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WO2023053666A1 - 二次電池および電子機器 - Google Patents

二次電池および電子機器 Download PDF

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Publication number
WO2023053666A1
WO2023053666A1 PCT/JP2022/027433 JP2022027433W WO2023053666A1 WO 2023053666 A1 WO2023053666 A1 WO 2023053666A1 JP 2022027433 W JP2022027433 W JP 2022027433W WO 2023053666 A1 WO2023053666 A1 WO 2023053666A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
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secondary battery
conductive layer
lid
electrically connected
protrusion
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/027433
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
幹雄 山本
浩光 仙浪
Original Assignee
株式会社村田製作所
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
Publication of WO2023053666A1 publication Critical patent/WO2023053666A1/ja
Priority to US18/438,107 priority Critical patent/US20240186625A1/en

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    • H01M50/593—Spacers; Insulating plates

Definitions

  • the present invention relates to secondary batteries and electronic devices.
  • Secondary batteries such as lithium-ion batteries are used for a wide range of purposes.
  • a secondary battery has a circuit board on which IC (Integrated Circuit) for ensuring safety and parts such as capacitors and resistors (hereafter, these ICs and parts are collectively referred to as electronic parts as appropriate) are mounted.
  • IC Integrated Circuit
  • electronic parts See, for example, Patent Documents 1 and 2 below.
  • a secondary battery requires space for arranging the electronic components mounted on the circuit board described above.
  • the space for arranging the electronic components is not sufficiently considered, and there is a risk that the size of the secondary battery will increase.
  • one object of the present invention is to provide a secondary battery having a space for efficiently arranging electronic components and an electronic device having the secondary battery.
  • the present invention an outer can; an external terminal insulated from the outer can; a battery element housed in an outer can and having a first electrode and a second electrode; a first lid body having a first projecting portion projecting toward the inside of the outer can; a second lid disposed electrically insulated from the first lid, The first protrusion of the first lid has an opening, The second lid has a second protrusion that is electrically insulated from the first protrusion and penetrates the opening toward the inside of the outer can, A circuit board is connected between the external terminal and the second lid, The external terminal, the second lid and the second electrode are electrically connected, In the secondary battery, the first lid and the first electrode are electrically connected.
  • the present invention it is possible to provide a secondary battery having a space for efficiently arranging electronic components. This makes it possible to reduce the size of the secondary battery. It should be noted that the contents of the present invention should not be construed as being limited by the effects exemplified in this specification.
  • FIG. 1 is an overall view showing a secondary battery according to one embodiment;
  • FIG. 1 is an exploded perspective view of a secondary battery according to one embodiment;
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a secondary battery according to one embodiment;
  • FIG. It is a figure for demonstrating the negative electrode cover which concerns on one Embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between a negative terminal and an FPC (Flexible Printed Circuits) substrate according to one embodiment; 1 is a diagram for explaining a circuit configuration example of a secondary battery according to one embodiment;
  • FIG. FIG. 3 is a diagram for explaining a pressure release mechanism included in a secondary battery according to one embodiment;
  • FIG. 4 is a diagram for explaining a first example of a circuit pattern formed on an FPC according to one embodiment
  • FIG. 7 is a diagram for explaining a second example of circuit patterns formed on the FPC according to one embodiment
  • FIG. 10 is a diagram for explaining a third example of a circuit pattern formed on the FPC according to one embodiment
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an example of effects obtained by a secondary battery according to one embodiment; It is a figure for demonstrating a modification. It is a figure for demonstrating a modification. It is a figure for demonstrating a modification. It is a figure for demonstrating a modification. It is a figure for demonstrating a modification. It is a figure for demonstrating the application example of this invention. It is a figure for demonstrating the application example of this invention.
  • FIG. 1 is an overall view of a secondary battery 1 according to one embodiment
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the secondary battery 1 according to one embodiment
  • FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining the negative electrode cover according to one embodiment
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between the negative electrode terminal and the FPC board according to one embodiment. is.
  • the secondary battery 1 is a coin-shaped battery having a substantially cylindrical shape as a whole.
  • a secondary battery 1 has a negative electrode terminal 2, which is an example of an external terminal, on its upper surface.
  • a portion of the secondary battery 1 other than the negative electrode terminal 2 for example, the peripheral surface and the bottom surface of the secondary battery 1 has a positive polarity and functions as a positive electrode terminal 3 .
  • the secondary battery 1 may be a battery having a shape other than the coin shape, such as a rectangular shape.
  • the secondary battery 1 has a negative electrode terminal 11, an FPC 12, a negative electrode lid 13, a sealant 14, a positive electrode lid 15, a top insulator 16, a battery element 17, a bottom insulator 18, and an outer can 19.
  • the negative terminal 11 corresponds to the negative terminal 2 described above.
  • the negative electrode terminal 11 for example, a thin metal plate can be used.
  • the negative electrode terminal 11 stainless steel having a nickel-plated surface can be used.
  • the outer can 19 functions as the positive electrode terminal 3 with positive polarity. Therefore, the negative terminal 11 is electrically insulated from the outer can 19 .
  • the FPC 12 is a board on which electronic components (electronic components 23) are mounted, and is a double-sided board or a multilayer board.
  • the double-sided board include a board in which a copper foil circuit pattern (hereinafter also simply referred to as a circuit pattern) is formed on both sides of a base board made of a polyimide film or the like.
  • a multilayer substrate a substrate in which a plurality of base substrates having copper foil circuit patterns formed on both sides or one side thereof are laminated can be exemplified.
  • Examples of the electronic component 23 mounted on the FPC 12 include an IC, a resistor, a capacitor, and the like that perform a protective operation for the secondary battery 1 .
  • a protection circuit 25 is formed by mounting predetermined electronic components 23 on one surface of the FPC 12 and electrically connecting them via a predetermined circuit pattern.
  • the protection circuit 25 performs a known protection operation, for example, an operation to prevent overcurrent and overcharge.
  • the FPC 12 has a substantially circular shape.
  • a band-shaped portion 12A which is a band-shaped FPC, extends outward from a predetermined position on the outer edge of the FPC 12 .
  • the lead-out portion 21 is electrically connected to the FPC 12 .
  • the lead-out portion 21 has, for example, a rectangular shape. Stainless steel plated with nickel on the surface can be used as the lead-out portion 21 .
  • the lead-out portion 21 is connected, for example, near the tip of the band-shaped portion 12A described above.
  • a thin metal plate can be used as the negative electrode lid 13, which is an example of the second lid.
  • the negative electrode lid 13 stainless steel having a nickel-plated surface can be used.
  • the negative electrode lid 13 has a hat-like shape as a whole, and specifically has a projecting portion 13A (an example of a second projecting portion) provided near the center. are doing.
  • the direction of the negative electrode cover 13 is shown upside down for easy understanding.
  • the protruding portion 13A protrudes toward the interior of the outer can 19 (downward in FIGS. 2 and 3).
  • a ring-shaped peripheral portion 13B is formed around the projecting portion 13A.
  • an electronic component 23 forming a protection circuit 25 is arranged between the negative terminal 11 and the bottom surface of the projecting portion 13A.
  • the sealant 14 has a ring-shaped shape. An insulating film can be applied as the sealant 14 .
  • a sealant 14 is arranged between the negative electrode lid 13 and the positive electrode lid 15 .
