電池組及具備該電池組的車輛的制作方法
【專利摘要】本發明提供能夠將端子連接導體(8)與正極端子(1)和負極端子(4)均容易地焊接的電池的端子連接導體、使用其的電池組及電池組的制造方法。端子連接導體(8)形成為：由鋁構件構成的板狀部(8a)和由熔點比鋁構件高的第二金屬構成的板狀部相互重疊，在一個表面上形成有鋁構件露出的第一區域和第二金屬露出的第二區域，并且第二金屬在另一個表面中的與第二區域對置的區域露出，該端子連接導體(8)將非水電解質二次電池(7)的由鋁構件構成的正極端子(1)和另一電池的負極端子(4)之間連接，使端子連接導體(8)的第一區域與正極端子(1)抵接從而通過焊接進行連接固定，使第二區域與負極端子(4)抵接從而通過焊接進行連接固定。
【專利說明】電池組及具備該電池組的車輛
[0001]本發明是國家申請號201080003650.1、申請日2010年2月I日、發明名稱為“端子間連接導體、電池組及電池組的制造方法”的PCT申請進入中國國家階段的申請的分案申請，母案申請的國際申請號是PCT / JP2010 / 051333。
【技術領域】
[0002]本發明涉及連接多個電池的端子間等的端子連接導體、通過端子連接導體連接多個電池的端子間等而形成的電池組、及通過端子連接導體連接多個電池的端子間等而形成的電池組的制造方法。
[0003]本發明的端子連接導體可以適當應用于連接正極端子由鋁等構成的非水電解質二次電池的端子間等而形成的電池組。
【背景技術】
[0004]在非水電解質二次電池中，作為正極端子的構成材料適宜使用在正極電位下不溶解于非水電解質的鋁或鋁合金。此外，作為負極端子的構成材料多使用不與負極活性物質合金化的銅等。
[0005]然而，在將由鋁等構成的正極端子經由銅、鎳或鐵等構成的端子連接導體而與其他的非水電解質二次電池的負極端子或外部設備的端子連接的情況下，因為鋁等的熔點比銅、鎳、鐵等的熔點低、比熱容量高等，因此無法容易地將正極端子與端子連接導體焊接。
[0006]此外，因為同樣的理由，在使用由鋁等構成的端子連接導體的情況下，也難以將端子連接導體容易地與使用了銅等的正極端子和使用了銅、鎳、鐵等的負極端子焊接。
[0007]因此，以往，例如專利文獻I的圖2所示，公知有如下方法，即，將由鋁層和鎳層貼合而成的雙層結構的復合材料構成的電流取出用引線板配置成該鋁層與由鋁構成的電池的外裝罐的底部抵接而通過焊接等進行固定的方法。
[0008]根據該方法，可以將電流取出用引線板的鎳層容易地焊接到由銅、鎳、鐵等其他金屬構成的作為端子連接導體的連接用引線板上，能夠經由電流取出用引線板2而容易地將外裝罐的底部與連接用弓I線板可靠地連接。
[0009]此外，在由鋁等構成的正極端子中的從電池外裝殼體向外部突出的部分由銅、鎳、鐵等構成時，能夠經由電流取出用引線板的鎳層焊接到正極端子上。
[0010]此外，如圖6所示,在專利文獻2中，提出經由將招板5a和銅板5b遍及整體地重合而成的合成板5構成的端子連接導體將非水電解質二次電池串聯連接的方法。該合成板5是通過以規定溫度加熱鋁板5a和銅板5b的同時經過壓延軋輥壓接而形成的。
[0011]并且，記載有如下技術，即，根據成為連接對象的兩個端子的位置關系，以使鋁板與銅板的位置關系相反的方式將該合成板5扭轉或折彎等，使合成板5的鋁板5a與由鋁等構成的正極端子I抵接，并使銅板5b與由銅等構成的負極端子4抵接，從而分別進行焊接。
[0012]專利文獻1:日本特開平9-330696號公報
[0013]專利文獻2:日本特開2002-151045號公報[0014]然而，在以具備由鋁或鋁合金構成的正極端子和由銅、鎳等構成的負極端子的非水電解質二次電池為例的情況下，因為鋁等與銅、鎳、鐵等相比熔點低且比熱容量高等，因此產生如下問題，即，若使用由鋁構成的端子連接導體則會導致難以可靠地與負極焊接，若使用由銅構成的端子連接導體則會導致難以可靠地與正極焊接。
[0015]本發明的課題在于解決如下問題，即，在經由端子連接導體連接電池的端子間等時，因構成端子連接導體的金屬與構成正極端子、負極端子的金屬的熔點不同而導致的焊接困難。
[0016]此外，根據例如專利文獻I中公開的技術，在將作為端子連接導體的連接用引線板連接到由復合材料構成的電流取出用引線板前，需要預先進行在外裝罐的底部連接固定電流取出用引線板的作業，因此存在非水電解質二次電池的制造成本上升的問題。
[0017]在鋁等構成的正極端子中的從電池外裝殼體向外部突出的部分由銅、鎳、鐵等構成的情況下，在該正極端子的制造工序中也需要進行焊接或釬焊等作業，從而同樣存在制造成本上升的問題。
[0018]本發明的另一問題在于簡化使用端子連接導體連接電池的端子間等的工序且由此降低制造成本這一點。
[0019]發明人等發現，在使用圖6所示那樣的跨長度方向的整個區域由雙層的復合材料構成的端子連接導體5來連接電池的電極端子時，存在雖能與一方的電極端子首尾良好地焊接但與另一方的端子無法良好地焊接的問題。
