JP2010003433A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パック電池に関する。 The present invention relates to a battery pack.
近年、携帯電話機などのモバイル機器の普及に伴って、電源としてパック電池が多く用いられている。従来技術に係るパック電池の構成について、図7を用い説明する。
図7(a)に示すように、パック電池は、扁平形状の素電池910を備える。素電池910は、その一端面(封口板)に、負極端子911とガス排出弁913が設けられており、封口板の表面におけるガス排出弁913とは反対側の端部に(X軸方向の右側端部に)Ni/Alのクラッド板912が接合されている。
In recent years, with the spread of mobile devices such as mobile phones, pack batteries are often used as a power source. The configuration of the battery pack according to the prior art will be described with reference to FIG.
As shown in FIG. 7A, the battery pack includes a
素電池910に対しては、ガス排出弁913を覆うように絶縁板920が配され、その上にPTC(Positive Temperature Coefficient)素子930が配されている。PTC素子930は、素子本体部931に接合された素子リード933が、クランク状に曲折加工されたリード983を介して負極端子911と接続されている。PTC素子930における他方の素子リード932は、コの字状に曲折加工されたリード981を介して保護回路基板940に接続されている。
For the
保護回路基板940は、コの字状に曲折加工されたリード982を介してクラッド板912に接続されている。リード981とリード982とは、接続前は平面状の板体であって、その一端側を保護回路基板940の裏面側に接続され、他方側をPTC素子930、クラッド板912に接続された後、180[°]折曲して、コの字状となる。素電池910とPTC素子930および保護回路基板940との組み合わせを以って、コアパックが構成される。
The
パック電池は、素電池910のボトム側端面(Z軸方向の奥側端面)を覆うように、ボトムカバー960が、両面粘着テープ990を以って取り付けられている。また、保護回路基板940を覆い隠すように、トップ側モールディング950が設けられている。トップ側モールディング950は、実際には、インサート成形などにより形成される。そして、パック電池は、素電池910の側周を覆うように、ラベル970が貼着され、また、トップ側モールディング950の窓部から露出する保護回路基板940のテストポイントを隠すようにテストポイントラベル980が貼着されている。
しかしながら、モバイル機器の電源として用いられるパック電池には、更なる高エネルギ密度化が求められている。即ち、電気の貯蔵に供する部分以外の容積を低減し、小型・高エネルギとすることが求められている。また、パック電池には、より一層のコスト削減が求められている。このような要望に対して、図7で示した構成を有する従来技術に係るパック電池では、十分に対応できないという問題を生じる。 However, the battery pack used as a power source for mobile devices is required to have higher energy density. That is, it is required to reduce the volume other than the portion used for storing electricity, and to make it small and high energy. Further, the battery pack is required to further reduce the cost. In response to such a demand, there arises a problem that the battery pack according to the related art having the configuration shown in FIG.
具体的には、図7(b)に示すように、従来技術に係るパック電池のコアパックでは、素電池910における封口板上において、間にPTC素子930を挟んだ状態で保護回路基板940が配されているので、素電池910における封口板の表面から保護回路基板940の外側表面までの高さAを低くすることに限界がある。ここで、封口板の表面から保護回路基板の外側表面までの高さを低くするための一方策について、図8(a)、(b)を用い説明する。
Specifically, as shown in FIG. 7B, in the core pack of the battery pack according to the prior art, the
図8(a)、(b)に示すように、素電池915における封口板に凹部915aを設けておき、当該凹部915aにPTC素子935の素子本体部936の一部が嵌り込むようにする形態が考えられる。なお、PTC素子935における素子リード937、938は、素電池915の負極端子936および保護回路基板945に接続されている。素子リード937は、絶縁プレート995により封口板との間の絶縁が図られている。
As shown in FIGS. 8A and 8B, a
しかしながら、図8(a)、(b)に示すような形態を採用する場合には、封口板の表面から保護回路基板の外側表面までの見かけ上の高さは低くなるものの、PTC素子935を収納するために封口板に凹部915aを設けなければならず、そのための高さが必要となる。このため、トータルでのパック電池の小型・高エネルギ化への寄与は少ないものと考えられる。
However, when the configuration shown in FIGS. 8A and 8B is adopted, although the apparent height from the surface of the sealing plate to the outer surface of the protective circuit board is reduced, the
また、図7(a)に示すように、従来技術に係るパック電池では、その製造過程において、保護回路基板940の取り付けに2つのリード981、982を用いるのであるが、実際の製造過程では、リード981、982に保護回路基板940を接合した後に、リード981、982を図7(a)に示すようなコの字状に折り曲げている。このようなリード981、982の折り曲げ作業を伴う製造工程を含む場合には、製造工程の自動化を推進することに限界がある。よって、製造コストの観点からも、従来技術に係る構成のパック電池では、問題を有する。
Further, as shown in FIG. 7A, in the battery pack according to the prior art, two
本発明は、上記問題を解決しようとなされたものであって、素電池以外の部分が占有する容積を小さく抑え、製造コストという観点からも優位なパック電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problem, and an object of the present invention is to provide a battery pack that is advantageous from the viewpoint of manufacturing cost while keeping the volume occupied by a portion other than the unit cell small.
