CN1395327A - 封装电池及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明拟解决的课题是如何使封装电池的赎罪输出端子插入树脂成形部件的正确位置上。为解决上述课题本发明采取的措施是，封装电池具有电池2、引出该电池2的电极2C的输出端子3、与电池2连接并保持输出端子3的成形支架4。该封装电池至少使电池2和成形支架4之间的连接件在树脂成形部件1中插入成形。树脂成形部件1使输出端子3的表面露出，并将电池2和输出端子3以及成形支架4共为一体地连接起来。

Description

封装电池及其制造方法
技术领域：
本发明涉及封装(パック)电池的制造方法，特别是涉及在成形塑料制外装壳体的工序中将电池和输出端子插入(ィンサ一ト)成形而构成的封装电池及其制造方法。
背景技术：
将封装电池的外装壳体作为树脂成形部件，将电池插入其中而形成的封装电池已经开发出来了。该种封装电池记载于特开2000-315483号公报。该封装电池如图1所示，在成形作为外装壳体的树脂成形部件时，将印刷电路基片5和电池2插入并固定。该封装电池不需要象以往的封装电池一样将电池和印刷电路基片装入单独成形的壳体中再加以组装。在成形作为壳体的树脂成形部件的工序中，将印刷电路基片和电池固定到规定的位置上，从而能够进行低成本的批量生产。
但是，实际上如按图1所示来批量生产封装电池时，存在合格品率低的问题。这是因为很难将树脂成形部件成形为准确的形状，特别是将印刷电路基片5插入树脂成形部件的封装电池，印刷电路基片5的尺寸误差导致成形困难。虽然是将印刷电路基片5暂时固定在成形室内再插入到树脂成形部件中，但存在误差的印刷电路基片5不能暂时固定到模具10的准确位置上，这是因为印刷电路基片5是以被嵌装或是被夹持在模具10上的构造而被暂时固定在成形室11的规定位置上的。嵌装或是夹持着印刷电路基片5在成形室11中进行暂时固定的模具10，被设计成可以嵌装或夹持最大尺寸的印刷电路基片进行暂时固定。因此，不能将比最大尺寸小的印刷电路基片暂时固定到准确的位置上，而且也不能牢固地暂时固定。而未被牢固地暂时固定到成形室的印刷电路基片，进而容易因注入到成形室内的熔融树脂而引起错位。而且，如果是将输出端子固定到印刷电路基片上并使该输出端子露出到树脂成形部件外部的封装电池，还存在使树脂附着在输出端子表面的弊端。成形使输出端于露出到树脂成形部件外部的树脂成形部件的模具如图2所示，在露出部分必需与输出端子3的表面作无间隙的紧密接触。如果在此处形成间隙，则会如图2的点划线所示，在输出端子3和模具10之间有树脂14侵入并将输出端子3包覆起来。特别是在利用生产效率高的挤压(注射)成形的情况下，由于以极高的压力将熔融合成树脂注入到成形室内，所以即使是细微的间隙，熔融树脂也会侵入，使成品率降低。输出端子的表面粘附了树脂的封装电池不能使其输出端子与电子设备的电源端子接通，因而成为不合格产品。
不能将印刷电路基片等插入准确位置的封装电池如图1所示，不将输出端子埋设到树脂成形部件中，而将具有输出端子的连接器16连接到引线15的顶端。这种结构的封装电池由于未将输出端子埋设在树脂成形部件中，因而成品率提高。但是，由于需要连接引线15而使制造费功夫，不仅如此，模具10的暂时固定也费功夫。这是因为要在将引线15引出模具10的外部的状态下才能暂时固定到成形室11中。此外，该种封装电池还有引线容易断线的缺点。还有，安装具有引线的封装电池的电子设备需要拥有收容引线和连接器的空间，所以存在收容封装电池的空间大的缺点。
发明内容
本发明以克服上述缺点为目的。本发明的重要目的在于，提供一种能够将输出端子插入到树脂成形部件的正确位置中的封装电池及其制造方法。
