KR101758431B1 - 전지용 단자, 전지용 단자의 제조 방법 및 전지 - Google Patents

Abstract

이 전지용 단자는, Al 또는 Al 합금으로 이루어지는 제1 금속층과, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 제2 금속층을 적어도 포함하고, 두께 방향으로 접합됨으로써 형성된 오버레이형의 클래드 판재를 구비한 전지용 단자이다. 클래드 판재에는, 클래드 판재의 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽의 일부가 제거됨으로써, 다른 쪽이 노출되어 이루어지는 노출면이 형성되어 있다.

Description

전지용 단자, 전지용 단자의 제조 방법 및 전지{BATTERY TERMINAL, METHOD FOR MANUFACTURING BATTERY TERMINAL AND BATTERY}

본 발명은, 예를 들어 리튬 이온 전지에 적용 가능한 전지용 단자, 그 전지용 단자의 제조 방법 및 그 전지용 단자를 구비한 전지에 관한 것으로, 특히 서로 다른 금속층을 구비하는 전지용 단자, 그 전지용 단자의 제조 방법 및 그 전지용 단자를 구비한 전지에 관한 것이다.

종래, 예를 들어 일본 특허 제5202772호 공보에 개시되어 있는, 서로 다른 금속층을 구비하는 전지용 단자가 알려져 있다.

일본 특허 제5202772호 공보에는, Al층과 Ni-Cu 합금층이 접합된 클래드재로 이루어지는 부극 단자가 개시되어 있다. 이 부극 단자를 구성하는 클래드재는, Al층에 형성된 홈부에 Ni-Cu 합금층이 매립된 이른바 인레이형의 클래드재로 이루어진다. 또한, 부극 단자의 Ni-Cu 합금층이 매립된 영역 이외의 Al층은, Al로 이루어지는 부스 바에 용접되어 있다. 또한, 부극 단자의 Ni-Cu 합금층은, Ni-Cu 합금층이 매립된 영역에 형성된 구멍부를 통해 노출된, Cu로 이루어지는 부극 원기둥부에 용접되어 있다. 이 결과, 부극 단자는, 서로 다른 금속 재료로 이루어지는 부스 바와 부극 원기둥부를 용이하게 전기적으로 접속하는 것이 가능하게 구성되어 있다.

그러나, 일본 특허 제5202772호 공보에 개시된 부극 단자는 인레이형의 클래드재로 이루어지므로, Al층의 홈부에 매립하기 위해 Ni-Cu 합금층을 적정한 위치에 엄밀하게 배치할 필요가 있다. 이로 인해, 클래드재 자체를 제작하는 것이 용이하지 않아, 대량 생산시의 양산성의 향상이 곤란하다. 이로 인해, 부극 단자의 양산성을 향상시키는 것이 요망되고 있다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위해 이루어진 것이며, 본 발명의 하나의 목적은, 양산성을 향상시키는 것이 가능하고, 또한 서로 다른 금속 재료로 이루어지는 부재끼리를 용이하게 전기적으로 접속하는 것이 가능한 전지용 단자, 그 전지용 단자의 제조 방법 및 그 전지용 단자를 구비한 전지를 제공하는 것이다.

본 발명의 제1 국면에 의한 전지용 단자는, Al 또는 Al 합금으로 이루어지는 제1 금속층과, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 제2 금속층을 적어도 포함하고, 두께 방향으로 접합됨으로써 형성된 오버레이형의 클래드 판재를 구비한 전지용 단자이며, 오버레이형의 클래드 판재의 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽의 일부가 제거됨으로써, 다른 쪽이 노출되어 이루어지는 노출면이 형성되어 있다.

본 발명의 제1 국면에 의한 전지용 단자에서는, 상기한 바와 같이, 전지용 단자가 적어도 제1 금속층과 제2 금속층이 두께 방향으로 접합됨으로써 형성된 오버레이형의 클래드 판재로 이루어짐으로써, 전극용 단자가 인레이형의 클래드재로 이루어지는 경우와 달리, 제1 금속층과 제2 금속층의 위치 관계를 엄밀하게 제어하지 않아도, 금속층끼리를 서로 적층하여 접합하는 것만으로 용이하게 클래드 판재를 제작할 수 있으므로, 전극용 단자를 용이하게 제작할 수 있다. 그 결과, 전지용 단자의 양산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 국면에 의한 전지용 단자에서는, 상기한 바와 같이, 전지용 단자가 Al 또는 Al 합금으로 이루어지는 제1 금속층과, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 제2 금속층이 적어도 접합된 오버레이형의 클래드 판재로 이루어짐으로써, Al 또는 Al 합금으로 이루어지는 제1 금속층에, Al 또는 Al 합금으로 이루어지는 전지의 부재(접속 부재나 집전체 등)를 접합할 수 있음과 함께, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 제2 금속층에, Cu 또는 Cu 합금, Ni 및 Ni 합금, Fe 및 Fe 합금으로 이루어지는 다른 전지의 부재를 접합할 수 있다. 이에 의해, 서로 다른 금속 재료로 이루어지는 부재끼리를 용이하게 전기적으로 접속할 수 있다.

또한, 본 발명의 제1 국면에 의한 전지용 단자에서는, 상기한 바와 같이, 오버레이형의 클래드 판재에, 다른 쪽의 일부가 노출되어 이루어지는 노출면을 형성한다. 이에 의해, 오버레이형의 클래드 판재의 노출면이 형성된 부분에는, 제1 금속층과 제2 금속층의 계면이 존재하지 않으므로, 노출면이 형성된 부분에 전지의 부재(접속 부재나 집전체 등)를 접합할 때, 접합시의 열이, 노출면으로부터 이격된 제1 금속층과 제2 금속층의 계면에 도달하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 열의 영향에 기인하여 제1 금속층과 제2 금속층의 계면에 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 억제할 수 있으므로, 클래드 판재의 접합 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.

상기 제1 국면에 의한 전지용 단자에 있어서, 바람직하게는 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽은, 전지를 외부와 접속하기 위한 접속 부재와 접합되는 제1 접합면을 포함하고, 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽은, 전지의 전극과 접속하기 위한 집전체와 접합되는 제2 접합면을 포함하고, 제1 접합면은, 노출면이 형성된 측의 제1 표면 중 노출면을 제외한 영역에 형성되어 있고, 제2 접합면은, 노출면에 대응하는 영역에 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 노출면이 형성된 측의 제1 표면에 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽의 일부가 노출되는 노출면을 확실하게 형성할 수 있다. 또한, 「노출면에 대응하는 영역」이라 함은, 두께 방향에 있어서 노출면과 겹치는 영역 및 그 주변의 영역을 의미한다.

상기 제2 접합면이 노출면에 대응하는 영역에 형성된 구성에 있어서, 바람직하게는, 제2 접합면은, 노출면과는 반대측의 제2 표면에 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 제2 접합면에 대응하는 영역에는 제1 금속층과 제2 금속층의 계면이 존재하지 않으므로, 제2 접합면에 집전체를 접합할 때, 제2 접합면에 대응하는 영역에 있어서, 접합할 때의 열이 계면에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 제2 접합면에 대응하는 영역에 있어서, 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 억제할 수 있다.

상기 제2 접합면이 노출면에 대응하는 영역에 형성된 구성에 있어서, 바람직하게는, 노출면에는 관통 구멍이 형성되어 있고, 제2 접합면은, 관통 구멍의 내주면에 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 제2 접합면과 관통 구멍에 삽입된 집전체를 용이하게 접합할 수 있다.

상기 제2 접합면이 노출면에 대응하는 영역에 형성된 구성에 있어서, 바람직하게는, 제1 접합면을 포함하는 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽은, 접속 부재와 동종의 금속 재료로 이루어지고, 제2 접합면을 포함하는 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽은, 집전체가 동종의 금속 재료로 이루어진다. 이와 같이 구성하면, 동일한 금속 재료끼리가 접합되므로, 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽과 접속 부재의 접촉 저항을 작게 하면서 용이하게 접합할 수 있음과 함께, 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽과 집전체의 접촉 저항을 작게 하면서 용이하게 접합할 수 있다.

상기 제1 국면에 의한 전지용 단자에 있어서, 바람직하게는, 노출면은, 제1 금속층과 제2 금속층의 계면보다도 노출면과는 반대측의 제2 표면측으로 우묵하게 들어간 오목 형상으로 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽을 노출시킬 때, 노출면을 계면과 동일 높이의 면으로 되도록 엄밀하게 형성하지 않아도 된다. 이에 의해, 용이하게, 상기 다른 쪽이 노출된 노출면을 형성할 수 있다.

상기 제1 국면에 의한 전지용 단자에 있어서, 바람직하게는, 클래드 판재는, 노출면이 형성된 측의 제1 표면측으로 돌출되는 돌출부를 포함하고, 돌출부가 돌출되는 제1 표면의 적어도 일부에, 노출면이 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 클래드 판재가 평판 형상으로 형성되어 있는 경우에 비해, 돌출부에 전지의 부재를 접합하기 쉽게 할 수 있다. 이에 의해, 전지용 단자를 이용하여 전지를 용이하게 제조할 수 있다.

이 경우, 바람직하게는, 돌출부의 두께 방향의 길이는, 돌출부 이외의 부분의 두께 방향의 길이보다도 크다. 이와 같이 구성하면, 노출면이 형성된 돌출부의 두께가 큼으로써, 노출면이 형성된 부분에 전지의 부재를 접합할 때, 접합시의 열이, 노출면으로부터 이격된 제1 금속층과 제2 금속층의 계면에 도달하는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 이에 의해, 열의 영향에 기인하여 제1 금속층과 제2 금속층의 계면에 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

상기 제1 국면에 의한 전지용 단자에 있어서, 바람직하게는, 클래드 판재는, 제1 금속층과 제2 금속층의 계면에, Ni 또는 Ni 합금으로 이루어지는 반응 억제층을 더 포함한다. 이와 같이 구성하면, 제1 금속층 및 제2 금속층과 전지의 부재를 접합할 때의 열이, 제1 금속층과 제2 금속층의 계면에 도달한 경우라도, Ni 또는 Ni 합금으로 이루어지는 반응 억제층에 의해 제1 금속층과 제2 금속층이 반응하는 것을 억제할 수 있으므로, 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 확실하게 억제할 수 있다.

상기 제1 국면에 의한 전지용 단자에 있어서, 바람직하게는, 오버레이형의 클래드 판재는, 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽과 함께, 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽을 끼워넣도록 다른 쪽에 접합되는 제3 금속층을 더 포함하고, 노출면에 대응하는 영역에 있어서의 제3 금속층의 일부가 제거됨으로써, 상기 다른 쪽이 노출되어 이루어지는 이면측 노출면이 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽을 끼워넣도록, 상기 다른 쪽의 양면에 각각 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽 및 제3 금속층을 배치한 경우라도, 노출면과 노출면에 대응하는 이면측 노출면이 형성되어 있음으로써, 노출면과 노출면에 대응하는 이면측 노출면이 형성된 영역에는, 제1 금속층과 제2 금속층의 계면, 및 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽과 제3 금속층의 계면이 존재하지 않는다. 이에 의해, 접합시의 열이 노출면으로부터 이격된 제1 금속층과 제2 금속층의 계면, 및 상기 다른 쪽과 제3 금속층의 계면에 도달하는 것을 억제할 수 있으므로, 열의 영향에 기인하여 클래드 판재의 접합 강도가 저하되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 클래드 판재에 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽을 끼워넣도록 상기 다른 쪽에 접합되는 제3 금속층을 설치함으로써, 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽이 노출되는 영역을 충분히 작게 할 수 있으므로, 상기 다른 쪽이 제3 금속층에 비해 내식성이 떨어지는 금속 재료로 이루어지는 경우에는, 전지용 단자가 부식되는 것을 억제할 수 있다.

이 경우, 바람직하게는 제3 금속층은, 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽과 동종의 금속 재료로 이루어진다. 이와 같이 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽의 양면에 동종의 금속 재료로 이루어지는 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽과 제3 금속층을 각각 접합한 경우라도, 접합시의 열이 노출면으로부터 이격된 제1 금속층과 제2 금속층의 계면, 및 상기 다른 쪽과 제3 금속층의 계면에 도달하는 것을 억제할 수 있으므로, 열의 영향에 기인하여 제1 금속층과 제2 금속층의 계면, 및 상기 다른 쪽과 제3 금속층의 계면에 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 클래드 판재의 접합 강도가 저하되는 것을 보다 억제할 수 있다.

상기 제3 금속층을 더 포함하는 구성에 있어서, 바람직하게는, 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽은, 전지를 외부와 접속하기 위한 접속 부재와 접합되는 제1 접합면을 포함하고, 제1 접합면을 포함하는 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽의 두께는, 제3 금속층의 두께보다도 크다. 이와 같이 구성하면, 접속 부재와 접합되는 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽의 두께를 크게 할 수 있으므로, 접속 부재와 한쪽을 접합할 때, 제1 금속층과 제2 금속층의 계면에 열이 도달하기 어렵게 할 수 있다. 이에 의해, 제1 금속층과 제2 금속층의 계면에 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다.

본 발명의 제2 국면에 의한 전지용 단자의 제조 방법은, 적어도 Al 또는 Al 합금으로 이루어지는 제1 금속층과, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 제2 금속층을, 두께 방향으로 접합함으로써 오버레이형의 클래드 판재를 형성하는 공정과, 오버레이형의 클래드 판재의 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽의 일부를 제거함으로써, 다른 쪽의 일부가 노출되어 이루어지는 노출면을 형성하는 공정을 구비한다.

본 발명의 제2 국면에 의한 전지용 단자의 제조 방법에서는, 상기 제1 국면에 의한 전지용 단자의 효과에 더하여, 오버레이형의 클래드 판재의 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽의 일부를 제거함으로써, 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽의 일부가 노출되어 이루어지는 노출면을 확실하게 형성할 수 있다.

