JP2008053085A

JP2008053085A - リード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パック

Info

Publication number: JP2008053085A
Application number: JP2006228953A
Authority: JP
Inventors: Takashi Goushu; 貴司郷州
Original assignee: NEC Tokin Corp
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 2006-08-25
Filing date: 2006-08-25
Publication date: 2008-03-06
Anticipated expiration: 2026-08-25
Also published as: JP5068496B2

Abstract

【課題】省スペース化が図れ、ショートしにくい信頼性の高い構造で、組立作業性の改善されたリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックを提供する。
【解決手段】リチウムイオン電池１から保護素子６を介し、もしくは直接引き出された正極タブ４と負極タブ３を表裏面にリード線の収納部を有する絶縁中継部材７を介してそれぞれ正極側リード線と負極側リード線に接続する。
【選択図】図１

Description

本発明はリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックに関し、特に電池パックからリード線を引き出す部分の構造に関する。

従来、リチウムイオン電池パックは充放電制御等のための保護回路を組み込んだものと、簡単な素子、構成により過充電や過電流から保護することができる簡易保護式リチウムイオン電池パックがあった（例えば特許文献１）。従来のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックにおいてはリード線を引き出す方法として、電池の正極及び負極に接続するタブ上にリード線を直接半田付けして、電池パックに組み込むか、または、リード線を半田付けする為の専用の基板を作製して、リード線の接続を行っていた。

図７、図８、図９はそれぞれ従来のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックを示す斜視図であり、図７はリード線をリチウムイオン電池（以下電池と記載）の上面に配置したもの、図８はリード線を電池の側面に配置したもの、図９はリード線を基板に半田付けしたものを示す。リード線を電池の上面に配置する場合には図７に示すように、電池１の正極に接続される上面の正極タブ４と電池１の負極から保護素子６を介して接続される側面の負極タブ３を折り曲げて電池１の上面に配置し、正極タブ４、負極タブ３のそれぞれに電池１の上面で長さが異なるコネクタケーブルからなるリード線２が接続される。この場合、正極タブ４側に半田付けされたコネクタケーブルの正極側リード線２１がコネクタケーブルの負極側リード線２２及び負極タブ３の端面のエッジ上の近傍を通る為、正極側リード線と負極タブ間に絶縁材の追加が必要となる。また、コネクタケーブルのリード線２と半田付けされた正極タブ４の取り付け位置の精度を出すのが難しくコネクタケーブルの２本の正負極側リード線２１、２２の長さをそろえるのが困難であった。

リード線を電池の側面に配置する場合には図８に示すように、電池１の正極に接続される上面の正極タブ４を折り曲げて側面に配置し、電池１の負極から保護素子を介して接続される側面に配置された負極タブ３のそれぞれに電池１の側面で長さが異なるコネクタケーブルからなるリード線２が接続される。この場合においても、リード線２の半田付けに注意が必要であり、ショート防止の為の絶縁材（絶縁テープ等）が必要となる。また、コネクタケーブルの２本のリード線の長さをそろえるのが困難であった。

半田付け用の基板を用いる場合には、図９に示すように予め電池１の正極及び負極に接続する為のタブが溶接された基板５の上にコネクタケーブルの２本のリード線２を半田付けしてある。この場合、基板５の上のコネクタケーブルのリード線２の半田付けのパッド間寸法がが小さい為、半田付けの際にショートしないように細心の注意が必要である。また、基板５の上の半田付け用のパッドを段違いに配置した場合には、半田付けの際のショートの可能性は少なくなるが、片方のリード線がもう片方のリード線の半田付け部分の上に配線することになる為、安全の為、絶縁材（絶縁テープ等）が必要となる。また、基板５の寸法が大きくなる為、基板配置の為のある程度のスペースが必要となっていた。

