JP4429624B2 - Battery protection circuit and secondary battery using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話や電子手帳などの携帯情報端末に電力を供給する充電可能な二次電池の電池保護回路、およびこれを用いた二次電池に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、電子機器、特に携帯電話機や無線通信機能を備えたノート型パソコン、個人情報端末などの携帯情報端末は、小型化および軽量化が急速に進んでいる。これらの携帯情報端末には、電力を供給するための電池が用いられる。この電池としては、充電が可能な二次電池が用いられている。そして、このような携帯情報端末の小型化、軽量化に伴い、これらに用いられる二次電池についても小型化、軽量化が強く望まれている。
【0003】
二次電池は、発電要素である電池コア、電池コアと電気的に接続された電極端子、電池コアを内部に収納する外装部材を含む電池本体を有する。電池コアと電気的に接続された電極端子は正極端子と負極端子があり、外装部材の外部に導出される。そして、これらの正極端子と負極端子のいずれかに、電池コアに過電流もしくは過電圧が印加されることを防止するための保護回路が接続される。また、保護回路のほか、過電流、過充電、短絡から電池をさらに保護すべく、PTC(Positive Temperature Coefficient)素子が設けられる。PTC素子は、PTC素子に流れる電流値が大きくなり、温度が上昇するのに伴い電気抵抗を増大させて電池コアに流れる電流を抑制することにより、過電流、過充電、短絡に起因する電池の温度上昇を抑制する。上記のような、電池本体、保護回路、PTC素子が電気的に接続された後、ケースに収納されて二次電池(電池パック)が構成される。
【0004】
一般的なPTC素子は、PTC素材の対向する両表面上にNi(ニッケル)箔あるいはNi/Cu(ニッケル/銅)箔からなるフォイルが設けられて構成される。このPTC素材を挟む各フォイルがPTC素材の電極として機能する。PTC素子を構成するフォイルのうち、PTC素材の上部側のフォイルには、Niの取り出し電極が半田付けされる。この取り出し電極がPTC素子の取り出し電極として機能する。一方、PTC素材の下部側のフォイル下面、つまり回路基板上にはCuの電極が半田付けされて形成されている。これがPTC素子の回路基板側の取り出し電極として機能する。つまり、PTC素材を上下からフォイルが挟んでPTC素子が構成され、このPTC素子の上下のフォイルをさらに取り出し電極が挟むサンドイッチ構造となっている(例えば、特許文献1参照)。
【0005】
【特許文献1】
国際公開第99/060637
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明のとおり、PTC素子は、過電流、過電圧が印加されることにより生じる電池の温度上昇あるいは周囲環境の温度上昇を検知して、温度が上昇するのに伴い電気抵抗を増大させる素子である。しかし、PTC素子の温度検出の精度・信頼性は、その内部インピーダンスの変動によりばらつきが生じる。
【0007】
PTC素子は、実装タイプにより面実装タイプとリードタイプに分類される。面実装タイプは、チップ抵抗、チップコンデンサなどとともに、クリーム半田を塗布した回路基板上に直接表面実装し、さらにその回路基板を高温のリフロー槽に通すことでクリーム半田を溶融させて回路基板に実装されるPTC素子である。そして、リードタイプは、PTC素子の取り出し電極に電池コアあるいは保護回路基板と電気的に接続されるリードをスポット溶接、超音波溶着接合、半田接合により接続されるPTC素子である。
【0008】
面実装タイプのPTC素子は、リードタイプのPTC素子に比べて実装スペースが小さくてすむことから、小型化、薄型化、軽量化が進む携帯情報端末用の二次電池に適用される素子として好ましい。しかし、面実装タイプのPTC素子は、回路基板に実装される際に、PTC素子を構成する材料であるPTC素材が高温雰囲気のリフロー槽で高温環境にさらされるため、そのインピーダンスが著しく増大して電流効率が低下するというデメリットがある。携帯情報端末は、電池本体から保護回路、PTC素子を経由して動作電力の供給を受けるのであるが、リフロー処理によりインピーダンスが増加したPTC素子が電池本体と端末の負荷との間に介在した場合、PTC素子において消費電力のロスが発生する。その結果、端末の連続通話時間・連続待受時間が短くなるという問題が生じる。このような理由により、携帯情報端末の二次電池に適用されるPTC素子は主にリードタイプが選択されているのが現状である。
【0009】
しかしながら、リードタイプのPTC素子は、PTC素子の取り出し電極とリードをスポット溶接、超音波溶着接合、半田接合により接続するため、製造工程が増加するとともに複雑になるので製造品質が確保できない場合がある。また、端末を落下させることにより作用する機械的外力により、リードと取り出し電極の接合部分が外れてしまうという問題もあり電池の信頼性が低下するという課題もあった。さらにリードタイプは、複数のリードを組合せてPTC素子の取り出し電極と電池および保護回路を接合するため、比較的大きな実装スペースを必要とし、二次電池の小型化をはかる上で好適ではない。
