JP2019075358A - Laminate battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電要素をラミネートシートで外装したラミネートセルと回路基板とを備えたラミネート型電池に関する。 The present invention relates to a laminate type battery including a laminate cell in which a power generation element is covered with a laminate sheet and a circuit board.
リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質電池は、エネルギー密度が高いという特徴から、携帯情報端末や携帯ゲーム機などの電源として利用されている。このような用途では、小型化と大容量化という相反する要求を満たすため、薄板状の発電要素を可撓性を有するラミネートシートで外装した、略矩形の平面視形状を有するラミネート形リチウムイオン二次電池(以下「ラミネートセル」という)が多く使用されている。ラミネートセルを過放電及び過充電から保護するための保護回路部品(安全回路部品)が実装された回路基板が、ラミネートセルに一体化されてラミネート型電池が構成される。
A non-aqueous electrolyte battery represented by a lithium ion secondary battery is used as a power source for a portable information terminal, a portable game machine, etc. because of its high energy density. In such applications, in order to satisfy the contradictory requirements of miniaturization and high capacity, a laminate
ラミネートセルは、発電要素の外側に、ラミネートシートが重ね合わされてシールされたシール領域を備えている。シール領域は、略矩形のラミネートセルの3辺又は4辺に沿っている。ラミネートセルの一辺から、発電要素に接続された正極タブ及び負極タブが導出される。シール領域のうち、正極タブ及び負極タブが導出された辺に沿ったシール領域は、テラス部と呼ばれる。ラミネート型電池を小型化する観点から、回路基板は、保護回路部品が実装された面をテラス部に向けて、テラス部に対向して配置されることが一般的である(例えば特許文献1参照)。 The laminate cell has a seal area where a laminate sheet is overlapped and sealed on the outside of the power generation element. The sealing area is along three or four sides of the substantially rectangular laminate cell. The positive electrode tab and the negative electrode tab connected to the power generation element are led out from one side of the laminate cell. Of the seal area, the seal area along the side from which the positive electrode tab and the negative electrode tab are led out is called a terrace. From the viewpoint of miniaturizing the laminate type battery, the circuit board is generally disposed facing the terrace with the surface on which the protective circuit component is mounted facing the terrace (see, for example, Patent Document 1). ).
上記のラミネート型電池では、回路基板をテラス部に対向させるために、テラス部から導出された正極タブ及び負極タブまたはこれらと回路基板とをつなぐ別のタブが折り曲げられる。即ち、ラミネート型電池の製造過程において、タブの弾性反発力に抗して回路基板をテラス部に向かって押し付ける必要がある。このとき、回路基板に過大な押し付け力が加えられると、回路基板や回路基板に実装された保護回路部品が、テラス部やテラス部に設けられた別の電子部品(例えばブレーカー)に衝突する。その結果、回路基板や、回路基板とテラス部との間に存在する保護回路部品等の電子部品が損傷したり、テラス部を構成するラミネートシートが傷付けられたりすることがある。 In the laminate type battery described above, in order to make the circuit board face the terrace portion, the positive electrode tab and the negative electrode tab led out from the terrace portion or another tab connecting these and the circuit substrate are bent. That is, in the process of manufacturing the laminate type battery, it is necessary to press the circuit board against the terrace portion against the elastic repulsive force of the tab. At this time, when an excessive pressing force is applied to the circuit board, the protective circuit component mounted on the circuit board or the circuit board collides with the terrace portion or another electronic component (for example, a breaker) provided in the terrace portion. As a result, electronic components such as a circuit board and a protective circuit component existing between the circuit board and the terrace portion may be damaged or a laminate sheet constituting the terrace portion may be damaged.
本発明の目的は、上記の従来のラミネート型電池が有する課題を解決し、回路基板や保護回路部品などの電子部品、更にはラミネートシートの損傷を防止することが可能な小型のラミネート型電池を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to solve the problems of the above-mentioned conventional laminate-type battery, and to miniaturize the laminate-type battery capable of preventing damage to electronic components such as circuit boards and protective circuit parts and laminate sheets. It is to provide.
本発明のラミネート型電池は、発電要素を可撓性を有するラミネートシートで外装した、略矩形の平面視形状を有するラミネートセルと、保護回路部品が実装された回路基板とを備える。前記ラミネートセルは、前記ラミネートシートが重ね合わされてシールされたシール領域を備える。前記シール領域は、前記発電要素に接続された正極タブ及び負極タブが導出された辺に沿ったテラス部を含む。前記回路基板は、前記保護回路部品が実装された面を前記テラス部に向けて、前記テラス部に対向して配置されている。前記回路基板と前記テラス部との間に、圧縮変形可能なクッション材が設けられている。 The laminate type battery of the present invention comprises a laminate cell having a substantially rectangular shape in plan view, in which a power generation element is covered with a flexible laminate sheet, and a circuit board on which a protective circuit component is mounted. The laminate cell comprises a sealing area in which the laminate sheets are stacked and sealed. The seal area includes a positive electrode tab connected to the power generation element and a terrace along the side from which the negative electrode tab is derived. The circuit board is disposed to face the terrace with the surface on which the protective circuit component is mounted facing the terrace. A compressively deformable cushioning material is provided between the circuit board and the terrace portion.
本発明によれば、クッション材が、回路基板がテラス部に向かって移動するのを抑制する。このため、回路基板や、回路基板とテラス部との間に存在する電子部品、テラス部を構成するラミネートシートが損傷するのを防止することができる。 According to the present invention, the cushioning material suppresses the movement of the circuit board toward the terrace portion. For this reason, it is possible to prevent the circuit board, the electronic components present between the circuit board and the terrace portion, and the laminate sheet constituting the terrace portion from being damaged.
回路基板はテラス部に対向して配置されているので、ラミネート型電池を小型化することが可能である。 Since the circuit board is disposed to face the terrace portion, the laminate type battery can be miniaturized.
