JPWO2013105231A1 - 電池ユニット - Google Patents

Abstract

扁平形電池及び基板を有する電池ユニットにおいて、扁平形電池の外装缶及び封口缶にそれぞれ接触する端子を備えた機器の電源として利用可能な構成を得る。電池ユニット（１）は、有底筒状の正極缶（１０）と該正極缶（１０）の開口側を覆う有底筒状の負極缶（２０）とを有し、該正極缶（１０）の側壁の開口部側が該負極缶（２０）の側壁の外周面上に嵌合された扁平形電池（２）と、負極缶（２０）または正極缶（１０）のいずれか一方の平面部上に配置され、回路部品（６２）が実装された回路基板（６１）とを備える。負極缶（２０）または正極缶（１０）のうち、回路基板（６１）に対して扁平形電池（２）の厚み方向反対側に平面部を有する一方の部材は、正極または負極のうち一方の極性を有する外部端子として機能する。

Description

本発明は、扁平形電池及び基板を備えた電池ユニットに関する。

従来より、電池と保護回路等とをユニット化した構成は知られている。このような構成としては、例えば特開２００９−１５２１８３号公報に開示されるように、コイン形二次電池を、回路部品が実装されていて且つ正負の取り出し電極（外部電極）が形成された基板を有する電池ケース内に、収納する構成が知られている。これにより、コイン形一次電池と同様に、回路部及びコイン形二次電池を有する電池ユニットを機器に対して使用することができる。

ところで、上述の特開２００９−１５２１８３号公報に開示される構成の場合、基板の片面に正極及び負極の外部電極が形成されるため、コイン形電池の外装缶及び封口缶にそれぞれ接続する端子を備えた機器の電源として使用することはできない。

そのため、本発明の目的は、扁平形電池及び基板を有する電池ユニットにおいて、扁平形電池の外装缶及び封口缶にそれぞれ接触する端子を備えた機器の電源として利用可能な構成を得ることにある。

本発明の一実施形態にかかる電池ユニットは、有底筒状の外装缶と該外装缶の開口側を覆う有底筒状の封口缶とを有し、該外装缶の側壁の開口部側が該封口缶の側壁の外周面上に嵌合された扁平形電池と、前記封口缶または前記外装缶のいずれか一方の平面部上に配置され、回路部品が実装された基板とを備え、前記封口缶または前記外装缶のうち、前記基板に対して前記扁平形電池の厚み方向反対側に平面部を有する一方の部材は、正極または負極のうち一方の極性を有する外部端子として機能する（第１の構成）。

以上の構成では、扁平形電池の外装缶または封口缶のうち、基板に対して扁平形電池の厚み方向反対側に平面部を有する一方の部材を、そのまま一方の極性を有する外部端子として利用することができる。これにより、電池ユニットに、一方の極性の外部端子を形成する必要がなくなるため、簡単な構成により電池ユニットの一方の外部端子を得ることができる。

しかも、上述の構成により、例えば基板に他方の極性の外部端子を形成すれば、扁平形電池の外装缶及び封口缶にそれぞれ接触する端子を備えた機器に対しても、上述の構成を有する電池ユニットを電源として利用することができる。

前記第１の構成において、前記基板には、前記平面部側の面に前記回路部品が実装されているとともに、該平面部側とは反対側の面に正極または負極のうち他方の極性を有する外部端子が形成されている（第２の構成）。

これにより、扁平形電池の外装缶及び封口缶にそれぞれ接触する端子を備えた機器に対し、電池ユニットを電源として用いることができる。すなわち、基板に形成される外部端子は、電池ユニットの外方に露出するように形成されるため、該基板に形成された外部端子と、外装缶または封口缶のうち該基板に対して扁平形電池の厚み方向反対側に平面部を有する一方の部材とが、電池ユニットの外部端子として機能する。これにより、前記機器において外装缶及び封口缶にそれぞれ接触する端子を、電池ユニットの前記外部端子に接触させることが可能となる。

しかも、回路部品は、基板における扁平形電池側の面に実装されるため、回路部品が外部に露出するのを防止できる。これにより、基板上に実装された回路部品を保護することができる。

前記第１または第２の構成において、前記平面部は、前記封口缶の平面部であり、前記扁平形電池には、前記封口缶の平面部が前記外装缶に対して膨出した膨出部が形成されていて、前記基板には、前記平面部とは反対側の面に、前記扁平形電池の前記膨出部に対応した凸部が設けられている（第３の構成）。

