JP3813574B2

JP3813574B2 - Manufacturing method of thin battery pack

Info

Publication number: JP3813574B2
Application number: JP2002347659A
Authority: JP
Inventors: 秀世森田; 久岩隈
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-11-29
Filing date: 2002-11-29
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2022-11-29
Also published as: JP2004185819A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケースに薄型電池と回路基板を収納している薄型バッテリパックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
充電できる二次電池を内蔵するバッテリパックは、保護回路を内蔵して電池が異常な状態で使用されないように制御できる。このバッテリパックは、保護回路を実装する回路基板を内蔵している。回路基板は、バッテリパックのケース内で二次電池と一緒に収納されて、リード板等で二次電池の正負の電極に電気接続される。この構造のバッテリパックとして以下のものが開発されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−２４２９４９号公報（図１）
【特許文献２】
特開２０００−３１１６６７号公報（図１１、図１３）
【０００４】
特許文献１に記載されるバッテリパックは、保護回路を実装している回路基板をホルダーを介して電池端面の所定の位置に配置している。回路基板の両端にはリード片を突出して設けており、これらのリード片を電池の両側面に沿って折曲している。二次電池の正負の電極には予めリード板がスポット溶着されており、これらのリード板を二次電池の両側面に配置している。これらのリード片とリード板とを、二次電池の両側面においてそれぞれスポット溶接して、回路基板を二次電池に電気接続している。
【０００５】
また、特許文献２に記載されるバッテリパックも、保護回路を実装している回路基板をホルダーを介して電池端面の所定の位置に配置している。このホルダーは内側に凹部を有し、この凹部に回路基板を配設している。回路基板は、両端にリード片を有し、一方のリード片を二次電池の一方の電極にスポット溶接すると共に、他方のリード片をホルダーにスポット溶接して電極端子に電気接続している。さらに、二次電池の他方の電極にはリード板をスポット溶接しており、このリード板をホルダーにスポット溶接して電源端子に電気接続している。
【０００６】
これらの文献に記載されるバッテリパックは、回路基板を二次電池に電気接続して、回路基板に実装される保護回路で電池を保護しながら安全に使用できる。しかしながら、これらのバッテリパックは、ホルダーを介して回路基板を二次電池の電池端面に配設しているので、製造コストが高くなる欠点がある。さらに、回路基板に設けたリード片を、電池の正負の電極に接続しているリード板にスポット溶接し、あるいは、回路基板に設けたリード片や電池の電極に接続しているリード板をホルダーケースにスポット溶接する工程を必要とするので、製造に手間がかかる欠点もある。したがって、バッテリパックは、ホルダーを内蔵することなく、しかも、スポット溶接する回数を少なくしながら回路基板を二次電池に接続して安価に効率よく多量製造できる。このことを実現するバッテリパックを図１に示す。
【０００７】
図１は、薄型電池３１と回路基板３２をケース３０に収納している薄型バッテリパックを示している。この薄型バッテリパックは、回路基板３２を第１リード３３と第２リード３４を介して薄型電池３１の正負の電極に接続している。第１リード３３は薄型電池３１の第１の端面３１Ａに設けている凸部電極３１ａに接続され、第２リード３４は第１の端面３１Ａと反対側にある薄型電池３１の後端面である第２の端面３１Ｂに接続している。この構造の薄型バッテリパックは、以下のようにして薄型バッテリパックに回路基板３２を接続する。
【０００８】
(1) 第１リード３３と第２リード３４の一端を回路基板３２に半田付け等の方法で連結する。
(2) 第１リード３３を薄型バッテリパックの凸部電極３１ａにスポット溶接して連結する。このとき、回路基板３２が邪魔にならないように、第１リード３３を折曲して、回路基板３２を第１の端面３１Ａに対して直角な姿勢とする。第１リード３３をスポット溶接した後、第１リード３３を折曲して、回路基板３２を第１の端面３１Ａと対向する姿勢、すなわち第１の端面３１Ａと平行となるようにする。
