电池组件的制作方法

文档序号:7232321阅读:185来源:国知局
专利名称:电池组件的制作方法
技术领域
本发明涉及一种将扁平(型)电池容纳于电池壳体中的小型、轻量的电池组件。
伴随着移动电话及摄影机等各种电子设备的小型化、轻量化,人们对作为电子设备的驱动电源,例如Li离子二次电池,除了提高电池的高能量密度化等的特性之外,也提出了小型化、薄型化及轻量化的要求。
为了防止电解液的泄漏,Li离子二次电池系将电极和电解液封装入电池壳内而成,为满足上述电池薄型化的要求,就须减薄电池壳的厚度尺寸。然而,藉由拉深加工制作薄型电池壳的制造方法较为困难的。而且,在由焊接法制作薄型电池壳时,不得不对电池壳进行密封焊接,这也导致生产效率低下和生产成本增大。
为解决上述问题,人们开发了一种利用聚合物固体电解质的薄膜作为电解质的薄膜状二次电池(扁平电池),其一个例子示于图21。
图21的扁平电池包括由正极、负极及设置于该二极之间的电解质3组成的发电要素A。正极包括厚度为20-40μm的Al箔1,所述Al箔1的一面中,在除了正极极片1a之外的部分上,涂布有以LiCoO2为活性物质的正极合剂1b。负极包括厚度为20-40μm的Cu箔2,所述Cu箔2的一面中,在除了负极极片2a之外的部分上,涂布有含有碳材料的合剂2b。又,电解质3由将含有薄膜状的高分子基质用Li离子电解液膨润的胶状电解质所组成。
发电要素A系用2枚外封装材料4,例如,Al层压薄膜包入。此时,外封装材料4的周缘部分作热熔融粘结。在图22中,符号4A1、4A2、4A3、4A4分别表示外封装材料的4个密封部。
在扁平电池的场合,所述电池的厚度大致为2.5-5mm左右,又,4A1-4A4的幅宽大致为3-8mm左右。
在密封外封装材料4时,将二侧外封装材料分别从上下方作均等加压,同时进行热熔融粘结,则如图23所示,可以得到从电池厚度方向的中央部位引出正负极极片1a、2a的扁平电池B1。又,仅对一侧的外封装材料进行加压,同时进行热熔融粘结之时,则如图24所示,得到从偏于另一方的外封装材料方向的部位引出正负极极片1a、2a的扁平电池B2。
由于所述外封装材料易于破损,所以,通常的扁平电池是以容纳于树脂制的电池壳体中的电池组件的形式被使用的。
如图25所示的电池组件200系在树脂制的上壳体100a和下壳体100b组成的分割结构的电池壳体100内容纳扁平电池B1及/或B2而成。在制作电池组件200时,将扁平电池以在密封部4A1、4A2、4A3作向上或向下的折曲的状态置于下壳体100b中。同时,将电池电压及电池温度的监控器及安装有用于充放电电流控制的保护电路元件的电路板6容纳于下壳体100b中,将电路板6的端子部分6a与从密封部4A4引出的扁平电池的正负极极片1a、2a作电气连接。其次,将上壳体100a组装于下壳体100b上。在图25中,符号6b表示将电路部件作树脂模塑成形所形成的模塑部,6c表示含有正极引线、负极引线及温度传感器引线的引线部。
如前已述,人们对于电池组件提出了高容量化、小型化及轻量化的要求,因此,就要求同时实现电池组件的容纳扁平电池时的高容量化及电池组件的厚度及平面尺寸的低减。
电池组件的厚度根据扁平电池、电路板及电池壳体的各自的厚度而定。扁平电池的容量越大,则扁平电池的厚度也增大。因此,为同时达成电池组件的高容量化及薄型化,有必要将电池壳体作得较薄。可是,以往的树脂制电池壳体中,从确保壳体强度的观点出发,壳体壁厚的减小有一定的限制。例如,要将构成电池壳体的上下壳体的各个壁厚作得小于约0.4mm是很困难的。
电池组件的平面尺寸主要根据扁平电池的压电要素的平面尺寸、形状、电路板的平面尺寸和形状、正负极极片和电路板之间的连接区域7’的平面宽度而定。这里,发电要素及电路板的各自尺寸的平面尺寸及形状基本上取决于对电池的要求特性。从同时要求电池组件的高容量化及小型化的观点来说,要降低发电要素及电路板的平面尺寸的大小是困难的。
一般来说,搭载于电池组件的电路板上的保护电路元件具有过充电保护功能和过放电保护功能。所述过充电保护功能藉由控制充电电流防止电池的过充电;所述过放电保护功能系用于防止因过放电而导致的转极、内部压力上升及性能劣化等。另外,上述保护电路元件还具有保护电池不受电池发生外部短路时所发生的过电流的破坏的过电流保护功能。
可是,近年来,对于伴随扁平电池性能的提高而提出的过充电保护功能的要求日益减少。又,藉由电池的漏电流的减小而可以去除过放电保护功能。另一方面,外部短路的发生与电池性能无关,所以,过电流保护功能依然重要。而为保护电池不受过电流破坏,以往使用了电流保险丝。
然而,电流保险丝的功效系在发生过电流时使其电阻发热熔断保险丝,藉此,起到保护电池不受过电流破坏的影响。因此,存在的问题是保险丝在熔断之后即丧失了过电流保护功能。
在连接扁平电池和电路板时,一般来说,将扁平电池的正负极极片分别与保护电路板的正极一侧及负极一侧的接合面重合,由点焊焊接及超声波焊接连接二者。通常,电路板的接合面由铜构成,而扁平电池的正极极片由Al构成,负极极片由Ni构成。
这样,正极一侧接合面和正极极片由互不相同的材料构成,而负极一侧接合面和负极极片的构成材料也互不相同。为此,接合面和极片的连接强度并不是说一定很高,有时,在电池组件上受到冲击时,可能发生连接结构的破损,并由此导致电池功能的丧失。
如前已述,扁平电池常搭载于移动电话上。例如,扁平电池可脱卸自如地安装于电话机主体的背面。通常,扁平电池设有多个、例如3个平面端子,所述平面端子通过形成于用于容纳扁平电池的电池壳体上的孔,而露出、设置于电池壳体表面。在将电池组件安装于电话机主体上时,这些平面端子与露出设置于电话机主体的电池组件的搭载面上的3个平面端子作面接触,由此,使扁平电池与移动电话的电源电路作电气连接。又,PDA(personal digitalassistant个人数字辅助设备)的场合,电池上所设置的多个、例如6个平面端子与PDA的6块平面端子作面接触。
如上所述,为满足对于扁平电池的高容量化及薄型化的要求,须将电池壳体的厚度降低,然而,在通过互为面接触的平面端子,确立电池和移动电话及PDA等的电子设备之间的电气连接的结构中,电子设备容易受到某些原因的外力作用。此时,壳体厚度越薄,则在电池上越容易发生挠曲及变形。此时,电池一侧的平面端子和电话机主体一侧的平面端子的正规的面接触状态被破坏,在二者之间形成不良的接触。
又,由于平面端子露出,所以,如果将所述电池不经意地放置于如皮包或提包内,则可能使其容易与其它金属物品接触而发生外部短路。再有,平面端子表面被汗水等污染时,在搭载于电话机主体时,其与连接端的导通状态也恶化。
本发明的一个目的在于提供一种电池组件,所述电池组件在保证电池壳体所须的强度的同时,也获得了电池壳体的薄壁化。
本发明的另一个目的在于提供一种电池组件,所述电池组件可利用电池壳体内的死角空间,使得所述电池组件实现小型化,特别是,减小所述电池组件的平面尺寸。
本发明的另一个目的在于提供一种电池组件,所述电池组件可牢固地卡合电子设备的连接部和安装于其上的电池组件的连接部,在所述电池受到外力作用、电子设备及电池组件发生变形之时,也不会使二者间的电气连接不良。
本发明的另一个目的在于提供一种电池组件,所述电池组件可以减小在电池的高度方向上折曲的外封装材料密封部的电路板一侧上的高度尺寸,以获得进一步的薄型化。
本发明的另一个目的在于提供一种电池组件,所述电池组件可以将扁平电池的正负极极片和电路板的连接端子直接作电气连接,减小平面尺寸大小。