  • the sealant 14 is arranged between a protruding portion (a protruding portion 15A to be described later) of the positive electrode lid 15 and a peripheral edge portion 13B of the negative electrode lid 13, and is heat-sealed to the positive electrode lid 15, for example.
  • the sealant 14 arranged in this manner electrically insulates the negative electrode lid 13 and the positive electrode lid 15 .
  • a thin metal plate can be used as the positive electrode lid 15, which is an example of the first lid.
  • the positive electrode lid 15 stainless steel plated with nickel on the surface can be used.
  • the positive electrode lid 15 has a projecting portion 15A (an example of a first projecting portion) provided near the center.
  • the protruding portion 15A protrudes toward the interior of the outer can 19 (downward in FIGS. 2 and 3).
  • a ring-shaped peripheral edge portion 15B is formed around the projecting portion 15A.
  • the diameter of the positive electrode lid 15 is substantially the same as the diameter of the outer can 19 .
  • the positive electrode lid 15 can be placed on the periphery of the outer can 19 and welded.
  • the lead-out portion 21 described above is welded to the upper surface of the peripheral portion 15B, and the positive electrode cover 15 and the lead-out portion 21 are electrically connected. Further, lead-out portion 21 and outer can 19 are electrically connected via positive electrode lid 15 .
  • a circular opening 15C is formed near the center of the projecting portion 15A of the positive electrode lid 15 .
  • the projecting portion 13A of the negative electrode lid 13 described above is arranged electrically insulated so as not to contact the projecting portion 15A of the positive electrode lid 15, and projects along the periphery of the opening 15C of the projecting portion 15A. (See Figure 3). From another point of view, the outer side surface of the protrusion 15A protrudes toward the inner surface 19A of the outer can 19, and the protrusion 13A protrudes through the opening 15C. As a result, the bottom portion of the projecting portion 13A is located inside the outer can 19 (closer to the battery element 17) than the bottom portion of the projecting portion 15A.
  • the top insulator 16 has a ring shape and is a member that insulates between the positive electrode lid 15 and the battery element 17 . Specifically, the top insulator 16 is a member that insulates between the projecting portion 15A of the positive electrode lid 15 and the battery element 17 . An insulating film or the like can be used as the top insulator 16 .
  • the battery element 17 is, for example, a wound electrode body in which a positive electrode and a negative electrode are wound with a separator interposed therebetween.
  • a positive electrode tab 17A (an example of a first electrode) and a negative electrode tab 17B (an example of a second electrode) are led out from predetermined positions of the battery element 17 .
  • the positive electrode tab 17A is welded to the inner surface of the bottom of the outer can 19, for example. Since the outer can 19 and the positive electrode lid 15 are electrically connected by welding, the positive electrode lid 15 and the positive electrode tab 17A are electrically connected. Note that the positive electrode tab 17A may be welded to the side surface of the outer can 19 .
  • the negative electrode tab 17B is welded to the projecting portion 13A of the negative electrode cover 13, for example.
  • the negative electrode terminal 11 By electrically connecting the negative electrode lid 13 to the negative electrode terminal 11 through the FPC 12, the negative electrode terminal 11, the negative electrode lid 13, and the negative electrode tab 17B are electrically connected, and the metal plate that constitutes the negative electrode terminal 11 becomes negative.
  • the bottom insulator 18 is a member that insulates between the battery element 17 and the bottom surface of the outer can 19 .
  • an insulating film or the like can be used as the bottom insulator 18 .
  • the outer can 19 is a metal member that accommodates the above-described battery element 17 and the like.
  • the positive electrode tab 17A is welded to the outer can 19, so that the outer can 19 has a positive polarity.
  • 5A and 5B are diagrams showing the negative terminal 11 and the FPC 12 taken out.
  • 5A and 5B show the configuration of the negative terminal 11 and the FPC 12 upside down.
  • the negative terminal 11 and the FPC 12 are electrically connected by soldering, for example.
  • a negative electrode cover 13 is connected to the opposite surface of the FPC 12 to which the negative terminal 11 is connected.
  • the FPC 12 and the negative electrode lid 13 may be connected by soldering, but it is preferable that the FPC 12 and the negative electrode lid 13 are electrically connected by a conductive adhesive 22 (see FIG. 3).
  • a conductive adhesive 22 see FIG. 3
  • the FPC 12 and the negative electrode cover 13 can be connected without thermally damaging the battery element 17 by using the conductive adhesive 22 instead of soldering. can be electrically connected.
  • the conductive adhesive 22 contains, for example, a conductive filler and a binder.
  • a conductive filler Silver, nickel, gold, palladium, carbon, or the like can be used as the conductive filler.
  • Epoxy resin, urethane resin, silicone resin, synthetic rubber, etc. can be used as the binder. Among these materials, those having high adhesion to metals and low resistance are preferred.
  • a conductive adhesive such as an epoxy-based silver paste is preferable.
  • the FPC 12 is connected between the negative electrode terminal 11 and the negative electrode lid 13 as shown in FIG.
  • FIG. 6A and 6B show circuit configuration examples of the secondary battery 1 according to one embodiment.
  • a line LA is connected to an appropriate portion of the outer can 19 of the secondary battery 1, and a positive electrode external output terminal TA is led out through the line LA.
  • a line LB is connected to an appropriate portion of the negative terminal 11 of the secondary battery 1, and a negative external output terminal TB is led out through the line LB.
  • the protection circuit 25 is connected to line LB, for example.
  • the protection circuit 25 has a protection IC, a resistor R1, a resistor R2, and a capacitor C as an example of the electronic component 23, for example.
  • Resistor R1 and capacitor C are connected in series on line LN1 connecting line LA and line LB.
  • a connection point PA between the resistor R1 and the capacitor C is connected to the power supply port VDD of the protection IC.
  • the protection IC has an FET (Field Effect Transistor) for discharge control and an FET for charge control.
  • the sources S1, S2 of each FET are connected to line LB. Normally, both the discharge control FET and the charge control FET are on. When the discharge is prohibited, the discharge control FET is turned off. When charging is prohibited, the charge control FET is turned off. When charging/discharging is prohibited, both the discharge control FET and the charge control FET are turned off.
  • the resistor R2 is connected between the port V- of the protection IC and the line LB. Resistor R2 functions, for example, as a current detection resistor.
  • the protection IC detects the magnitude and direction of the current flowing through the circuit to which the secondary battery 1 is connected by detecting the current flowing through the resistor R2. Depending on the detection result, the protection IC performs an appropriate protection operation such as overcurrent prevention.
  • the negative electrode lid 13 is electrically connected to the surface of the FPC 12 shown in FIG. 8A (hereinafter also referred to as the AA surface as appropriate) with a conductive adhesive. Further, the negative terminal 11 is electrically connected by soldering to the surface of the FPC 12 shown in FIG. 8B (hereinafter also referred to as the BB surface).
  • the FPC 12 according to this example is a double-sided (two-layer) board in which circuit patterns are formed on both sides of a base board 31 (an example of an insulating layer) made of, for example, a polyimide film.
  • the vicinity of the periphery of the AA surface of the FPC 12 is the base substrate 31 on which no circuit pattern is provided.
  • a circuit pattern 32 (first conductive layer in this example), which is a ring-shaped region, is provided inside the base substrate 31 .
