layer and the second metal layer can be increased at the central portion of the shaft portion near the center of the battery terminal, so that the bonding strength between the first metal layer and the second metal layer is effectively increased .
이 경우, 바람직하게는, 제1 금속층의 돌출된 부분은, 축부의 중심 부분에 있어서, 축 방향의 타방측으로 볼록 형상으로 돌출된 볼록부를 갖고 있다. 이와 같이 구성하면, 볼록부가 형성된 만큼, 제1 금속층과 제2 금속층과의 계면 면적을 확실하게 증가시킬 수 있으므로, 제1 금속층과 제2 금속층과의 접합 강도를 확실하게 크게 할 수 있다. In this case, preferably, the protruding portion of the first metal layer has a convex portion protruding in a convex shape toward the other side in the axial direction at the central portion of the shaft portion. With this configuration, since the interface area between the first metal layer and the second metal layer can be surely increased by forming the convex portion, the bonding strength between the first metal layer and the second metal layer can be reliably increased.
상기 돌출된 부분이 볼록부를 갖는 구성에 있어서, 바람직하게는, 축부의 축심 상에서, 볼록부는, 플랜지부의 축 방향의 타방측의 면보다도 축 방향의 타방측으로 돌출되어 있다. 이와 같이 구성하면, 볼록부가 플랜지부의 축 방향의 타방측의 면보다도 축 방향의 타방측으로 돌출되어 있지 않은 경우와 비교하여, 제1 금속층과 제2 금속층과의 계면 면적을 증가시킬 수 있으므로, 제1 금속층과 제2 금속층과의 접합 강도를 크게 할 수 있다. 또한, 축부에 있어서 제1 금속층과 접속 부재 또는 집전체가 접합되는 경우에는, 축부에 있어서 제1 금속층과 제2 금속층과의 계면(볼록부의 축 방향의 타방측의 단부)을 제1 금속층이 노출되는 축 방향의 일방측으로부터 크게 이격시킬 수 있다. 이에 의해, 축부에 있어서의 제1 금속층과 제2 금속층과의 계면이, 노출되는 제1 금속층과 접속 부재 또는 집전체와의 접합부로부터 크게 이격되므로, 상기 접합부의 접합(용접)에 기인하는 열이 상기 계면에 도달하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 제1 금속층과 제2 금속층과의 계면에 있어서의 취약한 금속간 화합물의 발생을 억제할 수 있으므로, 제1 금속층과 제2 금속층과의 접합 강도의 저하를 억제할 수 있다. In the configuration in which the protruded portion has a convex portion, preferably, on the axial center of the shaft portion, the convex portion protrudes from the other side in the axial direction of the flange portion to the other side in the axial direction. With this configuration, the interface area between the first metal layer and the second metal layer can be increased as compared with the case where the convex portion does not protrude to the other side in the axial direction of the flange portion from the other side in the axial direction, The bonding strength between the first metal layer and the second metal layer can be increased. When the first metal layer and the connecting member or the current collector are bonded to each other at the shaft portion, the interface (the other end in the axial direction of the convex portion) between the first metal layer and the second metal layer at the shaft portion is exposed As shown in Fig. As a result, the interface between the first metal layer and the second metal layer at the shaft portion is largely spaced apart from the exposed first metal layer and the connection portion between the connection member and the current collector, so that heat due to the bonding (welding) It is possible to suppress reaching the interface. As a result, generation of a weak intermetallic compound at the interface between the first metal layer and the second metal layer can be suppressed, so that the lowering of the bonding strength between the first metal layer and the second metal layer can be suppressed.
상기 볼록부가 플랜지부의 타방측의 면보다도 타방측으로 돌출되어 있는 구성에 있어서, 바람직하게는, 축심 상에서, 볼록부는, 플랜지부의 축 방향의 타방측의 면보다도 축 방향의 타방측에, 플랜지부의 축 방향 길이보다도 크게 돌출되어 있다. 이와 같이 구성하면, 볼록부가 비교적 크게 형성되므로, 제1 금속층과 제2 금속층과의 계면 면적을 증가시킬 수 있다. It is preferable that the convex portion is provided on the other side in the axial direction with respect to the surface on the other side in the axial direction of the flange portion on the axial center of the flange portion, As shown in Fig. With this configuration, since the convex portion is formed relatively large, the interface area between the first metal layer and the second metal layer can be increased.
상기 제1 국면에 의한 전지용 단자에 있어서, 바람직하게는, 제1 금속층 또는 제2 금속층의 한쪽은, Al 또는 Al 합금(Al기 합금)으로 구성되어 있고, 제1 금속층 또는 제2 금속층의 다른 쪽은, Cu 또는 Cu 합금(Cu기 합금)으로 구성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 전지용 단자의 축 방향의 일방측의 제1 금속층을 접속 부재 또는 집전체의 한쪽과 동종의 금속(Al기 합금 또는 Cu기 합금)으로 구성하고, 전지용 단자의 축 방향의 타방측의 제2 금속층을 접속 부재 또는 집전체의 다른 쪽과 동종의 금속(Cu기 합금 또는 Al기 합금)으로 구성한 경우에는, 접속 부재와 전지용 단자와 집전체를, 동종의 금속끼리에 의한 견고한 접합 상태를 가진 상태에서, 서로 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, Al기 합금 및 Cu기 합금은, 모두 비교적 연성이 크게 변형되기 쉬우므로, 제1 금속층 또는 제2 금속층의 한쪽이 비교적으로 연성이 작게 변형되기 어려운 경우와 비교하여, 파단 등이 생기는 것을 억제하면서, 용이하게 제1 금속층에 볼록부를 형성할 수 있다. In the battery terminal according to the first aspect, preferably, one of the first metal layer and the second metal layer is made of Al or an Al alloy (Al-based alloy), and the other of the first metal layer or the second metal layer Is made of Cu or a Cu alloy (Cu-based alloy). According to this configuration, the first metal layer on one side in the axial direction of the battery terminal is made of the same metal (Al-based alloy or Cu-based alloy) as one of the connection member or the current collector, Is formed of a metal (Cu-based alloy or Al-based alloy) similar to the other of the connecting member or the current collector, the connecting member, the battery terminal and the current collector are bonded to each other in a rigid bonding state It is possible to electrically connect with each other. Further, the Al-based alloy and the Cu-based alloy are all relatively easily deformed to a great degree of flexibility, so that it is possible to suppress breakage or the like from occurring when one of the first metal layer and the second metal layer is relatively less ductile It is possible to easily form the convex portion in the first metal layer.
상기 제1 국면에 의한 전지용 단자에 있어서, 바람직하게는, 축 방향에 있어서, 플랜지부의 제1 금속층의 최소의 길이는 플랜지부의 길이 30% 이상이다. 이와 같이 구성하면, 플랜지부에 있어서 제1 금속층을 축 방향으로 충분히 확보할 수 있으므로, 전지용 단자의 축 방향의 일방측에 노출되는 제1 금속층과 접속 부재 또는 집전체를 접합할 때에 제1 금속층과 접속 부재 또는 집전체와의 접합(용접)에 기인하는 열이 제1 금속층과 제2 금속층과의 계면에 도달하는 것을 억제할 수 있다. In the battery terminal according to the first aspect, preferably, the minimum length of the first metal layer in the flange portion in the axial direction is 30% or more of the length of the flange portion. According to this configuration, since the first metal layer can be sufficiently secured in the axial direction in the flange portion, when the first metal layer exposed on one side in the axial direction of the battery terminal is joined to the connection member or the current collector, It is possible to suppress the heat due to the bonding (welding) with the connecting member or the current collector from reaching the interface between the first metal layer and the second metal layer.
상기 돌출된 부분이 볼록부를 갖는 구성에 있어서, 바람직하게는, 축부의 축심 상에서, 플랜지부의 축 방향의 타방측의 면으로부터 볼록부의 축 방향의 타방측의 단부까지의 길이는, 축부의 길이의 80% 이하이다. 이와 같이 구성하면, 축부의 축 방향의 타방측에 있어서, 제2 금속층의 축 방향의 길이를 용이하게 확보할 수 있다. 이에 의해, 축부의 축 방향의 타방측의 제2 금속층과 접속 부재 또는 집전체를 접합할 때에 제2 금속층의 축 방향의 길이를 확보하여, 제2 금속층과 접속 부재 또는 집전체를 접합하기 쉽게 할 수 있다. 또한, 제2 금속층의 축 방향의 길이를 확보함으로써, 축부의 축 방향의 타방측의 단부와 접속 부재 또는 집전체가 접합되는 경우에 있어서, 제1 금속층과 제2 금속층과의 계면(볼록부의 축 방향의 타방측의 단부)을 제2 금속층이 노출되는 축 방향의 타방측의 단부로부터 크게 이격시킬 수 있다. 이에 의해, 제1 금속층과 제2 금속층과의 계면이, 제2 금속층과 접속 부재 또는 집전체와의 접합부로부터 크게 이격되므로, 접합부의 접합(용접)에 기인하는 열이 계면에 도달하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 제1 금속층과 제2 금속층과의 계면에 있어서의 취약한 금속간 화합물의 발생을 억제할 수 있으므로, 제1 금속층과 제2 금속층과의 접합 강도의 저하를 억제할 수 있다. The length from the surface on the other side in the axial direction of the flange portion to the end on the other side in the axial direction of the convex portion on the axial center of the flange portion preferably has a length 80% or less. With this configuration, the axial length of the second metal layer can be easily secured on the other side in the axial direction of the shaft portion. Thereby, when joining the second metal layer on the other axial side of the shaft portion to the connection member or the current collector, the axial length of the second metal layer is ensured and the second metal layer and the connection member or the current collector can be easily bonded . In addition, by ensuring the length in the axial direction of the second metal layer, when the end on the other side in the axial direction of the shaft portion is joined to the connecting member or the current collector, the interface between the first metal layer and the second metal layer Direction from the other end in the axial direction in which the second metal layer is exposed. As a result, the interface between the first metal layer and the second metal layer is largely spaced from the junction between the second metal layer and the connection member or the current collector, so that heat due to bonding (welding) of the junction is prevented from reaching the interface . As a result, generation of a weak intermetallic compound at the interface between the first metal layer and the second metal layer can be suppressed, so that the lowering of the bonding strength between the first metal layer and the second metal layer can be suppressed.
상기 제1 국면에 의한 전지용 단자에 있어서, 바람직하게는, 축부의 축 방향의 타방측의 단부에는, 저면 및 내측면이 제2 금속층으로 구성된 바닥이 있는 구멍이 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 전지용 단자와 접속 부재 또는 집전체와 고정할 때에, 예를 들어, 바닥이 있는 구멍의 구멍 내에 접속 부재 또는 집전체를 삽입한 상태로 고정하거나, 바닥이 있는 구멍의 주위의 제2 금속층을 변형시켜 코오킹하거나 하는 것 등에 의해, 전지용 단자와 접속 부재 또는 집전체를 용이하게 고정할 수 있다. In the terminal for a battery according to the first aspect, preferably, a bottomed hole having a bottom surface and an inner surface made of a second metal layer is formed at the other end in the axial direction of the shaft portion. With this configuration, when the battery terminal is fixed to the connection member or the current collector, for example, the connection member or the current collector is fixed in the hole of the hole having the bottom, The battery terminal and the connecting member or the current collector can be easily fixed by deforming the metal layer by a caulking or the like.
상기 제1 국면에 의한 전지용 단자에 있어서, 바람직하게는, 제1 금속층 및 제2 금속층은, 모두, 축부의 축심에 대해 축 대칭으로 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 비교적 단순한 형상을 갖는 전지용 단자를 용이하게 형성할 수 있다. In the battery terminal according to the first aspect, preferably, the first metal layer and the second metal layer are all formed axially symmetrically with respect to the axial center of the shaft portion. With this configuration, the battery terminal having a relatively simple shape can be easily formed.
