JP7424478B2

JP7424478B2 - 電池パックおよび電子機器

Info

Publication number: JP7424478B2
Application number: JP2022524380A
Authority: JP
Inventors: 正志佐藤; 賢佐藤; 健一小澤; 文夫松本
Original assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Murata Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2020-05-21
Filing date: 2021-05-07
Publication date: 2024-01-30
Anticipated expiration: 2041-05-07
Also published as: CN115668630A; WO2021235244A1; US20230076491A1; JPWO2021235244A1

Description

本発明は、電池パックおよび電子機器に関する。

正極端子あるいは負極端子に対して、電池の出力を導出する構成を種々の方法により接続した電池が知られている。例えば、下記特許文献１には、コイン型リチウム電池の負極端子に負極リード板を溶接した電池が記載されている。

特開２００７－１６５１３９号公報

特許文献１に記載の技術では、直接、負極リード板が負極端子に溶接されるため、溶接時の熱によりコイン型リチウム電池にダメージを与える虞がある。

したがって、本発明は、電池の出力を導出するタブを正極端子または負極端子に効果的に接合できる構成を有する電池パックおよび電子機器を提供することを目的の一つとする。

本発明は、
二次電池と、
回路基板と
を有し、
二次電池は、
金属外装部と、
第１の外部端子および第２の外部端子と
を含み、
回路基板は、第１の外部端子または第２の外部端子に対して接続される複数の接続部を有し、
接続部のうち少なくとも一つは第１の開口部を有し、
第１の開口部を有する接続部と、第１の外部端子または第２の外部端子とが半田接合される
電池パックである。
本発明は、上述した電池パックを有する電子機器でもよい。

本発明の少なくとも実施形態によれば、電池の出力を導出するタブを正極端子または負極端子に効果的に接合できる。なお、本明細書で例示された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。

図１は、一実施形態に係る電池パックの分解斜視図である。図２は、一実施形態に係る二次電池の外観例を示す図である。図３は、一実施形態に係る二次電池の内部構成例を説明する際に参照される図である。図４は、一実施形態に係るＦＰＣの構成例を説明する際に参照される図である。図５は、一実施形態に係る電池パックの半部断面図である。図６は、一実施形態に係る電池パックの一部断面を拡大した図である。図７は、一実施形態に係る電池パックの製造方法例を説明する際に参照される図である。図８は、一実施形態に係る電池パックの製造方法例を説明する際に参照される図である。図９は、一実施形態に係る電池パックの製造方法例を説明する際に参照される図である。図１０は、一実施形態に係るヒートチップの制御例を説明する際に参照される図である。図１１は、変形例を説明するための図である。図１２は、変形例を説明するための図である。図１３は、変形例を説明するための図である。図１４は、応用例を説明するための図である。図１５は、応用例を説明するための図である。

以下、本発明の実施形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行われる。
＜一実施形態＞
＜変形例＞
＜応用例＞
以下に説明する実施形態等は本発明の好適な具体例であり、本発明の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。
なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものではない。特に、実施形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置、上下左右等の方向の記載等は特に限定する旨の記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがあり、また、図示が煩雑となることを防止するために、参照符号の一部のみを図示する場合や一部の図示を簡略化する場合もある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、重複する説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

＜一実施形態＞
［電池パックの構成例］
図１～図６を参照して、一実施形態に係る電池パックの構成例について説明する。図１は、一実施形態に係る電池パックの分解斜視図である。図２は、一実施形態に係る二次電池の外観例を示す図である。図３は、一実施形態に係る二次電池の内部構成例を説明する際に参照される図である。図４は、一実施形態に係るＦＰＣの構成例を説明する際に参照される図である。図５は、一実施形態に係る電池パックの半部断面図である。図６は、一実施形態に係る電池パックの一部断面を拡大した図である。なお、本明細書において、電池パックとは、二次電池に回路基板が接続された構成を有するものをいう。

図１に示すように、一実施形態に係る電池パック（電池パック１０）は、二次電池１、絶縁部材の一例である第１の絶縁紙２、回路基板の一例であるＦＰＣ３、第２の絶縁紙４を有している。二次電池１は、円柱状の形状を成す金属外装部１０１を有している。金属外装部１０１の一方の端面（図１における上面）である端面１０１Ａに対して、第１の絶縁紙２、ＦＰＣ３、第２の絶縁紙４が順次、積層され、適宜な方法で接続されることで、一実施形態に係る電池パック１０が完成する（図５参照）。

