WO2016020996A1 - 角形二次電池 - Google Patents

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metal body
connection terminal
welding
secondary battery
battery
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松本　洋
勇人 小口
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • the present invention relates to a prismatic secondary battery, for example, a prismatic secondary battery mounted on a vehicle or the like.
  • a secondary battery having a large capacity has been developed as a power source of, for example, a hybrid electric vehicle or a pure electric vehicle.
  • a rectangular lithium ion secondary battery is attracting attention as a secondary battery having a high energy density.
  • a prismatic lithium ion secondary battery includes, for example, a flat-shaped electricity storage element in which a positive electrode foil coated with a positive electrode active material, a negative electrode foil coated with a negative electrode active material, and a separator for insulating each of them are rolled up. Electrically connected to the positive external terminal and the negative external terminal provided on the battery lid, the storage element is accommodated in the battery can, and the opening of the battery can is welded and sealed with the battery lid. The electrolyte solution is injected from the liquid injection hole, and a liquid injection stopper is inserted into the liquid injection hole and welded and sealed by laser welding.
  • the formation material of the positive electrode external terminal and the negative electrode external terminal of the secondary battery is different, for example, when the positive electrode external terminal is made of aluminum and the negative electrode external terminal is made of copper, the external of the positive electrode is obtained when a copper bus bar is used. While it is difficult to ensure the welding strength between the terminal and the bus bar, it is known that when the aluminum bus bar is used, it is difficult to ensure the welding strength between the negative external terminal and the bus bar.
  • Patent Document 1 uses a clad plate of aluminum and nickel, the bus bar and the clad plate are welded of aluminum and nickel, and the positive electrode external terminal or the negative electrode external terminal and clad plate are made of aluminum and nickel or An external terminal in which a clad plate is joined by welding copper and nickel is disclosed.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and its object is to provide mechanical strength between a metal body to which a bus bar of an external terminal is welded and a connection terminal to be joined to the metal body. It is intended to provide a more reliable prismatic secondary battery by ensuring both the electrical characteristics and the electrical characteristics.
  • the present application is a prismatic secondary battery in which external terminals of a positive electrode and a negative electrode are disposed on one surface of a rectangular battery container, and a flat wound group is accommodated in the battery container,
  • the external terminal includes a connection terminal that penetrates through the battery container and is electrically connected to the flat wound group, and a metal body that is bonded to the connection terminal.
  • the connection terminal and the metal body The joint portion has a mechanical joint portion and a metallurgical joint portion.
  • both the mechanical strength and the electrical characteristics are ensured between the metal body to which the bus bar of the external terminal is welded and the connection terminal joined to the metal body, thereby providing a more reliable square shape.
  • a secondary battery can be provided.
  • FIG. 4B is a sectional view taken along line AA in FIG. 4B.
  • FIG. 6B is a sectional view taken along line AA in FIG. 6A. The figure which shows the other Example corresponding to the AA sectional view taken on the line of FIG. 6A.
  • FIG. 4 is a front view showing a part of a prismatic secondary battery and a bus bar of Embodiment 2.
  • FIG. 4 is an enlarged plan view showing a main part of a battery lid assembly according to a second embodiment.
  • FIG. 7B is a sectional view taken along line AA in FIG. 7B.
  • FIG. 5 is a front view showing a part of a prismatic secondary battery and a bus bar of Embodiment 3.
  • FIG. 6 is an enlarged plan view showing a main part of a battery lid assembly according to a third embodiment.
  • FIG. 8B is a sectional view taken along line AA in FIG. 8B.
  • FIG. 8B is a sectional view taken along line AA in FIG. 8B.
  • FIG. 6 is a front view showing a part of a rectangular secondary battery and a bus bar according to a fourth embodiment.
  • FIG. 6 is an enlarged plan view showing a main part of a battery lid assembly according to a fourth embodiment.
  • FIG. 9B is a sectional view taken along line AA in FIG. 9B. The enlarged view of the B section of FIG. 9C.
  • FIG. 6 is a front view showing a part of a prismatic secondary battery and a bus bar of Embodiment 5.
  • FIG. 9 is an enlarged plan view showing a main part of a battery lid assembly according to a fifth embodiment.
  • FIG. 10B is a sectional view taken along line AA in FIG. 10B. The enlarged view of the B section of FIG. 10C.
  • FIG. 10B is a sectional view taken along line AA in FIG. 10B. The enlarged view of the B section of FIG. 10C.
  • FIG. 7 is a front view showing a part of a prismatic secondary battery and a bus bar according to a sixth embodiment.
  • FIG. 9 is an enlarged plan view showing a main part of a battery lid assembly according to a sixth embodiment.
  • FIG. 11B is a sectional view taken along line AA in FIG. 11B. The enlarged view of the B section of FIG. 11C.
  • FIG. 10 is a front view showing a part of a prismatic secondary battery and a bus bar of Embodiment 7.
  • FIG. 10 is an enlarged plan view showing a main part of a battery lid assembly according to a seventh embodiment.
  • FIG. 12B is a sectional view taken along line AA in FIG. 12B. The enlarged view of the B section of FIG. 12C.
  • FIG. 12B is a sectional view taken along line AA in FIG. 12B. The enlarged view of the B section of FIG. 12C.
  • FIG. 10 is a front view showing a part of a prismatic secondary battery and a bus bar according to an eighth embodiment.
  • FIG. 9 is an enlarged plan view showing a main part of a battery lid assembly according to an eighth embodiment.
  • FIG. 13B is a sectional view taken along line AA in FIG. 13B. The enlarged view of the B section of Drawing 13C.
  • FIG. 10 is a front view showing a part of a prismatic secondary battery and a bus bar of Embodiment 9.
  • FIG. 10 is an enlarged plan view showing a main part of a battery lid assembly according to a ninth embodiment.
  • FIG. 14B is a sectional view taken along line AA in FIG. 14B. The enlarged view of the B section of FIG. 14C.
  • This embodiment is a rectangular secondary battery in which positive and negative external terminals are arranged on one surface of a rectangular battery container, and a flat wound group is built in the battery container, and one of the external terminals is a battery. It has a connection terminal that penetrates the container and is electrically connected to the flat wound group, and a dissimilar metal body that is joined to the connection terminal outside the battery container. And, as a joint between the connection terminal and the metal body, it has a mechanical joint and a metallurgical joint, the mechanical joint has a screw structure, and the metallurgical joint is connected to the connection terminal by laser welding. It has a welded structure in which a metal body is lap welded.
  • the rectangular secondary battery 100 ⁇ / b> A includes a battery can 101 and a battery lid 102.
  • the material of the battery can 101 and the battery lid 102 is aluminum or an aluminum alloy.
  • the battery lid 102 has a rectangular flat plate shape and is welded so as to close the opening of the battery can 101. That is, the battery lid 102 seals the battery can 101.
  • the battery lid 102 is provided with a positive external terminal 141 and a negative external terminal 151.
  • the battery cover 102 is provided with a gas discharge valve 103.
  • the gas discharge valve 103 is formed by partially thinning the battery lid 102 by press working.
  • the gas discharge valve 103 is formed with a cleavage groove so that a large opening is formed at the time of cleavage.
  • the gas discharge valve 103 is heated when the square secondary battery 100A generates heat due to an abnormality such as overcharge, and when the pressure in the battery rises and reaches a predetermined pressure, the gas discharge valve 103 is opened and discharges the gas from the inside. To reduce the pressure in the battery. Further, the battery lid 102 is welded with a liquid injection plug 106b for sealing a liquid injection hole 106a for injecting an electrolyte into the battery.
  • a plurality of prismatic secondary batteries 100A may be connected in series and used as an assembled battery.
  • the bus bar 1000 can be connected to the positive external terminal 141 and the negative external terminal 151 by welding. is there.
  • the positive electrode external terminal 141 is aluminum or an aluminum alloy
  • the negative electrode external terminal 151 is a connection terminal 153 of copper or a copper alloy
  • the metal body 152 is aluminum or an aluminum alloy.
  • the bus bar 1000 is made of the same kind of aluminum or aluminum alloy as the positive electrode external terminal 141. The present application relates to the structure of this terminal.
  • the battery can 101 accommodates a flat wound group 170.
  • the battery can 101 has a pair of wide surfaces 101a, a pair of narrow surfaces 101b, and a bottom surface 101c, and is formed in a rectangular box shape with an upper surface opened.
  • the flat wound group 170 is housed in the battery can 101 while being covered with the insulating case 108.
  • the material of the insulating case 108 is an insulating resin such as polypropylene. Thereby, the inner surface of the battery can 101 and the flat wound group 170 are electrically insulated.
  • the positive external terminal 141 is electrically connected to the positive electrode 174 of the flat wound group 170 via the positive current collector 180, and the negative external terminal 151 is connected to the negative electrode of the flat wound group 170 via the negative current collector 190.
  • 175 is electrically connected to the external load via the positive external terminal 141 and the negative external terminal 151, or the external generated power is flattened via the positive external terminal 141 and the negative external terminal 151. It is supplied to the winding group 170 and charged.
  • the battery lid assembly 107 includes a battery lid 102, a positive electrode external terminal 141 and a negative electrode external terminal 151 attached to each of a pair of through holes 102h provided in the battery lid 102, a positive electrode current collector 180, and a negative electrode current collector.
  • the body 190 includes a pair of gaskets 130 and a pair of insulating members 160.
  • the material of the metal body 152 of the positive electrode external terminal 141, the positive electrode current collector 180, and the negative electrode external terminal 151 is aluminum or an aluminum alloy.
  • the positive external terminal 141 is electrically connected to the positive current collector 180.
  • the material of the connection terminal 153 of the negative electrode external terminal 151 and the negative electrode current collector 190 is copper or a copper alloy.
  • the negative external terminal 151 is electrically connected to the negative current collector 190.
  • the material of the insulating member 160 and the gasket 130 is an insulating resin such as polybutylene terephthalate, polyphenylene sulfide, perfluoroalkoxy fluororesin.
  • the battery lid 102 is provided with a liquid injection hole 106 a for injecting an electrolytic solution into the battery can 101.
  • the liquid injection hole 106a is sealed by welding after the electrolyte is injected, after the sealing material 106c is inserted into the liquid injection hole 106a and the liquid injection plug 106b is press-fitted into the sealing material 106c.
  • the electrolytic solution for example, a non-aqueous electrolytic solution in which a lithium salt such as lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is dissolved in a carbonate-based organic solvent such as ethylene carbonate can be used.
  • FIG. 3 is a perspective view showing the flat wound group 170.
  • the flat wound group 170 that is a power storage element has a laminated structure in which a long positive electrode 174 and a negative electrode 175 are wound around a winding axis W in a flat shape with a separator 173 interposed therebetween. It is said.
  • the positive electrode 174 includes a positive electrode foil 171 and a positive electrode active material mixture layer 176 formed by coating a positive electrode active material mixture in which a binder (binder) is mixed with a positive electrode active material on both surfaces of the positive electrode foil 171.
  • the negative electrode 175 includes a negative electrode foil 172 and a negative electrode active material mixture layer 177 formed by coating a negative electrode active material mixture in which a binder (binder) is mixed with a negative electrode active material on both surfaces of the negative electrode foil 172.
  • Have Charging / discharging is performed between the positive electrode active material and the negative electrode active material.
  • the positive foil 171 is an aluminum alloy foil having a thickness of about 20 to 30 ⁇ m
  • the negative foil 172 is a copper alloy foil having a thickness of about 15 to 20 ⁇ m.
  • the material of the separator 173 is a porous polyethylene resin.
  • the positive electrode active material is a lithium-containing transition metal double oxide such as lithium manganate
  • the negative electrode active material is a carbon material such as graphite capable of reversibly occluding and releasing lithium ions.
  • One end of the flat wound group 170 in the width direction is an uncoated part (positive electrode foil 171 of the positive electrode foil 171) where the positive electrode active material mixture layer 176 is not formed.
  • the exposed portion is a portion where the negative electrode active material mixture layer 177 is not formed (the exposed portion of the negative foil 172).
  • the laminated body of the positive electrode side uncoated portion and the laminated body of the negative electrode side uncoated portion are ultrasonically bonded to the positive electrode current collector 180 and the negative electrode current collector 190 (see FIG. 2) of the battery lid assembly 107 described later, respectively.
  • the entire flat wound group 170 is covered by the insulating case 108 and accommodated in the battery can 101, and the battery can 101 and the battery lid 102 are sealed by laser welding.
  • FIG. 4A is a front view showing a part of the prismatic secondary battery and bus bar of Embodiment 1
  • FIG. 4B is an enlarged plan view showing the main part of the battery lid assembly of Embodiment 1
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along line AA of 4B.
  • the battery lid 102 is provided with a positive external terminal 141 and a negative external terminal 151 via a gasket 130.
  • the bus bar 1000 is welded to the positive external terminal 141 and the negative external terminal 151.
  • the positive electrode external terminal 141 and the metal body 152 of the negative electrode external terminal 151 are made of aluminum or an aluminum alloy, and the connection terminal 153 of the negative electrode external terminal 151 is made of copper or a copper alloy.
  • Joining with the bus bar 1000 is welding of aluminum or aluminum alloy, and can be bus bar welding with no problem in strength.
  • the negative external terminal 151 joins the metal body 152 and the connection terminal 153 by both the mechanical joining method and the metallurgical joining method, has a screw structure as the mechanical joining portion, and laser welding as the metallurgical joining portion.
