JP6478374B2 - バッテリパック用保護装置、その製造方法及びそれを具備したバッテリパック - Google Patents
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Description
本発明は、バッテリパック用保護装置、その製造方法及びそれを具備したバッテリパックに関する。
最近、携帯用電子機器の電源として、バッテリパックが多様に使用されている。また、携帯用電子機器が多様な分野で使用されながら、それによって、バッテリパックに対する需要が急増している。かようなバッテリパックは、充放電して複数回使用が可能であり、それによって、経済的及び環境的にも効果的であるので、その使用が奨励されている。
また、電子機器に対して小型化、軽量化が要求されながら、バッテリパックについても、小型化、軽量化が要求されている。しかし、バッテリパックは、内部にリチウムのような反応性の大きい物質が具備されているので、安全性を理由に、その小型化及び軽量化が制約されていた。それによって、バッテリパックの安全性を向上させつつ、同時に小型化及び軽量化が可能なバッテリパックを開発するための多様な研究が進められている。
本発明の目的は、小型化、軽量化が可能なバッテリパック用保護装置、その製造方法及びそれを具備したバッテリパックを提供するものである。
本発明の一実施形態は、少なくとも１つの電極を有するバッテリのベアセルの第１面と隣接するように配置され、前記ベアセルの前記少なくとも１つの電極に連結された第１リードプレート及び第２リードプレート；外部装置と前記バッテリとを連結させる複数の導電性パッドを含むパッド部；前記バッテリの前記ベアセルを保護する電子素子を含む素子部；前記第１リードプレート及び第２リードプレート、前記パッド部及び前記素子部を相互連結する配線；及び前記第１リードプレート及び第２リードプレート、前記パッド部、前記素子部並びに前記配線の少なくとも一部を密封する絶縁体；を含むバッテリアセンブリ用保護装置を開示する。
本実施形態において、前記第２リードプレートと、前記バッテリの前記ベアセルとの間に位置する温度保護素子をさらに含んでもよい。
本実施形態において、前記温度保護素子は、前記ベアセルの第１電極と連結される電極タブを含んでもよい。
本実施形態において、前記温度保護素子は、前記ベアセルの第１電極と連結される電極タブを含んでもよい。
本実施形態において、前記絶縁体は、前記第１電極と隣接した位置で、前記温度保護素子の前記電極タブを露出させるように位置した開口を含んでもよい。
本実施形態において、前記複数の導電性パッドは、前記素子部及び前記配線を介して、前記第１リードプレート及び第２リードプレートと電気的に連結され、前記絶縁体は、前記第１リードプレート及び第２リードプレート、前記パッド部、前記素子部並びに前記配線の相互に対する位置を固定することができる。
本実施形態において、前記複数の導電性パッドは、前記素子部及び前記配線を介して、前記第１リードプレート及び第２リードプレートと電気的に連結され、前記絶縁体は、前記第１リードプレート及び第２リードプレート、前記パッド部、前記素子部並びに前記配線の相互に対する位置を固定することができる。
本実施形態において、前記第１パッドは、前記第１リードプレートと直接連結され、第２リードプレートとは、前記素子部を介して連結されてもよい。
本実施形態において、前記第２パッドは、前記第２リードプレートに、前記素子部及び前記配線によって電気的に連結されてもよい。
本実施形態において、前記第２パッドは、前記第２リードプレートに、前記素子部及び前記配線によって電気的に連結されてもよい。
本実施形態において、前記素子部は、抵抗、キャパシタ、バリスタ及びスイッチング素子を含んでもよい。
本実施形態において、前記素子部、前記パッド部、並びに前記第１リードプレート及び第２リードプレートから外部に延長され、前記絶縁体の内部に延長された複数の支持部をさらに含んでもよい。
本実施形態において、前記複数の支持部は、前記絶縁体の外部に露出された外側端部を含んでもよい。
本実施形態において、前記素子部、前記パッド部、並びに前記第１リードプレート及び第２リードプレートから外部に延長され、前記絶縁体の内部に延長された複数の支持部をさらに含んでもよい。
本実施形態において、前記複数の支持部は、前記絶縁体の外部に露出された外側端部を含んでもよい。
本発明の他の実施形態は、第１リードプレート及び第２リードプレート、パッド部、並びに前記第１リードプレート及び第２リードプレートと、前記パッド部との相互に対する位置を維持させるフレームを形成するために、導電プレートをパターニングする段階；前記フレーム内に維持される前記パターニングされた導電プレート上に、素子部を実装する段階；前記素子部、前記第１リードプレート及び前記パッド部の少なくとも一部の間の延長された配線によって、前記素子部、前記第１リードプレート及び第２リードプレート、並びに前記パッド部を互いに連結する段階；前記第１リードプレート、前記第２リードプレート、前記素子部、前記パッド部及び前記配線の少なくとも一部分を絶縁体によってカバーリングする段階；及び前記フレームを除去する段階；を含むバッテリ用保護装置の製造方法を開示する。
