电极端子及电极端子的制造方法
专利名称：电极端子及电极端子的制造方法
技术领域：
本发明涉及一种可适合用于正输出端和负输出端由种类互不相同的金属形成的电池的电极端子及其制造方法。
背景技术：
作为搭载在电动车或混合动カ车等上的电池，公知ー种以相互的正负极间串联连接的方式用母线将多个单电池连接起来而构成为组电池的技术(例如，參照专利文献I)。这样的组电池具有高输出、高能量密度的特点，单电池几乎都使用锂离子电池。锂离子电池的正输出端以铝(Al)为材料而形成，负输出端以铜(Cu)为材料而形成。作为用于对这样的单电池的端子彼此进行连接的零件，是母线(busbar，用于电能的分配的零件，也称为汇流条)。作为所述母线的制造方法，例如，如专利文献2的“发明要解决的问题”所公开的那样，有对构成母线的部件彼此进行激光焊接的方法。 在先技术文献专利文献专利文献I :日本国特开2002-373638号公报专利文献2 :日本国特开2003-163039号公报如前所述，在通过串联连接单电池彼此时，用母线连接正输出端(铝)和负输出端(铜)。因此，不管母线由铝形成，还是由铜形成，母线和一方的端子之间必定是基于异种金属的连接。一般而言，在连接异种的金属彼此时，周知因空气中的水分引起电腐蚀(电化学的腐食)。因此，伴随该电腐蚀的进展，引起母线和端子之间不再通电，或引起母线本身或者端子本身损坏，最終导致无法起到电动车的重大问题。需要说明的是，作为该问题的对策，如专利文献2那样，提出了通过激光焊接等接合铝片和铜片而制作母线的技术，但是在以该方法试做的母线中，在激光焊接部分由两种金属引起共晶的产生，这导致电阻变得过大或机械强度(由其是脆性、拉伸强度)显著降低的缺点，不耐实用。S卩，为了根本解决上述问题，不应停留在母线的改良上，其他部件、例如单电池所具备的电极端子的改良 开发也不可欠缺。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种用在由种类互不相同的金属形成了正输出端和负输出端的电池中的电极端子，其能够在防止电腐蚀的同时抑制电阻，且机械強度也优越的具有高性能 高可靠性的电极端子及该电极端子的制造方法。为了达成所述目的，本发明的电极端子是ー种用在ー对输出端由种类互不相同的金属形成的电池中的电カ输出用的电极端子，其具备与一方的输出端连结并且由与该一方的输出端相同的金属形成的第一连接部；以及与所述第一连接部连接并且由与另一方的输出端相同的金属形成的第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部通过金属性结合而一体化。优选的是，所述第一连接部可以是实心圆柱状的心棒部，所述第二连接部可以是前合在心棒部的外侧的圆筒形状的外筒部。需要说明的是，所谓“金属性结合”是指要结合的异种金属间形成以金属组织级别密接的结合界面，其结果是，成为将导电性及机械结合强度提高到“作为电极端子适于实用的值”的状态。另外优选的是，可在所述外筒部的外周面形成有阳螺纹部。所述外筒部可以朝向与所述心棒部的突出侧相反的方向以超出该心棒部的长度 的方式延伸形成。在将上述电极端子用于锂离子电池的正输出端时，所述心棒部可由铝或者铝合金形成，所述外筒部可由铜或者铜合金形成。在将上述电极端子用于锂离子电池的负输出端时，所述心棒部可由铜或者铜合金形成，所述外筒部可由铝或者铝合金形成。另ー方面，在制造上述的电极端子时，采用如下的制造方法是不可缺的，S卩准备面对面基材，形成所述外筒部的金属基材以包围形成所述心棒部的金属基材的方式卷绕在该面对面基材上，在高压的流体静压环境下，通过利用模具对所述对面基材进行挤压加工或者拉拔加工。通过采用该制造方法，形成心棒部的金属件和形成外筒部的金属件进行金属性结合而一体化，从而可以制造不会弓I起电腐蚀等的电极端子。发明效果通过使用该电极端子，从外观看，电池的正输出端和负输出端为同一金属，通过进行使用与端子相同的金属的配线或汇流条的连接，抑制在端子接合部的电腐蚀和伴随于此的电阻的增加，实现作为组电池的可靠性的提高。此外，在适当例子的情况下，由于电极端子的心棒部和外筒部通过金属性结合而一体化，所以即使在其结合部分也不会发生电腐蚀和伴随于此的电阻的増加。根据本发明，可以实现ー种适于正输出端和负输出端由种类互不相同的金属形成的电池，另外可在防止电腐蚀的同时抑制电阻且机械强度也优越的具有高性能 高可靠性的电极端子。