【0010】
本発明は上記のような課題を解決するためになされたものであり、リフロー槽を通さずに保護回路基板に実装されたPTC素子を設けた二次電池を提供することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明にかかる電池保護回路は、二次電池に流れる電流量を制御する電流量制御回路が実装されるとともに、可撓性のある材料で折り曲げ可能に形成された回路基板と、この回路基板上に形成され、前記端末本体の回路を介して前記端末本体の外部充電機器と電気的に接続可能な一対の充電端子と、前記回路基板上に形成され、前記一対の充電端子のうち一方の充電端子と接続された第1のパターンと、前記二次電池の正極端子および負極端子のいずれかと電気的に接続されるとともに、前記回路基板を折り曲げた際に前記第1のパターンと重なる前記回路基板上の所定位置に形成された第2のパターンと、前記回路基板上に前記電流量制御回路が実装される工程の後に前記第1のパターンおよび前記第2のパターンのいずれかに塗布され、前記第1のパターンと前記第2のパターンが重ね合わされた状態で前記第1のパターンと前記第2のパターンを固着して電気的に接続する、温度上昇に応じて電気抵抗を増大させる正の温度係数を有する抵抗素材とを設けたものである。
【0012】
この発明にかかる二次電池は、発電要素となる電池コア、この電池コアを内部に収納する収納部材、前記電池コアと電気的に接続されるとともに、前記収納部材の外部に導出された正極用および負極用の電極端子を有する電池本体と、この電池本体に流れる電流量を制御する電流量制御回路が実装されるとともに、可撓性のある材料で折り曲げ可能に形成された回路基板、この回路基板上に形成され、前記端末本体の回路を介して前記端末本体の外部充電機器と電気的に接続可能な一対の充電端子、前記回路基板上に形成され、前記一対の充電端子のうち一方の充電端子と接続された第1のパターン、前記電池本体の正極端子および負極端子のいずれかと電気的に接続されるとともに、前記回路基板を折り曲げた際に前記第1のパターンと重なる前記回路基板上の所定位置に形成された第2のパターン、前記回路基板上に前記電流量制御回路が実装される工程の後に前記第1のパターンおよび前記第2のパターンのいずれかに塗布され、前記第1のパターンと前記第2のパターンが重ね合わされた状態で前記第1のパターンと前記第2のパターンを固着して電気的に接続する、温度上昇に応じて電気抵抗を増大させる正の温度係数を有する抵抗素材を有する電池保護回路とを設けたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】
実施の形態1.
以下、面実装タイプのPTC素子を備えた保護回路、およびこれを用いた二次電池の構成について、本発明の実施の形態1により説明する。図1は二次電池の構成を分解した状態で示す分解斜視図である。図1において、二次電池1は、電池本体2、保護回路3、PTC素子4が電気的に接続された後、ケース5aおよび5b内に収納されて構成されている。電池本体2は、発電要素である電池コアと電気的に接続された電極端子、電池コアを内部に収納する外装部材より構成されている。電極端子は図1に示す正極端子6および負極端子7であり、電池コアと電気的に接続されるとともに、外装部材の外部に導出されている。図1の電池本体1はバターカップ型ポリマー電池である場合を示す。
【0014】
保護回路3は、電池本体1に過電流もしくは過電圧が印加されることを防止する電流量制御回路であり、可撓性のある材料で折り曲げ可能に形成された回路基板に過充電、過放電、過電流保護用の各種ICやチップ、抵抗、コンデンサなどが実装されて構成されている。保護回路は、過放電保護、過電流保護、過充電保護を行う回路として動作する。特に電圧検出器は過充電、過電流、過放電検出を行う。回路基板に実装された上記の各種回路は、電池本体2に流れる電流量を制御する電流量制御回路として動作する。保護回路3は、エポキシ樹脂などガラス繊維を含有する素材より生成された基体8と、この基体8の表面を覆うように固着されて、電流、電圧制御用の各種ICやチップおよび外部機器と電気的な導通を取るためのパターンなどが実装されるフレキシブル基板9より構成されている。図1においては、フレキシブル基板9上に、携帯情報端末内部の端子と接触する充電端子10および11、保護回路3と電池本体2と接続するための電極接続端子12および13が示されている。なお、PTC素子4については、図1に示す保護回路3の裏側に設けられているため、図1には図示されていない。
【0015】
電池本体2と保護回路3およびPTC素子4は電気的に接続された後、ケース5内に収納される。ケース5は、上ケース5aおよび下ケース5bより構成される。下ケース5bは、二次電池1が携帯情報端末に取り付けられた状態で携帯情報端末側に面するケースである。この下ケース5bには端子窓14および15が形成されている。この端子窓14および15を介して保護回路3の充電端子10および11と携帯情報端末側のコネクタが接触することで電気的に導通し、二次電池1から携帯情報端末への電力の供給あるいは外部充電機器から二次電池1への充電が行われる。
【0016】
