特許 6014808 電池用端子および電池用端子の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6014808

(24)【登録日】2016年10月7日

(45)【発行日】2016年10月26日

(54)【発明の名称】電池用端子および電池用端子の製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/30 20060101AFI20161013BHJP

   H01M 2/32 20060101ALI20161013BHJP

   H01M 2/06 20060101ALI20161013BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/30 D

   H01M2/32

   H01M2/06 A

【請求項の数】16

【全頁数】22

(21)【出願番号】特願2015-160347(P2015-160347)

(22)【出願日】2015年8月17日

【審査請求日】2016年2月17日

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】日立金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104433

【弁理士】

【氏名又は名称】宮園 博一

(72)【発明者】

【氏名】横田 将幸

(72)【発明者】

【氏名】織田 喜光

【審査官】 太田 一平

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−０３１５２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−０７６７０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１２６７０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１５７９０４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−３３９９２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０７７０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１２／１３３６５４（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１２／１６５５６７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００４−１０６０５９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／００ − ２／０８

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ ２／３０

Ｈ０１Ｍ ２／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

Ａｌ基合金から構成される第１金属層と、Ｃｕ基合金から構成される第２金属層と、Ｎｉ基合金から構成される第３金属層とがこの順に積層された状態で接合されたクラッド材から構成され、
軸部と、
前記軸部から放射方向に広がる鍔部とを備え、
少なくとも前記軸部の延びる軸方向の一方側において、前記軸部の先端に前記第３金属層を有している、電池用端子。

【請求項2】

前記軸部の外側面部に前記第３金属層を有している、請求項１に記載の電池用端子。

【請求項3】

前記鍔部の前記軸方向の一方側の外縁部において、Ｃｕ基合金から構成される前記第２金属層が露出している、請求項１または２に記載の電池用端子。

【請求項4】

前記軸方向の一方側において、前記鍔部の外縁部に沿って前記第２金属層が環状に露出している、請求項３に記載の電池用端子。

【請求項5】

前記軸方向の一方側の電池の集電体と接合する側において、前記軸部には凹部が形成されており、
前記凹部の内側面部に前記第３金属層を有している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電池用端子。

【請求項6】

前記軸部の先端における前記第３金属層の厚みは、前記凹部の内側面部における前記第３金属層の厚みよりも大きい、請求項５に記載の電池用端子。

【請求項7】

前記軸部の先端における前記第３金属層の厚みは、前記凹部の内側面部における前記第３金属層の厚みの２倍以上である、請求項６に記載の電池用端子。

【請求項8】

前記凹部の内側面部において、前記凹部の開口部側の前記第３金属層の厚みは、前記凹部の内底面部側の前記第３金属層の厚みよりも大きい、請求項５〜７のいずれか１項に記載の電池用端子。

【請求項9】

前記凹部の内側面部に加えて、前記凹部の内底面部にも前記第３金属層を有しており、
前記凹部の内側面部における前記第３金属層の厚みは、前記凹部の内底面部における前記第３金属層の厚みより小さい、請求項５〜８のいずれか１項に記載の電池用端子。

【請求項10】

前記軸方向の一方側の先端において、前記第３金属層の前記軸方向の厚みは２０μｍ以上である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の電池用端子。

【請求項11】

前記クラッド材は、前記第１金属層と前記第２金属層との間に配置され、前記第１金属層を構成するＡｌ基合金と前記第２金属層を構成するＣｕ基合金とが反応するのを抑制するための反応抑制層をさらに含んでいる、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の電池用端子。

【請求項12】

Ａｌ基合金から構成される第１金属層と、Ｃｕ基合金から構成される第２金属層と、Ｎｉ基合金から構成される第３金属層とがこの順に積層された状態で接合されたクラッド材を形成する工程と、
軸部と前記軸部から放射方向に広がる鍔部とを形成するように前記クラッド材をプレス加工する工程と、を備え、
前記プレス加工する工程は、少なくとも前記軸部の延びる軸方向の一方側において、前記軸部の先端に前記第３金属層を有するようにプレス加工する工程を含む、電池用端子の製造方法。

【請求項13】

前記プレス加工する工程は、前記軸方向の一方側の先端に加えて、前記軸部の外側面部にも前記第３金属層を有するようにプレス加工する工程をさらに含む、請求項１２に記載の電池用端子の製造方法。

【請求項14】

前記プレス加工する工程は、前記鍔部の前記軸方向の一方側の外縁部において、Ｃｕ基合金から構成される前記第２金属層が露出するようにプレス加工する工程をさらに含む、請求項１２または１３に記載の電池用端子の製造方法。

【請求項15】

前記プレス加工する工程は、前記軸方向の一方側の電池の集電体と接合する側において前記軸部に凹部を形成しつつ、前記軸部の先端と前記凹部の内側面部とに前記第３金属層を有するようにプレス加工する工程をさらに含む、請求項１２〜１４のいずれか１項に記載の電池用端子の製造方法。

【請求項16】

前記クラッド材を形成する工程は、前記第３金属層の厚みが、前記第１金属層の厚みよりも小さく、かつ、前記第２金属層の金属層の厚みよりも小さくなるように、前記クラッド材を形成する工程を含む、請求項１２〜１５のいずれか１項に記載の電池用端子の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、たとえばリチウムイオン電池に適用可能な電池用端子およびその電池用端子の製造方法に関し、特に、Ａｌ基合金から構成される第１金属層と、Ｃｕ基合金から構成される第２金属層とを備える電池用端子およびその電池用端子の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、たとえば特開２０１５−６０７３０号公報（特許文献１）に開示されている、Ａｌ基合金から構成される第１端子部材と、Ｃｕ基合金から構成される第２端子部材とを備える電池用端子が知られている。

【0003】

上記特許文献１には、一方はＣｕから構成され、他方はＡｌから構成された第１端子部材および第２端子部材を備え、第１端子部材と第２端子部材とが一体化されたコネクタ端子が開示されている。このコネクタ端子の第１端子部材は、凹部が形成されたメス型フランジと、メス型フランジから一方側に延びる軸部とを含んでいる。また、第２端子部材は、メス型フランジの凹部に嵌め込まれるオス型フランジと、オス型フランジから他方側に延びる軸部とを含んでいる。上記特許文献１のコネクタ端子では、第１端子部材のメス型フランジの凹部に第２端子部材のオス型フランジを嵌め込んで密着させた状態で、メス型フランジをかしめることによって、第１端子部材と第２端子部材とを一体化させている。

【0004】

また、一般的に、Ｃｕから構成される電池用端子には、電池の集電体などの他の部材に溶接される際に、レーザ溶接などによる溶接を行いやすくするために、電池用端子の表面にＮｉめっき処理が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１５−６０７３０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献１に開示されたコネクタ端子では、かしめにより第１端子部材と第２端子部材とが密着しているとしても、第１端子部材と第２端子部材とが物理的に接触しているだけであるため、第１端子部材と第２端子部材との間（界面）に水などが侵入しやすい。このため、水を介して第１端子部材と第２端子部材との間（界面）に電気が流れ、その結果、イオン化しやすい金属（Ａｌ）から構成される端子部材が腐食（消耗）する現象（異種金属接触腐食）が発生しやすいという問題点がある。また、コネクタ端子のＣｕから構成される端子部材の表面にＮｉめっき処理が行われたとしても、Ｎｉめっき処理を行わない場合と同様に、物理的に接触しているだけの第１端子部材と第２端子部材との間において腐食が発生しやすいと考えられる。

【0007】

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、金属層同士の界面において腐食が発生するのを抑制しつつ、電池端子を他の部材に溶接しやすくすることが可能な電池用端子およびその電池用端子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】

【0008】

この発明の第１の局面による電池用端子は、Ａｌ基合金から構成される第１金属層と、Ｃｕ基合金から構成される第２金属層と、Ｎｉ基合金から構成される第３金属層とがこの順に積層された状態で接合されたクラッド材から構成され、軸部と、軸部から放射方向に広がる鍔部とを備え、少なくとも軸部の延びる軸方向の一方側において、軸部の先端に第３金属層を有している。なお、「Ａｌ基合金」には、純ＡｌとＡｌを主に含むＡｌ合金とが含まれており、「Ｃｕ基合金」には、純ＣｕとＣｕを主に含むＣｕ合金とが含まれており、「Ｎｉ基合金」には、純ＮｉとＮｉを主に含むＮｉ合金とが含まれている。

