WO2005001962A1 - 電池パックとその製造方法 - Google Patents

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WO2005001962A1
WO2005001962A1 PCT/JP2004/004609 JP2004004609W WO2005001962A1 WO 2005001962 A1 WO2005001962 A1 WO 2005001962A1 JP 2004004609 W JP2004004609 W JP 2004004609W WO 2005001962 A1 WO2005001962 A1 WO 2005001962A1
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battery case
terminal unit
battery pack
terminal
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Ryuichiro Ebi
Kenjin Masumoto
Toshiharu Kitagawa
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Matsushita Electric Industrial Co. Ltd.
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    • Y10T29/49108Electric battery cell making
    • Y10T29/4911Electric battery cell making including sealing

Definitions

  • the present invention relates to a battery pack suitably applied to a battery power source of a small portable electronic device and the like, and more particularly to a battery pack with improved external connectivity and a method of manufacturing the same.
  • Lithium-based batteries are effective as small and high-capacity batteries, and flat rectangular lithium-ion rechargeable batteries are particularly suitable for thinning equipment.Cellular phones are reusable batteries. The application of this technology to portable electronic devices is increasing.
  • a battery pack for the power supply of various devices a battery and a circuit board provided with a means for limiting excessive current, a protection circuit for overcharging and discharging and an external connection terminal, etc. parts housed placed in an outer case having a those configured in the form of a battery packs formed by connecting the connection terminals of the circuit board and the battery lead is known (e.g., JP-2 0 0 2 2 3 1 2 0 1 JP reference.).
  • a battery pack using a terminal board provided with only external connection terminals instead of a circuit board is also known (for example, see Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-333457).
  • electronic equipment has a battery pack storage space in which a battery pack can be fitted and stored.
  • a connection terminal is provided which is elastically in contact with the external connection terminal to be electrically connected.
  • 5 1 is a flat rectangular battery pack, which houses a battery 32 composed of a lithium-ion secondary battery and a circuit board 33 or a terminal board in an exterior case 34 divided into two parts in the thickness direction.
  • the connection terminals 35 a and 35 b of the circuit board 33 and the battery 32 are connected by leads 36.
  • the battery 32 has a battery member 37 in which a power generating element 38 is housed, and a battery case 37 having an opening at one end protruding from a connection terminal 35 a having a negative polarity.
  • the battery case 37 is sealed via the insulating gasket 40, and the battery case 37 constitutes the connection terminal 35b of the other polarity.
  • a window portion 42 for exposing external connection terminals provided on the circuit board 33 is formed in one end wall 41 of the outer case 34, and the circuit board 33 is brought into contact with the inner surface of the one end wall 41. Engagement projections 44 are provided for holding in this state.
  • the external connection terminal has an appropriate elastic connection terminal. Electrical connection is ensured by contact with force, but since the circuit board 33 or the terminal board provided with the external connection terminals is arranged so as to contact the one end wall 41 of the outer case 34, Due to an error in the height dimension H of the outer case 34, the position of the external connection terminal changes.
  • the outer case 34 is made of a resin molded product and the height dimension H of the outer case 34 is large, the error dimension is also large, so that the external connection terminal of the battery pack 51 and the battery pack There is a problem that the reliability of the contact state of the storage space with the connection terminal cannot be sufficiently ensured.
  • the battery 32 and other parts are integrally molded to form a battery. It is also considered to regulate the tolerance of the height of the pond pack to a specified range, but mold molding is low in productivity, costs equipment, and if there is a defective product due to molding trouble, the loss amount will be
  • the present invention provides high reliability in the connection state of the external connection terminal when set in a portable electronic device, and has a simple configuration and a low cost. It is an object of the present invention to provide a battery pack and a method of manufacturing the battery pack, which can reduce the amount of damage and can suppress damage to the battery due to a drop impact. Disclosure of the invention
  • a battery pack according to the present invention includes a battery in which a battery case and a cap of a sealing plate for sealing an opening at one end thereof are configured as connection electrodes having polarities different from each other;
  • the external connection terminal connected to each electrode and the insulating cover are integrated, and at least a terminal unit that covers at least one end of the battery case is interposed in a compressed state between one end of the battery case and the terminal unit.
  • an elastic body is an elastic body.
  • the terminal unit and the battery case can be fixed with the dimensions between the terminal unit and the other end of the battery case being regulated. High reliability can be obtained for the connection state of the external connection terminals, and one end of the battery case is covered with the insulating cover of the terminal unit. Since the elastic body is interposed between the terminal unit and the battery case, the above-mentioned dimensional restriction can be easily and accurately performed by the pressing restriction, and the terminal unit is large due to dropping or the like. Even if an impact is applied, the impact can be absorbed by the elastic body, preventing the impact from being transmitted to the battery seal and damaging it, and preventing leakage and deformation. .
  • connection leg of one of the external connection terminals extends from the terminal unit so as to overlap the outer surface of one end of the battery case, and the connection leg is welded to the outer surface of the battery case, Welding the connection leg between the outer surface of one end of the battery case and the external connection terminal is preferable because it can easily achieve high productivity and highly reliable connection and fixing.
  • the battery pack can be disassembled to take out the battery and prevent misuse.
  • welding resistance welding, laser beam welding, electron beam welding, or the like can be suitably applied.
  • Providing at least one gas vent hole at a position corresponding to the vicinity can configure a path for discharging gas generated when a battery abnormality occurs to the outside of the battery pack. A highly safe battery pack can be obtained.
  • the other external connection terminal and the cap are connected via a lead plate housed and arranged in the terminal unit, the other external connection terminal and the cap can be connected easily and with high reliability. This is preferable because the connection configuration can be protected by the terminal unit.