  • the circuit pattern 32 is a region to which the peripheral portion 13B of the negative electrode lid 13 is adhered.
  • a circular area AR1 having substantially the same diameter as the protruding portion 13A is provided, and the protection circuit 25 is provided in this area.
  • the protection circuit 25 is provided so as to be accommodated in the space inside the projecting portion 13A of the negative electrode lid 13 .
  • a protection IC, a resistor R1, a resistor R2, and a capacitor C constituting the protection circuit 25 are electrically connected by a predetermined copper foil circuit pattern PTA provided on the base substrate 31 .
  • the circuit pattern PTA includes a through hole THA that penetrates the AA and BB surfaces of the FPC 12, a circuit pattern 32, and a through hole THB that penetrates the AA and BB surfaces of the FPC 12 and is provided near the tip of the belt-shaped portion 12A. connected to
  • a substantially circular circuit pattern 33 (second conductive layer in this example) is provided inside the base substrate 31 on the periphery.
  • the circuit pattern 33 is a region to which the negative terminal 11 is soldered.
  • a through hole THA is provided in the circuit pattern 33 .
  • a through hole THB is provided at the tip of the band-shaped portion 12A, and the lead-out portion 21 is connected to this portion.
  • the lead-out portion 21 is connected to the FPC 12 by soldering, for example. As described above, lead-out portion 21 is welded to positive electrode lid 15 .
  • the insulating portion 51 is provided at least at a portion of the circuit pattern PTA with which the negative electrode cover 13 contacts.
  • the insulating portion 51 is provided so as to cover all of the through hole THB and the circuit pattern between the through hole THB and the electronic component (for example, the resistor R1).
  • a thin polyimide film can be used as the insulating portion 51.
  • the through hole THB serves as a contact on the positive electrode side
  • the connection point between the through hole THA and the circuit pattern PTA and the circuit pattern 32 serves as a contact on the negative electrode side (two points).
  • the through hole THC on the BB surface is connected to the lead-out portion 21 via the circuit pattern PTB. That is, in this example, the through hole THC is connected to the positive electrode side.
  • the insulating portion 52 is provided so as to cover at least the contact portion of the circuit pattern PTB with the negative terminal 11 .
  • a thin polyimide film can be used as the insulating portion 52.
  • the FPC 12 according to the third example is, for example, a 5-layer multilayer board.
  • the layer of the circuit pattern 32 is the first layer (the first conductive layer in this example)
  • the base substrate 31 provided with the layer of the circuit pattern 32 is the second layer
  • the layer of the circuit pattern provided in the third layer (third conductive layer in this example (a conductive layer arranged between the first conductive layer and the second conductive layer)
  • the base substrate to be arranged corresponds to the fourth layer
  • the circuit pattern provided under the base substrate corresponds to the fifth layer (the second conductive layer in this example).
  • the pattern shown in FIG. 10A differs from the pattern shown in FIG. 9A in that the strip portion 12A is provided with a through hole THD.
  • the through hole THC (first through hole in this example) and through hole THD (second through hole in this example) are connected by a circuit pattern PTD formed in the third layer. be.
  • the circuit pattern 33 is not formed at the through hole THC in the fifth layer.
  • the through hole THD is connected to the lead-out portion 21 .
  • the through hole THC and the through hole THD are connected by the third layer circuit pattern PTD. That is, there is no circuit pattern extending from the through-hole connected to the lead-out portion 21 at the location where the negative electrode lid 13 and the negative electrode terminal 11 are connected. With such a configuration, it is possible to eliminate the configuration related to the insulating section that is required in the first example and the second example.
  • the positive electrode lid 15 is provided with the protrusion 15A, and the opening 15C is provided near the center of the protrusion 15A.
  • this opening 15 ⁇ /b>C it is possible to provide the negative electrode lid 13 with a protruding portion 13 ⁇ /b>A that protrudes toward the inside of the outer can 19 by a certain amount or more.
  • an electronic component 23 forming a protection circuit 25 is mounted on the outer surface of the circuit board.
  • the thickness of the secondary battery is increased by the space for arranging the electronic component 23 .
  • a space can be provided in which the electronic component 23 can be efficiently arranged in the protruding portion 13A that protrudes toward the inside of the outer can 19 . Therefore, it is possible to prevent the thickness of the secondary battery 1 from increasing due to the space for arranging the electronic component 23 .
  • the storage space of the battery element 17 and the space in which the protection circuit 25 is arranged can be isolated (blocked) by the negative electrode cover 13, so even if the electrolyte of the battery element 17 leaks, the protection circuit 25 can be protected.
  • the protection circuit 25 can be incorporated in the secondary battery 1, the secondary battery 1 does not need to be packed. This allows the user to handle the secondary battery 1 more safely and easily.
  • a configuration is also conceivable in which a protection circuit is provided in a device on the main body side to which the secondary battery is applied. However, with such a configuration, there is a high possibility that problems such as a short circuit may occur when a secondary battery without a protection circuit is used.
  • the protection circuit 25 since the protection circuit 25 is built in the secondary battery 1, there is no need to consider whether the secondary battery has the protection circuit.
  • the negative terminal 11 may be the positive terminal
  • the outer can 19 may be configured to have a negative polarity.
  • a protection circuit 25 may be connected to line LA.
  • the secondary battery 1 may have a circuit other than the protection circuit 25 .
  • a voltage conversion circuit 71 such as a DC (Direct Current)-DC converter may be connected between the protection circuit 25 on the line LA and the positive external output terminal TA.
  • a charging circuit 72 may be connected between the protection circuit 25 on the line LA and the positive external output terminal TA.
  • a diode 73 is connected between the connection point between the protection circuit 25 and the charging circuit 72 and the positive external output terminal TA.
  • the diode 73 has an anode connected to a connection point between the protection circuit 25 and the charging circuit 72, and a cathode connected to a connection point between the charging circuit 72 and the positive external output terminal TA.
  • a diode 74 is connected between the charging circuit 72 and the positive external output terminal TA.
  • the anode of the diode 74 is connected to the positive external output terminal TA, and the cathode of the diode 74 is connected to the charging circuit 72, respectively.
  • power can be supplied from the secondary battery 1 during discharging, and the secondary battery 1 can be charged by supplying power to the secondary battery 1 from an external device connected to, for example, a USB (Universal Serial Bus). become.
  • USB Universal Serial Bus
  • Electronic components forming the voltage conversion circuit 71 and the charging circuit 72 like the electronic components forming the protection circuit 25, have an external terminal (for example, the negative terminal 11) and a second projecting portion (for example, the projecting portion 13A). is placed between the external terminal and the negative terminal 11.
  • a second projecting portion for example, the projecting portion 13A.
  • FIG. 15 is a cross-sectional view of a secondary battery 1A according to a modification.
  • a secondary battery 1A has a battery element 81 .
  • a negative electrode tab 81 A led out from the battery element 81 is welded to the battery can 82 .
  • secondary battery 1A has a negative electrode lid 83 and a positive electrode lid 84.
  • Each of negative electrode lid 83 and positive electrode lid 84 has a projecting portion that projects toward the inside of battery can 82. have.
  • a rivet 85 is driven into the projecting portion of the positive electrode cover 84 and the projecting portion is crimped by the rivet 85 .