金属外装部１０１の端面１０１Ａの中心部（中央付近の箇所）には、第１の外部端子の一例である正極端子１１０が配置されている。正極端子１１０の周囲を取り囲むように、第２の外部端子の一例である負極端子１２０が配置されている。

第１の絶縁板２は、金属外装部１０１の端面１０１Ａよりやや小さい大きさであり、全体として略円形状を有している。第１の絶縁板２としては、ポリイミド（ＰＩ）フィルムや不織布を用いることができる。不織布を用いる場合、絶縁性と難燃性の観点からアラミド繊維を含む不織布がさらに好ましい。第１の絶縁紙２は、中央部に設けられた円形状の開口部２０１と、開口部２０１の周囲に設けられた矩形状の開口部２０２、２０３を有している。第１の絶縁紙２は、接着等によって金属外装部１０１の端面１０１Ａに取り付けられる。本実施形態では、開口部２０１が、後述する開口部３５２に対応する箇所に設けられる。また、開口部２０２は、後述する開口部３６２に対応する箇所に設けられ、開口部２０３は、後述する開口部３７２に対応する箇所に設けられる。これらの開口部２０１、２０２、２０３が、第２の開口部の一例に対応している。

ＦＰＣ３は、正極端子１１０または負極端子１２０に接続される複数の接続部を有している。具体的には、ＦＰＣ３は、端面１０１Ａの中央部に設けられる接続部３０１と、接続部３０１の周囲を取り囲むように配置される接続部３０２、３０３を有している。接続部３０１は、開口部２０１を介して、正極端子１１０に接続される。接続部３０２は、開口部２０２を介して、負極端子１２０に接続される。接続部３０３は、開口部２０３を介して、負極端子１２０に接続される。本実施形態では、接続部３０１が第１の接続部に対応し、接続部３０２、３０３が第２の接続部に対応する。

第２の絶縁板４は、ＦＰＣ３の第１の絶縁板２と接触する面の反対面の少なくとも一部を覆う。具体的には、第２の絶縁板４は、接続部３０１、３０２、３０３を覆うことができる程度の大きさであり、円形状の形状を有している。第２の絶縁板４によって、正極端子１１０に接続された接続部３０１、負極端子１２０に接続された接続部３０２、３０３が目隠しされるので、電池パック１０の安全性を確保することができる。第２の絶縁板４としては、ポリイミドフィルムや不織布を用いることができる。不織布を用いる場合、絶縁性と難燃性の観点からアラミド繊維を含む不織布がさらに好ましい。

（二次電池について）
次に、一実施形態に係る二次電池１の詳細について説明する。上述したように、二次電池１は、金属外装部１０１を有している。図２に示すように、金属外装部１０１は、例えば、上方が開放された中空円柱状の金属外装部１０１Ｂと、金属外装部１０１Ｂの開放端に配置される蓋状の金属外装部１０１Ｃとを有する。金属外装部１０１Ｃが上述した端面１０１Ａを形成する。例えば、金属外装部１０１Ｂの周縁と金属外装部１０１Ｃの周縁とが溶接される。

図３に示すように、金属外装部１０１Ｃには、周縁から中心部に向かう方向における所定位置に段差１３０が形成され、中心部側が円形状の凹部１３１となっている。凹部１３１の中央には円形状の開口部が形成されている。凹部１３１には絶縁部材１３２を介して、上述した正極端子１１０が配置されている。正極端子１１０および絶縁部材１３２も円形状の形状を有し、中心部に円形状の開口部を有している。正極端子１１０、絶縁部材１３２および凹部１３１のそれぞれの開口部が上下方向に通じるように配置されており、係る開口部の箇所にリベット１４０が打ち込まれ、かしめられる。リベット１４０がかしめられることにより、正極端子１１０は、中心付近がやや凹む形状となる。リベット１４０は、例えば、断面がＨ字状である形状を有している。なお、リベット１４０と負極端子１２０、絶縁部材１３２のそれぞれとの間には、絶縁部材１３５が配置されている。

