JP2007103284A - Lithium ion battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、外装ケースによりリチウムイオン電池と保護回路からなる組立セルを固定してなる電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack in which an assembly cell composed of a lithium ion battery and a protection circuit is fixed by an exterior case.
近年、携帯電話やデジタルスチールカメラなどの携帯機器用の電源として高容量化、小型化の要求によりリチウムイオン電池が用いられている。携帯機器においては、薄型化が要求され、それに伴いリチウムイオン電池パックも小型化、薄型化の設計が要求されてきている。 In recent years, lithium ion batteries have been used as a power source for portable devices such as mobile phones and digital still cameras due to demands for higher capacity and smaller size. Mobile devices are required to be thin, and accordingly, lithium ion battery packs are also required to be designed to be small and thin.
リチウムイオン電池及び保護回路基板からなる組立セルを保護する外装ケースは、構造上、上ケースと下ケースに分離した形状となっている。その上ケースと下ケースの固定方法については、通常超音波溶着を用いている。 An exterior case that protects an assembly cell composed of a lithium ion battery and a protection circuit board is structurally separated into an upper case and a lower case. As a method for fixing the upper case and the lower case, ultrasonic welding is usually used.
図4は、従来のリチウムイオン電池パックを説明する分解斜視図である。リチウムイオン電池パックの製造においては、先ずリチウムイオン電池4に保護回路基板5をタブ6で接続した組立セル2を下ケース3の所定の位置に挿入する。その後、上ケース1を上側から被せ上ケース1の右側面11と左側面12に設けられた嵌合用溝113、123に、下ケース3の右側面31と左側面32に設けられた嵌合用突起313、323を嵌合し、上ケース1の後端面13と前端面14に設けられた超音波溶着用溝133、143に下ケース3の後端面33と前端面34に設けられた超音波溶着用突起333、343を嵌合し超音波溶着を行い固定する。最後に外装ラベル7を巻き完全に固定していた(特許文献1参照)。
FIG. 4 is an exploded perspective view illustrating a conventional lithium ion battery pack. In the manufacture of the lithium ion battery pack, first, the
リチウムイオン電池パックを薄型化、小型化するために、超音波溶着用突起333、343、超音波溶着用溝133、143と保護回路基板5、リチウムイオン電池4とのクリアランスを小さくすることで対応していたが、超音波溶着のエネルギーが保護回路基板5とリチウムイオン電池4に悪影響を及ぼす危険性があった。即ち、超音波溶着エネルギーにより、保護回路基板に実装している電子部品の内部の接続部分にクラックなどが入り、接触又はオープン状態となる。または、基板と電子部品を接合している半田部にクラックなどが入り、接触又はオープン状態となる。または、リチウムイオン電池の安全弁が開放したり、電極に剥離が発生し、漏液や性能の低下等の不具合が起きる恐れがあった。
To reduce the thickness and size of the lithium ion battery pack, it is possible to reduce the clearance between the
図5は、従来のリチウムイオン電池パックの超音波溶着工程を説明する断面図である。上ケースの後端面に設けられた超音波溶着用溝133、下ケースの後端面に設けられた超音波溶着用突起333と保護回路基板5とのクリアランスは、1.0mm以上必要なところ、0.5mmと小さくしたため、超音波溶着を完全に出来るように超音波ホーン8を超音波を完全に覆う位置に調整すると、保護回路基板5の上まで超音波ホーン8が覆ってしまい、超音波溶着のエネルギーが保護回路基板5に影響を及ぼす危険性が出てくることとなる。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating an ultrasonic welding process of a conventional lithium ion battery pack. The clearance between the
従来のリチウムイオン電池パックにおいては、上ケースと下ケースを超音波溶着しているためケースの側面厚さが薄型化、小型化により薄くなり、さらに保護回路基板、リチウムイオン電池とのクリアランスが小さくなると、超音波溶着のエネルギーがリチウムイオン電池及び保護回路基板に影響を及ぼすことになる。 In the conventional lithium ion battery pack, the upper case and the lower case are ultrasonically welded, so the case side thickness is reduced by thinning and miniaturization, and the clearance between the protective circuit board and the lithium ion battery is small. As a result, the energy of ultrasonic welding affects the lithium ion battery and the protection circuit board.