  • a positive electrode tab 81B led out from the battery element 81 is connected to the rivet 85 .
  • the secondary battery 1A also has a positive electrode terminal 86 , and the positive electrode lid 84 and the positive electrode terminal 86 are connected via a circuit board 87 .
  • a protection circuit 88 is mounted on the circuit board 87 . Electronic components that make up the protection circuit 88 are arranged in the projecting portion of the positive electrode cover 84 .
  • the present invention can also be applied to secondary batteries using rivets.
  • the configuration relating to the positive electrode and the negative electrode may be reversed.
  • the secondary battery according to the present invention can be mounted on or used to supply electric power to power tools, electric vehicles, various electronic devices, and the like.
  • the secondary battery described above can be used as a power source for a wearable device having a function of a mobile information terminal, a so-called wearable terminal.
  • Wearable terminals include, for example, wristwatch-type terminals and eyeglass-type terminals, but are not limited to these.
  • FIG. 16 shows an example of a wearable terminal with a built-in secondary battery.
  • the wearable terminal 630 according to the application is a wristwatch-type terminal and has a secondary battery module 632 inside.
  • a secondary battery according to the present invention can be applied as the secondary battery module 632 .
  • the wearable terminal 630 can be used by being worn by the user.
  • the wearable terminal 630 may be flexible and deformable.
  • a wearable terminal 630 includes an electronic circuit 631 of an electronic device body and a secondary battery module 632.
  • the secondary battery module 632 is electrically connected to the electronic circuit 631 .
  • the wearable terminal 630 has, for example, a configuration in which the secondary battery module 632 can be detachably attached by the user. Note that the configuration of the wearable terminal 630 is not limited to this, and a configuration in which the secondary battery module 632 is built into the wearable terminal 630 so that the secondary battery module 632 cannot be removed from the wearable terminal 630 by the user. may have
  • the positive terminal 634A and negative terminal 634B of the secondary battery module 632 are connected to the positive terminal and negative terminal of the charger (not shown), respectively.
  • the positive terminal 634A and negative terminal 634B of the secondary battery module 632 are connected to the positive terminal and negative terminal of the electronic circuit 631, respectively.
  • the electronic circuit 631 includes, for example, a CPU, a peripheral logic section, an interface section, a storage section, and the like, and controls the wearable terminal 630 as a whole.
  • the secondary battery module 632 includes a secondary battery cell 610 (such as the secondary battery 1 in the embodiment) and a charge/discharge circuit 633 .
  • the charge/discharge circuit 633 is mounted on the FPC 12 in the embodiment, for example.
  • the secondary battery according to the present invention may be mounted in the electronic circuit 631 of the electronic device body.

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Abstract

電池パックの小型化を図る。　外装缶と、外装缶と絶縁された外部端子と、外装缶内に収容され、第１の電極および第２の電極を有する電池素子と、外装缶の内部に向かって突出する第１の突出部を有する第１の蓋体と、第１の蓋体と電気的に絶縁されて配置される第２の蓋体とを有し、第１の蓋体の第１の突出部は開口部を有し、第２の蓋体は、第１の突出部と電気的に絶縁され、外装缶の内部に向かって開口部を貫通する第２の突出部を有し、外部端子と第２の蓋体との間に回路基板が接続され、外部端子と第２の蓋体と第２の電極とが電気的に導通しており、第１の蓋体と第１の電極とが電気的に導通している二次電池である。

