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Abstract
Description
本発明は、素電池の一方の電極に、その一端が電気接続されるPTC素子構造体を備えたパック電池に関する。 The present invention relates to a battery pack including a PTC element structure whose one end is electrically connected to one electrode of a unit cell.
以下の特許文献1においては、特許文献1の
1202891293453_0
図2に示すように、二次電池10には、負極端子13が設けられた側に保護回路基板30が取り付けられている。また、二次電池10と保護回路基板30との間には、PTC素子50やリード61、62、さらには、絶縁板70などが介挿されている。
PTC素子50は、素子本体部51と、これを挟むように1対の素子電極52、53とから構成されており、この内、素子電極52が二次電池10の負極端子13に接続されている。PTC素子50における他方の素子電極53は、間にリード62を介した状態で、保護回路基板30の負極側のリード34と接続されている。
1202891293453_0
As shown in FIG. 2, the
The
特許文献1のパック電池は、PTC素子50における他方の素子電極53は、間にリード62を介した状態で、保護回路基板30の負極側のリード34と接続されている。ここで、リード62と、保護回路基板30の負極側のリード34とを、ハンダ付けにて接続すると、ハンダ付けによる熱により、PTC素子の特性が変化して、抵抗値が大きくなること(トリップと言う)がある。ハンダ付け工程が終了して、熱が除かれたときに、PTC素子の抵抗値が低抵抗な値となるが、熱が加わる前のような低抵抗な値に、もどらないPTC素子もある。
In the battery pack of
本発明は、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。本発明は、PTC素子構造体と回路基板をハンダ付けする際に、ハンダ付けの熱が、PTC素子に伝わりにくい構造を提供することを目的とする。 The present invention has been developed for the purpose of solving this drawback. An object of the present invention is to provide a structure in which soldering heat is not easily transmitted to a PTC element when a PTC element structure and a circuit board are soldered.
本発明のパック電池は、素電池の一方の電極に、その一端が電気接続されるPTC素子構造体を備えたパック電池であって、前記PTC素子構造体の他端がハンダ付けされる回路基板を備え、前記PTC素子構造体において、前記素電池と電気接続される素電池側リード板と、該素電池側リード板に電気接続されたPTC素子と、その一端が該PTC素子と電気接続され、その他端が前記回路基板にハンダ付けされた回路基板側リード板からなり、該回路基板側リード板が、前記PTC素子から延在する接続リード板と、該接続リード板の延在方向と逆方向に延在する延在リード板を備えることを特徴とする。 The battery pack of the present invention is a battery pack comprising a PTC element structure whose one end is electrically connected to one electrode of the unit cell, and the other end of the PTC element structure is soldered. In the PTC element structure, a unit cell side lead plate electrically connected to the unit cell, a PTC element electrically connected to the unit cell side lead plate, and one end thereof is electrically connected to the PTC element. The other end is composed of a circuit board side lead plate soldered to the circuit board, and the circuit board side lead plate is connected to the connection lead plate extending from the PTC element, and is opposite to the extending direction of the connection lead plate. An extended lead plate extending in the direction is provided.
本発明は、PTC素子と、その一端が該PTC素子と電気接続され、その他端が回路基板にハンダ付けされた回路基板側リード板からなり、該回路基板側リード板が、PTC素子から延在する接続リード板と、該接続リード板の延在方向と逆方向に延在する延在リード板を備える。従って、回路基板側リード板と、回路基板とをハンダつけするとき、ハンダ付け時の熱は、回路基板側リード板には、延在リード板と接続リード板を経て、PTC素子に伝わることより、ハンダ付けの熱が、PTC素子までに伝わりにくい。換言するなら、延在リード板が、熱の放熱部位として、機能する。 The present invention comprises a PTC element, a circuit board side lead plate whose one end is electrically connected to the PTC element and the other end is soldered to the circuit board, and the circuit board side lead plate extends from the PTC element. A connecting lead plate, and an extending lead plate extending in a direction opposite to the extending direction of the connecting lead plate. Therefore, when soldering the circuit board side lead plate and the circuit board, the heat at the time of soldering is transferred to the PTC element through the extended lead plate and the connection lead plate to the circuit board side lead plate. The soldering heat is not easily transmitted to the PTC element. In other words, the extended lead plate functions as a heat radiating part.
従って、ハンダ付けの熱で、PTC素子の抵抗値が大きくなること(トリップ)が少なく、PTC素子を低抵抗に保つことができる。 Therefore, the resistance value of the PTC element is not increased (trip) due to the soldering heat, and the PTC element can be kept at a low resistance.
