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CN103155223B - 电池用负极端子 - Google Patents

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CN103155223B CN201280003342.8A CN201280003342A CN103155223B CN 103155223 B CN103155223 B CN 103155223B CN 201280003342 A CN201280003342 A CN 201280003342A CN 103155223 B CN103155223 B CN 103155223B
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Abstract

本发明提供一种电池用负极端子，该电池用负极端子通过抑制第一金属层与第二金属层的接合界面处的过剩的金属间化合物的形成，使第一金属层与第二金属层的剥离难以发生。该电池用负极端子（8）包括金属复合部，该金属复合部通过由Al或Al合金构成的第一金属层（80）与含有Ni和Cu且由一层或多层构成的第二金属层（81）接合而形成，其中，第一金属层包括与电池端子连接板（101）连接的连接区域（A）和与连接区域在同一面侧相邻的叠层区域（B），第二金属层构成为在叠层区域与第一金属层接合，并且能够与电池（1）的电池用负极（5）连接。

Description

电池用负极端子
技术领域
本发明涉及例如能够应用于锂离子电池的电池用负极端子，特别涉及由不同的金属材料构成的多个部件相互接合得到的电池用负极端子。
背景技术
以往，已知例如在日本特开2001-6746号公报（专利文献1）中公开的、由不同的金属材料构成的多个部件相互接合得到的电池用端子。
在上述专利文献1中，公开了一种锂离子电池，该锂电池包括：作为正极发挥作用的由Al构成的电池罐；一个表面一侧与该电池罐焊接而另一个表面一侧与由Ni构成的导板（lead）（电池端子连接板）焊接的金属复合（clad）体（正极端子）；和在与上述电池罐绝缘的状态下与负极连接的负极端子。该锂离子电池的金属复合体是Al层与Ni层接合而形成的，Al层（第一金属层）位于电池罐侧，Ni层（第二金属层）位于导板侧。由此，成为由电阻比Al更大的Ni构成的导板与金属复合体的Ni层的焊接结构，从而，通过电阻焊接，导板与金属复合体的焊接变得容易。其中，在专利文献1中虽未明确记载，但认为上述金属复合体为Al层和Ni层遍及整个表面相互接合的状态（覆盖层（OVERLAYS）形状）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2001-6746号公报
发明内容
发明所要解决的课题
然而，可以认为：在专利文献1所公开的锂离子电池中，如果金属复合体采用Al层与Ni层遍及整个表面相互接合的金属复合体，则在焊接导板与金属复合体时所施加的热量的一部分会到达与导板与金属复合体焊接的部分对应的Al层与Ni层的接合界面。从而，由于焊接时的热量，有时会在Al层与Ni层的接合界面处形成过剩的含有Al与Ni的金属间化合物。此时，存在这样的问题：由于在接合界面形成的过剩的金属间化合物，Al层（第一金属层）与Ni层（第二金属层）的接合强度下降，结果导致Al层（第一金属层）与Ni层（第二金属层）变得容易剥离。
本发明是为了解决如上所述的问题而开发的，本发明的一个目的在于提供一种电池用负极端子，该电池用负极端子通过抑制第一金属层与第二金属层的接合界面处的过剩的金属间化合物的形成，使第一金属层与第二金属层的剥离难以发生。
用于解决课题的方法
本发明的一个方面的电池用负极端子构成为包括金属复合部，该金属复合部通过由Al或Al合金构成的第一金属层与含有Ni和Cu且由一层或多层构成的第二金属层接合而形成，其中，第一金属层包括：连接区域，其与用于连接多个电池的电池用端子彼此的电池端子连接板连接；和叠层区域，其与连接区域在同一面侧相邻，第二金属层在叠层区域与第一金属层接合，并且能够与电池的电池用负极连接。
其中，上述“第一金属层”和“第二金属层”包含第二金属层被嵌入第一金属层的局部中的结构等。另外，上述“与电池端子连接板连接的连接区域”既包括仅包含实际与电池端子连接板连接的区域的情况，还包括包含实际与电池端子连接板连接的区域以及周边区域的情况。另外，上述“与连接区域在同一面侧相邻的叠层区域”是指其为位于与电池端子连接板连接的连接区域的同一面侧的区域，并且为相邻于与电池端子连接板连接的连接区域且不同于与电池端子连接板连接的连接区域的区域。另外，“位于同一面侧”不仅包括连接区域与叠层区域位于同一面上（构成一个面）的情况，也包括经由台阶部位于同一面侧的情况等。
如上所述，本发明的一个方面的电池用负极端子，包括第一金属层与电池端子连接板连接的连接区域、和与连接区域在同一面侧相邻的叠层区域，并且通过第二金属层与第一金属层在叠层区域接合，第二金属层就不被配置在与电池端子连接板连接的连接区域，因此，能够抑制电池用负极端子与电池端子连接板连接时的热量到达第一金属层与第二金属层的接合界面。由此，能够抑制由于电池用负极端子与电池端子连接板连接时的热量而在第一金属层与第二金属层的接合界面形成过剩的含有Al和Ni的金属间化合物，从而，能够使第一金属层与第二金属层的剥离难以发生。
另外，如上所述，本发明的一个方面的电池用负极端子中，通过使能够与电池用负极连接的第二金属层构成为含有Ni和Cu并且由一个或多层构成，在接合第一金属层与第二金属层而形成金属间复合部时，通过第二金属层的Ni，能够在第一金属层与第二金属层的接合部分形成接合强度较Al仅与Cu接合的接合结构更大的Al与Ni的接合结构，从而，能够使第一金属层与第二金属层牢固接合。另外，通过第二金属层的Cu，与仅由相比于Cu电阻大且熔点高的Ni构成第二金属层的情况相比，能够减小第二金属层的电阻，并且能够在更低的温度条件下，使第二金属层与电池用负极通过焊接等连接。
在上述的一个方面的电池用负极端子中，优选，第一金属层构成为能够与由Al或Al合金构成的电池端子连接板连接，第二金属层构成为能够与由Cu或Cu合金构成的电池用负极连接。这样构成，就能够利用由Al或Al合金构成的电池端子连接板，将多个电池的电池用端子彼此电连接。此时，Al或Al合金与作为一般的电池端子连接板的材料的Cu、Ni等相比质量轻，因此，能够使由多个电池和连接各个电池的多个电池端子连接板构成的电池连接体的重量变轻。另外，与使由Al或Al合金构成的第一金属层与电池用负极连接的情况不同，若使第二金属层构成为能够与由Cu或Cu合金构成的电池用负极连接，则能够抑制含有Al和Cu的脆弱的金属间化合物在连接区域形成。由此，能够使电池用负极端子与电池用负极牢固地连接。
在上述的一个方面的电池用负极端子中，优选，第一金属层的连接区域和叠层区域与电池配置在相反侧。若这样构成，就能够从与电池的相反侧，使电池端子连接板容易地与第一金属层连接，并且能够使电池用负极容易地与第二金属层连接。
在上述的一个方面的电池用负极端子中，优选，第二金属层从相对于第一金属层的连接区域和叠层区域所相邻的第一方向在同一面正交的第二方向的一个端部至另一个端部，在叠层区域延伸配置。若这样构成，在由一个端子用材料制造多个电池用负极端子时，就能够通过将第二金属层以在第二方向上延伸的方式在叠层区域延伸的端子用材料，在第二方向隔着规定间隔在第一方向上截断等，容易地从一个端子用材料得到多个电池用负极端子。
在上述的一个方面的电池用负极端子中，优选，第二金属层由含有Ni和Cu的Ni-Cu合金层构成。与第二金属层包括含有Ni和Cu并且由多层构成的金属复合部的情况不同，若这样构成，则能够使电池用负极端子的结构简化。
此时，优选，第二金属层的Ni-Cu合金层的Ni的含有率为2质量%以上。若这样构成，就能够使Al和Ni在第一金属层与第二金属层的接合部分可靠地接合，从而能够使第一金属层与第二金属层更加牢固地接合。
在作为上述Ni-Cu合金层的Ni的含有率为2质量%以上的电池用负极端子中，优选，第二金属层的Ni-Cu合金层的Ni的含有率为10质量%以上。若这样构成，就能够使Al和Ni在第一金属层与第二金属层的接合部分更加可靠地接合，从而能够使第一金属层与第二金属层进一步更加牢固地接合。
