JP2010257604A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】小型化により有利な電池パックを提供する。
【解決手段】素電池２に保護回路１５を取り付けた電池パック１であって、素電池２は端子部５を設けており、端子部５に第１のリード１０を接合し、保護回路１５に第２のリード１７を接合しており、第１及び前記第２のリード１０、１７は、底面１１、１８から立ち上がった立設部１２、１９を形成しており、第２のリード１７の立設部１９と保護回路１５の外周部とが重なり合っており、第１リード１０の立設部１２と第２のリード１７の立設部１９とが重なり合っており、第１リード１０の立設部１２と第２リード１７の立設部１９とを接合している。
【選択図】図１

Description

本発明は、素電池に保護回路を取付けた電池パックに関する。

近年の電池パックの薄型化、小型化に伴ない、素電池上部の封口体側から正極リード、負極リードをとり、保護回路及び保護素子を素電池上部に集約させた外装部を備えた電池パックが主流になりつつある（例えば下記特許文献１）。

図１０は、従来の電池パックの一例の分解斜視図を示している。本図に示した電池パック１００は、保護回路１０８を樹脂製のフレーム１０６に収納した構成の一例である。素電池１０１の正極端子１０２にリード１０３の一端が溶接され、負極端子１０４にリード１０５の一端が溶接される。

樹脂製のフレーム１０６は、両面テープ１０７を介して、素電池１０１に固定される。リード１０３の他端は保護回路１０８に溶接され、リード１０５の他端は保護素子１０９の一端に溶接される。保護素子１０９の他端は、リード１１０の一端に溶接され、リード１１０の他端は保護回路１０８に溶接される。

前記の各溶接が完了した時点で、フレーム１０６の内部には保護素子１０９が収納され、フレーム１０６は保護回路１０８を支持していることになる。外装カバー１１１の孔１１２に、フレーム１０６の固定爪１１３とを係合させることにより、外装カバー１１１がフレーム１０６に固定されることになる。素電池１０１の下部には缶底カバー１１４が両面テープ１１５を介して貼り付けられる。素電池１０１の全周には、ラベル１１６が貼り付けられる。

図１１は、図１０の電池パック１００において、保護回路１０８を取り付けた状態の縦断面の概略図を示している。図１１に示したように、保護回路１０８及び保護素子１０９を素電池１０１の上部に集約させており、図１１のような完成品状態では、電池パックの薄型化、小型化を図ることができる。

特開２００６−３３１８１８号公報

しかしながら、前記のような電池パックの構成では、さらに小型化を図ることには限界があった。具体的には、図１１において、負極端子１０４は凸部になっている。保護回路１０８の裏面も部品実装部１１７により凸部を形成している。

この構成では、負極端子１０４による凸部と、部品実装部１１７による凸部とが対向しており、両凸部間にはある程度のクリアランスも必要になる。この場合、素電池１０１の上面と保護回路１０８の裏面との間には、両凸部の高さにクリアランスを加えた寸法の空間が最低限必要になる。また、曲げ加工しているリード１０３は、曲げにより対向している２面間に、ある程度の間隔が必要になる。このため、さらなる小型化には限界があった。

本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、小型化により有利な電池パックを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の電池パックは、素電池に保護回路を取り付けた電池パックであって、前記素電池は端子部を設けており、前記端子部に第１のリードを接合し、前記保護回路に第２のリードを接合しており、前記第１及び前記第２のリードは、底面から立ち上がった立設部を形成しており、前記第２のリードの前記立設部と前記保護回路の外周部とが重なり合っており、前記第１のリードの前記立設部と前記第２リードの前記立設部とが重なり合っており、前記第１リードの前記立設部と前記第２リードの前記立設部とを接合していることを特徴とする。