【0009】

この発明の第１の局面による電池用端子では、上記のように、Ａｌ基合金から構成される第１金属層と、Ｃｕ基合金から構成される第２金属層と、Ｎｉ基合金から構成される第３金属層とがこの順に積層された状態で接合されたクラッド材から構成する。これにより、金属層同士は、物理的に接触して接合されているのではなく、クラッド接合による金属原子の相互拡散によって原子的（化学的）に接合されているので、金属層同士が接合された界面に水などが侵入するのを抑制することができる。これにより、金属層同士が接合された界面において、腐食が発生するのを抑制することができる。また、電池用端子が、少なくとも軸部の延びる軸方向の一方側において、軸部の先端にＮｉ基合金から構成される第３金属層を有している。これにより、軸部の軸方向の一方側の先端にＣｕ基合金から構成される第２金属層のみが位置する場合と比べて、レーザ溶接などにより、電池用端子を他の部材に容易に溶接することができる。

【0010】

また、Ｎｉ基合金から構成される第３金属層をＮｉめっき処理により形成する場合には、Ａｌ基合金から構成される第１金属層がメッキ液や前処理液などによって腐食するのを抑制するために、Ａｌ基合金（第１金属層）が露出する部分にマスクを形成して、Ｎｉめっき処理を行う必要がある。このため、電池用端子の一部にのみマスクを形成するためにマスクの形成工程が複雑化し、その結果、電池用端子の製造工程が複雑化してしまう。これに対して、本発明の第１の局面による電池用端子では、上記のように、Ｎｉ基合金から構成される第３金属層を含むクラッド材を用いることによって、Ｎｉめっき処理の工程が不要になるので、電池用端子の製造工程が複雑化するのを抑制することができる。

【0011】

上記第１の局面による電池用端子において、好ましくは、軸部の外側面部に第３金属層を有している。このように構成すれば、Ｃｕ基合金と比べて耐食性の高いＮｉ基合金が軸部の外側面部に位置することによって、軸部の外側面部から第２金属層が腐食するのを抑制することができる。また、第３金属層が形成された電池用端子の軸方向の一方側の先端だけでなく軸部の外側面部においても、レーザ溶接などにより、電池用端子を他の部材に容易に溶接することができる。

【0012】

上記第１の局面による電池用端子において、好ましくは、鍔部の軸方向の一方側の外縁部において、Ｃｕ基合金から構成される第２金属層が露出している。このように構成すれば、Ｃｕ基合金から構成される第２金属層は、Ａｌ基合金やＮｉ基合金と異なり赤色に近い色味を有しているので、鍔部の軸方向の一方側の外縁部に露出する第２金属層に基づいて、電池用端子における軸方向の一方側を容易に確認することができる。

【0013】

この場合、好ましくは、軸方向の一方側において、鍔部の外縁部に沿って第２金属層が環状に露出している。このように構成すれば、第２金属層が環状に露出することにより、第２金属層が露出する部分が軸部などに隠れて確認できなくなるのを効果的に抑制することができるので、電池用端子における軸方向の一方側を容易、かつ、確実に確認することができる。

【0014】

上記第１の局面による電池用端子において、好ましくは、軸方向の一方側の電池の集電体と接合する側において、軸部には凹部が形成されており、凹部の内側面部に第３金属層を有している。このように構成すれば、凹部の内側面部が外側になるように凹部を折り曲げて他の部材（電池の集電体）にかしめることによって、軸方向の一方側における軸部において、電池用端子を電池の集電体に容易に固定（仮固定）することができる。また、電池の集電体にかしめられた状態の電池用端子をレーザ溶接などにより電池の集電体に溶接する際に、折り曲げられた状態で電池の集電体に当接する軸部の先端と、外側に露出する凹部の内側面部との各々に第３金属層が位置しているので、かしめた状態であっても、電池用端子を電池の集電体に容易に溶接することができる。

【0015】

この場合、好ましくは、軸部の先端における第３金属層の厚みは、凹部の内側面部における第３金属層の厚みよりも大きい。また、より好ましくは、軸部の先端における第３金属層の厚みは、凹部の内側面部における第３金属層の厚みの２倍以上である。このように構成すれば、Ｎｉ基合金の熱伝導率はＣｕ基合金の熱伝導率よりも小さいので、軸部の先端においてＮｉ基合金から構成される第３金属層の厚みを大きくすることにより、溶接時に発生した熱が第３金属層から第２金属層に逃げるのを抑制することができる。これにより、軸部の先端における電池用端子の溶接性を向上させることができる。また、Ｎｉ基合金から構成される第３金属層の厚みを小さくすることにより、電池用端子をかしめる際にかしめ治具と接触する凹部の内側面部において、かしめ時に発生するかしめ治具と凹部の内側面部との間の摩擦熱を迅速に第２金属層に逃がすことができる。これにより、摩擦熱に起因してかしめ治具と凹部の内側面部とが焼き付くのを抑制することができる。

【0016】

上記軸部に凹部が形成された構成において、好ましくは、凹部の内側面部において、凹部の開口部側の第３金属層の厚みは、凹部の内底面部側の第３金属層の厚みよりも大きい。このように構成すれば、凹部の開口部側の第３金属層の厚みを大きくすることにより、軸部の先端を溶接する際に発生した熱が、開口部側の第３金属層を介して、第２金属層に逃げるのを効果的に抑制することができる。これにより、電池用端子の溶接性をより向上させることができる。また、凹部の内底面部側の第３金属層の厚みを小さくすることにより、Ｎｉ基合金の使用量を減少することができる。

【0017】

上記軸部に凹部が形成された構成において、好ましくは、凹部の内側面部に加えて、凹部の内底面部にも第３金属層を有しており、凹部の内側面部における第３金属層の厚みは、凹部の内底面部における第３金属層の厚みより小さい。このように構成すれば、かしめ治具と接触する凹部の内側面部において、Ｎｉ基合金から構成される第３金属層の厚みを小さくすることができるので、かしめ時に発生するかしめ治具と凹部の内側面部との間の摩擦熱を迅速に第２金属層に逃がすことができる。これにより、摩擦熱に起因してかしめ治具と凹部の内側面部とが焼き付くのを抑制することができる。

【0018】

上記第１の局面による電池用端子において、好ましくは、軸方向の一方側の先端において、第３金属層の軸方向の厚みは２０μｍ以上である。このように構成すれば、軸方向の一方側の先端においてＮｉ基合金から構成される第３金属層の厚みを十分に確保することができるので、溶接時に発生した熱が第３金属層から第２金属層に逃げるのを確実に抑制することができる。この結果、軸部の先端における電池用端子の溶接性をより向上させることができる。

【0019】

上記第１の局面による電池用端子において、好ましくは、クラッド材は、第１金属層と第２金属層との間に配置され、第１金属層を構成するＡｌ基合金と第２金属層を構成するＣｕ基合金とが反応するのを抑制するための反応抑制層をさらに含んでいる。このように構成すれば、反応抑制層により、第１金属層を構成するＡｌ基合金と第２金属層を構成するＣｕ基合金とが反応して金属間化合物として脆弱なＡｌ−Ｃｕ合金が形成されるのを抑制することができる。

【0020】

この発明の第２の局面による電池用端子の製造方法は、Ａｌ基合金から構成される第１金属層と、Ｃｕ基合金から構成される第２金属層と、Ｎｉ基合金から構成される第３金属層とがこの順に積層された状態で接合されたクラッド材を形成する工程と、軸部と軸部から放射方向に広がる鍔部とを形成するようにクラッド材をプレス加工する工程と、を備え、プレス加工する工程は、少なくとも軸部の延びる軸方向の一方側において、軸部の先端に第３金属層を有するようにプレス加工する工程を含む。