特開２００２−３３１３４号公報

従来のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックにおいてはリード線を接続する方法として電池の正極及び負極に接続するタブ上にリード線を直接半田付けを行い、電池パックに組み込むか、または、リード線を半田付けする為の専用の基板を作製して、リード線の接続を行っていた。電池の正極及び負極に接続するタブ上にリード線を直接半田付けを行う場合には、タブにリード線を半田付けする位置のバラツキにより、電池パックに組み込んだ際の２本のリード線の長さにバラツキが生じ易く、また、片側のリード線（正極側または負極側）の長さを異なる状態にしておく必要がある為、これによっても電池パックの２本のリード線の長さにバラツキが生じ易くなっていた。また、電池パックの組立構造上、一方のリード線が必ずもう一方のリード線の半田付けされたタブの上に配線されることになる為、ショート防止として絶縁用の絶縁材（絶縁テープ等）が必要であり、リード線をタブ上に半田付けする際には、半田のハミ出し、バリ等に細心の注意が必要であった。

また、リード線半田付け用の専用基板を使用する場合には、基板作製コスト及び部品コストアップが生じる。また、基板作製の場合、基板へのタブ接続のスペース（正極側と負極側）とリード線を半田付けするスペースが必要な為、省スペース化が困難である。また、基板上の半田付け用パッドサイズに制約がある為、基板の幅を小さくするのにも限界があった。また、基板上に半田付けする際に、２本のリード線のショートに細心の注意が必要であり、半田のハミ出し、バリ等に細心の注意が必要であった。

本発明の課題は、省スペース化が図れ、ショートしにくい信頼性の高い構造で、組立作業性の改善されたリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックを提供することにある。

本発明によれば、リチウムイオン電池から保護素子を介し、もしくは直接引き出された、正極タブと負極タブを、表裏面の各々にリード線の収納部および中継用導体を有する絶縁中継部材を介して、それぞれ正極側リード線と負極側リード線に接続したことを特徴とするリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックが得られる。

本発明のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックによれば、正極側リード線と負極側リード線の２本のリード線を半田付けする部分を絶縁中継部材の表面と裏面に配置し、かつリチウムイオン電池と接続する為の正極タブと負極タブを絶縁中継部材のリード線の極性と同じ側すなわち表面あるいは裏面に設けることで、リード線を半田付けする際のショート防止ができ、半田付け部分の半田がリード線に干渉しないことによりかつ電池パックに組込む際の２本のリード線間の絶縁材（絶縁テープ等）が不要となる。また、２本のリード線の長さをそろえることができる為、電池パックのリード線の長さのバラツキを小さくすることが出来る。また、リード線の凹凸による電池パック寸法形状のバラツキを抑えることができる為電池パックの形状の成形が容易になる。また、省スペース化が図れることにより、他の電池パックへの流用が容易になる。また、リード線を半田付けした後にモジュールとして扱える為、組立作業性及び部品配置の位置だし精度の向上が図れる。

次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。図１は本発明のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックを説明する斜視図である。

図１に示すようにリード線２を収納および接続するためのインサートモールド等により成型された絶縁中継部材７の表面と裏面にそれぞれコネクタケーブルの正極側および負極側のリード線２が収納され半田付けされる。電池１の正極側に接続された正極タブ４は絶縁中継部材７の正極側に溶接等により接続される。また、電池１の負極側に保護素子６を介して接続された負極タブ３は絶縁中継部材７の負極側に溶接等により接続される。絶縁中継部材７を使用した場合、２本のリード線２の半田付けは表面と裏面で各々なされる為、ショート防止が可能である。また、リード線が半田付けされた部分の上に配線されることがない為、絶縁材（絶縁テープ等）が不要となる。また、２本のリード線の長さをそろえることができる為、電池パックのリード線の長さのバラツキを小さくすることが出来る。また、省スペース化が図れ、また、リード線を半田付けした後にモジュールとして扱える為、組立作業性及び部品配置の位置出し精度の向上が図れることとなる。本実施の形態では保護素子６を電池１と負極タブ３の間に配置したが、電池と正極タブ間に配置してもよい。絶縁中継部材および絶縁中継部材とリード線との接続の詳細について次に説明する。