こうすることで、扁平形電池の膨出部に対応して、電池ユニットにも凸部を形成することができる。これにより、機器側に扁平形電池の膨出部が位置付けられる取り付け部が設けられている場合、該取り付け部に電池ユニットの凸部を位置付けることができる。したがって、上述の構成により、前記機器に対して、電池ユニットを扁平形電池と同様に配置することができる。

前記第１から第３の構成のうちいずれか一つの構成において、前記封口缶または前記外装缶のうち前記一方の部材の外周側を露出させつつ、前記基板と、前記封口缶または前記外装缶のうち他方の部材とをそれらの外周側で覆う外装部材をさらに備える（第４の構成）。

こうすることで、封口缶または外装缶のうち基板に対して扁平形電池の厚み方向反対側に平面部を有する一方の部材と、機器側の端子との接触を阻害することなく、基板と封口缶または外装缶のうち他方の部材とを外装部材によって覆うことができる。すなわち、封口缶または外装缶のうち基板に対して扁平形電池の厚み方向反対側に平面部を有する一方の部材の外周側は、外装部材によって覆われることなく露出するため、機器側の端子により確実に接触させることができる。一方、基板と、封口缶または外装缶のうち平面部上に基板が配置される他方の部材とは、それぞれの外周側が外装部材によって覆われるため、それらの外周側を外装部材によって保護することができる。

前記第１から第４の構成のうちいずれか一つの構成において、前記基板と前記平面部との間に配置されるスペーサをさらに備え、前記スペーサの少なくとも一部は、前記基板と前記平面部とを電気的に接続可能で且つ該平面部の面方向には電気的に絶縁可能な異方性導電材料によって構成される（第５の構成）。

これにより、基板と扁平形電池の平面部との間に配置されるスペーサを、該基板と平面部とを電気的に接続するための接続部材として利用することができる。すなわち、スペーサの少なくとも一部は、基板と平面部とを電気的に接続可能な異方性導電材料によって構成されるため、基板と扁平形電池の平面部とを電気的に接続することができる。一方、スペーサの一部を構成する異方性導電材料は、前記平面部の面方向には電気的な絶縁性を有するため、基板と平面部との間に位置する他の部材に対して短絡が生じるのを防止できる。したがって、上述の構成により、基板と平面部との接続構造を簡単な構成によって実現できる。

本発明の一実施形態にかかる電池ユニットによれば、封口缶または外装缶のうち基板に対して扁平形電池の厚み方向反対側に平面部を有する一方の部材を、電池ユニットにおける一方の極性の外部端子として用いる。これにより、扁平形電池の封口缶及び外装缶にそれぞれ接触する端子を備えた機器に対して、電源として利用可能な電池ユニットが得られる。

図１は、実施形態１に係る電池ユニットにおいて、扁平形電池以外の構成部品を断面で示す図である。 図２は、扁平形電池において、電極体以外の構成部品を断面で示す図である。 図３は、扁平形電池にスペーサ、電池側負極端子及び電池側正極端子を取り付けた状態を示す斜視図である。 図４は、図３の構成に回路基板を重ねた状態を示す上面図である。 図５は、電池ユニットの製造方法の一例において、製作した回路部の概略構成を示す断面図である。 図６は、電池ユニットの製造方法の一例において、回路部に扁平形電池を取り付けた状態を示す図である。 図７は、実施形態２に係る電池ユニットの図１相当図である。 図８は、実施形態３に係る電池ユニットの図３相当図である。 図９は、その他の実施形態に係る電池ユニットの図４相当図である。

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

［実施形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態１にかかる電池ユニット１の概略構成を示す図である。この電池ユニット１は、コイン状の扁平形電池２と回路部３とが一体化されたユニットである。電池ユニット１は、例えば、歩数計、補聴器、自動車用の電子キー、ＩＣタグ、センサユニットなど、コイン型電池を使用する小型機器に電源として使用される。なお、この電池ユニット１は、扁平形電池２に充電可能に構成された二次電池のユニットである。

具体的には、図１に示すように、電池ユニット１は、扁平形電池２の上面上に、回路部３が積層された状態で固定されている。この回路部３は、扁平形電池２及び回路部３の積層方向から見て、該扁平形電池２の外形と同等の形状及び大きさを有する。これにより、扁平形電池２と回路部３とを厚み方向にコンパクトに配置しつつ、電池ユニット１を扁平形電池２及び回路部３の積層方向から見て該扁平形電池２の外形と同等の形状及び大きさにすることができる。