【0021】

この発明の第２の局面による電池用端子の製造方法では、上記第１の局面による電池用端子の効果に加えて、少なくとも軸部の延びる軸方向の一方側において、軸部の先端に第３金属層を有するようにプレス加工を行う。これにより、Ｎｉめっき工程が不要になるのに加えて、プレス加工を行うだけで、軸部と鍔部とを備え、少なくとも軸部の延びる軸方向の一方側の先端に第３金属層を有する電池用端子を作成することができるので、電池用端子の製造工程を簡素化することができる。

【0022】

上記第２の局面による電池用端子の製造方法において、好ましくは、プレス加工する工程は、軸方向の一方側の先端に加えて、軸部の外側面部にも第３金属層を有するようにプレス加工する工程をさらに含む。このように構成すれば、軸部の外側面部から第２金属層が腐食するのを抑制することができるとともに、第３金属層が形成された電池用端子の軸方向の一方側の先端だけでなく軸部の外側面部においても、レーザ溶接などにより、電池用端子を他の部材に溶接しやすくすることができる。

【0023】

上記第２の局面による電池用端子の製造方法において、好ましくは、プレス加工する工程は、鍔部の軸方向の一方側の外縁部において、Ｃｕ基合金から構成される第２金属層が露出するようにプレス加工する工程をさらに含む。このように構成すれば、鍔部の軸方向の一方側の外縁部に露出する第２金属層に基づいて、電池用端子における軸方向の一方側を容易に確認することができる。これにより、電池用端子の製造工程を自動ライン化した場合であっても、画像検査により電池用端子の軸方向の一方側を容易に確認することができる。

【0024】

上記第２の局面による電池用端子の製造方法において、好ましくは、プレス加工する工程は、軸方向の一方側の電池の集電体と接合する側において軸部に凹部を形成しつつ、軸部の先端と凹部の内側面部とに第３金属層を有するようにプレス加工する工程をさらに含む。このように構成すれば、軸方向の一方側の軸部において、電池用端子を他の部材（電池の集電体）に容易に固定（仮固定）することができる。また、かしめた状態であっても、電池用端子を電池の集電体に容易に溶接することができる。

【0025】

上記第２の局面による電池用端子の製造方法において、好ましくは、クラッド材を形成する工程は、第３金属層の厚みが、第１金属層の厚みよりも小さく、かつ、第２金属層の金属層の厚みよりも小さくなるように、クラッド材を形成する工程を含む。このように構成すれば、電気伝導性に優れたＣｕ基合金から構成される第２金属層の割合を大きくして、作成される電池用端子の電気伝導性を向上させることができるとともに、軽量なＡｌ基合金から構成される第１金属層の割合を大きくして、作成される電池用端子を軽量化することができる。また、Ｃｕ基合金に比べて電気伝導性の劣るＮｉ基合金から構成される第３金属層の割合を小さくして、作成される電池用端子の電気伝導性が低下するのを抑制することができる。

【発明の効果】

【0026】

本発明によれば、上記のように、金属層同士が接合された界面において腐食が発生するのを抑制しつつ、電池端子を他の部材に溶接しやすくすることが可能な電池用端子およびその電池用端子の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本発明の第１実施形態による組電池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の全体構成を示した斜視図である。

【図3】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン電池の全体構成を示した分解斜視図である。

【図4】本発明の第１実施形態によるリチウムイオン電池の負極端子周辺を示した断面図である。

【図5】本発明の第１実施形態による負極端子を示した断面図である。

【図6】本発明の第１実施形態による負極端子をＺ２側から見た図である。

【図7】本発明の第１実施形態による負極端子の製造方法を説明するための模式図である。

【図8】本発明の第１実施形態による負極端子の製造方法を説明するための模式図である。

【図9】本発明の第１実施形態による負極端子の製造方法を説明するための模式図である。

【図10】本発明の第１実施形態による負極端子をかしめる前の状態を示した断面図である。

【図11】本発明の第１実施形態による負極端子をかしめ中の状態を示した断面図である。

【図12】本発明の第１実施形態による負極端子をかしめ完了後の状態を示した断面図である。

【図13】本発明の第１実施形態による負極端子のレーザ溶接時の状態を示した断面図である。

【図14】本発明の第１実施形態の実施例における測定位置を説明するための断面図である。

【図15】本発明の第１実施形態の実施例における測定結果を示した表である。

【図16】本発明の第２実施形態による正極端子周辺を示した断面図である。

【図17】本発明の第２実施形態による正極端子を示した断面図である。

【図18】本発明の第３実施形態による負極端子を示した断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0028】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

【0029】

［第１実施形態］
＜組電池の構造＞
まず、図１〜図６を参照して、本発明の第１実施形態による組電池１００の構造について説明する。

【0030】

本発明の第１実施形態による組電池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。この組電池１００は、図１に示すように、複数のリチウムイオン電池１が、複数の平板状のバスバー１０１（点線で図示）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。

【0031】

また、組電池１００では、平面的に見てリチウムイオン電池１の狭幅方向（Ｘ方向）に沿って並ぶように、複数のリチウムイオン電池１が配置されている。また、組電池１００では、狭幅方向と直交する広幅方向（Ｙ方向）の一方側（Ｙ１側）に正極端子１０が位置するとともに、Ｙ方向の他方側（Ｙ２側）に負極端子２０が位置するリチウムイオン電池１（１ａ）と、Ｙ２側に正極端子１０が位置するとともに、Ｙ１側に負極端子２０が位置するリチウムイオン電池１（１ｂ）とが、Ｘ方向に沿って交互に配置されている。

【0032】

また、所定のリチウムイオン電池１の正極端子１０は、Ｘ方向に延びる純Ａｌから構成されるバスバー１０１のＸ方向の一方端に抵抗溶接により接合されている。また、その所定のリチウムイオン電池１と隣接するリチウムイオン電池１の負極端子２０は、純Ａｌからなるバスバー１０１のＸ方向の他方端に抵抗溶接により接合されている。これにより、リチウムイオン電池１の正極端子１０は、バスバー１０１を介して、隣接するリチウムイオン電池１の負極端子２０と接続されている。このようにして、複数のリチウムイオン電池１が直列に接続された組電池１００が構成されている。

【0033】

なお、純Ａｌからなるバスバー１０１を用いることによって、純Ｃｕからなるバスバーを用いる場合と比べて、バスバー１０１を軽量化することができるので、複数のバスバー１０１を用いる組電池１００全体を軽量化することが可能である。ここで、純Ａｌとは、たとえば、ＪＩＳ規格に規定されたＡ１０００番台のアルミニウムを意味している。また、純Ｃｕとは、たとえば、無酸素銅やタフピッチ銅、りん脱酸銅などの銅を意味している。

【0034】

＜リチウム電池の構造＞
リチウムイオン電池１は、図２に示すように、略直方体形状の外観を有している。また、リチウムイオン電池１は、Ｘ方向およびＹ方向と直交する上下方向（Ｚ方向）の一方側（Ｚ１側）に配置される蓋部材２と、他方側（Ｚ２側）に配置される電池ケース本体３とを備えている。この蓋部材２および電池ケース本体３は、共にＮｉめっき鋼板からなる。

【0035】

蓋部材２は、図３に示すように、平板状に形成されている。また、蓋部材２には、Ｚ方向に貫通するように、一対の挿入穴２ａおよび２ｂが設けられている。この一対の挿入穴２ａおよび２ｂは、蓋部材２のＹ方向に所定の間隔を隔てて形成されているとともに、蓋部材２のＸ方向の略中央に形成されている。また、一対の挿入穴２ａおよび２ｂには、それぞれ、正極端子１０および負極端子２０が挿入されるように構成されている。

【0036】

また、リチウムイオン電池１は、正極４ａ、負極４ｂおよびセパレータ４ｃがロール状に積層された発電素子４と、図示しない電解液とを備えている。正極４ａは、正極活物質が塗布されたＡｌ箔から構成されている。負極４ｂは、負極活物質が塗布されたＣｕ箔から構成されている。セパレータ４ｃは、正極４ａと負極４ｂとを絶縁する機能を有している。