上記の本発明のラミネート型電池において、前記回路基板と前記テラス部とが前記クッション材を介して連結されるように、前記クッション材の両面に両面粘着テープまたは接着剤が付与されていてもよい。かかる態様によれば、ラミネート型電池の製造工程において、一旦クッション材を介して回路基板をテラス部に対向して配置すると、その後、回路基板がテラス部から分離するのが防止される。このため、ラミネート型電池の製造が容易になる。 In the laminate type battery of the present invention described above, a double-sided adhesive tape or an adhesive may be applied to both sides of the cushion material so that the circuit board and the terrace portion are connected via the cushion material. . According to this aspect, in the process of manufacturing the laminate type battery, once the circuit board is disposed to face the terrace through the cushion material, the circuit board is prevented from being separated from the terrace after that. For this reason, manufacture of a laminate type battery becomes easy.
異常過熱時に電流を遮断するブレーカーが、前記テラス部の前記回路基板に対向する面、または、前記回路基板の前記保護回路部品が実装された面に設けられていてもよい。この場合、前記クッション材は、前記ブレーカーに対向しないように配置されていてもよい。かかる態様は、ブレーカーに外力が加えられる可能性が低減するので、ブレーカーの動作の信頼性を向上するのに有利である。 A breaker that shuts off the current at the time of abnormal overheating may be provided on the surface of the terrace portion facing the circuit board, or on the surface of the circuit board on which the protective circuit component is mounted. In this case, the cushioning material may be arranged not to face the breaker. Such an aspect is advantageous for improving the reliability of the operation of the breaker since the possibility of applying an external force to the breaker is reduced.
前記クッション材は、前記回路基板と前記テラス部とが対向する方向に圧縮変形されていてもよい。かかる態様は、回路基板とテラス部との間隔が狭い場合であっても、回路基板や、回路基板とテラス部との間に存在する電子部品、テラス部を構成するラミネートシートが損傷するのを確実に防止することができる。 The cushion material may be compressed and deformed in a direction in which the circuit board and the terrace portion face each other. In this aspect, even if the distance between the circuit board and the terrace portion is narrow, the circuit board, the electronic components existing between the circuit board and the terrace portion, and the laminate sheet constituting the terrace portion are damaged. It can be reliably prevented.
上記の本発明のラミネート型電池は、前記回路基板の前記テラス部に対向する面に接続された外部配線をさらに備えていてもよい。この場合、前記外部配線は、前記テラス部の長手方向に平行に導出されていてもよい。ラミネート型電池が組み込まれる機器の構成に応じて外部配線の導出方向を設定することにより、当該機器の小型化が可能になる。 The above-mentioned laminate type battery of the present invention may further include external wiring connected to the surface of the circuit board facing the terrace portion. In this case, the external wiring may be led out parallel to the longitudinal direction of the terrace portion. By setting the lead-out direction of the external wiring according to the configuration of the device in which the laminate type battery is incorporated, the device can be miniaturized.
上記において、前記クッション材が、前記外部配線を前記回路基板に向かって押し付けるように配置されていてもよい。かかる態様は、テラス部に対して垂直に延びるシール部(耳部)に外部配線が衝突するのを防止するのに有利である。 In the above, the cushion material may be disposed to press the external wiring toward the circuit board. Such an aspect is advantageous for preventing external wiring from colliding with a seal portion (ear portion) extending perpendicularly to the terrace portion.
前記ラミネートセルは、前記発電要素に対応して前記テラス部に対して一方の側に突出したエンボスを備えていてもよい。前記シール領域は、前記テラス部の両端に接続され且つ前記テラス部が沿う前記辺に対して垂直な方向に沿った第1耳部及び第2耳部を含んでいてもよい。前記第1耳部及び前記第2耳部は、前記エンボスと同じ側に略直角に折り曲げられていてもよい。前記回路基板は、前記テラス部の前記エンボスが突出する側と同じ側に配置されていてもよい。かかる態様によれば、片エンボス型のラミネートセルを用いて本発明のラミネート型電池を構成することができる。 The laminate cell may be provided with an emboss that protrudes to one side with respect to the terrace portion corresponding to the power generation element. The seal area may include a first ear and a second ear connected to both ends of the terrace and along a direction perpendicular to the side along which the terrace extends. The first ear portion and the second ear portion may be bent at substantially right angles to the same side as the emboss. The circuit board may be disposed on the same side as the side on which the emboss of the terrace portion protrudes. According to this aspect, it is possible to configure the laminate type battery of the present invention using the single embossed type laminate cell.
あるいは、前記ラミネートセルは、前記発電要素に対応して前記テラス部に対して一方の側に突出した第1エンボスと、前記発電要素に対応して前記テラス部に対して他方の側に突出した第2エンボスとを備えていてもよい。前記シール領域は、前記テラス部の両端に接続され且つ前記テラス部が沿う前記辺に対して垂直な方向に沿った第1耳部及び第2耳部を含んでいてもよい。前記第1耳部は、前記第1エンボス又は前記第2エンボスと同じ側に略直角に折り曲げられていてもよい。前記第2耳部は、前記第1エンボス又は前記第2エンボスと同じ側に略直角に折り曲げられていてもよい。前記回路基板は、前記テラス部の前記第1エンボスが突出する側と同じ側に配置されていてもよい。かかる態様によれば、両エンボス型のラミネートセルを用いて本発明のラミネート型電池を構成することができる。 Alternatively, the laminate cell has a first emboss that protrudes to one side with respect to the terrace portion corresponding to the power generation element, and protrudes to the other side with respect to the terrace portion corresponding to the power generation element A second emboss may be provided. The seal area may include a first ear and a second ear connected to both ends of the terrace and along a direction perpendicular to the side along which the terrace extends. The first ear portion may be bent at substantially a right angle on the same side as the first emboss or the second emboss. The second ear portion may be bent at substantially a right angle on the same side as the first emboss or the second emboss. The circuit board may be disposed on the same side as the side where the first emboss of the terrace portion protrudes. According to this aspect, it is possible to configure the laminate type battery of the present invention using the dual embossing type laminate cell.
