引線部件的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種無需加厚鎳包覆層而焊接性(焊接強度)等優(yōu)異的引線部件。引線部件(1)具有在銅板上形成有鎳包覆層的導(dǎo)體(2)，并在導(dǎo)體(2)的兩面上貼合絕緣樹脂膜(3)而形成。在引線部件(1)中，銅板的表面粗糙度Ra在軋制的長度方向(MD方向)上小于或等于0.03μm，且在軋制的寬度方向(TD方向)上小于或等于0.05μm，銅板的表面的維氏硬度大于或等于60HV，鎳包覆層的厚度小于或等于3.0μm。
【專利說明】引線部件

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種使用于非水電解液蓄電器件中的引線部件。

【背景技術(shù)】
[0002]尋求電子設(shè)備的小型化的同時，尋求要求作為電源的電池的小型化、輕量化。另夕卜，還存在高能量密度化、高能量效率化的要求，作為滿足上述要求的電池，對鋰離子電池等非水電解質(zhì)電池的期待提高。
[0003]圖3是表示現(xiàn)有的非水電解質(zhì)電池的構(gòu)成例的斜視圖。圖3(A)是表示將層疊電極組從封裝殼體上卸下的狀態(tài)的圖，圖3(B)是表示將層疊電極組安裝在封裝殼體上的狀態(tài)的圖。非水電解質(zhì)電池101具有:層疊電極組102、正極引線103、負(fù)極引線104、樹脂膜(樹脂片)105、106以及作為外包裝體的封裝殼體107。
[0004]作為上述的負(fù)極引線104，已知例如下述結(jié)構(gòu)的引線(例如，參照專利文獻I)，即，該引線具有在銅板上形成有鎳包覆層的導(dǎo)體，在導(dǎo)體的兩面上貼合絕緣樹脂膜，并且，將鎳包覆層的表面粗糙度Ra設(shè)為0.03 μ m?0.5 μ m。由此，能夠使導(dǎo)體和絕緣樹脂膜的密接性提聞。
[0005]專利文獻1:日本特開2010-170979號公報
[0006]在上述的非水電解質(zhì)電池例如作為電動汽車的車載用電源而使用的情況下，由于需要較大的電流，因此通常將單體電池之間電連接而構(gòu)成。即，多個單體電池的正極引線之間以及負(fù)極引線之間分別通過超聲波焊接等的方法連接起來。
[0007]在車載用途中，由于在斷續(xù)地施加震動或受熱等的苛刻的環(huán)境中使用，因此要求更高的可靠性。特別地，表示成為電觸點的銅板之間的焊接強度的超聲波焊接性(還簡稱作焊接性)變得重要。作為改善該焊接性(焊接強度)的一個方法，可以想到將表面粗糙度減小(即，提高表面的光滑性)比較有效。
[0008]但是，在上述專利文獻I記載的技術(shù)中，銅板的表面粗糙度為0.1 μ m比較大，施加在銅板上的鎳包覆層的表面粗糙度為0.03 μ m?0.5 μ m也比較大。在銅板的表面粗糙度較大的情況下，為了得到光滑性，需要將鎳包覆層加厚為一定程度。此外，銅板的表面越硬則焊接強度越高，因此優(yōu)選，但是在專利文獻I中沒有公開任何關(guān)于上述鋼板的表面硬度的內(nèi)容。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明是鑒于上述實際情況而提出的，其目的是提供一種引線部件，其無需加厚鎳包覆層而焊接性(焊接強度)等優(yōu)異。
[0010]根據(jù)本發(fā)明的引線部件，具有在銅板上形成有鎳包覆層的導(dǎo)體，并在導(dǎo)體的兩面上貼合絕緣樹脂膜而形成，其中，銅板的表面粗糙度Ra在軋制的長度方向上小于或等于
0.03 μ m,且在軋制的寬度方向上小于或等于0.05 μ m,銅板的表面的維氏硬度大于或等于60HV，鎳包覆層的厚度小于或等于3.0 μ m。
[0011]此外，優(yōu)選銅板的表面粗糙度Ra在軋制的長度方向以及軋制的寬度方向上均大于或等于0.02 μ m。
[0012]另外，優(yōu)選銅板的表面的維氏硬度比該銅板內(nèi)部的維氏硬度大5HV以上。
[0013]此外，優(yōu)選銅板的表面的維氏硬度小于或等于100HV。