상기 제1 국면에 의한 전지용 단자에 있어서, 바람직하게는, 제1 금속층을 구성하는 금속과 제2 금속층을 구성하는 금속이 반응하는 것을 억제하기 위한 반응 억제층을 더 포함한다. 이와 같이 구성하면, 반응 억제층에 의해, 제1 금속층을 구성하는 금속과 제2 금속층을 구성하는 금속이 반응해서 취약한 금속간 화합물이 형성되는 것을 확실하게 억제할 수 있으므로, 제1 금속층과 제2 금속층과의 금속간 화합물에 기인하는 접합 강도의 저하를 확실하게 억제할 수 있다. The battery terminal according to the first aspect preferably further includes a reaction inhibiting layer for suppressing the reaction of the metal constituting the first metal layer and the metal constituting the second metal layer. With this configuration, since the reaction inhibiting layer can reliably suppress the formation of a weak intermetallic compound by the reaction of the metal constituting the first metal layer and the metal constituting the second metal layer, the first metal layer and the second metal layer The lowering of the bonding strength due to the intermetallic compound with the metal layer can be reliably suppressed.
상기 제1 금속층의 돌출된 부분이 축부의 중심 부분에 있어서 돌출된 구성에 있어서, 바람직하게는, 제1 금속층의 돌출된 부분에 있어서, 중심 부분보다도 외측의 부분은, 중심 부분보다도 축 방향의 타방측으로 돌출되어 있다. 이와 같이 구성하면, 외측의 부분이 형성된 위치에 있어서의 제1 금속층과 제2 금속층과의 접합 강도를 효과적으로 크게 할 수 있다. The projected portion of the first metal layer protrudes from the center portion of the shaft portion. Preferably, in the protruding portion of the first metal layer, the portion of the first metal layer, which is located outside the center portion, As shown in Fig. With this configuration, the bonding strength between the first metal layer and the second metal layer at the position where the outer portion is formed can be effectively increased.
이 경우, 바람직하게는, 외측의 부분은, 축 방향의 타방측으로 환형으로 돌출되어 있다. 이와 같이 구성하면, 환형으로 돌출된 외측의 부분에 의해, 제1 금속층과 제2 금속층과의 계면에 있어서, 축 방향과 직교하는 방향으로 미끄러짐이 생기는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. In this case, preferably, the outer portion is annularly protruded toward the other side in the axial direction. With this configuration, it is possible to effectively prevent slippage in the direction perpendicular to the axial direction at the interface between the first metal layer and the second metal layer by the annularly protruding outer portion.
상기 외측의 부분이 축 방향의 타방측으로 환형으로 돌출된 구성에 있어서, 바람직하게는, 외측의 부분은, 축 방향의 타방측으로 끝이 가늘게 되도록 환형으로 돌출되어 있다. 이와 같이 구성하면, 외측의 부분을 복잡한 형상으로 하지 않고, 접합 강도의 향상과 미끄러짐의 발생 억제와의 양쪽을 용이하게 확보할 수 있다. The outer side portion is annularly protruded toward the other side in the axial direction. Preferably, the outer side portion is annularly protruded toward the other side in the axial direction. With this configuration, it is possible to easily secure both the improvement of the bonding strength and the suppression of the occurrence of slippage without forming the outer portion as a complicated shape.
본 발명의 제2 국면에 의한 전지용 단자의 제조 방법은, 적어도 제1 금속층과 제2 금속층을 접합함으로써, 오버레이형의 클래드재를 형성하는 공정과, 오버레이형의 클래드재에 대해 압출 가공을 행함으로써, 축부와, 축부로부터 방사 방향으로 방사상의 확장을 갖는 플랜지부를 가짐과 함께, 축부 및 플랜지부의 각각이, 축부의 축 방향에 있어서 일방측이 제1 금속층으로 구성되고, 타방측이 제2 금속층으로 구성되고, 축부의 제1 금속층이, 플랜지부의 제1 금속층에 있어서의 축 방향의 타방측의 면보다도 축 방향의 타방측으로 돌출된 부분을 갖도록 전지용 단자를 형성하는 공정을 구비한다. A method of manufacturing a terminal for a battery according to a second aspect of the present invention includes the steps of forming an overlay clad material by joining at least a first metal layer and a second metal layer, And a flange portion having a radial extension from the shaft portion in the radial direction and each of the shaft portion and the flange portion has a first metal layer on one side in the axial direction of the shaft portion and a second metal layer on the other side, And a step of forming the battery terminal so that the first metal layer at the shaft portion has a portion protruding to the other side in the axial direction from the surface on the other side in the axial direction of the first metal layer in the flange portion.
본 발명의 제2 국면에 의한 전지용 단자의 제조 방법에서는, 상기 제1 국면의 효과에 더하여, 오버레이형의 클래드재에 대해 비교적 간이한 위치 결정에 의한 압출 가공을 행함으로써, 용이하게, 축부의 제1 금속층에 돌출된 부분이 형성된 전지용 단자를 작성할 수 있다. In the method for manufacturing a battery terminal according to the second aspect of the present invention, in addition to the effect of the first aspect, the overlay type clad material is subjected to extrusion processing by relatively simple positioning, It is possible to produce a battery terminal in which a protruded portion is formed in one metal layer.
상기 제2 국면에 의한 전지용 단자의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 오버레이형의 클래드재를 형성하는 공정은, 제1 금속층을 구성하는 금속과 제2 금속층을 구성하는 금속이 반응하는 것을 억제하기 위한 반응 억제층을 제1 금속층과 제2 금속층 사이에 접합하는 공정을 포함한다. 이와 같이 구성하면, 반응 억제층에 의해, 제1 금속층을 구성하는 금속과 제2 금속층을 구성하는 금속이 반응해서 취약한 금속간 화합물이 형성되는 것을 확실하게 억제할 수 있으므로, 제1 금속층과 제2 금속층과의 금속간 화합물에 기인하는 접합 강도의 저하를 확실하게 억제할 수 있다. In the method of manufacturing a terminal for a battery according to the second aspect, preferably, the step of forming an overlay clad material is a step of forming a clad member by repeating a step of: And bonding the reaction inhibiting layer between the first metal layer and the second metal layer. With this configuration, since the reaction inhibiting layer can reliably suppress the formation of a weak intermetallic compound by the reaction of the metal constituting the first metal layer and the metal constituting the second metal layer, the first metal layer and the second metal layer The lowering of the bonding strength due to the intermetallic compound with the metal layer can be reliably suppressed.
본 발명의 제3 국면에 의한 전지는, 축부와, 축부로부터 방사 방향으로 방사상의 확장을 갖는 플랜지부를 갖는 전지용 단자를 구비하고, 전지용 단자는, 적어도 제1 금속층과 제2 금속층이 접합된 클래드재로 구성되고, 축부 및 플랜지부의 각각은, 축부의 축 방향에 있어서 일방측이 제1 금속층으로 구성되고, 타방측이 제2 금속층으로 구성되고, 축부의 제1 금속층은, 플랜지부의 제1 금속층에 있어서의 축 방향의 타방측의 면보다도 축 방향의 타방측으로 돌출된 부분을 갖고 있다. A battery according to a third aspect of the present invention includes a terminal for a battery having a shaft portion and a flange portion having a radial extension radially from the shaft portion and the battery terminal includes at least a clad having a first metal layer and a second metal layer joined together, Wherein each of the shaft portion and the flange portion is constituted by a first metal layer on one side in the axial direction of the shaft portion and a second metal layer on the other side, The metal layer has a portion protruding toward the other side in the axial direction than the surface on the other side in the axial direction.
본 발명의 제3 국면에 의한 전지에서는, 상기 제1 국면의 다른 금속층이 접합된 전지용 단자에 의해, 전지끼리를 접속하는 접속 부재와, 접속 부재와는 다른 금속으로 구성되는 전지의 집전체를 용이하게 접합할 수 있다. In the battery according to the third aspect of the present invention, the connection terminal for connecting the batteries to each other by the battery terminal to which the other metal layer of the first aspect is bonded and the collector of the battery made of the metal different from the connection member .
상기 제3 국면에 의한 전지에 있어서, 바람직하게는, 전지용 단자의 제1 금속층의 돌출된 부분은, 적어도 축부의 중심 부분에 있어서, 플랜지부의 제1 금속층에 있어서의 축 방향의 타방측의 면보다도 축 방향의 타방측으로 돌출되어 있다. 이와 같이 구성하면, 전지용 단자의 중심 근방인 축부의 중심 부분에 있어서, 제1 금속층과 제2 금속층과의 계면 면적을 증가시킬 수 있으므로, 전지용 단자에 있어서의 제1 금속층과 제2 금속층과의 접합 강도를 효과적으로 크게 할 수 있다. In the battery according to the third aspect, preferably, the protruding portion of the first metal layer of the battery terminal is located at least in the central portion of the shaft portion, And protrudes to the other side in the axial direction. With this configuration, the interface area between the first metal layer and the second metal layer can be increased at the central portion of the shaft portion near the center of the battery terminal, so that the junction between the first metal layer and the second metal layer The strength can be effectively increased.
이 경우, 바람직하게는, 전지용 단자의 제1 금속층의 돌출된 부분은, 축부의 중심 부분에 있어서, 축 방향의 타방측으로 볼록 형상으로 돌출된 볼록부를 갖고 있다. 이와 같이 구성하면, 전지용 단자에 볼록부가 형성된 만큼, 제1 금속층과 제2 금속층과의 계면 면적을 확실하게 증가시킬 수 있으므로, 제1 금속층과 제2 금속층과의 접합 강도를 확실하게 크게 할 수 있다. In this case, preferably, the protruding portion of the first metal layer of the battery terminal has a convex portion protruding in a convex shape on the other side in the axial direction at the central portion of the shaft portion. With this configuration, since the convex portion is formed on the battery terminal, the interface area between the first metal layer and the second metal layer can be surely increased, so that the bonding strength between the first metal layer and the second metal layer can be surely increased .
상기 제3 국면에 의한 전지에 있어서, 바람직하게는, 전지용 단자의 제1 금속층은, 제1 금속층과 동종의 금속으로 구성된 접속 부재 또는 집전체의 한쪽과 접속되고, 전지용 단자의 제2 금속층은, 제2 금속층과 동종의 금속으로 구성된 접속 부재 또는 집전체의 다른 쪽과 접속되어 있다. 이와 같이 구성하면, 동종의 금속끼리의 접합에 의한 견고한 접합을 확보한 상태에서, 전지용 단자를 통하여 접속 부재와 집전체를 전기적으로 접속할 수 있다.In the battery according to the third aspect, preferably, the first metal layer of the battery terminal is connected to one of the connection members or the current collector made of the same metal as the first metal layer, and the second metal layer of the battery terminal, And is connected to the connection member made of the same kind of metal as the second metal layer or the other side of the current collector. With this configuration, the connecting member and the current collector can be electrically connected to each other through the battery terminal in a state in which a firm bonding is secured by bonding of the same kind of metal.
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 조전지를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리튬 이온 전지의 전체 구성을 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리튬 이온 전지의 전체 구성을 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리튬 이온 전지의 부극 단자 주변을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리튬 이온 전지의 부극 단자를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 부극 단자의 제조 방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 부극 단자의 제조 방법을 설명하기 위한 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 부극 단자 주변을 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 부극 단자를 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 부극 단자를 도시한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 제4 실시 형태에 의한 부극 단자를 도시한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 제1 실시 형태 변형예에 의한 부극 단자를 도시한 사시도이다.
도 13은 본 발명의 제2 실시 형태의 변형예에 의한 부극 단자를 도시한 단면도이다.1 is a perspective view showing a battery module according to a first embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing the entire structure of a lithium ion battery according to the first embodiment of the present invention.
3 is an exploded perspective view showing the entire structure of a lithium ion battery according to the first embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view showing the periphery of a negative electrode terminal of a lithium ion battery according to the first embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view showing a negative terminal of a lithium ion battery according to a first embodiment of the present invention.
6 is a perspective view for explaining a method of manufacturing a negative electrode terminal according to the first embodiment of the present invention.
7 is a perspective view for explaining a method of manufacturing a negative electrode terminal according to the first embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view showing a periphery of a negative electrode terminal according to a second embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view showing a negative electrode terminal according to a second embodiment of the present invention.