また、詳しくは後述するが、回路部３の回路基板６１における扁平形電池２とは反対側の面に、後述する各種端子６６〜６８が形成されている。これにより、電池ユニット１では、図１に示すように扁平形電池２と回路部３とを組み合わせた状態で、各種端子６６〜６８が露出した状態となる。

さらに、図１に示すように、扁平形電池２と回路部３とを積層した状態で固定することによって構成される積層体の側面の一部は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など、熱によって収縮する樹脂材料からなるチューブ４（外装部材）によって覆われている。具体的には、チューブ４は、前記積層体の側面において、回路部３及び後述する扁平形電池２の負極缶２０に対応する部分に配置される。すなわち、チューブ４は、後述する正極缶１０の周壁部１２を露出させるように、前記積層体の側面上に配置される。このチューブ４は、積層体の側面の一部だけでなく該積層体の端面を構成する回路基板６１の外周側も覆っている。

これにより、前記積層体の強度の向上を図れるとともに、該積層体の側面の外観の向上も図れる。また、上述のように、チューブ４を、積層体の側面のうち回路部３及び負極缶２０に対応する部分に配置し、正極缶１０の周壁部１２を露出させることで、該正極缶１０の周壁部１２に機器の端子を接触させることが可能となる。これにより、正極缶１０の周壁部１２に接触する端子を備えた機器においても、本実施形態の電池ユニット１を電源として用いることができる。すなわち、正極缶１０が電池ユニット１における正極の外部端子として機能する。

さらに、上述の構成により、チューブ４の厚みの分だけ、積層体の端面（回路基板６１上）に段差が形成されるため、該積層体の端面に位置する回路基板６１に形成された各種端子６６〜６８が、チューブ４よりも積層方向内方に位置する。これにより、各種端子６６〜６８は損傷を受けにくくなる。

以下で、図１から図４を用いて、扁平形電池２及び回路部３の詳しい構成について説明する。

（扁平形電池）
扁平形電池２は、図２に示すように、有底円筒状の外装缶としての正極缶１０（一方の部材）と、該正極缶１０の開口を覆う封口缶としての負極缶２０（他方の部材）と、正極缶１０の外周側と負極缶２０の外周側との間に配置されるガスケット３０と、正極缶１０及び負極缶２０の間に形成される空間内に収納される電極体４０とを備えている。したがって、扁平形電池２は、正極缶１０と負極缶２０とを合わせることによって、全体が扁平なコイン状となる。正極缶１０と負極缶２０との間に形成される空間内には、電極体４０以外に、非水電解液（図示省略）も封入されている。なお、本実施形態において、扁平形電池２は、リチウムイオン電池として構成されている。

正極缶１０は、ステンレスなどの金属材料からなり、プレス成形によって有底円筒状に形成されている。正極缶１０は、円形状の底部１１（平面部）と、その外周に該底部１１と連続して形成される円筒状の周壁部１２（側壁）とを備えている。この周壁部１２は、縦断面視（図１に図示した状態）で、底部１１の外周端からほぼ垂直に延びるように設けられている。正極缶１０は、後述するように、負極缶２０との間にガスケット３０を挟んだ状態で、周壁部１２の開口端側が内側に折り曲げられて、該負極缶２０に対してかしめられている。よって、正極缶１０の底部１１によって、扁平形電池２の底面が構成される。

負極缶２０も、正極缶１０と同様、ステンレスなどの金属材料からなり、プレス成形によって有底円筒状に形成されている。負極缶２０は、正極缶１０の周壁部１２よりも外形が小さい円筒状の周壁部２２（側壁）と、その一方の開口を塞ぐ円形状の平面部２１と、を有している。よって、負極缶２０の平面部２１によって、扁平形電池２の上面が構成される。

負極缶２０の周壁部２２も、正極缶１０と同様、縦断面視で、平面部２１に対してほぼ垂直に延びるように設けられている。周壁部２２には、平面部２１側の基端部２２ａに比べて径が段状に大きくなる拡径部２２ｂが形成されている。すなわち、周壁部２２には、基端部２２ａと拡径部２２ｂとの間に段部２２ｃが形成されている。図２に示すように、この段部２２ｃに対して、正極缶１０の周壁部１２の開口端側が折り曲げられてかしめられている。すなわち、正極缶１０は、その周壁部１２の開口端側が負極缶２０の段部２２ｃに嵌合されている。