本実施形態において、前記導電プレートのパターニングは、前記第２リードプレートが開口を含むように、前記プレートをパターニングすることができる。
本実施形態において、前記導電プレートのパターニングは、前記パッド部の互いに離隔された多数のパッドを形成することができる。
本実施形態において、前記導電プレートのパターニングは、前記パッド部の互いに離隔された多数のパッドを形成することができる。
本実施形態において、前記素子部、前記第１リードプレート及び第２リードプレート、並びに前記パッド部を連結する段階は、前記パッド部の第１パッドと、前記第１リードプレートとを直接連結し、前記素子部及び前記配線を介して、前記パッド部の第２パッドを前記第２リードプレートに電気的に連結し、前記第１リードプレート及び第２リードプレートを互いに連結することができる。
本実施形態において、前記パターニングされた導電プレート上に、前記素子部を実装する段階は、抵抗、キャパシタ、バリスタ及びスイッチング素子を含む素子部を実装することができる。
本実施形態において、前記フレームは、前記パッド部、並びに前記第１リードプレート及び第２リードプレートの外周辺を取り囲み、前記パッド部と、前記第１リードプレート及び第２リードプレートは、前記支持部によって、前記フレームと連結されてもよい。
本実施形態において、前記フレームは、前記パッド部、並びに前記第１リードプレート及び第２リードプレートの外周辺を取り囲み、前記パッド部と、前記第１リードプレート及び第２リードプレートは、前記支持部によって、前記フレームと連結されてもよい。
本実施形態において、前記フレームの除去は、前記支持部の一部を残すように、前記フレームを除去することを含んでもよい。
本実施形態において、前記フレームは、前記絶縁部が、前記第１リードプレート及び第２リードプレート、前記パッド部、前記素子部並びに前記配線の少なくとも一部を取り囲んだ後で除去される。
本実施形態において、前記支持部は、前記絶縁体の外部に延長される。
本実施形態において、前記フレームは、前記絶縁部が、前記第１リードプレート及び第２リードプレート、前記パッド部、前記素子部並びに前記配線の少なくとも一部を取り囲んだ後で除去される。
本実施形態において、前記支持部は、前記絶縁体の外部に延長される。
本発明の一実施形態によれば、バッテリパック用保護装置がパッケージ化されることにより、バッテリパック用保護装置の小型化が可能である。
また、バッテリパック用保護装置及び温度保護素子を含むことにより、バッテリパックが小型化しても、バッテリパックの安全性が向上する。
また、バッテリパック用保護装置及び温度保護素子を含むことにより、バッテリパックが小型化しても、バッテリパックの安全性が向上する。
本発明は、多様な変換を加えることができ、さまざまな実施形態を有することができるが、特定実施形態を図面に例示し、詳細な説明で詳細に説明する。しかし、それらは、本発明を特定の実施形態について限定するものではなく、本発明の思想及び技術範囲に含まれる全ての変換、均等物ないし代替物を含むものであると理解されなければならない。本発明について説明するにあたり、関連公知技術に係わる具体的な説明が、本発明の要旨を不明確にすると判断される場合、その詳細な説明を省略する。
第１、第２のような用語は、多様な構成要素について説明するのに使用されるが、構成要素は、用語によって限定されるものではない。用語は、１つの構成要素を他の構成要素から区別する目的のみに使用される。
本出願で使用した用語は、単に特定の実施形態について説明するために使用されたものであり、本発明を限定する意図ではない。単数の表現は、文脈上明白に特定されない限り、複数の表現を含む。本出願で、「含む」または「有する」のような用語は、明細書上に記載された特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはそれらの組み合わせが存在するということを指定するものであり、一つまたはその以上の他の特徴、数字、段階、動作、構成要素、部品、またはそれらの組み合わせの存在または付加の可能性をあらかじめ排除するものではないと理解されなければならない。
以下、添付された図面に図示された本発明に係わる実施形態を参照し、本発明について詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるバッテリパックを概略的に図示した斜視図であり、図２及び図３は、図１のバッテリパックのバッテリパック用保護装置を概略的に図示した斜視図である。
図１は、本発明の一実施形態によるバッテリパックを概略的に図示した斜視図であり、図２及び図３は、図１のバッテリパックのバッテリパック用保護装置を概略的に図示した斜視図である。