金属外装部１０１内には、電池素子１５０が収納される。電池素子１５０の上側にはトップインシュレーター１５１が配置され、下側にはボトムインシュレーター１５２が配置される。電池素子１５０の負極側が、負極リード１６０を介して金属外装部１０１Ｂの底面に溶接等により接続される。係る接続により、金属外装部１０１全体が負の極性を帯び、負極端子１２０として機能する。また、電池素子１５０の正極側が正極リード１６１を介してリベット１４０の下側に溶接用により接続されている。係る接続により、リベット１４０に当接する正極端子１１０が正の極性を帯びることになる。

正極端子１１０としては、例えば、ニッケル板を用いることができる。負極端子１２０として機能する金属外装部１０１としては、ステンレス製のものに端面１０１Ａの箇所がニッケルでメッキされたものを用いることができる。リベット１４０の材料としては、例えば、アルミニウムを用いることができる。なお、これらの材料は一例であり、例示された材料に限定されるものではない。

なお、本明細書の正極端子または負極端子における端子とは、物理的な接点に限定されるものでなく、正または負の極性を有する構成であればよい。例えば、本実施形態における金属外装部１０１のように、形状がケース状のものであってもよい。

（ＦＰＣについて）
次に、一実施形態に係るＦＰＣ３の詳細について説明する。図４および図５に示すように、ＦＰＣ３は、円形状の基部３１０と、基部３１０の所定の周縁から延在する矩形状の中間部３１１と、中間部３１１の先端に位置する長楕円形状の先端部３１２とを有し、これらが一体的に形成された構成を有している。

基部３１０の中心部には、上述した接続部３０１が形成されている。また、基部３１０に設けられた接続部３０１の周囲に、上述した接続部３０２、３０３が形成されている。このように、接続部３０１、３０２、３０３は、同一平面内に配置されている。

また、先端部３１２には、外部機器と接続される銅板等の接続端子が形成されている。例えば、接続端子３２１と接続端子３２２とが先端部３１２に形成されている。このように、接続端子３２１と接続端子３２２とは、ＦＰＣ３と同一の基板上に設けられている。

接続端子３２１は、接続部３０１と所定のパターンによって接続される。接続端子３２１は、正極側の出力端子として機能する。接続端子３２２は、接続部３０２および接続部３０３の少なくとも一方と所定のパターンによって接続される。接続端子３２２は、負極側の出力端子として機能する。なお、先端部３１２にコネクタが設けられてもよい。先端部３１２の両端付近には、円形状の孔部３２５と孔部３２６とが形成されている。孔部３２５および孔部３２６は、二次電池１とＦＰＣ３との位置決め用の孔部である。孔部３２５および孔部３２６に対して、例えば、ピン状の治具を挿入することにより、二次電池１とＦＰＣ３との位置決めがなされる。

図６に示すように、ＦＰＣ３は、例えば、２層に積層されたポリイミドシート３４１、３４２を有している。また、接続部３０１は、タブ３５１を有している。タブ３５１としては、銅箔やニッケルタブ等を用いることができる。タブ３５１は、円形状の開口部３５２（図４参照）を中央部に有している。タブ３５１の周縁付近がポリイミドシート３４１、３４２によってサンドイッチ状に挟まれて支持されている。タブ３５１は、金属露出部としてのタブ３５１Ａを有している。タブ３５１Ａは、タブ３５１の露出箇所、すなわち、ポリイミドシート３４１、３４２によって挟まれていない箇所である。タブ３５１Ａの内側周縁によって上述した開口部３５２が形成されている。換言すれば、タブ３５１Ａは、開口部３５２の周囲を取り囲む。

図４および図６に示すように、タブ３５１Ａの上側には予備半田３５３が設けられ、下側には予備半田３５４が設けられている。予備半田とは半田付け性を向上させるため、予め被半田付け部に設けられた少量の半田を意味し、例えば、低融点半田ペーストが用いられる。

接続部３０２は、タブ３６１を有している。タブ３６１としては、銅箔やニッケルタブ等を用いることができる。タブ３６１は、長楕円形状の開口部３６２（図４参照）を中央部に有している。タブ３６１の周縁付近がポリイミドシート３４１、３４２によってサンドイッチ状に挟まれて支持されている。図５に示すように、タブ３６１は、金属露出部としてのタブ３６１Ａを有している。タブ３６１Ａは、タブ３６１の露出箇所、すなわち、ポリイミドシート３４１、３４２によって挟まれていない箇所である。タブ３６１Ａの内側周縁によって上述した開口部３６２が形成されている。換言すれば、タブ３６１Ａは、開口部３６２の周囲を取り囲む。図５に示すように、タブ３６１Ａの露出箇所の上側には予備半田３６３が設けられ、下側には予備半田３６４が設けられている。