（回路部）
図１に示すように、回路部３は、回路基板６１（基板）と、該回路基板６１上に実装される複数の回路部品６２とを備えている。複数の回路部品６２は、回路基板６１の一面側にまとめて実装されている。回路部品６２としては、例えば、保護回路を構成する保護ＩＣや、充電回路を構成する充電ＩＣ、電圧変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータなどがある。このＤＣ／ＤＣコンバータを電池ユニット１内に設けることで、扁平形電池２の定格電圧が、使用する電気機器の定格電圧と異なる場合であっても、該電気機器の定格電圧に合わせて電池ユニット１から電圧を出力することが可能となる。よって、様々な定格電圧の扁平形電池を用いて電池ユニット１を構成することが可能になる。なお、詳しくは説明しないが、回路部３は、扁平形電池２の残量検知のために、該扁平形電池２の残容量が少なくなった場合に出力電圧を変更するように構成されている。

図１に示すように、回路基板６１は、平面視で、扁平形電池２の外形と同等の形状（円形）及び大きさを有するように形成されている。これにより、回路基板６１によって電池ユニット１が扁平形電池２の直径よりも大きくなるのを防止できる。

図４に示すように、回路基板６１には、その外周部分に、略半円状の切り欠き部６１ａが２箇所設けられている。これらの切り欠き部６１ａは、回路基板６１の外周側に約１８０度の間隔で設けられている。各切り欠き部６１ａには、回路基板６１の側面に、例えば錫メッキによって基板側端子６３が形成されている。各切り欠き部６１ａに設けられた基板側端子６３は、特に図示しないが、回路基板６１上に実装された回路部品６２によって構成される回路（図示省略）に電気的に接続されている。

上述のように、回路基板６１に、略半円状の切り欠き部６１ａを設けることにより、該切り欠き部６１ａ上に形成された基板側端子６３と後述する扁平形電池２の電池側負極端子８１とを半田付けする際に、半田が行き渡りやすくなる。これにより、回路基板６１の基板側端子６３と扁平形電池２の電池側負極端子８１とを半田によってより確実に接続することができる。

なお、各切り欠き部６１ａは、偏平形電池２及び回路部３の積層体の側面を覆う上述のチューブ４によって覆われている。これにより、切り欠き部６１ａに設けられた基板側端子６３が露出するのを防止できる。

図１及び図４に示すように、回路基板６１において回路部品６２が実装されていない側の面には、ＧＮＤ端子６６（外部端子）、充電端子６７及び充電表示信号端子６８が設けられている。すなわち、回路基板６１には、図１に示すように、一面側に複数の回路部品６２が実装されている一方、他面側には各種端子６６〜６８がまとめて設けられている。また、各種端子６６〜６８は、偏平形電池２及び回路部３の積層体の側面の一部を覆うチューブ４と重ならないように、該積層体の端面に位置するチューブ４よりも回路基板６１の径方向内方側に形成されている。なお、各種端子６６〜６８の配置は、図４以外の配置であってもよい。

回路基板６１には、複数のスルーホールが形成されていて、該スルーホール内に充填される金属材料によって、該回路基板６１上の回路部品６２によって形成される回路（図示省略）と各種端子６６〜６８とが電気的に接続されている。

回路基板６１上に回路部品６２によって構成される回路（図示省略）とＧＮＤ端子６６とを電気的に接続するとともに、上述のように基板側端子６３と回路基板６１上の回路（図示省略）とを電気的に接続することにより、ＧＮＤ端子６６と基板側端子６３とを電気的に接続することができる。これにより、後述するように、基板側端子６３に扁平形電池２の電池側負極端子８１を接続することにより、扁平形電池２とＧＮＤ端子６６とを電気的に接続することができる。

充電端子６７は、回路部品６２によって構成される回路（図示省略）を介して、後述する電池側正極端子８２に電気的に接続されている。電池側正極端子８２は、扁平形電池２の正極側である外装缶１０に電気的に接続されているため、充電端子６７は、外装缶１０に電気的に接続されている。これにより、扁平形電池２を充電する際には、充電端子６７を介して扁平形電池２に充電することができる。

回路基板６１は、図１に示すように、扁平形電池２の負極缶２０上に、スペーサ７１を介して保持されている。具体的には、回路基板６１は、スペーサ７１によって扁平形電池２の負極缶２０から所定の間隔を有するように配置された状態で、負極缶２０に取り付けられた後述する電池側負極端子８１に半田付けされている。このように、扁平形電池２において変形が生じにくい負極缶２０に、回路基板６１を固定することで、該扁平形電池２が変形を生じた場合でも回路部３と扁平形電池２との電気的な接続を確保することが可能になる。

