JP2009076268A

JP2009076268A - パック電池とパック電池のリード板の剥離検査方法

Info

Publication number: JP2009076268A
Application number: JP2007242822A
Authority: JP
Inventors: Osamu Inaoka; 修稲岡; Takuya Matsuda; 卓也松田; Michihisa Kurita; 道久栗田
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2007-09-19
Filing date: 2007-09-19
Publication date: 2009-04-09

Abstract

【課題】簡単かつ容易に、しかも速やかに溶接の良否を直接に、しかも確実に判別する。
【解決手段】パック電池は、電池１と、この電池１にリード板３を介して接続してなる回路基板２とを備える。パック電池は、リード板３の外周縁の局部に、リード板３を溶接してなるベース金属１１との間に隙間１３を設けるように折曲してなる剥離検査用の強制剥離部１２を設けている。
【選択図】図１

Description

本発明は、電池にリード板を介して回路基板を接続しているパック電池とそのリード板の剥離検査方法に関する。

パック電池は、保護回路などを実装する回路基板をリード板を介して電池に接続している。リード板は、一端を電池に、他端を回路基板に接続して、回路基板を電池に接続する。リード板は、スポット溶接等の方法で電池や回路基板のベース金属に接続される。電池に接続されるリード板は、金属製の封口板をベース金属としてこれに直接にスポット溶接等の方法で溶接され、あるいは、封口板の表面にクラッド材などのベース金属を接続して、この表面にスポット溶接して接続される。また、回路基板は、表面にニッケルブロック等の金属板を固定してこれをベース金属として、ここにスポット溶接してリード板を接続している。

電池や回路基板に溶接されたリード板は、剥離していないかどうかを検査して信頼性を著しく向上できる。リード板の溶接を検査する方法は開発されている。（特許文献１参照）
この公報に記載される方法は、リード板のレーザー溶接部に形成されるナゲットの画像を読み取り、その読み取った画像に基づいてナゲットの形成状態を検査する。
特開２０００-２２１０１６号公報

以上の公報に記載される検査方法は、レーザー溶接されたリード板の溶接状態を検査できるが、スポット溶接等の抵抗溶接されたリード板を溶接の良否を確実に判別できない。また、画像処理して溶接の良否を判別するので判別装置が複雑で高価になり、また、正確な判別処理に時間がかかる欠点もある。さらに、溶接状態を直接に検査しないで画像から良否を判定するので、溶接状態の正確な判定が極めて難しい欠点もある。

本発明は、さらにこの欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単かつ容易に、しかも速やかに溶接の良否を直接に、しかも確実に判別できるパック電池とパック電池のリード板の溶接剥離検査方法を提供することにある。

本発明の請求項１のパック電池は、電池１と、この電池１にリード板３を介して接続してなる回路基板２とを備える。パック電池は、リード板３の外周縁の局部に、リード板３を溶接してなるベース金属１１との間に隙間１３を設けるように折曲してなる剥離検査用の強制剥離部１２を設けている。

本発明の請求項２のパック電池は、強制剥離部１２をリード板３の隅部に設けている。さらに、本発明の請求項３のパック電池は、強制剥離部１２を、回路基板２に固定しているベース金属１１に溶接しているリード板３に設けている。さらにまた、本発明の請求項４のパック電池は、強制剥離部１２を、電池１に溶接しているリード板３に設けている。

本発明の請求項５のパック電池のリード板の剥離検査方法は、電池１にリード板３を溶接し、このリード板３で電池１に回路基板２を接続しているパック電池のリード板３の剥離を検査する方法である。この剥離検査方法は、溶接されるリード板３の外周縁に、溶接されるベース金属１１との間に隙間１３ができるように剥離検査用の強制剥離部１２を設けて、この強制剥離部１２を設けているリード板３を溶接し、その後、リード板３の強制剥離部１２に検査棒２０の先端を挿入してリード板３の剥離検査をする。

本発明の請求項６の剥離検査方法は、強制剥離部１２をリード板３の隅部に設ける。さらに、本発明の請求項７の剥離検査方法は、強制剥離部１２を、回路基板２に固定してなるベース金属１１に溶接するリード板３に設ける。さらにまた、本発明の請求項８の剥離検査方法は、強制剥離部１２を、電池１に溶接されるリード板３に設ける。