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製造方法を例示するものであって、本発明はパック電池とその製造方法を以下のものに特定しない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the examples shown below exemplify the battery pack and its manufacturing method for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the battery pack and its manufacturing method as follows. .
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。 Further, in this specification, for easy understanding of the scope of claims, numbers corresponding to the members shown in the embodiments are indicated in the “claims” and “means for solving problems” sections. It is added to the members. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
図1ないし図4に示すパック電池は、電池のコアパック10を樹脂モールド部1にインサートして製造される。図2は、パック電池の分解斜視図である。この図は、各々のパーツを判りやすくするために、樹脂モールド部1と回路基板3とリード板5と絶縁カバー4と素電池2を分離した状態を示している。パック電池は、樹脂モールド部1を成形する工程で、回路基板3とリード板5と絶縁カバー4を樹脂モールド部1にインサート成形している。したがって、樹脂モールド部1が成形された状態で、電池のコアパック10は樹脂モールド部1に接着される。図のパック電池は、電池のコアパック10の一部を樹脂モールド部1にインサートするが、本発明は、コアパックを樹脂モールド部にインサートする部分を、絶縁カバーとリード板と回路基板に特定しない。図示しないが、樹脂モールド部には、電池のコアパックの全体をインサートすることもできるからである。電池のコアパック10の一部を樹脂モールド部1にインサートするパック電池は、全体をコンパクトにできる。また、電池のコアパックの全体を樹脂モールド部にインサートするパック電池は、全体の強度を向上できる。
The battery pack shown in FIGS. 1 to 4 is manufactured by inserting the
図のパック電池は、凸部電極2Bを設けているひとつの電池端面である封口板11に安全弁12の排出口13を設けている素電池2を使用して電池のコアパック10とするので、封口板11である電池端面をカバーするように樹脂モールド部1を成形している。ただし、本発明のパック電池は、封口板の反対側の電池端面に安全弁の排出口を設けて、ここに樹脂モールド部を固定することもできる。さらに、図示しないが、素電池の両側面に安全弁の排出口を設けて、この安全弁の開口面をカバーするように樹脂モールド部を設けることもできる。
Since the battery pack shown in the figure uses the
パック電池は、図4の断面図に示すように、電池のコアパック10を金型30の成形室31に仮り止めし、成形室31に溶融合成樹脂を注入して、樹脂モールド部1にコアパック10の一部をインサートして製作される。
As shown in the cross-sectional view of FIG. 4, the battery pack temporarily holds the
電池のコアパック10は、素電池2と、この素電池2に設けている安全弁12の排出口13と対向する位置に配設されると共に、リード板5と素電池2とを絶縁する絶縁カバー4と、この絶縁カバー4に積層しているリード板5と、このリード板5を接続すると共に、リード板5に積層してなる回路基板3とからなる。
The
素電池2は、リチウムイオン電池である。ただし、素電池は、リチウムイオン電池に代わって、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等の充電できる全ての二次電池とすることができる。図のパック電池は、素電池2を薄型電池とする。薄型電池は、外装缶2Aの両側を湾曲面として、外装缶2Aの四隅のコーナー部を面取りした形状としている。薄型電池にリチウムイオン電池を使用すると、パック電池全体の容量に対する充電容量を大きくできる。この素電池2は、図2と図3に示すように、凸部電極2Bを設けている封口板11に安全弁12を設けている。この素電池2は、封口板11の中央部分に凸部電極2Bを設けて、一端部に安全弁12を設けている。安全弁12は、電池2の内圧が設定圧力よりも高くなるときに開弁する。