在上述一个方面的电池用负极端子中，优选，第二金属层包括至少具有由Ni构成的第三金属层和由Cu构成的第四金属层的金属复合部，其中，第三金属层配置在与第一金属层接合的接合部分。若这样构成，Cu未被配置在第一金属层和第二金属层的接合部分，因此，能够抑制形成接合强度比Al与Ni的接合结构更小的Al与Cu的接合结构。另外，通过第二金属层包括至少具有由Ni构成的第三金属层和由Cu构成的第四金属层的金属复合部，能够使由不同的金属材料构成的第三金属层与第四金属层牢固接合。
此时，优选，第四金属层的厚度大于第三金属层的厚度。若这样构成，就能够使由相比于构成第三金属层的Ni电阻更小且熔点更低的Cu构成的第四金属层的厚度加大，因此，能够容易地减小第二金属层的电阻，并且能够在低的温度条件下使第二金属层与电池用负极通过焊接等连接。
在上述第二金属层包括金属复合部的电池用负极端子中，优选，第二金属层包括具有第三金属层和第四金属层的金属复合部和形成在第四金属层的与第三金属层相反的一侧的Ni镀层。若这样构成，就能够在利用电阻焊接使第二金属层与电池用负极连接时，通过电阻较由Cu构成的第四金属层更大的Ni镀层，使接触区域容易发热。另外，在利用激光焊接使第二金属层与电池用负极连接时，能够在激光的反射率较由Cu构成的第四金属层更小的Ni镀层中多吸收光，因此，通过Ni镀层，能够使连接区域容易发热。通过这些，在利用电阻焊接或激光焊接时，能够容易使第二金属层与电池用负极连接。另外，通过具有耐蚀性的Ni镀层，能够抑制第四金属层腐蚀。进一步，只要以能够使连接区域容易发热并且能够抑制第四金属层腐蚀所需最小限度的厚度形成Ni镀层即可，因此，能够减少Ni的使用量。
在上述第二金属层包括金属复合部的电池用负极端子中，优选，第二金属层包括具有第三金属层、第四金属层和配置在第四金属层的与第三金属层相反的一侧的由Ni构成的第五金属层的金属复合部。若这样构成，就能够在利用电阻焊接使第二金属层与电池用负极连接时，通过由电阻较由Cu构成的第四金属层更大的Ni构成的第五金属层，使接触区域容易发热。另外，在利用激光焊接使第二金属层与电池用负极连接时，能够在由激光的反射率较由Cu构成的第四金属层更小的Ni构成的第五金属层中多吸收光，因此，通过第五金属层，能够使连接区域容易发热。通过这些，在利用电阻焊接或激光焊接时，能够容易使第二金属层与电池用负极连接。进一步，通过由具有耐蚀性的Ni构成的第五金属层，能够抑制由Cu构成的第四金属层腐蚀。另外，通过第二金属层包括具有第三金属层、第四金属层和第五金属层的金属复合部，利用一个接合工序就能够形成包括第三金属层、第四金属层和第五金属层的三层结构，因此，能够容易地制造电池用负极端子。
在上述第二金属层包括具有第三金属层、第四金属层和第五金属层的金属复合部的电池用负极端子中，优选，第四金属层的厚度大于第五金属层的厚度。若这样构成，就能够使由相比于构成第五金属层的Ni电阻更小且熔点更低的Cu构成的第四金属层的厚度加大，因此，能够容易地减小第二金属层的电阻，并且能够在更低的温度条件下使第二金属层与电池用负极通过焊接等连接。
在上述第四金属层的厚度大于第五金属层的厚度的电池用负极端子中，优选，第四金属层的厚度大于或等于第三金属层的厚度与第五金属层的厚度的合计厚度。若这样构成，就能够使由相比于构成第三金属层和第五金属层的Ni电阻更小且熔点更低的Cu构成的第四金属层的厚度加大，因此，能够有效地减小第二金属层的电阻，并且能够在进一步更低的温度条件下使第二金属层与电池用负极通过焊接等连接。
在上述的一个方面的电池用负极端子中，优选，在第一金属层的叠层区域形成有槽部，第二金属层在嵌入第一金属层的槽部的状态下，与第一金属层接合。若这样构成，就能够通过第一金属层的槽部，容易进行被嵌入槽部的第二金属层的定位。
在上述电池用负极端子中，优选，连接区域的第一金属层的表面与在叠层区域中与第一金属层接合的第二金属层的表面连接为平坦面状。若这样构成，则与通过第一金属层和第二金属层形成凹凸形状的情况不同，异物在第一金属层和第二金属层的连接部接触或卡住的现象受到抑制。由此，能够抑制以第一金属层与第二金属层的连接部为起点第一金属层与第二金属层的相互剥离。
在上述一个方面的电池用负极端子中，优选，第二金属层的厚度为叠层区域的第一金属层的厚度以下。若这样构成，由于含有单位体积的重量（比重）较Al或Al合金更大的Ni和Cu的第二金属层的厚度为由Al或Al合金构成的第一金属层的厚度以下，从而能够抑制电池用负极端子的重量增大。
此时，优选，第二金属层的厚度为叠层区域的第一金属层的厚度与第二金属层的厚度的合计厚度的10%以上50%以下。若这样构成，就能够进一步抑制电池用负极端子的重量增大。
在上述的一个方面的电池用负极端子中，优选，构成电池用负极端子的金属复合部构成为在与电池的电池壳的盖绝缘的状态下，能够配置在电池壳的盖的上表面上。若这样构成，就能够通过使电池用负极端子与电池壳的盖绝缘，来抑制电池用负极端子与电池壳的盖短路。
在上述的一个方面的电池用负极端子中，优选，连接区域的第一金属层的至少一部分以能够与平板状的电池端子连接板焊接的方式形成为平坦面状。若这样构成，就能够容易焊接平坦面状的第一金属层与平板状的电池端子连接板。
在上述的一个方面的电池用负极端子中，优选，在第一金属层的叠层区域形成有缺口部，第二金属层在配置于叠层区域的缺口部的状态下与第一金属层接合。若这样构成，则例如在第一金属层的表面形成掩模仅对第二金属层的表面进行加工时，与电池用负极端子包括第二金属层的两端面未露出的形状（嵌体（INLAYS）形状）的金属复合部的情况不同，只要使第一金属层的掩模仅形成在第二金属层的一侧即可，因此，能够容易地仅对第二金属层的表面进行加工。
发明效果
根据本发明，如上所述，通过抑制在第一金属层与第二金属层的接合界面处形成过剩的金属间化合物，能够使第一金属层与第二金属层的剥离难以发生。
附图说明
图1是表示根据本发明的第一实施方式的锂离子电池连接体的立体图。
图2是表示根据本发明的第一实施方式的锂离子电池的整体结构的立体图。
图3是表示根据本发明的第一实施方式的锂离子电池的整体结构的分解立体图。
图4是根据本发明的第一实施方式的锂离子电池的俯视图。
图5是沿图4的700-700线的截面图。
图6是沿图4的700-700线的负极端子附近的放大截面图。
图7是沿图4的700-700线的接合区域附近的放大截面图。
图8是用于说明根据本发明的第一实施方式的负极端子的制造过程的立体图。
图9是用于说明本发明的接合强度的确认试验的示意图。
图10是表示Cu和Ni的熔点、和相对于Ni的含有率的Ni-Cu合金的固相线温度的变化的曲线图。
图11是表示本发明的实施例和比较例的Ni-Cu合金相对于Ni的含有率在最大点处的接合强度的变化的曲线图。
图12是根据本发明的第二实施方式的负极端子附近的放大截面图。
图13是根据本发明的第二实施方式的接合区域附近的放大截面图。
图14是根据本发明的第三实施方式的负极端子附近的放大截面图。
图15是根据本发明的第三实施方式的接合区域附近的放大截面图。
图16是根据本发明的第一实施方式的变形例的负极端子的俯视图。
具体实施方式
下面基于附图说明本发明的实施方式。
（第一实施方式）
首先，参照图1～图7，说明根据本发明的第一实施方式的锂离子电池连接体100的结构。
根据本发明的第一实施方式的锂离子电池连接体100为用于电动机动车（EV：electric vehicle）、混合动力机动车（HEV：hybrid electricvehicle）、住宅蓄电系统等的大型的电池系统。该锂离子电池连接体100，如图1所示，通过多个锂离子电池1被多个平板状的汇流条（busbar）101电连接而构成。其中，锂离子电池1是本发明的“电池”的一个例子，汇流条101是本发明的“电池端子连接板”的一个例子。
另外，在锂离子电池连接体100中，以平面上看沿着锂离子电池1的宽度方向（X方向）排列的方式配置有多个锂离子电池1。另外，在锂离子电池连接体100中，在Y方向的一侧（Y1侧）设置有后述的正极端子7并且在Y方向的另一侧（Y2）侧设置有后述的负极端子8的锂离子电池1、和在Y2侧设置有正极端子7并且在Y1侧设置有负极端子8的锂离子电池1是沿着X方向交替进行配置的。
