CN1799155A - 电池组及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
提供电池组及其制造方法。电池组包括：电池(2)，构成为电池壳体(3)和封闭电池壳体(3)的一端开口的封口板的盖(6)作为极性互不相同的连接电极，端子单元(13)，与这些连接电极分别相连的外部连接端子(15、16)和绝缘盖一体化，并且至少覆盖电池壳体(3)的一端；及弹性体(23)，以压缩状态夹在电池壳体(3)的一端与端子单元(13)之间。在控制端子单元(13)的端面与电池壳体(3)的另一端之间的尺寸的状态下，固定电池壳体(3)和端子单元(13)，由此结构简单能够降低成本，并且在安装到便携式电子设备中时能够获得外部连接端子的连接状态的高可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及小型便携式电子设备等的电池电源中适用的电池组，特别涉及谋求提高外部连接性的电池组及其制造方法。
背景技术
近年来，便携式电子设备的小型化、薄型化及高性能化进展显著，伴随于此，作为其电源的电池也要求小型、薄型及高容量化。作为小型并且可以是高容量的电池，锂系电池有效，其中扁平方形的锂离子二次电池适用于设备的薄型化，可以反复使用的电池在便携式电话机等便携式电子设备中的使用正在增加。
但是，作为各种设备的电源用的电池组，我们已经知道将电池和设置了过大电流限制装置或过充放电保护电路以及外部连接端子等的电路板收容配置在具有让外部连接端子露出的窗口的安装壳体内，构成为用引线连接电路板和电池的连接端子而形成的电池组的形态(参照例如日本特开2002-231201号公报)。
并且，我们还知道使用仅设置了外部连接端子的端子板取代电路板的电池组(参照例如日本特开平6-333547号公报)。
而在电子设备中形成有刚好能嵌合收容电池组的电池组收容空间，配设有在收容有电池组的状态下弹性地与配置在同一面上的外部连接端子相抵接来电连接的连接端子。
下面参照图7A～7B说明这种将设置了外部连接端子的电路板或端子板保持在安装壳体内的电池组的结构例。51为扁平的方形电池组，由将由锂离子二次电池构成的电池32和电路板33或电子板收容配置到沿厚度方向分成2部分的安装壳体34内，用引线36连接电路板33和电池32的连接端子35a、35b构成。
电池32将发电要素38收容到电池壳体37中，并且用突设了一个极性的连接端子35a的封口材料39通过绝缘密封圈40封住电池壳体37的一端开口，电池壳体37构成另一个极性的连接端子35b。并且，在安装壳体34的一端壁面41上形成让电路板33上设置的外部连接端子露出的窗口42，并且设置有在与一端壁面41的内面相抵接的状态下保持电路板33的结合突起44。
但是，图7A～7B所示那样的电池组51中，虽然在将该电池组51收容到便携式设备的电池组收容空间内的状态下，通过连接端子以适当的弹力与其外部连接端子接触来确保电连接，但由于设置了外部连接端子的电路板33或端子板与安装壳体34的一端壁面41相抵接地配置，因此安装壳体34的高度尺寸H的误差使外部连接端子的位置变化。可是，由于安装壳体34由树脂成型品构成且安装壳体34的高度尺寸H大，因此其误差尺寸也大，因此存在不能充分确保电池组51的外部连接端子与电池组收容空间的连接端子的接触状态的可靠性的问题。
另外，虽然可以认为通过将电池32与其他的部件一体地压模(mold)成型，可以将电池组的高度尺寸公差控制在规定的范围内，但存在压模成型生产效率低、设备成本高，并且因成型故障产生不良品及其损失金额大的问题。
发明内容
本发明就是鉴于上述以往问题点，目的是要提供一种电池组及其制造方法，在安装到便携式电子设备中时能够获得外部连接端子的连接状态的高可靠性，并且结构简单能够降低成本，而且能够抑制落下冲击对电池的损伤。