図2は、図1に示された二次電池1を構成する電池本体2と保護回路3の構造を示す斜視図である。なお、図2において図1に示す符号と同一の符号は同一または相当部分を示すので説明は省略する。図2においては、図1に示す保護回路3が反転された状態で図示されており、保護回路3のフレキシブル基板9上にPTC素材である導電性ポリマー16が形成されていることが示されている。保護回路3のフレキシブル基板9には第1のパターン17が形成されている。この第1のパターン17は一対の充電端子10および11のうち、充電端子11と接続されている。もう一方の充電端子10は、電極接続端子12と接続されている。この電極接続端子12は、電池本体2の負極端子7と電気的に接続される。また、保護回路3のフレキシブル基板9には第2のパターン18が形成されている。この第2のパターン18は電極接続端子13と接続されており、この電極接続端子13を介して電池本体2の正極端子6と電気的に接続される。導電性ポリマー16は第1のパターン17上に設けられる。
【0017】
導電性ポリマー16は、温度上昇に応じて電気抵抗を増大させる正の温度係数を有する材料であり、カーボンが含有されている。導電性ポリマー16は、常温状態においては、ポリマー中に分散したカーボンが無数の導電パスを形成しているので低い抵抗値を示す。一方、周囲温度の上昇や短絡の発生などにより導電性ポリマー16の温度が上昇した場合には、導電性ポリマー16が熱膨張してカーボンにより形成されていた導電パスが切断されるので高い抵抗値を示す。この導電性ポリマー16は、フレキシブル基板9上の第1のパターン17に塗布される時には粘性の高い液状の物質であるが、時間が経つと個体になる性質を持っている。
【0018】
このような性質を利用して、導電性ポリマー16は、リフロー処理が施された後の第1のパターン17上に塗布され、この塗布された導電性ポリマー16を第2のパターン18で挟むことでPTC素子が保護回路3と一体に形成される。すなわち、保護回路3を形成するにあたり、まず、フレキシブル基板9上に形成された外部機器と電気的な導通を取るための回路パターン上にクリーム半田が塗布され、次にこの回路パターン上に電流、電圧制御用の各種ICやチップ、抵抗、コンデンサが配置されてリフロー処理が施される。リフロー処理が施されると、リフロー槽内の高温雰囲気により回路パターン上のクリーム半田が溶融して各種ICやチップ、抵抗、コンデンサなどが所定のパターンに実装される。このようなリフロー処理が施された後の保護回路3に対して、そのフレキシブル基板9に形成されている第1のパターン17上に導電性ポリマー16が塗布される。
【0019】
第1のパターン17上に導電性ポリマー16が塗布されると、第2のパターン18が形成されたフレキシブル基板9をこの第1のパターン17側に折り曲げて第1のパターン17上に塗布された導電性ポリマー16と第2のパターン18とを接触させる。導電性ポリマー16は、第2のパターン18と接触した状態で所定時間経過すると固体になり、第2のパターン18を固着する。第1のパターン17上の導電性ポリマー16を第2のパターン18で挟み込んだ状態を図3に示す。図3の19は第2のパターン18が設けられた位置のフレキシブル基板9が折り曲げられた部位(折り曲げ部と称する)であり、折り曲げ部9の裏側にて第2のパターン18が導電性ポリマー16と接触している。
【0020】
図4は図3に示す保護回路3上におけるB-B断面を示す断面図である。図4において、フレキシブル基板9を折り曲げて第2のパターン18を第1のパターン17上に塗布された導電性ポリマー16に接触させ、第1のパターン17と導電性ポリマー16と第2のパターン18が電気的に接続されている様子が示されている。先に説明したように、第1のパターン17は充電端子11と電気的に接続されており、第2のパターン18は電極接続端子13と電気的に接続されている。電極接続端子13は電池本体2の正極端子6と接続されるので、第1のパターン17と導電性ポリマー16と第2のパターン18が電気的に接続されると、充電端子11−第1のパターン17−導電性ポリマー16−第2のパターン18−電池の正極が電気的に導通する。このように、図4によると、第2のパターン18が形成されたフレキシブル基板9を第1のパターン17側に折り曲げて導電性パターン16と電気的に接続される。
【0021】
図5は、電池本体2と保護回路3が電気的に接続された状態を示す斜視図である。図5において、図3に示された保護回路3は反転された状態、つまり、充電端子10および11が表を向くように、バターカッブ型ポリマー電池である電池本体2の端部に配設される。そして、保護回路3の電極接続端子12が電池本体2の負極端子7と接続される。一方、保護回路3の電極接続端子13が電池本体2の正極端子6と接続される。保護回路3の電極接続端子と電池本体2の電極端子の接続は、スポット溶接、超音波溶着接合、半田接合などの手法を用いて行われる。上記のように、電池本体2と保護回路3の電気的接続が行われた後、ケース5a、5b内に収納されて二次電池が構成される。
【0022】
以上のように、この発明によると、導電性ポリマー16はリフロー処理が施された後に、第1のパターン17上に塗布されるので、PTC素材(導電性ポリマー16)はリフロー槽内で高温にさらされることがなくなる。したがって、リフロー槽内の高温雰囲気にさらされることによるPTC素材のインピーダンス増大を予防した面実装タイプのPTC素子を実現することができるという効果を奏する。また、リフロー処理によりPTC素子のインピーダンスが増加するという問題を解決できるため、PTC素子における消費電力のロスが抑制でき、1回の充電による使用時間が長い二次電池を得ることができる。つまりこの二次電池を用いた端末の連続通話時間・連続待受時間を長くすることができる。
