JP4027141B2

JP4027141B2 - battery

Info

Publication number: JP4027141B2
Application number: JP2002105127A
Authority: JP
Inventors: 寛関口; 淳史小島
Original assignee: 三洋ジーエスソフトエナジー株式会社
Priority date: 2002-04-08
Filing date: 2002-04-08
Publication date: 2007-12-26
Anticipated expiration: 2022-04-08
Also published as: JP2003297315A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池を保護するための保護回路基板を備えた電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、高エネルギー密度を有するリチウムイオン二次電池には、電池本体を過充電、過放電等から保護するための保護回路基板が備えられている。
【０００３】
図４には、保護回路基板１０１を備えた電池１００を示した。この保護回路基板１０１は、所定の回路パターンが形成されたプリント基板上に、電子部品が実装されたものである。回路パターンの一部は接続パッド１０２とされ、この接続パッド１０２上にはニッケルブロック１０３がはんだ付けにより固着されている。そして、このニッケルブロック１０３上に電池本体１０４のリード１０５がスポット溶接によって接続されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、ニッケルブロック１０３へのリード１０５の接続の際に、スポット溶接によってニッケルブロック１０３が熱せられ、この熱によってはんだ１０６が溶融してしまう場合がある。このような場合に、柔らかくなったはんだがニッケルブロック１０３の自重、およびスポット時の加圧によって押し潰され、接続パッド１０２からはみ出してしまうと、隣接する導体回路や電子部品との短絡を生じるおそれがある（図５参照）。特に、近年の電池の小型化の要請に伴って、保護回路基板１０１上の回路パターンが高密度化されるとともに、ニッケルブロック１０３にも小さく薄いものが使用されるようになってきたため、この問題が顕著となっていた。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、保護回路基板上の接続ランドからのはんだのはみ出しを回避できる電池を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために請求項１の発明に係る電池は、電池本体と、この電池本体の保護を行うための保護回路基板とを備えてなり、前記保護回路基板の接続ランドに半田付けされた中間接続部材に、前記電池本体から導出されたリードを溶接するようにしたものにおいて、前記中間接続部材のうち前記接続ランドと対向する面には、前記中間接続部材を前記接続ランドに対して隙間を開けて支持するための半円球状の脚部が突設されていることを特徴とする。
【０００７】
【発明の作用、および発明の効果】
請求項１の発明によれば、中間接続部材において保護回路基板の接続ランドと対向する面には、半円球状の脚部が突設されており、接続ランドとの間に、脚部の突設高さ分の隙間が確保されるようになっている。したがって、はんだは、スポット溶接時の熱により溶融した場合でも、この中間接続部材に押し潰されることなく隙間内に留まることができる。これにより、はんだの接続ランドからのはみ出しを回避できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の保護回路基板および電池を具体化した一実施形態について、図１〜図３を参照しつつ詳細に説明する。
【０００９】
図１には、本実施形態の電池１を示した。この電池１の電池本体２は、角型のリチウムイオン二次電池である。電池本体２には、アルミニウムにより有底の角型容器状に形成された電池缶３が備えられており、その内部に発電要素が収容されている。電池缶３の開口部は、蓋部４を溶着することにより塞がれている。この蓋部４には、この蓋部４を貫通する負極端子５が、絶縁材を介して取り付けられている。また、電池缶３の底面６には、薄板状のクラッド材８が取り付けられている。このクラッド材８は、ニッケルにより形成された薄板状の基材にアルミニウムが圧延されたものであり、アルミニウム面側が底面６との接触面となるようにして、底面６に溶着されている。なお、以下の説明において、電池１の蓋部４側（図示左上方向）を前方、底面６側（図示右下方向）を後方とする。
【００１０】
電池缶３内に収容される発電要素は、図示はしないが、正極用電極板と負極用電極板とをセパレーターを介して積層し、巻回することにより作製されたものである。正極用電極板からは正極リードが導出されて、電池缶３の底部に溶着されており、これにより、電池缶３全体が正極端子としての役割を担っている。また、負極用電極板からは負極リードが導出されて、蓋部４に備えられた負極端子５に溶着されている。
【００１１】
電池本体２には、後述の保護回路基板３０を接続するための一対のリード１１、２１が取り付けられている。リード１１、２１は、ニッケル板を型抜き加工および曲げ加工することによって形成されており、短尺のプラスリード１１と、長尺のマイナスリード２１とで構成されている。
【００１２】
