(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｃｕの含有量が５．７重量％未満で、Ａｌを含む第１金属部材と、
Ａｌの含有量が９．４重量％未満で、Ｃｕを含む第２金属部材と、
前記第１金属部材と前記第２金属部材とを接合する接合部とを含み、
前記接合部は、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含み、
前記接合部は、ＴｉとＢとをさらに含む接合体。
【請求項２】
前記第１金属部材と前記第２金属部材のうち少なくとも一方が、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素と固溶体、若しくは、金属間化合物を形成する請求項１に記載の接合体。
【請求項３】
前記第１金属部材は、Ａｌを９９．５重量％以上含有し、前記第２金属部材は、Ｃｕを９９．９重量％以上含有する請求項１又は２に記載の接合体。
【請求項４】
Ｃｕの含有量が５．７重量％未満で、Ａｌを含む第１金属部材と、Ａｌの含有量が９．４重量％未満で、Ｃｕを含む第２金属部材との間に、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素と、Ｔｉと、Ｂとを含む接合材を配置する工程と、
前記接合材を溶融し、溶融部を形成する工程と、
前記溶融部を固化させることにより、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の接合体を得る工程と
を含む接合体の製造方法。
【請求項５】
前記溶融部の形成は、レーザー溶接法、電子ビーム溶接法、ＭＩＧアーク溶接法およびＴＩＧアーク溶接法から選択される溶融溶接法により行われる請求項４に記載の製造方法。
【請求項６】
Ｃｕの含有量が５．７重量％未満で、Ａｌを含む電極端子を各々が含む複数の素電池と、
前記複数の素電池の前記電極端子間を電気的に接続し、Ａｌの含有量が９．４重量％未満で、Ｃｕを含むバスバーとを備え、
前記電極端子は、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含む接合部を介して、前記バスバーに接合されており、
前記接合部は、ＴｉとＢとをさらに含む電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、接合体、接合体の製造方法および電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
異種金属材料を接合する方法の例としては、レーザー溶接法、ＴＩＧアーク溶接法などの溶融接合法が挙げられる。これらの方法では、接合部を被接合材料の一方または両方の溶融温度以上に加熱して、合金化を行う。その際、合金系によっては脆い金属間化合物が形成する場合があり、このような脆い金属間化合物を含んだ接合部では、十分な接合強度が得られないことがある。
【０００３】
アルミニウム（Ａｌ）材と銅（Ｃｕ）材とを溶融接合法によって直接溶接すると、溶融部の固化の際に、Ａｌ−３３重量％Ｃｕの組成にて、５４８℃で共晶反応が起き、接合部にラメラ状の共晶組織が形成される。このラメラ状の組織は、Ａｌ中にＣｕが固溶したα（Ａｌ）相とθ（ＣｕＡｌ2）相とを含んでいる。このθ（ＣｕＡｌ2）相は脆いので、この相を多量に含む接合部は、接合強度に著しく劣る。そのため、このような接合部を含む接合体は信頼性が低くなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１３７９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明が解決しようとする課題は、接合強度に優れ、信頼性の高い接合体およびその製造方法と、この接合体を用いた電池パックとを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る接合体は、第１金属部材と、第２金属部材と、接合部とを含む。第１金属部材は、Ａｌを含み、Ｃｕの含有量が５．７重量％未満である。第２金属部材は、Ｃｕを含み、Ａｌの含有量が９．４重量％未満である。接合部は、第１金属部材と第２金属部材とを接合する。また、接合部は、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含む。接合部は、ＴｉとＢとをさらに含む。
【０００７】
実施形態に係る接合体の製造方法は、上記接合体の製造方法に関するものである。当該製造方法は、第１金属部材と第２金属部材との間に接合材を配置する工程を含む。第１金属部材は、Ａｌを含み、Ｃｕの含有量が５．７重量％未満である。第２金属部材は、Ｃｕを含み、Ａｌの含有量が９．４重量％未満である。接合材は、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素と、Ｔｉと、Ｂとを含む。また、当該製造方法は、接合材を溶融し、溶接部を形成する工程を含む。更に、当該製造方法は、溶融部を固化させることにより、上記実施形態に係る接合体を得る工程を含む。
【０００８】
実施形態に係る電池パックは、複数の素電池とバスバーとを備えている。複数の素電池は、各々、電極端子を含む。電極端子は、Ａｌを含み、Ｃｕの含有量が５．７重量％未満である。バスバーは、複数の素電池の電極端子間を電気的に接続する。また、バスバーは、Ｃｕを含み、Ａｌの含有量が９．４重量％未満である。電極端子は、接合部を介して、バスバーに接合されている。接合部は、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含む。接合部は、ＴｉとＢとをさらに含む。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、第１実施形態に係る接合体の概略断面図である。
【図２】図２は、第３実施形態に係る接合体の製造方法の一工程を示した概略図である。
【図３】図３は、第３実施形態に係る接合体の製造方法の変形例の一工程を示した概略図である。
【図４】図４は、図３の接合体の製造方法により得られる接合体の概略断面図である。
【図５】図５は、第４実施形態に係る電池パックを概略的に示す分解斜視図である。
【図６】図６は、図５の電池パックの部分拡大図である。
【図７】図７は、図５の電池パックを上方から見た概略平面図である。
【図８】図８は、比較例で得られる接合体の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、実施形態を図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明において、同一又は類似した機能を発揮する構成要素には全ての図面を通じて同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１１】