本发明的另一个目的在于提供一种电池组件,所述电池组件可以在简化电池组件与安装它的电子设备之间的电气连接部分的结构的同时,减小该电气连接部分上的电池组件的高度尺寸。
本发明的另一个目的在于提供一种电池组件,所述电池组件提高了扁平电池的正负极极片和电路板接合面的连接强度。
本发明的另一个目的在于提供一种电池组件,所述电池组件具有优异的保护电池不受外部短路引起的过电流破坏的过电流保护功能。
根据本发明,提供了一种电池组件,所述电池组件包括具有正极极片及负极极片的扁平电池、连接于所述正极极片及负极极片的电路板、及沿所述扁平电池的二主平面分别延伸有二个主壁部分的电池壳体。所述扁平电池的正极极片及负极极片通过扁平的发电要素和密封该要素的至少一枚的外封装材料和该外封装材料的密封部,从所述发电要素延伸至外封装材料的外部。所述电路板的至少一部分设置于由上述外封装材料的电路板一侧的密封部和上述电池壳体内侧面所构成的空隙部分中。上述电池壳体的所述二个主壁的至少一侧至少一部分由金属板构成。较好的是,扁平的发电要素由薄膜状发电要素构成。
根据本发明,由于上述电池壳体所述二个主壁的至少一侧的至少一部分由金属板构成,所以,与所述电池壳体整体结构皆由树脂构成的场合比较起来,可以确保电池壳体整体所须强度的同时,也可以减小电池壳体的主壁的至少一部分壁厚,可减小电池壳体厚度尺寸。又,扁平电池电路板一侧的密封部和电池壳体所构成的空隙部上,容纳有电路板2的一部分或全部,所以,可以有效利用电池壳体的内部空间,使得电池壳体长度方向上的长度缩短,并因同时减少了构成部件的使用量,所以,可以藉此实现电池壳体的轻量化。另外,金属板的使用和电池壳体的内部空间的有效利用的协同效果下,可以进行电池组件的整体小型化,特别是,减少电池组件的平面尺寸。另外,还可以减薄电池组件的整体厚度。再者,减薄电池壳体,也可相应增大电池组件的内部空间厚度尺寸。由此,可在不增加电池组件整体厚度的情况下,增大容纳于电池壳体内部的扁平电池厚度,提高电池容量。
在本发明中,较好的是,所述电池壳体由二个半壳体组成,二个半壳体中至少一个包括构成主壁的金属板和安装于所述金属板上的树脂制框架。
根据一个优选的电池组件,可以使用二分割式的电池壳体,以容易、且迅速地组装电池组件。
较好的是,金属板插入模塑于前述树脂制框架上。或者,该金属板具有嵌合于所述树脂制框架上的侧壁部。更好的是,所述金属板的前述侧壁部上形成有固定部。又,所述框架上形成有可嵌入前述侧壁部的凹部,所述固定部从所述框架的凹部内胀开,以防止金属板从所述框架上脱落。
根据上述优选的电池组件,可以在简化电池壳体结构的同时,增大电池壳体强度,并藉此降低电池壳体的壁厚。
较好的是,上述壳体的一个半壳体由树脂构成,其表面上贴附有金属制标签。
根据上述优选的电池组件,可以增大电池壳体强度,减小电池壳体的厚度。
较好的是,前述框架的构成材料为由热塑性树脂和玻璃成份组成的树脂组合物。更好的是,所述热塑性树脂为聚碳酸酯或液晶聚合物或聚碳酸酯与丙烯酸-丁二烯-苯乙烯树脂的复合物,所述玻璃成份为玻璃短纤维或玻璃珠。较好的是,所述玻璃成份使用量为10-25%(体积)。
根据上述优选的电池组件,可以可靠地、不会导致不良成形地,获得具有所需机械特性,例如,具有所需的强度及柔软性的框架。
优选的是,上述框架在构成半壳体主壁的金属板内侧面上延伸形成绝缘区。
根据上述优选的电池组件,可以藉由所述绝缘区,将金属板和电路板作电绝缘,防患电气故障于未然。
较好的是,在半壳体上供作所述电路板和电子设备连接用的连接端子露出、设置于所述半壳体外面。例如,在半壳体上设有开口部,供作所述电路板和电子设备连接用的连接端子通过所述开口部露出所述框架外。
根据上述优选的电池组件,可以将电池组件的电路板和外部设备容易作电气连接。
较好的是,所述正极极片及负极极片和所述电路板端子部的连接部置于所述空隙部之中。
根据本发明的优选的电池组件,可以有效地利用电池壳体的内部空间,连接正负极极片和电路板,将电池壳体及电池组件作得小型化。
较好的是,在上述电路板上形成一对接合面部,所述一对接合面部和所述正极极片及负极极片直接连接。
根据本发明的优选的电池组件,可以减少连接电路板和正负极极片所需的空间,有效利用电池壳体的内部空间,实现电池壳体及电池组件的小型化。
更好的是,在所述电路板上安装有保护电路元件,所述正极极片由Al组成,所述负极极片由Ni组成。所述正极极片和负极极片焊接于所述电路板的一对接合面部上。所述一对接合面部由Al/Ni复合片的Ni侧面所焊锡焊接的正极一侧的接合面部,和Ni侧面所焊锡焊接的负极一侧的接合面部所构成。更好的是,所述焊锡的焊接与所前述保护电路元件的表面安装时的反流处理同时进行。
根据上述优选的电池组件,复合片和Ni片被软钎焊于电路板的接合面上,所以,其结合强度高。又,正负极极片也是藉由软钎焊,例如,点焊焊接于由同种材料组成的接合面部上,所以,其焊接强度高,即使受到冲击也不会发生破损。
在本发明中,较好的是,半壳体的金属板上形成有多个肋条和开口部。
根据上述优选的电池组件,可以增大金属板的强度,减薄金属板的壁厚,藉此获得电池壳体的轻量化。形成开口部则可以得到更轻量的电池壳体。
优选的是,半壳体构成安装有上述电池组件的电子设备外壁的一部分。
根据上述优选的电池组件,设置于电池组件的电子设备外壁一侧的半壳体主壁可由树脂形成为所需形状,由此构成电子设备的外壁,有利于电子设备的小型轻量化。
较好的是,电池组件可装卸地设置于具有端子部的电子设备上。电池组件包括这样的端子部,所述端子部安装于上述电池壳体上,与前述电子设备上的端子部相对置,且,可与所述电子设备的端子部连接。所述电池组件的端子部具有安装于所述电池壳体上的树脂模塑体和,露出于所述树脂模塑体内部地设置、且连接于所述电路板上的端子,在将所述电池组件安装于上述电子设备上时,电池组件的端子部与电子设备的端子部牢固地卡合。
根据该较佳的电池组件,由于在将所述电池组件安装于所述电子设备上时,电池组件的端子部与电子设备的端子部牢固卡合并一体化,所以,即使加上外力,在电池组件及或电子设备上发生翘曲等变形时,在二端子部之间也不会发生接触不良,可靠性能提高。电池组件的端子部的端子设置于树脂模塑体的中空部分,所以,不会露出于树脂模塑体的外部,不会发生因与金属物的接触引起的外部短路,更不会发生由汗水等导致的污染。
较好的是,上述电子设备为移动电话或PDA(个人数字辅助设备)。
根据上述优选的电池组件,可以避免移动电话或PDA和电池组件之间的电气接触不良,每一个使用者在使用移动电话或PDA时,没有必要过度地注意,这使得移动电话或PDA的使用方便。
在本发明中,较好的是,密封所述扁平电池的所述发电要素的外封装材料在沿所述发电要素的二侧缘分别延伸的第1及第2周缘部,和在沿所述发电要素的电路板的端缘延伸的第3周缘部上密封。所述外封装材料的所述第1及第2周缘部沿所述发电要素二侧的所述侧缘折曲向所述扁平电池的厚度方向。又,所述第1及第2周缘部的电路板一侧的部分宽度尺寸作得较大幅度地小于所述第1及第2周缘部的其它部分的尺寸,将所述第1及第2周缘部折曲时,二周缘部电路板一侧的部分高度尺寸成为极小。
如上所述的优选的电池组件及其优选的形态的目的在于,消除本发明人在本发明设计之前所构思的图26的电池组件结构C中出现的问题。