10 is a cross-sectional view showing a negative electrode terminal according to a third embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view showing a negative terminal according to a fourth embodiment of the present invention.
12 is a perspective view showing a negative terminal according to a modification of the first embodiment of the present invention.
13 is a cross-sectional view showing a negative terminal according to a modification of the second embodiment of the present invention.
이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(제1 실시 형태) (First Embodiment)
먼저, 도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 조전지(100)의 구조에 대해서 설명한다. First, the structure of the
본 발명의 제1 실시 형태에 의한 조전지(100)는, 전기 자동차(EV, electric vehicle)나, 하이브리드 자동차(HEV, hybrid electric vehicle), 주택 축전 시스템 등에 사용되는 대형의 전지 시스템이다. 이 조전지(100)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 복수의 리튬 이온 전지(1)가, 복수의 평판 형상의 버스 바(101)(점선으로 도시)에 의해 전기적으로 접속됨으로써 구성되어 있다. 또한, 버스 바(101)는, 본 발명의 「접합 부재」의 일례이다. The
또한, 조전지(100)에서는, 평면적으로 보아 리튬 이온 전지(1)의 협폭 방향(X방향)을 따라서 배열되도록, 복수의 리튬 이온 전지(1)가 배치되어 있다. 또한, 조전지(100)에서는, 협폭 방향과 직교하는 광폭 방향(Y방향)의 일방측(Y1측)에 정극 단자(10)가 위치함과 함께, Y방향의 타방측(Y2측)에 부극 단자(20)가 위치하는 리튬 이온 전지[1(1a)]와, Y2측에 정극 단자(10)가 위치함과 함께, Y1측에 부극 단자(20)가 위치하는 리튬 이온 전지[1(1b)]가, X방향을 따라서 교대로 배치되어 있다. Further, in the assembled
또한, 소정의 리튬 이온 전지(1)의 정극 단자(10)는, X방향으로 연장되는 Al로 이루어지는 버스 바(101)의 X방향의 한쪽 단부에 용접(접합)되어 있다. 또한, 그 소정의 리튬 이온 전지(1)와 인접하는 리튬 이온 전지(1)의 부극 단자(20)는, Al로 이루어지는 버스 바(101)의 X방향의 다른 쪽 단부에 용접되어 있다. 이에 의해, 리튬 이온 전지(1)의 정극 단자(10)는 버스 바(101)를 통하여, 인접하는 리튬 이온 전지(1)의 부극 단자(20)와 접속되어 있다. 이와 같이 하여, 복수의 리튬 이온 전지(1)가 직렬로 접속된 조전지(100)가 구성되어 있다. 또한, Al로 이루어지는 버스 바(101)를 사용함으로써, Cu로 이루어지는 버스 바를 사용하는 경우와 비교하여, 버스 바(101)를 경량화할 수 있으므로, 복수의 버스 바(101)를 사용하는 조전지(100) 전체를 경량화하는 것이 가능하다. 또한, Al이란, JIS 규격에 규정된 A1000번대의 소위 순Al을 의미함과 함께, Cu란, 무산소 구리나 터프 피치 구리, 인탈산 구리 등의 소위 순Cu를 의미하고 있다. The
리튬 이온 전지(1)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 대략 직육면체 형상의 외관을 갖고 있다. 또한, 리튬 이온 전지(1)는 X방향 및 Y방향과 직교하는 상하 방향(Z방향)의 일방측(상방, Z1측)에 배치되는 덮개 부재(2)와, 타방측(하방, Z2측)에 배치되는 전지 케이스 본체(3)를 구비하고 있다. 이 덮개 부재(2) 및 전지 케이스 본체(3)는, 모두 Ni 도금 강판으로 이루어진다. As shown in Fig. 2, the
덮개 부재(2)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 평판 형상으로 형성되어 있다. 또한, 덮개 부재(2)에는 Z방향으로 관통하도록, 한 쌍의 삽입 구멍(2a 및 2b)이 형성되어 있다. 이 한 쌍의 삽입 구멍(2a 및 2b)은, 덮개 부재(2)의 Y방향으로 소정의 간격을 두고 형성되어 있음과 함께, 덮개 부재(2)의 X방향의 대략 중앙에 형성되어 있다. 또한, 한 쌍의 삽입 구멍(2a 및 2b)에는, 각각, 정극 단자(10) 및 부극 단자(20)가 삽입되도록 구성되어 있다. As shown in Fig. 3, the
또한, 리튬 이온 전지(1)는, 정극(4a), 부극(4b) 및 세퍼레이터(4c)가 롤 형상으로 적층된 발전 소자(4)와, 도시하지 않은 전해액을 구비하고 있다. 정극(4a)은 정극 활물질이 도포된 Al박으로 구성되어 있다. 부극(4b)은 부극 활물질이 도포된 Cu박으로 구성되어 있다. 세퍼레이터(4c)는 정극(4a)과 부극(4b)을 절연하는 기능을 갖고 있다. The
또한, 리튬 이온 전지(1)는 정극 단자(10)와 발전 소자(4)의 정극(4a)을 전기적으로 접속하는 정극 집전체(5)와, 부극 단자(20)와 발전 소자(4)의 부극(4b)을 전기적으로 접속하는 부극 집전체(6)를 구비하고 있다. 정극 집전체(5)는 정극 단자(10)에 대응하도록 Y1측에 배치되어 있다. 또한, 정극 집전체(5)는 정극 단자(10)가 삽입되는 구멍부(5d)가 형성된 접속부(5a)와, Z2측으로 연장되는 다리부(5b)와, 다리부(5b)와 정극(4a)을 접속하는 접속판(5c)을 포함하고 있다. 또한, 정극 집전체(5)는 정극(4a)과 마찬가지로 Al로 구성되어 있다. The
부극 집전체(6)는 부극 단자(20)에 대응하도록 Y2측에 배치되어 있다. 또한, 부극 집전체(6)는 부극 단자(20)가 삽입되는 구멍부(6d)가 형성된 접속부(6a)와, Z2측으로 연장되는 다리부(6b)와, 다리부(6b)와 부극(4b)을 접속하는 접속판(6c)을 포함하고 있다. 또한, 부극 집전체(6)는 부극(4b)과 마찬가지로 Cu로 구성되어 있다. The
정극 단자(10)는, Z방향으로 연장되는 원기둥 형상의 축부(11)와, 축부(11)의 Z1측의 단부 및 그 주변에 있어서, 축부(11)로부터 X-Y 평면 방향으로 방사상의 확장을 갖도록 형성된 원환형의 플랜지부(12)를 갖고 있다. 이 결과, 정극 단자(10)는 리벳 형상으로 형성되어 있고, Z방향을 따른 단면이 T자형 형상으로 되도록 형성되어 있다. The
또한, 리벳 형상의 정극 단자(10)는 정극 집전체(5) 및 버스 바(101)와 마찬가지로, Al로 구성되어 있다. 이 정극 단자(10)에서는, 도시하지 않은 Al판에 대해 압출 성형이 행해짐으로써, 축부(11)와 플랜지부(12)가 일체적으로 형성되어 있다. The rivet-shaped
또한, 정극 단자(10)의 플랜지부(12)와 덮개 부재(2) 사이에는, 절연성을 갖는 패킹(7)이 배치되어 있음과 함께, 덮개 부재(2)와 정극 집전체(5)의 접속부(5a) 사이에는, 절연성을 갖는 패킹(8)이 배치되어 있다. 또한, 패킹(7 및 8)은, 각각, 정극 단자(10)의 축부(11)가 삽입되는 삽입 구멍(7a 및 8a)을 갖고 있다. 또한, 정극 단자(10)의 플랜지부(12)는 덮개 부재(2)의 상측에 배치됨으로써, 리튬 이온 전지(1)의 외부에 배치되어 있다. 한편, 축부(11)의 플랜지부(12)보다도 Z2측으로 돌출된 부분은, 삽입 구멍(7a, 2a 및 8a)과, 리튬 이온 전지(1)[전지 케이스 본체(3)]의 내부에 배치되어 있다. A packing 7 having an insulating property is disposed between the
부극 단자(20)는 정극 단자(10)와 마찬가지의 외형 형상을 갖고 있다. 즉, 부극 단자(20)는, Z방향으로 연장되는 원기둥 형상의 축부(21)와, 축부(21)의 Z1측의 단부 및 그 주변에 있어서, 축부(21)로부터 X-Y 평면 방향으로 방사상의 확장을 갖도록 형성된 원환형의 플랜지부(22)를 갖고 있다. 이 결과, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 부극 단자(20)는 리벳 형상으로 형성되어 있고, Z방향을 따른 단면이 T자형 형상으로 되도록 형성되어 있다. 또한, 축부(21)는 부극 단자(20)의 X방향 및 Y방향의 대략 중앙에 위치하도록 구성되어 있다. 또한, 부극 단자(20)는, 본 발명의 「전지용 단자」의 일례이다. 또한, Z방향은, 본 발명의 「축 방향」의 일례이며, Z1측은, 본 발명의 「축 방향의 일방측」의 일례이며, X-Y 평면 방향은, 본 발명의 「방사 방향」의 일례이다. The
또한, 부극 단자(20)에서는, 후술하는 압출 성형이 행해짐으로써, 축부(21)와 플랜지부(22)가 일체적으로 형성되어 있다. 또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, 부극 단자(20)는 X방향 및 Y방향으로 약 10㎜의 직경 D1을 가짐과 함께, Z방향으로 약 12㎜의 길이 L1을 갖고 있다. 또한, 플랜지부(22)는 Z방향으로 약 2㎜의 두께 t1을 갖고 있다. 또한, Z2측은, 본 발명의 「축 방향의 타방측」의 일례이다. In the
여기서, 제1 실시 형태에서는, 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 부극 단자(20)는, 비교적 연성이 크게 변형되기 쉬운 Al로 구성된 제1 금속층(30)과, 비교적 연성이 크게 변형되기 쉬운 Cu로 구성된 제2 금속층(40)이 압연에 의해 접합된 클래드재로 구성되어 있다. 압연 접합되어 있는 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)은, 그 계면 I에 있어서 견고하게 접합되어 있다. 또한, 부극 단자(20)의 Z방향(Z2측)을 따른 단면에 있어서, 제1 금속층(30)은 축부(21) 및 플랜지부(22)의 상부에 배치되어 있고, 이 결과, 제1 금속층(30)은 부극 단자(20)의 Z1측인, 축부(21)의 상면(21a)과, 플랜지부(22)의 상면(22a)과, 상측면(22b)[플랜지부(22)의 상부에 있어서의 측면(22d)]에 노출되도록 형성되어 있다. Here, in the first embodiment, as shown in Figs. 4 and 5, the
또한, 제1 실시 형태에서는, 축부(21)에 있어서의 제1 금속층(30)의 중심 부분(31)에는, Z방향(축 방향)의 Z2측으로 돌출된 볼록부(32)가 형성되어 있다. 즉, 축부(21)의 제1 금속층(30)은 축부(21)의 중심 부분(31)에 있어서, Z방향(축 방향)의 Z2측으로 돌출된 부분[볼록부(32)]을 갖고 있다. 또한, 축부(21)에 있어서의 볼록부(32)의 Z2측의 단부(32a)는, 끝이 가늘어지도록 형성되어 있다. In the first embodiment, the
또한, 볼록부(32)는 축부(21)의 축심 A 상에서, 플랜지부(22)의 Z2측의 하면(22e)보다도 Z2측으로, 플랜지부(22)의 Z방향의 길이(두께 t1)보다도 크게 돌출되어 있다. 즉, 축부(21)에 있어서의 제1 금속층(30)의 볼록부(32)는, 플랜지부(22)의 제1 금속층(30)에 있어서의 Z2측의 면(계면 I)보다도 Z2측으로 돌출되어 있다. 한편, 축심 A 상에서, 플랜지부(22)의 Z2측의 하면(22e)으로부터 볼록부(32)의 Z2측의 단부(32a)까지의 길이 L2가, 축부(21)[부극 단자(20)]의 길이 L1의 80% 이하로 되도록, 부극 단자(20)는 형성되어 있다. 또한, 축심 A에 있어서, 축부(21)에 있어서의 제1 금속층(30)의 Z방향의 최대의 길이 L3이, 부극 단자(20)의 Z방향을 따른 길이 L1의 약 90% 이하로 되도록, 부극 단자(20)는 형성되어 있다. 또한, 길이 L3은, 길이 L1의 약 80% 이하인 것이 바람직하고, 약 70% 이하인 것이 보다 바람직하다. The
제2 금속층(40)은, 제1 금속층(30)을 Z2측으로부터 덮도록 배치되어 있고, 그 결과, 축부(21)의 Z2측 및 플랜지부(22)의 하측면(22c)[플랜지부(22)의 하부에 있어서의 측면(22d)]에 노출되어 있다. 이 결과, 볼록부(32)는 부극 단자(20)의 외부에 노출되지 않도록 형성되어 있고, 그 결과, 제1 금속층(30)은 축부(21) 및 플랜지부(22)의 Z2측에는 노출되지 않도록 형성되어 있다. The
또한, 원환형의 플랜지부(22)에서는, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)이 대향하는 전체면에 있어서 Z방향으로 접합되어 있다. 즉, 플랜지부(22)에서는, 오버레이형의 클래드 접합이 행해져 있다. 이 결과, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 계면 I는, 축부(21)의 측면이 아니라, 플랜지부(22)의 측면(22d)에 있어서 노출되도록 형성되어 있다. 이에 의해, 계면 I가 리튬 이온 전지(1)의 내부에 배치되지 않으므로, 리튬 이온 전지(1) 내부의 전해액 등이 계면 I에 도달하는 것을 억제하는 것이 가능하다. 이 결과, 리튬 이온 전지(1) 내부의 전해액 등에 기인하여 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 접합 강도가 작아지는 것을 억제하는 것이 가능하다. In the