[0020]以下進行詳細描述。發明人等嘗試使端子連接導體5的鋁板5a與一方電池的由鋁等構成的正極端子I接觸并通過焊接頭6、6夾著雙方而進行電阻焊接，并且，嘗試使端子連接導體5的銅板5b與另一方電池的由銅等構成的負極端子4接觸并通過焊接頭6、6夾著雙方而進行電阻焊接。
[0021]其結果是，確認了可以在端子連接導體5與正極端子I之間容易地進行電阻焊接，但發現在端子連接導體5與負極端子4之間可能存在如下問題，即，在負極端子4與銅板5b之間被焊接前，因為比銅板5b熔點低的鋁板5a熔融，因此負極端子4與銅板5b的焊接可能不充分。
[0022]本發明的另一課題在于，通過能夠可靠地焊接正極及負極雙方的端子與端子連接導體，從而提高連接強度并降低電阻。
[0023]此外，在由低熔點金屬構成的板材與由熔點比其高的金屬構成的板材重疊時，若前者的尺寸比后者小，則在兩板材的交界形成有與前者板材的厚度相當的臺階。發明人等發現電解腐蝕的原因在于水滴附著并滯留在所述交界上，并且發現水滴滯留的原因在于該臺階。需要說明的是，電解腐蝕是指，由于在不同種金屬間存在水滴而產生的電化學反應所導致的腐蝕現象。
[0024]本發明的另一課題在于抑制端子連接導體因電解腐蝕而劣化。
[0025]在電池組中，為了維持構成電池組的各電池的性能，需要精度良好地進行其溫度控制。通常需要高效地進行冷卻，因此電池外裝殼體被進行減薄設計。
[0026]然而，在以往的電池組中，存在無法將電池外裝殼體的厚度充分減薄的問題。這是因為，在減薄了電池外裝殼體的情況下，難以實現良好的電池間連接。
[0027]作為以往的電池間的連接結構，主要采用了通過端子連接導體將正極端子的上表面和負極端子的上表面連結的結構。因此，隨著減薄電池外裝殼體的厚度會使端子的上表面的面積變窄，其結果產生無法充分確保與端子連接導體的接觸面積或者無法加工螺栓緊固用螺紋孔的問題，從而電池外裝殼體的薄型化存在極限。
[0028]此外，在通過螺栓將端子與端子連接導體緊固的情況下，在要求具有高度振動耐用性的機動車搭載用電池組中，從連接強度的觀點考慮需要使螺栓的直徑為5mm以上(M5尺寸以上)，但若端子厚度為5mm以下則無法進行螺紋孔加工。
[0029]本發明的另一課題在于能夠將電池設計成減薄化。
[0030]此外，搭載有電池組的車輛為了實現維持電池組的充放電性能而需要正確地進行電池的溫度控制。因此，雖然電池外裝殼體設計成減薄化，但隨著變薄而產生連接強度下降的問題。因此，至此已認識到連接強度與電池的厚度為顧此失彼(trade-off)的關系。
[0031]此外，搭載有電池組的車輛具有在接合不同種金屬而構成的端子連接導體的接合部位產生電解腐蝕的問題。發明人發現該問題對于在寒冷地區使用的機動車為顯著現象。當在低溫氣氛下使用后在相對高溫的車庫等停車時，在電池組的端子連接導體部分產生結露。尤其是在接近海岸的地域，由于空氣中包含的海水的成分溶解于結露水，因此即使少量的結露也會明顯地產生腐蝕。
[0032]本發明的另一課題在于提供具備包括多個減薄的電池的電池組的車輛。此外，本發明另一課題在于提供具備能夠抑制電解腐蝕導致的劣化的電池組的車輛。
【發明內容】
[0033]本發明的端子連接導體的特征結構在于，該端子連接導體形成為，至少由第一金屬構成的板狀部和由熔點比所述第一金屬高的第二金屬構成的板狀部相互重疊，在一個表面上形成有所述第一金屬露出的第一區域和所述第二金屬露出的第二區域，并且，所述第二金屬在另一個表面中的與所述第二區域對置的區域露出，在所述第一區域與所述第二區域的交界實質上不存在厚度方向的臺階。
[0034]根據上述的端子連接導體，能夠將在端子連接導體的一個表面上形成的熔點低的第一金屬露出的第一區域與端子容易且可靠地焊接，并且能夠將在端子連接導體的一個表面上形成的熔點高的第二金屬露出的第二區域、或者以所述第二金屬在另一個表面中的與所述第二區域對置的區域露出的方式形成的區域與端子容易且確保足夠強度地可靠焊接。
[0035]此外，根據本發明的端子連接導體，由于在端子連接導體的第一區域與第二區域的交界實質上不存在臺階，因此能夠抑制端子連接導體因電解腐蝕而劣化。
[0036]通過實質上消除臺階而發揮作用的機構如下。水滴不會附著在第一區域與第二區域的交界。因為沒有臺階，即使假設附著有水滴，水滴也容易向其他部位移動。因為沒有臺階阻礙為了冷卻電池而強制性流動的氣流的流動，因此能夠通過氣流更順利地蒸發水分。與具有臺階的情況相比，水滴與交界部的接觸面積變小，而且不同種金屬間的電子的移動距離變長，因此電子的移動阻力增大，所以能夠抑制腐蝕反應的進行。
[0037]此外，能夠實現與以往使用的端子連接導體同樣的形狀，因此無需對成為連接對象的具有缺點的電池進行特別形狀等規格變更，因此向端子的連接作業也不需要特別的順序和夾具。
[0038]在將本發明的端子連接導體用于連接例如非水電解質二次電池的情況下，可以在例如在由鋁或鋁合金構成的正極端子的側面與由熔點比該鋁或鋁合金都高的金屬構成的其他端子的側面之間配置該端子連接導體的狀態下進行使用。即，能夠提供對雙方的端子均能可靠焊接的端子連接導體。
[0039]在本發明的端子連接導體中，在一個表面上形成的第一區域例如優選由鋁或鋁合金構成的鋁材料部構成，形成在一個表面上的第二區域或另一個表面中的與第二區域對置的區域優選由熔點比該鋁或鋁合金都高的金屬構成的材料構成。