【0023】
また、この発明によると、第2のパターン18が形成されたフレキシブル基板9を折り曲げて導電性ポリマー16と電気的に接続されるので、第1のパターン17および第2のパターン18が導電性ポリマー16の取り出し電極として機能する。したがって、PTC素材、上記説明における導電性ポリマー16の取り出し電極をPTC素子の取り出し電極として機能させることができる。
【0024】
また、第2のパターン18が形成されたフレキシブル基板9を折り曲げて導電性パターン16と電気的に接続されるので、PTC素子と電池あるいは保護回路とリードをスポット溶接、超音波溶着接合、半田接合して接続する必要がなくなる。したがって、リードタイプのPTC素子に比べて実装スペースが小さくてすむことから、小型化、薄型化、軽量化が進む携帯情報端末用の二次電池に適用される素子として好適である。また、落下などの機械的外力に対しても信頼性が高い保護回路および二次電池を実現することができるという効果がある。
【0025】
なお、上記説明において、図4に示すように、フレキシブル基板9を折り曲げて第2のパターン18を第1のパターン17上に塗布された導電性ポリマー16に接触させ、第1のパターン17と導電性ポリマー16と第2のパターン18が電気的に接続し、充電端子11−第1のパターン17−導電性ポリマー16−第2のパターン18−電池の導通をとっていた。しかし、第2のパターン18および電極接続端子13を介さずに電池の電極端子を直接導電性ポリマー16に接続するようにしても充電端子11と電池間の導通をとることは可能である。
【0026】
【発明の効果】
本発明によれば、二次電池に流れる電流量を制御する電流量制御回路が実装されるとともに、可撓性のある材料で折り曲げ可能に形成された回路基板と、この回路基板上に形成され、前記端末本体の回路を介して前記端末本体の外部充電機器と電気的に接続可能な一対の充電端子と、前記回路基板上に形成され、前記一対の充電端子のうち一方の充電端子と接続された第1のパターンと、前記二次電池の正極端子および負極端子のいずれかと電気的に接続されるとともに、前記回路基板を折り曲げた際に前記第1のパターンと重なる前記回路基板上の所定位置に形成された第2のパターンと、前記回路基板上に前記電流量制御回路が実装される工程の後に前記第1のパターンおよび前記第2のパターンのいずれかに塗布され、前記第1のパターンと前記第2のパターンが重ね合わされた状態で前記第1のパターンと前記第2のパターンを固着して電気的に接続する、温度上昇に応じて電気抵抗を増大させる正の温度係数を有する抵抗素材とを設けたので、リフロー槽内の高温雰囲気にさらされることによるPTC素材のインピーダンス増大を予防した面実装タイプのPTC素子を実現することができる。また、PTC素子と電池あるいは保護回路とリードをスポット溶接、超音波溶着接合、半田接合して接続する必要がなくなり、保護回路を小型化できる。
【0027】
この発明にかかる二次電池は、発電要素となる電池コア、この電池コアを内部に収納する収納部材、前記電池コアと電気的に接続されるとともに、前記収納部材の外部に導出された正極用および負極用の電極端子を有する電池本体と、この電池本体に流れる電流量を制御する電流量制御回路が実装されるとともに、可撓性のある材料で折り曲げ可能に形成された回路基板、この回路基板上に形成され、前記端末本体の回路を介して前記端末本体の外部充電機器と電気的に接続可能な一対の充電端子、前記回路基板上に形成され、前記一対の充電端子のうち一方の充電端子と接続された第1のパターン、前記電池本体の正極端子および負極端子のいずれかと電気的に接続されるとともに、前記回路基板を折り曲げた際に前記第1のパターンと重なる前記回路基板上の所定位置に形成された第2のパターン、前記回路基板上に前記電流量制御回路が実装される工程の後に前記第1のパターンおよび前記第2のパターンのいずれかに塗布され、前記第1のパターンと前記第2のパターンが重ね合わされた状態で前記第1のパターンと前記第2のパターンを固着して電気的に接続する、温度上昇に応じて電気抵抗を増大させる正の温度係数を有する抵抗素材を有する電池保護回路とを設けたので、リフロー槽内の高温雰囲気にさらされることによるPTC素材のインピーダンス増大を予防した面実装タイプのPTC素子を実現することができる。したがって、一回の充電による使用時間が長い二次電池を得ることができる。また、PTC素子と電池あるいは保護回路とリードをスポット溶接、超音波溶着接合、半田接合して接続する必要がなくなり、二次電池を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は本発明の実施の形態1に係る二次電池の構成を分解した状態で示す分解斜視図である。
【図2】 図2は図1に示された二次電池1を構成する電池本体2と保護回路3の構造を示す斜視図である。
【図3】 図3は保護回路3の構成を拡大して示す斜視図である。
【図4】 図4は図3に示す保護回路3の断面を示す断面図である。
【図5】 図5は電池本体と保護回路を電気的に接続した状態を示す斜視図である。
