(57)【要約】  基材と電池端子接続部とが互いに外れるのを抑制することが可能な電池端子用接続板を提供する。この電池端子用接続板（２）は、第１金属からなる基材（３）の第２穴部（３１）に嵌め込まれるとともに、第２電池端子（１ｂ）が挿入される接続用穴部（４２）と鍔部（４ｂ）とを含む電池端子接続部（４）を備え、電池端子接続部は、第２金属からなり、基材とは反対側に配置される第１層（４０）と、第３金属からなり、基材と第１層との間に配置される第２層（４１）とから少なくとも構成されている。
2012090668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１金属からなる第１電池端子（１ａ）が挿入される第１穴部（３０）と、前記第１金属とは異なる第２金属からなる第２電池端子（１ｂ）が挿入される第２穴部（３１）とを含み、前記第１金属と同一の金属からなる板状の基材（３）と、
前記基材の第２穴部の内周面（３１ａ）に嵌め込まれるとともに、前記第２電池端子が挿入される接続用穴部（４２）と前記基材の上面（３ａ）上および下面（３ｂ）上の少なくともいずれか一方に配置される鍔部（４ｂ、４０４ｃ）とを含む電池端子接続部（４、４０４）とを備え、
前記電池端子接続部は、前記第２金属と同一の金属からなり、前記基材とは反対側に配置される第１層（４０）と、前記第１金属および前記第２金属とは異なる第３金属からなり、前記基材と前記第１層との間に配置される第２層（４１）とから少なくとも構成されている、電池端子用接続板（２、４０２）。
【請求項２】
前記基材と前記電池端子接続部の第２層との界面には、前記基材を構成する前記第１金属と、前記第２層を構成する前記第３金属とからなる合金を含む金属間化合物層（５）が形成されている、請求項１に記載の電池端子用接続板。
【請求項３】
前記金属間化合物層は、前記基材の第２穴部の内周面と前記電池端子接続部の第２層との界面と、前記基材の上面または下面の少なくともいずれか一方と前記鍔部における前記電池端子接続部の第２層との界面とに形成されている、請求項２に記載の電池端子用接続板。
【請求項４】
前記電池端子接続部は、前記第１層と前記第２層とから少なくとも構成されたクラッド材により構成されている、請求項１に記載の電池端子用接続板。
【請求項５】
前記第１金属は、ＡｌまたはＣｕのいずれか一方であり、前記第２金属は、ＡｌまたはＣｕのいずれか他方であり、前記第３金属は、Ｎｉである、請求項１に記載の電池端子用接続板。
【請求項６】
前記電池端子接続部の第２層は、５μｍ以上の厚みを有する、請求項５に記載の電池端子用接続板。
【請求項７】
前記第１金属は、Ａｌであり、前記第２金属は、Ｃｕであり、
前記電池端子接続部において、Ｃｕからなる前記第１層の厚みは、Ｎｉからなる前記第２層の厚みよりも大きい、請求項５に記載の電池端子用接続板。
【請求項８】
前記鍔部は、前記第２穴部を周状に囲むように環状に形成されている、請求項１に記載の電池端子用接続板。
【請求項９】
前記電池端子接続部において、前記鍔部の厚みは、前記基材の第２穴部の内周面に嵌め込まれる部分の厚み以上である、請求項１に記載の電池端子用接続板。
【請求項１０】
前記基材の前記下面側から前記上面側に向かって、前記接続用穴部に前記第２電池端子が挿入されるように構成されており、
前記鍔部は、少なくとも前記基材の上面上に配置されている、請求項１に記載の電池端子用接続板。
【請求項１１】
前記鍔部は、前記基材の上面上に配置された第１鍔部（４ｂ）と、前記基材の下面上に配置された第２鍔部（４０４ｃ）とを有する、請求項１に記載の電池端子用接続板。
【請求項１２】
前記基材の前記下面側から前記上面側に向かって、前記接続用穴部に前記第２電池端子が挿入されるように構成されており、
前記電池端子接続部において、前記第２鍔部の厚みは、前記第１鍔部の厚みよりも小さい、請求項１１に記載の電池端子用接続板。
【請求項１３】
前記電池端子接続部は、前記第１層と、前記第２層と、前記第１層の前記接続用穴部側に配置され、前記第１層を構成する前記第２金属に比べて高い耐食性を有する第４金属からなる第３層（４４４）とから構成されている、請求項１に記載の電池端子用接続板。
【請求項１４】
前記電池端子接続部の第３層を構成する前記第４金属は、前記第２電池端子を構成する前記第２金属よりも、レーザ溶接に用いられるレーザ光を吸収する金属材料により構成されている、請求項１３に記載の電池端子用接続板。
【請求項１５】
前記第３金属と前記第４金属とは、同一の金属からなる、請求項１３に記載の電池端子用接続板。
【請求項１６】
前記基材の第１穴部は、前記電池端子接続部を介さずに前記第１電池端子が挿入されるように構成されており、
前記基材の第２穴部は、前記電池端子接続部を介して前記第２電池端子が挿入されるように構成されている、請求項１に記載の電池端子用接続板。
【請求項１７】
第１金属からなる第１電池端子（１ａ）が挿入される第１穴部（３０）と、前記第１金属とは異なる第２金属からなる第２電池端子（１ｂ）が挿入される第２穴部（３１）とを、前記第１金属と同一の金属からなる板状の基材（３）に設ける工程と、
前記第２金属と同一の金属からなる第１層（４０）と、前記第１金属および前記第２金属とは異なる第３金属からなる第２層（４１）とから少なくとも構成された板状部材（１０４、３０４）を準備する工程と、
前記板状部材の前記第２層側が前記基材の第２穴部と前記基材の上面（３ａ）の一部とを覆うように配置した状態でプレス加工することによって、前記第２電池端子が挿入される接続用穴部（４２）と、前記基材の上面上および下面（３ｂ）上の少なくともいずれか一方に配置された鍔部（４ｂ、４０４ｃ）とを含むとともに、前記基材の第２穴部の内周面（３１ａ）に嵌め込まれた電池端子接続部（４、４０４）を形成する工程とを備える、電池端子用接続板（２、４０２）の製造方法。
【請求項１８】
前記電池端子接続部を形成する工程の後に、拡散焼鈍することによって、前記基材と前記電池端子接続部の第２層との界面に、前記基材を構成する前記第１金属と、前記第２層を構成する前記第３金属とからなる合金を含む金属間化合物層（５）を形成する工程をさらに備える、請求項１７に記載の電池端子用接続板の製造方法。
【請求項１９】
前記板状部材を準備する工程は、前記第２金属からなる第１金属板と、前記第３金属からなる第２金属板とを所定の圧力を加えて接合することによって、クラッド材からなる前記板状部材を形成する工程を含む、請求項１７に記載の電池端子用接続板の製造方法。
【請求項２０】
前記電池端子接続部を形成する工程は、円形または円環状の前記板状部材の前記第２層側が前記基材の第２穴部と前記基材の上面の一部とを覆うように配置した状態で前記プレス加工することによって、前記鍔部と前記接続用穴部とを含むとともに、前記基材の第２穴部の内周面に嵌め込まれた前記電池端子接続部を形成する工程を含む、請求項１７に記載の電池端子用接続板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電池端子用接続板および電池端子用接続板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電池端子接続部を備える電池端子用接続板が知られている。このような電池端子用接続板は、たとえば、特開２００２−３５８９４５号公報に開示されている。【０００３】
上記特開２００２−３５８９４５号公報には、Ｃｕからなる外部端子部材が挿入される穴部を含む板状のＡｌ材と、締まりばめによりＡｌ材の穴部の内周面に配置される円環状のＣｕ材とを備えるリチウム二次単電池の接続構造体（電池端子用接続板）が開示されている。このリチウム二次単電池の接続構造体では、Ａｌ材の穴部の内周面に配置された円環状のＣｕ材の内周面と、Ａｌ材の穴部に挿入されるＣｕからなる外部端子部材の外周面とが溶接により接合されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３５８９４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記特開２００２−３５８９４５号公報に開示されたリチウム二次単電池の接続構造体では、円環状のＣｕ材をＡｌ材の穴部の内周面に締まりばめにより配置した場合であっても、接続構造体に熱が加えられた際、熱膨張によりＡｌ材の穴部の内径が円環状のＣｕ材の外径よりも大きくなる場合が生じる。この場合、Ｃｕ材がＡｌ材から外れることがあるという問題点がある。【０００６】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、この発明の１つの目的は、基材と電池端子接続部とが互いに外れるのを抑制することが可能な電池端子用接続板および電池端子用接続板の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段および発明の効果】