图I是表示第一实施方式的电极端子的使用形态的立体图。图2A是表不第一实施方式的电极端子的俯视图。图2B是表示第一实施方式的电极端子的主视图。图3是表示第一实施方式的电极端子和汇流条的连接状况的图。图4是说明制造本发明的电极端子的过程的立体图。图5A是表示第二实施方式的电极端子的俯视图。图5B是表示第二实施方式的电极端子的主视图。
图6是表示第二实施方式的电极端子和汇流条的连接状况的图。
具体实施例方式以下，基于
本发明的实施方式。[第一实施方式]图I 图3表不本发明的电极端子I的第一实施方式。如图I所示，该电极端子I在通过用母线3串联连接多个单电池2而构成的组电 池4等中，例如可用作各单电池2的负输出端(负输出侧)。需要说明的是，如图3所示，单电池2是锂离子电池，负输出端由铜或者铜合金形成。这是因为，在电池内部与负输出端相连的负极侧担体7(固定电子或离子的基体)由铜或者铜合金构成。从与正极侧担体的关系上，正输出端(正输出侧)由铝或者铝合金形成。如图2A及图2B所示，用于负输出端的本发明的电极端子I通过心棒部10(第一连接部)及外嵌覆盖该心棒部10的外筒部11 (第二连接部)形成为内外双重轴。心棒部10的下端侧从外筒部11沿轴向突出。心棒部10的上端侧和外筒部11的上端部对齐在相同的高度位置。心棒部10为圆棒，外筒部11形成为圆筒形。S卩，与所述心棒部10和外筒部11的轴向正交的剖面形状呈同心的双重圆形，包围心棒部10的外筒部11的壁厚大致一定。在外筒部11的下端侧形成有基台部12，心棒部10以贯通该基台部12的方式向下方突出。另外，在外筒部11的外周面，除基台部12タト，形成有阳螺纹部13。该基台部12具有如下作用第一、在将该电极端子I安装到单电池2上时，使阳螺纹部13从单电池2突出的长度一定的作用；第二、在该阳螺纹部13上连接母线3时，具有将母线3保持为从单电池2浮起的状态的垫片的作用。基台部12没必要必须相对于外筒部11设置为一体，也可以是另外的其他部件。在第一实施方式中，设电极端子I的最大直径(相当于基台部12的外径)为5 25mm,设最大长度(相当于作为心棒部10的全长)为10 100mm。另外，在外筒部11设置的阳螺纹部13的外径设标称直径4 12_。心棒部10和外筒部11相互由形成材料不同的金属形成。心棒部10以与单电池2的负极侧担体7相同的金属、即铜或者铜合金为原材料而形成。另外，外筒部11以与单电池2的正极侧担体或正输出端相同的金属、即铝或者铝合金为原材料而形成。心棒部10的外周面与外筒部11的内周面之间使心棒部10的金属(Cu)和外筒部11的金属(Al)在超高压下(例如IOOOMPa左右)且施加变形，形成相互以金属组织级别密接的结合界面，其结果是，成为使导电性及机械结合强度提高到“作为电极端子适于实用的值”的状态。这样的电极端子I在安装到单电池2上时，将心棒部10中从外筒部11突出的部分用作内部连接部15。即，使该内部连接部15与单电池2的负极侧担体7电连接。另外，将外筒部11中设有阳螺纹部13的部分用作外部连接部16。即，使该外部连接部16连接于与外筒部11属于同一金属的招制的母线3的一端部。具体地说，如图I、图3所示，在母线3的两端部设有连接孔20，在该连接孔20中插入电极端子I的外部连接部16 (外筒部11的阳螺纹部13)，在穿透的阳螺纹部13上拧合由与外筒部11同一金属形成的铝制的螺母21。此时，外部连接部16、母线3及螺母21是基于同一金属的连接，不会引起电腐蚀。此外，内部连接部15和外部连接部16之间(心棒部10和外筒部11之间)虽然是异种金属，但由于被金属性结合，所以不会引起电腐蚀，且被保持为抑制电阻的状态。另ー方面，正输出端也可采用全部形成材料都为铝或者铝合金的电极端子。