【符号の説明】
1 2次電池、2 電池本体、3 保護回路、4 PTC素子、5 ケース、
6 正極端子、7 負極端子、8 基体、9 フレキシブル基板、
10 充電端子、11 充電端子、12 電極接続端子、13 電極接続端子、
14 端子窓、15 端子窓、16 導電性ポリマー、17 第1のパターン、
18 第2のパターン、19 第1のパターンが折り曲げられた部位。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery protection circuit for a rechargeable secondary battery that supplies power to a portable information terminal such as a mobile phone or an electronic notebook, and a secondary battery using the same.
[0002]
[Prior art]
In recent years, electronic devices, particularly portable information terminals such as mobile phones, notebook personal computers equipped with wireless communication functions, and personal information terminals, have been rapidly reduced in size and weight. A battery for supplying power is used for these portable information terminals. As this battery, a rechargeable secondary battery is used. And along with the miniaturization and weight reduction of such portable information terminals, there is a strong demand for miniaturization and weight reduction of secondary batteries used therein.
[0003]
The secondary battery has a battery body including a battery core that is a power generation element, electrode terminals that are electrically connected to the battery core, and an exterior member that houses the battery core. The electrode terminal electrically connected to the battery core has a positive electrode terminal and a negative electrode terminal, and is led out of the exterior member. A protective circuit for preventing an overcurrent or an overvoltage from being applied to the battery core is connected to either the positive terminal or the negative terminal. In addition to the protection circuit, a PTC (Positive Temperature Coefficient) element is provided to further protect the battery from overcurrent, overcharge, and short circuit. The PTC element increases the electric current value flowing through the PTC element and increases the electrical resistance as the temperature rises, thereby suppressing the current flowing through the battery core, thereby reducing the battery current caused by overcurrent, overcharge, and short circuit. Reduces temperature rise. After the battery body, the protection circuit, and the PTC element are electrically connected as described above, they are housed in a case to form a secondary battery (battery pack).