【０００７】
この発明の第１の局面による電池端子用接続板は、第１金属からなる第１電池端子が挿入される第１穴部と、第１金属とは異なる第２金属からなる第２電池端子が挿入される第２穴部とを含み、第１金属と同一の金属からなる板状の基材と、基材の第２穴部の内周面に嵌め込まれるとともに、第２電池端子が挿入される接続用穴部と基材の上面上および下面上の少なくともいずれか一方に配置される鍔部とを含む電池端子接続部とを備え、電池端子接続部は、第２金属と同一の金属からなり、基材とは反対側に配置される第１層と、第１金属および第２金属とは異なる第３金属からなり、基材と第１層との間に配置される第２層とから少なくとも構成されている。
【０００８】
この発明の第１の局面による電池端子用接続板では、上記のように、基材の上面上および下面上の少なくともいずれか一方に鍔部を形成することによって、鍔部を基材の上面および下面の少なくとも一方に係止させることができるので、電池端子接続部が基材から外れるのを抑制することができる。また、第１金属と同一の金属からなる板状の基材が第１穴部と第２穴部とを含むとともに、基材の第２穴部の内周面に、第２金属と同一の金属からなり、基材とは反対側に配置される第１層を含む電池端子接続部を嵌め込むことによって、第１電池端子と基材とを、同一の第１金属同士で接合することができるとともに、第２電池端子と電池端子接続部の第１層とを、同一の第２金属同士で接合することができる。これにより、第１電池端子と基材との接合位置および第２電池端子と電池端子接続部の第１層との接合位置における電気抵抗を、共に小さくすることができる。また、電池端子接続部を、第２金属と同一の金属からなり、基材とは反対側に配置される第１層と、第１金属および第２金属とは異なる第３金属からなり、基材と第１層との間に配置される第２層とから構成することによって、基材を構成する第１金属と第１層を構成する第２金属とが直接接触した際に第１金属と第２金属とが反応するように構成されている場合であっても、基材と第１層との間に配置された第２層によって第１金属と第２金属とが反応するのを抑制することができる。
【０００９】
上記第１の局面による電池端子用接続板において、好ましくは、基材と電池端子接続部の第２層との界面には、基材を構成する第１金属と、第２層を構成する第３金属とからなる合金を含む金属間化合物層が形成されている。このように構成すれば、金属間化合物層によって、基材と電池端子接続部との接合強度を向上させることができるので、電池端子接続部が基材から外れるのをより抑制することができる。
【００１０】
この場合、好ましくは、金属間化合物層は、基材の第２穴部の内周面と電池端子接続部の第２層との界面と、基材の上面または下面の少なくともいずれか一方と鍔部における電池端子接続部の第２層との界面とに形成されている。このように構成すれば、金属間化合物層によって、基材の第２穴部の内周面と電池端子接続部との接合強度と、基材の上面または下面の少なくともいずれか一方と電池端子接続部との接合強度とを共に向上させることができる。これにより、電池端子接続部が基材から外れるのをより一層抑制することができる。
【００１１】
上記第１の局面による電池端子用接続板において、好ましくは、電池端子接続部は、第１層と第２層とから少なくとも構成されたクラッド材により構成されている。このように構成すれば、第１層と第２層とを所定の圧力を加えて接合することによって、容易に、第１層と第２層とから少なくとも構成された電池端子接続部を形成することができる。また、第１層の表面上に第２層を構成する第３金属をめっきする場合と異なり、第２層の厚みを容易に調整することができる。
【００１２】
上記第１の局面による電池端子用接続板において、好ましくは、第１金属は、ＡｌまたはＣｕのいずれか一方であり、第２金属は、ＡｌまたはＣｕのいずれか他方であり、第３金属は、Ｎｉである。このように構成すれば、Ｎｉからなる第２層によって、Ａｌ（基材および電池端子接続部の第１層のいずれか一方）と、Ｃｕ（基材および電池端子接続部の第１層のいずれか他方）とが直接接触するのを抑制することができる。これにより、基材と電池端子接続部の第１層との境界部分に水滴などが浸入することによりＡｌが腐食することを、基材と第１層との間に配置されたＮｉからなる第２層によって抑制することができる。
【００１３】
この場合、好ましくは、電池端子接続部の第２層は、５μｍ以上の厚みを有する。このように構成すれば、電池端子接続部の第１層と基材とが直接接触するのをＮｉからなる第２層によって十分に抑制することができるとともに、電池端子接続部を基材の第２穴部の内周面に嵌め込む際に、Ｎｉからなる第２層の厚みが小さすぎることに起因してＮｉからなる第２層が破断するのを抑制することができる。
【００１４】
上記第３金属がＮｉである電池端子用接続板において、好ましくは、第１金属は、Ａｌであり、第２金属は、Ｃｕであり、電池端子接続部において、Ｃｕからなる第１層の厚みは、Ｎｉからなる第２層の厚みよりも大きい。このように、ＣｕはＮｉよりも電気抵抗が小さい性質を有するので、第１層の厚みを第２層の厚みよりも大きく構成したとしても、電池端子接続部における電気抵抗が第１層の厚みに起因して過度に増加することを抑制することができる。
【００１５】
上記第１の局面による電池端子用接続板において、好ましくは、鍔部は、第２穴部を周状に囲むように環状に形成されている。このように構成すれば、基材の上面上または下面上で第２穴部を囲むように鍔部を配置させることができるので、鍔部を基材の上面上または下面上に十分に係止させることができる。これにより、電池端子接続部が基材から外れるのをより抑制することができる。
【００１６】
上記第１の局面による電池端子用接続板において、好ましくは、電池端子接続部において、鍔部の厚みは、基材の第２穴部の内周面に嵌め込まれる部分の厚み以上である。このように構成すれば、鍔部の強度を向上させることができるので、鍔部が厚み方向に変形するのを抑制することができる。これにより、電池端子接続部に、第２電池端子の挿入される方向に沿って外力が加えられた場合であっても、鍔部が厚み方向に変形することに起因して鍔部が基材の上面上または下面上に安定的に係止しなくなるのを抑制することができる。
【００１７】
上記第１の局面による電池端子用接続板において、好ましくは、基材の下面側から上面側に向かって、接続用穴部に第２電池端子が挿入されるように構成されており、鍔部は、少なくとも基材の上面上に配置されている。このように構成すれば、基材の上面上に配置された鍔部によって、基材の上面側から第２電池端子が挿入される側の基材の下面側に向かって、電池端子接続部が基材から外れる（脱落する）のを抑制することができる。
【００１８】
上記第１の局面による電池端子用接続板において、好ましくは、鍔部は、基材の上面上に配置された第１鍔部と、基材の下面上に配置された第２鍔部とを有する。このように構成すれば、第１鍔部および第２鍔部を、それぞれ、基材の上面および下面に係止させることができるので、電池端子接続部が基材から外れるのを確実に抑制することができる。
【００１９】
この場合、好ましくは、基材の下面側から上面側に向かって、接続用穴部に第２電池端子が挿入されるように構成されており、電池端子接続部において、第２鍔部の厚みは、第１鍔部の厚みよりも小さい。このように構成すれば、基材の下面側から上面側に向かって接続用穴部に第２電池端子が挿入されたとしても、第２鍔部の厚みが小さい（薄い）分、基材の下面と第２電池端子との挿入方向に沿った距離を近づけることができる。これにより、第２電池端子を基材の第２穴部に電池端子接続部を介して確実に配置することができる。
