JPH10144356A

JPH10144356A - 二次電池

Info

Publication number: JPH10144356A
Application number: JP8276213A
Authority: JP
Inventors: Mikio Noda; 幹雄野田; Tetsuzo Kojima; 哲三小島; Tomotaka Ueda; 朋孝上田; Shinji Kobayashi; 伸二小林; Kiyotaka Nakano; 清隆中野
Original assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Current assignee: Japan Storage Battery Co Ltd
Priority date: 1996-09-12
Filing date: 1996-10-18
Publication date: 1998-05-29

Abstract

(57)【要約】【課題】金属板配線基板６の金属板６ａと単電池１の
正負極端子や保護回路３との接続を容易にすると共に、
別途充放電端子４，５の接続を不要とすることにより、
組み立て作業を容易にすることができる二次電池を提供
する。【解決手段】複数枚の金属板６ａを絶縁層６ｂに接合
して連接させた金属板配線基板６を用いて、単電池１の
正負極端子と保護回路３を充電端子４と放電端子５に接
続する。即ち、単電池１の正負極端子は、リード板１
０，１３を介して金属板６ａにスポット溶接し、保護回
路３は、プリント基板２に導電接続する。また、これら
の金属板６ａの前方端と後方端部をそのまま充電端子４
と放電端子５とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、機器本体や充電器
等に装着して使用するリチウム二次電池等の二次電池に
関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯電話等に用いるリチウム二次電池
は、ケースに収納されて電池パックとして機器本体に着
脱自在に装着される。このリチウム二次電池は、ケース
から露出する充放電端子を介して装着時に機器本体の回
路と接続されるようになっている。また、このリチウム
二次電池は、ケース内に単電池の保護回路を備えてい
る。

【０００３】上記リチウム二次電池の内部回路の構成例
を図８に示す。保護回路３は、単電池１の正負極端子に
接続されている。この保護回路３は、過充電防止、過放
電防止及び短絡防止等の保護機能を有する回路であり、
単一又は複数のＩＣ等からなる。過充電防止機能は、充
電時に単電池１の電圧が例えば４．２Ｖ以上に上昇する
と、ＦＥＴスイッチをＯＦＦにして充電回路を遮断する
機能である。また、過放電防止機能は、放電時に単電池
１の電圧が例えば２．５Ｖ以下まで下降すると、ＦＥＴ
スイッチをＯＦＦにして放電回路を遮断する機能であ
る。さらに、短絡防止機能は、単電池１の電流が例えば
４．５Ａ以上に上昇すると、ＦＥＴスイッチをＯＦＦに
して放電回路を遮断する機能である。

【０００４】充電端子４の第１端子４ａは、充電時に正
極となる端子であり、ダイオード２１を介して単電池１
の正極端子に接続されている。また、第５端子４ｅは、
充電時に負極となる端子であり、保護回路３を介して単
電池１の負極端子に接続されている。この充電端子４の
第２端子４ｂは、単電池１の電圧検出用の端子であり、
抵抗器２２を介して単電池１の正極端子に接続されてい
る。また、第３端子４ｃは、電池識別用の端子であり、
第５端子４ｅに直接接続されている。さらに、第４端子
４ｄは、温度検出用の端子であり、サーミスタ２３を介
して第５端子４ｅに接続されている。放電端子５の第１
端子５ａは、放電時に正極となる端子であり、単電池１
の正極端子に直接接続されている。また、第２端子５ｂ
〜第５端子５ｅは、充電端子４の第２端子４ｂ〜第５端
子４ｅと共通の端子であり、それぞれ放電時に同様の機
能を果たす。

【０００５】なお、ここでは、充電端子４と放電端子５
を別個に設ける場合について示したが、これらを共用す
る共通の充放電端子だけを設ける場合もあり、この場合
にはダイオード２１が不要となる。また、ここでは、充
放電時の正負極となる第１端子４ａ，５ａと第５端子４
ｅ，５ｅの他に、第２端子４ｂ，５ｂ〜第４端子４ｄ，
５ｄを設けた場合について示したが、これらの端子を設
けない場合もあり、この場合には抵抗器２２やサーミス
タ２３が不要となる。ただし、本明細書で「保護回路」
という場合には、上記本来の保護回路３に加えて、ダイ
オード２１、抵抗器２２及びサーミスタ２３等の単電池
１の周辺回路を含めることもできるものとする。

