WO2000011737A1

WO2000011737A1 - Secondary battery

Info

Publication number: WO2000011737A1
Application number: PCT/JP1999/004599
Authority: WO
Inventors: Yoshinori Iwaizono; Kenjin Masumoto; Seiichi Mizutani; Katsuhiko Mori; Tomiya Ishimaru
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 1998-08-25
Filing date: 1999-08-25
Publication date: 2000-03-02
Also published as: CA2307193C; TW432734B; US6524739B1; CN1155127C; CN1275249A; DE69942331D1; KR20010024564A; EP1026761A1; KR100511357B1; CA2307193A1; EP1026761B1; EP1026761A4

Description

明細書

二次電池技術分野

本発明は、リチウムイオン二次電池等の二次電池を構成する電池内に電池保護装置を装備して、電池自体に過充電や過放電等から電池を保護する機能を設けて構成した二次電池に関するものである。背景技術

二次電池には、この二次電池を使用する機器の電池周辺回路の短絡、正負電極間の短絡、過充電や過放電等の異常使用による電池の損傷を防止するためにさまざまの保護機能が設けられている。短絡等による過大放電電流を阻止する P T C素子や過充電に伴う電池内圧の異常上昇により通電回路を遮断して内圧を放出する安全弁等がそれであり、これらの保護機能は二次電池自体が装備する機能として周知のところである。また、リチウムイオン二次電池では過充電や過放電等を防止するために保護回路が設けられ、この保護回路は一般的に電池パックの形態として、リチウムィオン二次電池と共にパックケース内に収容して一体ィ匕される。このような電池と保護回路とをケース内に収容して一体化した電池パックの形態のものは、リチウムイオン二次電池を使用する携帯電話機、モバイルコンピュー夕等の電池電源装置として多く用いられていることは周知のところである。

前記保護回路は、前述の過充電や過放電の防止の他、過大電流の遮断、電池温度モニター等の機能を備えることができ、これを二次電池自体に内装することができれば、電池パックを構成することなく保護回路を備えた二次電池を形成することができ、汎用性の高い二次電池を提供することができる。電池内に保護回路を収容する目的で開発されたと考えられるものとしては、特開平 8— 3 1 4 6 0号公報等に開示されたものが知られているが、電池の上部に保護回路等の構成要素を配設し、この保護回路等と電池とを更に外装ケース内に収容したものであり、電池パックの形態と同様のものでしかない。保護回路を備えた二次電池として要求されるところは、保護回路のない従来の二次電池とほぼ同一の寸法形状でありながら、その電池ケース内に保護回路が収容されたものである。

本願発明者は、前記趣旨に則って電池内に保護回路を収容した二次電池を開発し、特願平 8— 1 7 8 8 9 6号として提案した。図 3 7は、その一実施形態を示すもので、発電要素を収容した電池ケースの開口端を封止する封口部 9 0内に前記保護回路を含む電池保護装置が配設されている。

図 3 7において、封口部 9 0内には、保護回路を形成する電子回路 7 7を構成した回路基板 7 1、短絡等の過大電流を阻止するための臨界温度抵抗体である P T C 素子 7 2、電池内圧の異常上昇により破断して通電回路を遮断すると共に異常内圧を排出する電流遮断機構 7 3を備えた電池保護装置が配設されている。発電要素の正極は前記電流遮断機構 7 3、 P T C素子 7 2を通して回路基板 7 1に接続され、回路基板 7 1から電池の正極端子となる正極キャップ 7 5、電子回路 7 7のマイナス側を外部接続するための S極キヤップ 7 6に電気的に接続がなされている。

図 3 8は上記構成を電気回路図として示すもので、電子回路 7 7は過充電制御、過放電制御の機能を備えた電池保護 I C 8 0と、この電池保護 I C 8 0からの制御信号により正極側通電回路を O N/O F Fする F E T 8 1とを備えて構成されている。この電子回路 7 7の負極側は前記 S極キャップ 7 6に電気的に接続されているので、この二次電池を使用する機器あるいは充電器にセットしたとき、 S極キヤップ 7 6と二次電池の負極端子を構成する電池ケース 8 3との間が電気的に接続されることにより動作状態となり、この二次電池が機器にセットされない状態においては、微小電力であるが電子回路 7 7による電力消費が生じないように構成されている。図示するように、発電要素 7 8からの正極側通電回路には、前述した電流遮断機構 7 3、卩丁〇素子7 2、電子回路 7 7が直列配置されているので、三重の電池保護機能を備えた二次電池として構成される。

しかしながら、封口部 9 0内にカシメ固定されている P T C素子 7 2は、過大電流による自己発熱によって抵抗値が上昇し、トリップ状態になったとき体積が膨張 W 11737

3 する。この膨張と通常状態への復帰が繰り返されると、カシメ固定に緩みが生じて微小な間隙が発生し、間隙を通じた電解液の漏液が発生する問題点があつた。

また、電流遮断機構 7 3に接近して回路基板 7 1が配置されているため、電池内圧の異常上昇により変形破断する電流遮断機構 7 3の変形のための空間が制限され、変形破断の精度が得難いという課題を有していた。

本発明が目的とするところは、電池のサイズの変化を少なく、かつ電池性能を低下させることなく、保護回路を備えた電池保護装置を電池内に収容した二次電池を提供することにある。発明の開示

本願第 1発明は、有底筒状に形成された電池ケース内に発電要素が収容され、電池ケースの開口端が電池保護装置を内装した封口部により封口されてなる二次電池において、前記電池保護装置は、回路基板上に過充電、過放電等から電池を保護する電子回路が形成され、この回路基板をその一面側に形成された電極端子が外部に露出するようにして前記封口部に配設した保護回路として構成されてなることを特徴とする。

この構成によれば、封口部内に保護回路が配設され、この保護回路を形成する電子回路を通した電極端子が外部露出するように取り付けられているので、二次電池自体に保護回路が内装され、電池パックの構成によらずとも保護回路付きの二次電池が構成される。この保護回路が備えた過充電、過放電、過大放電電流等の防止機能により、機器の故障や異常使用による電池破損が防止される。

また、本願第 2発明は、有底筒状に形成された電池ケース内に発電要素が収容され、電池ケースの開口端が電池保護装置を内装した封口部により封口されてなる二次電池において、前記電池保護装置は、回路基板上に過充電、過放電等から電池を保護する電子回路が形成され、この回路基板をその一面側に形成された電極端子が外部に露出するようにして前記封口部に配設した保護回路と、電池内圧の異常上昇時に通電回路を遮断すると共に内圧を放出する電流遮断手段とを備えて構成されてなることを特徴とする。

この構成によれば、封口部内に保護回路と電流遮断手段とが配設されるので、二次電池自体に保護回路が内装され、電池パックの構成によらずとも保護回路付きの二次電池が構成され、保護回路の破損時にも電流遮断手段により通電回路が遮断ざれるので、機器の故障や異常使用による電池破損が防止される。

また、本願第 3発明は、有底筒状に形成された電池ケース内に発電要素が収容され、電池ケースの開口端が電池保護装置を内装した封口部により封口されてなる二次電池において、前記電池保護装置は、回路基板上に過充電、過放電等から電池を保護する電子回路が形成され、この回路基板をその一面側に形成された電極端子が外部に露出するようにして前記封口部に配設した保護回路と、短絡等の過大電流放電時に通電を阻止する過大電流阻止手段と、電池内圧の異常上昇時に通電回路を遮断すると共に内圧を放出する電流遮断手段とを備えて構成されてなることを特徴とする。

この構成によれば、封口部内に保護回路、過大電流阻止手段、電流遮断手段が配設されるので、二次電池自体に三重の電池保護機能が内装され、パック電池等の構成によらずとも二次電池自体に電池保護装置を装備させることができる。

上記構成において、過大電流阻止手段は、過大電流によって自己発熱し、発熱による抵抗値の急増により電流を規制する P T Cを採用することができる。

また、保護回路に過大電流の検出遮断の機能を構成したときには、 P T Cは廃止することができ、 P T Cに代えて金属環を配置することができる。

また、保護回路を構成する回路基板は、その他面側の中央部に電池の正電極端子、周辺部に保護回路の作動を制御する外部接続用電極端子が形成され、回路基板の一面側の周辺部に発電要素の正極に接続される正極接続用電極が形成され、一面側と他面側との間の所定位置がスルーホールにより接続されてなる。回路基板の他面側は封口板から外部に露出するように配設されるので、正電極端子は二次電池の正極端子として機能し、負極端子を形成する電池ケースに外部接続用電極端子を接続することによつて保護回路が作動する。また、電極端子は、回路基板の導体パターンに金属板を半田接合もしくは導電性接着剤により取り付けて構成することができ、金属板を接合することにより、二次電池を機器側に電気的接続するのに好適となる。

また、正電極端子に接合される金属板の外面側中心部に突起を形成することにより、機器側接続端子との接触接続を行う場合の接続性を向上させることができる。また、リードを溶接接続する場合には突起への抵抗溶接の溶接電流が集中することによる溶接性の向上を図ることができる。

また、金属板は、ニッケル板もしくは金メッキされた金属板もしくは電池ケースと同一材料の金属板で形成することにより、ニッケル板の場合では接触の繰り返しの耐性に優れ、ニッケル板及び金メッキ金属板の場合では耐食性に優れ、金メッキにより接触抵抗の低減を図ることができる。また、電池ケースと同一材料を用いることにより、直列接続する場合の抵抗溶接の溶接条件が合わせやすくなる。

また、回路基板は、発電要素の正極に電気的接続されて外周側で封口部内に固定された支持部材の内周側上に、この支持部材と正極接続用電極とが接触するよう支持され、支持部材と正極接続用電極との間が半田接合もしくは導電性接着剤により接合されるように構成することにより、回路基板の封口部への取り付けと同時に保護回路への電気的接続がなされる。

また、支持部材に回路基板の位置決め用の突出部を形成することにより、回路基板の取り付け加工が容易となるばかりでなく、接続位置との位置合わせが容易となる。

また、保護回路の電子回路部分を樹脂被覆することにより、電子回路部分の防湿性や電解液成分等からの防食性を向上させることができる。

また、電池の負極端子を構成する電池ケースと、回路基板上の外部接続用電極端子との間を電気的に接続する通電部材を設けて構成することにより、保護回路は常時通電された状態となり、機器にセッ卜したときに外部接続用電極端子を負極端子に接続する接続部材等の構成要素を廃止することができる。保護回路に常時通電されることによる長期保存時の自己放電損失は、従来の電池パックの構成と同様に機器で使用される前に機器もしくは充電器での使用により充電がなされるので問題とはならない。