なお、回路基板６１と扁平形電池２の負極缶２０との間には弾性接着剤を充填してもよい。扁平形電池２と回路部３との接着に弾性接着剤を用いることで、熱変形量が異なる部材同士を接続する場合でも、接着剤によって部材同士をより確実に接着することができる。

スペーサ７１は、例えばＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂）やフェノール樹脂などの樹脂材料からなる部材であり、略ドーナツ形状を有する。また、スペーサ７１は、図１に示すように、扁平形電池２の負極缶２０と正極缶１０との段差部分を埋めるように、該段差部分に沿って外周側部分が肉厚に形成されている。すなわち、スペーサ７１は、その外周側部分が、正極缶１０における負極缶２０とのかしめ部分（以下、肩部ともいう）まで延びるように形成されている。また、スペーサ７１は、扁平形電池２と回路基板６１との間に回路部品６２が扁平形電池２と接触しない所定の間隔が形成されるような厚みを有する（図１参照）。これにより、扁平形電池２の負極缶２０上に回路部品２０を配置するためのスペースを形成しつつ、該扁平形電池２が変形を生じても回路部品６２が該扁平形電池２に接触して損傷を受けるのを防止できる。

スペーサ７１には、電池側正極端子８２が挿入される貫通穴７１ａが形成されている。具体的には、図１及び図４に示すように、貫通穴７１ａは、スペーサ７１の周方向に１８０度異なる位置に２箇所設けられていて、該スペーサ７１を厚み方向に貫通している。また、貫通穴７１ａは、図１に示すように、スペーサ７１の外周側の肉厚部分に形成されている。なお、電池側正極端子８２は、充電端子６７及び正極缶１０に電気的に接続されていて、扁平形電池２の充電時に電流が流れる端子として機能する。

回路基板６１は、略ドーナツ状のスペーサ７１の内側に回路部品６２が位置するように、該スペーサ７１に対して重ね合わされる（図１参照）。これにより、回路部品６２が実装された回路基板６１を、扁平形電池２に対してコンパクトに配置することができる。また、上述のような構成にすることで、回路部品６２が電池ユニット１の外に露出しないため、ユーザー等が回路部品６２に触れるのを防止できる。

（電池側負極端子）
図３に示すように、扁平形電池２の負極缶２０の平面部２１上には、電池側負極端子８１が取り付けられている。この電池側負極端子８１は、導電性の金属材料からなる長方形状の板部材を、長手方向中央部分が厚み方向に膨出するように折り曲げることにより形成されている。すなわち、電池側負極端子８１は、扁平形電池２の負極缶２０の平面部２１に接続される電池接続部８１ａと、該電池接続部８１ａの両側に位置する基板接続部８１ｂとが一体形成された部材であり、該電池接続部８１ａが基板接続部８１ｂに対して前記部材の厚み方向に膨出している。この電池接続部８１ａが基板接続部８１ｂに対して膨出する高さは、扁平形電池２上にスペーサ７１を重ねた状態で該扁平形電池２に取り付けられた電池側負極端子８１の基板接続部８１ｂが該スペーサ７１上に位置するような高さである。

電池接続部８１ａは、扁平形電池２の負極缶２０の平面部２１上に溶接によって固定されている。詳しくは、電池接続部８１ａは、電池側負極端子８１の基板接続部８１ｂがスペーサ７１上に載置されるように、電池側負極端子８１の膨出側の面が負極缶２０の平面部２１の中央部分に溶接固定される。これにより、電池側負極端子８１を扁平形電池２に固定できる。しかも、電池接続部８１ａによって、基板接続部８１ｂよりも凹んだ凹部が形成されるため、回路基板６１に実装される回路部品６２を該凹部内に配置することができる。したがって、より多くの回路部品６２を回路基板６１と扁平形電池２との間に配置することができる。

基板接続部８１ｂは、半田によって回路基板６１と固定される。詳しくは、図４に示すように、基板接続部８１ｂは、その上に、回路基板６１の切り欠き部６１ａ内に設けられた基板側端子６３を位置付けた状態で、該基板側端子６３と半田付けされる。これにより、基板接続部８１ｂは、回路基板６１の側面と接続される。