以下に、本発明を好適な実施形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。以下の説明において参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態を構成する主要部材を簡略化して示したものである。従って、本発明は以下の各図に示されていない任意の部材を備え得る。また、本発明の範囲内において、以下の各図に示された各部材を変更または省略し得る。各実施形態の説明において引用する図面において、先行する実施形態で引用した図面に示された部材に対応する部材には、当該先行する実施形態の図面で付された符号と同じ符号が付してある。そのような部材については、重複する説明が省略されており、先行する実施形態の説明を適宜参酌すべきである。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments. However, it goes without saying that the present invention is not limited to the following embodiments. Each drawing referred to in the following description is a simplified view of main members constituting an embodiment of the present invention for convenience of explanation. Thus, the present invention may comprise any member not shown in the following figures. Further, within the scope of the present invention, each member shown in the following drawings may be changed or omitted. In the drawings cited in the description of each embodiment, members corresponding to the members shown in the drawings cited in the preceding embodiments are denoted by the same reference numerals as the reference numerals in the drawings of the preceding embodiments. is there. The redundant description of such members is omitted, and the description of the preceding embodiment should be taken into consideration as appropriate.
(実施形態1)
図1は、本発明の実施形態1にかかるラミネート型電池(以下、単に「電池」という)1の分解斜視図である。電池1は、ラミネートセル(以下、単に「セル」という)10、回路基板20、ブレーカー27を備える。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is an exploded perspective view of a laminate type battery (hereinafter simply referred to as “battery”) 1 according to
図2Aは、セル10の斜視図である。セル10は、略矩形の平面視形状を有し、当該略矩形の縦横寸法に比べて厚みが薄い薄板形状を有する。このセル10は、ラミネートシート13からなる外装内に、略矩形の平面視形状を有する薄板状の発電要素(図示せず)が電解液とともに封入されたものである。発電要素は、正極集電体の所定領域の両面に正極活物質を含む正極合剤層が塗布形成された正極と、負極集電体の所定領域の両面に負極活物質を含む負極合剤層が塗布形成された負極とが、セパレータを介して交互に積層されてなる電極積層体である。電池の種類は特に制限はないが、二次電池、中でもリチウムイオン二次電池が好ましい。
FIG. 2A is a perspective view of the
ラミネートシート13は、発電要素に比べて薄く、且つ、可撓性を有している。ラミネートシート13は、例えば、アルミニウム等からなる基層の、発電要素に対向する側の面に熱融着性樹脂層(例えば変性ポリオレフィン層)が積層された可撓性を有する多層シートであってもよい。1枚の矩形のラミネートシート13が、発電要素を挟むように二つ折りにされ、発電要素の外側で重ね合わされてヒートシール法などによりシールされている。ラミネートシート13がシールされたシール領域14a,14b,14cは、略矩形のセル10の3辺に沿っている。シール領域14a,14b,14cは共通する一平面に沿っている。発電要素に対応する略矩形のエンボス12が、シール領域14a,14b,14cに対して一方の側に突出している。セル10のように、シール領域14a,14b,14cに対して一方の側のみにエンボス12が突出したセルは、一般に、「片エンボス型」、または、ラミネートシート13の成形形状に着目して「片絞り型」と呼ばれる。本発明では、説明の便宜のために、片エンボス型のセル10において、エンボス12が突出した側の面をセル10の「正面」と呼び、これと反対側の面をセル10の「裏面」と呼ぶ。また、正面と裏面とを結ぶ方向を「厚さ方向」と呼ぶ。シール領域14a,14b,14cに共通する平面に平行な方向を「水平方向」と呼ぶ。
The
シール領域14aから、正極タブ11p及び負極タブ11nが導出されている。正極タブ11p及び負極タブ11nは、短冊形状を有し、シール領域14aの長手方向に対して直交する方向(即ち、シール領域14aの両端につながる一対のシール領域14b,14cと平行な方向)に沿って延びている。正極タブ11pは、例えばアルミニウムの薄板からなり、発電要素を構成する複数の正極集電体(図示せず)と電気的に接続されている。また、負極タブ11nは、例えばニッケルの薄板等からなり、発電要素を構成する複数の負極集電体(図示せず)と電気的に接続されている。
The
本発明では、正極タブ11p及び負極タブ11nが導出されたシール領域14aを「テラス部」という。また、テラス部14aの両端に接続されたシール領域14b,14cを「耳部」という。耳部14b,14cは、テラス部14aが沿うセル10の辺に対して垂直な辺に沿って延びる。セル10の外寸法を小さくするために、図2Bに示すように、耳部14b,14cは、エンボス12の側にテラス部14aに対して略直角に折り曲げられる。折り曲げられた耳部14b,14cは、エンボス12の側面に、両面粘着テープ等を用いて固定される。テラス部14aは、エンボス12と耳部14b,14cとによってその三方向が囲まれる。