まず、図１を参照すれば、本発明の一実施形態によるバッテリパック１０は、ベアセル１００、ベアセル１００の一側に具備されたバッテリパック用保護装置２００、及びベアセル１００と、バッテリパック用保護装置２００との間の温度保護素子３００を含む。
ベアセル１００は、内部に電極組立体（図示せず）を収容するカン１０１、及びカン１０１と結合し、ベアセル１００を密封するキャッププレート１０２を含む。
ベアセル１００は、内部に電極組立体（図示せず）を収容するカン１０１、及びカン１０１と結合し、ベアセル１００を密封するキャッププレート１０２を含む。
電極組立体（図示せず）は、電極活物質が塗布された負極板及び正極板、並びにそれら間に介在されたセパレータを含む。一例として、電極組立体（図示せず）は、ゼリーロール状であって、負極板、セパレータ及び正極板が順次に積層された積層体を形成した後、巻き取って製作することができる。他の例として、図面に図示されていないが、電極組立体（図示せず）は、負極板、セパレータ及び正極板を順次に積層して形成された構造である。
カン１０１は、電極組立体（図示せず）が挿入されるように、上部に開口（図示せず）が形成されている。カン１０１は、アルミニウムのような導電性部材から形成される。カン１０１は、外部衝撃から電極組立体（図示せず）を保護し、電極組立体（図示せず）の充放電動作に伴う熱を外部に放出する放熱板の機能を行うことができる。
キャッププレート１０２は、カン１０１と同一材質から形成され、電極組立体（図示せず）がカン１０１に収納された後、カン１０１の一側に配置され、溶接などを介して、カン１０１と接合することにより、カン１０１と共にベアセル１００を密封する。
キャッププレート１０２は、カン１０１と同一材質から形成され、電極組立体（図示せず）がカン１０１に収納された後、カン１０１の一側に配置され、溶接などを介して、カン１０１と接合することにより、カン１０１と共にベアセル１００を密封する。
キャッププレート１０２上には、電極端子１１０が配置される。電極端子１１０は、例えば、電極組立体（図示せず）の負極板（図示せず）と電気的に連結されてもよい。また、電極組立体（図示せず）の正極板（図示せず）は、キャッププレート１０２と電気的に連結されてもよい。ただし、本発明はそれに限定されるものではなく、必要によっては、電極端子１１０が、電極組立体（図示せず）の正極と連結され、キャッププレート１０２が、電極組立体（図示せず）の負極と電気的に連結されてもよい。一方、電極端子１１０と、キャッププレート１０２との間には、絶縁体（図示せず）が配置され、電極端子１１０とキャッププレート１０２とが短絡（short）することを防止することができる。
キャッププレート１０２の一側には、電解質注入口１２０が形成される。キャッププレート１０２が、カン１０１と結合された後、電解質は、電解質注入口１２０を介して、カン１０１の内部に注入され、電解質の注入が完了した後には、電解質注入口１２０は、栓（図示せず）によって密閉される。
バッテリパック用保護装置２００は、ベアセル１００の一側に位置し、ベアセル１００と電気的に連結され、ベアセル１００の過充電及び過放電を制御することができる。バッテリパック用保護装置２００は、本体を構成する絶縁体２１０、外部機器と接続する部位であるパッド部２５０、絶縁体２１０から外部に露出された第１リードプレート２２２及び第２リードプレート２２３を含む。
絶縁体２１０は、内部の素子部２３０（図４）及び配線部２４０（図４）などを密封し、外部に露出させず、また内部の素子部２３０（図４）、及び配線または配線部２４０（図４）の位置を固定させることができる。具体的には、パターン部２２０（図４）などの上に、素子部２３０（図４）及び配線部２４０（図４）が配置された後、素子部２３０（図４）及び配線部２４０（図４）などを密封するように、絶縁体２１０を形成することができる。
すなわち、バッテリパック用保護装置２００は、印刷回路基板や、印刷回路基板に実装される電子素子などをパッケージ（package）化したものであり、小型化が可能である。それについては、図４を参照して後述する。
絶縁体２１０は、ポリカーボネートのような高分子樹脂から形成され、モールディングなどの工程を介して形成することができる。
絶縁体２１０は、ポリカーボネートのような高分子樹脂から形成され、モールディングなどの工程を介して形成することができる。
一方、絶縁体２１０は、開口部２１２を含む。開口部２１２は、電極端子１１０の位置に対応するように形成される。電極端子１１０は、後述する電極タブ３１０と、溶接などを介して接合されるが、開口部２１２が、電極端子１１０の位置に対応するように形成されることにより、電極タブ３１０と電極端子１１０との溶接が容易に行われる。
パッド部２５０は、外部機器と電気的に接続する部分であり、絶縁体２１０の一部が除去されて外部に露出される。パッド部２５０は、第１電圧が印加される第１パッド２５１、第２電圧が印加される第２パッド２５２、及び接地パッドである第３パッド２５３を含む。
