專利名稱：導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件、導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的制造方法、以及將導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件形成為電極的蓄電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及能夠適用于正輸出端和負輸出端以互不相同種類的金屬形成的蓄電池的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件及其制造方法、以及將導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件形成為電極的蓄電池。
背景技術(shù)：
作為搭載在電動機動車、混合動力車等上的蓄電池，已知有將多個蓄電池單元以彼此的正 負極間串聯(lián)連接的方式相連而構(gòu)成為蓄電池組的結(jié)構(gòu)(例如，參照專利文獻I)。 這種蓄電池組具有高輸出、高能量密度的特征，對于蓄電池單元而言幾乎都使用鋰離子電 池。在鋰離子電池中，正輸出端以鋁(Al)為原料而形成，負輸出端以銅(Cu)為原料而形成。作為用于將這種蓄電池單元的端子彼此相連的部件，存在匯流條(busbar、用于電 能分配的部件，也稱為“母線”)。作為該匯流條的制造方法，例如，如專利文獻2所公開的那樣，存在將構(gòu)成匯流條的構(gòu)件彼此激光焊接的方法。在先技術(shù)文獻專利文獻專利文獻I日本國特開2002-373638號公報專利文獻2日本國特開2003-163039號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的課題如前述那樣，在將蓄電池單元彼此以串聯(lián)方式連接的情況下，利用匯流條將正輸出端(鋁)和負輸出端(銅)相連。因此，即使利用鋁形成匯流條，或利用銅形成匯流條，也必須將匯流條與一方的端子之間利用不同種類金屬進行連接。通常，公知有如下情況下，即，當(dāng)將不同種類的金屬彼此連接時通過空氣中的水分而產(chǎn)生的電腐蝕(電化學(xué)腐蝕)。因此，隨著該電腐蝕的進行，產(chǎn)生匯流條與端子間不通電或匯流條本身或端子本身發(fā)生損壞的情況，最終，甚至發(fā)展成電動機動車無法啟動的重大問題。需要說明的是，作為該問題的對策，如專利文獻2那樣，雖然提出了將鋁片和銅片通過激光焊接等接合而制作匯流條的方案，但是對于利用該方法試作的匯流條中，在激光焊接部分產(chǎn)生兩種金屬的共晶體，這導(dǎo)致產(chǎn)生電阻過大或機械強度(尤其是脆性、拉伸強度)明顯下降的缺點，從而特別不耐用。S卩，為了從根本上解決上述問題，不僅要對匯流條進行改良，對于其他構(gòu)件、例如蓄電池單元中具備的電極端子進行改良·研發(fā)也是不可或缺的。本發(fā)明鑒于上述情況而完成，其目的在于提供一種兼具有作為電極端子的構(gòu)造及作用和作為匯流條的構(gòu)造及作用，且能夠適合用于正輸出端和負輸出端彼此由不同種類金屬形成的蓄電池中的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件，進而換言之，提供能夠防止電腐蝕的同時能夠抑制電阻并且機械強度優(yōu)良的具有高性能·高可靠性的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件、該導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的制造方法。用于解決課題的手段為了達成所述目的，本發(fā)明描述了如下手段。S卩，本發(fā)明的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件是用于一對輸出端彼此由不同種類金屬形成的蓄電池中的電力輸出用的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件，其特征在于，具有與一側(cè)的輸出端連結(jié)且由與一側(cè)的輸出端相同的金屬形成的電極部、與所述電極部連接且由與另一側(cè)的輸出端相同的金屬形成的匯流條部，所述電極部與匯流條部通過擴散接合而一體化。在此，“輸出端”是指，蓄電池單元等在內(nèi)部所具備的正極側(cè)載體或負極側(cè)載體、與所述的載體導(dǎo)通的部分。
另外，“擴散接合”是指，形成要結(jié)合的不同種金屬間以金屬組織級密接的結(jié)合界面，其結(jié)果是，無論是結(jié)合體的導(dǎo)電性還是機械的結(jié)合強度，與界面相比金屬單體側(cè)都劣化的狀態(tài)。優(yōu)選的是，所述電極部可以為形成為柱狀的棒部，所述匯流條部可以為與所述棒部的一端部連結(jié)且向從該棒部的軸心離開的方向延長形成的帶板部。通過使用該導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件，在觀察外觀時，蓄電池單元的正輸出端和負輸出端為相同金屬，不言而喻的是，端子接合部的電腐蝕、隨著電腐蝕產(chǎn)生的電阻的增加得到抑制，作為蓄電池組的可靠性得以提高，實現(xiàn)了蓄電池單元彼此的連接間(匯流條部)的可靠性的提高。而且，由于導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的電極部(棒部)與匯流條部(帶板部)通過擴散接合而一體化，所以即使在該結(jié)合部分也不會發(fā)生電腐蝕、隨著電腐蝕產(chǎn)生的電阻的增加。在所述帶板部的板厚方向中央部即連結(jié)有所述棒部的部分可以埋入有由與該棒部相同的金屬形成的埋設(shè)件。在采用所述導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件作為鋰離子電池的正輸出端時，所述棒部可以由鋁或鋁合金形成，所述帶板部可以由銅或銅合金形成。在采用所述導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件作為鋰離子電池的負輸出端時，所述棒部可以由銅或銅合金形成，所述帶板部可以由鋁或鋁合金形成。