其形状与电极端子I大致相同，为具有基台部23、阳螺纹部24的形状。因此，在母线3的另ー端侧的连接孔20中插入正侧的电极端子的阳螺纹部24，在穿透的阳螺纹部24上拧合螺母21。不言而喻，正输出端和母线3的连接部分也是基于同一金属的连接，因此不会引起电腐蚀。其结果是，在通过用母线3将多个单电池2串联连接而构成的组电池4中，不管是哪个连接部分都不会引起电腐蚀，确保高效率的导电性。另外，作为电极端子I的机械强度也优越，因此在通常的使用状况下，电极端子I也不会弯曲或折曲。 需要说明的是，在第一实施方式中，母线3由铝或者铝合金形成，因此是轻量的，可将组电池4抑制为轻量。因此，具有对于搭载该组电池4作为电池的电动车的轻量化也有益这ー优点。如图4所示，为了制造这样的结构的电极端子I，在超高压的流体静压下进行挤压加工。用于该加工的挤压装置30具备与要得到的电极端子I的最大直径(相当于基台部12的外径)对应的单ー开ロ的模具31 (冲模)，可在超高压( IOOOMPa程度)的等方压环境下进行挤压成形。作为电极端子I的制造顺序，首先，准备由与单电池2的正输出端同一金属构成的正极用基材IlA(金属基材)以及与单电池2的负输出端同一金属的负极用基材IOA(金属基材)。即，正极用基材IlA是铝或者铝合金制的，负极用基材IOA是铜或者铜合金制的。然后，形成以棒状的负极用基材IOA为中心，将其周围用正极用基材IlA围起来的构造的圆棒状的坯子(面对面基材)。例如，只要使负极用基材IOA成为圆棒件，并且使正极用基材IlA成为中空管件，使正极用基材IlA外嵌插通负极用基材IOA来形成坯子即可。或者，还可以通过使负极用基材IOA成为圆棒件，并且使正极用基材IIA成为带板状件，在负极用基材IOA上卷绕正极用基材IlA来形成坯子。接着，将该坯子装填在挤压装置30中，使该挤压装置30在超高压( IOOOMPa)的等方压环境下工作。如前所述，坯子由于是以负极用基材IOA为中心、其周围被正极用基材IlA围起来的构造，因此，正极用基材IlA和负极用基材IOA相互并行被挤压。如图4所示，挤压装置30的模具31的开ロ面积由于小于坯子的剖面面积，所以通过穿过模具31，坯子受到全周性的压缩而塑性变形。两基材10AU1A的配合面在从模具31出来后，形成“心棒部10的外周面与外筒部11的内周面的界面(金属性的结合部)”。通过所述挤压加工，成形正极用基材IlA和负极用基材IOA通过金属性的结合而一体结合的内外双重轴的成形体IA。在挤压方向上将这样得到的成形体IA隔规定间隔切出。在第一实施方式中，由于挤压装置30的模具31形成为与电极端子I的剖面形状对应的开ロ形状，因此，成形体IA的切出间隔与作为电极端子I的长度尺寸匹配。
在切出后，对正极用基材IlA实施车削加工、阳螺纹切设加工，进行阳螺纹部13的形成、基台部12的形成及基于心棒部10的突出部的形成，完成电极端子I。根据需要也可以进行表面抛光或表面处理等。[第二实施方式]图5A、图5B及图6表不本发明的电极端子I的第二实施方式。第二实施方式的电极端子I也用于单电池2的负输出端。如图5A及图5B所示，电极端子I的外筒部11以朝向上方侧超过心棒部10的长度的方式延长形成。即，在外筒部11延长的部分的内部不存在心棒部10，而是中空的。另一方面，电极端子I的心棒部10以朝向下方侧超过外筒部11的长度的方式延长形成。此夕卜，在外筒部11未设置基台部12、阳螺纹部13，形成为笔直的圆筒形。