上記目的を達成するために、本発明に係るパック電池では、次の構成を採用することとする。
本発明に係るパック電池は、素電池と、感熱素子と、保護回路基板とを主な構成として有する。
素電池は、正負極の少なくとも一方の極が形成されてなる一端面を有する。
In order to achieve the above object, the battery pack according to the present invention employs the following configuration.
The battery pack according to the present invention mainly includes a unit cell, a thermal element, and a protection circuit board.
The unit cell has one end face on which at least one of positive and negative electrodes is formed.
感熱素子は、素電池における前記一端面上に配され、素電池における一方の極に対し一方の端子が電気接続されている。
保護回路基板は、素電池における前記一端面上に配され、感熱素子における他方の端子と電気接続されている。
そして、本発明に係るパック電池では、感熱素子と保護回路基板とを、素電池における一端面に対し直交する方向から見るとき、感熱素子が、保護回路基板から外れた位置に配されていることを特徴とする。
The thermal element is disposed on the one end surface of the unit cell, and one terminal is electrically connected to one pole of the unit cell.
The protection circuit board is disposed on the one end face of the unit cell and is electrically connected to the other terminal of the thermal element.
In the battery pack according to the present invention, when the thermal element and the protection circuit board are viewed from the direction orthogonal to the one end surface of the unit cell, the thermal element is disposed at a position away from the protection circuit board. It is characterized by.
また、本発明に係るパック電池は、素電池と、感熱素子と、保護回路基板とを主な構成要素として有する。
素電池は、正負極の少なくとも一方の極が形成されてなる一端面を有する。
感熱素子は、素電池における一端面上に配され、そこに形成された一方の極に一方の端子が接合された構成を有する。
The battery pack according to the present invention includes a unit cell, a thermal element, and a protection circuit board as main components.
The unit cell has one end face on which at least one of positive and negative electrodes is formed.
The thermosensitive element is arranged on one end face of the unit cell, and has a configuration in which one terminal is joined to one pole formed there.
保護回路基板は、短冊状板体からなる基板本体と、当該基板本体から延出されてなるリードとを有して構成された構成を有する。そして、保護回路基板は、素電池における一端面上に配されている。
保護回路基板と感熱素子とは、保護回路基板のリードと感熱素子の他方の端子との接合により、互いに接続されている。ここで、リードは、感熱素子の他方の端子との接合箇所が、基板本体からの延出基端よりも、素電池における一端面から離れた位置に配される状態に、素電池の一端面に対して交差する方向にクランク状またはS字状に曲折されている。
The protection circuit board has a configuration that includes a board body formed of a strip-shaped plate body and leads that extend from the board body. And the protection circuit board is distribute | arranged on the one end surface in a unit cell.
The protection circuit board and the thermal element are connected to each other by bonding the lead of the protection circuit board and the other terminal of the thermal element. Here, the lead has one end surface of the unit cell in a state where the joint portion with the other terminal of the thermal element is arranged at a position farther from one end surface of the unit cell than the base end extending from the substrate body. Is bent in a crank shape or an S-shape in a direction intersecting with.
上記のように、前者の本発明に係るパック電池では、感熱素子と保護回路基板とを、素電池における一端面に対し直交する方向から見るとき、感熱素子が、保護回路基板から外れた位置に配されている。このため、本発明に係るパック電池では、保護回路基板の下に感熱素子が配されてなく、素電池の一端面上の高さを低くすることができる。即ち、素電池の一端面から保護回路基板までの高さが感熱素子の厚みにより制約を受けることがなく、パック電池における素電池以外の部分が占有する容積を小さくすることができる。 As described above, in the former battery pack according to the present invention, when the thermal element and the protection circuit board are viewed from a direction orthogonal to one end surface of the unit cell, the thermal element is in a position away from the protection circuit board. It is arranged. For this reason, in the battery pack according to the present invention, the thermal element is not arranged under the protective circuit board, and the height on one end surface of the unit cell can be reduced. That is, the height from the one end surface of the unit cell to the protection circuit board is not restricted by the thickness of the thermal element, and the volume occupied by the portion other than the unit cell in the pack battery can be reduced.