【００２０】
上記第１の局面による電池端子用接続板において、好ましくは、電池端子接続部は、第１層と、第２層と、第１層の接続用穴部側に配置され、第１層を構成する第２金属に比べて高い耐食性を有する第４金属からなる第３層とから構成されている。このように構成すれば、第１層の接続用穴部側に配置され、第２金属に比べて高い耐食性を有する第４金属からなる第３層によって、第２金属からなる第１層が腐食するのを抑制することができる。
【００２１】
この場合、好ましくは、電池端子接続部の第３層を構成する第４金属は、第２電池端子を構成する第２金属よりも、レーザ溶接に用いられるレーザ光を吸収する金属材料により構成されている。このように構成すれば、レーザ溶接によって電池端子接続部と電池端子接続部の接続用穴部に挿入された第２電池端子とを接合する場合に、接続用穴部側に配置された第３層がレーザ光を多く吸収して容易に発熱することができるので、第３層を設けていない場合と比べて、より容易に、接続用穴部内において電池端子接続部と第２電池端子とをレーザ溶接することができる。
【００２２】
上記電池端子接続部が第１層と第２層と第３層とから構成されている電池端子用接続板において、好ましくは、第３金属と第４金属とは、同一の金属からなる。このように構成すれば、製造プロセスにおいて、板状の電池端子接続部を基板の上面上または下面上に重ねた後、プレス加工などにより第２穴部の内周面に沿うように変形させて、第２穴部の内周面に嵌め込む場合、板状の電池端子接続部の一方表面に位置する第３金属からなる第２層と、この電池端子接続部の他方表面に位置する第４金属からなる第３層とは金属的な性質が互いに同じとなる。したがって、第２層が本来の第３層側である接続用穴部側に、第３層が本来の第２層側である第２穴部の内周面側にそれぞれ位置するように板状の電池端子接続部が第２穴部に誤って嵌め込まれた場合であっても、誤って配置された第２層によって、本来の第３層の効果である第２金属からなる第１層が腐食することを抑制するという効果を発揮させることができる。また同様に、誤って配置された第３層によって、本来の第２層の効果である第１金属からなる基材と第２金属からなる第１層とが反応することを抑制するという効果を発揮させることができる。
【００２３】
上記第１の局面による電池端子用接続板において、好ましくは、基材の第１穴部は、電池端子接続部を介さずに第１電池端子が挿入されるように構成されており、基材の第２穴部は、電池端子接続部を介して第２電池端子が挿入されるように構成されている。このように構成すれば、基材の第１穴部では電池端子接続部を介さずに第１電池端子が挿入されるので、第１穴部に電池端子接続部を配置しない分、部品点数を減少させることができる。
【００２４】
この発明の第２の局面による電池端子用接続板の製造方法は、第１金属からなる第１電池端子が挿入される第１穴部と、第１金属とは異なる第２金属からなる第２電池端子が挿入される第２穴部とを、第１金属と同一の金属からなる板状の基材に設ける工程と、第２金属と同一の金属からなる第１層と、第１金属および第２金属とは異なる第３金属からなる第２層とから少なくとも構成された板状部材を準備する工程と、板状部材の第２層側が基材の第２穴部と基材の上面の一部とを覆うように配置した状態でプレス加工することによって、第２電池端子が挿入される接続用穴部と、基材の上面上および下面上の少なくともいずれか一方に配置された鍔部とを含むとともに、基材の第２穴部の内周面に嵌め込まれた電池端子接続部を形成する工程とを備える。
【００２５】
この発明の第２の局面による電池端子用接続板の製造方法では、上記のように、基材の上面上および下面上の少なくともいずれか一方に鍔部を形成することによって、鍔部を基材の上面および下面の少なくとも一方に係止させることができるので、電池端子接続部が基材から外れるのを抑制することができる。また、板状部材の第２層側が基材の第２穴部と基材の上面の一部とを覆うように配置した状態でプレス加工することによって、第２電池端子が挿入される接続用穴部を形成しつつ、電池端子接続部を基材の第２穴部の内周面に容易に嵌め込むことができる。また、第１穴部と第２穴部とを第１金属と同一の金属からなる板状の基材に設ける工程と、第２金属と同一の金属からなり、基材とは反対側に配置される第１層を含み、基材の第２穴部の内周面に嵌め込まれる電池端子接続部を形成する工程とを備えることによって、第１電池端子と基材とを、同一の第１金属同士で接合することができるとともに、第２電池端子と電池端子接続部の第１層とを、同一の第２金属同士で接合することができる。これにより、第１電池端子と基材との接合位置および第２電池端子と電池端子接続部の第１層との接合位置における電気抵抗を、共に小さくすることができる。また、第２金属と同一の金属からなる第１層と、第１金属および第２金属とは異なる第３金属からなる第２層とから少なくとも構成された板状部材を準備する工程を備えることによって、基材を構成する第１金属と第１層を構成する第２金属とが直接接触した際に第１金属と第２金属とが反応するように構成されている場合であっても、基材と第１層との間に配置された第２層によって第１金属と第２金属とが反応するのを抑制することができる。
【００２６】
上記第２の局面による電池端子用接続板の製造方法において、好ましくは、電池端子接続部を形成する工程の後に、拡散焼鈍することによって、基材と電池端子接続部の第２層との界面に、基材を構成する第１金属と、第２層を構成する第３金属とからなる合金を含む金属間化合物層を形成する工程をさらに備える。このように構成すれば、拡散焼鈍によって形成された金属間化合物層によって、基材と電池端子接続部との接合強度を向上させることができるので、電池端子接続部が基材から外れるのをより一層抑制することができる。
【００２７】
上記第２の局面による電池端子用接続板の製造方法において、好ましくは、板状部材を準備する工程は、第２金属からなる第１金属板と、第３金属からなる第２金属板とを所定の圧力を加えて接合することによって、クラッド材からなる板状部材を形成する工程を含む。このように構成すれば、容易に、第１層と第２層とから少なくとも構成された電池端子接続部を形成することができる。また、第１層の表面上に第２層を構成する第３金属をめっきする場合と異なり、第２層の厚みを容易に調整することができる。
【００２８】
上記第２の局面による電池端子用接続板の製造方法において、好ましくは、電池端子接続部を形成する工程は、円形または円環状の板状部材の第２層側が基材の第２穴部と基材の上面の一部とを覆うように配置した状態でプレス加工することによって、鍔部と接続用穴部とを含むとともに、基材の第２穴部の内周面に嵌め込まれた電池端子接続部を形成する工程を含む。このように構成すれば、第２穴部の周辺領域を第２穴部から離れる方向に周状に覆うことができるので、第２穴部から離れる方向に周状に配置される電池端子接続部の鍔部を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン電池接続体の構成を示した斜視図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン電池接続体に取り付けられるバスバーの構成を示した斜視図である。
【図３】図２の５００−５００線に沿った断面図である。
【図４】図２の６００−６００線に沿った断面図である。
【図５】本発明の第１実施形態によるバスバーに形成された接続用穴部周辺の構造を示した上面図である。
【図６】本発明の第１実施形態によるバスバーの穴部と接続部との接合状態を示した拡大断面図である。
【図７】図１の７００−７００線に沿った断面図である。
【図８】図１の８００−８００線に沿った断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態によるバスバーの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１０】本発明の第１実施形態によるバスバーの製造プロセスを説明するための上面図である。