また、上記通電部材は、底面の中央部と周辺部とに開口部を設けて電池ケースの開口端側に嵌合する内径の有底筒状に形成することにより、電池ケースの開口端側に嵌入させることによって回路基板上の外部接続用電極端子との間を電気的に接続することができ、安定した嵌入状態が得られる。通電部材と外部接続用電極端子との間は半田接合もしくは導電性接着剤で接合することにより、電気的接続をより安定させることができる。

また、通電部材は、パネ性を有する金属材料もしくは電池ケースとの溶接性に優れた金属材料もしくは電池ケースと同一の金属材料によって形成することにより、パネ性を有する金属材料では電池ケースに圧接して電気的接続が安定し、通電部材と電池ケースとを溶接接合する場合には溶接性に優れた金属材料を用いると好適であり、電池ケースと同一の金属材料であれば溶接性は確実となる。

また、通電部材は、その底面の周辺部を除く表面部分に絶縁被覆を施して形成することにより、底面の周辺部はマイナス電極端子として機能し、中央の開口部から靦く正電極端子と共に電池の同一方向面に正負の入出力端子が構成され、機器の電池接続構造が簡略化される。前記絶縁被覆は、これら正負端子間の絶縁部分として機能する。

また、外部接続用電極端子に接合された接続用部材に、封口部をカシメ固定した電池ケースの開口端が電気的接続されるように構成することにより、通電部材を用いることなく外部接続用電極端子を電池ケ一スに接続することができる。

また、支持部材と共に外周側が封口部内に固定され、内周側が回路基板を挟んで支持部材と対面する固定部材が配設されてなり、回路基板の周辺部の複数位置で支持部材と固定部材との間を回路基板を挟んで締結手段により締結して回路基板を支持するように構成することにより、回路基板の周辺部は両面から保持されるので、強固な固定構造を得ることができる。

また、締結手段は、支持部材、回路基板、固定部材を貫通させた一方端側を溶融成形する樹脂リベットにより形成することができ、絶縁体の樹脂リベットにより締結するので、回路基板両面の電気的絶縁を確保して締結することができる。

また、締結手段は、固定部材及び回路基板を絶縁物を介して貫通して支持部材に固定される金属部材で形成することにより、電池ケースに封口部が固定された後、回路基板を封口部に取り付けることができ、封口部の電池ケースへのカシメ加工を容易に行うことができる。

また、封口部の所要構成部材に、電池ケースの筒方向と直交する方向に外部に向けて開口する開口部を形成することにより、電池内で異常上昇したガス圧力を排出するとき、噴出方向と直交する方向に開口部が形成されていることによりガスの排出に伴って電池が飛び出す危険を防止することができる。

また、電池ケースの表面は、底面中央部に正電極端子の外形寸法より大きな露出面と、側周面の所定円周部位に露出面とを残して絶縁被覆して構成することにより、底面の絶縁被覆は直列接続時の相手側電池との絶縁層として機能し、円周部位の露出面は電池ケースへのマイナス接続を側周面に得ることができる。

また、.電池ケースの底面中央部に正電極端子の外形寸法より大きな径の凹部を形成することにより、直列接続時に相手側電池の正電極端子が凹部に嵌入して位置決めされる。

また、本願第 4発明は、有底筒状に形成された電池ケース内に発電要素が収容され、この電池ケースの開口端が電池保護装置を備えた封口部により封口されてなる二次電池において、前記封口部の最外部に、電池を過充電、過放電等から保護する保護回路をその内面側に構成した回路基板が配設され、この回路基板の外面側に、その中央部に前記保護回路を介して正極板に接続された正極入出力端子、周辺部に前記電池ケースに嵌合して回路基板の周辺部を覆う外キャップが接合されてなることを特徴とする。

この構成によれば、この二次電池は封口部に保護回路を構成した回路基板が配設され、二次電池の正極板は保護回路を通じて正極入出力端子に接続されているので、二次電池は保護回路により過充電や過放電等から保護され、二次電池と保護回路とをパックケース内に収容して電池パックを構成することなく、二次電池自体に保護回路を備えることができ、保護回路を設けることが必須条件であるリチウムイオン二次電池等の汎用性を向上させ、電池使用機器をコンパク卜に構成することができる。

上記構成において、回路基板の外面側に温度検出端子を設け、これに接続して保護回路及び電池の温度を検出する温度検出素子を設けることにより、保護回路及び電池の温度による変化を温度検出端子に出力するので、この温度検出端子から電池使用機器あるいは充電器は電池の温度状態を検知して、適正温度による使用を図ることができる。

また、封口部は、円板状に形成された電流遮断手段と、円形リング状に形成された P T Cと、中央部が開放された帽子状に形成された内キャップとが、それそれを重ね合わせた外周部を内ガスケットを介して封口底板の外周部により挟圧固定され、前記内キャップの頂部に回路基板に取り付けられたスポットリングを接合することにより保護回路を備えて構成され、この封口部が外ガスケットを介して電池ケースの開口端にカシメ固定されてなるように構成することにより、封口部内に電流遮断手段、過大放電電流を阻止する P T C及び保護回路を構成することができ、複数の電池保護装置により二次電池の異常使用や機器の故障時の安全を図ることができる。また、スポットリングは、リング状の面を回路基板上に形成された導体パターンに接合することにより回路基板に取り付けられ、リング状の面から回路基板より外側に突出させた接合面を内キヤップに接合することにより回路基板を内キャップ上に固定するように構成することにより、封口部に回路基板を配設する取り付け作業を容易に行うことができる。

また、スポットリングは、銅ニッケル合金もしくは銅ニッケル合金を含む金属クラッド材によって形成することにより、接合性、導電性、耐蝕性に優れたものに構成することができる。

また、回路基板の内面側に形成された I C放熱用導体パターン上に I C部品が装着され、外キャップが接合される外面側の負極接続用導体パターンと前記 I C放熱用導体パターンとがスルーホールによって接続され、前記負極接続用導体パターンと温度検出端子接続用導体パターンとの間に温度検出素子を配設して構成することにより、 I C部品の熱は I C放熱用導体パターンから負極接続用導体パターンに伝導し、また、電池ケースの熱は外キャップから負極接続用導体パターンに伝導するので、負極接続用導体パターンに接続された温度検出素子は I C部品及び電池ケ一スの熱によって変化する。この温度検出素子の変化は温度検出端子接続用導体パ夕ーンに接合される温度検出端子から検出することができるので、 I c部品及び電池を適正温度で使用することができる。

また、回路基板の要部を除く所定部位にソルダレジストが施され、 I C放熱用導体パターン上の I C部品装着位置には、前記ソルダレジストが島状パターンを多数配列した状態に施され、島状のソルダレジス卜の配列間に接着剤が充填されるようにして島状パターン上に I C部品が接着により装着して構成することにより、ソルダレジストにより I C部品を導体パターンと絶縁することができ、熱伝導性の低いソルダレジストの面積を小さくして、それらの間に充填される接着剤により I C部品の熱を I C放熱用導体パターンに伝導させることができる。

また、島状のソルダレジストは、正六角形の島状パターンの辺を平行に所定間隔で配列することにより、島状パターンを均等配置して、その間の接着剤の充填スぺースを適切に得ることができる。

また、温度検出端子及び正極入出力端子は、金属成形により中央の温度検出端子と、これを取り囲むように間隔を設けて形成された正極入出力端子とが薄肉形成されたプリッジにより連結一体化された金属パーツに、樹脂成形により温度検出端子と正極入出力端子との間に絶縁樹脂を充填して両者を接合した後、前記プリッジを切り離して絶縁樹脂により連結一体化された複合端子として形成することにより、温度検出端子と正極入出力端子とを絶縁樹脂で絶縁して一体化した複合端子に構成することができ、回路基板への取り付けも同時に行うことができる。

また、温度検出端子の頂部が正極入出力端子より低い位置にあるように形成することにより、温度検出を別途の手段により行う場合に、正極入出力端子に平板状の接続子を接続させることにより、温度検出端子は使用しないようにすることもできる。また、この二次電池を直列接続して電池パックに構成するときには、電池パックとして温度検出の手段を設けることができ、正極入出力端子は電池ケースの底部に接触導通し、温度検出端子は無効にすることができる。

また、外キャップは、金属材料により電池ケースの周側面に嵌合する筒状部と、中央部を開口させた底面部とを備えて有底筒状に形成され、底面部に、回路基板上に形成された負極接続用導体パ夕一ンに接続する負極接続片と回路基板の外面側を押さえる基板押さえ片と基板押さえ片より深い高さ位置に上面片とが形成され、前記負極接続片と上面片とを露出させて温度検出端子及び正極入出力端子を除く回路基板の外面側を覆う樹脂モールド部を形成して構成することにより、負極入出力端子である電池ケースを回路基板に接続すると共に、封口部の最外部に位置する回路基板の周辺部を樹脂モールド部で被覆して回路基板の損傷を防止することができる。また、樹脂モールド部に、リング状にリブを形成すると、中央部の正極入出力端子と負極接続片との間の短絡防止に好適である。

また、外キャップの金属材料は、銅ニッケル合金もしくは銅ニッケル合金を含むクラッド材によって形成することにより、接合性、導電性、耐蝕性、強度に優れたものとすることができる。