なお、上記本発明に係るパック電池では、素電池における他方の極も一端面に形成されており、素電池における他方の極が、保護回路基板から延出されてなるリードと電気接続されているという構成を採用することができる。このような構成を採用する場合において、素電池の他方の極とリードとの接続箇所と、保護回路基板とを、素電池一端面に対し直交する方向から見るとき、素電池の他方の極とリードとの接続箇所が、保護回路基板から外れた位置に配されている、とすることができる。このような構成を採用すれば、上記効果に加えて、パック電池の製造において、感熱素子と保護回路基板との電気接続と、保護回路基板と素電池の他方の極との電気接続とを、同時に実行することが可能となる。よって、工程の簡略化を図ることができる。 In the battery pack according to the present invention, the other electrode of the unit cell is also formed on one end surface, and the other electrode of the unit cell is electrically connected to a lead extending from the protection circuit board. The configuration can be adopted. In the case of adopting such a configuration, when the connecting portion of the other electrode of the unit cell and the lead and the protection circuit board are viewed from a direction orthogonal to the one end surface of the unit cell, the other electrode of the unit cell It can be assumed that the connection portion with the lead is arranged at a position away from the protection circuit board. If such a configuration is adopted, in addition to the above effects, in the manufacture of the battery pack, electrical connection between the thermal element and the protection circuit board, and electrical connection between the protection circuit board and the other electrode of the unit cell, It is possible to execute simultaneously. Therefore, the process can be simplified.
また、後者の本発明に係るパック電池では、感熱素子との接続を果たす保護回路基板のリードが素電池の一端面に対して交差する方向にクランク状またはS字状に曲折加工されている。そして、このリードの曲折加工により、本発明に係るパック電池では、リードと感熱素子の他方の端子との接合箇所が、基板本体に対するリードの延出基端よりも、素電池における一端面から離れた位置に配されている。よって、本発明に係るパック電池では、感熱素子の上方に保護回路基板の基板本体を覆うように配さないので、図7に示す従来技術に係るパック電池よりも、パック電池における発電要素である素電池以外の部分の容積を減少させることができる。 Further, in the latter battery pack according to the present invention, the lead of the protection circuit board that is connected to the thermosensitive element is bent into a crank shape or an S shape in a direction intersecting with one end surface of the unit cell. And by this lead bending process, in the battery pack according to the present invention, the joint between the lead and the other terminal of the thermal element is separated from the one end surface of the unit cell rather than the extended base end of the lead with respect to the substrate body. It is arranged at the position. Therefore, in the battery pack according to the present invention, since it is not arranged so as to cover the substrate body of the protection circuit board above the thermal element, it is a power generation element in the battery pack rather than the battery pack according to the prior art shown in FIG. The volume of parts other than the unit cell can be reduced.
従って、本発明に係るパック電池では、素電池以外の部分が占有する容積を小さく抑えることで高いエネルギ密度を有する。特に、素電池における一端面から上の高さを抑えることができる。
また、本発明に係るパック電池では、保護回路基板のリードを、直接感熱素子に接合するので、図7に示す従来技術に係るパック電池のように保護回路基板と感熱素子とをリードで接合し、その後に、このリードをU字またはコの字に折り曲げを行わない。よって、製造過程での煩雑な作業を伴わなくてもすみ、本発明に係るパック電池は、従来技術に係るパック電池に比べて、製造コストという観点からも優位である。
Therefore, the battery pack according to the present invention has a high energy density by keeping the volume occupied by portions other than the unit cells small. In particular, the height above one end face of the unit cell can be suppressed.
Further, in the battery pack according to the present invention, the lead of the protective circuit board is directly bonded to the thermal element. Therefore, the protective circuit board and the thermal element are bonded with the lead as in the battery pack according to the prior art shown in FIG. Thereafter, the lead is not bent into a U-shape or a U-shape. Therefore, the complicated work in the manufacturing process is not required, and the battery pack according to the present invention is superior from the viewpoint of manufacturing cost as compared with the battery pack according to the prior art.
本発明に係るパック電池では、次のようなバリエーションを採用することができる。
・ 上記本発明に係るパック電池では、感熱素子に対するリードの接合箇所と保護回路基板の基板本体とを、素電池の一端面に対し直交する方向から見るとき、前記感熱素子に対するリードの接合箇所が、基板本体から外れた位置に配されている、という構成を採用することができる。
In the battery pack according to the present invention, the following variations can be employed.
In the battery pack according to the present invention, when the lead joints to the thermal element and the substrate body of the protection circuit board are viewed from a direction orthogonal to the one end surface of the unit cell, the lead joints to the thermal element are It is possible to adopt a configuration in which they are arranged at positions away from the substrate body.
・ 上記本発明に係るパック電池では、感熱素子が少なくとも2平面を有する素子本体部を備え、当該素子本体部の前記2平面のそれぞれに接合された一方の端子と他方の端子とを有する。そして、本発明に係るパック電池では、感熱素子の一方の端子が素子本体部との接合箇所から延設され、当該延設端部あるいはその近傍で素電池の一方の極に接続されている、という構成を採用することができる。 In the battery pack according to the present invention, the thermosensitive element includes an element body having at least two planes, and has one terminal and the other terminal joined to each of the two planes of the element body. And in the battery pack according to the present invention, one terminal of the thermal element is extended from the joint portion with the element main body, and is connected to one electrode of the unit cell at or near the extended end. The configuration can be adopted.