另一方面,在制造上述的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件(從所述棒部的一端部朝向與該棒部的軸心離開的方向設(shè)置帶板部，在帶板部內(nèi)未埋入埋設(shè)件的結(jié)構(gòu))時，可以采用如下制造方法，即，包括準備具備形成所述棒部的金屬基材和以包圍該金屬基材的方式配置的形成所述帶板部的金屬基材的復(fù)合基材的步驟，在靜水壓環(huán)境下，在通過模具對所述復(fù)合基材進行擠出加工或拉拔加工后，對帶板部進行切削加工以形成所述棒部的步驟。通過采用該制造方法，形成棒部的金屬件和形成帶板部的金屬件擴散接合而一體化，從而能夠制造不產(chǎn)生電腐蝕等的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件。另外，在制造上述的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件(在所述帶板部的板厚方向中央部埋入埋設(shè)件的結(jié)構(gòu))時，可以采用如下的制造方法，即，準備具備形成所述埋設(shè)件的金屬基材和以包圍該金屬基材的方式配置的形成所述帶板部的金屬基材的復(fù)合基材的步驟，在靜水壓環(huán)境下，通過模具對所述復(fù)合基材進行擠出加工或拉拔加工后，以所述埋設(shè)件的一部分在外部露出的方式對帶板部進行切削加工的步驟，在所述露出的埋設(shè)件的一部分上焊接所述棒部的步驟。
通過采用該制造方法，形成棒部的金屬件與形成帶板部的金屬件擴散接合而一體化，從而能夠制造不會產(chǎn)生電腐蝕等的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件。需要說明的是，除了上述的制造方法外，還能夠采用如下的制造方法，S卩，在形成所述帶板部的金屬基材上形成安裝孔，將形成所述棒部的金屬基材以保持從形成所述帶板部的金屬基材突出的突出狀態(tài)的方式向所述安裝孔壓入。在此，“壓入”是指，通過使安裝孔的開口面積比形成棒部的金屬基材的截面積小，從而在安裝孔的內(nèi)周面與棒部的外周面之間使形成帶板部的金屬基材及形成棒部的金屬基材分別進行沿徑向及壓入方向的塑性變形，其結(jié)果是，安裝孔的內(nèi)周面與棒部的外周面的配合界面形成“擴散接合部”。另外，本發(fā)明的蓄電池的特征在于，上述的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件或利用上述的制造方
法制造出的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件形成一側(cè)或另一側(cè)的電極。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)適用于正輸出端與負輸出端彼此以不同種類金屬形成的蓄電池，并且能夠防止電腐蝕的同時抑制電阻，且機械強度優(yōu)良的具有高性能·高可靠性的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件。該導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件不但能夠以其單體用于各種蓄電池中，不僅如此，而且能夠制造將本發(fā)明的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件作為一側(cè)的電極預(yù)先裝入的蓄電池，從而能夠向市場提供安裝有導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的蓄電池。


圖1是使用第一實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件構(gòu)成的蓄電池組的立體圖。圖2是使用第一實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的蓄電池單元的立體圖。圖3是使用第一實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的蓄電池單元的側(cè)視圖。圖4是表示第一實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的立體圖。圖5示出第一實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件，圖5(A)是俯視圖，圖5(B)是主視圖，圖5 (C)是仰視圖，圖5⑶是右側(cè)視圖，圖5 (E)是圖5 (A)的A-A線剖視圖。圖6是說明了制造第一實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的過程的立體圖。圖7是示出了針對第一實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的變形例的立體圖。圖8是示出了第二實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的立體圖。圖9是對制造第二實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的過程進行說明的立體圖。圖10是表示第三實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的立體圖。圖11是說明制造第三實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的過程的立體圖。圖12是對制造第四實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的過程按照圖12㈧ (C)的順序進行說明的立體圖，其中，圖12(C)為完成狀態(tài)的立體圖。圖13是對制造第五實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的過程按照圖13㈧ (C)的順序進行說明的立體圖，其中，圖13(C)為完成狀態(tài)的立體圖。圖14是表示針對第五實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的變形例的立體圖。圖15(a) (C)是示出導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的變形例的俯視圖。