本发明的封装电池包括电池2，和引出该电池2的电极2C的输出端子3，和连接电池2并保持输出端子3的成形支架4；该封装电池至少电池2和成形支架4的连接件在树脂成形部件1中插入成形。输出端子3的表面从树脂成形部件1露出，电池2和输出端子3以及成形支架4被整体地连接起来。
本发明的封装电池最好是将输出端子3固定在印刷电路基片5上，并在该印刷电路基片5和电池2之间配设成形支架4。印刷电路基片5可以平行地配设在电池2的端面上。该印刷电路基片5通过引导片7连接在电池2的正负电极2C上。该封装电池通过将成形支架4夹持并保持在印刷电路基片5和电池2之间，再将印刷电路基片5和成形支架4以及电池2的端部在树脂成形部件1中插入成形。
树脂成形部件1最好具有配设在能遮盖电池2两端的位置上的端部封堵件1A，和连接设在电池2的两端上的端部封堵件1A的连接件1B。连接件1B可以处在电池2的外装壳2A的拐角部分上。而且，电池2的外装筒2A的拐角部分可以是倒角，使连接件1B处在成为倒角的拐角部分上。
本发明的制造方法用于制造一种封装电池，所述封装电池包括电池2，和引出该电池2的电极2C的输出端子3，和连接电池2并保持输出端子3的成形支架4；根据该制造方法，将成形支架4和输出端子3以及电池2暂时固定在模具10中，再向模具10的成形室11内注入熔融状态的合成树脂。而且，根据该方法，至少使电池2和成形支架4的连接件在用模具10成形的树脂成形部件1中插入成形的同时，还成形为使输出端子3的表面从树脂成形部件1露出，并用树脂成形部1将电池2和输出端子3以及成形支架4整体地连接起来。
根据本发明的制造方法，可以将输出端子3固定在印刷电路基片5上，在该印刷电路基片5和电池2之间配设成形支架4并在树脂成形部件1中插入成形。印刷电路基片5可以平行地配设在电池2的端面上，该印刷电路基片5通过引导片7连接在电池2的正负电极2C上。将成形支架4夹持并保持在印刷电路基片5和电池2之间并暂时固定在模具10中，向模具10的成形室11内注入熔融状态的合成树脂，以使印刷电路基片5和成形支架4以及电池2的端部在树脂成形部件1中插入成形。
根据本发明的制造方法，由配设在能遮盖电池2两端的位置上的端部封堵件1A、和连接设在电池2的两端上的端部封堵件1A的连接件1B构成的树脂成形部件1可以由模具10成形。该树脂成形部件1最好成形为能使连接件1B处在电池2的外装壳2A的拐角部分上。该树脂成形部件1可以通过将外装筒2A的拐角部分成为倒角的电池2暂时固定在模具10中，使连接件1B成形为处在成为倒角的外装筒2A的拐角部分上。
本发明的封装电池及其制造方法具有能将输出端子插入到树脂成形部件的正确位置上的特点。这是由于本发明的封装电池及其制造方法是通过与树脂成形部件分开成形的成形支架将输出端子连接到电池上后，再将成形支架和输出端子以及电池插入树脂成形部件成形。成形支架与电池的外装筒等相比可以以极高的精度成形。因此，通过成形支架将输出端子连接到电池上的结构能够将输出端子配置到电池的正确位置上，并同时插入到树脂成形部件中。由此，能够将输出端子插入到树脂成形部件的正确位置上的本发明的封装电池及其制造方法，在成形树脂成形部件时，能够有效地防止树脂侵入到输出端子和模具之间而将输出端子的表面包覆，从而使成品率提高。
附图的简要说明
图1是显示以往的封装电池的制造工序的斜视图。
图2是显示将输出端子露出在树脂成形部件的外部的封装电池制造工序的截面图。
图3是本发明的一个实施例的封装电池的斜视图。
图4是图3所示的封装电池的分解斜视图。
图5是本发明的另一个实施例的封装电池的斜视图。
图6是图5所示的封装电池的分解斜视图。
图7是显示图3所示的封装电池的树脂成形部件的连接件的横断面图。
