JP4351642B2 - ソフトセル内蔵型充電池及びその製作方法 - Google Patents

Description

本発明は、ソフトセル内蔵型充電池及びその製作方法に関し、特に、コンパクトなサイズを有すると共に、外部の衝撃に対する強度が向上し、組立工程が簡単に構成されたソフトセル内蔵型充電池及びその製作方法に関する。

最近、携帯用電子機器などが急激に発展するにつれて、充電と放電の繰り返しが可能な数多くの種類の二次電池などの使用が急増しており、その性能及び寿命が速い速度で向上している。

様々な種類の二次電池のうち、最近、寿命が長く、安定性が高く、形状変形性が優れた、リチウムポリマー電池のようにソフトなゲル電解物(soft gel electrolyte)を使用した電池セルを有する充電池が脚光を浴びている。

一般に、このような充電池は、ソフトな電池セル及び電気回路などが強度の高い材質からなるケースの内部に収容されて、これらの電池セル及び電気回路などが外部の衝撃から保護されるように構成される。

このような充電池が使用される携帯用電子機器などは、次第に小型化、軽量化されており、その形状も多様に変化されている。これにより、前記充電池も、それに合わせて小型化、軽量化しなければならず、その形状も多様に変化しなければならない。

従って、前記充電池は、そのケースが前記電池セルを保護することはもちろん、充電池全体のサイズが増加しないようにコンパクトに形成されなければならず、製作工程の単純化、迅速性及び信頼性のために、その構造も簡単に構成されなければならない。

しかしながら、このような従来のソフトな電池セルを有する充電池の構造、特に、ケースの構造は、前述の要求事項を満たすに多くの問題点があった。

本発明は、このような従来技術の問題点を解決するためになされたもので、コンパクトなサイズを有すると共に、外部の衝撃に対する強度が向上し、組立工程が簡単に構成されたソフトセル内蔵型充電池及びその製作方法を提供することを目的とする。

このような目的を達成するために、本発明によるソフトセル内蔵型充電池は、一面にサーキットボードが電気的に連結されるソフトな材質の電池セルと、前記電池セルが内部に挿入設置されるように一側面が開口されたケースと、前記サーキットボードの外部端子が露出するように、前記ケースの開口された一側面を密閉させる覆蓋部材とを含んでなることを特徴とする。

また、本発明によるソフトセル内蔵型充電池の製作方法は、一側面が開口された一体型のケースに、一面にサーキットボードが電気的に連結された電池セルを挿入する第１の段階と、前記電池セルを前記ケースに固定させる第２の段階と、前記サーキットボードの外部端子が露出するように、前記ケースの開口された一側面を覆蓋部材により覆蓋する第３の段階とを含んでなることを特徴とする。