・ 上記本発明に係るパック電池では、素電池の一端面と、感熱素子と、保護回路基板の一部とが、樹脂モールドにより被覆されている、という構成を採用することができる。 In the battery pack according to the present invention, a configuration in which one end surface of the unit cell, the heat sensitive element, and a part of the protective circuit board are covered with a resin mold can be employed.
以下では、本発明を実施するための最良の形態について、一例を示して説明する。なお、以下の説明で用いる実施の形態は、本発明の構成および作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、その本質的な特徴部分以外に何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
[実施の形態]
1.パック電池1の全体構成
本実施の形態に係るパック電池1の全体構成について、図1を用い説明する。図1は、本発明の実施の形態に係るパック電池1の構成を示す展開斜視図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described with reference to an example. The embodiment used in the following description is an example used to explain the configuration, operation, and effect of the present invention in an easy-to-understand manner. Not limited.
[Embodiment]
1. Overall Configuration of
図1に示すように、本実施の形態に係るパック電池1は、扁平角型二次電池を素電池10として備える。素電池10には、主な構成要素として、感熱素子としてのPTC素子30と、保護回路基板40と、これらを覆うように設けられるモールドディング50、60などを備える。
素電池10は、2側面が曲率加工された扁平角型の外観形状を有し、Z軸方向手前側の一端面(封口板外面)10aに、負極端子11、正極端子として接合されたクラッド板12およびガス排出弁13が設けられている。
As shown in FIG. 1, the
The
封口板外面10aに設けられたガス排出弁13を覆うように絶縁板20が配され、その上にPTC素子30が配されている。PTC素子30は、X軸方向右に延出された素子リード32により、封口板外面10aに設けられた負極端子11と接合されている。なお、図1では、構成を分かりやすくするために、各構成要素が離れた状態で示しているが、実際のパック電池1では、各構成要素間は、溶接などにより接合されている。
An insulating
PTC素子30と保護回路基板40とは、PTC素子30の素子リード33(図1では、図示を省略。)に対して、保護回路基板40の基板リード41が溶接により接合され、これによって接続されている。保護回路基板40のもう一方の基板リード42は、封口板外面10aに設けられたクラッド板12に対して溶接により接合されている。
上記のような構成を以って、本実施の形態に係るパック電池1では、所謂、コアパックが構成されている。
The
With the configuration as described above, in the
PTC素子30および保護回路基板40が取り付けられた素電池10の封口板外面10aは、保護回路基板40における外部端子が外面に露出する状態で、トップ側モールディング50によりカバーされ、また、素電池10における封口板外面10aとは反対側の端面も、ボトム側モールディング60でカバーされている。そして、素電池10の側周面を覆うようにラベル70が貼着され、また、トップ側モールディング50における一部の開口(テスティングポイント用開口)を塞ぐように、テスティングラベル80が貼着されている。
The sealing plate
2.PTC素子30の構造と素電池10上におけるPTC素子30および保護回路基板40の配置
PTC素子30の構造について、図2(a)を用い説明する。
図2(a)に示すように、PTC素子30は、略直方体形状の素子本体部31が2枚の素子リード32、33により挟まれた構成を有する。2枚の素子リード32、33の内、図2(a)の紙面奥の素子リード32は、細長い短冊状をしており、右側手前に向けて延設されている。
2. Structure of
As shown in FIG. 2A, the
一方、素子リード33は、接合されている素子本体部31の面と略同等のサイズを有するものである。また、図2(a)の二点鎖線で囲んだ部分に示すように、素子リード33は、素子リード32に比べて厚くなっている。例えば、素子リード32が0.1[mm]の厚みであるのに対して、素子リード33が0.3[mm]の厚みである。
素電池10上におけるPTC素子30および保護回路基板40の配置について、図2(b)を用い説明する。
On the other hand, the
The arrangement of the
図2(b)に示すように、PTC素子30および保護回路基板40は、素電池10における封口板外面10a上に載置されている。PTC素子30は、上述のように、一方の素子リード32(図2(a)を参照。)により負極端子11に接続されており、他方の素子リード33により保護回路基板40の基板リード41に接続されている。保護回路基板40の基板リード42は、封口板外面10aに設けられたクラッド板12に接合され、これにより、素電池10の正極と接続されている。
As shown in FIG. 2B, the
素子リード41は、Z軸方向にクランク状に曲折加工されており、この曲折加工された素子リード41を間に介した接合により、PTC素子30の素子リード33(図2(a)を参照。)と基板リード41との接合箇所は、基板リード41の延設基端(基板本体と基板リード41との接合箇所)よりも、Z軸方向において、封口板外面10aから離れた位置となっている。
The