图8是显示图5所示的封装电池的树脂成形部件的连接件的横断面图。
图9是显示用于成形图3所示的封装电池的树脂成形部件的模具的纵断面图。
图10是显示用于成形图3所示的封装电池的树脂成形部件的模具的横断面图。
图11是显示用于成形图5所示的封装电池的树脂成形部件的模具的纵断面图。
图12是显示用于成形图5所示的封装电池的树脂成形部件的模具的横断面图。
实施例
以下结合附图说明本发明的实施例。但是以下所述的实施例仅示出了将本发明的技术思想加以具体化了的封装电池及其制造方法的例子，本发明的封装电池及其制造方法并不受以下实施例的限定。
另外，在本说明书中，为了便于对权利要求的理解，将实施例中对各构件赋予的标号同样记载于权利要求书和发明内容部分中的相应的构件之后，但权利要求书中记载的构件不由实施例的构件所限定。
图3至图6所示的封装电池是将电池2和成形支架4以及输出端子3在树脂成形部件1中成形并固定。图4和图6是显示将图3和图5的封装电池所具有的零部件分解后的斜视图。在这些斜视图中，为了便于理解树脂成形部件1的形状，示出了将树脂成形部件1从其它零部件分离后的状态。但在实际的封装电池中，由于各个零部件是在树脂成形部件1中插入成形的，所以并非图中所示一样被分解开。另外，为了便于理解在树脂成形部件1中插入的各个零部件，上述各斜视图示出了将印刷电路基片5和成形支架4和PTC元件6以及电池2分离后的状态。但是在作为封装电池组装后的状态中，固定有输出端子3的印刷电路基片5、和成形支架4、和PTC元件6以及电池2均插入并固定在树脂成形部件1中。
在这些图中所示的封装电池具有电池2、固定有与上述电池2连接的输出端子3的印刷电路基片5、和通过该印刷电路基片5将输出端子固定于规定位置上的成形支架4。
电池2是锂离子电池、镍氢电池、镍铬电池等可充电的二次电池(蓄电池)。而且，图中的电池2为薄的方形电池，将外装筒2A的两侧构成为弯曲面，在外装筒四角的拐角部分形成倒角形状。如果薄方形电池使用锂离子电池，则具有充电容量相对于封装电池整体容量变大的特点。
图中的封装电池具有用于将输出端子3临时固定到正确的位置上并插入到树脂成形部件1中的成形支架4。成形支架3与树脂成形部件1分开用塑料成形。该成形支架4可将输出端子3配设到电池2的规定位置上并插入到树脂成形部件中。由于图中的封装电池将输出端子3固定在印刷电路基片5上，所以成形支架4将将印刷电路基片5配设到电池2的规定位置上。该封装电池将输出端子3固定在印刷电路基片5上，通过印刷电路基片5将输出端子3插入到树脂成形部件1中并固定到固定的位置上。虽然图未示出，但本发明的封装电池不一定必需将输出端子固定在印刷电路基片上。该封装电池在输出端子和电池之间配设成形支架，将输出端子和成形支架和电池插入树脂成形部件中，即可将输出端子固定到固定的位置上。
固定有输出端子3的印刷电路基片5还安装了实现电池2的保护电路的电子零部件。图中的印刷电路基片5比薄方形电池的封口板2B的长度短，比封口板2B的宽度窄。封口板2B处在电池2的端部上。因此，电池2的端部的形状即是封口板2B的形状。输出端子3利用锡焊焊固定在印刷电路基片5。印刷电路基片5通过PTC元件6和引线板7与电池2的正负极相连接。成形支架4被夹持在印刷电路基片5和电池2之间，直至树脂成形部件1成形为止被保持在固定的位置上。