(3) 第２リード３４を薄型電池３１の表面に沿って第２の端面３１Ｂまで延長し、下端部を折曲して、先端を第２の端面３１Ｂにスポット溶接して連結する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上の工程で回路基板３２が薄型電池３１に連結されて電池のコアパック３５となる。コアパック３５はケース３０に収納され、ケース３０を閉塞して薄型バッテリパックが完成する。以上の工程で製作される薄型バッテリパックは、回路基板３２を損傷しないように、第２リード３４を薄型電池３１の第２の端面３１Ｂにスポット溶接するのが難しい。それは、第２リード３４を第２の端面３１Ｂにスポット溶接するとき、図２に示すように、回路基板３２が下に位置する姿勢で治具３６に載せ、薄型電池３１の上面にある第２の端面３１Ｂに溶接電極３７を押し付けて第２リード３４を第２の端面３１Ｂにスポット溶接するからである。このとき、薄型電池３１は回路基板３２を介して治具３６で支持されるので、溶接電極３７の押圧力が回路基板３２を押圧する。この押圧力は、回路基板３２を損傷したり、あるいは故障させる等の悪い影響を与えて、製造工程における信頼性を低下させる。回路基板の損傷を防止するために、溶接電極の押圧力を弱くすると、第２リードを第２の端面に確実にスポット溶接できなくなって、リードが外れやすくなる。
【００１０】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、回路基板を損傷することなく、第２リードを薄型電池の第２の端面に確実に連結できる薄型バッテリパックを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄型バッテリパックの製造方法は、互いに対向し合う第１の端面１Ａと第２の端面１Ｂとを有した薄型電池１と、第１の端面１Ａに対向して配設されて、第１の端面１Ａの幅よりも狭い幅の回路基板２と、第２の端面１Ｂと回路基板２とを連結する第２リード４とを備え、第１の端面１Ａのうち回路基板２と対向しない領域を治具２０の当接面６とし、当接面６を治具２０に面接触させて、第２の端面１Ｂと第２リード４とをスポット溶接する。
【００１２】
本発明の薄型バッテリパックの製造方法は、回路基板２に第１リード３の一端が接続され、第１リード３の他端が第１の端面１Ａの凸部電極１ａに接続される。また、第１リード３が保護素子８である。
【００１３】
回路基板２の表面に出力端子７が固定され、回路基板２が第１の端面１Ａと平行に配置される。また、回路基板２が薄型電池１の保護回路を実装している。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための薄型バッテリパックを例示するものであって、本発明は薄型バッテリパックを以下のものに特定しない。薄型バッテリパックは特許請求の範囲の記載に基づいて種々の変更を加えることができる。
【００１５】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１６】
図３に示す薄型バッテリパックと、図４に示す電池のコアパック５は、充電できる薄型電池１と、この薄型電池１の第１の端面１Ａに対向して配設している回路基板２と、この回路基板２を薄型電池１の第１の端面１Ａに連結している第１リード３と、回路基板２を第１の端面１Ａの反対側の端面である第２の端面１Ｂに連結している第２リード４と、回路基板２と薄型電池１を収納しているケース１０とを備える。
【００１７】
薄型電池１はリチウムイオン二次電池である。ただ、薄型電池１は、ニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池等の充電できる全ての電池とすることがができる。図の薄型バッテリパックは、ケース１０にひとつの薄型電池１を収納しているが、ケースには複数の薄型電池を並べて収納することもできる。
【００１８】
回路基板２は、電池の保護回路を実装し、さらに出力端子７を固定しているプリント基板である。回路基板２に保護回路を実装する薄型バッテリパックは、電池の過充電や過放電を保護回路で監視しながら充放電して、電池を保護できる。ただし、回路基板２には必ずしも保護回路を実装する必要はない。回路基板２に出力端子７を固定している薄型バッテリパックは、出力端子７を端子ホルダー等に固定する必要がなく、構造を簡単にできる。
【００１９】
回路基板２は、図５に示すように第１リード３と第２リード４を接続している。図の回路基板２は、一端に第１リード３を接続して、他端に第２リード４を接続している。これ等のリードは折曲できる金属板で、半田付けし、あるいはスポット溶接して回路基板２に接続している。図の回路基板２は、第１リード３を電池の保護素子８としている。この保護素子８はＰＴＣである。ただ、保護素子８はブレーカやヒューズも使用できる。リードを保護素子とする薄型バッテリパックは、保護素子で電池の過電流や発熱を防止できる。
【００２０】
第１リード３と第２リード４は、無効電流を少なくして効率よくスポット溶接できるように、スポット溶接する先端を分岐している。第１リード３の先端は、薄型電池１の第１の端面１Ａの中央に設けている凸部電極１ａにスポット溶接して接続され、第２リード４の先端は、薄型電池１の第２の端面１Ｂにスポット溶接して接続している。この薄型電池１は、凸部電極１ａを負極、外装缶を正極としているので、図の薄型バッテリパックは、第１リード３を負極に、第２リード４を正極に接続している。ただし、本発明の薄型バッテリパックは、第１リードを正極に接続して、第２リードを負極に接続することもできる。
【００２１】