本発明は、超音波溶着によるリチウムイオン電池及び保護回路基板への影響のない、信頼性の高い、かつ効率よく組み立てられるリチウムイオン電池パックを提供するものである。 The present invention provides a lithium ion battery pack that can be assembled with high reliability and efficiency without affecting the lithium ion battery and the protection circuit board by ultrasonic welding.
本発明の電池パックは、リチウムイオン電池と保護回路基板からなる組立セルを上ケースと下ケースで固定してなるリチウムイオン電池パックにおいて、前記上ケース或いは前記下ケースの左右側面に設けた嵌合用突起と、前記下ケース或いは前記上ケースの左右側面に設けた嵌合用溝が嵌合し、前記上ケース或いは前記下ケースの端面に設けた嵌合用爪と前記下ケース或いは前記上ケースの端面に設けた嵌合用穴が嵌合、係止している。 The battery pack of the present invention is a lithium ion battery pack in which an assembly cell composed of a lithium ion battery and a protection circuit board is fixed by an upper case and a lower case, and is provided for fitting on the left and right side surfaces of the upper case or the lower case. The protrusion and the fitting groove provided on the left and right side surfaces of the lower case or the upper case are fitted, and the fitting claw provided on the end surface of the upper case or the lower case and the end surface of the lower case or the upper case The provided fitting holes are fitted and locked.
また、本発明の電池パックは、前記上ケースおよび前記下ケースは長方形の外枠を除く中央部に開口部を有し、前記開口部に前記組立セルを配し、前記上ケース、前記下ケースおよび前記組立セルを外装ラベルで覆うことができる。 Further, in the battery pack of the present invention, the upper case and the lower case have an opening in a central portion excluding a rectangular outer frame, the assembly cell is arranged in the opening, and the upper case and the lower case The assembly cell can be covered with an exterior label.
更に、本発明の電池パックは、前記上ケース或いは前記下ケースの左右側面にラッチ爪を有し、前記下ケース或いは前記上ケースの左右側面にラッチ穴を有することがある。 Furthermore, the battery pack of the present invention may have latch claws on the left and right side surfaces of the upper case or the lower case, and may have latch holes on the left and right side surfaces of the lower case or the upper case.
本発明のリチウムイオン電池パックによれば、上下ケースの側面の嵌合用溝と嵌合用突起および端面の嵌合用爪と嵌合用穴で嵌合、係止することにより上下ケースが固定され、超音波溶着作業が無くなる為、超音波溶着エネルギーがリチウムイオン二次電池及び保護回路基板に対する影響を回避できる。又、溶着バリ、超音波溶着時に発生するケースキズ等も無くなり外観不良率も少なくなる。さらに超音波溶着設備も必要無くなり、簡単に組立可能となる等の効果がある。 According to the lithium ion battery pack of the present invention, the upper and lower cases are fixed by being fitted and locked with the fitting grooves and fitting protrusions on the side surfaces of the upper and lower cases and the fitting claws and fitting holes on the end surfaces, Since the welding operation is eliminated, the ultrasonic welding energy can avoid the influence on the lithium ion secondary battery and the protection circuit board. Further, there are no case burrs or the like generated during welding burrs or ultrasonic welding, and the appearance defect rate is reduced. Furthermore, there is no need for ultrasonic welding equipment, and there is an effect that it can be easily assembled.
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明のリチウムイオン電池パックの分解斜視図であり、図2は本発明のリチウムイオン電池パックの組立工程の一部を説明する斜視図であり、図3は本発明のリチウムイオン電池パックのケース側面嵌合部の断面図である。 FIG. 1 is an exploded perspective view of a lithium ion battery pack according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view illustrating a part of an assembly process of the lithium ion battery pack according to the present invention, and FIG. 3 is a lithium ion according to the present invention. It is sectional drawing of the case side fitting part of a battery pack.
