JP2004221025A - Battery - Google Patents
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話などの小型電子機器の電源として用いるのに適した、特に薄型のリチウムイオン二次電池などの電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来例としては、素電池の周面部に合成樹脂製のフレームを一体成形したものがある(特許文献1参照)。
【0003】
また、通常、電池では、周面部分などに防爆弁を設けており、短絡や過充電などで電池内の圧力が異常に上昇した場合に、防爆弁(開裂ベント)が破断することで電池内のガスを外部に排出するようにしている(特許文献2参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開2002−260609号公報(段落番号0016、図1)
【特許文献2】
特開平11−25935号公報(段落番号0004−0005、図1)
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献2の電池では、特許文献1と同様に合成樹脂製のフレームを電池の周面部に一体成形しようとする場合、防爆用の開裂ベントが電池の周面部と一緒に合成樹脂で覆われてしまう。この結果、前記樹脂が邪魔になって素電池内のガスを電池外へ排出できなくなるところに問題がある。
【0006】
また、薄型電池では、小型化のために部品点数を少なくする必要がある。
【0007】
本発明の目的は、樹脂製のフレームを電池に一体成形したことで、防爆用のベントが樹脂で覆われても、電池内のガスを電池外へ排出できる電池を得ることにある。また本発明の目的は、部品点数を少なくして電池の小型化を図ることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明が対象とする電池は、図2に示すごとく、素電池2が、当該素電池2内の圧力が所定値を超えた場合に素電池2内のガスを排出するベント23を有しており、前記ベント23を覆うように樹脂製のフレーム3が素電池2に一体成形される。本発明は、前記フレーム3が、前記ベント23のガス排出部24に対面する連通空間26を設けてあり、前記連通空間26がフレーム3外と連通していることを特徴とするものである。
【0009】
ここでの素電池2は、リチウムイオン二次電池や一次電池などが該当する。前記樹脂は、ポリアミド樹脂(ナイロン)やポリウレタン樹脂やポリカーボネート樹脂(PC)やアクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂(ABS)などが該当する。
【0010】
詳しくは、図2に示すごとく、ベント23が開裂部25を有しており、ベント23の開裂部25の周縁が肉薄状に形成されており、素電池2内の圧力が所定値を越えた場合に、開裂部25の周縁が破断するようになっている。
【0011】
また、図2に示すごとく、ベント23と、連通空間26との間に絶縁板22を設けたものとすることができる。
【0012】
【発明の作用効果】
本発明によれば、ベント23のガス排出部24に対面する連通空間26がフレーム3に設けられることにより、フレーム3を素電池2に一体成形したことで、そのフレーム3でベント23が覆われても、素電池2内のガスを電池1外へ排出するための通路(連通空間26)が確保される。従って、素電池2内の圧力の異常上昇に対する素電池2の防爆機能を確実に得ることができる。
【0013】
ベント23と連通空間26との間に絶縁板22を設けると、回路基板13などの絶縁用に設けた絶縁板22を、ベント23の防塵や防水などに利用できる。つまり、ベント23の防塵や防水などのために部品点数を増やさずに済み、ベント23の防爆機能を確保できながら電池1の小型化が図れる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1ないし図3は本発明に係る電池を示す。電池1は、図1に示すごとく、矩形薄型に形成された素電池2と、その素電池2の側面に一体成形された合成樹脂製のフレーム3とを有している。
【0015】
素電池2は、充放電が可能なリチウムイオン二次電池であって、外装材としてアルミニウム缶や鉄缶などが使用される。素電池2の前後の側面5・6は上下幅の短い矩形状になっており、素電池2の左右の側面7・8は、上下幅が短いとともに前後に長い矩形状になっている。素電池2の内部には、電極体10(図2)が電解液と共に液密状に収容される。素電池2の前面5には、図2に示すごとく、負極11が備えられており、素電池2の後面6には正極(図示せず)が備えられる。
【0016】
電極体10は、シート状の正極電極と、シート状の負極電極との間にシート状の絶縁セパレータを挟んで渦巻き状に巻回しており、その状態で断面ほぼ長円形状に押し潰した扁平形状になっている。
【0017】
素電池2の前側には(図2では上側)、保護回路などを備えた回路基板13が配置されており、回路基板13が、リード線などを介して素電池2の負極11に接続されるとともに、リード線およびポリスイッチ(PTC)などを介して素電池2の正極に接続される。
【0018】
フレーム3は、ポリアミド樹脂や、ポリウレタン樹脂や、ポリカーボネート樹脂や、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂などの合成樹脂で形成される。そして、フレーム3は、前述の回路基板13やポリスイッチやリード線などを被覆した状態で、素電池2の前後左右の側面5・6・7・8を覆う四角枠状になっている(図1の状態)。このフレーム3により電池1の強度が向上するとともに、前記回路基板13などが保護される。