また、以下の説明における各部材の電気伝導率（単位：％ＩＡＣＳ）は、国際標準軟銅線の電気伝導率を１００％ＩＡＣＳとした際の、各部材の相対電気伝導率である。前記国際標準軟銅線の電気伝導率は、２０℃の温度で、１．７２μΩ・ｃｍである。
【００１２】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る接合体は、第１金属部材と、第２金属部材と、接合部とを含む。第１金属部材は、Ａｌを含み、Ｃｕの含有量が５．７重量％未満である。第２金属部材は、Ｃｕを含み、Ａｌの含有量が９．４重量％未満である。接合部は、第１金属部材と第２金属部材とを接合する。また、接合部は、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含む。
【００１３】
第１金属部材は、Ａｌを含み、Ｃｕの含有量が５．７重量％未満（０重量％を含む）である。
【００１４】
Ｃｕの含有量が５．７重量％以上であると、脆性なＣｕ（Ａｌ）金属間化合物が形成し、第１金属部材の強度があまり増加しない割りに電気伝導率が大きく低下するためである。
【００１５】
実際の用途において、電気伝導率を多少犠牲にしても第１金属部材の機械的性質を確保する必要がある場合は、第１金属部材に不可避不純物を合金元素として含有させることができる。第１金属部材の不可避不純物としては、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃｒなどが挙げられる。不可避不純物の含有量は、第１金属部材に含まれたＡｌと接合部に含まれたＳｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素との固溶体若しくは金属間化合物の形成に大きな影響を及ぼすことがないように設定すれば良い。高い接合強度に加え、優れた電気伝導性を得るには、第１金属部材中のＡｌの含有量を９９．５重量％以上にすることが望ましい。このような第１金属部材は、不可避不純物の含有量が０．５重量％以下になり、電気伝導率を６０％ＩＡＣＳ以上にすることができる。
【００１６】
このような第１金属部材の例としては、例えば1050アルミニウム材、1080アルミニウム材、1100アルミニウム材などが挙げられる。
【００１７】
第２金属部材２は、Ｃｕを含み、Ａｌの含有量が９．４重量％未満（０重量％を含む）である。
【００１８】
Ａｌの含有量が９．４重量％以上であると、脆性な（Ａｌ）Ｃｕ金属間化合物が形成し、第２金属部材の強度があまり増加しない割りに電気伝導率は大きく低下するためである。
【００１９】
実際の用途において、電気伝導率を多少犠牲にしても第２金属部材の機械的性質を確保する必要がある場合は、不可避不純物を合金元素として含有させることができる。第２金属部材の不可避不純物としては、酸素、Ｐ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｐｂなどが挙げられる。不可避不純物の含有量は、第２金属部材に含まれたＣｕと接合部に含まれたＳｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素との固溶体若しくは金属間化合物の形成に大きな影響を及ぼすがことないように設定すれば良い。高い接合強度に加え、優れた電気伝導性を得るには、第２金属部材中のＣｕの含有量を９９．９重量％以上にすることが望ましい。このような第２金属部材は、不可避不純物の含有量が０．１重量％以下となり、電気伝導率を９０％ＩＡＣＳにすることができる。
【００２０】
このような第２金属部材の例としては、例えば無酸素銅が挙げられる。
【００２１】
接合部は、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含む。以下、無用な重複を避けるべく、接合部が含むＳｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を、「接合元素」と呼ぶ。
【００２２】
上記のような構成を有する接合体は、以下に詳細に説明する理由により、接合強度に優れている。
【００２３】
接合部が含む接合元素として選択され得る各元素は、該元素とＡｌとの反応性および該元素とＣｕとの反応性が、ＡｌとＣｕとの反応性よりも高い。
【００２４】
表１に、ＡｌおよびＣｕのそれぞれと各接合元素との反応性を示す。
【００２５】
【表１】
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【００２６】
表１おいて、Ａｌの行で「○」が記載された列にある元素は、該元素とＡｌとの反応性が、ＡｌとＣｕとの反応性よりも高い元素、すなわちＡｌとの固溶範囲が広い元素であり、「◎」が記載された列にある元素は、該元素とＡｌとの反応性が、「○」が記載された列にある元素とＡｌとの反応性よりも更に高い、すなわちＡｌとの固溶範囲が更に広い元素である。同様に、Ｃｕの行で「◎」が記載された列にある元素は、該元素とＣｕとの反応性が、ＡｌとＣｕとの反応性よりも極めて高い元素、すなわちＣｕとの固溶範囲が極めて広い元素である。
【００２７】
表１から、Ａｌと接合元素として選択され得る各元素との反応性はＡｌとＣｕとの反応性よりも高く、Ｃｕと接合元素として選択され得る各元素との反応性はＣｕとＡｌとの反応性よりも高いことが分かる。つまり、ＡｌおよびＣｕは、ＡｌとＣｕと接合元素とが共存している場合、互いよりも接合元素と優先的に反応する。このため、接合元素を含む接合部を用いることにより、ＡｌとＣｕとの反応を抑えつつ、第１金属部材と第２金属部材とを該接合部を介して強固に接合することができる。これにより、信頼性の高い接合体を得ることができる。
【００２８】
以下、第１実施形態に係る接合体を、図１を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は、第１実施形態に係る接合体の概略断面図である。
【００３０】
図１に示した接合体１０は、第１金属部材１と、第２金属部材２と、第１金属部材１および第２金属部材２を接合する接合部３とを含んでいる。
【００３１】
第１金属部材１および第２金属部材２の形状は、それぞれ、用途に応じて当業者が適宜選択することができる。
【００３２】
接合部３は、第１金属部材１に隣接した第１領域３１と、第２金属部材２に隣接した第２領域３２と、第１領域３１および第２領域３２の間に位置する第３領域３３とを含んでいる。
【００３３】
接合部３が含んだ第１領域３１は、この第１領域３１に隣接した第１金属部材１に由来するＡｌと、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含んでいる。また、第１領域３１はＳｎを含んでいない。