以上の構成では、回路基板６１の外周側に複数の切り欠き部６１ａを設けるとともに、該切り欠き部６１ａ内に形成された基板側端子６３と扁平形電池２の電池側負極端子８１とをそれぞれ電気的に接続した。これにより、回路基板６１の側面で、該回路基板６１上に形成された回路と扁平形電池２の電池側負極端子８１とを電気的に接続できるため、回路基板を端子の先端部分が挿通した状態で半田付けする構成に比べて、電池ユニット１の厚みを小さくすることができる。すなわち、上述の構成では、回路基板から端子の先端部分が突出したり半田によって厚みが厚くなったりすることがないため、電池ユニット１の厚みをより小さくすることができる。

（電池ユニットの製造方法）
次に、上述のような構成を有する電池ユニット１の製造方法について、図５及び図６を用いて説明する。

まず、図５に示すように、回路基板６１の一面側に、複数の回路部品６２を実装して回路部３を形成する。このとき、回路基板６１の他面側には、各種端子６６〜６８を形成する。回路基板６１に回路部品６２を実装する方法や、各種端子６６〜６８を形成する方法は従来と同様なので、詳しい説明を省略する。

一方、扁平形電池２上に弾性接着剤によってスペーサ７１を接着固定するとともに、該扁平形電池２の負極缶２０の平面部２１に対して電池側負極端子８１を溶接によって固定する（図３の状態）。

その後、図６に示すように、スペーサ７１及び電池側負極端子８１が取り付けられた扁平形電池２に対して、回路部３の回路基板６１を配置する。そして、回路基板６１の切り欠き部６１ａに設けられた基板側端子６３と電池側負極端子８１とを半田によって接続する。

その後、上述のようにして形成された扁平形電池２及び回路部３の積層体の側面の一部に、チューブ４を嵌めて、加熱することにより、該チューブ４を収縮させる。なお、このチューブ４は、積層体の側面に嵌められた状態で、封口缶２０及び回路部３に対応する部分を覆うとともに該積層体の端面の外周側の一部も覆うような長さを有する。

これにより、図１に示すような構成の電池ユニット１が得られる。

（実施形態１の効果）
この実施形態では、扁平形電池２と回路部３とを有する電池ユニット１において、回路部３の回路基板６１に負極側の外部端子を設ける一方、扁平形電池２の正極缶１０を電池ユニット１の正極の外部端子として利用する。すなわち、扁平形電池２において、回路基板６１とは厚み方向反対側に底部１１（平面部）を有する正極缶１０が正極の外部端子として機能する。これにより、電池ユニット１の厚み方向の一側に正極の外部端子が設けられ、該電池ユニット１の厚み方向の他側に負極の外部端子が設けられる。よって、扁平形電池の上面及び下面にそれぞれ接触する端子を備えた機器に対して、電池ユニット１を電源として利用することが可能になる。

しかも、簡単な構成によって、電池ユニット１の正極の外部端子を得ることができる。

また、本実施形態では、扁平形電池２及び回路部３を積層してなる積層体の側面上で、且つ、該扁平形電池２の封口缶２０及び回路部３に対応する部分を、チューブ４によって覆う一方、扁平形電池２の外装缶１０の周壁部１２を露出させる。これにより、電池ユニット１の正極の外部端子として機能する外装缶１０を露出させることができ、該外装缶１０と機器の端子との接触を確保することができる。

しかも、回路基板６１において扁平形電池２側の面に回路部品６２をまとめて実装することで、電池ユニット１の外部に回路部品６２等が露出するのを防止できる。これにより、ユーザーが回路部品６２等に直接、触れるのを防止できる。

［実施形態２］
図７に、本発明の実施形態２に係る電池ユニット１００の概略構成を示す。この実施形態２に示す電池ユニット１００の構成は、回路基板６１上に凸部１１１を形成している点で実施形態１の構成とは異なる。以下の説明において、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる構成についてのみ説明する。

図７に示すように、回路部１１０は、回路基板６１上に設けられた略円柱状の凸部１１１を有する。この凸部１１１は、扁平形電池の封口缶に対応して回路基板６１上に形成されている。ここで、扁平形電池は、例えば図２に示すように、封口缶が外装缶に対して膨出した膨出部を有している。凸部１１１は、この膨出部に対応して電池ユニット１００の外方に突出するように形成されている。