【0037】

また、リチウムイオン電池１は、正極端子１０と発電素子４の正極４ａとを電気的に接続する正極集電体５と、負極端子２０と発電素子４の負極４ｂとを電気的に接続する負極集電体６とを備えている。正極集電体５は、正極端子１０に対応するようにＹ１側に配置されている。また、正極集電体５は、正極端子１０が挿入される穴部５ｄが形成された接続部５ａと、Ｚ２側に延びる脚部５ｂと、脚部５ｂと複数の正極４ａとを接続する接続板５ｃとを含んでいる。また、正極集電体５は、正極４ａと同様に純Ａｌから構成されている。

【0038】

負極集電体６は、負極端子２０に対応するようにＹ２側に配置されている。また、負極集電体６は、負極端子２０が挿入される穴部６ｄが形成された接続部６ａと、Ｚ２側に延びる脚部６ｂと、脚部６ｂと複数の負極４ｂとを接続する接続板６ｃとを含んでいる。また、負極集電体６は、負極４ｂと同様に純Ｃｕから構成されている。

【0039】

また、蓋部材２の挿入穴２ａおよび２ｂには、それぞれ、絶縁性を有するパッキン７および８が嵌め込まれている。パッキン７には、正極端子１０が挿入される穴部７ａが形成されている。このパッキン７は、蓋部材２のＺ１側の上面および挿入穴２ａの内側面と正極端子１０とが接触するのを抑制するとともに、蓋部材２のＺ２側の下面と正極集電体５とが接触するのを抑制するように配置されている。同様に、パッキン８には、負極端子２０が挿入される穴部８ａが形成されている。パッキン８は、蓋部材２のＺ１側の上面および挿入穴２ｂの内側面と負極端子２０とが接触するのを抑制するとともに、蓋部材２のＺ２側の下面と負極集電体６とが接触するのを抑制するように配置されている。

【0040】

正極端子１０は、Ｚ方向に延びる円柱状の軸部１１と、軸部１１のＺ１側の端部において、軸部１１からＺ方向と直交するＸ−Ｙ平面方向に放射状の広がりを持つように形成された円環状の鍔部１２とを有している。

【0041】

また、リベット状の正極端子１０は、正極集電体５およびバスバー１０１と同様に、純Ａｌから構成されている。また、軸部１１のＺ２側の端部には、かしめるための凹部１３が形成されている。また、正極端子１０は、蓋部材２の挿入穴２ａ（パッキン７の穴部７ａ）および正極集電体５の穴部５ｄに挿入された状態で、正極集電体５に対してかしめられるとともに、かしめられた状態で、レーザ溶接により正極集電体５に接合されている。なお、正極端子１０では、図示しないＡｌ板材に対してプレス加工が行われることによって、軸部１１、鍔部１２および凹部１３が形成されている。

【0042】

（負極端子の構造）
負極端子２０は、正極端子１０と同様の外形形状を有している。つまり、負極端子２０は、図４および図５に示すように、Ｚ方向に延びる円柱状の軸部２１と、軸部２１のＺ１側の端部において、軸部２１からＸ−Ｙ平面方向に放射状の広がりを持つように形成された円環状の鍔部２２とを有している。この結果、負極端子２０は、リベット状に形成されている。また、軸部２１は、負極端子２０のＸ方向およびＹ方向の略中央に位置するように構成されている。なお、負極端子２０は、特許請求の範囲の「電池用端子」の一例である。また、Ｚ方向は、本発明の「軸方向」の一例であり、Ｘ−Ｙ平面方向は、特許請求の範囲の「放射方向」の一例である。

【0043】

また、軸部２１のＺ２側の端部２１ａには、かしめるための凹部２３が形成されている。この凹部２３は、図６に示すように、Ｚ２側から平面的に見て円状に形成されており、その結果、凹部２３が形成された軸部２１のＺ２側は、円筒状になるように形成されている。つまり、凹部２３は、円筒状の壁部２４に外側から囲まれた領域に形成されている。

【0044】

また、負極端子２０は、図４に示すように、蓋部材２の挿入穴２ｂ（パッキン８の穴部８ａ）および負極集電体６の穴部６ｄに挿入された状態で、負極集電体６に対してかしめられるとともに、かしめられた状態で、レーザ溶接により環状に接合されている。これにより、リチウムイオン電池１には、軸部２１と、負極集電体６の接続部６ａとを接合する溶接部Ｗ１（細かい斜線の領域）が環状に形成されている。なお、Ｚ２側は、特許請求の範囲の「軸方向の一方側」および「電池の集電体と接合する側」の一例である。

【0045】

ここで、第１実施形態では、図５に示すように、負極端子２０は、純Ａｌから構成されたＡｌ層３１と、純Ｃｕから構成されたＣｕ層３２と、純Ｎｉから構成されたＮｉ層３３とがＺ１側からこの順に積層された状態で圧延により接合された、３層構造のクラッド材３０から構成されている。これにより、クラッド接合されているＡｌ層３１とＣｕ層３２との接合された界面において、Ａｌ層３１とＣｕ層３２とが原子的（化学的）に接合されているとともに、クラッド接合されているＣｕ層３２とＮｉ層３３との接合された界面において、Ｃｕ層３２とＮｉ層３３とが原子的に接合されている。この結果、Ａｌ層３１とＣｕ層３２との界面およびＣｕ層３２とＮｉ層３３との界面に、水などの異物が侵入するのが効果的に抑制されている。なお、純Ｎｉとは、ＪＩＳ規格に規定されたＮＷ２２００やＮＷ２２０１などのニッケルを意味している。また、Ａｌ層３１、Ｃｕ層３２およびＮｉ層３３は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１金属層」、「第２金属層」および「第３金属層」の一例である。

【0046】

ここで、純Ｎｉから構成されたＮｉ層３３の熱伝導率は約９５（Ｗ／Ｋ・ｍ）であり、純Ｃｕから構成されたＣｕ層３２の熱伝導率（約４００（Ｗ／Ｋ・ｍ））よりも小さい。つまり、Ｃｕ層３２と比べて、Ｎｉ層３３には熱が蓄積しやすい。また、純Ｎｉから構成されたＮｉ層３３は、純Ｃｕから構成されたＣｕ層３２よりも、レーザ溶接における基本波長（１０６４ｎｍ）のレーザ光に対する反射率が小さい。つまり、Ｎｉ層３３は、Ｃｕ層３２と比べて、レーザ光が照射された際にレーザ光が吸収されやすく、その結果、レーザ溶接時に温度が上昇しやすい。

【0047】

Ａｌ層３１は、図５に示すように、軸部２１および鍔部２２のＺ１側に配置されており、軸部２１および鍔部２２のＺ１側の表面および鍔部２２の側端部２２ａのＺ１側において露出している。このＡｌ層３１は、図４に示すように、Ｚ１側からバスバー１０１が配置された状態で、抵抗溶接により、バスバー１０１に接合されるように構成されている。なお、抵抗溶接により、Ａｌ層３１の一部とバスバー１０１とに溶接部Ｗ２（細かい斜線の領域）が形成される。

【0048】

Ｃｕ層３２は、図５に示すように、軸部２１および鍔部２２において、Ａｌ層３１よりもＺ２側に配置されている。また、Ｃｕ層３２は、図６に示すように、鍔部２２のＺ２側の表面の外縁部２２ｂにおいて、環状に露出しているとともに、図５に示すように、鍔部２２の側端部２２ａのＺ２側において露出している。

【0049】

Ｎｉ層３３は、軸部２１および鍔部２２において、Ｃｕ層３１よりもＺ２側に配置されている。また、Ｎｉ層３３は、軸部２１のＺ２側の略円環状の端部２１ａおよび外側面部２１ｂと、凹部２３の周状の内側面部２３ａおよび略円状の内底面部２３ｂと、鍔部２２のＺ２側の表面の外縁部２２ｂよりも内側の略円状の領域とにおいて、露出している。また、図６に示すように、鍔部２２のＺ２側の外縁部２２ｂと、鍔部２２のＺ２側の表面における外縁部２２ｂ側の露出領域２２ｃとにおいてＣｕ層３２が露出している。また、露出領域２２ｃよりも内側の領域において、Ｎｉ層３３が露出している。なお、Ｃｕ層３２が露出する露出領域２２ｃは、外縁部２２ｂに沿って環状に形成されている。