또한, 제1 금속층(30) 및 제2 금속층(40)은, 모두, 축심 A에 대해 대략 축 대칭으로 되도록 형성되어 있다. The
또한, 플랜지부(22)에 있어서, 제1 금속층(30)의 Z방향의 최소의 두께 t2는, 플랜지부(22)의 Z방향의 두께 t1의 약 30% 이상으로 되도록 형성되어 있다. 여기서, 최소의 두께 t2란, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 계면 I 중 가장 상측에 위치하는 단부면으로부터 상면(22a)까지의 두께를 의미한다. In the
또한, 축부(21)의 Z방향을 따른 단면에 있어서, 제1 금속층(30)의 볼록부(32)의 Z방향과 직교하는 X방향 및 Y방향을 따른 길이(폭) L4는, 볼록부(32)의 주위에 형성되는 제2 금속층(40)의 X방향 및 Y방향을 따른 길이 L5보다도 커지도록 형성되어 있다. 또한, 길이 L4는, 길이 L5의 2배 이상으로 되도록 형성하는 것이 바람직하다. 여기서, 길이 L4 및 L5는, 축부(21)에 있어서, X방향 및 Y방향에 있어서의 제1 금속층(30)의 길이가 최대의 위치에 있어서의 각각의 길이를 의미하고 있다. In the cross section along the Z direction of the
또한, 도 4에 도시하는 바와 같이, 축부(21)의 상면(21a)(Z1측의 면)의 대략 중앙에, 버스 바(101)가 레이저 용접됨으로써, 축부(21)의 상면(21a)의 대략 중앙에는 용접부 W1이 형성되어 있다. 또한, 축부(21)의 하측의 단부(정상면)(21b)의 외주부와 부극 집전체(6)의 접속부(6a)가 레이저 용접됨으로써, 축부(21)의 단부(21b) 및 그 주변에는 용접부 W2가 형성되어 있다. 4, the
또한, 정극 단자(10)측과 마찬가지로, 부극 단자(20)의 플랜지부(22)와 덮개 부재(2) 사이에는, 절연성을 갖는 패킹(7)이 배치되어 있음과 함께, 덮개 부재(2)와 부극 집전체(6)의 접속부(6a) 사이에는, 절연성을 갖는 패킹(8)이 배치되어 있다. 또한, 패킹(7 및 8)은, 각각, 부극 단자(20)의 축부(21)가 삽입되는 삽입 구멍(7b 및 8b)을 갖고 있다. 또한, 부극 단자(20)의 플랜지부(22)는 덮개 부재(2)의 상측에 배치됨으로써, 리튬 이온 전지(1)의 외부에 배치되어 있다. 한편, 축부(21)의 플랜지부(22)보다도 Z2측으로 돌출된 부분은, 삽입 구멍(7b, 2b 및 8b)과, 리튬 이온 전지(1)[전지 케이스 본체(3)]의 내부에 배치되어 있다. A packing 7 having an insulating property is disposed between the
제1 실시 형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다. In the first embodiment, the following effects can be obtained.
제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 부극 단자(20)를 클래드재로 구성함으로써, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)은 그 계면 I에 있어서 견고하게 접합되어 있으므로, 열에 의한 금속간 화합물을 생성하기 쉬운 마찰 교반 용접이나 레이저 용접에 의해 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)을 접합하는 경우와 비교하여, 접합 강도의 저하를 방지할 수 있다. 또한, 축부(21)의 제1 금속층(30)에, 플랜지부(22)의 제1 금속층(30)에 있어서의 Z2측의 면(계면 I)보다도 Z방향(축 방향)의 Z2측으로 돌출된 부분[볼록부(32)]을 형성함으로써, 볼록부(32)가 형성된 만큼, 계면 I의 면적을 증가시킬 수 있으므로, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 접합 강도를 크게 할 수 있다. Since the
제1 실시 형태에서는, Z2측으로 돌출된 부분[볼록부(32)]을 축부(21)의 중심 부분(31)에 형성함으로써, 부극 단자(20)의 중심 근방인 축부(21)의 중심 부분(31)에 있어서, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 계면 I의 면적을 증가시킬 수 있으므로, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 접합 강도를 효과적으로 크게 할 수 있다. (Convex portion 32) protruding toward the Z2 side is formed in the
제1 실시 형태에서는, 축부(21)에 있어서의 제1 금속층(30)의 중심 부분(31)이 Z2측으로 돌출된 볼록부(32)를 가짐으로써, 볼록부(32)가 형성된 만큼, 계면 I의 면적을 확실하게 증가시킬 수 있으므로, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 접합 강도를 확실하게 크게 할 수 있다. The
또한, 제1 실시 형태에서는, 축부(21) 및 플랜지부(22)의 각각을, Z1측을 제1 금속층(30)으로 구성하고, Z2측을 제2 금속층(40)으로 구성한다. 이에 의해, 부극 단자(20)의 Z1측에 노출되는 제1 금속층(30)과 리튬 이온 전지(1)끼리를 접속하는 버스 바(101)를 용이하게 접합할 수 있음과 함께, 부극 단자(20)의 Z2측에 노출되는 제2 금속층(40)과 리튬 이온 전지(1)의 부극 집전체(6)를 용이하게 접합할 수 있다. 이 결과, 부극 단자(20)를 통하여 버스 바(101)와 부극 집전체(6)를 용이하게 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, 제1 금속층(30)을 버스 바(101)와 동일한 금속(Al)으로 구성하고, 제2 금속층(40)을 부극 집전체(6)와 동일한 금속(Cu)으로 구성함으로써, 동일한 금속끼리의 접합에 의한 견고한 접합을 확보한 상태에서, 부극 단자(20)를 통하여 버스 바(101)와 부극 집전체(6)를 전기적으로 접속할 수 있다. In the first embodiment, each of the
또한, 제1 실시 형태에서는, 축부(21)의 축심 A 상에서, 볼록부(32)가 플랜지부(22)의 Z2측의 하면(22e)보다도 Z2측으로 돌출됨으로써, 볼록부(32)가 하면(22e)보다도 Z2측으로 돌출되지 않는 경우와 비교하여, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 계면 I의 면적을 증가시킬 수 있으므로, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 접합 강도를 크게 할 수 있다. 또한, 축부(21)에 있어서 제1 금속층(30)과 버스 바(101)를 접합할 때에 축부(21)에 있어서 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 계면 I를 제1 금속층(30)이 노출되는 부극 단자(20)의 Z1측의 상면(21a)으로부터 크게 이격시킬 수 있다. 이에 의해 축부(21)에 있어서의 계면 I가, 노출되는 제1 금속층(30)과 버스 바(101)와의 접합부(용접부 W1)로부터 크게 이격되므로, 제1 금속층(30)과 버스 바(101)와의 접합(용접)에 기인하는 열이 계면 I에 도달하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 계면 I에 있어서의 취약한 금속간 화합물의 발생을 억제할 수 있으므로, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 접합 강도의 저하를 억제할 수 있다. In the first embodiment, the
또한, 제1 실시 형태에서는, 제1 금속층(30)을 버스 바(101)와 동일한 Al로 구성하고, 제2 금속층(40)을 부극 집전체(6)와 동일한 Cu로 구성함으로써, 버스 바(101)와 부극 단자(20)와 부극 집전체(6)를, 동일한 금속끼리에 의한 견고한 접합 상태를 가진 상태에서, 서로 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, Al 및 Cu는, 모두 비교적 연성이 커서 변형되기 쉽고, 또한, 그 연성이 동일 정도이므로, 파단 등이 생기는 것을 억제하면서, 또한 용이하게 제1 금속층(30)에 볼록부(32)를 형성할 수 있다. In the first embodiment, the
또한, 제1 실시 형태에서는, 축부(21)의 축심 A 상에서, 볼록부(32)를, 플랜지부(22)의 Z2측의 하면(22e)보다도 Z2측으로, 플랜지부(22)의 Z방향의 길이(두께 t1)보다도 크게 돌출시킨다. 이에 의해, 볼록부(32)를 충분히 크게 형성할 수 있으므로, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 계면 I의 면적을 증가시킬 수 있다.In the first embodiment, the
또한, 제1 실시 형태에서는, 플랜지부(22)에 있어서, 제1 금속층(30)의 Z방향의 최소의 두께 t2를 플랜지부(22)의 Z방향의 두께 t1의 약 30% 이상으로 되도록 형성한다. 이에 의해, 플랜지부(22)에 있어서 제1 금속층(30)을 Z방향으로 충분히 확보할 수 있으므로, 부극 단자(20)의 Z1측에 노출되는 제1 금속층(30)과 버스 바(101)를 접합할 때에 제1 금속층(30)과 버스 바(101)와의 접합(용접)에 기인하는 열이 계면 I에 도달하는 것을 억제할 수 있다. In the first embodiment, in the
또한, 제1 실시 형태에서는, 축심 A 상에서, 플랜지부(22)의 Z2측의 하면(22e)으로부터 볼록부(32)의 Z2측의 단부(32a)까지의 길이 L2를, 축부(21)[부극 단자(20)]의 길이 L1의 80% 이하로 한다. 이에 의해, 축부(21)의 Z2측에 있어서, 제2 금속층(40)의 Z방향을 따른 길이를 용이하게 확보할 수 있다. 이 결과, 축부(21)의 Z2측의 제2 금속층(40)과 부극 집전체(6)를 접합할 때에 제2 금속층(40)의 Z방향의 길이를 확보하여, 제2 금속층(40)과 부극 집전체(6)를 접합하기 쉽게 할 수 있다. In the first embodiment, the length L2 from the
또한, 제1 실시 형태에서는, 제2 금속층(40)의 Z방향의 길이를 확보함으로써, 축부(21)의 Z2측의 단부(21b)와 부극 집전체(6)가 접합될 때에, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 계면 I[볼록부(32)의 Z2측의 단부(32a)]를 제2 금속층(40)이 노출되는 Z2측의 단부(21b)로부터 크게 이격시킬 수 있다. 이에 의해, 계면 I가 제2 금속층(40)과 부극 집전체(6)와의 접합부(용접부 W2)로부터 크게 이격되므로, 용접부 W2의 접합(용접)에 기인하는 열이 계면 I에 도달하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 계면 I에 있어서의 취약한 금속간 화합물의 발생을 억제할 수 있으므로, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 접합 강도의 저하를 억제할 수 있다. In the first embodiment, when the
또한, 제1 실시 형태에서는, 제1 금속층(30) 및 제2 금속층(40)을, 모두, 축심 A에 대해 대략 축 대칭으로 되도록 형성함으로써, 비교적 단순한 형상을 갖는 부극 단자(20)를 용이하게 형성할 수 있다. In the first embodiment, both the
또한, 제1 실시 형태에서는, 다른 금속층[제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)]이 접합된 부극 단자(20)에 의해, 리튬 이온 전지(1)끼리를 접속하는 버스 바(101)와, 버스 바(101)와는 다른 금속으로 구성되는 리튬 이온 전지(1)의 부극 집전체(6)를 용이하게 접합할 수 있다. In the first embodiment, the
다음에, 도 1 내지 도 7을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리튬 이온 전지(1) 및 조전지(100)의 제조 프로세스에 대해서 설명한다. Next, a manufacturing process of the