また、 P T Cに代えて金属環を配設することができる。回路基板上に構成する電子回路には過大電流を検出して通電回路を遮断する機能を構成することができるので、過大電流の阻止手段である P T Cを廃止することができ、 P T Cを金属環に置き換えると、 P T Cの膨張による弊害が解消される。また、 P T Cの廃止により、通電回路の抵抗値が低減され、電池の内部抵抗の削減に寄与する。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の第 1の実施形態に係る二次電池の構成を示す断面図であり、図 2は、基板支持板の構成を示し、図 2 Aはその平面図、図 2 Bはその側面図であり、図 3は、回路基板の構成を示し、図 3 Aは他面側、図 3 Bは一面側の平面図であり、図 4は、回路基板の変形例を示し、図 4Aは他面側、図 4Bは一面側の平面図であり、図 5は、回路基板を支持する上封口板の変形例を示す断面図であり、図 6は、第 2の実施形態に係る二次電池の構成を示す断面図であり、図 7 Aは第 1の実施形態に係る二次電池の構成を電気回路で示す回路図であり、図 7 Bは第 2の実施形態に係る二次電池の構成を電気回路で示す回路図であり、図 8は、通電キャップの構成を示し、図 8 Aは平面図、図 8 Bは側面図、図 8 Cは変形例の側面図であり、図 9は第 3の実施形態に係る二次電池の構成を示す 1/2断面図であり、図 10は第 4の実施形態に係る二次電池の封口板の構成を示す 1/2断面図であり、図 11は第 4の実施形態に係る二次電池の封口板の変形構成を示す 1/2断面図であり、図 12は第 4の実施形態に係る二次電池の封口板の変形構成を示す 1/2断面図であり、図 13は第 5の実施形態に係る二次電池の構成を示す断面図であり、図 14は第 6の実施形態に係る二次電池の構成を示す断面図であり、図 15は本発明の構成と従来構成とを比較する断面図であり、図 16は電池ケースの底面構造と絶縁被覆構造とを示す斜視図であり、図 17は直列接続の例を示す模式図であり、図 18は第 7の実施形態に係る二次電池の構成を示す断面図であり、図 19は回路基板上に形成された導体パターンを示し、図 19Aは内面側、図 19Bは外面側の平面図であり、図 20は回路基板上に施されたソルダレジス卜を示し、図 2 OAは内面側、図 20Bは外面側の平面図であり、図 21は回路基板に電子部品を装着しスポットリングを取り付けた状態を示し、図 21Aは内面側、図 21 Bは外面側の平面図であり、図 22〜24は複合端子を形成するための金属パーツの構成を示し、図 22 は平面図、図 23は図 22の XXIII— XXIII線矢視断面図、図 24は図 22の XX IV— XXIV線矢視断面図であり、図 25〜27は複合端子の構成を示し、図 25は平面図、図 26は図 25の XXVI— XXVI線矢視断面図、図 27は図 25の XXVH 一 XXVII線矢視断面図であり、図 28は内キャップの構成を示し、図 28Αは平面図、図 28Βは側面図であり、図 29〜図 30は外キャップを形成する金属部材の構成を示し、図 29 Αは平面図、図 29Bは側面図、図 30は図 29 Aの XXX— XXX線矢視断面図であり、図 31〜図 32は外キャップの構成を示し、図 31 A は平面図、図 3 1 Bは側面図、図 3 2は図 3 1 Aの X XX II— X X X II線矢視断面図であり、図 3 3は第 7の実施形態に係る二次電池の電気回路図であり、図 3 4は第 7の実施形態に係る二次電池と従来の二次電池とを比較する断面図であり、図 3 5は第 8の実施形態に係る二次電池の封口部の構成を示す断面図であり、図 3 6は第 8の実施形態に係る二次電池の回路図であり、図 3 7は従来の二次電池の封口部の構成を示す断面図であり、図 3 8は従来の二次電池の回路図である。発明を実施するための最良の形態

以下に示す各実施形態は、円筒形のリチウムイオン二次電池に本発明の構成を適用したもので、電池構成を示す各図は、本発明の特徴的な構成である封口板側の直径方向の断面図として示しており、発電要素が収容された電池ケース内部の構成は省略している。発電要素の構成は一般的なリチウムィォン二次電池と同様であると理解されたい。

図 1において、本発明の第 1の実施形態に係る二次電池 Aは、有底円筒形に形成された電池ケース 1 5内に図示しない発電要素が収容され、この電池ケース 1 5の開口端側に封口部 8が外ガスケット 1 3を介してカシメ加工によって固定されることにより、電池ケース 1 5の開口端が封口されるように構成されている。

前記封口部 8は、電池内部側から封口底板 1 7、電流遮断手段を構成する下金属薄板 2 2及び上金属薄板 2 3、リング状に形成された臨界温度抵抗体である P T C 素子（過大電流阻止手段） 2 1、基板支持板（支持部材） 1 8、保護回路を形成する電子回路 1 1をその内面側に構成した回路基板 1 0の順に配設して構成されている。この封口部 8は有底円筒形の電池ケース 1 5の開口端を封口するために円盤状に形成され、各構成要素も円形に形成される。図 2は、構成要素の 1つである基板支持板 1 8を平面図（図 2 A) 及び側面図（図 2 B ) として示すもので、中央に閧口部 1 8 bを設けた帽子状に形成されており、立ち上がり部の複数か所に排気孔 1 8 aが形成されている。前記開口部 1 8 bの周囲にリング状に形成された平面部は回路基板 1 0を支持すると共に、回路基板 1 0への電気的接続部となる。前記下金属薄板 2 2、上金属薄板 2 3、 P T C素子 2 1、基板支持板 1 8はそれらの周辺部で積層され、前記封口底板 1 7の周辺部により内ガスケット 1 9を介して挟圧固定されている。また、前記回路基板 1 0は基板支持板 1 8上に電子回路 1 1の形成面を封口部 8の内部側に向けて載置され、後述する接合方法により基板支持板 1 8に接合され、基板支持板 1 8の上部開口部を閉じる。このように封口部 8 内には、電流遮断手段、過大電流阻止手段及び保護回路を備えた電池保護装置が構成されている。

前記回路基板 1 0は、図 3 Aに示すように、封口部 8の内部側に向く他面側の中央部に電子回路 1 1が構成されており、周辺部には前記基板支持板 1 8に電気的接続するためにリング状に正極接続用導体パターン（正極接続用電極） 2 9が形成されている。前記電子回路 1 1を構成した中央部は、電子部品を装着した後、樹脂印刷もしくは樹脂モ一ルドにより樹脂被覆され、電気回路部分の防湿性、防蝕性の向上が図られる。また、封口部 8の外部側に向けた一面側には、図 3 Bに示すように、中央部に正極導体パターン（正電極端子） 3 0、周辺部に S極導体パターン（外部接続用端子） 3 1が形成されている。この回路基板 1 0の一面側及び他面側にそれそれ形成された導体パターンの間はスルーホール 3 2によって所要位置で導通接続され、一面側と他面側とが一体化された電気回路として構成される。

前記正極接続用導体パターン 2 9は、回路基板 1 0を基板支持板 1 8上に載置したとき基板支持板 1 8のリング状平面部に当接するので、これらの当接間は半田接合もしくは導電性接着剤により接合され、回路基板 1 0は基板支持板 1 8上に固定されると共に、回路基板 1 0の正極接続用導体パターン 2 9と基板支持板 1 8との間が電気的に接続される。

回路基板 1 0は、図 4に示すように円形の対向位置を直線で切り落とした回路基板 1 0 aとして形成することにより、基板支持板 1 8上に載置した回路基板 1 0 a の正極接続用導体パターン 2 9と基板支持板 1 8との間の半田接合もしくは導電性接着剤による接合を容易にすることができる。また、回路基板 1 0、 1 0 a上に形成される電子回路 1 1は、回路構成の状態に応じて回路基板 1 0、 1 0 aの他面側だけでなく、一面側にも形成することもできる。

この回路基板 1 0、 1 0 aを基板支持板 1 8に取り付けるとき、図 5に示すように、基板支持板 1 8の周囲を囲む所定の複数位置に切り起こし部（突出部） 3 4を形成しておくことにより、回路基板 1 0の基板支持板 1 8への取り付け位置の位置決めが容易となり、封口板 8の組み立て時の作業性を向上させることができる。また、前記正極導体パターン 3 0には、図 1に示すように、円板状に形成された正極端子板（金属板） 1 6が半田接合もしくは導電性接着剤により接合される。更に、前記 S極導体パターン 3 1にも、図 1に示すように、リング状に形成された S 極端子板（金属板） 1 4が半田接合もしくは導電性接着剤により接合される。この正極端子板 1 6及び S極端子板 1 4は、機器側の接触端子との接触抵抗が小さく、耐食性に優れた金属材料により形成され、純ニッケル材、金メッキ金属材等を用いることができる。また、正極端子板 1 6は、電池ケース 1 5と同一材料によって形成することにより、直列接続するような場合に同一金属材間で抵抗溶接することができるので、溶接条件が合わせやすく好適である。更に、正極端子板の中心部に突起を設けておくことにより、機器側の接触端子との接触性が向上し、接続リードを抵抗溶接する場合には突起部分への溶接電流の集中により溶接性を向上させることができる。

前記正極端子板 1 6及び S極端子板 1 4は、二次電池 Aを機器に電気的に接続するときの接触部もしくは接合部として有用であるが、回路基板 1 0の導体パターンそのものを接触部もしくは接合部として使用することも可能で、導体パターンを厚く形成した回路基板 1 0であれば金属板を接合することなく導体パ夕ーンへの直接接続が可能である。

上記構成により二次電池 Aの通電回路は次のように構成される。電池ケース 1 5 内に収容された発電要素の負極は電池ケース 1 5に接続され、電池ケース 1 5は二次電池 Aの負極端子を構成する。一方、発電要素の正極から引き出された正極リ一ドは封口底板 1 7に接続され、正極側通電回路は、封口底板 1 7、下金属薄板 2 2、下金属薄板 2 2と上金属薄板 2 3との溶接点 P、上金属薄板 2 3、 P T C素子 2 1、基板支持板 1 8、回路基板 1 0の正極接続用導体パターン 2 9、電子回路 1 1、回路基板 1 0の正極導体パターン 3 0、正極端子板 1 6の順につながる回路として形成される。

図 7 Aは、上記二次電池 Aの通電回路を電気回路図として示すもので、電池ケース 1 5内に収容された発電要素 5 1の負極は電池ケース 1 5に接続されて、これを負極端子とする。一方、発電要素 5 1の正極は、下金属薄板 2 2と金属薄板 2 3とにより構成された電流遮断手段 2 4、 P T C素子 2 1を通して電子回路 1 1に接続され、電池保護 I C 2 5によって O N/ O F F制御される F E T 2 6を通じて正極端子板 1 6に接続される。また、電子回路 1 1の電源回路マイナス側は S極端子板 1 4に接続されている。このように二次電池 Aは、入出力端子が正極端子板 1 6 ( + )、 S極端子板 1 4 ( S )、電池ケース 1 5 (—）で構成される 3端子構造となる。