リチウムイオン電池パックの製造について説明する。先ず、例えば幅30.0mm、高さ48.0mm、厚さ4.0mmのアルミニウム合金からなる缶に電池要素を収納したリチウムイオン電池4に保護回路基板5をタブ6で接続した組立セル2を、幅30.8mm、高さ48.8mmのPC、PC/ABS等の樹脂を射出成型してなる開口部を有し長方形の外枠からなる下ケース3の所定の位置に挿入する。即ち保護回路基板5は、下ケース3の後端面33に沿って挿入し、組立セル2は下ケース3の右側面31、左側面32、前端面34に沿って挿入する。
The production of the lithium ion battery pack will be described. First, an
その後、図2に示すように、下ケース3と同様の樹脂からなる幅30.8mm、高さ48.8mmの上ケース1の左右側面の下側に側面の長手方向に沿って断面凸状に設けた突起部の幅1.0mmの嵌合用突起111、121を下ケース3の左右側面の長手方向に沿って断面凹状に設けた嵌合用溝311、321に上ケース1の後端面13から下ケース3の前端面34に嵌合させながら挿入する。
After that, as shown in FIG. 2, the width is 30.8 mm made of the same resin as the
次いで、図3に示すように、上ケース1の左右側面11、12にそれぞれ設けた嵌合用突起111、121と下ケース3の左右側面31、32にそれぞれ設けた嵌合用溝311、321が嵌合した状態で上ケース1を下ケース3上でスライドさせる。この左右方向の動きが制限された状態でスライドさせていくと、上ケース1の後端面13の上部と前端面14の下部にそれぞれ中央部と左右に1個、計3個設けた嵌合用爪131、141が、下ケース3の後端面33と前端面34にそれぞれ上ケースの嵌合用爪の対応する位置に設けた0.4×1.0mmの嵌合用穴331、341に挿入されて前後方向の動きが制限され、左右前後方向の動きが制限され固定されることになる。その際、上ケース1の左右側面11、12の略中央部にそれぞれ設けたラッチ爪112、122が下ケース3の左右側面31、32の対応する位置に設けた0.42×1.02mmのラッチ穴312、322に挿入されると、前後方向の動きが側面の中央付近でも制限されることになり、より確実に上ケース1と下ケース3が固定されることとなる。
Next, as shown in FIG. 3, the
ここで、上ケース1と下ケース3はそれぞれ開口部を有し、上ケース1と下ケース3を嵌合されたときの外枠の厚さはリチウムイオン電池4の厚さと同じとなるようにし、電池パックの厚さを抑えている。上下ケース1、3の外枠により、組立セル2を固定し、組立セル2の側面部と、上下ケース1、3の外枠とが同一平面上に位置するように、開口部に組立セル2の側面が配置する。さらに、最後に製品の絶縁、外装表示とケースの固定のため外装ラベル7で組立セル2と上下ケース1、3を覆い完全に固定し、完成品とする。
Here, the
これにより、超音波溶着を用いなくとも上下ケースが固定したリチウムイオン電池パックが得られる。なお、ここではラッチ爪とラッチ穴を用いた形態を説明したが、ラッチ爪とラッチ穴がなくとも上下ケースは固定される。ラッチ爪、ラッチ穴を設けることにより、より確実強固に固定することができる。 Thereby, the lithium ion battery pack with the upper and lower cases fixed can be obtained without using ultrasonic welding. Although the embodiment using the latch claw and the latch hole has been described here, the upper and lower cases are fixed without the latch claw and the latch hole. By providing the latch claw and the latch hole, it can be fixed more securely and firmly.
また、嵌合用突起、嵌合用溝の形状、嵌合用爪、嵌合用穴、ラッチ爪、ラッチ穴の位置、数量等は一例であり、本発明を限定するものではない。 Further, the shape of the fitting protrusion, the fitting groove, the fitting claw, the fitting hole, the latch claw, the position and the quantity of the latch hole are examples, and the present invention is not limited thereto.
1 上ケース
2 組立セル
3 下ケース
4 リチウムイオン電池
5 保護回路基板
6 タブ
7 外装ラベル
8 超音波ホーン
11 (上ケース)右側面
12 (上ケース)左側面
13 (上ケース)後端面
14 (上ケース)前端面
31 (下ケース)右側面
32 (下ケース)左側面
33 (下ケース)後端面
34 (下ケース)前端面
111 (右側面)嵌合用突起
112 (右側面)ラッチ爪
113 (右側面)嵌合用溝
121 (左側面)嵌合用突起
122 (左側面)ラッチ爪
123 (左側面)嵌合用溝
131 (後端面)嵌合用爪
133 (後端面)超音波溶着用溝
141 (前端面)嵌合用爪
143 (前端面)超音波溶着用溝
311 (右側面)嵌合用溝
312 (右側面)ラッチ穴
313 (右側面)嵌合用突起
321 (左側面)嵌合用溝
322 (左側面)ラッチ穴
323 (左側面)嵌合用突起
331 (後端面)嵌合用穴
333 (後端面)超音波溶着用突起
341 (前端面)嵌合用穴
343 (前端面)超音波溶着用突起
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