另外，规定的锂离子电池1的正极端子7通过电阻焊接与在X方向延伸的由Al构成的汇流条101的X方向的一端焊接（接合）。另外，与该规定的锂离子电池1相邻的锂离子电池1的负极端子8通过电阻焊接与由Al构成的汇流条101的X方向的另一端焊接。由此，锂离子电池1的正极端子7经由由Al构成的汇流条101与相邻的锂离子电池1的负极端子8连接。这样，构成多个锂离子电池1被串联连接的锂离子电池连接体100。
如图2所示，锂离子电池1具有大致长方体形状的外形形状。另外，锂离子电池1具有配置在上方（Z1侧）的盖部件2和配置在下方（Z2侧）的电池壳主体3。该盖部件2和电池壳主体3均由镀Ni钢板构成。其中，盖部件2是本发明的“电池壳的盖”的一个例子。
如图3所示，盖部件2形成为平板状。另外，在盖部件2处，以在厚度方向（Z方向）贯通的方式，设置有一对孔部2a和2b。该一对孔部2a和2b在盖部件2的长度方向（Y方向）隔着规定的间隔形成，并且在盖部件2的宽度方向（X方向）的大致中央处形成。另外，在一对孔部2a和2b处，以从下方（Z2侧）插入的方式构成有后述的正极圆柱部42和后述的负极圆柱部52。
另外，锂离子电池1具有正极部4、负极部5和未图示的电解液。正极部4由与电解液接触的正极40、与正极40电连接的集电部41、和形成在集电部41的上部且在上方（Z1侧）突出的正极圆柱部42构成。另外，正极部4的正极40、集电部41和正极圆柱部42均由Al构成。
负极部5由与电解液接触的负极50、与负极50电连接的集电部51、和形成在集电部51的上部且在上方（Z1侧）突出的负极圆柱部52构成。另外，负极部5的负极50、集电部51和负极圆柱部52均由Cu构成。进一步，在负极圆柱部52的在外部露出的部分，形成有Ni镀层52a（参照图6）。其中，负极部5为本发明的“电池用负极”的一个例子。
另外，正极40和负极50以通过隔板（separator）6相互绝缘的状态叠层为卷（roll）状。另外，构成为以通过隔板6相互绝缘的正极部4和负极部5与电解液被收纳在电池壳主体3的收纳部3a的状态，将电池壳主体3与盖部件2焊接。由此，构成为在从盖部件2与电池壳主体3之间泄漏电解液的情况被抑制的状态下，电池壳主体3的收纳部3a被密封。
另外，如图3所示，在盖部件2的Y1侧的上表面2c（Z1侧的面），配置有正极端子7，并且在盖部件2的Y2侧的上表面2c上配置有负极端子8。另外，正极端子7和负极端子8均形成为大致平板状，并且在四个角处实施倒角（R倒角）加工。另外，如图4所示，正极端子7和负极端子8都在长度方向（Y方向）具有约40mm的长度L1，并且在宽度方向（X方向）具有约20mm的长度L2。另外，如图5所示，正极端子7和负极端子8在Z方向具有约1.8mm的厚度t1。其中，正极端子7为本发明的“电池用端子”的一个例子，负极端子8是本发明的“电池用负极端子”和“电池用端子”的一个例子。
正极端子7由Al构成。另外，如图4和图5所示，正极端子7具有在长度方向（Y方向）的一侧（Y1侧）形成为在厚度方向（Z方向）贯通的孔部70和配置在另一侧（Y2侧）的汇流条接合部71。孔部70形成在宽度方向（X方向）的大致中央处，并且构成为正极部4的正极圆柱部42从下方（Z2侧，参照图5）插入。
另外，如图5所示，在正极部4的正极圆柱部42以在比正极端子7的上表面更靠上方（Z1侧）露出的方式插入孔部70的状态下，孔部70的上部的内侧面和正极圆柱部42通过激光焊接接合。由此，在孔部70的Z1侧的内侧面与正极圆柱部42的接合部分形成有主要由Al构成的焊接部72。另外，构成为在汇流条接合部71的平坦面状的上表面71a，通过电阻焊接来焊接平板状的汇流条101。
在此，在第一实施方式中，如图5～图7所示，负极端子8包括由Al构成的Al层80与主要由Ni和Cu构成的Ni-Cu合金层81接合的金属复合件（金属复合部）。该Ni-Cu合金层81优选含有约2质量%以上约32质量%以下的Ni，进一步优选含有约10质量%以上约32质量%以下的Ni。另外，在Ni-Cu合金层81中，Ni以外的剩余部分大致由Cu构成。其中，Al层80和Ni-Cu合金层81分别为本发明的“第一金属层”和“第二金属层”的一个例子。
其中，Cu的熔点为1083℃，电阻率为0.017μΩ·m。另外，Ni的熔点为1455℃，电阻率为0.069μΩ·m。即，Ni的熔点和电阻率分别高于Cu的熔点和电阻率。另外，Ni具有比Cu难以腐蚀的性质。
另外，作为具体的负极端子8的结构，如图5所示，Al层80具有槽部82和汇流条接合部83。槽部82形成为Y方向的一侧（Y1侧）的内侧面82a位于比Al层80的Y方向的中央部稍微靠Y1侧的位置，并且Y2侧的内侧面82b位于比Al层80的Y2侧的端部靠Y1侧的位置。另外，汇流条接合部83，与槽部82的内侧面82a至Y1侧的端部的区域A对应。即，槽部82以与汇流条接合部83相邻的方式形成在与汇流条接合部83不同的区域B。其中，区域A和区域B分别为本发明的“叠层区域”和“连接区域”的一个例子。另外，Y方向为本发明的“第一方向”的一个例子。
另外，如图6所示，Ni-Cu合金层81在被嵌入形成在Al层80处的槽部82的状态下，叠层于Al层80。另外，在Ni-Cu合金层81被嵌入槽部82的状态下，Al层80与Ni-Cu合金层81接合。即，负极端子8包括Ni-Cu合金层81不在Al层80的Y方向的两端部露出的形状（嵌体（INLAYS）形状）的金属复合件（金属复合部）。另外，如图5所示，Ni-Cu合金层81的上表面81a和汇流条接合部83的上表面83a均在电池壳3（电池1）的相反侧的上方（Z1侧）露出，并且在边界部（连接部）以形成没有台阶部的大致平坦面状的方式连接。
另外，如图6所示，在区域B中，Al层80的厚度t2为约0.9mm以上约1.62mm以下，且Ni-Cu合金层81的厚度t3为约0.18mm以上约0.9mm以下。即，Ni-Cu合金层81的厚度t3为负极端子8的厚度t1（约1.8mm）的约10%以上约50%以下。
另外，如图7所示，在Ni-Cu合金层81与槽部82的底面（Z2侧的面）的接合界面，形成有接合区域84。该接合区域84在将Al层80与Ni-Cu合金层81压接接合和扩散退火时形成。另外，接合区域84具有约1μm以上约5μm以下的厚度t4。
另外，如图4所示，槽部82形成为，从Al层80的X1侧的端部80a到X2侧的端部80b，与Y方向在同一面正交的X方向上延伸，并且Ni-Cu合金层81，从X1侧的端部81b到X2侧的端部81c，以在X方向上延伸的方式在槽部82中嵌入并延伸。即，槽部82和Ni-Cu合金层81都在X方向具有约20mm的长度L2。另外，槽部82和Ni-Cu合金层81都在Y方向具有约15mm的宽度W。其中，X方向是本发明的“第二方向”的一个例子。
汇流条接合部83配置在负极端子8当中仅由槽部82的Y1侧的Al层80构成的区域A。另外，如图5所示，构成为在汇流条接合部83的平坦面状的上表面83a，通过电阻焊接焊接平板状的汇流条101。
另外，负极端子8具有在长度方向（Y方向）的一侧（Y2侧）以在厚度方向（Z方向）贯通的方式形成的孔部85。该孔部85形成在区域B，并且形成在宽度方向（X方向，参照图4）的大致中央。另外，如图6所示，孔部85构成为负极部5的负极圆柱部52从下方（Z2侧）插入。
另外，孔部85在区域B，形成为贯通配置在Z2侧的Al层80和配置在Z1侧的Ni-Cu合金层81。即，构成为Ni-Cu合金层81位于孔部85的内侧面当中的Z1侧，并且，Al层80位于Z2侧。另外，在负极部5的负极圆柱部52以比Ni-Cu合金层81的上表面81a靠上方（Z1侧）露出的方式被插入孔部85的状态下，孔部85的内侧面的Z1侧的部分与负极圆柱部52通过激光焊接被焊接。具体而言，由Ni-Cu合金层81构成的孔部85的内侧面81d与负极圆柱部52的Ni镀层52a焊接。由此，在Ni-Cu合金层81的内侧面81d与负极圆柱部52的Ni镀层52a的焊接部分，形成焊接部86。
另外，如图5所示，在正极端子7及负极端子8与盖部件2之间分别配置有环状的垫环（packing）9a和9b。该垫环9a和9b由具有绝缘性的材料构成，并且配置为抑制正极端子7及负极端子8与盖部件2接触。由此，构成为正极端子7及负极端子8与盖部件2的上表面2c绝缘。另外，在垫环9a和9b的孔部，分别插入正极圆柱部42和负极圆柱部52。