プラスリード１１には、短冊状の基体部１２と、この基体部１２から突設された接続片１３とが備えられている。このプラスリード１１は、電池本体２における底面６の一端（図１において左端）寄りの位置に配され、基体部１２がクラッド材８にスポット溶接により溶着されている。また、接続片１３は、基体部１２の上辺において左端よりの位置から、上方に向かって延設されるとともに、基体部１２との連結部分から直角に折り曲げられて、後方に向かって突出した状態とされている。
【００１３】
一方、マイナスリード２１には、長尺の帯状の基体部２２と、この基体部２２から突設された接続片２３とが備えられている。基体部２２は、その全長が電池本体２の側面７の長さよりもやや長くされるとともに、その一端よりもやや中央よりの位置で折り曲げられてＬ字状とされている。そして、電池本体２の底面６においてプラスリード１１が溶着されているのとは逆側の端部（図１において右端部）および側面７に沿って配され、絶縁テープ２４を介して電池本体２に接着されている。この絶縁テープ２４は、正極端子である電池缶３とマイナスリード２１との間に介在することで、両者が直接に接触して電池１が短絡するのを防止している。基体部２２の後端部は、保護素子２５を介して負極端子５に接続されている。そして、マイナスリード２１において電池本体２の底面６に接着されている部分には、プラスリード１１の接続片１３と同様の形状の接続片２３が設けられている。
【００１４】
さて、この電池本体２には、電池１の過充電や過放電を防止するための保護回路基板３０が接続されている。保護回路基板３０は、電池本体２の底面６とほぼ同じ大きさの矩形状のプリント基板３７上に、所定の回路パターンが形成されるとともに、電子部品３１が実装されたものである。回路パターンの一部は接続ランド３２とされており、ここにリード１１、２１との接続のための一対のニッケルブロック３４（本発明の中間接続部材に該当する）が固着されている。
【００１５】
ニッケルブロック３４は、ニッケル板により矩形状に形成されている（図２参照）。このニッケルブロック３４の表裏両面のうち一面側は、接続ランド３２に固着される固着面３５とされており、この固着面３５において四隅の角部よりやや内側の位置には、それぞれ半円球状の脚部３６が突設されている。この脚部３６は、例えばニッケルブロック３４の固着面３５とは逆側の面から棒状の金具を押し込むことによって形成される。
【００１６】
ニッケルブロック３４は、この固着面３５を接続ランド３２側に向けて、接続ランド３２にはんだ付けにより固着されている。そして、ニッケルブロック３４の上面側には、各リード１１、２１の接続片１３、２３が、スポット溶接により溶着されている。
【００１７】
次に、上記のように構成された本実施形態の作用および効果について説明する。
【００１８】
上記したように、ニッケルブロック３４は、固着面３５を接続ランド３２側に向けて、接続ランド３２にはんだ付けにより固着されている。このとき、固着面３５には脚部３６が形成されているので、固着面３５と接続ランド３２との間には、脚部３６の突出高さ分の隙間が確保されており、この隙間がはんだ３３によって埋められた状態となっている（図３Ａ参照）。
【００１９】
このニッケルブロック３４にリード１１、２１を接続する際には、まず、ニッケルブロック３４の上面に、リード１１、２１における接続片１３、２３をあてがう。そして、スポット溶接を行うことにより、ニッケルブロック３４と接続片１３、２３とを溶着する（図３Ｂ参照）。
【００２０】
このとき、スポット溶接によってニッケルブロック３４が熱せられ、この熱によってはんだ３３が溶融してしまう場合がある。しかし、脚部３６によって固着面３５と接続ランド３２との間には、脚部３６の突出高さ分の隙間が確保されている。このため、はんだ３３はニッケルブロック３４によって押し潰されることなく、この隙間内に留まることができる。これにより、はんだ３３の接続ランド３２からのはみ出しを防止できる。
【００２１】
本発明の技術的範囲は、上記した実施形態によって限定されるものではなく、例えば、次に記載するようなものも本発明の技術的範囲に含まれる。その他、本発明の技術的範囲は、均等の範囲にまで及ぶものである。
１）本実施形態によれば、脚部３６は４個設けられているが、脚部の数は本実施形態に限るものではなく、３個以下、あるいは５個以上であってもよい。
２）本実施形態によれば、脚部３６は固着面３５において四隅の角部のやや内側にそれぞれ形成されているが、本発明によれば脚部の形成位置は本実施形態に限るものではなく、固着面内であればいずれの位置に形成されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の電池の斜視図
【図２】（Ａ）ニッケルブロックの底面図
（Ｂ）ニッケルブロックの側面図
【図３】（Ａ）接続ランドにニッケルブロックをはんだ付けした様子を示す側面図
（Ｂ）ニッケルブロックにリードを溶着した様子を示す側面図
【図４】従来の電池の部分拡大図
【図５】（Ａ）接続ランドにニッケルブロックをはんだ付けした様子を示す側面図
（Ｂ）はんだが接続ランドからはみ出した様子を示す側面図
【符号の説明】
１…電池
２…電池本体
１１…プラスリード（リード）
２１…マイナスリード（リード）
３０…保護回路基板
３２…接続ランド
３４…ニッケルブロック（中間接続部材）
３６…脚部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery provided with a protection circuit board for protecting the battery.