[0004]
A general PTC element is configured by providing a foil made of Ni (nickel) foil or Ni / Cu (nickel / copper) foil on both opposing surfaces of a PTC material. Each foil sandwiching the PTC material functions as an electrode of the PTC material. Of the foils constituting the PTC element, the Ni extraction electrode is soldered to the foil on the upper side of the PTC material. This extraction electrode functions as an extraction electrode for the PTC element. On the other hand, Cu electrodes are formed by soldering on the lower surface of the foil on the lower side of the PTC material, that is, on the circuit board. This functions as an extraction electrode on the circuit board side of the PTC element. That is, a PTC element is configured by sandwiching a PTC material from above and below, and a sandwich structure is formed in which the upper and lower foils of this PTC element are further taken out and sandwiched by electrodes (see, for example, Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
International Publication No. 99/060637
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, the PTC element is an element that increases the electric resistance as the temperature rises by detecting the temperature rise of the battery or the temperature rise of the surrounding environment caused by application of overcurrent or overvoltage. . However, the accuracy and reliability of temperature detection of PTC elements vary due to fluctuations in internal impedance.
[0007]
The PTC element is classified into a surface mounting type and a lead type according to the mounting type. The surface mount type is mounted directly on the circuit board coated with cream solder together with chip resistors, chip capacitors, etc., and the circuit board is passed through a high-temperature reflow bath to melt the cream solder and mount it on the circuit board. PTC element to be used. The lead type is a PTC element in which a lead that is electrically connected to the battery core or the protection circuit board is connected to the extraction electrode of the PTC element by spot welding, ultrasonic welding, or solder bonding.
[0008]
A surface-mounting type PTC element requires a smaller mounting space than a lead-type PTC element, and thus is preferable as an element applied to a secondary battery for a portable information terminal, which is becoming smaller, thinner, and lighter. . However, when the surface mount type PTC element is mounted on a circuit board, the impedance of the PTC material constituting the PTC element is significantly increased because it is exposed to a high temperature environment in a reflow bath in a high temperature atmosphere. There is a demerit that current efficiency decreases. A portable information terminal receives operating power from a battery body via a protection circuit and a PTC element, but a PTC element whose impedance has increased by reflow processing is interposed between the battery body and the terminal load A loss of power consumption occurs in the PTC element. As a result, there arises a problem that the continuous call time / continuous standby time of the terminal is shortened. For these reasons, the lead type is mainly selected as the PTC element applied to the secondary battery of the portable information terminal.
[0009]
However, the lead type PTC element is connected to the lead electrode of the PTC element and the lead by spot welding, ultrasonic welding, or soldering, so that the manufacturing process is increased and the manufacturing process becomes complicated, so that the manufacturing quality may not be ensured. . In addition, there is a problem that the reliability of the battery is lowered due to a problem that a joint portion between the lead and the extraction electrode is detached due to a mechanical external force acting by dropping the terminal. Furthermore, since the lead type combines a plurality of leads to join the PTC element take-out electrode, the battery, and the protection circuit, it requires a relatively large mounting space and is not suitable for reducing the size of the secondary battery.
[0010]
The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a secondary battery provided with a PTC element mounted on a protective circuit board without passing through a reflow bath.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The battery protection circuit according to the present invention includes a circuit board that is mounted with a current amount control circuit that controls the amount of current flowing through the secondary battery, and that can be bent with a flexible material. A pair of charging terminals electrically connected to an external charging device of the terminal body through a circuit of the terminal body, and charging of one of the pair of charging terminals formed on the circuit board. The circuit board that is electrically connected to any one of a positive terminal and a negative terminal of the secondary battery and overlaps the first pattern when the circuit board is bent. After the step of mounting the second pattern formed at a predetermined position on the circuit board and the current amount control circuit on the circuit board, it is applied to either the first pattern or the second pattern. The first pattern and the second pattern are fixed and electrically connected in a state in which the first pattern and the second pattern are overlapped, and positive resistance that increases electric resistance in response to a temperature rise And a resistance material having a temperature coefficient.