【０００６】上記従来のリチウム二次電池は、図９に示
すように、フレキシブルな樹脂シート上に導電性金属箔
をパターン形成したＦＰＣ（Flexible Printed Circui
t）基板３１を用いて単電池１と保護回路３や充放電端
子４，５との間の接続を行っていた。即ち、ほぼ方形の
ＦＰＣ基板３１の後方端部がコの字状に折り曲げられ、
この内側に保護回路３のＩＣ等が実装されている。ま
た、このＦＰＣ基板３１の前方端には、充電端子台１１
に取り付けられた充電端子４が接続固定されると共に、
ほぼ中央部裏面には、放電端子台１２に取り付けられた
放電端子５が接続固定されている。単電池１は、正負極
端子に予めリード板３２，３３がスポット溶接され、Ｆ
ＰＣ基板３１上に両面テープ３４を介して接着固定され
ている。また、この単電池１のリード板３２，３３は、
それぞれＦＰＣ基板３１の前方端部に半田付けされてい
る。従って、このリチウム二次電池は、単電池１と保護
回路３の各回路素子と充放電端子４，５との間がＦＰＣ
基板３１の下面のプリント配線を介して接続される。そ
して、このＦＰＣ基板３１に接続された単電池１をケー
ス７内に収納し封止することにより、リチウム二次電池
の電池パックとなる。

【０００７】また、従来のリチウム二次電池は、ＦＰＣ
基板３１ではなく、ガラスエポキシ樹脂等の基材上に導
電性金属箔をパターン形成したプリント基板に保護回路
３を実装すると共に、端子台１１，１２に取り付けた充
放電端子４，５をこのプリント基板に接続固定し、リー
ド線を用いて単電池１との接続を行うようにしたものも
あった。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、ＦＰＣ基板
３１を用いる場合には、このＦＰＣ基板３１に保護回路
３を実装するだけでなく、充放電端子４，５も接続固定
しなければならないので、作業工程が多くなり作業内容
も面倒なものになる。しかも、これら保護回路３や充放
電端子４，５を有するフレキシブルなＦＰＣ基板３１
に、単電池１を接着固定したりリード板３２，３３を半
田付けしなければならないので、作業性が悪くなり、組
み立て作業の際に回路素子を破損したりプリント配線の
断線等により不良が発生するおそれも生じる。

【０００９】また、プリント基板を用いる場合にも、こ
のプリント基板に保護回路３を実装するだけでなく、充
放電端子４，５を接続固定しなければならないので、作
業工程が多くなり作業内容も面倒なものになる。しか
も、このプリント基板と単電池１とをリード線で接続し
なければならないので、組み立て作業の作業性が悪くな
る。

【００１０】このため、従来のリチウム二次電池は、組
み立て作業での生産性が悪くなり、歩留りが低下したり
製品の信頼性が低下するおそれがあるという問題があっ
た。なお、この問題は、上記リチウム二次電池に限定さ
れるものではなく、保護回路を備えた二次電池一般に共
通するものである。

【００１１】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、一部が充放電端子となる金属板を絶縁層で連
接させた金属板配線基板を用いて単電池と保護回路の接
続を行うことにより、組み立て作業を容易にすることが
できる二次電池を提供することを目的としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、上記課
題を解決するために、単電池の正負極端子とこの単電
池の保護回路を充放電端子に接続してケース内に収納し
た二次電池において、それぞれ所定形状に形成され屈曲
された複数枚の導電性の金属板における各板面の適宜部
分をフィルム状の絶縁層に接合し連接させることにより
金属板配線基板とし、この金属板配線基板における全部
又は一部の金属板の適宜部分を充放電端子とすると共
に、この金属板配線基板の各金属板をそれぞれ単電池の
正負極端子及び／又は保護回路に接続することにより単
電池と保護回路の充放電端子への接続を行うことを特徴
とする。