  • the metal body 152 and the connection terminal 153 are welded to each other. Thereby, the mechanical strength between the metal body 152 and the connection terminal 153 can be secured by mechanical joining, and the electrical characteristics can be secured by metallurgical joining. Therefore, the reliability of the square secondary battery 100A can be improved.
  • the positive electrode external terminal 141 is composed of a metal body and a connection terminal, and the metal body of the positive electrode external terminal 141 and the negative electrode external terminal 151 are connected to each other.
  • the metal body of the positive external terminal 141 and the bus bar 1000 are welded between copper or a copper alloy, and there is no problem in strength. It can be bus bar welding.
  • the positive external terminal 141 can improve the reliability of the rectangular secondary battery 100A by joining the metal body and the connection terminal by both the mechanical joining method and the metallurgical joining method.
  • FIG. 5 shows an assembling method of the negative electrode external terminal and battery cover assembly negative electrode side when the bus bar is made of aluminum or aluminum alloy.
  • the negative electrode external terminal 151 includes, for example, a metal body 152 made of aluminum or aluminum alloy and a connection terminal 153 made of copper or copper alloy.
  • the metal body 152 has a flat block shape having a substantially rectangular shape in plan view, and is disposed at a position facing the battery cover 102 with the gasket 130 therebetween, and a position spaced from the cover facing surface 152b.
  • a screw hole 152d is provided from a substantially central position of the lid facing surface 152b toward the welding surface 152a.
  • the screw hole 152d has a depth that leaves a predetermined thickness between the screw hole 152d and the welding surface 152a.
  • the connection terminal 153 has a round bar shape.
  • the base end portion 153a is provided with a male screw that is screwed into the screw hole 152d, and the distal end portion 153b is provided with a caulking recess. .
  • the negative electrode external terminal 151 is formed by screwing the base end portion 153a of the connection terminal 153 into the screw hole 152d of the metal body 152 so that the connection terminal 153 and the metal body 152 are mechanically connected. Combined. Then, as shown in FIG. 5B, the welding surface 152a of the metal body 152 is irradiated with a laser beam LB for laser welding, and penetrates the bottom surface of the screw hole 152d from the welding surface 152a of the metal body 152. By performing lap welding that melts to the base end portion 153a, the connection terminal 153 and the metal body 152 are metallurgically joined.
  • a welded portion 151a that is metal-bonded is formed between the base end portion 153a of the connection terminal 153 and the weld surface 152a of the metal body 152, and the metal body 152 and the connection terminal 153 are electrically connected. Connected.
  • the gasket 130, the battery lid 102, the insulating member 160, and the negative electrode current collector 190 are overlapped, and the connection terminal 153 of the negative electrode external terminal 151 is inserted into a through-hole penetrating these. .
  • the gasket 130, the battery lid 102, the insulating member 160, and the negative electrode current collector 190 are integrated by bending the caulking end of the connection terminal 153 so as to spread outward in the radial direction, and the battery lid assembly 107.
  • the negative electrode side is assembled.
  • the bus bar is made of aluminum or an aluminum alloy
  • the metal body of the positive external terminal 141 is made of copper or a copper alloy
  • the connection terminal is made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the welded portion 151 a formed by the above-described method has the metal body of the negative electrode external terminal 151 in order to bring the bus bar 1000 into contact with the welding surface 152 a of the negative electrode external terminal 151 and perform, for example, laser welding. If the bus bar welding is performed together with the welded portion 151a between the connection terminal 152 and the connection terminal 153, the strength of the bus bar welded portion 1000a may be reduced. Therefore, when welding the bus bar 1000, it is necessary to avoid the welded portion 151a.
  • the bus bar welded part 1000a is formed in an elliptical shape so as to surround the welded part 151a.
  • the problem can be solved by welding and sealing after assembling in a nitrogen atmosphere and enclosing a filler such as nitrogen gas in the gap. Alternatively, the assembly may be performed in a vacuum and then welded and sealed.
  • laser welding is used for welding the metal body 152 and the connection terminal 153, but the present invention is not limited to this, and other metallurgical joining methods such as friction stir welding (FSW) and electronic Beam welding, resistance welding, pressure welding, arc welding, fusion welding, or the like may be used.
  • FSW friction stir welding
  • electronic Beam welding resistance welding
  • pressure welding pressure welding
  • arc welding fusion welding
  • the negative electrode external terminal 151 joins the metal body 152 and the connection terminal 153 by both the mechanical joining method and the metallurgical joining method, has a screw structure as a mechanical joining portion, and is metallurgical. It has a welded structure in which the metal body 152 and the connection terminal 153 are overlap welded by laser welding as a joint. Thereby, the mechanical strength between the metal body 152 and the connection terminal 153 can be secured by mechanical joining, and the electrical characteristics can be secured by metallurgical joining. Therefore, the reliability of the square secondary battery 100A can be improved.
  • the mechanical joint since the mechanical joint has a screw structure, it is possible to obtain a mechanical strength that is significantly higher than that of the conventional art.
  • Embodiment 2 Next, Embodiment 2 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 7A to 7C.
  • FIG. 7A is a front view showing a part of the prismatic secondary battery of Embodiment 2 and a bus bar
  • FIG. 7B is an enlarged plan view showing the main part of the battery lid assembly of Embodiment 2
  • FIG. 7B is a cross-sectional view taken along line AA of 7B. It should be noted that the description of the components having the same functions as those already described with reference to FIGS. 1 to 6 is omitted.
  • the characteristic of this embodiment is that the mechanical joint has a press-fit structure instead of the screw structure of the first embodiment.
  • This embodiment is a rectangular secondary battery in which positive and negative external terminals are arranged on one surface of a rectangular battery container, and a flat wound group is built in the battery container, and one of the external terminals is a battery. It has a connection terminal that penetrates the container and is electrically connected to the flat wound group, and a dissimilar metal body that is joined to the connection terminal outside the battery container. And as a joint part of a connection terminal and a metal body, it has a mechanical joint part and a metallurgical joint part, a mechanical joint part has a press-fit structure, and a metallurgical joint part is a connection terminal by laser welding. And a metal body are welded together.
  • the negative external terminal 251 of the prismatic secondary battery 200A has a metal body 252 made of aluminum or aluminum alloy and a connection terminal 253 made of copper or copper alloy.
  • the metal body 252 has a flat block shape having a substantially rectangular shape in plan view, and is disposed parallel to the battery cover 102 and the cover facing surface 252b facing the battery cover 102 with the gasket 130 therebetween, and the bus bar 1000.
  • a round hole 252d having a predetermined depth toward the welding surface 252a is provided at a substantially central position of the lid facing surface 252b.
  • the connection terminal 253 has a round bar shape, and the base end 253a is press-fitted into the round hole 252d.
  • connection terminal 253 and the metal body 252 are mechanically joined by press-fitting the base end 253 a of the connection terminal 253 into the round hole 252 d of the metal body 252.
  • the welding surface 252a of the metal body 252 is irradiated with laser welding laser, melted from the welding surface 252a of the metal body 252 through the bottom surface of the round hole 252d to the base end portion 253a of the connection terminal 253, and lap-welded.
  • the connection terminal 253 and the metal body 252 are metallurgically joined.
  • a welded portion 251a that is metal-bonded is formed between the base end portion 253a of the connection terminal 253 and the welded surface 252a of the metal body 252, and the metal body 252 and the connection terminal 253 are electrically connected. It is connected.
  • the negative electrode external terminal 251 joins the metal body 252 and the connection terminal 253 by both the mechanical joining method and the metallurgical joining method, and has a press-fit structure as a mechanical joining portion. It has a welded structure in which the metal body 252 and the connection terminal 253 are overlap welded by laser welding as a joint. Thereby, the mechanical strength between the metal body 252 and the connection terminal 253 can be ensured by mechanical joining, and the electrical characteristics can be secured by metallurgical joining. Therefore, the reliability of the prismatic secondary battery 200A can be improved.
  • a male screw is formed at the base end portion 153a of the connection terminal 253, and a screw hole is formed in the metal body 152.
  • the step of forming 152d can be omitted. Therefore, the structure is simple, it can be manufactured easily, and the manufacturing cost can be kept low.
  • Embodiment 3 Next, Embodiment 3 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 8A to 8C.
  • FIG. 8A is a front view showing a part of the prismatic secondary battery and bus bar of Embodiment 3
  • FIG. 8B is an enlarged plan view showing the main part of the battery lid assembly of Embodiment 3
  • FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line AA of 8B. It should be noted that the description of the components having the same functions as those already described with reference to FIGS. 1 to 6 is omitted.
  • This embodiment is a rectangular secondary battery in which positive and negative external terminals are arranged on one surface of a rectangular battery container, and a flat wound group is built in the battery container, and one of the external terminals is a battery. It has a connection terminal that penetrates the container and is electrically connected to the flat wound group, and a dissimilar metal body that is joined to the connection terminal outside the battery container. And as a joint part of a connection terminal and a metal body, it has a mechanical joint part and a metallurgical joint part, a mechanical joint part has a press-fit structure, and a metallurgical joint part is a connection terminal by laser welding. And a welded structure in which a metal body is welded at a plurality of positions.
  • the negative electrode external terminal 351 of the prismatic secondary battery 300A includes a metal body 352 made of aluminum or aluminum alloy and a connection terminal 353 made of copper or copper alloy.
  • the metal body 352 has a flat block shape having a substantially rectangular shape in plan view, and is disposed parallel to the battery cover 102 and the cover facing surface 352b that faces the battery cover 102 with the gasket 130 interposed therebetween.
  • a round hole 352d having a predetermined depth toward the welding surface 352a is provided at a substantially central position of the lid facing surface 352b.
  • the connection terminal 353 has a round bar shape, and the base end portion 353a is press-fitted into the round hole 352d.
  • connection terminal 353 and the metal body 352 are mechanically joined by press-fitting the base end portion 353a of the connection terminal 353 into the round hole 352d of the metal body 352.
  • the welding surface 352a of the metal body 352 is irradiated with laser welding laser, and is melted to the base end portion 353a of the connection terminal 353 through the bottom surface of the round hole 352d from the welding surface 352a of the metal body 352 and is lap welded.
  • the connection terminal 353 and the metal body 352 are joined metallurgically. In this embodiment, three places are overlap-welded.
  • a plurality of welded portions 351a that are metal-bonded are formed between the base end portion of the connection terminal 353 and the weld surface 352a of the metal body 352, and the metal body 352 and the connection terminal 353 are electrically connected. It is connected to the.
  • the negative electrode external terminal 351 joins the metal body 352 and the connection terminal 353 by both the mechanical joining method and the metallurgical joining method, has a press-fit structure as a mechanical joining portion, and is metallurgical. It has a welded structure in which a metal body 352 and connection terminals 353 are overlap-welded at a plurality of locations by laser welding as a joint. Thereby, the mechanical strength between the metal body 352 and the connection terminal 353 can be secured by mechanical joining, and the electrical characteristics can be secured by metallurgical joining. Therefore, the reliability of the prismatic secondary battery 200A can be improved.
  • the cross-sectional area of the metallurgical joint can be increased by that much, and the electrical resistance between the metal body 352 and the connection terminal 353 can be further increased. Can be reduced.
  • Embodiment 4 Next, Embodiment 4 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 9A to 9D.
  • FIG. 9A is a front view showing a part of the prismatic secondary battery and bus bar of Embodiment 4
  • FIG. 9B is an enlarged plan view showing the main part of the battery lid assembly of Embodiment 4
  • FIG. 9B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 9B
  • FIG. 9D is an enlarged view of a portion B in FIG. 9C.
  • the metallurgical joint has a welded structure by fillet welding instead of the lap welding of the second and third embodiments.
  • This embodiment is a rectangular secondary battery in which positive and negative external terminals are arranged on one surface of a rectangular battery container, and a flat wound group is built in the battery container, and one of the external terminals is a battery. It has a connection terminal that penetrates the container and is electrically connected to the flat wound group, and a dissimilar metal body that is joined to the connection terminal outside the battery container.
  • connection terminal and a metal body As a joint part of a connection terminal and a metal body, it has a mechanical joint part and a metallurgical joint part, a mechanical joint part has a press-fit structure, and a metallurgical joint part is a connection terminal by laser welding. And a metal body are welded.
  • the negative external terminal 451 of the prismatic secondary battery 400A has a metal body 452 made of aluminum or aluminum alloy and a connection terminal 453 made of copper or copper alloy.
  • the metal body 452 has a flat block shape having a substantially rectangular shape in plan view, and is disposed parallel to the battery lid 102 and a lid facing surface 452b that faces the battery lid 102 with the gasket 130 therebetween, and the bus bar 1000. And a side surface 452c extending from the peripheral edge of the weld surface 452a to the peripheral edge of the lid facing surface 452b.
  • a round hole 452d having a predetermined depth toward the welding surface 452a is provided at a substantially central position of the lid facing surface 452b.
  • the connection terminal 453 has a round bar shape, and the base end portion 453a is press-fitted into the round hole 452d.
  • the weld surface 452a is provided with a through hole 452e that penetrates to the bottom surface of the round hole 452d.
  • the opening on the bottom surface side of the round hole 452d is completely closed by the end surface of the base end portion 453a of the connection terminal 453, and when the negative electrode external terminal 451 is viewed in plan as shown in FIG. 9B.
  • the end face of the base end portion 453a of the connection terminal 453 is exposed in the through hole 452e.
  • the inner diameter of the through-hole 452e is smaller than the outer diameter of the base end portion 453a of the connection terminal 453, and the end surface peripheral region of the end surface of the base end portion 453a abuts against the bottom surface of the round hole 452d, and the end surface center region Is exposed to the outside through the through hole 452e.