为了达到上述目的，本发明的电池组包括电池、端子单元以及以压缩状态夹在电池壳体的一端与端子单元之间的弹性体，所述电池构成为电池壳体和封闭其一端开口的封口板的盖作为极性互不相同的连接电极，所述端子单元的与这些连接电极分别相连的外部连接端子和绝缘盖一体化，并且至少覆盖电池壳体的一端。
如果采用这种结构，能够在控制端子单元与电池壳体的另一端之间的尺寸的状态下固定端子单元和电池壳体，在安装到便携式电子设备中时能够端子单元的获得外部连接端子的连接状态的高可靠性；并且由于用端子单元的绝缘盖覆盖电池壳体的一端的结构，因此能够使结构简单并降低成本；由于在端子单元与电池壳体之间夹有弹性体，因此通过挤压控制能够容易且精度良好地进行上述尺寸控制，并且即使在因落下等在端子单元上作用大的冲击的情况下也能够用弹性体吸收该冲击，能够抑制冲击传递给电池的封口部而造成损伤，能够防止漏液或变形。
并且，能够在控制端子单元的端面与电池壳体的另一端之间的尺寸的状态下连接连接电极和端子单元的外部连接端子使电池壳体与端子单元容易固定，能够使制造过程简单并且提高生产效率。
并且，如果与电池壳体的一端外面重叠地从端子单元延伸出一个外部连接端子的连接腿，通过焊接来连接该连接腿与电池壳体的外面，则能够通过焊接来连接电池壳体的一端外面与外部连接端子的连接腿容易地实现生产效率好、可靠性高的连接和固定，比较理想；通过焊接电池和将外部连接端子和绝缘盖一体化后的端子单元，能够分解电池组取出电池，能够防止误用。作为焊接，可以使用电阻焊、激光束焊接和电子束焊接等。
如果在连接腿的从焊接到电池壳体的外面的焊接位置到与端子单元的下面相对应的位置的高度范围内的任意位置，或者与电池壳体与端子单元的下面交界附近相对应的位置上设置至少1个以上的排气孔，则能够构成将电池发生异常时产生的气体排放到电池组的外部的路径，因此能够获得安全性高的电池组。
而且，如果另一个外部连接端子与盖通过收容配置在端子单元内的引线板连接，则能够容易并且高可靠性地连接另一个外部连接端子与盖，同时能够用端子单元保护该连接结构，比较理想。
并且，如果在引线板上配置PTC元件或温度熔断器，则能够获得简单、紧凑、低成本且安全性高的电池组。
而且，如果在一个外部连接端子的表面的一部分上设置电阻值不同的层或者在一个外部连接端子的表面的一部分上实施电阻膜被覆，则可以不使用专用的电路板或安装了电阻元件的端子板，能够共用一个外部连接端子而构成识别端子，因此能够实现结构简单化和降低成本。
如果用膜状外装材料被覆端子单元的至少一部分和电池壳体的外周面用，则用端子单元和膜状外装材料能够获得安装简单、价格便宜的结构的电池组。
附图说明
图1A～图1B是表示本发明的一个实施方式的电池组，图1A为透视图，图1B为图1A的A-A向视纵剖概略视图。
图2是图1B的B部放大详细剖视图。
图3是图1A的C-C向视放大剖视图。
图4是该实施方式的电池组中端子单元的外观透视图。
图5是该实施方式的电池组中外部连接端子的分解透视图。
图6是表示该实施方式的电池组中引线板与盖的突起部的连接状态的纵剖视图。
图7A～图7B是表示先有技术例的电池组，图7A为透视图，图7B为图7A的D-D向视放大剖视图。
具体实施方式
下面参照图1A～图6说明本发明的一个实施方式中的电池组及其制造方法。
在图1A～图1B中，1为扁平方形电池组，具备由锂离子二次电池构成的电池2。电池2如图2所示由将夹着隔板层叠了正极板和负极板的极板群以及由电解液构成的发电要素4收容到电池壳体3内构成。电池壳体3的一端开口用具有具备突起部5的盖6的封口板7夹着绝缘密封圈8封口，盖6构成一个极性的连接电极，电池壳体3构成另一个极性的连接电极。封口板7通过夹着内密封圈10将安全阀机构11、PTC元件12和盖6收容配置在过滤器9内构成，过滤器9与发电要素4连接，过滤器9和盖6通过PTC元件12和安全阀机构11连接。