Description

二次電池および電子機器
　本発明は、二次電池および電子機器に関する。
　リチウムイオン電池等の二次電池が幅広い用途に利用されている。係る二次電池は、安全性を確保するためのＩＣ(Integrated Circuit)や、コンデンサ、抵抗等の部品（以下、これらのＩＣや部品を電子部品と適宜、総称する）が実装された回路基板を有する構成が一般的である（例えば、下記特許文献１および特許文献２を参照のこと）。
特表２００２－５２５８０６号公報
特開２００７－３０５３２３号公報
　二次電池では、上述した回路基板に実装される電子部品を配置するスペースが必要となる。特許文献１や２に記載の技術では、電子部品を配置するスペースに関する考察が不十分であり、これにより二次電池が大型化してしまう虞があった。
　従って、本発明は、電子部品を効率的に配置するスペースを有する二次電池および当該二次電池を有する電子機器を提供することを目的の一つとする。
　本発明は、
　外装缶と、
　外装缶と絶縁された外部端子と、
　外装缶内に収容され、第１の電極および第２の電極を有する電池素子と、
　外装缶の内部に向かって突出する第１の突出部を有する第１の蓋体と、
　第１の蓋体と電気的に絶縁されて配置される第２の蓋体と
　を有し、
　第１の蓋体の第１の突出部は開口部を有し、
　第２の蓋体は、第１の突出部と電気的に絶縁され、外装缶の内部に向かって開口部を貫通する第２の突出部を有し、
　外部端子と第２の蓋体との間に回路基板が接続され、
　外部端子と第２の蓋体と第２の電極とが電気的に導通しており、
　第１の蓋体と第１の電極とが電気的に導通している
　二次電池である。
　本発明の少なくとも実施形態によれば、電子部品を効率的に配置するスペースを有する二次電池を提供できる。これにより、二次電池の小型化を図ることが可能となる。なお、本明細書で例示された効果により本発明の内容が限定して解釈されるものではない。
一実施形態に係る二次電池を示す全体図である。 一実施形態に係る二次電池の分解斜視図である。 一実施形態に係る二次電池の断面図である。 一実施形態に係る負極蓋を説明するための図である。 一実施形態に係る負極端子およびＦＰＣ（Flexible Printed Circuits）基板の関係を説明するための図である。 一実施形態に係る二次電池の回路構成例を説明するための図である。 一実施形態に係る二次電池が有する圧力開放機構を説明するための図である。 一実施形態に係るＦＰＣに形成される回路パターンの第１の例を説明するための図である。 一実施形態に係るＦＰＣに形成される回路パターンの第２の例を説明するための図である。 一実施形態に係るＦＰＣに形成される回路パターンの第３の例を説明するための図である。 一実施形態に係る二次電池により得られる効果の一例を説明するための図である。 変形例を説明するための図である。 変形例を説明するための図である。 変形例を説明するための図である。 変形例を説明するための図である。 本発明の応用例を説明するための図である。 本発明の応用例を説明するための図である。
　以下、本発明の実施形態等について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行われる。
＜一実施形態＞
＜変形例＞
＜応用例＞
　以下に説明する実施形態等は本発明の好適な具体例であり、本発明の内容がこれらの実施形態等に限定されるものではない。
　なお、特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものではない。特に、実施形態に記載されている構成部材の寸法、材質、形状、その相対的配置、上下左右等の方向の記載等は特に限定する旨の記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがあり、また、図示が煩雑となることを防止するために、参照符号の一部のみを図示する場合や図示の一部を簡略化する場合もある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、重複する説明を適宜省略する。
＜一実施形態＞
［二次電池の構成例］
　始めに、図１～図５を参照しつつ、一実施形態に係る二次電池（二次電池１）の構成例について説明する。図１は一実施形態に係る二次電池１の全体図、図２は一実施形態に係る二次電池１の分解斜視図、図３は一実施形態に係る二次電池１を、図１におけるＸＡ－ＸＡ線で切断した場合の断面図、図４は一実施形態に係る負極蓋を説明するための図、図５は一実施形態に係る負極端子およびＦＰＣ基板の関係を説明するための図である。
　図１に示すように、本実施形態に係る二次電池１は、全体として略円筒形状を有するコイン型の電池である。二次電池１は、上面に外部端子の一例である負極端子２を有する。二次電池１における負極端子２以外の箇所、例えば、二次電池１の周面や底面が正の極性を帯びており、正極端子３として機能する。なお、二次電池１は、角型等のコイン型以外の形状を有する電池であってもよい。
　図２に示すように、二次電池１は、負極端子１１、ＦＰＣ１２、負極蓋１３、シーラント１４、正極蓋１５、トップインシュレーター１６、電池素子１７、ボトムインシュレーター１８、および、外装缶１９を有する。
　負極端子１１は、上述した負極端子２に対応する。負極端子１１としては、例えば、薄板状の金属板を用いることができる。具体的には、負極端子１１として、表面にニッケルメッキが施されたステンレスを用いることができる。本実施形態では、外装缶１９が正の極性を帯びた正極端子３として機能する。従って、負極端子１１は、外装缶１９とは電気的に絶縁されている。
　ＦＰＣ１２は、電子部品（電子部品２３）が実装された基板であり、両面基板または多層基板である。両面基板としては、ポリイミドフィルム等からなるベース基板の両面に銅箔の回路パターン（以下、単に回路パターンとも称する）が形成された基板を例示することができる。また、多層基板としては、両面若しくは片面に銅箔の回路パターンが形成されたベース基板が複数、積層された基板を例示することができる。ＦＰＣ１２に実装される電子部品２３としては、二次電池１の保護動作を行うＩＣや抵抗、コンデンサ等を例示することができる。詳細は後述するが、ＦＰＣ１２の一方の面に所定の電子部品２３が実装され、これらが所定の回路パターンを介して電気的に接続されることで、保護回路２５が形成される。保護回路２５は、公知の保護動作、例えば、過電流や過充電を防止する動作に係る処理を行う。
　ＦＰＣ１２は、略円形の形状を有する。ＦＰＣ１２の外縁における所定箇所から、帯状を成すＦＰＣである帯状部１２Ａが外側に延在している。また、ＦＰＣ１２に対して、導出部２１が電気的に接続されている。導出部２１は、例えば矩形状の形状を有する。導出部２１としては、表面にニッケルめっきが施されたステンレスを用いることができる。導出部２１は、例えば、上述した帯状部１２Ａの先端付近に接続される。
　第２の蓋体の一例である負極蓋１３としては、薄板状の金属板を用いることができる。具体的には、負極蓋１３として、表面にニッケルメッキが施されたステンレスを用いることができる。図４に示すように、負極蓋１３は、全体としてはハット状の形状を有しており、具体的には、中央付近に設けられた突出部１３Ａ（第２の突出部の一例）を有している。なお、図４では、理解を容易とするために、負極蓋１３の向きを上下反転して示している。図２および図３に示すように、突出部１３Ａは、外装缶１９の内部（図２および図３における下側）に向かって突出している。突出部１３Ａの周囲には、リング状の周縁部１３Ｂが形成されている。図３に示すように、負極端子１１と突出部１３Ａの底面との間に、保護回路２５を構成する電子部品２３が配置される。
　シーラント１４は、リング状の形状を有する。シーラント１４としては、絶縁フィルムを適用することができる。シーラント１４は、負極蓋１３と正極蓋１５との間に配置される。例えば、シーラント１４は、正極蓋１５の突出部（後述する突出部１５Ａ）と負極蓋１３の周縁部１３Ｂとの間に配置され、例えば、正極蓋１５に熱融着される。このように配置されたシーラント１４により、負極蓋１３と正極蓋１５とが電気的に絶縁される。