  • connection terminal 453 and the metal body 452 are mechanically joined by press-fitting the base end portion 453a of the connection terminal 453 into the round hole 452d of the metal body 452. Then, as shown in FIG. 9D, laser welding LB is irradiated to the boundary portion between the end surface of the base end portion 453a of the connection terminal 453 and the inner peripheral surface of the through hole 452e of the metal body 452 to fill the fillet. By welding, the connection terminal 453 and the metal body 452 are metallurgically joined.
  • a welded portion 451a that is metal-bonded is formed at the boundary portion between the end surface of the base end portion 453a of the connection terminal 453 and the inner peripheral surface of the through hole 452e of the metal body 452, and the metal The body 452 and the connection terminal 453 are electrically connected.
  • the welded portion 451a is formed continuously over the entire circumference along the inner peripheral surface of the through hole 452e.
  • the negative electrode external terminal 451 joins the metal body 452 and the connection terminal 453 by both the mechanical joining method and the metallurgical joining method, has a press-fit structure as a mechanical joining portion, and is metallurgical. It has a welded structure in which the metal body 452 and the connection terminal 453 are fillet welded by laser welding as a joint. Thereby, the mechanical strength between the metal body 452 and the connection terminal 453 can be secured by mechanical joining, and the electrical characteristics can be secured by metallurgical joining. Therefore, the reliability of the square secondary battery 400A can be improved.
  • the present embodiment has a welded structure in which the metal body 452 and the connection terminal 453 are welded by fillet welding, so that welding is performed with less welding energy compared to the lap welding of the first to third embodiments described above.
  • the metal body 452 and the connection terminal 453 are welded by fillet welding, so that welding is performed with less welding energy compared to the lap welding of the first to third embodiments described above.
  • the state in which the metal body 452 and the connection terminal 453 are welded can be visually confirmed, it is possible to easily perform a welding check and provide a high-quality product.
  • Embodiment 5 Next, Embodiment 5 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 10 to 10D.
  • FIG. 10A is a front view showing a part of the prismatic secondary battery and bus bar of Embodiment 5
  • FIG. 10B is an enlarged plan view showing the main part of the battery lid assembly of Embodiment 5
  • FIG. 10B is a cross-sectional view taken along the line AA
  • FIG. 10D is an enlarged view of a portion B in FIG. 10C. It should be noted that the description of the components having the same functions as those already described with reference to FIGS. 1 to 6 is omitted.
  • the metallurgical joint has a welded structure by butt welding.
  • This embodiment is a rectangular secondary battery in which positive and negative external terminals are arranged on one surface of a rectangular battery container, and a flat wound group is built in the battery container, and one of the external terminals is a battery. It has a connection terminal that penetrates the container and is electrically connected to the flat wound group, and a dissimilar metal body that is joined to the connection terminal outside the battery container. And as a joint part of a connection terminal and a metal body, it has a mechanical joint part and a metallurgical joint part, a mechanical joint part has a press-fit structure, and a metallurgical joint part is a connection terminal by laser welding. And a metal body.
  • the negative external terminal 551 of the prismatic secondary battery 500A has a metal body 552 made of aluminum or aluminum alloy and a connection terminal 553 made of copper or copper alloy.
  • the metal body 552 has a flat block shape having a substantially rectangular shape in plan view, and is disposed parallel to the battery cover 102 and a cover-facing surface 552b that faces the battery cover 102 with the gasket 130 interposed therebetween.
  • a round hole 552d having a predetermined depth toward the welding surface 552a is provided at a substantially central position of the lid facing surface 552b.
  • the connection terminal 553 has a round bar shape, and the base end portion 553a is press-fitted into the round hole 552d.
  • the through-hole 552e which penetrates to the bottom face of the round hole 552d is provided in the welding surface 552a.
  • the base end portion 553a of the connection terminal 553 is provided with a columnar portion 553c that is fitted into the through hole 552e.
  • the outer peripheral surface of the cylindrical portion 553c faces and abuts the inner peripheral surface of the through hole 552e, and the end surface of the cylindrical portion 553c is flush with the welding surface 552a.
  • the negative electrode external terminal 551 is mechanically joined between the connection terminal 553 and the metal body 552 by press-fitting the base end portion 553a of the connection terminal 553 into the round hole 552d of the metal body 552. Then, as shown in FIG. 10D, a laser welding laser LB is irradiated to the boundary portion between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 553c of the connection terminal 553 and the inner peripheral surface of the through hole 552e of the metal body 552, and butt welding is performed. Thus, the connection terminal 553 and the metal body 552 are metallurgically joined.
  • a metal-bonded welded portion 551a is formed at the boundary portion between the outer peripheral surface of the cylindrical portion 553c of the connection terminal 553 and the inner peripheral surface of the through hole 552e of the metal body 552, and the metal The body 552 and the connection terminal 553 are electrically connected.
  • the welded portion 551a is continuously formed over the entire circumference along the boundary portion between the outer peripheral surface of the columnar portion 553c of the connection terminal 553 and the inner peripheral surface of the through hole 552e of the metal body 552. ing.
  • the negative electrode external terminal 551 joins the metal body 552 and the connection terminal 553 by both the mechanical joining method and the metallurgical joining method, and has a press-fit structure as a mechanical joining portion. It has a welded structure in which the metal body 552 and the connection terminal 553 are butt welded by laser welding as a joint. Thereby, the mechanical strength between the metal body 552 and the connection terminal 553 can be secured by mechanical joining, and the electrical characteristics can be secured by metallurgical joining. Therefore, the reliability of the square secondary battery 500A can be improved.
  • the present embodiment has a welding structure in which the metal body 552 and the connection terminal 553 are butt-welded, so that welding can be performed with less welding energy as compared to the lap welding in the first to third embodiments.
  • the laser beam LB for laser welding can be applied in a direction perpendicular to the welding surface 552a, the welding operation is easier and easier to manufacture than in the fourth embodiment.
  • the state in which the metal body 552 and the connection terminal 553 are welded can be visually confirmed, it is possible to easily perform a welding check and provide a high-quality product.
  • Embodiment 6 Next, Embodiment 6 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 11A to 11D.
  • FIG. 11A is a front view showing a part of the prismatic secondary battery and bus bar of Embodiment 6,
  • FIG. 11B is an enlarged plan view showing the main part of the battery lid assembly of Embodiment 6, and
  • FIG. 11B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. 11B, and
  • FIG. 11D is an enlarged view of a portion B in FIG. 11C. It should be noted that the description of the components having the same functions as those already described with reference to FIGS. 1 to 6 is omitted.
  • the metallurgical joint is provided on the opposite surface side of the metal body and has a welded structure by fillet welding.
  • This embodiment is a rectangular secondary battery in which positive and negative external terminals are arranged on one surface of a rectangular battery container, and a flat wound group is built in the battery container, and one of the external terminals is a battery. It has a connection terminal that penetrates the container and is electrically connected to the flat wound group, and a dissimilar metal body that is joined to the connection terminal outside the battery container.
  • connection terminal and a metal body As a joint part of a connection terminal and a metal body, it has a mechanical joint part and a metallurgical joint part, a mechanical joint part has a press-fit structure, and a metallurgical joint part is a connection terminal by laser welding. And a metal body are welded.
  • the negative external terminal 651 of the prismatic secondary battery 600A has a metal body 652 made of aluminum or aluminum alloy and a connection terminal 653 made of copper or copper alloy.
  • the metal body 652 has a flat block shape having a substantially rectangular shape in plan view, and is disposed parallel to the battery cover 102 and the cover facing surface 652b that faces the battery cover 102 with the gasket 130 interposed therebetween.
  • a round hole 652d having a predetermined depth toward the welding surface 652a is provided at a substantially central position of the lid facing surface 652b.
  • the connection terminal 653 has a round bar shape, and the base end portion 653a is press-fitted into the round hole 652d.
  • connection terminal 653 and the metal body 652 are mechanically joined by press-fitting the base end portion 653a of the connection terminal 653 into the circular hole 652d of the metal body 652. Then, as shown in FIG. 11D, fillet welding is performed by irradiating the laser LB of the laser welding to the boundary portion between the outer peripheral surface of the base end portion 653 a of the connection terminal 653 and the facing surface 652 b of the metal body 652.
  • the connection terminal 653 and the metal body 652 are metallurgically joined.
  • a welded portion 651a that is metal-bonded is formed at the boundary portion between the outer peripheral surface of the base end portion 653a of the connection terminal 653 and the opposing surface 652b of the metal body 652, and the metal body 652
  • the connection terminal 653 is electrically connected.
  • the welded portion 651a is formed continuously over the entire circumference along the opening edge of the round hole 652d of the metal body 652.
  • the negative electrode external terminal 651 joins the metal body 652 and the connection terminal 653 by both the mechanical joining method and the metallurgical joining method, and has a press-fit structure as a mechanical joining portion. It has a welded structure in which the metal body 652 and the connection terminal 653 are fillet welded by laser welding as a joint. Thereby, the mechanical strength between the metal body 652 and the connection terminal 653 can be secured by mechanical joining, and the electrical characteristics can be secured by metallurgical joining. Therefore, the reliability of the prismatic secondary battery 600A can be improved.
  • the metal body 652 and the connection terminal 653 have a welded structure that is fillet welded, it is possible to perform welding with less welding energy as compared to the lap welding in the first to third embodiments described above. Can be manufactured with a small-scale production facility, and the manufacturing cost can be kept low. Moreover, since the state in which the metal body 652 and the connection terminal 653 are welded can be visually confirmed, it is possible to easily perform a check and inspection of welding and provide a high-quality product.
  • the weld surface 652a of the metal body 652 can be used over the entire surface, and can be joined to the bus bar 1000. A larger area can be secured, and the electrical resistance with the bus bar 1000 can be reduced.
  • Embodiment 7 Next, Embodiment 7 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 12A to 12D.
  • FIG. 12A is a front view showing a part of the prismatic secondary battery and the bus bar of Embodiment 7
  • FIG. 12B is an enlarged plan view showing the main part of the battery lid assembly of Embodiment 7, and
  • FIG. 12B is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 12B
  • FIG. 12D is an enlarged view of a portion B of FIG. 12C.
  • the metallurgical joint is provided on the opposite surface side of the metal body and has a welded structure by butt welding.
  • This embodiment is a rectangular secondary battery in which positive and negative external terminals are arranged on one surface of a rectangular battery container, and a flat wound group is built in the battery container, and one of the external terminals is a battery. It has a connection terminal that penetrates the container and is electrically connected to the flat wound group, and a dissimilar metal body that is joined to the connection terminal outside the battery container.
  • connection terminal and a metal body As a joint part of a connection terminal and a metal body, it has a mechanical joint part and a metallurgical joint part, a mechanical joint part has a press-fit structure, and a metallurgical joint part is a connection terminal by laser welding. And a metal body.
  • the negative external terminal 751 of the prismatic secondary battery 700A has a metal body 752 of aluminum or aluminum alloy and a connection terminal 753 of copper or copper alloy.
  • the metal body 752 has a flat block shape having a substantially rectangular shape in plan view, and is disposed parallel to the battery cover 102 and a cover facing surface 752b that faces the battery cover 102 with the gasket 130 interposed therebetween.
  • a round hole 752d having a predetermined depth toward the welding surface 752a is provided at a substantially central position of the lid facing surface 752b.
  • the connection terminal 753 has a round bar shape, and the base end portion 753a is press-fitted into the round hole 752d.
  • the round hole 752d has a stepped hole shape having a large-diameter portion 752e that is expanded in diameter on the facing surface 752b side.
  • the connection terminal 753 is provided with a flange portion 753c fitted into the large diameter portion 752e.
  • the outer peripheral surface of the flange portion 753c faces and abuts against the inner peripheral surface of the large-diameter portion 752e of the round hole 752d, and the end surface of the flange portion 753c is flush with the opposing surface 752b of the metal body 752.
  • connection terminal 753 and the metal body 752 are mechanically joined by press-fitting the base end portion 753a of the connection terminal 753 into the circular hole 752d of the metal body 752. Then, as shown in FIG. 12D, a laser welding laser LB is irradiated to the boundary portion between the outer peripheral surface of the flange portion 753c of the connection terminal 753 and the inner peripheral surface of the large-diameter portion 752e of the metal body 752 to make a match. By welding, the connection terminal 753 and the metal body 752 are metallurgically joined.
  • a welded portion 751a that is metal-bonded is formed at the boundary portion between the outer peripheral surface of the flange portion 753c of the connection terminal 753 and the inner peripheral surface of the large-diameter portion 752e of the metal body 752.
  • the metal body 752 and the connection terminal 753 are electrically connected.
  • the weld 751a is continuously formed over the entire circumference along a boundary portion between the outer peripheral surface of the flange portion 753c of the connection terminal 753 and the inner peripheral surface of the large-diameter portion 752e of the metal body 752.
  • the negative electrode external terminal 751 joins the metal body 752 and the connection terminal 753 by both the mechanical joining method and the metallurgical joining method, and has a press-fit structure as a mechanical joining portion. It has a welded structure in which the metal body 752 and the connection terminal 753 are butt welded by laser welding as a joint. Thereby, the mechanical strength between the metal body 752 and the connection terminal 753 can be ensured by mechanical joining, and the electrical characteristics can be secured by metallurgical joining. Therefore, the reliability of the prismatic secondary battery 700A can be improved.
