JP4300769B2 - Battery device and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
一般に電池は様々な機器に用いられており、近年、その中でも、携帯電話や、ノートパソコンと呼ばれる持ち運び可能なパーソナルコンピュータをはじめとする携帯端末の電源として用いられることが多くなってきた。
【0002】
本発明は、このような携帯端末をはじめとする電気機器または電子機器に用いられる電池装置およびその製造方法に関するものである。
【0003】
【従来の技術】
近年、携帯電話や、持ち運び可能なパーソナルコンピュータをはじめとする携帯端末の多機能化や高性能化に伴い、これらの電源としての電池に対し、大容量や大電力が求められている。このような大容量、大電力の要望に対し、リチウムイオン二次電池等の高性能の電池が登場してきた。
【0004】
これらの電池は、大電力であるため、発熱量も従来の乾電池などと比べて大きい。そしてこれらの電池は温度が高くなりすぎると、電池内部の化学反応に支障をきたすおそれがあり、また、この電池を使用している電気機器または電子機器内の半導体等の電気部品に対し、熱による悪影響を与えるおそれがある。
【0005】
したがって、これらの高性能の電池は、電池を過熱から保護する手段と共に電池装置として用いられることが多い。またリチウムイオン二次電池等の場合は、より大容量の充電や適切な放電を行わせるために、電池に、充電、放電の制御等を行う保護回路を付けることが多い。
【0006】
図7は従来の電池装置の斜視図である。図7において、1は有底角筒状のケースで、このケース1は金属により構成され、かつこのケース1内には発電要素(図示せず)を収納している。そしてこの発電要素(図示せず)は一方の極をケース1としている。2は前記ケース1の上方開口部を閉塞する蓋で、この蓋2には前記発電要素(図示せず)の他方の極を構成する電極3を取り付けており、この蓋2と前記ケース1で素電池4を構成している。5は前記蓋2に設置された過熱保護素子で、この過熱保護素子5は素子部6と、この素子部6の両端部に設けられた導電体からなる一対のリード7a,7bとにより構成されている。そして、この一対のリード7a,7bのうち、一方のリード7aは前記電極3にスポット溶接により電気的に接続されている。8は前記ケース1の側面に設置された保護回路基板で、この保護回路基板8には前記素電池4を過充電・過放電等から保護する保護回路(図示せず)を設けている。そしてこの保護回路基板8には金属製の一方の接続部材8aと、他方の接続部材8bを設けており、一方の接続部材8aは前記他方のリード7bとスポット溶接により電気的に接続されている。また他方の接続部材8bは前記ケース1に電気的に接続されている。9は前記ケース1の側面から蓋2にかけて設けられた絶縁シートで、この絶縁シート9は、ケース1と、過熱保護素子5における他方のリード7b、保護回路基板8および一対の接続部材8a,8bとを絶縁し、過熱保護素子5における一対のリード7a,7bの短絡を防止するものである。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の電池装置においては、過熱保護素子5と保護回路基板8を取り付ける分、装置が大きくなってしまうという課題を有していた。すなわち、過熱保護素子5と保護回路基板8を取り付けるとなると、これらを取り付けるための空間がそれぞれ必要となるもので、このことは、より小型化を図ろうとする携帯端末に用いる電池装置にとっては大きな課題となっていた。
【0008】
本発明は上記従来の課題を解決するもので、過熱保護素子を有しているにもかかわらず、小型化が図れる電池装置およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は以下の構成を有するものである。
【0010】
本発明の請求項1に記載の発明は、正極および負極を有する素電池と、この素電池の過熱時に電流を遮断する素子部およびこの素子部の両側に設けた一対のリードからなり、前記素電池と電気的に接続される過熱保護素子と、この過熱保護素子と電気的に接続されるとともに、少なくとも前記素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板とを備え、前記保護回路基板に開口部または欠落部で構成された収納部を設け、この収納部に前記過熱保護素子における素子部を入り込ませ、さらに、前記過熱保護素子における一対のリードのうち、一方のリードと素電池との接続部を前記収納部に露出させたもので、この構成によれば、保護回路基板に設けた収納部に過熱保護素子における素子部を入り込ませているため、過熱保護素子の素子部と保護回路基板とは重なり合う部分が生じることになり、その結果、電池装置全体の大きさを小さくすることができ、さらに、前記過熱保護素子における一対のリードのうち、一方のリードと素電池との接続部を前記収納部に露出させているため、過熱保護素子における一方のリードと素電池との接続部の接続状況を目視により外部から簡単に知ることができるという作用効果が得られるものである。
【0011】
本発明の請求項に記載の発明は、正極および負極を有する素電池と、この素電池の過熱時に電流を遮断する素子部およびこの素子部の両側に設けた一対のリードからなり、この一対のリードのうち、一方のリードが前記素電池の一方の極と電極的に接続される過熱保護素子と、この過熱保護素子における一対のリードのうち、他方のリードと電気的に接続されるとともに、少なくとも前記素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板と、前記過熱保護素子における一対のリードのうち、他方のリードと前記保護回路基板とを電気的に接続する第1の接続部材と、前記保護回路基板と前記素電池の他方の極とを電気的に接続する第2の接続部材とを有し、前記過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続、前記過熱保護素子における他方のリードと第1の接続部材の一端部との電気的接続および前記素電池の他方の極と第2の接続部材の一端部との電気的接続を行った後、前記第1の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続および第2の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続を行うようにしたもので、この製造方法によれば、素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板を素電池に接続する前に、過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続、前記過熱保護素子における他方のリードと第1の接続部材の一端部との電気的接続および前記素電池の他方の極と第2の接続部材の一端部との電気的接続を行うようにしているため、これらの電気的接続が保護回路基板に与える影響を排除することができるという作用効果が得られるものである。
【0012】
本発明の請求項に記載の発明は、特に、過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続、前記過熱保護素子における他方のリードと第1の接続部材の一端部との電気的接続および前記素電池の他方の極と第2の接続部材の一端部との電気的接続を抵抗溶接で行い、かつ前記第1の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続および第2の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続をはんだ付け、レーザー溶接、接着のいずれかで行うようにしたもので、この製造方法によれば、第一の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続および第2の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続をはんだ付け、レーザー溶接、接着のいずれかで行うようにしているため、抵抗溶接をした場合の保護回路基板への悪影響を防止できるという作用効果が得られるものである。
【0013】
本発明の請求項に記載の発明は、正極および負極を有する素電池と、この素電池の過熱時に電流を遮断する素子部およびこの素子部の両側に設けた一対のリードからなり、前記素電池と電気的に接続される過熱保護素子と、この過熱保護素子と電気的に接続されるとともに、少なくとも前記素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板とを有し、前記過熱保護素子における他方のリードと保護回路基板とを電気的に接続するとともに、前記保護回路基板と素電池の他方の極とを第2の接続部材を介して電気的に接続し、その後、前記保護回路基板に設けた開口部または欠落部に過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極とを露出させ、この露出した過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極とを電気的に接続するようにしたもので、この製造方法によれば、過熱保護素子における他方のリードと保護回路基板とを電気的に接続するとともに、前記保護回路基板と素電池の他方の極とを第2の接続部材を介して電気的に接続し、その後、前記保護回路基板に設けた開口部または欠落部に過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極とを露出させ、この露出した過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極とを電気的に接続するようにしているため、保護回路基板と素電池を接続する場合、第1の接続部材は不要となり、これにより、部品数を減少させることができるため、製造が容易になる。また前記第2の接続部材の部分で保護回路基板を折り曲げることにより、過熱保護素子における一方のリードが素電池の一方の極に重複した形で保護回路基板に設けた開口部または欠落部に露出するため、この露出した過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続も容易に行えるという作用効果が得られるものである。
【0014】
本発明の請求項に記載の発明は、特に、過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続を、この接続を行うために必要なエネルギーを、保護回路基板に設けた開口部または欠落部を通過させて前記過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との接続部に供給することにより行うようにしたもので、この製造方法によれば、過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続を、この接続を行うために必要なエネルギーを、保護回路基板に設けた開口部または欠落部を通過させて行うようにしているため、前記過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との接続を行うと同時に、保護回路基板の素電池への位置決め固定が行えるという作用効果が得られるものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
(実施の形態1)
以下、本発明の実施の形態1について、図面を参照しながら説明する。
【0016】