In the present invention, the
図1に戻り、回路基板20は、細長い薄板状物であり、テラス部14aと略同じ長手方向寸法を有する。回路基板20の下面(図1では見えない)には、FET素子等の電子部品からなる保護回路部品(安全回路部品)22が実装されており、任意に充電回路が形成されていてもよい。本実施形態では、2つの保護回路部品22が実装されているが、保護回路部品22の数は、これに限定されず任意である。回路基板20の下面には、さらに、正極入力端子21p及び負極入力端子21n(いずれも図1では見えない。後述する図4B参照)が設けられている。外部配線24が、回路基板20の下面に設けられた端子(図1では見えない)に接続されている。外部配線24は、回路基板20(またはテラス部14a)の長手方向に対して略直角に延びている。外部配線24の先端には、コネクタ24aが設けられている。外部配線24を介して、電池1に対して充放電を行うことができる。外部配線24は、可撓性を有する複数本(本実施形態1では5本)のケーブルで構成される。複数本のケーブルの種別は特に制限はないが、例えば、正極ケーブル、負極ケーブル、ラミネートセル10の温度検出を行うための温度検出用ケーブル等を含んでいてもよい。外部配線24を構成するケーブルの数や、各ケーブルの機能は、本実施形態に限定されず、任意に変更しうる。
Returning to FIG. 1, the
ブレーカー27は、異常過熱時に電流を遮断する電流遮断装置として機能する薄板状の素子本体部を備える。素子本体部から、互いに反対向きに、第1リード27a及び第2リード27bが導出されている。第1リード27a及び第2リード27bは、導電性を有する金属からなる短冊状の薄板である。第1リード27aには、セル10の正極タブ11pが接続される。第2リード27bは、導電タブ28を介して、回路基板20の下面に設けられた正極入力端子21pに接続される。導電タブ28は、導電性を有する金属(例えばニッケル)からなる短冊状の薄板である。
The
セル10の負極タブ11nは、回路基板20の下面に設けられた負極入力端子21nに接続される。
The
回路基板20の下面にクッション材25が取り付けられる。クッション材25は、略直方体形状を有し、圧縮変形可能な弾性体からなる。クッション材25としては、制限はないが、フォーム材やスポンジなどのように、外力を加えると容易に変形し、外力を取り除くと初期形状に復元する材料を用いうる。クッション材25は、好ましくは絶縁性を有する。クッション材25は、例えばウレタンフォームやポリエチレンスポンジなどであってもよく、一実施例として株式会社ロジャースイノアック製の「PORON(登録商業)」を例示できる。
The cushioning
図3に、電池1を製造する一過程を示す。正極タブ11pが略「U」字状に折り曲げられて、ブレーカー27がテラス部14aのエンボス12が突出する側と同じ側の面上に重ねられている。ブレーカー27をテラス部14aに固定する方法は、制限されないが、例えば両面粘着テープまたは接着剤を用いることができる。負極タブ11n及び導電タブ28が、セル10と回路基板20との間で、互いに平行に延びている。クッション材25が回路基板20の下面に取り付けられている。
One process of manufacturing the
図3の状態から、回路基板20を、回路基板20の保護回路部品22が実装された面がテラス部14aに向くようにして、テラス部14aに対向させる。負極タブ11n及び導電タブ28は、テラス部14aの長手方向に沿って見たとき略「Z」字状になるように、それぞれ2箇所で逆向きに折り曲げられる。
From the state of FIG. 3, the
図4Aは、回路基板20がテラス部14aに重ね合わされた、電池1の斜視図である。回路基板20の外面(保護回路部品22が実装された面とは反対側の面)は、セル10のエンボス12の頂面と略同じ高さにある。セル10及び回路基板20を含む電池本体1aは、必要に応じて外装シート31,32(図1参照)で覆われる(図5参照)。外装シート31,32は、制限されないが、例えば絶縁性を有する樹脂又は紙などからなる。
FIG. 4A is a perspective view of the
図4Bは、図4Aの4B−4B線を含む面(外部配線24を横切る面)に沿った電池1の矢視端面図である。回路基板20とテラス部14aとが厚さ方向に離間しかつ対向している。回路基板20のテラス部14aに対向する面には、保護回路部品22と封止部24bとが設けられている。封止部24bは、公知のグルー(glue)や、絶縁性を有する樹脂や接着剤からなり、外部配線24と回路基板20との電気的接続部を封止し絶縁する。テラス部14aの回路基板20に対向する面には、ブレーカー27が設けられている。回路基板20とテラス部14aとの間で、負極タブ11n及び導電タブ28が折り曲げられている。クッション材25が、回路基板20とテラス部14aとの間に介在している。より詳細には、クッション材25は、回路基板20に設けられた保護回路部品22及び封止部24bとテラス部14aとの間に位置している。クッション材25の上下面には両面粘着テープまたは接着剤が付与されている。このため、クッション材25を介して、回路基板20とテラス部14aとが連結されている。回路基板20の長手方向においては、クッション材25は、負極タブ11nと導電タブ28との間に位置している。
FIG. 4B is an arrow end view of the
クッション材25の作用を説明する。
The action of the
図6は、比較例にかかるラミネート型電池101を、図4Bと同様に示した断面図である。図6の比較例は、クッション材25を備えていない点でのみ、図4Bの実施形態1と異なる。実施形態1と同様に、回路基板20の外面が、セル10のエンボス12の頂面と略同じ高さになるように、負極タブ11n及び導電タブ28を折り曲げる必要がある。このため、図6に示すように、負極タブ11n及び導電タブ28の弾性反発力に抗して、回路基板20にテラス部14aに向かう力Fを印加する必要がある。力Fが過大であると、回路基板20がテラス部14aに向かって必要以上に移動し、回路基板20や、回路基板20に実装された実装部品(保護回路部品22、封止部24bなど)が、テラス部14aに設けられたブレーカー27やテラス部14aを構成するラミネートシートに衝突する。その結果、回路基板20や、実装部品、ブレーカー27が損傷(例えば、割れやクラックの発生)したり、テラス部14aを構成するラミネートシートが傷付けられたりすることがある。ラミネートシートの損傷は、ラミネートシートの破れによる電解液の漏出や水分のセル10内への侵入、セル10内での短絡を生じさせうる。過大な力Fは、負極タブ11n及び導電タブ28を折り曲げるときのみならず、その後の電池101の製造過程において電池101をハンドリングする時にも加えられる可能性がある。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a