  • this embodiment has a welded structure in which the metal body 752 and the connection terminal 753 are butt welded, welding can be performed with less welding energy compared to the lap welding in the first to third embodiments described above. It can be manufactured with a small-scale production facility, and the manufacturing cost can be kept low.
  • the laser beam LB for laser welding can be applied in a direction perpendicular to the facing surface 752b, the welding operation is easier than that of the above-described sixth embodiment, and the manufacturing can be easily performed.
  • the state in which the metal body 752 and the connection terminal 753 are welded can be visually confirmed, it is possible to easily perform a welding check and provide a high-quality product.
  • the weld surface 752a of the metal body 752 can be used over the entire surface and joined to the bus bar 1000. A larger area can be secured, and the electrical resistance with the bus bar 1000 can be reduced.
  • FIG. 13A is a front view showing a part of the prismatic secondary battery and bus bar of Embodiment 8
  • FIG. 13B is an enlarged plan view showing the main part of the battery lid assembly of Embodiment 8
  • FIG. 13C is a diagram. 13B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 13B
  • FIG. 13D is an enlarged view of a portion B of FIG. 13C. It should be noted that the description of the components having the same functions as those already described with reference to FIGS. 1 to 6 is omitted.
  • the metallurgical joint is provided on the side surface of the metal body and has a welded structure by butt welding.
  • This embodiment is a rectangular secondary battery in which positive and negative external terminals are arranged on one surface of a rectangular battery container, and a flat wound group is built in the battery container, and one of the external terminals is a battery. It has a connection terminal that penetrates the container and is electrically connected to the flat wound group, and a dissimilar metal body that is joined to the connection terminal outside the battery container.
  • connection terminal and a metal body As a joint part of a connection terminal and a metal body, it has a mechanical joint part and a metallurgical joint part, a mechanical joint part has a press-fit structure, and a metallurgical joint part is a connection terminal by laser welding. And a metal body.
  • the negative external terminal 851 of the prismatic secondary battery 800A has a metal body 852 made of aluminum or aluminum alloy and a connection terminal 853 made of copper or copper alloy.
  • the metal body 852 has a flat plate portion 852A that is disposed on the connection terminal 853 and is substantially rectangular in plan view and has a predetermined plate thickness.
  • the flat plate portion 852A is arranged in parallel with the battery lid 102 and welded to the bus bar 1000, a facing surface 852a facing the connection terminal 853, a peripheral edge of the welding surface 852a, and a peripheral end of the facing surface 852b. It has a side surface 852c extending between the edges and a shaft portion 852d protruding from the facing surface 852b of the flat plate portion 852A.
  • the shaft portion 852d has a constant diameter and protrudes from a substantially central position of the facing surface 852b by a predetermined length, and is press-fitted into the recess 853d of the connection terminal 853.
  • the connection terminal 853 has a block-shaped base end portion 853A having a substantially rectangular shape in plan view and a tip end portion 853B protruding from the base end portion 853A.
  • the base end portion 853A is in contact with the facing surface 852b of the flat plate portion 852A in contact with the contact surface 853a, the cover facing surface 853b facing the battery cover 102, and the peripheral edge of the contact surface 853a.
  • a side surface 853c extending to the peripheral edge of the surface 853b.
  • the distal end portion 853B protrudes from a substantially central position of the lid facing surface 853b and penetrates the battery lid 102, and the distal end is caulked to fix the connection terminal 853 to the battery lid 102.
  • the base end portion 853A of the connection terminal 853 is provided with a recess 853d having a predetermined depth at a substantially central position of the contact surface 853a, and the shaft portion 852d of the metal body 852 is press-
  • the metal body 852 and the connection terminal 853 have the same size in plan view, and the side surface 852c of the metal body 852 and the side surface 853c of the base end portion 853A of the connection terminal 853 are flush with each other in the overlapping direction. Yes.
  • the negative electrode external terminal 851 is mechanically joined to the connection terminal 853 and the metal body 852 by press-fitting the shaft portion 852d of the metal body 852 into the recess 853d of the connection terminal 853. Then, as shown in FIG. 13D, the boundary portion between the side surface 853c of the connection terminal 853 and the side surface 852c of the metal body 852 is butt-welded by irradiating laser welding laser LB, so that the connection terminal 853 and the metal The body 852 is metallurgically joined.
  • a metal-bonded welded portion 851a is formed at the boundary portion between the side surface 853c of the connection terminal 853 and the side surface 852c of the metal body 852, and the metal body 852 and the connection terminal 853 are electrically connected. Connected.
  • the welded portion 851a is continuously formed over the entire circumference along the boundary portion between the side surface 853c of the connection terminal 853 and the side surface 852c of the metal body 852.
  • the negative electrode external terminal 851 joins the metal body 852 and the connection terminal 853 by both the mechanical joining method and the metallurgical joining method, has a press-fit structure as a mechanical joining portion, and is metallurgical. It has a welded structure in which the metal body 852 and the connection terminal 853 are butt welded by laser welding as a joint. Thereby, the mechanical strength between the metal body 852 and the connection terminal 853 can be secured by mechanical joining, and the electrical characteristics can be secured by metallurgical joining. Therefore, the reliability of the prismatic secondary battery 800A can be improved.
  • this embodiment has a welded structure in which the metal body 852 and the connection terminal 853 are butt welded, welding can be performed with less welding energy compared to the lap welding in the first to third embodiments described above. It can be manufactured with a small-scale production facility, and the manufacturing cost can be kept low. Further, since the laser beam LB of laser welding can be applied in a direction perpendicular to the side surfaces 852c and 853c, the welding work is easier and easier to manufacture than fillet welding. Further, since the state in which the metal body 852 and the connection terminal 853 are welded can be visually confirmed, it is possible to easily perform a welding check and provide a high-quality product.
  • the welding part 851a is provided in the side surface 852c, 853c side of the metal body 852 and the connection terminal 853, the welding surface 852a of the metal body 852 can be used over the whole surface, and a junction area with the bus-bar 1000 Can be secured more widely, and the electrical resistance with the bus bar 1000 can be reduced.
  • connection terminal 853 can have a lower electrical resistance.
  • Embodiment 9 Next, Embodiment 9 of the present invention will be described below with reference to FIGS. 14A to 14D.
  • FIG. 14A is a front view showing a part of the prismatic secondary battery and bus bar of Embodiment 9
  • FIG. 14B is an enlarged plan view showing the main part of the battery lid assembly of Embodiment 9
  • FIG. 14C is a diagram. 14B is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 14B
  • FIG. 14D is an enlarged view of a portion B of FIG. 14C. It should be noted that the description of the components having the same functions as those already described with reference to FIGS. 1 to 6 is omitted.
  • the mechanical joint has a caulking structure and the metallurgical joint has a structure using friction stir welding.
  • This embodiment is a rectangular secondary battery in which positive and negative external terminals are arranged on one surface of a rectangular battery container, and a flat wound group is built in the battery container, and one of the external terminals is a battery. It has a connection terminal that penetrates the container and is electrically connected to the flat wound group, and a dissimilar metal body that is joined to the connection terminal outside the battery container.
  • connection terminal and a metal body As a junction part of a connection terminal and a metal body, it has a mechanical junction part and a metallurgical junction part, a mechanical junction part has a caulking structure, and a metallurgical junction part is friction stir welding (FSW). ) In which the connection terminal and the metal body are joined.
  • FSW friction stir welding
  • the negative external terminal 951 of the prismatic secondary battery 900A has a metal body 952 made of aluminum or aluminum alloy and a connection terminal 953 made of copper or copper alloy.
  • the metal body 952 has a flat block shape having a substantially rectangular shape in plan view, and is disposed parallel to the battery cover 102 and a cover-facing surface 952b that faces the battery cover 102 with the gasket 130 interposed therebetween.
  • a round hole 952d having a predetermined depth toward the welding surface 952a is provided at a substantially central position of the lid facing surface 952b.
  • the connection terminal 953 has a round bar shape, and a base end portion 953a is inserted into the round hole 952d.
  • the weld surface 952a is provided with a through hole 952e that penetrates to the bottom surface of the round hole 952d.
  • the through hole 952e is narrowed to have a smaller hole diameter on the round hole 952d side than on the welding surface 952a side.
  • a caulking portion 953b is provided at the base end portion 953a of the connection terminal 953.
  • the caulking portion 953b is inserted into the through hole 952e, bent in the outer peripheral direction, and caulked to fix the metal body 952.
  • the outer peripheral surface of the caulking portion 953b is in contact with the inner peripheral surface of the through hole 952e so as to be in contact with the end surface of the caulking portion 953b.
  • the boundary portion between the outer peripheral surface of the caulking portion 953b of the connection terminal 953 and the inner peripheral surface of the through hole 952e of the metal body 952 is joined by friction stir welding (FSW) from the weld surface 952 side.
  • FSW friction stir welding
  • connection terminal 953 and the metal body 952 are mechanically joined by inserting and crimping the caulking portion 953b of the connection terminal 953 into the through hole 952e of the metal body 952. 14D, the boundary portion between the outer peripheral surface of the caulking portion 953b of the connection terminal and the inner peripheral surface of the through hole 952e of the metal body 952 is joined by friction stir welding from the welding surface 952 side.
  • the terminal 953 and the metal body 952 are metallurgically joined.
  • a friction stir welded joint portion 951a is formed at the boundary portion between the outer peripheral surface of the caulking portion 953b of the connection terminal 953 and the inner peripheral surface of the through hole 952e of the metal body 952, and the metal The body 952 and the connection terminal 953 are electrically connected.
  • the joint portion 951a is continuously formed over the entire circumference along the boundary portion between the outer peripheral surface of the caulking portion 953b of the connection terminal 953 and the inner peripheral surface of the through hole 952e of the metal body 952. ing.
  • the negative electrode external terminal 951 joins the metal body 952 and the connection terminal 953 by both the mechanical joining method and the metallurgical joining method, and has a caulking structure as a mechanical joining portion.
  • the metal body 952 and the connection terminal 953 are metal-bonded by friction stir welding.
  • the metal body 952 and the connection terminal 953 have a metal-bonded structure that is metal-bonded by friction stir welding, the heat at the time of manufacture is higher than that of the above-described welded structure using laser welding. Can be lowered. Therefore, it can manufacture with less energy, can manufacture with a small-scale production facility, and can suppress manufacturing cost low. Moreover, it can manufacture easily compared with the operation
  • the base end portion 953a of the connection terminal 953 has been described as an example of a structure inserted into the round hole 952d, but may be a press-fit structure as in the other embodiments.
  • the mechanical joint has two structures, that is, a caulking structure and a press-fitting structure, so that a stronger mechanical strength can be obtained.
  • the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various design changes can be made without departing from the spirit of the present invention described in the claims. Is something that can be done.
  • the above-described embodiment has been described in detail for easy understanding of the present invention, and is not necessarily limited to one having all the configurations described.
  • a part of the configuration of an embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment, and the configuration of another embodiment can be added to the configuration of an embodiment.