図1は本発明の実施の形態1における電池装置の一部を破断して示した展開斜視図、図2は同電池装置における保護回路基板を折り曲げた後の斜視図、図3(a)は同電池装置の部分縦断面図、図3(b)は同電池装置の上面図である。
【0017】
図1、図2、図3(a)、図3(b)において、11は発電要素、12は金属により構成された有底角筒状の電池缶、13は前記電池缶12の上方開口部を閉塞する金属製の電池蓋で、この電池蓋13の略中央部には開口部13aが設けられており、この開口部13aに前記発電要素11の一方の極(正極)と電気的に接続されている電極14を臨ませている。また前記電池缶12と電池蓋13はケース15を構成しているもので、このケース15内に前記発電要素11を収納している。16は前記電池蓋13の開口部13aに設けた電極絶縁部材で、この電極絶縁部材16は電極14とケース15とを絶縁している。17は発電要素11の一方の極(正極)と電極14とを電気的に接続している電極接続部材である。以上説明した11〜17の構成部材により素電池18を構成している。なお、この素電池18における発電要素11は、一方の極(正極)を電極14に接続し、かつ他方の極(負極)を電池缶12と電気的に接続しているもので、前記電池缶12は電池蓋13と電気的に接続されているため、電池缶12と電池蓋13からなるケース15全体は電極14と異なる電位を有することになる。
【0018】
19は過熱保護素子で、この過熱保護素子19は通常時には電気抵抗が実用上無視できる程度の微小な値であるが、素電池18の温度を検知して素電池18が所定の温度になった時には実用上電流を遮断する程度に電気抵抗が極めて高くなる特性を有しているもので、この特性により素電池18の過熱を防止するものである。この過熱保護素子19としては、所定の温度になると溶解して分断する可溶合金からなる温度ヒューズのように一度電流を遮断すると二度と復帰しないものや、PTC特性(Positive Temperature Coefficient特性)を有する導電性のポリマ樹脂からなるPTCサーミスタのように、所定の温度になると電気抵抗が上昇して電流を遮断するが、温度が低下すると抵抗値も低下して再び電流を流す復帰型の特性を有するものが用いられる。20は過熱保護素子19を構成する素子部で、この素子部20は所定の温度になると電流を遮断するものである。21a,21bは素子部20の両端から遠方に伸びるように配置された一対のリードで、この一対のリード21a,21bも前記過熱保護素子19を構成するもので、その材料としては、他の構成部材との電気的接続を抵抗溶接で行うのであれば、Niを母材とする金属板が好ましい。22は前記過熱保護素子19における一方のリード21aと素電池18における電極14との接続部である。
【0019】
23は保護回路基板で、この保護回路基板23には素電池18への充電および素電池18の放電を制御する保護回路(図示せず)を設けている。24は過熱保護素子19における他方のリード21bと保護回路基板23の保護回路(図示せず)とを電気的に接続する第1の接続部材で、金属部材からなるリード板で構成されている。25は電池蓋13と保護回路基板23の保護回路(図示せず)とを電気的に接続する第2の接続部材で、金属部材からなるリード板で構成されている。26は電池蓋13と過熱保護素子19における他方のリード21bとの間に位置して両者13,21bの短絡を防止するために設けられた短絡防止用の絶縁部材である。なお、図1では、保護回路基板23を展開した形で示しているが、この保護回路基板23は、本来は第1の接続部材24と、第2の接続部材25の部分で矢印Aの方向に折り曲げられて電池蓋13と平行に向かい合うように、すなわち、図2のように配置されているものである。
【0020】
27は保護回路基板23に設けた収納部で、この収納部27は保護回路基板23に開口部を設けることにより構成されており、そして前記保護回路基板23が図2のように折り曲げられて電池蓋13と平行に向かい合うように配置されると、前記収納部27に過熱保護素子19における素子部20の厚み方向の一部が入り込むとともに、過熱保護素子19における一方のリード21aと電極14との接続部22も前記収納部27に露出した状態となるものである。このように過熱保護素子19における一方のリード21aと電極14との接続部22を収納部27に露出させるようにすると、目視により過熱保護素子19における一方のリード21aと電極14との接続状態を簡単に知ることができるものである。
【0021】
図4は本発明の実施の形態1における電池装置の回路図である。この図4において、図1、図2、図3(a)、図3(b)で示した構成部材と同一の構成部材については、同一番号を付してその説明は省略し、異なる点のみを説明する。
【0022】
図4において、28は素電池18への充電および素電池18の放電を制御する保護回路で、保護回路基板23に設けられている。29は負荷で、この負荷29は本発明の実施の形態1における電池装置が電気を供給しようとしている電気機器または電子機器のことである。
【0023】
次に、図4における各構成部材の関係について説明する。素電池18は負極を保護回路28と電気的に接続し、かつ正極を過熱保護素子19と電気的に接続している。過熱保護素子19は素電池18の正極と保護回路28との間に直列に接続されており、素電池18が所定の温度になると電流を遮断するものである。保護回路28は入力側を素電池18および過熱保護素子19と電気的に接続し、かつ出力側を負荷29と電気的に接続している。ここで、負荷29への電力供給は素電池18が行っているもので、過熱保護素子19により電流が遮断されると、負荷29への電力供給も停止される。また保護回路28を動作させるための電力も素電池18が供給しているものである。なお、図4の回路図は素電池18の放電時の状態を示すもので、過熱保護素子19の一端は素電池18の正極と接続され、かつ他端は少なくとも使用時には保護回路28および負荷29を介して間接的に素電池18の負荷と接続されるものである。一方、素電池18の充電時には負荷29の代わりに電源が接続される。
【0024】
次に、本発明の実施の形態1における電池装置の製造方法について説明する。
【0025】
本発明の実施の形態1における電池装置の素電池18は、基本的に公知の素電池と同様のものである。また、過熱保護素子19として用いる温度ヒューズや、PTCサーミスタも基本的に公知のものと同様のものである。そしてまた、保護回路28もリチウムイオン二次電池を用いた電池パック等に内蔵されている保護回路と基本的に同じである。したがって、素電池18、過熱保護素子19、保護回路28の製造方法の説明については省略する。
【0026】
本発明の実施の形態1における電池装置は、素電池18と、過熱保護素子19と、保護回路基板23に設けた保護回路28とを電気的に接続して、図2、図3(a)、(b)に示す形状に組み上げるものであり、その製造方法はいくつか考えられるが、その一例について説明する。
【0027】
まず、過熱保護素子19における他方のリード21bとリード板で構成された第1の接続部材24の一端部とを電気的に接続する。この場合の接続方法は、抵抗溶接、レーザー溶接、はんだ付けのいずれでもよく、この両者21b,24を電気的に接続することができるものであればよい。
【0028】
次に、過熱保護素子19における一方のリード21aと素電池18における電極14とを電気的に接続する。この場合の接続方法も、両者21a,14を電気的に接続することができるものであればよく、種々の方法が考えられる。例えば、抵抗溶接やレーザー溶接で両者21a,14を電気的に接続すればよい。一方、はんだ付けは電極14の温度を一定以上の温度にしないと確実なはんだ付けができないものであり、したがって、はんだ付けの場合は、素電池18を過熱させることにもつながるため、好ましくない。但し、低温で確実に接続することができるはんだ付けが可能となれば、これを用いてもよい。
【0029】
これと前後して、リード板で構成された第2の接続部材25の一端部と素電池18における電池蓋13とを電気的に接続する。この場合の接続方法は、前記過熱保護素子19における一方のリード21aと素電池18における電極14との接続方法と同様の方法で行えばよい。
【0030】
次に、第1の接続部材24の他端部と保護回路基板23とを電気的に接続するとともに、第2の接続部材25の他端部と保護回路基板23とを電気的に接続する。この場合の接続方法は、はんだ付けや、レーザー溶接、接着が用いられる。抵抗溶接は、保護回路28へ悪影響を及ぼす可能性がある場合には、用いない方がよいが、そのような可能性がなければ、この抵抗溶接を用いてもよい。これと前後して、短絡防止のため、絶縁部材26を電池蓋13と過熱保護素子19における他方のリード21bとの間に位置させておく。
【0031】
以上説明した製造方法によって、図1に示す電池装置は作られ、そして図1の矢印A方向に保護回路基板23を折り曲げて保護回路基板23と電池蓋13とが平行に向かい合うようにすると、図2、図3(a)、図3(b)に示すように、保護回路基板23に設けた開口部からなる収納部27に過熱保護素子19における素子部20の一部が入り込んだ構成となるものである。
【0032】
上記した本発明の実施の形態1においては、過熱保護素子19における一対のリード21a,21bのうち、他方のリード21bを保護回路基板23に第1の接続部材24を介して電気的に接続するとともに、一方のリード21aを、素電池18における発電要素11の一方の極(正極)と電気的に接続されている電極14に直接接続しているため、素電池18の熱をより迅速に過熱保護素子19が検知できるという効果を有するものである。
【0033】
また、上記本発明の実施の形態1においては、素電池18の充電制御または放電制御を行う保護回路基板23を素電池18に接続する前に、過熱保護素子19における一方のリード21aと素電池18の一方の極を構成する電極14との電気的接続、前記過熱保護素子19における他方のリード21bと第1の接続部材24の一端部との電気的接続および前記素電池18の他方の極を構成する電池蓋13と第2の接続部材25の一端部との電気的接続を行うようにしているため、これらの電気的接続が保護回路基板23に与える影響を排除することができるという効果を有するものである。
【0034】
そしてまた、上記本発明の実施の形態1においては、第1の接続部材24の他端部と保護回路基板23との電気的接続および第2の接続部材25の他端部と保護回路基板23との電気的接続をはんだ付け、レーザー溶接、接着のいずれかで行うようにしているため、抵抗溶接をした場合の保護回路基板23への悪影響を防止できるという効果を有するものである。
【0035】
なお、本発明の電池装置の製造方法は、上述した内容にとらわれる必要はなく、特に、素電池18、過熱保護素子19、第1の接続部材24、第2の接続部材25、保護回路基板23の接続順序は、上述した順序以外でもよいものである。
【0036】
また、抵抗溶接は比較的作業も容易であり、かつ作業時間も短く、さらには抵抗溶接を行うための装置も比較的安価で大がかりなものではないため、電池装置では多くの接続部において用いられているが、素電池18における電極14と過熱保護素子19における一方のリード21aとの接続や、素電池18における電池蓋13と第2の接続部材25との接続を抵抗溶接で行う場合、抵抗溶接による保護回路28への悪影響が懸念される場合には、上述した順序で行うのが望ましい。
【0037】
一方、抵抗溶接による保護回路28への悪影響が懸念されない場合には、以下の順序による方法もある。
【0038】
まず、保護回路基板23に第2の接続部材25の他端部をあらかじめ接続するとともに、過熱保護素子19における他方のリード21bを一端部に接続してなる第1の接続部材24の他端部もあらかじめ保護回路基板23に接続しておく。
