CN104037367A - 电池封装体及电池封装体的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不对引线板施加负载且废除复杂的作业工序，能够将引线板可靠地临时固定于电池支架的端面的电池封装体及其制造方法。所述电池封装体具备：电池；电池支架，其具备收纳电池的保持筒；引线板，其与电池的电极端子连接，所述电池封装体的特征在于，在电池支架的端面设有对引线板进行引导的引导部，在引导部形成有与保持筒连通的开口部，电池的电极端子以从开口部露出的状态与引线板连接，并且，在引导部设有向外侧突出的凸部，在引线板上设有供凸部穿过的孔，在凸部穿过了孔的状态下，通过冲压加工使凸部的前端发生塑性变形来形成卡止部，或者通过热加工使凸部的前端熔融来形成卡止部，引线板配置在引导部与设于凸部的卡止部之间。

Description

电池封装体及电池封装体的制造方法

技术领域

本发明涉及在收纳了电池的电池支架上临时固定引线板的电池封装体及该电池封装体的制造方法。

背景技术

近些年，电池封装体被广泛用在电动工具、电动助力自行车、以及电动小型摩托车、混合动力机动车(HEV)或电动机动车(EV)等用途中。作为内置有多个电池的电池封装体的结构，构成为具备正负的电极端子的多个电池以在电池的延伸方向上被从两端夹入的方式收纳于一对电池支架的保持筒，从电池支架的两端面的开口部露出的电池的电极端子与引线板连接。并且，通过该引线板将多个电池以多串联及多并联的方式连接。并且，这样的电池封装体中配置有经由与电池电连接的引线板而电连接的保护电路基板。另外，在将引线板通过点焊与电池的电极端子连接时，从作业的效率化等观点出发，在将多个电池以水平维持的状态堆叠的电池支架的两端面配置引线板，并在将引线板维持成垂直姿态的状态下利用夹具等进行保持，从两侧用点焊机进行焊接。此时，在直至将电池封装体固定于夹具为止的期间，需要使引线板不从电池支架的两端面倾倒而维持垂直竖立的状态。

在此，在专利文献1所记载的电池封装体中，如图7所示，在电池支架102的两端面设有弹性肋101，在电池支架102的两端面配置的引线板105由弹性肋102卡止，从而阻止引线板105因自重而从电池支架102的两端面落下的情况。

另外，在专利文献2所记载的电池封装体中，公开了如下的结构及其制造方法：如图8所示，为了利用在电池支架202上形成的端部卡止部201和中间卡止部203这两个卡止部进行保持，使引线板205平行移动或转动，由此将引线板205临时固定并配置在电池支架202的两端面上。

【专利文献1】日本特开2005-197192

【专利文献2】日本特开2011-171125

在将引线板配置于电池支架的端面且通过在电池支架的两端面设置的弹性肋来临时固定引线板的结构中，引线板的端面对弹性肋进行按压，通过该按压使弹性肋发生变形，从而在电池支架的端面与弹性肋之间引导引线板，来防止引线板从电池支架的端面脱落的情况。但是，引线板由于形成为由金属性的材质构成的薄板状，因此强度弱，在引线板的端面按压弹性肋时，存在引线板的端面发生变形而产生制造不良这样的课题。

另外，在为了利用设于电池支架的端面上的卡止部进行保持，使引线板平行移动或转动，由此将引线板临时固定并配置在电池支架的端面上的结构中，必须由作业者来进行作业工序，存在无法实现机械自动化这样的课题。另外，在电池支架的端面上设置的卡止部配置引线板后，需要使引线板平行移动或转动这样的工序，因此需要复杂的作业，存在因作业失误而无法将引线板适当地配置于卡止部，从而导致引线板从电池支架的端面脱落这样的课题。并且，由于引线板形成为薄板形状，因此存在当使引线板平行移动或转动时，误使引线板发生变形而产生制造不良这样的课题。

发明内容

本发明为了解决这样的课题而作出，其目的在于提供一种电池封装体及该电池封装体的制造方法，从而能够防止将引线板临时固定于电池支架的端面时产生的引线板的变形，减少制造不良，并且废除了将引线板临时固定于电池支架的端面时的复杂工序。

本发明的电池封装体具备：电池；电池支架，其具备收纳电池的保持筒；引线板，其与电池的电极端子连接，所述电池封装体的特征在于，在电池支架的端面设有对引线板进行引导的引导部，在引导部形成有与保持筒连通的开口部，电池的电极端子以从开口部露出的状态与引线板连接，并且，在引导部设有向外侧突出的凸部，在引线板上设有供凸部穿过的孔，在凸部穿过了孔的状态下，通过冲压加工使凸部的前端发生塑性变形来形成卡止部，或者通过热加工使凸部的前端熔融来形成卡止部，引线板配置在引导部与设于凸部的卡止部之间。