第１リード３は折り返すように折曲されて、回路基板２を第１の端面１Ａと平行な姿勢で連結する。第２リード４は、回路基板２の端部に直角に連結され、回路基板２の側縁で直角に折曲されて、薄型電池１の表面に沿って第２の端面１Ｂまで延長され、さらに第２の端面１Ｂの境界で直角に折曲されて、その先端を第２の端面１Ｂにスポット溶接している。第２リード４は、第２の端面１Ｂで縦方向に延長されるように、Ｌ字状に曲がった形状に金属板を裁断している。第２リード４は、図６の底面図に示すように、その先端をクラッド材９を介して第２の端面１Ｂにスポット溶接している。クラッド材９は、複数の金属を積層した金属板である。外装缶をアルミニウムとする薄型電池１は、クラッド材９を介して第２リード４を確実に第２の端面１Ｂにスポット溶接できる。このクラッド材９は、アルミニウムとニッケルを積層している金属板で、アルミニウム面を薄型電池１の第２の端面１Ｂにスポット溶接して、ニッケル面を第２リード４にスポット溶接する。このクラッド材９は、予め薄型電池１の第２の端面１Ｂにスポット溶接して連結されている。
【００２２】
回路基板２は、第２リード４をスポット溶接するときに、薄型電池１を支持する治具２０の当接面６を、薄型電池１の第１の端面１Ａに設けるために、図３の断面図と図７の平面図とに示すように、その幅を薄型電池１の第１の端面１Ａの幅よりも狭くして、回路基板２と対向しない部分を当接面６としている。これらの図の回路基板２は、その幅を薄型電池１の第１の端面１Ａの幅の約１／２として、第１の端面１Ａの側部半分を当接面６としている。この薄型電池１は、当接面６の幅を広くして、第２リード４をスポット溶接するときに薄型電池１を治具２０にしっかりと支持できる。ただし、回路基板２の幅は、第１の端面１Ａの幅の１／３〜２／３とすることができる。当接面６の幅が広過ぎると、回路基板２の幅が狭くなって保護回路等の実装が難しくなり、反対に回路基板２の幅が広くなると、当接面６の幅が狭くなって、第２リード４をスポット溶接するときに薄型電池１をしっかりと治具２０に支持できなくなる。このため、回路基板２の幅は、電子部品を実装しながら、当接面６を治具２０に当接してスポット溶接するときにしっかりと支持できる幅とする。
【００２３】
図の薄型バッテリパックは、回路基板２を第１の端面１Ａの片側の側部に配設して、回路基板２の反対側の側部に当接面６を設けている。ただし、本発明の薄型バッテリパックは、図示しないが、回路基板を薄型電池の第１の端面の中央部に配設して、回路基板の両側に当接面を設けることもできる。
【００２４】
図８ないし図１０は、回路基板２を薄型電池１に連結しているコアパック５を支持して、第２リード４をスポット溶接するときに使用される治具２０を示している。この治具２０は、電池のコアパック５を入れる嵌入凹部２０Ａを側面に設けている。治具２０は、嵌入凹部２０Ａに入れられたコアパック５の薄型電池１に設けている当接面６に当接する支持面２０Ｂを嵌入凹部２０Ａの下面に設けている。支持面２０Ｂは、薄型電池１の当接面６に面接触して、コアパック５を支持する。さらに、嵌入凹部２０Ａにコアパック５を入れた状態で、回路基板２が接触しないように、回路基板２と対向する部分に切欠部２０Ｃを設けている。さらに、嵌入凹部２０Ａは、嵌入凹部２０Ａに入れた薄型電池１の第２の端面１Ｂに溶接電極２１を押圧できるように、上方を開口して開口部２０Ｄを設けている。さらに、図の治具２０は、嵌入凹部２０Ａの両側に取り出し用の凹部２０Ｅを設けて、ここにコアパック５を挟着するロボットハンドや手を入れることができるようにしている。
【００２５】
以上の薄型バッテリパックは、以下のようにして製作される。
前述したように、第１リード３を第１の端面１Ａの凸部電極１ａにスポット溶接して回路基板２を薄型電池１に連結した後、第１リード３を折曲して第１の端面１Ａと平行な姿勢とする。その後、第２リード４を薄型電池１の表面に沿って折曲して、その先端を第２の端面１Ｂに沿わせた後、回路基板２を連結している薄型電池１を治具２０の嵌入凹部２０Ａに入れて定位置にセットする。この状態で薄型電池１は、第１の端面１Ａを下に、第２の端面１Ｂを上面とする姿勢で治具２０にセットされる。治具２０に設けている上方の開口部２０Ｄから溶接電極２１を挿入して、第２リード４の先端を第２の端面１Ｂに押圧してスポット溶接する。このとき、薄型電池１は溶接電極２１に加圧される。加圧される薄型電池１は、第１の端面１Ａの当接面６を治具２０の支持面２０Ｂに面接触させており、回路基板２に荷重が作用することなく、治具２０にしっかりと支持される。このため、溶接電極２１は、第２リード４をしっかりと押圧して、これを薄型電池１の第２の端面１Ｂに確実にスポット溶接する。
【００２６】
以上の工程で製作されたコアパック５は、ケース１０に収納される。ケース１０は、第１ケース１０Ａと第２ケース１０Ｂからなる。コアパック５は、第１ケース１０Ａに収納され、この第１ケース１０Ａに第２ケース１０Ｂを連結して、第１ケース１０Ａの開口部を第２ケース１０Ｂで閉塞する。第１ケース１０Ａは、コアパック５を嵌入できる箱形にプラスチックを成形している。この第１ケース１０Ａは、薄型電池１の第１の端面１Ａ及び回路基板２に対向する端面を段差形状に成形して、内部に回路基板２を入れる嵌入部１１と、薄型電池１の当接面６に対向する段差面１２を設けている。
【００２７】
