JP2007273242A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電池とその充放電安全回路を備えた電池パックに関するものである。 The present invention relates to a battery pack including a battery and a charge / discharge safety circuit thereof.
電池と充放電安全回路を備えた電池パックは、種々の携帯型電子機器における電源として広く使用されている。この電池パックにおいては、特にコンパクトな構成であること、製造工程の生産性が高いことなどが要請される。 A battery pack including a battery and a charge / discharge safety circuit is widely used as a power source in various portable electronic devices. This battery pack is required to have a particularly compact configuration and high productivity in the manufacturing process.
従来の電池パックとしては、図5に示すように、電池31の一端面外周に凸条32を形成して内側に凹部33を設け、上面に端子板35を有し、下部に電池一端面の凹部に嵌合する嵌着凸部34aを有する端子ホルダー34を設け、端子ホルダー34には保護素子36を内蔵させるとともに、その一端36aを電池31の電極端子37に、他端36bを上面の端子板35にそれぞれ接続し、かつ端子ホルダー34を電池31に粘着テープ38や熱収縮フィルムなどで連結し、その後端子板35と電池ケースに引き出し用のリード板(図示せず)を溶着した後、ケース39に収納し、あるいは熱収縮チューブ等で被覆して電池パック40としたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
As shown in FIG. 5, a conventional battery pack has a
また、回路基板を有する電池パックにおいて、従来、回路基板をホルダーにて電池に仮保持した状態でリード板にて電池と回路基板を機械的及び電気的に連結していたのに対して、図6に示すように、電池41の封口板41aに連結凸部43を設け、この連結凸部43を回路基板42に連結し、連結凸部43にて電池41と回路基板42を機械的及び電気的に連結し、これら電池41と回路基板42をケース44に収納した電池パック50が知られている(例えば、特許文献2参照)。
ところが、特許文献1に記載された構成では、電池31と保護素子36を内蔵した端子ホルダー34の組立体を構成した後、リード板を溶着し、ケース39に収納して電池パック40を構成しており、外形が大きくなるとともに、組立工数も多くなって高い生産性を確保するのが困難であるという問題がある。
However, in the configuration described in
また、特許文献2に記載された構成では、電池41の封口板に連結凸部43を有する特殊な封口板41aを用いて回路基板42を固定することで、リード板を用いない接続構成にて組立工数を低減できる構成となっているが、これら回路基板42及び電池41をケース44内に収納して電池パック50とする構成であり、その分外形が大きくなるという問題がある。
Further, in the configuration described in
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、コンパクトで、生産性の高い電池パックを提供することにある。 In view of the above-described conventional problems, the present invention provides a compact and highly productive battery pack.
本発明の電池パックは、電池と、充放電安全回路を内蔵するとともに外部接続端子と電池の電極端子に対する接続部が設けられたカード型端部材とを備え、電池の一端面にカード型端部材を配置し、電池の電極端子に接続部を接続するとともに電池にカード型端部材を一体固定したものである。 The battery pack of the present invention includes a battery, a card-type end member that has a built-in charge / discharge safety circuit and is provided with an external connection terminal and a connection portion for the electrode terminal of the battery. Are arranged, and a connection part is connected to the electrode terminal of the battery, and a card-type end member is integrally fixed to the battery.
この構成によると、充放電安全回路を内蔵するとともに外部接続端子が設けられかつ接続部が設けられたカード型端部材を用い、電池の一端面にこのカード型端部材を一体固定して電池パックを構成しているので、コンパクトな構成の電池パックを実現でき、かつカード型端部材を別途に作製することで、このカード型端部材と電池との組立に際しては接続部を接続して一体固定するだけでよいため、組立工数が極めて少なく、高い生産性をもって製造することができる。 According to this configuration, the card type end member having a built-in charge / discharge safety circuit and having an external connection terminal and a connection portion is used, and the card type end member is integrally fixed to one end surface of the battery. Therefore, a battery pack with a compact configuration can be realized, and a card-type end member can be separately manufactured, so that when the card-type end member and the battery are assembled, the connecting portion is connected and fixed integrally. Therefore, the number of assembling steps is extremely small, and it can be manufactured with high productivity.
また、カード型端部材内に、ICタグを内蔵させておくと、電池パックの製造及び流通過程の履歴等を個々に管理することができて好適である。 In addition, it is preferable that an IC tag is built in the card-type end member because the history of the manufacturing and distribution process of the battery pack can be individually managed.