接着，参照图1～图8，说明根据本发明的第一实施方式的锂离子电池1的制造过程和锂离子电池连接体100的制造过程。
首先，准备由具有约4mm的厚度的Al构成的Al板（未图示）。该Al板在宽度方向具有约60mm的宽度，并且在长度方向卷绕为卷状。并且，通过切削加工，在Al板的规定的位置形成在Y方向具有约15mm的宽度并且在厚度方向具有约0.45mm以上约2.2mm以下的深度的槽部82（参照图8）。
另外，准备含有Ni和Cu的Ni-Cu合金板（未图示）。该Ni-Cu合金具有约2mm的厚度，并且在宽度方向具有约15mm的宽度，在长度方向卷绕为卷状。另外，通过在将Ni-Cu合金板插入Al板的槽部82的状态下施加规定的压力，将Ni-Cu合金板与Al板压接接合。此时，一边按压位于槽部82的宽度方向的一侧的Al板的上表面和位于宽度方向的另一侧的Al板的上表面，一边将Ni-Cu合金板与Al板压接接合。
之后，将Ni-Cu合金板与Al板的接合件在约450℃以上约650℃以下的温度条件下并且在氢气氛内保持约10秒以上约3分钟以下。之后，通过对Ni-Cu合金板与Al板的接合件缓慢进行冷却，来进行扩散退火。并且，通过将Ni-Cu合金板与Al板的接合件轧制，在Ni-Cu合金层81与槽部82的底面的接合界面形成接合区域84（参照图7）。结果，如图8所示，在Ni-Cu合金层81被嵌入槽部82的状态下，制成由Al构成的Al层80与条带（stripe）状的Ni-Cu合金层81压接接合的金属复合件200。该金属复合件200具有约1.8mm的厚度t1（参照图6），并且在长度方向（X方向）卷绕成卷状。
另外，在金属复合件200中，在与接合有Ni-Cu合金层81的槽部82对应的Al层80的区域B，Al层80的厚度t2（参照图6）为约0.9mm以上约1.62mm以下，并且，Ni-Cu合金层81的厚度t3（参照图6）为约0.18mm以上约0.9mm以下。
之后，通过冲压加工，从金属复合件200冲裁各个负极端子8。此时，以在Y方向具有约40mm的长度L1（参照图4）并且在X方向具有约20mm的长度L2（参照图7）的方式，沿着冲裁线200a，冲裁负极端子8。与此同时，在区域B中以贯通Al层80和Ni-Cu合金层81的方式形成孔部85（参照图5）。由此，如图4所示，由卷状的金属复合件200制造多个具有以在X方向从X1侧的端部81b延伸至X2侧的端部81c的方式形成的Ni-Cu合金层81和形成在区域B的孔部85的负极端子8。
之后，将负极端子8与负极部5的负极圆柱部52焊接。具体而言，如图6所示，在使从盖部件2的孔部2b露出的负极圆柱部52通过垫环9b的孔部之后，以比负极端子8的Ni-Cu合金层81的上表面81a更靠上方（Z1侧）露出的方式，被插入负极端子8的孔部85。并且，将由Ni-Cu合金层81构成的孔部85的Z1侧的内侧面81d与负极圆柱部52通过激光焊接焊接。此时，由于Ni-Cu合金层81含有Ni，因此，容易吸收激光而发热。由此，Ni-Cu合金层81和负极圆柱部52的Ni镀层52a熔化，在Ni-Cu合金层81与负极圆柱部52的Ni镀层52a的焊接部分形成焊接部86。结果，负极端子8与负极部5连接。
另外，如图5所示，准备具有孔部70并且由Al构成的正极端子7。并且，与负极端子8和负极部5的负极圆柱部52一样，将由Al构成的正极端子7与正极部4的正极圆柱部42焊接。由此，在孔部70的Z1侧的内侧面与正极圆柱部42的焊接部分形成主要由Al构成的焊接部72，使正极端子7与正极部4连接。之后，如图3所示，在通过隔板6相互绝缘的正极部4、负极部5和电解液收纳在电池壳主体3的收纳部3a的状态下，将电池壳主体3与盖部件2焊接。由此，制成图2所示的锂离子电池1。
之后，如图1所示，沿着X方向配置多个锂离子电池1。并且，将规定的锂离子电池1的汇流条接合部71中的正极端子7与汇流条101的X方向的一端电阻焊接。并且，将与该规定的锂离子电池1相邻的锂离子电池1的汇流条接合部83中的负极端子8的Al层80与汇流条101的X方向的另一端电阻焊接。此时，如图5所示，平坦面状的汇流条接合部71的上表面71a与平板状的汇流条101焊接，并且平坦面状的汇流条接合部83的上表面83a与平板状的汇流条101焊接。由此，正极端子7的汇流条接合部71与汇流条101经由由Al构成的接合部（未图示）焊接。另外，负极端子8的汇流条接合部83与汇流条101经由由Al构成的接合部（未图示）焊接。
此时，在与Al层80和Ni-Cu合金层81接合的区域B不同的区域A处，负极端子8与汇流条101电阻焊接，因此，电阻焊接所致的热量难以到达Al层80与Ni-Cu合金层81的接合区域84（参照图7）。由此，抑制在接合区域84中，由Al和Ni构成的金属间化合物以大于约10μm的厚度过剩地形成。
结果，制造出多个锂离子电池1通过由多个Al构成的汇流条101串联连接的、如图1所示的锂离子电池连接体100。
在第一实施方式中，如上所述，通过在未焊接由Al构成的汇流条101的区域B，将主要由Ni和Cu构成的Ni-Cu合金层81与Al层80接合，而Ni-Cu合金层81不配置在与汇流条101连接的区域A，因此，能够抑制负极端子8与汇流条101连接时的热量到达Al层80与Ni-Cu合金层81的接合区域84。由此，能够抑制由于负极端子8与汇流条101被电阻焊接时的热量所造成的在Al层80与Ni-Cu合金层81的接合区域84形成过剩的含有Al和Ni的金属间化合物，因此，能够使Al层80和Ni-Cu合金层81的剥离难以产生。
另外，在第一实施方式中，通过主要由Ni和Cu构成与负极圆柱部52连接的Ni-Cu合金层81，在接合Al层80与Ni-Cu合金层81而形成金属复合件时，通过Ni-Cu合金层81的Ni，能够在Al层80与Ni-Cu合金层81的接合区域84形成接合强度较Al仅与Cu接合的接合结构更大的Al与Ni的接合结构，从而，能够使Al层80与Ni-Cu合金层81牢固接合。另外，通过Ni-Cu合金层81的Cu，与仅由相比于Cu电阻大且熔点高的Ni构成Ni-Cu合金层81的情况相比，能够减小Ni-Cu合金层81的电阻，并且能够在更低的温度条件下，使Ni-Cu合金层81与负极圆柱部52通过激光焊接连接。
另外，在第一实施方式中，通过利用Ni-Cu合金层81，与Ni-Cu合金层81包括含有Ni和Cu并且由多层构成的金属复合件的情况不同，能够使负极端子8的结构简化。
另外，在第一实施方式中，通过构成为由Al构成的平板状的汇流条101通过电阻焊接被焊接在由Al构成的汇流条接合部83的平坦面状的上表面83a，就能够利用由Al构成的汇流条101，将多个锂离子电池1的正极端子7与负极端子8电连接。此时，Al比作为一般的汇流条101的材料的Cu、Ni等质量更轻，因此，能够使锂离子电池连接体100的重量变轻。另外，通过由平坦面状的Al层80和平板状的汇流条101构成，能够容易焊接Al层80与汇流条101。
另外，在第一实施方式中，通过将由含有Ni的Ni-Cu合金层81所构成的孔部85的内侧面81d与负极圆柱部52的Ni镀层52a焊接，与使Al层80与负极圆柱部52连接的情况不同，能够抑制含有Al和Cu的脆弱的金属间化合物在连接区域形成。由此，能够使负极端子8与负极部5牢固地连接。
另外，由于通过氧化形成脆弱的氧化物、电阻小、并且容易反射光等原因，一般的构成汇流条的Cu是不适合焊接的材料。从而，在通常焊接Cu的情况下，需要利用Ni进行镀层处理。而且，由于Cu耐蚀性低于Al，因此，从提高耐蚀性的方面考虑，也需要利用Ni进行镀层处理。另一方面，在第一实施方式中，如上所述，在汇流条接合部83中，通过将汇流条接合部83中的负极端子8的由Al构成的Al层80与由Al构成的汇流条101进行电阻焊接，与使用由Cu构成的汇流条的情况相比，无需利用Ni对汇流条101进行镀层处理，因此，能够容易使负极部5与负极端子8连接。
另外，在第一实施方式中，在汇流条接合部83中，通过将负极端子8的由Al构成的Al层80与由Al构成的汇流条101进行电阻焊接，由于Al的电阻比Cu大，所以与利用由Cu构成的汇流条的情况相比，能够使通电的焊接部分发热更多。由此，能够容易使汇流条接合部83与汇流条101的焊接部分熔化，因此，能够更加容易地将负极端子8与汇流条101连接。另外，Al的比重与Cu和Ni相比更小，因此，通过在汇流条101中使用Al，与使用由Cu或Ni构成的汇流条的情况相比，能够使锂离子电池连接体100的质量变轻。
