JP4266097B2 - battery - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電極の引出構造を改良した電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、リチウムイオン電池は、発電要素を電池ケースに収納した電池本体が、保護素子等を配設した樹脂製のケース又はカバー内に収納されてなる電池として使用されていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
近年、前記リチウムイオン電池の市場価格は下落しており、前記市場価格に対応するため、前記電池の小型化及びコスト低減が急務となっている。しかしながら、樹脂製のケース又はカバー内に電池本体を収納するという従来の構造では電池の小形化に関しては限界があった。
【0004】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、電池を小型化することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明は、発電要素を内部に収容する金属製の電池ケースと、この電池ケースの開口部を塞ぐと共に前記発電要素の正極及び負極のうちの一方の電極に電気的に連なる金属製の第1の蓋と、この第1の蓋に電気的に絶縁して設けられ前記正極及び負極のうちの他方の電極に連なる引出電極と、前記第1の蓋に重ねて設けられた樹脂製の第2の蓋とからなり、前記第2の蓋にはインサート成型により金属製のインサート部品が一体に備えられると共に、このインサート部品が前記第1の蓋に固着されることで前記第2の蓋が前記第1の蓋に固定され、かつ、前記第2の蓋には前記インサート部品及び前記引出電極にそれぞれ電気的に連なる一対の外部接続端子が設けられていることを特徴とする。
【0006】
請求項2の発明は、発電要素を内部に収容する扁平角形をなす金属製の電池ケースと、この電池ケースの開口部を覆うと共に前記発電要素の正極及び負極のうちの一方の電極に電気的に連なり、かつ、両端寄りに位置して一対の接続突部が設けられた金属製の第1の蓋と、この電池蓋に電気的に絶縁して設けられ前記正極及び負極のうちの他方の電極に連なる引出電極と、金属製の第1及び第2のインサート部品がインサート成型により一体的に設けられて前記第1の蓋に重ねられる第2の蓋とを備え、前記第2の蓋は前記第1及び第2の両インサート部品が前記第1の蓋の前記接続突部に固着されることで前記第1の蓋に固定され、かつ、前記第2の蓋には一対の外部接続端子が設けられ、一方の外部接続端子は前記第1のインサート部品に接続され、他方の外部接続端子は回路素子を介して前記引出電極に接続されていることを特徴とする。
【0007】
【発明の作用及び効果】
<請求項1の発明>
請求項1の発明によれば、発電要素の正極及び負極から外部接続端子までを電気的に接続する部品を第2の蓋内に配設することができるので、電池全体を覆う樹脂製のケースまたはカバーが不要となる。この結果、電池を小型化することができる。
【0008】
<請求項2の発明>
請求項2の発明によれば、前記第2の蓋が回路素子を内蔵していることにより、正極及び負極から外部接続端子までを電気的に接続する部品のみならず、電池にとって電気的に必要な要素の全てを第2の蓋内に配設することができるので、請求項1の発明と比して、電池を更に小型化する事ができる。
【0009】
また、第1の蓋の両端寄りに位置して設けられた一対の接続突部と、第2の蓋にインサート成形された金属製のインサート部品とを固着することにより、第1の蓋と第2の蓋とを強固に固定することができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【0011】
本発明の一実施形態を図1ないし図3によって説明する。本実施形態の電池1は扁平角形の二次電池本体2の一側面に角形の樹脂蓋3(第2の蓋に相当する)を取り付けて構成された携帯電話機用の非水電解質二次電池である。
【0012】
まず、前記二次電池本体2について述べる。二次電池本体2は、金属製の電池ケース4に発電要素5と電解液(図示せず)とを封入して作製される。前記発電要素5は、詳細には図示しないが、帯状の負極と正極とがセパレータを介して巻回されてなり、扁平な渦巻き状をなす。前記電池ケース4は例えばアルミニウム製の板材をプレス成形することにより形成され、その開口は例えば同じくアルミニウム製でレーザー溶接された電池蓋6(第1の蓋に相当する)によりふさがれている。前記電池蓋6の内面には、アルミニウム製の接続片7が固着されており、この接続片7は発電要素5の正極と、正極リード(図示せず)を介して電気的に接続されている。
【0013】
