JP4858984B2 - 端子板付き電池 - Google Patents

Description

本発明は、端子板付き電池に関する。さらに詳しくは、ハンダ付け処理をしなくとも電子機器等の回路基板に取り付け可能な端子板付き電池に関する。

ボタン形やコイン形などの扁平形の電池、あるいは、角形、円筒形などの電池は、アルカリ乾電池、リチウム電池、リチウム二次電池、アルカリ蓄電池に代表される一次電池、二次電池のいずれも、各種電子機器の主電源やメモリーバックアップ電源として広く用いられている。

上記電池を電子機器の回路基板に実装するにあたり、製造工程の効率化のために、回路基板へのハンダ付けを可能にする端子板を電池に接続し、他の電子部品と共に、リフロー炉を用いて回路基板にハンダ付けすることが考えられている。

ところが、リフロー炉の通過の際に電池が加熱され、短時間ではあるが、電池の温度が例えば１５０℃を越える高温に達するため、電池の構成部材に物理的変化あるいは化学的変化が生じ、電池の密閉性の低下、放電特性の低下、内部短絡、サイクル特性の低下などの問題を生じる。一方、電池を保護するために、他の電子部品とは別に電池のみ手作業でハンダ付けを行うと、作業効率が大幅に低下するため、リフロー炉を通過させても電池特性などに悪影響のない耐熱性の高い電池が求められていた。特に、融点が低い金属リチウムを負極に用い、揮発性の高い有機溶媒を電解液溶媒としたリチウム電池では、耐熱化のための技術開発が強く要望されていた。

このような要望に対し、耐熱性の高いパッキングを用いたり、高温での貯蔵性を向上させる添加剤を用いた電池が提案されている（特許文献１および２参照）。これによれば、電池の耐熱性が高まり、リフロー炉の通過に支障のない電池が得られる。

一方、ハンダ付けによる電池の固定をやめ、電池本体とこれに取り付けた端子板とで回路基板を挟み込むことにより、回路基板上に電池を固定し、電池の交換保守を容易にした電池の実装構造も提案されている（特許文献３参照）。この形式によれば、ハンダ付けなしでの電池の実装が可能となる。

特開平８−１５３５００号公報（段落番号０００２−０００８） 特開２０００−３２３１７１号公報（段落番号０００５−０００７） 特開平１０−６４４９０号公報（段落番号０００２−０００５）

しかしながら、電池そのものに耐熱性を付与する形態では、リフロー炉の通過に対応させるために電池のパッキングを耐熱性の高い材料にすると、汎用のポリオレフィンなどの材料に比べて材料コストが大幅にアップする。また、電解液に添加剤を含有させた場合は、程度の差がありこそすれ放電特性の低下を来すため、使用可能な電子機器が限定される。添加剤を加えたとしても、他の構成部材まで同様に耐熱性の高い材料を用いる必要があるため、やはり大幅なコストアップを招く。そもそも、回路基板との導通接続のためにハンダを用いることは、ハンダに含まれる鉛の環境への影響の問題もあり、環境保護の観点からハンダ使用量の低減化が求められている現状において好ましくない。

一方、電池本体とこれに取り付けた端子板とで回路基板を挟み込む実装構造によるときは、電池の外装体と回路基板の導電部とを直に接触させるため、実装時の電池の配置構成が限定され、電子機器の薄型化や回路の省スペース化などの点でネックになる。そのほか、振動による接触不良も生じやすく、信頼性の点でも問題が出る。

そこで本発明の目的は、電子機器等の回路基板に電池を実装する際の上記問題点を解決し、ハンダ付け処理をしなくとも、電池本体から導出した端子板の導出端部分を回路基板の導電部に圧入するだけで簡単かつ確実に取り付けられる端子板付き電池を提供することにある。

本発明は、図１および図２に示すごとく、電池本体２と、該電池本体２を回路基板５の導電部６ａ・６ｂに電気的に接続するための二本の端子板７ａ・７ｂとからなる端子板付き電池であって、前記端子板７ａ・７ｂは、一端が電池本体の正極或いは負極に溶接固定され、他端が前記回路基板５の前記導電部６ａ・６ｂと接触して導電接続される接触部４２・４４とされており、前記接触部４２・４４には、貫通孔４３・４５または切り欠きが設けられており、前記貫通孔４３・４５または前記切り欠きに挿通されるリベット４０・４０により、前記回路基板５に前記端子板７ａ・７ｂが固定されていることを特徴とする。
電池本体２としては、上下の面に正極と負極が形成された、ボタン形やコイン形などの扁平形の電池が好適である。