また、カード型端部材の接続部と電池の一方の電極端子との間に、感熱保護素子を接続した構成とすると、発熱に対するより高い保護機構を持たせることができて、電池パックの安全性を向上できる。 In addition, when a thermal protection element is connected between the connection part of the card type end member and one electrode terminal of the battery, a higher protection mechanism against heat generation can be provided, and the safety of the battery pack Can be improved.
また、カード型端部材を、表面に外部接続端子が形成され、裏面に電子部品が実装され、かつ接続リード部が延出された基板又はリードフレームを用い、この基板又はリードフレームを電子部品を収容する凹部を有するケースとカバーにて挟んで接着又は溶着して構成すると、上記のような構成のカード型端部材自体を生産性良く、安価に製造することができる。 Also, the card-type end member is a board or lead frame on which an external connection terminal is formed on the front surface, an electronic component is mounted on the back surface, and the connection lead portion is extended. When configured by adhering or welding between a case having a concave portion to be accommodated and a cover, the card-type end member itself having the above-described configuration can be manufactured with high productivity and at low cost.
前記基板としては、導電性インクによる低温での回路形成や抵抗素子の形成、導電性接着剤を用いた電子部品の電気的接続を行うことにより、比較的耐熱温度が低く、安価なポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂、ノルボルネン系の非結晶性ポリオレフィン樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂などをフィルム状やシート状などの基板を好適に挙げられる。 As the substrate, a low-temperature polyethylene terephthalate (which has a relatively low heat-resistant temperature is obtained by forming a circuit at low temperature using conductive ink, forming a resistive element, and electrically connecting an electronic component using a conductive adhesive. Preferred examples of the substrate include films such as PET) resin, polyethylene naphthalate (PEN) resin, norbornene-based amorphous polyolefin resin, cycloolefin polymer resin, liquid crystal polymer resin, and polyphenylene sulfide resin.
また、リードフレームの材質としては、鋼板にニッケルメッキを施したものやニッケル板などを好適に挙げられる。 Moreover, as a material of a lead frame, what plated the steel plate with nickel, a nickel plate, etc. are mentioned suitably.
また、カード型端部材のケースに、電池の一端面の少なくとも両側外周部に当接してカード型端部材を位置決めする突部を設け、電池とカード型端部材の外周を外装フィルムにて被覆して電池パックを構成すると、電池の一端面に一方の電極端子が突出している場合でも、電池の一端面にカード型端部材を当接配置するだけで位置決めでき、その状態で外装フィルムを被覆することで簡単に電池とカード型端部材を一体固定することができて、高い生産性を確保することができる。 Also, the case of the card mold end member is provided with a protrusion for positioning the card mold end member by contacting at least the outer peripheral portions of one end surface of the battery, and the outer periphery of the battery and the card mold end member is covered with an exterior film. Thus, even when one electrode terminal protrudes from one end surface of the battery, the battery pack can be positioned by simply placing the card-type end member in contact with the one end surface of the battery, and covers the exterior film in that state. Thus, the battery and the card-type end member can be easily fixed together, and high productivity can be ensured.
本発明の電池パックによれば、電池の一端面にカード型端部材を一体固定した構成であるため、コンパクトな構成とすることができ、またカード型端部材と電池との組立に際しては接続部を接続して一体固定するだけでよいため、組立工数が極めて少なく、高い生産性をもって製造することができる According to the battery pack of the present invention, the card-type end member is integrally fixed to one end surface of the battery, so that a compact configuration can be obtained, and a connecting portion is provided when the card-type end member and the battery are assembled. Since it is only necessary to connect and fix them together, the number of assembling steps is extremely small and it can be manufactured with high productivity.
以下、本発明の電池パックの一実施形態について、図1〜図3を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a battery pack of the present invention will be described with reference to FIGS.