먼저, 소정의 두께를 갖는 롤 형상의 Al판(도시하지 않음)과, 소정의 두께를 갖는 롤 형상의 Cu판(도시하지 않음)을 준비한다. 여기서, 완성 시의 부극 단자(20)(도 4 참조)의 플랜지부(22)에 있어서의 제1 금속층(30)의 두께 t2와 제2 금속층(40)의 두께(t1-t2)와의 비율[t2:(t1-t2), 도 5 참조]과 대략 동등해지도록, Al판의 두께와 Cu판의 두께를 조절한다. 예를 들어, Al판의 두께와 Cu판의 두께를, 모두 약 4㎜로 조정한다. 또한, Al판의 폭과 Cu판의 폭을 대략 동일하게 한다. First, a roll-shaped Al plate (not shown) having a predetermined thickness and a roll-shaped Cu plate (not shown) having a predetermined thickness are prepared. The ratio of the thickness t2 of the
그리고, 롤 형상의 Al판의 일 표면의 전체면에 롤 형상의 Cu판을 Z방향으로 적층시키면서, 소정의 압하율(예를 들어, 약 50%)로 Al판과 Cu판을 연속적으로 압접 접합한다. 그 후, 접합된 Al판과 Cu판을 약 500℃의 온도 상태에서 1분간 유지함으로써, 접합된 Al판과 Cu판에 대해 확산 어닐링을 행한다. 이에 의해, 약 4㎜의 두께를 갖는 롤 형상의 클래드재가 형성된다. 그리고, 이 클래드재를 약 10㎜의 직경을 갖는 원판 형상으로 펀칭함으로써, 도 6에 도시하는 바와 같은 원판 형상의 클래드재(120)가 형성된다. 이 원판 형상의 클래드재(120)는, Z방향의 일방측(상측, Z1측)에 Al로 구성된 제1 금속층(30)이 배치되고, 타방측(하측, Z2측)에 Cu로 구성된 제2 금속층(40)이 배치된 상태에서, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)이 Z방향으로 접합된, 소위 오버레이형의 클래드재(120)이다. Then, a roll-shaped Cu plate is laminated on the entire surface of one surface of the roll-shaped Al plate in the Z-direction, and the Al plate and the Cu plate are successively subjected to pressure contact welding at a predetermined reduction rate (for example, about 50% do. Thereafter, the bonded Al and Cu plates are held at a temperature of about 500 DEG C for 1 minute to perform diffusion annealing on the bonded Al and Cu plates. Thus, a roll-shaped clad material having a thickness of about 4 mm is formed. Then, this clad material is punched into a disc shape having a diameter of about 10 mm, whereby a disc-shaped
여기서, 제1 실시 형태의 제조 방법에서는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 부극 단자(20)(도 5 참조)의 형상에 대응하는 형틀이 형성된 금형(102) 내에, 오버레이형의 클래드재(120)를 배치한다. 그리고, 오버레이형의 클래드재(120)에 대해, 상온 하에 있어서 압출 가공을 행한다. 구체적으로는, 프레스압 등을 제어 가능한 서보 프레스기(103)를 사용해서, 클래드재(120)의 제1 금속층(30)측(상측, Z1측)으로부터 소정의 프레스압으로 클래드재(120)에 압력을 가한다. 이에 의해, 도 7에 도시하는 바와 같이, 클래드재(120)의 X방향 및 Y방향의 중앙 부분이 금형(102)의 축부(21)에 대응하는 하부를 향하여 압출된다. 6, an overlay type clad material 120 (see FIG. 5) is formed in a
이에 의해, 도 5에 도시하는 바와 같이, 원기둥 형상의 축부(21)와 원환형의 플랜지부(22)를 갖고, Z방향을 따른 단면이 T자 형상의 부극 단자(20)가 형성된다. 또한, 축부(21)에 있어서의 제1 금속층(30)의 중심 부분(31)에는, Z2측으로 돌출된 볼록부(32)가 형성된다. 이때, 원환형의 플랜지부(22)에서는, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)이 대향하는 전체 영역에 있어서 접합된 오버레이형의 클래드 접합으로 된다. 또한, 이 압출 가공을 복수회 행함으로써, 부극 단자(20)의 외형 형상의 치수 정밀도 등을 향상시켜도 된다. As a result, as shown in Fig. 5, a
그리고, 도 4에 도시하는 바와 같이, 부극 단자(20)의 플랜지부(22)보다도 Z2측의 축부(21)를 패킹(7)의 삽입 구멍(7b), 덮개 부재(2)의 삽입 구멍(2b) 및 패킹(8)의 삽입 구멍(8b)에 삽입한 상태에서, 부극 단자(20)의 축부(21)의 단부(21b)와 부극 집전체(6)의 접속부(6a)를, 레이저광 발생 장치(도시하지 않음)를 사용해서, 레이저 용접에 의해 접합한다. 이때, 원기둥 형상의 축부(21)의 원주를 따라서 레이저광을 조사(주사)한다. 이에 의해, 부극 단자(20)와 부극 집전체(6)가 접합(용접)된다. 이때, 부극 단자(20)의 축부(21)의 용접부 W2에 위치하는 제2 금속층(40)과 부극 집전체(6)는, 모두 Cu로 구성되어 있음으로써, 견고하게 접합(용접)된다. 또한, 계면 I가 제2 금속층(40)과 부극 집전체(6)와의 접합부(용접부 W2)로부터 크게 이격되어 있음으로써, 용접부 W2의 접합(용접)에 기인하는 열이 계면 I에 도달하는 것이 억제된다. 4, the
마찬가지로, 도 3에 도시하는 바와 같이, 정극 단자(10)의 축부(11)의 플랜지부(12)보다도 Z2측으로 돌출된 부분을 패킹(7)의 삽입 구멍(7a), 덮개 부재(2)의 삽입 구멍(2a) 및 패킹(8)의 삽입 구멍(8a)에 삽입한 상태에서, 정극 단자(10)의 축부(11)와, 정극 집전체(5)의 접속부(5a)를, 레이저광 발생 장치를 사용해서, 레이저 용접에 의해 접합한다. 이때, 정극 단자(10)와 정극 집전체(5)는, 모두 Al로 구성되어 있음으로써, 견고하게 접합(용접)된다. 그 후, 전지 케이스 본체(3)와 덮개 부재(2)를 용접한다. 이에 의해, 도 2에 도시하는 바와 같이, 리튬 이온 전지(1)가 제조된다. 3, the portion protruding from the
그 후, 도 1에 도시하는 바와 같이, X방향을 따라서 복수의 리튬 이온 전지(1)를 배치한다. 그리고, 리튬 이온 전지(1)의 정극 단자(10)와, 인접하는 리튬 이온 전지(1)의 부극 단자(20)를 평판 형상의 버스 바(101)를 사용해서 접합한다. 구체적으로는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 부극 단자(20)의 축부(21)의 상면(21a) 및 플랜지부(22)의 상면(22a)에 평판 형상의 버스 바(101)의 하면을 접촉시킨 상태에서, 소정의 강도 및 조사 시간으로 조절된 레이저광 발생 장치를 사용해서, 레이저 용접에 의해 접합한다. 이때, 축부(21)에 있어서, 용접부 W1이 형성되도록 용접을 행한다. 이에 의해, 부극 단자(20)와 버스 바(101)가 접합(용접)된다. 이때, 부극 단자(20)의 용접부 W1에 위치하는 제1 금속층(30)과 버스 바(101)는, 모두 Al로 구성되어 있음으로써, 견고하게 접합(용접)된다. 또한, 계면 I가 제1 금속층(30)과 버스 바(101)와의 접합부(용접부 W1)로부터 크게 이격되어 있음으로써, 용접부 W1의 접합(용접)에 기인하는 열이 계면 I에 도달하는 것이 억제된다. Thereafter, as shown in Fig. 1, a plurality of
또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 정극 단자(10)의 상면에, 평판 형상의 버스 바(101)의 하면을 접촉시킨 상태에서, 레이저광 발생 장치를 사용해서, 레이저 용접에 의해 접합한다. 이에 의해, 정극 단자(10)와 버스 바(101)가 접합(용접)된다. 이때, 정극 단자(10)와 버스 바(101)는, 모두 Al로 구성되어 있음으로써, 견고하게 접합(용접)된다. 이 결과, 복수의 리튬 이온 전지(1)가 복수의 Al로 이루어지는 버스 바(101)에 의해 직렬로 접속된 조전지(100)가 제조된다. 1, the upper surface of the
제1 실시 형태의 제조 방법에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다. In the manufacturing method of the first embodiment, the following effects can be obtained.
제1 실시 형태의 제조 방법에서는, 상기한 바와 같이, 오버레이형의 클래드재(120)에 대해 간이한 위치 결정에 의한 압출 가공을 행함으로써, 용이하게, 축부(21)에 있어서의 제1 금속층(30)의 중심 부분(31)에 볼록부(32)가 형성된 부극 단자(20)를 작성할 수 있다. 이에 의해, 부극 단자(20)의 제작에 필요로 하는 압출 가공 스텝수가 저감되어 택트 타임을 단축할 수 있음과 함께, 부극 단자(20)의 수율을 향상시킬 수 있다. In the manufacturing method of the first embodiment, by performing the extrusion processing by the simple positioning to the overlay type clad
(제2 실시 형태) (Second Embodiment)
다음에, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해서 설명한다. 이 제2 실시 형태에서는, 상기 제1 실시 형태의 구성에 추가하여, 부극 단자(220)에 바닥이 있는 구멍(221c)을 형성한 경우에 대해서 설명한다. 또한, 부극 단자(220)는, 본 발명에 있어서의 「전지용 단자」의 일례이다. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 8 and 9. Fig. In this second embodiment, a case where a bottomed
본 발명의 제2 실시 형태에서는, 도 8 및 도 9에 도시하는 바와 같이, 부극 단자(220)는, 원기둥 형상의 축부(221)와 원환형의 플랜지부(22)를 갖고 있다. 이 결과, 부극 단자(220)는, 상기 제1 실시 형태의 부극 단자(20)와 마찬가지로, 리벳 형상으로 형성되어 있고, Z방향을 따른 단면이 T자형 형상으로 되도록 형성되어 있다. 또한, 부극 단자(220)는, Al로 구성된 제1 금속층(30)과 Cu로 구성된 제2 금속층(40)이 압연에 의해 접합된 클래드재로 구성되어 있다. 또한, 제1 금속층(30)의 축부(221)의 중심 부분(31)에는, Z방향(축 방향)의 Z2측으로 돌출된 볼록부(32)가 형성되어 있다.In the second embodiment of the present invention, as shown in Figs. 8 and 9, the
또한, 제2 실시 형태에서는, 도 9에 도시하는 바와 같이, 축부(221)의 하부에는, 축부(221)의 단부(정상면)(21b)측(하측)에 있어서, 주연부를 남겨서 제2 금속층(40)의 일부가 절결된 바닥이 있는 구멍(221c)이 형성되어 있다. 즉, 바닥이 있는 구멍(221c)에서는, 축심 A를 향하여 Z1측으로 경사지는 저면(221d)과, 저면(221d)으로부터 Z2측으로 연장되는 내측면(221e)이, 모두 제2 금속층(40)으로 구성되어 있다. 그리고, 바닥이 있는 구멍(221c)의 내측면(221e)이 설치된 벽부(221f)는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 부극 집전체(6)의 접속부(6a)의 하면에 접촉하도록 축부(221)의 축심 A측으로부터 외측을 향하여 절곡됨으로써 바닥이 있는 구멍(221c)의 내측면(221e)이 Z2측에 노출되는 상태에서, 부극 집전체(6)의 접속부(6a)에 코오킹할 수 있도록 구성되어 있다. 9, in the lower portion of the
여기서, 절곡된 벽부(221f)와 부극 집전체(6)의 접속부(6a)는, 벽부(221f)가 코오킹된 상태에서, 레이저 용접에 의해 용접되어도 되고, 용접되지 않아도 된다. 이에 의해, 벽부(221f)와 부극 집전체(6)를 용접한 경우에는, 보다 확실하게, 부극 단자(220)와 부극 집전체(6)의 접속부(6a)를 접합하는 것이 가능하다. 또한, 벽부(221f)와 부극 집전체(6)를 용접하지 않는 경우에는, 용접 공정을 삭감할 수 있으므로, 부극 단자(220)를 사용한 전지(리튬 이온 전지)의 제조 공정을 간략화하는 것이 가능하다. 또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 절결에 의해 제1 금속층(30)의 볼록부(32)가 외부에 노출되지 않도록, 볼록부(32)의 단부(32a)보다도 Z2측에 저면(221d)이 위치하도록 바닥이 있는 구멍(221c)이 형성되어 있다. Here, the
또한, 제2 실시 형태의 그 밖의 구성은, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다. The other structures of the second embodiment are the same as those of the first embodiment.