[0040]并且，該鋁材料部通過與非水電解質二次電池的正極端子抵接而通過焊接牢固地連接固定，并且該端子連接導體的形成有鋁材料部的部分以外的部分與其他端子抵接而通過焊接牢固地連接固定。
[0041]本發明的電池組的特征結構在于，具備:至少兩個電池，其具有電池容器、從所述電池容器向上方突出的正極端子及負極端子；端子連接導體，其形成為:至少具有由第一金屬構成的板狀部和由熔點比所述第一金屬高的第二金屬構成的板狀部且各板狀部相互重疊，在一個表面上形成有所述第一金屬露出的第一區域和所述第二金屬露出的第二區域，并且所述第二金屬在另一個表面中的與所述第二區域對置的區域露出，所述各個電池配置成所述電池容器的側面中的面積最大的側面對置，所述端子連接導體配置在一個電池的端子與另一個電池的端子之間，并且所述端子連接導體的所述第一區域與所述一個電池的端子的對置面連接，而所述第二區域或另一個表面中的與所述第二區域對置的區域與所述另一個電池的端子的對置面連接。
[0042]根據上述的電池組，通過將電池的端子的側面間等經由端子連接導體連接，能夠對兩方的端子牢固且可靠地進行焊接，并且能夠進一步將電池設計成薄型。尤其是，對于連接強度和電池的厚度，以往認為它們是顧此失彼的關系，但根據本發明，能夠確保滿足機動車搭載用途所需求的電池組的規格的高級別的連接強度，且能夠將電池的厚度減薄成能夠確保良好的冷卻特性的程度。
[0043]本發明的電池組優選使用多個非水電解質二次電池，并且優選這些電池的端子間通過本發明的端子連接導體串聯連接。
[0044]本發明的車輛的特征結構在于具備具有上述特征的電池組。
[0045]本發明的電池組的制造方法的特征結構在于，該方法使用端子連接導體，該端子連接導體形成為:至少由第一金屬構成的板狀部和由熔點比所述第一金屬高的第二金屬構成的板狀部相互重疊，在一個表面上形成有所述第一金屬露出的第一區域和所述第二金屬露出的第二區域，并且所述第二金屬在另一個表面中的與所述第二區域對置的區域露出，所述電池組的制造方法包括如下工序:將所述端子連接導體和電池的端子配置成所述第一區域與所述電池的端子接觸，將一對焊接頭配置成夾著所述電池的端子和所述端子連接導體，從所述焊接頭向所述端子連接導體及所述電池的端子流過電流的工序；將所述端子連接導體與其他電池的端子配置成所述其他電池的端子與所述第二區域或另一個表面中的與所述第二區域對置的區域接觸，并且將一對焊接頭配置成夾著所述其他電池的端子和所述端子連接導體，從所述焊接頭向所述端子連接導體及所述其他電池的端子流過電流的工序。
[0046]根據本發明的電池組的制造方法，在使用端子連接導體連接電池的端子間等時，能夠對兩方的端子牢固且可靠地進行焊接。[0047]進而，由于能夠將端子連接導體與正極端子和其他端子均容易地焊接，因此能夠簡化使用端子連接導體連接電池的端子間等的工序。
[0048]因此，能夠削減以往的焊接電流取出用引線板的工序、進行加工從而由銅、鎳、鐵等構成鋁等所構成的正極端子的向外部的突出部的工序，因此能夠提高將電池的端子間連接固定時的作業性。
[0049]發明效果
[0050]根據本發明的端子連接導體，能夠與電池的正極端子及負極端子均牢固且可靠地焊接。此外，在形成為在第一區域和第二區域的交界實質上不存在厚度方向的臺階的情況下，能夠有效地抑制端子連接導體的電解腐蝕導致的劣化。
[0051]根據本發明的電池組的制造方法，能夠大幅度地簡化使用端子連接導體連接電池的端子間等的工序，能夠降低電池組的制造成本。此外，能夠將在電池組中使用電池設計得更加減薄。
[0052]根據本發明，由于能夠將構成電池組的各電池形成為減薄化，因此能夠抑制電池組的設置空間，從而能夠提供以同樣的設置空間的電池組搭載容量更大的電池組的車輛。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0053]圖1表示本發明的一實施方式，是表示將多個非水電解質二次電池的端子間通過端子連接導體串聯連接的電池組的結構的立體圖。
[0054]圖2表示本發明的一實施方式，是表示用于將端子連接導體與正極端子和負極端子連接固定的焊接作業的局部放大橫剖俯視圖。
[0055]圖3表示本發明的一實施方式，是用于說明端子連接導體中的形成有鋁材料部的部分的俯視圖。
[0056]圖4表示本發明的另一實施方式，是表示折彎形狀的端子連接導體的立體圖。
[0057]圖5表示本發明的一實施方式，是表示將正極端子與負極端子之間通過包括引線板的端子連接導體連接的結構的局部放大橫剖俯視圖。
[0058]圖6表示現有例，是表示用于將整體由復合材料構成的端子連接導體與正極端子和負極端子連接固定的焊接作業的局部放大橫剖俯視圖。
[0059]符號說明
[0060]1:距極端子
[0061]2:引線板
[0062]2a:招層
[0063]2b:招層或其他金屬層
[0064]3:其他金屬層
[0065]4:負極端子
[0066]5:端子連接導體
[0067]5a:招層
[0068]5b:其他金屬層
[0069]6:焊接頭