本発明によれば、電池パックをより小型化することができる。

本発明の実施の形態１に係る電池パックの分解斜視図。 本発明の一実施の形態に係る第２のリードの拡大斜視図を示しており、（ａ）図は第１の例、（ｂ）図は第２の例。 本発明の一実施の形態に係る保護回路１５の拡大図を示しており、（ａ）図は平面図、（ｂ）図は側面図、（ｃ）図は裏面図。 本発明の一実施の形態に係る電池パックの製造工程を示す斜視図であり、（ａ）図は両面テープ７及び保護素子１３を取り付ける工程を示す斜視図、（ｂ）図はフレーム８を取り付ける工程を示す斜視図、（ｃ）図は第１のリード１０を取り付ける工程を示す斜視図。 本発明の一実施の形態に係る電池パックの製造工程を示す斜視図であり、（ａ）図は保護回路１５を取り付ける工程を示す斜視図、（ｂ）図は保護回路１５と第１のリードの立設部１２とを接合する工程を示す斜視図。 （ａ）図は図５（ｂ）の工程において、保護回路１５の素電池２への取り付けが完了した状態の縦断面の概略図、（ｂ）図はＡ部の拡大図。 本発明の一実施の形態に係る電池パックの製造工程を示す斜視図であり、（ａ）図は外装カバー２０及び缶底カバー２３を取り付ける工程を示す斜視図、（ｂ）図はラベル２４を貼り付ける工程を示す斜視図。 本発明の一実施の形態に係る組立てが完了した状態の電池パック１の斜視図。 本発明の実施の形態２に係る電池パックの分解斜視図。 従来の電池パックの一例の分解視図。 図１０の電池パック１００において、保護回路１０８を取り付けた状態の縦断面の概略図。

本発明の電池パックによれば、第１のリードと第２のリードとは、組立工程において曲げ加工は不要であり、両者を重ね合わせるだけで溶接が可能になる。また、第２のリードは、溶接面である立設部が保護回路の外周部に重なり合っており、立設部は保護回路の裏面から突出してない。

このため、素電子の端子部と保護回路の裏面との間に、第１のリードと第２のリードとの板厚の合計分の間隔があれば、両リードの溶接が可能になる。このことにより、素電池上部からの保護回路の高さを低くでき、電池パックの小型化に有利になる。

前記本発明の電池パックにおいては、前記保護回路の片面に凸状の部品実装部を備えており、前記部品実装部は、前記端子部からずらした位置に配置していることが好ましい。この構成によれば、素電池の端子部と部品実装部とが対向しないので、部品実装部の先端面は、端子部の端子面よりも下側に配置することができる。したがって、このことによっても、素電池上部からの保護回路の高さを低くでき、電池パックの小型化に有利になる。

また、前記第１及び前記第２のリードの前記立設部は、前記保護回路を挟むように前記底面の対向する２辺から立ち上がっていることが好ましい。この構成によれば、溶接面を増やすことができ、接合強度の確保に有利になる。

また、前記素電池と一体に樹脂が成形されており、前記保護回路は前記成形された樹脂の内部にあることが好ましい。この構成であっても、素電池上部からの保護回路の高さを低くでき、電池パックの小型化に有利になる。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（実施の形態１）
最初に、図１を参照しながら、電池パックの概略構成を説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る電池パック１の分解斜視図である。本図は、素電池２、及びこれに取り付ける各種付属部品を示している。素電池２は、例えばアルミ又はアルミ合金で形成された厚さの薄い角形の外装缶３内に、発電要素を内蔵したものである。素電池２は、例えば、角形リチウムイオン電池であり、携帯電話やモバイル機器等に用いられる。

外装缶３の開口部は、封口体４により封止されている。封口体４には、端子部である負極端子５、正極端子６を設けている。封口体４には、両面テープ７を介して樹脂製のフレーム８が取り付けられる。

負極端子５には、第１のリード１０が溶接により接合される。正極端子６には、保護素子１３の端子１４が溶接により接合される。第１のリード１０は、底面１１から立ち上がった立設部１２を形成している。第１のリード１０及び端子１４の材料は、負極端子５及び正極端子６の材料に合わせて決定すればよく、例えばニッケル、鉄、ステンレス鋼等が挙げられる。

保護素子１３は、基板状の保護回路１５の端子１６に溶接により接合する。保護素子１３及び保護回路１５は、過充電・過電流・過放電等を防止するための保護手段である。保護回路１５には第２のリード１７を接合している。この詳細は、後に図２、３を参照しながら説明する。

樹脂成形品である外装カバー２０の孔２１と、フレーム８の固定爪９とを係合させることにより、外装カバー２０がフレーム８に固定されることになる。素電池２の下部には、両面テープ２２を介して缶底カバー２３が取り付けられる。素電池２の全周には、ラベル２４が貼り付けられる。

図２は、第２のリード１７の拡大斜視図を示している。本図は、第２のリード１７を保護回路１５に接合する前の単品状態を示している。図２（ａ）は第１の例であり、図２（ｂ）は第２の例である。図２（ａ）、（ｂ）において、第１のリード１７は、底面１８から立ち上がった立設部１９を形成している。図２（ａ）の第１の例では、立設部１９は、底面１８の対向する２辺から立ち上がっている。図２（ｂ）の第２の例では、図２（ａ）の例に比べ立設部１９を１つ分省いている。

