CN102447127A - 封装电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够实现电路基板的小型、缩短化产生的生产成本的适当的减少，并适当地防止树脂注塑件的气孔引起的外观不良的发生，而具有良好的特性的封装电池。在封装电池(1)的封口板(31)的上表面配设有Y方向长度短的保护电路基板(20)，而且以使平板部(240)从该基板(20)的一方的Y方向端部延伸的方式配设引线板(24)。在平板部(240)与封口板(31)分离的状态下，利用树脂注塑件(10)将保护电路基板(20)及引线板(24)等包覆在内。由此，利用平板部(240)分割树脂块区域(15)，防止气孔引起的外观不良的发生。

Description

封装电池

技术领域

本发明涉及利用树脂注塑件将与单电池连接的保护电路基板等包覆在内的封装电池，尤其涉及防止树脂注塑件发生气孔的技术。

背景技术

近些年，将能够反复充电使用的二次电池用于单电池的封装电池广泛普及。封装电池具有比较高的能量密度，被广泛使用作为笔记本型个人计算机(笔记本PC)或便携式电话、PDA、其他各种电子设备的主电源或备用电源等。

代表性的封装电池有将长方体状的扁平的方型二次电池(锂离子电池)作为单电池，且在该单电池上电连接有保护电路基板的结构。保护电路基板配置在单电池的一端面上，使该基板上的外部连接端子露出并将其包覆在射出成形得到的树脂注塑件的内部。单电池的表面被外包装标签覆盖。

在近年来的封装电池中，伴随着减少制造成本的要求，存在削减部件个数和缩小部件尺寸的情况。对保护电路基板而言，考虑了减小基板尺寸或缩短基板长度等方法。

【专利文献1】日本特开2007-179812号公报

【专利文献2】日本特开2010-135254号公报

然而，单纯地缩短保护电路基板的长度时，现有保护电路基板所存在的区域被树脂占据，因此在树脂注塑件内部形成体积比较大的树脂积存部(以下，称为“树脂块”)。在此，射出成形得到的树脂材料伴随着时间经过而体积收缩，在表面产生凹部(气孔)，存在外观不良的问题。由于气孔的程度和发生频率与树脂体积成比例，因此实现保护电路基板的缩短而形成大体积的树脂块区域时，由于该树脂块区域而在树脂注塑件的表面产生气孔引起的外观不良的概率升高。

作为防止、抑制产生气孔的对策，列举出预先在树脂注塑件表面形成微凹部(凹部)，而抑制树脂块的体积增加的方法。然而，该方法需要对应于具有微凹部的封装电池的形状而调节供电对象设备的结构，会花费成本、劳力和时间。而且，由于受到封装电池1的结构上的制约而有时无法采用该方法。而且，采用该方法时，由于在树脂注塑件的表面形成凹部，因此有损美观。

发明内容

本发明鉴于以上课题而作出，其目的在于提供一种能够实现电路基板的小型、缩短化产生的生产成本的适当减少，并适当地防止树脂注塑件的气孔引起的外观不良的发生，而具有良好的特性的封装电池。

为了解决上述课题，本发明提供一种封装电池，其具有：长方体状的扁平的单电池；经由引线板与该单电池的电极端子连接，且沿着单电池的一端面配置的窄条状的电路基板；在所述单电池的一端面上将所述电路基板包覆在内的树脂注塑件，其中，所述引线板具有平板部，从所述单电池的一端面的法线方向观察所述引线板及所述电路基板时，在与所述一端面平行的一方向上，所述电路基板的长度比所述单电池的长度短，所述引线板以平板部沿着所述一方向比所述电路基板的端部突出的方式配置，且以平板部的主面与所述一端面分离的状态被包覆在树脂注塑件中。

在此，可以是所述引线板具有从平板部延长的连接部，平板部与所述电路基板侧连接，连接部与单电池侧连接。

这种情况下，可以是在所述引线板中，连接部沿着与平板部的所述一方向交叉的方向延伸设置，并且，连接部以与平板部的主面对置而折回的状态包覆在注塑件树脂中。

另外，可以是沿着所述一方向的平板部的长度占该方向上的单电池的长度的20％以上。

另外，树脂注塑件可以由聚酰胺树脂形成。

【发明效果】

在本发明的封装电池中，在与单电池的一端面平行的一方向上，保护电路基板的长度比单电池长度短，而在树脂注塑件存在体积比较大的区域(树脂块区域)。在该树脂块区域中，以平板部从保护电路基板的端部突出的方式配设引线板。此时，由于平板部配设成与所述一端面隔开一定距离对置，因此在树脂注塑件的内部，平板部横切树脂块区域的内部，在树脂注塑件的表面不易产生气孔。因此，实现保护电路基板的小型化、缩短化引起的成本下降，且能够有效抑制树脂注塑件的气孔的产生，从而能够抑制外观不良的问题。

