DE112021000875T5 - All-solid-state-batteriemodul, elektronische vorrichtung und verfahren zur herstellung eines all-solid-state-batteriemoduls - Google Patents

All-solid-state-batteriemodul, elektronische vorrichtung und verfahren zur herstellung eines all-solid-state-batteriemoduls Download PDF

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Abstract

Ein All-Solid-State-Batteriemodul weist eine All-Solid-State-Batterie auf; einen ersten elektrischen Pfad, der mit einer positiven Elektrode der All-Solid-State-Batterie verbunden ist; einen zweiten elektrischen Pfad, der mit einer negativen Elektrode der All-Solid-State-Batterie verbunden ist; eine Leiterplatte, auf der die All-Solid-State-Batterie montiert ist; und einen Lade-/Entlade-Steuerschalter, der mit dem ersten elektrischen Pfad oder dem zweiten elektrischen Pfad verbunden ist, wobei ein vorbestimmter Ladeanschluss zwischen dem Lade-/Entlade-Steuerschalter und der positiven Elektrode oder zwischen dem Lade-/Entlade-Steuerschalter und der negativen Elektrode angeschlossen ist.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein All-Solid-State-Batteriemodul, eine elektronische Vorrichtung, und ein Verfahren zur Herstellung eines All-Solid-State Batteriemoduls.
  • HINTERGRUND
  • Wenn eine Batterie mit einer Reflow-Vorrichtung auf einem Substrat montiert wird, sind andere elektronische Komponenten nicht elektrisch verbunden, da sie noch nicht ge-reflowed sind. Befindet sich die Batterie zum Zeitpunkt des Reflow-Vorgangs in einem geladenen Zustand, wird beim Schmelzen der Lötmittelpaste ein Potenzial von der Batterie an die elektronischen Komponenten angelegt, und die elektronischen Komponenten und die Leiterplatte werden verbunden. Da eine elektronische Komponente, wie z. B. ein integrierter Schaltkreis (IC), in der Regel unter der Prämisse hergestellt wird, dass die elektronische Komponente mit Energie versorgt wird, während sie nach der Montage mit der Masse verbunden wird, kann die elektronische Komponente unerwünschterweise brechen, wenn ein Potenzial an den anderen Anschluss der elektronischen Komponente angelegt wird, der nicht mit der Masse verbunden ist. In Anbetracht dessen wird bei dem im folgenden Patentdokument 1 beschriebenen Verfahren eine Batterie in einem entladenen Zustand von etwa 0 V auf ein Substrat montiert und dann die Batterie geladen.
  • DOKUMENT DES STANDES DER TECHNIK
  • PATENTDOKUMENT
  • Patentdokument 1: WO 2007/086289 A
  • ZUSAMMENFASSENDE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Durch die Erfindung zu lösendes Problem
  • Bei der im Patentdokument 1 beschriebenen Technik muss sich die Batterie in einem entladenen Zustand von etwa 0 V befinden. Wird die einmal geladene Batterie auf etwa 0 V entladen, kann dies zu einer Verschlechterung der Batterie führen. Außerdem wird davon ausgegangen, dass eine All-Solid-State-Batterie („all-solid-state battery“; Festkörper- oder Feststoffbatterie), von der erwartet wird, dass sie in Zukunft in großem Umfang eingesetzt wird, häufig ohnehin auf einem Substrat montiert ist. Ein Modul, das eine All-Solid-State-Batterie aufweist, verfügt in der Regel über einen Schutz-IC, der eine Funktion zur Gewährleistung der Sicherheit ausführt. Der Schutz-IC hat in der Regel eine Funktion zum Verhindern des Ladens einer Batterie mit ungefähr 0 V. Daher besteht ein Problem darin, dass dann, wenn die All-Solid-State-Batterie mit ungefähr 0 V durch Reflow oder ähnliches auf ein Substrat montiert wird, die All-Solid-State-Batterie aufgrund der Funktion des Schutz-ICs nicht geladen werden und nicht als Batterie verwendet werden kann.
  • Daher ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein All-Solid-State-Batteriemodul, eine elektronische Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines All-Solid-State-Batteriemoduls bereitzustellen, die es ermöglichen, eine All-Solid-State-Batterie sicher in Betrieb zu nehmen, ohne die All-Solid-State-Batterie zu beschädigen.