なお、図２は第２のリード１７の例で説明したが、前記の図２に関する説明は、第１のリード１０についても同様である。図２の括弧内に第１のリード１０の符号を記している。

図３は、保護回路１５の拡大図を示している。本図は、保護回路１５に図２（ａ）に示した形状の第２のリード１７を接合した状態を示している。図３（ａ）は平面図、図３（ｂ）は側面図、図３（ｃ）は裏面図である。

図３（ｃ）に示したように、リード１７の底面１８を、保護回路１５の裏面に接合している。図３（ａ）、（ｂ）に示したように、第２のリード１７は一対の立設部１９が保護回路１５の外周部を挟み込むように、保護回路１５に取り付けている。このことにより、立設部１９と保護回路１５の外周部とが重なり合っている。

図３（ｂ）、（ｃ）に示したように、保護回路１５の裏面には、凸状の部品実装部３０、３１を形成している。本図の例では、部品実装部３０は、保護ＩＣ（Integrated Circuit）を実装しており、部品実装部３１は、ＦＥＴ(Field Effect Transistor)を実装している。

以下、本実施の形態に係る電池パックについて、製造工程順に説明する。図４は、素電池２に第１のリード１０を溶接するまでの工程を示している。図４（ａ）の工程では、素電池２の上部に両面テープ７を貼り付ける。さらに、正極端子６に、保護素子１３の端子１４を溶接により接合する。

図４（ｂ）の工程では、フレーム８の底面を両面テープ７に貼り付ける。図４（ｃ）の工程では、フレーム８の開口に露出している負極端子５に、第１のリード１０の底面１１を溶接により接合する。

図５は、素電池２に保護回路１５を取り付けるまでの工程を示している。図５（ａ）の工程では、保護回路１５をフレーム８上に載置し、保護回路１５の端子１６を保護素子１３に溶接により接合する。

図５（ｂ）の工程では、第２のリード１７の立設部１９と第１のリード１０の立設部１２とを溶接により接合する。この工程により、保護回路１５の素電池２への取り付けが完了する。溶接は、一対の立設部１２の２面の少なくとも１面にすればよい。２面双方に溶接した場合は、溶接強度の点では有利になる。

また、第１のリード１０及び第２のリード１７のうち、少なくといずれかを、図２（ｂ）に示したような立設部１２（１７）が１つのものとして、溶接面を１面としてもよい。

図５（ｂ）のように、保護回路１５をフレーム８上に載置した状態では、保護回路１５に接合した第２のリード１７の底面１８（図３（ｃ））に、第１のリード１０の底面１１（図５（ａ））が対向している。さらに、第２のリード１７の立設部１９（図５（ａ））に、第１のリード１０の立設部１２が重なり合っている。

図６（ａ）は、図５（ｂ）の工程において、保護回路１５の素電池２への取り付けが完了した状態の縦断面の概略図を示している。図６（ｂ）は図６（ａ）のＡ部の拡大図を示している。図６（ａ）に示したように、凸状の部品実装部３０、３１は、負極端子５からずらした位置に配置している。この構成によれば、負極端子５と部品実装部３０、３１とが対向していないので、部品実装部３０、３１の先端面は、負極端子５の端子面よりも封口体４側（下側）に配置することができる。

一方、第１のリード１０と第２のリード１７とは、組立工程において曲げ加工は不要であり、両者を重ね合わせるだけで溶接が可能になる。また、第２のリード１７は、図３（ａ）、（ｂ）、図５（ａ）に示したように、溶接面である立設部１９が保護回路１５の外周部とが重なり合っており、立設部１９は保護回路１５の裏面から突出してない。このため、負極端子５と保護回路１５の裏面との間に、第１のリード１０と第２のリード１７との板厚の合計分の間隔があれば、両リードの溶接が可能になる。

具体的には、図６（ｂ）に示したように、保護回路１５に接合した第２のリード１７の底面１８に、第１のリード１０の底面１１が重なりあっている。図６（ｂ）において、負極端子５と保護回路１５の裏面との間の間隔Ｓ２は、図６（ａ）において、部品実装部３０、３１の先端面が封口体４に当接しない範囲内であれば、第１のリード１０の厚さｔ１と第２のリード１７の厚さｔ２との合計寸法まで狭めることができる。

本実施の形態は、前記の通り負極端子５と部品実装部３０、３１とが対向せず、部品実装部３０、３１の先端面を、負極端子５の端子面よりも封口体４側に配置できるので、間隔Ｓ２を狭めることに有利になる。

間隔Ｓ２を狭めるほど、図６（ａ）において、封口体４と保護回路１５の裏面との間の間隔Ｓ１を狭めることになる。このことにより、付属品追加による電池パックの高さの増加を抑えることができ小型化に有利になる。