図の安全弁12は、内圧が設定圧力になると破壊される薄膜弁で排出口13を閉塞している。薄膜弁の安全弁12は、構造を簡単にできるが、樹脂モールド部1の成形圧で絶縁カバー4が変形されて破壊されることがある。本発明のパック電池は、安全弁12の排出口13をカバーするように絶縁カバー4を配設して、樹脂モールド部1を成形する合成樹脂の成形圧で安全弁12が破壊されるのを防止している。ただし、本発明のパック電池は、安全弁に、設定圧力になると開弁する全ての構造、たとえば、弾性体が弁体を弾性的に押圧している安全弁も使用できる。この構造の安全弁も排出口から合成樹脂が侵入すると、弁体が開弁されて正常に動作しなくなる。正常に動作する安全弁は、電池の内圧が設定圧力よりも高くなると開弁して、内部のガス等を排出して、内圧上昇を停止する。
The
絶縁カバー4は、素電池2の安全弁12の排出口13と対向するように、安全弁12の開口面である封口板11に積層される。図の絶縁カバー4は、素電池2の端面の外周縁に沿う外形であって、電池端面の一方の端部に配置される大きさに成形している。ただ、絶縁カバーは、図5に示すように、封口板11の外周縁に沿って設けられた凸条14の内側に嵌着される外形であって、凸条14と凸部電極2Bとの内側に配置させる外形に成形することもできる。この絶縁カバー54は、凸条14の内側に嵌着させて、封口板11の正確な位置に配置できる。
The
絶縁カバー4は、樹脂モールド部1を成形するときに、安全弁12の排出口13を閉塞すると共に、リード板5と封口板11との間にあって、リード板5と封口板11を絶縁する。絶縁カバー4は、樹脂モールド部1を成形する状態で、電池のコアパック10を仮止めする成形室に注入される合成樹脂の成形圧で変形しない硬質の絶縁材からなるプレート、たとえば、ガラス繊維で補強しているエポキシ板、フェノール板等の硬質な合成樹脂板である。ただし、本発明は、絶縁カバーを硬質の合成樹脂には特定せず、表面あるいは全体を絶縁材とする硬質な板、たとえば表面を絶縁層で被覆する金属板、無機質材を板状に成形したもの等も使用できる。
The insulating
絶縁カバー4は、図4に示すように、樹脂モールド部1を成形する金型30の押圧ピン32で押圧される突出部15を表面に突出して設けている。この突出部15は、成形室31の内面に向かって突出して、金型30の成形室31に設けている押圧ピン32で押圧される。突出部15は、樹脂モールド部1を成形するときに、型締めされる金型30の押圧ピン32に押圧されて、絶縁カバー4を素電池2の表面に密着する。図のパック電池は、絶縁カバー4の突出部15の先端面に回路基板3を積層している。この構造のパック電池は、成形室31に溶融状態の合成樹脂を注入するとき、回路基板3を介して絶縁カバー4の突出部15が金型30の押圧ピン32に押圧されて、絶縁カバー4が素電池2の表面に密着する方向に押圧される。図の回路基板3は、その表面であって、樹脂モールド部1の外部に表出させる外部表出部3Aにテストポイント18を設けており、この回路基板3の外部表出部3Aの裏面を、絶縁カバー4の突出部15を押圧する押圧部3Bとしている。この構造のパック電池は、金型30の押圧ピン32で回路基板3の外部表出部3Aを押圧し、さらに、外部表出部3Aの裏面に設けている押圧部3Bで絶縁カバー4の突出部15を押圧して絶縁カバー4を素電池2の表面に密着させる。とくに、このパック電池は、回路基板3の外部表出部3Aにあるテストポイント18を外部に表出させるテスト窓19を樹脂モールド部1に設ける金型30で、回路基板3と絶縁カバー4の両方を定位置に配置できる。
As shown in FIG. 4, the insulating
図2ないし図4の絶縁カバー4は、安全弁12の排出口13と対向する位置に突出部15を設けている。ただ、絶縁カバーの突出部は、安全弁の排出口から横にずれた位置であって、封口板の表面を押圧する位置に設けることもできる。
The insulating
突出部15は、封口板11の長さ方向に伸びる細長い形状としている。この突出部15は、絶縁カバー4を所定の長さにわたって素電池2の封口板11に押圧して、絶縁カバー4を長い領域で封口板11に密着させる。また、細長い突出部15は、リード板5に設けたスリット16Aに挿入するのに好都合である。それは、リード板5に設ける貫通孔16の幅を狭い幅のスリット16Aにできるからである。リード板5に設ける突出部15を挿入する貫通孔16は、リード板5の電気抵抗を増加し、また強度を低下させる原因となる。この貫通孔16を幅の狭いスリット16Aにできることは、リード板5の電気抵抗の増加を少なく、またリード板5の強度低下を少なくして、リード板5と絶縁カバー4とを位置ずれしないように連結できる。
The