  • Mittel zur Lösung des Problems
  • Die vorliegende Erfindung ist ein All-Solid-State-Batterie-Modul, das Folgendes aufweist:
    • eine All-Solid-State-Batterie („all-solid-state battery“; Festkörper- oder Feststoffbatterie);
    • einen ersten elektrischen Pfad, der mit einer positiven Elektrode der All-Solid-State-Batterie verbunden ist;
    • einen zweiten elektrischen Pfad, der mit einer negativen Elektrode der All-Solid-State-Batterie verbunden ist;
    • eine Leiterplatte, auf der die All-Solid-State-Batterie montiert ist; und
    • einen Lade-/Entlade-Steuerschalter, der mit dem ersten elektrischen Pfad oder dem zweiten elektrischen Pfad verbunden ist, in welchem
    • ein vorbestimmter Ladeanschluss zwischen dem Lade-/Entlade-Steuerschalter und der positiven Elektrode oder zwischen dem Lade-/Entlade-Steuerschalter und der negativen Elektrode angeschlossen ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist eine elektronische Vorrichtung, die Folgendes aufweist:
    • ein Gehäuse; und
    • ein All-Solid-State-Batteriemodul, das in dem Gehäuse untergebracht ist, in welchem
    • das All-Solid-State-Batteriemodul Folgendes aufweist
    • eine All-Solid-State-Batterie,
    • einen ersten elektrischen Pfad, der mit einer positiven Elektrode der All-Solid-State-Batterie verbunden ist,
    • einen zweiten elektrischen Pfad, der mit einer negativen Elektrode der All-Solid-State-Batterie verbunden ist,
    • eine Leiterplatte, auf der die All-Solid-State-Batterie montiert ist, und
    • einen Lade-/Entlade-Steuerschalter, der auf dem ersten elektrischen Pfad oder dem zweiten elektrischen Pfad verbunden ist, und
    • ein vorbestimmter Ladeanschluss zwischen dem Lade-/Entlade-Steuerschalter und der positiven Elektrode oder zwischen dem Lade-/Entlade-Steuerschalter und der negativen Elektrode angeschlossen ist.
  • Die vorliegende Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines All-Solid-State-Batterie-Moduls, wobei das Verfahren aufweist:
    • Montieren einer All-Solid-State-Batterie, die kein Potential hat, auf einer Leiterplatte; und
    • Laden und Aktivieren der All-Solid-State-Batterie über einen vorbestimmten Ladeanschluss, der zwischen einen Lade-/Entlade-Steuerschalter und einer positiven Elektrode oder einer negativen Elektrode der All-Solid-State-Batterie geschaltet ist, wobei der Lade-/Entlade-Steuerschalter auf einem ersten elektrischen Pfad mit der positiven Elektrode der All-Solid-State-Batterie oder auf einem zweiten elektrischen Pfad mit der negativen Elektrode der All-Solid-State-Batterie verbunden ist.
  • Vorteilhafte Wirkung der Erfindung
  • Gemäß zumindest einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine All-Solid-State-Batterie sicher in Betrieb zu nehmen, ohne die All-Solid-State-Batterie zu beschädigen. Es wird bemerkt, dass der Inhalt der vorliegenden Erfindung nicht so auszulegen ist, dass er durch die in der vorliegenden Beschreibung beispielhaft dargestellten Wirkungen beschränkt ist.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm zur Erläuterung einer Ausgestaltung eines typischen All-Solid-State-Batterie-Moduls.
    • 2 ist ein Schaubild, das ein Beispiel für die Ausgestaltung eines All-Solid-State-Batteriemoduls gemäß einer Ausführungsform darstellt.
    • 3 ist ein Schaubild, auf das Bezug genommen wird, wenn ein Beispiel für ein Verfahren zur Unbrauchbarmachung eines Ladeanschlusses gemäß der Ausführungsform beschrieben wird.
    • 4 ist ein Schaubild zur Erläuterung einer Modifikation.
    • 5 ist eine Abbildung zur Erläuterung eines Beispiels für ein Anwendungsbeispiel.
    • 6 ist ein Schaubild zur Erläuterung des Anwendungsbeispiels.
  • MODUS ZUR AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG
  • Nachfolgend werden eine Ausführungsform und Weiteres der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es wird bemerkt, dass die Beschreibung in der folgenden Reihenfolge erfolgt.