另外，这样的本发明的效果无需在树脂注塑件的表面形成用于防止气孔的微凹部(壁厚减薄部)就能都得到，因此，不会受到在树脂注塑件的表面设置微凹部时使供电对象设备侧的形状与封装电池的形状一致这样的制约。

另外，这样的本发明的效果通过对一直以来使用的引线板的结构进行研究就能够得到，无需追加特别的部件，能够以较低成本实现。

附图说明

图1是表示实施方式1的封装电池的外观的立体图。

图2是表示实施方式1的封装电池的内部结构的展开图(组图)。

图3是表示树脂注塑件填充前的单电池上表面附近的结构的立体图。

图4是表示树脂注塑件填充前的单电池上表面附近的结构的俯视图。

图5是表示本发明的效果的封装电池的局部剖视图。

图6是表示现有的课题的封装电池的局部剖视图。

符号说明：

1封装电池

10树脂注塑件

11树脂注塑件的上表面

12a、12b、12c端子窗

15树脂块区域

15A树脂块区域(气孔发生区域)

20保护电路基板

21基板主体

22a、22b、22c端子

24、24A、25引线板

30单电池

31封口板

32外包装罐

33正极端子

36PTC元件

37包层板

40底罩

50外包装标签

240、250平板部

241、251连接部

具体实施方式

以下，说明本发明的实施方式。需要说明的是，当然本发明并未限定为以下的各结构，在不脱离本发明的技术范围的范围内能够适当变更。

<实施方式1>

(封装电池1的外观结构)

使用图1说明实施方式的封装电池1的外观结构。图1是封装电池1的外观图。

如图1所示，封装电池1具有X方向为厚度方向、Y方向为宽度方向、Z方向为高度方向的扁平的长方体状的外观形状。封装电池1具有由低温成形树脂构成的树脂注塑件10、覆盖单电池30的周围及底面的外包装标签50、覆盖单电池30的底面的底罩40。

在封装电池1上部的树脂注塑件10的表面穿过并列设置的端子窗12a、12b、12c而露出有外部连接端子22a、22b、22c。

(封装电池1的内部结构)

接着，使用图2说明封装电池1的内部结构。图2是表示封装电池1的内部结构的展开立体图。

如图2所示，封装电池1以单电池30为主要的结构要素，并配设树脂注塑件10、保护电路基板20、底罩40、标签50等而构成。

单电池30在长方体状的扁平的方型的有底外包装罐32的内部收纳有隔着隔板层叠正负两极板而成的电极体(未图示)和用于浸渍电极体的电解液，在外包装罐32的开口部嵌合有封口板31的状态下，对封口板31的周缘与外包装罐32的开口部进行激光焊接，从而形成内部密封。在构成单电池30的一端面(上表面)的封口板31的表面上，其中央部配设有正极端子33，一端配设有层叠Ni/Al材而成的包层板37(负极端子)，另一端配设有安全阀34。

外包装罐31及封口板31由铝(Al)的合金材料形成，因此包层板37以使其Al侧的面与封口板31侧对置的方式进行接合。

正极端子33使用未图示的绝缘性的垫片来与封口板31侧绝缘。

安全阀34由金属薄膜构成，在单电池30的异常内压上升时破裂而进行压力释放，从而实现单电池30及其周边结构的破损抑制。

在此，利用充电容量优异的方型锂离子二次电池作为单电池30。单电池30的种类并未限定于此，而可以使用镍氢电池或镍镉电池等其他的二次电池。

接下来，图3、图4分别是表示省略了树脂注塑件10的封装电池1的保护电路基板20附近的结构的立体图和俯视图。

如图3、4所示，保护电路基板20对包含玻璃或环氧树脂等在内的合成材料所形成的窄条状的基板主体21安装各种电气元件而构成。并且，基板主体21的主面以与封口板31的上表面平行的方式配置在封口板31附近。在保护电路基板20的上表面形成有由金属薄膜构成的一组外部连接端子22a、22b、22c及测试点用端子23a、23b，这些端子穿过树脂注塑件10的开口窗12a、…而向外部露出。在保护电路基板20的下表面上的沿着与单电池30的主面的平面方向平行的一方向(Y方向)的两端部处形成有未图示的导电焊盘，在各导电焊盘上分别通过串行点焊而电连接有引线板24、25。

接着如图4所示，从封口板31的上表面的法线方向观察封装电池1时，保护电路基板20在外部连接端子22a、…等的配置位置对合的基础上，沿着Y方向，以稍偏向包层板37的上部方向的方式配设。而且，基板主体21的Y方向长度L3设定为缩短至单电池30的Y方向长度L1的80％以下程度(在图4的例子中为70％以下程度)。通过此种基板主体21的小型、缩短化，能省略封装电池1的部件个数和材料，减少制造成本。

