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JP-2026077305-A - 二次電池の端子

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Abstract

【課題】本発明は、接合部材と被接合部材との接合が外れにくい二次電池の端子を提供する。 【解決手段】 金属製の接合部材１０と、前記接合部材１０に接合される金属製の被接合部材２０とを有し、縦方向に重ねられた前記接合部材１０および前記被接合部材２０を加圧して前記被接合部材２０を塑性変形させることで、前記接合部材１０および前記被接合部材２０が嵌合し、前記接合部材１０は、前記被接合部材２０との嵌合部分に横方向に延びる横穴１５を有し、前記塑性変形した被接合部材２０の一部が前記横穴１５に侵入することによって、前記接合部材１０および前記被接合部材２０が抜脱不能に嵌合していることを特徴とする二次電池の端子１による。 【選択図】図２

Inventors

  • 山本 浩二
  • 大西 貴士
  • 佐藤 大和

Assignees

  • 日東精工株式会社

Dates

Publication Date
20260513
Application Date
20241025

Claims (6)

  1. 金属製の接合部材と、 前記接合部材に接合される金属製の被接合部材とを有し、 縦方向に重ねられた前記接合部材および前記被接合部材を加圧して前記被接合部材を塑性変形させることで、前記接合部材および前記被接合部材が嵌合する二次電池の端子であって、 前記接合部材は、前記被接合部材との嵌合部分に横方向に延びる横穴を有し、 前記塑性変形した被接合部材の一部が前記横穴に侵入することによって、前記接合部材および前記被接合部材が抜脱不能に嵌合していることを特徴とする二次電池の端子。
  2. 前記接合部材は、前記被接合部材より剛性が高いことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の端子。
  3. 前記接合部材には、前記被接合部材が嵌合する環状凸部が形成されており、 前記横穴は、前記環状凸部に形成されていることを特徴と請求項１に記載の二次電池の端子。
  4. 前記接合部材には、被接合部材側に突き出す接合凸部が形成されており、 前記横穴は、前記接合凸部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の二次電池の端子。
  5. 前記接合部材は、前記横穴が形成された軸部および軸部より広く構成された頭部を有し、 前記被接合部材は、前記接合部材の頭部を被覆するとともに、その一部が前記横穴に侵入していることを特徴とする請求項１に記載の二次電池の端子。
  6. 前記接合部材には、前記被接合部材との接合面から前記横穴まで続く縦穴が形成され、 前記被接合部材は、前記縦穴を通過して前記横穴の内部に侵入していることを特徴とする請求項１に記載の二次電池の端子。