本構成になる二次電池 Aを電池使用機器にセッ卜し、機器側において S極端子板 1 4と負極端子即ち電池ケース 1 5との間を短絡接続すると、電子回路 1 1の電源接続がなされて電子回路 1 1を通じた正極側の入出力がなされると同時に、過放電や過充電、過大放電電流等から保護される状態で二次電池 Aを使用することができる。このように二次電池 Aを機器にセットした状態で電子回路 1 1が作動するように構成することにより、二次電池 Aを使用しない状態、即ち機器にセットしないで長期保存したような場合にも電子回路 1 1の電力消費が発生せず、電子回路 1 1の微小な消費電力でも長期保存による自己放電損失が生じることが防止される。

さて、電池は必ずしも正常な状態で使用されると期待できるものでなく、機器の故障や異常な使用状態にも対応できるように構成されなくてはならない。特に、リチウムイオン二次電池のようにエネルギー密度の高い電池では異常状態に対する対応が重要となる。上記のように封口部 8内に構成された電池保護装置は、異常状態に対して次のように作用する。

前記下金属薄板 2 2及び上金属薄板 2 3は電流遮断手段 2 4を構成すると共に、電池内で異常発生したガスの排出弁としての機能を備えている。異常使用に伴う電解液の分解によつて発生するガスにより電池内圧が異常上昇したとき、電池内圧は封口底板 1 7に形成された開口部 1 7 aから下金属薄板 2 2に及び、下金属薄板 2 2及び上金属薄板 2 3を変形させる。下金属薄板 2 2の中央部には上金属薄板 2 3 の中央部を電池内部側に膨出させた中心部が溶接点 Pで溶接されているので、変形により溶接点 Pが剥離すると通電回路が遮断される。平板面に形成された下金属薄板 2 2は変形が進行すると Cの字形状に薄肉形成された易破断部 2 2 aから破断し、下金属薄板 2 2が破断すると、内圧は上金属薄板 2 3に及んで膨出部を反転させ、更なる加圧によって同じく上金属薄板 2 3に Cの字形状に薄肉形成された易破断部 2 3 aから破断する。下金属薄板 2 2及び上金属薄板 2 3が破断すると、電池内部と封口部 8内との間を遮蔽するものがなくなるので、ガスは基板支持板 1 8に形成された排気孔 1 8 aから外部に放出される。排気孔 1 8 aは電池の側面側に設けられているので、電池内部からの噴気の排出方向と交差することになり、ガス排出の勢いで電池が飛び出す危険性は防止される。

また、 P T C素子 2 1は、二次電池 Aの正極、負極間が短絡されたような場合に短絡による過大電流により温度上昇し、所定の臨界温度に達すると、その抵抗値が急上昇して過大電流の放電を阻止して電池損傷を防止する。

また、保護回路を形成した電子回路 1 1は、過充電状態あるいは過放電状態を検出して正極通電回路を遮断する機能と共に、過大放電電流が流れたときに正極通電回路を遮断する機能、電池温度を検出して所定温度を越えたときに正極通電回路を遮断する機能等を回路構成として任意に盛り込むことができるので、エネルギー密度が高い電池の充電条件や温度条件等に制約のある二次電池を有効に使用することができる。

次に、本発明の第 2の実施形態に係る二次電池 Bについて説明する。尚、上記第 1の実施形態の構成と共通する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。図 6において、第 2の実施形態に係る二次電池 Bは、第 1の実施形態に係る二次電池 Aと基本的に同一の構成であるが、回路基板 1 0に形成された S極導体パ夕一ン 3 1を通電キャップ（通電部材） 2 0によって電池ケース 1 5に電気的接続するように構成されている。即ち、 S極端子と負極端子とが予め接続され、電子回路 1 1は常時通電された状態となる。これを電気回路図として示すと、図 7 Bに示すようになり、 S極導体パターン 3 1が通電キャップ 2 0により負極端子である電池ケ —ス 1 5に電池側で接続されるので、二次電池 Bの入出力は 2端子構成となる。この構成では、電子回路 1 1には常に発電要素 5 1から電力供給されるので、機器にセットしない状態で長期保存すると自己放電損失が発生する。しかし、電池セットのための機器側の接続構成が簡略化されるので、二次電池 Bをセッ卜した状態で販売される多くの電池電源使用の機器に適したものとなる。

前記通電キャップ 2 0は、図 8に示すように、電池ケース 1 5の開口端側に嵌合する内径の有底円筒形に形成され、底面中央部に正極端子板 1 6を外部に露出させるための開口部 2 0 dを形成すると共に、ガス排出のための複数の排気穴 2 0 aが形成されている。この通電キャップ 2 0は、電池ケース 1 5の開口端に封口部 9がカシメ加工により固定された後、図 6に示すように、封口部 9側から電池ケース 1 5上に嵌入され、電池ケース 1 5に封口部 9を固定するために円周方向に形成された円周溝 1 5 aに嵌合部 2 O bが嵌入して位置固定されると共に電池ケース 1 5に電気的に接続される。また、通電キャップ 2 0の底面が回路基板 1 0上の S極導体パターン 3 1に当接する位置は、これらの間を半田接合もしくは導電性接着剤により接合される。この半田接合を行う際の接合部分の加熱を容易にするために、図 8 図 Aに破線で示すように、開口部 2 0 dの複数か所に切り欠き部 2 0 f を形成すると好適である。

また、電池ケース 1 5への嵌入及び圧接を確実にするために、図 8 B、図 8 Cに示すように、通電キャップ 2 0の円筒軸方向に切り割り 2 0 cを形成することができる。このような圧接による電気的接続を確実に行うには、通電キャップ 2 0の材質としてリン青銅のようにパネ性を有する金属材料が好適である。また、電気的接続をより確実にするには、図 8 Cに示すように、通電キャップ 2 0の嵌合部 2 O b の下方を延長形成し、この延長部 2 0 eで電池ケース 1 5に溶接するように構成することができる。溶接を確実に行うには、通電キャップ 2 0の材質は電池ケース 1 5の材質と一致させることが望ましく、リチウムィォン二次電池では通常二ッケルメツキ鋼板が用いられるので、通電キヤップ 2 0もニッケルメツキ鋼板で形成すると好適である。

また、図 6に破線で示すように、通電キャップ 2 0の上にリング状に形成された絶縁部材 3 3を配置することにより、正負電極間の絶縁性が強化される。尚、図示省略しているが、通電キャップ 2 0に形成された排気穴 2 0 aに該当する部分には絶縁部材 3 3に開口部を形成して排気穴 2 0 aを塞いでしまうことがないように配慮される。また、この絶縁部材 3 3に代えて、図 8 Aに斜線で示す部分に絶縁コ一ト 5 4を施し、通電キャップ 2 0の底面周囲を二次電池 Bのマイナス入出力端子として構成することにより、図 6に示すように、二次電池 Bは同一面にプラス入出力端子（正極端子板 1 6 ) とマイナス入出力端子とが配設されることになり、機器側での電池接続構造を簡略化することができる。この入出力端子構造は、従来型電池ではプラス/マイナスの各入出力端子が電池の両端にあるので、本構成になる二次電池 Bとの差別が顕著であり、従来型電池との互換性をなくし、従来型電池と本構成の二次電池 Bとが誤って機器にセットされることによる故障の発生を防止することができる。この従来型電池との互換性を排除する構造は、特に電池の公称電圧が異なる場合に重要な要件となる。

また、電池ケース 1 5の表面を熱収縮チューブで覆うときには、通電キャップ 2 0の表面が重点的に覆われるようにすることにより、通電キヤップ 2 0の電池ケース 1 5への固定がより確実になされる。

次に、本発明の第 3の実施形態に係る二次電池 Cについて、図 9を参照して説明する。尚、上記第 1及び第 2の実施形態の構成と共通する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図 9において、二次電池 Cは、第 2の実施形態に係る二次電池 Bにおいて通電キヤップ 2 0を用いて S極導体パターン 3 1と電池ケース 1 5との間を電気的に接続する構造に代えて、接続板（接続用部材） 4 1に電池ケース 1 5を接触させることにより、 S極導体パターン 3 1と電池ケース 1 5との間を電気的接続する構造としたものである。二次電池 Cに用いられる封口部 1 2は、回路基板 1 0の S極導体パターン 3 1に内周部で接合された接続板 4 1が、その外周部で絶縁板 4 3を介して封口底板 1 Ί の折り返し部上に積層され、電池ケース 1 5により封口部 1 2がカシメ固定されるとき、外ガスケット 3 5を介して電池ケース 1 5により挟圧固定される。この封口部 1 2の固定時に、内側方向に折り曲げられる電池ケース 1 5の開口端側は前記接続板 4 1に接触し、 S極導体パターン 3 1の接続板 4 1を通じた電池ケース 1 5への電気的接続がなされる。より確実な電気的接続を実施するには、電池ケース 1 5 と接続板 4 1との間をレーザー溶接もしくは抵抗溶接の接合手段により接続することもできる。

次に、本発明の第 4の実施形態について、図 1 0〜1 2を参照して説明する。尚、上記第 1、第 2、第 3の各実施形態の構成と共通する要素には同一の符号を付し、その説明は省略する。また、各図は、電池ケース 1 5に取り付ける前の封口部 4 4、 4 5、 4 6を直径方向の 1 / 2断面として示している。これら第 4の実施形態に係る封口部 4 4、 4 5、 4 6の構成は、回路基板 7の取り付け構造に特徴を有するものである。

図 1 0において、回路基板 7の周辺部は、その一面側に内支持板（支持部材） 5 5、他面側に外支持板（固定部材） 5 8それそれの内周側の平面部が対面し、内支持板 5 5、回路基板 7、外支持板 5 8それそれに形成された開口穴に樹脂リベット 6 2を基板支持板 5 5側から通し、外支持板 5 8側に突き出た部分をインパルスゥエルダ一により溶融成形して、図示するように 3者間を締結する。このような締結部分は、回路基板 7の周辺部の複数か所で行われ、回路基板 7に内支持板 5 5と外支持板 5 8とが固定される。外支持板 5 8の基板支持板 5 5に対面する面には、図示するように磨耗性、絶縁性に優れた絶縁被覆 6 1を例えばレイデント加工のようにして被覆させ、内支持板 5 5との電気的絶縁を保っている。これらの内支持板 5 5及び外支持板 5 8の外周側は、図示するように P T C素子 2 1及び上金属薄板 2 3、下金属薄板 2 2と共に内ガスケット 1 9を介して封口底板 1 7の折り返しにより積層圧接される。このように形成される封口部 4 4は、外ガスケット 1 3を介し 1