【図１１】本発明の第１実施形態によるバスバーの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１２】本発明の第１実施形態の変形例によるバスバーの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１３】本発明の第１実施形態の変形例によるバスバーの製造プロセスを説明するための上面図である。
【図１４】本発明の第２実施形態によるバスバーのうち、接続部が配置されている側の穴部を示した断面図である。
【図１５】本発明の第２実施形態によるバスバーの穴部と接続部との接合状態を示した拡大断面図である。
【図１６】本発明の第２実施形態によるバスバーの接続用穴部とリチウムイオン電池の負極側端子とが溶接された状態を示した断面図である。
【図１７】本発明の第２実施形態によるバスバーの製造プロセスを説明するための断面図である。
【図１８】本発明の第２実施形態によるバスバーの製造プロセスを説明するための断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３１】
（第１実施形態）
まず、図１〜図８を参照して、本発明の第１実施形態によるリチウムイオン電池接続体１００の構造について説明する。
【００３２】
本発明の第１実施形態によるリチウムイオン電池接続体１００は、電気自動車（ＥＶ、ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）や、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ、ｈｙｂｒｉｄ  ｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｖｅｈｉｃｌｅ）、住宅蓄電システムなどに用いられる大型の電池システムである。このリチウムイオン電池接続体１００は、図１に示すように、複数のリチウムイオン電池１が複数のバスバー２によって電気的に接続されることによって構成されている。なお、バスバー２は、本発明の「電池端子用接続板」の一例である。
【００３３】
具体的には、リチウムイオン電池接続体１００では、リチウムイオン電池１が所定の方向（Ｘ方向）に沿って３つずつ配置されている。このリチウムイオン電池１は、Ａｌからなる正極側端子１ａと、Ｃｕからなる負極側端子１ｂとを含んでいる。この正極側端子１ａおよび負極側端子１ｂは、共に、約４．８ｍｍの直径Ｌ１を有してＺ方向に延びる円柱部分を有している。なお、正極側端子１ａは、本発明の「第１電池端子」の一例であり、負極側端子１ｂは、本発明の「第２電池端子」の一例である。また、Ａｌは、本発明の「第１金属」の一例であり、Ｃｕは、本発明の「第２金属」の一例である。
【００３４】
また、３つのリチウムイオン電池１における各々の正極側端子１ａと、一方側で隣接する３つのリチウムイオン電池１における各々の負極側端子１ｂとが、１つのバスバー２によって電気的に接続されている。また、３つのリチウムイオン電池１における各々の負極側端子１ｂと、他方側で隣接する３つのリチウムイオン電池１における各々の正極側端子１ａとが、１つのバスバー２によって電気的に接続されている。これにより、リチウムイオン電池接続体１００では、３つのリチウムイオン電池１が並列に接続されているとともに、並列に接続された３つのリチウムイオン電池１を１単位として各々が直列に接続されている。
【００３５】
バスバー２は、図２に示すように、正極側端子１ａと同一の金属であるＡｌからなる基材３と、接続部４とを備えた板状の部材である。また、バスバー２（基材３）は、Ｘ方向と直交する方向（Ｙ方向）に約５０ｍｍの幅Ｗを有するとともに、厚み方向（Ｚ方向）に約２ｍｍの厚みｔ１を有している。なお、接続部４は、本発明の「電池端子接続部」の一例である。
【００３６】
また、基材３には、リチウムイオン電池１の正極側端子１ａが各々配置される３つの穴部３０と、リチウムイオン電池１の負極側端子１ｂおよび接続部４が各々配置される３つの穴部３１とが形成されている。この３つの穴部３０と３つの穴部３１とは、それぞれ、Ｘ方向に略等間隔で並ぶように配置されている。また、図３に示すように、穴部３０は、基材３を厚み方向（Ｚ方向）に貫通するように構成されているとともに、約５ｍｍの直径Ｌ２を有している。また、図４に示すように、穴部３１は、基材３を厚み方向に貫通するように構成されているとともに、約７ｍｍの直径Ｌ３を有している。なお、穴部３０および３１は、それぞれ、本発明の「第１穴部」および「第２穴部」の一例である。
【００３７】
ここで、第１実施形態では、基材３の穴部３０には接続部４が嵌め込まれていない一方、基材３の穴部３１には接続部４が嵌め込まれている。接続部４は、基材３における穴部３１の内周面３１ａに沿うように嵌め込まれる円筒部４ａと、基材３の上面３ａ上（Ｚ１側）で、穴部３１のＺ１側の開口端３１ｂの周辺領域を周状に囲むように円環状に形成された鍔部４ｂとを有している。また、円筒部４ａと鍔部４ｂとは、開口端３１ｂに対応する位置で互いに接続されている。
【００３８】
また、図５に示すように、鍔部４ｂは、穴部３１の中心と略同一の中心を有する。また、鍔部４ｂの外径Ｌ４は、約９ｍｍになるように構成されている。つまり、鍔部４ｂは、穴部３１のＺ１側の開口端３１ｂから離れる方向（半径方向）に約１ｍｍの長さＬ５（図４参照）分だけ延びるように形成されている。
【００３９】
ここで、第１実施形態では、図４に示すように、接続部４は、負極側端子１ｂと同一の金属（Ｃｕ）からなるＣｕ層４０と、Ｎｉ層４１とが接合された２層構造のクラッド材からなる。また、接続部４のＮｉ層４１は、穴部３１の内周面３１ａおよび基材３の上面３ａと接合している。なお、Ｃｕ層４０およびＮｉ層４１は、それぞれ、本発明の「第１層」および「第２層」の一例である。また、Ｎｉは、本発明の「第３金属」の一例である。
【００４０】
また、穴部３１の内部に配置された接続部４の円筒部４ａにおいて、Ｃｕ層４０は、約１０００μｍの厚みｔ２を有するとともに、Ｎｉ層４１は、約２０μｍの厚みｔ３を有している。つまり、Ｃｕ層４０の厚みｔ２（約１０００μｍ）は、Ｎｉ層４１の厚みｔ３（約２０μｍ）よりも大きい。また、基材３の上面３ａに配置された接続部４の鍔部４ｂにおいて、Ｃｕ層４０は、円筒部４ａにおけるＣｕ層４０の厚みｔ２よりも大きい厚みを有するとともに、Ｎｉ層４１は、円筒部４ａにおけるＮｉ層４１の厚みｔ３よりも大きい厚みを有している。つまり、鍔部４ｂにおける接続部４の厚みｔ４は、円筒部４ａにおける接続部４の厚みｔ５（＝ｔ２＋ｔ３）よりも大きい。なお、接続部４の円筒部４ａにおけるＣｕ層４０の厚みｔ２と、Ｎｉ層４１の厚みｔ３との比率（約５０：１）は、鍔部４ｂにおけるＣｕ層４０の厚みと、Ｎｉ層４１の厚みとの比率と略同一になるように構成されている。
【００４１】
また、穴部３１の内部には、接続部４のＣｕ層４０の内周面４０ａによって接続用穴部４２が形成されている。接続用穴部４２は、リチウムイオン電池１の負極側端子１ｂ(図１参照)が挿入されるように構成されている。また、接続用穴部４２は、基材３を厚み方向（Ｚ方向）に貫通するとともに、約５ｍｍの直径Ｌ６を有している。
【００４２】
また、第１実施形態では、図６に示すように、接続部４のＮｉ層４１と穴部３１の内周面３１ａとの界面と、接続部４のＮｉ層４１と基材３の上面３ａとの界面とに金属間化合物層５が形成されている。金属間化合物層５は、Ｎｉ層４１のＮｉと、基材３のＡｌとが反応することによって形成されたＡｌ−Ｎｉ合金を含んでいる。また、金属間化合物層５は、約１μｍ以上約５μｍ以下の厚みｔ６を有している。
【００４３】
また、金属間化合物層５のＡｌ−Ｎｉ合金は、接続部４と基材３との間の電気伝導性を向上させることが可能である。また、Ａｌ−Ｎｉ合金は、基材３のＡｌと接続部４のＣｕ層４０のＣｕとが反応することによって形成されるＡｌ−Ｃｕ合金よりも、基材３と接続部４との接合強度を向上させることが可能である。なお、金属間化合物層５の厚みｔ６は非常に小さいので、図６および図１５以外の図面において、金属間化合物層５の図示を省略している。