凸部１１１は、鉄などの金属材料からなり、回路基板６１側の表面にニッケルメッキ及び錫メッキが施されている。これにより、回路基板６１上に凸部１１１を容易に半田付けすることができる。なお、凸部１１１はＧＮＤ端子を兼ねていてもよいし、該凸部１１１とは別にＧＮＤ端子を回路基板６１に設けてもよい。特に図示しないが、充電端子等の他の端子は、凸部１１１とは別に回路基板６１に設けられる。

回路基板６１上に上述のような凸部１１１を設けることで、扁平形電池の膨出部が位置付けられる取り付け部を備えた機器に対して、凸部を機器の取り付け部内に配置することが可能となる。

（実施形態２の効果）
この実施形態では、回路部１１０の回路基板６１上に、凸部１１１を設けることにより、電池ユニット１００の外形を扁平形電池と同様の形状にすることができる。これにより、扁平形電池の膨出部が位置付けられる取り付け部を備えた機器に対して電池ユニット１００を取り付けて、電源として利用することができる。

［実施形態３］
図８に、本発明の実施形態３に係る電池ユニットにおいて、扁平形電池２にスペーサ１２１及び電池側負極端子８１を取り付けた状態を示す。この実施形態３に係る電池ユニットは、スペーサ１２１の一部を電池側負極端子１２５として利用する点で実施形態１の構成とは異なる。以下の説明において、実施形態１と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる構成についてのみ説明する。

図８に示すように、スペーサ１２１は、円弧状のスペーサ片１２２，１２３と円弧状の電池側負極端子１２５とを有する。スペーサ片１２２，１２３は、円の一部を構成するように、互いの端部が所定の間隔を空けて配置される。スペーサ片１２２，１２３の間には、電池側負極端子１２５が、該スペーサ片１２２，１２３とともに円環を形成するように、それぞれ配置されている。これにより、スペーサ片１２２，１２３及び電池側負極端子１２５によって、図８に示すような円環が形成される。また、電池側負極端子１２５は、スペーサ片１２２，１２３と同等の厚みを有する。したがって、電池側負極端子１２５は、スペーサ１２１の一部として機能する。

電池側負極端子１２５は、その厚み方向と面方向とで導電性が異なる異方性導電ゴムによって構成される。具体的には、電池側負極端子１２５は、厚み方向にのみ導電性を有し、面方向には絶縁性を有する材料からなる。例えば、電池側負極端子１２５は、シリコンゴムなどの絶縁性のゴム材料内に、厚み方向に延びる複数の金属細線が埋め込まれた部材によって構成される。これにより、電池側負極端子１２５は、扁平形電池２の負極缶２０と回路部３の回路基板６１とを電気的に接続する一方、負極缶２０の平面部２１の面方向には絶縁性を有する。

なお、本実施形態では、電池側負極端子１２５を、異方性導電ゴムによって構成しているが、この限りではなく、異方性の導電性を有する材料であれば他の材料であってもよい。

（実施形態３の効果）
この実施形態では、スペーサ１２１を、スペーサ片１２２，１２３及びスペーサとしても機能する電池側負極端子１２５によって構成したため、スペーサ及び電池側負極端子をコンパクトな構成によって実現できる。しかも、電池側負極端子１２５を、異方性導電ゴムによって構成することで、扁平形電池２の負極缶２０と回路部３の回路基板６１とを電気的に接続しつつ、該負極缶２０の平面部２１の面方向に存在する部品に対して電流が流れるのを防止できる。したがって、電池側負極端子１２５をスペーサとして用いつつ、短絡等の発生を防止することができる。

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

前記各実施形態では、扁平形電池２の電池側負極端子８１によって回路基板６１を支持しつつ、該回路基板６１の切り欠き部６１ａ内に設けられた基板側端子６３と電池側負極端子８１とを半田によって接続している。しかしながら、扁平形電池２の端子構造は、該扁平形電池２の負極缶２０と回路基板６１とをそれぞれ電気的に接続可能な構成であれば、どのような構成であってもよい。

前記各実施形態では、回路基板６１の切り欠き部６１ａの形状を略半円状にしているが、円の一部または全部を構成する形状であってもよいし、矩形状など、円以外の形状であってもよい。

前記各実施形態では、電池ユニット１の各種端子６６〜６８を矩形状に形成しているが、円形状など、他の形状であってもよい。

前記各実施形態では、回路基板６１は扁平形電池２の外形と同等の形状及び大きさを有するが、この限りではなく、回路基板６１は、扁平形電池２の上面及び下面よりも小さくても良いし、大きくても良い。