图21至图25所说明的电池组件系用二块外封装材料包覆发电要素。但如图26所示,也可将一块二折的外封装材料包入发电要素。此时,将所述二折的外封装材料伸出发电要素外侧的3个周缘部作热熔融粘结,藉此得到扁平电池。
在图26的电池组件C中,外封装材料的周缘部4A1、4A3沿电池侧面向上折曲。周缘部4A1、4A3的宽度尺寸在整个周缘部相同,若折曲其周缘部,则二周缘部的电路板一侧部分4a1、4a3在电池端面的外方在电池厚度方向上延伸以二周缘部的宽度尺寸,形成屏蔽。
正负极极片1a、2a连接于电路板6上,该电路板6的一部分或全部设置于藉由屏蔽4a1、4a3、周缘部4A4及电池壳体所构成的空隙部8的当中。电路板6上封安装有电池温度监控器及进行充放电电流的控制,以保护扁平电池B的电路部件,这些电路元件用树脂作模塑成形。电路板6的里侧面上形成有如正极引线、负极引线及温度传感器引线,在下壳体5a上形成有3个窗孔5c,通过这些窗孔,电路板6的3根引线露出于外部。
在图26的电池组件C中,如图27所示,电路板6的上面所设置的2块极片引片6d、6e,例如,用超声波焊接于正负极极片1a、2a上,然后,如图27中的虚线所示,将极片引片和正负极极片的连接体整体折向上方,容纳于电路板6的上方空间内。
上述电池组件C存在如下所述的问题。
首先,藉由折曲外封装材料4A1、4A3所形成的屏蔽4a1、4a3在电池的高度方向上延伸,电池壳体的高度尺寸即不得不作得足够的大,以容纳扁平电池的屏蔽4a1、4a3。又,扁平电池B的正负极极片和电路板6的极片引片焊接而成的二枚引片设置于电路板6的上方时,为防止引片折断,须将引片容纳空间作得较大,从这一点来说,有必要将容纳空间的高度尺寸作得较大。而且,为防止二枚引片和电路板上的安装元件的短路,也须对引片进行绝缘处理。
本发明的较佳形态的电池组件系将外封装材料的第1及第2周缘部(相应于图26中的要素4A1、4A3)的电路板一侧部分(相应于图26中的要素4a1、4a3)的宽度尺寸作得远较二周缘部其它部分的幅宽尺寸小。在将第1及第2周缘部折曲时,二周缘部的电路板一侧部分的高度尺寸作得极小,由此,可以去除图26中的电池元件C上的屏蔽,从而,又可以将电池壳体的整体厚度减薄。
在本发明中,较好的是,电路板具有挠曲性,又,具有从电池壳体向外部延伸的接片部,所述接片部具有用作为电池组件和安装其中的电子设备的电气连接用的外部连接端子的功能。
上述优选的电池组件及其优选的形态的目的在于消除本发明人在本发明申请之前所构思的图28至图31的电池组件中存在的问题。
在将保护电路安装于电池组件中时,如图28所示,将构成保护电路的电子元件61安装于印刷线路板6上,藉由将设在印刷线路板6上的极片6d、6e焊接于扁平电池的正负极极片1a、2a之上,将保护电路和扁平电池作电气连接。又,安装于电路板6上的端子板6g’的多个外部连接端子(垫片)6h’,如图29所示,通过穿设于电池壳体5底部的开口5c,作可与外部连接的露出。
电子设备的电极端子如图30所示,被赋予轴向的弹性力,且,藉由具有可进退的销型接触端子106a的接线柱106,或如图31所示,藉由具有板簧状接触端子107a的接线柱107所构成,并安装于电子设备的印刷线路板108上,以与电池组件重合。而且,电池组件嵌入于电子设备的电池组件容纳部109中之时,接触端子106a、107a通过电池组件的开口5c,与电池组件的外部连接电极105a接触。
具有如上所述结构的电池组件,因是将外部连接端子105a压接于接线柱106、107的接触端子106a、107a上,所以,须使端子板6g’的结构足够坚固,以使其能克服接触端子106a、107a的弹性力。又,在移动电话等的电子设备中,含有接线柱106、107的连接部位的电池组件的安装区域可以减小,反之,由于电池组件和接线柱106、107上下重叠设置,所以,电子设备的厚度减薄程度有限。
根据本发明的较佳实施形态的一个电池组件,将挠曲性电路板的接片部延伸于电池壳体外部,使该接片部起到用于电气连接电池组件和电子设备的外部连接端子的功能,所以,无须将端子板组装入电池组件中,即可简化使电池组件的结构。另外,在提供抗弯强力的同时,可以容易地确立电池组件与电子设备之间的电气连接。由于无须将构成电池组件与电子设备之间的电气连接的接线柱设置于电子设备上,并且无须使其与电池组件重合,藉此,可以将电子设备作得薄型化。
较好的是,构成上述扁平电池的保护电路的电路元件安装于上述电路板上,又,上述电路板具有连接于上述扁平电池的正负极极片上的引片。
根据上述优选的电池组件,可以藉由安装于电路板上的保护电路,寻求对扁平电池的保护。且,可以降低电路板和正负极极片的连接区域的宽度。
较好的是,上述电池壳体形成为扁平的箱形形状,上述电路板的上述接片部自上述电池壳体的一个端部与上述电池壳体的主壁平行地延伸。更好的是,上述电路板的上述接片部为安装有上述电池组件的电子设备的接线柱所夹持。
根据上述较佳的形态,可以将供于电池组件与电子设备的连接的接线柱设置于电池组件的一侧,使电子设备薄型化。
在本发明中,较好的是,电池组件包括具有正温度系数(PTC)的电阻元件,所述电阻元件通过绝热材料设置于上述外封装材料的电路板一侧的密封部上,上述电阻元件的一个端部连接于上述正极极片及上述负极极片的一个上。更好的是,上述电阻元件藉由将具有正温度系数的导电性聚合物薄膜夹装于一对金属箔之间而成,形成“L”字型的平面形状。
根据上述优选的电池组件,因为时将具有PTC特性的薄的电阻元件设置于外封装材料的正负极极片一侧的周缘密封部,所以,不必牺牲电池组件的薄壁化,即可发挥永久的过电流保护功能。
在本发明中,可以将如上所述的各种优选的形态特征进行各种组合。
附图的简单说明

图1所示为本发明的第1实施形态的电池组件的立体图。
图2为图1中沿Ⅱ-Ⅱ线的部分放大剖视图。
图3所示为将图1的电池壳体容纳于其内部的扁平电池及电路板的剖视图。
图4为说明将电路板设置于电池壳体的下壳体和扁平电池B1的密封部之间的空隙部时的部分侧视图。
图5为用于说明将电路板设置于电池壳体下壳体和扁平电池B2的密封部之间的空隙部时的部分侧视图。
图6所示为图1中的电池组件中的扁平电池和电路板的连接结构的侧视图。
图7所示为本发明的第2实施形态中的电池组件的立体图。
图8为将图7的电池组件安装于移动电话上时的状态的立体图。
图9为图7中的沿Ⅸ-Ⅸ线的剖视图。
图10所示为将图7的电池壳体容纳于其内部的扁平电池及电路板的剖视图。
图11所示为图7中的电池组件中的扁平电池和电路板的连接结构的部分立体图。
图12所示为本发明的第3实施形态的电池组件的立体图。
图13为图12中沿ⅩⅢ-ⅩⅢ线的剖视图。
图14所示为图12中电池组件内的扁平电池和电路板的连接结构的分解剖视图。
图15所示为本发明的第4实施形态的电池组件的立体图。
图16为图15中沿ⅩⅥ-ⅩⅥ线的剖视图。
图17所示为图15中电池组件内的扁平电池和电路板的连接结构的分解剖视图。
图18所示为本发明的第5实施形态的电池组件的立体图。
图19为图18中沿ⅩⅠⅩ-ⅩⅠⅩ线的剖视图。
图20所示为图18中电池组件内的扁平电池和电路板的连接结构的平面图。
图21所示为扁平电池的一个举例的分解立体图。
图22为由图21中所示的构成元件组成的扁平电池的立体图。
图23为图22中沿ⅩⅩⅢ-ⅩⅩⅢ线的剖视图。
图24所示为使用不同于图23中的电池的密封加压方法所制造的扁平电池的密封部附近部位的剖视图。
图25所示为以往的电池组件的一个举例的分解侧视图。