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Abstract

　本発明の角形二次電池は、外部端子のバスバーが溶接される金属体と、金属体に接合される接続端子との間で機械的強度と電気的特性の両方を確保してより信頼性の高い角形二次電池を提供することを課題としている。上記課題を解決する本発明の角形二次電池（１００Ａ）は、角形の電池容器（１０１）の１つの面に正極及び負極の外部端子（１４１、１５１）が配置され、電池容器に扁平捲回群が収容されたものであって、一方の外部端子（１５１）は、電池容器を貫通して扁平捲回群（１７０）に電気的に接続される接続端子（１５３）と、接続端子に接合される金属体（１５２）とを有し、接続端子と金属体との接合部は、機械的接合部と冶金的接合部とを有することを特徴とする。

Description

角形二次電池
　本発明は、角形二次電池に係り、例えば車両等に搭載される角形二次電池に関する。
　従来から、例えばハイブリッド方式の電気自動車や純粋な電気自動車等の動力源として、容量の大きな二次電池の開発が進められている。このような二次電池のうち、特に角形のリチウムイオン二次電池は、エネルギー密度の高い二次電池として注目されている。
　角形のリチウムイオン二次電池は、例えば、正極活物質を塗布した正極箔、負極活物質を塗布した負極箔、およびそれぞれを絶縁するためのセパレータを重ね合わせて捲回した扁平形状の蓄電要素を、電池蓋に設けられた正極外部端子および負極外部端子に電気的に接続し、その蓄電要素を電池缶に収容して電池缶の開口部を電池蓋で溶接封止し、電池蓋に設けられた注液孔から電解液を注液し、その注液孔に注液栓を挿入してレーザ溶接で溶接封止することによって作製する。
そして、上記した角形のリチウムイオン二次電池を複数配列し、各電池の外部端子にバスバーを溶接し、隣接する電池同士を当該バスバーを介して接続することによって、複数の二次電池を直列に接続した組電池を作製する。
　ところで、二次電池の正極外部端子と負極外部端子の形成素材が異なる場合、例えば、正極外部端子がアルミニウムで作製され、負極外部端子が銅で作製される場合、銅製のバスバーを使用すると正極外部端子とバスバーとの溶接強度の確保が困難となる一方で、アルミニウム製のバスバーを使用すると負極外部端子とバスバーとの溶接強度の確保が困難となることが知られている。
　このような問題に対し、特許文献１には、アルミとニッケルのクラッド板を使用し、バスバーとクラッド板をアルミとニッケルの溶接とし、正極外部端子または負極外部端子とクラッド板をアルミとニッケルまたは銅とニッケルの溶接とすることでクラッド板を接合した外部端子が開示されている。
WO2012/169055
　しかしながら、特許文献1に開示されている外部端子においては、外部端子とクラッド板を重ねて側面を溶接し、その体積の少ない溶接部のみに機械的強度と電気的特性を要求しているため、機械的強度を大きくすることが困難であり、角形二次電池としての信頼性のさらなる向上が望まれていた。
　本発明は、前記問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、外部端子のバスバーが溶接される金属体と、金属体に接合される接続端子との間で機械的強度と電気的特性の両方を確保してより信頼性の高い角形二次電池を提供することにある。
　上記課題を解決するために、本願は角形の電池容器の１つの面に正極及び負極の外部端子が配置され、前記電池容器に扁平捲回群が収容された角形二次電池であって、一方の外部端子は、前記電池容器を貫通して前記扁平捲回群に電気的に接続される接続端子と、該接続端子に接合される金属体とを有し、前記接続端子と前記金属体との接合部は、機械的接合部と冶金的接合部とを有することを特徴とする。
　本発明によれば、外部端子のバスバーが溶接される金属体と、金属体に接合される接続端子との間で機械的強度と電気的特性の両方を確保してより信頼性の高い角形二次電池を提供することができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
角形二次電池の外観斜視図。 分解斜視図。 扁平捲回群の分解斜視図。 実施形態１の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図。 実施形態１の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図。 図４ＢのＡ－Ａ線断面図。 外部端子形成の概念図。 外部端子にバスバーを溶接した状態を示す平面図。 図６ＡのＡ－Ａ線断面図。 図６ＡのＡ－Ａ線断面図に相当する他の実施例を示す図。 図６ＡのＡ－Ａ線断面図に相当する他の実施例を示す図。 実施形態２の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図。 実施形態２の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図。 図７ＢのＡ－Ａ線断面図。 実施形態３の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図。 実施形態３の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図。 図８ＢのＡ－Ａ線断面図。 実施形態４の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図。 実施形態４の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図。 図９ＢのＡ－Ａ線断面図。 図９ＣのＢ部の拡大図。 実施形態５の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図。 実施形態５の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図。 図１０ＢのＡ－Ａ線断面図。 図１０ＣのＢ部の拡大図。 実施形態６の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図。 実施形態６の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図。 図１１ＢのＡ－Ａ線断面図。 図１１ＣのＢ部の拡大図。 実施形態７の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図。 実施形態７の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図。 図１２ＢのＡ－Ａ線断面図。 図１２ＣのＢ部の拡大図。 実施形態８の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図。 実施形態８の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図。 図１３ＢのＡ－Ａ線断面図。 図１３ＣのＢ部の拡大図。 実施形態９の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図。 実施形態９の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図。 図１４ＢのＡ－Ａ線断面図。 図１４ＣのＢ部の拡大図。
　次に、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
［実施形態１］
　本実施形態は、角形の電池容器の１つの面に正極及び負極の外部端子が配置され、電池容器に扁平捲回群が内蔵された角形二次電池であって、一方の外部端子は、電池容器を貫通して扁平捲回群に電気的に接続される接続端子と、電池容器の外側で接続端子に接合される異種の金属体を有している。そして、接続端子と金属体との接合部として、機械的接合部と冶金的接合部を有しており、機械的接合部はねじ構造を有し、冶金的接合部はレーザ溶接で接続端子と金属体とを重ね溶接した溶接構造を有している。
　図１、図２に示すように、角形二次電池１００Ａは、電池缶１０１と電池蓋１０２とから構成されている。電池缶１０１および電池蓋１０２の材質は、アルミニウムまたはアルミニウム合金などである。
　電池蓋１０２は、矩形平板状であって、電池缶１０１の開口を塞ぐように溶接されている。つまり、電池蓋１０２は、電池缶１０１を封口している。電池蓋１０２には、正極外部端子１４１および負極外部端子１５１が配設されている。また、電池蓋１０２には、ガス排出弁１０３が設けられている。ガス排出弁１０３は、プレス加工によって電池蓋１０２を部分的に薄肉化することで形成されている。ガス排出弁１０３には、開裂時に大きな開口が形成されるように開裂溝が形成されている。ガス排出弁１０３は、角形二次電池１００Ａが過充電等の異常により発熱してガスが発生し、電池内の圧力が上昇して所定圧力に達したときに開裂して、内部からガスを排出することで電池内の圧力を低下させる。さらに電池蓋１０２には、電池内に電解液を注入するための注液孔１０６aを封止する注液栓１０６ｂが溶接されている。
　角形二次電池１００Ａは、複数個を直列に接続し、組電池として使用されることがあり、この際、正極外部端子１４１と負極外部端子１５１にバスバー１０００を溶接することにより、接続することがある。例えば、正極外部端子１４１はアルミニウムまたはアルミニウム合金であり、負極外部端子１５１は、接続端子１５３が銅または銅合金であり、金属体１５２はアルミニウムまたはアルミニウム合金である。また、バスバー１０００は正極外部端子１４１と同種のアルミニウムまたはアルミニウム合金である。本願はこの端子の構造に関する。
　電池缶１０１には扁平捲回群１７０が収容されている。電池缶１０１は、一対の幅広面１０１ａと一対の幅狭面１０１ｂと底面１０１ｃとを有し、上面が開口された矩形箱状に形成されている。扁平捲回群１７０は絶縁ケース１０８に覆われた状態で電池缶１０１に収容されている。絶縁ケース１０８の材質は、ポリプロピレン等の絶縁性を有する樹脂である。これにより、電池缶１０１の内面と、扁平捲回群１７０とは電気的に絶縁されている。
　正極外部端子１４１が正極集電体１８０を介して扁平捲回群１７０の正極電極１７４に電気的に接続され、負極外部端子１５１が負極集電体１９０を介して扁平捲回群１７０の負極電極１７５に電気的に接続されているため、正極外部端子１４１および負極外部端子１５１を介して外部負荷に電力が供給され、あるいは、正極外部端子１４１および負極外部端子１５１を介して外部発電電力が扁平捲回群１７０に供給されて充電される。
　電池蓋組立体１０７は、電池蓋１０２と、電池蓋１０２に設けられた一対の貫通孔１０２ｈのそれぞれに取り付けられた正極外部端子１４１および負極外部端子１５１と、正極集電体１８０および負極集電体１９０と、一対のガスケット１３０と、一対の絶縁部材１６０とを含んで構成されている。
　正極外部端子１４１および正極集電体１８０および負極外部端子１５１の金属体１５２の材質はアルミニウムまたはアルミニウム合金である。正極外部端子１４１は、正極集電体１８０に電気的に接続される。負極外部端子１５１の接続端子１５３および負極集電体１９０の材質は銅または銅合金である。負極外部端子１５１は、負極集電体１９０に電気的に接続される。絶縁部材１６０およびガスケット１３０の材質は、ポリブチレンテレフタレートやポリフェニレンサルファイド、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂等の絶縁性を有する樹脂である。
　電池蓋１０２には、電池缶１０１内に電解液を注入するための注液孔１０６ａが穿設されている。注液孔１０６ａは、電解液注入後、シール材１０６ｃを注液孔１０６ａに挿入し、注液栓１０６ｂをシール材１０６ｃに圧入した後、溶接によって封止される。電解液としては、たとえば、エチレンカーボネート等の炭酸エステル系の有機溶媒に６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）等のリチウム塩が溶解された非水電解液を用いることができる。
　図３を参照して、扁平捲回群１７０について説明する。図３は扁平捲回群１７０を示す斜視図である。蓄電要素である扁平捲回群１７０は、図３に示すように、長尺状の正極電極１７４および負極電極１７５をセパレータ１７３を介在させて捲回軸Ｗ周りに扁平形状に捲回する積層構造としている。
　正極電極１７４は、正極箔１７１と、正極活物質に結着材（バインダ）を配合した正極活物質合剤が正極箔１７１の両面に塗工されて形成された正極活物質合剤層１７６とを有する。負極電極１７５は、負極箔１７２と、負極活物質に結着材（バインダ）を配合した負極活物質合剤が負極箔１７２の両面に塗工されて形成された負極活物質合剤層１７７とを有する。正極活物質と負極活物質との間では、充放電が行われる。
　正極箔１７１は、厚さ２０～３０μｍ程度のアルミニウム合金箔であり、負極箔１７２は、厚さ１５～２０μｍ程度の銅合金箔である。セパレータ１７３の素材は多孔質のポリエチレン樹脂である。正極活物質は、マンガン酸リチウム等のリチウム含有遷移金属複酸化物であり、負極活物質は、リチウムイオンを可逆に吸蔵、放出可能な黒鉛等の炭素材である。
　扁平捲回群１７０の幅方向（捲回方向に直交する捲回軸Ｗ方向）の両端部は、一方は、正極活物質合剤層１７６の形成されていない未塗工部（正極箔１７１の露出部）が積層された部分とし、他方は、負極活物質合剤層１７７の形成されていない未塗工部（負極箔１７２の露出部）が積層された部分としている。正極側未塗工部の積層体および負極側未塗工部の積層体は、それぞれ後述の電池蓋組立体１０７の正極集電体１８０および負極集電体１９０（図２参照）と超音波接合により接続される。超音波溶接により接続された後、絶縁ケース１０８により扁平捲回群１７０全体を覆い、電池缶１０１へと収容され、電池缶１０１と電池蓋１０２をレーザ溶接により封口する。
　図４Ａは、実施形態１の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図、図４Ｂは、実施形態１の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図、図４Ｃは、図４ＢのＡ－Ａ線断面図である。
　図４Ａに示すように電池蓋１０２には、正極外部端子１４１および負極外部端子１５１がガスケット１３０を介して配設されている。前述のように複数個の角形二次電池を直列に接続し、組電池として使用する場合には、正極外部端子１４１および負極外部端子１５１にバスバー１０００が溶接される。
　バスバー１０００が、アルミニウムまたはアルミニウム合金の場合、正極外部端子１４１と負極外部端子１５１の金属体１５２とをアルミニウムまたはアルミニウム合金とし、負極外部端子１５１の接続端子１５３を銅または銅合金とすることで、バスバー１０００との接合は、アルミニウムまたはアルミニウム合金同士の溶接となり、強度的に問題のないバスバー溶接とすることができる。