【００３４】
接合部３が含んだ第２領域３２は、この第２領域３２に隣接した第２金属部材２に由来するＣｕと、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含んでいる。また、第２領域３２はＳｎを含んでいない。
【００３５】
接合部３が含んだ第３領域３３は、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を主に含んでいる。また、第３領域３３はＳｎを含んでいない。
【００３６】
このように、接合部３は、第１領域３１から第３領域３３に亘って、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含んでいる。
【００３７】
第１領域３１は、上で説明したように、第１金属部材１に由来するＡｌと、接合元素とを含んでいる。Ａｌは、接合元素に対する反応性が高いため、接合元素と共に固溶体および／または金属間化合物を形成することができる。よって、図１の接合体１０の接合部３が含む第１領域３１は、Ａｌと接合元素との固溶体および／または金属間化合物を含むことが好ましい。
【００３８】
第２領域３２は、上で説明したように、第２金属部材２に由来するＣｕと、接合元素とを含んでいる。Ｃｕは、接合元素に対する反応性が高いため、接合元素と共に固溶体および／または金属間化合物を形成することができる。よって、図１の接合体１０の接合部３が含む第２領域３２は、Ｃｕと接合元素との固溶体および／または金属間化合物を含むことが好ましい。
【００３９】
接合元素がＡｌおよびＣｕとそれぞれ固溶体および／または金属間化合物を形成することによって、第１金属部材１に由来するＡｌおよび第２金属部材２に由来するＣｕは、固溶体または金属間化合物の形成に消費され、それぞれが第２金属部材２に由来するＣｕおよび第１金属部材１に由来するＡｌと直接反応することが少なくなる。このように、粗大で、脆性なＡｌ（Ｃｕ）金属間化合物の形成が抑制されるので、接合部３において、優れた接合強度および高い信頼性を得ることができる。
【００４０】
図１の接合体１０がこのような第１領域３１および第２領域３２を含む接合部３を用いることにより、ＡｌおよびＣｕからなる粗大であり且つ脆弱な金属間化合物を含む接合部を含んだ接合体に比して接合強度を向上させることができる。
【００４１】
接合元素として選ばれ得る各元素は全てＡｌとの反応性が高い。しかしながら、表１に示したとおり、これらの中で、特にＭｎ、Ｚｎ、ＧｅおよびＡｇは、Ａｌとの反応性が非常に高い。そのため、接合部３が接合元素としてＭｎ、Ｚｎ、ＧｅおよびＡｇからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含んでいれば、Ａｌとの固溶体および／金属間化合物がより形成され易く、その結果、より信頼性の高い接合体を提供することができる。
【００４２】
また、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、ＧｅおよびＡｇからなる群より選択される少なくとも１種の元素を接合元素として選択することは、Ａｌとの固溶体および／金属間化合物が形成され易く、Ｃｕとの固溶体および／金属間化合物が形成され易いという利点があるだけでなく、経済的な面からも好ましい。
【００４３】
更に、上で説明したように、接合部３はＳｎを含んでいない。Ｓｎを含んだ材、即ちＳｎ系ハンダ材を用いて金属部材を接合する所謂ハンダ付けは、Ｓｎ系ハンダ材の融点が低いために比較的低温で実施が可能であるという利点を有する。しかしながら、Ｓｎ系ハンダ材を用いて金属部材を接合して得られた接合体と、第１実施形態に係る接合体とを比較すると、以下の表２から明らかなように、後者は、電気伝導性および機械的強度の点で前者よりも優れている。また、高温に曝され得る接合体の場合、Ｓｎ系ハンダ材の低い融点は欠点となり得る。
【００４４】
【表２】
0005558338.tif 000003
【００４５】
つまり、第１実施形態に係る接合体は、少なくとも電気伝導性および機械的強度の点で、Ｓｎ系ハンダ材を用いて得られる接合体よりも優れている。
【００４６】
このように、第１実施形態によると、接合強度に優れていて信頼性が高く、更には電気伝導性に優れた接合体を得ることができる。
【００４７】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態に係る接合体について説明する。
【００４８】
第２実施形態に係る接合体は、第１実施形態に係る接合体の接合部にＴｉおよびＢを更に含むものである。
【００４９】
詳細に述べると、接合部において、ＴｉおよびＢは、粒径１μｍ以下のＴｉ（Ｂ）金属間化合物で均一に分散することが望ましい。このような微細なＴｉ（Ｂ）金属間化合物が接合材の溶融・凝固過程で、凝固核として接合部の結晶粒を微細化し、接合強度を向上することができる。
【００５０】
本発明者らは、具体的な理由は不明であるが、この微細なＴｉ−Ｂ相の形成は、接合部の形成時に、ＡｌとＣｕとの反応を阻害すると共に、形成される接合部の結晶組織をより微細化することを発見した。
【００５１】
このような接合部を含む接合体は、接合強度を更に向上させることができ、信頼性をより高くすることができる。
【００５２】
このように、第２実施形態によると、接合強度が更に向上した接合材を得ることができる。
【００５３】
（第３実施形態）
第３実施形態は、接合体の製造方法に関するものである。当該製造方法は、Ｃｕの含有量が５．７重量％未満で、Ａｌを含む第１金属部材と、Ａｌの含有量が９．４重量％未満で、Ｃｕを含む第２金属部材との間に、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含む接合材を配置する工程を含む。また、当該製造方法は、前記接合材を溶融し、溶融部を形成する工程を含む。更に、当該製造方法は、前記溶融部を固化させることにより、第１金属部材と第２金属部材との間に前記少なくとも１種の元素を含む接合部が形成された接合体を得る工程とを含む。
【００５４】
第１実施形態および第２実施形態に係る接合体は、例えば第３実施形態に係る接合体の製造方法で製造することができる。
【００５５】
以下、第３実施形態に係る接合体の製造方法を、図２を参照しながら説明する。
【００５６】
図２は、第３実施形態に係る接合体の製造方法の一工程を示した概略図である。なお、この図２では、第１金属部材１と第２金属部材２と接合材３’とを、これらの断面図として示している。
【００５７】
本実施形態に係る方法では、まず、第１金属部材１および第２金属部材２を、これらの間の少なくとも一部に間隙を設けて向き合わせる。詳細に述べると、それぞれの端部に切り欠き部を設けた第１金属部材１および第２金属部材２を、これら端部において突き合わせる。