需要说明的是，心棒部10是由与单电池2的负极侧担体7相同的金属(铜或者铜合金)制成的，外筒部11是由与单电池2的正极侧担体或正输出端相同的金属(铝或者铝合金)制成的，这一点与第一实施方式相同。另外，心棒部10的外周面和外筒部11的内周面之间通过基于超高压等方压下的模具加工被金属性的结合，这一点也与第一实施方式相同。在第二实施方式的电极端子I中，在将心棒部10从外筒部11突出的部分作为内部连接部15而向单电池2上安装后，将在外筒部11中成为中空的部分用作外部连接部16。即，通过焊接使母线3的一端部连接于该外部连接部16。具体地说，如图6所示，在母线3的连接孔20中插入电极端子I的外部连接部16(对应于中空部分)，通过焊接等对穿透的外部连接部16周围进行焊接即可。焊接部分在母线3和外部连接部16都是铝或者铝合金，由于是同一金属，所以不产生共晶，两者间的电阻也不会变得过大。如图4所示，为了制造第二实施方式的电极端子1，与第一实施方式的情况同样，只要使挤压装置30在超高压等方压下进行工作，形成成形体1A，之后，实施镗削加工，进行外筒部11的中空化(以规定深度削除心棒部10)即可。在第二实施方式中其他的构成及作用效果、制造方法与第一实施方式大致相同，在此省略详细说明。但是，本次公开的实施方式在所有方面都是例示，不应认为限制于此。本发明的范围不由上述说明表示，而是由权利要求书表示，在与权利要求书均等的意思即范围内的所有变更都包含于本申请。例如，在第一实施方式及第ニ实施方式中，例示了作为负输出端使用的电极端子1，但也可以将电极端子采用于正输出端。此时，使心棒部10由与单电池2的正极侧担体相同的金属(铝或者铝合金)制成，使外筒部11由与单电池2的负极侧担体7相同的金属(铜或者铜合金)制成即可。母线3为铜或者铜合金制。另外，本发明的母线I在连接机动车搭载用的锂离子电池时非常合适，但用在其他用途的锂离子电池(电池)的连接中也没有任何问题。參照特定的实施方式详细说明了本申请，但在不脱离本发明的精神和范围的情况下，也可施加各种变更或修正，这对本领域技术人员是显而易见的。本申请基于2010年3月29日申请的日本专利申请(特愿2010-075916)，其内容作为參照引用于此。符号说明I电极端子IA成形体2单电池3 母线4组电池7负极侧担体
10心棒部IOA负极用基材11外筒部IlA正极用基材12基台部13阳螺纹部15内部连接部16外部连接部20连接孔21 螺母23基台部24阳螺纹部30挤压装置31 模具
权利要求
1.一种用在一对输出端由种类互不相同的金属形成的电池中的电力输出用的电极端子， 其特征在于， 该电极端子具备 与一方的输出端连结并且由与该一方的输出端相同的金属形成的第一连接部；以及 与所述第一连接部连接并且由与另一方的输出端相同的金属形成的第二连接部， 所述第一连接部和所述第二连接部通过金属性结合而一体化。
2.如权利要求I所述的电极端子，其特征在于， 所述第一连接部是实心圆柱状的心棒部， 所述第二连接部是嵌合在所述心棒部的外侧的圆筒形状的外筒部。
3.如权利要求2所述的电极端子，其特征在于， 在所述外筒部的外周面形成有阳螺纹部。
4.如权利要求2所述的电极端子，其特征在于， 所述外筒部朝向与所述心棒部的突出侧相反的方向以超出该心棒部的长度的方式延伸形成。
5.如权利要求2所述的电极端子，其特征在于， 所述心棒部由铝或者铝合金形成， 所述外筒部由铜或者铜合金形成。
6.如权利要求2所述的电极端子，其特征在于， 所述心棒部由铜或者铜合金形成， 所述外筒部由铝或者铝合金形成。
7.一种电极端子的制造方法，其特征在于， 准备面对面基材，形成所述外筒部的金属基材以包围形成所述心棒部的金属基材的方式卷绕在该面对面基材上，， 在高压的流体静压环境下，通过利用模具对所述面对面基材进行挤压加工或者拉拔加工，由此制造权利要求2所述的电极端子。
全文摘要
提供一种电极端子，其用于正输出端和负输出端由种类互不相同的金属形成的电池，可以在防止电腐蚀的同时抑制电阻，且机械强度也优越。本发明的电极端子(1)是一种用在一对输出端由种类互不相同的金属形成的电池(2)中的电力输出用的电极端子(1)，其具有与一方的输出端连结并且由与一方的输出端相同的金属形成的实心圆柱状的心棒部(10)以及与心棒部(10)连接并且由与另一方的输出端相同的金属形成的外筒部(11)，心棒部(10)和外筒部(11)通过金属性结合而一体化。
文档编号H01M2/30GK102770987SQ20118001072
公开日2012年11月7日 申请日期2011年3月24日 优先权日2010年3月29日
发明者荣辉 申请人:株式会社神户制钢所