接続部３０３は、タブ３７１を有している。タブ３７１としては、銅箔やニッケルタブ等を用いることができる。タブ３７１は、長楕円形状の開口部３７２（図４参照）を中央部に有している。タブ３７１の周縁付近がポリイミドシート３４１、３４２によってサンドイッチ状に挟まれて支持されている。図６に示すように、タブ３７１は、金属露出部としてのタブ３７１Ａを有している。タブ３７１Ａは、タブ３７１の露出箇所、すなわち、ポリイミドシート３４１、３４２によって挟まれていない箇所である。タブ３７１Ａの内側周縁によって上述した開口部３７２が形成されている。換言すれば、タブ３７１Ａは、開口部３６２の周囲を取り囲む。図４および図６に示すように、タブ３７１の露出箇所の上側には予備半田３７３が設けられ、下側には予備半田３７４が設けられている。このように、第２の接続部（例えば、接続部３０２、３０３）は、複数の金属露出部（例えば、タブ３６１Ａ、３７１Ａ）を有する。

本実施形態では、開口部３５２、３６２、３７２の少なくとも１個の開口部が、第１の開口部に対応する。

［電池パックの製造方法］
次に、図７～図９を参照しつつ電池パック１０の製造方法の一例について説明する。なお、図７～図９は、一部の構成に関する図示を適宜、簡略化している。始めに、二次電池１の端面１０１Ａに第１の絶縁板２が接着等によって取り付けられる。そして、孔部３２５および孔部３２６に対して、例えば、ピン状の治具を挿入することにより、ＦＰＣ３の位置決めがなされる。図７に示すように、ＦＰＣ３の位置決めがなされた状態では、開口部３５２が第１の絶縁板２の開口部２０１と通じ、通じた箇所を介してリベット１４０の先端が見える状態となる。また、予備半田３５４の底面と正極端子１１０の平坦部（平坦な箇所）とが、第１の絶縁板２の厚み分の対向間隙をもって対向する。さらに、ＦＰＣ３の位置決めがなされた状態では、開口部３６２が第１の絶縁板２の開口部２０２と通じ、通じた箇所を介して金属外装部１０１Ｃの一部が見える状態となる。また、予備半田３６４の底面と金属外装部１０１Ｃの一部の箇所とが、第１の絶縁板２の厚み分の対向間隙をもって対向する。図示は省略しているが、ＦＰＣ３の位置決めがなされた状態では、開口部３７２が第１の絶縁板２の開口部２０３と通じ、通じた箇所を介して金属外装部１０１Ｃの一部が見える状態となる。また、予備半田３７４の底面と金属外装部１０１Ｃの一部の箇所とが、第１の絶縁板２の厚み分の対向間隙をもって対向する。

ＦＰＣ３の位置決めがなされた状態で、図８に示すように、例えば、予備半田３５３の箇所にヒートチップ７が押し当てられる。これにより、予備半田３５３が溶融し、さらに、ヒートチップの熱が下側の予備半田３５４に伝搬して予備半田３５４が溶融する。溶融した半田が下側に向かって流れる。図９に示すように、一定時間後に、ヒートチップが離され、溶融した半田が固化する。これにより、タブ３５１と正極端子１１０とが半田接合される。

半田接合された後は、タブ３５１Ａの表面の少なくとも一部に半田部が形成される。本実施形態では、タブ３５１Ａの全面に半田部が形成されている。具体的には、図９に示すように、タブ３５１Ａの二次電池１と対向する面３５６Ａから反対面３５６Ｂにかけて半田部３５７が形成される。また、タブ３５１Ａの反対面３５６Ｂに形成されている半田部３５７には、ヒートチップ７を押し当てた痕跡である段差３５８が形成される。なお、半田部３５７が、タブ３５１Ａの一部に形成されていてもよい。