  • a PTC element or temperature fuse on the lead plate, it is possible to obtain a battery pack that is simple, compact and low in cost and has high safety. Furthermore, if a layer with a different resistance value is provided on a part of the surface of one external connection terminal, or a resistive film coating is applied on a part of the surface of one external connection terminal, a dedicated circuit board or resistance element is mounted.
  • One of the external connection terminals can be shared and the identification terminal can be configured without using a 9
  • FIG. 1A to 1B show a battery pack according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1A is a perspective view
  • FIG. 1B is a schematic vertical sectional view taken along the line AA of FIG. 1A
  • FIG. 2 is an enlarged detailed sectional view of a portion B in FIG. 1B.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view taken along the line CC of FIG. 1A.
  • FIG. 4 is an external perspective view of a terminal unit in the battery pack of the embodiment.
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of an external connection terminal in the battery pack of the embodiment.
  • FIG. 6 is a longitudinal sectional view showing a connection state between the lead plate and the projection of the cap in the battery pack of the embodiment.
  • FIG. 7A and 7B show a conventional battery pack
  • FIG. 7A is a perspective view
  • FIG. 7B is an enlarged cross-sectional view taken along the line DD in FIG. 7A.
  • FIGS. 1A to 6 a battery pack and a method for manufacturing the battery pack according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A to 6.
  • reference numeral 1 denotes a flat rectangular battery pack, which includes a battery 2 made of a lithium ion secondary battery.
  • the battery 2 includes a battery case 3 and an electrode plate group in which a positive electrode plate and a negative electrode plate are stacked with a separator interposed therebetween, and a power generation element 4 made of an electrolyte.
  • An opening at one end of the battery case 3 is formed by a sealing plate 7 having a cap 6 having a projection 5. It is sealed via an insulating gasket 8, with the cap 6 constituting the connection electrode of one polarity and the battery case 3 constituting the connection electrode of the other polarity.
  • the sealing plate 7 is configured by housing and disposing a safety valve mechanism 11, a PTC element 12, and a cap 6 in a filter 9 via an inner gasket 10 .
  • the filter 9 is connected to the power generating element 4, and the filter 9 is connected to the filter 9.
  • the cap 6 is connected to the safety valve mechanism 11 via the PTC element 12.
  • one end of the battery 2 is covered with a terminal unit 13.
  • the lower part of the terminal unit 13 and the outer peripheral surface of the battery case 3 are covered with a film-like exterior material 14 to constitute the battery pack 1.
  • the terminal unit 13 has an insulating cover made of an insulating resin and the first external connection terminal 15 and the second external connection terminal 16 integrated by insert molding.
  • the first external connection terminal 15 has a substantially gate-shaped cross section, and extends downward from the terminal unit 13 such that the connection legs 17 on both sides thereof overlap the outer surface of one end of the battery case 3.
  • the second external connection terminal 16 is folded back in a laterally U-shape at one end, and a connection piece portion 18 extending at an interval into the first external connection terminal 15 is extended, The lower surface of the connection piece 18 faces the lower surface of the terminal unit 13.
  • a part of the surface of the first external connection terminal 15 is coated with a resistive film 31 so as to serve as an identification terminal 15 a having a different resistance value from that of the first external connection terminal 15. It is configured.
  • the end of the terminal unit 13 is provided with a window 19 for exposing the first and second external connection terminals 15 and 16 and the identification terminal 15a to the outside.
  • An annular projection 20 is provided on the outer periphery of the lower surface of the gate 13 to form a housing space 21 in which the lead plate 22 is housed and arranged inside.
  • An elastic body 23 is provided between the annular projection 20 and the caulked portion at the open end of the battery case 3. It is interposed.
  • foamed polyethylene or butyl rubber having an electrolytic solution resistance is preferably used.
  • connection leg 17 of the first external connection terminal 15 is connected to the outer surface of the battery case 3 by welding 24.
  • the connection leg 17 and the weld 24 of the battery case 3 are arranged at the position of the reinforcing plate 27 at one end of the battery case 3 as shown in FIG.
  • One end of a lead plate 22 is connected to the connection piece 18 of the second external connection terminal 16 by welding 25a, and the other end of the lead plate 22 is a cap of a sealing plate. It is connected to the protrusion 5 of 6 by welding 25b.
  • the lead plate 22 is configured by interposing a PTC element 26 between the first lead plate 22a and the second lead plate 22b as shown in FIGS.
  • the resistance of the lead plate 22 sharply increases, and has a function of interrupting the current. Also, as shown in FIG. 6, the second lead plate 22 b is appropriately formed with a bent portion 22 c so that workability is improved by being smoothly folded during the manufacturing process.
  • connection leg 17 is provided with a gas removal hole 30.
  • gas removal hole 30 In the event that gas is generated due to abnormal use of the battery 2 and the gas leaks from the battery case 3
  • the gas vent hole 30 is provided at an arbitrary position within the height range from the welding position 24 of the connection leg 17 to the outer surface of the battery case 3 to a position corresponding to the lower surface of the terminal unit 13. It is something that can be done.
  • the gas vent hole 30 it is desirable to form the gas vent hole 30 at a position corresponding to the vicinity of the boundary between the battery case 3 and the lower surface of the terminal unit 13 in the connection leg sound 117.
  • the gas vent hole 3 O By providing the gas vent hole 3 O at such a position, the high-pressure gas leaking from the sealing portion of the battery 2 passes through the space between the battery case 3 and the elastic body 23 and is discharged to the outside of the battery pack 1. Route to It is short and can achieve smooth gas emission.
  • two gas vent holes 30 are provided on one surface of the battery pack 1.
  • the number of gas vent holes 30 may be one or more, and one surface of the battery pack 1 may be provided. It is also possible to adopt a configuration in which one gas vent hole 30 is provided on the battery pack 1 or a configuration in which one or more gas vent holes 30 are provided on both sides of the battery pack 1.