상기 제2 국면에 의한 전지용 단자의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽은, 전지를 외부와 접속하기 위한 접속 부재와 접합되는 제1 접합면을 포함하고, 노출면을 형성하는 공정은, 제1 접합면에 대응하는 영역을 제외한 영역에 있어서의 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽을 제거함으로써, 노출면을 형성하는 공정을 포함한다. 이와 같이 구성하면, 노출면이 형성된 측의 제1 표면에 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽의 일부가 노출되는 노출면을 확실하게 형성할 수 있다.

상기 제2 국면에 의한 전지용 단자의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는 노출면을 형성하는 공정은, 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽 및 다른 쪽의 일부를 제거함으로써, 노출면을, 제1 금속층과 제2 금속층의 계면보다도 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽측으로 우묵하게 들어간 오목 형상으로 형성하는 공정을 포함한다. 이와 같이 구성하면, 노출면을 제1 금속층과 제2 금속층의 계면과 동일 높이의 면으로 되도록 엄밀하게 형성하지 않아도 되므로, 용이하게, 상기 다른 쪽이 노출된 노출면을 형성할 수 있다.

상기 제2 국면에 의한 전지용 단자의 제조 방법에 있어서, 바람직하게는, 클래드 판재를 형성하는 공정의 후이며, 또한 노출면을 형성하는 공정에 앞서, 클래드 판재에 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽 측으로 돌출되는 돌출부를 형성하는 공정을 더 구비하고, 노출면을 형성하는 공정은, 돌출부에 있어서의 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽의 일부를 절삭함으로써, 돌출부에 노출면을 형성하는 공정을 포함한다. 이와 같이 구성하면, 클래드 판재가 평판 형상으로 형성되어 있는 경우에 비해, 돌출부에 전지의 부재를 접합하기 쉽게 할 수 있다. 이에 의해, 전지용 단자를 사용하여 전지를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 클래드 판재가 평판 형상으로 형성되어 있는 경우에 비해, 돌출되어 있는 돌출부의 일부를 절삭하는 것만으로 되므로, 용이하게, 돌출부에 노출면을 형성할 수 있다.

이 경우, 바람직하게는, 돌출부를 형성하는 공정은, 냉간 단조에 의해 클래드 판재에 돌출부를 형성하는 공정을 포함한다. 이와 같이 구성하면, 냉간 단조시에 클래드 판재에 가공 경화가 발생하므로, 판금을 늘이면서 프레스하는 것과 같은 판금 프레스 가공과 비교하여, 전지용 단자의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 판금 프레스 가공과 달리, 냉간 단조에서는 클래드 판재의 체적(두께)을 위치에 따라서 다르게 할 수 있으므로, 두께가 작은 클래드 판재를 사용한 경우라도, 돌출부의 두께를 크게 할 수 있다. 이에 의해, 돌출부의 두께를 크게 하면서, 전지용 단자를 경량화할 수 있다. 또한, 냉간 단조에 의한 단조에서는, 재결정 온도 이상의 고온 조건하에 있어서 단조를 행하는 열간 단조와 비교하여, 전지용 단자의 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 제3 국면에 의한 전지는, Al 또는 Al 합금으로 이루어지는 제1 금속층과, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 제2 금속층을 적어도 포함하고, 두께 방향으로 접합됨으로써 형성된 오버레이형의 클래드 판재를 포함하는 전지용 단자를 구비하는 전지이며, 전지용 단자에서는, 오버레이형의 클래드 판재의 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽의 일부가 제거됨으로써, 다른 쪽이 노출되어 이루어지는 노출면이 형성되어 있다. 본 발명의 제3 국면에 의한 전지에서는, 상기 제1 국면에 의한 전지용 단자의 효과와 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다.

상기 제3 국면에 의한 전지에 있어서, 바람직하게는, 전극과, 전극과 접속하기 위한 집전체를 더 구비하고, 전지용 단자의 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽은, 외부와 접속하기 위한 접속 부재와 접합되는 제1 접합면을 포함하고, 전지용 단자의 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽은, 집전체와 접합되는 제2 접합면을 포함하고, 제1 접합면은, 노출면이 형성된 측의 제1 표면 중 노출면을 제외한 영역에 형성되어 있고, 제2 접합면은, 노출면에 대응하는 영역에 형성되어 있다. 이와 같이 구성하면, 노출면이 형성된 측의 제1 표면에 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽의 일부가 노출되는 노출면을 확실하게 형성할 수 있다.

이 경우, 바람직하게는 제1 접합면을 포함하는 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽은, 접속 부재와 동종의 금속 재료로 이루어지고, 제2 접합면을 포함하는 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽은, 집전체와 동종의 금속 재료로 이루어진다. 이와 같이 구성하면, 동일한 금속 재료끼리가 접합되므로, 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽과 접속 부재의 접촉 저항을 작게 하면서 용이하게 접합할 수 있음과 함께, 제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽과 집전체의 접촉 저항을 작게 하면서 용이하게 접합할 수 있다. 이에 의해, 전지를 용이하게 제작할 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 조전지를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리튬 이온 전지의 전체 구성을 도시한 사시도.
도 3은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리튬 이온 전지의 전체 구성을 도시한 분해 사시도.
도 4는 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리튬 이온 전지의 부극 단자를 도시한 사시도.
도 5는 도 4의 110-110선을 따른 부극 단자의 단면도.
도 6은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리튬 이온 전지의 부극 단자가 부극부 및 부스 바에 접합된 상태를 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 부극 단자의 제조 방법을 설명하기 위한 사시도.
도 8은 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예에 의한 부극 단자를 도시한 사시도.
도 9는 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예에 의한 부극 단자가 부극부 및 부스 바에 접합된 상태를 도시한 단면도.
도 10은 본 발명의 제2 실시 형태에 의한 부극 단자가 부극부 및 부스 바에 접합된 상태를 도시한 단면도.
도 11은 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 부극 단자를 도시한 사시도.
도 12는 도 11의 120-120선을 따른 부극 단자의 단면도.
도 13은 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 부극 단자가 부극 및 부스 바에 접합된 상태를 도시한 단면도.
도 14는 본 발명의 제3 실시 형태의 변형예에 의한 부극 단자를 도시한 단면도.
도 15는 본 발명의 제3 실시 형태의 변형예에 의한 부극 단자가 부극 및 부스 바에 접합된 상태를 도시한 단면도.
도 16은 본 발명의 제4 실시 형태에 의한 부극 단자를 도시한 사시도.
도 17은 도 16의 130-130선을 따른 부극 단자의 단면도.
도 18은 본 발명의 제4 실시 형태에 의한 부극 단자가 부극 및 부스 바에 접합된 상태를 도시한 단면도.
도 19는 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예에 의한 부극 단자가 부극 및 부스 바에 접합된 상태를 도시한 단면도.
도 20은 본 발명의 제5 실시 형태에 의한 부극 단자를 도시한 사시도.
도 21은 본 발명의 제5 실시 형태에 의한 부극 단자가 부극 및 부스 바에 접합된 상태를 도시한 단면도.
도 22는 본 발명의 제5 실시 형태의 변형예에 의한 부극 단자가 부극 및 부스 바에 접합된 상태를 도시한 단면도.
도 23은 본 발명의 제6 실시 형태에 의한 부극 단자를 도시한 사시도.
도 24는 본 발명의 제6 실시 형태에 의한 부극 단자가 부극 및 부스 바에 접합된 상태를 도시한 단면도.
도 25는 본 발명의 제6 실시 형태의 제1 변형예에 의한 부극 단자를 도시한 사시도.
도 26은 본 발명의 제6 실시 형태의 제2 변형예에 의한 부극 단자를 도시한 사시도.
도 27은 본 발명의 제6 실시 형태의 제2 변형예에 의한 부극 단자가 부극 및 부스 바에 접합된 상태를 도시한 단면도.

이하, 본 발명의 실시 형태를 도면에 기초하여 설명한다.

(제1 실시 형태)

우선, 도 1∼도 6을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 조전지(100)의 구조에 대해 설명한다.

본 발명의 제1 실시 형태에 의한 조전지(100)는, 전기 자동차(EV, electric vehicle)나, 하이브리드 자동차(HEV, hybrid electric vehicle), 주택 축전 시스템 등에 사용되는 대형의 전지 시스템이다. 이 조전지(100)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 복수의 리튬 이온 전지(1)가, 복수의 평판 형상의 부스 바(101)에 의해 전기적으로 접속됨으로써 구성되어 있다. 또한, 리튬 이온 전지(1)는, 본 발명에 있어서의 「전지」의 일례이고, 부스 바(101)는, 본 발명에 있어서의 「접속 부재」의 일례이다.

또한, 조전지(100)에서는, 평면적으로 보아 리튬 이온 전지(1)의 짧은 방향(X방향)을 따라 배열되도록, 복수의 리튬 이온 전지(1)가 배치되어 있다. 또한, 조전지(100)에서는, Y방향의 한쪽 측(Y1측)에 후술하는 정극 단자(7)가 위치함과 함께, Y방향의 다른 쪽측(Y2측)에 후술하는 부극 단자(8)가 위치하는 리튬 이온 전지(1)와, Y2측에 정극 단자(7)가 위치함과 함께, Y1측에 부극 단자(8)가 위치하는 리튬 이온 전지(1)가, X방향을 따라 교대로 배치되어 있다.

또한, 소정의 리튬 이온 전지(1)의 정극 단자(7)는, X방향으로 연장되는 Al로 이루어지는 부스 바(101)의 X방향의 한쪽 단부(X2측)에 용접(접합)되어 있다. 또한, 그 소정의 리튬 이온 전지(1)와 인접하는 리튬 이온 전지(1)(외부)의 부극 단자(8)는, Al로 이루어지는 부스 바(101)의 X방향의 다른 쪽 단부(X1측)에 용접되어 있다. 이에 의해, 리튬 이온 전지(1)의 정극 단자(7)는, 부스 바(101)를 통해, 인접하는 리튬 이온 전지(1)(외부)의 부극 단자(8)와 접속되어 있다. 이와 같이 하여, 복수의 리튬 이온 전지(1)가 직렬로 접속된 조전지(100)가 구성되어 있다. 또한, Al로 이루어지는 부스 바(101)를 사용함으로써, Cu로 이루어지는 부스 바를 사용하는 경우에 비해, 부스 바(101)를 경량화할 수 있으므로, 복수의 부스 바(101)를 사용하는 조전지(100) 전체를 경량화하는 것이 가능하다.

리튬 이온 전지(1)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 대략 직육면체 형상의 외형 형상을 갖고 있다. 또한, 리튬 이온 전지(1)는, 상방(Z1측)에 배치되는 덮개 부재(2)와, 하방(Z2측)에 배치되는 전지 케이스 본체(3)를 구비하고 있다. 이 덮개 부재(2) 및 전지 케이스 본체(3)는 모두 Ni 도금 강판으로 이루어진다.

덮개 부재(2)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 평판 형상으로 형성되어 있다. 또한, 덮개 부재(2)에는, 두께 방향(Z방향)으로 관통하도록, 한 쌍의 구멍부(2a 및 2b)가 형성되어 있다. 이 한 쌍의 구멍부(2a 및 2b)는, 덮개 부재(2)의 길이 방향(Y방향)으로 소정의 간격을 두고 형성되어 있음과 함께, 덮개 부재(2)의 짧은 방향(X방향)의 대략 중앙에 형성되어 있다. 또한, 한 쌍의 구멍부(2a 및 2b)에는, 각각, 후술하는 정극 원기둥부(42) 및 후술하는 부극 원기둥부(52)가 하방(Z2측)으로부터 삽입되도록 구성되어 있다.

또한, 리튬 이온 전지(1)는, 정극부(4)와 부극부(5)와 도시하지 않은 전해액을 구비하고 있다. 정극부(4)는, 전해액과 접촉하는 정극(40)과, 정극(40)에 전기적으로 접속되는 집전부(41)와, 집전부(41)의 상부에 형성되고, 상방(Z1측)으로 돌출되는 정극 원기둥부(42)를 포함하고 있다. 또한, 정극부(4)의 정극(40), 집전부(41) 및 정극 원기둥부(42)는 모두 Al로 이루어진다. 부극부(5)는, 전해액과 접촉하는 부극(50)과, 부극(50)에 전기적으로 접속되는 집전부(51)와, 집전부(51)의 상부에 형성되고, 상방으로 돌출되는 부극 원기둥부(52)를 포함하고 있다. 또한, 부극부(5)의 부극(50), 집전부(51) 및 부극 원기둥부(52)는 모두 Cu로 이루어진다. 또한, 부극(50)은 본 발명에 있어서의 「전극」의 일례이고, 부극 원기둥부(52)는 본 발명에 있어서의 「집전체」의 일례이다.

또한, 정극(40)과 부극(50)은, 세퍼레이터(6)에 의해 서로 절연된 상태에서 롤 형상으로 적층되어 있다. 또한, 세퍼레이터(6)에 의해 서로 절연된 정극부(4) 및 부극부(5)와, 전해액이 전지 케이스 본체(3)의 수납부(3a)에 수납된 상태에서, 전지 케이스 본체(3)와 덮개 부재(2)가 용접되어 있다.

또한, 덮개 부재(2)의 Y1측의 상면(2c)(Z1측의 면)에는, 링 형상의 패킹(9a)을 개재하여 정극 단자(7)가 배치되어 있음과 함께, 덮개 부재(2)의 Y2측의 상면(2c) 상에는, 링 형상의 패킹(9b)을 개재하여 부극 단자(8)가 배치되어 있다. 또한, 패킹(9a 및 9b)은 절연성을 갖는 수지 재료로 이루어진다. 또한, 패킹(9a 및 9b)의 구멍부에는, 각각, 정극 원기둥부(42) 및 부극 원기둥부(52)가 삽입되어 있다. 또한, 부극 단자(8)는 본 발명에 있어서의 「전지용 단자」의 일례이다.

