JP2014164857A

JP2014164857A - バッテリ

Info

Publication number: JP2014164857A
Application number: JP2013033227A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Arai; 賢一荒井
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2013-02-22
Filing date: 2013-02-22
Publication date: 2014-09-08

Abstract

【課題】バッテリセルを樹脂材で覆って基板と一体成形する場合でも、機械的強度や電気的強度の確保、及びコストダウンを図りつつ、ガスを外部へ排出可能にして安全性を高める仕組みを提供する。
【解決手段】バッテリは、基板２と、ガス弁３を有して、基板２の表面に配置されるバッテリセル１と、を備え、基板２の表面がバッテリセル１とともに封止材４で覆われて基板２とバッテリセル１とが一体に成形される。基板２には、ガス弁３からのガスを外部に排出する通気孔８が貫通して設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、バッテリセルと基板とが一体に成形されるバッテリに関する。

バッテリとして、バッテリセルに、充放電制御や電気的保護を目的としてＩＣなどが実装された回路基板が絶縁シートやスペーサを介して取り付けられるものがある。このようなバッテリでは、部品点数や組立工数が多くなったり、使用者が分解して取り扱った等の場合にショートが発生する懸念もある。そこで、回路基板を樹脂材で覆う事によって、コストダウンを図ると共に機械的強度および電気的強度を確保し、更にショートなどの発生を防止する技術が提案されている（特許文献１）。

特開２０００−３１５４８３号公報

ところで、近年のバッテリセルの容量密度の向上に伴い、基板上に配置可能な小型でかつ十分な容量を持つバッテリセルが望まれている。このような小型なバッテリセルにおいて、基板に実装されたＩＣなどの回路部と共に基板上に配置し、機械的強度や電気的強度の確保、及びコストダウンを図るために、回路部と共にバッテリセルも合成樹脂材料で覆って基板と一体成形する事が考えられる。

しかし、バッテリセルを回路部とともに合成樹脂材料で覆って基板と一体成形する場合、バッテリセル全体が合成樹脂材料で覆われるため、バッテリセルの液漏れ等で発生したガスを外部へ排出する為のガス弁も覆われてしまう。この場合、ガス弁が防爆弁として機能できなくなってしまうため、安全性が低下する問題が生じる。

そこで、本発明は、バッテリセルを合成樹脂材料で覆って基板と一体成形する場合でも、機械的強度や電気的強度の確保、及びコストダウンを図りつつ、ガスを外部へ排出可能にして安全性を高める仕組みを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、基板と、ガス弁を有して、前記基板の表面に配置されるバッテリセルと、を備え、前記基板の表面が前記バッテリセルとともに封止材で覆われて前記基板と前記バッテリセルとが一体に成形されるバッテリであって、前記基板に、前記ガス弁からのガスを外部に排出する通気孔が貫通して設けられることを特徴とする。

本発明によれば、バッテリセルを封止材で覆って基板と一体成形する場合でも、機械的強度や電気的強度の確保、及びコストダウンを図りつつ、ガスを外部へ排出可能にして安全性を高めることができる。

本発明の第１の実施形態であるバッテリの斜視図である。本発明の第１の実施形態であるバッテリの変形例を示す斜視図である。本発明の第１の実施形態であるバッテリの他の変形例を示す斜視図である。（ａ）は本発明の第２の実施形態であるバッテリの斜視図、（ｂ）は（ａ）に示すバッテリを基板の裏面側から見た平面図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態であるバッテリの斜視図である。図１に示すように、本実施形態のバッテリは、長方形状の基板２と、基板２の表面の長手方向の一側に配置されるバッテリセル１と、基板２の表面の長手方向の他側に配置され、ＩＣ等の部品を含む保護回路部５とを備える。保護回路部５は、バッテリセル１の正極６と負極７に電気的に接続され、バッテリセル１の充放電制御や保護動作を行う。また、バッテリセル１には、保護回路部５の側の面にガス弁３が設けられている。

そして、本実施形態では、基板２の表面の略全域がバッテリセル１及び保護回路部５とともに合成樹脂材料で形成される封止材４で覆われてバッテリセル１と基板２とがＣＯＢ等で一体成形されるが、かかる一体成形の前に、基板２にスルーホール８と仕切り板１１が設けられる。

スルーホール８は、ガス弁３の近傍に基板２を貫通して設けられている。仕切り板１１は、スルーホール８とバッテリセル１全体を覆うように設けられる。これにより、封止材４で基板２の表面が全て覆われた場合にも、ガス弁３からのガスをスルーホール８を介して外部に排出する事が可能になる。