絶縁カバー4は、両面に粘着層を設けている両面接着テープ6を介して電池2の封口板11に接着して固定される。両面接着テープ6は、好ましくは、接着部分における凹凸を吸収できる充分な厚さのものを使用する。この両面接着テープ6は、電池の表面である封口板11に密着されて絶縁カバー4を電池表面に確実に接着できると共に、安全弁12を保護する働きもある。両面接着テープ6は、安全弁12が開弁するときに剥離されてガスを外部に排気する。絶縁カバー4を電池に接着しているパック電池は、コアパック10の状態で金型30に仮止めして樹脂モールド部1を成形するまでに、絶縁カバー4の位置がずれるのを防止できる。両面接着テープ6は、絶縁カバー4を簡単に電池表面に接着できる。また、安全弁12が開弁する状態では速やかに剥離して、開弁する安全弁12からガス等を速やかに排気できる。絶縁カバー4は、接着剤や粘着剤を介して電池の表面に付着することもできる。この接着剤や粘着剤も、両面接着テープと同じように、開弁する安全弁から排出されるガス圧で剥離する接着強度のものを使用する。
The insulating
図のパック電池は、素電池2の凸部電極2Bにリード板5Aの一端を接続している。このリード板5Aは、他端を回路基板3に接続している。さらに、図のパック電池は、素電池2の封口板11にもリード板5Bを接続し、このリード板5Bの他端も回路基板3に接続している。回路基板3には、凸部電極2Bに接続されるリード板5Aと、封口板11に接続しているリード板5Bからなる一対のリード板5を介して素電池2の正負の電極に接続される。一対のリード板5は、金属板を所定の幅の帯状に裁断して製作される。一対のリード板5は、回路基板3を素電池2の定位置に連結する。図のパック電池は、一対のリード板5を回路基板3の両端部に連結する。この構造のパック電池は、一対のリード板5でもって、回路基板3を素電池2の定位置にしっかりと安定して連結できる。なお、リード板5Bと、封口板11との間には、PTC(Positive Temperature Coefficient)素子、ヒューズ等の安全部品が配置される。
In the illustrated battery pack, one end of a
凸部電極2Bに接続されるリード板5Aは、絶縁カバー4に積層して配置される。絶縁カバー4は、凸部電極2Bに接続されるリード板5Aが封口板11に接触するのを防止して絶縁する。このリード板5Aは、絶縁カバー4に設けている突出部15を挿通する貫通孔16を設けている。突出部15は細長い形状であるから、貫通孔16をスリット16Aとしている。このリード板5Aは、スリット16Aの貫通孔16に突出部15を嵌入して、絶縁カバー4を定位置に位置ずれしないように積層させる。また、リード板5Aの貫通孔16に挿通される突出部15は、リード板5を介することなく、金型30の押圧ピン32に押圧される。図のパック電池は、突出部15に回路基板3を積層しているので、絶縁カバー4は、回路基板3を介して押圧ピン32に押圧される。一対のリード板5は、スポット溶接して、あるいはレーザ溶接して、素電池2の凸部電極2Bと封口板11に接続される。また、リード板5は、ハンダ付けして回路基板3に接続される。リード板5は、回路基板3に接続される先端を直角に折曲して折曲片5aを設けている。回路基板3は、折曲片5aを挿通するスルーホール17を設けている。折曲片5aは、スルーホール17に挿通され、ハンダ付けして回路基板3に接続される。さらに、回路基板3に連結される一対のリード板5と回路基板3との間には、絶縁シート7を配設している。この絶縁シート7は、リード板5が回路基板3に接触するのを防止して絶縁している。
The
回路基板3は、素電池2を保護しながら充放電させる保護素子8を実装し、かつパック電池の出力端子となるコネクタ9を固定している。保護素子8は保護回路IC、FET等を含んでいる。さらに、回路基板3の保護回路ICは、素電池2の電圧を検出して、充放電をコントロールする保護回路(図示せず)も実装する。この保護回路は、放電している電池の電圧が最低電圧よりも低下すると放電電流を遮断し、また充電している電池の電圧が最高電圧よりも高くなると充電電流を遮断する。
The
ここで、以下に、本発明の特徴点であるPTC素子構造体100について、説明する。
図2、図6に示されるPTC素子構造体100は、
素電池2と電気接続される素電池側リード板5Cと、該素電池側リード板5Cに電気接続されたPTC素子101と、その一端が該PTC素子101と電気接続され、その他端が回路基板3にハンダ付けされた回路基板側リード板5Bからなり、該回路基板側リード板5Bが、PTC素子101から延在する接続リード板5BLと、180度に折曲されることにより、該接続リード板5BLの延在方向と逆方向に延在する延在リード板5BUとを備える。
Here, the
The
A unit cell
ここで、PTC素子構造体100の素電池側リード板5Cは、アルミよりなる封口体11(素電池2の一方の電極)に、クラッド板(=封口体11側より、アルミ/ニッケルが積層された板状体)を介して、スポット溶接等により、接続される。PTC素子は、概略、厚みのある板状体の外形を備える。
Here, the cell
延在リード板5BUの端部には、上述のように折曲片5aが設けられている。
As described above, the