【００４４】
また、図７に示すように、穴部３０に下面３ｂ側（Ｚ２側）から挿入された正極側端子１ａと、基材３の穴部３０の内周面３０ａとは、レーザ溶接によって形成されたＡｌからなる溶接部６を介して互いに接合されている。つまり、正極側端子１ａの直径Ｌ１（約４．８ｍｍ）と穴部３０の直径Ｌ２（約５ｍｍ）との間に、約０．１ｍｍの厚みを有する溶接部６が形成されている。また、溶接部６は、穴部３０におけるＺ方向の中央近傍まで設けられている。
【００４５】
また、図８に示すように、接続用穴部４２に下面３ｂ側（Ｚ２側）から挿入された負極側端子１ｂと、接続部４のＣｕ層４０の内周面４０ａとは、レーザ溶接によって形成されたＣｕからなる溶接部７を介して互いに接合されている。つまり、負極側端子１ｂの直径Ｌ１（約４．８ｍｍ）と接続用穴部４２の直径Ｌ６（約５ｍｍ）との間に、約０．１ｍｍの厚みを有する溶接部７が形成されている。また、溶接部７は、接続用穴部４２におけるＺ方向の中央近傍まで設けられている。
【００４６】
次に、図１、図２および図６〜図１１を参照して、本発明の第１実施形態によるリチウムイオン電池接続体１００の製造プロセスについて説明する。
【００４７】
まず、所定の厚みを有するＣｕ板（図示せず）と、Ｃｕ板の厚みの約１／５０の厚みを有するＮｉ板（図示せず）とを準備する。そして、Ｃｕ板の下面（Ｚ２側の面）にＮｉ板を配置した状態で、Ｃｕ板とＮｉ板とを所定の圧力を加えた状態で接合する。これにより、図９に示すように、ＣｕからなるＣｕ層１４０と、ＮｉからなるＮｉ層１４１とが接合された板状のクラッド材１０４が形成される。この際、Ｃｕ層１４０の厚みとＮｉ層１４１の厚みとの比率は、約５０：１になるように形成される。その後、図１０に示すように、形成した板状のクラッド材１０４を約９ｍｍの直径Ｌ４を有する円板状に成形する。なお、クラッド材１０４は、本発明の「板状部材」の一例である。
【００４８】
また、図９に示すように、Ａｌからなる基材３を準備する。なお、基材３は、約５０ｍｍの幅Ｗ（図２参照）を有するとともに、約２ｍｍの厚みｔ１を有している。そして、基材３の所定の位置に、約５ｍｍの直径Ｌ２を有する３つの穴部３０（図２および図３参照）と、約６ｍｍの直径Ｌ７を有する３つの穴部１３１とを形成する。なお、穴部１３１の直径Ｌ７（約６ｍｍ）は、バスバー２（完成品）における基材３の穴部３１の直径Ｌ３（約７ｍｍ）よりも小さくなるように形成する。
【００４９】
そして、図１０に示すように、平面的に見て（上方（Ｚ１側）から見て）、基材３における穴部１３１の中心と円板状のクラッド材１０４の中心とが略一致するように、上方（Ｚ１側）からクラッド材１０４を基材３の上面３ａ上に配置する。これにより、クラッド材１０４は、基材３の穴部１３１の開口端１３１ｂの全体と基材３の上面３ａのうち、穴部１３１の開口端１３１ｂから離れる方向（半径方向）に長さＬ５（約１ｍｍ）分だけ覆うように配置される。
【００５０】
その後、クラッド材１０４の上面（Ｚ１側の面）のうち、基材３の上面３ａに配置されている部分を上方（Ｚ１側）から押さえ部材２００で押さえる。なお、押さえ部材２００には、プレス加工時に約５ｍｍの直径Ｌ６を有する円柱状のプレス機２０１が挿入される穴部２００ａが形成されている。そして、プレス機２０１を用いて、クラッド材１０４をプレス加工する。この際、平面的に見て、円板状のクラッド材１０４の中心（基材３における穴部３１の中心）とプレス機２０１の中心とが略一致した状態で、プレス加工する。これにより、図１１に示すように、円板状のクラッド材１０４が、プレス機２０１によって貫通されながら基材３の穴部１３１の内周面１３１ａに沿って延びるように変形される。このようにして、穴部３１の内周面３１ａに沿うように嵌め込まれる円筒部４ａと、基材３の上面３ａ上で、穴部３１のＺ１側の開口端３１ｂの周辺領域を周状に囲むように円環状に形成された鍔部４ｂとから構成される接続部４が形成される。この際、接続部４には、円柱状のプレス機２０１の直径Ｌ６（約５ｍｍ）と略同一の直径を有する接続用穴部４２が形成される。
【００５１】
また、プレス加工により、基材３の穴部１３１（直径Ｌ７：約６ｍｍ（図９および図１０参照））の内径が広げられることによって、直径Ｌ３（約７ｍｍ）を有する穴部３１が形成される。また、接続部４の円筒部４ａにおいては、プレス加工によりクラッド材１０４の厚みが小さくなることによって、Ｃｕ層４０の厚みｔ２が約１０００μｍになるとともに、Ｎｉ層４１の厚みｔ３が約２０μｍになる。この際、Ｃｕ層４０の厚みと、Ｎｉ層４１の厚みとの比率（約５０：１）は保たれる。
【００５２】
そして、３つの穴部３１のすべてに接続部４を嵌め込んだ後、約２００℃以上約５８０℃以下の温度条件下で、かつ、無酸化雰囲気、還元雰囲気または水素雰囲気のいずれかの雰囲気中で、接続部４を接合させた基材３に対して拡散焼鈍を行う。これにより、接続部４のＮｉ層４１と基材３における穴部３１の内周面３１ａとの界面と、接続部４のＮｉ層４１と基材３の上面３ａとの界面とに、基材３のＡｌと接続部４のＮｉ層４１のＮｉとが拡散して反応する。この結果、Ｎｉ層４１と穴部３１の内周面３１ａとの界面と、Ｎｉ層４１と上面３ａとの界面とに、Ａｌ−Ｎｉ合金を主に含む金属間化合物層５（図６参照）が形成される。これにより、図２に示すバスバー２が製造される。
【００５３】
そして、バスバー２の３つの穴部３０の各々に、リチウムイオン電池１の正極側端子１ａを挿入する。そして、レーザ溶接機（図示せず）から発せられる約１０６４ｎｍの波長のレーザ光を用いてレーザ溶接する。これにより、図７に示すように、Ａｌからなる溶接部６が形成されるとともに、正極側端子１ａと基材３の穴部３０の内周面３０ａとが互いに接合される。また、接続部４のＣｕ層４０の内周面４０ａによって周囲が囲まれた３つの接続用穴部４２の各々に、リチウムイオン電池１の負極側端子１ｂを挿入する。そして、約１０６４ｎｍの波長のレーザ光を用いてレーザ溶接する。これにより、図８に示すように、Ｃｕからなる溶接部７が形成されるとともに、負極側端子１ｂと接続部４のＣｕ層４０の内周面４０ａとが互いに接合される。この結果、３つのリチウムイオン電池１の正極側端子１ａと、３つのリチウムイオン電池１の負極側端子１ｂとが電気的に接続される。
【００５４】
さらに、複数のバスバー２を用いて、３つのリチウムイオン電池１を１単位として各々を直列に接続する。このようにして、図１に示すリチウムイオン電池接続体１００が製造される。
【００５５】
第１実施形態では、上記のように、基材３の上面３ａ上で、穴部３１のＺ１側の開口端３１ｂの周辺領域を周状に囲む円環状の鍔部４ｂを形成することによって、鍔部４ｂを基材３の上面３ａに係止させることができるので、基材３の上面３ａ側（Ｚ１側）から基材３の下面３ｂ側（Ｚ２側）に向かって、接続部４が基材３から外れる（脱落する）のを抑制することができる。また、Ａｌからなる板状の基材３に穴部３０と穴部３１とを形成するとともに、基材３の穴部３１の内周面３１ａにＣｕ層４０を含む接続部４を嵌め込むことによって、正極側端子１ａと基材３とを、同一のＡｌ同士で接合することができるとともに、負極側端子１ｂと接続部４のＣｕ層４０とを、同一のＣｕ同士で接合することができる。これにより、正極側端子１ａと基材３との接合位置および負極側端子１ｂと接続部４のＣｕ層４０との接合位置における電気抵抗を、共に小さくすることができる。
【００５６】
また、第１実施形態では、上記のように、接続部４を、ＣｕからなるＣｕ層４０と、Ｎｉ層４１とが接合された２層構造のクラッド材からなるように構成することによって、基材３を構成するＡｌとＣｕ層４０を構成するＣｕとが直接接触した際にＡｌとＣｕとが反応するように構成されている場合であっても、基材３とＣｕ層４０との間に配置されたＮｉ層４１によって基材３とＣｕ層４０とが反応するのを抑制することができる。また、Ｃｕ板とＮｉ板とを所定の圧力を加えて接合することによって、容易に、Ｃｕ層４０とＮｉ層４１とから構成された接続部４を形成することができる。また、Ｃｕ層４０の表面上にＮｉ層４１を構成するＮｉをめっきする場合と異なり、Ｎｉ層４１の厚みｔ３を容易に大きくすることができる。