[0012]
The secondary battery according to the present invention includes a battery core serving as a power generation element, a housing member that houses the battery core, a positive electrode that is electrically connected to the battery core and led out of the housing member And a battery main body having electrode terminals for the negative electrode and a current amount control circuit for controlling the amount of current flowing through the battery main body, and a circuit board formed so as to be bendable with a flexible material, this circuit A pair of charging terminals formed on the circuit board and electrically connectable to an external charging device of the terminal body via a circuit of the terminal body; one of the pair of charging terminals formed on the circuit board; The first pattern connected to the charging terminal, electrically connected to one of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the battery body, and overlapped with the first pattern when the circuit board is bent. A second pattern formed at a predetermined position on the circuit board, and applied to any one of the first pattern and the second pattern after the step of mounting the current amount control circuit on the circuit board. The first pattern and the second pattern are fixed and electrically connected in a state where the first pattern and the second pattern are overlapped, and the electric resistance is increased in response to a temperature rise. And a battery protection circuit having a resistance material having a positive temperature coefficient.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, a protection circuit including a surface-mounting type PTC element and a configuration of a secondary battery using the protection circuit will be described according to Embodiment 1 of the present invention. FIG. 1 is an exploded perspective view showing the structure of the secondary battery in an exploded state. In FIG. 1, the secondary battery 1 is configured by being housed in
[0014]
The
[0015]
The
[0016]
FIG. 2 is a perspective view showing the structure of the battery
[0017]
The
[0018]
Utilizing such a property, the
[0019]
When the
[0020]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a BB cross section on the
[0021]
FIG. 5 is a perspective view showing a state in which the
[0022]
As described above, according to the present invention, since the
[0023]
Further, according to the present invention, since the
[0024]
Further, since the
[0025]
In the above description, as shown in FIG. 4, the
[0026]
【The invention's effect】
According to the present invention, a current amount control circuit for controlling the amount of current flowing in the secondary battery is mounted, and a circuit board formed so as to be bendable with a flexible material, and formed on the circuit board. A pair of charging terminals that can be electrically connected to an external charging device of the terminal body through a circuit of the terminal body, and formed on the circuit board and connected to one charging terminal of the pair of charging terminals A predetermined pattern on the circuit board that is electrically connected to one of the positive terminal and the negative terminal of the secondary battery and overlaps the first pattern when the circuit board is bent. A second pattern formed at a position, and after the step of mounting the current amount control circuit on the circuit board, applied to either the first pattern or the second pattern; Patter The first pattern and the second pattern are fixed and electrically connected in a state where the second pattern and the second pattern are overlaid, and has a positive temperature coefficient that increases the electrical resistance in response to a temperature rise. Since the resistance material is provided, it is possible to realize a surface mount type PTC element that prevents an increase in impedance of the PTC material due to exposure to a high temperature atmosphere in the reflow bath. Further, it is not necessary to connect the PTC element and the battery or the protection circuit and the lead by spot welding, ultrasonic welding or soldering, and the protection circuit can be miniaturized.
[0027]
The secondary battery according to the present invention includes a battery core serving as a power generation element, a housing member that houses the battery core, a positive electrode that is electrically connected to the battery core and led out of the housing member And a battery main body having electrode terminals for the negative electrode and a current amount control circuit for controlling the amount of current flowing through the battery main body, and a circuit board formed so as to be bendable with a flexible material, this circuit A pair of charging terminals formed on the circuit board and electrically connectable to an external charging device of the terminal body via a circuit of the terminal body; one of the pair of charging terminals formed on the circuit board; The first pattern connected to the charging terminal, electrically connected to one of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal of the battery body, and overlapped with the first pattern when the circuit board is bent. A second pattern formed at a predetermined position on the circuit board, and applied to any one of the first pattern and the second pattern after the step of mounting the current amount control circuit on the circuit board. The first pattern and the second pattern are fixed and electrically connected in a state where the first pattern and the second pattern are overlapped, and the electric resistance is increased in response to a temperature rise. Since a battery protection circuit having a resistance material having a positive temperature coefficient is provided, it is possible to realize a surface mount type PTC element that prevents an increase in impedance of the PTC material due to exposure to a high temperature atmosphere in the reflow bath. . Accordingly, it is possible to obtain a secondary battery having a long use time by one charge. Further, it is not necessary to connect the PTC element and the battery or the protection circuit and the lead by spot welding, ultrasonic welding or soldering, and the secondary battery can be miniaturized.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a structure of a secondary battery according to Embodiment 1 of the present invention in an exploded state.