　負極外部端子１５１は、金属体１５２と接続端子１５３とを機械的接合法と冶金的接合法の両方で接合しており、機械的接合部としてねじ構造を有し、冶金的接合部としてレーザ溶接で金属体１５２と接続端子１５３とを重ね溶接した溶接構造を有している。これにより、金属体１５２と接続端子１５３との間の機械的強度は機械的接合で確保することができ、電気的特性は冶金的接合で確保することができる。したがって、角形二次電池１００Ａの信頼性を向上することができる。
　また、特に図示していないが、バスバー１０００が、銅または銅合金の場合は、正極外部端子１４１を、金属体と接続端子で構成し、正極外部端子１４１の金属体と負極外部端子１５１とを銅または銅合金とし、正極外部端子の接続端子をアルミニウムまたはアルミニウム合金とすることで、正極外部端子１４１の金属体とバスバー１０００とは、銅または銅合金同士の溶接となり、強度的に問題のないバスバー溶接とすることができる。この場合も同様に、正極外部端子１４１は、金属体と接続端子とを機械的接合法と冶金的接合法の両方で接合することで角形二次電池１００Ａの信頼性を向上することができる。
　図５にバスバーが、アルミニウムまたはアルミニウム合金の場合の負極外部端子及び電池蓋組立体負極側の組立方法を示す。
　負極外部端子１５１は、例えばアルミニウムまたはアルミニウム合金の金属体１５２と、銅または銅合金の接続端子１５３を有している。金属体１５２は、平面視略矩形の扁平なブロック形状を有しており、ガスケット１３０を間に介して電池蓋１０２に対向する蓋対向面１５２ｂと、蓋対向面１５２ｂから離間した位置に配置されてバスバー１０００が溶接される溶接面１５２ａと、溶接面１５２ａの周端縁から蓋対向面１５２ｂの周端縁までの間に亘る側面１５２ｃとを有している。そして、蓋対向面１５２ｂの略中央位置から溶接面１５２ａに向かってねじ穴１５２ｄが設けられている。ねじ穴１５２ｄは、溶接面１５２ａとの間に所定の厚みを残す深さを有している。接続端子１５３は、丸棒形状を有しており、基端部１５３ａには、ねじ穴１５２ｄと螺合する雄ネジが螺設され、先端部１５３ｂには、かしめ用の凹部が設けられている。
　負極外部端子１５１は、図５の（ａ）に示すように、接続端子１５３の基端部１５３ａを金属体１５２のねじ穴１５２ｄに螺入することで、接続端子１５３と金属体１５２とが機械的に結合される。そして、図５の（ｂ）に示すように、金属体１５２の溶接面１５２ａにレーザ溶接のレーザＬＢを照射し、金属体１５２の溶接面１５２ａからねじ穴１５２ｄの底面を貫通して接続端子１５３の基端部１５３ａまで溶融する重ね溶接をすることで、接続端子１５３と金属体１５２は冶金的に接合される。この冶金的接合により、接続端子１５３の基端部１５３ａと金属体１５２の溶接面１５２ａとの間には金属結合された溶接部１５１ａが形成され、金属体１５２と接続端子１５３とが電気的に接続される。
　それから、図５の(ｃ）に示すように、ガスケット１３０、電池蓋１０２、絶縁部材１６０、負極集電体１９０を重ねてこれらを貫通する貫通孔に負極外部端子１５１の接続端子１５３を挿入する。そして、接続端子１５３の先端部を径方向外側に広げるように折り曲げて、かしめることにより、ガスケット１３０、電池蓋１０２、絶縁部材１６０、負極集電体１９０を一体化し、電池蓋組立体１０７の負極側が組み立てられる。
　以下にバスバーがアルミニウムまたはアルミニウム合金の場合を例として説明するが、バスバーが、銅または銅合金の場合についても、正極外部端子１４１の金属体を銅または銅合金とし、接続端子をアルミニウムまたはアルミニウム合金とすることで、同様の方法で正極外部端子１４１および電池蓋組立体１０７の正極側を組み立てることができる。
　前述の方法により形成された溶接部１５１ａは、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、負極外部端子１５１の溶接面１５２ａにバスバー１０００を接触させて例えばレーザ溶接するため、負極外部端子１５１の金属体１５２と接続端子１５３との溶接部１５１ａとともにバスバー溶接をすると、バスバー溶接部１０００ａの強度が低下する恐れがある。したがって、バスバー１０００を溶接する場合には、溶接部１５１ａを避けて溶接する必要がある。本実施形態では、バスバー溶接部１０００ａは、溶接部１５１ａの周りを囲むように楕円状に形成されている。
　また、溶接部１５１ａが、金属体１５２の溶接面１５２ａよりも凸となった場合にバスバー１０００を溶接面１５２ａに接面させることができず、溶接面１５２ａとの間の隙間が問題となる場合には、図６Ｃに示すように、金属体１５２の溶接部１５１ａが形成される部分にあらかじめ凹部１５２ｅを設けるか、図６Ｄに示すようにバスバー１０００に凹部１０００ｂを設けることで解決できる。
　また、負極外部端子１５１の金属体１５２の基端部１５３ａと接続端子１５３のねじ穴１５２ｄの間に形成される隙間に水分があると、その水分に起因した腐食（いわゆる電食）が問題となるおそれがある。かかる場合には、樹脂や接着剤、隙間腐食防止剤などを充填することにより解決できる。その際に、溶接部１５１ａが形成される部分にはマスキングを施しておくことで、金属体１５２と接続端子１５３の溶接性への影響を防止することができる。また、他の方法として、窒素雰囲気中で組み立てを行った後に溶接封止して隙間に窒素ガス等の充填材を封入することにより解決できる。また、真空中で組み立てを行い、その後に溶接封止してもよい。
　また、本実施形態では金属体１５２と接続端子１５３の溶接にレーザ溶接を用いているが、これに限定されるものではなく、その他の冶金的接合法、例えば、摩擦撹拌接合（ＦＳＷ）や電子ビーム溶接、抵抗溶接、圧接、アーク溶接、融接などを用いても良い。
　上述のように、負極外部端子１５１は、金属体１５２と接続端子１５３とを機械的接合法と冶金的接合法の両方で接合しており、機械的接合部としてねじ構造を有し、冶金的接合部としてレーザ溶接で金属体１５２と接続端子１５３とを重ね溶接した溶接構造を有している。これにより、金属体１５２と接続端子１５３との間の機械的強度は機械的接合で確保することができ、電気的特性は冶金的接合で確保することができる。したがって、角形二次電池１００Ａの信頼性を向上することができる。特に、本実施形態では、機械的接合部としてねじ構造を有しているので、従来と比較して飛躍的に大きい機械的強度を得ることができる。
［実施形態２］
　次に、本発明の実施形態２について図７Ａ～図７Ｃを用いて以下に説明する。
　図７Ａは、実施形態２の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図、図７Ｂは、実施形態２の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図、図７Ｃは、図７ＢのＡ－Ａ線断面図である。なお、既に説明した図１～図６に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　本実施形態において特徴的なことは、機械的接合部が実施形態１のねじ構造の代わりに圧入構造を有していることである。本実施形態は、角形の電池容器の１つの面に正極及び負極の外部端子が配置され、電池容器に扁平捲回群が内蔵された角形二次電池であって、一方の外部端子は、電池容器を貫通して扁平捲回群に電気的に接続される接続端子と、電池容器の外側で接続端子に接合される異種の金属体とを有している。そして、接続端子と金属体との接合部として、機械的接合部と冶金的接合部とを有しており、機械的接合部は圧入構造を有し、冶金的接合部はレーザ溶接で接続端子と金属体とを重ね溶接した溶接構造を有している。
　角形二次電池２００Ａの負極外部端子２５１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の金属体２５２と、銅または銅合金の接続端子２５３を有している。金属体２５２は、平面視略矩形の扁平なブロック形状を有しており、ガスケット１３０を間に介して電池蓋１０２に対向する蓋対向面２５２ｂと、電池蓋１０２に平行に配置されてバスバー１０００が溶接される溶接面２５２ａと、溶接面２５２ａの周端縁から蓋対向面２５２ｂの周端縁までの間に亘る側面２５２ｃとを有している。そして、蓋対向面２５２ｂの略中央位置には、溶接面２５２ａに向かって所定深さを有する丸穴２５２ｄが設けられている。接続端子２５３は、丸棒形状を有しており、丸穴２５２ｄに基端部２５３ａが圧入されている。
　負極外部端子２５１は、接続端子２５３の基端部２５３ａを金属体２５２の丸穴２５２ｄに圧入することで、接続端子２５３と金属体２５２とが機械的に接合されている。そして、金属体２５２の溶接面２５２ａにレーザ溶接のレーザを照射し、金属体２５２の溶接面２５２ａから丸穴２５２ｄの底面を貫通して接続端子２５３の基端部２５３ａまで溶融して重ね溶接することで、接続端子２５３と金属体２５２とが冶金的に接合されている。この冶金的接合により、接続端子２５３の基端部２５３ａと金属体２５２の溶接面２５２ａとの間には金属結合された溶接部２５１ａが形成され、金属体２５２と接続端子２５３とが電気的に接続されている。
　上述のように、負極外部端子２５１は、金属体２５２と接続端子２５３とを機械的接合法と冶金的接合法の両方で接合しており、機械的接合部として圧入構造を有し、冶金的接合部としてレーザ溶接で金属体２５２と接続端子２５３とを重ね溶接した溶接構造を有している。これにより、金属体２５２と接続端子２５３との間の機械的強度は機械的接合で確保することができ、電気的特性は冶金的接合で確保することができる。したがって、角形二次電池２００Ａの信頼性を向上することができる。特に、本実施形態では、機械的接合部として圧入構造を有しているので、実施形態１と比較して、接続端子２５３の基端部１５３ａに雄ネジを形成し、金属体１５２にねじ穴１５２ｄを形成する工程を省略することができる。したがって、構造が簡単で、容易に製造することができ、製造コストを低く抑えることができる。
［実施形態３］
　次に、本発明の実施形態３について図８Ａ～図８Ｃを用いて以下に説明する。
　図８Ａは、実施形態３の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図、図８Ｂは、実施形態３の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図、図８Ｃは、図８ＢのＡ－Ａ線断面図である。なお、既に説明した図１～図６に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　本実施形態において特徴的なことは、重ね溶接の溶接部を複数箇所設けたことである。本実施形態は、角形の電池容器の１つの面に正極及び負極の外部端子が配置され、電池容器に扁平捲回群が内蔵された角形二次電池であって、一方の外部端子は、電池容器を貫通して扁平捲回群に電気的に接続される接続端子と、電池容器の外側で接続端子に接合される異種の金属体とを有している。そして、接続端子と金属体との接合部として、機械的接合部と冶金的接合部とを有しており、機械的接合部は圧入構造を有し、冶金的接合部はレーザ溶接で接続端子と金属体とを複数箇所重ね溶接した溶接構造を有している。
　角形二次電池３００Ａの負極外部端子３５１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の金属体３５２と、銅または銅合金の接続端子３５３を有している。金属体３５２は、平面視略矩形の扁平なブロック形状を有しており、ガスケット１３０を間に介して電池蓋１０２に対向する蓋対向面３５２ｂと、電池蓋１０２に平行に配置されてバスバー１０００が溶接される溶接面３５２ａと、溶接面３５２ａの周端縁から蓋対向面３５２ｂの周端縁までの間に亘る側面３５２ｃとを有している。そして、蓋対向面３５２ｂの略中央位置には、溶接面３５２ａに向かって所定深さを有する丸穴３５２ｄが設けられている。接続端子３５３は、丸棒形状を有しており、丸穴３５２ｄに基端部３５３ａが圧入されている。
　負極外部端子３５１は、接続端子３５３の基端部３５３ａを金属体３５２の丸穴３５２ｄに圧入することで、接続端子３５３と金属体３５２とが機械的に接合されている。そして、金属体３５２の溶接面３５２ａにレーザ溶接のレーザを照射し、金属体３５２の溶接面３５２ａから丸穴３５２ｄの底面を貫通して接続端子３５３の基端部３５３ａまで溶融して重ね溶接することで、接続端子３５３と金属体３５２とが冶金的に接合されている。本実施形態では、３箇所を重ね溶接している。この冶金的接合により、接続端子３５３の基端部と金属体３５２の溶接面３５２ａとの間には金属結合された複数の溶接部３５１ａが形成され、金属体３５２と接続端子３５３とが電気的に接続されている。
　上述のように、負極外部端子３５１は、金属体３５２と接続端子３５３とを機械的接合法と冶金的接合法の両方で接合しており、機械的接合部として圧入構造を有し、冶金的接合部としてレーザ溶接で金属体３５２と接続端子３５３とを複数箇所重ね溶接した溶接構造を有している。これにより、金属体３５２と接続端子３５３との間の機械的強度は機械的接合で確保することができ、電気的特性は冶金的接合で確保することができる。したがって、角形二次電池２００Ａの信頼性を向上することができる。特に、本実施形態によれば、複数箇所を重ね溶接しているので、その分だけ、冶金的接合部の断面積を大きくすることができ、金属体３５２と接続端子３５３との電気抵抗をより少なくすることができる。
［実施形態４］
　次に、本発明の実施形態４について図９Ａ～図９Ｄを用いて以下に説明する。
　図９Ａは、実施形態４の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図、図９Ｂは、実施形態４の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図、図９Ｃは、図９ＢのＡ－Ａ線断面図、図９Ｄは、図９ＣのＢ部の拡大図である。なお、既に説明した図１～図６に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　本実施形態において特徴的なことは、冶金的接合部が実施形態２及び実施形態３の重ね溶接の代わりに、すみ肉溶接による溶接構造を有していることである。本実施形態は、角形の電池容器の１つの面に正極及び負極の外部端子が配置され、電池容器に扁平捲回群が内蔵された角形二次電池であって、一方の外部端子は、電池容器を貫通して扁平捲回群に電気的に接続される接続端子と、電池容器の外側で接続端子に接合される異種の金属体とを有している。そして、接続端子と金属体との接合部として、機械的接合部と冶金的接合部とを有しており、機械的接合部は圧入構造を有し、冶金的接合部はレーザ溶接で接続端子と金属体とをすみ肉溶接した溶接構造を有している。