ここで、折曲片5aを回路基板3のスルーホール17に挿通して、ハンダ付けして、回路基板3に接続される。このように、回路基板側リード板5Bと、回路基板3とをハンダ付けするとき、ハンダ付け時の熱は、回路基板側リード板5Bには、延在リード板5BUと接続リード板5BLを経て、PTC素子101に伝わることより、ハンダ付けの熱が、PTC素子までに伝わりにくい。換言するなら、延在リード板5BUが、熱の放熱部位として、機能する。従って、ハンダ付けの熱で、PTC素子の抵抗値が大きくなること(トリップ)が少なく、PTC素子を低抵抗に保つことができる。
Here, the
また、図7には、PTC素子構造体の他の実施例を示す。図6の構造と、同じものについては、同じ符号を付して、説明を省略する。図7の構造においては、延在リード板5BUにその幅が狭い幅狭部5BUNを設けている。そして、図7に示す状態において、
PTC素子構造体110の接続リード板5BLには、90度に折曲されて立ち上がるアンカー部5BLAを備えている。図7に示す折曲された状態で、アンカー部5BLAは、延在リード板5BUの幅狭部5BUNの側部に、位置することになるので、これらが接触することがない。そして、アンカー部5BLAにより、成形される樹脂モールド部1と、アンカー部5BLAを有するPTC素子構造体100、これと接続された素電池2とを、強固に、位置ずれすることなく、接続し、一体的に成形することができる。
FIG. 7 shows another embodiment of the PTC element structure. The same components as those in FIG. 6 are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted. In the structure of FIG. 7, the extended lead plate 5BU is provided with a narrow portion 5BUN having a narrow width. And in the state shown in FIG.
The connection lead plate 5BL of the
また、図8(a)、(b)に示すように、上述のクラッド板を配置することができる。
図8(a)においては、封口板11に設けられた電解液の注入穴200に、ゴム材料からなる封止板(図示せず)を間にはさんで、アルミ等からなる固定板201を配置し、固定板201と封口板11とを、レーザ溶着等にて、固定している。そして、固定板201に、隣接してクラッド板202を設けている。上述のように、このクラッド板202上に、PTC素子構造体が接続される。
また、図8(b)においては、図8(a)とは、異なるクラッド板の配置を示しており、図8(a)と、同構造については、同じ符号を付し、説明を省略する。
図8(b)においては、固定板201を固定した後、図8(a)のクラッド板202よりも長いクラッド板203を、封口板11上に、接続している。このような長いクラッド板203を利用することにより、PTC素子構造体の素電池側リード板5Cと接続するので、接続する溶接範囲が大きくなり、強固に安定して、接続することが可能となる。また、長いクラッド板203上に、PTC素子構造体のPTC素子101を配置することができるので、素電池2からの熱をPTC素子101に、良好に伝達することができ、PTC素子を適切に働かすことができる。
Further, as shown in FIGS. 8A and 8B, the above-described clad plate can be disposed.
In FIG. 8A, a fixing
Further, FIG. 8B shows an arrangement of clad plates different from that in FIG. 8A, and the same structure as in FIG. .
In FIG. 8B, after fixing the fixing
回路基板3に固定されるコネクタ9は、出力端子となる複数の弾性接点22をコネクタケース20に内蔵している。コネクタケース20は絶縁材であるプラスチックを、電気機器のプラグ(図示せず)を嵌着構造に連結される形状に成形している。図のコネクタケース20は、電気機器のプラグを嵌着状態で連結する3組の嵌着凹部21を設けている。各々の嵌着凹部21は、内面に弾性金属板からなる弾性接点22を配置して、ここに挿入されるプラグの金属接点に弾性接点22を電気接続される。コネクタ9は回路基板3に固定され、弾性接点22を回路基板3に電気接続している。コネクタ9を固定する回路基板3は、樹脂モールド部1にインサートされて、樹脂モールド部1の定位置に配置される。
The