[0070]7:非水電解質二次電池[0071]7a:電池容器
[0072]7b:蓋板
[0073]8:端子連接導體
[0074]8a:鋁材料部
【具體實施方式】
[0075]以下，參照圖1?圖5說明本發明的端子間連接導體、電池組及電池組的制造方法。需要說明的是，對具有與圖6所示的現有例同樣功能的構成構件標注相同符號。
[0076]圖1中示出作為本發明一例的電池組。多個非水電解質二次電池7沿其厚度方向排列，相鄰的非水電解質二次電池7的正極端子I與負極端子4之間經由端子連接導體8串聯連接，由此構成電池組。
[0077]需要說明的是，在圖1中，為了使附圖便于觀察，放大強調表示正極端子1、負極端子4和端子連接導體8,并在各端子連接導體8上施加了點影(dot hatching)。此外,在圖1中，將沿厚度方向排列的非水電解質二次電池7本身的排列方向記為前后方向，將非水電解質二次電池7的寬度方向記為左右方向，將非水電解質二次電池7的高度方向記為上下方向。
[0078]各非水電解質二次電池7的電池外裝殼體具備:以厚度比寬度短的方式形成的方形箱型的不銹鋼制的電池容器7a、閉塞該電池容器7a的上端開口部的不銹鋼制的蓋板7b。
[0079]在電池容器7a的內部收納有發電要件且填充有非水電解液。此外，正極端子I從蓋板7b的上表面右側向上方突出，負極端子4從上表面左側向上方突出。所述的端子1、4均為朝向前后方向(厚度方向)的面最寬闊的方形的板狀。
[0080]并且，正極端子I由鋁或鋁合金構成，其下部貫通絕緣密封的蓋板7b而與電池容器7a內部的發電要件的正極連接。此外，負極端子4由銅或銅合金構成，其下部貫通絕緣密封的蓋板7b而與電池容器7a內部的發電要件的負極連接。
[0081]上述非水電解質二次電池7以電池容器7a的最寬闊的側面重合的方式沿前后方向排列配置有多個。此外，以使相鄰的非水電解質二次電池7、7的正極端子I與負極端子4接近的方式配置且逐個使非水電解質二次電池7左右反向。
[0082]配置在最跟前的非水電解質二次電池7的右側的正極端子I經由端子連接導體8與在后方相鄰的第二個非水電解質二次電池7的同樣為右側的負極端子4連接。
[0083]并且，第二個非水電解質二次電池7的左側的正極端子I經由端子連接導體8與在后方相鄰的第三個非水電解質二次電池7的同樣為左側的負極端子4連接。
[0084]并且，之后也同樣地經由端子連接導體8將相鄰的非水電解質二次電池7、7的正極端子I與負極端子4之間連接，由此全部的非水電解質二次電池7串聯連接。
[0085]由此，最后方的非水電解質二次電池7的左側的正極端子與最跟前的非水電解質二次電池7的左側的負極端子4成為電池組的外部端子。需要說明的是，在圖1中，示出后方的兩個端子連接導體8的連接前的狀態。
[0086]端子連接導體8為形成為大致長方體的板材，由銅或鎳和鋁或鋁合金的復合材料構成。構成該復合材料的兩種金屬并非在整個區域中沿板厚方向分成兩層，而是朝向端子連接導體8的前方的表面的一部分(圖1中的左右任意一方的部分)由鋁或鋁合金所構成的鋁材料部8a構成，其他部分由銅或鎳構成。
[0087]端子連接導體8配置成作為面積最大的面的一個表面及與該一個表面對置的另一個表面(背面)朝向前后方向，而長度方向朝向左右方向。
[0088]將在一個表面上形成的鋁材料部8a所露出的區域定義為第一區域I，將在該一個表面上形成的第一區域I以外的區域定義為第二區域II。
[0089]成為第一區域I的鋁材料部8a形成為在端子連接導體8的表面左右分出的任意大致一半的區域被埋入凹陷到板厚的大致一半左右的部分，在一個表面上，該鋁材料部8a與由銅或鎳構成的部分形成為同一面(平面)。即，成為在第一區域I與第二區域II的交界實質上不存在臺階的結構。
[0090]端子連接導體8由構成鋁材料部的鋁或鋁合金和熔點比其高的金屬的復合材料構成，因此能夠使兩構件的交界面處的接觸電阻降低，并且能夠可靠地防止電解腐蝕的發生。此外，關于端子連接導體的焊接，可以適用電阻焊接法或TIG焊接法。
[0091]S卩，本發明的端子連接導體8形成為:至少由第一金屬構成的板狀部與由熔點比第一金屬高的第二金屬構成的板狀部相互重疊，在一個表面上形成有第一金屬露出的第一區域I和第二金屬露出的第二區域II，并且，第二金屬在另一個表面中的與第二區域II對置的區域露出，在第一區域I與第二區域II的交界實質上不存在厚度方向的臺階。
[0092]此外，本發明的端子連接導體8形成為第二金屬在另一個表面中的與第一區域I對置的區域露出。
[0093]進而，在本發明的端子連接導體8中，由第二金屬構成的板狀部具備厚度大致相等的一對面，在該一對面中的一個面的一部分上層疊由第一金屬構成的板狀部，第二金屬在其他部分露出。
[0094]在本實施方式中，作為第一金屬優選招或招合金，第二金屬優選銅、鎳、鐵或含有它們中的至少一種的合金，但可以根據經由端子連接導體8連接的電極端子的材料而適當
選擇第一金屬及第二金屬。
[0095]如圖2所示，端子連接導體8通過使由鋁材料部8a構成的第一區域I與一方的非水電解質二次電池7的正極端子I抵接并利用焊接頭6、6從它們的兩側進行挾持而流過大電流的這種電阻焊接法進行連接固定。