【００５８】
次に、第１金属部材１と第２金属部材２との間に、接合材３’を配置する。詳細に述べると、ワイヤ状の接合材３’を、第１金属部材１の端部および第２金属部材２の端部にそれぞれ設けられた２つの切り欠き部からなる間隙に挿置する。
【００５９】
接合材３’は、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素、即ち接合元素を含んでいる。また、接合材３’は、ＴｉおよびＢを更に含んでいても良い。更に、接合材３’はＳｎを含んでいない。つまり、接合材３’は、Ｓｎ系ハンダではない。
【００６０】
次に、第１金属部材１と第２金属部材２との間に配置した接合材３’を溶融する。溶融は、例えば加熱により行うことができる。加熱を行う方法としては、例えば、局所的な溶融溶接を行うことができる、レーザー溶接法、電子ビーム溶接法、ＭＩＧアーク溶接法またはＴＩＧアーク溶接法が挙げられる。また、加熱は、例えば、レーザービーム溶接装置、電子ビーム溶接装置、ＭＩＧアーク溶接装置およびＴＩＧアーク溶接装置などの溶接装置で行うことができる。小型の接合体を製造する場合は、加熱スポットを小さくすることのできるレーザービーム溶接装置および電子ビーム溶接装置が好ましい。
【００６１】
図２は、接合材３’をレーザービーム溶接装置４を用いた溶融する例を示している。
【００６２】
レーザービーム溶接装置４および／または溶融した接合材３’は、接合材３’に接した第１金属部材１の一部３１’および第２金属部材２の一部３２’を更に溶融する。溶融した接合材３’と第１金属部材１の溶融した部分３１’と第２金属部材２の溶融した部分３２’とは、互いに混ざり合って溶融部を形成する。
【００６３】
次に、この溶融部を固化させる。固化の際、溶融部において、そこに存在する元素間での共晶反応が起きる。
【００６４】
溶融部は、上で説明したように、溶融した接合材３’と、第１金属部材１の溶融した部分３１’と、第２金属部材２の溶融した部分３２’とから形成される。そのため、溶融部は、接合材３’に由来する接合元素と、第１金属部材１に由来するＡｌと、第２金属部材２に由来するＣｕとを含んでいる。なお、ＡｌおよびＣｕは、溶融部において、それぞれの由来である第１金属部材１に近い部分および第２金属部材２に近い部分にそれぞれ偏在する。
【００６５】
第１実施形態において説明したように、ＡｌおよびＣｕは、互いとの反応性よりも、接合元素との反応性が高い。そのため、ＡｌおよびＣｕは、互いよりも接合元素と優先的に共晶反応を起こし、この接合元素と共に固溶体および／または金属間化合物を形成することができる。ＡｌおよびＣｕを含んだ溶融部に接合元素が存在することにより、ＡｌおよびＣｕはそれぞれ該接合元素と反応して固溶体および／または金属間化合物を形成することができるため、ＡｌおよびＣｕからなる粗大であり且つ脆性である金属間化合物の形成を抑制することができる。
【００６６】
溶融部の固化が完了すると、第１金属部材１と第２金属部材２との間に、接合材３’に由来する接合元素を含む接合部が形成された接合体を得ることができる。
【００６７】
このように、本実施形態によると、第１実施形態に係る接合体、即ち接合強度に優れていて信頼性が高い接合体を製造することができる。
【００６８】
また、本実施形態において、ＴｉおよびＢを更に含んだ接合材３’を用いると、Ｔｉ−Ｂ相が分散した接合部を含んだ接合体を製造することができる。即ち、本実施形態によると、第２実施形態に係る接合体を製造することもできる。
【００６９】
なお、図２を参照しながら説明した接合体の製造方法では、第１金属部材１および第２金属部材２のそれぞれの端部を突き合わせる、突き合せ接合をしているが、接合方式は、特に限定されない。例えば、第１金属部材１の少なくとも一部に、第２金属部材２の少なくとも一部を重ね合わせる重ね合わせ接合もできるし、一方の端部を他方の表面に突き付ける突き合わせ接合もできる。
【００７０】
接合材３’の形態は、第１金属部材１の形状、第２金属部材２の形状およびこれら金属部材の接合方式に応じて、当業者が適宜選択することができる。接合材３’の形態としては、ワイヤ形状の他に、例えば、棒状、シート状または線状の形態を挙げることができる。
【００７１】
接合材３’を第１金属部材１および第２金属部材２の間に配置する方法も、当業者が適宜選択することができる。
【００７２】
端部を突き合わせる場合であれば、例えば、第１金属部材１の端部を、シート状の接合材３’を間に挟んで第２金属部材２の端部に突き合わせることを挙げることができる。
【００７３】
第１金属部材１の一部に第２金属部材２を重ね合わせる場合であれば、例えば、第１金属部材１の上にシート状の接合材３’を載置し、その上に第２金属部材２を重ね合わせることを挙げることができる。或いは、第１金属部材１の表面に溝を設け、この溝の中に例えば線状、棒状またはワイヤ状の接合材３’を挿置し、その上に第２金属部材２を重ねることを挙げることもできる。
【００７４】
また、接合材３’は、接合元素を含み且つ第１金属部材１と第２金属部材２との間に配置されれば良いので、例えば第１金属部材１または第２金属部材２の表面の少なくとも一部に設けられた接合元素を含んだ金属層の一部を接合材３’として使用することができる。
【００７５】
ここで、このような変形例の１つを、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００７６】
図３は、第３実施形態に係る接合体の製造方法の変形例の一工程を示した概略図である。図４は、図３の接合体の製造方法によって得られる接合体の概略断面図である。
【００７７】
図３に一工程を示した接合体の製造方法は、第１金属部材１の表面を金属層３４によって被覆することを除いて、図２を参照しながら説明した接合体の製造方法と同じである。
【００７８】
金属層３４は、例えば耐食性や電気伝導性を向上させる目的で、第１金属部材１の表面に被覆される。
【００７９】
金属層３４は、接合元素を含んでいる。接合元素は、合金または化合物の形態で金属層３４に含有させることができる。金属層３４に含まれる接合元素は、接合材３’が含む接合元素と同じであっても良いし、異なっていても良い。
【００８０】
また、金属層３４は、単層でも良いし、２層以上の積層構造を有していても良い。２層以上の積層構造を用いることによって、効果を更に発揮することができる。
【００８１】
金属層３４の形成方法は特に限定されない。金属層３４は、例えば、無電解めっき、電気めっき、物理蒸着、化学蒸着、粉末の塗布および溶射などによって、第１金属部材１上に形成することができる。
【００８２】