第１リードプレート２２２は、絶縁体２１０の一端から、第１方向に延長されて露出され、キャッププレート１０２と電気的に連結される。例えば、第１リードプレート２２２は、溶接などによって、キャッププレート１０２と接合され、このために、第１リードプレート２２２は、一部が折り曲げられた形状を有する。
第１リードプレート２２２は、絶縁体２１０の一端から、第１方向に延長されて露出され、キャッププレート１０２と電気的に連結される。例えば、第１リードプレート２２２は、溶接などによって、キャッププレート１０２と接合され、このために、第１リードプレート２２２は、一部が折り曲げられた形状を有する。
また、第１リードプレート２２２は、第１パッド２５１と一体に形成される。従って、キャッププレート１０２の第１電圧は、第１リードプレート２２２を介して、第１パッド２５１に印加される。一例として、第１電圧は、正電圧でもある。
第２リードプレート２２３は、絶縁体２１０の他端から、第１方向と反対方向である第２方向に延長されて露出され、電極端子１１０から第２電圧を印加される。一例として、第２電圧は、負電圧でもある。第１パッド２５１は、素子部２３０と、配線部２４０を介して、第２リードプレート２２３に連結される。一方、第２リードプレート２２３は、第２パッド２５２と連結され、電極端子１１０から印加された第２電圧を、第２パッド２５２に伝達することができる。
第２リードプレート２２３は、絶縁体２１０の他端から、第１方向と反対方向である第２方向に延長されて露出され、電極端子１１０から第２電圧を印加される。一例として、第２電圧は、負電圧でもある。第１パッド２５１は、素子部２３０と、配線部２４０を介して、第２リードプレート２２３に連結される。一方、第２リードプレート２２３は、第２パッド２５２と連結され、電極端子１１０から印加された第２電圧を、第２パッド２５２に伝達することができる。
温度保護素子３００は、ベアセル１００と、バッテリパック用保護装置２００との間に位置し、過電流によるバッテリパック１０の発火または爆発を防止することができる。さらに具体的には、温度保護素子３００の一面は、第２リードプレート２２３と接続し、温度保護素子３００の他面は、電極タブ３１０によって、電極端子１１０と電気的に連結される。
かような温度保護素子３００は、温度によって、通電及び絶縁が可逆的な素子であり、例えば、金属粒子または炭素粒子のような導電性粒子を、結晶性高分子に分散させたポリマーＰＴＣ（positive temperature coefficient）でもあるが、それに限定されるものではない。
一方、図２及び図３は、図１のバッテリパック１０で、バッテリパック用保護装置２００及び温度保護素子３００のみを分離して図示した図面であり、バッテリパック用保護装置２００と温度保護素子３００とが接合された状態を図示している。
一方、図２及び図３は、図１のバッテリパック１０で、バッテリパック用保護装置２００及び温度保護素子３００のみを分離して図示した図面であり、バッテリパック用保護装置２００と温度保護素子３００とが接合された状態を図示している。
図２及び図３を、図１と共に参照すれば、温度保護素子３００は、平坦層の形状を有し、温度保護素子３００の一面は、第２リードプレート２２３と、溶接などを介して接合され、他面は、電極タブ３１０の一端部と接合される。このとき、電極タブ３１０の他端部は、電極端子１１０と接合されるが、電極端子１１０の高さを勘案し、電極タブ３１０は、一部領域が折り曲げられ、段差状となっている。
一方、絶縁体２１０の開口部２１２は、電極端子１１０の位置に対応するように形成されるが、温度保護素子３００と電極端子１１０とを電気的に連結する電極タブ３１０は、開口部２１２内に位置する。このように、開口部２１２内に電極タブ３１０が位置すれば、電極端子１１０と電極タブ３１０とを溶接するとき、溶接棒（図示せず）が、開口部２１２を介して、電極タブ３１０と容易に接することができるので、バッテリパック１０の製造効率が向上するのである。
また、開口部２１２は、バッテリパック１０の電極端子１１０の位置によって、位置及び大きさを調節することができるので、バッテリパック用保護装置２００は、電極端子１１０の位置がそれぞれ異なる多種のバッテリパック１０に適用可能である。
それだけではなく、温度保護素子３００が、電極端子１１０より外郭に位置するので、バッテリパック用保護装置２００が置かれるバッテリパック２１２の一側上のｌ面積を広く使用することができる。従って、温度保護素子３００の位置を自由に設定することができ、バッテリパック１０が小型である場合にも、一定サイズを有する温度保護素子３００を容易に実装することができる。
それだけではなく、温度保護素子３００が、電極端子１１０より外郭に位置するので、バッテリパック用保護装置２００が置かれるバッテリパック２１２の一側上のｌ面積を広く使用することができる。従って、温度保護素子３００の位置を自由に設定することができ、バッテリパック１０が小型である場合にも、一定サイズを有する温度保護素子３００を容易に実装することができる。