[0014]此外，優(yōu)選導(dǎo)體的厚度大于或等于0.1mm。
[0015]發(fā)明的效果
[0016]根據(jù)本發(fā)明，通過將銅板的表面粗糙度Ra設(shè)為在軋制的長度方向上小于或等于
0.03 μ m，且在軋制的寬度方向上小于或等于0.05 μ m，將銅板表面的維氏硬度設(shè)為大于或等于60HV，將鎳包覆層的厚度設(shè)為小于或等于3.0 μ m，由此能夠在不加厚鎳包覆層的情況下使焊接性(焊接強度)等提高。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1A是表示根據(jù)本發(fā)明的引線部件的一個例子的圖。
[0018]圖2是表示對根據(jù)本發(fā)明的引線部件的焊接性以及耐電解液性進行評價的評價試驗的結(jié)果的圖。
[0019]圖3是表示現(xiàn)有的非水電解質(zhì)電池的構(gòu)成例的斜視圖。
[0020]標(biāo)號的說明
[0021]1:引線部件，2:導(dǎo)體，3:絕緣樹脂膜，3a:粘接層，3b:絕緣層，4:封裝殼體，5:多層膜，5a:最內(nèi)層膜,5b:最外層膜,5c:金屬箔層。

【具體實施方式】
[0022]下面，參照【專利附圖】

【附圖說明】本發(fā)明的引線部件涉及的優(yōu)選實施方式。
[0023]圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的引線部件的一個例子的圖。圖中，標(biāo)號I表示引線部件，標(biāo)號2表導(dǎo)體,標(biāo)號3表絕緣樹脂膜,標(biāo)號4表封裝殼體,標(biāo)號5表多層膜。該引線部件I是作為使用在非水電解質(zhì)電池中的負(fù)極側(cè)的極耳引線而例示，該引線部件I具有在銅板(銅箔)上形成有鎳包覆層(鎳鍍層)的扁平的導(dǎo)體2，如圖1(A)、⑶所示，在導(dǎo)體2的兩面上貼合絕緣樹脂膜3而形成。
[0024]非水電解質(zhì)電池的導(dǎo)體是分別與正極板和負(fù)極板連接而向外部連接的連接導(dǎo)體。如上所述，圖1的導(dǎo)體2是與負(fù)極側(cè)連接的導(dǎo)體，由與電極板相同的鍍鎳銅形成，其中，該鍍鎳銅不會被由于過充電等而析出的電解質(zhì)(例如鋰化合物)的鋰腐蝕，難以與鋰形成合金，且在高電位下不易溶解。另外，與正極側(cè)相連接的導(dǎo)體由與電極板相同的鋁或者鋁的合金形成，以使不會由于與電解液接觸而發(fā)生溶解。
[0025]絕緣樹脂膜3設(shè)置在引線部件I被封裝殼體4熱封而封裝的部分處，通過將具有一層或兩層樹脂層的樹脂膜以夾著導(dǎo)體2的兩面的方式粘接或熔接而粘貼形成。作為該絕緣樹脂膜3使用例如馬來酸改性聚烯烴的樹脂膜。此外，在絕緣樹脂3由兩層形成的情況下，如圖1(B)所示，與導(dǎo)體2接觸的內(nèi)側(cè)的粘接層3a使用低熔點的材質(zhì)，外側(cè)的絕緣層3b使用與封裝殼體4進行熱封時不會熔融的高熔點的材質(zhì)。
[0026]如圖1(C)所示，封裝殼體4是將密封性較高的多層膜5設(shè)為袋狀而形成，其中，該多層膜5是在最內(nèi)層的膜5a和最外層的膜5b之間以夾心狀貼合金屬箔層5c而成。多層膜5由包含由鋁、銅、不銹鋼等金屬構(gòu)成的金屬箔層5c的3?5層的層疊體形成。為了不溶解于電解液并使電解液不從密封部分漏出，最內(nèi)層的膜5a使用例如與絕緣樹脂膜3同樣的馬來酸改性聚烯烴的樹脂膜。此外，最外層的膜5b用于保護金屬箔層5c不受外傷等，從而由聚對苯二甲酸乙二酯(PET)等形成。
[0027]本發(fā)明的主要目的在于提供一種無需加厚鎳包覆層而焊接性(焊接強度)等優(yōu)異的引線部件，作為實現(xiàn)此目的的結(jié)構(gòu)，在本發(fā)明的引線部件I中，導(dǎo)體2的銅板(包覆鎳之前的銅板)的表面粗糙度Ra在軋制的長度方向(以下，稱為MD方向)上小于或等于
0.03 μ m，而在軋制的寬度方向(以下，稱為TD方向)上小于或等于0.05 μ m，銅板(包覆鎳之前的銅板)的表面的維氏硬度大于或等于60HV，將鎳包覆層的厚度設(shè)為小于或等于