另外，在第一实施方式中，通过将Ni-Cu合金层81的上表面81a和汇流条接合部83的上表面83a均配置于与电池壳3（电池1）相反侧的上方（Z1侧），能够使汇流条101容易从上侧连接至Al层80（汇流条接合部83），并且能够使负极部5的负极圆柱部52容易与Ni-Cu合金层81连接。
另外，在第一实施方式中，通过在Al层80的区域B形成槽部82并且将Ni-Cu合金层81在嵌入Al层80的槽部82的状态下，与Al层80接合，能够容易地进行嵌入槽部82的Ni-Cu合金层81的定位。
另外，在第一实施方式中，通过将Ni-Cu合金层81以从X1侧的端部81b在X方向延伸至X2侧的端部81c的方式在槽部82中嵌入并延伸，能够通过将Ni-Cu合金层81以在X方向延伸的方式叠层于Al层80得到的金属复合件200在X方向上隔着规定的间隔冲裁，容易地从一个金属复合件200得到多个负极端子8。
另外，在第一实施方式中，若构成为Ni-Cu合金层81含有约2质量%以上约32质量%以下的Ni，就能够在Al层80与Ni-Cu合金层81的接合区域84使Al与Ni可靠地接合，因此，能够使Al层80与Ni-Cu合金层81更加牢固地接合。
另外，在第一实施方式中，若构成为Ni-Cu合金层81含有约10质量%以上约32质量%以下的Ni，就能够在Al层80与Ni-Cu合金层81的接合区域84使Al与Ni更加可靠地接合，因此，能够使Al层80与Ni-Cu合金层81进一步牢固地接合。
另外，在第一实施方式中，通过使负极端子8构成为由Ni-Cu合金层81在Al层80的Y方向的两端部不露出的形状（嵌体形状）的金属复合件构成，与负极端子由端子连接层的端面露出的形状（露边（EDGELAYS）形状）的金属复合件构成的情况相比，在形成金属复合件200时，不仅能够按压位于一侧的Al板的上表面，还能够按压位于另一侧的Al板的上表面。由此，能够容易形成Al层80与Ni-Cu合金层81压接接合的金属复合件200。
另外，在第一实施方式中，通过将Ni-Cu合金层81的上表面81a与汇流条接合部83的上表面83a相互连接成在边界部（连接部）没有高度差的大致平坦面状，与通过汇流条接合部83（Al层80）和Ni-Cu合金层81形成凹凸形状的情况不同，异物在Al层80与Ni-Cu合金层81的连接部（槽部82的内侧面82a）接触或卡住的现象受到抑制。由此，能够抑制以Al层80与Ni-Cu合金层81的连接部为起点的Al层80与Ni-Cu合金层81相互剥离。
另外，在第一实施方式中，由于Ni-Cu合金层81的厚度t3为负极端子8的厚度t1的约10%以上约50%以下，因此含有单位体积的重量（比重）较Al更大的Ni和Cu的Ni-Cu合金层81的厚度t3为由Al构成的Al层80的厚度t2以下，从而能够抑制负极端子8的重量增大。
另外，在第一实施方式中，通过利用垫环9a和9b使正极端子7和负极端子8与盖部件2的上表面2c绝缘，能够抑制负极端子8与盖部件2短路。
[实施例]
接着，说明为了确认上述第一实施方式的效果而进行的负极端子8的接合强度的确认实验。具体而言，作为与上述第一实施方式对应的实施例和与实施例对应的比较例，制作以下的实施例1～4、比较例1和2的试验材料300，进行接合强度的确认实验。
首先，制作如图9所示的试验材料300。具体而言，准备具有2.5mm厚度的由Al构成的Al材料301和具有2.0mm厚度的接合材料302。这里，在实施例1～4中，作为接合材料302，使用分别含有2质量%、10质量%、23质量%和45质量%的Ni的Ni-Cu合金。其中，含有2质量%的Ni的Ni-Cu合金的固相线温度为1088℃，电阻率为0.05μΩ·m。另外，含有10质量%的Ni的Ni-Cu合金的固相线温度为1125℃，电阻率为0.15μΩ·m。另外，含有23质量%的Ni的Ni-Cu合金的固相线温度为1175℃，电阻率为0.30μΩ·m。另外，含有45质量%的Ni的Ni-Cu合金的固相线温度为1256℃，电阻率为0.49μΩ·m。
另一方面，在比较例1和2中，作为接合材料302，分别使用不含Ni的Cu材料和不含Cu的Ni材料。其中，如上述第一实施方式所示，Cu材料的熔点为1083℃，电阻率为0.017μΩ·m。另外，Ni材料的熔点为1455℃，电阻率为0.069μΩ·m。其中，如图10所示的曲线图，接合材料302的固相线温度（熔点）随着Ni的含量增大而升高。
其中，一般来说，合金具有仅由固相构成的合金的局部熔化而成为固相和液相共存的状态时的温度即固相线温度、和固相和液相共存的状态的合金全部熔化而成为仅有液相的状态时的温度即液相线温度。在此，在焊接合金时，即使合金的局部作为固相残留，只要合金的局部已熔化，就能够进行焊接，因此，能够将Ni-Cu合金的固相线温度看做Ni-Cu合金的熔化的温度。
如图9所示，使与实施例1～4、比较例1和2对应的试验材料300的Al材料301和接合材料302都形成为纵截面形状呈L字形状。即，Al材料301和接合材料302分别形成为具有在水平方向（X方向）延伸的长边部301a和302a以及在长边部301a和302a的X1侧的端部在垂直方向（Z方向）延伸的短边部301b和302b。并且，在使Al材料301的长边部301a与接合材料302的长边部302a相对的状态下，将Al材料301与接合材料302压接接合。之后，在525℃的温度条件下，并且在氢气氛内，保持3分钟。并且，缓慢冷却Ni-Cu合金板与Al板的接合材料，通过扩散退火，在Al材料301与接合材料302的接合界面形成接合区域303。由此，制成由Al材料301与接合材料302压接接合的金属复合件构成的试验材料300。
将制成的实施例1～4、比较例1和2的试验材料300以Al材料301处于下方（Z2侧）的方式配置。并且，通过未图示的固定器具固定Al材料301。之后，在将接合材料302的短边部302b固定在未图示的夹持部之后，通过使夹持部以一定速度滑动至上方（Z1侧），对试验材料300施加能够使Al材料301与接合材料302以接合区域303为界断裂（撕裂）的力。此时，将夹持部向上方滑动时的拉伸强度的最大值设为最大点处的接合强度。
作为接合强度的确认实验的结果，在接合材料302由含有2质量%的Ni的Ni-Cu合金构成的实施例1中，试验材料300在接合区域303处断裂。该实施例1中的最大点的接合强度为48.4N/mm。在接合材料302由含有10质量%的Ni的Ni-Cu合金构成的实施例2中，试验材料300在Al材料301处断裂。该实施例2中的最大点的接合强度为60.0N/mm。在接合材料302由含有23质量%的Ni的Ni-Cu合金构成的实施例3中，试验材料300在Al材料301处断裂。该实施例3中的最大点的接合强度为55.9N/mm。在接合材料302由含有45质量%的Ni的Ni-Cu合金构成的实施例4中，试验材料300在Al材料301处断裂。该实施例4中的最大点的接合强度为72.8N/mm。
另一方面，在接合材料302由不含Ni的Cu材料构成的比较例1中，试验材料300在接合区域303处断裂。该比较例1中的最大点的接合强度为15.7N/mm。在接合材料302由不含Cu的Ni材料构成的比较例2中，试验材料300在Al材料301处断裂。该比较例2中的最大点的接合强度为76.2N/mm。
图11表示实施例1～4、比较例1和2的试验材料300中的接合材料302的Ni的含有率（质量%）和最大点处的接合强度的曲线图。如图11所示，在接合材料302中不仅含有Cu还含有Ni的实施例1～4中，判断出，与接合材料302只由Cu构成的比较例1相比，Al材料301与接合材料302的最大点处的接合强度增大。可以认为这是因为在接合区域303形成了接合强度大的Al与Ni的接合结构。
另外，在接合材料302含有10质量%以上的Ni的实施例2～4和比较例2中，在Al材料301处断裂而不是在接合区域303处断裂，并且相对于Ni量的增加的最大点处的接合强度的增加量的变化减小。即，尽管Ni量增加，最大点处的接合强度也不怎么增长。可以认为这是因为，在接合区域303充分形成接合强度大的Al与Ni的接合结构，接合区域303的接合强度大于Al材料301本身的拉伸强度，从而Al材料301本身断裂。