成形支架4通过印刷电路基片5将输出端子3配设到相对于电池2的规定位置上，与此同时，将固定有输出端子3的印刷电路基片5和电池2临时固定到模具10的规定位置上。图4的成形支架4将印刷电路基片5配设成离开电池2的一个端面，与作为封口板2B的电池端面平行。该成形支架4整体形状形成为筒状。筒状的成形支架4与封口板2B垂直地配设周壁4A，以将印刷电路基片5支承成与封口板2B平行。而且，筒状的成形支架4的宽度(W)和长度(L)与印刷电路基片5的外形相等，构成能够以被埋设在树脂成形部件1的内部的状态进行插入的形状。而且，成形支架4在成形为长方形的筒状的中央部分上与中间连接件4B整体成形。中间连接件4B设有供封口板2B的凸部电极嵌入的嵌入部(在图4中位于背面)。该成形支架4可通过将凸部电极装入嵌入部而将成形支架4连接到电池2的规定位置上。
图中的成形支架4设有在与电池2的封口板2B相接触的状态下使塑料流入内侧的间隙8。该成形支架4还可将树脂成形部件1的塑料注入到内侧并牢固地插入到树脂成形部件1中。但是成形支架4不一定必需将树脂成形部件1的塑料注入到内部。此外，图中的成形支架4还设有使固定在印刷电路基片5的一端上的引线板7贯通的贯通孔(图未示出)。具有该种形状的成形支架4可将固定在印刷电路基片5上的引线板7装入贯通孔中，以将印刷电路基片5连接到固定的位置上。
该种形状的成形支架4被夹持在印刷电路基片5和电池2之间，以将印刷电路基片5配设到电池2的规定位置上。印刷电路基片5在夹持成形支架4的状态下通过PTC元件6和引线板7被连接到电池2的正负电极2C上。印刷电路基片5一旦由PTC元件6和引线板7连接后，夹持在印刷电路基片5和电池2之间的成形支架4便被保持在规定位置上。印刷电路基片5也可以通过粘结而更加牢固地固定到成形支架4上。
图6的成形支架4将输出端子3配设成与电池2的作为封口板2B的端面垂直。该成形支架4也成形为筒状并支承印刷电路基片5。但该将成形为筒状的周壁4A配设成与封口板2B平行。该成形支架4呈由中间连接部4B将两个筒平行连接后的形状。中间连接部为两个筒之间，在中间连接部的上方设有供封口板2B的凸部电极嵌入的嵌入部4C。筒状成形支架4通过使与封口板2B对置的周壁4A较高，以阻止印刷电路基片5错位。该成形支架4由周壁4A的高度来确定宽度(W)。
该种形状的成形支架4也将印刷电路基片5配设到电池2的规定位置上。印刷电路基片5一旦通过PTC元件6和引线板7连接到电池2的正负电极2C上后，印刷电路基片5便被保持到成形支架4的规定位置上。成形支架4被插入树脂成形部件1中并被固定到规定位置上。因此，印刷电路基片5只要能在树脂成形部件1成形之前一直将成形支架4临时保持在规定位置上即可。但是，印刷电路基片5也可以通过粘结固定到成形支架4上。
树脂成形部件1在成形合成树脂的工序中插入输出端子3和成形支架4和电池2。输出端子3被固定在印刷电路基片5上。因此树脂成形部件1将输出端子3和印刷电路基片5一起插入。图中的封装电池不是将电池2整体埋设于树脂成形部件5中而插入。电池2以使凸部电极侧的表面与树脂成形部件1紧密接触的状态被插入。该封装电池的特点是能够使外形缩小。但是也可以通过将电池的一部分或全部埋设到树脂成形部件中的形式进行插入而得到牢固坚韧的结构。
图4和图6的树脂成形部件1由设在封堵电池2的两端的位置上的端部封堵件1A和连接一对端部封堵件1A的连接件1B构成，并且是整体共为一体地形成。位于电池2的凸部电极侧、即封口板2B侧的端部封堵件1A在埋设印刷电路基片5和成形支架4以及电池2的端部的状态下成形。位于外装筒2A的底部的端部封堵件1A成形为沿着图3和图4的封装电池的底面外周的形状，在图5和图6的封装电池中，成形为包覆底面整个面的形状、即成形为底面形状。
连接件1B位于电池2的外装筒2A的拐角部分。图4和图6的电池2是在外装筒2A的拐角处形成倒角的薄方形电池，在形成倒角的拐角部分配设连接件1B。图3的封装电池如图7的截面图所示，在成为图中的外装筒2A的下侧的拐角部分配设连接件1B。图5的封装电池如图8的截面图所示，在图中的外装筒2A的上侧的拐角部分配设连接件1B。连接件1B以不使封装电池的外形变大的形式配设于形成倒角的外装筒2A的拐角部分。在上述这些图中所示的树脂成形部件1用两个连接件1B连接一对端部封堵件1A，但是也可以在外装筒的四角设置连接件，用四个连接件连接一对端部封堵件。