図７は素電池２にラベル２４を貼り付けるまでの工程を示している。図７（ａ）の工程では、外装カバー２０の孔２１と、フレーム８の固定爪９とを係合させる。このことにより、外装カバー２０がフレーム８に固定されることになる。

さらに、素電池２の下部には、両面テープ２２を介して缶底カバー２３が取り付けられる。図７（ｂ）の工程では、素電池２の全周に、ラベル２４が貼り付けられる。

図８は、組立てが完了した状態の電池パック１の斜視図を示している。図８の状態では、図１に示した各種付属部品が外装カバー２０内に収納されていることになる。図６（ａ）を用いて説明した通り、本実施の形態では、封口体４と保護回路１５の裏面との間の間隔Ｓ１を狭めることができる。このため、電池パック１の高さｈの増加を抑えることができ小型化に有利になる。

（実施の形態２）
図９は、本発明の実施の形態２に係る電池パック４０の分解斜視図である。実施の形態１の図１の構成では、予め成形したフレーム９に保護回路１５を搭載する構成である。これに対し、実施の形態２は、保護回路１５を搭載した後に、外装カバー４２と素電池２との間に樹脂を注入して、素電池２と付属部品とを一体に成形するものである。

この点を除けば、実施の形態１、２は同様の構成である。このため、図９においては、図１と同一構成の部分には同一番号を付して、詳細な説明は省略する。

図９において、封口体４上に絶縁板４１を載置して、封口体４と保護回路１５との間を絶縁する。負極端子５には、第１のリード１０が溶接により接合される。正極端子６には、保護素子１３の端子１４が溶接により接合される。保護素子１３は、基板状の保護回路１５の端子１６に溶接により接合する。

図５（ｂ）に示した工程と同様に、第２のリード１７の立設部１９と第１のリード１０の立設部１２とが溶接により接合され、保護回路１５は素電池２への取り付けられる。

保護回路１５を覆うように、外装カバー４２を載置した後、素電池２を金型に搭載し、外装カバー４２と素電池２との間に樹脂を注入し硬化させ、一体成形樹脂４３を形成する。このことにより、素電池２と付属部品とが一体成形樹脂４３により、一体に成形されることになる。

図９では、図示の便宜上、一体成形樹脂４３を各種付属部品と分離して図示している。電池パック４０の完成状態では、一体成形樹脂４３は素電池２の上部と外装カバー４２との間にあり、前記の各種付属部品は一体成形樹脂４３の内部に含まれていることになる。

図１の電池パック１と同様に、素電池２の下部には、両面テープ２２を介して缶底カバー２３が取り付けられる。素電池２の全周には、ラベル２５が貼り付けられる。

実施の形態２においても、保護回路１５を素電池２への取り付けた時点の構成は、実施の形態１の図６（ａ）、（ｂ）と同様である。このため、実施の形態２においても、素電池２上部からの保護回路１５の高さを低くでき、電池パックをより小型化することができることは、実施の形態１と変りない。

以上のように、本発明によれば、電池パックをより小型化することができるので、本発明に係る電池パックは、例えば携帯電話やモバイル機器に用いる電池パックとして有用である。

１，４０ 電池パック
２ 素電池
５ 負極端子
６ 正極端子
１０ 第１のリード
１１ 第１のリードの底面部
１２ 第１のリードの立設部
１５ 保護回路
１７ 第２のリード
１８ 第２のリードの底面部
１９ 第２のリードの立設部
３０，３１ 部品実装部
４３ 一体成形樹脂

Claims (4)

1. 素電池に保護回路を取り付けた電池パックであって、
   前記素電池は端子部を設けており、
   前記端子部に第１のリードを接合し、前記保護回路に第２のリードを接合しており、
   前記第１及び前記第２のリードは、底面から立ち上がった立設部を形成しており、
   前記第２のリードの前記立設部と前記保護回路の外周部とが重なり合っており、
   前記第１のリードの前記立設部と前記第２リードの前記立設部とが重なり合っており、
   前記第１リードの前記立設部と前記第２リードの前記立設部とを接合していることを特徴とする電池パック。
2. 前記保護回路の片面に凸状の部品実装部を備えており、前記部品実装部は、前記端子部からずらした位置に配置している請求項１に記載の電池パック。
3. 前記第１及び前記第２のリードの前記立設部は、前記保護回路を挟むように前記底面の対向する２辺から立ち上がっている請求項１又は２に記載の記載の電池パック。
4. 前記素電池と一体に樹脂が成形されており、前記保護回路は前記成形された樹脂の内部にある請求項１から３のいずれかに記載の記載の電池パック。

Images