  • <Ausgestaltung eines typischen All-Solid-State-Batterie-Moduls>
  • <Eine Ausführungsform>
  • <Modifikation>
  • Die im Folgenden beschriebene Ausführungsform und Weiteres sind bevorzugte spezifische Beispiele der vorliegenden Erfindung, und der Inhalt der vorliegenden Erfindung ist nicht auf die Ausführungsform und Weiteres beschränkt.
  • <Ausgestaltung eines typischen All-Solid-State-Batterie-Moduls>
  • Um das Verständnis der vorliegenden Erfindung zu erleichtern, wird zunächst ein typisches All-Solid-State-Batteriemodul unter Bezugnahme auf 1 beschrieben. Wie in 1 dargestellt, weist ein typisches All-Solid-State-Batteriemodul (All-Solid-State-Batteriemodul 1) einen Schutz-IC 2, eine All-Solid-State-Batterie 3, einen Lade - Steuerschalter 4 und einen Entlade-Steuerschalter 5 auf. Eine Energieleitung PL1 ist von einer positiven Elektrodenseite der All-Solid-State-Batterie 3 herausgeführt, und ein positiver Elektrodenanschluss T1 ist mit der Energieleitung PL1 verbunden. Eine Energieleitung PL2 ist von einer negativen Elektrodenseite der All-Solid-State-Batterie 3 herausgeführt, und ein negativer Elektrodenanschluss T2 ist mit der Energieleitung PL2 verbunden.
  • Das All-Solid-State-Batteriemodul 1 wird auf einer Leiterplatte 6 in einem Zustand montiert, in dem die All-Solid-State-Batterie 3 kein Potential hat (ein Zustand von 0 V oder im Wesentlichen 0 V). Nach dem Montieren wird ein Prozess des Ladens der All-Solid-State-Batterie 3 (im Folgenden als Anfangsladung oder Erstladung bezeichnet) ausgeführt, um die All-Solid-State-Batterie 3 als Batterie nutzbar zu machen, d. h. ein Prozess der Aktivierung der All-Solid-State-Batterie 3. Die Anfangsladung wird ausgeführt, indem eine Ladevorrichtung an den positiven Elektrodenanschluss T1 und den negativen Elektrodenanschluss T2 angeschlossen wird. Die Anfangsladung wird z.B. vor dem Versand des All-Solid-State-Batteriemoduls 1 ausgeführt.
  • Da die All-Solid-State-Batterie 3 jedoch kein Potenzial hat, schaltet der Schutz-IC 2 den Ladesteuerschalter 4 aus, um ein Laden der All-Solid-State-Batterie 3 zu verhindern. Daher besteht das Problem, dass die Anfangsladung der All-Solid-State-Batterie 3 nicht ausgeführt werden kann, und es ist unmöglich, das All-Solid-State-Batteriemodul 1, das die All-Solid-State-Batterie 3 aufweist, in Betrieb zu nehmen. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die im Hinblick auf das Problem durchgeführt wird, wird im Folgenden genauer beschrieben.
  • <Eine Ausführungsform>
  • <Beispiel für die Ausgestaltung eines All-Solid-State-Batterie-Moduls>
  • 2 ist ein Schaubild eines Ausgestaltungsbeispiels eines All-Solid-State-Batteriemoduls (All-Solid-State-Batteriemodul 100) gemäß der vorliegenden Ausführungsform. Wie in 2 dargestellt, weist das All-Solid-State-Batteriemodul 100 einen Schutz-IC 12, eine All-Solid-State-Batterie 13 und einen Lade-/Entlade-Steuerschalter 14 auf. Der Lade-/Entlade-Steuerschalter 14 weist einen Lade-Steuerschalter 14A und einen Entlade-Steuerschalter 14B auf.
  • Eine Energieleitung PLA, die ein Beispiel für einen ersten elektrischen Pfad (d.h. einen Pfad einer elektrischen Schaltung) ist, ist mit einer positiven Elektrode der All-Solid-State-Batterie 13 verbunden, und ein positiver Elektrodenanschluss TA wird über die Energieleitung PLA herausgeführt. Eine Energieleitung PLB, die ein Beispiel für einen zweiten elektrischen Pfad ist, ist an eine negative Elektrode der All-Solid-State-Batterie 13 angeschlossen, und ein negativer Elektrodenanschluss TB ist über die Energieleitung PLB herausgeführt. Das All-Solid-State-Batteriemodul 100 weist eine Leiterplatte 16 auf, auf der die All-Solid-State-Batterie 13 montiert ist.