具體實施例方式以下，根據(jù)

本發(fā)明的實施方式。[第一實施方式]圖1 圖6表不本發(fā)明的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的第一實施方式。根據(jù)圖1 圖3可知，該導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I作為蓄電池2的一側(cè)的電極被預(yù)先裝入。利用該電極(導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I)，能夠?qū)⒍鄠€蓄電池單元2串聯(lián)連接而構(gòu)成蓄電池組4。即，經(jīng)由形成為各蓄電池單元2的正輸出端(正輸出側(cè))的電極的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I與其他蓄電池單元2的負輸出端(負輸出側(cè))連接。在此，蓄電池單元2為鋰離子電池，正輸出端(正輸出側(cè))由鋁或鋁合金形成。如圖3所示，這是因為，蓄電池單元2的內(nèi)部所具備的正極側(cè)載體5(固定電子、離子的基體) 由鋁或鋁合金構(gòu)成，在該正極側(cè)載體5上以導(dǎo)通狀態(tài)一體或分體形成的正輸出端為鋁或鋁合金。另一方面，蓄電池單元2的負輸出端利用銅或銅合金形成。在負輸出端設(shè)置有在蓄電池單元2的上端部向上方突出的負端子6。在該負端子6的外周面形成陽螺紋。如圖1 圖5所示，本發(fā)明的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I (電極)形成為具有形成為柱狀的棒部10 (電極部)、與該棒部10的一端部連結(jié)而向離開該棒部10的軸心的方向延長形成的帶板部11 (匯流條部)。棒部10的軸心方向與帶板部11的板面延長方向相互正交。另外，棒部10與帶板部11的連結(jié)部分將棒部10的一端部形成為帶板部11所外嵌(棒部10的一端部相對于帶板部11貫通的)的構(gòu)造。需要說明的是，在圖例中，在棒部10，在與帶板部11連結(jié)側(cè)的端部與貫通帶板部11的面對齊成一個面。然而，并不局限于此，棒部10可以在貫通帶板部11后稍關(guān)出。棒部10形成為圓棒狀，帶板部11形成為在俯視下的狀態(tài)下成為四角部被圓弧倒角的長方形的板。棒部10的粗細大致固定，帶板部11的壁厚大致固定。在帶板部11形成將棒部10的根部包圍的鼓起部12。該鼓起部12是在制造導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的過程(切削工序)中受到切削工具的刀尖形狀影響而產(chǎn)生的，在周向的全部形成下凹方向的弧面。另外，在帶板部11配置有棒部10的一方的相反側(cè)的端部，以貫通該帶板部11的板厚的狀態(tài)形成連結(jié)孔13。所述鼓起部12并非必須形成為導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的構(gòu)造。然而，通過設(shè)置該鼓起部12，能夠獲得棒部10相對于帶板部11突出的狀態(tài)得到加強的效果、以及在將導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I向蓄電池單元2安裝時能夠推測帶板部11從蓄電池單元2上浮量(能夠確保浮起狀態(tài))的效果等。在本第一實施方式中，棒部10的外徑為5 25mm,棒部10從帶板部11突出的長度為10 100_。另外，設(shè)置在帶板部11的連結(jié)孔13的內(nèi)徑形成為適合穿過設(shè)置于蓄電池單元2的負端子6 (公稱直徑為4 12_左右)的尺寸。帶板部11的尺寸可根據(jù)蓄電池單元2相互的連接距離、所流過的電流量等適當(dāng)變更，例如，長邊為30 70mm，短邊為20 60mm，厚度為I 2mm。棒部10與帶板部11通過形成原料彼此不同的金屬形成。如前述那樣，在蓄電池單元2的正輸出端采用本發(fā)明的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的情況下，棒部10將蓄電池單元2的正極側(cè)載體5、正輸出端和相同金屬即鋁或鋁合金作為基材形成。另外，帶板部11將與蓄電池單元2的負極側(cè)載體、負輸出端、負端子6相同的金屬即銅或銅合金形成為基材。棒部10貫通帶板部11的部分的外周面與帶板部11外嵌于棒部10的部分的內(nèi)周面之間(即，棒部10與帶板部11接觸的部分)成為進行了擴散接合的狀態(tài)。在此，擴散接合是指，對于棒部10的金屬(Al)和帶板部11的金屬(Cu)在超高壓(例如IOOOMPa左右)下賦予變形，使之形成相互以金屬組織級密接的結(jié)合界面，其結(jié)果是成為導(dǎo)電性及機械的結(jié)合強度提高到“適合作為導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I而實際使用的值”的狀態(tài)。如圖3所示，具備這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I在向蓄電池單元2安裝時，將在棒部10從帶板部11突出的部分作為內(nèi)部連接部15使用。即，將該內(nèi)部連接部15與蓄電池單元2的正輸出端(與正極側(cè)載體5—體或不同體形成的部分)電連接。另外，將設(shè)置于帶板部11的連結(jié)孔13向作為連接對象的蓄電池單元2的負端子6插入，使由與帶板部11相同金屬形成的銅制的螺母16(圖1參照)向突起的負端子6 (陽螺紋部)螺合。需要說明的是，并不是使螺母16螺合而成的結(jié)合，而可以是向帶板部11的連結(jié)孔13插入負端子6后將它們焊接。在這種情況下，由于是同種金屬部的焊接，因此不會發(fā)生任 何電氣及機械的不良狀況。此時，在導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的棒部10 (內(nèi)部連接部15)與蓄電池單元2的正輸出端(與正極側(cè)載體5—體或不同體地形成的部分)之間為利用相同金屬的連接，從而不會產(chǎn)生電腐蝕。