또한, 정극 단자(7)는 Al의 평판으로 구성되어 있다. 또한, 정극 단자(7)는 길이 방향(Y방향)의 한쪽 측(Y1측)에서, 두께 방향(Z방향)으로 관통하도록 형성된 관통 구멍(70)과, 다른 쪽측(Y2측)에 배치된 부스 바 접합부(71)를 갖고 있다. 관통 구멍(70)은, 짧은 방향(X방향)의 대략 중앙에 형성되어 있음과 함께, 정극부(4)의 정극 원기둥부(42)가 하방(Z2측)으로부터 삽입되도록 구성되어 있다. 또한, 정극 원기둥부(42)는, 관통 구멍(70)에 삽입된 상태에서, 정극 단자(7)의 상면(Z1측의 면)에 코킹되어 있다. 이에 의해, 정극부(4)와 정극 단자(7)가 접합되어 있다. 또한, 도 1에 도시하는 바와 같이, 부스 바 접합부(71)에는, 평판 형상의 부스 바(101)가 레이저 용접에 의해 용접되어 있다.

여기서, 제1 실시 형태에서는, 부극 단자(8)는 도 4 및 도 5에 도시하는 바와 같이, 평면적으로 보아 직사각 형상의 평판으로 구성되어 있음과 함께, Al로 이루어지는 Al층(80)과, Cu로 이루어지는 Cu층(81)이 두께 방향(Z방향)으로 접합된 2층의 클래드 판재(82)로 이루어진다. 이 클래드 판재(82)에서는, Cu층(81)의 상면(Z1측)의 대략 전체면[후술하는 저면(84a)을 제외함]에, Al층(80)이 적층되어 있다. 즉, 클래드 판재(82)는, 이른바 오버레이형의 클래드 판재(82)이다. 또한, Al층(80)은 부극 단자(8)의 Z1측의 표면(8a)에 배치되어 있음과 함께, Cu층(81)은 부극 단자(8)의 Z2측의 표면(8b)에 배치되어 있다. 또한, 표면(8a)과 표면(8b)은, 서로가 표리로 되는 관계를 갖고 있다. 또한, Al층(80)은 본 발명에 있어서의 「제1 금속층」 및 「제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽」의 일례이다. 또한, Cu층(81)은 본 발명에 있어서의 「제2 금속층」 및 「제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽」의 일례이다.

또한, 도 5에 도시하는 바와 같이, Al층(80)의 Z방향의 두께 t1과 Cu층(81)의 Z방향의 두께 t2는 대략 동등하다. 또한, 클래드 판재(82)의 Z방향의 두께 t3은, 약 2.5㎜이다.

또한, 부극 단자(8)를 구성하는 클래드 판재(82)에는, Z1측의 표면(8a)에 있어서, Z2 방향으로 우묵하게 들어가는 홈부(83)가 형성되어 있다. 이 홈부(83)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 부극 단자(8)의 길이 방향(Y방향)으로 일정한 폭 W(도 5 참조)으로, 부극 단자(8)의 짧은 방향(X방향)으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 평면적으로 보아, 홈부(83)는 부극 단자(8)의 Y방향의 대략 중앙에 형성되어 있고, 홈부(83)의 Y방향의 양측에는, 각각 평탄면부(85)가 형성되어 있다. 한편, 클래드 판재(82)의 Z2측의 표면(8b)은, 평탄면 형상으로 형성되어 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 홈부(83)는 Z1측에 배치된 Al층(80)의 일부와, Z2측에 배치된 Cu층(81)의 Z1측의 상부의 일부가 Z1측으로부터 제거(절삭)됨으로써 형성되어 있다. 이 결과, 홈부(83)의 두께 방향(Z방향)의 길이(깊이) L은, Al층(80)의 두께 t1보다도 커지도록 형성되어 있다. 이에 의해, 홈부(83)의 저면(84a)과, 홈부(83)의 측면의 하부[노출 측면(84b)]에 있어서, 표면(8b)에 배치된 Cu층(81)이 노출되어 있다. 이 저면(84a) 및 노출 측면(84b)으로 이루어지는 노출면(84)은, 클래드 판재(82)의 계면(82a)[Al층(80)과 Cu층(81)의 계면(82a)]보다도 표면(8b)측(Z2측)으로 우묵하게 들어간 오목 형상으로 형성되어 있다. 또한, 저면(84a)의 Z방향의 높이 위치는, 계면(82a)의 높이 위치보다도 하방(Z2측)에 위치하도록 구성되어 있다.

또한, 도 6에 도시하는 바와 같이, 부극 단자(8)는 홈부(83)가 형성된 표면(8a)[Al층(80)]측이 상측(Z1측), 평탄면 형상의 표면(8b)[Cu층(81)]측이 하측(Z2측)에 위치하는 상태에서, 덮개 부재(2)의 상면(2c)[패킹(9b)] 상에 배치되어 있다.

또한, 노출면(84)에 대응하는 영역[저면(84a)의 반대측]의 평탄면 형상의 표면(8b)[Cu층(81)]에 형성된 접합면 A에, Cu로 이루어지는 부극 원기둥부(52)의 상단부가 레이저 용접에 의해 접합(용접)되어 있다. 즉, 동일한 금속 재료(Cu)로 이루어지는 접합면 A와 부극부(5)가 접합되어 있다. 또한, 접합면 A와 부극 원기둥부(52)의 상단부는, 저면(84a)을 향해 하측 방향(Z2 방향)으로 레이저광이 조사(주사)됨으로써 접합되어 있다. 이때, 접합면 A에 대응하는 위치[홈부(83)]에는 Al층(80)과 Cu층(81)의 계면(82a)이 존재하지 않으므로, 레이저광의 강도 및 조사 시간을 엄밀하게 조정할 필요가 없다. 이에 의해, 계면(82a)에 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것이 억제되어 있다. 또한, 접합면 A는, 본 발명에 있어서의 「제2 접합면」의 일례이다.

또한, 표면(8a)의 평탄면부(85)[Al층(80)]에 형성된 접합면 B에, Al로 이루어지는 평판 형상의 부스 바(101)의 하면이, 레이저 용접에 의해 접합(용접)되어 있다. 즉, 동일한 금속 재료(Al)로 이루어지는 접합면 B와 부스 바(101)가 접합되어 있다. 또한, 접합면 B와 부스 바(101)의 하면은, 부스 바(101)의 상면측(Z1측)으로부터 Z2측을 향해 레이저광이 조사(주사)됨으로써 접합되어 있다. 이때, 레이저 용접에 의한 고열이 접합면 B에 대응하는 클래드 판재(82)의 계면(82a)에 도달하는 것을 억제하도록, 레이저광의 강도 및 조사 시간이 조절되어 있다. 이것에 의해서도, 계면(82a)에 취약한 Al-Cu 합금이 형성되는 것이 억제되어 있다. 또한, 접합면 B는, 본 발명에 있어서의 「제1 접합면」의 일례이다.

제1 실시 형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 부극 단자(8)를 구성하는 클래드 판재(82)가, 표면(8a)의 전체면에 Al층(80)이 배치되고, 표면(8b)의 전체면에 Cu층(81)이 배치된 상태에서, Al층(80)과 Cu층(81)이 두께 방향으로 접합된, 이른바 오버레이형의 클래드 판재(82)로 이루어진다. 이에 의해, 부극 단자(8)가 인레이형의 클래드재로 이루어지는 경우와 달리, Al층(80)과 Cu층(81)의 위치 관계를 엄밀하게 제어하지 않아도, Al층(80)과 Cu층(81)을 서로 적층하여 접합하는 것만으로 용이하게 오버레이형의 클래드 판재(82)를 제작할 수 있으므로, 부극 단자(8)를 용이하게 제작할 수 있다. 그 결과, 부극 단자(8)의 양산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 부극 단자(8)가 Al로 이루어지는 Al층(80)과, Cu로 이루어지는 Cu층(81)이 접합된 오버레이형의 클래드 판재(82)로 이루어짐으로써, Al로 이루어지는 Al층(80)에, Al로 이루어지는 부스 바(101)를 접합할 수 있음과 함께, Cu로 이루어지는 Cu층(81)에, Cu로 이루어지는 부극부(5)의 부극 원기둥부(52)를 접합할 수 있다. 이에 의해, 서로 다른 금속 재료로 이루어지는 부스 바(101) 및 부극부(5)끼리를 용이하게 전기적으로 접속할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 표면(8a)의 노출면(84)에, 표면(8b)에 배치된 Cu층(81)이 노출되도록 형성함으로써, 오버레이형의 클래드 판재(82)의 노출면(84)이 형성된 부분에는, Al층(80)과 Cu층(81)의 계면(82a)이 존재하지 않으므로, 노출면(84)이 형성된 부분에 부극 원기둥부(52)를 접합할 때, 접합시의 열이, 노출면(84)으로부터 이격된 Al층(80)과 Cu층(81)의 계면(82a)에 도달하는 것을 억제할 수 있다. 이 결과, 계면(82a)에 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, Z1측에 배치된 Al층(80)의 일부와, Z2측에 배치된 Cu층(81)의 Z1측의 상부의 일부를 제거(절삭)함으로써, 저면(84a) 및 노출 측면(84b)으로 이루어지고, Cu층(81)이 노출되는 오목 형상의 노출면(84)을 Z1측의 표면(8a)에 노출되도록 형성한다. 이에 의해, 표면(8a)의 전체면에 Al층(80)이 배치되고, 표면(8b)의 전체면에 Cu층(81)이 배치된 오버레이형의 클래드 판재(82)라도, Z1측의 표면(8a)에, 표면(8b)에 배치된 Cu층(81)의 일부가 노출되는 노출면(84)을 확실하게 형성할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 노출면(84)에 대응하는 영역[저면(84a)의 반대측]의 평탄면 형상의 표면(8b)[Cu층(81)]에 형성된 접합면 A에, Cu로 이루어지는 부극 원기둥부(52)의 상단부를 접합함과 함께, 표면(8a)의 평탄면부(85)[Al층(80)]에 형성된 접합면 B에, Al로 이루어지는 평판 형상의 부스 바(101)의 하면을 접합한다. 이에 의해, 저면(84a)과는 반대측의[저면(84a)에 대응하는] 평탄면 형상의 표면(8b)에 형성된 접합면 A와, 노출면(84)[홈부(83)]을 제외한 표면(8a)[평탄면부(85)]에 형성된 접합면 B를 충분히 이격시킬 수 있으므로, 접합면 A에 부극 원기둥부(52)를 용이하게 접합할 수 있음과 함께, 접합면 B에 부스 바(101)를 용이하게 접합할 수 있다. 이 결과, 리튬 이온 전지(1)를 용이하게 제작할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 저면(84a)과는 반대측의 표면(8b)[Cu층(81)]에 형성된 접합면 A에, 동일한 금속(Cu)으로 이루어지는 부극 원기둥부(52)의 상단부를 접합함과 함께, 표면(8a)의 평탄면부(85)[Al층(80)]에 형성된 접합면 B에, 동일한 금속(Al)으로 이루어지는 부스 바(101)의 하면을 접합한다. 이에 의해, 동일한 금속 재료끼리가 접합되므로, Al층(80)과 Al로 이루어지는 부스 바(101)의 접촉 저항을 작게 하면서 용이하게 접합할 수 있음과 함께, Cu층(81)과 Cu로 이루어지는 부극 원기둥부(52)의 접촉 저항을 작게 하면서 용이하게 접합할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에서는, 저면(84a) 및 노출 측면(84b)으로 이루어지는 노출면(84)을, Al층(80)과 Cu층(81)의 계면(82a)보다도 표면(8b)측(Z2측)으로 우묵하게 들어간 오목 형상으로 형성함으로써, Cu층(81)을 Z1측의 표면(8a)에 노출시킬 때, 노출면(84)을 계면(82a)과 동일 높이의 면으로 되도록 엄밀하게 형성하지 않아도 된다. 이에 의해, 용이하게, Cu층(81)이 노출된 노출면(84)을 형성할 수 있다.

또한, Cu는, 산화에 의해 취약한 산화물이 형성되는 점, 전기 저항이 작은 점 및 광을 반사하기 쉬운 점 등에 의해, 용접에 그다지 적합하지 않은 재료이다. 따라서, 종래에는, Cu를 용접하는 경우에는, Ni로 도금 처리하고 있다. 또한, Cu는, Al보다도 내식성이 낮으므로, 내식성 향상의 면에서도, Ni로 도금 처리할 필요가 있다. 이에 반해, 제1 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 Al로 이루어지는 부스 바(101)를 사용함으로써, Cu로 이루어지는 부스 바를 사용하는 경우와 달리, 부스 바(101)를 Ni로 도금 처리할 필요가 없다.

다음으로, 도 1∼도 7을 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 의한 리튬 이온 전지(1) 및 조전지(100)의 제조 프로세스에 대해 설명한다.

우선, 소정의 두께를 갖는 롤 형상의 Al판(도시하지 않음)과, 소정의 두께를 갖는 롤 형상의 Cu판(도시하지 않음)을 준비한다. 여기서, Al판의 폭과 Cu판의 폭을 대략 동일하게 한다. 그리고, 롤 형상의 Al판의 표면의 전체면에 롤 형상의 Cu판을 두께 방향으로 적층시키면서, 소정의 압하율로 Al판과 Cu판을 연속적으로 압접 접합함과 함께, 약 500℃의 온도 상태로 1분간 유지함으로써, 확산 어닐링을 행한다. 이에 의해, 약 2.5㎜의 두께를 갖는 롤 형상의 클래드 판재(82)가 형성된다. 이 롤 형상의 클래드 판재(82)는 표면(8a)의 전체면에 Al층(80)이 배치되고, 표면(8b)의 전체면에 Cu층(81)이 배치된 상태에서, Al층(80)과 Cu층(81)이 두께 방향으로 접합된, 이른바 오버레이형의 클래드 판재(82)이다.