【0050】

また、図５に示すように、凹部２３の周状の内側面部２３ａにおいて、凹部２３の開口部２３ｃ側におけるＮｉ層３３のＸ−Ｙ平面方向の厚みｔ１は、凹部２３の内底面部２３ｂ側におけるＮｉ層３３のＸ−Ｙ平面方向の厚みｔ２よりもよりも大きい。なお、厚みｔ１およびｔ２は、約２μｍ以上約２０μｍ以下であるのが好ましく、約２μｍ以上約３．５μｍ以下であるのがより好ましい。

【0051】

また、第１実施形態では、軸部２１のＺ２側の端部２１ａにおけるＮｉ層３３のＺ方向の厚みｔ３は、厚みｔ１およびｔ２よりも大きい。また、厚みｔ３は、凹部２３の内底面部２３ｂにおけるＮｉ層３３のＺ方向の厚みｔ４よりも大きい。さらに、厚みｔ３は、軸部２１の外側面部２１ｂにおけるＮｉ層３３のＸ−Ｙ平面方向の厚みｔ５、および、鍔部２２のＺ２側の表面におけるＮｉ層３３のＺ方向の厚みｔ６よりも大きい。つまり、軸部２１のＺ２側の端部２１ａにおけるＮｉ層３３のＺ方向の厚みｔ３は、Ｎｉ層３３のうち、最も厚みが大きくなるように構成されている。なお、厚みｔ３は、約２０μｍ以上であるのが好ましく、約２５μｍ以上であるのがより好ましい。また、厚みｔ３は、厚みｔ１の約２倍以上であるのが好ましい。

【0052】

また、鍔部２２におけるＡｌ層３１のＺ方向の厚みｔ７およびＣｕ層３３のＺ方向の厚みｔ８は、軸部２１のＺ２側の端部２１ａにおけるＮｉ層３３のＺ方向の厚みｔ３よりも大きい。なお、厚みｔ８は、厚みｔ７と略同じ大きさであるか、または、若干大きな厚みを有している。

【0053】

（負極端子の製造方法）
次に、図５および図７〜図９を参照して、第１実施形態における負極端子２０の製造方法について説明する。

【0054】

まず、図７に示すように、純Ａｌにより構成されるＡｌ板材１３１、純Ｃｕにより構成されるＣｕ板材１３２および純Ｎｉにより構成されるＮｉ板材１３３を準備する。そして、Ａｌ板材１３１、Ｃｕ板材１３２およびＮｉ板材１３３をＺ１側からこの順に積層させた状態で、ローラＲを用いて所定の圧下率で連続的に圧延を行う。これにより、Ａｌ層３１とＣｕ層３２とＮｉ層３３（図８参照）とがこの順で積層された状態で接合された３層構造のクラッド板材１３０を作成する。なお、クラッド板材１３０におけるＮｉ層３３のＺ方向の厚みｔ１１（図８参照）は、Ａｌ層３１のＺ方向の厚みｔ１２およびＣｕ層３２のＺ方向の厚みｔ１３（図８参照）よりも小さい。

【0055】

そして、クラッド板材１３０を所定の温度環境下で所定時間保持することによって、拡散焼鈍を行う。これにより、Ａｌ層３１とＣｕ層３２とが接合された界面およびＣｕ層３２とＮｉ層３３とが接合された界面において、層間の接合強度が高くなる。

【0056】

その後、クラッド板材１３０を所定の円板形状に打ち抜き加工を行うことにより、クラッド材３０を形成する。そして、図８に示すように、クラッド材３０に対してプレス加工を行う。具体的には、まず、プレス加工器１０２の金型１０２ａ内に、打ち抜かれたクラッド材３０を配置する。この金型１０２ａ内は、軸部２１、鍔部２２および凹部２３（図９参照）に対応する形状を有している。そして、図９に示すように、Ｚ１側から圧力を加えることによって、クラッド材３０に対してプレス加工を行う。このプレス加工により、Ｃｕ層３２およびＮｉ層３３が軸部２１を形成するように、Ｚ２側に移動される。ここで、Ｃｕ層３２を構成する純Ｃｕが変形しやすいため、鍔部２２のＺ２側の表面において、Ｃｕ層３２は、外側（軸部２１とは反対側）からＮｉ層３３を囲むように移動する。これにより、図５に示すように、軸部２１、鍔部２２および凹部２３が形成された負極端子２０が作成される。この際、軸部２１のＺ２側（リチウムイオン電池１の負極集電体６と接合する側）の端部２１ａと、軸部２１の外側面部２１ｂと、凹部２３の内側面部２３ａとにＮｉ層３３が位置するとともに、鍔部２２のＺ２側の外縁部２２ｂと鍔部２２のＺ２側の表面の露出領域２２ｃとにおいて、Ｃｕ層３２が露出する。

【0057】

（負極端子の溶接工程）
次に、図４および図１０〜図１３を参照して、第１実施形態における負極端子２０の負極集電体６への溶接工程について説明する。

【0058】

まず、図１０に示すように、パッキン８が挿入穴２ｂに嵌め込まれた蓋部材２を準備する。そして、負極集電体６の接続部６ａを蓋部材２のＺ２側の面に当接させる。その状態で、負極集電体６のＺ２側の面に、かしめ治具１０３の固定部材１０３ａを当接させて固定する。その状態で、かしめ治具１０３の棒状部材１０３ｂをＺ２側から挿入穴２ｂ（パッキン８の穴部８ａ）に挿入する。そして、挿入された棒状部材１０３ｂのＺ１側の端部を、負極端子２０の凹部２３内に嵌め込む。

【0059】

そして、かしめ治具１０３の押圧部材１０３ｃにより、負極端子２０をＺ１側から押圧する。これにより、棒状部材１０３ｂと共に、負極端子２０は、Ｚ２側に移動する。そして、図１１に示すように、負極端子２０のＺ２側の端部２１ａが挿入穴２ｂよりもＺ２側に位置するまで、負極端子２０が移動されると、棒状部材１０３ｂの移動が停止する。これにより、押圧部材１０３ｃの押圧力により、負極端子２０の円筒状の壁部２４が棒状部材１０３ｂの外周面に沿って変形されながら、負極端子２０がＺ２方向に移動される。その後、かしめ治具１０３の固定部材１０３ａに沿って、負極端子２０の壁部２４が曲げ変形される。これにより、図１２に示すように、断面が半円状になるように壁部２４が折り曲げられることによって、負極端子２０が、負極集電体６にかしめられる。

【0060】

ここで、かしめられた状態において、Ｎｉ層３３が位置する負極端子２０の軸部２１のＺ２側の端部２１ａは、負極集電体６に当接する。また、Ｎｉ層３３が位置する負極端子２０の凹部２３の内側面部２３ａは、外側に露出している。

【0061】

その後、図１３に示すように、かしめられた状態の負極端子２０と負極集電体６とをレーザ溶接により溶接する。その際、負極端子２０の軸部２１の端部２１ａおよびその周辺の凹部２３の内側面部２３ａに、Ｎｉ層３３が位置しているため、レーザ光が効率よく吸収されるとともに、レーザ光により発生した熱も拡散しにくい。この結果、軸部２１の端部２１ａおよびその周辺において、効率的にＮｉ層３３の純Ｎｉが溶融されることによって、効率的にレーザ溶接が行われる。そして、負極端子２０のかしめられた部分を周状に溶接して接合することによって、図４に示すように、負極端子２０のリチウムイオン電池１の負極集電体６と接合する側であるＺ２側が負極集電体６に接合される。

【0062】

＜第１実施形態の効果＞
第１実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0063】

第１実施形態では、上記のように、負極端子２０を、純Ａｌから構成されるＡｌ層３１と、純Ｃｕから構成されるＣｕ層３２と、純Ｎｉから構成されるＮｉ層３３とがこの順に積層された状態で接合されたクラッド材３０から構成する。これにより、金属層同士は、物理的に接触して接合されているのではなく、クラッド接合による金属原子の相互拡散によって原子的（化学的）に接合されているので、界面に水などが侵入するのを抑制することができる。これにより、金属層同士が接合された界面において腐食が発生するのを抑制することができる。また、負極端子２０が、少なくとも軸部２１の延びる軸方向（Ｚ方向）の一方側（Ｚ２側）において、軸部２１の端部２１ａに、純Ｎｉから構成されるＮｉ層３３を有する。これにより、軸部２１のＺ２側の端部２１ａに純Ｃｕから構成されるＣｕ層３２のみが位置する場合と比べて、レーザ溶接により、負極端子２０を負極集電体６に容易に溶接することができる。