另外，本发明的电池封装体中，电池支架由树脂制的材料形成。

并且，本发明的电池封装体中，卡止部与引线板设有间隙而配置。

本发明的电池封装体的制造方法包括：电池收纳工序，其中，将电池收纳于电池支架的保持筒；引线板配置工序，其在电池收纳工序之后进行，在该引线板配置工序中，在电池支架的端面设置对引线板进行引导的引导部，在引导部形成与保持筒连通的开口部，并且，在引导部设置向外侧突出的凸部，在引线板上设置供凸部穿过的孔，在电池的电极端子从开口部露出的状态下配置引线板，此时配置成凸部穿过了孔的状态；临时固定工序，其在引线板配置工序之后进行，在该临时固定工序中，通过冲压加工使凸部的前端发生塑性变形来形成卡止部，或者通过热加工使凸部的前端熔融来形成卡止部，使得引线板配置在引导部与设于凸部的卡止部之间而被临时固定；引线板连接工序，其在临时固定工序之后进行，在该引线板连接工序中，将电池的电极端子和引线板连接。

【发明效果】

在本发明的电池封装体中，在电池支架的端面设置的凸部以穿过引线板的孔的方式配置，凸部的前端通过冲压加工或热加工而形成卡止部，通过该结构，具备如下的效果：能够将引线板可靠地临时固定于电池支架的端面，防止在电池与引线板焊接时引线板从电池支架脱落的情况。另外，在本发明的电池封装体中，没有将引线板的端面向弹性肋按压，因此能够防止引线板的端面发生变形所导致的制造不良的产生。而且，能够废除将引线板向电池支架的端面配置时的复杂作业，使生产率提高。

另外，在本发明的电池封装体中，电池支架由树脂制的材料形成，因此在通过冲压加工使凸部的前端发生塑性变形来形成卡止部时，与金属制的电池支架相比，能够减小冲压的载荷。这是由于树脂的硬度比铝等金属的硬度低的缘故。另外，由于电池支架由树脂制的材料形成，因此在通过热加工使凸部的前端熔融来形成卡止部时，与金属制的电池支架相比，能够降低在凸部的前端配置的金属棒的热量。

而且，在本发明的电池封装体中，在凸部的前端形成的卡止部与引线板之间具有间隙。因此，在以与电池支架的端面正交的方式延伸的电池中，即使是产生了电池的延伸方向上的尺寸公差，也能够与尺寸公差对应而使引线板在间隙之间移动，因此能够适当地进行电池的电极端子与引线板的连接。

在本发明的电池封装体的制造方法中，在电池支架的端面的凸部穿过了引线板的孔的状态下，通过冲压加工使凸部的前端发生塑性变形来形成卡止部，或者通过热加工使凸部的前端熔融来形成卡止部，因此能够在将引线板可靠地临时固定于电池支架的端面的状态下将电池的电极端子和引线板连接。另外，在电池支架的端面上配置引线板之后，对电池支架的端面的凸部的前端进行加工来形成卡止部，由此能够在电池支架的端面上临时固定引线板，因此能够简化作业工序，能够减少基于作业者的加工的偏差。

附图说明

图1是本发明的实施方式中的电池封装体的立体图。

图2是图1所示的电池封装体的分解立体图。

图3(a)是图2所示的电池芯包的右侧侧视图。图3(b)是图2所示的电池芯包的左侧侧视图。

图4是表示凸部处的冲压加工前的状态的图3(a)中的A-A线的局部放大剖视图。

图5是表示凸部处的热熔敷加工前的状态的图3(a)中的A-A线的局部放大剖视图。

图6是表示凸部处的冲压加工后或热熔敷加工后的状态的图3(a)中的A-A线的局部放大剖视图。

图7是表示在现有例的电池封装体的电池支架上临时固定有引线板的状态的立体图。

图8是表示在另一现有例的电池封装体的电池支架上临时固定有引线板的状态的立体图。

【符号说明】

1…电池

11…电极端子

2、102、202…电池支架

21…电池支架单元

22…保持筒

23…开口部

24…引导部

25…凸部

26…卡止部

27…间隙

28…电池支架的端面

3…电池封装体

4…外装壳体

4A…第一壳体

4B…第二壳体

5、105、205…引线板

51…孔

6…电路基板

7…电池芯包

8…冲压棒

9…金属棒

101…弹性肋

201…端部卡止部

203…中间卡止部

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的实施例进行说明。其中，以下所示的实施例为例示出用于将本发明的技术思想具体化的电池封装体的实施例，记载了构件的形状、尺寸、材质等，但本发明并没有将电池封装体限定于此。