[0002]
[Prior art]
Generally, a lithium ion secondary battery having a high energy density is provided with a protection circuit board for protecting the battery body from overcharge, overdischarge, and the like.
[0003]
FIG. 4 shows a battery 100 including the protection circuit board 101. The protection circuit board 101 is obtained by mounting electronic components on a printed board on which a predetermined circuit pattern is formed. A part of the circuit pattern is a connection pad 102, and a nickel block 103 is fixed on the connection pad 102 by soldering. The lead 105 of the battery body 104 is connected to the nickel block 103 by spot welding.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, when the lead 105 is connected to the nickel block 103, the nickel block 103 is heated by spot welding, and the solder 106 may be melted by this heat. In such a case, if the softened solder is crushed by the weight of the nickel block 103 and the pressure applied at the time of spotting and protrudes from the connection pad 102, there is a risk of causing a short circuit with an adjacent conductor circuit or electronic component. (See FIG. 5). In particular, with the recent demand for battery miniaturization, the circuit pattern on the protection circuit board 101 has been densified, and the nickel block 103 has come to be used with a small and thin one. Became prominent.
[0005]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a battery capable of avoiding solder protrusion from a connection land on a protective circuit board.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, a battery according to the invention of claim 1 includes a battery body and a protection circuit board for protecting the battery body, and is soldered to a connection land of the protection circuit board. The intermediate connection member is welded with a lead led out from the battery body, and the intermediate connection member is connected to the connection land on the surface of the intermediate connection member facing the connection land. A semicircular leg for projecting and supporting a gap is provided.
[0007]
Operation of the invention and effect of the invention
According to the first aspect of the present invention, the semi-circular leg portion projects from the surface of the intermediate connection member facing the connection land of the protection circuit board, and the leg projection projects from the connection land. A gap corresponding to the installation height is secured. Therefore, even when the solder is melted by heat at the time of spot welding, the solder can remain in the gap without being crushed by the intermediate connecting member. Thereby, the protrusion of the solder from the connection land can be avoided.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment embodying a protection circuit board and a battery of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
[0009]
FIG. 1 shows a battery 1 according to this embodiment. The battery body 2 of the battery 1 is a square lithium ion secondary battery. The battery body 2 is provided with a battery can 3 formed in a square container shape with a bottom from aluminum, and a power generation element is accommodated therein. The opening of the battery can 3 is closed by welding the lid 4. A negative electrode terminal 5 that penetrates the lid 4 is attached to the lid 4 via an insulating material. A thin clad material 8 is attached to the bottom surface 6 of the battery can 3. The clad material 8 is formed by rolling aluminum on a thin plate-like base material made of nickel, and is welded to the bottom surface 6 so that the aluminum surface side is a contact surface with the bottom surface 6. In the following description, the lid 4 side (upper left direction in the figure) of the battery 1 is the front and the bottom surface 6 side (lower right direction in the figure) is the rear.
[0010]
Although not shown, the power generation element housed in the battery can 3 is produced by laminating a positive electrode plate and a negative electrode plate via a separator and winding them. A positive electrode lead is led out from the positive electrode plate and welded to the bottom of the battery can 3, whereby the entire battery can 3 serves as a positive electrode terminal. Further, the negative electrode lead is led out from the negative electrode plate and welded to the negative electrode terminal 5 provided in the lid portion 4.
[0011]
A pair of leads 11 and 21 for connecting a protection circuit board 30 described later is attached to the battery body 2. The leads 11 and 21 are formed by punching and bending a nickel plate, and are composed of a short plus lead 11 and a long minus lead 21.
[0012]
The plus lead 11 is provided with a strip-shaped base portion 12 and a connection piece 13 protruding from the base portion 12. The plus lead 11 is disposed at a position near one end (left end in FIG. 1) of the bottom surface 6 of the battery body 2, and the base portion 12 is welded to the clad material 8 by spot welding. The connection piece 13 extends upward from a position from the left end on the upper side of the base portion 12 and is bent at a right angle from a connecting portion with the base portion 12 and protrudes rearward. It is said that.
[0013]
On the other hand, the minus lead 21 is provided with a long band-shaped base portion 22 and a connection piece 23 protruding from the base portion 22. The base portion 22 has an overall length that is slightly longer than the length of the side surface 7 of the battery body 2, and is bent at a position slightly closer to the center than one end thereof to have an L shape. The battery main body 2 is disposed along the end (the right end in FIG. 1) and the side surface 7 opposite to the side where the plus lead 11 is welded on the bottom surface 6 of the battery main body 2. It is glued to. The insulating tape 24 is interposed between the battery can 3 serving as the positive electrode terminal and the negative lead 21 to prevent the battery 1 from being short-circuited due to direct contact between the two. The rear end portion of the base portion 22 is connected to the negative electrode terminal 5 via the protective element 25. A connecting piece 23 having the same shape as the connecting piece 13 of the plus lead 11 is provided at a portion of the minus lead 21 bonded to the bottom surface 6 of the battery body 2.