另一方面，在接合材料302含有2质量%的Ni的实施例1中，在接合区域303处断裂（剥离），并且接合强度较接合材料302含有10质量%以上的Ni的实施例2～4更低。可以认为这是因为在接合区域303没有充分形成接合强度大的Al与Ni的接合结构。其中，实施例1的最大点处的接合强度（48.4N/mm）为接合材料302不含Ni的比较例1的最大点处的接合强度（15.7N/mm）的三倍以上，可以认为实施例1的接合强度充分大于比较例1。
另外，在Ni-Cu合金中，随着Ni的含量增大，固相线温度升高，而且电阻率也变大。因此，若Ni的含有率变得过大，焊接就变困难，而且电阻也会变大，从而不予以优选。在此认为固相线温度为1200℃以下并且电阻率为0.40μΩ·m以下为佳，因此认为Ni-Cu合金优选含有32质量%以下的Ni。
从这些结果判断出，通过使Al材料301与由Ni-Cu合金构成的接合材料302接合，与使Al材料301与由Cu构成的接合材料302接合的情况相比，能够使Al材料301与接合材料302更牢固的接合。另外，可以认为，通过使Al材料301与由Ni-Cu合金构成的接合材料302接合，与使Al材料301与由Ni构成的接合材料302接合的情况相比，焊接更容易，并且电阻减小。另外，可以认为接合材料302的Ni-Cu合金优选含有2质量%以上32质量%以下的Ni，特别地，进一步优选，接合材料302的Ni-Cu合金含有10质量%以上32质量%以下的Ni。其中，从Ni为稀有金属的角度考虑，只要Al材料301与接合材料302充分接合，接合材料302的Ni-Cu合金的Ni的含有率较小为佳。
（第二实施方式）
接着，参照图5、图12和图13，说明根据本发明的第二实施方式的负极端子408的结构。在根据第二实施方式的负极端子408中，与上述第一实施方式不同，说明端子连接层481包括Ni层487与Cu层488接合的两层结构的金属复合件（金属复合部）的情况。其中，负极端子408是本发明的“电池用负极端子”的一个例子。
如图12所示，根据本发明的第二实施方式的负极端子408，包括由Al构成的Al层80与包含两层结构的金属复合件的端子连接层481压接接合而成的金属复合件。另外，端子连接层481被嵌入在与汇流条接合部83（参照图5）不同的区域B形成的Al层80的槽部82。另外，在区域B处，Al层80的厚度t5为约0.9mm以上约1.4mm以下，并且端子连接层481的厚度t6为约0.4mm以上约0.9mm以下。其中，端子连接层481为本发明的“第二金属层”的一个例子。
在此，在第二实施方式中，端子连接层481包括：由Ni构成的Ni层487与由Cu构成的Cu层488压接接合而成的两层结构的金属复合件、和Ni镀层489。另外，在端子连接层481配置在Al层80的槽部82的状态下，端子连接层481的Ni层487配置在Al层80的槽部82的底面侧（Z2侧），并且Ni镀层489形成在Cu层488的与Ni层487相反的一侧（Z1侧）。另外，Ni镀层489形成为在端子连接层481的上表面481a（Z1侧的面）露出。其中，Ni层487为本发明的“第三金属层”的一个例子，Cu层488为本发明的“第四金属层”的一个例子。
另外，如图13所示，Ni层487的厚度t7为约0.01mm以上约0.1mm以下，Cu层488的厚度t8为约0.3mm以上约0.89mm以下。即，Cu层488的厚度t8大于Ni层487的厚度t7。其中，Ni层487的厚度t7为Cu层488的厚度t8的约1%以上约33%以下，并且为负极端子408的厚度t1（=t5+t6=约1.8mm，参照图12）的约0.6%以上约5.6%以下。另外，Ni镀层的厚度t9为约1.5μm以上约3μm以下。
另外，在端子连接层481的Ni层487与槽部82的底面（Z2侧的面）的接合界面，形成有Al层80的Al与Ni层487的Ni扩散结合而成的接合区域484。该接合区域484在将Al层80与端子连接层481压接接合并且扩散退火时形成。另外，接合区域484的厚度t10为约1μm以上约5μm以下。
另外，如图12所示，在端子连接层481与负极圆柱部52的Ni镀层52a的焊接部分，形成有焊接部486。其中，第二实施方式的负极端子408的其他的结构与上述第一实施方式大致相同。
接着，参照图12和图13，说明利用根据本发明的第二实施方式的负极端子408的锂离子电池的制造过程。
首先，制作由Ni层487与Cu层488的两层结构构成的第一金属复合件。具体而言，准备具有规定厚度的Ni板（未图示）和具有规定厚度的Cu板（未图示）。并且，将Ni板与Cu板在重叠的状态下相互压接接合。之后，在约700℃以上约800℃以下的温度条件下并且在氢气氛中，将Ni板与Cu板的接合材料保持约10秒以上3分钟以下。之后，通过缓慢冷却Ni板与Cu板的接合材料，进行扩散退火。之后，再次在约700℃以上约800℃以下的温度条件下进行热处理，并且通过将Ni板与Cu板的接合材料进行轧制，制成如图12所示的具有Ni层487与Cu层488的两层结构的第一金属复合件。之后，在Cu层488的与Ni层487相反的一侧形成Ni镀层489。
之后，通过与第一实施方式同样的制造过程，以Al板（未图示）的槽部的底面与Ni层487相对的方式，使形成有Ni镀层489的第一金属复合件与Al板的槽部压接接合。由此，如图13所示，在端子连接层481的Ni层487与槽部82的底面的接合界面形成接合区域484。结果，在端子连接层481被嵌入槽部82的状态下，形成由Al构成的Al层80与端子连接层481压接接合的第二金属复合件。之后，通过与第一实施方式同样的制造过程，制造负极端子408。
之后，如图12所示，利用电阻焊接将负极端子408与负极部5的负极圆柱部52焊接。此时，在由电阻比Cu更大的Ni构成的Ni镀层489中，通过电被转换为热，焊接部分的温度上升，焊接部分熔解。由此，在端子连接层481与负极圆柱部52的Ni镀层52a的焊接部分，形成焊接部486。结果，负极端子408与负极部5连接。其中，利用第二实施方式的负极端子408的锂离子电池的制造过程与上述第一实施方式大致相同。
在第二实施方式中，如上所述，通过在不焊接由Al构成的汇流条101的区域B，将含有由Ni构成的Ni层487和由Cu构成的Cu层488的端子连接层481与Al层80接合，能够抑制由于负极端子408与汇流条101电阻焊接时的热量而在Al层80与端子连接层481的接合区域484形成过剩的含有Al和Ni的金属间化合物。结果，能够使Al层80和端子连接层481的剥离难以产生。
另外，在第二实施方式中，由于与负极圆柱部52连接的端子连接层481包括由Ni构成的Ni层487与由Cu构成的Cu层488压接接合而成的两层结构的金属复合件，从而能够通过端子连接层481的Ni层487使Al层80与端子连接层481牢固接合。另外，通过端子连接层481的Cu层488，能够减小端子连接层481的电阻，并且能够在更低的温度条件下，使端子连接层481与负极圆柱部52通过电阻焊接连接。
另外，在第二实施方式中，由于端子连接层481包括Ni层487与Cu层488压接接合而成的两层结构的金属复合件，从而Cu未配置在Al层80与端子连接层481的接合区域484，因此，能够抑制形成接合强度较Al与Ni的接合结构更小的Al与Cu的接合结构。并且，能够使由不同的金属材料构成的Ni层487与Cu层488牢固接合。
另外，在第二实施方式中，由于端子连接层481包括Ni层487与Cu层488压接接合而成的两层结构的金属复合件、和形成在Cu层488的与Ni层487相反的一侧的上表面481a（Z1侧的面）处的Ni镀层489，从而能够通过电阻较Cu层488更大的Ni镀层489，使焊接部分容易发热。由此，能够容易地使端子连接层481与负极部5通过电阻焊接连接。另外，通过具有耐蚀性的Ni镀层489，能够抑制Cu层488腐蚀。进一步，只要以能够使焊接部分容易发热并且能够抑制Cu层488腐蚀所需的最小限度的厚度形成Ni镀层489即可，因此，能够减少Ni的使用量。
另外，在第二实施方式中，由于Cu层488的厚度t8大于Ni层487的厚度t7，从而能够使由相比于构成Ni层487的Ni电阻更小且熔点更低的Cu构成的Cu层488的厚度t7加大，因此，能够容易地减小端子连接层481的电阻，并且能够在低温度条件下使端子连接层481与负极部5通过电阻焊接连接。另外，第二实施方式的其他的效果与上述第一实施方式大致相同。
（第三实施方式）