即ち、封口板外面10aから基板リード41の延設基端までの距離X1は、封口板外面10aからPTC素子30と基板リード41との接合箇所までの距離X2よりも小さくなっている。
3.パック電池1の組み立て
パック電池1の組み立て工程について、図3および図4を用い説明する。
That is, the distance X 1 from the sealing plate
3. Assembly of
a) 絶縁板20の貼り付け
図3(a)に示すように、素電池10における封口板外面10aに対し、短冊状の絶縁板20を貼り付ける。絶縁板20は、ガス排出弁13(図1を参照。)とその周囲の封口板外面10aを覆った状態で貼り付けられる。
b) PTC素子30の接合
図3(b)に示すように、封口板外面10a上に貼り付けた絶縁板20の上に、PTC素子30を載置する。そして、延設された一方の素子リード32の先端部分で負極端子11に接合する。素子リード32と負極端子11との接合には、例えば、抵抗溶接(シリーズスポット溶接)やレーザ溶接が用いられる。
a) Affixing the insulating
b) Joining of the
c) 保護回路基板40の接合
図3(c)に示すように、PTC素子30および素電池10の封口板外面10aに接合されたクラッド板12に対して、保護回路基板40の基板リード41、42をそれぞれ接合する。なお、各接合は、上記同様に、抵抗溶接(シリーズスポット溶接)やレーザ溶接などにより実行できる。ここで、基板リード41は、図2(a)に示すように、クランク状に曲折加工されており、その結果、保護回路基板40とPTC素子30との配置関係は、図2(b)のようになる。
c) Bonding of
図3(c)に示す状態で、パック電池1におけるコアパックが完成する。
d) ホットメルトモールディング(=低温成形)
図4(a)に示すように、素電池10の封口板外面10a上に配されたPTC素子30および保護回路基板40などを覆う状態で、トップ側モールディング50を形成する。また、素電池10におけるボトム側端面についても、ボトム側モールディング60を形成する。
The core pack in the
d) Hot melt molding (= low temperature molding)
As shown in FIG. 4A, the
モールディング50、60は、ともにホットメルトモールディングにより形成される。なお、パック電池1の製造においては、電子素子に悪影響がない温度で成形がなされるので、上記のように、「低温成形」と呼ぶ。
ここで、ホットメルトモールディングは、上述の特許文献1、2に開示されている技術を利用することができる。ボトム側モールディング60の形成においては、上述の特許文献1、2に開示されている技術に代わり、予め成形された樹脂製部品を用いることもできる。
The
Here, the hot melt molding can use the techniques disclosed in
e) ラベル貼着
図4(b)に示すように、素電池10の側周面を覆うように、ラベル70を貼り付け、また、トップ側モールディング50のテストポイント用開口を塞ぐように、テストポイントラベル80を貼り付ける。
なお、テストポイントラベル80の貼り付けは、完成品検査の後である。
e) Label application As shown in FIG. 4B, a
The
以上のようにして、本実施の形態に係るパック電池1が完成する。
4.パック電池1の優位性
本実施の形態に係るパック電池1の優位性について、図7に示す従来技術に係るパック電池との比較で説明する。
先ず、図2(b)に示すように、本実施の形態に係るパック電池1では、保護回路基板40の基板リード41が、Z軸方向においてクランク状に曲折加工されている。パック電池1では、この曲折加工された基板リード41を以ってPTC素子30と保護回路基板40との接合を行っているので、封口板外面10aから基板リード41の延設基端までの距離X1は、封口板外面10aからPTC素子30と基板リード41との接合箇所までの距離X2よりも小さくなっている。
As described above, the
4). Advantage of
First, as shown in FIG. 2B, in the
一方、図7(b)に示すように、従来技術に係るパック電池では、PTC素子930の上部を覆うように、保護回路基板940が配置されている。
図2(b)に示す本実施の形態に係るパック電池1では、素電池10の封口板外面10aから保護回路基板40の外側表面までの距離Aが、図7(b)に示す距離Lより短くなる。距離Aと距離Lとの差分は、保護回路基板40に実装されるチップ部品の高さなどによるが、少なくとも図2(b)に示す距離X1と距離X2との差分だけ短くすることができる。
On the other hand, as shown in FIG. 7B, in the battery pack according to the related art, a
In the
例えば、パック電池1における各要素の寸法を次のように仮定する。
・絶縁板20(920)の厚み;0.55[mm]
・素電池10(910)の負極端子11(911)の高さ;0.3[mm]
・PTC素子30(930)の厚み;1.1[mm]
・保護回路基板40(940)の実装部厚み;0.7[mm]
・保護回路基板40(940)の基板厚み;0.8[mm]
上記設定寸法においては、本実施の形態に係るパック電池1の距離Aが”1.9[mm]”となるのに対して、従来技術に係るパック電池の距離Lが”2.45[mm]”となる。よって、パック電池1では、素電池10を除く部分の高さを0.55[mm]低減することができ、その分、素電池10の高さを高くすることが可能である。
For example, the dimensions of each element in the
-Thickness of the insulating plate 20 (920); 0.55 [mm]
-Height of negative electrode terminal 11 (911) of unit cell 10 (910); 0.3 [mm]
-Thickness of the PTC element 30 (930); 1.1 [mm]
・ Mounting part thickness of the protection circuit board 40 (940): 0.7 [mm]