同様に、ＦＰＣ３の位置決めがなされた状態で、例えば、予備半田３６３の箇所にヒートチップ７が押し当てられる。上述した接続部３０１における半田接合と同様に、タブ３６１Ａと金属外装部１０１Ｃ、すなわち、負極端子１２０とが半田接合される。これにより、タブ３６１Ａの両面にかけて半田部が形成される。また、タブ３６１Ａの反対面に形成されている半田部には、ヒートチップ７を押し当てた痕跡である段差が形成される。

同様に、ＦＰＣ３の位置決めがなされた状態で、例えば、予備半田３７３の箇所にヒートチップ７が押し当てられる。上述した接続部３０１における半田接合と同様に、タブ３７１Ａと金属外装部１０１Ｃ、すなわち、負極端子１２０とが半田接合される。これにより、タブ３７１Ａの両面にかけて半田部が形成される。また、タブ３７１Ａの反対面に形成されている半田部には、ヒートチップ７を押し当てた痕跡である段差が形成される。

図５に示す状態、すなわち、半田接合が終了した後に、第２の絶縁板４が接着等によりＦＰＣ３の上面に取り付けられる。以上のようにして、電池パック１０が完成する。

図１０を参照して、ヒートチップ７の動作制御例について説明する。図１０の横軸は時間（秒）を示し、縦軸はヒートチップ７の温度を示している。予備半田の溶融温度を２５０℃とする。ヒートチップ７を予備半田（例えば、予備半田３５３）に押し当てた状態でヒートチップ７を通電する。図１０に示すように、およそ１秒弱でヒートチップ７の温度が２５０℃以上になり、予備半田３５３、３５４が溶融する。そして、２秒程度（３秒経過後）で通電を停止する。これによりヒートチップ７の温度が２５０℃以下に低下するとともに、溶融した半田が固化して半田部３５７が形成される。例えば、５秒程度経過した時点でヒートチップ７が半田部３５７から離される。半田が固化して半田部３５７が形成された後にヒートチップ７が離されることにより、表面張力によって半田が剥離してしまうことを防止することができるとともに、半田部３５７の低背（高さが低いこと）化を実現することができる。

なお、予備半田は、金属露出部の上下に形成されていることが好ましい。予備半田が金属露出部の下側だけだと、当該予備半田にヒートチップ７の熱が伝わりにくくなるため、ヒートチップ７を長く押し当てる必要がある。これにより、ヒートチップ７の熱が二次電池１に長時間にわたり伝わるため、二次電池１にダメージを与える虞がある。予備半田は、金属露出部の上下に形成されていると、上側の半田が溶けて金属露出部に熱が伝わり、下側の予備半田を素早く溶融させることができる。

上述したように、接続部３０１は、所定のパターンによって接続端子３２１と接続されている。これにより、正極端子１１０と半田接合された接続部３０１および接続端子３２１を介して、正極側の出力が外部に出力可能となる。また、接続部３０２および接続部３０３の少なくとも一方は、所定のパターンによって接続端子３２２と接続されている。これにより、負極端子１２０と半田接合された接続部３０２、３０３の少なくとも一方と接続端子３２２とを介して、負極側の出力が外部に出力可能となる。なお、接続端子３２１、３２２が外部機器に接続される際に、ＦＰＣ３の中間部３１１が折り曲げられてもよい。

なお、接続部３０１を正極端子１１０に接続する際に、溶融した半田が流れることで接続部３０１が負極端子１２０とも半田接合されてしまい、ショートが発生する虞がある。反対に、接続部３０２、３０３を負極端子１２０に接続する際に、溶融した半田が流れることで接続部３０２、３０３が正極端子１１０とも半田接合されてしまい、ショートが発生する虞がある。しかしながら、本実施形態では、接続部３０１と接続部３０２との間、および、接続部３０１と接続部３０３との間のそれぞれに第１の絶縁板２が配置されている。したがって、溶融した半田が他方の極側に流れてしまうことによるショートの発生を防止することができる。