一方、電池蓋6には、負極内部端子8(引出電極に相当する)が設けられている。この負極内部端子8は、電池蓋6に形成した貫通孔9にプラスチック製のガスケット10を嵌め込んだ上で、負極内部端子8の下面に設けられている軸部8Aをガスケット10内に貫通させ、さらに電池蓋6の下面側から負極絶縁板11及び負極用接続片12を軸部8Aに嵌め込み、その軸部8Aをかしめることにより、固定されたものである。これにより、負極内部端子8は、電池蓋6とは絶縁された状態にある。
【0014】
電池蓋6の左右両端寄りの位置にはプレス成形により接続突部16が突設され、中央寄り位置には安全弁13が設けられている。安全弁13は、電池蓋6に設けた楕円形の貫通孔15を、例えばアルミニウムの薄膜14で閉じて構成されている。
【0015】
つぎに、樹脂蓋3について述べる。この樹脂蓋3は、細長い容器状をなすと共に二次電池本体2の上面とほぼ同一形状となっており、その開口下面が二次電池本体2側となるようにして二次電池本体2の上面を覆うように取り付けられる。この樹脂蓋3の左右両端寄りの位置には上下に貫通する2つの貫通孔17、18が形成され、上面の中央寄り部分には浅い2つの凹部19、20が設けられている。
【0016】
樹脂蓋3には第1ないし第3のインサート部品に相当する3枚の金属板21、22、23がインサート成形により埋め込まれており、このうち金属板21(第1のインサート部品)は樹脂蓋3の左端部寄りに位置していて貫通孔17内に一部が露出すると共に、一端が中央寄りに延びて凹部19内に露出し、ここに金メッキ24が施されて正極側の外部接続端子25が構成されている。
【0017】
一方、金属板22(第2のインサート部品)は樹脂蓋3の右端部寄りに位置していて貫通孔18内に一部が露出し、残りの部分は樹脂蓋3内に埋め込まれている。なお、これらの金属板21,22は、ニッケルの基材にアルミニウムを被覆したクラッド材からなっており、電池本体2側の面がアルミニウムとなるように樹脂蓋3内に配設されている。
【0018】
また、金属板23(第3のインサート部品)の一部は凹部20内に露出しており、ここに金メッキ26が施されて負極側の外部接続端子27が構成されている。この金属板23はL字状に一方の端が曲げられ、樹脂蓋3の下面に形成した凹部28内に突出している。この凹部28内には、回路素子に相当する温度ヒューズ30及びPTC32が収容され、温度ヒューズ30の一方のニッケルリード29が金属板23に接続され、他方のニッケルリード31はPTC32の上面に接続されている。そして、PTC32の下面からはニッケルリード33が導出されている。なお、樹脂蓋3には、安全弁13の側方にガス抜き孔(図示せず)が設けられている。
【0019】
上述の樹脂蓋3は、次のようにして電池本体2に固定されている。まず、PTC32のニッケルリード33の端部を電池本体2の負極内部端子8に溶接する。この後、樹脂蓋3の2つの貫通孔17,18を電池本体2の接続突部16,16に嵌め込み、樹脂蓋3の金属板21,22を接続突部16,16に押し付けておく。そして、貫通孔17,18の上方から、例えばレーザー溶接機からのレーザビームを照射して金属板21,22を接続突部16,16に溶接する。これにより、樹脂蓋3は電池本体2に固定される(図3参照)。なお、電池蓋6の上面には絶縁板34が貼り付けられていて、これによって電池蓋6とニッケルリード33等との間が電気的に絶縁されている。
【0020】
本実施形態によれば、電池本体2に外部接続端子25,27を備えた樹脂蓋3を装着する構成であるから、従来のような電池本体2を覆う樹脂製のケースが不要になり、その分、電池全体を小型化することができる。しかも、その樹脂蓋3を電池本体2に固定するに当たり、樹脂蓋3に3枚の金属板21、22、23をインサート成形し、これらの金属板21,22を電池蓋6の一対の接続突部16に溶接するようにしているから、その溶接によって樹脂蓋3の強固な固定が行われ、同時に、正極側の外部接続端子25に連なる金属板21との電気的接続も完了する。従って、樹脂蓋3の固定とは別に外部接続端子25と電池本体2との接続を図る必要はなく、製造工程の工数削減も可能である。さらには、樹脂蓋3内に3枚もの金属板21〜23をインサートする構成であるから、樹脂蓋3自体の剛性が高まり、樹脂蓋3に外部から大きな力が作用しても、これが変形したり、脱落したりすることを確実に防止できる。
【0021】
ところで、この種の小型電池は携帯電話機の電源として使用されるから、これが電話機本体から取り外されて、例えばポケットに入れて持ち運ばれることもある。このような場合、金属製チェーンが付いているキーホルダも一緒にポケットに入れられていると、このチェーンが電池の外部接続端子に接触して短絡を生じさせるおそれがある。電池本体を樹脂製のケースに収容して正負の外部接続端子だけが露出している従来タイプの電池では、上述のような短絡が発生したとしても、内蔵されている回路素子が作動して短絡電流を遮断するから、問題は少ない。
【0022】
ところが、本実施形態のように、金属製の電池ケースが露出し、かつ、正負の外部接続端子も露出している構造では、チェーンの一方が電池ケースに接触し、他方が回路素子に連なっていない外部接続端子に接触すると、短絡電流を遮断できない可能性がある。