-Substrate thickness of the protective circuit board 40 (940); 0.8 [mm]
In the above set dimensions, the distance A of the
また、図1に示すように、本実施の形態に係るパック電池1では、保護回路基板40における2つの基板リード41、42が、それぞれ基板本体の両端部から延出されている。このため、図3(c)に示すように、パック電池1の製造においては、基板リード41とPTC素子30との接合と、基板リード42とクラッド板12との接合を同時に実行することができる。よって、パック電池1の製造では、工程の簡易化を図ることができ、製造コストの低減を図ることができる。
Moreover, as shown in FIG. 1, in the
また、図7(a)に示す従来のパック電池では、PTC素子930およびクラッド板912と保護回路基板940との接合に際して、間にU字状またはコの字状のリード981、982を介在させる必要がある。これらリード981、982は、溶接が終了した後に折り曲げる必要がある。このため、従来技術に係るパック電池では、その製造において、煩雑な作業を伴わざるを得なかった。
In the conventional battery pack shown in FIG. 7A, U-shaped or
これに対して、図1に示すように、本実施の形態に係るパック電池1の構造では、U字状またはコの字状のリードを用いないシンプルな構造を採用しているので、製造における煩雑さが上記従来技術に係るパック電池よりも低減される。これによっても、製造コストの低減が図られる。
また、図4(a)に示すように、パック電池1の製造においては、ホットメルトモールディングにより、トップ側モールディング50を形成する。このモールディングにおいては、PTC素子30や保護回路基板40に実装された部品へのダメージを考慮して、低温成形がなされる。よって、図7(a)に示す従来技術に係るパック電池に比べて、PTC素子30および保護回路基板40の各接合に係る構成がシンプルな本実施の形態に係るパック電池1では、樹脂挿入の際の条件や成形後における外観不良(例えば、ヒケなど)の発生を低減できるという観点からも優位である。
On the other hand, as shown in FIG. 1, the structure of the
Further, as shown in FIG. 4A, in the manufacture of the
また、上述のように、パック電池1では、上記従来技術に係るパック電池よりも素電池10を除く部分が占有する容積が小さいので、トップ側モールディング50に係る樹脂量も従来よりも低減させることができる。
また、図1に示すように、本実施の形態に係るパック電池1では、保護回路基板40の基板本体部分のX軸方向長さを、図7に示す従来のパック電池よりも短くすることができる。このため、基板の剛性という観点を加味できる点と、上述の従来例として説明した保護回路基板を接続した後のリード曲折加工が不要であり、応力が加わり難いことから、パック電池1では、保護回路基板40の基板本体の厚みを、従来のパック電池における基板よりも薄くすることができる。例えば、従来のパック電池における保護回路基板940の基板本体の厚みが0.8[mm]程度確保しないと剛性面で問題を生じ得る場合、本実施の形態に係るパック電池1では、保護回路基板40の基板本体の厚みを0.6[mm]程度まで薄くしても、剛性という観点から問題を生じない。
In addition, as described above, in the
As shown in FIG. 1, in the
[変形例]
変形例に係るパック電池の構成について、図5および図6を用いて説明する。なお、図5および図6では、上記実施の形態1に係るパック電池1との差異である素電池100の構成を示している。よって、素電池100の構成を除き、変形例に係るパック電池も上記実施の形態に係るパック電池1と同様の構成を備える。
[Modification]
The configuration of the battery pack according to the modification will be described with reference to FIGS. 5 and 6. 5 and 6 show a configuration of the
図5(a)に示すように、変形例に係るパック電池の素電池100では、封口板外面100aにおいて、X軸方向の略中央に配された負極用孔102に近接してガス排出弁101が設けられている(矢印Cで示す部分)。そして、ガス排出弁101と負極用孔102が設けられた箇所は、Z軸方向に凹状になっている。そして、素電池100では、前記凹状になった部分の形状に対応したガスケット114が配される。ガスケット114には、負極端子111の一部を通過させるための孔114aが設けられている。
As shown in FIG. 5A, in the
図5(a)に示すように、変形例に係るパック電池の素電池100においては、ガスケット114によりガス排出弁101も覆うので、上記実施の形態に係るパック電池1のように別途、絶縁板20を用いる必要がない。このため、コスト面およびサイズ面において、さらに優位である。
図5(b)に示すように、ガスケット114には、くびれ部114bが形成されている。このくびれ部114bは、トップ側モールディング50の形成に際して、ガスケット114の浮き上がりを抑制する機能を果たす。
As shown in FIG. 5A, in the
As shown in FIG. 5B, the
また、図5(b)に示すように、ガスケット114の裏面には、突起114cが形成されている。図5(c)に示すように、図5(b)のG−G断面では、突起114cはガス排出弁101の形状に適合するようになっている(矢印Hで示す部分)。このガスケット114の突起114cは、トップ側モールディング50の形成に際して、ガス排出弁101への樹脂の侵入を抑制する役割を果たす。
Further, as shown in FIG. 5B, a