これに対して、本実施形態では、図4Bに示すように、回路基板20とテラス部14aとの間にクッション材25が設けられている。過大な力Fが回路基板20に加えられた場合、クッション材25が力Fに対抗するので、回路基板20がテラス部14aに向かって必要以上に移動するのが防止される。回路基板20や、実装部品(保護回路部品22、封止部24bなど)が、テラス部14aに設けられたブレーカー27やテラス部14aを構成するラミネートシートに衝突することはない。従って、回路基板20や、回路基板20とテラス部14aとの間に存在する実装部品やブレーカー27等の電子部品が損傷したり、テラス部14aを構成するラミネートシートが傷付けられたりするのを防止することができる。
On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 4B, the
クッション材25の上下面には両面粘着テープまたは接着剤が付与されているので、一旦、図4Aのようにクッション材25を介して回路基板20をテラス部14aに重ね合わせると、クッション材25を介して回路基板20とテラス部14aとが連結される。クッション材25は、回路基板20をテラス部14aから離間させようとする負極タブ11n及び導電タブ28の弾性反発力に対抗し、回路基板20がテラス部14aから離間するをの防ぐ。このため、この後の電池1の製造工程(例えば外装シート31,32の貼り付けなど)での電池1の取り扱い性が向上し、電池1の製造が容易になる。
The double-sided adhesive tape or adhesive is applied to the upper and lower surfaces of the
回路基板20は、厚さ方向に沿うように折り曲げられた耳部14b,14cの間に、テラス部14aに対向して配置される。このため、回路基板20がセル10から水平方向に大きく突出するのを防いでいる。本実施形態1の電池1は、小型化されており、体積エネルギー密度に優れる。
The
本実施形態1では、図4Bに示されているように、クッション材25は、ブレーカー27に対向しないように配置されている。このため、過大な力Fが加えられても、ブレーカー27には、クッション材25や、回路基板20、回路基板20の実装部品が接触することはない。ブレーカー27に外力が加えられることを防止することができるので、ブレーカー27の動作の信頼性が向上する。
In the first embodiment, as shown in FIG. 4B, the
(実施形態2)
図7Aは、本発明の実施形態2にかかるラミネート型電池2の斜視図である。図7Bは、図7Aの7B−7B線を含む面に沿った電池2の矢視断面図である。
Second Embodiment
FIG. 7A is a perspective view of a
図7Bに示されているように、本実施形態2は、回路基板20とテラス部14aとの間に配置される各種部材の配置が、実施形態1と異なる。本実施形態2では、回路基板20に実装された保護回路部品22と、テラス部14a上に重ね合わされたブレーカー27とが厚さ方向に対向している。また、本実施形態2では、実施形態1に比べて、エンボス12が薄く、これに対応するように、回路基板20とテラス部14aとの間隔が狭い。このため、力Fが加えられることにより回路基板20がテラス部14aに向かってわずかに移動しただけでも、保護回路部品22がブレーカー27に衝突する可能性が高い。
As shown in FIG. 7B, the second embodiment is different from the first embodiment in the arrangement of various members disposed between the
そこで、本実施形態2では、回路基板20とテラス部14aとの間の隙間の間隔より自然状態で大きな厚さを有するクッション材25を用いている。回路基板20の外面(保護回路部品22が実装された面とは反対側の面)を、セル10のエンボス12の頂面と略同じ高さにした図7Bの状態では、クッション材25は厚さ方向に大きく圧縮変形されている。クッション材25の厚さ方向の反発力が大きいので、より大きな力Fに対抗することができる。このため、回路基板20とテラス部14aとの間隔が狭い場合や、回路基板20の実装部品とブレーカー27とが厚さ方向に対向している場合であっても、回路基板20や、実装部品(保護回路部品22、封止部24bなど)が、テラス部14aに設けられたブレーカー27やテラス部14aを構成するラミネートシートに衝突することはない。従って、回路基板20や、回路基板20とテラス部14aとの間に存在する実装部品やブレーカー27等の電子部品が損傷したり、テラス部14aを構成するラミネートシートが傷付けられたりするのを確実に防止することができる。
Therefore, in the second embodiment, the cushioning
実施形態1と同様に、クッション材25は、ブレーカー27に対向しないように配置されている。このため、圧縮変形されたクッション材25がブレーカー27に外力を加えることはない。これは、ブレーカー27の動作の信頼性を向上するのに有利である。
As in the first embodiment, the
本実施形態2では、回路基板20の長手方向寸法は、テラス部14aの長手方向寸法よりも短い。回路基板20とテラス部14aとが対向する限られた領域にクッション材25を、力Fに対抗できるように配置するために、図7Bに示されているように、クッション材25は、折り曲げられた負極タブ11nに挟まれるように配置されている。但し、本実施形態2では、これは必須ではなく、実施形態1と同様に、タブ11p,11nに接触しない位置にクッション材25を配置してもよい。なお、本発明において回路基板20の長手方向寸法は任意であり、好ましくは回路基板20が耳部14b,14cよりも水平方向に沿ってはみ出さないように設定される。
In the second embodiment, the longitudinal dimension of the
本実施形態2は、上記を除いて実施形態1と同じである。実施形態1の説明が、本実施形態2にも適宜適用される。 The second embodiment is the same as the first embodiment except for the above. The description of the first embodiment is appropriately applied to the second embodiment.