技术领域：
本发明涉及一种可适合用于正输出端和负输出端由种类互不相同的金属形成的电池的电极端子及其制造方法。
背景技术：
作为搭载在电动车或混合动カ车等上的电池，公知ー种以相互的正负极间串联连接的方式用母线将多个单电池连接起来而构成为组电池的技术(例如，參照专利文献I)。这样的组电池具有高输出、高能量密度的特点，单电池几乎都使用锂离子电池。锂离子电池的正输出端以铝(Al)为材料而形成，负输出端以铜(Cu)为材料而形成。作为用于对这样的单电池的端子彼此进行连接的零件，是母线(busbar，用于电能的分配的零件，也称为汇流条)。作为所述母线的制造方法，例如，如专利文献2的“发明要解决的问题”所公开的那样，有对构成母线的部件彼此进行激光焊接的方法。 在先技术文献专利文献专利文献I :日本国特开2002-373638号公报专利文献2 :日本国特开2003-163039号公报如前所述，在通过串联连接单电池彼此时，用母线连接正输出端(铝)和负输出端(铜)。因此，不管母线由铝形成，还是由铜形成，母线和一方的端子之间必定是基于异种金属的连接。一般而言，在连接异种的金属彼此时，周知因空气中的水分引起电腐蚀(电化学的腐食)。因此，伴随该电腐蚀的进展，引起母线和端子之间不再通电，或引起母线本身或者端子本身损坏，最終导致无法起到电动车的重大问题。需要说明的是，作为该问题的对策，如专利文献2那样，提出了通过激光焊接等接合铝片和铜片而制作母线的技术，但是在以该方法试做的母线中，在激光焊接部分由两种金属引起共晶的产生，这导致电阻变得过大或机械强度(由其是脆性、拉伸强度)显著降低的缺点，不耐实用。S卩，为了根本解决上述问题，不应停留在母线的改良上，其他部件、例如单电池所具备的电极端子的改良 开发也不可欠缺。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的，其目的在于，提供一种用在由种类互不相同的金属形成了正输出端和负输出端的电池中的电极端子，其能够在防止电腐蚀的同时抑制电阻，且机械強度也优越的具有高性能 高可靠性的电极端子及该电极端子的制造方法。为了达成所述目的，本发明的电极端子是ー种用在ー对输出端由种类互不相同的金属形成的电池中的电カ输出用的电极端子，其具备与一方的输出端连结并且由与该一方的输出端相同的金属形成的第一连接部；以及与所述第一连接部连接并且由与另一方的输出端相同的金属形成的第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部通过金属性结合而一体化。优选的是，所述第一连接部可以是实心圆柱状的心棒部，所述第二连接部可以是前合在心棒部的外侧的圆筒形状的外筒部。需要说明的是，所谓“金属性结合”是指要结合的异种金属间形成以金属组织级别密接的结合界面，其结果是，成为将导电性及机械结合强度提高到“作为电极端子适于实用的值”的状态。另外优选的是，可在所述外筒部的外周面形成有阳螺纹部。所述外筒部可以朝向与所述心棒部的突出侧相反的方向以超出该心棒部的长度 的方式延伸形成。在将上述电极端子用于锂离子电池的正输出端时，所述心棒部可由铝或者铝合金形成，所述外筒部可由铜或者铜合金形成。在将上述电极端子用于锂离子电池的负输出端时，所述心棒部可由铜或者铜合金形成，所述外筒部可由铝或者铝合金形成。另ー方面，在制造上述的电极端子时，采用如下的制造方法是不可缺的，S卩准备面对面基材，形成所述外筒部的金属基材以包围形成所述心棒部的金属基材的方式卷绕在该面对面基材上，在高压的流体静压环境下，通过利用模具对所述对面基材进行挤压加工或者拉拔加工。通过采用该制造方法，形成心棒部的金属件和形成外筒部的金属件进行金属性结合而一体化，从而可以制造不会弓I起电腐蚀等的电极端子。发明效果通过使用该电极端子，从外观看，电池的正输出端和负输出端为同一金属，通过进行使用与端子相同的金属的配线或汇流条的连接，抑制在端子接合部的电腐蚀和伴随于此的电阻的增加，实现作为组电池的可靠性的提高。此外，在适当例子的情况下，由于电极端子的心棒部和外筒部通过金属性结合而一体化，所以即使在其结合部分也不会发生电腐蚀和伴随于此的电阻的増加。根据本发明，可以实现ー种适于正输出端和负输出端由种类互不相同的金属形成的电池，另外可在防止电腐蚀的同时抑制电阻且机械强度也优越的具有高性能 高可靠性的电极端子。