【0064】

また、第１実施形態では、純Ｎｉから構成されるＮｉ層３３を含むクラッド材３０を用いることによって、Ｎｉめっき処理の工程が不要になるので、負極端子２０の製造工程が複雑化するのを抑制することができる。

【0065】

また、第１実施形態では、負極端子２０のＺ２側において、軸部２１の端部２１ａにＮｉ層３３を有するようにプレス加工する。これにより、Ｎｉめっき工程が不要になるのに加えて、プレス加工を行うだけで、軸部２１と鍔部２２とを備え、Ｚ２側の端部２１ａにＮｉ層３３を有する負極端子２０を作成することができるので、負極端子２０の製造工程を簡素化することができる。

【0066】

また、第１実施形態では、負極端子２０が、軸部２１の外側面部２１ｂにＮｉ層３３を有する。これにより、純Ｃｕと比べて耐食性の高い純Ｎｉが軸部２１の外側面部２１ｂに位置することによって、軸部２１の外側面部２１ｂからＣｕ層３２が腐食するのを抑制することができる。また、Ｎｉ層３３が形成された負極端子２０のＺ２側の端部２１ａだけでなく軸部２１の外側面部２１ｂにおいても、レーザ溶接により、負極端子２０を負極集電体６に容易に溶接することができる。

【0067】

また、第１実施形態では、鍔部２２のＺ２側の外縁部２２ｂにおいて、Ｃｕ層３２が露出している。これにより、純Ｃｕから構成されるＣｕ層３２は、純Ａｌや純Ｎｉと異なり赤色に近い色味を有しているので、鍔部２２のＺ２側の外縁部２２ｂに露出するＣｕ層３２に基づいて、負極端子２０におけるＺ２側を容易に確認することができる。この結果、負極端子２０の製造工程を自動ライン化した場合であっても、画像検査により負極端子２０におけるＺ２側を容易に確認することができる。

【0068】

また、第１実施形態では、Ｚ２側において、鍔部２２の外縁部２２ｂに沿ってＣｕ層３２が環状に露出する露出領域２２ｃを負極端子２０に設ける。これにより、Ｃｕ層３２が環状に露出することにより、Ｃｕ層３２が露出する部分が軸部２１などに隠れて確認できなくなるのを効果的に抑制することができるので、負極端子２０におけるＺ２側を容易、かつ、確実に確認することができる。

【0069】

また、第１実施形態では、負極端子２０が、軸部２１のＺ２側（リチウムイオン電池１の負極集電体６と接合する側）の端部２１ａと凹部２３の内側面部２３ａとにＮｉ層３３を有する。これにより、凹部２３の内側面部２３ａが外側になるように凹部２３を折り曲げて負極集電体６にかしめることによって、Ｚ２側における軸部２１の端部２１ａ側において、負極端子２０をかしめて負極集電体６に容易に固定（仮固定）することができる。また、負極集電体６にかしめられた状態の負極端子２０をレーザ溶接より負極集電体６に溶接する際に、折り曲げられた状態で負極集電体６に当接する軸部２１の端部２１ａと、外側に露出する凹部２３の内側面部２３ａとの各々にＮｉ層３３が位置しているので、かしめた状態であっても、負極端子２０を負極集電体６に容易に溶接することができる。

【0070】

また、第１実施形態では、軸部２１の端部２１ａにおけるＮｉ層３３の厚みｔ３を、凹部２３の内側面部２３ａにおけるＮｉ層３３の厚みｔ１およびｔ２よりも大きくする。また、好ましくは、厚みｔ３を厚みｔ１の約２倍以上にする。これにより、純Ｎｉの熱伝導率は純Ｃｕの熱伝導率よりも小さいので、軸部２１の端部２１ａにおいて純Ｎｉから構成されるＮｉ層３３の厚みｔ３を大きくすることにより、溶接時に発生した熱がＮｉ層３３からＣｕ層３２に逃げるのを抑制することができる。この結果、軸部２１の端部２１ａにおける負極端子２０の溶接性を向上させることができる。また、純Ｎｉから構成されるＮｉ層３３の厚みｔ１およびｔ２を小さくする。これにより、負極端子２０をかしめる際にかしめ治具１０３の固定部材１０３ａおよび棒状部材１０３ｂと接触する凹部２３の内側面部２３ａにおいて、かしめ時に発生するかしめ治具１０３と凹部２３の内側面部２３ａとの間の摩擦熱を迅速にＣｕ層３２に逃がすことができる。これにより、摩擦熱に起因してかしめ治具１０３と凹部２３の内側面部２３ａとが焼き付くのを抑制することができる。

【0071】

また、第１実施形態では、凹部２３の内側面部２３ａにおいて、凹部２３の開口部２３ｃ側のＮｉ層３３の厚みｔ１を、凹部２３の内底面部２３ｂ側のＮｉ層３３の厚みｔ２よりも大きくする。これにより、軸部２１の端部２１ａに近い凹部２３の開口部２３ｃ側のＮｉ層３３の厚みｔ１を大きくすることにより、軸部２１の端部２１ａを溶接する際に発生した熱が、開口部２３ｃ側のＮｉ層３３を介して、Ｃｕ層３２に逃げるのを効果的に抑制することができる。これにより、負極端子２０の溶接性をより向上させることができる。また、凹部２３の内底面部２３ｂ側のＮｉ層３３の厚みｔ２を小さくすることにより、純Ｎｉの使用量を減少することができる。

【0072】

また、第１実施形態では、凹部２３の内側面部２３ａにおけるＮｉ層３３の厚みｔ１およびｔ２を、凹部２３の内底面部２３ｂにおけるＮｉ層３３の厚みｔ４より小さくする。これにより、かしめ治具１０３と接触する凹部２３の内側面部２３ａにおいて、純Ｎｉから構成されるＮｉ層３３の厚みｔ１およびｔ２を確実に小さくすることができるので、かしめ時に発生するかしめ治具１０３と凹部２３の内側面部２３ａとの間の摩擦熱を迅速にＣｕ層３２に逃がすことができる。この結果、摩擦熱に起因してかしめ治具１０３と凹部２３の内側面部２３ａとが焼き付くのを抑制することができる。

【0073】

また、第１実施形態では、Ｚ２側の端部２１ａにおけるＮｉ層３３のＺ方向の厚みｔ３を約２０μｍ以上にする。これにより、Ｚ２側の端部２１ａにおいて、純Ｎｉから構成されるＮｉ層３３の厚みを十分に確保することができるので、溶接時に発生したＮｉ層３３の熱がＣｕ層３２に逃げるのを確実に抑制することができる。この結果、Ｚ２側の端部２１ａにおける負極端子２０の溶接性をより向上させることができる。

【0074】

また、第１実施形態では、クラッド材３０を作成する工程において、Ｎｉ層３３のＺ方向の厚みｔ１１を、Ａｌ層３１のＺ方向の厚みｔ１２およびＣｕ層３２のＺ方向の厚みｔ１３よりも小さくする。これにより、電気伝導性に優れた純Ｃｕから構成されるＣｕ層３２の割合を大きくして、作成される負極端子２０の電気伝導性を向上させることができるとともに、軽量な純Ａｌから構成されるＡｌ層３１の割合を大きくして、作成される負極端子２０を軽量化することができる。また、純Ｃｕに比べて電気伝導性の劣る純Ｎｉから構成されるＮｉ層３３の割合を小さくして、作成される負極端子２０の電気伝導性が低下するのを抑制することができる。

【0075】

［実施例］
次に、図７〜図９、図１４および図１５を参照して、第１実施形態の負極端子２０を作成する際のプレス加工の結果と、負極端子２０のＮｉ層３３の厚みの測定結果とについて説明する。