  • Der Schutz-IC 12 fungiert als eine Lade-/Entlade-Steuereinheit, die die Ladung/Entladung durch entsprechendes Ein-/Ausschalten des Lade-/Entlade-Steuerschalters 14 steuert. Wenn der Schutz-IC 12 beispielsweise bestimmt, dass die All-Solid-State-Batterie 13 problemlos, d.h. ohne Anomalien, geladen und entladen werden kann, schaltet der Schutz-IC 12 den Lade-Steuerschalter 14A und den Entlade-Steuerschalter 14B ein. In einem Fall, in dem es notwendig ist, das Aufladen zu verhindern, z.B. wenn die Spannung der All-Solid-State-Batterie 13 eine Überladungs-Verhinderungsspannung erreicht, schaltet der Schutz-IC 12 zumindest den Lade-Steuerschalter 14A aus. Wenn eine Entladung verhindert werden muss, z. B. wenn die Spannung der All-Solid-State-Batterie 13 eine Überentladungs-Verhinderungsspannung erreicht, schaltet der Schutz-IC 12 zumindest den Entlade-Steuerschalter 14B aus. Wenn die All-Solid-State-Batterie 13 tiefentladen ist und einen Bereich erreicht, in dem ein Wiederaufladen verhindert ist, schaltet der Schutz-IC 12 den Lade-Steuerschalter 14A und den Entlade-Steuerschalter 14B aus, um das Laden und Entladen zu stoppen. Es wird bemerkt, dass der Schutz-IC 12 auch andere bekannte Schutzfunktionen ausführen kann, wie z.B. die Erkennung von Überstrom.
  • Beispiele für die All-Solid-State-Batterie 13 schließen Metallionen-All-Solid-State-Batterien wie eine Lithium-Ionen-All-Solid-State-Batterie, eine Natrium-Ionen-All-Solid-State-Batterie und eine Calcium-Ionen-All-Solid-State-Batterie mit ein. In der vorliegenden Ausführungsform kann als All-Solid-State-Batterie 13 eine All-Solid-State-Batterie mit bekannter Struktur und bekanntem Material eingesetzt werden. Der hier verwendete Begriff „All-Solid-State-Batterie“ bezieht sich auf eine Sekundärbatterie mit mindestens einer festen Elektrolytschicht, wobei nicht alle Bestandteile fest sein müssen.
  • Der Lade-Steuerschalter 14A und der Entlade-Steuerschalter 14B sind Schalter, deren Ein- und Ausschalten durch den Schutz-IC 12 gesteuert wird. Als Lade-Steuerschalter 14A und Entlade-Steuerschalter 14B kann z.B. ein Feldeffekttransistor (FET) verwendet werden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Lade-/Entlade-Steuerschalter 14 an die Energieleitung PLA angeschlossen.
  • Ein Merkmal des All-Solid-State-Batteriemoduls 100 gemäß der vorliegenden Ausführungsform liegt darin, dass zwischen dem Lade-/Entlade-Steuerschalter 14 und der positiven Elektrode der All-Solid-State-Batterie 13 eine Energieleitung PLC, die ein Beispiel für einen dritten elektrischen Pfad ist, angeschlossen ist. Über die Energieleitung PLC wird ein Anschluss TC herausgeführt. Der Anschluss TC ist ein vorbestimmter Ladeanschluss, der für die Anfangsladung verwendet wird.
  • Einer oder mehrere von dem positiven Elektrodenanschluss TA, dem negativen Elektrodenanschluss TB und dem Anschluss TC können ein Anschluss sein, der physisch von der All-Solid-State-Batterie 13 selbst abgeleitet ist, oder sie können eine auf der Leiterplatte 16 vorgesehene Kontaktfläche oder ähnliches sein.
  • Das oben beschriebene All-Solid-State-Batterie-Modul 100 wird zusammen mit anderen elektronischen Komponenten auf der Leiterplatte 16 montiert. Die Leiterplatte 16, auf der das All-Solid-State-Batteriemodul 100 und andere geeignete elektronische Komponenten montiert sind, wird für verschiedene elektronische Vorrichtungen bzw. Geräte verwendet.