[0096]S卩，在按照焊接頭6 /正極端子I /端子連接導體8 /焊接頭6的順序進行配置之后，在焊接頭6間流過電流而進行焊接。此時，由于鋁材料部8a和正極端子I同樣由鋁或鋁合金構成，因此能夠容易且可靠地進行焊接。
[0097]而且，由于與在端子連接導體8的一個表面上形成的第一區域I對置的另一個表面(背面)由銅或鎳構成，其熔點比鋁或鋁合金的熔點高，因此在電阻焊接時不會發生比鋁材料部8a先熔融的情況。
[0098]此外，該端子連接導體8通過使另一個表面(背面)中的與第二區域II對置的區域與另一方的非水電解質二次電池7的負極端子4抵接并且利用焊接頭6、6從兩側進行挾持而流過電流的這種電阻焊接法進行連接固定。
[0099]S卩，在按照焊接頭6 /負極端子4 /端子連接導體8 /焊接頭6的順序進行配置之后，在焊接頭6間流過電流而進行焊接。此時，由于端子連接導體8的由銅或鎳構成的部分與由銅或銅合金構成的負極端子4的熔點和比熱容量等相同或比較相近，因此能夠容易且可靠地進行焊接。
[0100]而且，由于在焊接頭6間不存在由熔點低的鋁或鋁合金構成的鋁材料部8a，因此不會像以往那樣該鋁材料部8a先發生熔融。
[0101]根據上述結構，由于能夠將正極端子I及負極端子4的雙方向端子連接導體8容易且可靠地焊接，因此能夠提高將電池組的各電池的電極間連接固定時的作業性。進而，由于鋁材料部8a沒有從端子連接導體8的表面突出而是成為一個面，因此抑制水滴的滯留，從而有效地抑制電解腐蝕。
[0102]此外，由于鋁材料部8a未從端子連接導體8的表面突出而是成為一個面，因此該端子連接導體8的外形成為與以往同樣的平板狀，所以能夠直接使用以往的非水電解質二次電池7，并利用同樣的順序和方法進行焊接作業。在上述實施方式中，雖然使用了非水電解質二次電池，但只要是構成正極端子和負極端子的金屬的熔點互不相同的電池，都能夠構成使用了上述的端子連接導體8的電池組。
[0103]需要說明的是，在上述實施方式中，示出了使端子連接導體8的與一個表面對置的另一個表面中的與第二區域對置的區域和負極端子4抵接而進行焊接的情況，其中，所述一個表面是形成有第一區域I的表面，但是在例如非水電解質二次電池7、7沿寬度方向排列的情況下，由于應經由端子連接導體8連接的正極端子I和負極端子4左右排列，因此，也可以在形成在一個面上的第一區域I與正極端子I焊接，在第二區域II與負極端子4焊接。
[0104]S卩，在該端子連接導體8中，只要是形成有鋁材料部8a的區域以外的區域，則使其表背面中的哪一個與負極端子4抵接而進行焊接均可。在此，形成有鋁材料部8a的區域是指，例如如圖3所示，在該鋁材料部8a形成在端子連接導體8的表面側的左半部分的情況下，如單點劃線所包圍的區域A那樣，其不僅包括該鋁材料部8a，還包括背面側的左半部分的由銅或鎳構成的部分。因此，能夠使負極端子4與除了這樣的區域A的部分即端子連接導體8的右半部分的表面或背面抵接而進行焊接。
[0105]在上述實施方式中，對端子連接導體8形成為平板狀的示例進行了說明，但該端子連接導體8的形狀不局限于平板狀，可以根據作為連接對象的電極端子1、4的配置而形成為任意的形狀。
[0106]例如，如圖4(a)所示，端子連接導體8也可以折彎成曲軸狀地形成。若使用這樣的端子連接導體8，則在例如本實施方式這樣的電池組中，即使相鄰的非水電解質二次電池
7、7的正極端子I與負極端子4的前后方向的間隔寬，也無需進一步加厚端子連接導體8的板厚。
[0107]例如如圖4(b)所示，也可以與電極端子1、4的配置對應地將端子連接導體8折彎成“〈字”形，還可以將端子連接導體8的一部分或整體形成為曲面。
[0108]在上述實施方式中，對端子連接導體8由復合材料構成的示例進行了說明，但端子連接導體8不局限于由復合材料構成。還可以通過與復合材料的制造工序不同的工序將兩種金屬貼合而構成端子連接導體8。
[0109]例如，也可以通過機械加工對作為端子連接導體8使用的由銅或鎳構成的板材的一個表面的一部分進行切口，向該切口部分嵌入由鋁或鋁合金構成的板材并通過焊接或釬焊接合而形成鋁材料部8a，或者向該切口部分鍍敷鋁或鋁合金而形成鋁材料部8a。[0110]此外，在上述實施方式中，對形成為在第一區域I與第二區域II的交界面處實質上不存在臺階的端子連接導體8進行了說明，但本發明的端子連接導體8也可以構成為第一區域I從第二區域II的表面突出，或者也可以反之構成為第一區域I從第二區域II的表面凹進。此外，端子連接導體8也可以構成為在由銅或鎳構成的平板的表面的一部分上貼合由鋁或鋁合金構成的更小的平板狀的鋁材料部8a。
[0111]此外，在上述實施方式中，示出了端子連接導體8用于構成電池組的多個非水電解質二次電池7的正極端子I與負極端子4之間的連接的示例，但也可以將端子連接導體8用于成為該電池組的外部端子的非水電解質二次電池7的正極端子I或單獨使用的非水電解質二次電池7的正極端子I與外部設備的端子的連接。當例如在非水電解質二次電池7的正極端子I的側方正交地配置外部設備的端子時，可以使用如圖4(b)所示那樣的折彎成“〈字”形的端子連接導體8。