【0039】
次に、第2の接続部材25の一端部と電池蓋13とを電気的に接続する。そして図1の矢印A方向に保護回路基板23を折り曲げて保護回路基板23と電池蓋13とが平行に向かい合うようにすると、図2、図3(a)、図3(b)に示すように、保護回路基板23に設けた開口部からなる収納部27に過熱保護素子19における素子部20の一部が入り込んだ構成となる。このとき、過熱保護素子19における一方のリード21aは素電池18における電極14の上に重複し、そしてこの重複部分は保護回路基板23に設けた収納部27に露出した状態となっているため、この重複部分を抵抗溶接、レーザー溶接、はんだ付け等の方法で電気的に接続する。この重複部分である過熱保護素子19における一方のリード21aと素電池18における電極14とを接続するためには、何らかのエネルギーが必要であるが、このエネルギーは保護回路基板23に設けた開口部からなる収納部27を通って過熱保護素子19における一方のリード21aと素電池18における電極14との接続部22に供給されるものである。
【0040】
上記過熱保護素子19における一方のリード21aと素電池18における電極14との重複部分を電気的に接続する場合、抵抗溶接、レーザー溶接、はんだ付け等の方法が用いられるが、抵抗溶接による保護回路基板23への影響を無くするためには、保護回路基板23上のIC等を保護するための手段、例えば復帰型ヒューズ等を設けたり、あるいはICそのものに耐電流、耐電圧に優れたものを用いる等の手段が考えられる。
【0041】
上記した製造工程を行うことにより、図2に示すような電池装置を製造することができる。この製造方法においては、保護回路基板23の第2の接続部材25の他端部をあらかじめ接続するとともに、過熱保護素子19における他方のリード21bを一端部に接続してなる第1の接続部材24の他端部もあらかじめ保護回路基板23に接続しているため、一端部が未拘束のリードや接続部材を素電池18に接続するものに比べ、製造工程中の短絡の可能性が低くなるという効果を有するものである。
【0042】
以上、実施の形態1を用いて、本発明の電池装置を説明したが、本発明は実施の形態1の内容に限定されるものではなく、様々なバリエーションが可能である。
【0043】
例えば、本発明の実施の形態1においては、素電池18における発電要素11の一方の極(正極)を電池蓋13の開口部13aに臨ませた電極14に接続し、かつ他方の極(負極)を電池蓋13と電気的に接続された電池缶12に電気的に接続するようにしていたが、これは逆に接続するようにしてもよいものである。また、発電要素11の他方の極(負極)は電池缶12と電池蓋13からなるケース15全体に電気的に接続されているため、ケース15全体が負極となっているが、有底角筒状の電池缶12の底面部のみに発電要素11の他方の極(負極)を接続することにより、電池缶12の底面部のみを負極とし、それ以外の部分には絶縁を施すようにしてもよいものである。この場合は、電池蓋13と過熱保護素子19における他方のリード21bとの絶縁をする必要がなくなるものである。そしてまた、素電池18におけるケース15を構成する電池缶12は有底角筒状に構成していたが、有底円筒状に構成してもよいものである。さらに、保護回路基板23の保護回路28に接続される第2の接続部材25は電池蓋13に接続するようにしていたが、電池缶12の底面部に接続するようにしてもよいものである。さらにまた、過熱保護素子19は電池蓋13の開口部13aに臨ませた電極14と、保護回路基板23との間に電気的に接続するようにしていたが、ケース15と保護回路基板23との間に過熱保護素子19を電気的に接続するようにしてもよく、この場合は、第2の接続部材25が電池蓋13の開口部13aに臨ませた電極14と保護回路基板23とを接続することになる。
【0044】
また、上記本発明の実施の形態1においては、保護回路基板23に設けられる収納部27を、四方が囲まれた開口部により構成しているが、この開口部に限定されるものではなく、これ以外の、例えば三方が囲まれ、かつ一方が開放されている切り欠き部からなる欠落部により収納部27を構成してもよく、さらには保護回路基板23の電池蓋13と対向する面側に凹部よりなる収納部27を設けてもよいものである。これらの場合においても、図1の矢印A方向に保護回路基板23を折り曲げて保護回路基板23と電池蓋13とが平行に向かい合うようにすると、保護回路基板23に設けた欠落部あるいは凹部からなる収納部27に過熱保護素子19における素子部20の一部が入り込んだ構成となるものである。
【0045】
上記のように本発明の実施の形態1においては、保護回路基板23に設けた開口部、欠落部、凹部のいずれかからなる収納部27に過熱保護素子19における素子部20を入り込ませているため、過熱保護素子19の素子部20と保護回路基板23とは重なり合う部分が生じることになり、その結果、電池装置全体の大きさを小さくすることができるという効果を有するものである。
【0046】
また、上記本発明の実施の形態1において、保護回路基板23に設けた収納部27を開口部または欠落部で構成した場合は、過熱保護素子19における一方のリード21aと素電池18における電極14との接続部22を、前記開口部または欠落部から露出させることができるため、過熱保護素子19における一方のリード21aと素電池18における電極14との接続部22の接続状況を目視により外部から簡単に知ることができるという効果を有するものである。
【0047】
(実施の形態2)
以下、本発明の実施の形態2について、図面を参照しながら説明する。
【0048】
図5は本発明の実施の形態2における電池装置の展開斜視図である。この図5において、図1、図2、図3(a)、図3(b)で示した本発明の実施の形態1の構成部材と同一の構成部材については、同一番号を付してその説明は省略し、異なる点のみを説明する。
【0049】
すなわち、本発明の実施の形態2における電池装置は、過熱保護素子19における素子部20を保護回路基板23に設けた開口部よりなる収納部27に入り込ませて、この過熱保護素子19における一対のリード21a,21bの両方を保護回路基板23の電池蓋13と対向する面に直接接続したものである。また、この本発明の実施の形態2における電池装置は、上記以外に、第1の接続部材24の一端部を素電池18における電極14に、かつ他端部を保護回路基板23にそれぞれ電気的に接続するとともに、第2の接続部材25の一端部を素電池18における電池蓋13に、かつ他端部を保護回路基板23にそれぞれ電気的に接続することにより、保護回路基板23と素電池18を接続しているのである。このような構成において、保護回路基板23を矢印A方向に折り曲げると、保護回路基板23と電池蓋13とが平行に向かい合うものである。
【0050】
上記本発明の実施の形態2における電池装置においては、過熱保護素子19における素子部20を保護回路基板23に設けた開口部よりなる収納部27に入り込ませて、この過熱保護素子19における一対のリード21a,21bの両方を保護回路基板23に直接接続しているため、保護回路基板23に設けた収納部27と、過熱保護素子19における素子部20との位置合わせがより正確に行えるものである。また、この位置合わせが容易なことから、保護回路基板23に設けた開口部よりなる収納部27の大きさも必要最小限にすることができるため、その分、保護回路基板23上への各種電気部品の実装面積も確保することが可能となり、これにより、電池装置の小型化が図れるという効果を有するものである。
【0051】
また、上記本発明の実施の形態2における電池装置の製造方法は、先に保護回路基板23上に過熱保護素子19を接続しておき、その後、第1の接続部材24および第2の接続部材25により、素電池18と保護回路基板23とを電気的に接続すればよいもので、その接続方法は、上記本発明の実施の形態1における電池装置の製造方法と同様の方法で行えばよいものである。
【0052】
なお、上記本発明の実施の形態2においては、保護回路基板23に設けられる収納部27を、四方が囲まれた開口部により構成しているが、この開口部に限定されるものではなく、これ以外の、例えば三方が囲まれ、かつ一方が開放されている切り欠き部からなる欠落部により収納部27を構成した場合でも、上記本発明の実施の形態2と同様の効果が得られるものである。
【0053】
(実施の形態3)
以下、本発明の実施の形態3について、図面を参照しながら説明する。
【0054】
図6は本発明の実施の形態3における電池装置の展開斜視図である。この図6において、図1、図2、図3(a)、図3(b)で示した本発明の実施の形態1の構成部材と同一の構成部材については、同一番号を付してその説明は省略し、異なる点のみを説明する。
【0055】
すなわち、本発明の実施の形態3における電池装置は、過熱保護素子19における一対のリード21a,21bのうち、他方のリード21bを保護回路基板23に直接接続し、かつこの過熱保護素子19の素子部20は保護回路基板23に設けた開口部よりなる収納部27に入り込むようにし、さらに過熱保護素子19における一対のリード21a,21bのうち、一方のリード21aは保護回路基板23に設けた開口部よりなる収納部27に露出するようにしたものである。また、保護回路基板23と素電池18は、第2の接続部材25の一端部を素電池18における電池蓋13に、かつ他端部を保護回路基板23にそれぞれ電気的に接続することにより接続している。このような構成において、図6の矢印A方向に保護回路基板23を折り曲げて保護回路基板23と電池蓋13とが平行に向かい合うようにすると、過熱保護素子19における一方のリード21aは素電池18における電極14の上に重複し、そしてこの重複部分は保護回路基板23に設けた開口部よりなる収納部27に露出した状態となっているため、この重複部分を抵抗溶接、レーザー溶接、はんだ付け等のエネルギーを用いた方法で電気的に接続する。この場合、重複部分である過熱保護素子19における一方のリード21aと素電池18における電極14との電気的接続は、この接続を行うために必要なエネルギーを、保護回路基板23に設けた収納部27を構成する開口部を通過させて前記過熱保護素子19における一方のリード21aと素電池18における電極14との接続部に供給することにより行っているものである。
【0056】
また、上記本発明の実施の形態3における電池装置の製造方法は、先に保護回路基板23上に過熱保護素子19を接続しておき、その後、第2の接続部材25により、素電池18と保護回路基板23とを電気的に接続すればよく、その接続方法は、上記本発明の実施の形態1における電池装置の製造方法と同様の方法で行えばよいものである。
【0057】
そしてまた、上記本発明の実施の形態3においては、保護回路基板23に設けた収納部27を開口部で構成し、かつこの開口部に過熱保護素子19における素子部20を入り込ませるとともに、過熱保護素子19における一対の21a,21bのうち、一方のリード21aと素電池18における電極14との接続部を前記開口部に露出させているため、過熱保護素子19における一方のリード21aと素電池18における電極14との接続部の接続状況を目視により外部から簡単に知ることができる。また、過熱保護素子19における一方のリード21aを素電池18における電極14の上に重複させ、そしてこの重複部分を保護回路基板23に設けた開口部よりなる収納部27に露出させるとともに、この重複部分を抵抗溶接、レーザー溶接、はんだ付け等の方法で電気的に接続しているため、第1の接続部材24が不要となり、これにより、部品数を減少させることができるため、製造が容易になるという効果を有するものである。
【0058】