图26为本发明人在本案申请之前所构思的电池组件的分解立体图。
图27为用于说明图26所示的电池组件中的正负极极片和极片引片的连接体的电路板上方空间的容纳方法的侧视图。
图28为本发明人在本案申请之前所构思的电池组件的主要部分分解立体图。
图29为图28所示的电池组件的立体图。
图30所示为将图28中所示的电池组件安装于电子设备上的举例的部分剖视图。
图31为电池组件安装于电子设备上的其它举例的部分剖视图。
图32所示为本发明的第6实施形态的电池组件的分解立体图。
图33为图32所示的电池壳体的部分放大剖视图。
图34所示为本发明的第7实施形态的电池组件的分解立体图。
图35为图34所示的电池组件中的扁平电池的周缘密封部及其周边的部分侧视图。
图36为用于说明对图35中所示的周缘密封部设置电路板的部分侧视图。
图37所示为本发明的第7实施形态的一个变化例的扁平电池的周缘密封部的部分侧视图。
图38为图34所示的电池组件的发电要素的分解立体图。
图39所示为用二折的外封装材料包入发电要素的状态下的立体图。
图40所示为将图39所示的外封装材料的3个周缘部作热熔融粘结的状态的立体图。
图41为图40中沿XXXXXI-XXXXXI线的剖视图。
图42所示为本发明的第8实施形态的电池组件的一部分的分解立体图。
图43为图42中沿XXXXIII-XXXXIII线的放大剖视图。
图44所示为本发明的第9实施形态的电池组件的一部分的立体图。
图45所示为图44所示的电阻元件的立体图。
图46为用于说明电池组件的正负极极片和电阻元件的连接的部分立体图。
图47所示为本发明的第10实施形态的电池组件与电子设备一起的示意图的侧视图。
图48为图47中所示的电池组件的分解立体图。
图49为图47中所示的电子设备的端子部的部分立体图。
图50所示为本发明的第11实施形态的电池组件的分解立体图。
图51为图50中所示的电池组件的端子部的部分立体图。
图52为用于说明图50中所示的电池组件的端子部和电子设备的端子部的连接的部分侧视示意图。
图53为本发明的第12实施形态的电池组件的分解立体图。
图54为本发明的第13实施形态的电池组件端子部的分解立体图。
图55为具有图54所示的端子部的电池组件的分解立体图。
图56为图55所示的电池组件端子部的部分立体图。
图57为安装有具有图56所示的端子部的电池组件的电子设备的端子部的部分立体图。
图58为用于说明将图56所示的电池组件安装于图57所示的电子设备上去的部分侧视示意图。
图59为显示本发明的第14实施形态的电池组件的一部分的部分立体图。
图60为显示本发明的第15实施形态的电池组件的一部分的部分分解立体图。
图61为图60所示的电池组件的立体示意图。
图62为用于说明图61中所示的电池组件和电子设备的电气连接结构的分局部剖视的部分侧视图。
以下,参照附图,就本发明的第1实施形态的电池组件作一说明。
在图1中,电池组件10包括扁平电池B1、连接于该扁平电池的正极极片1a及负极极片2a上的电路板6、由上壳体12和下壳体14组成的分割结构的电池壳体16,所示扁平电池及电路板容纳于电池壳体中。这里,电路板6的一部分设置于由扁平电池的一侧密封部4A1及下壳体14的内侧面形成的空隙部。
电池壳体16的上壳体12由铝制金属板(厚0.2mm)12a和与该金属板成一体的树脂制框架(厚0.8mm,高约2.1mm)12b构成。又,下壳体14由金属板14a和与该金属板成一体的框架14b构成。将上壳体12和下壳体14合为一体而成的电池壳体16形成为薄型箱状,例如,形成为长边67mm,短边37mm,厚4.2mm的薄型箱状。又,电池壳体16内部所容纳的扁平电池B1或B2的尺寸例如,为长边65mm(其中包括外封装薄膜的贴合部),短边35mm,厚3.6mm。
上壳体12的金属板12a及下壳体14的金属板14a形成为矩形状,构成电池壳体16的上壁及下壁。换言之,上壳体12及下壳体14分别构成电池壳体的第1半壳体及安装于其上的第2半壳体,二者的金属板12a、14a沿扁平电池的二个主平面、分别构成延伸的电池壳体的二个主壁。又,本实施形态的变化例及下述的第2至第15的实施形态及其变化例子中。有时,上壳体相对应于第2半壳体,而下壳体对应于第1半壳体。
上壳体及下壳体的框架12b、14b以互为对向而置的面合为一体,构成电池壳体16的侧壁,金属板12a、14a相互之间保持一定的间隔。而且,在下壳体14中,框架14b延伸出金属板14a的内侧面上,构成覆盖金属板14a的一部分的绝缘区域14I。该绝缘区域14I系用于防止电路板6的下面和金属板14a导通。再者,绝缘区域14I上,穿设有并列于下壳体14的短边方向上的3个窗孔14d,凸设于电路板6下面的引线(片)部从这些窗孔露出。
如图2所示,金属板12a、14a上分别形成有与其主平面垂直的侧壁部12L、14L,框架12b、14b包围侧壁部12L、14L,并与该侧壁部形成一体。金属板12a、14a分别插入、模塑于框架12b、14b中,其结果,侧壁部12L、14L模塑于框架12b、14b中。这里,插入模塑意指藉由将树脂浆流入其内部置有对象物(金属板)的模型中,使金属板埋设于树脂成形物中后,使其二者一体化所得到的模塑制品。又,绝缘区域14I及窗孔14d也在模塑成形时一体成形。窗孔14d在形成之时,预先在金属板14a上设置较窗孔14d大的孔,用树脂模塑该孔的端面14e。如此,可以防止嵌插于各个窗孔14d中的电路板6的引线部和金属板14a之间导通。
另外,藉由将框架12b、14b以互为对置面结合,可以实现上壳体12和下壳体14的合为一体。这里,在上部框架12b的嵌合面上形成阶梯部12c,在下部框架14b的嵌合面上形成阶梯部14c。阶梯部12c的凸部嵌合于阶梯部14c的凹部,阶梯部12c的凹部嵌合于阶梯部14c的凸部。又,藉由超声波焊接熔融粘结所述凹部和凸部的嵌合面,使上壳体12和下壳体14形成一体。再者,为使熔融焊接容易进行,在阶梯部12c、14c的凸部上,分别凸起设有熔融粘结的肋条17。熔融粘结的肋条17也可设于阶梯部12c、14c之任一方。
如此,即可构成容纳有扁平电池B1和电路板6的电池组件10。此时,如图3所示,各个金属板12a、14a与扁平电池B1的扁平面平行,且,与该扁平电池大致密贴。由于金属板12a、14a既使较薄,也仍具有适当的强度,所以,比较其整体由壁厚树脂组成的电池壳体来,可以确保强度特性,同时,减薄电池组件的整体厚度。虽然,上壳体12和下壳体14藉由框架12b、14b而形成一体,但由于框架为树脂制,所以,可以在其嵌合面上容易地形成定位用的阶梯部等。可以容易地进行上壳体12和下壳体14的合体。
在本实施形态的场合,扁平电池B1藉由如粘结带之类物被固定于下壳体14上,电路板6设置于下壳体14的绝缘区域14I之上,凸设于电路板的下面上的3个引线部6c(正极极片、负极极片及温度传感器引线)分别从窗孔14d处露出于下壳体14之下面。
另一方面,如上所述,将扁平电池B1设置于下壳体14之上,则如图4所示,下壳体14和密封部4A4之间形成空隙部8。该空隙部8形成于密封部4A4的延伸方向(与纸面垂直的方向上),其高度(H1)约为扁平电池B1厚度的约1/2。其长度(L1)与密封部4A4等同。
又,同样,将扁平电池B2设置于下壳体14之上,则如图5所示,同样形成空隙部8。其高度(H2)约与扁平电池B2厚度大致相等。其长度(L2)约与密封部4A4的宽度相等。