［本実施形態により得られる効果］
本実施形態によれば、下記の効果が得られる。
・ＦＰＣのタブと二次電池（セル）を半田により効果的に金属接合することができる。したがって、導電性エポキシ樹脂による接合と比べて高いメカ的接合強度が得られる。また、電池パックとしての総抵抗値も低くすることができる。
・ＦＰＣの金属露出部の両面または片面に予備半田を設け、温度（加熱/減温時間）、加圧、高さがコントロールされる半田付けヒートチップにより半田の盛り高さを低く抑えた半田付けが可能となる。これにより、半田の表面張力で半田の盛り高さが高くなってしまうことを防止することができ、低背化を実現することができる。
・また、一実施形態では、金属露出部の下側の予備半田が正極端子や負極端子の平坦部と対向するように配置されている。これにより、半田接合における熱が均一に伝わりやすくなり、半田接合不良が発生してしまうことを防止することができる。
・ＦＰＣの各接続部は、第１の絶縁板の開口部と連通する開口部を有している。これにより、半田接合の際に、ヒートチップの加圧により金属露出部や予備半田の箇所を撓みやすくすることができる。これにより、下側の予備半田が正極端子に当接し易くなり、半田接合を確実に行うことができる。
・また、各接続部の開口部により半田付けの面積を減らすことができ、二次電池へ与える熱ダメージを軽減することができる。
・ＦＰＣの金属露出部の両面に予備半田を設ける構成により、半田付け時に金属露出部の上側の予備半田が融けることで金属露出部と、金属露出部下側の予備半田に効率的に熱を伝えることができる。したがって、短時間での半田付けを可能とすることができる。また、半田部の断面が、金属露出部の端面を覆い、基板のスルーホールの様なＨ状の断面を有することにより半田付けのメカ的強度を上げることができる。
・また、各接続部が開口部を有することにより、半田付けが終わった後で、金属露出部下側の半田が確実に溶けて半田付け面にしっかり付いたか否かを、開口部を介して確認することができる。すなわち、開口部を検査窓として用いることができる。
・一実施形態のように、正極/負極端子が、同一面でＦＰＣに接続される構造の場合、ＦＰＣ自体のサイズをコンパクトにすることが可能となり、電池パックの寸法を最小化することができる。
・一実施形態のように、二次電池の同一面から正極／負極端子をＦＰＣ３と接続して取り出す構造により、二次電池を裏返す必要がなくなるため、製造過程における組立作業性を向上させることができる。
・本実施形態では、二次電池の同一面からＦＰＣを介して正極/負極端子をまとめて取り出す構成のため、ＦＰＣ上面の絶縁板のみで絶縁が可能となる。
・二次電池の側面と底面が露出したままでもショートしないため、部品点数を削減することができるとともに、コンパクトな電池パックの外形寸法を実現することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明の内容は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。なお、一実施形態で説明した構成と同様、同質の構成については同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜、省略する。

［第１の変形例］
図１１および図１２を参照しつつ、第１の変形例に係る電池パック１０Ａについて説明する。図１１に示すように、電池パック１０Ａは、電池パック１０と異なり、第１の絶縁板２ＡとＦＰＣ３Ａとを有している。第１の絶縁板２Ａは、中央部に開口部２０１を有するとともに、開口部２０１の周囲に形成された、Ｃ字状の開口部２０５を有している。ＦＰＣ３Ａは、中央部に接続部３０１を有し、接続部３０１の周囲を取り囲むように形成された接続部３０４、３０５、３０６を有している。

図１２は、第１の変形例に係るＦＰＣ３Ａの構成例を示す図である。ＦＰＣ３Ａは、５層のレイヤー構成が積層された構成を有している。１ｓｔレイヤー、３ｒｄレイヤー、５ｔｈレイヤーは、ＰＩシートであり、２ｎｄレイヤー、４ｔｈレイヤーは、銅箔である。１ｓｔレイヤーであるＰＩシート３８１は、基部の中央部に形成された開口部３８１Ａ、開口部３８１Ａの周囲に形成された開口部３８１Ｂを有し、先端部の箇所に２個の矩形状の開口部３８１Ｃ、３８１Ｄを有している。３ｒｄレイヤーであるＰＩシート３８２は、基部の中央部に形成された開口部３８２Ａ、開口部３８２Ａの周囲に形成された開口部３８２Ｂを有し、先端部の箇所に矩形状の開口部３８２Ｃを有している。５ｔｈレイヤーであるＰＩシート３８３は、基部の中央部に形成された開口部３８３Ａ、開口部３８３Ａの周囲に形成された開口部３８３Ｂを有している。

２ｎｄレイヤーである接続部３０１は、一実施形態と同様、タブ３５１および開口部３５２を有している。また、接続部３０１は、接続端子３２１を有し、タブ３５１と接続端子３２１とが同じ銅箔で形成された構成を有している。タブ３５１の金属露出部となる箇所には、予備半田３５３、３５４が形成されている。図１２では、予備半田３５３が示されている。