さらに、上記本発明の実施の形態3においては、過熱保護素子19における一方のリード21aと素電池18における電極14との電気的接続を、この接続を行うために必要なエネルギーを、保護回路基板23に設けた収納部27を構成する開口部を通過させて前記過熱保護素子19における一方のリード21aと素電池18における電極14との接続部に供給することにより行うようにしているため、前記過熱保護素子19における一方のリード21aと素電池18における電極14との接続を行うと同時に、保護回路基板23の素電池18への位置決め固定が行えるという効果を有するものである。
【0059】
なお、上記本発明の実施の形態3においては、保護回路基板23に設けられる収納部27を、四方が囲まれた開口部により構成しているが、この開口部に限定されるものではなく、これ以外の、例えば三方が囲まれ、かつ一方が開放されている切り欠き部からなる欠落部により収納部27を構成した場合でも、上記本発明の実施の形態3と同様の効果が得られるものである。
【0060】
【発明の効果】
以上のように本発明の電池装置は、正極および負極を有する素電池と、この素電池の過熱時に電流を遮断する素子部およびこの素子部の両側に設けた一対のリードからなり、前記素電池と電気的に接続される過熱保護素子と、この過熱保護素子と電気的に接続されるとともに、少なくとも前記素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板とを備え、前記保護回路基板に開口部または欠落部で構成された収納部を設け、この収納部に前記過熱保護素子における素子部を入り込ませ、さらに、前記過熱保護素子における一対のリードのうち、一方のリードと素電池との接続部を前記収納部に露出させるようにしているため、過熱保護素子の素子部と保護回路基板とは重なり合う部分が生じることになり、その結果、電池装置全体の大きさを小さくすることができ、さらに、過熱保護素子における一方のリードと素電池との接続部の接続状況を目視により外部から簡単に知ることができるという優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施の形態1における電池装置の一部を破断して示した展開斜視図
【図2】 同電池装置における保護回路基板を折り曲げた後の斜視図
【図3】 (a)同電池装置の部分縦断面図
(b)同電池装置の上面図
【図4】 同電池装置の回路図
【図5】 本発明の実施の形態2における電池装置の一部を破断して示した展開斜視図
【図6】 本発明の実施の形態3における電池装置の一部を破断して示した展開斜視図
【図7】 従来の電池装置の斜視図
【符号の説明】
11 発電要素
12 電池缶
13 電池蓋
14 電極
15 ケース
18 素電池
19 過熱保護素子
20 素子部
21a,21b 一対のリード
22 接続部
23 保護回路基板
24 第1の接続部材
25 第2の接続部材
27 収納部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
In general, batteries are used in various devices, and in recent years, batteries have been increasingly used as power sources for portable terminals such as mobile phones and portable personal computers called notebook personal computers.
[0002]
The present invention relates to a battery device used in such an electric device or electronic device including a portable terminal and a method for manufacturing the same.
[0003]
[Prior art]
In recent years, with the increase in functionality and performance of mobile terminals such as mobile phones and portable personal computers, large capacity and high power are required for batteries as power sources. In response to such demands for large capacity and large power, high performance batteries such as lithium ion secondary batteries have appeared.
[0004]
Since these batteries have high power, they generate a large amount of heat compared to conventional dry batteries. If the temperature of these batteries becomes too high, there is a risk of hindering the chemical reaction inside the batteries, and heat is not applied to electrical devices using these batteries or electrical components such as semiconductors in electronic devices. May cause adverse effects.
[0005]
Therefore, these high-performance batteries are often used as battery devices together with means for protecting the batteries from overheating. Further, in the case of a lithium ion secondary battery or the like, a protection circuit for controlling charging and discharging is often attached to the battery in order to perform charging with a larger capacity and appropriate discharging.
[0006]
FIG. 7 is a perspective view of a conventional battery device. In FIG. 7, reference numeral 1 denotes a bottomed rectangular tube case, which is made of metal and contains a power generation element (not shown). The power generation element (not shown) has one pole as a case 1. Reference numeral 2 denotes a lid for closing the upper opening of the case 1, and an electrode 3 constituting the other pole of the power generation element (not shown) is attached to the lid 2. A unit cell 4 is configured. Reference numeral 5 denotes an overheat protection element installed on the lid 2. The overheat protection element 5 is composed of an element portion 6 and a pair of leads 7a and 7b made of a conductor provided at both ends of the element portion 6. ing. Of the pair of leads 7a and 7b, one lead 7a is electrically connected to the electrode 3 by spot welding. Reference numeral 8 denotes a protection circuit board installed on the side surface of the case 1, and the protection circuit board 8 is provided with a protection circuit (not shown) for protecting the unit cell 4 from overcharge, overdischarge and the like. The protective circuit board 8 is provided with one connecting member 8a made of metal and the other connecting member 8b, and the one connecting member 8a is electrically connected to the other lead 7b by spot welding. . The other connecting member 8b is electrically connected to the case 1. 9 is an insulating sheet provided from the side surface of the case 1 to the lid 2, and this insulating sheet 9 includes the case 1, the other lead 7 b in the overheat protection element 5, the protection circuit board 8, and a pair of connection members 8 a and 8 b. And the short circuit between the pair of leads 7a and 7b in the overheat protection element 5 is prevented.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional battery device has a problem that the device becomes large as the overheat protection element 5 and the protection circuit board 8 are attached. That is, when the overheat protection element 5 and the protection circuit board 8 are attached, a space for attaching them is required, which is great for a battery device used for a portable terminal for further downsizing. It was an issue.