(実施形態3)
図8Aは、本発明の実施形態3にかかるラミネート型電池3の斜視図である。図8Bは、図8Aの矢印8Bに沿って見た電池3の側面図である。
(Embodiment 3)
FIG. 8A is a perspective view of a
図8Aに示されているように、本実施形態3では、外部配線24が、平面視形状が細長い矩形である回路基板20の長手方向の一方の側(第1耳部14b側)の端の近傍に接続され、第1耳部14bの側から、回路基板20(またはテラス部14a)の長手方向に平行に導出されている。図8Bに示されているように、実施形態1と同様に、外部配線24は、回路基板20のテラス部14aに対向する面に設けられた封止部24bにて、回路基板20に接続されている。本実施形態3では、エンボス12が比較的厚いので、折り曲げられた耳部14bと回路基板20とは、厚さ方向に離間している。このため、外部配線24は、耳部14bに衝突することなく、回路基板20から耳部14bを越えて水平方向に沿って導出することができる。
As shown in FIG. 8A, in the third embodiment, the
回路基板20とテラス部14aとの間にクッション材25a,25bが設けられている。このため、実施形態1と同様に、回路基板20にテラス部14aに向かう力が加えられても、回路基板20や、実装部品(保護回路部品22、封止部24bなど)が、テラス部14aに設けられたブレーカー27やテラス部14aを構成するラミネートシートに衝突することはない。従って、回路基板20や、回路基板20とテラス部14aとの間に存在する実装部品やブレーカー27等の電子部品が損傷したり、テラス部14aを構成するラミネートシートが傷付けられたりするのを防止することができる。
Cushioning
本実施形態3では、回路基板20とテラス部14aとの間に2つのクッション材25a,25bが設けられている。第1クッション材25aは、第2耳部14cの近傍に配置され、第2クッション材25bは、第1耳部14bの近傍に設けられている。第2クッション材25bは、外部配線24がテラス部14a側に垂れ下がることがないように、外部配線24を回路基板20に向かって押し付けている。このため、外部配線24が垂れ下がり、耳部14bの上端に衝突するのを防止している。外部配線24が耳部14bに衝突すると、耳部14bが変形し、さらに、耳部14bを構成するラミネートシートが傷付けられる可能性がある。ラミネートシートの損傷は、ラミネートシートの破れによる電解液の漏出や、セル10内での短絡を生じさせうる。第2クッション材25bは、このような事態が生じるのを防止するのに有利である。
In the third embodiment, two
実施形態1,2と同様に、クッション材25a,25bは、ブレーカー27に対向しないように配置されている。このため、圧縮変形されたクッション材25a,25bがブレーカー27に外力を加えることはない。これは、ブレーカー27の動作の信頼性を向上するのに有利である。
As in the first and second embodiments, the
なお、電池3において、2つのクッション材25a,25bのうちの一方を省略してもよい。
In the
図9Aは、本発明の実施形態3にかかる別のラミネート型電池3aの斜視図である。図9Bは、図9Aの矢印9Bに沿って見た電池3aの側面図である。電池3aは、単一のクッション材25が、回路基板20とテラス部14aとの間に、回路基板20の長手方向のほぼ全領域にわたって配置されている点で、図8A及び図8Bに示した電池3と異なる。クッション材25が、回路基板20とテラス部14aとが対向する領域のほぼ全てにわたって配置されているので、回路基板20にテラス部14aに向かう力が加えられても、回路基板20や、実装部品(保護回路部品22、封止部24bなど)が、テラス部14aに設けられたブレーカー27やテラス部14aを構成するラミネートシートに衝突することはない。従って、回路基板20や、回路基板20とテラス部14aとの間に存在する実装部品やブレーカー27等の電子部品が損傷したり、テラス部14aを構成するラミネートシートが傷付けられたりするのをより確実に防止することができる。
FIG. 9A is a perspective view of another
電池3aでは、クッション材25はブレーカー27上にも配置されている。但し、クッション材25がテラス部14aと広い領域にわたって対向しているので、ブレーカー27がクッション材25から受ける外力は相対的に小さい。
In the
電池3aのように、クッション材25を回路基板20とテラス部14aとが対向する領域のほぼ全てにわたって配置する構成を、実施形態1,2に適用してもよい。
The configuration in which the
本実施形態3は、上記を除いて実施形態1と同じである。実施形態1の説明が、本実施形態3にも適宜適用される。 The third embodiment is the same as the first embodiment except for the above. The description of the first embodiment is appropriately applied to the third embodiment.
(実施形態4)
図10Aは、本発明の実施形態4にかかるラミネート型電池4(後述する図12A,図12B参照)を構成するラミネートセル(以下、単に「セル」という)10bの斜視図である。図10Bは、図10Aの矢印10Bに沿って見たセル10bの側面図である。本実施形態4のセル10bでは、発電要素に対応する略矩形のエンボス12a,12bが、シール領域14a,14b,14cに対して厚さ方向の両側に突出している。シール領域14a,14b,14cに対して一方の側に突出した第1エンボス12aの突出高さと、他方の側に突出した第2エンボス12bの突出高さとは、同じであってもよいし、異なっていてもよい。セル10bのように、シール領域14a,14b,14cに対して両側にエンボス12a,12bが突出したセルは、一般に、「両エンボス型」、または、ラミネートシート13の成形形状に着目して「両絞り型」と呼ばれる。第1エンボス12aと第2エンボス12bとを結ぶ方向を「厚さ方向」又は「高さ方向」と呼ぶ。
(Embodiment 4)
FIG. 10A is a perspective view of a laminate cell (hereinafter simply referred to as “cell”) 10 b constituting a laminate type battery 4 (see FIGS. 12A and 12B described later) according to