  • [Verfahren zur Anfangsladung]
  • Nachfolgend wird ein Verfahren zur Anfangsladung des All-Solid-State-Batteriemoduls 100 beschrieben. In einem Fall, in dem die Anfangsladung des All-Solid-State-Batteriemoduls 100 durchgeführt wird, wird ein Ladegerät an den Anschluss TC und den negativen Elektrodenanschluss TB angeschlossen, um die Anfangsladung durchzuführen. Der Lade-/Entlade-Steuerschalter 14 befindet sich nicht auf einem elektrischen Pfad, der sich vom Anschluss TC zur positiven Elektrode der All-Solid-State-Batterie 13 über die Energieleitung PLC erstreckt. Daher kann die Anfangsladung auch in einem Zustand ausgeführt werden, in dem der Lade-Steuerschalter 14A ausgeschaltet ist.
  • Nach der oben beschriebenen Anfangsladung wird das All-Solid-State-Batteriemodul 100 verwendet, wobei der Anschluss der positiven Elektrode TA und der Anschluss der negativen Elektrode TB wie üblich mit einer entsprechenden Last verbunden werden. Bleibt der Anschluss TC jedoch benutzbar, kann über den Anschluss TC erneut ein Ladevorgang ausgeführt werden, ohne dass der Lade-Steuerschalter 14A passiert wird, oder es kann Energie vom Anschluss TC ausgegeben werden, was zu einem ungünstigen Zustand führt.
  • In Anbetracht dessen wird in der vorliegenden Ausführungsform nach dem Anfangsladen ein Verfahren zur Einschränkung der Verwendung des Anschlusses TC von einer Außenseite eines Gehäuses, in dem das All-Solid-State-Batteriemodul 1 untergebracht ist, ausgeführt. Es wird bemerkt, dass das Verfahren zur Einschränkung der Verwendung nicht nur ein Verfahren aufweist, bei dem der Anschluss TC physisch unverwendbar gemacht wird, sondern auch ein Verfahren, bei dem der Anschluss TC im Wesentlichen unverwendbar gemacht wird, d. h. ein Verfahren, bei dem verhindert wird, dass der All-Solid-State-Batterie 13 über den Anschluss TC Energie zugeführt wird oder dass von der All-Solid-State-Batterie 13 über den Anschluss TC Energie ausgegeben wird, wenn der Anschluss TC verwendet wird. Nachfolgend wird ein spezifisches Beispiel des Verfahrens beschrieben.
  • Das in 2 dargestellte All-Solid-State-Batterie-Modul 100 ist beispielsweise in einem Gehäuse (Außengehäuse) einer elektronischen Vorrichtung untergebracht. In diesem Fall ist der Anschluss TC so ausgebildet, dass er nicht an der Außenseite des Gehäuses freiliegt. Dies kann verhindern, dass der Anschluss TC versehentlich von einem Benutzer benutzt oder berührt wird.
  • Alternativ kann der Anschluss TC versteckt werden, indem eine Klebefolie, ein Etikett oder dergleichen an einem Abschnitt angebracht wird, der den Anschluss TC aufweist. Dies kann verhindern, dass der Anschluss TC versehentlich von einem Benutzer benutzt oder berührt wird.
  • Alternativ kann die Energieleitung PLC so ausgebildet sein, dass sie durchtrennbar ist, und diese durchtrennbare Energieleitung PLC kann durchtrennt werden. Die Energieleitung PLC wird zum Beispiel mit einem Laser oder ähnlichem physisch durchtrennt. Wie in 3 dargestellt, kann eine Sicherung 31 an die Energieleitung PLC angeschlossen werden. Als Sicherung 31 kann z. B. eine selbststeuernde Schutzeinrichtung (SCP) verwendet werden. Bei der SCP handelt es sich um eine mit einer Heizung ausgestattete Sicherung, die die Sicherung ausschaltet, indem sie die Heizung mit Hilfe der elektrischen Energie einer Batterie (in diesem Beispiel der All-Solid-State-Batterie 13) aufheizt. Durch Änderung des Zeitpunkts, zu dem die Heizung mit Energie versorgt wird, kann die Sicherung zu jedem beliebigen Zeitpunkt abgeschaltet werden. Der Schutz-IC 12 führt eine Steuerung zum Abschalten der Sicherung 31 zu einem geeigneten Zeitpunkt nach dem Anfangsladen aus, wodurch die Energieleitung PLC unterbrochen wird. Auf diese Weise wird der Anschluss TC unverwendbar gemacht.