本発明は以下を提供する：
（１） 一面にサーキットボードが電気的に連結されるソフトな材質の電池セルと、
前記電池セルが内部に挿入設置されるように一側面が開口されたケースと、
前記サーキットボードの外部端子が露出するように、前記ケースの開口された一側面を密閉させる覆蓋部材と、
を含んでなることを特徴とするソフトセル内蔵型充電池。
（２） 前記電池セルは、前記サーキットボードが前記ケースの開口された一側面と所定の間隔をおいて前記ケースの外部に突出するように、前記ケースの内部に設置されることを特徴とする請求項１に記載のソフトセル内蔵型充電池。
（３） 前記覆蓋部材は、前記外部端子が露出するように前記サーキットボードを覆蓋しながら、前記ケースの開口された面に注入射出成形されることを特徴とする請求項１に記載のソフトセル内蔵型充電池。
（４） 前記覆蓋部材は、前記ケースの開口された面の内部まで形成されることを特徴とする請求項３に記載のソフトセル内蔵型充電池。
（５） 前記覆蓋部材は、前記ケースの内部に設置された前記電池セルと所定の間隔を維持するように形成されることを特徴とする請求項４に記載のソフトセル内蔵型充電池。
（６） 前記覆蓋部材は、ナイロン系の樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載のソフトセル内蔵型充電池。
（７） 前記ケースは、アルミニウムまたはステンレススチールからなることを特徴とする請求項１に記載のソフトセル内蔵型充電池。
（８） 前記ケースは、一体に形成されることを特徴とする請求項１に記載のソフトセル内蔵型充電池。
（９） 前記電池セルは、ゲルタイプの電解物を有することを特徴とする請求項１に記載のソフトセル内蔵型充電池。
（１０） 前記充電池は、リチウムポリマー電池であることを特徴とする請求項１に記載のソフトセル内蔵型充電池。
（１１） 前記ケースの形状は、前記電池セルの形状にマッチングされるように形成されることを特徴とする請求項１に記載のソフトセル内蔵型充電池。
（１２） 一側面が開口された一体型のケースに、一面にサーキットボードが電気的に連結された電池セルを挿入する第１の段階と、
前記電池セルを前記ケースに固定させる第２の段階と、
前記サーキットボードの外部端子が露出するように、前記ケースの開口された一側面を覆蓋部材により覆蓋する第３の段階と、
を含んでなることを特徴とするソフトセル内蔵型充電池の製作方法。
（１３） 前記第３の段階で、前記覆蓋部材は注入射出成形により形成されることを特徴とする請求項１２に記載のソフトセル内蔵型充電池の製作方法。
（１４） 前記注入射出成形は、比較的低温低圧状態で行われることを特徴とする請求項１３に記載のソフトセル内蔵型充電池の製作方法。
（１５） 前記覆蓋部材は、前記電池セルと所定の間隔をおくように注入射出成形されることを特徴とする請求項１３に記載のソフトセル内蔵型充電池の製作方法。
（１６） 前記注入射出成形される覆蓋部材は、ナイロン系の樹脂からなることを特徴とする請求項１３に記載のソフトセル内蔵型充電池の製作方法。
（１７） 前記電池セルは、前記サーキットボードが前記ケースの外部に露出するように、前記ケースの内部に挿入設置されることを特徴とする請求項１２に記載のソフトセル内蔵型充電池の製作方法。
（１８） 前記ケースは、アルミニウムまたはステンレススチールからなることを特徴とする請求項１２に記載のソフトセル内蔵型充電池の製作方法。
（１９） 前記電池セルは、ゲルタイプの電解物を有することを特徴とする請求項１２に記載のソフトセル内蔵型充電池の製作方法。
（２０） 前記充電池は、リチウムポリマー電池であることを特徴とする請求項１２に記載のソフトセル内蔵型充電池の製作方法。

本発明によるソフトセル内蔵型充電池及びその製作方法においては、サーキットボードが連結されたソフトな材質の電池セルがケースの内部に挿入設置され、前記ケースの開口された面が低温低圧で射出成形される覆蓋部材によりシーリングされることにより、外部の衝撃に対し剛性を有すると共に簡単な構造を有する外観を形成できるという効果がある。

且つ、外観を形成する工程が簡単であるので、寸法精度が高くなり、不良率が減少し、これにより、製造原価が減少するという効果がある。

また、ケースの開口された面が前記覆蓋部材により完全にシーリングされることにより、水や湿気などに強くなり、且つ、最終の外観にラベルやレーザー印刷が可能であるので外観を向上させることができるという効果がある。

以下、添付の図面を参照して、本発明によるソフトセル内蔵型充電池及びその製作方法の好ましい実施形態を説明する。

図１は、本発明によるソフトセル内蔵型充電池の斜視図で、図２は、覆蓋部材を除いた本発明によるソフトセル内蔵型充電池の分解斜視図で、図３は、図１のIII−III線断面図で、図４は、図１のIV−IV線断面図である。

図１〜図４に示すように、本発明によるソフトセル内蔵型充電池は、所定の内部空間を有し、一側面が開口されたケース１０と、一面に充電池の過充電及び過放電などによる電気的損傷を防止する保護回路、並びに電源及びＩＤパターン端子からなる外部端子５０を有するサーキットボード３０が電気的に連結され、前記サーキットボード３０が外部に現われるように前記ケース１０の内部に挿入設置されるソフトな材質の電池セル２０と、前記外部端子５０が露出するように前記サーキットボード３０を覆蓋しながら、前記ケース１０の開口された一側面を密閉させる覆蓋部材４０とを含んでなる。