【0019】
保護回路は、素電池2を過充電や過放電から保護するものである。ポリスイッチは、素電池2の過熱や過電流などによって素電池2の温度が過剰に上昇すると、素電池2に流れる電流を遮断するものである。
【0020】
回路基板13の前面には、図2に示すごとく、小型電子機器への電源供給用の正負極の端子14・15と、当該小型電子機器とのデータ通信用の端子16とが設けられる。これに対応して、フレーム3の前面には、前記端子14・15・16をそれぞれ露出させる窓17・18・19が設けられる。
【0021】
素電池2の外装材の前面は開口しており、その開口が、ポリアミド樹脂などの合成樹脂製の封口体21で塞がれる。封口体21の前側には、絶縁板22が配置されており、絶縁板22は、絶縁抵抗値が高い絶縁テープで形成される。
【0022】
封口体21の左端寄りの位置には、防爆用の開裂ベント23が設けられる。開裂ベント23は、前記封口体21に形成した溝(ガス排出部)24の底面にドーム状の開裂部25を設けており、開裂部25が封口体21に一体で形成している。開裂部25の周縁は、肉薄状に形成されており、素電池2内の圧力が所定値を越えると破断する。開裂ベント23の溝24の前面は絶縁板22で蓋がされる。
【0023】
開裂ベント23の前側であって、絶縁板22と回路基板13との間には、図3に示すごとく、フレーム3を上下方向(図3では左右方向)に貫通して、フレーム3外へ連通する直方体状の連通空間26が形成される。連通空間26は、絶縁板22を介して溝24に対面しており、絶縁板22の前面に接するように形成される。つまり、開裂ベント23と連通空間26との間に絶縁板22が配されることになる。
【0024】
連通空間26は、図2に示すごとく、左右の幅が開裂ベント23の左右の幅よりも大きくなっている。つまり、連通空間26の左右の幅は、開裂ベント23の左右の幅が5mm程度に対して6mm程度になっており、連通空間26の前後の幅は、開裂ベント23の前後の幅が3mm程度に対して4mm程度になっている。
【0025】
そして、過充電などによって素電池2内の圧力が所定値を越えると、当該素電池2内の圧力で開裂ベント23の開裂部25の周縁が破断し、更にその圧力で開裂ベント23の前面に接する絶縁板22が破断する。これにより、素電池2内のガスが、開裂ベント23および連通空間26を通って素電池2外へ排出されて、素電池2の外装材の破裂などが防がれる。
【0026】
次に、前記電池1の製造方法を説明すると、先ず、回路基板13がリード線などを介して素電池2の正負の極に接続される。この状態で、回路基板13などと共に素電池2が、図4に示す金型28・29内に装着される。
【0027】
この金型28・29への装着時には、下側の金型29に設けた突起30が、前述の連通空間26の形成位置に入り込む(図4の状態)。また、前記窓17・18・19の形成位置には、突起(図示せず)がそれぞれ金型28・29に設けられており、この窓形成用の突起が、回路基板13の端子14・15・16にそれぞれ当接する。前記回路基板13の端子14・15・16に当接する突起は絶縁材で形成される。
【0028】
次いで、前記金型28・29内に溶融合成樹脂が注入されて固化されることにより、回路基板13などが前記合成樹脂で被覆されるとともに、その合成樹脂が前述のフレーム3の形状に成形されて、前記連通空間26を有するとともに前記端子14・15・16が前面に露出する図1の電池1が完成する。
【0029】
このように、開裂ベント23の前側に連通空間26を設けたことで、素電池2内のガスを、開裂ベント23を介して電池1外へ排出するための通路を確保できて、素電池2内の圧力が異常に上昇した場合の防爆機能を確実に得ることができる。
【0030】
なお、連通空間26は、フレーム3の上下面のいずれか一方のみに貫通するものであってもよい。絶縁板22において、開裂ベント23の前面に接する部分に貫通孔を設けることで、開裂ベント23が破断した際に、直ちに素電池2内のガスが前記貫通孔を介して連通空間26へ排出されるようにしてもよい。フレーム3は、素電池2の前後の側面5・6と、左右の側面7・8の一方のみとを覆うコ字状になっていてもよい。
【0031】
開裂ベント23は、開裂部25に代えて、素電池2内の圧力が所定値を越えると破裂するアルミニウム箔や、素電池2内の圧力が所定値を越えると開く弁などを設けてもよい。回路基板13は、素電池2の左右の側面7・8や後側面6などに設けてもよく、あるいは設けなくてもよい。素電池2の前側に回路基板13を配置しない場合には、絶縁板22を省略することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る電池の斜視図である。
【図2】開裂ベントおよび連通空間を示す要部断面図である。
【図3】図2のA−A線矢視断面図である。
【図4】フレームを成形する金型の要部を示す断面図である。
【符号の説明】
1 電池
2 素電池
3 フレーム
21 封口体
22 絶縁板
23 開裂ベント
24 溝
25 開裂部
26 連通空間[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery, such as a thin lithium-ion secondary battery, which is suitable for use as a power source for small electronic devices such as a mobile phone.