電池のコアパック10は、樹脂モールド部1との接着面にプライマー層(図示せず)を設けて、樹脂モールド部1に強固に接着することができる。ただ、電池のコアパックは、必ずしもプライマー層を設ける必要はなく、樹脂モールド部にインサートして固定できる。コアパック10に塗布されるプライマー層は、樹脂モールド部1を成形する工程で、コアパック10を樹脂モールド部1に強力に接着する。とくに、プライマー層は、金属製の素電池2の表面に樹脂モールド部1を強力に接着する。さらに、プライマー層は、回路基板3と、これに固定される保護素子8やコネクタ9の表面に塗布されて、樹脂モールド部1にしっかりと接着される。プライマー層は、樹脂モールド部1に接着される面に塗布される。プライマー層は、未硬化では液状をしているプライマー液を霧状にスプレーし、あるいはこれを刷毛で塗布し、あるいはコアパック10をプライマー液に浸漬して塗布することができる。プライマー層は、コアパック10の状態で必要な部分に設けられ、あるいはコアパック10として組み立てる前の素電池2の表面に、さらに回路基板3や保護素子8やコネクタ9に塗布して設けることができる。コネクタ9の表面に設けるプライマー層は、弾性接点22等の電気接点を除く部分に塗布される。プライマー層が電気接点の接触不良の原因となるからである。プライマー層は、薄膜で充分な効果があるので、その膜厚を約1μmとする。ただし、プライマー層は、膜厚を0.5〜5μmとすることもできる。プライマー層は、樹脂モールド部1を強力に接着する作用に加えて、電池表面を保護する働きもあるので、膜厚を厚くして保護作用をより向上できる。
The
パック電池は、樹脂モールド部1をポリアミド樹脂で成形して、プライマー層をエポキシ樹脂系のプライマーとすることができる。樹脂モールド部1のポリアミド樹脂は、樹脂内にある酸−アミド結合にプライマー層のエポキシ基を導入してプライマー層に化学結合される。このため、樹脂モールド部1は、より強力にプライマー層に接着される。プライマー層を形成するプライマーは、エポキシ樹脂に代わって、あるいはエポキシ樹脂に加えて、変性エポキシ樹脂系プライマー、フェノール樹脂系プライマー、変性フェノール樹脂系プライマー、ポリビニルブチラール系プライマー、ポリビニルホルマール系プライマー等も使用できる。これ等のプライマーは、複数を混合して使用することもできる。これ等のプライマーは、ポリアミド樹脂の樹脂モールド部1に化学結合すると共に、金属表面に水素結合あるいは化学結合して、樹脂モールド部1を電池表面に強力に接着する。
In the battery pack, the
樹脂モールド部1を成形する合成樹脂は、ポリアミド樹脂である。ポリアミド樹脂にはエポキシ樹脂を添加することもできる。エポキシ樹脂を添加しているポリアミド樹脂は、ポリアミド樹脂のみのものに比較して接着力を強くできる。ポリアミド樹脂は、軟化温度が低く、しかも溶融時の粘度も低いので、他の熱可塑性合成樹脂に比較して、低温、低圧で成形できる。また、金型の成形室から速やかに脱型できる特長もある。低温、低圧で成形される樹脂モールド部1は、成形に要する時間を短縮できると共に、樹脂成形時における熱や射出圧による保護素子8等への悪影響を低減できる特長がある。ただし、本発明のパック電池は、樹脂モールド部1を成形する樹脂をポリアミド樹脂には特定しない。ポリアミド樹脂以外の樹脂、たとえばポリウレタン樹脂等も使用できる。さらに、樹脂モールド部1にインサートされる保護素子8等の耐熱性を向上できるなら、ポリエチレン、アクリル、ポリプロピレン樹脂等の熱可塑性樹脂も使用できる。
The synthetic resin for molding the
樹脂モールド部1は、封口板11の外周縁に沿って、外装缶2Aの表面まで延長しているラップ薄肉部1aを設けている。ラップ薄肉部1aは、樹脂モールド部1に一体的に成形されると共に、樹脂モールド部1を成形するときに素電池2の外周表面に接着される。図4に示すように、金型30の成形室31に注入される溶融樹脂は、封口板11の外周からラップ薄肉部1aを成形する部分まで注入されて、ラップ薄肉部1aを樹脂モールド部1に一体的に成形する。ラップ薄肉部1aは、好ましくは封口板11の全周に設けられる。この樹脂モールド部1は、封口板11の外周面の全周に設けているラップ薄肉部1aで最も剥離しないように素電池2に連結される。ただ、ラップ薄肉部は、素電池の外周の一部、たとえば薄型電池の幅の広い面の周縁にのみ設けることもできる。
The
ラップ薄肉部1aの幅は、広くして電池2との結合強度を大きくできる。ラップ薄肉部1aは、相当に幅を狭くしても、樹脂モールド部1をしっかりと素電池2に接着できる。とくに、素電池2の金属表面に表面被覆シート(図示せず)を付着するパック電池は、表面被覆シートでラップ薄肉部1aを電池表面に押圧して剥離しないようにできる。このため、ラップ薄肉部1aの幅を狭く、0.1〜2mm、好ましくは0.2〜1mm、たとえば0.5mmと狭くして、樹脂モールド部1をしっかりと素電池2に連結できる。幅の狭いラップ薄肉部1aは、溶融状態の合成樹脂を確実に注入して規定の形状に成形できる。
The width of the wrap
表面被覆シートは、加熱して収縮できる熱収縮チューブである。この表面被覆シートは、樹脂モールド部1のラップ薄肉部1aの表面に密着されて、樹脂モールド部1を素電池2にしっかりと連結する。さらに、表面被覆シートで被覆しているパック電池は、ラップ薄肉部1aと素電池2との間に剥離するものが侵入することがなく、このことによっても、ラップ薄肉部1aの剥離を阻止できる。表面被覆シートは、ラベルや粘着テープとすることもできる。ラベルや粘着テープである表面被覆シートは、樹脂モールド部とラップ薄肉部の表面ないし電池の表面に貼付して、樹脂モールド部を電池にしっかりと連結する。