  • the manufacturing process of the battery pack 1 having such a configuration will be described.
  • Battery 2 first and second external connection terminals 15 and 16 and insulating cover are molded into an insert to integrate terminal unit 13 and lead plate 22 and elastic body 23 separately. It is manufactured in. Battery 2 has a well-established system that can be mass-produced, and other components have a simple configuration and are manufactured with high productivity.
  • one end of a lead plate 22 was attached to the connection piece 18 of the terminal unit 13 by welding 25a, and an elastic body 23 was arranged at one end of the battery 2. Then, the other end of the lead plate 22 is connected to the protrusion 5 of the battery 2 by welding 25b.
  • the terminal unit 13 is placed on one end of the battery 2 and, as shown in FIG. 1B, the height dimension H between the other end of the battery 2 and the end face of the terminal unit 13 is set to a predetermined tolerance. It is regulated so that it fits in soil d. At this time, the size can be easily regulated by adjusting the compression ratio when compressing the elastic body 23 by applying pressure between the other end of the battery 2 and the end face of the terminal unit 13. Therefore, the thickness of the elastic body 23 is preferably larger than twice the tolerance D of the height h of the battery case 3 of the battery 2. Incidentally, D is usually about 0.2 mm, and d is preferably less than 0.15 mm.
  • connection leg 17 and the outer surface of one end of the battery case 3 are welded 24 to form the first external connection.
  • the battery case 3 becomes thinner. This is also preferable because highly reliable welding can be performed with high productivity.
  • the battery pack 1 is completed by covering a part of the terminal unit 13 and the outer peripheral surface of the battery case 3 with a film-like exterior material 14.
  • the terminal is placed in a state where the height H between the end face of the terminal unit 13 and the other end of the battery case 3 is regulated to be within a predetermined allowable tolerance d ⁇ . Since the unit 13 and the battery case 3 are fixed, high reliability can be obtained for the connection state of the external connection terminals 15 and 16 when the electronic device is set in a portable electronic device.
  • connection leg 17 of the first external connection terminal 15 extends from the terminal unit 13 so as to overlap the outer surface of one end of the battery case 3, and the connection leg 17 is attached to the outer surface of the battery case 3. Since the connection is made by welding 24, the terminal unit 13 and the battery case 3 can be fixed at the same time as this electrical connection.Reliable connection and fixing can be realized by welding 24. The production process can be simplified and productivity can be improved.
  • the battery pack 1 is covered with one end of the battery case 3 with the terminal unit 13, and a part of the terminal unit 13 and the outer peripheral surface of the battery case 3 are covered with the film-like outer material 14. Since it is configured, the exterior configuration is simple, and the battery pack 1 can be configured at low cost.
  • the elastic body 23 is interposed between the terminal unit 13 and the battery case 3 in a contracted state, the dimensional restriction can be easily and accurately performed by the pressing restriction, and high productivity can be achieved. Even if a large impact acts on the terminal unit 13 due to the fall of the elastic body 23 of the bracket 23, the impact can be absorbed, and the impact occurs at the sealing portion of the battery 2. Thus, damage can be suppressed, and liquid leakage and deformation can be prevented. Also, since the first external connection terminal 15 integrally formed with the insulating cover of the terminal unit 13 is welded to the battery case 3 of the battery 2, the battery pack 1 is disassembled and the battery 2 is disassembled. It can be prevented from being taken out and misused.
  • the second external connection terminal 16 and the projection 5 of the cap 6 of the sealing plate are connected via a lead plate 22 arranged in the accommodation space 21 in the terminal unit 13. Therefore, the second external connection terminal 16 and the projection 5 of the cap 6 can be easily and reliably connected, and the connection structure can be protected by the terminal unit 13, which is suitable and suitable. Since the PTC element 26 is arranged in one drain 22, it is possible to obtain a highly safe battery pack 1 with a simple “compact” low cost.
  • conductive agents such as carbon black and graphite, resins such as epoxy resin and phenol resin, silica, My force, talc, etc.
  • a paste obtained by kneading and dispersing an inorganic filler and, if necessary, a curing agent in a solvent is printed on one surface of the surface 15 and baked to obtain a lower resistance than the first external connection terminal 15. Since the identification terminal 15a has a high height, there is no need to mount a resistance element on the circuit board or the terminal board for forming the identification terminal 15a. Thus, the battery pack 1 can be configured. Also No.! By applying a resistive film coating 31 to make the resistance value higher than that of the _ external connection terminal 15 on a part of the surface of the first external connection terminal 15, It can also be configured.
  • the PTC element 26 is arranged on the lead plate 22.
  • a temperature fuse may be arranged instead of the PTC element 26, and the lead plate 22 may be replaced with a thermal fuse.
  • These safety functions need not be provided.
  • the connection between the projection 5 of the cap 6 and the second external connection terminal 16 does not necessarily need to adopt the connection configuration using the lead plate 22. 2nd external connection terminal.
  • the connection piece of 16 may be colored and connected by welding through the opening provided in the terminal unit.
  • the terminal unit between the external connection terminal connected to the connection electrode of the battery and the insulating cover is integrated with the other end of the battery case.
  • the terminal unit and the battery case are fixed in a state where the dimensions are regulated, it is suitable for obtaining high reliability in the connection state of the external connection terminal of 3 ⁇ 4F set in the portable electronic device.
  • the structure covers one end of the battery case, which is useful for simplifying the structure and reducing the cost.