【００１３】の手段によれば、金属板配線基板の金属
板として適度な剛性を有する厚さのものを用いることが
できるので、適宜形状で屈曲させておくことにより、単
電池や保護回路との接続作業が容易となる。即ち、これ
らの金属板を直接又はリード板を介して単電池の正負極
端子にスポット溶接等により容易に接続することができ
るようになる。また、保護回路の各回路素子も基板等に
まとめた状態で、これらの金属板に簡単に接続すること
ができる。しかも、金属板配線基板の金属板がそのまま
充放電端子となるので、別途充放電端子を接続する手間
が不要となる。

【００１４】また、前記の金属板配線基板における
全部又は一部の金属板の適宜部分を充電端子とすると共
に、これら全部又は一部の金属板の他の適宜部分を放電
端子としたことを特徴とする。

【００１５】の手段によれば、別途充電端子や放電端
子を接続する手間をかけることなく、これらの充電端子
と放電端子を個別に設けることができる。

【００１６】さらに、前記の保護回路が、プリン
ト基板の表面に保護回路の回路素子を実装すると共に、
裏面に保護回路の接続電極を形成したものであり、この
プリント基板の裏面の接続電極を前記金属板配線基板の
全部又は一部の金属板の板面に半田やスポット溶接等に
より導電接続を行うことを特徴とする。

【００１７】の手段によれば、保護回路を両面プリン
ト基板に実装しておき、金属板配線基板の金属板に導電
接続すればよいので、この保護回路の接続が容易とな
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１９】図１〜図７は本発明の一実施形態を示すも
のであって、図１はリチウム二次電池の構造を示す組み
立て斜視図、図２は単電池の斜視図、図３は単電池への
リード板の取り付け工程を示す斜視図、図４は金属板配
線基板の構造を示す組み立て斜視図、図５は金属板配線
基板への保護回路等の取り付け工程を示す斜視図、図６
は単電池への金属板配線基板の取り付け工程を示す斜視
図、図７は単電池等をケース内に収納したリチウム二次
電池の外観を示す斜視図である。なお、図８〜図９に示
した従来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号
を付記する。

【００２０】本実施形態は、携帯電話に装着して用いる
リチウム二次電池について説明する。また、このリチウ
ム二次電池の内部回路の構成は、図８に示したものと同
じであるとする。ただし、本発明は、充放電端子を露出
させてケースに収納された保護回路を備える二次電池で
あれば、いずれであっても同様に実施可能であり、内部
回路の構成も図８に示したものに限定されない。

【００２１】このリチウム二次電池は、図１に示すよう
に、電池本体である単電池１と、プリント基板２に実装
された保護回路３と、前方（図示左下方向）端部に充電
端子４を形成し後方（図示右上方向）端部に放電端子５
を形成した金属板配線基板６と、これらを収納するケー
ス７とで構成される。単電池１は、図２に示すように、
角型電池を用いるものとする。この単電池１は、後方の
側面に図では見えない正極端子が形成され、その他の側
面と上下面全体が負極端子となる。この単電池１には、
図示右下を向く側面全体と後方の側面の一部に絶縁のた
めの片面テープ８が貼り付けられると共に、前方の側面
全体と上面の一部に金属板配線基板６等を絶縁して固着
させるための両面テープ９が貼り付けられる。また、こ
の単電池１には、図３に示すように、図示右下を向く側
面と後方の側面に沿ってほぼＬ字型のリード板１０が配
置され、このリード板１０の後方の板辺の先端部が正極
端子にスポット溶接される。

【００２２】金属板配線基板６は、図４に示すように、
それぞれ所定形状に形成して屈曲させた８枚の金属板６
ａを間隔を開けて絶縁層６ｂに接合し連接させたもので
ある。各金属板６ａは、それぞれ数百μｍ程度の厚さの
ニッケル板を板金加工によって所定形状に打ち抜き屈曲
させて金メッキを施したものである。これら８枚の金属
板６ａは、それぞれ適当な間隔を開けて並べて配置さ
れ、中央部の板面に上方から絶縁層６ｂを接合すると共
に、図示左から２〜６番目の５枚の金属板６ａの後方端
部の板面の上方から別の絶縁層６ｂを接合することによ
り連接される。絶縁層６ｂは、絶縁性と耐熱性が高いポ
リイミド（ＰＩ）をフィルム状に形成したものであり、
金属板６ａ上に塗布し加熱することにより、これらの金
属板６ａに接合した状態で硬化させることができる。