引线板24、25由通电性及焊接特性优异的板状的金属材料(NiP或Ni-Fe-Ni包层材料)构成。分别具有带状的主体部240、250和沿着与主体部240、250交叉的方向延伸的连接部241、251，整体构成为L字型的金属构件(展开状态)。连接部241、251以与主体部240、250的主面对置的方式折回，分别利用串行点焊对引线端子27和包层件37进行电连接。

在此，如图3、4所示，引线板24从保护电路基板20的Y方向一端部沿着Y方向延伸，在延伸方向下游侧将连接部25向封口板31侧折回而配设。由此，沿着Y方向的保护电路基板20及引线板24的总计长度(L2+L3)设定成单电池30的Y方向长度L1的同等以下。其中，作为一例，平板部240的Y方向长度L2占单电池30的Y方向长度L1的(约15％)，占沿着Y方向的保护电路基板20及引线板24的总计长度(L2+L3)的(约18％)。如此，在封装电池1中，实现了与保护电路基板20的缩短化的量相当的Y方向长度由引线板24的平板部240的Y方向长度来弥补。需要说明的是，引线板24的构件成本远低于基板主体21的构件成本，因此即使延长平板部240的Y方向长度，成本也不怎么升高。

在正极端子33及引线板24上经由引线端子26、27直接利用点焊而电连接有安全元件(PTC元件36)。

在封装电池1的充放电时，PTC元件36在万一单电池30发生温度过度上升的情况下切断通电。在单电池30安装PTC元件36时，在单电池30与封口板31之间配设绝缘板35，然后在绝缘板35上载置PTC元件36，以免引线端子27与封口板31侧接触而引起短路，或安全阀34被树脂注塑件10闭塞而引起工作不良。

绝缘板35可以由各种树脂材料构成，但从具有耐热性且具有在树脂注塑件10的成形时不变形的程度的强度出发，优选的材料是聚碳酸酯(PC)树脂等。

以将此种保护电路基板20(除端子22a、…等之外的区域)、引线板24、25、引线端子26、27、PTC元件36、正极端子33、包层板37、绝缘板35及封口板31包覆在内的方式配置树脂注塑件10。

作为树脂注塑件10的具体的配设方法，在制造时，在开设有与树脂注塑件10相当的空间的成形模具中收纳连接有保护电路基板20等的单电池30。在该状态下，对低温熔融树脂(所谓热熔树脂。例如聚酰胺(PA)树脂等)进行注塑成形而配设。通过设计成形模具的形状，而在注塑成形时，在树脂注塑件10上形成供外部连接端子22a、22b、22c露出的端子窗12a、12b、12c和供测试点端子23a、23b露出的端子窗13。需要说明的是，端子窗13在封装电池1的出厂前经过规定的测试后，通过标签14闭塞而进行绝缘(参照图1)。

底罩40是由聚碳酸酯(PC)树脂等构成的板体，配设在单电池30的底面，为了缓和落下等对封装电池1的冲击或确保绝缘性的目的而配置。底罩40可以使用聚醚砜(PES)等粘结剂粘贴在外包装罐32的底面。

外包装标签50由合成纸或PP等树脂薄膜构成，覆盖外包装罐32的除上表面之外的各表面(对于底面而言，是在配设有底罩40的状态下)。由此，将外包装罐32的表面与外部绝缘，并防止不必要的药液或水分附着于外包装罐32，从而抑制电腐蚀的发生。在外包装标签50的表面记载有单电池的规格或操作方法等信息。

(关于封装电池1中的引线板24的效果)

图5是表示图1中的封装电池1的A-A’向视剖视图。图中，省略了单电池30内部的结构。图6是与图5的结构相当的现有的封装电池(除现有型引线板24A及其周边的树脂注塑件10以外的结构相同)的剖视图。

如图6所示，在实现了保护电路基板20的小型、缩短化的现有的封装电池1中，由于Y方向上的保护电路基板20的长度比单电池30的长度短，因此存在保护电路基板20偏向封口板31上的靠近包层板37的位置的情况。这种情况下，在封口板31上的靠近绝缘板35的位置上没有保护电路基板20，因此形成有体积比较大的树脂块区域15A。当存在这样的树脂块区域15A时，该区域15A的表面的气孔的产生变得明显，会导致外观不良的问题。由于可产生的树脂块区域15A的规模与保护电路基板20的小型、缩短化的程度成比例地增大，因此气孔引起的外观不良的问题进一步变大。