<电池封装体3的结构>

图1及图2所示的本发明的电池封装体3主要装配于电子设备主体，来向电子设备主体供给电力。在这样的目的下使用的电池封装体3中具备：电池支架2，其使多个电池1成为彼此平行的姿态，在电池1的两端具备正负不同的电极端子11，该电池支架2将这些电极端子11配置在同一面上且配置成多层多列；引线板5，其与收纳在该电池支架2中的电池1的电极端子11连接，从而将相邻的电池1以串联和并联的方式连接。尤其就本发明来说，为了在电池1与引线板5的连接工序中将电池1和引线板5无错位地准确连接，具备将引线板5向电池支架2临时固定的结构。以下，作为实施方式，对在电池支架2上临时固定引线板5的结构及其制造方法进行记述，但本发明的电池封装体3没有限定为该结构。

如图2的电池封装体3的分解立体图所示，将多个电池1以两端部的电极端子11配置在同一面上且彼此平行的姿态配置并收纳保持于电池支架2。另外，该电池支架2通过将一对电池支架单元21嵌合而构成，一方的电池支架单元21具备供电池1的端部插入来收纳电池1的保持筒22。电池支架2由作为绝缘材料的塑料等热塑性树脂形成。并且，在一方的电池支架单元21的保持筒22中收纳有电池1的状态下，配置另一方的电池支架单元21并使这两方的电池支架单元21连结，由此形成覆盖电池1的端面以外的侧面这样的电池收纳部。通过一对电池支架单元21来收纳保持多个电池1。

如图2及图3所示，电池支架2将多个电池1配置成多层多列并保持于固定位置。另外，电池1的电极端子11以从在电池支架的端面28上设置的开口部23露出的状态与引线板5连接。而且，电池1经由该引线板5与电路基板6连接。该电路基板6配置在位于电池支架2的端面28彼此之间的电池支架2的上表面。

如以上那样，利用电池支架2将多个电池1保持在规定的位置，将电路基板6固定在基板支架的上表面，而且，将各电池1的电极端子11与引线板5连接，并经由该引线板5与电路基板6连接，由此形成电池芯包7。

另外，外装壳体4由第一壳体4A和第二壳体4B构成，如图2所示，从电池芯包7的两端面将第一壳体4A和第二壳体4B以彼此面对的方式配置并连结，由此收纳电池芯包7而形成电池封装体3。另外，外装壳体4通过对塑料进行成形来制作，但是材质不局限于塑料，考虑到散热性也可以采用铝等的金属构件。

电池1为能够充电的锂离子二次电池，但没有限定为锂离子电池，也可以为镍氢电池或镍镉电池等能够充电的电池。而且，在本实施例的电池封装体3中使用了圆筒型电池，但没有限定于此，也可以使用方型电池或扁平形电池。电池芯包7中，将电池1以平行的姿态且多层多列排列的方式收纳于电池支架2。本实施例的电池封装体3使用了39根圆筒形电池，以13串联3并联的方式进行电连接。如图3所示，电池支架2将39根电池1适当配置。

如图3(a)、(b)所示，在电池支架的端面28上，以从电池支架的端面28凹陷设置的方式形成有对形状彼此不同的引线板5进行引导的引导部24。另外，在该引导部24以与收纳电池1的保持筒22连通的方式设有孔51，该孔51成为使电池1的电极端子11露出的开口部23。另外，在引导部24形成有多个开口部23。

在本实施例中，使用了形状彼此不同的14张引线板5，包括3并联用的2张引线板和2串联3并联用的12张引线板。在图3(a)的电池芯包的右侧视图中，示出了配置有3并联用的1张引线板和2串联3并联用的6张引线板的结构。在图3(b)的电池芯包的左侧视图中，示出了配置有3并联用的1张引线板和2串联3并联用的6张引线板的结构。3并联用的引线板与3根电池1的电极端子11连接，2串联3并联用的引线板与6根电池1的电极端子11连接。上述形状不同的14张引线板5配置于在电池支架的端面28上设置的引导部24。

如图2所示，电池支架的端面28位于作为电池收纳部的保持筒22的两端且以彼此平行的姿态设置。电池支架的端面28以与保持筒22正交的方式成形。另外，该电池支架的端面28形成为沿着外装壳体4的内部形状的形状。另外，开口部23与电池支架的端面28处的保持筒22连通而形成。该开口部23以使电池1的电极端子11露出的方式形成。电池1的电极端子11自该开口部23而从电池支架的端面28的外表面露出。