なお、図面に図示されていないが、バッテリパック１０は、バッテリパック用保護装置１００をカバーする保護カバー（図示せず）と、カン１０１を覆い包むラベル（図示せず）とをさらに含む。
保護カバー（図示せず）は、バッテリパック用保護装置２００が設けられたベアセル１００の上部に配置され、バッテリパック用保護装置２００を外部から保護することができる。このとき、上部カバー（図示せず）には、パッド部２５０の位置に対応する開口（図示せず）が形成され、開口（図示せず）を介して、パッド部２５０は、外部機器と連結されることにより、電源を供給したり、あるいは供給される。
保護カバー（図示せず）は、バッテリパック用保護装置２００が設けられたベアセル１００の上部に配置され、バッテリパック用保護装置２００を外部から保護することができる。このとき、上部カバー（図示せず）には、パッド部２５０の位置に対応する開口（図示せず）が形成され、開口（図示せず）を介して、パッド部２５０は、外部機器と連結されることにより、電源を供給したり、あるいは供給される。
図４は、図１のバッテリパックのバッテリパック用保護装置を、絶縁体を除いて概略的に図示した平面図である。
以下、図１ないし図４を参照し、バッテリパック用保護装置２００について説明する。バッテリパック用保護装置２００は、前述の第１リードプレート２２２、第２リードプレート２２３及びパッド部２５０以外に、絶縁体２１０の内部に位置するパターン部２２０、素子部２３０及び配線部２４０をさらに含む。
以下、図１ないし図４を参照し、バッテリパック用保護装置２００について説明する。バッテリパック用保護装置２００は、前述の第１リードプレート２２２、第２リードプレート２２３及びパッド部２５０以外に、絶縁体２１０の内部に位置するパターン部２２０、素子部２３０及び配線部２４０をさらに含む。
パターン部２２０は、第１リードプレート２２２、第２リードプレート２２３及びパッド部２５０と同一材質から形成され、互いに分離された多数の金属パターンによって構成される。一方、パターン部２２０は、素子部２３０及び配線部２４０によって、第１リードプレート２２２、第２リードプレート２２３及びパッド部２５０と電気的に連結されることにより、第１リードプレート２２２、第２リードプレート２２３及びパッド部２５０と共に回路パターンの役割を行う。
素子部２３０は、バッテリパック１０の過充電、過放電、過電流、短絡、逆電圧などを遮断し、バッテリパック１０の爆発、過熱、液漏れ及び充放電特性の悪化を防止し、電気的性能の低下と異常挙動とを抑制することにより、危険要素を取り除き、使用寿命を延長させることができる。
素子部２３０は、集積回路（ＩＣ）２３４）のようなスイッチング素子、抵抗２３１、キャパシタ２３２、バリスタ（varistor）２３５などを含み、絶縁体２１０によって密封される。
素子部２３０は、集積回路（ＩＣ）２３４）のようなスイッチング素子、抵抗２３１、キャパシタ２３２、バリスタ（varistor）２３５などを含み、絶縁体２１０によって密封される。
集積回路２３４は、パターン部２２０上に位置し、ベアセル１００内の電極組立体（図示せず）を制御したり、あるいは電極組立体（図示せず）の作動異常時、回路を遮断したりする。抵抗２３１、キャパシタ２３２及びバリスタ２３５は、互いに分離されたパターン部２２０、パッド部２５０などを連結して回路を構成する。例えば、抵抗２３１及びバリスタ２３５を介して、第２パッド２５２と第３パッド２５３とが連結され、抵抗２３１及びキャパシタ２３２を介して、パターン部２２０を構成する多数の金属パターンを相互連結させることができる。ただし、本発明は、それらに限定されるものではなく、素子部２３０の配置は、バッテリパック用保護装置２００が、バッテリパック１０の保護回路モジュール（ＰＣＭ）として作動するように適切に配置される。
配線部２４０は、第１リードプレート２２２、第２リードプレート２２３、パッド部２５０及びパターン部２２０を互いに連結する部材であり、配線部２４０によって、第１リードプレート２２２から第２リードプレート２２３まで電気的に連結される。
一方、第１リードプレート２２２、第２リードプレート２２３、パッド部２５０及びパターン部２２０の側面には、突き出された形状を有する支持部２６２が形成される。支持部２６２は、後述するように、絶縁体２１０が形成されるまで、フレーム２６０に、第１リードプレート２２２、第２リードプレート２２３、パッド部２５０及びパターン部２２０を固定するためのものであり、絶縁体２１０が形成された後には切断する。従って、支持部２６２の末端外表面は、絶縁体２１０の外部に露出される。