本発明は、簡単かつ容易に、しかも速やかにリード板の溶接の良否を直接に、しかも確実に判別できる特徴がある。それは、本発明が、リード板のベース金属との溶接部に強制剥離部を設けて、強制剥離部でもってベース金属との間に、検査棒の先端をスムーズに挿入するための隙間を設けているからである。強制剥離検査においては、検査棒の先端を強制剥離部の隙間に挿入することで、溶接部の剥離検査を簡単にできる。

とくに、本発明の請求項２のパック電池と請求項６の剥離検査方法は、強制剥離部をリード板の隅部に設けているので、リード板の強制剥離検査を簡単にしながら、リード板をしっかりとベース金属に溶接して固定できる。

また、本発明の請求項３のパック電池と請求項７の剥離検査方法は、強制剥離部を、回路基板に固定しているベース金属に溶接しているリード板に設けているので、回路基板に溶接されるリード板の強制剥離検査を簡単に確実にできる。また、本発明の請求項４のパック電池と請求項８の剥離検査方法は、強制剥離部を、電池に溶接しているリード板に設けているので、電池との溶接部の強制剥離検査を検査棒で簡単にできる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池とそのリード板の剥離検査方法を例示するものであって、本発明はパック電池とリード板の剥離検査方法を以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図１に示すパック電池は、電池１と、この電池１にリード板３を介して接続してなる回路基板２とを備える。さらに、図のパック電池は、回路基板２を定位置に配置するホルダー４と、リード板３と電池１の外装缶１Ａとの間を絶縁する絶縁シート５と、保護素子６であるＰＴＣ６Ａと、電池１に回路基板２を連結している電池組立１０を収納する外装ケースである枠ケース７と、この枠ケース７の表面に付着している絶縁性のラベル８を備える。

図のパック電池は、電池１を薄型の電池であるひとつの角形電池としている。このパック電池は、電池１を角形電池とするので全体を薄くできる。ただ、パック電池は、電池を角形電池には特定せず、円筒形電池とすることができ、また、複数の電池を内蔵することもできる。電池１は、リチウムイオン二次電池である。ただ、電池には、リチウムイオン二次電池に代わって、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池なども使用できる。

電池１は、正負の電極をリード板３を介して回路基板２に接続している。リチウムイオン二次電池である角形電池は、凸部電極１Ｂを負極、外装缶１Ａを正極とするので、凸部電極１Ｂと外装缶１Ａを、第１のリード板３Ａと第２のリード板３Ｂを介して回路基板２に接続している。図のパック電池は、回路基板２の裏面側の表面にリード板３を溶接して接続している。リード板３は、スポット溶接して回路基板２に接続される。ただ、リード板は、レーザー溶接して回路基板に接続することもできる。また、リード板３は、スポット溶接して電池１に接続されるが、レーザー溶接して電池に接続することもできる。

第１のリード板３Ａは、ＰＴＣ６Ａからなる保護素子６を介して凸部電極１Ｂに溶接して接続している。保護素子６は、ＰＴＣ６Ａの両面に所定の幅の金属板からなる接続端子６Ｂを設けている。一方の接続端子６Ｂは、封口板の凸部電極１Ｂに、他端の接続端子６Ｃは第１のリード板３Ａに溶接して接続される。図の保護素子６は、第１のリード板３Ａに接続する接続端子６Ｃを、角形電池１の端面から側面に沿うように直角に折曲している。第１のリード板３Ａは、角形電池１の側面から底面に沿って配置されるようにＬ字状に折曲されて、一端を回路基板２に他端を保護素子６の接続端子６Ｃに溶接して接続している。第１のリード板３Ａを電池１の外装缶１Ａから絶縁するために、第１のリード板３Ａと電池１の外装缶１Ａとの間には絶縁シート５を配置している。第２のリード板３Ｂは、一端を電池１の外装缶１Ａに、他端を回路基板２に溶接して接続している。第２のリード板３Ｂは、一端をＵ曲して回路基板２の裏面側の表面に接続している。

回路基板２は、リード板３を溶接する表面、図において回路基板２の裏面側の表面にニッケルブロック１１Ａからなるベース金属１１を固定して、このベース金属１１にリード板３を溶接している。ベース金属１１は、リード板３を安定して溶接できる金属板が使用される。リード板３をニッケル板とするパック電池は、回路基板２のベース金属１１をニッケルブロック１１Ａとする。ニッケルブロック１１Ａは、回路基板２の導電層にハンダ付けして固定される。