相对于此，在本实施方式1的封装电池1中，以横切树脂块区域15的内部的方式配设引线板24的平板部240(图5)。由此，树脂块区域15在与封口板31的主面垂直的方向(Z方向)上被分割成两个区域。在此，气孔的程度(规模或深度)与树脂体积成比例，因此通过利用平板部240来分割树脂块区域15，而使位于平板部240上的树脂的体积与树脂块区域15整体的树脂体积相比减小，从而抑制气孔的产生。其结果是，能够得到良好的外观的封装电池1。需要说明的是，在为了良好地得到该效果而有效地分割树脂块区域15中的树脂体积的目的下，优选使平板部240尽量穿过树脂块区域15的中央部。

通过如此设计，在封装电池1中，无需在树脂注塑件10的表面形成用于防止气孔的微凹部(壁厚减薄部)等，因此能够提高设计封装电池1的外观形状时的自由度。由此，消除与微凹部对应来设计供电对象设备的封装电池1安装部分的形状这样的制约。

另外，这样的封装电池1的效果无需对以往的封装电池追加特别的结构要素，而主要对引线板的形状加以研究就能够实现，因此具有能够以低成本实现的优点。

以上的本发明的效果在保护电路基板20的Y方向长度L3占单电池30的Y方向长度L1的80％以下(换言之，基板的Y方向长度L2为L1的20％以上)的程度为止来实现保护电路基板20的缩短化的情况下，尤其能够期待良好的效果。

<其他事项>

在实施方式1的封装电池1中，也可以使平板部240的主面与封口板31的上表面不完全平行。考虑到实际产生的制造误差时，平板部240的主面相对于封口板31的上表面也可以倾斜几°～10°左右。然而当倾斜角度变大时，树脂注塑件10的注塑成形时的树脂流动变差，因此需要加以注意。

在上述实施方式1的封装电池1中，例示了内置一个单电池30的结构，但在内置多个单电池的封装电池中也可以适用本发明。

另外，安装保护电路基板20及引线板240的单电池30的端面并未限定于配设有封口板31的端面(即，封口板31的上表面)，也可以是这以外的单电池30的端面(例如沿XZ平面的两侧面的任一个)。

另外，安全元件并未限定为PTC元件36，也可以使用这以外的安全元件。例如列举有NTC(Negative Temperature Coefficient)元件或温度熔丝元件等的感热元件、以及其他的使用于电池控制的各种电气元件。

本发明在不设置微凹部而实现树脂注塑件的气孔防止对策的点上发挥了大效果，但在设置微凹部也不会产生问题的情况下，可以在与树脂块区域对应的树脂注塑件的表面形成规定形状的微凹部(壁厚减薄部)。这种情况下，通过微凹部和引线板的平板部的共用，而能够期待更加良好的气孔防止效果。这种情况下，与现有相比，在本发明中通过仅形成比较小规模的微凹部就能够实现充分的气孔防止对策。

在上述实施方式1中，例示了在绝缘板35的上方设置引线板24的平板部240，由此分割树脂块区域15的体积的结构。而且在本发明中，在保护电路基板20的Y方向长度非常短而在包层板37的上方也存在树脂块区域时，使引线板25的平板部250从保护电路基板20的Y方向端部延伸，而使平板部250位于包层板37上方，由此，在包层板37的上方的树脂块区域中也能够防止气孔的产生。

在本发明中，对单电池配设的基板并未限定于保护电路基板，也可以配设这以外的电路基板。

【工业实用性】

本发明的封装电池除了例如笔记本型计算机、PDA之外，还能够广泛利用作为便携式DVD播放器、便携式GPS、步话机等小型电子设备的主电源。或者还能够应用于动力辅助自行车或电动工具等比较大的设备。

本发明在所有的用途中，都能有效地实现具有高外观品质的封装电池。

Claims (5)

1.一种封装电池，其具有：长方体状的扁平的单电池；经由引线板与该单电池的电极端子连接，且沿着单电池的一端面配置的窄条状的电路基板；在所述单电池的一端面上将所述电路基板包覆在内的树脂注塑件，所述封装电池的特征在于，

所述引线板具有平板部，

从所述单电池的一端面的法线方向观察所述引线板及所述电路基板时，在与所述一端面平行的一方向上，所述电路基板的长度比所述单电池的长度短，

所述引线板以平板部沿着所述一方向比所述电路基板的端部突出的方式配置，且以平板部的主面与所述一端面分离的状态被包覆在树脂注塑件中。

2.根据权利要求1所述的封装电池，其特征在于，

所述引线板具有从平板部延长的连接部，

平板部与所述电路基板侧连接，连接部与单电池侧连接。

3.根据权利要求2所述的封装电池，其特征在于，

在所述引线板中，连接部沿着与平板部的所述一方向交叉的方向延伸设置，

并且，连接部以与平板部的主面对置而折回的状态包覆在注塑件树脂中。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的封装电池，其特征在于，

沿着所述一方向的平板部的长度占该方向上的单电池的长度的20％以上。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的封装电池，其特征在于，

所述树脂注塑件由聚酰胺树脂形成。

Images