另外，導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的帶板部11 (作為外部連接部的連結(jié)孔13內(nèi)表面)與蓄電池單元2的負端子6外表面、螺母16之間也是基于相同金屬的連接，從而不會產(chǎn)生電腐蝕。另外，雖然導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的棒部10與帶板部11之間為不同種類金屬，但是由于進行擴散接合，從而不會產(chǎn)生電腐蝕，且電阻受到抑制的狀態(tài)得以保持。作為這些的結(jié)果，在通過將多個蓄電池單元2利用本發(fā)明的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I串聯(lián)連接而構(gòu)成的蓄電池組4中，在各個連接部分都不產(chǎn)生電腐蝕，從而能夠確保高效率的導(dǎo)電性。另外，導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的機械強度優(yōu)越，因此在通常的使用狀況下不會產(chǎn)生導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I彎曲或折起的情況。需要說明的是，在第一實施方式中，由于棒部10利用鋁或鋁合金形成，從而能夠?qū)崿F(xiàn)輕量，進而能夠?qū)⑿铍姵亟M4抑制成輕量化。因此，具有對將該蓄電池組4作為蓄電池搭載的電動機動車的輕量化有利的優(yōu)點。另外，如圖6所示，在制造這種結(jié)構(gòu)的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I時，在高壓或超高壓的靜水壓下進行擠出加工。該加工中使用的擠出裝置20由于具備與要得到的帶板部11的俯視下形狀(參照圖5 (A))對應(yīng)的單一開口的模具21 (dies)，從而能夠在超高壓( IOOOMPa左右)的等靜壓環(huán)境下進行擠出成形。作為導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的制造順序，首先按照棒材狀準備由與蓄電池單元2的正極側(cè)載體5、正輸出端相同的金屬(鋁或鋁合金)構(gòu)成的正極用基材IOA(金屬基材)。另外，按照帶條狀準備由與蓄電池單元2的負極側(cè)載體、負輸出端、負端子6相同的金屬(銅或銅合金)構(gòu)成的負極用基材IlA(金屬基材)。然后，利用負極用基材IlA將棒材狀的正極用基材IOA的周圍卷起，從而準備整體為粗圓棒狀的鋼坯(復(fù)合基材)1A。此時，預(yù)先使棒材狀的正極用基材IOA從鋼坯IA所呈的粗圓棒狀的中心部偏心。需要說明的是，負極用基材IlA預(yù)先形成為使棒材狀的正極用基材IOA偏心而能夠插入的中空管道狀，可以通過插入正極用基材IOA而形成鋼坯1A。接下來，該將鋼坯IA向擠出裝置20裝填，使該擠出裝置20在超高壓( IOOOMPa)的同向壓力環(huán)境下進行動作。如所述那樣，鋼坯IA由于是利用負極用基材IlA將正極用基材IOA的周圍卷成的構(gòu)造，因此與正極用基材IOA和負極用基材IIA相互并行地被擠出(被擠出加工或拉拔加工)，從而成形為正極用基材IOA和負極用基材IlA擴散接合而成為一體的成形體IB。擠出裝置20的模具21的開口面積比鋼坯IA的截面積小，因此利用通過模具21使鋼坯IA受到整周壓縮而產(chǎn)生塑性變形。正極用基材10A、負極用基材IlA的配合面在從模具21出來之后形成“棒部10的外周面與帶板部11的內(nèi)周面的界面(擴散接合部)”。將如此得到的成形體IB在擠出方向上空出規(guī)定間隔地切出。在第一實施方式中， 擠出裝置20的模具21形成為與帶板部11在俯視下的形狀(參照圖5(A))對應(yīng)的開口形狀，從而成形體IB的切出間隔形成為與作為導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的高度尺寸相當(dāng)、與棒部10的長度相匹配。切出后，實施用于使負極用基材IlA成為帶板部11的厚度的切削加工(沖壓加工)。由此，形成帶板部11，且同時正極用基材IOA以突出狀態(tài)殘留而形成棒部10、其根部周圍的鼓起部12。進一步而言，對于形成為帶板部11的厚度的部分，實施用于形成連結(jié)孔13的開孔加工，從而完成導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I。也可以根據(jù)需要進行表面研磨、表面處理等。如此制造而成的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I由與蓄電池單元2的正極側(cè)載體5為相同金屬的棒部10、與蓄電池單元2的負端子6為相同金屬的帶板部11通過擴散接合而一體形成，因此，無論該導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的哪一部分都不會產(chǎn)生電腐蝕而能夠抑制電阻，并且能夠成為機械強度優(yōu)良的結(jié)構(gòu)體。需要說明的是，在第一實施方式中，對于棒部10、帶板部11的形狀及外形尺寸沒有任何限定，如圖7所示，例如帶板部11可以使連結(jié)孔13的周圍在板面方向上擴大，從而提高連結(jié)強度。另外，可以將在帶板部11的四角設(shè)置的倒圓角形成為倒棱，或者可以不設(shè)置倒角(形成拐角部)，帶板部11整體可以形成為俯視下長圓狀。另外，棒部10也可以形成為方棒狀。[第二實施方式]圖8及圖9表示本發(fā)明的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的第二實施方式。如圖8所示，本第二實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I構(gòu)成為在帶板部11的板厚方向中央部埋入有埋設(shè)件30。需要說明的是，第二實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I被用于蓄電池單元2(參照圖1、圖2)的正輸出端。因此，棒部10由與蓄電池單元2的正極側(cè)載體5、正輸出端相同的金屬(鋁或鋁合金)制成，帶板部11由與蓄電池單元2的正極側(cè)載體、正輸出端相同的金屬(銅或銅合金)制成。這一點與第一實施方式相同。另外，在帶板部11，在成為配置有棒部10的一方相反側(cè)的端部以貫通該帶板部11的板厚的狀態(tài)形成有連結(jié)孔13。這一點也與第一實施方式相同。埋設(shè)件30以相對于帶板部11與連結(jié)有棒部10的部分對齊的配置(俯視下的狀態(tài)下棒部10與埋設(shè)件30交疊的配置)方式設(shè)置。該埋設(shè)件30設(shè)置成不達到形成有連結(jié)孔13的位置。然而，埋設(shè)件30的具體尺寸(俯視下的形狀、大小、厚度)并不局限于此。