第１ケース１０Ａの嵌入部１１は、薄型電池１の第１の端面１Ａに装着された回路基板２を嵌入して定位置に保持できる形状に成形している。嵌入部１１は、ケース５の端面側に、回路基板２に設けた出力端子７を外部に表出する電極窓１３を開口している。さらに、嵌入部１１は、ここに嵌入される回路基板２と薄型電池１の第１の端面１Ａとの間に挿入されて、回路基板２の背面を支持する支持凸部１５を備える。支持凸部１５は、第２ケース１０Ｂの内面であって、第１ケース１０Ａの嵌入部１１に設けた支持凸部１５と対向する位置にも設けている。これらの支持凸部１５は、回路基板２の両側縁部を背面から支持して、回路基板２が薄型電池１の第１の端面１Ａに向かって位置ずれするのを阻止する。このように、回路基板２の背面を支持凸部１５で支持する構造は、電極窓１３から表出する出力端子７に機器側の接続端子を押圧状態で接触させて確実に電気接続できると共に、回路基板２に設けた保護回路等の電子部品を有効に保護できる特長がある。
【００２８】
第１ケース１０Ａの段差面１２は、図１１に示すように、中央部分よりも内面に突出してなる突出部１４を両端部に設けている。この図は、第１ケース１０Ａにコアパック５を収納した状態を示している。ただし、この図は、段差面１２の形状、及び薄型電池１と突出部１４の位置関係をわかりやすくするために、回路基板、第１リード及び第２リードを図示していない。この構造のケース１０は、第１の端面１Ａを下にして薄型バッテリパックが落下するとき、第１ケース１０Ａに設けている突出部１４で衝撃を受けることができる。このため、薄型電池１の凸部電極１ａに強い衝撃が加わるのを防止して、薄型電池１や回路基板２の損傷を少なくできる。
【００２９】
【発明の効果】
本発明の薄型バッテリパックは、回路基板を損傷することなく、第２リードを薄型電池の第２の端面に確実に連結できる特長がある。それは本発明の薄型バッテリパックが、第２リードの端部をスポット溶接して薄型電池の第２の端面に接続すると共に、回路基板の幅を薄型電池の第１の端面よりも狭くして、回路基板と対向しない治具の当接面を第１の端面の側部に沿って設けているからである。この構造の薄型バッテリパックは、薄型電池の第１の端面に設けている当接面を治具の支持面に面接触させて支持して、第２の端面に第２リードを押圧してスポット溶接して連結できる。スポット溶接する電極は薄型電池の第２の端面を押圧するが、この状態で薄型電池は当接面を治具で支持して、回路基板には押圧力が作用しないようにしているので、溶接電極で第２リードをしっかりと押圧して、これを薄型電池の第２の端面に確実にスポット溶接できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の薄型バッテリパックのコアパックを示す正面図
【図２】図１に示すコアパックの第２の端面に第２リードをスポット溶接する状態を示す断面図
【図３】本発明の一実施例にかかる薄型バッテリパックの一部拡大縦断面図
【図４】図３に示す薄型バッテリパックのコアパックを示す正面図
【図５】図４に示すコアパックの回路基板と第１リードと第２リードを示す展開図
【図６】薄型電池の第２の端面に第２リードをスポット溶接した状態を示す平面図
【図７】薄型電池の第１の端面に回路基板を装着した状態を示す平面図
【図８】図４に示すコアパックを治具に装着した状態を示す正面図
【図９】図８に示す治具のＡ−Ａ線断面図
【図１０】図８に示す治具の平面図
【図１１】図３に示す薄型バッテリパックの第１ケースの正面図
【符号の説明】
１…薄型電池１Ａ…第１の端面１Ｂ…第２の端面
１ａ…凸部電極
２…回路基板
３…第１リード
４…第２リード
５…コアパック
６…当接面
７…出力端子
８…保護素子
９…クラッド材
１０…ケース１０Ａ…第１ケース１０Ｂ…第２ケース
１１…嵌入部
１２…段差面
１３…電極窓
１４…突出部
１５…支持凸部
２０…治具２０Ａ…嵌入凹部２０Ｂ…支持面
２０Ｃ…切欠部２０Ｄ…開口部
２０Ｅ…取り出し用の凹部
２１…溶接電極
３０…ケース
３１…薄型電池３１Ａ…第１の端面３１Ｂ…第２の端面
３１ａ…凸部電極
３２…回路基板
３３…第１リード
３４…第２リード
３５…コアパック
３６…治具
３７…溶接電極[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin battery pack in which a thin battery and a circuit board are housed in a case.
[0002]
[Prior art]
A battery pack containing a rechargeable secondary battery has a built-in protection circuit and can be controlled so that the battery is not used in an abnormal state. This battery pack incorporates a circuit board on which a protection circuit is mounted. The circuit board is housed together with the secondary battery in the case of the battery pack, and is electrically connected to the positive and negative electrodes of the secondary battery with a lead plate or the like. The following battery packs have been developed with this structure.