図5(a)に戻って、変形例に係る素電池100では、封口板外面100aに複数のプロジェクション112が形成されている(矢印Bで示す部分)。プロジェクション112は、素電池100における正極として、保護回路基板40における基板リード42との接合に供されるものである。よって、変形例に係るパック電池では、クラッド板(Ni/Al)の省略を行うことができる。このため、より一層のコスト削減を果たすことが可能である。
Returning to FIG. 5A, in the
また、図5(a)に示すように、素電池100の封口板外面100aには、注液栓にアンカー100cを形成している(矢印Dで示す部分)。また、封口板外面100aにおけるX軸方向の両端部分には、窪み100bが設けられている(矢印Fで示す部分)。窪み100bは、Z軸方向の内方に行くほど開口サイズが大きくなる、所謂、アンダーカット構造を採用している。アンカー100cと窪み100btの形成により、トップ側モールディング50を形成した際の接合に係る機械強度(Bending/Twisting)が従来のパック電池などよりも向上されている。
Moreover, as shown to Fig.5 (a), the
なお、アンカー100cの形成箇所については、必ずしも封止栓だけでなく、例えば、負極端子111やガスケット114、正極端子に接合するリードでもよい。
さらに、図6に示すように、変形例に係るパック電池では、PTC素子130における素子リード132の形状を、ガスケット114の底面の凹凸形状に適合するように形成しておき、これに素子本体部131およびもう一方の素子リード133を順に接合する構成を採用することができる。具体的には、図6に示すように、素子リード132の幅Jを、図5(a)の矢印Eで示す部分の突起間に嵌り込む寸法とする。即ち、寸法Jを寸法Iよりも若干小さく設定されている。また、素子リード132の段差の寸法Kは、負極端子111の厚みと略同等としておく。
The
Further, as shown in FIG. 6, in the battery pack according to the modification, the shape of the
以上のようなPTC素子130を採用することにより、変形例に係るパック電池の製造過程において、素電池100に対してPTC素子130を載置する際の位置合わせ精度が、より正確に確保される。このため、製造時におけるPTC素子130の載置に起因する不良を低減することができ、製造コストを低減することができる。
[その他の事項]
上記実施の形態および変形例は、本発明の構成および作用効果を説明するために用いた一例であって、本発明は、これらに限定されるものではない。例えば、上記実施の形態および変形例では、感熱素子の一例としてPTC素子30、130を適用したが、これ以外にもNTC(Negative Temperature Coefficient)素子やバイメタルを備えるブレーカ素子などを用いることもできる。
By adopting the
[Other matters]
The above-described embodiments and modifications are examples used for explaining the configuration and operational effects of the present invention, and the present invention is not limited to these. For example, although the
また、上記実施の形態および変形例では、基板リード41をクランク状に曲折加工することとしたが、これ以外にも、S字状あるいはZ字状に曲折加工することもできる。
また、上記実施の形態および変形例に係るパック電池では、扁平角型の外観形状を有する素電池10、100を各1セル備えることとしたが、素電池の外観形状および備えるセル数は必ずしもこれらに限定されるものではない。例えば、円筒型の電池や金属ラミネート外装電池などを1セルまたは複数セル備える構成とすることもできる。
In the above-described embodiment and modification, the
Further, in the battery pack according to the above-described embodiment and the modification, the
また、上記実施の形態および変形例では、素電池10、100のボトム側もモールディング60でカバーすることとしたが、必ずしもボトム側までモールディングでカバーする必要はなく、図7に示す従来技術に係るパック電池と同様の構成を採用することもできる。
また、PTC素子30、130の形状、および基板リード41、42などの形状については、素電池10、100やパッケージングに適合させて、適宜変更することができる。
Further, in the above-described embodiment and modification, the bottom side of the
Further, the shapes of the
また、上記実施の形態では、保護回路基板40と素電池10との接合において、保護回路基板40から延出された基板リード(リフローリード)42を用いることとしたが、接続形態はこれに限定を受けるものではない。例えば、保護回路基板40にニッケル(Ni)ブロックを設置しておき、その上に短冊状のリードを溶接する形態を採用することもできる。
In the above embodiment, the substrate lead (reflow lead) 42 extended from the
また、PTC素子30、130におけるリードについても、素子本体部31、131を挟む両素子リード32、33、132、133が素子本体部31、131の長手方向あるいは幅方向から延出される形態のものを用いることもできる。
Further, the leads in the
本発明は、携帯電話機などのモバイル機器の電源として、高いエネルギ密度と低い製造コストとを有するパック電池を実現するの有用な技術である。 The present invention is a useful technique for realizing a battery pack having a high energy density and a low manufacturing cost as a power source for a mobile device such as a mobile phone.