  • Since the elastic body is interposed between the terminal unit and the battery case in a compressed state, ⁇ : It is suitable for easily and accurately performing the dimensional restriction by pressing restriction, Even if a large impact is applied to the terminal unit due to the above, the impact is absorbed by the elastic body, and it is suitable for preventing the occurrence of leakage and deformation due to the impact being transmitted to the battery sealing part and damaging it. ing,

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Abstract

電池ケース(3)とその一端開口を封口する封口板のキャップ(6)とが互いに異なる極性の接続電極として構成されている電池(2)と、これら接続電極にそれぞれ接続される外部接続端子(15、16)と絶縁カバーとが一体化され、かつ少なくとも電池ケース(3)の一端部を覆う端子ユニット(13)と、電池ケース(3)の一端と端子ユニット(13)の間に圧縮状態で介在された弾性体(23)とを備えて成る電池パックとその製造方法において、端子ユニット(13)と電池ケース(3)の他端の間の寸法を規制した状態で端子ユニット(13)と電池ケース(3)を固定することで、簡単かつ低コストな構成ながら携帯電子機器にセットした時の外部接続端子の接続状態について高い信頼性が得られる。

Description

明 細 書 電池パックとその製造方法 技術分野
本発明は小型の携帯電子機器等の電池電源に好適に適用される電池パ ックに関し、 特に外部接続性の向上を図った電池パックとその製造方法 に関するものである。 背景技術
近年、 携帯電子機器の小型化、 薄型化、 並びに高機能化の進展が著し く、 それに伴ってその電源となる電池も小型、 薄型で高容量化が要求さ れている。 小型で高容量を可能にする電池と してリチウム系電池が有効 であり、 中でも扁平な角形のリチウムイオン二次電池は機器の薄型化に 好適であり、 繰り返し使用できる電池と して携帯電話などの携帯電子機 器への適用が増加している。
ところで、 各種機器の電源用の電池パックと して、 電池と、 過大電流 の制限手段ゃ過充放電に対する保護回路及ぴ外部接続端子などを設けた 回路基板とを、 外部接続端子を露出させる窓部を有する外装ケース内に 収納配置し、 回路基板と電池の接続端子をリードで接続して成る電池パ ックの形態に構成したものが知られている (例えば、 特開 2 0 0 2— 2 3 1 2 0 1号公報参照。)。
また、 回路基板に代えて外部接続端子のみを設けた端子基板を用いた 電池パックも知られている (例えば、 特開平 6 - 3 3 3 5 4 7号公報参 照。)。
一方、 電子機器には、 電池パックを丁度嵌合収納できる電池パック収 容空間が形成され、 電池パックを収納した状態で同一面に配置された外 部接続端子に弾性的に当接して電気的に接続される接続端子が配設され ている。
このように外部接続端子を設けた回路基板や端子基板を外装ケースに 保持させた電池パックの構成例を図 7 A〜 7 Bを参照して説明する。 5 1は扁平な角形の電池パックで、 リチウムイオン二次電池から成る電池 3 2 と、 回路基板 3 3又は端子基板を、 厚さ方向に 2分割された外装ケ ース 3 4内に収納配置し、 回路基板 3 3 と電池 3 2の接続端子 3 5 a、 3 5 bをリード 3 6にて接続して構成されている。
電池 3 2は、 電池ケース 3 7内に発電要素 3 8が収容されると ともに 電池ケース 3 7の一端開口がー方の極性の接続端子 3 5 aを突設した封 ロ部材 3 9にて絶縁ガスケッ ト 4 0を介して封口され、 電池ケース 3 7 が他方の極性の接続端子 3 5 bを構成している。 また、 外装ケース 3 4 の一端壁 4 1には回路基板 3 3に設けられた外部接続端子を露出させる 窓部 4 2が形成され、 かつ回路基板 3 3を一端壁 4 1の内面に当接させ た状態で保持する係合突部 4 4が設けられている。
ところで、 図 7 A〜 7 Bに示すような電池パック 5 1では、 携帯電子 機器の電池パック収容空間にこの電池パック 5 1を収納した状態で、 そ の外部接続端子に接続端子が適正な弾性力で接触することで電気的接続 が確保されるが、 外部接続端子を設けた回路基板 3 3又は端子基板は、 外装ケース 3 4の一端壁 4 1に当接するように配置されているため、 外 装ケース 3 4の高さ寸法 Hの誤差によって、 外部接続端子の位置が変化 することになる。 しかるに、 外装ケース 3 4は樹脂成形品からなるとと もに外装ケース 3 4の高さ寸法 Hは大きいために、 その誤差寸法も大き なものとなり、 そのため電池パック 5 1の外部接続端子と電池パック収 容空間の接続端子との接触状態に対する信頼性を十分に確保することが できないという問題がある。