　第１の蓋体の一例である正極蓋１５としては、薄板状の金属板を用いることができる。具体的には、正極蓋１５として、表面にニッケルメッキが施されたステンレスを用いることができる。図２に示すように、正極蓋１５は、中央付近に設けられた突出部１５Ａ（第１の突出部の一例）を有している。図２および図３に示すように、突出部１５Ａは、外装缶１９の内部（図２および図３における下側）に向かって突出している。突出部１５Ａの周囲には、リング状を成す周縁部１５Ｂが形成されている。正極蓋１５の径は外装缶１９の径と略同じである。これにより、図３に示すように、外装缶１９の周縁に正極蓋１５を載置し、溶接することができる。周縁部１５Ｂの上面に上述した導出部２１が溶接され、正極蓋１５と導出部２１とが電気的に接続される。さらに、導出部２１と外装缶１９とが正極蓋１５を介して電気的に接続される。
　正極蓋１５の突出部１５Ａの中央付近には、円形状の開口部１５Ｃが形成されている。上述した負極蓋１３の突出部１３Ａは、正極蓋１５の突出部１５Ａと接しないように電気的に絶縁されて配置され、且つ、突出部１５Ａが有する開口部１５Ｃの周縁に沿うように突出している（図３参照）。別の観点からは、突出部１５Ａの外側側面は、外装缶１９の内面１９Ａに向かって突出しており、突出部１３Ａは開口部１５Ｃを貫通するように突出している。これにより、突出部１３Ａの底部が突出部１５Ａの底部より外装缶１９の内側（電池素子１７寄り）に位置する。
　トップインシュレーター１６は、リング状の形状を有しており、正極蓋１５と電池素子１７との間を絶縁する部材である。具体的には、トップインシュレーター１６は、正極蓋１５の突出部１５Ａと電池素子１７との間を絶縁する部材である。トップインシュレーター１６としては、絶縁フィルム等を用いることができる。
　電池素子１７は、例えば、正極と負極とがセパレータを介して巻回された巻回電極体である。電池素子１７の所定箇所から正極タブ１７Ａ（第１の電極の一例）と負極タブ１７Ｂ（第２の電極の一例）とが導出される。図３に示すように、正極タブ１７Ａは例えば外装缶１９の底部内面に溶接される。外装缶１９と正極蓋１５とは溶接により電気的に接続されていることから、正極蓋１５と正極タブ１７Ａとが電気的に導通する。なお、正極タブ１７Ａは外装缶１９の側面に溶接されてもよい。溶接方法としては例えば抵抗溶接が用いられるが、超音波溶接等、他の溶接方法が用いられてもよい。図３に示すように、負極タブ１７Ｂは例えば負極蓋１３の突出部１３Ａに溶接される。負極蓋１３がＦＰＣ１２を介して負極端子１１と電気的に接続されることで、負極端子１１と負極蓋１３と負極タブ１７Ｂとが電気的に導通し、負極端子１１を構成する金属板が負の極性を帯びることになる。
　ボトムインシュレーター１８は、電池素子１７と外装缶１９の底面との間を絶縁する部材である。具体的には、ボトムインシュレーター１８としては、絶縁フィルム等を用いることができる。
　外装缶１９は、上述した電池素子１７等を収容する金属部材である。本実施形態では、外装缶１９に正極タブ１７Ａが溶接されることで、外装缶１９が正の極性を帯びている。
　図５Ａおよび図５Ｂは、負極端子１１およびＦＰＣ１２を取り出して示した図である。なお、図５Ａおよび図５Ｂは、負極端子１１およびＦＰＣ１２に係る構成を上下反転して示している。負極端子１１とＦＰＣ１２とは例えばはんだにより電気的に接続される。
　なお、ＦＰＣ１２の負極端子１１が接続される面の反対面には負極蓋１３が接続される。ＦＰＣ１２と負極蓋１３とは、はんだにより接続されてもよいが、ＦＰＣ１２と負極蓋１３とが導電性接着剤２２（図３参照）により電気的に接続されることが好ましい。例えば、負極タブ１７Ｂが負極蓋１３に接続されている場合でも、はんだ接合でなく導電性接着剤２２を用いることで、電池素子１７に熱的なダメージを与えることなくＦＰＣ１２と負極蓋１３とを電気的に接続することができる。
　導電性接着剤２２は、例えば、導電フィラーとバインダーとを含む。導電フィラーとしては、銀、ニッケル、金、パラジウム、カーボンなどを用いることができる。また、バインダーとしてはエポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シリコーン樹脂、合成ゴムなどを用いることができる。これらの材料の中では、金属への接着性が高く、低抵抗であるものが好ましい。例えば、エポキシ系銀ペーストの導電性接着剤が好ましい。
　係るはんだ接合や導電性接着剤を用いた接続により、図３に示すように、負極端子１１と負極蓋１３との間にＦＰＣ１２が接続される。
［二次電池の回路構成例］
　図６Ａおよび図６Ｂは、一実施形態に係る二次電池１の回路構成例を示す。二次電池１の外装缶１９の適宜な箇所にラインＬＡが接続され、ラインＬＡを介して正極外部出力端子ＴＡが導出される。また、二次電池１の負極端子１１の適宜な箇所にラインＬＢが接続され、ラインＬＢを介して負極外部出力端子ＴＢが導出される。図６Ａに示すように、保護回路２５は、例えば、ラインＬＢに接続される。
　図６Ｂに示すように、保護回路２５は電子部品２３の一例として、例えば、保護ＩＣ、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、および、コンデンサＣを有する。抵抗Ｒ１およびコンデンサＣは、ラインＬＡとラインＬＢとを結ぶラインＬＮ１上に直列に接続される。抵抗Ｒ１とコンデンサＣとの間の接続点ＰＡが保護ＩＣの電源ポートＶＤＤと接続される。
　保護ＩＣは、放電制御用のＦＥＴ（Field Effect Transistor）と、充電制御用のＦＥＴと有する。それぞれのＦＥＴのソースＳ１、Ｓ２が、ラインＬＢに接続される。通常は放電制御用のＦＥＴと充電制御用のＦＥＴは両方ともオンしている。放電が禁止されるときは放電制御用ＦＥＴがオフする。充電が禁止されるときは充電制御用ＦＥＴがオフする。充放電が禁止されるときは、放電制御用のＦＥＴおよび充電制御用のＦＥＴが共にオフする。
　抵抗Ｒ２は、保護ＩＣが有するポートＶ－とラインＬＢとの間に接続される。抵抗Ｒ２は、例えば、電流検出抵抗として機能する。保護ＩＣは、抵抗Ｒ２に流れる電流を検出することで、二次電池１が接続される回路に流れる電流の大きさや向きを検出する。検出結果に応じて、保護ＩＣは過電流防止等の適宜な保護動作を行う。
［圧力開放機構］
　次に、二次電池１が有する圧力開放機構について説明する。電池素子１７の内部ショートや二次電池１の外部からの加熱等に起因して外装缶１９の内圧が一定以上となった場合に圧力を外装缶１９外部に開放することが望まれる。本実施形態に係る二次電池１では、負極蓋１３と正極蓋１５との間に強度的にやや劣るシーラント１４を介在させている。これにより、図７に模式的に示すように、二次電池１の内圧が一定以上となった場合に、シーラント１４が開裂等することで、負極端子１１等を外れやすくすることができる。負極端子１１等が外れることで、電池素子１７が収容される空間と外部空間とを接続するガス放出経路ＢＲが形成され、二次電池１内のガスを外部に放出させることが可能となる。
［ＦＰＣに形成される回路パターンの例］
（第１の例）
　次に、ＦＰＣ１２に形成される回路パターンの例について説明する。始めに、図８Ａおよび図８Ｂを参照しつつ、ＦＰＣ１２に形成される回路パターンの第１の例について説明する。
　図８Ａに示すＦＰＣ１２の面（以下、ＡＡ面とも適宜、称する）に対して負極蓋１３が導電性接着剤により電気的に接続される。また、図８Ｂに示すＦＰＣ１２の面（以下、ＢＢ面とも適宜、称する）に対して負極端子１１がはんだにより電気的に接続される。本例に係るＦＰＣ１２は、例えばポリイミドフィルムからなるベース基板３１（絶縁層の一例）の両面に回路パターンが形成される両面（２層）基板である。
　ＦＰＣ１２のＡＡ面の周縁付近は、回路パターンが設けられていないベース基板３１である。ベース基板３１の内側には、リング状の領域である回路パターン３２（本例における第１の導電層）が設けられている。回路パターン３２は、負極蓋１３の周縁部１３Ｂが接着される領域である。