  • Es wird bemerkt, dass die oben genannten Verfahren nicht unbedingt unabhängig voneinander ausgeführt werden müssen, sondern auch in Kombination miteinander ausgeführt werden können.
  • [Herstellungsverfahren]
  • Das All-Solid-State-Batteriemodul 100 und eine elektronische Vorrichtung bzw. Gerät, das das All-Solid-State-Batteriemodul 100 und andere elektronische Komponenten aufweist, werden beispielsweise wie folgt hergestellt.
  • In einem ersten Schritt wird die All-Solid-State-Batterie 13, die kein Potential hat, auf der Leiterplatte 16 durch Reflow oder dergleichen montiert. In diesem Schritt können auch andere elektronische Komponenten als die All-Solid-State-Batterie 13 auf der Leiterplatte 16 montiert werden.
  • In einem nächsten Schritt wird ein Verfahren in Bezug auf das Anfangsladen zum Laden und Aktivieren der All-Solid-State-Batterie 13 ausgeführt, indem der Anschluss TC, der mit der positiven Elektrode der All-Solid-State-Batterie 13 verbunden ist, und der negative Elektrodenanschluss TB verwendet werden. Wenn dieses Verfahren ausgeführt wird, kann ein Verfahren zum Mustern der Energieleitung PLC und des von der Energieleitung PLC abgeleiteten Anschlusses TC auf der Leiterplatte 16 in einer Weise ausgeführt werden, die einer Art des Anschlusses des Lade-/Entlade-Steuerschalters 14 entspricht.
  • In einem nächsten Schritt wird ein Verfahren ausgeführt, mit dem der Anschluss TC unverwendbar gemacht wird.
  • [Wirkungen]
  • Mit dem All-Solid-State-Batteriemodul 100 gemäß der vorliegenden, oben beschriebenen Ausführungsform können beispielsweise die folgenden Wirkungen erzielt werden.
  • Wenn die All-Solid-State-Batterie 13 auf der Leiterplatte 16 durch Reflow oder ähnliches montiert wird, hat die All-Solid-State-Batterie 13 kein Potential, und es ist daher möglich, nachteilige Auswirkungen auf andere elektronische Komponenten zu verhindern. Außerdem ist es nicht notwendig, die All-Solid-State-Batterie 13 zum Zeitpunkt der Montage tief zu entladen, und es ist daher möglich, eine Beschädigung der All-Solid-State-Batterie 13 zu verhindern.
  • Die Anfangsladung zur Aktivierung der All-Solid-State-Batterie 13 kann an der auf der Leiterplatte 16 montierten All-Solid-State-Batterie 13 ohne Potenzial ausgeführt werden.
  • Nach dem Anfangsladen wird ein Verfahren ausgeführt, das den Anschluss TC unverwendbar macht, so dass es beispielsweise möglich ist, ein Wiederaufladen mit dem Anschluss TC zu verhindern (Aufladen durchgeführt ohne den Lade-/Entlade-Steuerschalter 14 zu passieren, der als Schutzschaltung dient) und zu verhindern, dass der Anschluss TC versehentlich von einem Benutzer berührt wird. Daher ist die Inbetriebnahme möglich, während gleichzeitig die Sicherheit des All-Solid-State-Batteriemoduls 100 und der elektronischen Vorrichtung gewährleistet wird, an dem das All-Solid-State-Batteriemodul 100 angebracht ist.
  • [Anwendungsbeispiel]
  • Das All-Solid-State-Batteriemodul 100 gemäß der vorliegenden Erfindung kann an verschiedenen elektronischen Vorrichtungen, Elektrowerkzeugen, Elektrofahrzeugen und dergleichen angebracht oder zu deren Energieversorgung verwendet werden.
  • Es wird ein konkretes Anwendungsbeispiel beschrieben. Zum Beispiel kann das oben beschriebene All-Solid-State-Batteriemodul als Energiequelle eines tragbaren Geräts mit der Funktion eines mobilen Informationsterminals verwendet werden, d.h. als Energiequelle eines tragbaren Anschlusses („Terminal“). Beispiele für den tragbaren Anschluss weisen einen Anschluss vom Typ Armbanduhr und einen Anschluss vom Typ Brille auf, sind aber nicht darauf beschränkt.