The surface covering sheet is a heat shrinkable tube that can be shrunk by heating. This surface covering sheet is brought into close contact with the surface of the wrap
パック電池は、図1に示すように、樹脂モールド部1の外周に段差24を設け、低く成形している部分を表面被覆シートで被覆することができる。この樹脂モールド部1は、表面被覆シートが樹脂モールド部1から突出することがなく、樹脂モールド部1と表面被覆シートの表面をほぼ同一面にできる。
As shown in FIG. 1, the battery pack can be provided with a
さらに、図1のパック電池は、樹脂モールド部1を接着している封口板11の反対側の対向端面、すなわち外装缶2Aの底面に、樹脂モールド部1とは別に成形されてなるプラスチック成形体23を接着している。プラスチック成形体23は、樹脂モールド部1よりも硬質のプラスチックで成形される。このプラスチック成形体23は、外装缶2Aの底面の全面を被覆する底部23Aと、外装缶2Aの底面から素電池2の外周表面まで延長している第2のラップ薄肉部23aとを一体的に成形している。底部23Aは、第2のラップ薄肉部23aよりも厚く成形している。
Further, the battery pack of FIG. 1 is a plastic molded body formed separately from the
以上のパック電池は、以下のようにして製造される。
(1)コアパック10の組立工程
この工程で、素電池2の封口板11に設けている安全弁12の排出口13をカバーするように絶縁カバー4を素電池2の封口板11に積層する。さらに図のコアパック10は、絶縁カバー4に、凸部電極2Bにスポット溶接して接続しているリード板5Aを積層して、このリード板5Aを回路基板3にハンダ付けして連結する。このリード板5Aは、貫通孔16に絶縁カバー4の突出部15を挿入して、絶縁カバー4の定位置に連結して積層される。さらに、別のリード板5Bが素電池2の封口板11にスポット溶接して接続され、このリード板5Bの他端を回路基板3に接続して、素電池2にリード板5と回路基板3を連結して電池のコアパック10とする。回路基板3には、保護素子8やコネクタ9を接続している。電池のコアパック10は、樹脂モールド部1を接着する部分にプライマー層を設けて、樹脂モールド部1との接着力を強くすることができる。ただし、プライマー層は必ずしも設ける必要はないので、プライマー層を設ける工程は省略することもできる。
(2)仮止め工程
組み立てられた電池のコアパック10は、樹脂モールド部1を成形する金型30の成形室31に仮止めされる。この状態で、電池のコアパック10は、金型30の成形室31に位置ずれしないように仮止めされる。すなわち、金型30は、仮止めされる電池のコアパック10を定位置に保持するために、素電池2を全周から挟着して、定位置に保持する。また、金型30から成形室31に突出する保持ピン(図示せず)を介して回路基板3を定位置に保持する。さらにこの工程において、金型30に設けている押圧ピン32でもって、回路基板3を介して絶縁カバー4の突出部15を素電池2の表面に向かって押圧して、絶縁カバー4を素電池2の表面に押圧する。図4のパック電池にあっては、絶縁カバー4の外周縁部が、素電池2の外周縁に設けた凸条14の端面に押圧される。図5のパック電池にあっては、凸条14の内側に嵌着される絶縁カバー54が、封口板11の表面に押圧される。以上のように、押圧ピン32で突出部15が押圧される絶縁カバー4、54は、素電池2の表面に密着される。この状態は、次の工程の樹脂注入工程においても継続される。したがって、次の樹脂注入工程においても、絶縁カバー4は素電池2の表面に密着される状態に保持される。
(3)樹脂注入工程 電池のコアパック10を仮止めする金型30の成形室31が閉鎖され、金型30を型閉め状態として成形室31に溶融状態の合成樹脂が注入される。成形室31に注入される合成樹脂は、樹脂モールド部1を成形する。成形室31で成形される樹脂モールド部1は、回路基板3とリード板5と絶縁カバー4をインサートし、かつ回路基板3に固定しているコネクタ9の一部を外部に表出し、さらに、素電池2の外周部にラップ薄肉部1aを接着する形状に成形される。また、樹脂モールド部は、プラスチック成形体の一部をインサートすることもできる。
(4)脱型工程
成形室31に注入された溶融状態の合成樹脂を冷却して硬化させた後、金型30を開いてパック電池を金型30から脱型する。脱型されたパック電池は、金型30の成形室31で成形される樹脂モールド部1にコアパック10の一部をインサートする状態となって、素電池2にしっかりと連結される。
The above battery pack is manufactured as follows.