一方、第１リードプレート２２２、第２リードプレート２２３、パッド部２５０及びパターン部２２０の側面には、突き出された形状を有する支持部２６２が形成される。支持部２６２は、後述するように、絶縁体２１０が形成されるまで、フレーム２６０に、第１リードプレート２２２、第２リードプレート２２３、パッド部２５０及びパターン部２２０を固定するためのものであり、絶縁体２１０が形成された後には切断する。従って、支持部２６２の末端外表面は、絶縁体２１０の外部に露出される。
図５ないし図７は図１のバッテリパックのバッテリパック用保護装置の製造方法を概略的に図示した平面図である。
図５ないし図７を、図１と共に参照し、バッテリパックの保護装置２００の製造方法について説明すれば、まず、図５に図示されているように、導電プレートを準備し、それをパターニングし、パターン部２２０、第１リードプレート２２２、第２リードプレート２２３及びパッド部２５０を形成する。
図５ないし図７を、図１と共に参照し、バッテリパックの保護装置２００の製造方法について説明すれば、まず、図５に図示されているように、導電プレートを準備し、それをパターニングし、パターン部２２０、第１リードプレート２２２、第２リードプレート２２３及びパッド部２５０を形成する。
パターニングは、導電プレートを切断したり、あるいはエッチングして行うことができる。このとき、パターン部２２０、パッド部２５０、第１リードプレート２２２及び第２リードプレート２２３は、支持部２６２によって、フレーム２６０に位置が固定される。
一方、パッド部２５０は、互いに分離された第１パッド２５１、第２パッド２５２及び第３パッド２５３を含む。このうち、第１パッド２５１は、第１リードプレート２２２と一体に形成される。
一方、パッド部２５０は、互いに分離された第１パッド２５１、第２パッド２５２及び第３パッド２５３を含む。このうち、第１パッド２５１は、第１リードプレート２２２と一体に形成される。
第２リードプレート２２３には、開口部２１２が形成される。開口部２１２は、前述のように、電極端子１１０の位置に対応するように形成され、バッテリパック用保護装置２００が装着されるバッテリパック１０の電極端子１１０の位置によって、位置及び大きさが調節される。
次に、図６に図示されているようにパターニングされた導電プレート上に、素子部２３０を実装し、配線部２４０によって、パターン部２２０、第１リードプレート２２２、第２リードプレート２２３及びパッド部２５０の相互間を連結する。
次に、図６に図示されているようにパターニングされた導電プレート上に、素子部２３０を実装し、配線部２４０によって、パターン部２２０、第１リードプレート２２２、第２リードプレート２２３及びパッド部２５０の相互間を連結する。
例えば、第２パッド２５２と第３パッド２５３との間に、抵抗２３１及びバリスタ２３５を実装し、パターン部２２０を構成する多数の金属パターンを相互連結させるように、抵抗２３１及びキャパシタ２３２を実装することができるが、それに限定されるものではない。
また、集積回路２３４及びパターン部２２０、パターン部２２０及び第１リードプレート２２２、パターン部２２０及び第１パッド２５１、パターン部２２０及び第３パッド２５３は、配線部２４０によって互いに電気的に連結される。
また、集積回路２３４及びパターン部２２０、パターン部２２０及び第１リードプレート２２２、パターン部２２０及び第１パッド２５１、パターン部２２０及び第３パッド２５３は、配線部２４０によって互いに電気的に連結される。
一方、パターン部２２０、パッド部２５０、第１リードプレート２２２及び第２リードプレート２２３は、支持部２６２によってフ、レーム２６０に位置が固定されているので、素子部２３０及び配線部２４０は、正確な位置に実装される。
次に、図７のように、絶縁体２１０を形成する。絶縁体２１０は、ポリカーボネートのような高分子材質から形成され、モールディング工程によって形成される。
次に、図７のように、絶縁体２１０を形成する。絶縁体２１０は、ポリカーボネートのような高分子材質から形成され、モールディング工程によって形成される。
絶縁体２１０によって、素子部２３０、配線部２４０などは密封され、外部の水気または酸素などへの露出が防止される。
一方、絶縁体２１０は、開口部２１２を含むように形成される。開口部２１２は、前述のように、第２リードプレート２２３に形成された開口部２１２の形状により、絶縁体２１０が形成されることによって形成される。
一方、絶縁体２１０は、開口部２１２を含むように形成される。開口部２１２は、前述のように、第２リードプレート２２３に形成された開口部２１２の形状により、絶縁体２１０が形成されることによって形成される。
絶縁体２１０を形成した後には、支持部２６２を切断し、バッテリパック用保護装置２００をフレーム２６０から分離する。支持部２６２の切断によって、パターン部２２０、パッド部２５０、第１リードプレート２２２及び第２リードプレート２２３は、素子部２３０及び配線部２４０を介して連結されることにより、保護回路モジュールとしての役割を行うことができる。