接着，参照图5、图14和图15，说明根据本发明的第三实施方式的负极端子508的结构。与上述第一实施方式不同，在根据第三实施方式的负极端子508中，说明端子连接层581包括Ni层587a、Cu层588与Ni层587b接合的三层结构的金属复合件（金属复合部）的情况。其中，负极端子508是本发明的“电池用负极端子”的一个例子。
如图14所示，根据本发明的第三实施方式的负极端子508包括由Al构成的Al层80与包含三层结构的金属复合件的端子连接层581压接接合而成的金属复合件。另外，端子连接层581被嵌入在与汇流条接合部83（参照图5）不同的区域B形成的Al层80的槽部82。另外，在区域B处，Al层80的厚度t5为约0.9mm以上约1.4mm以下，并且端子连接层581的厚度t6为约0.4mm以上约0.9mm以下。其中，端子连接层581为本发明的“第二金属层”的一个例子。
在此，在第三实施方式中，端子连接层581包括：由Ni构成的Ni层587a、由Cu构成的Cu层588与由Ni构成的Ni层587b压接接合而成的三层结构的金属复合件。另外，在端子连接层581配置在Al层80的槽部82的状态下，端子连接层581的Ni层587a配置在Al层80的槽部82的底面侧（Z2侧），并且Ni层587b配置在Cu层588的与Ni层587a相反的一侧（Z1侧）。另外，Ni层587b形成为在端子连接层581的上表面581a（Z1侧的面）露出。其中，Ni层587a为本发明的“第三金属层”的一个例子，Cu层588为本发明的“第四金属层”的一个例子，Ni层587b为本发明的“第五金属层”的一个例子。
另外，如图15所示，Ni层587a的厚度t11为约0.01mm以上约0.1mm以下，Cu层588的厚度t12为约0.2mm以上约0.88mm以下，Ni层587b的厚度t13为约0.01mm以上约0.1mm以下。即，Cu层588的厚度t12大于Ni层587a的厚度t11和Ni层587b的厚度t13，并且大于或等于Ni层587a的厚度t11与Ni层587b的厚度t13的合计厚度（约0.02mm以上约0.2mm以下）。其中，Ni层587a的厚度t11和Ni层587b的厚度t13分别为Cu层588的厚度t12的约1%以上约50%以下，并且为负极端子508的厚度t1（=t5+t6=约1.8mm，参照图14）的约0.6%以上约5.6%以下。
另外，在端子连接层581的Ni层587a与槽部82的底面（Z2侧的面）的接合界面，形成有Al层80的Al与Ni层587a的Ni扩散结合的接合区域584。该接合区域584在将Al层80与端子连接层581压接接合并且扩散退火时形成。另外，接合区域584的厚度t10为约1μm以上约5μm以下。
另外，如图14所示，在端子连接层581与负极圆柱部52的Ni镀层52a的焊接部分，形成有焊接部586。其中，第三实施方式的负极端子508的其他的结构与上述第一实施方式大致相同。
接着，参照图14和图15，说明利用根据本发明的第三实施方式的负极端子508的锂离子电池的制造过程。
首先，制作由Ni层587a、Cu层588和Ni层587b的三层结构构成的第一金属复合件。具体而言，准备两块具有规定厚度的Ni板（未图示）和具有规定厚度的Cu板（未图示）。并且，将Ni板、Cu板与Ni板在依次重叠的状态下相互压接接合。之后，在约700℃以上约800℃以下的温度条件下，并且在氢气氛内，将Ni/Cu/Ni的接合材料保持约10秒以上3分钟以下。之后，通过缓慢冷却Ni/Cu/Ni的接合材料，进行扩散退火。之后，再次在约700℃以上约800℃以下的温度条件下进行热处理，并且通过将Ni/Cu/Ni的接合材料进行轧制，制成如图14所示的具有Ni层587a、Cu层588和Ni层587b的三层结构的第一金属复合件。
之后，通过与第一实施方式同样的制造过程，以Al板（未图示）的槽部的底面与Ni层587a相对的方式，使具有三层结构的第一金属复合件与Al板的槽部压接接合。由此，如图15所示，在端子连接层581的Ni层587a与槽部82的底面的接合界面形成接合区域584。结果，在端子连接层581被嵌入槽部82的状态下，形成由Al构成的Al层80与端子连接层581压接接合的第二金属复合件。之后，通过与第一实施方式同样的制造过程，制造负极端子508。
之后，如图14所示，通过激光焊接将负极端子508与负极部5的负极圆柱部52焊接。此时，在由吸收激光而容易发热的Ni构成的Ni层587b中，通过电转换为热，焊接部分的温度上升，焊接部分溶解。由此，在端子连接层581与负极圆柱部52的Ni镀层52a的焊接部分，形成焊接部586。结果，负极端子508与负极部5连接。其中，利用第三实施方式的负极端子508的锂离子电池的制造过程与上述第一实施方式大致相同。
在第三实施方式中，如上所述，通过在不焊接由Al构成的汇流条101的区域B，将含有由Ni构成的Ni层587a和587b以及由Cu构成的Cu层588的端子连接层581与Al层80接合，能够抑制由于负极端子508与汇流条101电阻焊接时的热量而在Al层80与端子连接层581的接合区域584形成过剩的含有Al和Ni的金属间化合物。结果，能够使Al层80和端子连接层581的剥离难以产生。
另外，在第三实施方式中，由于与负极圆柱部52连接的端子连接层581包括由Ni构成的Ni层587a、由Cu构成的Cu层588与由Ni构成的Ni层587b压接接合而成的三层结构的金属复合件，从而能够通过端子连接层581的Ni层587a，使Al层80与端子连接层581牢固接合。另外，通过端子连接层581的Cu层588，能够减小端子连接层581的电阻，并且能够在更低的温度条件下，使端子连接层581与负极圆柱部52通过激光焊接连接。另外，通过端子连接层581的具有耐蚀性的Ni层587b，能够抑制Cu层588腐蚀。
另外，在第三实施方式中，由于端子连接层581包括由Ni构成的Ni层587a、由Cu构成的Cu层588与由Ni构成的Ni层587b压接接合而成的三层结构的金属复合件，从而Cu未配置在Al层80与端子连接层581的接合区域584，因此，能够抑制形成接合强度较Al与Ni的接合结构更小的Al与Cu的接合结构。并且，能够使由不同的金属材料构成的Ni层587a、Cu层588与Ni层587b牢固接合。另外，在激光的反射率较Cu层588更小的Ni层587b中能够吸收更多的光，因此通过Ni层587b能够使焊接部分容易发热。由此，能够容易地使端子连接层581与负极部5通过激光焊接连接。另外，能够在一个接合工序中形成包括Ni层587a、Cu层588和Ni层587b的三层结构，因此，能够容易制作负极端子508。
另外，在第三实施方式中，由于Cu层588的厚度t12大于Ni层587a的厚度t11并大于Ni层587b的厚度t13，并且大于或等于Ni层587a的厚度t11与Ni层587b的厚度t13的合计厚度，从而能够使由相比于构成Ni层587a和587b的Ni电阻更小且熔点更低的Cu构成的Cu层588的厚度t12加大，因此，能够容易地减小端子连接层581的电阻，并且能够在低温度条件下使端子连接层581与负极部5通过激光焊接连接。另外，第三实施方式的其他的效果与上述第一实施方式大致相同。
其中，理应认为此次公开的实施方式和实施例其全部内容都是示例性的，并不是限制性的。本发明的范围是通过权利要求来表示的，而不是通过上述实施方式和实施例的说明来表示，另外，本发明的范围也涵盖与权利要求等同的含义和范围内的全部变更。
例如，在上述第一实施方式中，表示的是负极端子8包括Ni-Cu合金层81未在Al层80的Y方向的两端部露出的形状（嵌体形状）的金属复合件（金属复合部）的例子，但本发明不限于此。在本发明中，如图16的变形例所示，负极端子608也可以构成为包括不使Ni-Cu合金层681在Al层680的Y1侧的端部露出而使其在Y2侧的端部露出的形状（露边形状）的金属复合件。此时，代替上述第一实施方式的槽部82，在Al层680形成具有Y1侧的内侧面682a而不具有Y2侧的内侧面的缺口部682即可。由此，例如在Al层680的表面形成掩模（mask）并且仅对Ni-Cu合金层681的表面进行加工时，与嵌体形状的金属复合件相比，仅在Ni-Cu合金层681的一侧（Y1侧）形成Al层680的掩模即可，因此，能够容易地仅对Ni-Cu合金层681的表面进行加工。其中，负极端子608为本发明的“电池用负极端子”的一个例子。另外，Al层680和Ni-Cu合金层681分别为本发明的“第一金属层”和“第二金属层”的一个例子。