제2 실시 형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다. In the second embodiment, the following effects can be obtained.
제2 실시 형태에서는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 부극 단자(220)가 클래드재로 구성되어 있음과 함께, 축부(221)의 제1 금속층(30)에, 플랜지부(22)의 제1 금속층(30)에 있어서의 Z2측의 면(계면 I)보다도 Z방향(축 방향)의 Z2측으로 돌출된 부분[볼록부(32)]을 형성함으로써, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 접합 강도를 크게 할 수 있다. 또한, 축부(221) 및 플랜지부(22)의 각각을, Z1측을 제1 금속층(30)으로 구성하고, Z2측을 제2 금속층(40)으로 구성한다. 이에 의해, 부극 단자(220)를 통하여 버스 바(101)와 부극 집전체(6)를 용이하게 전기적으로 접속할 수 있다. In the second embodiment, the
또한, 제2 실시 형태에서는, 축부(221)의 Z2측의 단부(21b)에, 저면(221d) 및 내측면(221e)이 제2 금속층(40)으로 구성된 바닥이 있는 구멍(221c)을 형성함으로써, 바닥이 있는 구멍(221c)의 주위의 제2 금속층(40)[내측면(221e)이 설치된 벽부(221f)]을 변형시켜 코오킹할 수 있으므로, 부극 단자(220)와 부극 집전체(6)를 용이하게 고정할 수 있다. 또한, 제2 실시 형태의 그 밖의 효과는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다. In the second embodiment, the
(제3 실시 형태) (Third Embodiment)
다음에, 도 10을 참조하여, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해서 설명한다. 이 제3 실시 형태에 의한 부극 단자(320)에서는, 상기 제1 실시 형태에 추가하여, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40) 사이에 반응 억제층(350)이 배치되는 경우에 대해서 설명한다. 또한, 부극 단자(320)는, 본 발명에 있어서의 「전지용 단자」의 일례이다. Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. In the
본 발명의 제3 실시 형태에 의한 부극 단자(320)는, 도 10에 도시하는 바와 같이, 원기둥 형상의 축부(21)와 원환형의 플랜지부(22)를 갖고 있으며, Z방향을 따른 단면이 T자형 형상으로 되도록 형성되어 있다. 또한, 부극 단자(320)는, Al로 구성된 제1 금속층(30)과 Cu로 구성된 제2 금속층(40)과, Ni로 구성된 반응 억제층(350)이 압연에 의해 접합된 클래드재로 구성되어 있다. 또한, 제1 금속층(30)의 축부(21)의 중심 부분(31)에는, Z방향(축 방향)의 Z2측으로 돌출된 볼록부(32)가 형성되어 있다. As shown in Fig. 10, the
반응 억제층(350)은, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40) 사이에 배치(접합)되어 있다. 또한, 반응 억제층(350)은, 제1 금속층(30)을 구성하는 Al과 제2 금속층(40)을 구성하는 Cu가 반응함으로써, 취약한 Al-Cu 합금이 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 계면 I에 발생하는 것을 억제하는 기능을 갖고 있다. 또한, 반응 억제층(350)은, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 계면 I의 대략 전체에 걸쳐서 형성되어 있다. The
이 반응 억제층(350)은, Al 및 Cu와 비교하여, 가격이 높은 Ni로 구성되어 있다. 따라서, 반응 억제층(350)의 두께 t3은, 재료 비용의 관점으로부터 작은 쪽이 바람직하고, 구체적으로는, 플랜지부(22)의 Z방향의 두께 t1의 약 10% 이하인 것이 바람직하다. 또한, Ni는 Al이나 Cu와 비교해서 연성이 약간 작기 때문에 파단되기 쉽다. 그러나, 반응 억제층(350)의 일부가 파단되었다고 해도, 반응 억제층(350)을 배치하는 효과를 현저하게 손상시키는 일은 없다. 예를 들어, 파단된 부분 이외의 영역에서, 취약한 Al-Cu 합금이 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 계면 I에 발생하는 것을 억제하는 것이나, 이종 금속이 접촉하는 것에 기인하는 부식(이종 금속 접촉 부식)을 억제하는 작용 효과를 발휘하는 것이 가능하다. The
또한, 제3 실시 형태에 의한 부극 단자(320)의 제조 방법으로서는, Al판과 Ni판과 Cu판을 연속적으로 압접 접합함으로써, Al로 구성된 제1 금속층(30)과, Ni로 구성된 반응 억제층(350)과, Cu로 구성된 제2 금속층(40)을 Z1측으로부터 이 순서로 적층된 상태에서 접합된 클래드재를 형성하는 점을 제외하고, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다. As a manufacturing method of the
제3 실시 형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다. In the third embodiment, the following effects can be obtained.
제3 실시 형태에서는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 부극 단자(320)가 클래드재로 구성되어 있음과 함께, 축부(21)의 제1 금속층(30)에, 플랜지부(22)의 제1 금속층(30)에 있어서의 Z2측의 면(계면 I)보다도 Z방향(축 방향)의 Z2측으로 돌출된 부분[볼록부(32)]을 형성함으로써, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 접합 강도를 크게 할 수 있다. 또한, 축부(21) 및 플랜지부(22)의 각각을, Z1측을 제1 금속층(30)으로 구성하고, Z2측을 제2 금속층(40)으로 구성한다. 이에 의해, 부극 단자(320)를 통하여 버스 바와 부극 집전체를 용이하게 전기적으로 접속할 수 있다. In the third embodiment, the
또한, 제3 실시 형태에서는, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40) 사이에 배치(접합)되고, 제1 금속층(30)을 구성하는 금속과 제2 금속층(40)을 구성하는 금속이 반응하는 것을 억제하기 위한 반응 억제층(350)을 포함한다. 이에 의해, 반응 억제층(350)에 의해, 제1 금속층(30)을 구성하는 Al과 제2 금속층(40)을 구성하는 Cu가 반응해서 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 확실하게 억제할 수 있으므로, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 금속간 화합물에 기인하는 접합 강도의 저하를 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 반응 억제층(350)에 의해, 이종 금속 접촉 부식을 억제할 수 있다. 또한, 제3 실시 형태의 그 밖의 효과는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다. In the third embodiment, the metal constituting the
(제4 실시 형태) (Fourth Embodiment)
다음에, 도 11을 참조하여, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해서 설명한다. 이 제4 실시 형태에서는, 상기 제1 실시 형태와는 달리, 제1 금속층(30)의 돌출된 부분(432)에 있어서, 중심 부분(431)보다도 외측의 외측 부분(433)이, 중심 부분(431)보다도 Z2측으로 돌출되는 경우에 대해서 설명한다. Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. In the fourth embodiment, unlike the first embodiment, the
본 발명의 제4 실시 형태에서는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 부극 단자(420)는, 원기둥 형상의 축부(421)와 원환형의 플랜지부(422)를 갖고 있다. 이 결과, 부극 단자(420)는 리벳 형상으로 형성되어 있다. 또한, 부극 단자(420)는 Al로 구성된 제1 금속층(30)과 Cu로 구성된 제2 금속층(40)이 압연에 의해 접합된 클래드재로 구성되어 있다. 또한, 부극 단자(420)는, 본 발명에 있어서의 「전지용 단자」의 일례이다. In the fourth embodiment of the present invention, as shown in Fig. 11, the
여기서, 제4 실시 형태에서는, 제1 금속층(30)에는 Z방향(축 방향)의 Z2측으로 돌출된 부분(432)이 형성되어 있다. 이 돌출된 부분(432)은, 축부(421)의 전체와, 플랜지부(422)의 축부(421)측(축심 A측)으로 연속적으로 형성되어 있다. 또한, 축부(421)에 있어서의 제1 금속층(30)의 돌출된 부분(432)은, 플랜지부(422)의 제1 금속층(30)에 있어서의 Z2측의 면(계면 I)보다도 Z2측으로 돌출되어 있다. Here, in the fourth embodiment, the
또한, 축부(421)가 돌출된 부분(432)에서는, 중심 부분(431)보다도 외측[플랜지부(422)측]의 외측 부분(433)이, 중심 부분(431)보다도 Z2측으로 돌출되어 있다. 이 결과, 외측 부분(433)에 돌출된 부분(432)의 Z2측의 정상부(434)가 형성되어 있다. 또한, 정상부(434)는, Z2 방향을 향하여 끝이 가늘어지는 형상을 갖고 있다. 구체적으로는, 정상부(434)는, Z2 방향을 향하여 뾰족해진 형상을 갖고 있다. The
외측 부분(433)의 정상부(434)는, 중심 부분(431)을 둘러싸도록 Z2측으로 환형으로 돌출되어 있다. 이 결과, 도 11에 도시하는 부극 단자(420)의 단면에 있어서, 정상부(434)는 외측 부분(433)에 1대 설치되어 있다. 따라서, 제1 금속층(30) 또는 제2 금속층(40) 중 어느 하나에 Z방향과 직교하는 X-Y 평면 방향의 힘이 가해지는 것에 기인하여 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 계면 I가 X-Y 평면 방향으로 미끄러지는(어긋나는) 것을, 환형의 정상부(434)가 연관이 되어 방해하는 것이 가능하다. 이에 의해, 계면 I에 있어서, X-Y 평면 방향으로 미끄러짐이 생기는 것이 억제된다. The
또한, 축부(421)의 하부에는, 축부(421)의 단부(21b)측에 있어서, 주연부를 남겨서 제2 금속층(40)의 일부가 절결된 바닥이 있는 구멍(421c)이 형성되어 있다. 이 바닥이 있는 구멍(421c)의 저면(421d)은, 플랜지부(422)의 Z2측의 하면(22e)보다도 Z2측에서, 또한, 하면(22e)의 근방에 위치하고 있다. A bottomed
또한, 부극 단자(420)에 있어서, 제1 금속층(30) 및 제2 금속층(40)은, 모두, 축심 A에 대해 대략 축 대칭으로 되도록 형성되어 있다. In the
또한, 제4 실시 형태의 그 밖의 구성은, 상기 제1 및 제2 실시 형태와 마찬가지이다. The other structures of the fourth embodiment are the same as those of the first and second embodiments.
제4 실시 형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다. In the fourth embodiment, the following effects can be obtained.