[0008]
The present invention solves the above-described conventional problems, and an object of the present invention is to provide a battery device that can be reduced in size despite having an overheat protection element and a method for manufacturing the battery device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
[0010]
The invention according to claim 1 of the present invention comprises a unit cell having a positive electrode and a negative electrode, an element part for interrupting current when the unit cell is overheated, and a pair of leads provided on both sides of the element part. An overheat protection element electrically connected to the battery, and a protection circuit board electrically connected to the overheat protection element and performing charge control or discharge control of at least the unit cell, the protection circuit board A storage part composed of openings or missing parts An element portion of the overheat protection element is provided in the storage portion. Furthermore, the connection part of one lead and a unit cell was exposed to the said accommodating part among a pair of leads in the said overheat protection element. Therefore, according to this configuration, since the element part of the overheat protection element is inserted into the storage part provided in the protection circuit board, the element part of the overheat protection element and the protection circuit board are overlapped. As a result, the overall size of the battery device Further, since the connecting portion between one lead and the unit cell of the pair of leads in the overheat protection element is exposed to the storage unit, one lead and the unit cell in the overheat protection element are exposed. The connection status of the connection part can be easily seen from the outside visually. The following effects can be obtained.
[0011]
Claims of the invention 2 The invention described in (1) comprises a unit cell having a positive electrode and a negative electrode, an element part for interrupting current when the unit cell is overheated, and a pair of leads provided on both sides of the element part. Of the overheat protection element connected to one electrode of the unit cell in electrode form, and the other lead of the pair of leads in the overheat protection element, and at least of the unit cell A protection circuit board that performs charge control or discharge control; a first connection member that electrically connects the other lead of the pair of leads in the overheat protection element and the protection circuit board; and the protection circuit board; A second connecting member that electrically connects the other electrode of the unit cell, and an electrical connection between one lead of the overheat protection element and one electrode of the unit cell, the overheat protection element After the electrical connection between the other lead and the one end of the first connection member and the electrical connection between the other electrode of the unit cell and the one end of the second connection member, the first connection An electrical connection between the other end of the member and the protection circuit board and an electrical connection between the other end of the second connection member and the protection circuit board are made. Before connecting the protection circuit board that performs charge control or discharge control to the unit cell, the electrical connection between one lead of the overheat protection element and one electrode of the unit cell, the other lead of the overheat protection element and the second lead Since the electrical connection with one end of the connection member 1 and the electrical connection between the other electrode of the unit cell and the one end of the second connection member are performed, these electrical connections are protected circuits. Work that can eliminate the effect on the substrate One in which the effect can be obtained.
[0012]
Claims of the invention 3 In particular, the invention described in 1 is that electrical connection between one lead of the overheat protection element and one electrode of the unit cell, and electrical connection between the other lead of the overheat protection element and one end of the first connection member. And the other electrode of the unit cell and one end of the second connecting member are electrically connected by resistance welding, and the other end of the first connecting member and the protective circuit board are electrically connected and The other end of the connection member 2 and the protection circuit board are electrically connected by soldering, laser welding, or adhesion. According to this manufacturing method, the first connection member The electrical connection between the end portion and the protective circuit board and the electrical connection between the other end portion of the second connecting member and the protective circuit board are performed by soldering, laser welding, or adhesion, so that the resistance Prevents adverse effects on the protective circuit board when welding. In which advantages are achieved that it.
[0013]
Claims of the invention 4 The invention described in 1 is composed of a unit cell having a positive electrode and a negative electrode, an element part that cuts off current when the unit cell is overheated, and a pair of leads provided on both sides of the element part, and is electrically connected to the unit cell. And a protection circuit board that is electrically connected to the overheat protection element and performs charge control or discharge control of the unit cell, and protects the other lead in the overheat protection element. Electrically connecting the circuit board, and electrically connecting the protective circuit board and the other electrode of the unit cell via a second connecting member, and thereafter, an opening provided in the protective circuit board or One lead of the overheat protection element and one electrode of the unit cell are exposed in the missing part, and one lead of the exposed overheat protection element and one electrode of the unit cell are electrically connected. Thus, according to this manufacturing method, the other lead of the overheat protection element and the protection circuit board are electrically connected, and the protection circuit board and the other electrode of the unit cell are connected via the second connection member. Then, one lead of the overheat protection element and one electrode of the unit cell are exposed to an opening or a missing portion provided in the protection circuit board, and one of the exposed overheat protection elements is exposed. Since the lead and one pole of the unit cell are electrically connected, the first connection member is not necessary when connecting the protection circuit board and the unit cell, thereby reducing the number of components. Can be manufactured easily. In addition, by bending the protective circuit board at the second connecting member portion, one lead of the overheat protection element is exposed to an opening or a missing part provided in the protective circuit board so as to overlap with one pole of the unit cell. Therefore, it is possible to obtain an effect that the electrical connection between one lead of the exposed overheat protection element and one electrode of the unit cell can be easily performed.
[0014]
Claims of the invention 5 In particular, in the invention described in the above, the electrical connection between one lead of the overheat protection element and one electrode of the unit cell is not provided with an opening or a missing portion provided in the protection circuit board with energy necessary for this connection. Part of the overheat protection element is supplied to a connection portion between one lead of the overheat protection element and one electrode of the unit cell. According to this manufacturing method, one lead of the overheat protection element is provided. And the one electrode of the unit cell, the energy necessary for making this connection is made to pass through the opening or missing part provided in the protection circuit board, so that the overheat protection At the same time as the connection between one lead of the element and one pole of the unit cell, the effect of positioning and fixing the protection circuit substrate to the unit cell can be obtained.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
(Embodiment 1)
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a part of the battery device according to Embodiment 1 of the present invention, FIG. 2 is a perspective view after the protection circuit board of the battery device is bent, and FIG. FIG. 3B is a partial vertical sectional view of the battery device, and FIG. 3B is a top view of the battery device.
[0017]
1, 2, 3 (a), and 3 (b), 11 is a power generation element, 12 is a bottomed rectangular cylindrical battery can made of metal, and 13 is an upper opening of the battery can 12. The battery lid 13 is provided with an opening 13a at a substantially central portion of the battery lid 13. The opening 13a is electrically connected to one electrode (positive electrode) of the power generating element 11 in the opening 13a. The exposed electrode 14 is faced. The battery can 12 and the battery lid 13 constitute a case 15 in which the power generation element 11 is housed. Reference numeral 16 denotes an electrode insulating member provided in the opening 13 a of the battery lid 13. The electrode insulating member 16 insulates the electrode 14 from the case 15. Reference numeral 17 denotes an electrode connection member that electrically connects one electrode (positive electrode) of the power generation element 11 and the electrode 14. The unit cell 18 is constituted by the constituent members 11 to 17 described above. The power generation element 11 in the unit cell 18 has one electrode (positive electrode) connected to the electrode 14 and the other electrode (negative electrode) electrically connected to the battery can 12. Since 12 is electrically connected to the battery lid 13, the entire case 15 including the battery can 12 and the battery lid 13 has a potential different from that of the electrode 14.
[0018]
Reference numeral 19 denotes an overheat protection element, and this overheat protection element 19 is a minute value such that the electric resistance is negligible in practice at normal times. The temperature of the unit cell 18 is detected and the unit cell 18 reaches a predetermined temperature. Sometimes In practice, the electrical resistance is extremely high enough to cut off the current. And the characteristics of the unit cell 18 It prevents overheating. As the overheat protection element 19, a thermal fuse made of a fusible alloy that melts and breaks when a predetermined temperature is reached, such as an element that does not return once the current is cut off, or a conductive material having a PTC characteristic (Positive Temperature Coefficient characteristic). Such as PTC thermistor made of water-soluble polymer resin, the electrical resistance rises at a predetermined temperature and cuts off the current, but when the temperature falls, the resistance value also falls and has a return-type characteristic in which current flows again Is used. Reference numeral 20 denotes an element portion constituting the overheat protection element 19, and this element portion 20 cuts off the current when a predetermined temperature is reached. Reference numerals 21a and 21b denote a pair of leads arranged so as to extend far from both ends of the element portion 20. The pair of leads 21a and 21b also constitute the overheat protection element 19, and the material thereof is another configuration. If electrical connection with a member is made by resistance welding, a metal plate having Ni as a base material is preferable. Reference numeral 22 denotes a connecting portion between one lead 21 a in the overheat protection element 19 and the electrode 14 in the unit cell 18.
[0019]
Reference numeral 23 denotes a protection circuit board. The protection circuit board 23 is provided with a protection circuit (not shown) for controlling charging of the unit cells 18 and discharging of the unit cells 18. Reference numeral 24 denotes a first connecting member that electrically connects the other lead 21b of the overheat protection element 19 and a protection circuit (not shown) of the protection circuit board 23, and is composed of a lead plate made of a metal member. Reference numeral 25 denotes a second connecting member that electrically connects the battery lid 13 and a protection circuit (not shown) of the protection circuit board 23, and is composed of a lead plate made of a metal member. Reference numeral 26 denotes an insulating member for preventing a short circuit, which is located between the battery lid 13 and the other lead 21b of the overheat protection element 19 and is provided to prevent a short circuit between the two leads 21 and 21b. In FIG. 1, the protection circuit board 23 is shown in an expanded form, but this protection circuit board 23 is originally in the direction of the arrow A at the first connection member 24 and the second connection member 25. 2 is arranged so as to face the battery lid 13 in parallel, that is, as shown in FIG. With things is there.