图I是表示第一实施方式的电极端子的使用形态的立体图。图2A是表不第一实施方式的电极端子的俯视图。图2B是表示第一实施方式的电极端子的主视图。图3是表示第一实施方式的电极端子和汇流条的连接状况的图。图4是说明制造本发明的电极端子的过程的立体图。图5A是表示第二实施方式的电极端子的俯视图。图5B是表示第二实施方式的电极端子的主视图。
图6是表示第二实施方式的电极端子和汇流条的连接状况的图。
具体实施例方式以下，基于
本发明的实施方式。[第一实施方式]图I 图3表不本发明的电极端子I的第一实施方式。如图I所示，该电极端子I在通过用母线3串联连接多个单电池2而构成的组电 池4等中，例如可用作各单电池2的负输出端(负输出侧)。需要说明的是，如图3所示，单电池2是锂离子电池，负输出端由铜或者铜合金形成。这是因为，在电池内部与负输出端相连的负极侧担体7(固定电子或离子的基体)由铜或者铜合金构成。从与正极侧担体的关系上，正输出端(正输出侧)由铝或者铝合金形成。如图2A及图2B所示，用于负输出端的本发明的电极端子I通过心棒部10(第一连接部)及外嵌覆盖该心棒部10的外筒部11 (第二连接部)形成为内外双重轴。心棒部10的下端侧从外筒部11沿轴向突出。心棒部10的上端侧和外筒部11的上端部对齐在相同的高度位置。心棒部10为圆棒，外筒部11形成为圆筒形。S卩，与所述心棒部10和外筒部11的轴向正交的剖面形状呈同心的双重圆形，包围心棒部10的外筒部11的壁厚大致一定。在外筒部11的下端侧形成有基台部12，心棒部10以贯通该基台部12的方式向下方突出。另外，在外筒部11的外周面，除基台部12タト，形成有阳螺纹部13。该基台部12具有如下作用第一、在将该电极端子I安装到单电池2上时，使阳螺纹部13从单电池2突出的长度一定的作用；第二、在该阳螺纹部13上连接母线3时，具有将母线3保持为从单电池2浮起的状态的垫片的作用。基台部12没必要必须相对于外筒部11设置为一体，也可以是另外的其他部件。在第一实施方式中，设电极端子I的最大直径(相当于基台部12的外径)为5 25mm,设最大长度(相当于作为心棒部10的全长)为10 100mm。另外，在外筒部11设置的阳螺纹部13的外径设标称直径4 12_。心棒部10和外筒部11相互由形成材料不同的金属形成。心棒部10以与单电池2的负极侧担体7相同的金属、即铜或者铜合金为原材料而形成。另外，外筒部11以与单电池2的正极侧担体或正输出端相同的金属、即铝或者铝合金为原材料而形成。心棒部10的外周面与外筒部11的内周面之间使心棒部10的金属(Cu)和外筒部11的金属(Al)在超高压下(例如IOOOMPa左右)且施加变形，形成相互以金属组织级别密接的结合界面，其结果是，成为使导电性及机械结合强度提高到“作为电极端子适于实用的值”的状态。这样的电极端子I在安装到单电池2上时，将心棒部10中从外筒部11突出的部分用作内部连接部15。即，使该内部连接部15与单电池2的负极侧担体7电连接。另外，将外筒部11中设有阳螺纹部13的部分用作外部连接部16。即，使该外部连接部16连接于与外筒部11属于同一金属的招制的母线3的一端部。具体地说，如图I、图3所示，在母线3的两端部设有连接孔20，在该连接孔20中插入电极端子I的外部连接部16 (外筒部11的阳螺纹部13)，在穿透的阳螺纹部13上拧合由与外筒部11同一金属形成的铝制的螺母21。此时，外部连接部16、母线3及螺母21是基于同一金属的连接，不会引起电腐蚀。此外，内部连接部15和外部连接部16之间(心棒部10和外筒部11之间)虽然是异种金属，但由于被金属性结合，所以不会引起电腐蚀，且被保持为抑制电阻的状态。另ー方面，正输出端也可采用全部形成材料都为铝或者铝合金的电极端子。