  • 5 zeigt ein Beispiel für einen tragbaren Anschluss, der ein All-Solid-State-Batterie-Modul aufweist. Wie in 5 dargestellt, handelt es sich bei einem tragbaren Anschluss 630 gemäß dem Anwendungsbeispiel um einen Anschluss vom Typ Armbanduhr, der ein Batteriepack 632 aufweist. Das All-Solid-State-Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung kann als Batteriepack 632 verwendet werden. Ein Benutzer trägt den tragbaren Anschluss 630, wenn er den tragbaren Anschluss 630 verwendet. Der tragbare Anschluss 630 kann flexibel sein, so dass er verformt werden kann.
  • Wie in 6 dargestellt, weist der tragbare Anschluss 630 gemäß dem Anwendungsbeispiel eine elektronische Schaltung 631 eines Hauptkörpers einer elektronischen Vorrichtung und den Batteriepack 632 auf. Der Batteriepack 632 ist elektrisch mit der elektronischen Schaltung 631 verbunden. Der tragbare Anschluss 630 ist beispielsweise so ausgebildet, dass der Batteriepack 632 durch den Benutzer anbringbar und abnehmbar ist. Es wird bemerkt, dass die Ausgestaltung des tragbaren Anschlusses 630 hierauf nicht beschränkt ist und der Batteriepack 632 in den tragbaren Anschluss 630 eingebaut sein kann, so dass der Benutzer den Batteriepack 632 nicht aus dem tragbaren Anschluss 630 entfernen kann.
  • Wenn der Batteriepack 632 geladen wird, werden ein positiver Elektrodenanschluss 634A und ein negativer Elektrodenanschluss 634B des Batteriepacks 632 jeweils mit einem positiven Elektrodenanschluss bzw. einem negativen Elektrodenanschluss eines Ladegeräts (nicht dargestellt) verbunden. Andererseits, wenn der Batteriepack 632 entladen ist (wenn der tragbare Anschluss 630 verwendet wird), sind der positive Elektrodenanschluss 634A und der negative Elektrodenanschluss 634B des Batteriepacks 632 jeweils mit einem positiven Elektrodenanschluss bzw. einem negativen Elektrodenanschluss der elektronischen Schaltung 631 verbunden.
  • (Elektronische Schaltung)
  • Die elektronische Schaltung 631 weist z.B. eine CPU, eine periphere Logikeinheit, eine Schnittstelleneinheit, eine Speichereinheit und dergleichen auf und steuert den gesamten tragbaren Anschluss 630.
  • (Batteriepack)
  • Der Batteriepack 632 weist eine All-Solid-State-Batteriezelle 610 (die All-Solid-State-Batterie 13 gemäß der Ausführungsform) und eine Lade-/Entladeschaltung 633 auf.
  • Obwohl in dem vorliegenden Anwendungsbeispiel ein Beispiel beschrieben wurde, in dem das All-Solid-State-Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung als Batteriepack 632 verwendet wird, kann das All-Solid-State-Batteriemodul gemäß der vorliegenden Erfindung auf der elektronischen Schaltung 631 des elektronischen Hauptkörpers des elektronischen Geräts montiert werden.
  • <Modifikation>
  • Obwohl eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung oben spezifisch beschrieben wurde, ist der Inhalt der vorliegenden Erfindung nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt, und verschiedene Modifikationen basierend auf der technischen Idee der vorliegenden Erfindung sind möglich.
  • 4 stellt ein Ausgestaltungsbeispiel eines All-Solid-State-Batterie-Moduls (ein All-Solid-State-Batterie-Modul 100A) gemäß einer Modifikation dar. Obwohl der Lade-/Entlade-Steuerschalter 14 in der obigen Ausführungsform an die Energieleitung PLA angeschlossen ist, kann der Lade-/Entlade-Steuerschalter 14 an die Energieleitung PLB angeschlossen werden. Außerdem kann die Energieleitung PLB zwischen dem Lade-/Entlade-Steuerschalter 14 und der negativen Elektrode der All-Solid-State-Batterie 13 angeschlossen werden. Der Anschluss TC wird über die Energieleitung PLC herausgeführt. Durch die Ausgestaltung des All-Solid-State-Batterie-Moduls 100A können ähnliche Wirkungen wie bei dieser Ausführungsform erzielt werden.