[0020]
Reference numeral 27 denotes a storage portion provided in the protection circuit board 23. The storage section 27 is configured by providing an opening in the protection circuit board 23, and the protection circuit board 23 is bent as shown in FIG. When arranged so as to face the lid 13 in parallel, a part of the element part 20 in the thickness direction of the overheat protection element 19 enters the storage part 27 and the lead 21a and the electrode 14 of the overheat protection element 19 The connection part 22 is also exposed to the storage part 27. As described above, when the connection portion 22 between the one lead 21a and the electrode 14 in the overheat protection element 19 is exposed to the storage portion 27, the connection state between the one lead 21a and the electrode 14 in the overheat protection element 19 is visually observed. It is something you can easily know.
[0021]
FIG. 4 is a circuit diagram of the battery device according to Embodiment 1 of the present invention. In FIG. 4, the same components as those shown in FIGS. 1, 2, 3 (a), and 3 (b) are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted. Will be explained.
[0022]
In FIG. 4, reference numeral 28 denotes a protection circuit that controls charging of the unit cell 18 and discharging of the unit cell 18, and is provided on the protection circuit board 23. Reference numeral 29 denotes a load, and the load 29 is an electrical device or an electronic device to which the battery device according to Embodiment 1 of the present invention is to supply electricity.
[0023]
Next, the relationship between the components in FIG. 4 will be described. The unit cell 18 has a negative electrode electrically connected to the protection circuit 28 and a positive electrode electrically connected to the overheat protection element 19. The overheat protection element 19 is connected in series between the positive electrode of the unit cell 18 and the protection circuit 28, and cuts off the current when the unit cell 18 reaches a predetermined temperature. The protection circuit 28 has an input side electrically connected to the unit cell 18 and the overheat protection element 19, and an output side electrically connected to the load 29. Here, the power supply to the load 29 is performed by the unit cell 18. When the current is interrupted by the overheat protection element 19, the power supply to the load 29 is also stopped. The unit cell 18 also supplies power for operating the protection circuit 28. The circuit diagram of FIG. 4 shows a state in which the unit cell 18 is discharged. One end of the overheat protection element 19 is connected to the positive electrode of the unit cell 18, and the other end is at least in use when the protection circuit 28 and the load 29 are in use. It is connected to the load of the unit cell 18 indirectly via the. On the other hand, a power source is connected instead of the load 29 when the unit cell 18 is charged.
[0024]
Next, a method for manufacturing the battery device according to Embodiment 1 of the present invention will be described.
[0025]
The unit cell 18 of the battery device according to Embodiment 1 of the present invention is basically the same as a known unit cell. Further, the thermal fuse and the PTC thermistor used as the overheat protection element 19 are basically the same as known ones. The protection circuit 28 is basically the same as the protection circuit built in a battery pack or the like using a lithium ion secondary battery. Therefore, description of the manufacturing method of the unit cell 18, the overheat protection element 19, and the protection circuit 28 is omitted.
[0026]
In the battery device according to Embodiment 1 of the present invention, the unit cell 18, the overheat protection element 19, and the protection circuit 28 provided on the protection circuit board 23 are electrically connected, and FIG. 2 and FIG. , (B), and several manufacturing methods can be considered. One example will be described.
[0027]
First, the other lead 21b in the overheat protection element 19 is electrically connected to one end of the first connecting member 24 formed of a lead plate. The connection method in this case may be any of resistance welding, laser welding, and soldering, as long as both of them can be electrically connected.
[0028]
Next, one lead 21a in the overheat protection element 19 and the electrode 14 in the unit cell 18 are electrically connected. The connection method in this case may be any method as long as it can electrically connect both 21a and 14, and various methods are conceivable. For example, both 21a and 14 may be electrically connected by resistance welding or laser welding. On the other hand, soldering is not preferable unless the temperature of the electrode 14 is set to a certain level or higher. Therefore, soldering is not preferable because it leads to overheating of the unit cell 18. However, this may be used if soldering that can be reliably connected at a low temperature is possible.
[0029]
Before and after this, one end of the second connecting member 25 formed of a lead plate and the battery lid 13 of the unit cell 18 are electrically connected. The connection method in this case may be performed by the same method as the connection method between the one lead 21 a in the overheat protection element 19 and the electrode 14 in the unit cell 18.
[0030]
Next, the other end of the first connection member 24 and the protection circuit board 23 are electrically connected, and the other end of the second connection member 25 and the protection circuit board 23 are electrically connected. As a connection method in this case, soldering, laser welding, or adhesion is used. Resistance welding should not be used when there is a possibility of adversely affecting the protection circuit 28. If there is no such possibility, resistance welding may be used. Before and after this, the insulating member 26 is positioned between the battery lid 13 and the other lead 21b of the overheat protection element 19 to prevent a short circuit.
[0031]
The battery device shown in FIG. 1 is manufactured by the manufacturing method described above, and when the protection circuit board 23 is folded in the direction of arrow A in FIG. 2. As shown in FIG. 3A and FIG. 3B, a part of the element portion 20 in the overheat protection element 19 enters a storage portion 27 that is an opening provided in the protection circuit board 23. Is.
[0032]
In the first embodiment of the present invention described above, of the pair of leads 21a and 21b in the overheat protection element 19, the other lead 21b is electrically connected to the protection circuit board 23 via the first connection member 24. At the same time, since one lead 21a is directly connected to the electrode 14 that is electrically connected to one electrode (positive electrode) of the power generation element 11 in the unit cell 18, the heat of the unit cell 18 is overheated more quickly. This has the effect that the protection element 19 can be detected.
[0033]
In the first embodiment of the present invention, before connecting the protection circuit board 23 that performs charge control or discharge control of the unit cell 18 to the unit cell 18, one lead 21 a and the unit cell in the overheat protection element 19 are connected. Electrical connection with the electrode 14 constituting one of the electrodes 18, electrical connection between the other lead 21 b of the overheat protection element 19 and one end of the first connection member 24, and the other electrode of the unit cell 18. Since the battery lid 13 constituting the battery and the one end of the second connection member 25 are electrically connected, the effect of these electrical connections on the protection circuit board 23 can be eliminated. It is what has.
[0034]
In the first embodiment of the present invention, electrical connection between the other end of the first connection member 24 and the protection circuit board 23 and the other end of the second connection member 25 and the protection circuit board 23 are performed. Since the electrical connection is made by any one of soldering, laser welding, and adhesion, it is possible to prevent the adverse effect on the protective circuit board 23 when resistance welding is performed.
[0035]
The battery device manufacturing method of the present invention need not be limited to the above-described content, and in particular, the unit cell 18, the overheat protection element 19, the first connection member 24, the second connection member 25, and the protection circuit board 23. The connection order may be other than the order described above.
[0036]
In addition, resistance welding is relatively easy to work, has a short working time, and the apparatus for performing resistance welding is relatively inexpensive and not large. Therefore, it is used in many connection portions in battery devices. However, when the connection between the electrode 14 in the unit cell 18 and the one lead 21a in the overheat protection element 19 and the connection between the battery lid 13 and the second connection member 25 in the unit cell 18 are performed by resistance welding, When there is a concern about the adverse effect on the protection circuit 28 due to welding, it is desirable to carry out in the above-described order.
[0037]
On the other hand, when there is no concern about the adverse effect on the protection circuit 28 due to resistance welding, there is a method in the following order.
[0038]
First, the other end of the second connection member 25 is connected in advance to the protection circuit board 23, and the other end of the first connection member 24 is formed by connecting the other lead 21b of the overheat protection element 19 to one end. Is also connected to the protection circuit board 23 in advance.
[0039]
Next, one end of the second connection member 25 and the battery lid 13 are electrically connected. Then, when the protection circuit board 23 is bent in the direction of arrow A in FIG. 1 so that the protection circuit board 23 and the battery lid 13 face each other in parallel, as shown in FIGS. 2, 3A, and 3B. In addition, a part of the element portion 20 in the overheat protection element 19 enters a storage portion 27 that is an opening provided in the protection circuit board 23. At this time, one lead 21 a in the overheat protection element 19 overlaps the electrode 14 in the unit cell 18, and this overlapping portion is exposed to the storage portion 27 provided on the protection circuit board 23. This overlapping portion is electrically connected by a method such as resistance welding, laser welding, or soldering. In order to connect one lead 21a in the overheat protection element 19 which is the overlapping portion and the electrode 14 in the unit cell 18, some energy is required, but this energy is transmitted from an opening provided in the protection circuit board 23. The lead is supplied to the connecting portion 22 between the one lead 21 a of the overheat protection element 19 and the electrode 14 of the unit cell 18 through the storage portion 27.