　角形二次電池４００Ａの負極外部端子４５１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の金属体４５２と、銅または銅合金の接続端子４５３を有している。金属体４５２は、平面視略矩形の扁平なブロック形状を有しており、ガスケット１３０を間に介して電池蓋１０２に対向する蓋対向面４５２ｂと、電池蓋１０２に平行に配置されてバスバー１０００が溶接される溶接面４５２ａと、溶接面４５２ａの周端縁から蓋対向面４５２ｂの周端縁までの間に亘る側面４５２ｃとを有している。そして、蓋対向面４５２ｂの略中央位置には、溶接面４５２ａに向かって所定深さを有する丸穴４５２ｄが設けられている。接続端子４５３は、丸棒形状を有しており、丸穴４５２ｄに基端部４５３ａが圧入されている。
　溶接面４５２ａには、丸穴４５２ｄの底面まで貫通する貫通孔４５２ｅが設けられている。貫通孔４５２ｅは、丸穴４５２ｄの底面側の開口が、接続端子４５３の基端部４５３ａの端面によって完全に閉塞されており、図９Ｂに示すように、負極外部端子４５１を平面視した場合に、貫通孔４５２ｅ内に接続端子４５３の基端部４５３ａの端面が露出している。貫通孔４５２ｅの内径は、接続端子４５３の基端部４５３ａの外径よりも小さく、基端部４５３ａの端面のうち、端面周縁領域が丸穴４５２ｄの底面に対向して当接し、端面中央領域が貫通孔４５２ｅを介して外部に露出されている。
　負極外部端子４５１は、接続端子４５３の基端部４５３ａを金属体４５２の丸穴４５２ｄに圧入することで、接続端子４５３と金属体４５２とが機械的に接合されている。そして、図９Ｄに示すように、接続端子４５３の基端部４５３ａの端面と、金属体４５２の貫通孔４５２ｅの内周面との間の境界部分にレーザ溶接のレーザＬＢを照射してすみ肉溶接することで、接続端子４５３と金属体４５２とが冶金的に接合されている。この冶金的接合により、接続端子４５３の基端部４５３ａの端面と、金属体４５２の貫通孔４５２ｅの内周面との間の境界部分には、金属結合された溶接部４５１ａが形成され、金属体４５２と接続端子４５３とが電気的に接続されている。溶接部４５１ａは、貫通孔４５２ｅの内周面に沿って全周に亘って連続して形成されている。
　上述のように、負極外部端子４５１は、金属体４５２と接続端子４５３とを機械的接合法と冶金的接合法の両方で接合しており、機械的接合部として圧入構造を有し、冶金的接合部としてレーザ溶接で金属体４５２と接続端子４５３とをすみ肉溶接した溶接構造を有している。これにより、金属体４５２と接続端子４５３との間の機械的強度は機械的接合で確保することができ、電気的特性は冶金的接合で確保することができる。したがって、角形二次電池４００Ａの信頼性を向上することができる。
　特に、本実施形態では、金属体４５２と接続端子４５３とをすみ肉溶接した溶接構造を有しているので、上述の実施形態１～３の重ね溶接と比較して、少ない溶接エネルギーで溶接することができ、小規模の生産設備で製造でき、製造コストを低く抑えることができる。また、金属体４５２と接続端子４５３とが溶接されている状態を目視で確認できるので、溶接の確認検査を容易にでき、高品質の製品を提供することができる。
［実施形態５］
　次に、本発明の実施形態５について図１０～図１０Ｄを用いて以下に説明する。
　図１０Ａは、実施形態５の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図、図１０Ｂは、実施形態５の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図、図１０Ｃは、図１０ＢのＡ－Ａ線断面図、図１０Ｄは、図１０ＣのＢ部の拡大図である。なお、既に説明した図１～図６に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　本実施形態において特徴的なことは、冶金的接合部が突き合わせ溶接による溶接構造を有していることである。本実施形態は、角形の電池容器の１つの面に正極及び負極の外部端子が配置され、電池容器に扁平捲回群が内蔵された角形二次電池であって、一方の外部端子は、電池容器を貫通して扁平捲回群に電気的に接続される接続端子と、電池容器の外側で接続端子に接合される異種の金属体とを有している。そして、接続端子と金属体との接合部として、機械的接合部と冶金的接合部とを有しており、機械的接合部は圧入構造を有し、冶金的接合部はレーザ溶接で接続端子と金属体とを突き合わせ溶接した溶接構造を有している。
　角形二次電池５００Ａの負極外部端子５５１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の金属体５５２と、銅または銅合金の接続端子５５３を有している。金属体５５２は、平面視略矩形の扁平なブロック形状を有しており、ガスケット１３０を間に介して電池蓋１０２に対向する蓋対向面５５２ｂと、電池蓋１０２に平行に配置されてバスバー１０００が溶接される溶接面５５２ａと、溶接面５５２ａの周端縁から蓋対向面５５２ｂの周端縁までの間に亘る側面５５２ｃとを有している。そして、蓋対向面５５２ｂの略中央位置には、溶接面５５２ａに向かって所定深さを有する丸穴５５２ｄが設けられている。接続端子５５３は、丸棒形状を有しており、丸穴５５２ｄに基端部５５３ａが圧入されている。
　溶接面５５２ａには、丸穴５５２ｄの底面まで貫通する貫通孔５５２ｅが設けられている。接続端子５５３の基端部５５３ａには、貫通孔５５２ｅに嵌入される円柱部５５３ｃが設けられている。円柱部５５３ｃの外周面は、貫通孔５５２ｅの内周面に対向して当接し、円柱部５５３ｃの端面は、溶接面５５２ａと面一となっている。
　負極外部端子５５１は、接続端子５５３の基端部５５３ａを金属体５５２の丸穴５５２ｄに圧入することで、接続端子５５３と金属体５５２とが機械的に接合されている。そして、図１０Ｄに示すように、接続端子５５３の円柱部５５３ｃの外周面と、金属体５５２の貫通孔５５２ｅの内周面との間の境界部分にレーザ溶接のレーザＬＢを照射して突き合わせ溶接することで、接続端子５５３と金属体５５２とが冶金的に接合されている。この冶金的接合により、接続端子５５３の円柱部５５３ｃの外周面と、金属体５５２の貫通孔５５２ｅの内周面との間の境界部分には、金属結合された溶接部５５１ａが形成され、金属体５５２と接続端子５５３とが電気的に接続されている。溶接部５５１ａは、接続端子５５３の円柱部５５３ｃの外周面と、金属体５５２の貫通孔５５２ｅの内周面との間の境界部分に沿って周状に全周に亘って連続して形成されている。
　上述のように、負極外部端子５５１は、金属体５５２と接続端子５５３とを機械的接合法と冶金的接合法の両方で接合しており、機械的接合部として圧入構造を有し、冶金的接合部としてレーザ溶接で金属体５５２と接続端子５５３とを突き合わせ溶接した溶接構造を有している。これにより、金属体５５２と接続端子５５３との間の機械的強度は機械的接合で確保することができ、電気的特性は冶金的接合で確保することができる。したがって、角形二次電池５００Ａの信頼性を向上することができる。
　特に、本実施形態では、金属体５５２と接続端子５５３とを突き合わせ溶接した溶接構造を有しているので、上述の実施形態１～３の重ね溶接と比較して、少ない溶接エネルギーで溶接することができ、小規模の生産設備で製造でき、製造コストを低く抑えることができる。また、溶接面５５２ａに対して垂直方向にレーザ溶接のレーザＬＢを当てることができるので、上述の実施形態４と比較して、溶接作業が容易であり、簡単に製造することができる。また、金属体５５２と接続端子５５３とが溶接されている状態を目視で確認できるので、溶接の確認検査を容易にでき、高品質の製品を提供することができる。
［実施形態６］
　次に、本発明の実施形態６について図１１Ａ～図１１Ｄを用いて以下に説明する。
　図１１Ａは、実施形態６の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図、図１１Ｂは、実施形態６の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図、図１１Ｃは、図１１ＢのＡ－Ａ線断面図、図１１Ｄは、図１１ＣのＢ部の拡大図である。なお、既に説明した図１～図６に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　本実施形態において特徴的なことは、冶金的接合部が金属体の対向面側に設けられており、かつ、すみ肉溶接による溶接構造を有していることである。本実施形態は、角形の電池容器の１つの面に正極及び負極の外部端子が配置され、電池容器に扁平捲回群が内蔵された角形二次電池であって、一方の外部端子は、電池容器を貫通して扁平捲回群に電気的に接続される接続端子と、電池容器の外側で接続端子に接合される異種の金属体とを有している。そして、接続端子と金属体との接合部として、機械的接合部と冶金的接合部とを有しており、機械的接合部は圧入構造を有し、冶金的接合部はレーザ溶接で接続端子と金属体とをすみ肉溶接した溶接構造を有している。
　角形二次電池６００Ａの負極外部端子６５１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の金属体６５２と、銅または銅合金の接続端子６５３を有している。金属体６５２は、平面視略矩形の扁平なブロック形状を有しており、ガスケット１３０を間に介して電池蓋１０２に対向する蓋対向面６５２ｂと、電池蓋１０２に平行に配置されてバスバー１０００が溶接される溶接面６５２ａと、溶接面６５２ａの周端縁から蓋対向面６５２ｂの周端縁までの間に亘る側面６５２ｃとを有している。そして、蓋対向面６５２ｂの略中央位置には、溶接面６５２ａに向かって所定深さを有する丸穴６５２ｄが設けられている。接続端子６５３は、丸棒形状を有しており、丸穴６５２ｄに基端部６５３ａが圧入されている。
　負極外部端子６５１は、接続端子６５３の基端部６５３ａを金属体６５２の丸穴６５２ｄに圧入することで、接続端子６５３と金属体６５２とが機械的に接合されている。そして、図１１Ｄに示すように、接続端子６５３の基端部６５３ａの外周面と、金属体６５２の対向面６５２ｂとの間の境界部分にレーザ溶接のレーザＬＢを照射してすみ肉溶接することで、接続端子６５３と金属体６５２とが冶金的に接合されている。この冶金的接合により、接続端子６５３の基端部６５３ａの外周面と、金属体６５２の対向面６５２ｂとの間の境界部分には、金属結合された溶接部６５１ａが形成され、金属体６５２と接続端子６５３とが電気的に接続されている。溶接部６５１ａは、金属体６５２の丸穴６５２ｄの開口端縁に沿って全周に亘って連続して形成されている。
　上述のように、負極外部端子６５１は、金属体６５２と接続端子６５３とを機械的接合法と冶金的接合法の両方で接合しており、機械的接合部として圧入構造を有し、冶金的接合部としてレーザ溶接で金属体６５２と接続端子６５３とをすみ肉溶接した溶接構造を有している。これにより、金属体６５２と接続端子６５３との間の機械的強度は機械的接合で確保することができ、電気的特性は冶金的接合で確保することができる。したがって、角形二次電池６００Ａの信頼性を向上することができる。
　本実施形態では、金属体６５２と接続端子６５３とをすみ肉溶接した溶接構造を有しているので、上述の実施形態１～３の重ね溶接と比較して、少ない溶接エネルギーで溶接することができ、小規模の生産設備で製造でき、製造コストを低く抑えることができる。また、金属体６５２と接続端子６５３とが溶接されている状態を目視で確認できるので、溶接の確認検査を容易にでき、高品質の製品を提供することができる。
　そして、特に本実施形態では、溶接部６５１ａが金属体６５２の対向面６５２ｂ側に設けられているので、金属体６５２の溶接面６５２ａを全面に亘って使用することができ、バスバー１０００との接合面積をより広く確保でき、バスバー１０００との電気抵抗を低くすることができる。
［実施形態７］
　次に、本発明の実施形態７について図１２Ａ～図１２Ｄを用いて以下に説明する。
　図１２Ａは、実施形態７の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図、図１２Ｂは、実施形態７の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図、図１２Ｃは、図１２ＢのＡ－Ａ線断面図、図１２Ｄは、図１２ＣのＢ部の拡大図である。なお、既に説明した図１～図６に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　本実施形態において特徴的なことは、冶金的接合部が金属体の対向面側に設けられており、かつ、突き合わせ溶接による溶接構造を有していることである。本実施形態は、角形の電池容器の１つの面に正極及び負極の外部端子が配置され、電池容器に扁平捲回群が内蔵された角形二次電池であって、一方の外部端子は、電池容器を貫通して扁平捲回群に電気的に接続される接続端子と、電池容器の外側で接続端子に接合される異種の金属体とを有している。そして、接続端子と金属体との接合部として、機械的接合部と冶金的接合部とを有しており、機械的接合部は圧入構造を有し、冶金的接合部はレーザ溶接で接続端子と金属体とを突き合わせ溶接した溶接構造を有している。
　角形二次電池７００Ａの負極外部端子７５１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の金属体７５２と、銅または銅合金の接続端子７５３を有している。金属体７５２は、平面視略矩形の扁平なブロック形状を有しており、ガスケット１３０を間に介して電池蓋１０２に対向する蓋対向面７５２ｂと、電池蓋１０２に平行に配置されてバスバー１０００が溶接される溶接面７５２ａと、溶接面７５２ａの周端縁から蓋対向面７５２ｂの周端縁までの間に亘る側面７５２ｃとを有している。そして、蓋対向面７５２ｂの略中央位置には、溶接面７５２ａに向かって所定深さを有する丸穴７５２ｄが設けられている。接続端子７５３は、丸棒形状を有しており、丸穴７５２ｄに基端部７５３ａが圧入されている。
　丸穴７５２ｄは、対向面７５２ｂ側に拡径された大径部７５２ｅを有する段付穴形状を有している。接続端子７５３には、大径部７５２ｅに嵌入されるフランジ部７５３ｃが設けられている。フランジ部７５３ｃの外周面は、丸穴７５２ｄの大径部７５２ｅの内周面に対向して当接し、フランジ部７５３ｃの端面が金属体７５２の対向面７５２ｂと面一となっている。
　負極外部端子７５１は、接続端子７５３の基端部７５３ａを金属体７５２の丸穴７５２ｄに圧入することで、接続端子７５３と金属体７５２とが機械的に接合されている。そして、図１２Ｄに示すように、接続端子７５３のフランジ部７５３ｃの外周面と、金属体７５２の大径部７５２ｅの内周面との間の境界部分にレーザ溶接のレーザＬＢを照射して突き合わせ溶接することで、接続端子７５３と金属体７５２とが冶金的に接合されている。この冶金的接合により、接続端子７５３のフランジ部７５３ｃの外周面と、金属体７５２の大径部７５２ｅの内周面との間の境界部分には、金属結合された溶接部７５１ａが形成され、金属体７５２と接続端子７５３とが電気的に接続されている。溶接部７５１ａは、接続端子７５３のフランジ部７５３ｃの外周面と、金属体７５２の大径部７５２ｅの内周面との間の境界部分に沿って周状に全周に亘って連続して形成されている。