なお、 電池 3 2 とその他の部品を一体にモール ド成形することで、 電 池パックの高さ寸法の公差を所定範囲に規制することも考えられている が、 モールド成形は生産性が低く、 設備コス トがかかり、 また成形トラ ブル発生で不良品が出るとそのロス金額が大きくなるという問題がある < 本発明は、 上記従来の問題点に鑑み、 携帯電子機器にセッ ト した時の 外部接続端子の接続状態について高い信頼性が得られ、 かつ構成が簡単 でコス ト低減を図ることができ、 また落下衝撃による電池の損傷を抑制 できる電池パックとその製造方法を提供することを目的とする。 発明の開示
上記目的を達成するために本発明の電池パックは、 電池ケース とその 一端開口部を封口する封口板のキヤップとが互いに異なる極性の接続電 極と して構成されている電池と、 これら接燒電極にそれぞれ接続される 外部接続端子と絶縁カバーとが一体化され、 かつ少なく とも電池ケース の一端部を覆う端子ユエッ トと、 電池ケースの一端と端子ユニッ トとの 間に圧縮状態で介在された弾性体とを備えて成るものである。
この構成によると、 端子ュニッ トと電池ケースの他端の間の寸法を規 制した状態で端子ュニッ トと電池ケースを固定することができ、 携帯電 子機器にセッ ト した時の端子ュニッ トの外部接続端子の接続状態につい て高い信頼性を得ることができ、 かつ端子ユニッ トの絶縁カバーにて電 池ケースの一端部を覆う構成であるため構成が簡単になってコス ト低減 を図ることができ、 端子ュニッ トと電池ケースとの間に弾性体が介在さ れているので、 上記寸法規制を押圧規制によって容易に精度良く行うこ とができ、 かつ落下等によって端子ユニッ トに大きな衝撃が作用した場 合でもその衝擊を弾性体によって吸収することができ、 電池の封口部に 衝撃が伝わってダメージを与えるのを抑制でき、 漏液や変形を防止する ことができる。
また、 端子ュニッ トの端面と電池ケース他端の間の寸法を規制した状 態で、 接続電極と端子ュニッ トの外部接続端子とを接続して電池ケース と端子ュニッ トとを容易に固定することができ、 製造工程が簡単になつ て生産性を向上できる。
そして、 端子ュニッ トから一方の外部接続端子の接続脚部が電池ケー スの一端部外面に重なるように延出され、 その接続脚部が電池ケースの 外面に溶接にて接続されていると、 電池ケースの一端部外面と外部接続 端子の接続脚部の溶接によって容易に生産性良く、 信頼性の高い接続と 固定を実現することができて好適であり、 電池と外部接続端子と絶縁力 バーとが一体化された端子ュ-ッ トとを溶接することで、 電池パックを 分解して電池を取り出し、 誤用するのを防止できる。 溶接と しては、 抵 抗溶接、 レーザビーム溶接、 電子ビーム溶接等が好適に適用できる。
また、 接続脚部における、 電池ケース外面への溶接位置から端子ュニ ッ トの下面に対応する位置までの高さ範囲内の任意の箇所、 あるいは電 池ケース と端子ュニッ トの下面との境界近傍に対応する位置に、 少なく とも 1つ以上のガス抜き孔を設けると、 電池の異常発生時に発生するガ スを電池パックの外部に放出するための経路を構成することができるこ とから、 安全性の高い電池パックを得ることができる。
さらに、 他方の外部接続端子とキャップが、 端子ユエッ ト内に収納配 置されるリード板を介して接続されていると、 他方の外部接続端子とキ ヤップを容易かつ高い信頼性をもって接続できるとともに、 その接続構 成.を端子ュニッ トにて保護できるので好適である。
加えて、 リード板に P T C素子又は温度ヒ ユーズを配置すると、簡単 - コンパク ト '低コス トにて安全性の高い電池パックを得ることができる。 さらに、 一方の外部接続端子の表面の一部に抵抗値の異なる層を設け たり、 一方の外部接続端子の表面の一部に抵抗皮膜コーティングを施し たりすると、 専用の回路基板や抵抗素子を実装した端子基板を用いるこ となく一方の外部接続端子を共有して識別端子部を構成することができ 9
5 るので、 構成の簡素化と低コス ト化を図るうえで好適である。
ところで、 端子ユニッ トの少なく とも一部と電池ケースの外周面を、 フィルム状外装材にて被覆すると、 端子ュニッ トとフィルム状外装材に て簡便に外装された安価な構成の電池パックを得ることができる。 図面の簡単な説明
図 1 A〜図 1 Bは、 本発明の一実施形態の電池パックを示し、 図 1 A は斜視図であり、 図 1 Bは図 1 Aの A— A矢視概略縦断面図である。 図 2は、 図 1 Bの B部拡大詳細断面図である。
図 3は、 図 1 Aの C _ C矢視拡大断面図である。
図 4は、 同実施形態の電池パックにおける端子ュニッ トの外観斜視図 である。
図 5は、 同実施形態の電池パックにおける外部接続端子の分解斜視図 である。
図 6は、 同実施形態の電池パックにおけるリード板とキャップの突起 部との接続状態を示す縦断面図である。
図 7 A〜図 7 Bは、 従来例の電池パックを示し、 図 7 Aは斜視図であ り、 図 7 Bは、 図 7 Aの D— D矢視拡大断面図である。 発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明の一実施形態における電池パックとその製造方法につい て、 図 1 A〜図 6を参照して説明する。
図 1 A ~ 1 Bにおいて、 1は扁平な角形の電池パックで、 リチウムィ オン二次電池から成る電池 2を備えている。 電池 2は、 図 2に示すよう に、 電池ケース 3内に正極板と負極板をセパレータを介して積層した極 板群と電解液から成る発電要素 4を収容して構成されている。 電池ケー ス 3の一端開口は、 突起部 5を備えたキヤップ 6を有する封口板 7にて 絶縁ガスケッ ト 8を介して封口されており、 キャップ 6がー方の極性の 接続電極、 電池ケース 3が他方の極性の接続電極を構成している。 封口 板 7は、 フィルタ 9内にインナーガスケッ ト 1 0を介して安全弁機構 1 1 と P T C素子 1 2 とキャップ 6を収容配置して構成され、 フィルタ 9 が発電要素 4に接続され、 フィルタ 9 とキャップ 6が安全弁機構 1 1 と P T C素子 1 2を介して接続されている。