埋設(shè)件30由與棒部10相同的金屬形成。S卩，埋設(shè)件30由與蓄電池單元2的正極側(cè)載體5、正輸出端相同的金屬形成，更具體而言，換句話說以鋁或鋁合金作為基材而形成。在帶板部11，在連結(jié)有棒部10的部分，以包圍棒部10的周圍的方式形成凹部32，在該凹部32成為底的部分，所述埋設(shè)件30的上表面露出。需要說明的是，該凹部32可以通過將埋設(shè)件30的上表面稍下挖的方式形成。無論采用哪種方式，凹部32的成為底的部分都通過埋設(shè)件30形成。該凹部32的開口大小適合限制在對埋設(shè)件30進行俯視時的大小范圍內(nèi)。在該凹部32的底部即凹部32內(nèi)成為露出狀態(tài)的埋設(shè)件30的上表面，形成包圍棒部10的根部的鼓起部33。該鼓起部33是隨著將棒部10通過焊接與埋設(shè)件30連結(jié)而在焊接過程中產(chǎn)生的鼓出部分(條形突起、母材、填充金屬等)。需要說明的是，在進行焊接前，若預(yù)先在埋設(shè)件30上形成棒部10的嵌合用孔或嵌合用凹部，則能夠容易且可靠進行焊接時的定位及保持，因此優(yōu)選。
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鼓起部33在加強棒部10相對于帶板部11 (埋設(shè)件30)突出的狀態(tài)方面有效。需要說明的是，該鼓起部33收容在凹部32內(nèi)，并非在帶板部11的表面上突出。換而言之，在利用焊接使棒部10與帶板部11 (埋設(shè)件30)連結(jié)方面，形成凹部32有利于不使鼓起部33向外部突出。埋設(shè)件30的外周面與帶板部11的內(nèi)周面之間通過超高壓同向壓力下的模具加工而被擴散接合。棒部10與埋設(shè)件30如所述那樣利用焊接連結(jié)，但是焊接部分與埋設(shè)件30、棒部10同樣均為鋁或鋁合金，由于為相同金屬而不產(chǎn)生共晶體，在兩者間不產(chǎn)生電腐蝕，且保持電阻得到抑制的狀態(tài)。另外，機械強度足夠，不會產(chǎn)生任何不良狀況。其結(jié)果是，在棒部10與帶板部11之間，不產(chǎn)生電腐蝕，且電阻受到抑制的狀態(tài)得以保持，這一點與第一實施方式相同。如圖9所示，在制造第二實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I時，與第一實施方式的情況同樣，進行超高壓的靜水壓下的擠出加工。但是，與第一實施方式的情況不同，該擠出加工中使用的擠出裝置20具備與要得到的帶板部11的正面形狀(參照表示第一實施方式的圖5 (B))對應(yīng)的單一開口的模具21。該擠出裝置20能夠在超高壓( IOOOMPa左右)的同向壓力環(huán)境下進行擠出成形，這一點與第一實施方式的情況相同。作為導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的制造順序，首先，例如按照剖面橢圓的棒材狀準備由與棒部10相同的金屬構(gòu)成的正極用基材30A (金屬基材)。棒部10由與蓄電池單元2的正極側(cè)載體5、正輸出端相同的金屬(鋁或鋁合金)制成，因此結(jié)果是，正極用基材30A也由與蓄電池單兀2的正極側(cè)載體5、正輸出端相同的金屬制成。另外，按照帶條狀準備與蓄電池單元2的負極側(cè)載體、負輸出端、負端子6相同的金屬(銅或銅合金)構(gòu)成的負極用基材IlA(金屬基材)。此外，利用負極用基材IlA將棒材狀的正極用基材30A的周圍卷起，而準備整體為粗圓棒狀的鋼坯(復(fù)合基材)1A。此時，棒材狀的正極用基材30A預(yù)先從鋼坯IA所呈現(xiàn)的粗圓棒狀的中心部產(chǎn)生偏心。接下來，將該鋼坯IA向擠出裝置20裝填，使該擠出裝置20在超高壓( IOOOMPa)的同向壓力環(huán)境下進行動作。如所述那樣，鋼坯IA為利用負極用基材IlA將正極用基材30A的周圍卷起而形成的構(gòu)造，因此，正極用基材30A和負極用基材IlA相互并行地被擠出(被擠出加工或拉拔加工)，從而成形為正極用基材30A與負極用基材IlA擴散接合而成為一體的成形體IB。進而換言之，由于擠出裝置20的模具21的開口面積比鋼坯IA的截面積小，因此通過模具21使鋼坯IA受到整周壓縮而產(chǎn)生塑性變形。兩基材30A、11A的配合面在模具21出來之后形成“埋設(shè)件30的外周面與帶板部11的內(nèi)周面的界面(擴散接合部)”。將如此得到的成形體IB在擠出方向上空出規(guī)定間隔地切出。成形體IB的切出間隔為對帶板部11進行俯視時的長方形短邊尺寸(寬度尺寸)。在切出后，對形成為帶板狀的負極用基材IlA的靠長度方向一端實施用于形成凹部32 (使埋設(shè)件30的上表面露出的深度的凹陷部)的切削加工(沖壓加工等)，對靠長度方向另一端實施用于形成連結(jié)孔13的開孔加工。由此，形成帶板部11。進一步而言，準備由與蓄電池單元2的正極側(cè)載體5、正輸出端相同的金屬(鋁或鋁合金)的基材(金屬基材)形成的圓棒狀的正極用基材10A，通過焊接將該正極用基材IOA(即，形成為棒部10的構(gòu)件)與在帶板部11的凹部32內(nèi)露出的埋設(shè)件30連結(jié)。如此，完成導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I?？梢愿鶕?jù)需要進行表面研磨、表面處理等。在第二實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I中，經(jīng)由與棒部10電氣一體化而成的埋設(shè)件30使棒部10與帶板部11之間擴散接合。