このとき、支持部２６２の切断部位である末端外表面は、絶縁体２１０を貫いて外部に露出される。すなわち、支持部２６２は、絶縁体２１０によって取り囲まれた形態を有し、それによって、支持部２６２を含むパターン部２２０、パッド部２５０、第１リードプレート２２２及び第２リードプレート２２３と、絶縁体２１０との結合力が向上する。
また、支持部２６２の切断前後、絶縁体２１０にパッド部２５０を露出させる開口（図示せず）を形成する。開口（図示せず）は、第１パッド２５１、第２パッド２５２及び第３パッド２５３に対応するように形成され、レーザ工程またはエッチング工程を介して形成することができる。
また、支持部２６２の切断前後、絶縁体２１０にパッド部２５０を露出させる開口（図示せず）を形成する。開口（図示せず）は、第１パッド２５１、第２パッド２５２及び第３パッド２５３に対応するように形成され、レーザ工程またはエッチング工程を介して形成することができる。
前述のように、本発明によるバッテリパック用保護装置２００は、１つの導電プレートをパターニングし、素子部２３０などを、パターニングされた導電プレート上に実装した後
、絶縁体２１０によって、一括的に密封するパッケージ化した構成を有するが、さらに詳細には、バッテリパック用保護装置２００を製造することができ、それによって、バッテリパック用保護装置２００の小型化が可能である。
また、パッケージ化されたバッテリパック用保護装置２００は、従来の印刷回路基板上に電子素子などが実装された構成に比べ、取り扱いが容易であり、ベアセル１００との接合前に、事前に温度保護素子３００及び電極タブ３１０を取り付けることができるので、バッテリパック１０の製造工程が単純化される。
また、パッケージ化されたバッテリパック用保護装置２００は、従来の印刷回路基板上に電子素子などが実装された構成に比べ、取り扱いが容易であり、ベアセル１００との接合前に、事前に温度保護素子３００及び電極タブ３１０を取り付けることができるので、バッテリパック１０の製造工程が単純化される。
すなわち、図２及び図３に図示されているように、温度保護素子３００及び電極タブ３１０が取り付けられたバッテリパック用保護装置２００は、第１リードプレート２２２とキャッププレート１０２との接合、及び電極タブ３１０と電極端子１１０との接合によって、ベアセル１００と結合されるので、バッテリパック１０の製造工程が単純化される。
以上、本発明の望ましい実施形態について図示して説明したが、本発明は、前述の特定実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で請求する本発明の要旨を外れることなしに、当該発明が属する技術分野で当業者によって多様な変形実施が可能であるということは言うまでもなく、かような変形実施は、本発明の技術的思想やその範囲から個別的に理解されるものではない。
本発明のバッテリパック用保護装置、その製造方法及びそれを具備したバッテリパックは、例えば、携帯電子機器関連の技術分野に効果的に適用可能である。
１０ バッテリパック
１００ ベアセル
１０１ カン
１０２ キャッププレート
１１０ 電極端子
１２０ 電解質注入口
２００ バッテリパック用保護装置
２１０ 絶縁体
２１２ 開口部
２２２ 第１リードプレート
２２３ 第２リードプレート
２３０ 素子部
２３１ 抵抗
２３２ キャパシタ
２３４ ＩＣ
２３５ バリスタ
２４０ 配線部
２５０ パッド部
２５１ 第１パッド
２５２ 第２パッド
２５３ 第３パッド
２６０ フレーム
２６２ 支持部
３００ 温度保護素子
３１０ 電極タブ
１００ ベアセル
１０１ カン
１０２ キャッププレート
１１０ 電極端子
１２０ 電解質注入口
２００ バッテリパック用保護装置
２１０ 絶縁体
２１２ 開口部
２２２ 第１リードプレート
２２３ 第２リードプレート
２３０ 素子部
２３１ 抵抗
２３２ キャパシタ
２３４ ＩＣ
２３５ バリスタ
２４０ 配線部
２５０ パッド部
２５１ 第１パッド
２５２ 第２パッド
２５３ 第３パッド
２６０ フレーム
２６２ 支持部
３００ 温度保護素子
３１０ 電極タブ
Claims (17)
- 電極端子を有するバッテリのベアセルの第１面と隣接するように配置され、
前記ベアセルに連結された第１リードプレート及び第２リードプレートと、
外部装置と前記バッテリとを連結させる複数の導電性パッドを含むパッド部と、
前記バッテリの前記ベアセルを保護する電子素子を含む素子部と、
前記第１リードプレート及び第２リードプレート、前記パッド部及び前記素子部を相互連結する配線と、
前記第１リードプレート及び第２リードプレート、前記パッド部、前記素子部並びに前記配線の少なくとも一部を密封する絶縁体と、
前記第２リードプレートと、前記バッテリの前記ベアセルとの間に位置する温度保護素子を含み、