在电池组件10中,在上述空隙部8容纳有其整体厚度薄于空隙部的高度(H1,H2)的电路板6。又,在如图4的设置场合,既使电路板6的厚度大于空隙部8的高度(H1),也可以藉由将密封部4A4向上方弯曲,提高空隙部8的高度(H1),而将该电路板容纳其中。
因此,采用上述的设置形态,比较图25所示的扁平电池和电路板的设置状态,其二者平面之间的间隔大致减少相当于密封部4A4的宽度(L1,L2),电池组件10长度方向的尺寸减少。
在本实施形态的场合,容纳于空隙部8中的一部分或全部的电路板6和扁平电池B1或B2的正负极极片1a、2a之间的连接结构如图6所示。
在图6中,扁平电池B1或B2(在图6中为B1)配置于下壳体14中,在其密封部4A4的下方空隙部8中,容纳有一部分电路板6。且,电路板6的引线部6c从下壳体14的窗孔14d露出。电路板6上设置有电路端子,从这些电路端子引出2个引片6f。
关于扁平电池B1和电路板6的电气连接,如图6所示,将正负极极片1a、2a(在图6中仅显示正极极片1a)折曲向着由密封部4A4和上壳体12所形成的空隙部8’,又,将电路板的引片6f也折曲向上述空隙部8’,焊接极片和引片,实现电气连接。
根据上述连接结构,在扁平电池B1、电路板6及上壳体12这三者所形成的空间没有死角空间,可以转化为设置有正负极极片1a、2a及引片6f的有效空间,所以,可以在连接结构的附近处区域获得空间的节省。再采用上述电池壳体16,可以协同对电池组件10的小型化、薄型化作出贡献。
以下,就本发明的第2实施形态的电池组件作一说明。
在图7中,电池组件20包括形成将树脂制的上壳体22(壁厚0.4mm,高0.6mm)和下壳体24合体而成的分体结构的电池壳体26,在该电池壳体中容纳有扁平电池B2和电路板6。
上壳体22整体形成为例如长边67mm,短边37mm,厚0.6mm的大致薄型箱状。其外壁22a稍向外侧作凸状弯曲。又,外壁22a的周缘形成有与外壁垂直的延伸侧壁部22b。更详细的如图8所示,电池组件20在安装于电子设备(例如移动电话)80上时,外壁22a构成电子设备的外壁80a的一部分。下壳体24因与前述的电池壳体10中的下壳体14结构相同,故在此省略对其的说明。
下壳体24的框架24b以与上壳体22的侧壁部22b的相互对置面合体,构成电池壳体26的侧壁,金属板24a和上壳体22的间隔保持一定。此时,如图9所示,在侧壁部22b的嵌合面上形成有阶梯部22c,该阶梯部嵌合于在框架24b嵌合面上所形成的阶梯部24c。如同图1所示的电池壳体10的场合一样,藉由熔接,使上壳体22和下壳体24合体。且在阶梯部22c上的凸部上凸设有熔接的肋条17。
如此,如图10所示,构成其内部容纳有扁平电池B2和电路板6的电池组件20。此时,下壳体24的金属板24a与扁平电池B2的扁平面平行,且,其设置成与扁平电池基本密贴。另外,在电池组件整体厚度一定时,即使适当减薄金属板24a的厚度,也可保持适当的强度。所以,与其整体都是由厚壁的树脂组成的电池壳体比较起来,可以在确保强度特性的同时,增大电池组件内部的扁平电池的厚度,提高电池组件容量。
另外,电路板6和扁平电池B2的正负极极片1a、2a之间的连接结构如图11所示。
首先,下壳体24上配置扁平电池(图中为扁平电池B2),二者之间的空隙部8中容纳有电路板6。该电路板6的表面上形成有接合面部6d、6e,接合面部6e和正极极片1a、接合面部6d和负极极片2a分别连接。
接合面部和正负极极片的连接可以由例如超声波焊接进行。又,也可藉由涂布于正负极极片及接合面部连接面上的导电性粘结剂将二者结合。
根据上述连接结构,由于无须将具有其平面大小至少如同正负极极片的端子部引出于电路板6之外面,所以,可以减少电池壳体内的死角空间,获得电池组件的小型化。
以下,参照图12,就本发明的第3实施形态的电池组件作一说明。
在图12中,电池组件30包括由将矩形状的不锈钢板制金属板(厚0.1mm)构成的上壳体32和,藉由将不锈钢板制金属板34a(厚0.1mm)插入模塑于框架34b而成的斗状(高约4.0mm)下壳体34合体而成的电池壳体36,在该电池壳体36中,容纳有扁平电池B1或B2(在图12中为B1)和电路板6。
上壳体32包括上壁32a和与该壁垂直延伸的侧壁部32b。如平面图所示,下壳体34的外形稍大于上壳体32。又,电路板6和端子底座6I之间介装有正负极极片1a、2a。
如图13所示,下壳体34的框架34b的端壁内侧面上形成有阶梯部34c,在该阶梯部34c上藉由例如压机的加压,嵌合有上壳体32的侧壁部32b。上壳体32的内侧面和下壳体34的内侧面保持3.8mm的间隔,电池壳体36(电池组件)整体厚度定为4.0mm。又,上壳体32的外面可适当贴有标签37。在该电池壳体中,可以仅由将上壳体压入下壳体即使二者合体,而无须熔接等操作。
在电池组件30的场合,如图14所示,形成扁平电池和电路板的连接结构。即,在上壳体32和密封部4A4形成的空隙部8’上,容纳有其下面(与封装模塑部6b相反一侧的面)形成凹部形状的端子6g的电路板。此时,凹部端子6g之下设有扁平电池B1的正负极极片1a、2a(图14中仅显示了1a)。
将端子底座6I设置于密封部4A4之下,使其上面具有与凹部端子6g的形状相补的形状的凸部6h,使其下面形成有引线部6c。其次,压接电路板6和端子底座6I,以凸部6h和凹部端子6g夹入正负极极片1a、2a,形成扁平电池B1和电路板6的电气连接部。其后,在对应引线部6c的地方,设置形成有窗孔34d的下壳体34,将其组装于上壳体32,作成电池组件30。
此时,端子底座6I因容纳于下壳体34和密封部4A4所形成的空隙部8中,所以,可以充分有效地利用电池组件的死角空间。
以下,参照图15,就本发明的第4实施形态的电池组件作一说明。
在图15中,电池组件40包括在由将大致如同图12中的上壳体32的上壳体42,大致如同图12中的下壳体34的下壳体44合体而成的电池壳体46中容纳有扁平电池B1和电路板6。
上壳体42的侧壁部42b上以适当间隔形成有多个固定部(销钉)42s,以使其在与所述下壳体44的框架44b嵌合后胀开,与该框架密贴。又,下壳体44的金属板44a上,形成有多个从短边方向看该电池壳体46时呈波形状的肋条44r。
又如图16所示,在框架44b的端面上形成有宽0.2mm的凹部44c,对此嵌合上壳体42的侧壁部42b,其固定部42s在凹部44c内胀开,使凹部44c与框架44b密接。如此,可以将上壳体42和框架44b牢固合体。又,金属板44a上形成有肋条44r。藉此,可以在保持强度特性的同时,更加减薄金属板,获得电池壳体46整体的轻量化。
在电池组件40的场合,如图17所示,形成有扁平电池和电路板的连接结构。此时,作为电路板6使用了挠曲性电路板。该挠曲性电路板6一面装载有用树脂模塑成形电路元件的封装模塑部6b和端子底座6i,其另一面上形成有端子部6j。
挠曲性电路板6折曲通过正负极极片1a、2a(图17中仅显示了1a)的外侧,其封装模塑部6b容纳于上壳体42和密封部4A4所形成的空隙部8’中,其它部位设置于由密封部4A4和下壳体44所形成的空隙部8中。其结果,端子底座6I位于密封部4A4下方。且,正负极极片1a、2a和端子部6j由例如超声波焊接作电气连接。
其后,在对应于引线部6c的地方配置形成有窗孔44d的下壳体44,藉由将其组装于上壳体42上形成电池组件40。
该电池组件的场合,也使空隙部8、8’可得到有效的利用,所以,可以实现整体的小型化。