　回路パターン３２の内側には、突出部１３Ａの径と略同じ径の円形の領域ＡＲ１が設けられており、この領域に保護回路２５が設けられている。保護回路２５は、負極蓋１３の突出部１３Ａ内のスペースに収まるように設けられる。保護回路２５を構成する保護ＩＣ、抵抗Ｒ１、抵抗Ｒ２、および、コンデンサＣがベース基板３１に設けられた所定の銅箔の回路パターンＰＴＡにより電気的に接続されている。回路パターンＰＴＡは、ＦＰＣ１２のＡＡ面およびＢＢ面を貫通するスルーホールＴＨＡ、回路パターン３２、および、ＦＰＣ１２のＡＡ面およびＢＢ面を貫通し、帯状部１２Ａの先端付近に設けられるスルーホールＴＨＢのそれぞれに対して接続されている。
　ＦＰＣ１２のＢＢ面には、周縁のベース基板３１の内側に、略円形の回路パターン３３（本例における第２の導電層）が設けられている。回路パターン３３は、負極端子１１がはんだにより接続される領域である。回路パターン３３には、スルーホールＴＨＡが設けられている。
　帯状部１２Ａの先端にはスルーホールＴＨＢが設けられており、この箇所に導出部２１が接続される。導出部２１は、ＦＰＣ１２に対して例えばはんだにより接続される。上述したように、導出部２１は、正極蓋１５に溶接される。
　スルーホールＴＨＢが正極側と接続されることから、スルーホールＴＨＢと保護回路２５との間の回路パターンに負極蓋１３が接触するとショートが発生してしまう。そこで、少なくとも、回路パターンＰＴＡにおける負極蓋１３が接触する箇所に絶縁部５１が設けられる。本例では、スルーホールＴＨＢおよびスルーホールＴＨＢと電子部品（例えば、抵抗Ｒ１）との間の回路パターンの全てを覆うように、絶縁部５１が設けられる。絶縁部５１としては、例えば、ポリイミドフィルムの薄膜を用いることができる。
　以上の構成により、保護回路２５において、スルーホールＴＨＢが正極側の接点となり、スルーホールＴＨＡおよび回路パターンＰＴＡと回路パターン３２との接続箇所が負極側の接点（２点）となる。これにより、保護ＩＣに電池素子１７の電力を供給することができるとともに、図６に示した回路構成を実現することができる。
（第２の例）
　次に、図９Ａおよび図９Ｂを参照しつつ、ＦＰＣ１２に形成される回路パターンの第２の例について説明する。なお、第１の例と同じ構成については同一の参照符号を付し、重複した説明を適宜、省略する。
　第２の例では、スルーホールＴＨＢが設けられておらず、ＡＡ面およびＢＢ面を貫通するスルーホールＴＨＣが領域ＡＲ１内に設けられている。図９Ｂに示すように、ＢＢ面におけるスルーホールＴＨＣが回路パターンＰＴＢを介して導出部２１に接続される。すなわち、本例では、スルーホールＴＨＣが正極側と接続される。スルーホールＴＨＣと接続される回路パターンＰＴＢと負極端子１１とが接触するとショートが発生する。従って、少なくとも回路パターンＰＴＢにおける負極端子１１との接触箇所を覆うように、絶縁部５２が設けられる。絶縁部５２としては、例えば、ポリイミドフィルムの薄膜を用いることができる。
（第３の例）
　次に、図１０Ａから図１０Ｃまでを参照しつつ、ＦＰＣ１２に形成される回路パターンの第３の例について説明する。第３の例に係るＦＰＣ１２は、例えば５層の多層基板である。例えば、回路パターン３２の層が第１層（本例における第１の導電層）、回路パターン３２の層が設けられるベース基板３１が第２層、当該ベース基板３１の回路パターン３２とは反対側に設けられる回路パターンの層が第３層（本例における第３の導電層（第１の導電層および第２の導電層の間に配置される導電層））、第３層の下側に配置されるベース基板が第４層、ベース基板の下側に設けられる回路パターンが第５層（本例における第２の導電層）、に対応する。図１０Ａに示すパターンが図９Ａに示したパターンと異なる点は、帯状部１２ＡにスルーホールＴＨＤが設けられている点である。
　図１０Ｂに示すように、スルーホールＴＨＣ（本例における第１のスルーホール）とスルーホールＴＨＤ（本例における第２のスルーホール）とは、第３層に形成された回路パターンＰＴＤにより接続される。図１０Ｃに示すように、第５層におけるスルーホールＴＨＣの箇所には回路パターン３３が形成されていない。スルーホールＴＨＤは、導出部２１と接続されている。
　本例によれば、第３層の回路パターンＰＴＤによってスルーホールＴＨＣおよびスルーホールＴＨＤを接続している。すなわち、負極蓋１３や負極端子１１が接続される箇所に、導出部２１と接続されるスルーホールから延在する回路パターンが存在しないことになる。係る構成により、第１の例や第２の例で必要であった絶縁部に係る構成をなくすことができる。
［本実施形態により得られる効果］
　以上説明したように、本実施形態では、正極蓋１５に突出部１５Ａを設け、且つ、突出部１５Ａの中央付近に開口部１５Ｃを設けている。この開口部１５Ｃを設けることで、負極蓋１３に、外装缶１９の内側に向かって一定以上突出する突出部１３Ａを設けることが可能となる。
　一般的なコイン型の二次電池の構成では、図１１Ａに模式的に示すように、保護回路２５を構成する電子部品２３が回路基板の外側の面に実装される。電子部品２３を配置するスペースの分、二次電池の厚みが大きくなってしまう。本実施形態によれば、図１１Ｂに示すように、外装缶１９の内部に向かって突出する突出部１３Ａ内に電子部品２３を効率的に配置できるスペースを設けることができる。このため、電子部品２３を配置するスペースによって二次電池１の厚みが大きくなってしまうことを防止できる。
　また、本実施形態によれば、電池素子１７の収納スペースと保護回路２５が配置するスペースとを負極蓋１３により隔離（遮断）できるので、電池素子１７の電解液が漏液した場合でも保護回路２５を構成する電子部品２３を保護できる。
　本実施形態では、二次電池１に保護回路２５を内蔵できるので、二次電池１をパック化する必要がなくなる。これにより、ユーザーは、二次電池１をより安全且つ簡便に取り扱うことが可能となる。
　二次電池が適用される本体側の機器に保護回路を設けられる構成も考えられる。しかしながら、係る構成では、保護回路がない二次電池が用いられた場合にショート等の不都合が発生する虞が高くなる。本実施形態では、二次電池１に保護回路２５が内蔵されているため、二次電池が保護回路を有しているか否かを考慮する必要がなくなる。
＜変形例＞
　以上、本発明の一実施形態について具体的に説明したが、本発明の内容は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
　一実施形態で説明した正極および負極に係る構成は反対であってもよい。例えば、負極端子１１が正極端子であり、外装缶１９が負の極性を帯びるように構成されてもよい。係る構成において、図１２に示すように、保護回路２５がラインＬＡに接続されてもよい。
　また、二次電池１が保護回路２５以外の回路を有していてもよい。例えば、図１３に示すように、ラインＬＡにおける保護回路２５と正極外部出力端子ＴＡとの間にＤＣ（Direct Current）－ＤＣコンバータ等の電圧変換回路７１が接続されてもよい。また、図１４に示すように、ラインＬＡにおける保護回路２５と正極外部出力端子ＴＡとの間に充電回路７２が接続されてもよい。保護回路２５と充電回路７２との間の接続点と正極外部出力端子ＴＡとの間にはダイオード７３が接続される。ダイオード７３のアノードは保護回路２５と充電回路７２との間の接続点に、カソードは充電回路７２と正極外部出力端子ＴＡとの間の接続点にそれぞれ接続される。充電回路７２と正極外部出力端子ＴＡとの間には、ダイオード７４が接続される。ダイオード７４のアノードは正極外部出力端子ＴＡに、ダイオード７４のカソードは充電回路７２にそれぞれ接続される。係る構成により、放電時は二次電池１からの電力が供給可能となるとともに、例えばＵＳＢ(Universal Serial Bus)接続した外部機器から二次電池１に電力を供給して二次電池１を充電できるようになる。
　電圧変換回路７１や充電回路７２を構成する電子部品も、保護回路２５を構成する電子部品と同様に、外部端子（例えば、負極端子１１）と第２の突出部（例えば、突出部１３Ａ）との間に配置される。