【0023】
この点に鑑み、本実施形態では、特に、電池ケース4の極性(正極)とは逆の極性となる負極側の外部接続端子27に温度ヒューズ30及びPTC32を設ける構成としたから、万一、チェーンが電池ケース4の外面と負極側の外部接続端子27との間を短絡させたとしても、PTC32によって短絡電流を確実に遮断できる。なお、チェーンが電池ケース4の外面と正極側の外部接続端子25との間に接触したとしても、これらは同極性であるから短絡電流が流れることはない。
【0024】
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【0025】
(1)上記した実施形態では、接続突部16と金属板21、22とをレーザー溶接により固定したが、これに限られず、抵抗溶接、超音波溶接、ろう付けなどの手法を用いることができる。また、図4に示すようにかしめにより固定することができる。この場合には、図4(A)に示すように、電池蓋6に突設された接続突部16の上面にカシメ筒40を突設しておき、金属板41にカシメ筒40を挿通させるための孔42を形成しておく。
そして、図4(B)に示すように、カシメ筒40を圧壊してリベット状に変形させることにより金属板41を固定してもよい。また、図4(C)に示すようにカシメ筒40を外側に拡開変形させることにより、金属板41を固定してもよい。
このようなカシメによって金属板41を固定する場合には、カシメ加工される部分は通常のリベットのような中実部品とするのではなく、図4に示した中空のカシメ筒40とすることが、カシメ応力の低減を図る上で好ましい。また、カシメ筒40と金属板41との接触抵抗を安定させる観点からは、接続突部16のうち金属板41に接する接触面を粗面化したり、その接触面に部分的に膨出する受け突部を形成することが好ましい。
(2)上記した実施形態では、回路素子として温度ヒューズ30及びPTC32を用いたが、これに限られずに、サーマルプロテクター、識別抵抗、NTC、サーミスタ等であってもよいことは勿論である。
(3)上記した実施形態では、電池ケース4は正極と同じ極性を有するものとしたが、これに限られず、電池ケース4は負極と同じ極性を有するものものとすることもできる。その場合、電池ケース4の材質はニッケルメッキの施された鉄材もしくはステンレス材が好ましい。また、電池ケース4と接続される電極リードにはニッケル材を用いるのが好ましい。
(4)上記した実施形態では、扁平角形の二次電池本体2を備えた電池1としたが、二次電池本体2の形状は特に限定されず、例えば円筒形電池であってもよいことは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示す電池の斜視図
【図2】樹脂蓋及び電池本体の分解断面図
【図3】樹脂蓋及び電池本体の断面図
【図4】本発明の他の実施形態を示す樹脂蓋と電池本体との接続部分の拡大断面図
【符号の説明】
3…樹脂蓋(第2の蓋)
5…発電要素
6…電池蓋(第1の蓋)
8…負極内部端子(引出電極)
16…接続突部
21、22…金属板(インサート部品)
25、27…外部接続端子[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery having an improved electrode lead structure.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a lithium ion battery has been used as a battery in which a battery body in which a power generation element is housed in a battery case is housed in a resin case or cover in which a protective element or the like is disposed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In recent years, the market price of the lithium ion battery has fallen, and in order to meet the market price, there is an urgent need to reduce the size and cost of the battery. However, the conventional structure in which the battery main body is housed in a resin case or cover has a limit in reducing the size of the battery.