【0076】

まず、上記第１実施形態の製造方法と同様に、実施例１〜３のプレス前のクラッド材３０を作成した。その際、圧延時に６０％の圧下率で圧延を行うことによってクラッド板材１３０（図７参照）を形成するとともに、圧延後のクラッド板材１３０を５００℃の温度環境下で３分間保持することによって、拡散焼鈍を行った。そして、クラッド板材１３０を所定の円板形状に打ち抜き加工を行うことにより、実施例１〜３のプレス加工前のクラッド材３０を作成した。

【0077】

また、この際、実施例１のプレス加工前のクラッド材３０におけるＡｌ層３１の厚みｔ１２、Ｃｕ層３２の厚みｔ１３およびＮｉ層３３の厚みｔ１１（図８参照）を、それぞれ、１．６２ｍｍ、１．８５ｍｍおよび２５μｍにした。また、実施例２のプレス加工前のクラッド材３０におけるＡｌ層３１の厚みｔ１２、Ｃｕ層３２の厚みｔ１３およびＮｉ層３３の厚みｔ１１を、それぞれ、１．６１ｍｍ、１．８４ｍｍおよび５０μｍにした。また、実施例３のプレス加工前のクラッド材３０におけるＡｌ層３１の厚みｔ１２、Ｃｕ層３２の厚みｔ１３およびＮｉ層３３の厚みｔ１１を、それぞれ、１．５９ｍｍ、１．８１ｍｍおよび１００μｍにした。なお、実施例１〜３のプレス加工前のクラッド材３０の総厚みを、３．５ｍｍにした。

【0078】

そして、図８および図９に示すプレス加工器１０２（図８および図９参照）を用いて、上記第１実施形態と同様にプレス加工を行った。これにより、実施例１〜３の負極端子２０を作成した。

【0079】

また、比較例として、純Ａｌにより構成される円盤状のＡｌ板材、純Ｃｕにより構成される円盤状のＣｕ板材および純Ｎｉにより構成される円盤状のＮｉ板材をこの順に積層させた状態でプレス加工を行うことにより、比較例の電池用端子を作成した。つまり、比較例では、クラッド材を作成せずに、プレス加工を行った。この際、Ａｌ板材の厚み、Ｃｕ板材の厚み、および、Ｎｉ板材の厚みを、それぞれ、１．７ｍｍ、２．０ｍｍ、および、１００μｍにした。

【0080】

プレス加工の結果としては、比較例では、Ａｌ板材とＣｕ板材とが一体化しなかったことに加えて、板材の一部がプレス加工器１０２の金型１０２ａ（図８参照）に焼き付いた。一方、実施例１〜３では、Ａｌ層３１とＣｕ層３２が一体化した状態を維持するとともに、負極端子２０が金型１０２ａに焼き付くことはなかった。これにより、上記第１実施形態のように、Ａｌ層３１、Ｃｕ層３２およびＮｉ層３３を積層させた状態で圧延することによってクラッド材３０を形成し、形成したクラッド材３０に対してプレス加工を行うのがよいことが確認できた。

【0081】

また、図１４に示すように、プレス加工後の実施例１〜３の負極端子２０をＸ−Ｚ平面で切断し、樹脂に埋め込んだ状態で研磨した。そして、マイクロスコープを用いて、１０００倍の倍率で実施例１〜３の負極端子２０の断面を観察した。この際、実施例１〜３の負極端子２０の断面のうち、測定位置１〜７の各測定位置においてＮｉ層３３の厚みの測定を行った。具体的には、軸部２１のＺ２側の端部２１ａ（測定位置１および７）におけるＮｉ層３３の厚みｔ３を測定した。また、凹部２３の内側面部２３ａの開口部２３ｃ側（測定位置２および６）におけるＮｉ層３３の厚みｔ１を測定した。また、凹部２３の内側面部２３ａの内底面部２３ｂ側（測定位置３および５）におけるＮｉ層３３の厚みｔ２を測定した。また、凹部２３の内底面部２３ｂ（測定位置４）におけるＮｉ層３３の厚みｔ４を測定した。また、測定位置１〜７の各測定位置において、２０μｍのピッチで５点観測を行った。そして、５点の平均値を、各々の測定位置１〜７におけるＮｉ層３３の厚みとした。なお、比較例の電池用端子における断面の観察は行っていない。

【0082】

また、図１５に示す厚みの測定結果としては、また、実施例１〜３のいずれの負極端子２０においても、軸部２１のＺ２側の端部２１ａ（測定位置１および７）におけるＮｉ層３３の厚みｔ３が、２５μｍを超えて大きくなった。一方で、凹部２３の内側面部２３ａの開口部２３ｃ側（測定位置２および６）、凹部２３の内側面部２３ａの内底面部２３ｂ側（測定位置３および５）、および、凹部２３の内底面部２３ｂ（測定位置４）におけるＮｉ層３３の厚みは、２５μｍよりも小さくなり、その結果、軸部２１のＺ２側の端部２１ａにおけるＮｉ層３３の厚みよりも小さくなった。

【0083】

また、実施例１〜３のいずれの負極端子２０においても、凹部２３の内側面部２３ａの開口部２３ｃ側（測定位置２および６）におけるＮｉ層３３の厚みｔ１が、凹部２３の内側面部２３ａの内底面部２３ｂ側（測定位置３および５）におけるＮｉ層３３の厚みｔ２よりも大きくなった。

【0084】

また、実施例１〜３のいずれの負極端子２０においても、凹部２３の内側面部２３ａ（測定位置２、３、５および６）におけるＮｉ層３３の厚みｔ１（ｔ２）は、凹部２３の内底面部２３ｂ（測定位置４）におけるＮｉ層３３の厚みｔ４よりも小さくなった。

【0085】

［第２実施形態］
次に、図１６および図１７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実施形態では、上記第１実施形態の純Ａｌのみから構成した正極端子１０とは異なり、正極端子２１０を３層構造のクラッド材２３０から構成した例について説明する。なお、正極端子２１０は、特許請求の範囲の「電池用端子」の一例である。

【0086】

（正極端子の構造）
第２実施形態では、図１６および図１７に示すように、正極端子２１０は、純Ａｌから構成されたＡｌ層２３１と、純Ｃｕから構成されたＣｕ層２３２と、純Ｎｉから構成されたＮｉ層２３３とがＺ２側からこの順に積層された状態で圧延により接合された、３層構造のクラッド材２３０から構成されている。なお、Ａｌ層２３１、Ｃｕ層２３２およびＮｉ層２３３は、それぞれ、特許請求の範囲の「第１金属層」、「第２金属層」および「第３金属層」の一例である。

【0087】

Ａｌ層２３１は、図１７に示すように、軸部１１のＺ２側の表面および外側面部１１ａと、鍔部１２のＺ２側の表面および側端部１２ａのＺ２側とにおいて露出している。このＡｌ層２３１は、図１６に示すように、レーザ溶接により、Ｚ２側から正極集電体５に接合されるように構成されている。なお、このレーザ溶接により、溶接部Ｗ３（細かい斜線の領域）が形成される。

【0088】

Ｃｕ層２３２は、図１７に示すように、鍔部１２の側端部１２ａにおいて、Ａｌ層２３１よりもＺ１側、および、Ｎｉ層２３３よりもＺ２側において露出している。

【0089】

Ｎｉ層２３３は、軸部１１のＺ１側の表面と、鍔部１２のＺ１側の表面および側端部１２ａのＺ１側とにおいて露出している。つまり、Ｎｉ層２３３は、正極端子２１０のＺ１側において、軸部１１および鍔部１２の端部２１０ａに位置している。また、Ｎｉ層２３３は、図１６に示すように、レーザ溶接により、Ｚ１側から純Ｃｕから構成されるバスバー２０１に接合されるように構成されている。なお、レーザ溶接により、溶接部Ｗ４（細かい斜線の領域）が形成される。なお、第２実施形態のその他の構成は、上記第１実施形態と同様である。