以下,参照图18,就本发明的第5实施形态的电池组件作一说明。
在图18中,电池组件50系由在电池壳体56中,容纳有扁平电池B1或B2(在图18中为B1)和电路板6而成。所述电池壳体56由将与图15的上壳体42大致相同的上壳体52和,藉由将金属板54a插入模塑于框架54b而成的下壳体54合体而成。
上壳体52的侧缘部52b上形成有凸缘52f。在该凸缘52f上以适当的间隔形成多个孔52h。且,在下壳体54上的框架54b的上端面上,在对应于孔52h的位置上,形成有熔接的肋条54t。
然后,如图19所示,将形成于框架54b端面上的熔接肋条54t嵌插于上壳体52的孔52h中,用例如超声波焊接熔接肋条54t的头部,使其熔融,藉此,使上壳体52和下壳体54合体。
在电池组件50的场合,如图20所示,形成扁平电池和电路板的连接结构。此时,将从侧部突出一对舌片状的端子部6k的电路板6容纳于密封部4A4下的空隙部8,扁平电池B1或B2的正极极片1a和负极极片2a分别连接至端子部6k、6k。
在进行上述连接时,也可对正负极极片和端子部进行超声波熔接或使用导电性粘结剂进行接合。另外,在正负极极片卷绕于端子部上时,也可用例如夹扣固定、销钉固定等的机械手段对该部位进行固定。
上述第1至第5实施形态的电池组件也可有各种变形。
例如,由扁平电池和电路板组成的连接结构和电池壳体的组合方式并不限定于上述的第1-第5实施形态。例如,也可将电池组件20的连接结构容纳于电池组件10中的电池壳体16中。
又,电池壳体也可有各种变形。例如,在图1的电池组件10中,电池壳体的第1及第2半壳体中的一个藉由上壳体形成,而另一个由下壳体构成。然而,所述半壳体也可成形为左壳体及右壳体,构成电池壳体。此时,例如,可对向而置一对金属板,其间安装框架,形成各个壳体,在二壳体的对置面上设置开口。且,从左壳体的开口容纳扁平电池的左半部,然后,从右壳体的开口容纳扁平电池的右半部,将该二半壳体合成一体。
此时,各个壳体所使用的金属板并不限定于如上所述的铝板或不锈钢板,也可以使用例如,铝合金板、镁合金板、冷轧钢板、热轧钢板及电镀钢板。金属板的厚度可以作成例如0.05-0.25mm。
如图2所示,为在第1及第2半壳体上将金属板12a、14a插入模塑于框架上,在金属板12a、14a上形成侧壁部12L、14L。其形成方法可以采用折曲及拉深加工等。特别是,应用拉深加工因不会在其加工后的金属板上发生翘曲及扭曲而特别理想。
形成于金属板上的肋条的截面形状并不限定于波形,也可作成矩形,或取代肋条,在金属板表面施以滚花处理,由此可获得同样的效果。再有,也可不改变金属板的厚度,而在其表面开设多个开口部(图中省略),藉此,获得电池组件的进一步的轻量化。
另一方面,在图7的电池组件20中,上壳体(第1半壳体)并不限定于树脂制,也可以是例如金属制。此时,可以在对金属板作冲压成形,制作第1半壳体,也可以藉由注射成形法等进行第1半壳体的铸造。作为用于第1半壳体的金属材料,可举出如铝、不锈钢、铝合金、镁合金及,冷轧钢板、热轧钢板及电镀钢板等。而作为第2半壳体所使用的金属板,可以使用如同上述金属板所使用的同样的材料。
在电池组件20中,第1半壳体为金属制的场合,作为与之合体的第2半壳体,须使用金属板上成一体地安装有树脂制框架的半壳体。又,第1半壳体为树脂制的场合,则如同图12、图15及图18,第2半壳体可以仅由金属板构成。
作为电池组件20中的第1半壳体所使用的树脂,及用于框架上的树脂,通常可以使用热塑性树脂。例如,聚碳酸酯,液晶聚合物、聚碳酸酯和丙烯酸丁二烯苯乙烯橡胶的复合物,聚丙烯,聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚等的热塑性树脂。
此时,这些热塑性树脂既可以分别单独使用,也可以在热塑性树脂中混合玻璃短纤维及玻璃珠等的玻璃成份使用。由此,可使得成形后的尺寸收缩率减小,所以,成形后的第1半壳体及框架可以确保目的尺寸,同时,其强度也高,所以,适合使用。
特别是,作为热塑性树脂在使用聚碳酸酯或液晶聚合物等的上述树脂时,可以实现所述效果,因而优先使用。
在配制上述树脂组合物时,玻璃短纤维及玻璃珠的玻璃成份较好的是在10-25%(体积)。
上述玻璃成份的配合量如果少于10%(体积),则成形后的第1半壳体及框架的强度不够高,为此,在受到外力时,容易在第1半壳体及框架上发生翘曲和扭曲。又,如果上述玻璃成份的配合量大于25%(体积),则在插入模塑时,容易产生成形不良,同时,使得成形后的第1半壳体及框架的柔软性低下。
又,作为金属板侧壁部的一体化框架的厚度,较好的是,当金属板的厚度在0.1mm的场合,该一体化框架的厚度为0.6-1.5mm左右。
在上述实施形态中,系就凸设于电路板上的引线部从设于电池壳体中的窗孔露出的场合进行了说明,但也可预先在电池壳体中形成引线部,在壳体的内部连接该引线部和电路板。另外,也可在作为壳体内侧面的金属板的表面上适当被覆树脂薄膜等,对内部的扁平电池和电路板进行绝缘处理。
再者,关于将框架一体化安装于金属板上时的情况,则也并不限定于上述的插入模塑的形态,可以将金属板嵌合于框架上,也可将二者粘接。
以下,参照图32及图33,就本发明的第6实施形态的电池组件作一说明。
电池组件10’的结构基本上与图1的电池组件10一样,但不同之处在于上壳体12’由树脂制成型制品组成,同时,在其外侧表面上贴附有相当于图12中的标签37的薄金属制标签37’。
如图33所示,电池组件10’的下壳体14形成框架14b之时,藉由将树脂材料插入模塑于金属板14a的侧壁部14a,使金属板14a和框架14b一体化。
这里,作为金属板14a,可以使用如不锈钢板、铝板、铝合金板、镁合金板、冷轧钢板、热轧钢板及电镀钢板等的金属板。且,为了同时达到所需的下壳体14的强度特性和薄型化,金属板14a厚度可以作成例如0.05-0.2mm。
又,构成框架14b的树脂材料,可以从例如聚碳酸酯,液晶聚合物、聚碳酸酯和丙烯酸丁二烯苯乙烯橡胶的复合物,聚丙烯,聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯硫醚等的热塑性树脂中选用。
此时,这些热塑性树脂既可以分别单独使用,也可以在热塑性树脂中混合玻璃短纤维及玻璃珠等玻璃成份使用。由此,可使得成形后的尺寸收缩率减小,由因此,成形后的框架可以确保目的尺寸,同时,其强度也高,因而较为理想。在配制上述树脂组合物时,玻璃短纤维及玻璃珠等的玻璃成份的使用量以10-25%(体积)为宜。
框架14b的厚度,设定于可以可靠地固定金属板14a的侧壁部14L,且具有适当的强度特性的厚度。例如,较好的是,当金属板14a的厚度在0.05-0.2mm的范围时,该框架的厚度在0.7-1.5mm左右。
另一方面,上壳体12’为整体呈薄箱形形状的树脂制成形制品时,其外侧表面涂布有丙烯酸酯系粘结剂,或者使用双面胶贴附有金属制标签37’。
作为标签37’,可以举出如不锈钢箔及铝箔等。且,标签37’的厚度如作得太厚,则不利于整体的薄型化;反之,如其厚度过薄,则导致强度特性的低下,所以,较好的是,所述标签厚度为50-150μm左右。
在下壳体14中放入扁平电池和保护电路板的一体化结构物,从其上遮覆上壳体12’,使下壳体的框架14b和上壳体的周缘部的抵接处接合,使二壳体一体化,由此组装本发明的电池组件。