[0112]此外，在上述實施方式中，示出了負極端子4由銅或銅合金構成的情況，但在非水電解質二次電池7中，除此以外還存在使用鎳或鎳合金、鐵、鋼、不銹鋼或鉻鑰鋼等。
[0113]所述鎳或鎳合金、鐵或鋼、不銹鋼或鉻鑰鋼與銅或銅合金同樣，其熔點比鋁或鋁合金的熔點高。
[0114]也可以與此對應地將端子連接導體8的鋁材料部8a以外的部分由銅合金、鎳合金、鐵、鋼、不銹鋼或鉻鑰鋼等構成。即，端子連接導體8的鋁材料部8a以外的部分只要是熔點比鋁或鋁合金高的金屬材料則為何種金屬材料均可。此外，也可以不為單一的金屬材料，而是例如在銅上實施了鍍鎳這樣的復合材料。而且，對于電極端子1、4而言，也可以不為單一的金屬材料而是實施了鍍敷的復合材料。
[0115]此外，在上述實施方式中，雖然對將端子連接導體8與電極端子1、4等連接固定時使用電阻焊接法的示例進行了說明，但也可以取代電阻焊接法而使用TIG焊接法。
[0116]以下，進一步詳細說明本發明。
[0117]本發明的端子連接導體采用了至少由第一金屬構成的板狀部與由熔點比第一金屬高的第二金屬構成的板狀部相互重疊的結構。
[0118]通過采用這樣的結構，與將各板狀部的側面彼此對合而進行焊接所構成的端子連接導體相比，能夠確保足夠的強度。對于將側面彼此對合而進行焊接所構成的端子連接導體而言，存在因機械振動導致焊接部破裂的情況，難以滿足機動車用電池組所要求的連接強度及耐久性。
[0119]本發明的端子連接導體可以采用將由第一金屬構成的板狀部與由熔點比第一金屬高的第二金屬構成的板狀部貼合成的結構、在由熔點比第一金屬高的第二金屬構成的板狀部上形成第一金屬的鍍敷層的結構等。也可以取代鍍敷層而采用形成第一金屬的鍍氣層的結構。鍍敷層或鍍氣層也為厚度薄的板狀部。作為板狀部，只要是具有厚度大致相等的一對面的結構例如具有與厚度方向垂直的大致平行的一對面的結構，則可以利用在市面上流通的通用的板材，所述板狀部因這一點而優選。
[0120]本發明的端子連接導體只要構成為至少包括由第一金屬構成的板狀部和由熔點比第一金屬高的第二金屬構成的板狀部即可，在構成為各板狀部多張相互重疊的情況下也能夠獲得上述的效果。作為這樣的形態可以例示出按照鋁/鋁/銅、鋁/銅/銅的順序層疊而得到的結構。[0121]圖5中示出了這種結構的一例。端子連接導體是將由第一金屬構成的板狀部2a、由熔點比第一金屬高的第二金屬構成的板狀部2b及由第二金屬構成的板狀部3按照該順序層疊而得到的部件。
[0122]作為由第一金屬構成的板狀部2a，使用鋁等板材。作為由第二金屬構成的板狀部2b,使用銅或鎳等板材。作為由第二金屬構成的板狀部3，使用銅或鎳等板材，其使用尺寸比板狀部2b大的構件。
[0123]此外，端子連接導體只要至少具備由第一金屬構成的板狀部和由熔點比第一金屬高的第二金屬構成的板狀部相互重疊而成的結構即可，也可以進一步構成為使由熔點比第一金屬高的第三金屬構成的單一或多個板狀部相互重疊。
[0124]引用圖5進行說明可知，由第二金屬構成的板狀部2b、3中的任意一個由第三金屬構成即可。例如，也可以使端子連接導體按照鋁(2a) /鎳(2b) /銅(3)的順序重合。
[0125]需要說明的是，在端子連接導體中，由第一金屬構成的板狀部及由熔點比第一金屬高的第二金屬構成的板狀部的數量優選分別為一張。這是因為能夠以簡單的結構實施本發明，以降低制造成本。
[0126]在本發明的端子連接導體中，優選:由第二金屬構成的板狀部具備:厚度相等的一對平面、形成有彎曲部的厚度相等的一對平面或厚度相等的一對曲面，在該一對面中的一個面的一部分上層疊有由第一金屬構成的板狀部，第二金屬在其他部分露出。
[0127]這是因為可以設計成將高熔點的第二金屬配置成遍及端子連接導體的整體。在高熔點的金屬板材配置成遍及端子連接導體的長度方向上的整體時，端子連接導體對來自外部的沖擊的耐久性得到顯著提高。此外，通過采用這樣的結構，能夠使用各一張由第二金屬構成的板狀部及由第一金屬構成的板狀部而簡單且低價地構成端子連接導體。
[0128]本發明的端子連接導體優選通過由第一金屬構成的板狀部和由第二金屬構成的板狀部彼此貼合而成的復合材料構成。通過具備這樣的結構，能夠提高雙方的金屬間的連接強度并減小電阻。
[0129]在本發明的端子連接導體中，由于在一個表面上形成有第一金屬露出的第一區域I和第二金屬露出的第二區域II，因此能夠在同一面對熔點互不相同的兩個端子分別進行良好的焊接。
[0130]在成為連接對象的正極端子由鋁構成、負極端子由銅構成時，能夠將正極端子與端子連接導體的第一區域I焊接，能夠將負極端子與第二區域II或其背面焊接。
[0131]在本發明的端子連接導體中，由于形成為第二金屬在另一個表面中的與形成在一個表面上的第二區域II對置的區域露出，因此能夠將由熔點與第二金屬同樣高的金屬構成的端子(非水電解質二次電池的負極端子或外部設備的端子等)良好地焊接在該區域上。即，可消除以往在用焊接頭夾著焊接對象而進行電阻焊接時鋁材料部先熔融的問題。