여기서, 제1 실시 형태의 제조 방법에서는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 롤 형상의 오버레이형의 클래드 판재(82)의 폭 방향의 대략 중심에, 롤이 연장되는 방향(롤 반송 방향)을 따라 홈부(83)를 1줄 형성한다. 구체적으로는, 롤 형상의 클래드 판재(82) 중, 부스 바(101)가 접속되는 접합면 B(도 6 참조)에 대응하는 영역 이외의 영역인 폭 방향(Y방향)의 대략 중앙에, 클래드 판재(82)를 두께 방향(Z방향)으로 절삭하는 것이 가능한 엔드밀(102)을 배치한다. 이때, 오버레이형의 클래드 판재(82)의 Z1측의 표면(8a)으로부터, 두께 방향으로 길이 L(도 5 참조)만큼 절삭하도록 엔드밀(102)을 배치한다.

그리고, 롤 형상의 클래드 판재(82)를 롤 반송 방향으로 반송하면서, 엔드밀(102)을 사용하여 오버레이형의 클래드 판재(82)를 절삭한다. 이때, 이에 의해, 롤 형상의 클래드 판재(82)의 폭 방향(Y방향)의 대략 중앙에 있어서, Z1측에 배치된 Al층(80)의 일부와, Z2측에 배치된 Cu층(81)의 Z1측의 상부의 일부가 제거(절삭)된다. 이 결과, 롤 형상의 클래드 판재(82)의 폭 방향의 대략 중앙에, 롤 반송 방향을 따라 연장되는 1줄의 홈부(83)가 연속적으로 형성된다. 이때, 홈부(83)를 1줄만 형성함으로써, 복수의 홈부를 한 번에 형성하는 경우와 달리 복수의 홈부끼리의 위치 결정을 행할 필요가 없으므로, 1줄의 홈부(83)를 용이하게 형성하는 것이 가능하다. 이에 수반하여, 홈부(83)에 있어서, 저면(84a) 및 노출 측면(84b)으로 이루어지고, Cu층(81)이 노출되는 오목 형상의 노출면(84)이 Z1측의 표면(8a)에 노출되도록 연속적으로 형성된다.

그 후, 펀칭 프레스기(도시하지 않음)를 이용하여, 홈부(83)가 형성된 롤 형상의 오버레이형의 클래드 판재(82)로부터, 클래드 판재(82)를 직사각 형상으로 펀칭한다. 이때, 홈부(83)가 롤 형상의 클래드 판재(82)의 폭 방향의 대략 중앙에 위치하도록, 클래드 판재(82)를 펀칭한다. 이 결과, 도 4 및 도 5에 도시하는 바 와 같은 부극 단자(8)가 제작된다. 상기한 바와 같은 제조 프로세스에 의해 홈부(83)[노출면(84)]를 갖는 복수의 부극 단자(8)를 연속적으로 제작할 수 있으므로, 용이하게, 부극 단자(8)를 양산하는 것이 가능하다.

그리고, 부극 단자(8)와 부극 원기둥부(52)를 레이저광 발생 장치(도시하지 않음)를 사용하여, 레이저 용접에 의해 접합한다. 구체적으로는, 도 6에 도시하는 바와 같이, 부극 원기둥부(52)의 상단부가 저면(84a)과는 반대측의 평탄면 형상의 표면(8b)의 접합면 A에 접촉하도록, 부극 원기둥부(52)를 배치한다. 그리고, 접합면 A에 부극 원기둥부(52)의 상단부가 접합하도록, 홈부(83)의 저면(84a)을 향해 하측 방향(Z2 방향)으로 레이저광을 조사(주사)한다. 이에 의해, 부극 단자(8)와 부극부(5)가 접합(용접)된다.

또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 관통 구멍(70)을 갖고, Al로 이루어지는 정극 단자(7)를 준비한다. 그리고, 정극부(4)의 정극 원기둥부(42)를 관통 구멍(70)에 삽입한 상태에서, 정극 원기둥부(42)를 정극 단자(7)의 상면(Z1측의 면)에 코킹한다. 이에 의해, 정극 단자(7)와 정극부(4)가 접합된다. 그 후, 세퍼레이터(6)에 의해 서로 절연된 정극부(4) 및 부극부(5)와 전해액을 전지 케이스 본체(3)의 수납부(3a)에 수납한 상태에서, 전지 케이스 본체(3)와 덮개 부재(2)를 용접한다. 이에 의해, 도 2에 도시하는 바와 같이, 리튬 이온 전지(1)가 제조된다.

그 후, 도 1에 도시하는 바와 같이, X방향을 따라 복수의 리튬 이온 전지(1)를 배치한다. 그리고, 리튬 이온 전지(1)의 정극 단자(7)와, 인접하는 리튬 이온 전지(1)의 부극 단자(8)를 평판 형상의 부스 바(101)를 사용하여 접합한다. 구체적으로는, 표면(8a)의 평탄면부(85)[Al층(80)]에 형성된 접합면 B에, 평판 형상의 부스 바(101)의 X1측의 하면을 접촉시킨 상태에서, 소정의 강도 및 조사 시간으로 조절된 레이저광 발생 장치를 사용하여, 레이저 용접에 의해 접합한다. 이에 의해, 부극 단자(8)와 부스 바(101)가 접합(용접)된다. 또한, 레이저광 발생 장치를 사용하여, 정극 단자(7)의 부스 바 접합부(71)와 부스 바(101)의 X2측의 하면을 레이저 용접에 의해 용접한다. 이에 의해, 정극 단자(7)와 부스 바(101)가 접합(용접)된다. 이 결과, 복수의 리튬 이온 전지(1)가 복수의 Al로 이루어지는 부스 바(101)에 의해 직렬로 접속된 조전지(100)가 제조된다.

(제1 실시 형태의 변형예)

다음으로, 도 8 및 도 9를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태의 변형예에 대해 설명한다. 이 제1 실시 형태의 변형예에서는, 노출되는 노출면(84)을 갖는 홈부(83)를 Y방향의 대략 중앙에 1줄 형성한 상기 제1 실시 형태와 달리, 노출되는 노출면(284)을 갖는 절결부(283)를, 부극 단자(208)의 Y방향의 양단부에 각각 형성한 경우에 대해 설명한다. 또한, 부극 단자(208)는, 본 발명에 있어서의 「전극용 단자」의 일례이다.

본 발명의 제1 실시 형태의 변형예에서는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 부극 단자(208)는 Al층(80)과 Cu층(81)이 두께 방향(Z방향)으로 접합된 오버레이형의 클래드 판재(82)로 이루어진다. 또한, 클래드재(82)의 길이 방향(Y방향)의 양측에, 각각 절결부(283)가 형성되어 있다. 이 한 쌍의 절결부(283)는 모두, 부극 단자(208)의 Y방향으로 일정 폭이며, 부극 단자(208)의 짧은 방향(X방향)으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 한 쌍의 절결부(283)에 끼워지는 부극 단자(208)의 Y방향의 중앙부에는, 평탄면부(285)가 형성되어 있다.

또한, 제1 실시 형태의 변형예에서는, 한 쌍의 절결부(283)는, Z1측에 배치된 Al층(80)의 일부와, Z2측에 배치된 Cu층(81)의 Z1측의 상부의 일부가 제거(절삭)됨으로써 형성되어 있다. 이에 의해, 절결부(283)의 저면(284a)과, 평탄면부(285)측의 측면의 하부[노출 측면(284b)]에 있어서, 표면(8b)에 배치된 Cu층(81)이 노출되어 있다. 또한, 이 한 쌍의 절결부(283)를 갖는 부극 단자(208)는, 롤 형상의 오버레이형의 클래드 판재(82)(도 7 참조)의 폭 방향(Y방향)으로 이격된 2개소에, 엔드밀(102)(도 7 참조)을 배치하여 한 쌍의 홈부를 형성하고, 그 후, 한 쌍의 홈부 내에 Y방향의 양단부가 각각 위치하도록, 롤 형상의 클래드 판재(82)를 직사각 형상으로 펀칭함으로써 형성된다.

또한, 도 9에 도시하는 바와 같이, 부극부(205)는, 상기 제1 실시 형태의 부극(50), 집전부(51) 및 부극 원기둥부(52)(도 3 참조)에 더하여, 부극 원기둥부(52)의 상단부가 하면에 접합된 평판 형상의 단자 접속판(253)을 더 포함하고 있다. 이 단자 접속판(253)은, Cu로 이루어짐과 함께, 덮개 부재(2)의 상면(2c)[패킹(9b)] 상에 배치되어 있다. 또한, 단자 접속판(253)은, 본 발명에 있어서의 「집전체」의 일례이다.

또한, 노출면(284)에 대응하는 영역[노출면(284)의 반대측]의 표면(8b)[Cu층(81)]에 각각 형성된 접합면 C에, Cu로 이루어지는 단자 접속판(253)의 상면이 레이저 용접에 의해 접합(용접)되어 있다. 또한, 접합면 C와 단자 접속판(253)의 상면은, 저면(284a)을 향해 하측 방향(Z2 방향)으로 레이저광이 조사(주사)됨으로써 접합되어 있다.

또한, 표면(8a)의 평탄면부(285)[Al층(80)]에 형성된 접합면 D에, Al로 이루어지는 평판 형상의 부스 바(201)의 하면이, 레이저 용접에 의해 접합(용접)되어 있다. 이 제1 실시 형태의 변형예의 부스 바(201)는, 상기 제1 실시 형태와 같이, 홈부(83)의 상방을 덮도록 배치할 필요가 있는 부스 바(101)와 비교하여, 절결부(283)의 상방에 배치할 필요가 없으므로, Y방향의 길이를 작게 하는 것이 가능하다. 또한, 접합면 C 및 D는, 각각, 본 발명에 있어서의 「제2 접합면」 및 「제1 접합면」의 일례이며, 부스 바(201)는 본 발명에 있어서의 「접속 부재」의 일례이다.

또한, 제1 실시 형태의 변형예의 그 밖의 구성 및 효과는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

(제2 실시 형태)

다음으로, 도 10을 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 대해 설명한다. 이 제2 실시 형태에 의한 부극 단자(308)에서는, 상기 제1 실시 형태와 달리, Al층(80)과 Cu층(81) 사이에 Ni층(386)이 배치되는 경우에 대해 설명한다. 또한, 부극 단자(308)는, 본 발명에 있어서의 「전지용 단자」의 일례이고, Ni층(386)은 본 발명에 있어서의 「반응 억제층」의 일례이다.

본 발명의 제2 실시 형태에 의한 부극 단자(308)는, 도 10에 도시하는 바와 같이, Al로 이루어지는 Al층(80)과, Cu로 이루어지는 Cu층(81)과, Al층(80)과 Cu층(81)의 계면(82a)에 형성되고, Ni로 이루어지는 Ni층(386)이 두께 방향(Z방향)으로 접합된 3층의 클래드 판재(382)로 이루어진다. 이 Ni층(386)은, 접합시의 열 등에 의해 Al층(80)과 Cu층(81)이 반응하는 것을 억제함으로써, 취약한 Al-Cu 합금이 발생하는 것을 억제하는 기능을 갖고 있다. 또한, Ni층(386)의 Z방향의 두께 t4는, Al층(80)의 두께 t1 및 Cu층(81)의 두께 t2보다도 작고, 약 100㎛이다. 또한, 제2 실시 형태의 그 밖의 구성은, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

제2 실시 형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

제2 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 부극 단자(308)를 구성하는 클래드 판재(382)가, 표면(8a)의 전체면에 Al층(80)이 배치되고, 표면(8b)의 전체면에 Cu층(81)이 배치된 상태에서, Al층(80)과 Cu층(81)과 Ni층(386)이 두께 방향으로 접합된, 이른바 오버레이형의 클래드 판재(382)로 이루어짐으로써, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 오버레이형의 클래드 판재(382)를 사용하여, 부극 단자(308)를 용이하게 제작할 수 있어, 부극 단자(308)의 양산성을 향상시킬 수 있음과 함께, 서로 다른 금속 재료로 이루어지는 부스 바(101) 및 부극부(5)끼리를 용이하게 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, 표면(8a)의 노출면(84)에, 표면(8b)에 배치된 Cu층(81)이 노출되도록 형성함으로써, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 계면(82a)에 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제2 실시 형태에서는, Al층(80)과 Cu층(81)의 계면(82a)에 Ni로 이루어지는 Ni층(386)을 설치함으로써, Al층(80)과 부스 바(101)를 접합할 때의 열, 및 Cu층(81)과 부극 원기둥부(52)를 접합할 때의 열이, Al층(80)과 Cu층(81)의 계면(82a)에 도달한 경우라도, Ni로 이루어지는 Ni층(386)에 의해 Al층(80)과 Cu층(81)이 반응하는 것을 억제할 수 있으므로, 취약한 Al-Cu 합금이 형성되는 것을 확실하게 억제할 수 있다. 또한, 제2 실시 형태의 그 밖의 효과는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

(제3 실시 형태)

다음으로, 도 11∼도 13을 참조하여, 본 발명의 제3 실시 형태에 대해 설명한다. 이 제3 실시 형태에 의한 부극 단자(408)에서는, 상기 제1 실시 형태와는 달리, 클래드 판재(482)에 형성된 돌출부(487)에 노출면(484a)이 형성된 예에 대해 설명한다. 또한, 부극 단자(408)는, 본 발명에 있어서의 「전지용 단자」의 일례이다.

본 발명의 제3 실시 형태에 의한 부극 단자(408)를 구성하는 오버레이형의 클래드 판재(482)는, 도 11에 도시하는 바와 같이, 원반 형상으로 형성되어 있다. 또한, 클래드 판재(482)는, 클래드 판재(482)의 중앙부에 형성되고, 상방(Z1측)으로 돌출되는 돌출부(487)와, 돌출부(487)의 주변을 둘러싸도록 형성된 링 형상의 플랜지부(488)를 갖고 있다. 이 돌출부(487)는, 하방(Z2측)으로부터 상방을 향해 도시하지 않은 프레스기를 사용하여 프레스 가공함으로써 형성되어 있고, Z1측의 표면(8a)에서 Z1측으로 돌출되는 볼록부(487a)와, Z2측의 표면(8b)에서 Z1측으로 우묵하게 들어가는 오목부(487b)를 갖고 있다. 오목부(487b)에는, 부극부(5)의 부극 원기둥부(52)가 삽입되도록 구성되어 있다.