金属層３４の厚さは、金属層３４を設ける目的などに依存するが、特に限定されない。金属層３４の厚さは、例えば、単層であれば０．１μｍ以上、１００μｍ以下の範囲内にすることができ、複数の層であれば０．１μｍ以上、５００μｍ以下の範囲内にすることができる。例えば、めっき法で形成する場合、金属層３４の厚さは、３μｍ以上、５μｍ以下の範囲内にあることが好ましく、粉末塗布法で形成する場合、金属層３４の厚さは、３０μｍ以上、５０μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。
【００８３】
また、複数層で構成される場合、金属層３４の厚さは、各々の金属層の適当な厚さの合計とすることもできる。
【００８４】
金属層３４の第２金属部材２と対向する面の少なくとも一部は、例えばレーザービーム溶接装置４によって溶融した接合材３’および／またはレーザービーム溶接装置４によって、第１金属部材１の一部３１’と共に溶融する。溶融した金属層３４、接合材３’、第１金属部材１の溶融した部分３１’および第２金属部材２の溶融した部分３２’は、溶融部を形成する。
【００８５】
この溶融部が固化することにより、図４に示すような、金属層３４によって表面が被覆された第１金属部材１と、第２金属部材２と、第１金属部材１および第２金属部材２の間で前記溶融部が固化してなる接合部３とを含む接合体１０が得られる。
【００８６】
前記溶融部が固化する際、該溶融部に含まれる元素間で、共晶反応が起きる。
【００８７】
溶融部のうち第１金属部材１に隣接した部分は、第１金属部材１に由来するＡｌと、接合材３’に由来する接合元素と、金属層３４に由来する接合元素とを主に含む。溶融部のうち第１金属部材１に隣接した部分は、このように、互いに反応性の高いＡｌと接合元素とを含んでいるので、固化の際にこれらの元素が共晶反応を起こす。その結果、溶融部のうち第１金属部材１に隣接した部分が固化してなる第１領域３１は、Ａｌと接合元素との固溶体および／または金属間化合物を含むようになる。これにより、第１領域３１が形成される際、第１金属部材１のＡｌとＣｕとの反応を抑制することができる。
【００８８】
また、溶融部のうち第２金属部材２に隣接した部分は、固化することにより、図２を用いて説明した接合材の製造方法と同様に、第２領域３２になる。更に、溶融部のうち、第１金属部材１に隣接した部分と第２金属部材２に隣接した部分とに挟まれた部分は、固化することにより、図２を用いて説明した接合材の製造方法と同様に、第３領域３３になる。
【００８９】
よって、図３に一工程を示した接合体の製造方法によると、第１実施形態に係る接合体を製造することができる。
【００９０】
また、図３に示した接合体の製造方法によると、例えば耐食性や電気伝導性を向上する目的で設けた金属層３４を接合に寄与させることができるので、耐食性や電気伝導性に更に優れた接合体を少ない工程で製造することができる。
【００９１】
更に、図３に示した接合体の製造方法において、ＴｉおよびＢを更に含んだ接合材３’を使用することにより、第２実施形態に係る接合体を製造することもできる。
【００９２】
なお、図３に一工程を示した接合体の製造方法では、第１金属部材１に金属層３４を設けているが、第２金属部材２に金属層を設けることもできるし、第１金属部材１および第２金属部材２の両方に金属層を設けることもできる。
【００９３】
以上説明したように、第３実施形態によれば、接合強度に優れていて信頼性の高い接合体を得ることができる。
【００９４】
（第４実施形態）
次に、第４実施形態に係る電池パックについて説明する。
【００９５】
第４実施形態に係る電池パックは、複数の素電池とバスバーとを備えている。複数の素電池は、各々、電極端子を含む。電極端子は、Ａｌを含み、Ｃｕの含有量が５．７重量％未満である。バスバーは、複数の素電池の電極端子間を電気的に接続する。また、バスバーは、Ｃｕを含み、Ａｌの含有量が９．４重量％未満である。電極端子は、接合部を介して、バスバーに接合されている。接合部は、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含む。
【００９６】
第４実施形態に係る電池パックには、第１〜第３の実施形態のうち、１つを適用しても、複数を組み合わせて適用しても良い。
【００９７】
図５は第４実施形態に係る電池パック５１の分解斜視図である。図６は図５の電池パック５１の部分拡大図である。図７は図５の電池パック５１を真上から見た図である。
【００９８】
図５〜７に示した電池パック５１は複数の素電池５２を含む。それぞれの素電池５２は、第１金属部材からなる正極端子５６および負極端子５７を含んでいる。
【００９９】
１つの素電池５２の正極端子５６は、第２金属部材からなるバスバー５５を介して、他の素電池５２の負極端子５７に電気的に直列に接続されている。しかしながら、一連の電気的接続の一端に位置する素電池５２の正極端子５６および他端に位置する素電池５２の負極端子５７は、それぞれ、バスバーに接続されていない状態にある。電池パック５１は、この両端に位置する素電池のバスバーに接続されていない正極端子および負極端子を電気機器に接続して使用する。
【０１００】
バスバー５５は、平板の中央に逆Ｕ字型の構造を形成した形状にあり、中央の逆Ｕ字型の湾曲部５５３と、湾曲部５５３を挟んで両側に存在する平面部５５２とを有している。また、バスバー５５の２つの平面部５５２の中央部には正極端子５６または負極端子５７を嵌合するための開口部５５４が設けられている。さらに、バスバー５５は、一方の平面部５５２から垂直にせり出した針状の接続用ピン５５１を有している。接続用ピン５５１は、第２金属部材からなる。
【０１０１】
各素電池５２の正極端子５６および負極端子５７は、それぞれ、対応したバスバー５５の開口部５５４の周縁にレーザー溶接されて、接合部５６ａおよび５７ａを形成している。
【０１０２】
これらの素電池５２は電池ケース５４の中に収容されており、この電池ケース５４の上には、正極端子５６、負極端子５７ならびにバスバー５５の湾曲部５５３の一部および接続用ピン５５１の一部が露出する窓が形成された電池カバー５３が被せられている。電池パック５１の上面には制御基板５８が取付けられる。制御基板５８には、複数の孔５８１が形成されている。接続用ピン５５１は、孔５８１に、該孔５８１を通して該制御基板５８を貫通するように嵌合されている。また制御基板５８の表面上には金属（例えば無酸素銅）製の回路（図示せず）が形成されている。
【０１０３】
本実施形態に係る電池パック５１は、第１実施形態または第２実施形態に係る接合体が、バスバー５５と正極端子５６および負極端子５７のそれぞれとの間の接合部５６ａおよび５７ａに適用されている。
【０１０４】