[0132]在本發明的端子連接導體中，構成為在第一區域I與第二區域II的交界實質上不存在厚度方向的臺階。如圖1所示，端子連接導體8的鋁材料部8a形成為在該端子連接導體8的一個表面的一部分上與該表面成為同一面。通過該結構，能夠有效地防止電解腐蝕導致的劣化。
[0133]這樣的結構可以通過在端子連接導體的一部分上將鋁材料部埋入成為同一面的方法、通過鍍敷形成鋁材料部的方法等來實現。[0134]此外，這樣的結構也可以通過將由第一金屬構成的金屬板和由熔點比第一金屬高的第二金屬構成的金屬板以減小前者的板的尺寸的條件進行復合加工而得到。僅進行貼合會產生臺階，相對于此，通過復合加工能夠形成為在兩金屬的交界面處實質上不存在臺階。
[0135]此外，如圖6的符號5所示的端子連接導體那樣，在使用尺寸相同的由第一金屬構成的金屬板及由第二金屬構成的金屬板進行復合加工后，以使至少第一金屬與第二金屬的交界形成在傾斜面上的方式通過切削等除去由第一金屬構成的金屬板的一部分，從而實現實質上不存在臺階的結構。第一金屬被除去而第二金屬露出的部分成為第二區域II。
[0136]若除去第一金屬后形成的表面在加工面整體上為平滑連續的形狀，則在兩金屬的交界面不產生臺階。作為加工方法，除采用機械切削以外還可以采用化學的加工方法。
[0137]此外，通過利用機械加工對由第二金屬構成的金屬板的表面的一部分進行切口并向該切口中嵌入由第一金屬構成的金屬板、然后進行復合加工的方法，也能夠實現實質上不存在臺階的結構。關于屬于不可避免地產生的臺階，其只要是由上述的復合材料得到的等級，就能夠得到充分地抑制電解腐蝕的效果。
[0138]本發明的電池組具備具有電池外裝殼體、設置成從所述電池外裝殼體向上方突出的正極端子和負極端子的電池。若構成為正極端子和負極端子從電池殼體向相同方向突出，則可以將用于連接電池間的機械結構聚集在多個電池的上方的空間，因此能夠實現緊湊的電池組設計。
[0139]從防止內部壓力的上升而導致變形的觀點考慮，優選電池外裝殼體具備筒狀的側壁部，且其兩端的開口部由底板和蓋板密封，側壁部的形狀可以采用整體成為方形箱型的四棱柱、剖面為正圓、橢圓、長圓中的任一種形狀的圓柱或與它們類似的形狀。
[0140]構成電池外裝殼體的材質只要是帶有能夠防止因內部壓力上升而導致變形這種程度的強度的材質即可，優選金屬性。作為代表的材質可適宜采用不銹鋼。電池外裝殼體由電池容器和蓋板構成。電池容器具備筒狀的側壁部和配置在一方的開口部的底板。在蓋板上可具備正極端子和負極端子。所述端子設置在從電池殼體向上方突出的方向上。
[0141]在本發明的電池組中，至少兩個電池以電池容器的最寬闊的側面對置的方式沿前后方向排列。通過采用該結構，多個電池的固定變得容易。
[0142]在本發明的電池組中，優選電池的正極端子及負極端子的一方或雙方為板狀。這是因為，通過將板狀的面積寬闊的表面朝向前后方向配置，能夠在正極端子與負極端子之間沿前后方向排列端子連接導體。通過采用這樣的結構，能夠確保各端子與端子連接導體的寬闊的接觸面積。該效果在板狀的端子的厚度變薄的情況下也是能夠得到的，因此在進一步實現電池的減薄化的情況下也能夠維持足夠的焊接面積。
[0143]在本發明的電池組中具備端子連接導體，該端子連接導體形成為:至少是由第一金屬構成的板狀部和由熔點比所述第一金屬高的第二金屬構成的板狀部相互重疊，在一個表面上形成有所述第一金屬露出的第一區域和所述第二金屬露出的第二區域，并且，所述第二金屬在另一個表面中的與所述第二區域對置的區域露出，由此，能夠對熔點互不相同的兩個端子進行良好的焊接。基于該效果，可以將非水電解質電池作為上述電池組來使用。
[0144]在本發明的電池組中，各電池排列成電池容器的側面中的面積最大的側面相對置，端子連接導體配置在一個電池的端子與另一個電池的端子之間，并且，端子連接導體的第一區域與一個電池的端子的對置面連接，且第二區域或另一個表面中的與第二區域對置的區域與另一個電池的端子的對置面連接。
[0145]根據該結構，具有容易進行端子連接導體與兩個端子的焊接的效果，對于熔點不同的兩個端子雙方，能夠利用電阻焊接法將雙方的端子牢固且可靠地連接到端子連接導體。
[0146]在本發明的電池組中，優選至少一個電池的電池容器的厚度為Icm以下，更優選5mm以下。這是因為，通過將厚度減薄到Icm以下的等級，能夠精密地進行電池的溫度控制。若厚度為5mm以下，則能夠進行更加精密的控制。
[0147]在本發明的電池組的制造方法中，將端子連接導體用于端子間的連接，該端子連接導體形成為，至少由第一金屬構成的板狀部和由熔點比第一金屬高的第二金屬構成的板狀部相互重疊，在一個表面上形成有第一金屬露出的第一區域和第二金屬露出的第二區域，并且，第二金屬在另一個表面中的與第二區域對置的區域露出。
[0148]通過使用這樣的端子連接導體，能夠通過比以往少的工序數實現端子間的連接工序。
[0149]在本發明的電池組的制造方法中，經過如下工序:將上述的端子連接導體和電池的端子配置成第一區域I與電池的端子接觸，將一對焊接頭配置成夾著電池的端子和端子連接導體，從焊接頭向端子連接導體及電池的端子流過電流。通過該工序連接的電池的端子優選是由與第一金屬熔點相同的低熔點金屬構成的端子。