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-242949 (FIG. 1)
[Patent Document 2]
JP 2000-31667 A (FIGS. 11 and 13)
[0004]
In the battery pack described in Patent Document 1, a circuit board on which a protection circuit is mounted is arranged at a predetermined position on the battery end face through a holder. Lead pieces protrude from both ends of the circuit board, and these lead pieces are bent along both side surfaces of the battery. Lead plates are spot welded to the positive and negative electrodes of the secondary battery in advance, and these lead plates are arranged on both side surfaces of the secondary battery. These lead pieces and the lead plate are spot welded on both sides of the secondary battery, respectively, to electrically connect the circuit board to the secondary battery.
[0005]
Moreover, also in the battery pack described in Patent Document 2, a circuit board on which a protection circuit is mounted is arranged at a predetermined position on the battery end face through a holder. This holder has a recess on the inside, and a circuit board is disposed in the recess. The circuit board has lead pieces at both ends, one lead piece is spot welded to one electrode of the secondary battery, and the other lead piece is spot welded to a holder to be electrically connected to the electrode terminal. Further, a lead plate is spot-welded to the other electrode of the secondary battery, and the lead plate is spot-welded to a holder and electrically connected to a power supply terminal.
[0006]
The battery pack described in these documents can be safely used while electrically connecting a circuit board to a secondary battery and protecting the battery with a protection circuit mounted on the circuit board. However, these battery packs have a drawback that the manufacturing cost increases because the circuit board is disposed on the battery end face of the secondary battery via the holder. Furthermore, the lead piece provided on the circuit board is spot-welded to the lead plate connected to the positive and negative electrodes of the battery, or the lead piece provided on the circuit board and the lead plate connected to the electrode of the battery are holders. Since a process of spot welding to the case is required, there is a disadvantage that it takes time and effort to manufacture. Therefore, the battery pack can be efficiently manufactured in large quantities at low cost by connecting the circuit board to the secondary battery without incorporating a holder and reducing the number of times of spot welding. A battery pack that achieves this is shown in FIG.
[0007]
FIG. 1 shows a thin battery pack in which a thin battery 31 and a circuit board 32 are housed in a case 30. In this thin battery pack, the circuit board 32 is connected to the positive and negative electrodes of the thin battery 31 via the first lead 33 and the second lead 34. The first lead 33 is connected to the convex electrode 31a provided on the first end face 31A of the thin battery 31, and the second lead 34 is a rear end face of the thin battery 31 on the opposite side to the first end face 31A. 2 is connected to the end face 31B. In the thin battery pack having this structure, the circuit board 32 is connected to the thin battery pack as follows.
[0008]
(1) One end of the first lead 33 and the second lead 34 is connected to the circuit board 32 by a method such as soldering.
(2) The first lead 33 is connected to the convex electrode 31a of the thin battery pack by spot welding. At this time, the first lead 33 is bent so that the circuit board 32 does not get in the way so that the circuit board 32 is in a posture perpendicular to the first end surface 31A. After spot welding the first lead 33, the first lead 33 is bent so that the circuit board 32 faces the first end surface 31A, that is, parallel to the first end surface 31A.
(3) The second lead 34 is extended to the second end surface 31B along the surface of the thin battery 31, the lower end portion is bent, and the tip is spot welded to the second end surface 31B and connected.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
Through the above steps, the circuit board 32 is connected to the thin battery 31 to form the battery core pack 35. The core pack 35 is accommodated in the case 30, and the case 30 is closed to complete a thin battery pack. In the thin battery pack manufactured by the above process, it is difficult to spot weld the second lead 34 to the second end surface 31B of the thin battery 31 so as not to damage the circuit board 32. That is, when spot welding the second lead 34 to the second end face 31B, as shown in FIG. 2, the circuit board 32 is placed on the jig 36 with the posture positioned below, and the second lead 34 on the upper surface of the thin battery 31 is placed. This is because the second lead 34 is spot welded to the second end surface 31B by pressing the welding electrode 37 against the end surface 31B. At this time, since the thin battery 31 is supported by the jig 36 via the circuit board 32, the pressing force of the welding electrode 37 presses the circuit board 32. This pressing force has a bad influence such as damaging or causing failure of the circuit board 32, and lowers the reliability in the manufacturing process. If the pressing force of the welding electrode is weakened to prevent the circuit board from being damaged, the second lead cannot be reliably spot welded to the second end surface, and the lead is likely to come off.
[0010]
The present invention has been developed for the purpose of solving such drawbacks. An important object of the present invention is to provide a thin battery pack that can reliably connect the second lead to the second end face of the thin battery without damaging the circuit board.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The thin battery pack manufacturing method according to the present invention includes a thin battery 1 having a first end surface 1A and a second end surface 1B facing each other, a first battery 1 and a first end surface 1A. 1 is provided with a circuit board 2 having a width narrower than the end face 1A, and a second lead 4 connecting the second end face 1B and the circuit board 2, and does not face the circuit board 2 in the first end face 1A. The region is defined as the contact surface 6 of the jig 20, the contact surface 6 is brought into surface contact with the jig 20, and the second end surface 1 B and the second lead 4 are spot welded.