【0090】

第２実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0091】

第２実施形態では、正極端子２１０を、純Ａｌから構成されるＡｌ層２３１と、純Ｃｕから構成されるＣｕ層２３２と、純Ｎｉから構成されるＮｉ層２３３とがこの順に積層された状態で接合されたクラッド材２３０から構成する。これにより、上記第１実施形態と同様に、金属層同士が接合された界面（Ａｌ層２３１とＣｕ層２３２との界面およびＣｕ層２３２とＮｉ層２３３との界面）において腐食が発生するのを抑制することができる。また、正極端子２１０が、軸部１１の延びる軸方向（Ｚ方向）の一方側（Ｚ１側）の軸部１１および鍔部１２の端部２１０ａに、純Ｎｉから構成されるＮｉ層２３３を有する。これにより、Ｎｉ層２３３が形成された正極端子２１０のＺ１側の端部２１０ａにおいて、レーザ溶接により、正極端子２１０をバスバー２０１に容易に溶接することができる。また、純Ｎｉから構成されるＮｉ層２３３を含むクラッド材２３０を用いることによって、Ｎｉめっき処理の工程が不要になるので、正極端子２１０の製造工程が複雑化するのを抑制することができる。

【0092】

［第３実施形態］
次に、図１８を参照して、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態による負極端子３２０では、上記第１実施形態に加えて、Ａｌ層３１とＣｕ層３２との間に反応抑制層３３４が配置される場合について説明する。なお、負極端子３２０は、特許請求の範囲の「電池用端子」の一例である。

【0093】

本発明の第３実施形態による負極端子３２０は、図１８に示すように、純Ａｌから構成されたＡｌ層３１と、純Ｎｉから構成された反応抑制層３３４と、純Ｃｕから構成されたＣｕ層３２と、純Ｎｉから構成されたＮｉ層３３とがＺ１側からこの順に積層された状態で圧延により接合された、４層構造のクラッド材３３０から構成されている。つまり、反応抑制層３３４は、Ａｌ層３１とＣｕ層３２との間に配置されている。

【0094】

反応抑制層３３４は、Ａｌ層３１を構成する純ＡｌとＣｕ層３２を構成する純Ｃｕとが反応することによって、脆弱なＡｌ−Ｃｕ合金がＡｌ層３１とＣｕ層３２との界面に生じるのを抑制する機能を有している。また、反応抑制層３３４は、Ａｌ層３１とＣｕ層３２との界面の略全体に亘って形成されている。

【0095】

この反応抑制層３３４は、ＡｌおよびＣｕと比べて、価格の高いＮｉから構成されている。したがって、反応抑制層３３４の厚みｔ９は、材料コストの観点から小さい方が好ましく、具体的には、鍔部２２のＺ方向の厚みの約１０％以下であるのが好ましい。

【0096】

また、第３実施形態による負極端子３２０の製造方法としては、Ａｌ板材とＮｉ板材とＣｕ板材とＮｉ板材とを所定の圧下率で連続的に圧延することによって、Ａｌから構成されたＡｌ層３１と、Ｎｉから構成された反応抑制層３３４と、Ｃｕから構成されたＣｕ層３２とＮｉから構成されたＮｉ層３３とがＺ１側からこの順で積層された状態で接合されたクラッド板材を形成する点を除いて、上記第１実施形態と同様である。

【0097】

第３実施形態では、以下のような効果を得ることができる。

【0098】

第３実施形態では、クラッド材３３０が、Ａｌ層３１とＣｕ層３２との間に配置（接合）され、Ａｌ層３１を構成する純ＡｌとＣｕ層３２を構成する純Ｃｕとが反応するのを抑制するための反応抑制層３３４を含む。これにより、反応抑制層３３４により、Ａｌ層３１を構成するＡｌとＣｕ層３２を構成するＣｕとが反応して脆弱な金属間化合物（Ａｌ−Ｃｕ合金）が形成されるのを確実に抑制することができるので、Ａｌ層３１とＣｕ層３２との金属間化合物に起因する接合強度の低下を確実に抑制することができる。また、反応抑制層３３４により、腐食をより確実に抑制することができる。なお、第３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。

【0099】

［変形例］
なお、今回開示された実施形態および実施例は、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、上記した実施形態および実施例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（変形例）が含まれる。

【0100】

たとえば、上記第１〜第３実施形態では、Ａｌ層３１（２３１）を純Ａｌから構成し、Ｃｕ層３２（２３２）を純Ｃｕから構成し、Ｎｉ層３３（２３３）を純Ｎｉから構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、純Ａｌ、純Ｃｕおよび純Ｎｉの代わりに、それぞれ、Ａｌ合金、Ｃｕ合金およびＮｉ合金を用いてもよい。なお、Ａｌ合金としては、たとえば、ＪＩＳ規格に規定されたＡ３０００番台のＡｌ−Ｍｎ系合金などがある。また、Ｃｕ合金としては、たとえば、Ｃ１９４であるＣｕ−Ｆｅ系合金などがある。また、Ｎｉ合金としては、たとえば、ＪＩＳ規格に規定されたＮＷ４４００番台のＮｉ−Ｃｕ系合金などがある。なお、Ａｌ基合金、Ｃｕ基合金およびＮｉ基合金は、それぞれ、約９０質量％以上のＡｌ、約９０質量％以上のＣｕおよび約９０質量％以上のＮｉを含有するのが好ましい。

【0101】

また、上記第１〜第３実施形態では、電池用端子が凹部を含む例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、電池用端子は軸部と軸部から放射方向に広がる鍔部とを有していればよく、凹部を有していなくてもよい。その際、電池用端子をかしめる工程が不要になる。なお、この際、電池用端子の軸方向の一方側の端部およびその近傍の外側面部にＮｉ層が位置するため、レーザ溶接により、電池用端子を集電体などの他の部材に容易に溶接することが可能である。また、軸部を鍔部に対して軸方向の一方側と他方側との両方に延びるように、電池用端子を形成してもよい。

【0102】

また、上記第１実施形態では、負極端子２０の凹部２３を取り囲む壁部２４を折り曲げることによって、負極集電体６にかしめるとともに、かしめた状態で、負極端子２０と負極集電体６とをレーザ溶接により接合した例を示したが、本発明はこれに限られない。本発明では、たとえば、電池用端子の凹部内に突起部を有する集電体の突起部を挿入した状態でレーザ溶接などを行うことによって、電池用端子の凹部の開口部周辺と集電体の突起部とを接合してもよい。

【0103】

また、上記第３実施形態では、反応抑制層３３４を純Ｎｉから構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、反応抑制層をＮｉ合金から構成してもよいし、その他の材料からなるように構成してもよい。

【0104】

また、上記第１および第２実施形態では、３層構造のクラッド材から電池用端子を構成し、上記第３実施形態では、４層構造のクラッド材から負極端子３２０を構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、５層以上のクラッド材により電池用端子を構成してもよい。

【符号の説明】

【0105】

１１、２１ 軸部
１２、２２ 鍔部
１３、２３ 凹部
２０、３２０ 負極端子（電池用端子）
２１ａ 端部（軸方向の一方側の端部、軸方向の一方側の軸部の端部）
２１ｂ 外側面部
２２ｂ 外縁部
２３ａ 内側面部
２３ｂ 内底面部
２３ｃ 開口部
３０、２３０ クラッド材
３１、２３１ Ａｌ層（第１金属層）
３２、２３２ Ｃｕ層（第２金属層）
３３、２３３ Ｎｉ層（第３金属層）
２１０ 正極端子（電池用端子）
２１０ａ 端部（軸方向の一方側の端部）
３３４ 反応抑制層
Ｚ 軸方向

【要約】

【課題】金属層同士が接合された界面において腐食が発生するのを抑制しつつ、電池端子を他の部材に溶接しやすくすることが可能な電池用端子を提供する。
【解決手段】この負極端子２０（電池用端子）は、Ａｌ基合金から構成されるＡｌ層３１と、Ｃｕ基合金から構成されるＣｕ層３２と、Ｎｉ基合金から構成されるＮｉ層３３とがこの順に積層された状態で接合されたクラッド材３０から構成されている。また、負極端子２０は、軸部２１と、軸部２１から放射方向（Ｘ−Ｙ平面方向）に広がる鍔部２２とを備え、少なくとも軸部２１の延びる軸方向（Ｚ方向）の一方側（Ｚ２側）において、軸部２１の端部２１ａにＮｉ層３３を有している。
【選択図】図５

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】