【００５７】
また、第１実施形態では、上記のように、拡散焼鈍することによって、接続部４のＮｉ層４１と基材３における穴部３１の内周面３１ａとの界面と、Ｎｉ層４１と基材３の上面３ａとに、Ａｌ−Ｎｉ合金を主に含む金属間化合物層５を形成することによって、拡散焼鈍によって形成された金属間化合物層５によって、基材３の穴部３１の内周面３１ａと接続部４との接合強度と、基材３の上面３ａと接続部４との接合強度とを共に向上させることができる。これにより、接続部４が基材３から外れるのをより一層抑制することができる。
【００５８】
また、第１実施形態では、上記のように、基材３がＡｌからなり、接続部４のＣｕ層４０がＣｕからなり、接続部４のＮｉ層４１がＮｉからなるように構成することによって、ＮｉからなるＮｉ層４１によって、Ａｌ（基材３）と、Ｃｕ（接続部４のＣｕ層４０）とが直接接触するのを抑制することができる。これにより、基材３と接続部４のＣｕ層４０との境界部分に水滴などが浸入することによりＡｌが腐食することを、基材３とＣｕ層４０との間に配置されたＮｉからなるＮｉ層４１によって抑制することができる。
【００５９】
また、第１実施形態では、上記のように、接続部４のＮｉ層４１が、少なくとも約２０μｍの厚みｔ３を有するように構成することによって、接続部４のＣｕ層４０と基材３とが接触するのをＮｉからなるＮｉ層４１によって十分に抑制することができるとともに、接続部４を基材３の穴部３１の内周面３１ａに嵌め込む際に、Ｎｉ層４１の厚みｔ３が小さすぎることに起因してＮｉ層４１が破断するのを抑制することができる。
【００６０】
また、第１実施形態では、上記のように、Ｃｕ層４０の厚みｔ２（約１０００μｍ）を、Ｎｉ層４１の厚みｔ３（約２０μｍ）よりも大きくすることによって、ＣｕはＮｉよりも電気抵抗が小さい性質を有するので、Ｃｕ層４０の厚みｔ２をＮｉ層４１の厚みｔ３よりも大きく構成していても、接続部４における電気抵抗がＣｕ層４０の厚みｔ２に起因して過度に増加することを抑制することができる。
【００６１】
また、第１実施形態では、上記のように、鍔部４ｂを、穴部３１のＺ１側の開口端３１ｂの周辺領域を周状に囲むように円環状に形成することによって、基材３の上面３ａ上で穴部３１を囲むように鍔部４ｂを配置させることができるので、鍔部４ｂを基材３の上面３ａ上に十分に係止させることができる。これにより、接続部４が基材３から外れるのをより抑制することができる。
【００６２】
また、第１実施形態では、上記のように、鍔部４ｂにおける接続部４の厚みｔ４を、円筒部４ａにおける接続部４の厚みｔ５よりも大きくすることによって、鍔部４ｂの強度を向上させることができるので、鍔部４ｂが厚み方向に変形するのを抑制することができる。これにより、接続部４に負極側端子１ｂの挿入される方向（Ｚ方向）に沿って外力が加えられた場合であっても、鍔部４ｂが厚み方向に変形することに起因して鍔部４ｂが基材３の上面３ａ上に安定的に係止しなくなるのを抑制することができる。
【００６３】
また、第１実施形態では、上記のように、基材３の穴部３０には接続部４が嵌め込まれていない一方、基材３の穴部３１には接続部４が嵌め込まれるように構成することによって、基材３の穴部３０では接続部４を介さずに正極側端子１ａが挿入されるので、穴部３０に接続部４を配置しない分、部品点数を減少させることができる。
【００６４】
また、第１実施形態では、上記のように、基材３における穴部１３１の中心と円板状のクラッド材１０４の中心とが略一致するように、上方（Ｚ１側）からクラッド材１０４を基材３の上面３ａ上に配置した状態でプレス加工することによって、負極側端子１ｂが挿入される接続用穴部４２を形成しつつ、接続部４を基材３の穴部３１の内周面３１ａに容易に嵌め込むことができるとともに、穴部３１から離れる方向（半径方向）に周状に配置される接続部４の鍔部４ｂを容易に形成することができる。
【００６５】
（第１実施形態の変形例）
次に、図１１〜図１３を参照して、本発明の第１実施形態の変形例について説明する。この第１実施形態の変形例では、接続部４の製造プロセスにおいて、上記第１実施形態の円板状のクラッド材１０４の代わりに、平面的に見て円環状の形状を有するクラッド材３０４を用いる場合について説明する。なお、クラッド材３０４は、本発明の「板状部材」の一例である。
【００６６】
本発明の第１実施形態の変形例によるリチウムイオン電池接続体１００の製造プロセスでは、第１実施形態の製造プロセスと同様に、図１２に示すように、ＣｕからなるＣｕ層１４０と、ＮｉからなるＮｉ層１４１とが接合された板状のクラッド材３０４を形成する。この場合、図１３に示すように、形成した板状のクラッド材３０４を、平面的に見て円環状の形状を有するように成形する。具体的には、クラッド材３０４を、約９ｍｍの外径Ｌ４を有するように成形するとともに、クラッド材３０４の中央部に約４ｍｍの内径Ｌ８を有する貫通孔３４３を形成する。
【００６７】
そして、図１２に示すように、基材３における穴部１３１の中心と円環状のクラッド材３０４の中心とが略一致するように、上方（Ｚ１側）からクラッド材３０４を基材３の上面３ａ上に配置する。その後、クラッド材３０４の上面（Ｚ１側の面）のうち、基材３の上面３ａに配置されている部分を上方から押さえ部材２００で押さえる。そして、約５ｍｍの直径Ｌ６を有する円柱状のプレス機２０１を用いて、クラッド材１０４をプレス加工する。この際、平面的に見て、円環状のクラッド材３０４の中心（基材３における穴部１３１の中心）とプレス機２０１の中心とが略一致した状態で、プレス加工する。これにより、図１１に示すように、クラッド材３０４が、プレス機２０１によって貫通孔３４３の直径を広げながら基材３の穴部１３１の内周面１３１ａに沿って延びるように変形される。このようにして、穴部３１の内周面３１ａに沿うように接合される円筒部４ａと、基材３の上面３ａの一部を覆うように形成された円環状の鍔部４ｂとから構成される接続部４が形成される。なお、本発明の第１実施形態の変形例のその他の製造プロセスについては、第１実施形態と同様である。
【００６８】
また、本発明の第１実施形態の変形例の効果については、第１実施形態と同様である。
【００６９】
（第２実施形態）
次に、図６および図１４〜図１８を参照して、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態によるバスバー４０２では、上記第１実施形態に加えて、基材３の下面３ｂ側にも鍔部４０４ｃが設けられている場合について説明する。なお、バスバー４０２は、本発明の「電池端子用接続板」の一例であり、鍔部４０４ｃは、本発明の「第２鍔部」の一例である。
【００７０】
まず、図６および図１４〜図１６を参照して、本発明の第２実施形態によるバスバー４０２の構造について説明する。
【００７１】
本発明の第２実施形態によるバスバー４０２では、図１４に示すように、基材３の穴部３１に接続部４０４が嵌め込まれている。接続部４０４は、円筒部４ａと、鍔部４ｂと、基材３の下面３ｂ（Ｚ２側）上で、穴部３１のＺ２側の開口端３１ｃの周辺領域を周状に囲むように円環状に形成された鍔部４０４ｃとを有している。また、円筒部４ａと鍔部４ｂとが開口端３１ｂに対応する位置で互いに接続されているとともに、円筒部４ａと鍔部４０４ｃとが開口端３１ｃに対応する位置で互いに接続されている。なお、接続部４０４は、本発明の「電池端子接続部」の一例であり、鍔部４ｂは、本発明の「第１鍔部」の一例である。
【００７２】
ここで、第２実施形態では、接続部４０４は、負極側端子１ｂと同一の金属（Ｃｕ）からなるＣｕ層４０と、Ｎｉ層４１と、接続用穴部４２側（Ｃｕ層４０のＮｉ層４１とは反対側）に形成されたＮｉ層４４４とが接合された３層構造のクラッド材からなる。つまり、Ｎｉ層４１とＮｉ層４４４とは、同一の金属（Ｎｉ）からなるとともに、Ｃｕ層４０を挟み込むように、接続部４０４の一方表面と他方表面とにそれぞれ形成されている。このＮｉ層４４４およびＮｉ層４１は、Ｃｕ層４０と比べて高い耐食性を有している。さらに、Ｎｉ層４４４は、リチウムイオン電池１の負極側端子１ｂと接続部４０４とがレーザ溶接される際のレーザ光（波長：約１０６４ｎｍ）を、Ｃｕ層４０の約３倍吸収するように構成されている。なお、Ｎｉ層４４４は本発明の「第３層」の一例であり、Ｎｉは、本発明の「第４金属」の一例である。