(1) Assembly process of
(2) Temporary Fixing Step The assembled
(3) Resin injection process The
(4) Demolding Step After the molten synthetic resin poured into the
最後に、図示しないが、熱収縮チューブである筒状の表面被覆シートにパック電池を入れ、熱収縮チューブを加熱して、パック電池の表面に密着させる。表面被覆シートは、樹脂モールド部1のラップ薄肉部1aとプラスチック成形体23の第2のラップ薄肉部23aの表面にぴったりと密着されて、樹脂モールド部1とプラスチック成形体23とをしっかりと素電池2に連結する。
Finally, although not shown, the battery pack is placed in a cylindrical surface covering sheet that is a heat-shrinkable tube, and the heat-shrinkable tube is heated to adhere closely to the surface of the battery pack. The surface covering sheet is brought into close contact with the surfaces of the wrap
また、図9においては、上記実施例の樹脂モールド部1とは異なる形状の樹脂モールド部201を示している。図示するように、樹脂モールド部201においては、断面視くさび型の溝202、202を設けている。この構造により、外部衝撃(特に、図9において上からの衝撃)が加わったとき、衝撃を分散することができる。これにより、素電池2の上端部、樹脂モールド部201の損傷を低減することができる。また、このようなくさび型溝202を成形するには、上述のように、金型30の成形室31に電池のコアパック10を挿入して、くさび型溝202を有する樹脂モールド部201を成形するが、この時、くさび型溝202に対応する凸状部を金型が備えることになるので、成形するとき、コアパック10を挿入して仮り止めするときの位置合わせを容易に行うことができる。
Moreover, in FIG. 9, the
1…樹脂モールド部 1a…ラップ薄肉部
2…素電池 2A…外装缶
2B…凸部電極
3…回路基板 3A…外部表出部
3B…押圧部
4…絶縁カバー
5…リード板 5A…リード板
5B…リード板(回路基板側リード板)
5BL…接続リード板
5BU…延在リード板
5a…折曲片
6…両面接着テープ
7…絶縁シート
8…保護素子
9…コネクタ
10…コアパック
11…封口板
12…安全弁
13…排出口
14…凸条
15…突出部
16…貫通孔 16A…スリット 17…スルーホール
18…テストポイント
19…テスト窓
20…コネクタケース
21…嵌着凹部
22…弾性接点
23…プラスチック成形体 23A…底部
23a…第2のラップ薄肉部
24…段差
30…金型
31…成形室
32…押圧ピン
54…絶縁カバー
100、110…PTC素子構造体
101…PTC素子101
DESCRIPTION OF
2B ...
3B ... Pressing
5B ... Lead plate (Circuit board side lead plate)
5BL ... Connection lead plate
5BU ... Extended lead plate
5a ... Folded
23a ... 2nd wrap
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100,110 ...
Claims (1)
前記PTC素子構造体の他端がハンダ付けされる回路基板を備え、
前記PTC素子構造体において、前記素電池と電気接続される素電池側リード板と、該素電池側リード板に電気接続されたPTC素子と、その一端が該PTC素子と電気接続され、その他端が前記回路基板にハンダ付けされた回路基板側リード板からなり、該回路基板側リード板が、前記PTC素子から延在する接続リード板と、該接続リード板の延在方向と逆方向に延在する延在リード板を備えることを特徴とするパック電池。 A battery pack comprising a PTC element structure, one end of which is electrically connected to one electrode of a unit cell,
A circuit board on which the other end of the PTC element structure is soldered;
In the PTC element structure, a unit cell side lead plate electrically connected to the unit cell, a PTC element electrically connected to the unit cell side lead plate, one end thereof being electrically connected to the PTC element, and the other end Is composed of a circuit board side lead plate soldered to the circuit board, and the circuit board side lead plate extends in a direction opposite to the connection lead plate extending from the PTC element and the extending direction of the connection lead plate. A battery pack comprising an extended lead plate.
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