此时,如图33所示,在下壳体框架14b的抵接处形成阶梯部17,又在上壳体的抵接处形成阶梯部12’b,使二壳体在阶梯部互相啮合之后,对该处施以超声波熔接处理,使其二者接合、一体化。
本发明的电池组件具有如下所述的效果。
(1)本发明的电池组件中的下壳体由树脂制框架构成其侧壁,且其底壁由插入模塑于框架的金属板构成,由此,使本发明的下壳体与其壳体全部由树脂构成的下壳体比较起来,具有优异的强度特性。换言之,既使减薄金属板的厚度,也可确保作为下壳体的强度特性,为此,与其壳体全部由树脂成型的下壳体比较起来,可以增大其容积。
(2)又,本发明的电池组件的上壳体虽然可说是完全的树脂成形制品,但由于其外侧表面贴附有金属制标签,所以,与未贴附有该标签的树脂制上壳体比较起来,其强度特性提高。因此,在该上壳体的场合,也可能在确保适当的强度特性的状态下,减薄壁厚,并藉此增大容积。
(3)从而,与其上下壳体全部是由树脂制的壳体的场合比较起来,组装了上述下壳体和上壳体的本发明的壳体整体容积增大。这意味着,上述电池组件可以容纳厚度较大的扁平电池,即,可以容纳高容量的扁平电池。反过来说,既使不增大电池组件整体厚度,也可以增大容纳于其内部的扁平电池的厚度。即,其整体虽然可以减薄,但仍可组装高容量的电池组件。再有,也可将上壳体的结构换成上述说明中的下壳体结构,将下壳体的结构换成上述说明中的上壳体结构。
以下,参照图34至图41,就本发明第7实施形态的电池组件作一说明。
在本实施形态的电池组件Co中所使用的扁平电池Bo,如图38-41所示,其结构基本上与图21-图24中所示的电池组件一样,但不同之处在于一枚外封装材料4二折后包入发电要素A。又,该扁平电池Bo如图34及图35所示,切除了图26中所示的扁平电池B中的屏蔽4a1、4a3的大部分。
正负极极片和电路板6的连接如图36所示,在空隙部8配置电路板6,在正极极片和负极极片的前端部,在用例如超声波焊接铜箔芯片之后,将正极极片和负极极片2a如图36中虚线所示,弯曲向上方,接着,用例如软钎焊将该铜箔芯片2c焊接于安装于电路板上的引线端子6c。由此,如同图26及图27所示的电池组件C的场合一样,由于其结构并不是将从电路板延伸的极片引线和正负极极片的连接体弯曲后配置于电路板上方,所以,连接部在空隙部8厚度方向上的占有空间减少。反言之,在上壳体12和电路板上面之间的空隙部上的可利用空间增大。
又,由于扁平电池Bo周缘部4A4侧部上没有屏蔽,且如上述,空隙部8上的可利用空间也增大,所以,电池组件Co的上壳体12可以减小相当于该空隙部的地方的厚度尺寸。即,如图34所示,上壳体12的外形在厚度方向上形成阶梯差形状。
因此,电池组件Co在例如搭载在移动电话上时,将所示阶梯差形状的薄壁部分啮合于移动电话的接触部位,藉此,可使二者的接触状态稳定。
以上的说明显示了屏蔽形状4a1、4a3的切除形状为大致长方形时的情况,但上述切除形状也可如图37所示,为三角形形状。
以下,参照图42及图43,说明本发明的第8实施形态的电池组件。
在图42及图43中,电路板6通常是通过焊锡层71,在由Cu组成的负极侧接合面6n上设置Ni片72。并且,在正极一侧接合面6m上通过焊锡层71设置复合片73。
复合片73系将Al箔73a和Ni箔73b层叠复合的极片,Al箔73a侧向上地,设置于焊锡层71之上。
复合片73的Al箔73a上重叠扁平电池Al制的正极极片1a,又,Ni片72上重叠Ni制的负极极片2a。分别选用如并联电阻焊接法等点焊焊接的方法,形成连接结构。
在上述连接结构中,由于焊接的是同种类材料,所以,与异种类材料的焊接之时比较,其焊接强度大,从而,其连接强度也大。
又,正极极片1a、负极极片2a的厚度都是100μm左右,所以,在特别是正极极片和复合片73的焊接中,焊接点数过少,则其焊接点上的焊接强度成问题,所以,较好的是,增加焊接点数。例如,负极极片和Ni片的焊接的场合,其焊接点数可以是2点,在焊接正极极片和复合片的场合,其焊接点数较好的是4点以上。
然而,较好的是,在使用焊锡的反流处理,将保护电路元件61安装于电路板6上去的场合,通过焊锡,在正极侧接合面6m上载持复合片73,又通过焊锡,在负极侧接合面6n上载持Ni片72,在上述状态下进行反流处理,由此,将复合片73和Ni片72设于电路板6上。
此时,由于复合片73和Ni片72都是通过焊锡,在各个接合面上接合,因此,其接合强度增大,且,在实现如上所述的高焊接强度的同时,可以形成其整体连接强度大的连接结构。另外,在将复合片和Ni片设置于电路板6上的同时,还可实现保护电路元件61的表面安装,所以,可以高效地制造电路板6。
实施例首先,准备具有由铝制得的厚100μm、宽3mm的正极极片,和由Ni制得的厚100μm、宽100mm的负极极片的扁平电池。
另外,在作成长4mm、宽3mm的长方形形状、皆由Cu组成的正极侧接合面和负极侧接合面上搭载共晶焊锡箔,再在所述正极侧接合面的共晶焊锡箔上搭载由厚150μm的Al箔和厚150μm的Ni箔组成的复合片(长4mm、宽3mm),并使其Ni箔向下;在所述负极侧接合面的共晶焊锡箔上搭载由厚300μm的Ni箔片(长4mm、宽3mm)。然后,对上述层叠片整体作温度为200℃的反流处理,在室温下放冷,作成如图43所示的电路板6。
接着,将扁平电池的正极极片重叠于复合片上,将扁平电池的负极极片重叠于Ni片上之后,进行点焊,形成连接结构。对正极极片的点焊数为4点,对负极极片的点焊数为2。
接着,分别以5mm/分的速度拉伸正极极片和负极极片,进行连接结构的破坏试验。其结果,即使在拉伸强度达30N时,连接结构也并不发生破坏,而正极极片和负极极片自身被拉断。又,为比较起见,将负极上所使用的Ni片取代复合片,设置于正极接合面上,在和实施例相同条件下,对扁平电池的正极极片进行点焊,试验连接结构的形成,但无法进行焊接。
以下,参照图44至图46,说明本发明的第9实施形态的电池组件。
本实施形态的电池组件的特征在于,在扁平电池的正极极片或负极极片和电路板之间设以电阻元件,电阻元件容纳于扁平电池的桥形空隙部8中。
上述电阻元件90如图45所示,系在例如由Ni组成的二枚金属箔90a、90b之间介装有具有正温度系数的导电性聚合物薄膜90c的结构。通常,其厚度为0.5-1.5mm。且,导电性聚合物薄膜90c在绝缘体的聚合物上分散有作为导电体的如碳粒等物。在一般状态下,即,在常温下,由于碳粒所形成的导电通道的作用,使得所述的导电性聚合物薄膜成为低电阻。
然而,随着温度由常温上升,作为绝缘体的聚合物产生热膨胀,上述导电通道被阻断,其电阻值逐渐增大。即,具有正的温度系数(positivetemprature coefficient;PTC)。而且,达到一定的温度时,电阻值急剧上升,转化为实质性的绝缘体。
然后,随着温度下降,则显示出与上述相反的特性,在通常的状态下,再次回复至低电阻状态。
本实施形态的扁平电池系使用具有如上所述的PTC特性的电阻元件90组装而成。
其时,作为电阻元件90,较好的是,使用如图45及图46所示的、金属箔90a、90b互为垂直设置、其平面形状为L字形状的电阻元件。
组装时,首先,如图46中的箭头所示,在从扁平电池的端子侧周缘的密封部4A4引出的铝正极极片1a的下面,抵接电阻元件90的一个金属箔90a的端部,连接其二者。具体的是,将正极极片和金属箔重合,对此作超声波焊接,接合二者。
其次,将正极极片1a折曲向空隙部8一侧。此时,空隙部8上设有绝热材料91。