本実施形態に係る電池パック５１では、接合部５６ａおよび５７ａが、例えば第３実施形態に係る方法で形成される。まず、第１金属部材からなる正極端子５６および負極端子５７を、それぞれ、バスバー５５の対応した開口部５５４に少なくとも一部間隙を設けた状態で嵌合する。次に、この間隙に沿って、接合元素を含んだ線状の接合材３’を挿置する。その後、線状の接合材３’をレーザービームによって溶融させると共に、接合材３’に隣接した正極端子５６および負極端子５７の一部と、同じく接合材３’に隣接したバスバー５５の開口部５５４の周縁の一部とを溶融させて、溶融部を形成する。この溶融部を冷却によって固化させて、接合部５６ａおよび５７ａを得る。
【０１０５】
上で説明したように、第１および第２実施形態に係る接合体ならびに第３実施形態に係る方法で製造された接合体は、接合強度を向上することができ、信頼性を高くすることができる。これら接合体を適用した本実施形態に係る電池パック５１は、接合強度に優れたこのような接合部５６ａおよび５７ａを含んでいるので、高性能であり且つ信頼性が高い。
【０１０６】
なお、第４実施形態として、電極端子が第１金属部材からなり、バスバーが第２金属部材からなる構成を有した電池パックを説明した。しかしながら、当然に、電極端子が第２金属部材からなり、バスバーが第１金属部材からなる構成を有した電池パックに、第１実施形態に係る接合体または第２実施形態に係る接合体、あるいは第３実施形態に係る方法で製造された接合体を適用することもできる。また、図５では、素電池５２を直列接続したが、素電池５２が並列接続された電池パックにも適用することができる。
【０１０７】
以上説明したように、第４実施形態によれば、高性能であり且つ信頼性の高い電池パックを実現することができる。
【０１０８】
（実施例）
以下、実施例について説明する。
【０１０９】
（実施例１）
本例では、図１に示した接合体１０と同様の構造を有する接合体を製造した。
【０１１０】
まず、第１金属部材１および第２金属部材２を準備した。
【０１１１】
第１金属部材１としては、０．２重量％のＳｉと、０．３重量％のＦｅと、残部のＡｌとを含有したＡｌ材を使用した。このＡｌ材は、厚さ３ｍｍ、幅１５ｍｍ、長さが５０ｍｍであり、電気伝導率が６１％ＩＡＣＳであった。
【０１１２】
第２金属部材２としては、１０ｐｐｍ未満の酸素、０重量％のＡｌと、９９．９７重量％のＣｕとを含有した無酸素銅材を使用した。このＣｕ材は、厚さ３ｍｍ、幅１５ｍｍ、長さが５０ｍｍであり、電気伝導率が１０１％ＩＡＣＳであった。
【０１１３】
第１金属部材１および第２金属部材２のそれぞれの一端に対し、切り欠きによって、６０°の面取りを施した。
【０１１４】
次に、第１金属部材１および第２金属部材２を、面取りを施した端部で突き合わせた。これにより、第１金属部材１および第２金属部材２との間に、前記切り欠き部によって形成された空隙が設けられた。
【０１１５】
次に、上記突合せによって設けられた空隙に、線状の接合材３’を挿置した。
【０１１６】
接合材３’としては、１０重量％のＮｉと、残部のＡｇとを含有した線材を使用した。この線材は、直径が２．８ｍｍ、長さが１５ｍｍであった。この接合材３’は、粉末冶金法でＡｇ中にＮｉが均一に分散した焼結体を製作し、その後、これを押出しおよび線引き加工に供して製作した。
【０１１７】
接合材３’を挿置したのち、ＹＡＧレーザー溶接法によって、接合材３’を溶融させた。溶融した接合材３’の熱および／またはＹＡＧレーザーにより、第１金属部材１の一部３１’および第２金属部材２’の一部３２’も溶融した。この溶融によって、第１金属部材１および第２金属部材２との間に溶融部が形成された。
【０１１８】
次に、この溶融部を、冷却によって固化させた。それにより、図１に示した接合体１０と同様の、第１金属部材１と第２金属部材２と第１金属部材１および第２金属部材２を接合する接合部３とを含む接合体１０を得た。
【０１１９】
次に、得られた接合体１０に対し、（ｉ）接合部の断面観察および組成分析；ならびに（ｉｉ）接合体の引張り強度分析を行った。
【０１２０】
（ｉ）接合部の断面観察および組成分析
得られた接合体１０を切断し、第１金属部材１、第２金属部材２および接合部３を通る断面を得た。得られた切断面を、サンド・ペーパーで研磨したあと、バブ研磨に供した。その後、研磨に供した断面に対し、光学顕微鏡で断面観察を行い、その後、ＥＰＭＡによって組成分析を行った。
【０１２１】
光学顕微鏡による断面観察により、得られた接合体１０の接合部は、図１に示した接合体１０と同様に、第１金属部材１に隣接した第１領域３１と、第２金属部材２に隣接した第２領域３２と、第１領域３１および第２領域３２に挟まれた第３領域３３とを含んでいることが分かった。
【０１２２】
ＥＰＭＡによる成分分析の結果、第１領域３１は、（Ａｇ）Ａｌ固溶体と、（Ａｇ）Ａｌ金属間化合物と、（Ｎｉ）Ａｌ金属間化合物と、（Ａｇ、Ｎｉ）Ａｌ金属間化合物とを含んでいることが分かった。また、第２領域３２は、（Ｎｉ、Ａｇ）Ｃｕ固溶体を含んでいることが分かった。更に、第３領域３３は、Ｎｉ粒子が分散したＡｇ基材を含んでいることが分かった。
【０１２３】
また、ＥＰＭＡによる分析では、接合部３において、ＡｌとＣｕとの直接反応によって形成されるＣｕ（Ａｌ）金属間化合物は観察されなかった。
【０１２４】
（ｉｉ）強度分析
得られた接合体１０からＪＩＳ−Ｚ２２０１の金属材料引張試験片１３Ｂ号を作成し、引張試験片の両端、即ち第１金属部材１側の端部と第２金属部材２側の端部とをそれぞれ引張強度試験機のホルダに固定し、この接合体１０の引張り強度をＪＩＳ−Ｚ２２４１の金属材料引張試験法に従って測定した。
【０１２５】
得られた接合体１０は、Ｎｉ粒子が分散したＡｇ基材の第３領域３３において、８０ＭＰａで破断した。
【０１２６】
（実施例２）
本例では、第１金属部材１、第２金属部材２および接合材３’として異なるもの使用した点を除いて、実施例１と同じ方法により接合体を製造した。
【０１２７】
本例では、第１金属部材１として、０．３重量％のＳｉと、０．７重量％のＦｅと、０．２５重量％のＣｕと、１．２重量％のＭｎと、１．２重量％のＭｇと、０．２５重量％のＺｎと、残部のＡｌとからなる３００４Ａｌ合金材を用いた。このＡｌ合金材は、厚さ３ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さが５０ｍｍであり、電気伝導率が３８％ＩＡＣＳであった。
【０１２８】
また、第２金属部材２として、１．０重量％のＮｉと、０．９重量Ｓｎと、残部のＣｕとからなるＣｕ−Ｎｉ−Ｓｎ合金を用いた。この合金は、厚さ３ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さが５０ｍｍであり、電気伝導率が４０％ＩＡＣＳであった。
【０１２９】