図２は、回路基板２のベース金属１１であるニッケルブロック１１Ａにリード板３を接続する部分の拡大側面図である。この図に示すように、回路基板２は、保護回路などを実現する電子部品１５を固定している。ベース金属１１には、接近して電子部品１５が固定される。回路基板２のベース金属１１に接続されるリード板３は、図２に示すように、外周縁の局部、図においてリード板３の隅部に、ベース金属１１との間に隙間１３を設けるように折曲している剥離検査用の強制剥離部１２を設けている。強制剥離部１２は、図３の鎖線位置から実線位置に折曲加工して設けられる。すなわち、強制剥離部１２は、この斜視図に示すように、先端に向かってベース金属１１から次第に離れるように折曲される。このように、先端に向かってベース金属１１から離れるように傾斜する強制剥離部１２は、剥離検査に使用する検査棒２０の先端を隙間１３にスムーズに挿入して、能率よく強制剥離検査をできる。ただ、本発明は、強制剥離部１２の形状を先端に向かって傾斜する姿勢には特定しない。たとえば、図４に示すように、ベース金属１１から離れるように段差を設ける形状に折曲加工して強制剥離部１２とすることもできる。検査棒２０は、強制剥離部１２とベース金属１１との隙間１３にスムーズに挿入できるように、先端に向かって薄くなる刃形に加工している。強制剥離部１２は、ベース金属１１との隙間１３を、たとえば０．２ｍｍよりも広く、２ｍｍよりも狭くして、検査棒２０の先端を簡単に挿入して強制剥離検査できる。

強制剥離部１２のあるリード板３は図２に示すように、ベース金属１１との隙間１３に検査棒２０の先端が挿入される。この構造は、ベース金属１１であるニッケルブロック１１Ａと電子部品１５との間隔（ｄ１）を狭くして、リード板３の強制剥離検査をできる。それは、リード板３に設けた強制剥離部１２とベース金属１１との隙間１３に検査棒２０を挿入して強制剥離検査をできるからである。このような間隔（ｄ１）と比較して、図５に示す従来の構造においては、リード板３０は、図５の側面図に示すように、ベース金属１１であるニッケルブロック１１Ａから突出するようにリード板３０を溶接して、回路基板２とリード板３０との間に、検査棒２０を挿入する隙間３３を設けることができる。ただ、この構造は、検査棒２０を挿入するために、ニッケルブロック１１Ａと電子部品１５との間隔（ｄ２）を広くする、すなわち回路基板２に実装される電子部品１５をニッケルブロック１１Ａから離して配置して、回路基板２のスペース効率を悪くする。

リード板３は、一端を回路基板２に、他端を電池１に接続するが、必ずしも両端に強制剥離部１２を設ける必要はない。図１のパック電池は、リード板３の回路基板２に溶接される端部にのみ強制剥離部１２を設けて、電池１に接続される端部には強制剥離部１２を設けていない。このパック電池は、回路基板２に接続するリード板３の端部においては、強制剥離部１２に検査棒２０を挿入して強制剥離検査するが、電池１との接続部はリード板３を引っ張って強制剥離検査をできる。

ただ、図６に示すように、リード板３は、電池１に接続される端部にも強制剥離部１２を設けて、検査棒２０を使用して、電池１との溶接部を簡単に強制剥離検査することもできる。この図のリード板３は、電池１の表面に固定されるクラッド材１１Ｂからなるベース金属１１に溶接して接続している。クラッド材１１Ｂは、リード板３と電池１との接続を確実にするもので、たとえば、電池１の表面をアルミニウム、リード板３をニッケル板とする場合、アルミニウムとニッケルを積層したクラッド材が使用され、アルミニウム側を電池１に、ニッケル側をリード板３に接続する。電池の表面に直接にリード板を溶接できるパック電池は、クラッド材を使用することなく、電池の表面をベース金属として、これに直接にリード板を溶接して接続する。なお、図６に示す折曲してなる剥離検査用の強制剥離部１２を、検査後、リード板３として平らになるように力を加えて、折曲している部分を平らにすることもできる。