另外，如图2所示，开口部23在从电池支架的端面28的外表面12A观察时凹陷设置。开口部23为与电池1的端部截面一致的圆形形状，且开口部23的直径比电池1的端面的直径小，由此避免电池1从开口部23脱落。即，在电池支架2的电池收纳部配置的电池1通过使电池1的端部与开口部23的保持筒22侧的外缘抵接而保持并固定于固定位置。

在对设置于电池支架的端面28上的引线板5进行引导的引导部24设有多个开口部23，并设有从位于开口部23彼此之间的端面突出的凸部25，而且，在引线板5上设有供凸部25穿过的孔51，通过将引线板5配置于引导部24，由此成为凸部25穿过引线板5的孔51的状态。该凸部25的前端通过冲压加工而发生塑性变形或者通过热熔敷加工而发生熔融变形，从而形成卡止部26。如图4及图5所示，在本实施例中，凸部25的形状呈圆柱状，就尺寸而言，截面的直径为1.5mm且高度为2.5mm。另外，在本实施例中，凸部25的形状为圆柱状的形状，但没有特别限定为该形状，也可以为多边形的柱状、圆锥形状或圆锥台形状等。

在图4中，示出了在引线板5配置于电池支架的端面28的引导部24且凸部25穿过了引线板5的孔51的状态下，对凸部25的前端部进行冲压加工的结构。对该凸部25的前端部进行冲压加工的工具具备对凸部25的前端部进行按压而使其发生塑性变形的冲压棒8。工具的冲压棒8的端面对凸部25的前端部进行按压而使其发生塑性变形，如图6所示，成为如下结构：形成从凸部25的前端部的端面向水平方向突出的卡止部26，在引导部24与设于凸部25的卡止部26之间配置引线板5。因此，卡止部26以截面积比被冲压棒8的端面按压前的凸部25的前端部的截面积大的方式形成，成为使引线板5的孔51不会从凸部25脱落的底切(undercut)的形状。该凸部25的前端部通过冲压加工而形成为使引线板5的孔51不会从凸部25脱落的底切的形状，由此能够在电池支架的端面28的引导部24临时固定引线板5。

在图5中，示出了在引线板5配置于电池支架的端面28的引导部24且凸部25穿过了引线板5的孔51的状态下，对凸部25的前端部进行热熔敷加工的结构。图5所示的热熔敷加工使用通过金属棒9进行的热熔敷加工方法。如图5所示，使金属棒9与该凸部25的前端部抵接，从而使凸部25的前端部熔融来形成从凸部25的前端部的端面向水平方向突出的卡止部26。由此，成为在引导部24的外表面与设于凸部25的前端的卡止部26之间配置引线板5的结构。因此，卡止部26由从被热加工之前的凸部25的前端部的端面向水平方向突出的熔融树脂构成，形成为使引线板5的孔51不会从凸部25脱落的底切的形状。该凸部25的前端部通过热熔敷加工来形成卡止部26，并形成为使引线板5的孔51不会从凸部25脱落的底切的形状，由此能够在电池支架的端面28的引导部24临时固定引线板5。在本实施例中，使用了通过金属棒9进行的热熔敷加工方法，但不局限于该加工方法，也可以使用超声波熔敷或激光焊接加工等方法。

在图6中，示出了冲压加工后或热熔敷加工后的凸部25。因冲压加工与热熔敷加工在加工方法上有所不同，从而使形成的卡止部26的表面或截面处的形状不同，在图6中，图示出的是示意性形状的卡止部26。冲压加工后或热熔敷加工后形成的卡止部26与配置于引导部24的引线板5之间具备间隙27。在实施例中，间隙27的尺寸约为0.5mm。通过具备该间隙27，由此能够吸收电池1的延伸方向上的尺寸公差。例如，在电池1的延伸方向上的尺寸比规定值大0.4mm左右时，能够在间隙27的尺寸即0.5mm的范围内使引线板5向卡止部26侧移动，因此能够吸收电池1的延伸方向上的尺寸公差。需要说明的是，电池支架2的保持筒22的延伸方向上的尺寸设定为与电池1的延伸方向上的尺寸公差的最大值一致。