図 1 A〜図 3において、 電池 2の一端部が端子ュニッ ト 1 3にて覆わ れている。 また、 図 3に示すように、 端子ュニッ ト 1 3の下部と電池ケ ース 3の外周面がフィルム状外装材 1 4にて被覆され、 電池パック 1が 構成されている。
端子ュニッ ト 1 3は、 図 1 A〜図 5に示すように、 絶縁性樹脂から成 る絶縁カバーと第 1の外部接続端子 1 5 と第 2の外部接続端子 1 6 とが インサート成形により一体化されている構成である。 第 1の外部接続端 子 1 5は断面形状が略門型で、 その両側の接続脚部 1 7が電池ケース 3 の一端部外面に重なるように端子ュニッ ト 1 3から下方に延出されてい る。 第 2の外部接続端子 1 6は、 一側端で横向き U字状に折り返され、 第 1の外部接続端子 1 5内に間隔をあけて侵入する接続片部 1 8が延出 されており、 この接続片部 1 8の下面が端子ュニッ ト 1 3の下面に臨ん でいる。
なお、 第 1の外部接続端子 1 5の表面の一部には抵抗皮膜コーティン グ 3 1が施され、 第 1の外部接続端子 1 5 と異なる抵抗値を有する識別 端子部 1 5 a と して構成されている。
端子ュニッ ト 1 3の端面には第 1 と第 2の外部接続端子 1 5、 1 6な らびに識別端子部 1 5 aを外部に露出させる窓部 1 9が開口されている また、 端子ユニッ ト 1 3の下面外周部には環状突部 2 0が突設されて内 部にリ一ド板 2 2を収容配置する収容空間 2 1が形成されている。 環状 突部 2 0と電池ケ^ "ス 3の開口端のかしめ部との間には、 弾性体 2 3を 介在させている。 弾性体 2 3 と しては、 耐電解液性を有する発泡ポリェ チレンやブチルゴムなどが好適に用いられる。
第 1の外部接続端子 1 5の接続脚部 1 7は電池ケース 3の外面に溶接 2 4にて接続されている。 この接続脚部 1 7 と電池ケース 3の溶接 2 4 は、 図 2に示すように、 電池ケース 3の一端部の補強板 2 7の配置位置 に配置されている。 また、 第 2の外部接続端子 1 6の接続片部 1 8には リ一ド板 2 2の一端が溶接 2 5 aにて接続され、 リ一ド板 2 2の他端が 封口板のキャップ 6の突起部 5に溶接 2 5 bにて接続されている。 リ一 ド板 2 2は、 図 2、 図 3、 図 6に示すように、 第 1 リード板 2 2 a と第 2 リード板 2 2 bの間に P T C素子 2 6を介装して構成され、 所定温度 以上になると リード板 2 2の抵抗が急激に高くなって電流を遮断する機 能を有している。 また、 第 2 リード板 2 2 bには、 図 6に示すよ うに、 製造工程時に円滑に折り畳まれることで作業性が向上するように、 適宜 に屈曲部 2 2 cが形成されている。
また、 図 1 A及ぴ図 4〜図 6に示されるように、 接続脚部 1 7にはガ ス抜き孔 3 0が設けられている。 このガス抜き孔 3 、 万が一電池 2 の異常使用等によりガスが発生し電池ケース 3の封ロ眘 |5より漏れた際に 電池パック 1内のガス圧を外部に逃がして電池パックの破裂を防ぎ、. ひ いては電子機器の破損や使用者の負傷といった事故を防ぐためのもので ある。 このガス抜き孔 3 0は、 接続脚部 1 7における電池ケース 3の外 面への溶接位置 2 4から端子ユエッ ト 1 3の下面に対応する位置までの 高さ範囲内の任意の箇所に設けられるものである。
最も好適な例と しては、 ガス抜き孔 3 0を、 接続脚音 1 1 7における電 池ケース 3 と端子ユニッ ト 1 3の下面との境界近傍に対応する位置に設 けることが望ましい。 このよ うな位置にガス抜き孔 3 Oを設けることに よって、 電池 2の封口部から漏れた高圧のガスが、 電池ケース 3 と弾性 体 2 3 との間を抜けて電池パック 1の外部へ排出されるまでの経路が最 短なものとなり、 スムーズなガス排出を実現することができる。
なお、 本実施形態においては電池パック 1の片面に 2つのガス抜き孔 3 0を設けた構成と しているが、 ガス抜き孔 3 0の数は 1つ以上あれば 良く、 電池パック 1の片面に 1つのガス抜き孔 3 0を設けた構成や電池 パック 1の両面にそれぞれ 1つ以上設けた構成とすることも可能である 次に、 このような構成の電池パック 1の製造工程について説明する。 電池 2、 第 1 と第 2の外部接続端子 1 5、 1 6 と絶縁カバーとをインサ 一ト成形して一体化した端子ュニッ ト 1 3、 リード板 2 2、 及び弾性体 2 3はそれぞれ個別に製造されている。 電池 2は量産できるシステムが 確立しており、 他の部品も単純な構成であり、 生産性良く製造される。
まず、 図 6に示すように、 端子ュニッ ト 1 3の接続片部 1 8に溶接 2 5 aにてリ一ド板 2 2の一端を取り付け、 電池 2の一端に弾性体 2 3を 配置した後、 リ一ド板 2 2の他端を溶接 2 5 bにて電池 2の突起部 5に 接続する。