在图1A～图3中，电池2的一端被端子单元13覆盖。并且如图3所示，端子单元13的下部和电池壳体3的外周面被膜状外装材料14覆盖，构成电池组1。
如图1A～图5所示，端子单元13通过将由绝缘性树脂成型的绝缘盖、第1外部连接端子15和第2外部连接端子16嵌入成型而一体化构成。第1外部连接端子15的截面形状为近似门形，其两侧的连接腿17从端子单元13向下延伸并与电池壳体3的一端的外面重合。第2外部连接端子16在一端横向弯曲成U字形状，在第1外部连接端子15内隔开间隔延伸有侵入的连接片18，该连接片18的下面靠近端子单元13的下面。
另外，在第1外部连接端子15的表面的一部分上实施电阻膜被覆31，构成电阻值与第1外部连接端子15不同的识别端子15a。
在端子单元13的端面开有让第1及第2外部连接端子15、16及识别端子15a露出到外部的窗口19。并且，在端子单元13的下面外周部突设有环形突起20，内部形成收容配置引线板22的收容空间21。在环形突起20与电池壳体3的开口端的铆接部之间夹有弹性体23。作为弹性体23适合使用具有耐电解液性质的发泡聚乙烯或异丁橡胶等。
第1外部连接端子15的连接腿17通过焊接24连接在电池壳体3的外面。该连接腿17与电池壳体3的焊接24如图2所示配置在电池壳体3的一端的加强板27的配置位置。并且，引线板22的一端通过焊接25a连接在第2外部连接端子16的连接片18上，引线板22的另一端通过焊接25b连接在封口板的盖6的突起部5上。如图2、图3、图6所示，引线板22通过将PTC元件26插装在第1引线板22a与第2引线板22b之间构成，具有当到达规定的温度以上时引线板22的电阻急剧上升而阻断电流的功能。并且，第2引线板22b如图6所示适当形成有弯曲部22c，以便在制造过程中顺畅地折叠而提高作业性。
并且，如图1A及图4～图6所示，连接腿17上设置有排气孔30。该排气孔30是万一电池2因非正常使用等而产生气体并从电池壳体3的封口部泄漏时，将电池组1内的气体压力排泄到外部防止电池组破裂，进而防止电子设备毁坏或使用者负伤这样的事故的孔。该排气孔30设置在连接腿17中从焊接到电池壳体3的外面的焊接位置24到端子单元13下面相对应的位置的高度范围内的任意位置。
作为优选例，希望将排气孔30设置在连接腿17的与电池壳体3与端子单元13的下面的交界附近对应的位置上。通过将排气孔30设置在这样的位置上，从电池2的封口部漏出的高压气体冲开电池壳体3与弹性体23之间排出到电池组1的外部为止的路径最短，能够实现气体的顺利排出。
另外，虽然在本实施方式中采用在电池组1的单面设置2个排气孔30的结构，但排气孔30的数量可以是1个以上，也可以采用在电池组1的单面设置1个排气孔30的结构或者在电池组1的两面分别设置1个以上的结构。
下面说明这种结构的电池组1的制造过程。分别单独制造电池2，嵌入成型了第1和第2外部连接端子15、16以及绝缘盖而一体化的端子单元13，引线板22，以及弹性体23。确定可以批量生产电池2的系统，其他的部件为单一结构，生产效率高地制造。
首先如图6所示通过焊接25a将引线板22的一端安装到端子单元13的连接片18上，将弹性体23配置到电池2的一端，然后通过焊接25b将引线板22的另一端连接到电池2的突起部5上。
接着，将端子单元13被覆到电池2的一端上，像图1B所示那样控制电池2的另一端与端子单元13的端面之间的高度尺寸H，使其收敛在规定的公差±d之内。此时，在电池2的另一端与端子单元13的端面之间加压，通过调节压缩弹性体23时的压缩比能够简单地控制尺寸。因此，最好使弹性体23的厚度尺寸比电池2的电池壳体3的高度尺寸h的公差±D的2倍大。因此，D通常为0.2mm，d最好小于0.15mm。