FIG. 2 is a perspective view showing the structure of a
FIG. 3 is an enlarged perspective view showing the configuration of the
4 is a cross-sectional view showing a cross section of the
FIG. 5 is a perspective view showing a state in which a battery body and a protection circuit are electrically connected.
[Explanation of symbols]
1 secondary battery, 2 battery body, 3 protection circuit, 4 PTC element, 5 case,
6 positive terminal, 7 negative terminal, 8 substrate, 9 flexible substrate,
10 charging terminals, 11 charging terminals, 12 electrode connection terminals, 13 electrode connection terminals,
14 terminal window, 15 terminal window, 16 conductive polymer, 17 first pattern,
18 Second pattern, 19 A portion where the first pattern is bent.
Claims (4)
この回路基板上に形成され、端末本体の回路を介して前記端末本体の外部充電機器と電気的に接続可能な一対の充電端子と、
前記回路基板上に形成され、前記一対の充電端子のうち一方の充電端子と接続された第1のパターンと、
前記二次電池の正極端子および負極端子のいずれかと電気的に接続されるとともに、前記回路基板を折り曲げた際に前記第1のパターンと重なる前記回路基板上の所定位置に形成された第2のパターンと、
前記回路基板上に前記電流量制御回路が実装される工程の後に前記第1のパターンおよび前記第2のパターンのいずれかに塗布され、前記第1のパターンと前記第2のパターンが重ね合わされた状態で前記第1のパターンと前記第2のパターンを固着して電気的に接続する、温度上昇に応じて電気抵抗を増大させる正の温度係数を有する抵抗素材とを設けたことを特徴とする電池保護回路。A circuit board that is mounted with a current amount control circuit that controls the amount of current flowing through the secondary battery and that can be bent with a flexible material;
Is formed on the circuit board, and an external charging device electrically connectable to a pair of charging terminals of the terminal body through the circuit of the end end of the body,
A first pattern formed on the circuit board and connected to one of the pair of charging terminals;
The second battery is electrically connected to either the positive electrode terminal or the negative electrode terminal of the secondary battery, and is formed at a predetermined position on the circuit board that overlaps the first pattern when the circuit board is bent. With patterns,
After the step of mounting the current amount control circuit on the circuit board, it was applied to either the first pattern or the second pattern, and the first pattern and the second pattern were superimposed. A resistance material having a positive temperature coefficient that increases electrical resistance in response to a temperature rise is provided in which the first pattern and the second pattern are fixed and electrically connected in a state. Battery protection circuit.
この電池本体に流れる電流量を電流量制御回路が実装されるとともに、可撓性のある材料で折り曲げ可能に形成された回路基板、この回路基板上に形成され、端末本体の回路を介して前記端末本体の外部充電機器と電気的に接続可能な一対の充電端子、前記回路基板上に形成され、前記一対の充電端子のうち一方の充電端子と接続された第1のパターン、前記電池本体の正極端子および負極端子のいずれかと電気的に接続されるとともに、前記回路基板を折り曲げた際に前記第1のパターンと重なる前記回路基板上の所定位置に形成された第2のパターン、前記回路基板上に前記電流量制御回路が実装される工程の後に前記第1のパターンおよび前記第2のパターンのいずれかに塗布され、前記第1のパターンと前記第2のパターンが重ね合わされた状態で前記第1のパターンと前記第2のパターンを固着して電気的に接続する、温度上昇に応じて電気抵抗を増大させる正の温度係数を有する抵抗素材を有する電池保護回路とを設けたことを特徴とする二次電池。A battery core serving as a power generation element, a housing member that houses the battery core, a battery that is electrically connected to the battery core and has electrode terminals for positive and negative electrodes led out of the housing member The body,
With the amount of current flowing through the battery body current control circuit are mounted, flexible foldably formed circuit board material, are formed on the circuit board, through the circuit of the end end of the body A pair of charging terminals electrically connectable to an external charging device of the terminal body, a first pattern formed on the circuit board and connected to one of the pair of charging terminals, the battery body A second pattern formed at a predetermined position on the circuit board that is electrically connected to any one of the positive electrode terminal and the negative electrode terminal and overlaps the first pattern when the circuit board is bent. After the step of mounting the current amount control circuit on the substrate, it is applied to either the first pattern or the second pattern, and the first pattern and the second pattern are overlaid. A battery protection circuit having a resistance material having a positive temperature coefficient that increases the electrical resistance in response to a temperature rise, wherein the first pattern and the second pattern are fixed and electrically connected in a state where A secondary battery characterized by being provided.
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