次に、 端子ユニッ ト 1 3を電池 2の一端部に被せ、 図 1 Bに示すよう に、 電池 2の他端と端子ュニッ ト 1 3の端面との間の高さ寸法 Hが所定 の公差土 dに収まるよ うに規制する。 その際、 電池 2の他端と端子ュニ ッ ト 1 3の端面の間を加圧し、 弾性体 2 3を圧縮させるときの圧縮比率 の調節によって、 簡単に寸法規制することができる。 そのため、 弾性体 2 3の厚さ寸法は、 電池 2の電池ケース 3の高さ寸法 hの公差土 Dの 2 倍より大きくするのが好適である。 因みに、 Dは通常 0 . 2 m m程度で あり、 dは 0 . 1 5 m m未満とすることが好適である。
このよ うに電池パック 1の高さ寸法 Hを所定寸法公差土 d内に規制し た状態で、 接続脚部 1 7 と電池ケース 3の一端部外面とを溶接 2 4 し、 第 1の外部接続端子 1 5 と電池ケース 3の一端部を接続すると ともに、 端子ュニッ ト 1 3を電池ケース 3に固定する。 その際に、 電池ケース 3 の一端部の補強板 2 7の配置位置で溶接すると、 電池ケース 3が薄肉で も信頼性の高い溶接を生産性良く行うことができて好ましい。 その後、 図 3に示すように、 端子ュニッ ト 1 3の一部と電池ケース 3の外周面を フィルム状外装材 1 4にて被覆することで電池パック 1が完成する。 以上の構成の電池パック 1によれば、 端子ュニッ ト 1 3の端面と電池 ケース 3の他端の間の高さ寸法 Hを所定の許容公差士 d內に収まるよ う に規制した状態で端子ュニッ ト 1 3 と電池ケース 3を固定してい るので 携帯電子機器にセッ トした時の外部接続端子 1 5、 1 6の接続状態につ いて高い信頼性を得ることができる。
また、 第 1の外部接続端子 1 5の接続脚部 1 7を電池ケース 3の一端 部外面に重なるように端子ュニッ ト 1 3から延出し、 その接続脚杳 1 7 を電池ケース 3の外面に溶接 2 4にて接続しているので、 この電気的な 接続と同時に端子ュニッ ト 1 3と電池ケース 3の固定も行うこと ができ 溶接 2 4によって信頼性の高い接続と固定を実現することができ、 製造 工程が簡単になって生産性を向上できる。
また、 電池パック 1を電池ケース 3の一端部を端子ユニッ ト 1 3にて 覆い、 この端子ユニッ ト 1 3の一部と電池ケース 3の外周面をフイルム 状外装材 1 4にて被覆して構成しているので、 外装構成が簡単で、 電池 パック 1を安価に構成することができる。
また、 端子ュニッ ト 1 3 と電池ケース 3との間に弾性体 2 3を 縮状 態で介在させているので、 上記寸法規制を押圧規制によって容易に精度 良く行うことができて高い生産性を確保することができ、 かっこの弾性 体 2 3にて落下等によって端子ユニッ ト 1 3に大きな衝撃が作用 した場 合でもその衝撃を吸収することができ、 電池 2の封口部に衝擊がィ云わつ てダメージを与えるのを抑制でき、漏液や変形を防止することができる。 また、 端子ュニッ ト 1 3の絶縁カバーと一体成形されている第 1の外 部接続端子 1 5を電池 2の電池ケース 3に溶接しているので、 電池パッ ク 1を分解して電池 2を取り出し、 誤用するのを防止できる。 また、 第 2の外部接続端子 1 6と封口板のキヤップ 6の突起部 5を、 端子ュニッ ト 1 3内の収容空間 2 1内に収納配置されるリード板 2 2を 介して接続しているので、 第 2の外部接続端子 1 6 とキャップ 6 の突起 部 5を容易にかつ高い信頼性をもって接続できるとともに、 その接続構 成を端子ュニッ ト 1 3にて保護できて好適であり、 かつリ一ドネ反 2 2に P T C素子 2 6を配置しているので、 簡単 ' コンパク ト ' 低コ ス トにて 安全性の高い電池パック 1を得ることができる。
また、 第 1 の外部接続端子 1 5には、 インサー ト成形による一体化に 先立って、 カーボンブラック、 黒鉛等の導電剤、 エポキシ樹脂、 フエノ ール樹脂等の樹脂、 シリカ、 マイ力、 タルク等の無機充填剤、 、要に応 じて硬化剤を溶剤に混練分散させたペース トを、 その表面の一き 15に印刷 し、 焼き付けることにより、 第 1の外部接続端子 1 5より も抵 値が高 い識別端子部 1 5 aを構成しているので、 識別端子部 1 5 aを禱成する ための回路基板や端子基板に抵抗素子を実装する必要がなく、 衡単かつ 低コス トにて電池パック 1を構成することができる。 また、 第 !_ の外部 接続端子 1 5よりも抵抗値を高くするための抵抗皮膜コーティ ング 3 1 を、 第 1の外部接続端子 1 5の表面の一部に施すことにより識^!端子部 1 5 aを構成することもできる。
以上の実施形態の説明では、 リード板 2 2に P T C素子 2 6を配置し た例を示したが、 P T C素子 2 6に代えて温度ヒューズを配置しても良 く、 またリード板 2 2にこれらの安全機能は設けなくても良い。 また、 キャップ 6の突起部 5 と第 2の外部接続端子 1 6 との接続には、 必ずし もリード板 2 2による接続構成を採用する必要はなく、 例えば突起部 5 の側面に当接するよ うに第 2の外部接続端子.1 6の接続片部を彩成し、 端子ュニッ トに設けた開口を通して溶接して接続するよ うにしても良い 産業上の利用可能性 以上説明したとおり本発明の電池パック及ぴその製造方法によれば、 電池の接続電極に接続される外部接続端子と絶縁カバーとが一体化さ た端子ュニッ トと電池ケースの他端の間の寸法を規制した状態で端子ュ ニッ トと電池ケースを固定することから、 携帯電子機器にセッ ト した ¾F の外部接続端子の接続状態について高い信頼性を得ることに適しており 端子ュニッ トにて電池ケースの一端部を覆う構成であることから、 構 を簡素化して低コス ト化を図るうえで有用である。 また、 端子ユニッ ト と電池ケースとの間に弾性体が圧縮状態で介在されていることから、 ±: 記寸法規制を押圧規制によって容易に精度良く行うことに適しているこ とに加え、 落下等によって端子ュニッ トに大きな衝撃が作用した場合で もその衝撃を弾性体によって吸収し、 電池の封口部に衝撃が伝わりダ ージを与えることによる漏液の発生や変形を防止することに適している,