以上的封装电池按下述制造。
1、在印刷电路基片5上固定输出端子3和保护电路的电子零部件(图未示出)。
2、通过引线板7和PTC元件6将印刷电路基片5连接到电池2上。PTC元件6配设在成形支架4和电池2之间。将PTC元件6和引线板7的一端用点焊与电池2连接，另一端用点焊与连接在印刷电路基片5上的引线板7连接。在将印刷电路基片5与电池2连接时，在印刷电路基片5和电池2之间配设成形支架4。成形支架4处在印刷电路基片5和电池2之间，将印刷电路基片5和电池2连接到正确的相对位置上。
在上述工序中，通过将印刷电路基片5和成形支架4以及电池2连接为一体而构成了电池组件。
3、将电池组件组装到模具的成形室后将模具合模。经过合模的模具10如图9至图12所示，具有用于成形树脂成形部件1的空隙12。向该空隙12注入经加热熔融的合成树脂来成形树脂成形部件1。熔融的合成树脂从在模具10上开凿的注液孔10A注入。注液孔10A被设置成与模具10的空隙12连通。而且，模具10具有用于将电池组件临时固定到规定位置上的定位凸起13。定位凸起13与成形支架4或印刷电路基片5的表面接触，以将电池组件临时固定到正确的位置上。
图9和图10示出了用于制造图3中的封装电池的模具10的截面图。这些图所示的是通过使模具10的定位凸起13抵挡成形支架4的表面而将其临时固定到规定位置时的状态。这些图中的定位凸起13通过从上下夹持成形支架4而阻止其在上下错位。而且，图10中的模具10用定位凸起13抵挡输出端子3的表面，并且使电池2的底部与模具10的成形室11的内面对接，以阻止电池组件在纵向错位。抵挡输出端子3的表面的定位凸起13使输出端子3露出到树脂成形部件1的外部。
图11和图12示出了用于制造图5中的封装电池的模具10的截面图。这些图所示的是通过使模具10的定位凸起13抵挡输出端子3的表面而将印刷电路基片5和成形支架4临时固定到规定位置时的状态。这些图中的模具10用定位凸起13抵挡输出端子3的表面，并且使成形支架4的下面与模具10的成形室11的内面对接，以阻止印刷电路基片5和成形支架4在上下方向上错位。而且，如图12所示，成形支架4构成为下侧的隅角部分沿着模具10的拐角的内面的形状，一阻止在左右方向上的错位。抵挡印刷电路基片5的上面的定位凸起13通过抵挡输出端子3的表面而使使输出端子3露出到树脂成形部件1的外部。而且，图11的模具10使从成形支架4的顶端面突出的凸起4D与模具10的成形室11的内面对接，并且用模具10的定位凸起13抵挡电池2的底部，以阻止电池组件的纵向错位。
4、向成形室压入经加热熔融的合成树脂。熔融的合成树脂侵入到成形室11的空隙12中，从而成形树脂成形部件1。成形后的树脂成形部件1整体成形为由连接件1B将端部封堵件1A连接起来的形状。一侧的端部封堵件1A插入印刷电路基片5和成形支架4以及电池2后将之固定到规定位置上。插入成形支架4并将之固定的端部封堵件1A最好侵入到筒状成形支架4的内部以牢固地固定成形支架4。为了向成形支架4的内部注入端部封堵件1A的合成树脂，在成形支架4设置用于将合成树脂引入其内部的间隙8。但是不一定必需使合成树脂侵入成形支架4的内部。图9和图11的模具10以与电池2的两面构成同一平面的方式成形端部封堵件1A。用该模具10成形树脂成形部件1而制造的封装电池可以使其整体厚度与电池2一样薄。但是，模具也可以在将电池埋设于树脂成形部件1中的状态下进行成形，该种模具用定位凸起将电池临时固定到规定位置后成形树脂成形部件。