제4 실시 형태에서는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 부극 단자(420)가 클래드재로 구성되어 있음과 함께, 축부(421)의 제1 금속층(30)에 Z방향(축 방향)의 Z2측으로 돌출된 부분(432)을 형성함으로써, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 접합 강도를 크게 할 수 있다. 또한, 축부(421) 및 플랜지부(422)의 각각을, Z1측을 제1 금속층(30)으로 구성하고, Z2측을 제2 금속층(40)으로 구성한다. 이에 의해, 부극 단자(420)를 통하여 버스 바와 부극 집전체를 용이하게 전기적으로 접속할 수 있다. In the fourth embodiment, the
또한, 제4 실시 형태에서는, 제1 금속층(30)의 돌출된 부분(432)에 있어서, 중심 부분(431)보다도 외측[플랜지부(422)측]의 외측 부분(433)을, 중심 부분(431)보다도 Z2측으로 돌출시킨다. 이에 의해, 외측 부분(433)이 형성된 위치에 있어서의 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 접합 강도를 효과적으로 크게 할 수 있다. In the fourth embodiment, the
또한, 제4 실시 형태에서는, 외측 부분(433)의 정상부(434)를 Z2측으로 환형으로 돌출시킴으로써, 환형으로 돌출된 외측 부분(433)의 정상부(434)에 의해, 제1 금속층(30)과 제2 금속층(40)과의 계면 I에 있어서, X-Y 평면 방향으로 미끄러짐이 생기는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. The
또한, 제4 실시 형태에서는, 외측 부분(433)의 정상부(434)를, Z2측으로 끝이 가늘어지도록 환형으로 돌출시킴으로써, 정상부(434)를 복잡한 형상으로 하지 않고, 접합 강도의 향상과 미끄러짐의 발생 억제와의 양쪽을 용이하게 확보할 수 있다. 또한, 제4 실시 형태의 그 밖의 효과는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다. In the fourth embodiment, the
또한, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명이 아니라 특허 청구 범위에 의해 나타나고, 또한 특허 청구 범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경(변형예)이 포함된다. It is also to be understood that the embodiments disclosed herein are illustrative and non-restrictive in all respects. The scope of the present invention is not limited to the description of the above-described embodiments, but rather, is encompassed by the appended claims, and includes all changes (modifications) within the meaning and scope equivalent to the claims.
예를 들어, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 제1 금속층(30)을 Al로 구성하고, 제2 금속층(40)을 Cu로 구성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, Al 대신에 Al 합금을 사용해도 되고, Cu 대신에 Cu 합금을 사용해도 된다. 또한, Al 합금으로서는, 예를 들어, JIS 규격에 규정된 A3000번대의 Al-Mn계 합금 등이 있다. 또한, Cu 합금으로서는, 예를 들어, C194인 Cu-Fe계 합금 등이 있다. For example, in the first to fourth embodiments, the
또한, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 서로 접합되는 제1 금속층(30)과 버스 바(101)를 동일한 금속(Al)으로 구성함과 함께, 서로 접합되는 제2 금속층(40)과 부극 집전체(6)를 동일한 금속(Cu)으로 구성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 예를 들어, 제1 금속층 또는 버스 바의 한쪽을 Al로 구성하고, 제1 금속층 또는 버스 바의 다른 쪽을 Al 합금으로 구성하는 경우와 같이, 서로 접합되는 제1 금속층과 버스 바를, 동일하지 않지만 동종의 금속으로 구성해도 된다. 마찬가지로, 예를 들어, 제2 금속층 또는 부극 집전체의 한쪽을 Cu로 구성하고, 제2 금속층 또는 부극 집전체의 다른 쪽을 Cu 합금으로 구성하는 경우와 같이, 서로 접합되는 제2 금속층과 부극 집전체를, 동일하지 않지만 동종의 금속으로 구성해도 된다. 또한, 본 발명의 「동종의 금속」은, 동일한 화학 성분으로 이루어지는 금속(순금속 및 합금)끼리뿐만 아니라, 다른 화학 성분이어도 주가 되는 금속 원소가 동일한 금속끼리도 포함하는 넓은 개념이다. In the first to fourth embodiments, the
또한, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 본 발명의 「전지용 단자」로서, Al로 구성된 제1 금속층(30)과 Cu로 구성된 제2 금속층(40)을 포함하는 클래드재로 이루어지는 부극 단자[20(220, 320, 420)]를 사용함과 함께, Al로 구성된 제1 금속층(30)과 버스 바(101)를 접속하고, Cu로 구성된 제2 금속층(40)과 부극 집전체(6)를 접속하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 본 발명의 「전지용 단자」로서, Cu로 구성된 제1 금속층과 Al로 구성된 제2 금속층을 포함하는 클래드재로 이루어지는 정극 단자를 사용함과 함께, Cu로 구성된 제1 금속층과 버스 바를 접속하고, Al로 구성된 제2 금속층과 정극 집전체를 접속해도 된다. 이 경우, 상기 제1 내지 제4 실시 형태의 각 실시 형태에 있어서, Cu와 Al이 반대로 된다. 또한, 이 경우, 전기 저항이 작은 Cu로 구성되는 버스 바를 사용할 수 있으므로, 버스 바에 있어서 전력이 소비되는 것을 억제할 수 있어, 그 결과, 조전지에 있어서의 전기적인 손실을 저감하는 것이 가능하다. In the first to fourth embodiments, the negative electrode terminal made of the clad material including the
또한, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 제1 금속층(30) 및 제2 금속층(40)을, 각각, Al 및 Cu로 구성하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 제1 금속층 또는 제2 금속층의 한쪽과 다른 쪽과의 조합으로서는, 예를 들어, Al(Al 합금)과 Fe(Fe 합금)과의 조합, Al(Al 합금)과 Ni(Ni 합금)과의 조합, Cu(Cu 합금)과 Fe(Fe 합금)과의 조합, Cu(Cu 합금)과 Ni(Ni 합금)과의 조합이어도 된다. In the first to fourth embodiments, the
또한, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 부극 단자[20(220, 320, 420)]가 원기둥 형상의 축부[21(221)]와 원환형의 플랜지부(22)를 포함하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 도 12에 도시하는 제1 실시 형태의 변형예, 부극 단자(520)가, 원기둥 형상의 축부(21)와, 축부(21)로부터 방사 방향(Z방향에 직교하는 방향)으로 방사상의 확장을 갖도록 형성된 직사각형의 프레임 형상의 플랜지부(522)와 포함하도록 구성해도 된다. 또한, 이와 같은 부극 단자(520)이어도, Z방향을 따른 단면은 도 5에 도시하는 구조와 동일하게 된다. 또한, 부극 단자(520)는, 본 발명의 「전지용 단자」의 일례이다. 또한, 부극 단자의 축부를 각기둥 형상으로 형성해도 된다. In the first to fourth embodiments, the negative terminal 20 (220, 320, 420) includes the cylindrical shaft portion 21 (221) and the
또한, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 부극 단자[20(220, 320)]를 T자형 형상으로 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 도 13에 도시하는 제2 실시 형태의 변형예와 같이, 부극 단자(620)를 십자형 형상으로 형성해도 된다. 구체적으로는, 부극 단자(620)의 축부(621)에는, 상면(21a)으로부터 Z1측을 향하여 돌출된 돌출부(621h)가 형성되어 있다. 이 돌출부(621h)는 축부(621)의 제1 금속층(30)이 Z1측을 향하여 돌출됨으로써 형성되어 있다. 이 결과, 부극 단자(620)는 플랜지부(22)와, 플랜지부(22)로부터 Z1측 및 Z2측의 양쪽으로 연장되는 축부(621)에 의해 십자 형상으로 형성되어 있다. 또한, 부극 단자(620)는, 본 발명의 「전지용 단자」의 일례이다. In the first to fourth embodiments, the negative terminal 20 (220, 320) is formed in a T-shape, but the present invention is not limited thereto. In the present invention, the
또한, 제2 실시 형태의 변형예의 축부(621)의 돌출부(621h)를, 제1 실시 형태의 구성에 적용해도 된다. 즉, 제2 실시 형태의 변형예의 축부(621)에 바닥이 있는 구멍(221c)을 형성하지 않고, 돌출부(621h)만을 형성해도 된다. 또한, 제2 실시 형태의 변형예의 축부(621)의 돌출부(621h)에 바닥이 있는 구멍을 형성해도 된다. 즉, 바닥이 있는 구멍(221c)과, 돌출부(621h)에 저면 및 내측면이 제1 금속층(30)으로 구성된 바닥이 있는 구멍과의 양쪽을 축부(621)에 형성해도 된다. 이 경우에는, 바닥이 있는 구멍(221c)과 마찬가지로, 도시하지 않은 버스 바에 제1 금속층(30)으로 구성된 바닥이 있는 구멍의 벽부를 코오킹할 수 있으므로, 부극 단자와 버스 바를 용이하게 고정하는 것이 가능하다. The
또한, 상기 제1 내지 제3 실시 형태에서는, 제1 금속층(30)의 볼록부(32)가, 축부(21)의 축심 A 상에서, 플랜지부(22)의 Z2측의 하면(22e)보다도 Z2측으로 돌출된 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 제1 금속층의 볼록부를, 축부의 축심 상에서, 플랜지부의 하면보다도 하방으로 돌출시키지 않아도 된다. In the first to third embodiments, the
또한, 상기 제1 및 제3 실시 형태에서는, 레이저 용접에 의해, 부극 단자[20(320)]와 버스 바(101)를 접합(용접)함과 함께, 부극 단자[20(320)]와 부극 집전체(6)를 접합(용접)한 예를 나타내고, 상기 제2 실시 형태에서는, 레이저 용접에 의해, 부극 단자(220)와 버스 바(101)를 접합(용접)하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 부극 단자와, 버스 바 또는 부극 집전체와의 위치 관계 등에 따라서, 부극 단자와 버스 바 또는 부극 집전체를, 저항 용접이나 TIG(Tungsten Inert Gas) 용접, 초음파 용접 등의 다른 용접 방법을 사용해서 접합해도 된다. 또한, 레이저 용접은 용접용의 단자를 용접 위치의 근처에 배치할 필요가 있는 저항 용접 등과 비교하여, 용접 위치가 레이저가 조사 가능한 위치이면 용접 가능하고, 용이하게 용접을 행하는 것이 가능하므로, 바람직하다. In the first and third embodiments, the negative electrode terminal 20 (320) and the
또한, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 압출 가공을 행함으로써, 제1 금속층(30)에 볼록부(32)[돌출된 부분(432)]를 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 압출 가공 이외의 가공법에 의해, 제1 금속층에 볼록부 또는 돌출된 부분을 형성해도 된다. In the first to fourth embodiments, the convex portion 32 (protruding portion 432) is formed in the
또한, 상기 제3 실시 형태에서는, 반응 억제층(350)을 Ni로 구성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 반응 억제층을 Ni 합금으로 구성해도 되고, 그 밖의 재료로 이루어지도록 구성해도 된다. In the third embodiment, the
또한, 상기 제1, 제2 및 제4 실시 형태에서는, 2층의 클래드재로부터 부극 단자[20(220)]를 구성하고, 상기 제3 실시 형태에서는, 3층의 클래드재로부터 부극 단자(320)를 구성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 4층 이상의 클래드재에 의해 전지용 단자를 구성해도 된다. In the first, second, and fourth embodiments, the negative electrode terminal 20 (220) is composed of two clad materials. In the third embodiment, ). However, the present invention is not limited to this. In the present invention, battery terminals may be constituted by four or more clad materials.