即，對于本第二實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I而言，與棒部10和帶板部11直接擴散接合而成的第一實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I相比，能夠通過存在埋設(shè)件30而實現(xiàn)擴散接合部分的結(jié)合面積(接觸面積)的增大化。因此，可以說本第二實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I與第一實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I相比適于大電流的導(dǎo)通。在本第二實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I中，其他的結(jié)構(gòu)及作用效果、使用方法與第一實施方式大致相同，在此省略詳細的說明。[第三實施方式]圖10及圖11表示本發(fā)明的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的第三實施方式。第三實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I與第二實施方式(參照圖8)大致同樣，如圖10所示，在帶板部11的板厚方向中央部埋入有埋設(shè)件30。第三實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I與第二實施方式最為不同點在于，埋設(shè)件30沿著帶板部11的長度方向大致整體地被埋入。即，埋設(shè)件30設(shè)置成達到相對于帶板部11連結(jié)有棒部10的部分和形成有連結(jié)孔13的位置這兩者。埋設(shè)件30由與棒部10相同的金屬(鋁或鋁合金)形成這一點、在帶板部11形成有凹部32且通過焊接使棒部10與形成該凹部32的底的埋設(shè)件30連結(jié)這一點等與第二實施方式相同。另外，如圖10所示，當(dāng)制造本第三實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I時，按照圓形的棒材狀準備用于形成埋設(shè)件30的正極用基材30A(金屬基材)，利用負極用基材IlA將其周圍卷起，形成為整體為同心二重圓的粗圓棒狀的鋼坯(復(fù)合基材)1A，除了這一點之外，其他均與第二實施方式的情況相同。對于第三實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I而言，與第二實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I相比，埋設(shè)件30形成得大型化，相應(yīng)地獲得擴散接合部的結(jié)合面積(接觸面積)的增大化，因此可以說更為適合大電流的導(dǎo)通。需要說明的是，在形成于帶板部11的連結(jié)孔13的內(nèi)周面露出埋設(shè)件30，當(dāng)向連結(jié)孔13插入蓄電池單元2的負端子6時，埋設(shè)件30與負端子6接觸。然而，插入到連結(jié)孔13中的負端子6與從表背兩側(cè)夾入埋設(shè)件30的帶板部11可靠地接觸。因此，能夠確保為相同金屬的彼此電阻小的帶板部11與負端子6之間的導(dǎo)通，從而不會存在 任何問題。在第三實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I中，其他結(jié)構(gòu)及作用效果、使用方法也與第二實施方式大致相同，在此省略詳細的說明。[第四實施方式]圖12㈧ (C)表示本發(fā)明的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的第四實施方式。第四實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I在外觀上與第一實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件1(參照圖4)大致相同(需要說明的是，帶板部11為完全的平板狀，沒有將棒部10的根部包圍的鼓起部12)。第四實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的制造方法中具備如下特征。S卩，在制造該導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I時，首先，如圖12㈧所示，準備形成帶板部11的負極用基材IIA (金屬基材)和形成棒部10的正極用基材IOA (金屬基材)。負極用基材IlA由與蓄電池單元2(參照圖1)的負極側(cè)載體、負輸出端、負端子6相同的金屬(銅或銅合金)制成，預(yù)先成形為作為帶板部11的外形(四角部被倒圓角的長方形的板)。在該負極用基材IlA中，在靠長度方向的一端形成用于連結(jié)正極用基材IOA的安裝孔45，并且在靠長度方向的另一端形成連結(jié)孔13。安裝孔45的開口面積比棒部10(正極用基材10A)的截面積小。另外，正極用基材IOA由與蓄電池單元2(參照圖1)的正極側(cè)載體5、正輸出端相同的金屬(鋁或鋁合金)制成，大體預(yù)先成形為作為棒部10的外形(圓棒)。此外，如圖12⑶所示，對負極用基材IlA的安裝孔45壓入正極用基材IOA0該壓入保持為正極用基材IOA從負極用基材IlA突出的狀態(tài)。優(yōu)選地，為了從安裝孔45的一方側(cè)壓入正極用基材10A，以正極用基材IOA向安裝孔45的另一側(cè)突出的狀態(tài)(正極用基材IOA的大致全長暫時通過安裝孔45的方式)來進行。如此一來，如圖12 (C)所示，通過以從安裝孔45突出的狀態(tài)保持的正極用基材IOA形成棒部10，從而能夠完成導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I?？梢愿鶕?jù)需要進行表面研磨、表面處理等。通過進行上述的壓入，在安裝孔45的內(nèi)周面與棒部10的外周面之間，負極用基材IlA及正極用基材IOA進行分別沿著徑向及壓入方向的塑性變形，其結(jié)果是，安裝孔45的內(nèi)周面與棒部10的外周面的界面形成“擴散接合部”。如此制造的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I為與蓄電池單元2的正極側(cè)載體5為相同金屬的棒部10和與蓄電池單元2的負端子6為相同金屬的帶板部11通過擴散接合而一體形成的結(jié)構(gòu)，無論該導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的哪一部分都不會產(chǎn)生電腐蝕而能夠抑制電阻，并且機械強度方面優(yōu)良。在第四實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I中，其他的結(jié)構(gòu)及作用效果、使用方法與第一實施方式大致相同，在此省略詳細說明。[第五實施方式]