図1において、1は横断面形状が扁平な長方形、若しくは隅丸長方形ないし長円形の角形の電池である。電池1はリチウムイオン電池から成り、電池ケース2の内部に発電要素としての極板群と電解液が収容されている。極板群は、帯状の正極板と負極板の間にセパレータを介装した状態で巻回することで多層に積層して構成されている。正極板はアルミニウム箔から成る芯材に正極合剤を塗着・乾燥して構成され、負極板は銅箔から成る芯材に負極合剤を塗着・乾燥して構成され、セパレータは微多孔性ポリプロピレンフィルムなどにて構成されている。
In FIG. 1,
電池1の一端面3の中央部には電極端子4が突出して配設されている。電極端子4は電池ケース2の一端面3を絶縁状態で密封貫通し、電池1の負極の電極端子を構成している。電池1の正極の電極端子は、電池ケース2にて構成されている。
An
5は、電池1の一端面3上に配置されたカード型端部材であり、充放電安全回路が内蔵され、その表面には3つの外部接続端子10が設けられている。3つの外部接続端子10の内、2つは正極と負極の外部接続端子、残りの1つは、識別抵抗の検出やICタグのI/O(入出力ポート)の接続端子や温度検知を行うサーミスタの接続端子としても用いられることがある識別用の接続端子である。
カード型端部材5は、図2に示すように、表面に外部接続端子10となる電極10aが形成され、裏面に各種電子部品11が実装され、さらに長手方向両端から接続リード部12a、12bが延出されているポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂のフィルムからなる基板6と、基板6に実装された電子部品11を収容する凹部8を有するケース7と、基板6の表面を覆うカバー9とから成り、ケース7とカバー9にて基板6を挟んで接着又は溶着して一体的に構成されている。ケース7とカバー9の材質としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリカーボネート(PC)樹脂などが好適に挙げられる。外部接続端子10は、カバー9に開口形成された3つの接続窓9aから外部に露出している。
As shown in FIG. 2, the card-
基板6の表面には、図3(a)に示すように、上記外部接続端子10となる電極10aが形成され、基板6の裏面には、図3(b)に示すように、FET13、制御IC14、容量素子15が実装されるとともに抵抗16が印刷形成されて充放電安全回路17が構成されており、また本実施形態ではICタグ18が実装されている。本実施形態において、基板6に実装されている電子部品11は、FET13、制御IC14、容量素子15、及びICタグ18であり、これら電子部品11の電気的接続は導電性接着剤を用いて行っている。
As shown in FIG. 3A, an
カード型端部材5の長手方向の両端から延出された一方の接続リード部12aは、電池1の一端面3の中央部に突出している電極端子4にスポット溶接等にて接続され、他方の接続リード部12bは、電池ケース2の一側にスポット溶接等にて接続されている。また、一方の接続リード部12aが電池1の一端面3に接触して短絡を生じるのを防止するため、カード型端部材5と電池1の一端面3との間に絶縁板19が配置されている。
One
カード型端部材5のケース7の下面両側部には、電池1の一端面3に当接してカード型端部材5を一端面3上の電極端子4と干渉しない所定位置に位置決めする平面視略コ字状の突部20が突設されている。なお、一側部の突部20には、接続リード部12aをケース7の下面に沿わせて延設するための切欠20aが設けられている。この突部20にて電池1に対してカード型端部材5を位置決めし、接続リード部12a、12bを接続した状態で、電池1とカード型端部材5の外周が筒状の熱収縮性フィルムなどからなる外装フィルム21にて被覆され、電池1とカード型端部材5が一体的に固定されて電池パック22が構成されている。
On both sides of the lower surface of the
次に、以上の構成の電池パック22の組立工程を説明する。まず、カード型端部材5を電池1の一端面3上に位置させ、一方の接続リード部12aを電極端子4にスポット溶接し、次に電池1の一端面3上に絶縁板19を配置した後、突部20を一端面3の両側部上に当接させてカード型端部材5を位置決めし、他方の接続リード部12bを電池ケース2の側面にスポット溶接し、その後外装フィルム21を電池1とカード型端部材5の外周に套嵌し、加熱収縮させて被覆することで、電池パック22が完成する。
Next, an assembly process of the
また、上記カード型端部材5の製造工程について説明すると、まず外部接続端子10となる電極10aや接続リード部12a、12bを含めて回路パターンが形成され、抵抗16が印刷形成された基板6を作製し、この基板6に対して、充放電安全回路17を構成するFET13、制御IC14、容量素子15や、ICタグ18などの電子部品11を実装する。この基板6を、実装された電子部品11が凹部8に収容されるようにケース7上に配置し、基板6をケース7とカバー9の間に挟んで一体的に接着又は溶着することで生産性良く製造することができる。
The manufacturing process of the card-
なお、基板に導電性インクにより回路パターンや抵抗を低温の印刷形成することで、半田リフローの高温炉の温度に耐えないポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリエチレンナフタレート(PEN)樹脂、ノルボルネン系の非結晶性ポリオレフィン樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂などをフィルム状やシート状などの基板を用いることができる。 In addition, by forming a circuit pattern or resistance on the substrate with a conductive ink at a low temperature, a polyethylene terephthalate (PET) resin, a polyethylene naphthalate (PEN) resin, or a norbornene-based non-resistant material that cannot withstand the temperature of a high temperature furnace for solder reflow. A crystalline polyolefin resin, a cycloolefin polymer resin, a liquid crystal polymer resin, a polyphenylene sulfide resin, or the like can be used for a film or sheet substrate.