3.0 μ m。該銅板通過進行包含利用拋光或表皮光軋等方法進行的表面處理的軋制加工而制成。
[0028]另外,本發(fā)明所指的MD (Machine Direct1n)方向是軋制棍的旋轉(zhuǎn)(長度)方向(銅板的長度方向)，TD(Transverse Direct1n)方向是軋制棍的寬度方向(銅板的寬度方向)。此外，表面粗糙度Ra是由日本JIS B0601定義的算術(shù)平均粗糙度。
[0029]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，通過減小進行鎳包覆前的銅板的表面粗糙度Ra，從而即使不加厚鎳包覆層，導(dǎo)體表面的光滑性也良好，因此能夠提高導(dǎo)體之間的焊接強度。此外，能夠通過增大銅板表面的維氏硬度，進一步實現(xiàn)導(dǎo)體之間的焊接強度的提高。此外，通過使導(dǎo)體表面光滑，絕緣樹脂膜變得易于密接，因此不易發(fā)生由毛細(xì)管現(xiàn)象導(dǎo)致的電解液吸上來的情況，能夠?qū)崿F(xiàn)耐電解液性的提高。
[0030]此外，優(yōu)選銅板的表面粗糙度Ra在MD方向以及TD方向上均大于或等于0.02 μ m。為了使表面粗糙度Ra減小，減小軋制輥縫值即可。但是，在表面粗糙度Ra小于0.02 μ m的情況下，除了軋制處理之外需要進一步追加蝕刻等其它的處理，因而實際上難以實現(xiàn)。因此，通過將表面粗糙度Ra設(shè)為大于或等于0.02 μ m,只要調(diào)整軋制輥縫值即可，不需要其它的追加處理。
[0031]此外，優(yōu)選銅板的表面的維氏硬度比銅板內(nèi)部的維氏硬度大5HV以上。具體而言，作為銅板，使用實施了退火處理的O板材(維氏硬度45HV?55HV)，將其加工為只有表面成為大于或等于60HV的維氏硬度。在這里，銅板的表面硬度能夠通過使軋制的加工率變化而進行控制。由于在較低的加工率下只有表層部硬化，因此只要將加工率設(shè)定為只有表面的硬度大于或等于60HV即可。
[0032]此外，也可以使銅板的表面硬度大于100HV，但是若軋制的加工率提高而表面硬度變得過高，則內(nèi)部硬度也會提高，作為銅板就不能滿足O板材的規(guī)格。因此，優(yōu)選銅板表面的維氏硬度小于或等于100HV。
[0033]此外，在圖1中，優(yōu)選導(dǎo)體2的厚度，即銅板的厚度和鎳包覆層的厚度相加的厚度大于或等于0.1mm，更優(yōu)選大于或等于0.15mm。這是因為，在車載用途的情況下，如上所述地要求較高的可靠性，因此需要將導(dǎo)體加厚至一定程度。
[0034]圖2是表示根據(jù)本發(fā)明的引線部件的焊接性以及耐電解液性的評價試驗的結(jié)果的圖。下面，針對引線部件的導(dǎo)體(鍍鎳銅板)，制作出實施例1?3、比較例I的各樣品，對焊接性(焊接強度)以及耐電解液性進行了評價。在實施例1的導(dǎo)體中，銅板的表面粗糙度Ra在MD方向上為0.02μπι，在TD方向上為0.03 μ m，銅板的表面硬度為60HV，銅板自身的硬度(銅板內(nèi)部的硬度)為55HV。在實施例2的導(dǎo)體中，銅板的表面粗糙度Ra在MD方向上為0.03 μ m，在TD方向上為0.05 μ m，銅板的表面硬度為65HV，銅板自身的硬度(銅板內(nèi)部的硬度)為55HV。在實施例3的導(dǎo)體中，銅板的表面粗糙度Ra在MD方向上為0.02 μ m，在TD方向上為0.03 μ m，銅板的表面硬度為100HV。此外，在比較例I的導(dǎo)體中，銅板的表面粗糙度Ra在MD方向以及TD方向上均為0.07 μ m,銅板的表面硬度為50HV，銅板自身的硬度(銅板內(nèi)部的硬度)也為50HV。
[0035](焊接性試驗)