【００７３】
また、穴部３１の内部に配置された接続部４０４の円筒部４ａと、基材３の下面３ｂに配置された鍔部４０４ｃとにおいて、Ｎｉ層４４４は、約１０μｍの厚みｔ７を有している。また、鍔部４０４ｃにおいて、Ｃｕ層４０の厚みおよびＮｉ層４１の厚みは、それぞれ、円筒部４ａにおけるＣｕ層４０の厚みｔ２（約１０００μｍ）およびＮｉ層４１の厚みｔ３（約２０μｍ）と略同一である。また、基材３の上面３ａに配置された鍔部４ｂにおいて、Ｎｉ層４４４は、円筒部４ａおよび鍔部４０４ｃにおける厚みｔ７（約１０μｍ）よりも大きい厚みを有している。つまり、円筒部４ａの厚みｔ８および鍔部４０４ｃの厚みｔ９は、鍔部４ｂの厚みｔ１０よりも小さい。なお、接続部４０４の円筒部４ａおよび鍔部４０４ｃにおけるＣｕ層４０の厚みｔ２と、Ｎｉ層４１の厚みｔ３と、Ｎｉ層４４４の厚みｔ７の比率（約１００：２：１）は、鍔部４ｂにおけるＣｕ層４０の厚みと、Ｎｉ層４１の厚みと、Ｎｉ層４４４の厚みとの比率と略同一になるように構成されている。
【００７４】
また、図１５に示すように、接続部４０４のＮｉ層４１と穴部３１の内周面３１ａとの界面と、接続部４０４のＮｉ層４１と基材３の上面３ａとの界面（図６参照）とだけでなく、接続部４０４のＮｉ層４１と基材３の下面３ｂとの界面にも、Ａｌ−Ｎｉ合金を含む金属間化合物層５が形成されている。
【００７５】
また、図１６に示すように、接続用穴部４２に挿入された負極側端子１ｂと、接続部４０４のＣｕ層４０とは、レーザ溶接によって形成されたＣｕからなる溶接部４０８を介して互いに接合されている。つまり、負極側端子１ｂの直径Ｌ１（約４．８ｍｍ）と接続用穴部４２の直径Ｌ６（約５ｍｍ）との間に、約０．１ｍｍの厚みを有する溶接部４０８が形成されている。
【００７６】
ここで、溶接部４０８が形成されている部分に位置するＮｉ層４４４は、溶接の際に溶解するように構成されている。これにより、接続部４０４のＣｕ層４０のＣｕと、負極側端子１ｂのＣｕとが直接接触した状態で接合されるように構成されている。なお、溶接部４０８には、Ｎｉ層４４４のＮｉと、Ｃｕ層４０および負極側端子１ｂのＣｕとが反応することによって形成された、Ｃｕ−Ｎｉ合金が含まれている。なお、第２実施形態のその他の構成については、上記第１実施形態と同様である。
【００７７】
次に、図６、図１５、図１７および図１８を参照して、本発明の第２実施形態によるバスバー４０２の製造プロセスについて説明する。
【００７８】
まず、所定の厚みを有するＣｕ板（図示せず）と、Ｃｕ板の厚みの約１／５０の厚みを有する第１Ｎｉ板（図示せず）と、Ｃｕ板の厚みの約１／１００の厚みを有する第２Ｎｉ板（図示せず）とを準備する。そして、Ｃｕ板の下面（Ｚ２側の面）に第１Ｎｉ板を配置するとともに、Ｃｕ板の上面（Ｚ１側の面）に第２Ｎｉ板を配置した状態で、Ｃｕ板と一対のＮｉ板とを所定の圧力を加えた状態で接合する。これにより、第１Ｎｉ板に対応するＮｉ層４１と、Ｃｕ板に対応するＣｕ層４０と、第２Ｎｉ板に対応するＮｉ層４４４とが接合された板状のクラッド材が形成される。この際、Ｎｉ層４１の厚みと、Ｃｕ層の厚み４０と、Ｎｉ層４４４の厚みとの比率は、約２：１００：１になるように形成される。その後、形成した板状のクラッド材を約９ｍｍの直径を有する円板状に成形する。
【００７９】
そして、平面的に見て、基材３の中心と円板状のクラッド材の中心とが略一致するように、上方（Ｚ１側）からクラッド材を基材３の上面３ａ上に配置する。その後、クラッド材の上面（Ｚ１側の面）のうち、基材３の上面３ａに配置されている部分を上方から押さえ部材２００で押さえる。そして、約５ｍｍの直径Ｌ６を有する円柱状のプレス機２０１を用いて、クラッド材をプレス加工する。これにより、円板状のクラッド材が、プレス機２０１によって貫通されながら基材３の穴部の内周面に沿って延びるように変形される。このようにして、図１７に示すように、穴部３１の内周面３１ａに沿うように接合される円筒部４ａと、基材３の上面３ａ上で、穴部３１のＺ１側の開口端３１ｂの周辺領域を周状に囲むように円環状に形成された鍔部４ｂと、穴部３１から下方（Ｚ２側）に突き出した突出部分４０４ｄとから構成される接続部４０４が形成される。
【００８０】
そして、図１８に示すように、突出部分４０４ｄを下方から押圧部材２０２を用いて押圧することによって、接続部４０４が穴部３１のＺ２側の開口端３１ｃにおいて曲げられるとともに、基材３の下面３ｂに沿うように配置される。これにより、図１４に示すように、基材３の下面３ｂ上で、穴部３１のＺ２側の開口端３１ｃの周辺領域を周状に囲む円環状の鍔部４０４ｃが形成される。
【００８１】
そして、３つの穴部３１のすべてに接続部４０４を嵌め込んだ後、拡散焼鈍を行う。これにより、接続部４０４のＮｉ層４１と穴部３１の内周面３１ａとの界面（図６および図１５参照）と、接続部４０４のＮｉ層４１と基材３の上面３ａとの界面（図６参照）と、接続部４０４のＮｉ層４１と基材３の下面３ｂとの界面（図１５参照）とに、Ａｌ−Ｎｉ合金を主に含む金属間化合物層５が形成される。これにより、図１４に示すバスバー４０２が製造される。
【００８２】
そして、バスバー４０２における、接続部４０４のＮｉ層４４４によって周囲が囲まれた３つの接続用穴部４２の各々に、リチウムイオン電池１の負極側端子１ｂ（図１６参照）を挿入する。そして、約１０６４ｎｍの波長のレーザ光を用いてレーザ溶接する。これにより、図１６に示すように、主にＣｕからなるとともにＣｕ−Ｎｉ合金が含まれる溶接部４０８が形成されるとともに、負極側端子１ｂと接続部４０４のＣｕ層４０の内周面４０ａとが互いに接合される。この際、Ｎｉはレーザ光をＣｕの約３倍吸収するので、より容易に、負極側端子１ｂと接続部４０４のＣｕ層４０の内周面４０ａとを溶接することが可能である。なお、本発明の第２実施形態のその他の製造プロセスについては、第１実施形態と同様である。
【００８３】
第２実施形態では、上記のように、基材３の上面３ａ上で、穴部３１のＺ１側の開口端３１ｂの周辺領域を周状に囲む円環状の鍔部４ｂを形成するとともに、基材３の下面３ｂ上で、穴部３１のＺ２側の開口端３１ｃの周辺領域を周状に囲む円環状の鍔部４０４ｃを形成することによって、鍔部４ｂおよび４０４ｃを、それぞれ、基材３の上面３ａおよび下面３ｂに係止させることができるので、接続部４０４が基材３から外れるのをより抑制することができる。また、基材３の上面３ａおよび下面３ｂの両面に鍔部４ｂおよび４０４ｃを形成することによって、基材３の上面３ａまたは下面３ｂのいずれか一方のみに鍔部が形成されている場合と異なり、基材３の上面３ａおよび下面３ｂの区別なく、バスバー４０２を用いることができる。
【００８４】
また、第２実施形態では、上記のように、Ａｌからなる板状の基材３に穴部３０と穴部３１とを形成するとともに、基材３の穴部３１の内周面３１ａにＣｕ層４０を含む接続部４０４を嵌め込むことによって、正極側端子１ａと基材３との接合位置および負極側端子１ｂと接続部４０４のＣｕ層４０との接合位置における電気抵抗を、共に小さくすることができる。
【００８５】
また、第２実施形態では、上記のように、接続部４０４が、負極側端子１ｂと同一の金属であるＣｕからなるＣｕ層４０と、ＮｉからなるＮｉ層４１と、接続用穴部４２側（Ｃｕ層４０のＮｉ層４１とは反対側）に形成され、ＮｉからなるＮｉ層４４４とが接合された、３層構造のクラッド材からなるように構成することによって、基材３を構成するＡｌとＣｕ層４０を構成するＣｕとが直接接触した際にＡｌとＣｕとが反応するように構成されている場合であっても、基材３とＣｕ層４０との間に配置されたＮｉ層４１によって基材３とＣｕ層４０とが反応するのを抑制することができる。また、Ｃｕに比べて高い耐食性を有するＮｉからなるＮｉ層４４４によって、ＣｕからなるＣｕ層４０が腐食するのを抑制することができる。
【００８６】