図11A及び図11Bに示すように、実施形態1と同様に、セル10bの外寸法を小さくするために、耳部14b,14cは、第1エンボス12aと同じ側にテラス部14aに対して略直角に折り曲げられる。折り曲げられた耳部14b,14cは、第1エンボス12aの側面に、両面粘着テープ等を用いて固定される。テラス部14aは、第1エンボス12aと耳部14b,14cとによってその三方向が囲まれる。
As shown in FIGS. 11A and 11B, as in the first embodiment, in order to reduce the outer dimensions of the
図12Aは、ラミネート型電池(以下、単に「電池」という)4の第1エンボス12a側)から見た斜視図である。図12Bは、図12Aの矢印12Bに沿って見た電池4の側面図である。ブレーカー27は、テラス部14aの、第1エンボス12aが突出する側と同じ側の面に設けられている。回路基板20は、テラス部14aの、第1エンボス12aが突出する側と同じ側の面に対向している。外部配線24は、回路基板20の長手方向の一方の側(第1耳部14b側)の端の近傍に接続され、第1耳部14bの側から、テラス部14a(または回路基板20)の長手方向に平行に導出されている。
FIG. 12A is a perspective view seen from the laminated battery (hereinafter, simply referred to as “battery”) 4 on the side of the
本実施形態4の電池4は、耳部14b,14cが第1エンボス12aと同じ側に折り曲げられた両エンボス型のセル10bを用いる点を除いて、実施形態3の電池3(図8A、図8B参照)と同じである。実施形態3の説明が、本実施形態4にも適宜適用される。
The
本実施形態4のセル10bにおいて、耳部14b,14cが、第2エンボス12bと同じ側にテラス部14aに対して略直角に折り曲げられていてもよい。回路基板20及びブレーカー27は、図12A及び図12Bと同様に、テラス部14aに対して第1エンボス12a側に配置される。耳部14bと外部配線24とが、テラス部14aに対して互いに反対側に配置されるので、外部配線24と耳部14bとの衝突を回避することができる。このため、外部配線24の衝突による耳部14bの損傷や、外部配線24と耳部14bとの短絡が発生する可能性が低減される。これは、電池の安全性の向上に有利である。
In the
本実施形態4に示した両エンボス型のセル10bを、実施形態1,2の電池1,2に適用してもよい。
The both
(実施形態5)
図13Aは、本発明の実施形態5にかかるラミネート型電池5(後述する図14A,図14B参照)を構成するラミネートセル(以下、単に「セル」という)10cの斜視図である。図13Bは、図13Aの矢印13Bに沿って見たセル10cの側面図である。セル10cは、実施形態4のセル10bと同様に、両エンボス型セル(図10A、図10B参照)である。但し、実施形態4と異なり、本実施形態5では、第1耳部14bは、第2エンボス12bと同じ側にテラス部14aに対して略直角に折り曲げられ、第2耳部14cは、第1エンボス12aと同じ側にテラス部14aに対して略直角に折り曲げられている。折り曲げられた第1及び第2耳部14b,14cは、第2及び第1エンボス12b,12aの側面に、両面粘着テープ等を用いてそれぞれ固定される。テラス部14aは、第1エンボス12aと第2耳部14cとによってその二方向が囲まれ、また、第2エンボス12bと第1耳部14bとによってその二方向が囲まれる。
FIG. 13A is a perspective view of a laminate cell (hereinafter simply referred to as “cell”) 10c that constitutes a laminate type battery 5 (see FIGS. 14A and 14B described later) according to
図14Aは、ラミネート型電池(以下、単に「電池」という)5の第1エンボス12a側)から見た斜視図である。図14Bは、図14Aの矢印14Bに沿って見た電池5の側面図である。実施形態4の電池4と同様に、ブレーカー27は、テラス部14aの、第1エンボス12aが突出する側と同じ側の面に設けられている。回路基板20は、テラス部14aの、第1エンボス12aが突出する側と同じ側の面に対向している。外部配線24は、回路基板20の長手方向の一方の側(第1耳部14b側)の端の近傍に接続され、第1耳部14bの側から、テラス部14a(または回路基板20)の長手方向に平行に導出されている。
FIG. 14A is a perspective view as seen from the laminated battery (hereinafter, simply referred to as “battery”) 5 on the side of the
実施形態3,4の電池3,3a,4では、第1耳部14b及び外部配線24は、いずれもテラス部14aに対して同じ側に配置されている。このため、外部配線24が第1耳部14bに衝突する可能性がある。特に、両エンボス型のセル10bを用いた電池4では、第1エンボス12aのテラス部14aからの突出高さが低いことが多いので、回路基板20を第1エンボス12aの頂面よりも高さ方向に突出しないように配置した場合に、外部配線24が第1耳部14bに衝突する可能性が高くなる。
In the
本実施形態5では、第1耳部14bと外部配線24とが、テラス部14aに対して互いに反対側に配置されているので、外部配線24と第1耳部14bとの衝突を回避することができる。このため、外部配線24の衝突による第1耳部14bの損傷や、外部配線24と第1耳部14bとの短絡が発生する可能性が低減される。これは、電池5の安全性の向上に有利である。
In the fifth embodiment, since the
本実施形態5は、上記を除いて実施形態4と同じである。実施形態4の説明が、本実施形態5にも適宜適用される。 The fifth embodiment is the same as the fourth embodiment except for the above. The description of the fourth embodiment is appropriately applied to the fifth embodiment.