[0014]
The battery body 2 is connected to a protection circuit board 30 for preventing overcharging and overdischarging of the battery 1. The protective circuit board 30 is formed by forming a predetermined circuit pattern and an electronic component 31 on a rectangular printed board 37 having substantially the same size as the bottom surface 6 of the battery body 2. A part of the circuit pattern is a connection land 32, and a pair of nickel blocks 34 (corresponding to the intermediate connection member of the present invention) for connection to the leads 11 and 21 are fixed thereto.
[0015]
The nickel block 34 is formed in a rectangular shape by a nickel plate (see FIG. 2). One side of the front and back surfaces of the nickel block 34 is a fixing surface 35 that is fixed to the connection land 32, and the fixing surface 35 has a semispherical shape at a position slightly inside the corners of the four corners. Legs 36 are projected. The leg portion 36 is formed by, for example, pushing a rod-shaped metal fitting from a surface opposite to the fixing surface 35 of the nickel block 34.
[0016]
The nickel block 34 is fixed to the connection land 32 by soldering with the fixing surface 35 facing the connection land 32 side. The connection pieces 13 and 23 of the leads 11 and 21 are welded to the upper surface side of the nickel block 34 by spot welding.
[0017]
Next, the operation and effect of the present embodiment configured as described above will be described.
[0018]
As described above, the nickel block 34 is fixed to the connection land 32 by soldering with the fixing surface 35 facing the connection land 32 side. At this time, since the leg portion 36 is formed on the fixing surface 35, a gap corresponding to the protruding height of the leg portion 36 is secured between the fixing surface 35 and the connection land 32. It is in a state of being filled with the solder 33 (see FIG. 3A).
[0019]
When connecting the leads 11 and 21 to the nickel block 34, first, the connection pieces 13 and 23 in the leads 11 and 21 are applied to the upper surface of the nickel block 34. And the nickel block 34 and the connection pieces 13 and 23 are welded by performing spot welding (refer FIG. 3B).
[0020]
At this time, the nickel block 34 is heated by spot welding, and the solder 33 may be melted by this heat. However, a gap corresponding to the protruding height of the leg portion 36 is secured between the fixing surface 35 and the connection land 32 by the leg portion 36. For this reason, the solder 33 can remain in the gap without being crushed by the nickel block 34. Thereby, the protrusion of the solder 33 from the connection land 32 can be prevented.
[0021]
The technical scope of the present invention is not limited by the above-described embodiments, and, for example, those described below are also included in the technical scope of the present invention. In addition, the technical scope of the present invention extends to an equivalent range.
1) According to this embodiment, four leg portions 36 are provided, but the number of leg portions is not limited to this embodiment, and may be three or less, or five or more.
2) According to the present embodiment, the leg portions 36 are respectively formed slightly inside the corners of the four corners of the fixing surface 35. However, according to the present invention, the leg positions are not limited to the present embodiment. However, it may be formed at any position within the fixing surface.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of a battery of the present embodiment. FIG. 2A is a bottom view of a nickel block. FIG. 3B is a side view of the nickel block. FIG. 3A is a view of soldering a nickel block to a connection land. Side view showing (B) Side view showing how a lead is welded to a nickel block [FIG. 4] Partial enlarged view of a conventional battery [FIG. 5] (A) Side view showing how a nickel block is soldered to a connection land (B) Side view showing the solder protruding from the connection land [Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Battery 2 ... Battery main body 11 ... Positive lead (lead)
21 ... Negative lead (lead)
30 ... Protection circuit board 32 ... Connection land 34 ... Nickel block (intermediate connection member)
36 ... Leg

Claims

電池本体と、この電池本体の保護を行うための保護回路基板とを備えてなり、前記保護回路基板の接続ランドに半田付けされた中間接続部材に、前記電池本体から導出されたリードを溶接するようにしたものにおいて、
前記中間接続部材のうち前記接続ランドと対向する面には、前記中間接続部材を前記接続ランドに対して隙間を開けて支持するための半円球状の脚部が突設されていることを特徴とする電池。A battery main body and a protection circuit board for protecting the battery main body are provided, and a lead led out from the battery main body is welded to an intermediate connection member soldered to a connection land of the protection circuit board. In what I did,
A semi-spherical leg for projecting and supporting the intermediate connection member with a gap with respect to the connection land is provided on a surface of the intermediate connection member facing the connection land. Battery.