[0040]
When the overlapping portion of one lead 21a in the overheat protection element 19 and the electrode 14 in the unit cell 18 is electrically connected, methods such as resistance welding, laser welding, and soldering are used. In order to eliminate the influence on the substrate 23, a means for protecting the IC or the like on the protection circuit substrate 23, for example, a resetting fuse or the like is provided, or the IC itself is excellent in withstand current and withstand voltage. Means such as use are conceivable.
[0041]
By performing the manufacturing process described above, a battery device as shown in FIG. 2 can be manufactured. In this manufacturing method, the other end of the second connection member 25 of the protection circuit board 23 is connected in advance, and the other connection lead 24b of the overheat protection element 19 is connected to one end. Since the other end of the terminal is also connected to the protective circuit board 23 in advance, the possibility of a short circuit during the manufacturing process is lower than that in which one end connects an unconstrained lead or connecting member to the unit cell 18. It has an effect.
[0042]
As described above, the battery device of the present invention has been described using the first embodiment. However, the present invention is not limited to the contents of the first embodiment, and various variations are possible.
[0043]
For example, in Embodiment 1 of the present invention, one electrode (positive electrode) of the power generation element 11 in the unit cell 18 is connected to the electrode 14 facing the opening 13a of the battery lid 13 and the other electrode (negative electrode). ) Is electrically connected to the battery can 12 that is electrically connected to the battery lid 13, but this may be reversed. Further, since the other pole (negative electrode) of the power generation element 11 is electrically connected to the entire case 15 including the battery can 12 and the battery lid 13, the entire case 15 is a negative electrode. By connecting the other electrode (negative electrode) of the power generation element 11 only to the bottom surface portion of the battery can 12, only the bottom surface portion of the battery can 12 is used as a negative electrode, and the other portions are insulated. It ’s good. In this case, it is not necessary to insulate the battery lid 13 from the other lead 21b in the overheat protection element 19. Moreover, although the battery can 12 constituting the case 15 in the unit cell 18 has a bottomed rectangular tube shape, it may be formed in a bottomed cylindrical shape. Further, the second connection member 25 connected to the protection circuit 28 of the protection circuit board 23 is connected to the battery lid 13, but may be connected to the bottom surface of the battery can 12. . Furthermore, the overheat protection element 19 is electrically connected between the electrode 14 facing the opening 13a of the battery lid 13 and the protection circuit board 23. However, the case 15 and the protection circuit board 23 The overheat protection element 19 may be electrically connected between the electrode 14 and the protection circuit board 23 that the second connection member 25 faces the opening 13a of the battery lid 13 in this case. Will be connected.
[0044]
Further, in Embodiment 1 of the present invention, the storage portion 27 provided in the protection circuit board 23 is configured by an opening surrounded on all sides, but is not limited to this opening. Other than this, for example, the storage portion 27 may be constituted by a notch portion that is surrounded by three sides and one of which is open, and the surface side of the protective circuit board 23 that faces the battery lid 13. The storage part 27 which consists of a recessed part may be provided in this. Also in these cases, when the protection circuit board 23 is bent in the direction of arrow A in FIG. 1 so that the protection circuit board 23 and the battery cover 13 face each other in parallel, the protection circuit board 23 includes a missing portion or a recess. A part of the element part 20 in the overheat protection element 19 enters the storage part 27.
[0045]
As described above, in the first embodiment of the present invention, the element portion 20 in the overheat protection element 19 is inserted into the storage portion 27 formed of any one of the opening, the missing portion, and the recess provided in the protection circuit board 23. Therefore, an overlapping portion is formed between the element portion 20 of the overheat protection element 19 and the protection circuit board 23. As a result, the overall size of the battery device can be reduced.
[0046]
In the first embodiment of the present invention, when the storage portion 27 provided on the protection circuit board 23 is configured by an opening or a missing portion, one lead 21a in the overheat protection element 19 and the electrode 14 in the unit cell 18 are provided. The connection portion 22 can be exposed from the opening or the missing portion, so that the connection state of the connection portion 22 between the one lead 21a in the overheat protection element 19 and the electrode 14 in the unit cell 18 is visually observed from the outside. It has the effect that it can be easily known.
[0047]
(Embodiment 2)
Embodiment 2 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0048]
FIG. 5 is an exploded perspective view of the battery device according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 5, the same components as those of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 (a), and FIG. Description is omitted, and only different points will be described.
[0049]
That is, in the battery device according to Embodiment 2 of the present invention, the element portion 20 of the overheat protection element 19 is inserted into the storage portion 27 formed of the opening provided in the protection circuit board 23, and a pair of the overheat protection element 19 Both leads 21a and 21b are directly connected to the surface of the protection circuit board 23 facing the battery lid 13. Further, in the battery device according to the second embodiment of the present invention, in addition to the above, one end of the first connecting member 24 is electrically connected to the electrode 14 of the unit cell 18 and the other end is electrically connected to the protection circuit board 23. And connecting one end of the second connecting member 25 to the battery cover 13 and the other end of the second connecting member 25 to the protection circuit board 23, respectively. 18 is connected. In such a configuration, when the protection circuit board 23 is bent in the direction of arrow A, the protection circuit board 23 and the battery lid 13 face each other in parallel.
[0050]
In the battery device according to Embodiment 2 of the present invention, the element portion 20 of the overheat protection element 19 is inserted into the storage portion 27 formed of the opening provided in the protection circuit board 23, and a pair of the overheat protection element 19 is provided. Since both the leads 21a and 21b are directly connected to the protection circuit board 23, the storage part 27 provided on the protection circuit board 23 and the element part 20 in the overheat protection element 19 can be more accurately aligned. is there. In addition, since this alignment is easy, the size of the storage portion 27 formed of the opening provided in the protection circuit board 23 can be minimized, and accordingly, various types of electricity on the protection circuit board 23 can be provided. It is possible to secure the mounting area of the components, and this has the effect of reducing the size of the battery device.
[0051]
In the battery device manufacturing method according to the second embodiment of the present invention, the overheat protection element 19 is connected to the protection circuit board 23 first, and then the first connection member 24 and the second connection member are connected. 25, the unit cell 18 and the protection circuit board 23 may be electrically connected. The connection method may be the same as the method for manufacturing the battery device according to the first embodiment of the present invention. Is.
[0052]
In the second embodiment of the present invention, the storage portion 27 provided in the protection circuit board 23 is configured by an opening surrounded on all sides, but is not limited to this opening. Other than this, for example, even when the storage portion 27 is constituted by a cutout portion that is surrounded by three sides and is open at one side, the same effect as in the second embodiment of the present invention can be obtained. It is.
[0053]
(Embodiment 3)
Embodiment 3 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0054]
FIG. 6 is an exploded perspective view of the battery device according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 6, the same components as those of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3 (a), and FIG. Description is omitted, and only different points will be described.
[0055]
That is, in the battery device according to Embodiment 3 of the present invention, the other lead 21b of the pair of leads 21a and 21b in the overheat protection element 19 is directly connected to the protection circuit board 23, and the element of the overheat protection element 19 is used. The portion 20 enters the storage portion 27 formed of an opening provided in the protection circuit board 23, and one of the leads 21 a and 21 b in the overheat protection element 19 is an opening provided in the protection circuit board 23. It is made to be exposed to the storage part 27 which consists of a part. The protection circuit board 23 and the unit cell 18 are connected by electrically connecting one end of the second connection member 25 to the battery lid 13 of the unit cell 18 and the other end to the protection circuit board 23. is doing. In such a configuration, when the protection circuit board 23 is bent in the direction of arrow A in FIG. 6 so that the protection circuit board 23 and the battery lid 13 face each other in parallel, one lead 21a in the overheat protection element 19 is connected to the unit cell 18. Since this overlapped portion is exposed to a storage portion 27 made of an opening provided in the protective circuit board 23, this overlapped portion is resistance-welded, laser welded, and soldered. Electrical connection is made by a method using energy such as. In this case, the electrical connection between one lead 21a in the overheat protection element 19 which is an overlapping portion and the electrode 14 in the unit cell 18 is performed by storing the energy necessary for this connection in the protection circuit board 23. This is performed by passing the opening part 27 and supplying the connection part between one lead 21a in the overheat protection element 19 and the electrode 14 in the unit cell 18.
[0056]
In the battery device manufacturing method according to Embodiment 3 of the present invention, the overheat protection element 19 is connected to the protection circuit board 23 first, and then the second connection member 25 is used to What is necessary is just to electrically connect with the protection circuit board 23, and the connection method should just be performed with the method similar to the manufacturing method of the battery apparatus in Embodiment 1 of the said invention.