【００２３】なお、金属板６ａは、上記ニッケル板に金
メッキを施したものに限らず、任意の導電性の金属板や
この金属板に適宜表面処理を施したものを用いることが
できる。また、これらの金属板６ａは、板金加工に限ら
ず、エッチングやワイヤカット加工等によって所定形状
に形成することも可能である。絶縁層６ｂは、金属板６
ａ上の上記２箇所に限らず、１箇所のみ又は３箇所以上
に接合してもよい。また、この絶縁層６ｂは、上記ポリ
イミドに限らず、絶縁性のフィルム状であれば任意の樹
脂やその他のものを用いることができる。さらに、この
絶縁層６ｂは、上記のように金属板６ａ上で硬化させる
場合に限らず、フィルム状のものを溶着又は接着等によ
って金属板６ａに接合することもできる。

【００２４】上記金属板配線基板６は、図示左から２〜
５番目と７番目の金属板６ａの前方端部を下方に屈曲さ
せると共に、さらにその前方の端を湾曲させて上方に持
ち上げることにより、５端子の充電端子４を形成してい
る。また、図示左から２〜６番目の金属板６ａは、中央
部の絶縁層６ｂの接合部から後方に突出した端部を上方
に屈曲させると共に、さらに後方を水平に屈曲させるこ
とにより、５端子の放電端子５を形成している。そし
て、この放電端子５の金属板６ａの後方の端は、少し下
方に下げた段状とされ、ここに後方側の絶縁層６ｂが接
合されている。図示左から１番目と８番目の金属板６ａ
は、前方側の絶縁層６ｂの接合部から後方に突出した端
部を上方に屈曲させると共に、さらにその後方を水平に
屈曲させている。

【００２５】上記金属板配線基板６は、図５に示すよう
に、中央部の金属板６ａの下面にプリント基板２を熱圧
着している。プリント基板２は、ガラスエポキシ樹脂等
の基材の表裏面に導電性金属箔をパターン形成したもの
であり、図示下面にＩＣ等の回路素子を実装することに
より保護回路３を形成すると共に、図示上面にこの保護
回路３の接続電極を形成している。そして、このプリン
ト基板２の図示上面の各接続電極を半田或いはスポット
溶接等によって金属板６ａの下面に導電接続保持させて
いる。また、この金属板配線基板６における充電端子４
を形成した金属板６ａ上には、充電端子台１１が嵌め込
まれ、放電端子５を形成した金属板６ａの下側には、放
電端子台１２が配置される。これらの端子台１１，１２
は、金属板６ａによる充放電端子４，５を支持するため
に、絶縁性の樹脂等で形成された支持台である。

【００２６】上記金属板配線基板６は、図６に示すよう
に、単電池１の前方端部に取り付けられる。即ち、後方
側の絶縁層６ｂを接合した金属板６ａの下面と、放電端
子５を形成する金属板６ａの下側に配置した放電端子台
１２の下面とが単電池１の上面に貼り付けられた両面テ
ープ９に接着される。また、金属板配線基板６における
図示左から８番目の金属板６ａの後方端部が単電池１の
側面に配置されたリード板１０の前方端部にスポット溶
接されることにより正極端子に接続されると共に、図示
左から１番目の金属板６ａの後方端部が別のリード板１
３にスポット溶接され、さらにこのリード板１３が単電
池１の上面にスポット溶接されることにより負極端子に
接続される。そして、図１に示したように、この金属板
配線基板６を取り付けた単電池１は、２分割されたケー
ス７を上下から嵌合させて接着材等で封止固定すること
により内部に収納され、図７に示すようなリチウム二次
電池の電池パックとなる。ケース７は、下面の前方端に
形成された５箇所の孔から充電端子４が露出し、上面の
中央部の前方寄りに形成された５箇所の孔から放電端子
５が露出するようになっている。なお、ここでは、金属
板配線基板６の金属板６ａをリード板１０，１３を介し
て単電池１の正負極端子に接続したが、金属板６ａをこ
の単電池１の正負極端子に直接接続固定するようにして
もよい。