[0012]
In the thin battery pack manufacturing method of the present invention, one end of the first lead 3 is connected to the circuit board 2 and the other end of the first lead 3 is connected to the convex electrode 1a of the first end face 1A. The first lead 3 is the protective element 8.
[0013]
The output terminal 7 is fixed to the surface of the circuit board 2, and the circuit board 2 is arranged in parallel with the first end face 1A. The circuit board 2 is mounted with a protection circuit for the thin battery 1.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a thin battery pack for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the thin battery pack as follows. Various modifications can be made to the thin battery pack based on the description of the scope of claims.
[0015]
Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, the numbers corresponding to the members shown in the examples are referred to as “the scope of claims” and “the means for solving the problems”. It is added to the member shown by. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
[0016]
The thin battery pack shown in FIG. 3 and the core pack 5 of the battery shown in FIG. 4 include a thin battery 1 that can be charged, and a circuit board 2 that is disposed to face the first end face 1A of the thin battery 1. The circuit board 2 is connected to the first end face 1A of the thin battery 1, and the circuit board 2 is connected to the second end face 1B which is the end face opposite to the first end face 1A. A second lead 4, a circuit board 2, and a case 10 housing the thin battery 1.
[0017]
The thin battery 1 is a lithium ion secondary battery. However, the thin battery 1 can be any rechargeable battery such as a nickel-hydrogen battery or a nickel-cadmium battery. In the illustrated thin battery pack, one thin battery 1 is housed in a case 10, but a plurality of thin batteries can be housed side by side in the case.
[0018]
The circuit board 2 is a printed board on which a battery protection circuit is mounted and the output terminal 7 is fixed. The thin battery pack in which the protection circuit is mounted on the circuit board 2 can protect the battery by charging / discharging the battery while monitoring the battery overcharge and overdischarge with the protection circuit. However, it is not always necessary to mount a protection circuit on the circuit board 2. The thin battery pack in which the output terminal 7 is fixed to the circuit board 2 does not need to be fixed to the terminal holder or the like, and the structure can be simplified.
[0019]
As shown in FIG. 5, the circuit board 2 connects the first lead 3 and the second lead 4. The circuit board 2 shown in the figure has a first lead 3 connected to one end and a second lead 4 connected to the other end. These leads are metal plates that can be bent, and are connected to the circuit board 2 by soldering or spot welding. The circuit board 2 shown in the figure uses the first lead 3 as a battery protection element 8. The protection element 8 is a PTC. However, the protective element 8 can also use a breaker or a fuse. Thin battery pack that the read and the protective element can prevent the overcurrent and heat generation of the battery protection device.
[0020]
The first lead 3 and the second lead 4 have branched tips for spot welding so that reactive current can be reduced and spot welding can be performed efficiently. The tip of the first lead 3 is connected by spot welding to the convex electrode 1a provided at the center of the first end face 1A of the thin battery 1, and the tip of the second lead 4 is connected to the second electrode of the thin battery 1. It is connected to the end face 1B by spot welding. Since the thin battery 1 has the convex electrode 1a as the negative electrode and the outer can as the positive electrode, the thin battery pack shown in the figure has the first lead 3 connected to the negative electrode and the second lead 4 connected to the positive electrode. However, in the thin battery pack of the present invention, the first lead can be connected to the positive electrode and the second lead can be connected to the negative electrode.
[0021]
The first lead 3 is bent so as to be folded and connects the circuit board 2 in a posture parallel to the first end surface 1A. The second lead 4 is connected to the end of the circuit board 2 at a right angle, is bent at a right angle at the side edge of the circuit board 2, and extends to the second end face 1B along the surface of the thin battery 1. It is bent at a right angle at the boundary of the second end face 1B, and its tip is spot welded to the second end face 1B. The second lead 4 is formed by cutting a metal plate into a shape bent in an L shape so as to extend in the vertical direction at the second end face 1B. As shown in the bottom view of FIG. 6, the second lead 4 is spot welded to the second end face 1 B via a clad material 9. The clad material 9 is a metal plate in which a plurality of metals are laminated. The thin battery 1 having an outer can made of aluminum can reliably spot-weld the second lead 4 to the second end face 1 B via the clad material 9. The clad material 9 is a metal plate in which aluminum and nickel are laminated. The aluminum surface is spot-welded to the second end surface 1B of the thin battery 1 and the nickel surface is spot-welded to the second lead 4. The clad material 9 is connected to the second end face 1B of the thin battery 1 by spot welding in advance.