[0002]
[Prior art]
As a conventional example, there is one in which a frame made of a synthetic resin is integrally formed on a peripheral surface of a unit cell (see Patent Document 1).
[0003]
Also, batteries usually have an explosion-proof valve on the peripheral surface, etc., and when the pressure inside the battery rises abnormally due to short-circuiting, overcharging, etc., the explosion-proof valve (split vent) breaks, Is discharged to the outside (see Patent Document 2).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-260609 (paragraph number 0016, FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP-A-11-25935 (paragraphs 0004-0005, FIG. 1)
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In the battery of
[0006]
Further, in the case of a thin battery, it is necessary to reduce the number of components for miniaturization.
[0007]
An object of the present invention is to obtain a battery that can discharge gas in the battery to the outside of the battery even when the explosion-proof vent is covered with the resin by integrally molding the resin frame with the battery. It is another object of the present invention to reduce the number of parts and downsize the battery.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
As shown in FIG. 2, the battery to which the present invention is applied has a
[0009]
The
[0010]
Specifically, as shown in FIG. 2, the
[0011]
Further, as shown in FIG. 2, an
[0012]
Effects of the Invention
According to the present invention, since the
[0013]
When the
[0014]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
1 to 3 show a battery according to the present invention. As shown in FIG. 1, the
[0015]
The
[0016]
The
[0017]
On the front side of the unit cell 2 (upper side in FIG. 2), a
[0018]
The
[0019]
The protection circuit protects the
[0020]
As shown in FIG. 2, on the front surface of the
[0021]
The front surface of the exterior material of the
[0022]
An explosion-
[0023]
On the front side of the
[0024]
As shown in FIG. 2, the width of the
[0025]
When the pressure in the
[0026]
Next, a method of manufacturing the
[0027]
At the time of attachment to the
[0028]
Next, by injecting and solidifying the molten synthetic resin into the
[0029]
By providing the
[0030]
The
[0031]
Instead of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a battery according to the present invention.
FIG. 2 is a sectional view of a main part showing a cleavage vent and a communication space.
FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of FIG. 2;
FIG. 4 is a sectional view showing a main part of a mold for molding a frame.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記ベントを覆うように樹脂製のフレームが前記素電池に一体成形される電池であって、
前記フレームは、前記ベントのガス排出部に対面する連通空間が設けられており、
前記連通空間がフレーム外と連通していることを特徴とする電池。The unit cell has a vent for discharging gas in the unit cell when the pressure in the unit cell exceeds a predetermined value,
A battery in which a resin frame is integrally formed with the unit cell so as to cover the vent,
The frame is provided with a communication space facing the gas discharge portion of the vent,
The battery wherein the communication space communicates with the outside of the frame.
ベントが、前記封口体に一体で形成された開裂部を有して、当該開裂部の周縁が肉薄状に形成されており、
素電池内の圧力が所定値を越えた場合に、開裂部の周縁が破断する請求項1記載の電池。The unit cell has a resin sealing body that closes an opening of an exterior body of the unit cell,
The vent has a cleavage portion formed integrally with the sealing body, and the periphery of the cleavage portion is formed to be thin,
2. The battery according to claim 1, wherein when the pressure in the unit cell exceeds a predetermined value, the periphery of the cleavage portion is broken.
Priority Applications (1)
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-
2003
- 2003-01-17 JP JP2003010173A patent/JP2004221025A/en active Pending
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