1.パック電池
10、100.素電池
10a、100a.封口板外面
11、111.負極端子
12.クラッド板
13、101.ガス排出弁
20.絶縁板
30、130.PTC素子
31、131.素子本体部
32、33、132、133.素子リード
40.保護回路基板
41、42.基板リード
50.トップ側モールディング
60.ボトム側モールディング
70.ラベル
80.テストポイントラベル
112.プロジェクション
114.ガスケット
1. Pack battery 10,100.
Claims (6)
前記素電池における前記一端面上に配され、前記一方の極に対し一方の端子が電気接続されてなる感熱素子と、
前記素電池における前記一端面上に配され、前記感熱素子における他方の端子と電気接続されてなる保護回路基板とを有し、
前記感熱素子と前記保護回路基板とを、前記一端面に対し直交する方向から見るとき、前記感熱素子は、前記保護回路基板から外れた位置に配されている
ことを特徴とするパック電池。 A unit cell having one end face formed with at least one of positive and negative electrodes;
A thermal element that is arranged on the one end face of the unit cell and in which one terminal is electrically connected to the one pole;
A protective circuit board disposed on the one end face of the unit cell and electrically connected to the other terminal of the thermal element;
The battery pack, wherein when the thermal element and the protection circuit board are viewed from a direction orthogonal to the one end surface, the thermal element is arranged at a position away from the protection circuit board.
前記素電池における前記他方の極は、前記保護回路基板から延出されてなるリードと電気接続されており、
前記他方の極と前記リードとの接続箇所と、前記保護回路基板とを、前記一端面に対し直交する方向から見るとき、前記他方の極と前記リードとの接続箇所は、前記保護回路基板から外れた位置に配されている
ことを特徴とする請求項1に記載のパック電池。 In the unit cell, the other electrode also has the one end surface,
The other electrode of the unit cell is electrically connected to a lead extending from the protection circuit board,
When the connection location between the other pole and the lead and the protection circuit board are viewed from a direction orthogonal to the one end face, the connection location between the other pole and the lead is from the protection circuit board. The battery pack according to claim 1, wherein the battery pack is disposed at a dislocated position.
前記素電池における前記一端面上に配され、前記一方の極に対し一方の端子が電気接合されてなる感熱素子と、
前記素電池における前記一端面上に配されてなる保護回路基板とを有し、
前記保護回路基板は、短冊状板体からなる基板本体と、当該基板本体から延出されてなるリードとを有して構成され、前記リードを以って前記感熱素子の他方の端子との接合が図られており、
前記リードは、前記感熱素子の他方の端子との接合箇所が、前記基板本体からの延出基端よりも、前記素電池における前記一端面から離れた位置に配される状態に、前記一端面に対して交差する方向にクランク状またはS字状に曲折されている
ことを特徴とするパック電池。 A unit cell having one end face formed with at least one of positive and negative electrodes;
A thermal element that is arranged on the one end face of the unit cell and in which one terminal is electrically joined to the one pole;
A protective circuit board disposed on the one end face of the unit cell;
The protection circuit board is configured to include a board body made of a strip-shaped plate body and a lead extended from the board body, and is joined to the other terminal of the thermal element using the lead. Is planned,
The lead has the one end surface in a state where a joint portion with the other terminal of the thermosensitive element is arranged at a position farther from the one end surface in the unit cell than an extending proximal end from the substrate body. A battery pack, wherein the battery pack is bent in a crank shape or an S shape in a direction intersecting with the battery.
前記前記感熱素子に対する前記リードの接合箇所は、前記基板本体から外れた位置に配されている
ことを特徴とする請求項3に記載のパック電池。 When viewing from the direction orthogonal to the one end surface, the joint portion of the lead to the thermal element and the substrate body of the protection circuit substrate,
The battery pack according to claim 3, wherein a joint portion of the lead with respect to the thermal element is arranged at a position away from the substrate body.
前記一方の端子は、前記素子本体部との接合箇所から延設され、当該延設端部あるいはその近傍で前記素電池における前記一方の極に接続されている
ことを特徴とする請求項3または4に記載のパック電池。 The thermosensitive element includes an element body having at least two planes, and includes the one terminal and the other terminal bonded to each of the two planes in the element body.
The one terminal is extended from a joint portion with the element main body, and is connected to the one electrode of the unit cell at or near the extended end. 4. The battery pack according to 4.
ことを特徴とする請求項1から5の何れかに記載のパック電池。 The battery pack according to any one of claims 1 to 5, wherein the one end face, the thermal element, and a part of the protection circuit board in the unit cell are covered with a resin mold.
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