図２は本発明のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックに用いる絶縁中継部材を説明する図であり、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は左側面図、図２（ｄ）は右側面図、図２（ｅ）は平面図、図２（ｆ）は底面図、図２（ｇ）は背面図である。

図２に示すように、絶縁中継部材７の表面に電池との接続用の正極タブの溶接が可能なニッケル等の金属からなる正極タブ接続部７１を配し、同じ面となる表面に正極側リード線の半田付けするための正極タブ接続部７１と接続したニッケル等の金属を配したリード線の収納部７３を有する。正極タブ接続部７１とリード線の収納部７３に配する金属は中継用導体となり、たとえばニッケル板等の同一の部品にて成形されるとよい。また、絶縁中継部材７の裏面には表面と同様に負極タブ接続部７２と負極リード線の収納部７４を配し、負極タブ接続部７２と負極リード線の収納部７４は中継用導体となり、同一のニッケル板にて成形されるとよい。表面及び裏面のニッケル板等の金属部品はモールド樹脂等の絶縁樹脂により絶縁されている。

図３、図４、図５は本発明のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックに用いる絶縁中継部材とリード線の接続を説明する図である。

図３に示すように、絶縁中継部材７の表面の正極リード線の収納部に正極側リード線２１を入れ、裏面のリード線の収納部に負極側リード線２２を入れてそれぞれのリード線の収納部に配した金属と絶縁中継部材７の表面及び裏面に分離されて半田付けにより接続し図４、図５に示すようリード線接続した絶縁中継部材を得る。なお図５は図４の絶縁中継部材を反対側から見た図である。

図６は本発明のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックに用いる絶縁中継部材とリード線および負極タブの接続を説明する図である。

図６に示すように、絶縁中継部材７に正極側リード線と負極側リード線からなるリード線２を半田付け等により接続した後、絶縁中継部材７の表面の正極タブ接続部に正極タブ４を溶接等により接続し、絶縁中継部材７の裏面の負極タブ接続部に負極タブ３を溶接等により接続する。正極タブ接続部と正極リード線収納部を絶縁中継部材の表面に配置し、負極タブ接続部と負極リード線収納部を裏面に分離して配置した構造とすることにより、それぞれのリード線の収納部において半田付け等による接続部分が、絶縁中継部材７のモールド樹脂等の絶縁樹脂により絶縁され、かつ容易にそれぞれのリード線２の長さをそろえることができる。また、２本のリード線２が正極タブ４あるいは負極タブ３ののエッジ部及びリード線の半田付け等による接続部分の上に配線されない為、接続部分でのショート防止ができ絶縁材（絶縁テープ等）が不要となる。また、省スペース化が計れるとともに電池パックへの組込みの作業性が向上が図れる。

本発明のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックを説明する斜視図。本発明のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックに用いる絶縁中継部材を説明する図、図２（ａ）は斜視図、図２（ｂ）は正面図、図２（ｃ）は左側面図、図２（ｄ）は右側面図、図２（ｅ）は平面図、図２（ｆ）は底面図、図２（ｇ）は背面図。本発明のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックに用いる絶縁中継部材とリード線の接続を説明する図。本発明のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックに用いる絶縁中継部材とリード線の接続を説明する図。本発明のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックに用いる絶縁中継部材とリード線の接続を説明する図。本発明のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックに用いる絶縁中継部材とリード線および負極タブの接続を説明する図。従来のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックを示す斜視図。従来のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックを示す斜視図。従来のリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パックを示す斜視図。

符号の説明

１電池
２リード線
２１正極側リード線
２２負極側リード線
３負極タブ
４正極タブ
５基板
６保護素子
７絶縁中継部材
７１正極タブ接続部
７２負極タブ接続部
７３（正極リード線の）収納部
７４（負極リード線の）収納部

Claims

リチウムイオン電池から保護素子を介し、もしくは直接引き出された、正極タブと負極タブを、表裏面の各々にリード線の収納部および中継用導体を有する絶縁中継部材を介して、それぞれ正極側リード線と負極側リード線に接続したことを特徴とするリード線付き簡易保護式リチウムイオン電池パック。