20 て電池ケース 1 5の開口端にカシメ固定される。

この構成では、発電要素の正極からの正極側通電回路は、封口底板 1 7、下金属薄板 2 2、上金属薄板 2 3、 P T C素子 2 1、内支持板 5 5を経て回路基板 7の一面側周辺部に形成された正極接続用導体パターン 2 9に接続される。外支持板 5 8 は内支持板 5 5と絶縁され、前記締結構造により回路基板 7の他面側周辺部に形成された S極導体パターン 3 1に接続されるので、これを第 1の実施形態の構成のように S極端子として 3端子型の電池として構成することも、電池の負極端子である電池ケース 1 5に接続して常時保護回路に通電される 2端子型の電池として構成することもできる。

図 1 1は、回路基板 7の締結固定をネジ止めによって構成したもので、外支持板 5 9側から金属ネジ（金属部材） 6 3を絶縁ヮッシャ 6 4により外支持板 5 9及び回路基板 7と電気的に絶縁した状態にして挿入し、内支持板 5 6に螺入させることによって外支持板 5 9と内支持板 5 6とによって回路基板 7の周辺部を締結固定する。他の構成は先の樹脂リベット 6 2による締結構造と同様であり、封口部 4 5として形成される。この金属ネジ 6 3の頭部は、例えばレイデント加工のようにして被覆することも可能である。

また、図 1 2は、前記樹脂リベット 6 2による締結構造及び金属ねじ 6 3による締結構造の変形例を示すもので、図示するように内支持板 5 7の断面形状が Sの字状になるように形成されている。この内支持板 5 7の構成により、封口底板 1 7により外支持板 5 8及び内支持板 5 7がカシメ固定されるときの応力による変形が防止され、回路基板 7に加わる歪みが緩和される。

上記第 4の実施形態に係る各構成において、内支持板 5 5、 5 6、 5 7及び外支持板 5 8、 5 9の電池軸方向と交差する方向に、それそれ開口部 5 5 a、 5 6 a、 5 7 a、 5 8 a、 5 9 aが形成されており、これらは異常内圧のガス放出時の排気口を構成する。また、回路基板 7の他面側中央部に形成された正極導体パターン 3 0に接合される正極端子板 6は、樹脂リベット 6 2または金属ネジ 6 3の高さより高くなる材厚のもので形成されている。以上説明した各実施形態の構成のように、電池内に保護回路を装備させると、電子回路 1 1の構成によって過大電流放電を阻止する機能を備えることが可能となるので、短絡等による過大電流放電の阻止機能を担う P T C素子 2 1の装備を廃止することができる。即ち、電子回路 1 1の機能として過大電流の検出機能があり、これを検出したときには通電回路を遮断するので、 P T C素子 2 1の廃止が可能となる。また、保護回路は過充電を阻止する機能を備えているので、過充電に伴う電解液の分解による電池内圧の異常上昇を未然に防止することができ、前記 P T C素子 2 1の廃止に併せて電池内圧の異常上昇により通電回路を遮断する電流遮断手段を廃止することも可能となる。この P T C素子 2 1を廃止した構造及び P T C素子 2 1と電流遮断手段とを廃止した構造について以下に説明する。

図 1 3は、第 5の実施形態に係る二次電池 Dの構成を示すもので、第 1の実施形態の構成から P T C素子 2 1を廃止して構成されている。電子回路 1 1に過大電流放電阻止の機能を担わせることにより P T C素子の配設は廃止され、簡素な構造の封口部 4 0として構成されている。本構成になる封口部 4 0は、電池内部側から封口底板 1 7、下金属薄板 2 2、上金属薄板 2 3、基板支持板 1 8、回路基板 1 0の順に配設され、下金属薄板 2 2、上金属薄板 2 3、基板支持板 1 8はその周辺部で封口底板 1 7により内ガスケット 1 9を介してカシメ固定されている。封口底板 1 7は図示しない発電要素の正極にリード接続されており、封口底板 1 7、下金属薄板 2 2、下金属薄板 2 2と上金属薄板 2 3との溶接点 P、上金属薄板 2 3、基板支持板 1 8から回路基板 1 0の正極接続用導体パターン 2 9に通じる正極通電経路が形成される。回路基板 1 0上での接続及び動作は、前述の第 1の実施形態の構成と同様なので、その説明は省略する。尚、本構成においても、通電キャップ 2 0を設けて S極端子板 1 4のない 2端子構造に構成することもできる。

また、 P T C素子 2 1は、これに代えて同形同寸の金属環を同一位置に配することによっても廃止することができる。

また、図 1 4は、第 6の実施形態に係る二次電池 Eの構成を示すもので、封口部 6 5は電池保護装置として保護回路のみを備えて構成されている。この封口部 6 5 は、電池内部側から封口底板 6 6、遮蔽板 6 7、基板支持板 1 8、回路基板 1 0の順に配設され、遮蔽板 6 7及び基板支持板 1 8の周辺部は内ガスケット 1 9を介して前記封口底板 6 6によりカシメ固定されている。前記遮蔽板 6 7は電池内と封口部 6 5の内部との間を遮蔽するもので、この遮蔽板 6 7により電池内の密閉性が保たれる。また、遮蔽板 6 7はその中央部を電池内部側に膨出させた中心位置で封口底板 6 6の中央突出部に溶接されており、図示しない発電要素の正極にリード接続された封口底板 6 6、遮蔽板 6 7、基板支持板 1 8を通じた正極通電経路が形成され、基板支持板 1 8から回路基板 1 0の正極接続用導体パターン 2 9、電子回路 1 1を通じて正極端子板 1 6を正極入出力端子とする正極回路が構成されている。また、前記遮蔽板 6 7には Cの字状に薄肉形成された易破断部 6 7 aが形成されているので、異常使用等により電池内圧が異常上昇したときには、封口底板 6 6に形成された開口部 6 6 aを通して加わる異常内圧により膨出部分が反転する方向に加圧されたとき前記易破断部 6 7 aから破断して正極通電回路を遮断すると共に異常内圧を基板支持板 1 8の側方に形成された排気孔 1 8 aから外部に放出する。回路基板 1 0上での接続及び動作は、前述の第 1の実施形態の構成と同様なので、その説明は省略する。尚、本構成においても、通電キャップ 2 0を設けて S極端子板 1 4 のない 2端子の構造に構成することもできる。

以上説明した各実施形態の構成は、保護回路を内装しない従来のリチウムイオン二次電池の外形寸法と略同一に形成される。図 1 5は、第 1の実施形態に示した二次電池 Aと、従来の保護回路を内装しない二次電池 Qとを中心線で対称的に示したもので、同一規格の電池容量であれば、直径及び上下の寸法は略同一である。従つて、電池電源を使用する機器の電池収容スペースは同一でありながら、従来は保護回路を構成するためにパック電池として形成されていた形態は不要となり、電池電源の収容スペースは削減でき、機器の小型化、軽量化に寄与できるものとなる。また、直列接続して使用することもでき、電池個々に保護回路を備えて機器の充電機能によって容易に充電が可能である。

電池を直列接続する場合を考慮して、図 1 6に示すように、電池ケース 1 5の底面中央に凹部 6 8を形成することができる。また、電池ケース 1 5の表面に施される絶縁被覆 6 9は、図示するように側周面の一部と、前記凹部 6 8とを残して形成することができる。この側周面の一部の非被覆の部位は、電池接続のマイナス端子 7 0として使用される。この電池は第 2の実施形態として示した二次電池 Bに適用した例を示しており、図 1 7に示すように、直列接続して使用することができる。図示するように 1本目の二次電池 B 1の前記凹部 6 8には直列接続する 2本目の二次電池 B 2の正極端子板 1 6が接触して直列接続がなされ、この直列接続された電池のマイナス側は、 2本目の二次電池 B 2のマイナス端子 7 0から引き出される。尚、図 1 7は 2本直列接続の場合であるが、 2本以上の直列接続の場合も同様である。

次いで、第 7の実施形態の構成について説明する。図 1 8は、本実施形態に係る二次電池 Fを封口部分の断面図として示すもので、有底円筒形に形成された電池ケース 1 5内に発電要素を収容し、電池ケース 1 5の開口端側に封口部 1 0 8を外ガスケット 1 1 3を介してカシメ加工により固定することにより、電池ケース 1 5の開口端が封口されるように構成されている。

前記封口部 1 0 8は、電池内部側から封口底板 1 1 7、電流遮断手段を構成する下金属薄板 1 2 2及び上金属薄板 1 2 3、円形リング状に形成されて過大電流阻止手段を構成する P T C素子 1 2 1、回路基板 1 1 0を支持する内キャップ 1 1 8、保護回路を形成する電子回路を構成した回路基板 1 1 0の順に配設して構成されている。この封口部 1 0 8は有底円筒形の電池ケース 1 5の開口端を封口するために円盤状に形成され、各構成要素も円形に形成される。前記下金属薄板 1 2 2、上金属薄板 1 2 3、？"1 ( 素子1 2 1、内キャップ 1 1 8はそれらの周辺部で積層され、前記封口底板 1 1 7の周辺部により内ガスケット 1 1 9を介して挟圧固定され、内キャップ 1 1 8上にスポヅトリング 1 1 1を介して回路基板 1 1 0が取り付けられている。このように封口部 1 0 8内には、電流遮断手段、過大電流阻止手段、保護回路を備えた電池保護装置が構成されている。

電池ケース 1 5の開口端を上記のように構成された封口部 1 0 8によって封口した後、回路基板 1 1 0の外面側の周辺部を包み込むようにして電池ケース 1 5の開口端側に外キヤップ 1 2 0を被せ、この外キヤップ 1 2 0を回路基板 1 1 0と電池ケース 1 5とに接合することにより、電池保護装置を備えた二次電池 Fが完成される。

上記構成において、電池ケース 1 5内に収容された正負極板の正極板は封口底板 1 1 7にリード接続され、封口底板 1 1 7、下金属薄板 1 2 2、下金属薄板 1 2 2 と上金属薄板 1 2 3との接合点 P、上金属薄板 1 2 3、？丁〇素子1 2 1、内キヤヅプ 1 1 8、スポットリング 1 1 1、回路基板 1 1 0上に形成された保護回路、回路基板 1 1 0の外面側に接合された正極入出力端子 1 0 2に通じる正極入出力回路が形成される。また、正負極板の負極板は電池ケース 1 5に接続されるので、電池ケース 1 5は負極入出力端子となり、この電池ケース 1 5に接合された外キャップ 1 2 0により二次電池の負極は回路基板 1 1 0に接続される。