更に、接合材３’として、３０重量％のＣｏと、残部のＡｇとを含有した線材を用いた。この線材は、直径が２．８ｍｍ、長さが１０ｍｍであった。この接合材３’は、粉末冶金法でＡｇ中にＣｏが均一に分散した焼結体を製作し、その後、この焼結体を押出しおよび線引き加工に供して製作した。
【０１３０】
得られた接合体１０に対し、実施例１と同様に、（ｉ）接合部の断面観察および組成分析；ならびに（ｉｉ）接合体の引張り強度分析を行った。
【０１３１】
光学顕微鏡による断面観察により、得られた接合体１０の接合部は、図１に示した接合体１０と同様に、第１金属部材１に隣接した第１領域３１と、第２金属部材２に隣接した第２領域３２と、第１領域３１および第２領域３２に挟まれた第３領域３３とを含んでいることが分かった。
【０１３２】
ＥＰＭＡによる成分分析の結果、第１領域３１は、（Ａｇ）Ａｌ固溶体と、（Ｃｏ）Ａｌ金属間化合物と、（Ａｇ、Ｃｏ）Ａｌ金属間化合物とを含んでいることが分かった。また、第２領域３２は、（Ｃｏ、Ｎｉ、Ａｇ）Ｃｕ固溶体を含んでいることが分かった。更に、第３領域３３は、Ｃｏ粒子が分散したＡｇ基材を含んでいることが分かった。
【０１３３】
第１金属部材１にＣｕが微量含まれていたにも関わらず、ＥＰＭＡによる分析では、得られた接合体１０の接合部３において、ＡｌとＣｕとの直接反応によって形成されるＣｕ（Ａｌ）金属間化合物は観察されなかった。
【０１３４】
得られた接合体１０からＪＩＳ−Ｚ２２０１の金属材料引張試験片１３Ｂ号を作成し、引張試験片の両端、即ち第１金属部材１側の端部と第２金属部材２側の端部とをそれぞれ引張強度試験機のホルダに固定し、この接合体１０の引張り強度をＪＩＳ−Ｚ２２４１の金属材料引張試験法に従って測定した。
【０１３５】
得られた接合体１０は、Ｃｏ粒子が分散したＡｇ基材の第３領域３３において、１５０ＭＰａで破断した。
【０１３６】
（実施例３）
本例では、接合材３’および接合材３’の溶融手段として異なるものを使用したことを除いて、実施例１と同じ方法で接合体を製造した。
【０１３７】
本例では、接合材３’として、直径２．８ｍｍのＡｇ線材を使用した。この接合材３’は、純度９９．７重量％のＡｇインゴットを鋳造し、その後、これを押出しおよび線引き加工に供して製作した。
【０１３８】
また、接合材３’の溶融は、電子ビームを用いて行った。
【０１３９】
得られた接合体１０に対し、実施例１と同様に、（ｉ）接合部の組成分析；および（ｉｉ）接合体の引張り強度分析を行った。
【０１４０】
光学顕微鏡による断面観察により、得られた接合体１０の接合部は、図１に示した接合体１０と同様に、第１金属部材１に隣接した第１領域３１と、第２金属部材２に隣接した第２領域３２と、第１領域３１および第２領域３２に挟まれた第３領域３３とを含んでいることが分かった。
【０１４１】
ＥＰＭＡによる成分分析の結果、第１領域３１は、（Ａｇ）Ａｌ固溶体と、（Ａｇ）Ａｌ金属間化合物とを含んでいることが分かった。また、第２領域３２は、Ｃｕ（Ａｇ）固溶体を含んでいることが分かった。更に、第３領域３３は、Ａｇ基材を含んでいることが分かった。
【０１４２】
ＥＰＭＡによる分析では、得られた接合体１０の接合部３において、ＡｌとＣｕとの直接反応によって形成されるＣｕ（Ａｌ）金属間化合物は観察されなかった。
【０１４３】
一方、得られた接合体１０を引張り試験機で試験した結果、この接合体１０は、Ａｇ基材において、６０ＭＰａで破断した。
【０１４４】
（実施例４）
本例では、接合材３’および接合材３’の溶融手段として異なるものを使用したことを除いて、実施例１と同じ方法で接合体を製造した。
【０１４５】
本例では、接合材３’として、３重量％のＰｄと、残部のＡｇとを含有した線材を使用した。この線材は、直径が２．８ｍｍ、長さが１５ｍｍであった。この接合材３’は、３重量％のＰｄと残部のＡｇとからなるインゴットを鋳造し、その後、これを押出しおよび線引き加工に供して製作した。
【０１４６】
また、接合材３’の溶融は、電子ビームを用いて行った。
【０１４７】
得られた接合体１０に対し、実施例１と同様に、（ｉ）接合部の組成分析；および（ｉｉ）接合体の引張り強度分析を行った。
【０１４８】
光学顕微鏡による断面観察により、得られた接合体１０の接合部は、図１に示した接合体１０と同様に、第１金属部材１に隣接した第１領域３１と、第２金属部材２に隣接した第２領域３２と、第１領域３１および第２領域３２に挟まれた第３領域３３とを含んでいることが分かった。
【０１４９】
ＥＰＭＡによる成分分析の結果、第１領域３１は、（Ａｇ）Ａｌ固溶体と、（Ａｇ）Ａｌ金属間化合物と、（Ｐｄ）Ａｌ金属間化合物と、（Ａｇ、Ｐｄ）Ａｌ金属間化合物とを含んでいることが分かった。また、第２領域３２は、（Ａｇ、Ｐｄ）Ｃｕ固溶体を含んでいることが分かった。更に、第３領域３３は、Ｐｄが固溶したＡｇ基材を含んでいることが分かった。
【０１５０】
ＥＰＭＡによる分析では、得られた接合体１０の接合部３において、ＡｌとＣｕとの直接反応によって形成されるＣｕ（Ａｌ）金属間化合物は観察されなかった。
【０１５１】
一方、得られた接合体１０を引張り試験機で試験した結果、この接合体１０は、Ｐｄが固溶したＡｇ基材において、１００ＭＰａで破断した。
【０１５２】
（実施例５）
本例では、接合材３’として異なるものを使用したことを除いて、実施例３と同じ方法で接合体を製造した。
【０１５３】
本例では、接合材３’として、直径２．８ｍｍのＡｇ（Ｔｉ、Ｂ）線材を使用した。この接合材３’は、粒径が１０〜２５μｍであり、純度が９９．７重量％であるＡｇ粉末と、粒径１μｍ以下であるＴｉＢ２粉末とを、９９．５：０．５の重量％比で混合させ、この混合物を焼結させ、その後、この焼結体を押出しおよび線引き加工に供して製作した。
【０１５４】
得られた接合体１０に対し、実施例１と同様に、（ｉ）接合部の組成分析；および（ｉｉ）接合体の引張り強度分析を行った。
【０１５５】
光学顕微鏡による断面観察により、得られた接合体１０の接合部は、図１に示した接合体１０と同様に、第１金属部材１に隣接した第１領域３１と、第２金属部材２に隣接した第２領域３２と、第１領域３１および第２領域３２に挟まれた第３領域３３とを含んでいることが分かった。また、接合部３に含まれる結晶粒が、実施例３の接合体の接合部３に比べて著しく微細であった。
【０１５６】
ＥＰＭＡによる成分分析の結果、第１領域３１は、（Ａｇ）Ａｌ固溶体と、（Ａｇ）Ａｌ金属間化合物とを含んでいることが分かった。また、第２領域３２は、Ｃｕ（Ａｇ）固溶体を含んでいることが分かった。更に、第３領域３３は、ＴｉＢ２が分散したＡｇ基材を含んでいることが分かった。
【０１５７】
ＥＰＭＡによる分析では、得られた接合体１０の接合部３において、ＡｌとＣｕとの直接反応によって形成されるＣｕ（Ａｌ）金属間化合物は観察されなかった。
【０１５８】
一方、得られた接合体１０を引張り試験機で試験した結果、この接合体１０は、ＴｉＢ２が分散したＡｇ基材において、８５ＭＰａで破断した。