另外，如图6所示，引线板5配置于电池支架的端面28的引导部24，在电池支架的端面28设置的凸部25穿过引线板5的孔51而配置，凸部25的前端部通过冲压加工或热熔敷加工而形成卡止部26，从而将引线板5临时固定于电池支架2。通过该结构，能够在电池支架的端面28的引导部24可靠地临时固定引线板5，因此能够防止引线板5的脱落。另外，在凸部25的前端部通过冲压加工或热熔敷加工而形成卡止部26时，引线板5上未作用有负载，因此能够防止引线板5的变形。这样，在电池支架的端面28的引导部24临时固定引线板5之后，将电池1的电极端子11和引线板5利用点焊来连接，从而形成电池芯包7。

<电池封装体3的制造方法>

以下，对电池封装体3的制造方法中的主要工序进行记载。

(a)首先，进行电池收纳工序，在该工序中，将电池1以正负极的朝向与预先规定的朝向一致的方式配置于一对电池支架单元21中的一方的电池支架单元21的保持筒22，之后使另一方的电池支架单元21与一方的电池支架单元21嵌合。通过该工序，将电池1收纳于电池支架2的保持筒22。

(b)接着，在将电池1收纳于电池支架2的(a)工序之后，进行引线板配置工序，在该工序中，在电池支架的端面设置对引线板进行引导的引导部，在引导部形成与保持筒连通的开口部，并且，在引导部设置向外侧突出的凸部，在引线板上设置供凸部穿过的孔，在电池的电极端子从开口部露出的状态下配置引线板，此时配置成凸部穿过了孔的状态。

(c)然后，在引线板配置工序之后，进行临时固定工序，在该工序中，通过冲压加工使凸部的前端发生塑性变形来形成卡止部，或者通过热加工使凸部的前端熔融来形成卡止部，使得引线板配置在引导部与设于凸部的卡止部之间而被临时固定。

(d)接着，在临时固定工序之后，进行引线板连接工序，在该工序中，在电池支架的端面28设置的引导部24上临时固定有引线板5的状态下，以一方的电池支架的端面28成为底面的方式配置于作业台，将另一方的电池支架的端面28侧的电池1的电极端子11和引线板5利用点焊来连接，之后，以另一方的电池支架的端面28成为底面的方式配置于作业台，将一方的电池支架的端面28侧的电池1的电极端子11和引线板5利用点焊来连接。

(e)然后，在引线板连接工序之后，进行组装工序，在该工序中，在连接有引线板5的电池支架2的上表面配置电路基板6，制作出电路基板6与引线板5连接着的电池芯包7，将电池芯包7收纳于外装壳体4。通过以上的主要工序来制造实施例的电池封装体3。

Claims (4)

1.一种电池封装体，其具备：

电池；

电池支架，其具备收纳所述电池的保持筒；

引线板，其与所述电池的电极端子连接，

所述电池封装体的特征在于，

在电池支架的端面设有对所述引线板进行引导的引导部，在所述引导部形成有与所述保持筒连通的开口部，所述电池的所述电极端子以从所述开口部露出的状态与所述引线板连接，

并且，在所述引导部设有向外侧突出的凸部，在所述引线板上设有供所述凸部穿过的孔，在所述凸部穿过了所述孔的状态下，通过冲压加工使所述凸部的前端发生塑性变形来形成卡止部，或者通过热加工使所述凸部的前端熔融来形成卡止部，

所述引线板配置在所述引导部与设于所述凸部的所述卡止部之间。

2.根据权利要求1所述的电池封装体，其特征在于，

所述电池支架由树脂制的材料形成。

3.根据权利要求1或2所述的电池封装体，其特征在于，

所述卡止部与所述引线板设有间隙而配置。

4.一种电池封装体的制造方法，其特征在于，包括：

电池收纳工序，其中，将电池收纳于电池支架的保持筒；

引线板配置工序，其在所述电池收纳工序之后进行，在该引线板配置工序中，在所述电池支架的端面设置对引线板进行引导的引导部，在所述引导部形成与保持筒连通的开口部，并且，在所述引导部设置向外侧突出的凸部，在所述引线板上设置供所述凸部穿过的孔，在所述电池的电极端子从所述开口部露出的状态下配置所述引线板，此时配置成所述凸部穿过了所述孔的状态；

临时固定工序，其在所述引线板配置工序之后进行，在该临时固定工序中，通过冲压加工使所述凸部的前端发生塑性变形来形成卡止部，或者通过热加工使所述凸部的前端熔融来形成卡止部，使得所述引线板配置在所述引导部与设于所述凸部的所述卡止部之间而被临时固定；

引线板连接工序，其在所述临时固定工序之后进行，在该引线板连接工序中，将所述电池的电极端子和所述引线板连接。