４ｔｈレイヤーの銅箔は、円形状の銅箔と、接続端子３２２を構成する銅箔とが一体的に形成された構成を有している。円形状の銅箔に、接続部３０４、３０５、３０６がそれぞれ形成されている。接続部３０４は、矩形状の開口部３０４Ａを有している。また、接続部３０４の金属露出部となる箇所の上下には予備半田が形成されている。図１２では、上側に形成された予備半田３０４Ｂが示されている。他の接続部についても同様の構成を有している。

以上の５層のレイヤーを積層し、一実施形態と同様の方法により、接続部３０１を正極端子１１０に、接続部３０４～３０６を負極端子１２０に接続する。これにより、一方の極（例えば、正極端子）をもう一方の極（例えば、負極端子）が取り囲むレイアウトを実現することができる。また、負極端子１２０に接合される複数の箇所を効率的に配置できると共に、メカニカル的な接合強度を向上させることができる。なお、接続端子３２１は開口部３８１Ｄを介して露出し、接続端子３２２は開口部３８１Ｃ、３８２Ｃを介して露出する。

［第２の変形例］
図１３は、第２の変形例に係る電池パック１０Ｂの構成例を説明するための分解斜視図である。電池パック１０Ｂは、ＦＰＣ３Ｂと、絶縁板５を有している。ＦＰＣ３Ｂは、基部３１０と連結部３１１Ａを介して一体的に接続される円形状の基部３１０Ａを有している。基部３１０Ａの中央部に接続部３０８が形成されている。電池パック１０Ｂでは、一実施形態と同様にして、接続部３０１が正極端子１１０に接合される。電池パック１０Ｂでは、連結部３１１Ａが二次電池１の側面を沿うように引き回された後に、連結部３１１Ａを折り曲げる。そして、接続部３０８が、二次電池１の底面、すなわち、端面１０１Ａとは反対側の面の負極端子１２０に一実施形態と同様にして半田接合される。半田接合の後に、絶縁板５が取り付けられる。

このように、二次電池１の異なる面にＦＰＣ３Ｂが接合されてもよい。この場合でも二次電池１の側面の絶縁が不要なため、部品点数を削減することができ、且つ、電池パック１０Ｂの外形寸法をコンパクトにすることができる。

［その他の変形例］
上述した一実施形態において、少なくとも一つの接続部（半田接合される接続部）の箇所が開口部を有してればよく、全ての接続部が開口部を有する必要はない。例えば、一部の接続部は、抵抗溶接やレーザ溶接等の半田接合以外の方法で正極端子または負極端子に接合されてもよく、係る場合には、当該一部の接続部は、必ずしも開口部を有している必要はない。

上述した一実施形態において、第１の外部端子が負極で、第２の外部端子が正極であってもよい。また、上述した一実施形態において、絶縁部材に対応する構成が第１の絶縁板２ではなく、ＦＰＣ３の絶縁部材、すなわち、ＰＩフィルムであってもよい。また、上述した一実施形態において、回路基板がＦＰＣ３ではなく、絶縁被覆された金属板であってもよい。また、上述した一実施形態において、リベット１４０がなくてもよい。また、金属外装部１０１の形状は円柱状に限らず、角柱状等、他の形状であってもよい。また、電池パック１０に対する公知の保護動作を行うＩＣ(Integrated Circuit)がＦＰＣ３に実装されていてもよい。

上述した実施形態、変形例で説明した事項は、適宜組み合わせることが可能である。また、実施形態で説明された材料、工程等はあくまで一例であり、例示された材料等に本発明の内容が限定されるものではない。

［応用例］
本発明にかかる電池パックは、ワイヤレスイヤホン等の各種の電子機器、電動工具、電動車両等に搭載又は電力を供給するために使用することができる。

具体的な応用例について説明する。例えば、上述した電池パックは、携帯情報端末の機能を有するウェアラブル機器、いわゆるウェアラブル端末の電源として、使用することができる。ウェアラブル端末としては、例えば腕時計型端末、メガネ型端末などが挙げられるが、これに限定されるものではない。