本発明においては、リベット４０により、電池を回路基板５に実装・固定するようにしたので、ハンダ付け処理をしなくても、電池本体２の回路基板５への取り付けが可能になる。

図１および図２は本発明に係る端子板付き電池の実施例を示す。端子板付き電池１は、電池本体２と、電池本体２の上面に溶接固定された負極端子板７ａと、電池本体２の下面に溶接固定された正極端子板７ｂとからなり、リベット４０・４０を用いて回路基板５に対して固定・実装される。電池本体２は、上面に開口部を有する有底筒状の電池ケース３と、この開口部を密閉状に封する蓋部４とからなり、電池ケース３を正極とし、蓋部４を負極としている。

負極端子板７ａは、電池本体２から外方向に延びる水平部４１と、回路基板５にリベット固定される受板（接触部）４２とを階段状に折り曲げたプレス成形品であり、受板４２の板面中央にリベット４０用の貫通孔４３が形成されている。正極端子板７ｂは、長尺平板状の金属板であり、遊端部（接触部）４４の中央にリベット４０用の貫通孔４５が形成されている。

回路基板５には、電池本体２を収容する電池室４６を貫通状に設けてあり、電池室４６の周縁にかかる回路基板５の正負極端子板７ａ・７ｂとの対向壁面に、導電部６ａ・６ｂが埋設状に形成されている。各導電部６ａ・６ｂおよびそれに対応する回路基板５には、リベット４０用の貫通孔４７が形成されている。

端子板付きの電池１を回路基板に実装・固定する場合には、まず、電池室４６内に正極端子板７ｂを挿入し、電池１を回路基板５に仮り組みする。次に、端子板７ａ・７ｂおよび導電部６ａ・６ｂの貫通孔４３・４５・４７を位置合わせしてから、これら貫通孔４３・４５・４７にリベット４０を挿通し、最後に貫通孔４３・４４から突出しているリベット４０の先端部を扁平に変形させて、端子板７ａ・７ｂを回路基板５にかしめ固定する。このとき、回路基板５に形成された導電部６ａ・６ｂと端子板７ａ・７ｂの受板４２および遊端部４４とがそれぞれ接触して、電池本体２と回路基板５との導電接続がなされる。

上記実施例においては、正極端子板および負極端子板のどちらも本発明の端子板構成を有するものであるが、一方の端子板のみ上記構成とするのでもよく、また、電池の配置も例示のものに限定されない。

本発明において、端子板の材質は、特に限定されるものではなく、鉄、銅、ニッケル、アルミニウム、チタンなどの金属材料やその合金（ステンレス鋼、真鍮など）、あるいは前記部材のクラッド板などのように複数の材質が複合化されたものなどを挙げることができる。さらに、前記部材の表面にニッケルメッキ、錫メッキ、ハンダメッキ、銅メッキ、金メッキなどのメッキを施したものであってもよい。ただし、電池の外装缶に端子板が溶接により取り付けられる場合は、外装缶との溶接性を考慮して端子板の材質を選択するのが望ましく、外装缶がステンレス鋼である場合は、端子板の材質はステンレス鋼あるいはニッケルであるのが好ましく、外装缶がアルミニウムあるいはその合金である場合は、端子板の材質もアルミニウムあるいはその合金を選択するのが好ましい。

本発明に係る端子板付き電池の側面図 本発明に係る端子板付き電池の分解斜視図

符号の説明

２ 電池本体
５ 回路基板
６ａ・６ｂ 導電部
７ａ・７ｂ 端子板
４０ リベット
４２・４４ 接触部
４３・４５ 貫通孔

Claims (2)

1. 電池本体と、該電池本体を回路基板の導電部に電気的に接続するための二本の端子板とからなる端子板付き電池であって、
   前記各端子板は、一端が電池本体の正極或いは負極に溶接固定され、他端が前記回路基板の導電部と接触して導電接続される接続部とされており、
   前記接触部には、貫通孔または切り欠きが設けられており、
   前記貫通孔または前記切り欠きに挿通されるリベットにより、前記回路基板に前記端子板が固定されていることを特徴とする端子板付き電池。
2. 前記電池本体が、上下の面に正極と負極が形成された、ボタン形或いはコイン形の扁平形電池である、請求項１記載の端子板付き電池。

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