　図１５は、変形例に係る二次電池１Ａの断面図である。二次電池１Ａは、電池素子８１を有している。電池素子８１から導出される負極タブ８１Ａが電池缶８２に溶接される。また、二次電池１Ａは、二次電池１と同様に、負極蓋８３および正極蓋８４を有する、負極蓋８３および正極蓋８４のそれぞれは、電池缶８２の内部に向かって突出する突出部を有している。正極蓋８４の突出部にはリベット８５が打ち込まれ、リベット８５により突出部がかしめられている。リベット８５に、電池素子８１から導出される正極タブ８１Ｂが接続される。また、二次電池１Ａは正極端子８６を有し、正極蓋８４と正極端子８６とが回路基板８７を介して接続されている。回路基板８７には、保護回路８８が実装されている。保護回路８８を構成する電子部品が、正極蓋８４の突出部内に配置される。このように、リベットが用いられた二次電池にも本発明を適用可能である。勿論、二次電池１Ａに係る構成において、正極および負極に係る構成が反対となってもよい。
　上述した実施形態、変形例で説明した事項は、適宜組み合わせることが可能である。また、実施形態で説明された材料、工程等はあくまで一例であり、例示された材料等に本発明の内容が限定されるものではない。
＜応用例＞
　本発明に係る二次電池は、電動工具、電動車両、各種の電子機器等に搭載又は電力を供給するために使用することができる。
　具体的な応用例について説明する。例えば、上述した二次電池は、携帯情報端末の機能を有するウェアラブル機器、いわゆるウェアラブル端末の電源として、使用することができる。ウェアラブル端末としては、例えば腕時計型端末、メガネ型端末などが挙げられるが、これに限定されるものではない。
　図１６は、二次電池を内蔵したウェアラブル端末の一例を示す。図１６に示すように、応用例に係るウェアラブル端末６３０は、腕時計型端末であり、その内部に二次電池モジュール６３２を有している。二次電池モジュール６３２として本発明に係る二次電池を適用することができる。ウェアラブル端末６３０は、ユーザーに装着されて使用できるものである。ウェアラブル端末６３０は、変形が可能なフレキシブルなものであってもよい。
　図１６に示すように、応用例に係るウェアラブル端末６３０は、電子機器本体の電子回路６３１と、二次電池モジュール６３２とを備える。二次電池モジュール６３２は、電子回路６３１に対して電気的に接続されている。ウェアラブル端末６３０は、例えば、ユーザーにより二次電池モジュール６３２を着脱自在な構成を有している。なお、ウェアラブル端末６３０の構成はこれに限定されるものではなく、ユーザーにより二次電池モジュール６３２をウェアラブル端末６３０から取り外しできないように、二次電池モジュール６３２がウェアラブル端末６３０内に内蔵されている構成を有していてもよい。
　二次電池モジュール６３２の充電時には、二次電池モジュール６３２の正極端子６３４Ａ、負極端子６３４Ｂがそれぞれ、充電器（図示せず）の正極端子、負極端子に接続される。一方、二次電池モジュール６３２の放電時（ウェアラブル端末６３０の使用時）には、二次電池モジュール６３２の正極端子６３４Ａ、負極端子６３４Ｂがそれぞれ、電子回路６３１の正極端子、負極端子に接続される。
　電子回路６３１は、例えば、ＣＰＵ、周辺ロジック部、インターフェース部および記憶部等を備え、ウェアラブル端末６３０の全体を制御する。
　二次電池モジュール６３２は、二次電池セル６１０（実施形態における二次電池１等）と、充放電回路６３３とを備える。充放電回路６３３は、例えば、実施形態におけるＦＰＣ１２に実装されている。
　本応用例では、二次電池モジュール６３２に本発明を適用した例を示したが、電子機器本体の電子回路６３１に本発明に係る二次電池が搭載されていてもよい。
１、１Ａ・・・二次電池
１１・・・負極端子
１２・・・ＦＰＣ
１３・・・負極蓋
１３Ａ・・・突出部
１４・・・シーラント
１５・・・正極蓋
１５Ａ・・・突出部
１５Ｂ・・・周縁部
１５Ｃ・・・開口部
１７・・・電池素子
１７Ａ・・・正極タブ
１７Ｂ・・・負極タブ
１９・・・外装缶
２１・・・導出部
２３・・・電子部品
２５・・・保護回路
５１、５２・・・絶縁部
ＴＨＡ、ＴＨＣ、ＴＨＤ・・・スルーホール

Claims (13)

  1. 　外装缶と、
    　前記外装缶と絶縁された外部端子と、
    　前記外装缶内に収容され、第１の電極および第２の電極を有する電池素子と、
    　前記外装缶の内部に向かって突出する第１の突出部を有する第１の蓋体と、
    　前記第１の蓋体と電気的に絶縁されて配置される第２の蓋体と
    　を有し、
    　前記第１の蓋体の前記第１の突出部は開口部を有し、
    　前記第２の蓋体は、前記第１の突出部と電気的に絶縁され、前記外装缶の内部に向かって前記開口部を貫通する第２の突出部を有し、
    　前記外部端子と前記第２の蓋体との間に回路基板が接続され、
    　前記外部端子と前記第２の蓋体と前記第２の電極とが電気的に導通しており、
    　前記第１の蓋体と前記第１の電極とが電気的に導通している
    　二次電池。
  2. 　前記回路基板は、電子部品が実装された基板であり、両面基板または多層基板である
    　請求項１に記載の二次電池。
  3. 　前記電子部品が、前記外部端子と前記第２の突出部との間に配置されている
    　請求項２に記載の二次電池。
  4. 　前記回路基板に導出部が接続されており、前記導出部は前記外装缶と電気的に接続されている
    　請求項１から３までの何れかに記載の二次電池。
  5. 　前記回路基板は、前記第２の蓋体と電気的に接続される第１の導電層と、前記外部端子と電気的に接続される第２の導電層と、前記第１の導電層と前記第２の導電層との間に介在する絶縁層とを有し、
    　前記第１の導電層、前記第２の導電層および前記絶縁層を貫通するスルーホールと、前記導出部と、前記回路基板に実装される電子部品とが、前記回路基板に形成されたパターンによって電気的に接続されている
    　請求項４に記載の二次電池。
  6. 　前記導出部は、前記第２の導電層に接続されており、
    　前記パターンは、前記第１の導電層と同一の面に形成されており、
    　少なくとも、前記第２の蓋体が接触する前記パターンの箇所に絶縁部が設けられている
    　請求項５に記載の二次電池。
  7. 　前記導出部は、前記第２の導電層に接続されており、
    　前記パターンは、前記第２の導電層と同一の面に形成されており、
    　少なくとも、前記外部端子が接触する前記パターンの箇所に絶縁部が設けられている
    　請求項５に記載の二次電池。
  8. 　前記回路基板は、前記第２の蓋体と電気的に接続される第１の導電層と、前記外部端子と電気的に接続される第２の導電層と、前記第１の導電層および前記第２の導電層の間に配置される第３の導電層と、前記第１の導電層に設けられた回路パターンと接続される第１のスルーホールと、前記第２の導電層に設けられ、前記導出部と接続される第２のスルーホールとを有し、
    　前記第１のスルーホールと前記第２のスルーホールとが前記第３の導電層により電気的に接続されている
    　請求項４に記載の二次電池。
  9. 　前記第１の突出部は、前記外装缶の内面に沿って突出しており、
    　前記第２の突出部は、前記開口部を貫通するように突出している
    　請求項１から８までの何れかに記載の二次電池。
  10. 　前記第２の突出部の底部が前記第１の突出部の底部より前記外装缶の内側に位置している
    　請求項１から９までの何れかに記載の二次電池。
  11. 　前記第２の突出部の周縁部と前記第１の突出部との間に、シーラントが設けられている
    　請求項１から１０までの何れかに記載の二次電池。
  12. 　前記回路基板と前記第２の蓋体とが導電性接着剤により電気的に接続され、前記回路基板と前記外部端子とがはんだにより電気的に接続されている
    　請求項１から１１までの何れかに記載の二次電池。
  13. 　請求項１から１２までの何れかに記載の二次電池を有する電子機器。
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