圖1(A) (C)表示本發(fā)明的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的第五實施方式。第五實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I在外觀上與第二實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件1 (參照圖8)大致相同，在帶板部11的板厚方向中央部與連結(jié)有棒部10的部分一致地埋入有埋設(shè)件30。該埋設(shè)件30設(shè)置成不達到形成連結(jié)孔13的位置(需要說明的是，在帶板部11沒有包圍棒部10的根部的凹部32)。在制造第五實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I時，與第二實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的制造方法(參照圖9)同樣，利用負極用基材IlA將正極用基材30A的周圍卷起，獲得正極用基材30A偏心的粗圓棒狀的鋼坯(復(fù)合基材)1A，通過能夠在超高壓的靜水壓下擠出成形的擠出裝置20對該鋼坯IA進行擠出加工或拉拔加工，從而成形正極用基材30A與負極用基材IlA擴散接合而成為一體的成形體1B。然后，將如此得到的成形體IB按照對帶板部11進行俯視時的長方形短邊尺寸切出。在切出之后，如圖13(A)所示，在形成為帶板狀的負極用基材IlA的靠長度方向一端形成用于使正極用基材IOA連結(jié)的安裝孔45，并且在靠長度方向的另一端形成連結(jié)孔13。安裝孔45的開口面積比棒部10 (正極用基材10A)的截面積小。然后，與制造第四實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的方法(參照圖12(B)及(C))大致相同，如圖13(B)所示，對負極用基材IlA的安裝孔45壓入正極用基材10A，從而保持為正極用基材IOA從負極用基材IlA突出的狀態(tài)。如此一來，如圖13(C)所示，利用從安裝孔45以突出狀態(tài)保持的正極用基材IOA形成棒部10，從而能夠完成導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I?？梢愿鶕?jù)需要進行表面研磨、表面處理等。通過所述的壓入，安裝孔45的內(nèi)周面與棒部10的外周面的配合界面成為形成“擴散接合部”的情況與第四實施方式的情況相同。在本第五實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件1中，其他的結(jié)構(gòu)及作用效果、使用方法與第二實施方式大致相同，在此省略詳細說明。需要說明的是，根據(jù)該制造方法，如圖14所示，與第三實施方式的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I (參照圖10)同樣，可以制造埋設(shè)件30在帶板部11的大致整體上被埋入的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I。在圖13、圖14的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I中，棒部10與帶板部11相接，棒部10與相同金屬的埋設(shè)件30可靠地接觸，從而電導(dǎo)通得到可靠地確保。然而，應(yīng)當(dāng)認為此次公開的實施方式的所有點均為例示，而并非具有限制性。本發(fā)明的范圍并不是由上述的說明來表示，而是由權(quán)利要求書表示，意在包含與權(quán)利要求書均等的含義及該范圍內(nèi)的所有變更。例如，在第一 五實施方式中，雖然例示出作為正輸出端使用的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件1，但是也可以在負輸出端采用導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I。在這種情況下，棒部10可以由與蓄電池單元2的負極側(cè)載體相同的金屬(銅或銅合金)制成，帶板部11可以由與蓄電池單元2的正極側(cè)載體5相同的金屬(鋁或鋁合金)制成。不言而喻的是，在采用埋設(shè)件30的情況下，該埋設(shè)件30與棒部10同樣由與蓄電池單元2的負極側(cè)載體相同的金屬(銅或銅合金)制成。另外，本發(fā)明的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I在連接機動車搭載用的鋰離子電池時非常適用，另外用于與其他用途的鋰離子電池(蓄電池)的連接也沒有任何問題。當(dāng)然，不局限于在帶板部11形成連結(jié)孔13。例如，用于向與連接棒部10的輸出端不同極側(cè)的輸出端連接的突起棒部可以相對于帶板部11 一體設(shè)置。另外，導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件I的俯視下形狀、即帶板部11的俯視下形狀不限定為矩形。如圖15(a) (C)所示，可以采用吊斗形、飯勺形、葫蘆形等各種形狀。另外，雖然參照特定的實施方式對本申請進行了詳細的說明，但是在不脫離本發(fā)明的主旨與范圍的情況下能夠進行各種變更和修正，這對于本領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。本申請基于在2010年10月15日申請的日本專利申請(特愿2010-232448)，其內(nèi)容在此作為參照被納入本申請中。