前記ケース１０は、前記電池セル２０の外形に合うように形成されることが好ましい。即ち、図に示すように、前記電池セル２０が直方体状の場合、前記ケース１０は、その内部に前記電池セル２０が挿入設置可能なように、一面が開口された直方体状を有することが好ましい。

また、前記ケース１０は、より一層の強度及び組立性を有するように一体に形成され、外部の衝撃及び腐食に強くかつ軽い材質のアルミニウムやステンレススチールのような金属材からなることが好ましい。

また、前記電池セル２０が前記ケース１０の内部に挿入されるとき、前記サーキットボード３０は、前記ケース１０の開口された部分に安定的に臨時固定される。

前記覆蓋部材４０は、前記サーキットボード３０が連結された電池セル２０が前記ケース１０の内部に密閉され、前記サーキットボード３０の外部端子５０が露出するように、前記ケース１０の開口された面に注入射出成形される。

前記覆蓋部材４０は、前記ケース１０との結合をより堅固にするために、前記サーキットボード３０を覆蓋しながら、前記ケース１０の開口された面の内部まで流入するように注入射出成形される。従って、前記サーキットボード３０は、前記ケース１０の開口された面を閉塞しないように所定の間隔をおいて、前記ケース１０の外部に突出するように設置されることが好ましい。

また、前記覆蓋部材４０は、その一面が前記ケース１０の内部に設置されている前記電池セル２０と所定の間隔を維持するように注入射出成形される。

このように形成される覆蓋部材４０は、一般にナイロン系の樹脂からなり、前記サーキットボード３０を始めとする電気的要素に損傷を与えないように、比較的低温低圧状態で注入射出成形される。

前記覆蓋部材４０は、前述の注入射出成形方法以外の他の方法で、前記ケース１０の開口された面をシーリングすることもできる。

一方、本発明によるソフトセル内蔵型充電池の構造は、リチウムポリマー電池のように、前記電池セル２０の分離子としてゲルタイプの電解物を有する電池に主に適用されることができる。

また、図には示していないが、ケースの開口された面の反対面にサーキットボードの外部端子が露出するように所定形状の孔を形成し、前記サーキットボードが前記孔が形成された前記ケースの面と当接するように前記電池セルを前記ケースの内部に挿入設置した後、前記ケースの開口された面を注入射出成形して覆蓋することも可能である。

以下、このように構成された本発明によるソフトセル内蔵型充電池の製作方法について説明する。

本発明によるソフトセル内蔵型充電池の製作方法は、一側面が開口された一体型のケース１０に、一面にサーキットボード３０が電気的に連結された電池セル２０を挿入する第１の段階と、前記電池セル２０を前記ケース１０に固定させる第２の段階と、前記サーキットボード３０の外部端子５０が露出するように、前記ケース１０の開口された一側面を覆蓋部材４０により覆蓋する第３の段階とを含んでなる。

前記第３の段階で、前記覆蓋部材４０が注入射出成形方法により形成されるため、工程が非常に簡単かつ迅速になり、その信頼性が非常に高くなる。

また、注入射出成形方法を利用して前記覆蓋部材４０を形成するときは、比較的低温低圧状態で成形を進行することが、前記電池セル２０及びサーキットボード３０のような充電池の内部部品の保護に好ましい。

一方、前記覆蓋部材４０は、前記電池セル２０と所定の間隔をおくように注入射出成形されることが、内部部品の保護側面で良い。即ち、前記覆蓋部材４０が外部の衝撃により前記ケース１０から分離されないように、前記ケース１０内部の所定の深さまで注入射出成形されることが好ましい。

注入射出成形される前記覆蓋部材４０は、ナイロン系の樹脂からなることが好ましいが、注入射出成形が可能な他の材料も前記覆蓋部材４０の材料として可能である。

一方、前記覆蓋部材４０を注入射出成形するとき、前記ケース１０の内部まで注入が円滑に行われるように、前記電池セル２０は、前記サーキットボード３０が前記ケース１０の外部に露出するように、前記ケース１０の内部に挿入設置されることが好ましい。

前記ケース１０の材質は、アルミニウムまたはステンレススチールからなることが好ましいが、成形性及び強度が良い他の材質も可能である。

一方、前述の製作方法により組み立てられる本発明によるソフトセル内蔵型充電池は、リチウムポリマー電池のように、前記電池セル２０の分離子としてゲルタイプの電解物を有する電池に主に適用される。