[0057]
and again, In the third embodiment of the present invention, the storage portion 27 provided on the protection circuit board 23 is configured by an opening, and the element portion 20 in the overheat protection element 19 is inserted into the opening, and the overheat protection element 19 is also inserted. The connection portion between one lead 21a and the electrode 14 in the unit cell 18 of the pair 21a and 21b is exposed to the opening, so that one lead 21a in the overheat protection element 19 and the electrode in the unit cell 18 are exposed. The connection state of the connection part with 14 can be easily known from the outside by visual observation. Further, one lead 21 a in the overheat protection element 19 is overlapped on the electrode 14 in the unit cell 18, and this overlapping portion is exposed to the storage portion 27 formed of an opening provided in the protection circuit board 23, and this overlap Since the parts are electrically connected by a method such as resistance welding, laser welding, or soldering, the first connecting member 24 is not necessary, and the number of parts can be reduced, thereby facilitating manufacturing. It has the effect of becoming.
[0058]
further, In Embodiment 3 of the present invention described above, the electrical connection between one lead 21a in the overheat protection element 19 and the electrode 14 in the unit cell 18 is carried out by supplying energy necessary for this connection to the protection circuit board 23. The overheat protection is carried out by passing through an opening constituting the provided storage portion 27 and supplying it to the connection portion between one lead 21a in the overheat protection element 19 and the electrode 14 in the unit cell 18. At the same time that one lead 21a of the element 19 and the electrode 14 of the unit cell 18 are connected, the protective circuit board 23 can be positioned and fixed to the unit cell 18.
[0059]
In Embodiment 3 of the present invention, the storage portion 27 provided on the protection circuit board 23 is configured by an opening surrounded on all sides, but is not limited to this opening. Other than this, for example, even when the storage portion 27 is constituted by a notch portion that is surrounded by three sides and one side is open, the same effects as those of the third embodiment of the present invention can be obtained. It is.
[0060]
【The invention's effect】
As described above, the battery device of the present invention includes a unit cell having a positive electrode and a negative electrode, an element part that cuts off current when the unit cell is overheated, and a pair of leads provided on both sides of the element part. An overheat protection element electrically connected to the overheat protection element, and a protection circuit board that is electrically connected to the overheat protection element and performs charge control or discharge control of at least the unit cell. A storage part composed of openings or missing parts An element portion of the overheat protection element is provided in the storage portion. Furthermore, the connection portion between one lead and the unit cell of the pair of leads in the overheat protection element is exposed to the storage portion. Therefore, an overlapping portion is formed between the element portion of the overheat protection element and the protection circuit board, and as a result, the size of the entire battery device is reduced. In addition, the connection state of the connection portion between one lead and the unit cell in the overheat protection element can be easily known from the outside by visual observation. It has an excellent effect.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a part of a battery device according to Embodiment 1 of the present invention in a cutaway manner.
FIG. 2 is a perspective view after the protection circuit board is bent in the battery device.
FIG. 3 (a) Partial longitudinal sectional view of the battery device
(B) Top view of the battery device
FIG. 4 is a circuit diagram of the battery device.
FIG. 5 is an exploded perspective view showing a part of the battery device according to Embodiment 2 of the present invention in a cutaway manner.
FIG. 6 is an exploded perspective view showing a part of the battery device according to Embodiment 3 of the present invention in a cutaway manner.
FIG. 7 is a perspective view of a conventional battery device.
[Explanation of symbols]
11 Power generation elements
12 Battery can
13 Battery cover
14 electrodes
15 cases
18 unit cell
19 Overheat protection element
20 elements
21a, 21b A pair of leads
22 connections
23 Protection circuit board
24 1st connection member
25 Second connecting member
27 Storage section

Claims (5)

正極および負極を有する素電池と、この素電池の過熱時に電流を遮断する素子部およびこの素子部の両側に設けた一対のリードからなり、前記素電池と電気的に接続される過熱保護素子と、この過熱保護素子と電気的に接続されるとともに、少なくとも前記素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板とを備え、前記保護回路基板に開口部または欠落部で構成された収納部を設け、この収納部に前記過熱保護素子における素子部を入り込ませ、さらに、前記過熱保護素子における一対のリードのうち、一方のリードと素電池との接続部を前記収納部に露出させた電池装置。A unit cell having a positive electrode and a negative electrode, an element part for interrupting current when the unit cell is overheated, and a pair of leads provided on both sides of the element part, and an overheat protection element electrically connected to the unit cell; A protective circuit board that is electrically connected to the overheat protection element and that performs at least charge control or discharge control of the unit cell, and includes a storage part that is configured by an opening or a missing part in the protection circuit board. And a battery device in which an element portion of the overheat protection element is inserted into the storage portion, and a connection portion between one lead and the unit cell of the pair of leads in the overheat protection element is exposed to the storage portion. . 正極および負極を有する素電池と、この素電池の過熱時に電流を遮断する素子部およびこの素子部の両側に設けた一対のリードからなり、この一対のリードのうち、一方のリードが前記素電池の一方の極と電極的に接続される過熱保護素子と、この過熱保護素子における一対のリードのうち、他方のリードと電気的に接続されるとともに、少なくとも前記素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板と、前記過熱保護素子における一対のリードのうち、他方のリードと前記保護回路基板とを電気的に接続する第1の接続部材と、前記保護回路基板と素電池の他方の極とを電気的に接続する第2の接続部材とを有し、前記過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続、前記過熱保護素子における他方のリードと第1の接続部材の一端部との電気的接続および前記素電池の他方の極と第2の接続部材の一端部との電気的接続を行った後、前記第1の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続および第2の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続を行うようにした電池装置の製造方法。  A unit cell having a positive electrode and a negative electrode, an element part that interrupts current when the unit cell is overheated, and a pair of leads provided on both sides of the element part, and one of the pair of leads is the unit cell An overheat protection element that is electrode-connected to one of the electrodes, and a pair of leads in the overheat protection element that are electrically connected to the other lead and at least charge control or discharge control of the unit cell. A protection circuit board to be performed; a first connection member that electrically connects the other lead and the protection circuit board of the pair of leads in the overheat protection element; and the other electrode of the protection circuit board and the unit cell. And a second connecting member for electrically connecting the one lead of the overheat protection element and one electrode of the unit cell, the other lead of the overheat protection element After the electrical connection with one end of the first connecting member and the electrical connection between the other electrode of the unit cell and the one end of the second connecting member, the other end of the first connecting member And a protection circuit board, and the other connection part of the 2nd connection member, and the protection circuit board, and the manufacturing method of the battery device which performed the electrical connection. 過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続、前記過熱保護素子における他方のリードと第1の接続部材の一端部との電気的接続および前記素電池の他方の極と第2の接続部材の一端部との電気的接続を抵抗溶接で行い、かつ前記第1の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続および第2の接続部材の他端部と保護回路基板との電気的接続をはんだ付け、レーザー溶接、接着のいずれかで行うようにした請求項記載の電池装置の製造方法。Electrical connection between one lead of the overheat protection element and one pole of the unit cell, electrical connection between the other lead of the overheat protection element and one end of the first connection member, and the other pole of the unit cell Electrical connection between the first connection member and one end of the second connection member by resistance welding, and electrical connection between the other end of the first connection member and the protection circuit board and the other end of the second connection member The battery device manufacturing method according to claim 2 , wherein the electrical connection between the circuit board and the protection circuit board is performed by any one of soldering, laser welding, and adhesion. 正極および負極を有する素電池と、この素電池の過熱時に電流を遮断する素子部およびこの素子部の両側に設けた一対のリードからなり、前記素電池と電気的に接続される過熱保護素子と、この過熱保護素子と電気的に接続されるとともに、少なくとも前記素電池の充電制御または放電制御を行う保護回路基板とを有し、前記過熱保護素子における他方のリードと保護回路基板とを電気的に接続するとともに、前記保護回路基板と素電池の他方の極とを第2の接続部材を介して電気的に接続し、その後前記保護回路基板に設けた開口部または欠落部に過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極とを露出させ、この露出した過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極とを電気的に接続するようにした電池装置の製造方法。  A unit cell having a positive electrode and a negative electrode, an element part for interrupting current when the unit cell is overheated, and a pair of leads provided on both sides of the element part, and an overheat protection element electrically connected to the unit cell; A protective circuit board that is electrically connected to the overheat protection element and that performs at least charge control or discharge control of the unit cell, and electrically connects the other lead of the overheat protection element and the protection circuit board. And electrically connecting the protective circuit board and the other electrode of the unit cell via a second connecting member, and then opening or missing part provided in the protective circuit board in the overheat protection element A method of manufacturing a battery device in which one lead and one electrode of a unit cell are exposed, and one lead of the exposed overheat protection element is electrically connected to one electrode of the unit cell . 過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との電気的接続を、この接続を行うために必要なエネルギーを、保護回路基板に設けた開口部または欠落部を通過させて前記過熱保護素子における一方のリードと素電池の一方の極との接続部に供給することにより行うようにした請求項記載の電池装置の製造方法。The electrical connection between one lead of the overheat protection element and one of the poles of the unit cell is made by passing the energy necessary for this connection through the opening or the missing portion provided in the protection circuit board. The method for manufacturing a battery device according to claim 4, wherein the method is performed by supplying a connection portion between one lead of the element and one electrode of the unit cell.
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