5、在以上的工序中，电池组件是将输出端子3和印刷电路基片5以及成形支架4和电池2插入树脂成形部件1中并固定到规定位置上。之后，在该电池组件的表面包覆软管9构成完成的封装电池。软管9使用热收缩软管。热软管装入电池组件后经加热收缩而紧密结合于电池组件的表面。

Claims (10)

1、一种封装电池，具有电池(2)、和引出该电池(2)的电极(2C)的输出端子(3)、和与电池(2)连接并保持输出端子(3)的成形支架(4)；至少使电池(2)和成形支架(4)之间的连接件在树脂成形部件(1)中插入成形，而且树脂成形部件(1)使输出端子(3)的表面露出，并将电池(2)和输出端子(3)以及成形支架(4)共为一体地连接起来而构成。
2、如权利要求1所述的封装电池，输出端子(3)被固定在印刷电路基片(5)上，成形支架(4)配设在印刷电路基片(5)和电池(2)之间。
3、如权利要求2所述的封装电池，印刷电路基片(5)被配置成与电池(2)的端面平行，该印刷电路基片(5)通过引线板(7)与电池(2)的正负电极(2C)连接，在印刷电路基片(5)和电池(2)之间夹持并保持有成形支架(4)，印刷电路基片(5)和成形支架(4)以及电池(2)的端部在树脂成形部件(1)中插入成形。
4、如权利要求1所述的封装电池，树脂成形部件(1)由配置在遮盖电池(2)的两端的位置上的端部封堵件(1A)、和连接配置在电池(2)的两端上的端部封堵件(1A)的连接件(1B)构成，连接件(1B)位于电池(2)的外装筒(2A)的拐角部分。
5、如权利要求4所述的封装电池，电池(2)的外装筒(2A)的拐角部分形成为倒角，连接件(1B)位于该形成了倒角的拐角部分。
6、一种具有电池(2)、和引出该电池(2)的电极(2C)的输出端子(3)、和与电池(2)连接并保持输出端子(3)的成形支架(4)的封装电池制造方法，
将成形支架(4)和输出端子(3)以及电池(2)临时固定在模具(10)中，向模具(10)的成形室(11)注入熔融状态下的合成树脂，至少将电池(2)和成形支架(4)之间的连接件在由模具(10)成形的树脂成形部件(1)中插入成形，而且使输出端子(3)从树脂成形部件(1)的表面露出，并用树脂成形部件(1)将电池(2)和输出端子(3)以及成形支架(4)共为一体地连接起来。
7、如权利要求6所述的封装电池制造方法，将输出端子(3)固定到印刷电路基片(5)上，将成形支架(4)配设到印刷电路基片(5)和电池(2)之间并在树脂成形部件(1)中插入成形。
8、如权利要求7所述的封装电池制造方法，将印刷电路基片(5)配置成与电池(2)的端面平行，将该印刷电路基片(5)通过引线板(7)与电池(2)的正负电极(2C)连接，在印刷电路基片(5)和电池(2)之间夹持成形支架(4)并固定于模具(10)中，向模具(10)的成形室(11)注入熔融状态下的合成树脂，使印刷电路基片(5)和成形支架(4)以及电池(2)的端部在树脂成形部件(1)中插入成形。
9、如权利要求6所述的封装电池的制造方法，将由配置在遮盖电池(2)的两端的位置上的端部封堵件(1A)、和连接配置在电池(2)的两端上的端部封堵件(1A)的连接件(1B)构成的树脂成形部件(1)在模具(10)中成形，并且以使连接件(1B)位于电池(2)的外装筒(2A)的拐角部分的方式进行成形。
10、如权利要求9所述的封装电池的制造方法，将外装筒(2A)的拐角部分形成为倒角的电池(2)临时固定于模具(10)的成形室(11)中，成形树脂成形部件(1)的连接件(1B)，使其位于形成了倒角的外装筒(2A)的拐角部分。
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