前記各実施形態では、回路部３及び扁平形電池２からなる積層体の側面の一部をチューブ４で覆っているが、この限りではなく、チューブ４によって覆わなくてもよい。こうすることで、チューブ４を設けない分、電池ユニットの小型化を図れる。また、前記実施形態のようなチューブを用いるのではなく、前記積層体の側面の一部を樹脂材料によってコーティングしてもよい。

前記各実施形態では、回路部３を扁平形電池２の封口缶である負極缶２０側に設けているが、この限りではなく、回路部３を外装缶である正極缶１０側に配置してもよい。さらに、回路部３の回路部品６２を、回路基板６１における扁平形電池２側とは反対側の面に実装してもよい。

前記各実施形態では、外装缶を正極缶１０とし、封口缶を負極缶２０としているが、この限りではなく、外装缶を負極缶とし、封口缶を正極缶としてもよい。この場合には、電池側負極端子８１を電池側正極端子とし、電池側正極端子８２を電池側負極端子とすればよい。また、この場合には、負極缶が、電池ユニットの負極の外部端子として機能する。

前記各実施形態では、扁平形電池２をリチウムイオン電池として構成している。しかしながら、扁平形電池２は、充電可能な２次電池であれば、リチウムイオン電池以外の電池であってもよい。また、扁平形電池２は、１次電池であってもよい。扁平形電池２が１次電池の場合には、回路部として例えばキャパシタなどが実装される。扁平形電池２が１次電池の場合には、充電に必要な充電端子６７及び充電表示信号端子６８が不要になるため、図９に示すように、基板６１に円形状の負極端子１３１（他方の極性の外部端子）を形成すればよい。なお、図９において、図４と同じ構成には同じ符号を付している。

前記各実施形態では、電池ユニット１，１００内に、充電回路を構成する回路部品６２を配置している。しかしながら、充電回路を構成する回路部品６２を電池ユニットの外部に設けてもよい。この場合、電池ユニットに充電端子６７及び充電表示信号端子６８が不要になるため、電池ユニットの端子構造は、上述の図９に示す構成となる。

前記実施形態２では、電池ユニット１００が扁平形電池と同様の外形を有するように、回路基板６１上に設けた凸部１１１によって、電池ユニット１００の凸部を形成しているが、この限りではなく、回路基板６１と同じ材料によって凸部を形成してもよい。この場合には、凸部と回路基板６１とが同じ熱膨張率になるため、電池ユニット全体の変形を制御しやすい。

本発明による電池ユニットは、回路が形成された基板と小型機器に装着される略円形状の扁平形電池とを備えた構成に利用可能である。

Claims (5)

1. 有底筒状の外装缶と該外装缶の開口側を覆う有底筒状の封口缶とを有し、該外装缶の側壁の開口部側が該封口缶の側壁の外周面上に嵌合された扁平形電池と、
   前記封口缶または前記外装缶のいずれか一方の平面部上に配置され、回路部品が実装された基板とを備え、
   前記封口缶または前記外装缶のうち、前記基板に対して前記扁平形電池の厚み方向反対側に平面部を有する一方の部材は、正極または負極のうち一方の極性を有する外部端子として機能する、電池ユニット。
2. 請求項１に記載の電池ユニットにおいて、
   前記基板には、前記平面部側の面に前記回路部品が実装されているとともに、該平面部側とは反対側の面に正極または負極のうち他方の極性を有する外部端子が形成されている、電池ユニット。
3. 請求項１または２に記載の電池ユニットにおいて、
   前記平面部は、前記封口缶の平面部であり、
   前記扁平形電池には、前記封口缶の平面部が前記外装缶に対して膨出した膨出部が形成されていて、
   前記基板には、前記平面部とは反対側の面に、前記扁平形電池の前記膨出部に対応した凸部が設けられている、電池ユニット。
4. 請求項１から３のいずれか一つに記載の電池ユニットにおいて、
   前記封口缶または前記外装缶のうち前記一方の部材の外周側を露出させつつ、前記基板と、前記封口缶または前記外装缶のうち他方の部材とをそれらの外周側で覆う外装部材をさらに備える、電池ユニット。
5. 請求項１から４のいずれか一つに記載の電池ユニットにおいて、
   前記基板と前記平面部との間に配置されるスペーサをさらに備え、
   前記スペーサの少なくとも一部は、前記基板と前記平面部とを電気的に接続可能で且つ該平面部の面方向には電気的に絶縁可能な異方性導電材料によって構成される、電池ユニット。

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