또한, 도 12에 도시하는 바와 같이, 돌출부(487)가 돌출되는 Z1측의 표면(8a)에는, 돌출부(487)의 Z1측의 상부가 도시하지 않은 엔드밀에 의해 모두 제거(절삭)됨으로써, Cu층(81)이 노출되는 노출면(484a)과, Al층(80)의 단면(484c)을 포함하는 절단면(484)이 노출되도록 형성되어 있다. 이 절단면(484)은, 평면적으로 보아, 대략 원 형상으로 형성되어 있음과 함께, 대략 평탄면 형상으로 형성되어 있다. 또한, 평면적으로 보아, 단면(484c)은 링 형상으로 형성되어 있음과 함께, 노출면(484a)은 링 형상의 단면(484c)의 내측에 있어서, 대략 원 형상으로 형성되어 있다. 또한, 제3 실시 형태에서는, 평판 형상의 클래드 판재(482)에 돌출부(487)가 형성된 후에, Cu층(81)이 노출되는 노출면(484a)이 형성된다.

또한, 도 13에 도시하는 바와 같이, Al로 이루어지는 부스 바(401)에는, 부극 단자(408)의 돌출부(487)가 삽입되는 관통 구멍(401a)이 형성되어 있다. 또한, 부스 바(401)는, 본 발명에 있어서의 「접속 부재」의 일례이다.

또한, 노출면(484a)에 대응하는 영역[노출면(484a)의 반대측]에 위치하는 돌출부(487)의 오목부(487b)의 표면(8b)[Cu층(81)]에 형성된 접합면 E에, 오목부(487b)에 삽입된 Cu로 이루어지는 부극 원기둥부(52)의 상단부가 레이저 용접에 의해 접합(용접)되어 있다. 또한, 접합면 E와 부극 원기둥부(52)의 상단부는, 노출면(484a)을 향해 하측 방향(Z2 방향)으로 레이저광이 조사(주사)됨으로써 접합되어 있다. 이때, 접합면 E에 대응하는 위치에는 Al층(80)과 Cu층(81)의 계면(82a)이 존재하지 않으므로, 레이저광의 강도 및 조사 시간을 엄밀하게 조정할 필요가 없다. 또한, 접합면 E는, 본 발명에 있어서의 「제2 접합면」의 일례이다.

또한, 부스 바(401)의 관통 구멍(401a)에 부극 단자(408)의 돌출부(487)가 삽입된 상태에서, 플랜지부(488)의 표면(8a)[Al층(80)]에 형성된 접합면 F에, Al로 이루어지는 부스 바(401)의 하면이 레이저 용접에 의해 접합(용접)되어 있다. 또한, 접합면 F는, 본 발명에 있어서의 「제1 접합면」의 일례이다. 또한, 제3 실시 형태의 그 밖의 구성은, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

제3 실시 형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

제3 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이 부극 단자(408)를 구성하는 클래드 판재(482)가, 표면(8a)의 전체면에 Al층(80)이 배치되고, 표면(8b)의 전체면에 Cu층(81)이 배치된 상태에서, Al층(80)과 Cu층(81)이 두께 방향으로 접합된, 이른바 오버레이형의 클래드 판재(482)로 이루어짐으로써, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 오버레이형의 클래드 판재(482)를 이용하여, 부극 단자(408)를 용이하게 제작할 수 있어, 부극 단자(408)의 양산성을 향상시킬 수 있음과 함께, 서로 다른 금속 재료로 이루어지는 부스 바(401) 및 부극부(5)끼리를 용이하게 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, 표면(8a)의 노출면(484a)에, 표면(8b)에 배치된 Cu층(81)이 노출되도록 형성함으로써, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 계면(82a)에 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제3 실시 형태에서는, 돌출부(487)가 돌출되는 Z1측의 표면(8a)에 형성된 노출면(484a)에 있어서, Cu층(81)을 노출시킴과 함께, 노출면(484a)과는 반대측에 위치하는 돌출부(487)의 오목부(487b)의 표면(8b)[Cu층(81)]에 형성된 접합면 E에, 오목부(487b)에 삽입된 Cu로 이루어지는 부극 원기둥부(52)의 상단부를 접합한다. 이에 의해, 접합면 E에 대응하는 영역에는 Al층(80)과 Cu층(81)의 계면(82a)이 존재하지 않으므로, 접합면 E에 부극 원기둥부(52)를 접합할 때, 접합면 E에 대응하는 영역에 있어서, 접합할 때의 열이 계면(82a)에 도달하는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 접합면 E에 대응하는 영역에 있어서, 취약한 Al-Cu 합금이 형성되는 것을 방지할 수 있다.

또한, 제3 실시 형태에서는, 상방으로 돌출되는 돌출부(487)를 형성함으로써, 클래드 판재가 평판 형상으로 형성되어 있는 경우에 비해, 두께 방향(Z방향)의 서로 다른 위치에 돌출부(487) 및 플랜지부(488)를 각각 형성할 수 있으므로, 돌출부(487) 및 플랜지부(488)에 부스 바(401)나 부극 원기둥부(52)를 접합하기 쉽게 할 수 있다. 이에 의해, 부극 단자(408)를 이용하여 리튬 이온 전지 및 조전지를 용이하게 제조할 수 있다.

또한, 제3 실시 형태에서는, 부스 바(401)의 관통 구멍(401a)에 부극 단자(408)의 돌출부(487)가 삽입된 상태에서, 플랜지부(488)의 표면(8a)[Al층(80)]에 형성된 접합면 F에 Al로 이루어지는 부스 바(401)의 하면을 접합함으로써, 클래드 판재(482)에 상방으로 돌출되는 돌출부(487)를 형성한 경우라도, 부스 바(401)의 관통 구멍(401a)에 돌출부(487)를 삽입함으로써, 조전지가 두께 방향(Z방향)으로 커지는 것을 억제할 수 있다. 또한, 제3 실시 형태의 그 밖의 효과는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

다음으로, 도 12 및 도 13을 참조하여, 본 발명의 제3 실시 형태에 의한 부극 단자(408)의 제조 및 접합 프로세스에 대해 설명한다.

우선, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, Al층(80)과 Cu층(81)이 두께 방향으로 접합된 오버레이형의 클래드 판재(82)(도 7 참조)를 제작한다.

여기서, 제3 실시 형태의 제조 방법에서는, 클래드 판재(82)의 소정의 부분을, 하방(Z2측)으로부터 상방(Z1측)을 향해 도시하지 않은 프레스기를 이용하여 프레스 가공함으로써, 도 12에 도시하는 바와 같이, Z1측의 표면(8a)에서 Z1측으로 돌출되는 볼록부(487a)와, Z2측의 표면(8b)에서 Z1측으로 우묵하게 들어가는 오목부(487b)를 갖는 돌출부(487)를 형성한다. 그리고, 돌출부(487)의 Z1측의 상부 Al층(80)과, Cu층(81)의 일부를 도시하지 않은 엔드밀에 의해 제거함으로써, Cu층(81)이 노출되는 노출면(484a)과, Al층(80)의 단면(484c)을 포함하는 절단면(484)을 노출시킨다. 이에 의해, 도 12에 나타내는 부극 단자(408)가 제작된다. 이때, 클래드 판재가 평판 형상으로 형성되어 있는 경우에 비해, 돌출되어 있는 돌출부(487)의 일부를 절삭하는 것만으로 되므로, 용이하게, 돌출부(487)에 노출면(484a)을 형성하는 것이 가능하다.

그리고, 부극 단자(408)와 부극 원기둥부(52)를, 레이저광 발생 장치(도시하지 않음)를 이용하여, 레이저 용접에 의해 접합한다. 구체적으로는, 도 13에 도시하는 바와 같이, 부극 원기둥부(52)의 상단부가 돌출부(487)의 접합면 E에 접촉하도록, 부극 원기둥부(52)를 배치한다. 그리고, 접합면 E에 부극 원기둥부(52)의 상단부가 접합하도록 레이저광을 조사(주사)한다. 이에 의해, 부극 단자(408)와 부극부(5)가 접합(용접)된다.

(제3 실시 형태의 변형예)

다음으로, 도 14 및 도 15를 참조하여, 본 발명의 제3 실시 형태의 변형예에 대해 설명한다. 이 제3 실시 형태의 변형예에 의한 부극 단자(508)에서는, 상기 제3 실시 형태와는 달리, 돌출부(487)의 Z1측의 상부의 일부만을 제거한 예에 대해 설명한다. 또한, 부극 단자(508)는, 본 발명에 있어서의 「전지용 단자」의 일례이다.

본 발명의 제3 실시 형태의 변형예에 의한 돌출부(487)가 돌출되는 Z1측의 표면(8a)에는, 도 14 및 도 15에 도시하는 바와 같이, 돌출부(487)의 Z1측의 상부의 일부가 도시하지 않은 엔드밀에 의해 Z1측으로부터 제거(절삭)됨으로써, 오목부(583)가 형성되어 있다. 또한, 오목부(583)의 저면(584a)과 노출 측면(584b)에 있어서, Cu층(81)이 노출되어 있음과 함께, 저면(584a)과 노출 측면(584b)으로 이루어지는 노출면(584)은 오목 형상으로 형성되어 있다. 또한, 돌출부(487)에 있어서, 노출되는 저면(584a)의 Z방향의 높이 위치는, 클래드 판재(482)의 계면(82a)의 높이 위치보다도 하방(Z2측)에 위치하도록 구성되어 있다.

또한, 제3 실시 형태의 변형예에서는, 평판 형상의 클래드 판재(482)에 오목부(583)가 형성된 후에, 돌출부(487)가 형성된다. 이에 의해, 클래드 판재(482)가 평판 형상의 상태에 있어서 오목부(583)를 형성할 수 있으므로, 돌출부(487)가 먼저 형성되어 클래드 판재(482)가 평판 형상이 아니게 된 상태에 있어서 절단면(484)이 형성되는 상기 제3 실시 형태와 비교하여, 용이하게 부극 단자(508)를 형성하는 것이 가능하다.

또한, 노출면(584)에 대응하는 영역[저면(584a)의 반대측]의 돌출부(487)의 오목부(487b)의 표면(8b)[Cu층(81)]에 형성된 접합면 G에, 오목부(487b)에 삽입된 Cu로 이루어지는 부극 원기둥부(52)의 상단부가 레이저 용접에 의해 접합(용접)되어 있다. 또한, 접합면 G는, 본 발명에 있어서의 「제2 접합면」의 일례이다.

또한, 제3 실시 형태의 변형예의 그 밖의 구성 및 효과는, 상기 제3 실시 형태와 마찬가지이다.

(제4 실시 형태)

다음으로, 도 16∼도 18을 참조하여, 본 발명의 제4 실시 형태에 대해 설명한다. 이 제4 실시 형태에 의한 부극 단자(608)에서는, 상기 제3 실시 형태에 더하여, 노출면(684a)에 부극 단자(608)를 관통하는 관통 구멍(689)이 형성된 예에 대해 설명한다. 또한, 부극 단자(608)는 본 발명에 있어서의 「전지용 단자」의 일례이다.

본 발명의 제4 실시 형태에 의한 부극 단자(608)를 구성하는 오버레이형의 클래드 판재(482)에서는, 도 16 및 도 17에 도시하는 바와 같이, 돌출부(687)에 형성된 절단면(684) 중 Cu층(81)이 노출되는 노출면(684a)에, 부극 단자(608)를 관통하는 관통 구멍(689)이 형성되어 있다. 구체적으로는, 관통 구멍(689)은 노출면(684a)으로부터, 돌출부(687)에 대응하는 Z2측의 표면(8b)까지 Z방향으로 연장되도록 형성되어 있음과 함께, 노출면(684a)의 대략 중앙에 형성되어 있다. 이 결과, 평면적으로 보아, 노출면(684a)은, 링 형상의 단면(484c)의 내측에서 링 형상으로 형성되어 있다.

또한, 제4 실시 형태에 의한 절단면(684)은, 상기 제3 실시 형태에 의한 절삭 위치보다도 하방(Z2측)까지 절삭되어 있다. 이 결과, 돌출부(687)의 두께 방향(Z방향)의 높이 H1은, 상기 제3 실시 형태에 의한 돌출부(487)(도 12 참조)의 높이 H2보다도 작아지도록 형성되어 있다.

관통 구멍(689)에는, 도 18에 도시하는 바와 같이, 하방(Z2측)으로부터 Cu로 이루어지는 부극 원기둥부(52)가 삽입되어 있다. 또한, 부극 원기둥부(52)가 관통 구멍(689)에 삽입된 상태에서, 부극 원기둥부(52)의 상단부는 Z1측에 노출되어 있다. 그리고, 관통 구멍(689)의 주위의 노출면(684a) 및 관통 구멍(689)의 내주면(689a)[Cu층(81)]에 형성된 접합면 H에, Cu로 이루어지는 부극 원기둥부(52)의 상부가 레이저 용접에 의해 접합(용접)되어 있다. 이 접합면 H와 부극 원기둥부(52)의 상부는, 관통 구멍(689)의 주위를 따라 하측 방향(Z2 방향)으로 레이저광이 주위 형상으로 조사(주사)됨으로써 접합되어 있다. 또한, 접합면 H는, 본 발명에 있어서의 「제2 접합면」의 일례이다. 또한, 제4 실시 형태의 그 밖의 구성은, 상기 제3 실시 형태와 마찬가지이다.