[0022]
In order to provide the contact surface 6 of the jig 20 for supporting the thin battery 1 on the first end face 1A of the thin battery 1 when the second lead 4 is spot-welded, the circuit board 2 has a cross section shown in FIG. As shown in the drawings and the plan view of FIG. 7, the width is made narrower than the width of the first end face 1 A of the thin battery 1, and the portion that does not face the circuit board 2 is used as the contact face 6. The circuit board 2 shown in these drawings has a width of about ½ of the width of the first end face 1A of the thin battery 1 and the side half of the first end face 1A as the contact face 6. In this thin battery 1, the width of the contact surface 6 is widened so that the thin battery 1 can be firmly supported on the jig 20 when spot welding the second lead 4. However, the width of the circuit board 2 can be 1/3 to 2/3 of the width of the first end face 1A. If the width of the contact surface 6 is too wide, the width of the circuit board 2 becomes narrow and it becomes difficult to mount a protection circuit or the like. Conversely, if the width of the circuit board 2 becomes large, the width of the contact surface 6 becomes narrow. When the second lead 4 is spot-welded, the thin battery 1 cannot be firmly supported by the jig 20. For this reason, the width of the circuit board 2 is set to a width that can be firmly supported when spot welding is performed with the contact surface 6 in contact with the jig 20 while mounting electronic components.
[0023]
In the illustrated thin battery pack, the circuit board 2 is disposed on one side of the first end face 1 A, and the contact surface 6 is provided on the opposite side of the circuit board 2. However, although the thin battery pack of the present invention is not shown, the circuit board may be disposed at the center of the first end face of the thin battery, and the contact surfaces may be provided on both sides of the circuit board.
[0024]
8 to 10 show a jig 20 that is used when spot welding the second lead 4 while supporting the core pack 5 that connects the circuit board 2 to the thin battery 1. This jig 20 is provided with a fitting recess 20A on the side surface into which the core pack 5 of the battery is inserted. The jig 20 is provided with a support surface 20B that contacts the contact surface 6 provided on the thin battery 1 of the core pack 5 placed in the insertion recess 20A on the lower surface of the insertion recess 20A. The support surface 20 B is in surface contact with the contact surface 6 of the thin battery 1 and supports the core pack 5. Furthermore, a notch 20C is provided in a portion facing the circuit board 2 so that the circuit board 2 does not come into contact with the core pack 5 in the insertion recess 20A. Furthermore, 20 A of insertion recessed parts open upwards and are provided with opening part 20D so that the welding electrode 21 can be pressed on 2nd end surface 1B of the thin battery 1 put into 20 A of insertion recessed parts. Further, the jig 20 shown in the figure is provided with recesses 20E for taking out on both sides of the insertion recess 20A so that a robot hand or a hand for sandwiching the core pack 5 can be put therein.
[0025]
The above thin battery pack is manufactured as follows.
As described above, the first lead 3 is spot welded to the convex electrode 1a of the first end face 1A to connect the circuit board 2 to the thin battery 1, and then the first lead 3 is bent to form the first end face. The posture is parallel to 1A. Thereafter, the second lead 4 is bent along the surface of the thin battery 1, and the tip of the second lead 4 is along the second end surface 1 B, and then the thin battery 1 connecting the circuit board 2 is attached to the jig 20. Put in the insertion recess 20A and set in place. In this state, the thin battery 1 is set on the jig 20 in such a posture that the first end face 1A is on the bottom and the second end face 1B is the top face. The welding electrode 21 is inserted from the upper opening 20D provided in the jig 20, and the tip of the second lead 4 is pressed against the second end face 1B to perform spot welding. At this time, the thin battery 1 is pressurized to the welding electrode 21. The thin battery 1 to be pressurized has the contact surface 6 of the first end surface 1A in surface contact with the support surface 20B of the jig 20, and the load is not applied to the circuit board 2 and the jig 20 is firmly attached. Is supported. For this reason, the welding electrode 21 firmly presses the second lead 4 and reliably spot-welds the second lead 4 to the second end face 1 B of the thin battery 1.
[0026]
The core pack 5 manufactured by the above process is stored in the case 10. The case 10 includes a first case 10A and a second case 10B. The core pack 5 is accommodated in the first case 10A, the second case 10B is connected to the first case 10A, and the opening of the first case 10A is closed by the second case 10B. The first case 10A is made of plastic in a box shape into which the core pack 5 can be inserted. The first case 10 A is formed by forming the first end face 1 A of the thin battery 1 and the end face opposed to the circuit board 2 into a stepped shape, and a fitting portion 11 for inserting the circuit board 2 therein, and the contact of the thin battery 1. A step surface 12 facing the surface 6 is provided.
[0027]
The insertion portion 11 of the first case 10A is formed into a shape that allows the circuit board 2 attached to the first end surface 1A of the thin battery 1 to be inserted and held in place. The fitting part 11 opens an electrode window 13 on the end face side of the case 5 to expose the output terminal 7 provided on the circuit board 2 to the outside. Further, the insertion portion 11 includes a support convex portion 15 that is inserted between the circuit board 2 to be inserted therein and the first end surface 1 A of the thin battery 1 and supports the back surface of the circuit board 2. The support convex portion 15 is provided on the inner surface of the second case 10B and at a position facing the support convex portion 15 provided on the fitting portion 11 of the first case 10A. These supporting protrusions 15 support both side edges of the circuit board 2 from the back surface, and prevent the circuit board 2 from being displaced toward the first end face 1A of the thin battery 1. Thus, the structure for supporting the back of the circuit board 2 by the support protrusions 15, along with the connection terminals of the device side to an output terminal 7 exposed from the electrode windows 13 can be reliably electrical connection by contacting a pressing state There is a feature that electronic components such as a protection circuit provided on the circuit board 2 can be effectively protected.