在这样将电池组1的高度尺寸H控制在规定的尺寸公差±d内的状态下将连接腿17与电池壳体3的一端的外面焊接24，连接第1外部连接端子15与电池壳体3的一端，同时将端子单元13固定在电池壳体3上。此时，如果在电池壳体3一端的加强板27的配置位置进行焊接，则即使电池壳体3的壁薄也能效率良好地进行可靠性高的焊接，比较理想。然后，如图3所示那样用膜状外装材料14被覆端子单元13的一部分和电池壳体3的外周面，通过这样完成电池组1。
如果采用上述结构的电池组1，由于在控制端子单元13的端面与电池壳体3的另一端之间的高度尺寸H使其收敛在规定的允许公差±d内的状态下固定端子单元13和电池壳体3，因此在安装到便携式电子设备中时能够获得外部连接端子15、16的连接状态的高的可靠性。
并且，由于使第1外部连接端子15的连接腿17与电池壳体3的一端的外面重叠地延伸端子单元13，通过焊接24将其连接腿17连接到电池壳体3的外面上，因此在电连接的同时还能够进行端子单元13与电池壳体3的固定，能够通过焊接24实现高可靠性的连接和固定，能够使制造过程变得简单和提高生产效率。
并且，由于使电池组1采取用端子单元13被覆电池壳体3的一端，用膜状外装材料14被覆该端子单元13的一部分和电池壳体3的外周面的结构，因此安装结构简单，能够价格便宜地构成电池组1。
并且，由于在端子单元13与电池壳体3之间夹有压缩状态的弹性体23，因此通过挤压控制能够容易且高精度地进行上述尺寸控制，能够确保高的生产效率，并且在由于落下等而在端子单元13上作用大的冲击时，也可以用该弹性体23吸收该冲击，能够抑制冲击传导到电池2的封口部而对其造成损伤，能够防止漏液或变形。
并且，由于将与端子单元13的绝缘盖一体地成型的第1外部连接端子15焊接在电池2的电池壳体3上，因此能够分解电池组1取出电池2，能够防止误用。
并且，由于经收容配置在端子单元13内的收容空间21内的引线板22连接第2外部连接端子16和封口板的盖6的突起部5，因此不仅能够容易并且具有高可靠性地连接第2外部连接端子16和盖6的突起部5，而且能够用端子单元13保护该连接结构，比较理想；并且，由于将PTC元件26配置在引线板22上，因此能够简单、紧凑(小型)、低成本地获得安全性高的电池组1。
并且，由于在通过嵌入成型使其一体化之前在第1外部连接端子15的表面的一部分上印刷将炭墨、黑铅等导电剂，环氧树脂、酚醛树脂等树脂，硅石、云母、滑石等无机填充物，根据需要将固化化剂混合到溶剂中分散后的胶状物，通过烧结，构成电阻值比第1外部连接端子15高的识别端子15a，因此，不需要在用于构成识别端子15a的电路板或电子板上安装电阻元件，能够简单并且低成本地构成电池组1。并且，也可以通过在第1外部连接端子15的表面的一部分上实施使电阻值比第1外部连接端子15高的电阻膜被覆31构成识别端子15a。
虽然以上的实施方式的说明中以将PTC元件26配置到引线板22上为例，但也可以配置温度熔断器(fuse)取代PTC元件26，并且也可以不在引线板22上设置这些安全功能。并且，盖6的突起部5与第2外部连接端子16的连接也不一定非要采用通过引线板22连接的结构不可，也可以例如与突起部5的侧面相抵接地形成第2外部连接端子16的连接片，并通过端子单元上设置的开口进行焊接连接。
工业应用
如上所述，如果采用本发明的电池及其制造方法，由于在限制了将与电池的连接电极相连的外部连接端子和绝缘盖一体化的端子单元与电池壳体的另一端之间的尺寸的状态下，固定端子单元和电池壳体，因此适用于获得安装到便携式电子设备中时的外部连接端子的连接状态的高可靠性，是用端子单元覆盖电池壳体的一部分的结构，所以对于简化结构和降低成本有用。并且，由于在端子单元与电池壳体之间夹有压缩状态的弹性体，因此适用于通过控制压缩容易且精度良好地进行上述尺寸控制，而且适用于在因落下等对端子单元作用大的冲击的情况下通过弹性体吸收该冲击，防止冲击传递到电池的封口部造成损害而引起的漏液或变形。
Claims (14)
1.一种电池组，其特征在于，包括：