另外，在上述第一至第三实施方式中，表示的是通过电阻焊接使由Al构成的Al层80与由Al构成的汇流条101连接的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可以通过TIG（Tangsten Inert Gas：钨极惰性气体保护）焊接来连接由Al构成的Al层80与由Al构成的汇流条101。此时，在TIG焊接中，与局部施加热量的电阻焊接相比，更容易对Al层80施加焊接时的热量。因此，通过配置为使含有Ni和Cu的第二金属层在Al层80的区域B与Al层80叠层，能够更显著地获得本发明的效果，即，能够抑制Al层80与第二金属层相互剥离。
另外，在上述第一和第三实施方式中，表示的是通过激光焊接连接负极端子8（508）与负极圆柱部52的例子，并且在上述第二实施方式中表示的是通过电阻焊接连接负极端子408与负极圆柱部52的例子，但本发明不限于此。在本发明中，也可以通过超声波焊接连接负极端子与负极圆柱部。
另外，在上述第二实施方式中，表示的是端子连接层481包括Ni层487与Cu层488压接接合而成的两层结构的金属复合件（金属复合部）的例子，并且在上述第三实施方式中，表示的是端子连接层581包括Ni层587a、Cu层588与Ni层587b压接接合而成的三层结构的金属复合件（金属复合部）的例子，但本发明不限于此。本发明中，端子连接层也可以包括四层以上的金属复合件。另外，作为构成金属复合件的层，也可以包括Ni-Cu合金层、Ni合金层、Cu合金层等。另外，在端子连接层（第二金属层）具有含有Ni和Cu的多层结构时，端子连接层也可以不是金属复合件。
符号说明
1                锂离子电池（电池）
2                盖部件（电池壳的盖）
5                负极部（电池用负极）
7                正极端子（电池用端子）
8、408、508、608 负极端子（电池用负极端子、电池用端子）
80、680          Al层（第一金属层）
81、681          Ni-Cu合金层（第二金属层）
82               槽部
101              汇流条（电池端子连接板）
481、581         端子连接层（第二金属层）
487、587a        Ni层（第三金属层）
488、588         Cu层（第四金属层）
489              Ni镀层
587b             Ni层（第五金属层）
682              缺口部

Claims (20)

1.一种电池用负极端子（8），其特征在于：
其包括金属复合部，该金属复合部是通过由Al或Al合金构成的第一金属层（80）与含有Ni和Cu且由一层或多层构成的第二金属层（81）接合而形成的，其中，
所述第一金属层包括：
连接区域（A），其与用于与多个电池（1）的端子（8）连接的电池端子连接板（101）连接；和
叠层区域（B），其与所述连接区域在同一面侧相邻，
所述第二金属层构成为在所述叠层区域与所述第一金属层接合，并且能够与所述电池的电池用负极（5）连接。
2.如权利要求1所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述第一金属层构成为能够与由Al或Al合金构成的所述电池端子连接板连接，
所述第二金属层构成为能够与由Cu或Cu合金构成的所述电池用负极连接。
3.如权利要求1所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述第一金属层的所述连接区域和所述叠层区域配置于与所述电池相反侧的上方。
4.如权利要求1所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述第二金属层从相对于所述第一金属层的所述连接区域和所述叠层区域所相邻的第一方向在所述同一面正交的第二方向的一个端部至另一个端部，在所述叠层区域延伸配置。
5.如权利要求1所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述第二金属层由含有Ni和Cu的Ni-Cu合金层（81）构成。
6.如权利要求5所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述第二金属层的Ni-Cu合金层的Ni的含有率为2质量%以上。
7.如权利要求6所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述第二金属层的Ni-Cu合金层的Ni的含有率为10质量%以上。
8.如权利要求1所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述第二金属层（481）包括至少具有由Ni构成的第三金属层（487）和由Cu构成的第四金属层（488）的金属复合部，其中，
所述第三金属层配置在与所述第一金属层接合的接合部分。
9.如权利要求8所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述第四金属层的厚度大于所述第三金属层的厚度。
10.如权利要求8所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述第二金属层（481）包括：具有所述第三金属层（487）和所述第四金属层（488）的金属复合部、和形成在所述第四金属层的与所述第三金属层相反的一侧的Ni镀层（489）。
11.如权利要求8所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述第二金属层（581）包括具有所述第三金属层（587a）、所述第四金属层（588）和配置在所述第四金属层的与所述第三金属层相反的一侧的由Ni构成的第五金属层（587b）的金属复合部。
12.如权利要求11所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述第四金属层的厚度大于所述第五金属层的厚度。
13.如权利要求12所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述第四金属层的厚度大于或等于所述第三金属层的厚度与所述第五金属层的厚度的合计厚度。
14.如权利要求1所述的电池用负极端子，其特征在于：
在所述第一金属层的所述叠层区域形成有槽部（82），
所述第二金属层在嵌入所述第一金属层的所述槽部的状态下，与所述第一金属层接合。
15.如权利要求3所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述连接区域的所述第一金属层的表面与在所述叠层区域与所述第一金属层接合的所述第二金属层的表面连接为平坦面状。
16.如权利要求1所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述第二金属层的厚度小于或等于所述叠层区域的所述第一金属层的厚度。
17.如权利要求16所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述第二金属层的厚度为所述叠层区域的所述第一金属层的厚度与所述第二金属层的厚度的合计厚度的10%以上50%以下。
18.如权利要求1所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述金属复合部构成为能够在与所述电池的电池壳的盖（2）绝缘的状态下，配置在所述电池壳的盖的上表面上。
19.如权利要求1所述的电池用负极端子，其特征在于：
所述连接区域的所述第一金属层的至少一部分以能够与平板状的所述电池端子连接板焊接的方式形成为平坦面状。
20.如权利要求1所述的电池用负极端子，其特征在于：
在所述第一金属层的所述叠层区域形成有缺口部（682），
所述第二金属层在配置于所述叠层区域的所述缺口部的状态下与所述第一金属层接合。
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