[0150]進而，經過如下工序:將端子連接導體和另一電池的端子配置成第二區域或另一個表面中的與第二區域對置的區域與另一電池的端子接觸，并且，將一對焊接頭配置成夾著另一電池的端子和端子連接導體，從焊接頭向端子連接導體及另一電池的端子流過電流。通過該工序連接的電池的端子優選是由與第二金屬熔點相同的高熔點金屬構成的端子。
[0151]若同時進行兩工序，則能夠通過一次焊接作業將端子連接導體與雙方的端子良好地連接。
[0152]在本發明的電池組的制造方法中，可適宜使用具有厚度比寬度及高度小的形狀的電池外裝殼體的電池。例如,可以使用厚度為Icm以下或5mm以下的方形箱型的電池。這種情況下，電池優選正極端子和負極端子設置在電池外裝殼體的上端側，所述的端子優選為板狀。通過具備這樣的結構，能夠擴大各端子與端子連接導體的接觸面積，在實現了電池的薄型化的情況下也能夠維持足夠的焊接面積。需要說明的是，作為端子連接導體可以使用本發明的端子連接導體。
[0153]在本發明的車輛中，因具備端子連接導體與電池的端子等被牢固焊接的本發明的電池組，所以能夠實現耐振動特性等優良的可靠性高的車輛。此外，通過使電池減薄化，能夠實現良好的冷卻特性，其結果是，由于能夠搭載容量大的電池組，因此成為能夠確保足夠的行駛距離的車輛。具體而言，可以使構成電池組的電池的厚度為Icm以下或5mm以下。
[0154]在本發明的車輛中，可以將電池組用作向驅動用的電動機供電的電源，也可以用作驅動用的原動機的起動電動機的電源。原動機是指汽油發動機、柴油發動機、氫燃料發動機等。在具備驅動用的電動機和原動機這兩方的車輛中，都可以向雙方進行供電。作為起動電動機可以使用直流電動機。
[0155]此外，本發明的車輛優選具備用于對電池組進行充電的充電裝置。該充電裝置是將從驅動用電動機或驅動用原動機傳遞出的機械動能轉換成電能的裝置，優選構成為通過將利用發電裝置得到的交流電流轉換成直流電流而對上述電池組充電。此外，本發明的車輛還可以具備包括輪胎、車輪、車速等的傳感器的儀表類構件，還可以具備用于將來自驅動用的電動機或原動機的動力向車輪及輪胎傳遞的離合器及車軸。
[0156]工業實用性
[0157]關于本發明的電池的連接結構及使用該電池的連接結構的電池組，其能夠使利用端子連接導體將電池的端子連接固定的焊接變得容易且緊湊，因此是極為有用的。此外，本發明在能夠使用薄型電池得到焊接強度優良的電池組這一點上也是極為有用的。
【權利要求】
1.一種電池組,其特征在于,具備: 至少兩個電池，其具有電池容器、從所述電池容器向上方突出的正極端子及負極端子; 端子連接導體，其形成為:至少由第一金屬構成的板狀部和由熔點比所述第一金屬高的第二金屬構成的板狀部相互重疊，在一個表面上形成有所述第一金屬露出的第一區域和所述第二金屬露出的第二區域，并且所述第二金屬在另一個表面中的與所述第二區域對置的區域露出， 所述各個電池排列成所述電池容器的側面中的面積最大的側面對置， 所述端子連接導體配置在一個電池的端子與另一個電池的端子之間，并且所述端子連接導體的所述第一區域與所述一個電池的端子的對置面連接，而所述第二區域或另一個表面中的與所述第二區域對置的區域與所述另一個電池的端子的對置面連接。
2.根據權利要求1所述的電池組，其特征在于， 所述各個電池容器的排列方向上的厚度為Icm以下。
3.根據權利要求1或2所述的電池組，其特征在于， 所述各個電池容器的排列方向上的厚度為5mm以下。
4.根據權利要求1至3中任意一項所述的電池組，其特征在于， 所述各個電池為非水電解質二次電池。
5.根據權利要求1至4中任意一項所述的電池組，其特征在于， 所述端子連接導體在所述第一區域與所述第二區域的交界實質上不存在厚度方向的臺階。
6.根據權利要求1至5中任意一項所述的電池組，其特征在于， 所述端子連接導體形成為熔點比所述第一金屬高的金屬在另一個表面中的與所述第一區域對置的區域露出。
7.根據權利要求1至6中任意一項所述的電池組，其特征在于， 所述端子連接導體形成為:在由所述第二金屬構成的板狀部的厚度大致相等的一對面中的一個面的一部分層疊有由所述第一金屬構成的板狀部，所述第二金屬在所述一對面中的一個面的其他部分露出。
8.根據權利要求1至7中任意一項所述的電池組，其特征在于， 所述端子連接導體由復合材料構成，該復合材料通過由所述第一金屬構成的板狀部和由所述第二金屬構成的板狀部相互貼合而成。
9.根據權利要求1至8中任意一項所述的電池組，其特征在于， 構成所述端子連接導體的所述第一金屬為鋁或鋁合金。
10.根據權利要求1至9中任意一項所述的電池組，其特征在于， 構成所述端子連接導體的所述第二金屬為銅、鎳、鐵或包含它們中的至少一種的合金。
11.一種車輛，其特征在于， 具備權利要求1至10中任意一項所述的電池組。
【文檔編號】H01M2/20GK103762331SQ201310704141
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2010年2月1日 優先權日:2009年2月2日
【發明者】佐佐木丈, 堤雅和, 田中義則, 吉竹伸介 申請人:株式會社杰士湯淺國際