　上述のように、負極外部端子７５１は、金属体７５２と接続端子７５３とを機械的接合法と冶金的接合法の両方で接合しており、機械的接合部として圧入構造を有し、冶金的接合部としてレーザ溶接で金属体７５２と接続端子７５３とを突き合わせ溶接した溶接構造を有している。これにより、金属体７５２と接続端子７５３との間の機械的強度は機械的接合で確保することができ、電気的特性は冶金的接合で確保することができる。したがって、角形二次電池７００Ａの信頼性を向上することができる。
　本実施形態では、金属体７５２と接続端子７５３とを突き合わせ溶接した溶接構造を有しているので、上述の実施形態１～３の重ね溶接と比較して、少ない溶接エネルギーで溶接することができ、小規模の生産設備で製造でき、製造コストを低く抑えることができる。また、対向面７５２ｂに対して垂直方向にレーザ溶接のレーザＬＢを当てることができるので、上述の実施形態６と比較して、溶接作業が容易であり、簡単に製造することができる。また、金属体７５２と接続端子７５３とが溶接されている状態を目視で確認できるので、溶接の確認検査を容易にでき、高品質の製品を提供することができる。
　そして、特に本実施形態では、溶接部７５１ａが金属体７５２の対向面７５２ｂ側に設けられているので、金属体７５２の溶接面７５２ａを全面に亘って使用することができ、バスバー１０００との接合面積をより広く確保でき、バスバー１０００との電気抵抗を低くすることができる。
［実施形態８］
　次に、本発明の実施形態８について図１３Ａ～図１３Ｄを用いて以下に説明する。
　図１３Ａは、実施形態８の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図、図１３Ｂは、実施形態８の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図、図１３Ｃは、図１３ＢのＡ－Ａ線断面図、図１３Ｄは、図１３ＣのＢ部の拡大図である。なお、既に説明した図１～図６に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　本実施形態において特徴的なことは、冶金的接合部が金属体の側面に設けられており、かつ、突き合わせ溶接による溶接構造を有していることである。本実施形態は、角形の電池容器の１つの面に正極及び負極の外部端子が配置され、電池容器に扁平捲回群が内蔵された角形二次電池であって、一方の外部端子は、電池容器を貫通して扁平捲回群に電気的に接続される接続端子と、電池容器の外側で接続端子に接合される異種の金属体とを有している。そして、接続端子と金属体との接合部として、機械的接合部と冶金的接合部とを有しており、機械的接合部は圧入構造を有し、冶金的接合部はレーザ溶接で接続端子と金属体とを突き合わせ溶接した溶接構造を有している。
　角形二次電池８００Ａの負極外部端子８５１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の金属体８５２と、銅または銅合金の接続端子８５３を有している。金属体８５２は、接続端子８５３の上に配置される平面視略矩形で所定の板厚を有する平板部８５２Ａを有している。平板部８５２Ａは、電池蓋１０２に平行に配置されてバスバー１０００が溶接される溶接面８５２ａと、接続端子８５３に対向する対向面８５２ｂと、溶接面８５２ａの周端縁と対向面８５２ｂの周端縁との間に亘る側面８５２ｃと、平板部８５２Ａの対向面８５２ｂから突出する軸部８５２ｄを有している。軸部８５２ｄは、一定径で対向面８５２ｂの略中央位置から所定長さ突出しており、接続端子８５３の凹部８５３ｄに圧入される。
　接続端子８５３は、平面視略矩形のブロック形状の基端部８５３Ａと、基端部８５３Ａから突出する先端部８５３Ｂを有している。基端部８５３Ａは、平板部８５２Ａの対向面８５２ｂと対向して当接される当接面８５３ａと、電池蓋１０２に対向する蓋対向面８５３ｂと、当接面８５３ａの周端縁から蓋対向面８５３ｂの周端縁までの間に亘る側面８５３ｃとを有している。先端部８５３Ｂは、蓋対向面８５３ｂの略中央位置から突出して電池蓋１０２を貫通し、先端がかしめられて接続端子８５３を電池蓋１０２に固定している。接続端子８５３の基端部８５３Ａは、当接面８５３ａの略中央位置に、所定深さを有する凹部８５３ｄが設けられており、金属体８５２の軸部８５２ｄが圧入されている。
　金属体８５２と接続端子８５３は、平面視で同じ大きさを有しており、金属体８５２の側面８５２ｃと接続端子８５３の基端部８５３Ａの側面８５３ｃとが重なり方向に面一に連続している。
　負極外部端子８５１は、接続端子８５３の凹部８５３ｄに金属体８５２の軸部８５２ｄを圧入することで、接続端子８５３と金属体８５２とが機械的に接合されている。そして、図１３Ｄに示すように、接続端子８５３の側面８５３ｃと、金属体８５２の側面８５２ｃとの間の境界部分にレーザ溶接のレーザＬＢを照射して突き合わせ溶接することで、接続端子８５３と金属体８５２とが冶金的に接合されている。この冶金的接合により、接続端子８５３の側面８５３ｃと、金属体８５２の側面８５２ｃとの間の境界部分には、金属結合された溶接部８５１ａが形成され、金属体８５２と接続端子８５３とが電気的に接続されている。溶接部８５１ａは、接続端子８５３の側面８５３ｃと、金属体８５２の側面８５２ｃとの間の境界部分に沿って周状に全周に亘って連続して形成されている。
　上述のように、負極外部端子８５１は、金属体８５２と接続端子８５３とを機械的接合法と冶金的接合法の両方で接合しており、機械的接合部として圧入構造を有し、冶金的接合部としてレーザ溶接で金属体８５２と接続端子８５３とを突き合わせ溶接した溶接構造を有している。これにより、金属体８５２と接続端子８５３との間の機械的強度は機械的接合で確保することができ、電気的特性は冶金的接合で確保することができる。したがって、角形二次電池８００Ａの信頼性を向上することができる。
　本実施形態では、金属体８５２と接続端子８５３とを突き合わせ溶接した溶接構造を有しているので、上述の実施形態１～３の重ね溶接と比較して、少ない溶接エネルギーで溶接することができ、小規模の生産設備で製造でき、製造コストを低く抑えることができる。また、側面８５２ｃと８５３ｃに対して垂直方向にレーザ溶接のレーザＬＢを当てることができるので、すみ肉溶接と比較して、溶接作業が容易であり、簡単に製造することができる。また、金属体８５２と接続端子８５３とが溶接されている状態を目視で確認できるので、溶接の確認検査を容易にでき、高品質の製品を提供することができる。
　そして、溶接部８５１ａが金属体８５２と接続端子８５３の側面８５２ｃ、８５３ｃ側に設けられているので、金属体８５２の溶接面８５２ａを全面に亘って使用することができ、バスバー１０００との接合面積をより広く確保でき、バスバー１０００との電気抵抗を低くすることができる。
　また、溶接部８５１ａを金属体８５２と接続端子８５３の側面８５２ｃ、８５３ｃに沿って周状に連続して全周に亘って設けているので、溶接による接合面積をより広く確保でき、金属体８５２と接続端子８５３との間の電気抵抗をより低くすることができる。
［実施形態９］
　次に、本発明の実施形態９について図１４Ａ～図１４Ｄを用いて以下に説明する。
　図１４Ａは、実施形態９の角形二次電池の一部とバスバーを示す正面図、図１４Ｂは、実施形態９の電池蓋組立体の要部を拡大して示す平面図、図１４Ｃは、図１４ＢのＡ－Ａ線断面図、図１４Ｄは、図１４ＣのＢ部の拡大図である。なお、既に説明した図１～図６に示された同一の符号を付された構成と、同一の機能を有する部分については、説明を省略する。
　本実施形態において特徴的なことは、機械的接合部がかしめ構造を有し、冶金的接合部が摩擦攪拌接合を用いた構造を有していることである。本実施形態は、角形の電池容器の１つの面に正極及び負極の外部端子が配置され、電池容器に扁平捲回群が内蔵された角形二次電池であって、一方の外部端子は、電池容器を貫通して扁平捲回群に電気的に接続される接続端子と、電池容器の外側で接続端子に接合される異種の金属体とを有している。そして、接続端子と金属体との接合部として、機械的接合部と冶金的接合部とを有しており、機械的接合部はかしめ構造を有し、冶金的接合部は摩擦攪拌接合（ＦＳＷ）で接続端子と金属体とを接合した構造を有している。
　角形二次電池９００Ａの負極外部端子９５１は、アルミニウムまたはアルミニウム合金の金属体９５２と、銅または銅合金の接続端子９５３を有している。金属体９５２は、平面視略矩形の扁平なブロック形状を有しており、ガスケット１３０を間に介して電池蓋１０２に対向する蓋対向面９５２ｂと、電池蓋１０２に平行に配置されてバスバー１０００が溶接される溶接面９５２ａと、溶接面９５２ａの周端縁から蓋対向面９５２ｂの周端縁までの間に亘る側面９５２ｃとを有している。そして、蓋対向面９５２ｂの略中央位置には、溶接面９５２ａに向かって所定深さを有する丸穴９５２ｄが設けられている。接続端子９５３は、丸棒形状を有しており、丸穴９５２ｄに基端部９５３ａが挿入されている。
　溶接面９５２ａには、丸穴９５２ｄの底面まで貫通する貫通孔９５２ｅが設けられている。貫通孔９５２ｅは、溶接面９５２ａ側よりも丸穴９５２ｄ側の方が孔径が小さく絞られている。
　接続端子９５３の基端部９５３ａには、かしめ部９５３ｂが設けられている。かしめ部９５３ｂは、貫通孔９５２ｅに挿通されて外周方向に折り曲げてかしめることで、金属体９５２をかしめ固定する。かしめ固定した状態で、かしめ部９５３ｂの外周面は、貫通孔９５２ｅの内周面に対向して当接し、かしめ部９５３ｂの端面は、溶接面９５２ａと面一となっている。その後、接続端子９５３のかしめ部９５３ｂの外周面と金属体９５２の貫通孔９５２ｅの内周面との間の境界部分を溶接面９５２側から摩擦撹拌接合（ＦＳＷ）により接合する。
　負極外部端子９５１は、接続端子９５３のかしめ部９５３ｂを金属体９５２の貫通孔９５２ｅに挿通してかしめることで、接続端子９５３と金属体９５２とが機械的に接合されている。そして、図１４Ｄに示すように、接続端子のかしめ部９５３ｂの外周面と金属体９５２の貫通孔９５２ｅの内周面との間の境界部分を溶接面９５２側から摩擦撹拌接合することで、接続端子９５３と金属体９５２とが冶金的に接合されている。
　この冶金的接合により接続端子９５３のかしめ部９５３ｂの外周面と、金属体９５２の貫通孔９５２ｅの内周面との間の境界部分には、摩擦攪拌接合された接合部９５１ａが形成され、金属体９５２と接続端子９５３とが電気的に接続されている。接合部９５１ａは、接続端子９５３のかしめ部９５３ｂの外周面と、金属体９５２の貫通孔９５２ｅの内周面との間の境界部分に沿って周状に全周に亘って連続して形成されている。
　上述のように、負極外部端子９５１は、金属体９５２と接続端子９５３とを機械的接合法と冶金的接合法の両方で接合しており、機械的接合部としてかしめ構造を有し、冶金的接合部として摩擦攪拌接合で金属体９５２と接続端子９５３とを金属結合した金属結合構造を有している。これにより、金属体９５２と接続端子９５３との間の機械的強度は機械的接合で確保することができ、電気的特性は冶金的接合で確保することができる。したがって、角形二次電池９００Ａの信頼性を向上することができる。
　特に、本実施形態では、金属体９５２と接続端子９５３とを摩擦攪拌接合により金属結合した金属結合構造を有しているので、上述したレーザ溶接を用いた溶接構造よりも、製造時の熱を低くすることができる。したがって、より少ないエネルギで製造することができ、小規模の生産設備で製造でき、製造コストを低く抑えることができる。また、上述の他の実施形態において行われる作業と比較して、簡単に製造することができる。また、金属体５５２と接続端子５５３とが結合されている状態を目視で確認できるので、結合の確認検査を容易にでき、高品質の製品を提供することができる。
　なお、本実施形態では、接続端子９５３の基端部９５３ａは、丸穴９５２ｄに挿入されている構造の場合を例に説明したが、他の実施形態と同様に、圧入構造としてもよい。この場合、機械的接合部は、かしめ構造と圧入構造の二つを有することとなり、より強力な機械的強度を得ることができる。
　以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
１００Ａ～９００Ａ　角形二次電池
１０１　電池缶（電池容器）
１０２　電池蓋（電池容器）
１４１　正極外部端子
１５１　負極外部端子
１５１ａ　溶接部
１５２　金属体
１５３　接続端子
１７１　扁平捲回群

Claims (8)

  1. 　角形の電池容器の１つの面に正極及び負極の外部端子が配置され、前記電池容器に扁平捲回群が収容された角形二次電池であって、
    　一方の外部端子は、前記電池容器を貫通して前記扁平捲回群に電気的に接続される接続端子と、該接続端子に接合される金属体とを有し、前記接続端子と前記金属体との接合部は、機械的接合部と冶金的接合部とを有することを特徴とする角形二次電池。
  2. 　前記機械的接合部は、ねじ構造と、圧入構造と、かしめ構造の少なくともいずれか一つを有することを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
  3. 　前記冶金的接合部は、重ね溶接、すみ肉溶接、突き合わせ溶接のいずれか一つによる溶接構造を有することを特徴とする請求項２に記載の角形二次電池。
  4. 　前記金属体は、前記電池容器に対向する対向面と、該対向面から離間した位置に配置されるバスバー溶接面と、対向面の周端縁とバスバー溶接面の周端縁との間に亘る側面とを有し、
    　前記冶金的接合部は、前記金属体のバスバー溶接面と、前記対向面と、前記側面のいずれか一つに設けられていることを特徴とする請求項３に記載の角形二次電池。
  5. 　前記冶金的接合部は、前記重ね溶接による溶接構造を有する場合に、複数の溶接部を有することを特徴とする請求項３に記載の角形二次電池。
  6. 　前記金属体は、前記対向面に開口して前記接続端子の基端部が挿入される丸穴と、該丸穴の底面と前記バスバー溶接面との間を貫通する貫通孔とを有することを特徴とする請求項５に記載の角形二次電池。
  7. 　前記冶金的接合部は、摩擦攪拌接合による接合構造を有することを特徴とする請求項２に記載の角形二次電池。
  8. 　前記金属体と前記接続端子との間の隙間に充填材が充填されていることを特徴とする請求項１に記載の角形二次電池。
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