Claims

求 の 範 囲
1. 電池ケース ( 3 ) とその一端開口部を封口する封口板のキ ヤップ ( 6 ) とが互いに異なる極性の接続電極と して構成されている電 池 ( 2) と、 これら接続電極にそれぞれ接続される外部接続端子 ( 1 5 ,
1 6 )と絶縁カバーとが一体青化され、かつ少なく とも前記電池ケース( 3 ) の一端部を覆う端子ュニッ ト ( 1 3 ) と、 前記電池ケース ( 3 ) の一端 と前記端子ユニッ ト ( 1 3 ) との間に圧縮状態で介在された弾性体 ( 2 3 ) とを備えて成る電池パック。
2. 前記端子ユニッ ト ( 1 3 ) の端面と前記電池ケース ( 3 ) 他端の間の寸法を規制した状態で前記接続電極と前記外部接続端子 ( 1 5 , 1 6 ) とを接続して、 電池ケース ( 3 ) と端子ユニッ ト ( 1 3 ) と を固定して成る請求の範囲第 1項に記載の電池パック。
3. 前記端子ュ-ッ ト ( 1 3 ) から一方の外部接続端子 ( 1 5 ) の接続脚部 ( 1 7 ) が前記電池ケース ( 3 ) の一端部外面に重なるよう に延出され、 その接続脚部 ( 1 7 ) が前記電池ケース ( 3 ) の外面に溶 接にて接続されている請求の範囲第 1項に記載の電池パック。
4. 前記接続脚部 ( 1 7 ) における前記電池ケース ( 3 ) 外面 への溶接位置 ( 2 4 ) から前記端子ュニッ ト ( 1 3 ) の下面に対応する 位置までの高さ範囲内の任意の箇所に、 少なく とも 1つ以上のガス抜き 孔 ( 3 0 ) が設けられている請求の範囲第 3項に記載の電池パック。
5. 前記接続脚部 ( 1 7 ) における前記電池ケース ( 3 ) と前 記端子ュニッ ト ( 1 3 ) の下面との境界近傍に対応する位置に、 少なく とも 1つ以上のガス抜き孔 ( 3 0 ) が設けられている請求の範囲第 3項 に記載の電池パック。
6. 他方の外部接続端子 ( 1 6 ) と前記キヤップ ( 6 ) が、 前 記端子ュニッ ト ( 1 3 ) 内に収納配置されるリード板 ( 2 2 ) を介して 接続されている請求の範囲第 3項に記載の電池パック。
7. 前記リード板 ( 2 2 ) に P T C素子 ( 2 6 ) 又は温度ヒュ ーズが配置されている請求の範囲第 6項に記載の電池パック。
8. 前記端子ュニッ ト ( 1 3 ) は、 一方の外部接続端子 ( 1 5 ) の表面の一部に抵抗値の異なる層を設けて識別端子部 ( 1 5 a ) を構成 した後に前記絶縁カバーと一体化される請求の範囲第 1項に記載の電池 ノ、。ック。
9. 前記端子ュ-ッ ト ( 1 3 ) は、 一方の外部接続端子 ( 1 5 ) の表面の一部に抵抗皮膜コーティング ( 3 1 ) を施して識別端子部 ( 1 5 a ) を構成した後に前記絶縁カバーと一体化される請求の範囲第 1項 に記載の電池パック。
1 0. 前記端子ュニッ ト ( 1 3 ) の少なく とも一部 と前記電池 ケース ( 3 ) の外周面を、 フィルム状外装材 ( 1 4) にて被覆してなる 請求の範囲第 1〜第 9項の何れか 1項に記載の電池パック。
1 1. 電池ケース ( 3 ) とその一端開口部を封口する封口板の キャップ ( 6 ) とが互いに異なる極性の接続電極と して構成されている 電池 ( 2 ) と、 これら接続電極にそれぞれ接続される外部接続端子 ( 1 5 , 1 6 ) と絶縁カバーとが一体化され、 かつ少なく とも前記電池ケー スの一端部を覆う端子ユニッ ト ( 1 3 ) とを備えて成る電池パックの製 造方法であって、 前記電池ケー ス ( 3 ) の一端と前記端子ユニッ ト ( 1 3 ) との間に弾性体 ( 2 3 ) を介在させる工程、 前記端子ユニッ ト ( 1 3 ) の端面と前記電池ケース ( 3 ) の他端との間の寸法を前記弾性体 ( 2 3 ) を圧縮しつつ規制する工程、 前記接続電極と前記外部接続端子 ( 1 5 , 1 6 ) を接続する工程とを有する電池パックの製造方法。
1 2. 前記キャップ ( 6 ) と他方の外部接続端子 ( 1 6 ) とを リード板 ( 2 2 ) を介して接続する工程、 前記電池ケース ( 3 ) の一端 部を覆うように前記端子ュニッ ト ( 1 3 ) を装着して前記弾性体 ( 2 3 ) を圧縮しつつ位置規制する工程、 前記端子ュニッ ト ( 1 3 ) から前記電 池ケース ( 3 ) の一端部外面に重なるよ うに延出された一方の外部接続 端子 ( 1 5 ) の接続脚部 ( 1 7 ) と前記電池ケース ( 3 ) の外面を溶接 にて接続する工程とを有する請求の範囲第 1 1項に記載の電池パックの 製造方法。
1 3. 前記電池ケース ( 3 ) の一端部の補強板 ( 2 7 ) 配置位 置で、 前記一方の外部接続端^ ( 1 5 ) の接続脚部 ( 1 7 ) と前記電池 ケース ( 3 ) の外面を溶接にて接続する請求の範囲第 1 2項に記載の電 池パックの製造方法。
1 4. 前記端子ュニグ ト ( 1 3 ) の少なく とも一部と前記電池 ケース ( 3 ) の外周面を、 フィ ルム状外装材 ( 1 4) にて被覆する工程 を有する請求の範囲第 1 1〜第 1 3項の何れか 1項に記載の電池パック の製造方法。
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