一端を回路基板２に、他端を電池１や保護素子６の接続端子６Ｃに溶接されるリード板３は、強制剥離部１２の隙間１３に検査棒２０の先端を挿入して強制剥離検査する。強制剥離検査は、検査棒２０を挿入してリード板３を強制的に所定の力で剥離し、剥離されない状態を良品と判定する。また、強制剥離部のないリード板３の端部は、所定の力で引っ張って溶接強度を検査する。

一対のリード板３を介して回路基板２を接続している図１のパック電池は、回路基板２を定位置に配置するために、回路基板２と電池１との間にホルダー４を配置している。ホルダー４は、プラスチック等の絶縁材を成形して制作される。図のホルダー４は、回路基板２の両側を挟む位置に一対の凸条４Ａを設け、この凸条４Ａの間に回路基板２を配置して、定位置に配置している。さらに、図のホルダー４は、両端にリード板３を案内する凹部４Ｂを設けている。この凹部４Ｂにリード板３を案内し、凸条４Ａの間に回路基板２を案内して、回路基板２を電池１の端面、図において外装缶１Ａの底面に対向して定位置に配置している。

さらに、図のパック電池は、回路基板２とホルダー４と電池１とを連結してなる電池組立１０を枠ケース７の内側に入れて、電池組立１０を枠ケース７に固定する。枠ケース７は、両面を開口しており、回路基板２に固定している出力端子９を外部に表出する電極窓１４を開口している。電池１を内側に嵌め込んでいる枠ケース７は、表面にラベル８が付着される。ラベル８は、電池１と枠ケース７とを定位置に固定し、さらに電池１の表面を絶縁する。

本発明の一実施例にかかるパック電池の分解斜視図である。回路基板とリード板の接続部分を示す拡大側面図である。リード板の強制剥離部を示す拡大斜視図である。リード板の強制剥離部の他の一例を示す拡大斜視図である。従来のパック電池の回路基板とリード板の接続部分を示す拡大側面図である。電池とリード板の接続部分の他の一例を示す拡大斜視図である。

符号の説明

１…電池１Ａ…外装缶
１Ｂ…凸部電極
２…回路基板
３…リード板３Ａ…第１のリード板
３Ｂ…第２のリード板
４…ホルダー４Ａ…凸条
４Ｂ…凹部
５…絶縁シート
６…保護素子６Ａ…ＰＴＣ
６Ｂ…接続端子
６Ｃ…接続端子
７…枠ケース
８…ラベル
９…出力端子
１０…電池組立
１１…ベース金属１１Ａ…ニッケルブロック
１１Ｂ…クラッド材
１２…強制剥離部
１３…隙間
１４…電極窓
１５…電子部品
２０…検査棒
３０…リード板
３３…隙間

Claims

電池(1)と、この電池(1)にリード板(3)を介して接続してなる回路基板(2)とを備えるパック電池であって、
リード板(3)の外周縁の局部に、リード板(3)を溶接してなるベース金属(11)との間に隙間(13)を設けるように折曲してなる剥離検査用の強制剥離部(12)を設けてなることを特徴とするパック電池。
前記強制剥離部(12)をリード板(3)の隅部に設けている請求項１に記載されるパック電池。
前記強制剥離部(12)を、回路基板(2)に固定しているベース金属(11)に溶接しているリード板(3)に設けている請求項１または２に記載されるパック電池。
前記強制剥離部(12)を、電池(1)に溶接しているリード板(3)に設けている請求項１または２に記載されるパック電池。
電池(1)にリード板(3)を溶接し、このリード板(3)で電池(1)に回路基板(2)を接続しているパック電池のリード板の剥離検査方法であって、
溶接されるリード板(3)の外周縁に、溶接されるベース金属(11)との間に隙間(13)ができるように剥離検査用の強制剥離部(12)を設けて、この強制剥離部(12)を設けているリード板(3)を溶接し、その後、リード板(3)の強制剥離部(12)に検査棒(20)の先端を挿入して、リード板(3)の剥離検査をするパック電池のリード板の剥離検査方法。
前記強制剥離部(12)をリード板(3)の隅部に設ける請求項５に記載されるパック電池のリード板の剥離検査方法。
前記強制剥離部(12)を、回路基板(2)に固定してなるベース金属(11)に溶接するリード板(3)に設ける請求項５または６に記載されるパック電池のリード板の剥離検査方法。
前記強制剥離部(12)を、電池(1)に溶接されるリード板(3)に設ける請求項５または６に記載されるパック電池のリード板の剥離検査方法。