【０１５９】
本例で得られた接合体の強度が実施例３で得られた接合体に比べて高いのは、接合部３に含まれる結晶粒が、著しく微細であり、それにより接合強度を向上させたものと考えられる。
【０１６０】
（実施例６）
本例では、第１金属部材１の表面に金属層を設けた点で異なることを除いて、実施例１と同じ方法で、図４に示した接合体１０と同様の構造を有する接合体を製造した。
【０１６１】
本例では、第１金属部材１の表面に、厚さ３μｍのＰｄ金属層を、無電解めっきによって形成した。
【０１６２】
得られた接合体１０に対し、実施例１と同様に、（ｉ）接合部の組成分析；および（ｉｉ）接合体の引張り強度分析を行った。
【０１６３】
光学顕微鏡による断面観察により、得られた接合体１０の接合部は、図４に示した接合体１０と同様に、第１金属部材１に隣接した第１領域３１と、第２金属部材２に隣接した第２領域３２と、第１領域３１および第２領域３２に挟まれた第３領域３３とを含んでいることが分かった。
【０１６４】
ＥＰＭＡによる成分分析の結果、第１領域３１は、実施例１で得られた接合体１０の接合部３の第１領域３１が含む固溶体および金属間化合物に加えて、（Ａｇ）Ｐｄ固溶体を含んでいることが分かった。また、第２領域３２は、Ｃｕ（Ｎｉ）固溶体を含んでいることが分かった。更に、第３領域３３は、Ｎｉ粒子が分散したＡｇ基材を含んでいることが分かった。
【０１６５】
ＥＰＭＡによる分析では、得られた接合体１０の接合部３において、ＡｌとＣｕとの直接反応によって形成されるＣｕ（Ａｌ）金属間化合物は観察されなかった。
【０１６６】
一方、得られた接合体１０を引張り試験機で試験した結果、この接合体１０は、第１金属部材１において、８０ＭＰａで破断した。
【０１６７】
（比較例）
本例では、接合材３’を用いなかった点で異なることを除いて、実施例６と同じ方法で、図８に示した接合体１０を製造した。
【０１６８】
得られた接合体１０は、図８に示すように、第１金属部材１と、第２金属部材と、第１金属部材１および第２金属部材２に挟まれた接合部３とを含んでいた。
【０１６９】
得られた接合体１０に対し、実施例１と同様に、（ｉ）接合部３の組成分析；および（ｉｉ）接合体の引張り強度分析を行った。
【０１７０】
光学顕微鏡による断面観察により、得られた接合体１０の接合部３は、大きさ数十μｍ〜数百μｍの複数のボイド欠陥を含んでいることが分かった。
【０１７１】
ＥＰＭＡによる分析により、得られた接合体１０のボイド欠陥以外の接合部３において、ラメラ状で粗大なα（Ａｌ）相とθ（ＣｕＡｌ2）相との共晶組織が観察された。
【０１７２】
一方、得られた接合体を引張り試験機で試験した結果、この接合体１０は、第１金属部材１側の接合部３において、２０ＭＰａで破断した。
【０１７３】
（結果の考察）
実施例１ないし実施例６で得られた接合材は、接合部にＣｕおよびＡｌからなる粗大なθ相が含まれていなかった。一方、比較例で得られた接合材は、接合部にＣｕおよびＡｌからなる粗大なθ相が含まれていた。
【０１７４】
実施例１ないし実施例６で得られた接合材のそれぞれの引張り強度は、比較例で得られた接合材の引張り強度よりも優れていた。これは、粗大なθ相が存在しない接合部を含んだ接合材が、このθ相が存在する接合部を含んだ接合材よりも強度が高いことを証明するものである。
【０１７５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、本願の発明の実施態様を付記する。
［１］Ｃｕの含有量が５．７重量％未満で、Ａｌを含む第１金属部材と、Ａｌの含有量が９．４重量％未満で、Ｃｕを含む第２金属部材と、前記第１金属部材と前記第２金属部材とを接合する接合部とを含み、前記接合部は、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含むことを特徴とする接合体。
［２］前記接合部は、ＴｉとＢとをさらに含むことを特徴とする［１］に記載の接合体。
［３］前記第１金属部材と前記第２金属部材のうち少なくとも一方が、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素と固溶体、若しくは、金属間化合物を形成することを特徴とする［１］又は［２］に記載の接合体。
［４］前記第１金属部材は、Ａｌを９９．５重量％以上含有し、前記第２金属部材は、Ｃｕを９９．９重量％以上含有することを特徴とする［１］ないし［３］の何れか１つに記載の接合体。
［５］［１］ないし［４］のいずれか１つに記載の接合体の製造方法であって、Ｃｕの含有量が５．７重量％未満で、Ａｌを含む第１金属部材と、Ａｌの含有量が９．４重量％未満で、Ｃｕを含む第２金属部材との間に、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含む接合材を配置する工程と、前記接合材を溶融し、溶融部を形成する工程と、前記溶融部を固化させることにより、前記第１金属部材と前記第２金属部材との間に前記少なくとも１種の元素を含む接合部が形成された接合体を得る工程とを含むことを特徴とする製造方法。
［６］前記溶融部の形成は、レーザー溶接法、電子ビーム溶接法、ＭＩＧアーク溶接法およびＴＩＧアーク溶接法から選択される溶融溶接法により行われることを特徴とする［５］に記載の製造方法。
［７］Ｃｕの含有量が５．７重量％未満で、Ａｌを含む電極端子を各々が含む複数の素電池と、前記複数の素電池の前記電極端子間を電気的に接続し、Ａｌの含有量が９．４重量％未満で、Ｃｕを含むバスバーとを備え、前記電極端子は、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｕ、ＡｇおよびＰｄからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含む接合部を介して、前記バスバーに接合されていることを特徴とする電池パック。
【符号の説明】
【０１７６】
１０…接合体、１…第１金属部材、２…第２金属部材、３…接合部、３’…接合材、３１…第１領域、３２…第２領域、３３…第３領域、４…レーザービーム溶接装置、５１…電池パック、５２…素電池、５３…電池カバー、５４…電池ケース、５５…バスバー、５５１…接続用ピン、５５２…バスバーの平面部、５５３…バスバーの湾曲部、５５４…バスバーの開口部、５６…正極端子、５６ａ…正極端子とバスバーの接合部、５７…負極端子、５７ａ…負極端子とバスバーの接合部、５８…制御基板、５８１…制御基板に形成された孔。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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