Description

本発明は、金属部材同士を接合して成る二次電池の端子に関する。 従来から、異種金属同士を接合して成る二次電池の端子として、特許文献１に示すものが知られている。この二次電池の端子は、銅材で成る棒状の接合部材と、アルミニウム材で成る板状の被接合部材とを圧接させることによって接合部材に形成された接合凹部に被接合部材の中心部が流入して接合される。このような二次電池の端子は、リチウムイオン電池の負極端子として用いられている。 特許第７３８９７６６号公報 本発明に係る二次電池の端子の接合前の部品形状を示す図であり、（ａ）は被接合部材の形状を示す側面断面図であり、（ｂ）は接合部材の形状を示す側面断面図である。本発明に係る二次電池の端子の形状を示す側面断面図である。本発明に掛かる二次電池の端子の接合方法を示す側面断面図である。図３から次の状態に移行した状態を示す側面断面図である。本発明に係る二次電池の端子の第二の実施形態を示す側面断面図である。本発明に係る二次電池の端子の第三の実施形態を示す側面断面図である。本発明に係る二次電池の端子の第四の実施形態を示す側面断面図である。本発明に係る二次電池の端子の第五の実施形態を示す側面断面図である。本発明に係る二次電池の端子の第五の実施形態の接合方法を示す側面断面図である。図９から次の状態に移行した状態を示す側面断面図である。本発明に係る二次電池の端子の第六の実施形態を示す側面断面図である。本発明に係る二次電池の端子の第六の実施形態の接合方法を示す側面断面図である。図１２から次の状態に移行した状態を示す側面断面図である。 以下、本発明の二次電池の端子１の第一の実施形態を図面に基づいて説明する。図１の（ａ）および（ｂ）は、二次電池の端子１の材料を示すものであり、図１の（ｂ）に示す銅材料でなる接合部材１０と、図１の（ａ）に示すアルミニウム材でなる被接合部材２０とを縦方向に重ね、加圧接合することで図２に示す二次電池の端子１となる。これら接合部材１０および被接合部材２０は、予め別個に成形され準備されるものであり、例えば、冷間圧造加工や切削加工等によって成形される。 接合部材１０は、平板状の頭部１１と、これに一体成形される軸部１２とから構成されている。前記頭部１１の上面には、有底の接合凹部１３およびこの接合凹部１３より外周側に位置する環状凸部１４が設けられている。 前記接合凹部１３は、その内周壁が逆テーパ形状に成形された袋穴であり、この逆テーパ部は、開口部から底部に向かうに従って、接合凹部１３が拡がる方向に傾斜している。 前記環状凸部１４は、その外周面が頭部１１の外周縁部に連続しているとともに、周方向所定の間隔を開けた位置に横穴１５が複数個形成されている。 前記横穴１５は、径方向に延びる穴であり、前記環状凸部１４の内周面から外周面に掛けて貫通している。 前記被接合部材２０は、円柱状を成しており、その端部２１は、上記接合部材１０の接合凹部１３の開口面積よりも十分に大きく成形されている。また、被接合部材２０の端部２１には、前記接合凹部１３に挿入可能な突起２２が形成されている。 これら接合部材１０および被接合部材２０が接合されることにより、図２に示す二次電池の端子１が製造される。 図３および図４は、上記接合部材１０と被接合部材２０との接合方法を示す図である。受け型１００は、段付きの挿入孔１０１を有しており、接合部材１０の頭部１１を段付き部に吊下し、挿入孔１０１に接合部材１０の軸部１２を遊嵌するようにして、接合部材１０を挿入孔１０１に保持するように構成されている。 続いて、図３に示すように被接合部材２０の端部２１が上記接合部材１０の接合凹部１３を塞ぐようにして設置される。そして、パンチピン２００を下方に前進させて、被接合部材２０のもう一方の端部２３側から被接合部材２０を軸方向に圧縮することにより、被接合部材２０の端部２１が塑性変形により流動する。結果、被接合部材２０の端部２１が接合部材１０の接合凹部１３に充填されるため、接合部材１０と被接合部材２０が接合される。また、当該接合時、被接合部材２０は、平板状になるまで圧縮される。これにより、接合部材１０の前記環状凸部１４は、扁平する被接合部材２０によって径方向外側へ押圧され、頂部に向かうに連れて広がるよう傾斜する。この時、扁平する被接合部材２０の一部が前記横穴１５内に進入する。 図４に示すように接合が完了すると、パンチピン２００を上方に後退させるとともに、受け型１００の挿入孔１０１の下方に配置されたノックアウトピン１０２を上方へ前進させる。これにより、前記接合部材１０および被接合部材２０とが接合されてなる二次電池の端子１が受け型１００から排出される。 上記接合方法によって製造された二次電池の端子１は、図３に示すように被接合部材２０の端部２１に接合凹部１３と同形の接合凸部２４が形成され、当該接合凸部２４が接合凹部１３に抜け方向に対し引っかかるため、高い抜け強度が得られる。また、接合部材１０の接合凹部１３に被接合部材２０の接合凸部２４が完全に充填されるため、高い密着性が得られる。さらに、当該加圧工程時、被接合部材２０の一部（以下、流入部２５という）が前記環状凸部１４の横穴１５内に流入する。この横穴１５および流入部２５が強固に嵌合するため、接合部材１０および被接合部材２０は、抜け止め効果および回り止め効果を有する。 このような作用効果を有する二次電池の端子１は、例えば、リチウムイオン電池（図示せず）の負極端子への用途として好適であり、接合部材１０の軸部１２がリチウムイオン電池内部の集電板（図示せず）に接続され、被接合部材２０はリチウムイオン電池の外部に露出しバスバー（図示せず）に接続される。本発明によって製造された二次電池の端子１は、高い密着性で接合されているので、電気導電性に優れるため、リチウムイオン電池の負極端子に利用された場合、電気抵抗値を低く抑えることができる。 