제4 실시 형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

제4 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 부극 단자(608)를 구성하는 클래드 판재(482)가, 표면(8a)의 전체면에 Al층(80)이 배치되고, 표면(8b)의 전체면에 Cu층(81)이 배치된 상태에서, Al층(80)과 Cu층(81)이 두께 방향으로 접합된, 이른바 오버레이형의 클래드 판재(482)로 이루어짐으로써, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 오버레이형의 클래드 판재(482)를 사용하여, 부극 단자(608)를 용이하게 제작할 수 있어, 부극 단자(608)의 양산성을 향상시킬 수 있음과 함께, 서로 다른 금속 재료로 이루어지는 부스 바(401) 및 부극부(5)끼리를 용이하게 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, 표면(8a)의 노출면(684a)에, 표면(8b)에 배치된 Cu층(81)이 노출되도록 형성함으로써, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 계면(82a)에 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제4 실시 형태에서는, 돌출부(687)에 형성된 노출면(684a)에 관통 구멍(689)을 형성함과 함께, 관통 구멍(689)의 주위의 노출면(684a) 및 관통 구멍(689)의 내주면(689a)[Cu층(81)]에 형성된 접합면 H에 Cu로 이루어지는 부극 원기둥부(52)의 상부를 접합함으로써, 접합면 H와 관통 구멍(689)에 삽입된 부극 원기둥부(52)를 용이하게 접합할 수 있다.

또한, 제4 실시 형태에서는, 돌출부(687)의 두께 방향(Z방향)의 높이 H1을 상기 제3 실시 형태에 의한 돌출부(487)의 높이 H2보다도 작게 함으로써, 리튬 이온 전지 및 조전지가 두께 방향으로 커지는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 제4 실시 형태의 그 밖의 효과는, 상기 제3 실시 형태와 마찬가지이다.

(제4 실시 형태의 변형예)

다음으로, 도 19를 참조하여, 본 발명의 제4 실시 형태의 변형예에 대해 설명한다. 이 제4 실시 형태의 변형예에 의한 부극 단자(708)에서는, 상기 제3 실시 형태의 변형예에 더하여, 저면(784a)에 부극 단자(708)를 관통하는 관통 구멍(789)이 형성된 예에 대해 설명한다. 또한, 부극 단자(708)는 본 발명에 있어서의 「전지용 단자」의 일례이다.

본 발명의 제4 실시 형태의 변형예에 의한 부극 단자(708)를 구성하는 오버레이형의 클래드 판재(482)에서는, 도 19에 도시하는 바와 같이, 돌출부(487)에 형성된 노출면(784)의 저면(784a)에, 부극 단자(708)를 관통하는 관통 구멍(789)이 형성되어 있다. 구체적으로는, 관통 구멍(789)은 저면(784a)으로부터, 돌출부(487)의 Z2측의 표면(8b)까지 Z방향으로 연장되도록 형성되어 있음과 함께, 저면(784a)의 대략 중앙에 형성되어 있다. 이 결과, 평면적으로 보아, 저면(784a)은 오목부(783) 내에서 링 형상으로 형성되어 있다.

관통 구멍(789)에는, 하방(Z2측)으로부터 Cu로 이루어지는 부극 원기둥부(52)가 삽입되어 있다. 또한, 관통 구멍(789)의 주위의 저면(784a) 및 관통 구멍(789)의 내주면(789a)[Cu층(81)]에 형성된 접합면 I에, Cu로 이루어지는 부극 원기둥부(52)의 상부가 레이저 용접에 의해 접합(용접)되어 있다. 또한, 접합면 I는, 본 발명에 있어서의 「제2 접합면」의 일례이다.

또한, 제4 실시 형태의 변형예의 그 밖의 구성 및 효과는, 상기 제4 실시 형태와 마찬가지이다.

(제5 실시 형태)

다음으로, 도 20 및 도 21을 참조하여, 본 발명의 제5 실시 형태에 대해 설명한다. 이 제5 실시 형태에 의한 부극 단자(808)에서는, 상기 제3 실시 형태의 프레스 가공에 의해 형성된 돌출부(487)와는 달리, 냉간 단조에 의해 돌출부(887)가 형성된 예에 대해 설명한다. 또한, 부극 단자(808)는, 본 발명에 있어서의 「전지용 단자」의 일례이다.

본 발명의 제5 실시 형태에 의한 부극 단자(808)를 구성하는 오버레이형의 클래드 판재(482)에서는, 도 20 및 도 21에 도시하는 바와 같이, 냉간 단조에 의해, 돌출부(887) 및 플랜지부(888)가 형성되어 있다. 구체적으로는, 원반 형상이며, 또한 평판 형상의 클래드 판재(482)의 중앙에, Z1측으로부터 Z2측을 향해 큰 내리누름 압력을 가함으로써(단조 프레스 가공), 클래드 판재(482)에 돌출부(887) 및 플랜지부(888)가 형성된다. 이때, 냉간 단조에 의해 클래드 판재(482)에 있어서 체적의 이동이 발생함으로써, 돌출부(887)의 두께 방향(Z방향)의 두께(길이) t5는, 플랜지부(888)의 Z방향의 두께(길이) t6보다도 커지도록 형성되어 있다. 또한, 제5 실시 형태의 그 밖의 구성은, 상기 제3 실시 형태의 변형예와 마찬가지이다.

제5 실시 형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

제5 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 부극 단자(808)를 구성하는 클래드 판재(482)가, 표면(8a)의 전체면에 Al층(80)이 배치되고, 표면(8b)의 전체면에 Cu층(81)이 배치된 상태에서, Al층(80)과 Cu층(81)이 두께 방향으로 접합된, 이른바 오버레이형의 클래드 판재(482)로 이루어짐으로써, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 오버레이형의 클래드 판재(482)를 사용하여, 부극 단자(808)를 용이하게 제작할 수 있어, 부극 단자(808)의 양산성을 향상시킬 수 있음과 함께, 서로 다른 금속 재료로 이루어지는 부스 바(401) 및 부극부(5)끼리를 용이하게 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, 표면(8a)의 노출면(584)에, 표면(8b)에 배치된 Cu층(81)이 노출되도록 형성함으로써, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 계면(82a)에 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제5 실시 형태에서는, 냉간 단조에 의해 돌출부(887) 및 플랜지부(888)를 형성함으로써, 냉간 단조시에 클래드 판재(482)에 가공 경화가 발생하므로, 판금을 늘이면서 프레스하는 것과 같은 판금 프레스 가공과 비교하여, 부극 단자(808)의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 판금 프레스 가공과 달리, 냉간 단조에서는 클래드 판재(482)의 체적(두께)을 위치에 따라서 다르게 할 수 있으므로, 두께가 작은 클래드 판재(482)를 사용한 경우라도, 돌출부(887)의 두께 t5를 크게 할 수 있다. 이에 의해, 돌출부(887)의 두께 t5를 크게 하면서, 부극 단자(808)를 경량화할 수 있다. 또한, 냉간 단조에 의한 단조에서는, 재결정 온도 이상의 고온 조건하에 있어서 단조를 행하는 열간 단조와 비교하여, 부극 단자(808)의 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다.

또한, 제5 실시 형태에서는, 돌출부(887)의 두께 방향(Z방향)의 두께(길이) t5를, 플랜지부(888)의 Z방향의 두께(길이) t6보다도 크게 함으로써, 두께 t5의 큰 돌출부(887)에 있어서, Al층(80)과 부스 바(401)를 접합할 때의 열, 및 Cu층(81)[노출면(584)이 형성된 부분]에 부극 원기둥부(52)를 접합할 때의 열이, 노출면(584)으로부터 이격된 Al층(80)과 Cu층(81)의 계면(82a)에 도달하는 것을 효과적으로 억제할 수 있으므로, 열의 영향에 기인하여 Al층(80)과 Cu층(81)의 계면(82a)에 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 제5 실시 형태의 그 밖의 효과는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

(제5 실시 형태의 변형예)

다음으로, 도 22를 참조하여, 본 발명의 제5 실시 형태의 변형예에 대해 설명한다. 이 제5 실시 형태의 변형예에 의한 부극 단자(908)에서는, 상기 제5 실시 형태에 더하여, 노출면(584)의 저면(584a)에 관통 구멍(989)이 형성된 예에 대해 설명한다. 또한, 부극 단자(908)는 본 발명에 있어서의 「전지용 단자」의 일례이다.

본 발명의 제5 실시 형태의 변형예에 의한 부극 단자(908)를 구성하는 오버레이형의 클래드 판재(482)에서는, 도 22에 도시하는 바와 같이, 돌출부(887)에 형성된 오목부(583)의 저면(584a)에, 부극 단자(908)를 관통하는 관통 구멍(989)이 형성되어 있다. 구체적으로는, 관통 구멍(989)은 저면(584a)으로부터, 돌출부(887)의 Z2측의 표면(8b)까지 Z방향으로 연장되도록 형성되어 있음과 함께, 저면(584a)의 대략 중앙에 형성되어 있다. 또한, 이 관통 구멍(989)은, 오목부(583)를 형성하기 전에 돌출부(887)에 형성해도 되고, 오목부(583)를 형성한 후에 저면(584a)에 형성해도 된다.

또한, 관통 구멍(989)의 주위의 저면(584a) 및 관통 구멍(989)의 내주면(989a)[Cu층(81)]에 형성된 접합면 I에, Cu로 이루어지는 부극 원기둥부(52)의 상부가 레이저 용접에 의해 접합(용접)되어 있다.

또한, 제5 실시 형태의 변형예의 그 밖의 구성 및 효과는, 상기 제5 실시 형태와 마찬가지이다.

(제6 실시 형태)

다음으로, 도 23 및 도 24를 참조하여, 본 발명의 제6 실시 형태에 대해 설명한다. 이 제6 실시 형태에서는, 2층의 클래드 판재(82)로 이루어지는 상기 제1 실시 형태의 부극 단자(8)와는 달리, 부극 단자(1008)가 3층의 클래드 판재(1082)로 이루어지는 예에 대해 설명한다. 또한, 부극 단자(1008)는, 본 발명에 있어서의 「전지용 단자」의 일례이다.

본 발명의 제6 실시 형태에 의한 부극 단자(1008)는, 도 23 및 도 24에 도시하는 바와 같이, Z1측의 표면(8a)으로부터 Z2측의 표면(8b)을 향해, Al로 이루어지는 Al층(1080a)과, Cu로 이루어지는 Cu층(1081)과, Al층(1080a)과 동일한 금속 재료인 Al로 이루어지는 Al층(1080b)이 두께 방향(Z방향)으로 이 순서로 접합된 3층의 클래드 판재(1082)로 이루어진다. 이 클래드 판재(1082)에서는, Cu층(1081)의 상면(Z1측)의 대략 전체면[후술하는 저면(1084a)을 제외함]에, Al층(1080a)이 적층 되어 있음과 함께, Cu층(1081)의 하면(Z2측)의 대략 전체면에, Al층(1080b)이 적층되어 있다. 즉, 클래드 판재(1082)는, 이른바 오버레이형의 클래드 판재(1082)이다. 또한, Al층(1080a)은 부극 단자(1008)의 Z1측의 표면(8a)에 배치되어 있음과 함께, Al층(1080b)은 부극 단자(1008)의 Z2측의 표면(8b)에 배치되어 있다. 또한, Al층(1080b)은, Al층(1080a)과 함께 Cu층(1081)을 Z방향에 있어서 끼워넣도록 배치되어 있다. 또한, Al층(1080a)은, 본 발명에 있어서의 「제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽」의 일례이다. 또한, Cu층(1081)은, 본 발명에 있어서의 「제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽」의 일례이다. 또한, Al층(1080b)은 본 발명에 있어서의 「제3 금속층」의 일례이다.

또한, 도 24에 도시하는 바와 같이, Al층(1080a)의 두께 t1은, Al층(1080b)의 두께 t7보다도 크고, Al층(1080a)의 Z방향의 두께 t1은, 약 1.5㎜이고, Cu층(1081)의 Z방향의 두께 t2 및 Al층(1080b)의 Z방향의 두께 t7은, 모두 약 1㎜이다.

또한, 부극 단자(1008)를 구성하는 클래드 판재(1082)에는, Z1측의 표면(8a)에 있어서, Z2 방향으로 우묵하게 들어가는 오목부(1083)가 형성되어 있다. 이 오목부(1083)는, 도 23에 도시하는 바와 같이, 평면적으로 보아 대략 원 형상으로 형성되어 있다. 또한, 오목부(1083)는 Z1측에 배치된 Al층(1080a)의 일부와, Cu층(1081)의 Z1측의 상부의 일부가 Z1측으로부터 제거(절삭)됨으로써 형성되어 있다. 이에 의해, 오목부(1083)의 저면(1084a)과, 오목부(1083)의 측면의 하부[노출 측면(1084b)]에 있어서, Cu층(1081)이 노출되어 있다. 이 저면(1084a) 및 노출 측면(1084b)으로 이루어지는 노출면(1084)은, 클래드 판재(1082)의 Al층(1080a)과 Cu층(1081)의 계면(1082a)보다도 표면(8b)측(Z2측)으로 우묵하게 들어간 오목 형상으로 형성되어 있다.

또한, 표면(8a)[Al층(1080a)]에 형성된 접합면 B에, Al로 이루어지는 평판 형상의 부스 바(101)의 하면이, 레이저 용접에 의해 접합(용접)되어 있다.

또한, 부극 단자(1008)에는, 부극 단자(1008)를 관통하는 관통 구멍(1089)이 형성되어 있다. 구체적으로는, 관통 구멍(1089)은 오목부(1083)의 저면(1084a)의 대략 중앙에 형성되어 있음과 함께, 오목부(1083)의 저면(1084a)으로부터 클래드 판재(1082)의 Z2측의 표면(8b)까지 Z방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 즉, 오목부(1083)에 대응하는 영역에 있어서 Cu층(1081)의 일부와 Z2측에 배치된 Al층(1080b)의 일부가 제거됨으로써, 관통 구멍(1089)이 형성되어 있다. 또한, 관통 구멍(1089)의 내주면(1089a)에 있어서, Cu층(1081)이 노출되어 있다. 또한, 내주면(1089a)은, 본 발명에 있어서의 「이면측 노출면」의 일례이다.