以上説明したように、本実施形態では、バッテリセル１を保護回路部５とともに封止材４で覆って基板２と一体成形する場合でも、機械的強度や電気的強度の確保、及びコストダウンを図りつつ、ガスを外部へ排出可能にして安全性を高めることができる。

なお、ガス弁３がバッテリセル１の基板２に接する面に配置される場合は、仕切り板１１は不要であり、この場合、基板２のガス弁３が接する位置にスルーホール８を設ける事でガス抜きが可能となる。

また、図２に示すように、ガス弁３とスルーホール８を確保する空間２１があれば良いため、仕切り板１１を用いずに成形しても良い。

更に、図１では、ガス弁３とスルーホール８と共にバッテリセル１も覆ったが、図３に示すように、ガス弁３とスルーホール８を覆うだけの仕切り板１１ａであってもよい。また、図３に示すように、スルーホール８を複数設けてもよく、更には、スルーホール８に代えて通気孔を設けてもよい。また、仕切り板１１ａの内部に、成形時の封止材４を通さず、かつ、ガスを通過させることが可能なスポンジ形状の素材３１を設けてもよい。

（第２の実施形態）
次に、図４を参照して、本発明の第２の実施形態であるバッテリについて説明する。図４（ａ）はバッテリの斜視図、図４（ｂ）は図４（ａ）に示すバッテリを基板の裏面側から見た平面図である。なお、本実施形態では、上記第１の実施形態に対して重複する部分については、図に同一符号を付してその説明を省略する。

本実施形態では、図４（ａ）に示すように、基板２に２つのスルーホール８がバッテリセル１のガス弁３の近傍に位置して設けられている。２つのスルーホール８は、それぞれ保護回路部５に設けられた制御部４１に接続されている。制御部４１は、回路又はマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）により構成される。

制御部４１は、バッテリセル１の電解液の液漏れを検知して、保護回路部５の出力を停止する。すなわち、電解液がバッテリセル１のガス弁３から漏液すると、２つのスルーホール８が電解液によって短絡し、これを制御部４１が検知して保護回路部５の出力を停止するように制御する。これにより、スルーホール８をガス抜き用と漏液検知用として利用することができる。

また、制御部４１をマイコンで構成する場合に、２つのスルーホール８は漏液検知用のみではなく、接続されるマイコンの端子は、データの書き込み用や出荷時の検査用の機能端子でも良い。

この場合、図４（ｂ）に示すように、基板２の裏面に２つのテストポイント４２を設けてそれぞれ２つのスルーホール８と電気的に接続する。これにより、マイコンを搭載する場合に必須となるマイコンの機能端子を別途に設けることなく、ガス抜き用のスルーホール８を通じて外部に配置する事が可能となる。その他の構成、及び作用効果は、上記第１の実施形態と同様である。

なお、本発明の構成は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１バッテリセル
２基板
３ガス弁
４封止材
５保護回路部
８スルーホール
３１スポンジ素材
４１制御部
４２テストポイント

Claims

基板と、
ガス弁を有して、前記基板の表面に配置されるバッテリセルと、を備え、
前記基板の表面が前記バッテリセルとともに封止材で覆われて前記基板と前記バッテリセルとが一体に成形されるバッテリであって、
前記基板に、前記ガス弁からのガスを外部に排出する通気孔が貫通して設けられることを特徴とするバッテリ。
前記樹脂材と、前記通気孔及び前記ガス弁が配置される空間とが仕切り板により仕切られていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ。
前記基板の表面には、前記バッテリセルに電気的に接続されて、前記バッテリセルの充放電制御を行う回路部が設けられ、
前記回路部は、前記バッテリセルとともに前記封止材により覆われることを特徴とする請求項１又は２に記載のバッテリ。
前記回路部には、前記ガス弁からの電解液の液漏れを検知して、前記回路部からの出力を停止するように制御する制御部が設けられ、
前記通気孔は、スルーホールで構成されるとともに、前記ガス弁の近傍に２つ配置されて、前記制御部に電気的に接続され、
前記制御部は、電解液が前記ガス弁から漏液して２つの前記スルーホールが短絡した場合に、前記ガス弁からの電解液の液漏れを検知して、前記回路部からの出力を停止することを特徴とする請求項３に記載のバッテリ。
前記回路部には、マイクロコンピュータが搭載され、
前記通気孔は、スルーホールで構成されるとともに、前記ガス弁の近傍に２つ配置されて、前記マイクロコンピュータに電気的に接続され、
前記基板の裏面には、２つのテストポイントが設けられて、それぞれ２つの前記スルーホールと電気的に接続されることを特徴とする請求項３に記載のバッテリ。