前記温度保護素子の一面は、折り曲げられていない前記第２リードプレートと接続し、前記温度保護素子の他面は、段差状の電極タブによって、前記ベアセルの電極端子と電気的に連結されるバッテリアセンブリ用保護装置。 - 前記絶縁体は、前記電極端子と隣接した位置で、前記温度保護素子の前記電極タブを露出させるように位置した開口を含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリアセンブリ用保護装置。
- 前記複数の導電性パッドは、前記素子部及び前記配線を介して、前記第１リードプレート及び第２リードプレートと電気的に連結され、
前記絶縁体は、前記第１リードプレート及び第２リードプレート、前記パッド部、前記素子部並びに前記配線の相互に対する位置を固定することを特徴とする請求項１に記載のバッテリアセンブリ用保護装置。 - 前記パッド部の第１パッドは、前記第１リードプレートと直接連結され、前記第２リードプレートとは、前記素子部を介して連結されたことを特徴とする請求項３に記載のバッテリアセンブリ用保護装置。
- 前記パッド部の第２パッドは、前記第２リードプレートに、前記素子部及び前記配線によって電気的に連結されたことを特徴とする請求項３に記載のバッテリアセンブリ用保護装置。
- 前記素子部は、抵抗、キャパシタ、バリスタ及びスイッチング素子を含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリアセンブリ用保護装置。
- 前記素子部、前記パッド部、並びに前記第１リードプレート及び第２リードプレートから外部に延長され、前記絶縁体の内部に延長された複数の支持部をさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のバッテリアセンブリ用保護装置。
- 前記複数の支持部は、前記絶縁体の外部に露出された外側端部を含むことを特徴とする請求項７に記載のバッテリアセンブリ用保護装置。
- 第１リードプレート及び第２リードプレート、パッド部、並びに前記第１リードプレート及び第２リードプレートと、前記パッド部との相互に対する位置を維持させるフレームを形成するために、導電プレートをパターニングする段階と、
前記フレーム内に維持される前記パターニングされた導電プレート上に、素子部を実装する段階と、
前記素子部、前記第１リードプレート及び前記パッド部の少なくとも一部の間の延長された配線によって、前記素子部、前記第１リードプレート及び第２リードプレート、並びに前記パッド部を互いに連結する段階と、
前記第１リードプレート、前記第２リードプレート、前記素子部、前記パッド部及び前記配線の少なくとも一部分を絶縁体によってカバーリングする段階と、
前記フレームを除去する段階と、
前記第２リードプレートと、バッテリのベアセルとの間に温度保護素子を配置する段階を含み、
前記温度保護素子の一面は、折り曲げられていない前記第２リードプレートと接続し、前記温度保護素子の他面は、段差状の電極タブによって、前記ベアセルの電極端子と電気的に連結されるバッテリ用保護装置の製造方法。 - 前記導電プレートのパターニングは、前記第２リードプレートが開口を含むように、前記プレートをパターニングすることを特徴とする請求項９に記載のバッテリ用保護装置の製造方法。
- 前記導電プレートのパターニングは、前記パッド部の互いに離隔された多数のパッドを形成することを特徴とする請求項９に記載のバッテリ用保護装置の製造方法。
- 前記素子部、前記第１リードプレート及び第２リードプレート、並びに前記パッド部を連結する段階は、前記パッド部の第１パッドと、前記第１リードプレートとを直接連結し、前記素子部及び前記配線を介して、前記パッド部の第２パッドを前記第２リードプレートに電気的に連結し、前記第１リードプレート及び第２リードプレートを互いに連結することを特徴とする請求項９に記載のバッテリ用保護装置の製造方法。
- 前記パターニングされた導電プレート上に、前記素子部を実装する段階は、抵抗、キャパシタ、バリスタ及びスイッチング素子を含む素子部を実装することを特徴とする請求項９に記載のバッテリ用保護装置の製造方法。
- 前記フレームは、前記パッド部、並びに前記第１リードプレート及び第２リードプレートの外周辺を取り囲み、前記パッド部と、前記第１リードプレート及び第２リードプレートは、支持部によって、前記フレームと連結されたことを特徴とする請求項９に記載のバッテリ用保護装置の製造方法。
- 前記フレームの除去は、前記支持部の一部を残すように、前記フレームを除去することを含むことを特徴とする請求項１４に記載のバッテリ用保護装置の製造方法。
- 前記フレームは、前記絶縁体が、前記第１リードプレート及び第２リードプレート、前記パッド部、前記素子部並びに前記配線の少なくとも一部を取り囲んだ後で除去されることを特徴とする請求項１５に記載のバッテリ用保護装置の製造方法。
- 前記支持部は、前記絶縁体の外部に延長されることを特徴とする請求項１６に記載のバッテリ用保護装置の製造方法。
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