  • Die in der obigen Ausführungsform und Modifikation beschriebenen Sachverhalte können in geeigneter Weise kombiniert werden. Darüber hinaus sind die Materialien, Verfahren und dergleichen, die in der Ausführungsform beschrieben werden, lediglich Beispiele, und der Inhalt der vorliegenden Erfindung sind nicht auf die beispielhaften Materialien und andere beschränkt.
  • Bezugszeichenliste
    • 12
    Schutz-IC
    13
    All-Solid-State-Batterie
    14
    Lade-/Entlade-Steuerschalter
    16
    Leiterplatte
    100
    All-Solid-State-Batterie-Modul
    PLA, PLB, PLC
    Energieleitung
    TC
    Anschluss
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • WO 2007/086289 A [0003]

Claims (7)

  1. All-Solid-State-Batteriemodul, das Folgendes aufweist: eine All-Solid-State-Batterie; einen ersten elektrischen Pfad, der mit einer positiven Elektrode auf der All-Solid-State-Batterie verbunden ist; einen zweiten elektrischen Pfad, der mit einer negativen Elektrode auf der All-Solid-State-Batterie verbunden ist; eine Leiterplatte, auf der die All-Solid-State-Batterie montiert ist; und einen Lade-/Entlade-Steuerschalter, der mit dem ersten elektrischen Pfad oder dem zweiten elektrischen Pfad verbunden ist, wobei ein vorbestimmter Ladeanschluss zwischen dem Lade-/Entlade-Steuerschalter und der positiven Elektrode oder zwischen dem Lade-/Entlade-Steuerschalter und der negativen Elektrode angeschlossen ist.
  2. All-Solid-State-Batteriemodul nach Anspruch 1, ferner aufweisend eine Lade-/Entlade-Steuereinheit, die das Ein-/Ausschalten des Lade-/Entlade-Steuerschalters steuert.
  3. Elektronische Vorrichtung, die Folgendes aufweist: ein Gehäuse; und ein All-Solid-State-Batteriemodul, das in dem Gehäuse untergebracht ist, wobei das All-Solid-State-Batteriemodul Folgendes aufweist eine All-Solid-State-Batterie, einen ersten elektrischen Pfad, der mit einer positiven Elektrode der All-Solid-State-Batterie verbunden ist, einen zweiten elektrischen Pfad, der mit einer negativen Elektrode der All-Solid-State-Batterie verbunden ist, eine Leiterplatte, auf der die All-Solid-State-Batterie montiert ist, und einen Lade-/Entlade-Steuerschalter, der mit dem ersten elektrischen Pfad oder dem zweiten elektrischen Pfad verbunden ist, und wobei ein vorbestimmter Ladeanschluss zwischen dem Lade-/Entlade-Steuerschalter und der positiven Elektrode oder zwischen dem Lade-/Entlade-Steuerschalter und der negativen Elektrode angeschlossen ist.
  4. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 3, wobei der Ladeanschluss einer Verarbeitung unterzogen wird, um die Benutzung von außerhalb des Gehäuses zu beschränken.
  5. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei der Ladeanschluss so ausgebildet ist, dass er nicht von dem Gehäuse nach außen hin sichtbar ist.
  6. Elektronische Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei ein dritter elektrischer Pfad zwischen dem Ladeanschluss und der positiven Elektrode oder der negativen Elektrode der All-Solid-State-Batterie vorgesehen ist, und der dritte elektrische Pfad durchtrennbar ist.
  7. Verfahren zur Herstellung eines All-Solid-State-Batterie-Moduls, wobei das Verfahren aufweist: Montieren einer All-Solid-State-Batterie, die kein Potential hat, auf einer Leiterplatte; und Laden und Aktivieren der All-Solid-State-Batterie über einen vorbestimmten Ladeanschluss, der zwischen einen Lade-/Entlade-Steuerschalter und eine positive Elektrode oder eine negative Elektrode der All-Solid-State-Batterie angeschlossen ist, wobei der Lade-/Entlade-Steuerschalter auf einem ersten elektrischen Pfad mit der positiven Elektrode der All-Solid-State-Batterie oder auf einem zweiten elektrischen Pfad mit der negativen Elektrode der All-Solid-State-Batterie verbunden ist.
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