또한, 관통 구멍(1089)에는, 하방(Z2측)으로부터 Cu로 이루어지는 부극 원기둥부(52)가 삽입되어 있다. 또한, 관통 구멍(1089)의 주위의 저면(1084a) 및 관통 구멍(1089)의 내주면(1089a)[Cu층(1081)]에 형성된 접합면 I에, Cu로 이루어지는 부극 원기둥부(52)의 상부가 레이저 용접에 의해 접합(용접)되어 있다. 또한, 제6 실시 형태의 그 밖의 구성은, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

제6 실시 형태에서는, 이하와 같은 효과를 얻을 수 있다.

제6 실시 형태에서는, 상기한 바와 같이, 부극 단자(1008)를 구성하는 클래드 판재(1082)가 Cu층(1081)의 상면(Z1측)의 대략 전체면에, Al층(1080a)이 적층되고, Cu층(1081)의 하면(Z2측)의 대략 전체면에, Al층(1080b)이 적층된 상태에서, Al층(1080a)과 Cu층(1081)과 Al층(1080b)이 두께 방향으로 접합된, 이른바 오버레이형의 클래드 판재(1082)로 이루어진다. 그것에 의해 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, 오버레이형의 클래드 판재(1082)를 사용하여, 부극 단자(1008)를 용이하게 제작할 수 있어, 부극 단자(1008)의 양산성을 향상시킬 수 있음과 함께, 서로 다른 금속 재료로 이루어지는 부스 바(101) 및 부극부(5)끼리를 용이하게 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, 표면(8a)의 노출면(1084)에, 표면(8b)에 배치된 Cu층(1081)이 노출되도록 형성함으로써, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지로, Al층(1080a)과 Cu층(1081)의 계면(1082a)에 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제6 실시 형태에서는, Al층(1080a)과 동일한 금속 재료인 Al로 이루어지는 Al층(1080b)을, Al층(1080a)과 함께 Cu층(1081)을 Z방향에 있어서 끼워넣도록 배치함과 함께, 오목부(1083)에 대응하는 영역에 있어서 Cu층(1081)의 일부와 Al층(1080b)의 일부를 제거함으로써, 클래드 판재(1082)에 Cu층(1081)이 노출되는 내주면(1089a)을 형성한다. 이와 같이 구성하면, Cu층(1081)을 끼워넣도록, Cu층(1081)의 양면에 각각 Al층(1080a) 및 Al층(1080b)을 배치한 경우라도, 클래드 판재(1082)에 노출면(1084)과 노출면(1084)에 대응하는 내주면(1089a)이 형성되어 있음으로써, 노출면(1084)과 내주면(1089a)이 형성된 영역[오목부(1083)에 대응하는 영역]에는 Al층(1080a)과 Cu층(1081)의 계면(1082a), 및 Cu층(1081)과 Al층(1080b)의 계면(1082b)이 존재하지 않는다. 이에 의해, 접합시의 열이 노출면(1084)으로부터 이격된 계면(1082a 및 1082b)에 도달하는 것을 억제할 수 있으므로, 열의 영향에 기인하여 계면(1082a 및 1082b)에 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 억제할 수 있다. 이에 의해, 클래드 판재(1082)의 접합 강도가 저하되는 것을 확실하게 억제할 수 있다.

또한, 제6 실시 형태에서는, 클래드 판재(1082)에 Al층(1080a)과 함께 Cu층(1081)을 끼워넣도록 Cu층(1081)에 접합되는 Al층(1080b)을 설치함으로써, 내식성이 떨어지는 Cu로 이루어지는 Cu층(1081)이 노출되는 영역을 충분히 작게 할 수 있으므로, 부극 단자(1008)가 부식되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 제6 실시 형태에서는, 3층의 클래드 판재(1082)를 이용하여 부극 단자(1008)를 구성함으로써, 2층의 클래드 판재를 사용하는 경우에 비해, 압연 접합함으로써 클래드 판재를 형성한 경우라도, 클래드 판재(1082)의 두께를 3㎜ 이상의 어느 정도의 크기로 용이하게 구성할 수 있다. 즉, 접합시의 압연에 의해 클래드 판재를 구성하는 각각의 금속층의 두께는 작아지지만, 금속층을 3층 이상 설치함으로써, 층의 수만큼, 클래드 판재의 전체의 두께를 용이하게 크게 할 수 있어, 부극 단자(1008)의 기계적 강도를 향상시킬 수 있다.

또한, 제6 실시 형태에서는, 부스 바(101)와 접합되는 접합면 B를 포함하는 Al층(1080a)의 두께 t1을 Al층(1080b)의 두께 t7보다도 크게 함으로써, 부스 바(101)와 Al층(1080a)을 접합할 때, Al층(1080a)과 Cu층(1081)의 계면(1082a)에 열이 도달하기 어렵게 할 수 있다. 이에 의해, 계면(1082a)에 취약한 금속간 화합물(Al-Cu 합금)이 형성되는 것을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 제6 실시 형태의 그 밖의 효과는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

(제6 실시 형태의 제1 변형예)

다음으로, 도 25를 참조하여, 본 발명의 제6 실시 형태의 제1 변형예에 대해 설명한다. 이 제6 실시 형태의 제1 변형예에서는, 상기 제6 실시 형태의 오목부(1083) 대신에 홈부(1183)가 형성된 예에 대해 설명한다.

본 발명의 제6 실시 형태의 제1 변형예에 의한 부극 단자(1108)는, 도 25에 도시하는 바와 같이, Al층(1080a)과 Cu층(1081)과 Al층(1080b)이 접합된 3층의 클래드 판재(1082)로 이루어진다. 또한, 부극 단자(1108)는 본 발명에 있어서의 「전지용 단자」의 일례이다.

또한, 부극 단자(1108)를 구성하는 클래드 판재(1082)에는, Z1측의 표면(8a)에 있어서, Z2 방향으로 우묵하게 들어가는 홈부(1183)가 형성되어 있다. 이 홈부(1183)는, 부극 단자(1108)의 길이 방향(Y방향)으로 일정 폭이며, 부극 단자(1108)의 짧은 방향(X방향)으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 평면적으로 보아, 홈부(1183)는 부극 단자(1108)의 Y방향의 대략 중앙에 형성되어 있다. 또한, 홈부(1183)는 Al층(1080a)의 일부와, Cu층(1081)의 Z1측의 상부의 일부가 Z1측으로부터 제거(절삭)됨으로써 형성되어 있다. 또한, 홈부(1183)의 저면(1184a)과, 홈부(1183)의 측면의 하부[노출 측면(1184b)]에 있어서 Cu층(1081)이 노출되어 있다. 이 저면(1184a) 및 노출 측면(1184b)으로 이루어지는 노출면(1184)은 클래드 판재(1082)의 Al층(1080a)과 Cu층(1081)의 계면(1082a)보다도 표면(8b)측(Z2측)으로 우묵하게 들어간 오목 형상으로 형성되어 있다.

여기서, 제6 실시 형태의 제1 변형예에서는, 홈부(1183)를 형성함으로써, 상기 제6 실시 형태의 오목부(1083)를 형성하는 경우와 비교하여, 복수의 부극 단자(1108)를 용이하게 양산하는 것이 가능하다. 즉, 롤 형상의 클래드 판재(1082)에 소정의 깊이 위치[두께 방향(Z방향)의 길이]의 홈부(1183)를 연속적으로 형성한 후에 롤 형상의 클래드 판재(1082)를 절단함으로써, 홈부(1183)가 형성된 복수의 부극 단자(1108)를 제작할 수 있으므로, 오목부(1083)를 제작할 때마다 오목부(1083)의 깊이 위치의 조정을 행할 필요가 있는 상기 제6 실시 형태와 비교하여, 복수의 부극 단자(1108)를 용이하게 양산하는 것이 가능하다.

또한, 관통 구멍(1089)은, 홈부(1183)의 저면(1184a)의 대략 중앙에 형성되어 있음과 함께, 홈부(1183)의 저면(1184a)으로부터 클래드 판재(1082)의 Z2측의 표면(8b)까지 Z방향으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 제6 실시 형태의 제1 변형예의 그 밖의 구성 및 효과는, 상기 제6 실시 형태와 마찬가지이다.

(제6 실시 형태의 제2 변형예)

다음으로, 도 26 및 도 27을 참조하여, 본 발명의 제6 실시 형태의 제2 변형예에 대해 설명한다. 이 제6 실시 형태의 제2 변형예에서는, 상기 제6 실시 형태의 제1 변형예의 관통 구멍(1089) 대신에 홈부(1289)가 형성된 예에 대해 설명한다.

본 발명의 제6 실시 형태의 제2 변형예에 의한 부극 단자(1208)의 클래드 판재(1082)에는, 도 26 및 도 27에 도시하는 바와 같이, Z1측의 표면(8a)에 있어서 Z2 방향으로 우묵하게 들어가는 홈부(1183)와, Z2측의 표면(8b)에 있어서 Z1 방향으로 우묵하게 들어가는 홈부(1289)가 형성되어 있다. 이 홈부(1289)는, 평면적으로 보아, 홈부(1183)에 대응하는 위치에 형성되어 있다. 또한, 홈부(1289)는 부극 단자(1208)의 길이 방향(Y방향)으로 일정 폭이며, 부극 단자(1208)의 짧은 방향(X방향)으로 연장되도록 형성되어 있다. 또한, 홈부(1289)는 Al층(1080b)의 일부와, Cu층(1081)의 Z2측의 하부의 일부가 Z2측으로부터 제거(절삭)됨으로써 형성되어 있다. 또한, 홈부(1289)의 저면(1289a)과, 홈부(1289)의 측면의 하부[노출 측면(1289b)]에 있어서 Cu층(1081)이 노출되어 있다. 이 저면(1289a) 및 노출 측면(1289b)으로 이루어지는 이면측 노출면(1289c)은, 클래드 판재(1082)의 Al층(1080b)과 Cu층(1081)의 계면(1082b)보다도 표면(8a)측(Z1측)으로 우묵하게 들어간 오목 형상으로 형성되어 있다. 또한, 부극 단자(1208)는 본 발명에 있어서의 「전지용 단자」의 일례이다.

여기서, 제6 실시 형태의 제2 변형예에서는, 클래드 판재(1082)의 양면[표면(8a 및 8b)]에 홈부(1183 및 1289)를 각각 형성함으로써, 상기 제6 실시 형태의 제1 변형예와 같이 한쪽 표면[표면(8a)]에만 홈부(1183)를 형성하는 경우와 달리, 부극 단자(1208)의 표리를 엄밀하게 구별할 필요가 없다.

또한, 도 27에 도시하는 바와 같이, 노출면(1184)에 대응하는 영역에 있어서 이면측 노출면(1289c)의 저면(1289a)에 형성된 접합면 A에, Cu로 이루어지는 부극 원기둥부(52)의 상단부가 레이저 용접에 의해 접합(용접)되어 있다. 또한, 제6 실시 형태의 제2 변형예의 그 밖의 구성 및 효과는, 상기 제6 실시 형태와 마찬가지이다.

또한, 금회 개시된 실시 형태는, 모든 점에서 예시이며 제한적인 것은 아니라고 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는, 상기한 실시 형태의 설명이 아닌 특허청구범위에 의해 나타내어지고, 또한 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함된다.

예를 들어, 상기 제1∼제6 실시 형태에서는, 본 발명의 「전지용 단자」로서 부극 단자를 이용함과 함께, 부극 단자와 Al로 이루어지는 부스 바를 접속하고, 부극 단자가 Cu로 이루어지는 부극부의 부극 원기둥부를 접속하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 본 발명의 「전지용 단자」로서 정극 단자를 사용함과 함께, 정극 단자와 Cu로 이루어지는 부스 바를 접속하고, 정극 단자와 Al로 이루어지는 정극부의 정극 원기둥부를 접속해도 된다. 이 경우, 상기 제1∼제6 실시 형태의 각 실시 형태에 있어서, Cu와 Al이 반대로 된다. 예를 들어, 상기 제1 실시 형태에서는, Al로 이루어지는 정극 원기둥부와 정극 단자(전지용 단자)의 표면(8b)에 배치된 Al층이 접합됨과 함께, Cu로 이루어지는 부스 바와 정극 단자의 표면(8a)에 배치된 Cu층이 접합된다. 이 경우, 표면(8a)에 배치된 Cu층이 본 발명의 「제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽」의 일례가 되고, 표면(8b)에 배치된 Al층이 본 발명의 「제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽」의 일례가 된다. 또한, 상기 제6 실시 형태에서는, 정극 단자의 표면(8b)에 배치된 Cu층의 관통 구멍을 통과한 Al로 이루어지는 정극 원기둥부와 정극 단자(전지용 단자)의 한 쌍의 Cu층에 끼워진 Al층이 접합됨과 함께, Cu로 이루어지는 부스 바와 정극 단자의 표면(8a)에 배치된 Cu층이 접합된다. 이 경우, 표면(8a)에 배치된 Cu층이 본 발명의 「제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 한쪽」의 일례가 되고, 한 쌍의 Cu층에 끼워진 Al층이 본 발명의 「제1 금속층 또는 제2 금속층 중 어느 다른 쪽」의 일례가 되고, 표면(8b)에 배치된 Cu층이 본 발명의 「제3 금속층」의 일례가 된다. 또한, 이들의 경우, 전기 저항이 작은 Cu로 이루어지는 부스 바를 사용할 수 있으므로, 부스 바에 있어서 전력이 소비되는 것을 억제할 수 있고, 그 결과, 조전지에 있어서의 전기적인 손실을 저감시키는 것이 가능하다.

또한, 상기 제3∼제5 실시 형태에서는, 평면적으로 보아, 대략 원 형상의 부극 단자에 대략 원 형상의 돌출부를 형성하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 부극 단자 및 돌출부를, 평면적으로 보아 직사각 형상으로 형성해도 된다.