其形状与电极端子I大致相同，为具有基台部23、阳螺纹部24的形状。因此，在母线3的另ー端侧的连接孔20中插入正侧的电极端子的阳螺纹部24，在穿透的阳螺纹部24上拧合螺母21。不言而喻，正输出端和母线3的连接部分也是基于同一金属的连接，因此不会引起电腐蚀。其结果是，在通过用母线3将多个单电池2串联连接而构成的组电池4中，不管是哪个连接部分都不会引起电腐蚀，确保高效率的导电性。另外，作为电极端子I的机械强度也优越，因此在通常的使用状况下，电极端子I也不会弯曲或折曲。 需要说明的是，在第一实施方式中，母线3由铝或者铝合金形成，因此是轻量的，可将组电池4抑制为轻量。因此，具有对于搭载该组电池4作为电池的电动车的轻量化也有益这ー优点。如图4所示，为了制造这样的结构的电极端子I，在超高压的流体静压下进行挤压加工。用于该加工的挤压装置30具备与要得到的电极端子I的最大直径(相当于基台部12的外径)对应的单ー开ロ的模具31 (冲模)，可在超高压( IOOOMPa程度)的等方压环境下进行挤压成形。作为电极端子I的制造顺序，首先，准备由与单电池2的正输出端同一金属构成的正极用基材IlA(金属基材)以及与单电池2的负输出端同一金属的负极用基材IOA(金属基材)。即，正极用基材IlA是铝或者铝合金制的，负极用基材IOA是铜或者铜合金制的。然后，形成以棒状的负极用基材IOA为中心，将其周围用正极用基材IlA围起来的构造的圆棒状的坯子(面对面基材)。例如，只要使负极用基材IOA成为圆棒件，并且使正极用基材IlA成为中空管件，使正极用基材IlA外嵌插通负极用基材IOA来形成坯子即可。或者，还可以通过使负极用基材IOA成为圆棒件，并且使正极用基材IIA成为带板状件，在负极用基材IOA上卷绕正极用基材IlA来形成坯子。接着，将该坯子装填在挤压装置30中，使该挤压装置30在超高压( IOOOMPa)的等方压环境下工作。如前所述，坯子由于是以负极用基材IOA为中心、其周围被正极用基材IlA围起来的构造，因此，正极用基材IlA和负极用基材IOA相互并行被挤压。如图4所示，挤压装置30的模具31的开ロ面积由于小于坯子的剖面面积，所以通过穿过模具31，坯子受到全周性的压缩而塑性变形。两基材10AU1A的配合面在从模具31出来后，形成“心棒部10的外周面与外筒部11的内周面的界面(金属性的结合部)”。通过所述挤压加工，成形正极用基材IlA和负极用基材IOA通过金属性的结合而一体结合的内外双重轴的成形体IA。在挤压方向上将这样得到的成形体IA隔规定间隔切出。在第一实施方式中，由于挤压装置30的模具31形成为与电极端子I的剖面形状对应的开ロ形状，因此，成形体IA的切出间隔与作为电极端子I的长度尺寸匹配。
在切出后，对正极用基材IlA实施车削加工、阳螺纹切设加工，进行阳螺纹部13的形成、基台部12的形成及基于心棒部10的突出部的形成，完成电极端子I。根据需要也可以进行表面抛光或表面处理等。[第二实施方式]图5A、图5B及图6表不本发明的电极端子I的第二实施方式。第二实施方式的电极端子I也用于单电池2的负输出端。如图5A及图5B所示，电极端子I的外筒部11以朝向上方侧超过心棒部10的长度的方式延长形成。即，在外筒部11延长的部分的内部不存在心棒部10，而是中空的。另一方面，电极端子I的心棒部10以朝向下方侧超过外筒部11的长度的方式延长形成。此夕卜，在外筒部11未设置基台部12、阳螺纹部13，形成为笔直的圆筒形。
需要说明的是，心棒部10是由与单电池2的负极侧担体7相同的金属(铜或者铜合金)制成的，外筒部11是由与单电池2的正极侧担体或正输出端相同的金属(铝或者铝合金)制成的，这一点与第一实施方式相同。另外，心棒部10的外周面和外筒部11的内周面之间通过基于超高压等方压下的模具加工被金属性的结合，这一点也与第一实施方式相同。在第二实施方式的电极端子I中，在将心棒部10从外筒部11突出的部分作为内部连接部15而向单电池2上安装后，将在外筒部11中成为中空的部分用作外部连接部16。即，通过焊接使母线3的一端部连接于该外部连接部16。