また、第２実施形態では、上記のように、鍔部４０４ｃの厚みｔ９を、鍔部４ｂの厚みｔ１０よりも小さくすることによって、基材３の上面３ａ側（Ｚ１側）から基材３の下面３ｂ側（Ｚ２側）に向かって接続用穴部４２に負極側端子１ｂが挿入されたとしても、鍔部４０４ｃの厚みｔ９が小さい（薄い）分、基材３の下面３ｂと負極側端子１ｂとの挿入方向（Ｚ方向）に沿った距離を近づけることができる。これにより、負極側端子１ｂを基材３の穴部３１に接続部４０４を介して確実に配置することができる。
【００８７】
また、第２実施形態では、上記のように、Ｎｉ層４４４が、リチウムイオン電池１の負極側端子１ｂと接続部４０４とがレーザ溶接される際のレーザ光（波長：約１０６４ｎｍ）を、Ｃｕ層４０の約３倍吸収するＮｉからなるように構成することによって、接続用穴部４２側に配置されたＮｉ層４４４がレーザ光を多く吸収して容易に発熱することができるので、Ｎｉ層４４４を設けていない場合と比べて、より容易に、接続用穴部４２内において負極側端子１ｂと接続部４０４とをレーザ溶接することができる。
【００８８】
また、第２実施形態では、上記のように、Ｎｉ層４１とＮｉ層４４４とが、同一の金属（Ｎｉ）からなることによって、Ｎｉ層４１が本来のＮｉ層４４４側である接続用穴部４２側に、Ｎｉ層４４４が本来のＮｉ層４１側である穴部３１の内周面３１ａ側にそれぞれ位置するように板状のクラッド材１０４が穴部３１に誤って嵌め込まれた場合であっても、誤って配置されたＮｉ層４１によって、本来のＮｉ層４４４の効果であるＣｕ層４０が腐食することを抑制するという効果を発揮させることができる。また同様に、本来のＮｉ層４１側に誤って配置されたＮｉ層４４４によって、本来のＮｉ層４１の効果であるＡｌからなる基材３とＣｕ層４０とが反応することを抑制するという効果を発揮させることができる。なお、第２実施形態のその他の効果は、上記第１実施形態と同様である。
【００８９】
なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００９０】
たとえば、上記第１および第２実施形態では、Ａｌからなる基材３の穴部３１に、ＣｕおよびＮｉからなる接続部４（４０４）を嵌め込むことによって、バスバー２を形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、Ｃｕからなる基材の穴部に、ＡｌおよびＮｉからなる接続部材を嵌め込むことによって、バスバーを形成してもよい。
【００９１】
また、上記第１実施形態では、接続部４がＣｕ層４０とＮｉ層４１とが接合された２層構造のクラッド材からなる例を示すとともに、上記第２実施形態では、接続部４０４がＣｕ層４０とＮｉ層４１とＮｉ層４４４とが接合された３層構造のクラッド材からなる例を示したが、本発明はこれに限られない。たとえば、Ｃｕ板の上面および下面の少なくとも一方にＮｉめっきをすることによって、接続部がＣｕ層とＮｉメッキ層とから構成されていてもよい。
【００９２】
また、上記第２実施形態では、接続部４０４に、ＣｕからなるＣｕ層４０（第１層）と比べて、高い耐食性を有するＮｉからなるＮｉ層４４４（第３層）を形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、第１層の接続用穴部側に配置された第３層を、Ｃｕよりも高い耐食性を有する他の金属からなるように構成してもよい。
【００９３】
また、上記第１および第２実施形態では、バスバー２（４０２）（基材３（４０３））の幅Ｗを約５０ｍｍにするとともに、厚みｔ１を約２ｍｍにした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電池端子用接続板の幅および厚みは特に限定されない。なお、一般的にリチウムイオン電池接続体においては電池端子用接続板に大きな電流が流れるため、電池端子用接続板の電気抵抗は小さくする必要がある。このため、電池端子用接続板の幅および厚みは大きい方が好ましい。具体的には、電池端子用接続板の幅は約５０ｍｍ以上約２００ｍｍ以下であるのが好ましく、電池端子用接続板の厚みは約２ｍｍ以上約４ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００９４】
また、上記第１および第２実施形態では、接続部４（４０４）のＣｕ層４０の厚みｔ２を、約１０００μｍにするとともに、Ｎｉ層４１の厚みｔ３を、約２０μｍにした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、接続部４（４０４）のＣｕ層４０の厚みｔ２は、約５００μｍ以上であればよい。これにより、Ｃｕ層４０の厚みｔ２が十分に大きくすることが可能であるので、負極側端子１ｂと接続部４（４０４）とを確実に溶接することが可能である。また、Ｎｉ層４１の厚みｔ３は、約５μｍ以上であればよい。
【００９５】
また、上記第２実施形態では、接続部４０４のＮｉ層４４４の厚みｔ７を、約１０μｍにした例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、接続部４０４のＮｉ層４４４の厚みｔ７は、約５μｍ以上であればよい。これにより、接続部４０４を基材３の穴部３１の内周面３１ａに嵌め込む際に、Ｎｉ層４４４の厚みｔ７が小さすぎることに起因してＮｉ層４４４が破断するのを抑制することが可能である。
【００９６】
また、上記第１および第２実施形態では、基材３に、正極側端子１ａが挿入される穴部３０と、負極側端子１ｂが挿入される穴部３１とを共に３つずつ形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、基材３に、正極側端子１ａが挿入される穴部３０と、負極側端子１ｂが挿入される穴部３１とを、共に２つ以下形成してもよいし、４つ以上形成してもよい。
【００９７】
また、上記第１実施形態の変形例では、中央部に約４ｍｍの内径Ｌ８を有する貫通孔３４３が形成された円環状のクラッド材３０４を基材３にプレス加工した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、クラッド材３０４の貫通孔３４３の内径Ｌ８は、プレス機２０１の直径Ｌ６（約５ｍｍ）よりも小さければよい。なお、プレス加工によって確実に接続部４を形成するためには、貫通孔３４３の内径Ｌ８は、約４ｍｍ以下であるのが好ましい。
【００９８】
また、上記第１および第２実施形態では、拡散焼鈍することによって、基材３と接続部４（４０４）との界面に金属間化合物層５を形成した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、基材３と接続部との界面に金属間化合物層を形成しなくてもよい。これにより、製造プロセスを簡略化することが可能である。
【図１】
2012090668.tif 000003
【図２】
2012090668.tif 000004
【図３】
2012090668.tif 000005
【図４】
2012090668.tif 000006
【図５】
2012090668.tif 000007
【図６】
2012090668.tif 000008
【図７】
2012090668.tif 000009
【図８】
2012090668.tif 000010
【図９】
2012090668.tif 000011
【図１０】
2012090668.tif 000012
【図１１】
2012090668.tif 000013
【図１２】
2012090668.tif 000014
【図１３】
2012090668.tif 000015
【図１４】
2012090668.tif 000016
【図１５】
2012090668.tif 000017
【図１６】
2012090668.tif 000018
【図１７】
2012090668.tif 000019
【図１８】
2012090668.tif 000020
【国際調査報告】
2012090668.tif 000021
2012090668.tif 000022
2012090668.tif 000023
2012090668.tif 000024