工業(yè)上的可利用性根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)適合正輸出端和負輸出端彼此由不同種類金屬形成的蓄電池，并且能夠在防止電腐蝕的同時抑制電阻，且機械強度優(yōu)良的具有高性能·高可靠性的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件。該導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件不但能夠以其單體用于各種蓄電池中，不僅如此，而且還能夠制造將本發(fā)明的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件作為一側(cè)的電極被預(yù)先裝入的蓄電池，從而能夠向市場提供安裝有導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的蓄電池。符號說明
I導(dǎo)電性連結(jié)和
IA鋼坯
IB成形體
2蓄電池單元
4蓄電池組
5正極側(cè)載體
6負端子
10棒部
IOA,正極用基材
11帶板部
IlA,負極用基材
12鼓起部
13連結(jié)孔
15內(nèi)部連接部
16螺母
20擠出裝置
21模具
30埋設(shè)件
30A,正極用基材
32凹部
33鼓起部
45安 裝孔
權(quán)利要求
1.一種導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件，其是用于一對輸出端彼此由不同種類金屬形成的蓄電池中的電力輸出用的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件，其特征在于，具有與一側(cè)的輸出端連結(jié)且由與一側(cè)的輸出端相同的金屬形成的電極部、與所述電極部連接且由與另一側(cè)的輸出端相同的金屬形成的匯流條部，所述電極部與匯流條部通過擴散接合而一體化。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件，其特征在于，所述電極部為形成為柱狀的棒部，所述匯流條部為與所述棒部的一端部連結(jié)且向從該棒部的軸心離開的方向延長形成的帶板部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件，其特征在于，在所述帶板部的板厚方向中央部即連結(jié)有所述棒部的部分埋入有由與該棒部相同的金屬形成的埋設(shè)件。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件，其特征在于，所述棒部和所述帶板部中的一者由鋁或鋁合金形成，所述棒部和所述帶板部中的另一者由銅或銅合金形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件，其特征在于，所述棒部和所述帶板部中的一者由鋁或鋁合金形成，所述棒部和所述帶板部中的另一者由銅或銅合金形成。
6.一種制造權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的制造方法，其包括準備具備形成所述棒部的金屬基材和以包圍該金屬基材的方式配置的形成所述帶板部的金屬基材的復(fù)合基材的步驟；在靜水壓環(huán)境下，通過模具對所述復(fù)合基材進行擠出加工或拉拔加工后，對帶板部進行切削加工以形成所述棒部的步驟。
7.—種制造權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的制造方法，其包括準備具備形成所述埋設(shè)件的金屬基材和以包圍該金屬基材的方式配置的形成所述帶板部的金屬基材的復(fù)合基材的步驟；在靜水壓環(huán)境下，在通過模具對所述復(fù)合基材進行擠出加工或拉拔加工后，以所述埋設(shè)件的一部分在外部露出的方式對帶板部進行切削加工的步驟；在所述露出的埋設(shè)件的一部分上焊接所述棒部的步驟。
8.—種制造權(quán)利要求2所述的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的制造方法，其包括在形成所述帶板部的金屬基材上形成安裝孔的步驟；將形成所述棒部的金屬基材以保持從形成所述帶板部的金屬基材突出的突出狀態(tài)的方式向所述安裝孔壓入的步驟。
9.一種制造權(quán)利要求3所述的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件的制造方法，其包括在形成所述帶板部的金屬基材上形成安裝孔的步驟；將形成所述棒部的金屬基材以保持從形成所述帶板部的金屬基材突出的突出狀態(tài)的方式向所述安裝孔壓入的步驟。
10.一種蓄電池，其特征在于，將權(quán)利要求1 5中任一項所記載的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件形成為一側(cè)或另一側(cè)的電極。
11.一種蓄電池，其特征在于，將利用權(quán)利要求6 9中任一項所記載的制造方法制造出的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件形成為一側(cè)或另一側(cè)的電極。
全文摘要
本發(fā)明提供用于正輸出端與負輸出端彼此由不同種類金屬形成的蓄電池中的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件，不但能夠防止電腐蝕而且能夠抑制電阻，并且機械強度優(yōu)良。本發(fā)明的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件(1)是用于一對輸出端彼此由不同種類金屬形成的蓄電池中的電力輸出用的導(dǎo)電性連結(jié)構(gòu)件(1)，具有與一側(cè)的輸出端連結(jié)且由與一側(cè)的輸出端相同的金屬形成的電極部(棒部10)、與所述電極部連接且由與另一側(cè)的輸出端相同的金屬形成的匯流條部(帶板部11)，所述電極部和匯流條部通過擴散接合而一體化。
文檔編號H01M2/20GK103003979SQ201180034349
公開日2013年3月27日 申請日期2011年10月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月15日
發(fā)明者榮輝 申請人:株式會社神戶制鋼所