[0004]
The present invention has been completed based on the above circumstances, and an object thereof is to reduce the size of a battery.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
As a means for achieving the above object, the invention of
[0006]
According to a second aspect of the present invention, there is provided a metal battery case having a flat rectangular shape that accommodates the power generation element therein, an opening of the battery case that is electrically connected to one of the positive electrode and the negative electrode of the power generation element. A metal first lid provided with a pair of connection projections located near both ends and electrically insulated from the battery lid, the other of the positive electrode and the negative electrode An extraction electrode connected to the electrode; and a second lid in which metal first and second insert parts are integrally provided by insert molding and are overlapped with the first lid. The first and second insert parts are fixed to the first lid by being fixed to the connection protrusion of the first lid, and a pair of external connection terminals is provided on the second lid. And one of the external connection terminals is the first insert part It is connected, and the other external connection terminals, characterized in that it is connected to the lead electrode via a circuit element.
[0007]
[Action and effect of the invention]
<Invention of
According to the first aspect of the present invention, since the components for electrically connecting the positive and negative electrodes of the power generation element to the external connection terminal can be disposed in the second lid, the resin case covering the entire battery Or a cover becomes unnecessary. As a result, the battery can be reduced in size.
[0008]
<Invention of
According to the invention of
[0009]
In addition, the first lid and the first lid are fixed by fixing a pair of connection projections provided near both ends of the first lid and a metal insert part insert-molded on the second lid. 2 lids can be firmly fixed.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0011]
An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The
[0012]
First, the
[0013]
On the other hand, the
[0014]
[0015]
Next, the
[0016]
Three
[0017]
On the other hand, the metal plate 22 (second insert part) is located near the right end of the
[0018]
In addition, a part of the metal plate 23 (third insert part) is exposed in the
[0019]
The above-described
[0020]
According to the present embodiment, since the
[0021]
By the way, since this type of small battery is used as a power source for a mobile phone, it may be removed from the phone body and carried in a pocket, for example. In such a case, if a key holder with a metal chain is also put in the pocket, the chain may come into contact with the external connection terminal of the battery and cause a short circuit. Even if a short-circuit occurs as described above, the built-in circuit element is activated and short-circuited in a conventional battery in which only the positive and negative external connection terminals are exposed by housing the battery body in a resin case. Since the current is cut off, there are few problems.
[0022]
However, in the structure in which the metal battery case is exposed and the positive and negative external connection terminals are also exposed as in this embodiment, one of the chains is in contact with the battery case and the other is connected to the circuit element. There is a possibility that the short-circuit current cannot be cut off when touching an external connection terminal that is not present.
[0023]
In view of this point, in the present embodiment, since the
[0024]
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the embodiments described with reference to the above description and drawings. For example, the following embodiments are also included in the technical scope of the present invention, and further, within the scope not departing from the gist of the invention other than the following. Various modifications can be made.
[0025]
(1) In the above-described embodiment, the
Then, as shown in FIG. 4B, the
When the
(2) In the above-described embodiment, the
(3) In the above-described embodiment, the
(4) In the above-described embodiment, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a battery showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an exploded sectional view of a resin lid and a battery body. FIG. 3 is a sectional view of a resin lid and a battery body. Enlarged sectional view of the connecting part between the resin lid and the battery body showing the embodiment [Explanation of symbols]
3 ... Resin lid (second lid)
5 ...
8 ... Negative electrode internal terminal (extraction electrode)
16 ...
25, 27 ... external connection terminals
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