（発明の要旨）
コンパクトなサイズを有すると共に、外部の衝撃に対する強度が向上し、組立工程が簡単に構成されたソフトセル内蔵型充電池及びその製作方法を提供する。ソフトセル内蔵型充電池及びその製作方法は、一面にサーキットボード３０が電気的に連結されるソフトな材質の電池セル２０と、前記電池セル２０が内部に挿入設置されるように一側面が開口されたケース１０と、前記サーキットボード３０の外部端子５０が露出するように、前記ケース１０の開口された一側面を密閉させる覆蓋部材４０とを含んでなる。

本発明によるソフトセル内蔵型充電池を示す斜視図である。 覆蓋部材を除いた本発明によるソフトセル内蔵型充電池の分解斜視図である。 図１のIII−III線断面図である。 図１のIV−IV線断面図である。

符号の説明

１０ ケース
２０ ソフトセル
３０ 保護回路
４０ 覆蓋部材
５０ 外部端子

Claims (16)

1. 一側面に開口が形成され、前記開口の内部空間が密閉型に形成されたケースと、
   前記ケースの内側に配置される電池セルと、前記開口側に配置されて前記電池セルを保護するサーキットボードとを含むセル結合体と、
   前記サーキットボードの外部端子が露出するように、前記開口及び前記サーキットボードの周囲空間に充填される覆蓋部材と、
   を含んでなることを特徴とするセル内蔵型充電池。
2. 前記電池セルは、前記サーキットボードが前記ケースの開口された一側面と所定の間隔をおいて前記ケースの外部に突出するように、前記ケースの内部に設置されることを特徴とする請求項１に記載のセル内蔵型充電池。
3. 前記覆蓋部材は、前記ケースの開口された面の内部まで形成されることを特徴とする請求項１に記載のセル内蔵型充電池。
4. 前記覆蓋部材は、前記ケースの内部に設置された前記電池セルと所定の間隔を維持するように形成されることを特徴とする請求項３に記載のセル内蔵型充電池。
5. 前記覆蓋部材は、ナイロン系の樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載のセル内蔵型充電池。
6. 前記ケースは、アルミニウムまたはステンレススチールからなることを特徴とする請求項１に記載のセル内蔵型充電池。
7. 前記ケースは、一つの物体として形成されることを特徴とする請求項１に記載のセル内蔵型充電池。
8. 前記電池セルは、ゲルタイプの電解物を有することを特徴とする請求項１に記載のセル内蔵型充電池。
9. 前記充電池は、リチウムポリマー電池であることを特徴とする請求項１に記載のセル内蔵型充電池。
10. 前記ケースの形状は、前記電池セルの形状にマッチングされるように形成されることを特徴とする請求項１に記載のセル内蔵型充電池。
11. 密閉型ケースの一側面に形成された開口に、電池セルと前記電池セルを保護するサーキットボートとを有するセル結合体を挿入する段階であって、前記電池セルが前記ケースの内側に配置され、前記サーキットボードが前記開口側に配置されるように、前記セル結合体を挿入する第１の段階と、
    前記セル結合体を前記ケースに固定する第２の段階と、
    前記サーキットボードの外部端子が露出するように、前記開口及び前記サーキットボードの周囲空間に覆蓋部材を充填して形成する第３の段階と、
    を含んでなることを特徴とするセル内蔵型充電池の製作方法。
12. 前記覆蓋部材は、前記電池セルと所定の間隔をおくように注入射出成形されることを特徴とする請求項１１に記載のセル内蔵型充電池の製作方法。
13. 前記注入射出成形される覆蓋部材は、ナイロン系の樹脂からなることを特徴とする請求項１１に記載のセル内蔵型充電池の製作方法。
14. 前記ケースは、アルミニウムまたはステンレススチールからなることを特徴とする請求項１１に記載のセル内蔵型充電池の製作方法。
15. 前記電池セルは、ゲルタイプの電解物を有することを特徴とする請求項１１に記載のセル内蔵型充電池の製作方法。
16. 前記充電池は、リチウムポリマー電池であることを特徴とする請求項１１に記載のセル内蔵型充電池の製作方法。