以下、本願発明の変形例として、第二ないし第六の実施形態について説明する。これら実施形態は、いずれも第一の実施形態と同様、銅材料からなり、頭部１１および軸部１２が一体に成形される接合部材３０，４０，５０，６０，７０と、アルミニウム材からなり、前記接合部材３０，４０，５０，６０，７０に接合される被接合部材２０とから構成されている。 第二の実施形態は、図５に示す二次電池の端子１ａである。この二次電池の端子１ａは、前記接合部材３０の頭部１１の上面に有底の接合凹部１３およびこの接合凹部１３より外周側に位置する環状凸部１４が設けられており、前記環状凸部１４には、第一の実施形態と同様当該環状凸部１４を径方向に貫通する横穴１５ａが形成されている。この横穴１５ａに被接合部材２０の流入部２５ａが嵌合するため、接合部材３０および被接合部材２０が回り止め効果および抜け止め効果を有する。また、この第二の実施形態は、横穴１５ａは外周側開口部が内周側開口部より前記軸部側に位置するよう傾斜している。このため、第一の実施形態と同じ様に加圧接合した際、横穴１５ａが傾斜していることにより、被接合部材２０の流入部２５ａが横穴１５ａに流入しやすくなる。また、被接合部材２０の端部２１には、接合凹部１３と嵌合する袋穴形状の接合凸部２４が形成され、当該接合凸部２４と接合凹部１３とが噛み合うことによる抜け止め効果も有する。これら構造により、接合部材３０および被接合部材２０は、抜け止めおよび回り止め効果を有し、接合面が外れにくくなる。 第三の実施形態は、図６に示す二次電池の端子１ｂであり、前記接合部材４０の頭部１１の上面に前記被接合部材２０に突き出す接合凸部１６が設けられている。この接合凸部１６は、その頂部が基部より外側に張り出した逆テーパ形状に構成されており、この逆テーパ部は、基部から頂部に向かうに従って、接合凸部１６が拡がる方向に傾斜している。また、接合凸部１６には、当該接合凸部１６を径方向に貫通する横穴１５ｂが形成されている。これにより、第一の実施形態と同様の加圧接合時、前記横穴１５ｂと、この横穴１５ｂに流入した被接合部材２０の流入部２５ｂとが嵌合するため、接合部材４０および被接合部材２０は、回り止め効果および抜け止め効果を有する。また、被接合部材２０の端部２１には、接合凸部１６と嵌合する袋穴形状の接合凹部２６が形成され、当該接合凹部２６と接合凸部１６とが噛み合うことで接合部材４０と被接合部材２０との抜け止め効果を有する。これら構造により、接合面が外れにくく接合部材４０および被接合部材２０が強固に接合される。 第四の実施形態は、図７に示す二次電池の端子１ｃであり、前記接合部材５０の頭部１１の上面に前記環状凸部１４および前記接合凸部１６が設けられている。これら環状凸部１４および接合凸部１６には、それぞれ前記横穴１５ａ，１５ｂが形成されている。このため、第一の実施形態と同様の加圧接合時、前記横穴１５ａ，１５ｂと、これら横穴１５ａ，１５ｂに流入した被接合部材２０の流入部２５ａ，２５ｂとが嵌合する。この結果、接合部材５０および被接合部材２０は、回り止め効果および抜け止め効果を有する。また、被接合部材２０の端部２１には、接合凹部１３と嵌合する袋穴形状の接合凸部２４が形成され、当該接合凸部２４と接合凹部１３とが噛み合い抜け止め効果を有する。これら構造により、接合面が外れにくく接合部材５０および被接合部材２０が強固に接合される。 第五の実施形態は、図８に示す二次電池の端子１ｄであり、前記接合部材６０の頭部１１の上面に有底の接合凹部１３が形成されるとともに、前記軸部１２の頭部１１付近に当該軸部１２を径方向に貫通する横穴１５ｃが設けられている。この横穴１５ｃには、被接合部材２０の流入部２５ｃが流入しており、この横穴１５ｃおよび流入部２５ｃとが嵌合することにより、接合部材６０および被接合部材２０が回り止め効果および抜け止め効果を有する。この二次電池の端子１ｄを成形する受け型１００は、図９に示すように前記横穴１５ｃを閉じないよう軸部１２の途中までを保持可能な挿入孔１０１を有している。この挿入孔１０１は、その内部に前記接合部材１０の頭部１１および被接合部材２０を収容可能な深さに構成されているとともに、前記パンチピン２００が軸方向摺動自在に挿通している。このため、パンチピン２００が挿入孔１０１内を移動すると、図１０に示すように前記被接合部材２０が塑性変形し、前記接合部材６０の頭部１１の全体を被覆するとともにその一部が横穴１５ｃに流入するように流動し、接合部材６０の接合凹部１３および横穴１５ｃに、被接合部材２０が完全に充填されることとなる。このように挿入孔１０１に内包された前記接合部材１０および被接合部材２０が加圧接合されることにより、接合部材６０と被接合部材２０とが回り止め効果および抜け止め効果を有する。その結果、接合面が外れにくく、接合部材６０および被接合部材２０が強固に接合される。当該接合後、パンチピン２００を上方に後退させるとともに、受け型１００の挿入孔１０１の下方に配置されたノックアウトピン１０２を上方へ前進させることにより、二次電池の端子１ｄが受け型１００から排出される。 第六の実施形態は、図１１に示す二次電池の端子１ｅであり、前記接合部材７０の上面に軸方向に延びる縦穴１７が形成されているとともに、この縦穴１７の底部には、前記軸部１２の外周まで貫通する横穴１５ｄが連続している。この横穴１５ｄには、被接合部材２０の流入部２５ｄが流入しており、この横穴１５ｄおよび流入部２５ｄとが嵌合することにより、接合部材７０および被接合部材２０が回り止め効果および抜け止め効果を有する。この二次電池の端子１ｅは、図１２に示すように接合部材７０の頭部１１および軸部１２を保持する受け型１００と、被接合部材２０を上方から押圧するパンチピン２００とによって加圧接合される。当該接合時、前記