以上の構成の電池パック22によれば、充放電安全回路17を内蔵するとともに外部接続端子10が設けられかつ接続リード部12a、12bが延出されたカード型端部材5を用い、電池1の一端面3にこのカード型端部材5を一体固定して電池パック22を構成しているので、コンパクトな構成の電池パック22を実現できる。また、カード型端部材5を別途に作製することで、このカード型端部材5と電池1との組立に際しては接続リード部12a、12bを接続して外装フィルム21にて一体固定するだけでよいため、組立工数が極めて少なく、高い生産性をもって製造することができる。
According to the
また、カード型端部材5内に、ICタグ18を内蔵させているので、電池パック22の製造及び流通過程の履歴等を個々に管理することができる。
Further, since the
なお、以上の説明では、ケース7に突部20が一体的に突出形成されている例を示したが、別部材の取付枠を電池1の一端面3とカード型端部材5との間に介装し、必要に応じて固定又は仮固定した後、外装フィルム21にて電池1と取付枠とカード型端部材5を一体的に固定するようにしても良い。
In the above description, an example in which the
また、以上の実施形態の説明では、接続リード部12aを直接電極端子4に接続した例を示したが、図4に示すように、接続リード部12aと電極端子4との間に、温度ヒューズやPTC素子などの感熱保護素子23を接続して配置した構成とすることもできる。この構成によれば、発熱に対するより高い保護機構を持たせることができて、電池パック22の安全性を向上できる。
In the above description of the embodiment, an example in which the
また、上記実施形態のカード型端部材5においては、基板6に設けた接続リード部12a、12bを長手方向両端から両側に延出させて接続部とした例を示したが、接続部の構成としてはこれに限定されるものではなく、例えばケース7に接続部となる接続端子をインサート成形しておき、ケース7とカバー9の間に基板6を挟んでカード型端部材5を構成する際に基板6の回路パターンを接続端子に接続し、このカード型端部材5の接続端子を、電池1の一端面3に設けられた電極端子に接続するようにしても良い。
Further, in the card
また、上記実施形態のカード型端部材5においては、基板6を用いた例を示したが、基板6に代えて外部接続端子10となる電極10aを含めて回路パターンを形成したリードフレームを用い、リードフレームに対してFET13及び制御IC14などのIC素子を実装してコートし、次いで抵抗や容量素子16などのチップ部品を装着してリフロー半田付けしたものを用い、この部品を実装したリードフレームをケース7とカバー9にて外装してカード型端部材5を構成してもよい。
Further, in the card
このようにリードフレームを用いた構成では、耐熱性のある高価なポリイミド樹脂などを用いたフィルムからなる基板6に比して安価に構成することができる。
Thus, the configuration using the lead frame can be configured at a lower cost than the
本発明の電池パックは、電池の一端面にカード型端部材を一体固定した構成であるため、コンパクトな構成とすることができ、またカード型端部材と電池との組立に際しては接続部を接続して一体固定するだけでよいため、組立工数が極めて少なく、高い生産性をもって製造することができ、携帯電子機器用などの小型の電池パックに有用である。 The battery pack of the present invention has a configuration in which a card-type end member is integrally fixed to one end surface of the battery, so that it can have a compact configuration, and a connecting portion is connected when the card-type end member and the battery are assembled. Therefore, since it is only necessary to fix them integrally, the number of assembly steps is extremely small, and it can be manufactured with high productivity, which is useful for small battery packs for portable electronic devices.
1 電池
2 電池ケース(電極端子)
3 一端面
4 電極端子
5 カード型端部材
6 基板
7 ケース
8 凹部
9 カバー
10 外部接続端子
12a、12b 接続リード部(接続部)
17 充放電安全回路
18 ICタグ
20 突部
21 外装フィルム
22 電池パック
23 感熱保護素子
1
3
17 Charge /
Claims (8)
The card type end member case is provided with a protrusion for positioning the card type end member in contact with at least the outer peripheral portions of one end surface of the battery, and the outer periphery of the battery and the card type end member is covered with an exterior film. The battery pack according to any one of claims 1 to 7, characterized in that
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