[0036]針對將厚度0.15mm的導(dǎo)體(鍍鎳銅板)與厚度0.15mm的鎳板(鎳箔)進行超音波焊接而得到的各樣品，進行了 180°的剝離試驗。對剝離時的力(剝離力)進行了測定，只要剝離力大于或等于80N就認(rèn)為合格以“〇”示出，只要剝離力小于80N就認(rèn)為不合格以“X”示出。在本試驗中，將實施例1的鎳鍍層的厚度設(shè)為1.0 μ m，將實施例2的鎳鍍層的厚度設(shè)為2.0ym,將實施例3的鎳鍍層的厚度設(shè)為1.0y m，將比較例I的鎳鍍層的厚度設(shè)為 2.0 μ m。
[0037]另外，在試驗中使用了 y m (Branson)公司制的超聲波焊接機(型號名:2000Xdt20:2.5/20MA-Xaed stand，公稱頻率:20kHz，最大輸出:2500W)。此外，試驗條件為，焊接時間:0.1秒，振幅:75%，焊接壓力:0.2MPa。
[0038](耐電解液性試驗)
[0039]將厚度0.15mm的導(dǎo)體(鍍鎳銅板)和厚度0.1Omm的絕緣樹脂膜粘接而得到的各樣品浸潰在電解液(添加水、電解液濃度:1000ppm)中，在空氣中在65 C的恒溫槽中保管四周后，進行了 180°剝離試驗。對剝離時的力(剝離力)進行了測定，如果4周后的剝離力大于或等于初期的70%就認(rèn)為合格以“〇”示出，如果4周后的剝離力小于初期的70%就認(rèn)為不合格以“X”示出。在本試驗中，實施例1?3以及比較例的鎳鍍層的厚度全部設(shè)為2.3 μ m。
[0040]另外，作為絕緣樹脂，使用了將厚度0.5mm的由聚乙烯構(gòu)成的粘接層和厚度0.5mm的由無水馬來酸改性聚烯烴構(gòu)成的絕緣層交聯(lián)粘接而成的結(jié)構(gòu)。此外，作為電解液，使用了在碳酸乙烯酯:碳酸二乙酯:碳酸二甲酯=1:1:1的溶液中添加Imol的聚乙烯六氟磷酸鋰鹽而成的電解液。
[0041](評價結(jié)果)
[0042]在根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)體中，銅板的表面粗糙度Ra在軋制的長度方向(MD方向)上小于或等于0.03 μ m且在軋制的寬度方向(TD方向)上小于或等于0.05μηι,銅板的表面維氏硬度大于或等于60HV，將鎳鍍層的厚度設(shè)為小于或等于3.0 μ m。實施例1?3的導(dǎo)體全部滿足這些條件，焊接性以及耐電解液性均良好。另一方面，在比較例I的導(dǎo)體中，鎳鍍層的厚度小于或等于3.0 μ m，但是銅板的表面粗糙度Ra在MD方向上大于0.03 μ m且在TD方向上大于0.05 μ m，銅板的表面的維氏硬度小于60HV。因此，焊接性以及耐電解液性均不良。
【權(quán)利要求】
1.一種引線部件，其具有在銅板上形成有鎳包覆層的導(dǎo)體，并在該導(dǎo)體的兩面上貼合絕緣樹脂膜而形成，其中， 上述銅板的表面粗糙度Ra在軋制的長度方向上小于或等于0.03 μ m,且在軋制的寬度方向上小于或等于0.05 μ m, 上述銅板的表面的維氏硬度大于或等于60HV， 上述鎳包覆層的厚度小于或等于3.0 μ m。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的引線部件，其中， 上述銅板的表面粗糙度Ra在軋制的長度方向以及軋制的寬度方向上均大于或等于0.02 μ m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的引線部件，其中， 上述銅板的表面的維氏硬度比該銅板內(nèi)部的維氏硬度大5HV以上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之中任一項所述的引線部件，其中， 上述銅板的表面的維氏硬度小于或等于100HV。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4之中任一項所述的引線部件，其中， 上述導(dǎo)體的厚度大于或等于0.1mm。
【文檔編號】H01M2/26GK104241581SQ201410270204
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年6月17日 優(yōu)先權(quán)日:2013年6月17日
【發(fā)明者】千葉昭伸, 上谷博志 申請人:住友電氣工業(yè)株式會社