具体地说，如图6所示，在母线3的连接孔20中插入电极端子I的外部连接部16(对应于中空部分)，通过焊接等对穿透的外部连接部16周围进行焊接即可。焊接部分在母线3和外部连接部16都是铝或者铝合金，由于是同一金属，所以不产生共晶，两者间的电阻也不会变得过大。如图4所示，为了制造第二实施方式的电极端子1，与第一实施方式的情况同样，只要使挤压装置30在超高压等方压下进行工作，形成成形体1A，之后，实施镗削加工，进行外筒部11的中空化(以规定深度削除心棒部10)即可。在第二实施方式中其他的构成及作用效果、制造方法与第一实施方式大致相同，在此省略详细说明。但是，本次公开的实施方式在所有方面都是例示，不应认为限制于此。本发明的范围不由上述说明表示，而是由权利要求书表示，在与权利要求书均等的意思即范围内的所有变更都包含于本申请。例如，在第一实施方式及第ニ实施方式中，例示了作为负输出端使用的电极端子1，但也可以将电极端子采用于正输出端。此时，使心棒部10由与单电池2的正极侧担体相同的金属(铝或者铝合金)制成，使外筒部11由与单电池2的负极侧担体7相同的金属(铜或者铜合金)制成即可。母线3为铜或者铜合金制。另外，本发明的母线I在连接机动车搭载用的锂离子电池时非常合适，但用在其他用途的锂离子电池(电池)的连接中也没有任何问题。參照特定的实施方式详细说明了本申请，但在不脱离本发明的精神和范围的情况下，也可施加各种变更或修正，这对本领域技术人员是显而易见的。本申请基于2010年3月29日申请的日本专利申请(特愿2010-075916)，其内容作为參照引用于此。符号说明I电极端子IA成形体2单电池3 母线4组电池7负极侧担体
10心棒部IOA负极用基材11外筒部IlA正极用基材12基台部13阳螺纹部15内部连接部16外部连接部20连接孔21 螺母23基台部24阳螺纹部30挤压装置31 模具
权利要求
1.一种用在一对输出端由种类互不相同的金属形成的电池中的电力输出用的电极端子， 其特征在于， 该电极端子具备 与一方的输出端连结并且由与该一方的输出端相同的金属形成的第一连接部；以及 与所述第一连接部连接并且由与另一方的输出端相同的金属形成的第二连接部， 所述第一连接部和所述第二连接部通过金属性结合而一体化。
2.如权利要求I所述的电极端子，其特征在于， 所述第一连接部是实心圆柱状的心棒部， 所述第二连接部是嵌合在所述心棒部的外侧的圆筒形状的外筒部。
3.如权利要求2所述的电极端子，其特征在于， 在所述外筒部的外周面形成有阳螺纹部。
4.如权利要求2所述的电极端子，其特征在于， 所述外筒部朝向与所述心棒部的突出侧相反的方向以超出该心棒部的长度的方式延伸形成。
5.如权利要求2所述的电极端子，其特征在于， 所述心棒部由铝或者铝合金形成， 所述外筒部由铜或者铜合金形成。
6.如权利要求2所述的电极端子，其特征在于， 所述心棒部由铜或者铜合金形成， 所述外筒部由铝或者铝合金形成。
7.一种电极端子的制造方法，其特征在于， 准备面对面基材，形成所述外筒部的金属基材以包围形成所述心棒部的金属基材的方式卷绕在该面对面基材上，， 在高压的流体静压环境下，通过利用模具对所述面对面基材进行挤压加工或者拉拔加工，由此制造权利要求2所述的电极端子。
全文摘要
提供一种电极端子，其用于正输出端和负输出端由种类互不相同的金属形成的电池，可以在防止电腐蚀的同时抑制电阻，且机械强度也优越。本发明的电极端子(1)是一种用在一对输出端由种类互不相同的金属形成的电池(2)中的电力输出用的电极端子(1)，其具有与一方的输出端连结并且由与一方的输出端相同的金属形成的实心圆柱状的心棒部(10)以及与心棒部(10)连接并且由与另一方的输出端相同的金属形成的外筒部(11)，心棒部(10)和外筒部(11)通过金属性结合而一体化。
文档编号H01M2/30GK102770987SQ20118001072
公开日2012年11月7日 申请日期2011年3月24日 优先权日2010年3月29日
发明者荣辉 申请人:株式会社神户制钢所
最新回复(0)