电池(2)，构成为电池壳体(3)和封闭上述电池壳体(3)的一端开口的封口板的盖(6)作为极性互不相同的连接电极，
端子单元(13)，与这些连接电极分别相连的外部连接端子(15、16)和绝缘盖一体化，并且至少覆盖上述电池壳体(3)的一端；及
弹性体(23)，以压缩状态夹在上述电池壳体(3)的一端与上述端子单元(13)之间。
2.如权利要求1所述的电池组，其中，在控制上述端子单元(13)的端面与上述电池壳体(3)的另一端之间的尺寸的状态下，连接上述连接电极和上述外部连接端子(15、16)，并固定电池壳体(3)和端子单元(13)而形成。
3.如权利要求1所述的电池组，其中，一个外部连接端子(15)的连接腿(17)从上述端子单元(13)以与上述电池壳体(3)的一端外面重叠的方式延伸出，上述连接腿(17)通过焊接与上述电池壳体(3)的外面相连接。
4.如权利要求3所述的电池组，其中，在上述连接腿(17)的从焊接到上述电池壳体(3)的外面的焊接位置(24)到与上述端子单元(13)的下面相对应的位置的高度范围内的任意位置，设置至少1个以上的排气孔(30)。
5.如权利要求3所述的电池组，其中，在上述连接腿(17)的与上述电池壳体(3)和上述端子单元(13)的下面交界附近相对应的位置上，设置至少1个以上的排气孔(30)。
6.如权利要求3所述的电池组，其中，另一个外部连接端子(16)与上述盖(6)通过收容配置在上述端子单元(13)内的引线板(22)连接。
7.如权利要求6所述的电池组，其中，上述引线板(22)上配置有PTC元件(26)或温度熔断器。
8.如权利要求1所述的电池组，其中，上述端子单元(13)在一个外部连接端子(15)的表面的一部分上设置电阻值不同的层而构成识别端子(15a)后，与上述绝缘盖一体化。
9.如权利要求1所述的电池组，其中，上述端子单元(13)在一个外部连接端子(15)的表面的一部分上实施电阻膜被覆(31)而构成识别端子(15a)后，与上述绝缘盖一体化。
10.如权利要求1～9中的任一项所述的电池组，其中，上述端子单元(13)的至少一部分和上述电池壳体(3)的外周面用膜状外装材料(14)被覆。
11.一种电池组的制造方法，其特征在于，上述电池组包括电池(2)和端子单元(13)而形成，上述电池(2)构成为电池壳体(3)和封闭上述电池壳体(3)的一端开口的封口板的盖(6)作为极性互不相同的连接电极，上述端子单元(13)的与这些连接电极分别相连的外部连接端子(15、16)和绝缘盖一体化，并且至少覆盖上述电池壳体的一端，
上述电池组的制造方法包括以下步骤：在上述电池壳体(3)的一端与上述端子单元(13)之间夹入弹性体(23)的步骤，压缩上述弹性体(23)控制上述端子单元(13)的端面与上述电池壳体(3)的另一端之间的尺寸的步骤；连接上述连接电极与上述外部连接端子(15、16)的步骤。
12.如权利要求11所述的电池组的制造方法，其中，包括以下步骤：通过引线板(22)连接上述盖(6)和另一个外部连接端子(16)的步骤；覆盖上述电池壳体(3)的一端来安装上述端子单元(13)，边压缩上述弹性体(23)边控制位置的步骤；通过焊接来连接以与上述电池壳体(3)的一端外面重叠的方式从上述端子单元(13)延伸出来的一个外部连接端子(15)的连接腿(17)与上述电池壳体(3)的外面的步骤。
13.如权利要求12所述的电池组的制造方法，其中，在上述电池壳体(3)的一端的加强板(27)配置位置，通过焊接来连接上述一个外部连接端子(15)的连接腿(17)与上述电池壳体(3)的外面。
14.如权利要求11～13中的任一项所述的电池组的制造方法，其中，具有用膜状外装材料(14)被覆上述端子单元(13)的至少一部分和上述电池壳体(3)的外周面的步骤。
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