또한, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 부극 단자[20(220, 320)]의 플랜지부(22)를 리튬 이온 전지(1)의 외부[덮개 부재(2)의 상측]에 배치하고, 축부[21(221)]의 플랜지부(22)보다도 하측(Z2측)으로 돌출된 부분을 리튬 이온 전지(1)[전지 케이스 본체(3)]의 내부에 배치한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 부극 단자의 플랜지부를 리튬 이온 전지의 내부에 배치하고, 축부의 플랜지부보다도 상측으로 돌출된 부분을 리튬 이온 전지의 외부에 배치해도 된다. 이 경우, 부극 단자의 축 방향의 일방측의 제1 금속층은, 부극 집전체와 동종의 금속(Cu)으로 됨과 함께, 부극 단자의 축 방향의 타방측의 제2 금속층은, 버스 바와 동종의 금속(Al)으로 된다. In the first to fourth embodiments, the
또한, 상기 제1 내지 제4 실시 형태에서는, 제1 금속층(30)의 Z2측으로 돌출된 부분[볼록부(32) 및 돌출된 부분(432)]을 적어도 축부[21(221)]의 중심 부분[31(431)]에 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 축부의 제1 금속층의 축 방향의 타방측으로 돌출된 부분을, 축부의 중심 부분에 형성하지 않고, 중심 부분보다도 외측(플랜지부측)의 부분에만 형성해도 된다. 즉, 상기 제4 실시 형태에 있어서, 축부의 중심 부분보다도 외측(플랜지부측)의 부분에 있어서의 제1 금속층을, 플랜지부에 있어서의 제1 금속층보다도 축 방향의 타방측으로 돌출시키는 한편, 축부의 중심 부분에 있어서의 제1 금속층을, 플랜지부에 있어서의 제1 금속층보다도 축 방향의 타방측으로 돌출시키지 않도록, 부극 단자를 구성해도 된다. In the first to fourth embodiments described above, the portions (protruding
또한, 상기 제2 실시 형태에서는, 바닥이 있는 구멍(221c)의 내측면(221e)이 설치된 벽부(221f)를 변형시켜 코오킹함으로써, 부극 단자(220)와 부극 집전체(6)의 접속부(6a)를 접합한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 예를 들어, 바닥이 있는 구멍에 부극 집전체를 삽입한 상태에서 용접 등을 행함으로써, 부극 단자와 부극 집전체를 접합(고정)해도 된다. 이에 의해, 부극 단자와 부극 집전체를 용이하게 고정하는 것이 가능하다.In the second embodiment, the
Claims (20)
상기 전지용 단자는, 적어도 제1 금속층과 제2 금속층이 접합된 클래드재로 구성되고,
상기 축부 및 상기 플랜지부의 각각은, 상기 축부의 축 방향에 있어서 일방측이 상기 제1 금속층으로 구성되고, 타방측이 상기 제2 금속층으로 구성되고,
상기 축부의 상기 제1 금속층은, 상기 플랜지부의 상기 제1 금속층에 있어서의 상기 축 방향의 타방측의 면보다도 상기 축 방향의 타방측으로 돌출된 부분을 갖고 있는, 전지용 단자. A battery terminal comprising: a shaft portion; and a flange portion having a radial extension radially from the shaft portion,
Wherein the battery terminal is composed of a clad material in which at least a first metal layer and a second metal layer are bonded,
Wherein each of the shaft portion and the flange portion is formed by the first metal layer on one side in the axial direction of the shaft portion and the second metal layer on the other side,
Wherein the first metal layer of the shaft portion has a portion protruding toward the other side in the axial direction from a surface on the other side in the axial direction of the first metal layer of the flange portion.
상기 제1 금속층의 상기 돌출된 부분은, 적어도 상기 축부의 중심 부분에 있어서, 상기 플랜지부의 상기 제1 금속층에 있어서의 상기 축 방향의 타방측의 면보다도 상기 축 방향의 타방측으로 돌출되어 있는, 전지용 단자. The method according to claim 1,
Wherein the protruding portion of the first metal layer protrudes toward the other side in the axial direction from a surface on the other side in the axial direction of the first metal layer of the flange portion at least in the central portion of the shaft portion. Battery terminal.
상기 제1 금속층의 상기 돌출된 부분은, 상기 축부의 중심 부분에 있어서, 상기 축 방향의 타방측으로 볼록 형상으로 돌출된 볼록부를 갖고 있는, 전지용 단자. 3. The method of claim 2,
Wherein the protruding portion of the first metal layer has a convex portion protruding in a convex shape on the other side in the axial direction at a center portion of the shaft portion.
상기 축부의 축심 상에서, 상기 볼록부는, 상기 플랜지부의 상기 축 방향의 타방측의 면보다도 상기 축 방향의 타방측으로 돌출되어 있는, 전지용 단자. The method of claim 3,
Wherein the convex portion protrudes from the other side in the axial direction of the flange portion to the other side in the axial direction on the axial center of the shaft portion.
상기 축심 상에서, 상기 볼록부는, 상기 플랜지부의 상기 축 방향의 타방측의 면보다도 상기 축 방향의 타방측에, 상기 플랜지부의 상기 축 방향의 길이보다도 크게 돌출되어 있는, 전지용 단자. 5. The method of claim 4,
Wherein the convex portion protrudes from the other side in the axial direction of the flange portion larger than the length in the axial direction of the flange portion from the surface on the other side in the axial direction on the axial center.
상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층의 한쪽은, Al 또는 Al 합금으로 구성되어 있고,
상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층의 다른 쪽은, Cu 또는 Cu 합금으로 구성되어 있는, 전지용 단자. 6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein one of the first metal layer and the second metal layer is made of Al or an Al alloy,
And the other of the first metal layer and the second metal layer is made of Cu or a Cu alloy.
상기 축 방향에 있어서, 상기 플랜지부의 상기 제1 금속층의 최소의 길이는, 상기 플랜지부의 길이 30% 이상인, 전지용 단자. 6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein a minimum length of the first metal layer of the flange portion in the axial direction is 30% or more of the length of the flange portion.
상기 축부의 축심 상에서, 상기 플랜지부의 상기 축 방향의 타방측의 면으로부터 상기 볼록부의 상기 축 방향의 타방측의 단부까지의 길이는, 상기 축부의 길이의 80% 이하인, 전지용 단자. 6. The method according to any one of claims 3 to 5,
Wherein a length from a surface on the other side in the axial direction of the flange portion to an end on the other side in the axial direction of the convex portion on the axial center of the shaft portion is 80% or less of the length of the shaft portion.
상기 축부의 상기 축 방향의 타방측의 단부에는, 저면 및 내측면이 상기 제2 금속층으로 구성된 바닥이 있는 구멍이 형성되어 있는, 전지용 단자. 6. The method according to any one of claims 1 to 5,
And a bottomed hole having a bottom surface and an inner surface formed by the second metal layer is formed on the other end of the shaft portion in the axial direction.
상기 제1 금속층 및 상기 제2 금속층은, 모두, 상기 축부의 축심에 대해 축 대칭으로 형성되어 있는, 전지용 단자. 6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Wherein the first metal layer and the second metal layer are all formed axially symmetrically with respect to the axis of the shaft portion.
상기 제1 금속층을 구성하는 금속과 상기 제2 금속층을 구성하는 금속이 반응하는 것을 억제하기 위한 반응 억제층을 더 포함하는, 전지용 단자. 6. The method according to any one of claims 1 to 5,
Further comprising a reaction inhibiting layer for inhibiting a reaction between a metal constituting the first metal layer and a metal constituting the second metal layer.
상기 제1 금속층의 상기 돌출된 부분에 있어서, 상기 중심 부분보다도 외측의 부분은, 상기 중심 부분보다도 상기 축 방향의 타방측으로 돌출되어 있는, 전지용 단자. 3. The method of claim 2,
Wherein a portion of the protruded portion of the first metal layer located outside the center portion protrudes to the other side in the axial direction with respect to the center portion.
상기 외측의 부분은, 상기 축 방향의 타방측으로 환형으로 돌출되어 있는, 전지용 단자. 13. The method of claim 12,
And the outer portion is annularly projected to the other side in the axial direction.
상기 외측의 부분은, 상기 축 방향의 타방측으로 끝이 가늘게 되도록 환형으로 돌출되어 있는, 전지용 단자. 14. The method of claim 13,
And the outer side portion is annularly protruded so as to be narrowed toward the other side in the axial direction.
상기 오버레이형의 클래드재에 대해 압출 가공을 행함으로써, 축부와, 상기 축부로부터 방사 방향으로 방사상의 확장을 갖는 플랜지부를 가짐과 함께, 상기 축부 및 상기 플랜지부의 각각이, 상기 축부의 축 방향에 있어서 일방측이 상기 제1 금속층으로 구성되고, 타방측이 상기 제2 금속층으로 구성되고, 상기 축부의 상기 제1 금속층이, 상기 플랜지부의 상기 제1 금속층에 있어서의 상기 축 방향의 타방측의 면보다도 상기 축 방향의 타방측으로 돌출된 부분을 갖도록 전지용 단자를 형성하는 공정을 구비하는, 전지용 단자의 제조 방법. A step of forming an overlay clad material by joining at least a first metal layer and a second metal layer,
And a flange portion having a radial extension in the radial direction from the shaft portion and a flange portion extending radially from the shaft portion, wherein each of the shaft portion and the flange portion has an axial direction Wherein the first metal layer on one side of the shaft is made of the first metal layer and the other side is made of the second metal layer, And a step of forming a battery terminal so as to have a portion protruding to the other side in the axial direction with respect to the surface of the battery terminal.
상기 오버레이형의 클래드재를 형성하는 공정은, 상기 제1 금속층을 구성하는 금속과 상기 제2 금속층을 구성하는 금속이 반응하는 것을 억제하기 위한 반응 억제층을 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층 사이에 접합하는 공정을 포함하는, 전지용 단자의 제조 방법. 16. The method of claim 15,
Wherein the step of forming the overlay type clad material comprises the step of forming a reaction suppressing layer for suppressing the reaction of the metal constituting the first metal layer and the metal constituting the second metal layer between the first metal layer and the second metal layer And a step of joining the terminal to the terminal.
상기 전지용 단자는, 적어도 제1 금속층과 제2 금속층이 접합된 클래드재로 구성되고,
상기 축부 및 상기 플랜지부의 각각은, 상기 축부의 축 방향에 있어서 일방측이 상기 제1 금속층으로 구성되고, 타방측이 상기 제2 금속층으로 구성되고,
상기 축부의 상기 제1 금속층은, 상기 플랜지부의 상기 제1 금속층에 있어서의 상기 축 방향의 타방측의 면보다도 상기 축 방향의 타방측으로 돌출된 부분을 갖고 있는, 전지.And a battery terminal having a flange portion and a flange portion having a radial extension radially from the shaft portion,
Wherein the battery terminal is composed of a clad material in which at least a first metal layer and a second metal layer are bonded,
Wherein each of the shaft portion and the flange portion is formed by the first metal layer on one side in the axial direction of the shaft portion and the second metal layer on the other side,
And the first metal layer of the shaft portion has a portion protruding toward the other side in the axial direction from a surface on the other side in the axial direction of the first metal layer of the flange portion.
상기 전지용 단자의 상기 제1 금속층의 상기 돌출된 부분은, 적어도 상기 축부의 중심 부분에 있어서, 상기 플랜지부의 상기 제1 금속층에 있어서의 상기 축 방향의 타방측의 면보다도 상기 축 방향의 타방측으로 돌출되어 있는, 전지.18. The method of claim 17,
Wherein the protruding portion of the first metal layer of the battery terminal is formed at least in a central portion of the shaft portion on the other side in the axial direction with respect to the surface on the other side in the axial direction of the first metal layer of the flange portion The battery is protruding.
상기 전지용 단자의 상기 제1 금속층의 상기 돌출된 부분은, 상기 축부의 중심 부분에 있어서, 상기 축 방향의 타방측으로 볼록 형상으로 돌출된 볼록부를 갖고 있는, 전지.19. The method of claim 18,
Wherein the protruding portion of the first metal layer of the battery terminal has a convex portion protruding in a convex shape toward the other side in the axial direction at a central portion of the shaft portion.
상기 전지용 단자의 상기 제1 금속층은, 상기 제1 금속층과 동종의 금속으로 구성된 접속 부재 또는 집전체의 한쪽과 접속되고,
상기 전지용 단자의 상기 제2 금속층은, 상기 제2 금속층과 동종의 금속으로 구성된 상기 접속 부재 또는 상기 집전체의 다른 쪽과 접속되어 있는, 전지. 20. The method according to any one of claims 17 to 19,
Wherein the first metal layer of the battery terminal is connected to one of a connection member or a current collector made of the same metal as the first metal layer,
And the second metal layer of the battery terminal is connected to the connection member made of the same metal as the second metal layer or the other of the current collector.
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