[0028]
As shown in FIG. 11, the step surface 12 of the first case 10 A is provided with projecting portions 14 projecting on the inner surface from the center portion at both ends. This figure shows a state in which the core pack 5 is stored in the first case 10A. However, this figure does not show the circuit board, the first lead, and the second lead for easy understanding of the shape of the stepped surface 12 and the positional relationship between the thin battery 1 and the protruding portion 14. When the thin battery pack falls with the first end face 1A down, the case 10 having this structure can receive an impact at the protruding portion 14 provided in the first case 10A. For this reason, it is possible to prevent a strong impact from being applied to the convex electrode 1a of the thin battery 1, and to reduce damage to the thin battery 1 and the circuit board 2.
[0029]
【The invention's effect】
The thin battery pack of the present invention has an advantage that the second lead can be reliably connected to the second end face of the thin battery without damaging the circuit board. That is, the thin battery pack of the present invention spot welds the end of the second lead to connect to the second end face of the thin battery, and the width of the circuit board is narrower than the first end face of the thin battery, This is because the contact surface of the jig that does not face the circuit board is provided along the side portion of the first end surface. In the thin battery pack having this structure, the contact surface provided on the first end surface of the thin battery is supported in contact with the support surface of the jig, and the second lead is pressed against the second end surface to spot. Can be connected by welding. The electrode to be spot welded presses the second end face of the thin battery. In this state, the thin battery supports the contact surface with a jig so that no pressing force acts on the circuit board. The second lead can be firmly pressed with the electrode, and this can be reliably spot-welded to the second end face of the thin battery.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a core pack of a conventional thin battery pack. FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state where a second lead is spot welded to a second end face of the core pack shown in FIG. FIG. 4 is a partially enlarged longitudinal sectional view of a thin battery pack according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a front view showing a core pack of the thin battery pack shown in FIG. FIG. 6 is a development view showing the lead and the second lead. FIG. 6 is a plan view showing a state where the second lead is spot-welded to the second end face of the thin battery. FIG. 7 is a circuit board attached to the first end face of the thin battery. FIG. 8 is a plan view showing a state in which the core pack shown in FIG. 4 is mounted on a jig. FIG. 9 is a cross-sectional view taken along line AA of the jig shown in FIG. FIG. 11 is a plan view of the first case of the thin battery pack shown in FIG. Figure [Description of the code]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Thin battery 1A ... 1st end surface 1B ... 2nd end surface 1a ... Convex electrode 2 ... Circuit board 3 ... 1st lead 4 ... 2nd lead 5 ... Core pack 6 ... Contact surface 7 ... Output terminal 8 ... Protective element 9 ... Clad material 10 ... Case 10A ... First case 10B ... Second case 11 ... Fitting part 12 ... Step surface 13 ... Electrode window 14 ... Protrusion 15 ... Supporting convex part 20 ... Jig 20A ... Fitting concave part 20B ... Support surface 20C ... Notch 20D ... Opening 20E ... Depression recess 21 ... Welding electrode 30 ... Case 31 ... Thin battery 31A ... First end face 31B ... Second end face 31a ... Projection electrode 32 ... Circuit board 33 ... 1st lead 34 ... 2nd lead 35 ... Core pack 36 ... Jig 37 ... Welding electrode

Claims

A thin battery (1) having a first end face (1A) and a second end face (1B) facing each other, and a first end face disposed opposite the first end face (1A). a circuit board having a width smaller than the width of the (1A) (2), the second with an end face and (1B) and a circuit board (2) a second lead (4) for connecting the first end face (1A an area which does not face the circuit board (2) out of) a jig (abutment surface 20) (6), by surface contact with the abutment surface (6) jig (20), a second end surface ( A manufacturing method of a thin battery pack in which 1B) and the second lead (4) are spot-welded .

One end of the first lead (3) is connected to the circuit board (2), according to claim 1, wherein the other end of the first lead (3) is connected to the protruding electrode of the first end face (1A) (1a) Method for manufacturing a thin battery pack.

The method for manufacturing a thin battery pack according to claim 1 , wherein the first lead (3) is a protective element (8) .

Output terminals on the surface of the circuit board (2) (7) is fixed, the circuit method of manufacturing a thin battery pack according to claim 1, wherein the substrate (2) is disposed parallel to the first end face (1A).

The method for manufacturing a thin battery pack according to claim 1, wherein the circuit board (2) is mounted with a protection circuit for the thin battery (1) .