図１４は、電池パックを内蔵したウェアラブル端末の一例を示す。図１４に示すように、応用例にかかるウェアラブル端末６３０は、腕時計型端末であり、その内部に電池パック６３２を有している。電池パック６３２として本発明にかかる電池パックを適用することができる。ウェアラブル端末６３０は、ユーザーに装着されて使用できるものである。ウェアラブル端末６３０は、変形が可能なフレキシブルなものであってもよい。

図１５に示すように、応用例にかかるウェアラブル端末６３０は、電子機器本体の電子回路６３１と、電池パック６３２とを備える。電池パック６３２は、電子回路６３１に対して電気的に接続されている。ウェアラブル端末６３０は、例えば、ユーザーにより電池パック６３２を着脱自在な構成を有している。なお、ウェアラブル端末６３０の構成はこれに限定されるものではなく、ユーザーにより電池パック６３２をウェアラブル端末６３０から取り外しできないように、電池パック６３２がウェアラブル端末６３０内に内蔵されている構成を有していてもよい。

電池パック６３２の充電時には、電池パック６３２の正極端子６３４Ａ、負極端子６３４Ｂがそれぞれ、充電器（図示せず）の正極端子、負極端子に接続される。一方、電池パック６３２の放電時（ウェアラブル端末６３０の使用時）には、電池パック６３２の正極端子６３４Ａ、負極端子６３４Ｂがそれぞれ、電子回路６３１の正極端子、負極端子に接続される。

（電子回路）
電子回路６３１は、例えば、ＣＰＵ、周辺ロジック部、インターフェース部および記憶部等を備え、ウェアラブル端末６３０の全体を制御する。

（電池パック）
電池パック６３２は、全固体電池セル６１０（実施形態における全固体電池１３）と、充放電回路６３３とを備える。

１・・・二次電池
２・・・第１の絶縁板
３・・・ＦＰＣ
４・・・第２の絶縁板
１０・・・電池パック
１０１・・・金属外装部
１１０・・・正極端子
１２０・・・負極端子
２０１，２０２，２０３・・・第２の絶縁板の開口部
３０１，３０２，３０３・・・接続部
３２１，３２２・・・接続端子
３５１Ａ，３６１Ａ，３７１Ａ・・・タブ
３５２，３６２、３７２・・・各接続部の開口部
３５７・・・半田部
３５８・・・段差

Claims

二次電池と、
回路基板と
を有し、
前記二次電池は、
金属外装部と、
第１の外部端子および第２の外部端子と
を含み、
前記回路基板は、前記第１の外部端子または前記第２の外部端子に対して接続される複数の接続部を有し、
前記接続部のうち少なくとも一つは第１の開口部を有し、
前記第１の開口部を有する接続部と、前記第１の外部端子または前記第２の外部端子とが半田接合される
電池パック。
前記回路基板は、ＦＰＣまたは絶縁被覆された金属板により構成される
請求項１に記載の電池パック。
前記接続部は、前記第１の開口部の周囲を取り囲む金属露出部を有する
請求項１または２に記載の電池パック。
前記金属露出部の表面の少なくとも一部に、半田部が形成されている
請求項３に記載の電池パック。
前記半田部は、前記金属露出部の前記二次電池と対向する面から反対面にかけて形成されている
請求項４に記載の電池パック。
前記金属露出部の反対面に形成されている前記半田部が段差を有している
請求項５に記載の電池パック。
前記第１の外部端子は前記金属外装部の端面の中心部に配置され、前記第２の外部端子は前記第１の外部端子を取り囲むように配置されており、
複数の前記接続部は、同一平面に配置されている
請求項３から６までの何れかに記載の電池パック。
複数の前記接続部は、前記第１の外部端子に接続される第１の接続部と前記第２の外部端子に接続される第２の接続部とを含み、
前記第２の接続部は、前記第１の接続部を取り囲むように配置される
請求項７に記載の電池パック。
前記第２の接続部は複数の前記金属露出部を有する
請求項８に記載の電池パック。
前記回路基板と前記二次電池との間に絶縁部材が配置され、
前記絶縁部材は、複数の前記接続部に対応する箇所に第２の開口部を有している
請求項１から９までの何れかに記載の電池パック。
前記金属外装部は、円柱状または角柱状の形状を有している
請求項１から１０までの何れかに記載の電池パック。
請求項１から１１までの何れかに記載の電池パックを有する電子機器。