또한, 상기 제1∼제6 실시 형태에서는, 레이저 용접에 의해, 부극 단자와 부스 바를 접합(용접)함과 함께, 부극 단자와 집전체를 접합(용접)한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 부극 단자와, 부스 바 또는 집전체와의 위치 관계 등에 따라서, 부극 단자와 부스 바 또는 집전체를, 저항 용접이나 TIG(Tangsten Inert Gas) 용접, 초음파 용접 등의 다른 용접 방법을 이용하여 접합해도 된다. 또한, 레이저 용접은, 용접용의 단자를 용접 위치의 가까이에 배치할 필요가 있는 저항 용접 등과 비교하여, 레이저가 조사 가능한 위치이면 용접 가능하고, 용이하게 용접을 행하는 것이 가능하므로, 바람직하다.

또한, 상기 제1 실시 형태에서는, Al층(80)의 Z방향의 두께 t1과 Cu층(81)의 Z방향의 두께 t2를 대략 동등하게 한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, Al층(80)의 두께 t1과 Cu층(81)의 두께 t2를 다르게 해도 된다. 여기서, 두께 t1 및 t2가 지나치게 작은 경우에는, 접합시의 열이 Al층(80)과 Cu층(81)의 계면(82a)에 도달하기 쉬워지는 것에 기인하여, Al층(80)과 Cu층(81)의 계면(82a)에 취약한 Al-Cu 합금이 발생하여, Al층(80)과 Cu층(81)이 박리되기 쉬워진다. 이로 인해, 두께 t1 및 t2는, 모두, 약 1㎜ 이상인 것이 바람직하다.

또한, 상기 제6 실시 형태에서는, 접합면 B(제1 접합면)를 포함하는 Al층(1080a)(제1 금속층)의 두께 t1이 Al층(1080b)(제3 금속층)의 두께 t7보다도 큰 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 제1 접합면을 포함하는 금속층의 두께는, 제3 금속층의 두께 이하여도 된다.

또한, 상기 제6 실시 형태에서는, 접합면 B(제1 접합면)를 포함하는 Al층(1080a)(제1 금속층)과 Al층(1080b)(제3 금속층)을 동일한 금속 재료(Al)로 구성하는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 제1 접합면측의 금속층과 제3 금속층을 동일하지는 않지만 동종의 금속 재료로 구성(예를 들어, 제1 접합면측의 금속층을 Al로 구성하고, 제3 금속층을 Al 합금으로 구성)해도 되고, 이종의 금속 재료로 구성해도 된다.

또한, 상기 제1∼제6 실시 형태에서는, Al층이 Al로 이루어짐과 함께, Cu층이 Cu로 이루어지는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, Al층을 Al 합금으로 구성해도 되고, Cu층을 Cu 합금으로 구성해도 된다.

또한, 상기 제2 실시 형태에서는, Ni층이 Ni로 이루어지는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, Ni층을 Ni 합금으로 구성해도 된다.

또한, 상기 제1∼제6 실시 형태에서는, 서로 접합되는 Al층과 부스 바를 동일한 금속 재료(Al)로 구성함과 함께, 서로 접합되는 Cu층과 집전체를 동일한 금속 재료(Cu)로 구성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 예를 들어 Al층 또는 부스 바의 한쪽을 Al로 구성하고, Al층 또는 부스 바의 다른 쪽을 Al 합금으로 구성하는 것과 같이, 서로 접합되는 Al층과 부스 바를, 동일하지는 않지만 동종의 금속 재료로 구성해도 된다. 마찬가지로, 예를 들어 Cu층 또는 집전체의 한쪽을 Cu로 구성하고, Cu층 또는 집전체의 다른 쪽을 Cu 합금으로 구성하는 것과 같이, 서로 접합되는 Cu층과 집전체를, 동일하지는 않지만 동종의 금속 재료로 구성해도 된다. 또한, 본 발명의 「동종의 금속 재료」는, 동일한 화학 성분으로 이루어지는 금속 재료(순금속 및 합금)끼리뿐만 아니라, 서로 다른 화학 성분이라도 주가 되는 금속 원소가 동일한 금속 재료끼리도 포함하는 넓은 개념이다. 또한, Cu층과 집전체를 동일한 금속 재료(Cu)로 구성하지 않아도 되고, 예를 들어 Ni 및 Ni 합금이나 Fe 및 Fe 합금으로 이루어지는 집전체와 Cu층을 서로 접합해도 된다.

또한, 상기 제1∼제5 실시 형태에서는, 본 발명의 「제1 접합면」(접합면 B, D 및 F)에 대응하는 영역에 있어서, Cu층(81)을 제거하지 않는 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 제1 접합면에 대응하는 영역에 있어서의 Cu층(81)을 제거해도 된다. 즉, 제2 접합면(접합면 A, C, E, G, H 및 I)에 대응하는 영역의 Cu층(81)을 제1 표면[표면(8a)]에 노출시킬 뿐만 아니라, 제1 접합면에 대응하는 영역의 Al층(80)을 제2 표면[표면(8b)]에 노출시켜도 된다.

또한, 상기 제6 실시 형태에서는, 3층의 클래드 판재(1082)를 사용하여 부극 단자(1008)를 구성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 4층 이상의 클래드 판재를 사용하여 전지용 단자를 구성해도 된다. 예를 들어, 상기 제6 실시 형태의 3층의 클래드 판재의 2개의 계면[계면(1082a 및 1082b)]에 각각 Ni 또는 Ni 합금으로 이루어지는 반응 억제층을 설치한 5층의 클래드 판재를 사용하여 부극 단자를 구성해도 된다.

또한, 상기 제4 실시 형태, 제4 실시 형태의 변형예, 및 제5 실시 형태의 변형예의 부극 단자에 있어서, 돌출부에 부극 원기둥부를 삽입하는 관통 구멍을 형성한 예를 나타냈지만, 본 발명은 이것에 한정되지 않는다. 본 발명에서는, 상기 제1 실시 형태, 제1 실시 형태의 변형예, 및 제2 실시 형태와 같은 평판 형상의 부극 단자에 있어서도, 오목부나 절결부에 부극 원기둥부를 삽입하는 관통 구멍을 형성해도 된다.

Claims (20)

1. Al 또는 Al 합금으로 이루어지는 제1 금속층과, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 제2 금속층을 적어도 포함하고, 두께 방향으로 접합됨으로써 형성된 오버레이형의 클래드 판재를 구비한 전지용 단자이며,
   상기 오버레이형의 클래드 판재의 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽의 일부가 제거됨으로써, 다른 쪽이 노출되어 이루어지는 노출면이 형성되어 있고,
   상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽은, 전지를 외부와 접속하기 위한 접속 부재와 접합되는 제1 접합면을 포함하고,
   상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 다른 쪽은, 상기 전지의 전극과 접속하기 위한 집전체와 접합되는 제2 접합면을 포함하고,
   상기 제1 접합면은, 상기 노출면이 형성된 측의 제1 표면 중 상기 노출면을 제외한 영역에 형성되어 있고,
   상기 제2 접합면은, 상기 노출면에 대응하는 영역에 형성되어 있는, 전지용 단자.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서, 상기 제2 접합면은, 상기 노출면과는 반대측의 제2 표면에 형성되어 있는, 전지용 단자.
4. 제1항에 있어서, 상기 노출면에는 관통 구멍이 형성되어 있고,
   상기 제2 접합면은, 상기 관통 구멍의 내주면에 형성되어 있는, 전지용 단자.
5. 제1항에 있어서, 상기 제1 접합면을 포함하는 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽은, 상기 접속 부재와 동종의 금속 재료로 이루어지고,
   상기 제2 접합면을 포함하는 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 다른 쪽은, 상기 집전체와 동종의 금속 재료로 이루어지는, 전지용 단자.
6. 제1항에 있어서, 상기 노출면은, 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층의 계면보다도 상기 노출면과는 반대측의 제2 표면측으로 우묵하게 들어간 오목 형상으로 형성되어 있는, 전지용 단자.
7. 제1항에 있어서, 상기 클래드 판재는, 상기 노출면이 형성된 측의 제1 표면측으로 돌출되는 돌출부를 포함하고,
   상기 돌출부가 돌출되는 상기 제1 표면의 적어도 일부에, 상기 노출면이 형성되어 있는, 전지용 단자.
8. 제7항에 있어서, 상기 돌출부의 두께 방향의 길이는, 상기 돌출부 이외의 부분의 두께 방향의 길이보다도 큰, 전지용 단자.
9. 제1항에 있어서, 상기 클래드 판재는, 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층의 계면에, Ni 또는 Ni 합금으로 이루어지는 반응 억제층을 더 포함하는, 전지용 단자.
10. 제1항에 있어서, 상기 오버레이형의 클래드 판재는, 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽과 함께, 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 다른 쪽을 끼워넣도록 상기 다른 쪽에 접합되는 제3 금속층을 더 포함하고,
    상기 노출면에 대응하는 영역에 있어서의 상기 제3 금속층의 일부가 제거됨으로써, 상기 다른 쪽이 노출되어 이루어지는 이면측 노출면이 형성되어 있는, 전지용 단자.
11. 제10항에 있어서, 상기 제3 금속층은, 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽과 동종의 금속 재료로 이루어지는, 전지용 단자.
12. 제10항에 있어서, 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽은, 전지를 외부와 접속하기 위한 접속 부재와 접합되는 제1 접합면을 포함하고,
    상기 제1 접합면을 포함하는 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽의 두께는, 상기 제3 금속층의 두께보다도 큰, 전지용 단자.
13. 적어도 Al 또는 Al 합금으로 이루어지는 제1 금속층과 Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 제2 금속층을, 두께 방향으로 접합함으로써 오버레이형의 클래드 판재를 형성하는 공정과,
    상기 오버레이형의 클래드 판재의 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽의 일부를 제거함으로써, 다른 쪽의 일부가 노출되어 이루어지는 노출면을 형성하는 공정을 구비하고,
    상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽은, 전지를 외부와 접속하기 위한 접속 부재와 접합되는 제1 접합면을 포함하고,
    상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 다른 쪽은, 상기 전지의 전극과 접속하기 위한 집전체와 접합되는 제2 접합면을 포함하고,
    상기 제1 접합면은, 상기 노출면이 형성된 측의 제1 표면 중 상기 노출면을 제외한 영역에 형성되어 있고,
    상기 제2 접합면은, 상기 노출면에 대응하는 영역에 형성되어 있는, 전지용 단자의 제조 방법.
14. 제13항에 있어서, 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽은, 전지를 외부와 접속하기 위한 접속 부재와 접합되는 제1 접합면을 포함하고,
    상기 노출면을 형성하는 공정은, 상기 제1 접합면에 대응하는 영역을 제외한 영역에 있어서의 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽을 제거함으로써, 상기 노출면을 형성하는 공정을 포함하는, 전지용 단자의 제조 방법.
15. 제13항에 있어서, 상기 노출면을 형성하는 공정은, 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽 및 다른 쪽의 일부를 제거함으로써, 상기 노출면을, 상기 제1 금속층과 상기 제2 금속층의 계면보다도 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 다른 쪽측으로 우묵하게 들어간 오목 형상으로 형성하는 공정을 포함하는, 전지용 단자의 제조 방법.
16. 제13항에 있어서, 상기 클래드 판재를 형성하는 공정의 후이며, 또한 상기 노출면을 형성하는 공정에 앞서, 상기 클래드 판재에 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽 측으로 돌출되는 돌출부를 형성하는 공정을 더 구비하고,
    상기 노출면을 형성하는 공정은, 상기 돌출부에 있어서의 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽의 일부를 절삭함으로써, 상기 돌출부에 상기 노출면을 형성하는 공정을 포함하는, 전지용 단자의 제조 방법.
17. 제16항에 있어서, 상기 돌출부를 형성하는 공정은, 냉간 단조에 의해 상기 클래드 판재에 상기 돌출부를 형성하는 공정을 포함하는, 전지용 단자의 제조 방법.
18. Al 또는 Al 합금으로 이루어지는 제1 금속층과, Cu 또는 Cu 합금으로 이루어지는 제2 금속층을 적어도 포함하고, 두께 방향으로 접합됨으로써 형성된 오버레이형의 클래드 판재를 포함하는 전지용 단자를 구비하는 전지이며,
    상기 전지용 단자에서는, 상기 오버레이형의 클래드 판재의 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽의 일부가 제거됨으로써, 다른 쪽이 노출되어 이루어지는 노출면이 형성되어 있고,
    상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽은, 전지를 외부와 접속하기 위한 접속 부재와 접합되는 제1 접합면을 포함하고,
    상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 다른 쪽은, 상기 전지의 전극과 접속하기 위한 집전체와 접합되는 제2 접합면을 포함하고,
    상기 제1 접합면은, 상기 노출면이 형성된 측의 제1 표면 중 상기 노출면을 제외한 영역에 형성되어 있고,
    상기 제2 접합면은, 상기 노출면에 대응하는 영역에 형성되어 있는, 전지.
19. 제18항에 있어서, 전극과,
    상기 전극과 접속하기 위한 집전체를 더 구비하고,
    상기 전지용 단자의 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽은, 외부와 접속하기 위한 접속 부재와 접합되는 제1 접합면을 포함하고,
    상기 전지용 단자의 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 다른 쪽은, 상기 집전체와 접합되는 제2 접합면을 포함하고,
    상기 제1 접합면은, 상기 노출면이 형성된 측의 제1 표면 중 상기 노출면을 제외한 영역에 형성되어 있고,
    상기 제2 접합면은, 상기 노출면에 대응하는 영역에 형성되어 있는, 전지.
20. 제19항에 있어서, 상기 제1 접합면을 포함하는 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 한쪽은, 상기 접속 부재와 동종의 금속 재료로 이루어지고,
    상기 제2 접합면을 포함하는 상기 제1 금속층 또는 상기 제2 금속층 중 어느 다른 쪽은, 상기 집전체가 동종의 금속 재료로 이루어지는, 전지.

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