本実施形態5に示した両エンボス型のセル10cを、実施形態1,2の電池1,2に適用してもよい。
The both
上記の実施形態1〜5は例示に過ぎない。本発明は、上記の実施形態1〜5に限定されず、適宜変更することができる。
The
回路基板20上の実装部品(保護回路部品22、封止部24b)、正極入力端子21p、負極入力端子21n等の配置は任意に変更しうる。保護回路部品22の数も制限はない。回路基板20上にこれら以外の部品が設けられていてもよい。
The arrangement of the mounted components (the
セル10の正極タブ11p及び負極タブ11nと回路基板20との間の接続経路は、上記の実施形態1〜5に限定されない。例えば、正極タブ11pとブレーカー27の第1リード27aとが、別の導電性タブを介して接続されてもよい。ブレーカー27は、負極タブ11nと負極入力端子21nとの間に設けられてもよい。
The connection paths between the
ブレーカー27は、テラス部14aに設けられている必要はない。例えば、ブレーカー27が、回路基板20の、保護回路部品22が実装されるのと同じ面に設けられていてもよい。
The
クッション材25,25a,25bは、回路基板20とテラス部14aとの間に配置されていればよい。クッション材25,25a,25bの位置、数、サイズ等は任意に設定することができる。
The
実施形態3,4において、外部配線24は、第1耳部14bではなく、第2耳部14cの側から、テラス部14aの長手方向に沿って導出されてもよい。
In the third and fourth embodiments, the
実施形態5において、外部配線24を、第1耳部14bではなく、第2耳部14cの側から、テラス部14aの長手方向に沿って導出することもできる。この場合、第1耳部14bは、第1エンボス12aと同じ側にテラス部14aに対して略直角に折り曲げられ、第2耳部14cは、第2エンボス12bと同じ側にテラス部14aに対して略直角に折り曲げられることが好ましい。即ち、外部配線24が導出される側の耳部(14aまたは14b)が、テラス部14aに対して外部配線24とは反対側に略直角に折り曲げられることが好ましい。
In the fifth embodiment, the
本発明の利用分野は、制限はないが、高い体積エネルギー密度が要求される携帯型電子機器に内蔵される電池として、広範囲に利用することができる。例えば、携帯電話、スマートフォン、タブレット型端末、ノート型パソコン、電子辞書、電子書籍、携帯ゲーム機などの電子機器に内蔵される小型大容量の電池として好ましく利用することができる。 The field of application of the present invention can be widely used as a battery incorporated in a portable electronic device requiring high volume energy density, but not limited thereto. For example, it can be preferably used as a small-sized, large-capacity battery built in an electronic device such as a mobile phone, a smartphone, a tablet terminal, a notebook computer, an electronic dictionary, an electronic book, a portable game machine and the like.
1,2,3,3a,4,5 ラミネート型電池
10,10b,10c ラミネートセル
11p 正極タブ
11n 負極タブ
12,12a,12b エンボス
13 ラミネートシート
14a テラス部(シール領域)
14b,14c 耳部(シール領域)
20 回路基板
22 保護回路部品
24 外部配線
25,25a,25b クッション材
27 ブレーカー
1, 2, 3, 3a, 4, 5
14b, 14c Ear (seal area)
Claims (8)
前記ラミネートセルは、前記ラミネートシートが重ね合わされてシールされたシール領域を備え、
前記シール領域は、前記発電要素に接続された正極タブ及び負極タブが導出された辺に沿ったテラス部を含み、
前記回路基板は、前記保護回路部品が実装された面を前記テラス部に向けて、前記テラス部に対向して配置されており、
前記回路基板と前記テラス部との間に、圧縮変形可能なクッション材が設けられていることを特徴とするラミネート型電池。 A laminate type battery comprising: a laminate cell having a substantially rectangular plan view shape in which a power generation element is covered with a flexible laminate sheet; and a circuit board on which a protective circuit component is mounted,
The laminate cell comprises a sealing area in which the laminate sheets are stacked and sealed.
The seal area includes a positive electrode tab connected to the power generation element and a terrace along the side from which the negative electrode tab is derived;
The circuit board is disposed to face the terrace with the surface on which the protective circuit component is mounted facing the terrace.
A laminate type battery, wherein a compressively deformable cushioning material is provided between the circuit board and the terrace portion.
前記クッション材は、前記ブレーカーに対向しないように配置されている請求項1又は2に記載のラミネート型電池。 A breaker for interrupting the current during abnormal overheating is provided on the surface of the terrace portion facing the circuit board, or on the surface of the circuit board on which the protective circuit component is mounted.
The laminate type battery according to claim 1, wherein the cushion material is disposed so as not to face the breaker.
前記外部配線は、前記テラス部の長手方向に平行に導出されている請求項1〜4のいずれか一項に記載のラミネート型電池。 The circuit board further comprises external wiring connected to the surface of the circuit board facing the terrace portion,
The laminate type battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the external wiring is led out parallel to a longitudinal direction of the terrace portion.
前記シール領域は、前記テラス部の両端に接続され且つ前記テラス部が沿う前記辺に対して垂直な方向に沿った第1耳部及び第2耳部を含み、
前記第1耳部及び前記第2耳部は、前記エンボスと同じ側に略直角に折り曲げられており、
前記回路基板は、前記テラス部の前記エンボスが突出する側と同じ側に配置されている請求項1〜6のいずれか一項に記載のラミネート型電池。 The laminate cell includes an emboss that protrudes to one side with respect to the terrace portion corresponding to the power generation element,
The seal area includes a first ear and a second ear connected to both ends of the terrace and along a direction perpendicular to the side along which the terrace extends.
The first ear portion and the second ear portion are bent at substantially a right angle on the same side as the emboss,
The laminate type battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the circuit board is disposed on the same side as the side where the emboss of the terrace portion protrudes.
前記シール領域は、前記テラス部の両端に接続され且つ前記テラス部が沿う前記辺に対して垂直な方向に沿った第1耳部及び第2耳部を含み、
前記第1耳部は、前記第1エンボス又は前記第2エンボスと同じ側に略直角に折り曲げられており、
前記第2耳部は、前記第1エンボス又は前記第2エンボスと同じ側に略直角に折り曲げられており、
前記回路基板は、前記テラス部の前記第1エンボスが突出する側と同じ側に配置されている請求項1〜6のいずれか一項に記載のラミネート型電池。 The laminate cell has a first emboss that protrudes to one side with respect to the terrace portion corresponding to the power generation element, and a second emboss that protrudes to the other side with respect to the terrace portion corresponding to the power generation element Equipped with emboss,
The seal area includes a first ear and a second ear connected to both ends of the terrace and along a direction perpendicular to the side along which the terrace extends.
The first ear portion is bent at a substantially right angle to the same side as the first emboss or the second emboss,
The second ear portion is bent at a substantially right angle to the same side as the first emboss or the second emboss,
The laminate type battery according to any one of claims 1 to 6, wherein the circuit board is disposed on the same side as the side where the first embossing of the terrace portion protrudes.
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