【００２７】以上説明したように、本実施形態のリチウ
ム二次電池は、金属板配線基板６の適度な剛性を有する
所定形状の金属板６ａを予め屈曲させ絶縁層６ｂに接合
させているので、リード板１０，１３にスポット溶接す
るだけで、簡単に単電池１の正負極端子に接続固定する
ことができる。また、これらの金属板６ａにプリント基
板２を接続するだけで、簡単に保護回路３を接続固定す
ることができる。しかも、これらの金属板６ａの前方端
と後方端部がそのまま充電端子４と放電端子５になるの
で、別途充放電端子を接続する必要がなくなる。従っ
て、このリチウム二次電池は、金属板配線基板６を用い
ることにより、単電池１の正負極端子と保護回路３を充
電端子４と放電端子５に接続して組み立てる作業工程を
簡易化し、作業の手間を軽減すると共に作業ミスの発生
を防止することができる。

【００２８】なお、本実施形態では、充電端子４と放電
端子５を別個に設けた二次電池について示したが、これ
らを共用する充放電端子だけを設けるようにしてもよ
い。また、これらの充放電端子４，５は、少なくとも正
負極の端子があればよく、必ずしも５端子に限定される
ものではない。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の二次電池によれば、所定形状に屈曲させた金属板を絶
縁層によって連接させた金属板配線基板が用いられるの
で、単電池や保護回路の接続作業が簡単になるだけでな
く、これらの金属板がそのまま充放電端子となるので、
別途充放電端子の接続が不要になり、組み立て作業を容
易にして生産性を向上させ製品の信頼性を高めることが
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、リチ
ウム二次電池の構造を示す組み立て斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、単電
池の斜視図である。

【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、単電
池へのリード板の取り付け工程を示す斜視図である。

【図４】本発明の一実施形態を示すものであって、金属
板配線基板の構造を示す組み立て斜視図である。

【図５】本発明の一実施形態を示すものであって、金属
板配線基板への保護回路等の取り付け工程を示す斜視図
である。

【図６】本発明の一実施形態を示すものであって、単電
池への金属板配線基板の取り付け工程を示す斜視図であ
る。

【図７】本発明の一実施形態を示すものであって、単電
池等をケース内に収納したリチウム二次電池の外観を示
す斜視図である。

【図８】リチウム二次電池の内部回路の構成を示す回路
ブロック図である。

【図９】従来例を示すものであって、リチウム二次電池
の構造を示す組み立て斜視図である。

【符号の説明】

１単電池２プリント基板３保護回路４充電端子５放電端子６金属板配線基板６ａ金属板６ｂ絶縁層７ケース

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者上田朋孝京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地日本電池株式会社内 (72)発明者小林伸二京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地日本電池株式会社内 (72)発明者中野清隆京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地日本電池株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単電池の正負極端子とこの単電池の保護
回路を充放電端子に接続してケース内に収納した二次電
池において、それぞれ所定形状に形成され屈曲された複数枚の導電性
の金属板における各板面の適宜部分をフィルム状の絶縁
層に接合し連接させることにより金属板配線基板とし、この金属板配線基板における全部又は一部の金属板の適
宜部分を充放電端子とすると共に、この金属板配線基板の各金属板をそれぞれ単電池の正負
極端子及び／又は保護回路に接続することにより単電池
と保護回路の充放電端子への接続を行うことを特徴とす
る二次電池。
【請求項２】前記金属板配線基板における全部又は一
部の金属板の適宜部分を充電端子とすると共に、これら
全部又は一部の金属板の他の適宜部分を放電端子とした
ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】前記保護回路が、プリント基板の表面に
保護回路の回路素子を実装すると共に、裏面に保護回路
の接続電極を形成したものであり、このプリント基板の
裏面の接続電極を前記金属板配線基板の全部又は一部の
金属板の板面に半田やスポット溶接等により導電接続を
行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の二
次電池。