また、封口部 1 0 8の内部は前記下金属薄板 1 2 2及び上金属薄板 1 2 3により電池ケース 1 5内と遮蔽されていることにより、電池ケース 1 5内に注入された電解液やその蒸発ガス等により回路基板 1 1 0やその他の構成要素が絶縁破壊や腐食等の影響を受けることが防止される。

次に、各構成要素の詳細について説明する。尚、下金属薄板 1 2 2と上金属薄板 1 2 3とによる電流遮断手段、 P T C素子 1 2 1による過大電流規制手段の構成は、先の実施形態の構成と同様の構成要素であり、その説明は省略する。

図 1 9は、前記回路基板 1 1 0の内面側 1 1 0 aと外面側 1 1 0 bとに形成された導体パターンを示すもので、両面の導体パターンは要部でスルーホール 1 4 0により接続されている。図 1 9 Aに示すように、内面側 1 1 0 aの中央部には I C部品などの電子部品を装着して保護回路を構成するための回路パターンが形成され、周辺部には前記スポットリング 1 1 1を接合して、封口底板 1 1 7、下金属薄板 1 2 2、上金属薄板 1 2 3、 P T C素子 1 2 1、内キャップ 1 1 8、スポットリング 1 1 1を通じて発電要素の正極に接続するための正極接続用導体パターン 1 2 9が形成されている。また、第 1 9図 Bに示すように、外面側 1 1 0 bの中央部には温度検出端子接続用導体パターン 1 3 0、これを取り囲むように正極入出力端子接続用導体パターン 1 3 1が形成され、更に、その外側に直径方向に対向して負極接続用導体パターン 1 3 2、 1 3 2と、回路基板 1 1 0の動作テストを行うための検査用導体パターン 1 3 3とが形成されている。

この回路基板 1 1 0には、図 2 0に示すように、その両面の要部を除いた部位にソルダレジスト 1 0 9 (斜線表示）が施される。このソルダレジスト 1 0 9は、一般的にはハンダブリッジ等のハンダ付け不良の防止、導体パターン間の絶縁劣化の防止、導体パターン表面の腐食防止等の目的で施されるものであるが、本実施形態の構成においては更なる役割を担っている。即ち、回路基板 1 1 0の内面側 1 1 0 aの中央には、ベアチップ形態の I C部品 1 0 5 (図 2 1参照）が装着されるが、この装着位置には後述する温度検出の必要性から外面側 1 1 O bの負極接続用導体パターン 1 3 2にスルーホール 1 4 0を通じて接続された I C放熱用導体パターン 1 3 4を形成しているため、これと絶縁して I C部品 1 0 5を装着することを要し、ソルダレジスト 1 0 9は I C部品 1 0 5の I C放熱用導体パターン 1 3 4との絶縁性を保つ役割を担っている。しかし、ソルダレジスト 1 0 9は熱伝導性が低いため、 I C部品 1 0 5の放熱性を損なうことになる。そこで、図 2 O Aに示すように、 I C部品 1 0 5の装着位置へのソルダレジスト 1 0 9の形成は六角形状を配列した六角形配列レジスト 1 0 9 aの状態に施されている。この六角形配列ソルダレジスト 1 0 9 aの上に接着剤を塗布して I C部品 1 0 5を接着させると、接着剤は六角形配列レジスト 1 0 9 aの配列された間に充填され、接着剤を通じた熱伝導により I C部品 1 0 5の熱は I C放熱用導体パターン 1 3 4に放熱され、 I C部品 1 0 5は六角形配列レジスト 1 0 9 aにより絶縁性が確保されると同時に、接着剤を通じた放熱性が得られることになる。六角形配列レジスト 1 0 9 aは、他の形状の配列でもよいが、六角形の配列は均等配列しやすく、 I C部品 1 0 5の装着位置のスぺースに六角形配列レジスト 1 0 9 aが無い部分、即ち接着剤が占める面積を十分に確保することができる。

ソルダレジスト 1 0 9が施された回路基板 1 1 0には、図 2 1に示すように、その内面側 1 1 0 aには前記 I C部品 1 0 5や電子部品 1 1 4が装着され、外面側 1 1 0 bには温度検出端子接続用導体パターン 1 3 0と負極接続用導体パターン 1 3 2との間を接続してサーミス夕（温度検出素子） 1 1 2が装着される。六角形配列レジスト 1 0 9 a上に接着された I C部品 1 0 5は図示するようにワイヤボンディングにより配線接続され、電子部品 1 1 4及びサーミス夕 1 1 2はハンダ付けにより接続される。更に、内面側 1 1 0 aの正極接続用導体パターン 1 2 9上にはスポットリング 1 1 1がハンダ付けにより接合される。このハンダ付けは、スポットリング 1 1 1に形成された開口部 1 1 l b、 1 1 1 bの下に露出する正極接続用導体パターン 1 2 9のソルダレジスト 1 0 9が施されてない部分にスポットリング 1 1 1をハンダ付けすることによってなされる。また、スポットリング 1 1 1は、銅二ッケル合金（C u 5 5 % - N i 4 5 % ) もしくは銅ニッケル合金を含む金属クラヅド材により形成したものが、接合性、導電性等に優れており好適である。また、外面側 1 1 0 bの温度検出端子接続用導体パターン 1 3 0と正極入出力端子接続用導体パターン 1 3 1との上には、図 2 5に示すように、正極入出力端子 1 0 2と温度検出端子 1 0 3とが一体ィ匕された複合端子 1 0 4が接合される。

前記複合端子 1 0 4は、金属成形及び樹脂成形により温度検出端子 1 0 3と正極入出力端子 1 0 2とを一体的にして形成される。図 2 2〜図 2 4に示すように、中央の温度検出端子 1 0 3と、その外側の正極入出力端子 1 0 2との間を薄肉形成されたプリッジ 1 4 1、 1 4 1で接続して一体化した金属パーヅ 1 0 6が金属成形により形成される。この金属パーツ 1 0 6の温度検出端子 1 0 3と正極入出力端子 1 0 2との間の空間に、図 2 5〜図 2 7に示すように、樹脂成形により絶縁樹脂 1 0 7が充填され、ブリッジ 1 4 1、 1 4 1が切り離されることにより、正極入出力端子 1 0 2と温度検出端子 1 0 3とは絶縁樹脂 1 0 7で電気的には絶縁されるも、両者は絶縁樹脂 1 0 7で接続されて一体化された複合端子 1 0 4に形成される。

この複合端子 1 0 4を構成する温度検出端子 1 0 3は、図 2 5〜図 2 7に示すように、その頂部が正極入出力端子 1 0 2の頂部より低い位置になるように構成することにより、温度検出を任意に無効にして使用することができる。即ち、二次電池 Fを直列接続して電池パックを構成するような場合に、電池パックとして温度検出の機能を設けることができるので、正極入出力端子 1 0 2を一方の二次電池 Fの電池ケース 1 5の底部に当接させたとき、正極入出力端子 1 0 2より低い位置にある温度検出端子 1 0 3は無接触の状態となって、その温度検出の機能を無効にすることができる。また、単独で使用する場合においても、正極入出力端子 1 0 2に平板状の接触子を接続させると、温度検出端子 1 0 3の使用を無効にすることができる。逆に、中心位置に温度検出端子 1 0 3への接続子、その周囲に正極入出力端子 1 0 2への接続子を形成した同軸構造の複合接続子を機器側に構成すると、正極入出力端子 1 0 2と温度検出端子 1 0 3とに同時接続させることができる。また、後述する外キャップ 1 2 0に負極接続部が正極入出力端子 1 0 2及び温度検出端子 1 0 3と同一面側に形成されるので、二次電池 Fの正極、負極、温度検出それそれの接続を一方向側から行うことができ、機器の電池接続の構造を簡易に構成させることもできる。

上記のように形成された回路基板 1 1 0は、図 1 8に示すように、取り付けられたスポットリング 1 1 1の両端突起 1 1 1 a、 1 1 1 aを内キャップ 1 1 8にスポット溶接によって接合することにより、封口部 1 0 8の最外部に固定される。内キヤップ 1 1 8は、図 2 8に示すように、帽子状に形成した頂部に回路基板 1 1 0上に実装された回路構成部分を逃がす開口部 1 1 8 bが形成され、この開口部 1 1 8 bの周囲に形成された平面部 1 1 8 cに前記スポットリング 1 1 1がスポット溶接される。また、内キャップ 1 1 8の周囲には複数の排気穴 1 1 8 aが形成されている。

上記構成になる封口部 1 0 8は、外ガスケット 1 1 3を介して電池ケース 1 5の開口端にカシメ固定されることにより電池ケース 1 5の開口端を封口する。封口部 1 0 8により封口された電池ケース 1 5の開口端側には、図 1 8に示すように、外キャップ 1 2 0が被せられる。外キヤヅプ 1 2 0は、図 3 1に示すように、有底円筒形に形成された筒状部が電池ケース 1 5に嵌合し、底部は金属部分で回路基板 1 1 0に接続すると共に、樹脂部分で回路基板 1 1 0の端子部分を除く外面側を覆うように構成されている。

図 2 9〜図 3 0は、前記外キャップ 1 2 0を構成する金属部材 1 2 4の構成を示すもので、銅ニッケル合金（C u 5 5 - N i 4 5 %) もしくは銅ニッケル合金を含む金属クラッド材の板材をプレス加工により有底円筒形の底部を三段構造に形成し、中間高さ位置に直径方向に対向させて負極接続片 1 2 5、 1 2 5を形成し、この負極接続片 1 2 5と同一形成高さに複数の基板押さえ片 1 2 6を形成すると共に、前記基板押さえ片 1 2 6より深い高さ位置に複数の上面片 1 2 7が形成されている。また、上面片 1 2 7の位置には排気穴 1 3 6が形成され、筒状部には切り割り 1 2 8が複数位置に形成され、電池ケース 1 5への嵌合性の向上が図られている。

上記構成になる金属部材 1 2 4に、図 3 1〜図 3 2に示すように、底部に樹脂成形により樹脂モールド部 1 3 8を形成することによって、中央に端子通し穴 1 3 7 を設けた底面が形成される。この樹脂モールド部 1 3 8は、前記端子通し穴 1 3 7 と共に負極接続片 1 2 5の上部に負極開口部 1 4 3を形成して、端子通し穴 1 3 7 から複合端子 1 0 4を通し、負極開口部 1 4 3から負極接続片 1 2 5を回路基板 1 1 0上の負極接続用導体パターン 1 3 2に接合できるように構成されている。また、前記負極開口部 1 4 3部分を除く部位にリング状にリブ 1 3 9が形成され、正極と負極との間の短絡防止を図っている。

前記負極開口部 1 4 3から視く負極接続片 1 2 5と回路基板 1 1 0上の負極接続用導体パターン 1 3 2との間は、超音波溶接等の手段により接合される。負極開口部 1 4 3から視く負極接続片 1 2 5は機器側からの二次電池 Fの負極入出力端子として利用することができ、正極入出力端子 1 0 2及び温度検出端子 1 0 3と同一面に負極接触部を構成することができ、機器側の二次電池 Fへの接続構造を簡易に構成させることができる。尚、二次電池 Fの負極接続は、この負極接続片 1 2 5だけでなく、電池ケース 1 5の底部に対して行うこともできる。

以上説明した二次電池 Fの構成を電気回路図として示すと、図 3 3のようになり、電池ケース 1 5内に収容された発電要素 1 5 1の負極板は電池ケース 1 5に接続されて、これを負極入出力端子とする。一方、発電要素 1 5 1の正極板は、下金属薄板 1 2 2と金属薄板 1 2 3とにより構成された電流遮断手段、丁素子 2 1を通して回路基板 1 1 0上の保護回路に接続され、制御回路 1 5 0によって O N /O F F制御される F E T 1 5 2を通じて正極入出力端子 1 0 2に接続される。また、回路基板 1 1 0の外面に装着されたサーミス夕 1 1 2が温度検出端子 Tに接続されている。

上記構成における電流遮断手段は、電池内と封口部 1 0 8内とを遮蔽して、封口部 8内に構成された回路基板 1 1 0等の構成要素が電解液に触れることを防止すると共に、電池内が外気に通じることを防止している。一方で異常使用に伴う電解液の分解によって発生するガスにより電池内圧が異常上昇したときには、異常内圧により変形して下金属薄板 1 2 2と上金属薄板 1 2 3との溶接点 Pが剥離したときに通電電流を遮断する。変形の進行により下金属薄板 1 2 2及び上金属薄板 1 2 3は Cの字形状に薄肉形成された易破断部 1 2 2 aから破断して異常内圧は外部に放出される。下金属薄板 1 2 2及び上金属薄板 1 2 3の破断により放出される電池内のガスは、内キヤップ 1 1 8に排気穴 1 1 8 a、外キヤップ 1 2 4に排気穴 1 3 6が形成されているので、外部に放出されて電池破壊が防止される。前記各排気穴 1 1 8 a、 1 3 6は、ガス放出の噴気の排出方向と交差する方向にあり、ガス排出の勢いで電池が飛び出す危険性は防止される。

また、 P T C素子 1 2 1は、二次電池 Fの短絡による過大電流により自己発熱して温度上昇し、所定の臨界温度に達すると、その抵抗値が急上昇して過大電流の放電を規制して電池損傷を防止する。

また、回路基板 1 1 0上に構成された保護回路は、制御回路 1 5 0により過充電状態あるいは過放電状態の電圧及び過大放電電流を検出したとき、 F E T 1 5 2をオフ状態に制御して通電回路を遮断して、過充電、過放電、過大放電電流から二次電池 Fを保護する。

また、サーミス夕 1 1 2は、 I C部品 1 0 5が装着された I C放熱用導体パ夕一ン 1 3 4とスルーホール 1 4 0によって接続された負極接続用導体パターン 1 3 2 に接続され、 I C部品 1 0 5の反対面に装着されていることにより、 I C部品 1 0 5の熱の伝導によってその抵抗値が変化し、抵抗値の変化は温度検出端子 1 0 3から検出することができる。また、サ一ミス夕 1 1 2が接合された負極接続用導体パ夕一ン 1 3 2は、外キャップ 1 2 0を通じて電池ケース 1 5に接続されるので、電池ケース 1 5即ち二次電池 Fの温度が伝導し、その温度によって抵抗値が変化して、同様に温度検出端子 1 0 3から抵抗値の変化が検出できる。従って、温度検出端子 1 0 3から I C部品と二次電池 Fの温度が検出できるので、例えば、充電器は温度検出端子 1 0 3に導通接触して温度を検出しつつ充電を行うと、二次電池 Fの状態を温度から検知することができ、所定の温度範囲で充電を実行する制御を行うことができる。

以上説明した実施形態の構成のように、電池内に保護回路を装備させると、電子回路 3 1 1の構成によって過大放電電流を阻止する機能を備えることが可能となるので、短絡等による過大放電電流の阻止機能を担う P T C素子 1 2 1の装備を廃止することもできる。即ち、電子回路 3 1 1の機能として過大電流の検出機能があり、これを検出したときには通電回路を遮断するので、 P T C素子 1 2 1の廃止が可能となる。 P T C素子 1 2 1の廃止は、同一位置に P T C素子 1 2 1と同形同寸の金属環を配置すると、他の構成要素の形状に変更を来すことがなく好適である。

また、実施形態の構成は、保護回路を内装しない従来のリチウムイオン二次電池の外形寸法と略同一に形成される。図 3 4は、本実施形態に示した二次電池 Fと、従来の保護回路を内装しない二次電池 Qとを中心線で対称的に示したもので、同一の電池容量であれば、直径及び上下の寸法は略同一である。従って、電池電源を使用する機器の電池収容スペースは同一でありながら、従来は保護回路を構成するためにパック電池として形成されていた形態は不要となり、電池電源の収容スペースは削減でき、機器の小型化、軽量化に寄与できるものとなる。

次いで、第 8の実施形態の構成について説明する。図 3 5は、第 8の実施形態に係る二次電池 2 2 0の封口部 2 0 0の構成を示すもので、電池保護装置の内装構造は従来構造を採用しつつも、従来構成の問題点を解決するように構成されたものである。図 3 5において、封口部 2 0 0は、電池内部側から封口底板 2 1 1、この封口底板 2 1 1に形成された中央突出部にその膨出部中央が溶接された金属薄板 2 1 0、リング状に形成された金属環 2 0 5、電子回路 2 0 2を構成したフレキシブル基板 2 0 1、二次電池の正極入出力端子となる正極キャップ 2 0 4、二次電池の機器への装着時に電子回路 2 0 2の動作回路を形成する S極端子となる S極キヤツプ 2 0 3の順に配設して構成されている。これらの周囲は内ガスケット 2 0 6を介して前記封口底板 2 1 1の周縁部によりカシメ固定される。

前記正極キヤヅプ 2 0 4及び S極キャップ 2 0 3はそれそれフレキシプル基板 2 0 1に接続され、図 3 6の電気回路図に示すように、電子回路 2 0 2に接続される。この二次電池を電池使用機器にセッ卜したとき、機器側において S極キャップ 2 0 3は負極端子となる電池ケースに接続され、電子回路 2 0 2の動作回路が形成される。電子回路 2 0 2は、制御回路 2 1 3によって F E T 2 1 4を O N/O F F制御できるように構成されており、制御回路 2 1 3によって過充電、過放電や過大電流等の異常状態が検出されたとき、 F E T 2 1 4を O F Fに制御して入出力回路を遮断する。制御回路 2 1 3に過充電及び過放電の検出機能に加えて、過大電流の検出機能を構成することによって、従来構成において必要であった P T C素子が不要となる。図 3 5に示すように、 P T C素子に代えて金属環 2 0 5が配設されており、 P T C素子の膨張によるカシメ固定の緩みによる漏液が防止される。

また、金属薄板 2 1 0は封口底板 2 1 1と共に電流遮断弁 2 1 8を構成すると共に、正常時には封口部 2 0 0の内部と電池内との間を隔離し、異常時にはガスを外部放出する安全弁を構成している。電池内に圧力の異常上昇が生じたとき、その圧力により金属薄板 2 1 0は変形し、変形により封口底板 2 1 1との溶接点が剥離したとき通電回路を遮断する。この金属薄板 2 1 0には Cの字状に薄肉に形成された易破断部 2 1 0 aが設けられており、電池内の圧力が更に上昇したときには前記易破断部 2 1 0 aから破断して内圧ガスを外部に放出する。フレキシブル基板 2 0 1 には開口部 2 0 1 a、正極キャップ 2 0 4及び S極キャップ 2 0 3には排気口 2 0 4 a、 2 0 3 aが形成されているので、ガスはこれらを通じて外部に放出される。尚、本構成におけるフレキシブル基板 2 0 1、正極キャップ 2 0 4及び S極キヤップ 2 0 3の構造は、第 1乃至第 6の実施形態に示したような構成を採用した方が製造上においても機能上においてもより好適なものとなる。産業上の利用可能性

以上の説明の通り本発明によれば、二次電池内に過充電や過放電、過大電流から電池を保護する保護回路が簡易な構造によって内装できるので、従来構成と大差ない組み立て作業によつて保護回路内装の二次電池を製造することができる。また、保護回路を内装しない従来の二次電池と同一サイズに形成することができるので、従来はパック電池として保護回路を設けていた形態は不要となり、二次電池を電源として使用する機器の電池収容スペースは削減され、特殊な形態となるパック電池を用いることなく二次電池を構成できるので、二次電池の汎用性と安全性とを共に実現する手段として有用である。

Claims

請求の範囲

1. 有底筒状に形成された電池ケース（ 15) 内に発電要素（5 1) が収容され、電池ケース（ 15) の開口端が電池保護装置を内装した封口部（8) により封口されてなる二次電池（A) において、前記電池保護装置は、回路基板（ 1◦) 上に過充電、過放電等から電池を保護する電子回路（ 1 1) が形成され、この回路基板 ( 10) をその一面側に形成された電極端子が外部に露出するようにして前記封口部（8)に配設した保護回路として構成されてなることを特徴とする二次電池。

2. 有底筒状に形成された電池ケース（15) 内に発電要素（5 1) が収容され、電池ケース（ 15) の開口端が電池保護装置を内装した封口部（8) により封口されてなる二次電池（A) において、前記電池保護装置は、回路基板（ 10) 上に過充電、過放電等から電池を保護する電子回路（ 1 1) が形成され、この回路基板 ( 10) をその一面側に形成された電極端子が外部に露出するようにして前記封口部（8) に配設した保護回路と、電池内圧の異常上昇時に通電回路を遮断すると共に内圧を放出する電流遮断手段（24) とを備えて構成されてなることを特徴とする二次電池。

3. 有底筒状に形成された電池ケース（ 15) 内に発電要素（5 1) が収容され、電池ケース（ 15) の開口端側が電池保護装置を内装した封口部（8) により封口されてなる二次電池（A) において、前記電池保護装置は、回路基板（10) 上に過充電、過放電等から電池を保護する電子回路（ 1 1) が形成され、この回路基板 ( 10) をその一面側に形成された電極端子が外部に露出するようにして前記封口部（8) に配設した保護回路と、短絡等の過大電流放電時に通電を阻止する過大電流阻止手段と、電池内圧の異常上昇時に通電回路を遮断すると共に内圧を放出する電流遮断手段（24) とを備えて構成されてなることを特徴とする二次電池。

4. 過大電流阻止手段が、 PTC (2 1) である請求の範囲第 3項記載の二次電池。

5. 保護回路に過大電流の検出阻止機能を構成すると共に、 PTC (21) に代えて金属環が配設されてなる請求の範囲第 4項記載の二次電池。

6. 回路基板（ 10) は、一面側の中央部に電池の正電極端子（30)、周辺部に保護回路の接地部位となる外部接続用電極端子（31) が形成され、他面側の周辺部に発電要素（5 1)の正極に接続される正極接続用電極 (29)が形成され、一面側と他面側との間の所定位置がスルーホール（32) で接続されてなる請求の範囲第 1項記載の二次電池。

7. 電極端子は、回路基板（ 10) の導体パターンに金属板（20) を半田接合もしくは導電性接着剤により取り付けて構成されてなる請求の範囲第 6項記載の二次電池。

8. 正電極端子（30) に接合される金属板（20) は、その外面側中心部に突起が形成されてなる請求の範囲第 6項記載の二次電池。

9. 金属板（20) は、ニッケル板もしくは金メッキされた金属板もしくは電池ケースと同一材料の金属板で形成されてなる請求の範囲第 7項記載の二次電池。

10. 回路基板は、発電要素（51) の正極と電気的に接続され、外周側で封口板内に固定された支持部材（55、 56、 57) の内周側上に、この支持部材

(55、 56、 57) と正極接続用電極（29) とが接触するよう支持され、支持部材（55、 56、 57) と正極接続用電極（29) との間が半田接合もしくは導電性接着剤により接合されてなる請求の範囲第 1項記載の二次電池。

1 1. 支持部材（55、 56、 57) は、回路基板の位置決め用の突出部が形成されてなる請求の範囲第 10項記載の二次電池。

12. 保護回路は、その電子回路部分が樹脂被覆されてなる請求の範囲第 1 項記載の二次電池。

13. 電池の負極端子を構成する電池ケース（ 15) と、回路基板（ 10) 上の外部接続用電極との間を電気的接続する通電部材（20) が設けられてなる請求の範囲第 1項記載の二次電池。

14. 通電部材（20) は、底面の中央部と周辺部とに開口部を設けて電池ケース（ 15) の開口端側に嵌合する内径の有底筒状に形成されてなる請求の範囲第 13項記載の二次電池。

15. 通電部材（ 20 ) は、パネ性を有する金属材料もしくは電池ケース（ 1 5) との溶接性に優れた金属材料もしくは電池ケース（ 15) と同一金属材料により形成されてなる請求の範囲第 13項記載の二次電池。

16. 通電部材（20) は、その底面の周辺部を除く表面部分に絶縁コート

(34) を施して形成されてなる請求の範囲第 13項記載の二次電池。

17. 外部接続用電極端子に接合された接続用部材に、封口板をカシメ固定した電池ケース（ 15) の開口端が電気的接続されるように構成されてなる請求の範囲第 1項記載の二次電池。

18. 支持部材（55、 56、 57) と共に外周側が封口部（44、 45、

46) 内に固定され、内周側が回路基板 (7) を挟んで支持部材（55、 56、 5 7) と対面する固定部材（58、 59) が配設されてなり、回路基板（7) の周辺部の複数位置で支持部材（55、 56、 57) と固定部材（58、 59) との間を回路基板 (7) を挟んで締結手段（62、 63) により締結して回路基板（7) を支持するように構成されてなる請求の範囲第 1項記載の二次電池。

19. 締結手段は、支持部材（55)、回路基板（ Ί )、固定部材（ 58 ) を貫通させた一方端側を溶融成形する樹脂リベット（62) により形成されてなる請求の範囲第 18項記載の二次電池。

20. 締結手段は、固定部材（59) 及び回路基板（ 7 ) を絶縁物（64) を介して貫通して支持部材（56) に固定される金属部材（63) により形成されてなる請求の範囲第 18項記載の二次電池。

21. 封口部は、その所要構成部材に、電池ケース（ 15) の筒方向と交差する方向に外部に向けて開口する開口部が形成されてなる請求の範囲第 1項記載の二次電池。

22. 電池ケース（ 15) は、その表面が、底面中央部に正電極端子の外形寸法より大きな露出面（68) と、側周面の所定円周部位に露出面（76) とを残して絶縁被覆（69) されてなる請求の範囲第 1項記載の二次電池。

23. 電池ケース（15) は、その底面中央部に正電極端子の外形寸法より大きな径の凹部が形成されてなる請求の範囲第 1項記載の二次電池。

24. 有底筒状に形成された電池ケース（15) 内に発電要素（51) が収容され、この電池ケース（15) の開口端が電池保護装置を備えた封口部（108) により封口されてなる二次電池（F)において、前記封口部（108)の最外部に、電池を過充電、過放電等から保護する保護回路をその内面側に構成した回路基板 ( 1 10) を配設し、この回路基板 (110) の外面側に、その中央部に前記保護回路を介して正極板に接続された正極入出力端子（102)、周辺部に前記電池ケース（ 1 5) に嵌合して回路基板（110) の周辺部を覆う外キャップ（120) が接合されてなることを特徴とする二次電池。

25. 回路基板 (110) の外面側に温度検出端子が設けられ、これに接続して保護回路及び電池の温度を検出する温度検出素子（112) が設けられてなる請求の範囲第 24項記載の二次電池。

26. 封口部（108) は、円板状に形成された電流遮断手段（122、 1 23) と、円形リング状に形成された PTC (121) と、中央部が開放された帽子状に形成された内キャップ（118) とが、それそれを重ね合わせた外周部を内ガスケヅト（119) を介して封口底板（117) の外周部により挟圧固定され、前記内キャップ（118) の頂部に回路基板（110) に取り付けられたスポットリング（111)を接合することにより保護回路を備えて構成され、この封口部（1 08) が外ガスケヅト（ 113) を介して電池ケース（ 15) の開口端に力シメ固定されてなる請求の範囲第 24項記載の二次電池。

27. スポットリング（ 111 ) は、リング状の面を回路基板（ 110) 上に形成された導体パターンに接合することにより回路基板（110) に取り付けられ、リング状の面から回路基板 (110) より外側に突出させた接合面を内キヤップ（118) に接合することにより回路基板 (110) を内キャップ（1 18) 上に固定するように構成されてなる請求の範囲第 26項記載の二次電池。

28. スポットリング（ 111 ) は、銅ニッケル合金もしくは銅ニッケル合金を含むクラッド材によって形成されてなる請求の範囲第 26項記載の二次電池。

29. 回路基板（ 110)は、内面側に形成された I C放熱導体パターン（ 1 34) 上に I C部品（105) が装着され、外キャップ（120) が接合される外面側の負極接続用導体パターン（132) と前記 I C放熱用導体パターン（134) とがスルーホール（140) によって接続され、前記負極接続用導体パターン（1 32) と温度検出端子接続用導体パターン（130) との間に温度検出素子（ 11 2) が配設されてなる請求の範囲第 25項記載の二次電池。

30. 回路基板（110)は、その要部を除く所定部位にソルダレジスト（1 09) が施され、 I C放熱用導体パターン（134) 上の I C部品装着位置には、前記ソルダレジスト（109) が島状パターンを多数配列した状態に施され、島状のソルダレジスト（109) の配列間に接着剤が充填されるようにして島状パターン上に I C部品（105) が接着により装着されてなる請求の範囲第 29項記載の二次電池。

31. 島状のソルダレジスト（109) は、正六角形の島状パターンの辺を平行に所定間隔で配列されてなる請求の範囲第 30項記載の二次電池。

32. 温度検出端子（103) 及び正極入出力端子（102) は、金属成形により中央の温度検出端子（103) と、これを取り囲むように間隔を設けて形成された正極入出力端子（102) とが薄肉形成されたプリヅジ（141) により連結一体化された金属パーツ（106) に、樹脂成形により温度検出端子（103) と正極入出力端子（102) との間に絶縁樹脂（107) を充填して両者を接合した後、前記ブリッジ（141) を切り離して絶縁樹脂（107) により連結一体ィ匕された複合端子（104) として形成されてなる請求の範囲第 24項記載の二次電池。

33. 温度検出端子（103) は、その頂部が正極入出力端子（102) より低い位置にある請求の範囲第 32項記載の二次電池。

34. 外キャップ（120) は、金属材料により電池ケース（15) の周側面に嵌合する筒状部と、中央部を開口させた底面部とを備えて有底筒状に形成され、底面部に、回路基板上に形成された負極接続用導体パターン（ 132) に接続する負極接続片（ 125) と回路基板の外面側を押さえる基板押さえ片（ 126) と基板押さえ片（ 126) より深い高さ位置に上面片（ 127) とが形成され、前記負極接続片（ 125) と上面片（ 127) とを露出させて温度検出端子（ 103) 及び正極入出力端子（ 102) を除く回路基板の外面側を覆う樹脂モールド部（ 13 8) が形成されてなる請求の範囲第 24項記載の二次電池。

35. 樹脂モールド部（ 138) に、リング状にリブ（ 139 ) が形成されてなる請求の範囲第 34項記載の二次電池。

36. 外キャップ（ 120) は、銅ニッケル合金もしくは銅ニッケル合金を含む金属クラッド材で形成されてなる請求の範囲第 34項記載の二次電池。

37. 保護回路に過大電流の検出及び阻止の機能を構成すると共に、 PTC (12 1) に代えて金属環（205 ) を配設してなる請求の範囲第 26項記載の二次電池。