藉由上述正极极片1a的折曲,如图44所示,电阻元件90成为翻转的状态,设置于绝热材料91之上,容纳于空隙部8中。而且,电阻元件90的另一金属箔90b从空隙部8与负极极片2a平行地向外延伸。
这里,绝热材料91系在电池组件运作时,防止从成为高温的电阻元件90向发电要素作热传递而设。例如,所述绝热材料可以是以聚氨酯树脂及纤维纸等为基体材料的带子,其厚度约为0.5-2mm左右。
上述扁平电池具有如下所述的效果。
(1)假设因外部短路而在电阻元件90上产生过电流。电阻元件90发生阻抗发热,开始显示PCT特性;在该电阻元件达一定温度时,成为事实上的绝缘体,遮断过电流发挥过电流保护功能。如温度降低,则电阻元件90再度回复为低电阻体。
即,由于该低电阻体的PTC特性,扁平电池所具有的并不是瞬时性的过电流保护功能,而是持久性的过电流保护功能。
(2)在该扁平电池中,因是将厚0.5-1.5mm的电阻元件和厚0.5-2mm的绝热材料91容纳于高度为3-5mm的空隙部8中,所以,不必牺牲扁平电池整体厚度,也可赋予过电流保护功能。
(3)又,由于电阻元件的金属箔90a、90b通常是Ni箔,所以,在如图44所示组装的扁平电池的输出端子都是Ni制材料。为此,使得其与其它电路元件等之间的连接也容易进行。
以下,参照图47至图49,说明本发明的第10实施形态的电池组件。
如图47所示,本实施形态的电池组件201搭载于电子设备202上供作实用。在电池组件201上形成有端子部A11,又在电子设备202上形成有可与端子部A11连接的端子部B11。且,该端子部A11和端子部B11在将电池201搭载于电子设备202上时,互作机械的卡合而成一体。
由此,在整体上施加外力时,电池组件201和电子设备202即使发生挠曲等的变形,连接部A11和连接部B11也作一体化的坚固卡合,而不会发生如平板式端子容易发生的接触不良。
如图48所示,电池组件201包括如薄膜电池等的扁平电池201A,连接有扁平电池的正负极引线201a、201a的电路板201B、由上壳体201C和下壳体201D所组成的电池壳体。另外,在电路板201B上设有端子部A11,在上壳体201C的侧部形成有与端子部A11的外侧形状大致相同的缺口部201b。
由此,使得仅有端子部A11的正面从该电池组件的一个侧面露出。
端子部A11由下述部件构成其整体由电绝缘性的树脂构成的同时,其正面具有3个方形插入孔203a的树脂模塑件203,模塑形成于该插入孔203a的内部,以便露出其外、且与电路板201B的所定端子(图中未示)连接的如铜制端子203b。
另一方面,在电子设备202上,如图49所示,在与端子部A11对应之处,凸起设有3个端子204,形成电子设备一侧的端子部B11。这里,端子204的截面形状与端子部A11的插入孔203a相似,且较其稍大。
如图47所示,将电池组件201滑动搭载于电子设备202的上面,则凸起设于表面202a上的电子设备一侧的端子204插入端子部A11的插入孔203a中。插入孔203a的口径较端子204稍小,所以,插入孔203a的直径稍作扩大。此时,因树脂模塑件203的弹性,使端子204压入插入孔203a中,端子部A11和端子部B11牢固地卡合成一体。而且,插入孔203a内的端子203b和端子204作可靠的面接触。既使在电池组件及电子设备上发生变形,电池组件的端子部和电子设备的端子部的一体化结构也可不受变形的影响,可以确保端子之间的面接触状态。
又,在上述一体化结构中,端子部A11的插入孔203a也可以不是方形,而是圆形。此时,端子部B11上的端子204成为圆柱形状。又,端子部A11上的端子主体203b也可以不是如图所示的固定于插入孔203a的内壁上的平板形状,而是其整体为管状。此时的端子因插入孔203a的整个内壁夹持端子204,所以,不会发生接触不良。
图50所示为本发明的第11实施形态的电池组件,该电池组件具有如与图48所示的端子部A11结构有所不同的端子部A12。
端子部A12由整体上一方开口的箱状树脂模塑件203和,藉由模塑成形固定于其下壁上的端子主体203b所构成,该端子部A12安装于电路板201B的上面的所定位置。
在上壳体201C一侧,形成有与该端子部A12的外形形状大致吻合的缺口部201b。
由此,如图51所示,电池组件的一侧,存在有作成凹部的端子部A12的正面,其中露出有端子主体203a。
与该端子部A12卡合的电子设备的端子部B12如图52所示,由以所定的间隔上下配置的一对端子204、204所构成。该一对端子之间的上下方向上的间隔较端子部A12的下壳体201D一侧部分的厚度稍薄。
电池组件201搭载于电子设备202上,则电池组件的端子部A12上的下壳体一侧的部分夹持于一对端子204、204之间。并藉由该对端子204、204的弹性,压接端子部A12的端子203b和端子部B12的上侧端子204,使其卡合,成为一体。
图53所示为本发明的第12实施形态的电池组件。
在该电池组件中,将电路板201B的中央部作成突出形状201c,其上形成端子203b,在上壳体201C的一侧,形成有覆盖突出部分201c的背部和侧部形状的凹部201d。
由此,组装电池组件,则可形成如同图51所示的端子部A12的场合结构的端子部。因此,该电池组件的场合,也可藉由采用如图52所示的端子部B12,作为电子设备的端子部,在搭载电池时,形成卡合二端子部而形成的一体化结构。
图54所示为本发明的第13实施形态的电池组件上所形成的端子部A13。该端子部A13由其前部、下部及上部分别具有开口的3个缺口部203c的树脂模塑件203,和设置于这些缺口部203c的端子203b所构成,且端子部A13安装于电路板201B的下面。
端子203b为具有从前端片203d分支、相互对向而置的二枚端子片203b1、203b2的弹簧结构,该结构在缺口部203c中,按图54中箭头方向所示地插入,前端片203d位于树脂模塑体203的上部开口之上的位置,与电路板201B的端子(图中未示)连接,二枚端子片203b1、203b2以其弹簧压力,通过与各个缺口部的边界壁203e的压接,固定于缺口部中。
又,树脂模塑件203如图55所示,形成安装于电路板201B的下面,并在此状态下,设置于形成缺口部201e的下壳体201D上,缺口部201e使树脂模塑件203的下部露出;再在此上配置形成了缺口部201d的上壳体201C,组装成电池组件。
因此,在组装成的电池组件上,如图56所示,树脂模塑件203的前部从电池组件的上壳体201C的缺口部露出,树脂模塑件203的下部从电池组件下壳体201D的背面缺口部露出的端子部A13。
与所示端子部A13卡合的电子设备的端子部B13如图57所示,由与端子部A13的端子片203b对向而置的面上所凸设的板状端子204组成。且,该端子204的厚度稍大于端子片203b1、203b2之间的间隔。
若将上述电池组件201搭载于电子设备202上,则端子部A13的端子片203b1、203b2之间夹入端子204,该端子因树脂模塑件203的边界壁203e的弹性而被紧夹,藉此,与一对端子片203b1、203b2卡合成型为一体结构。
又,在端子部A13的场合,下壳体上因也形成了切口,所以,如图58所示,将电池组件201从电子设备主体202的斜上方搭载,藉此,也可使端子204卡合于切口上。
图59为本发明的第14实施形态的电池组件。
上述电池组件上的端子部A14系从电池组件201引出引线203f,在其前端连接有其内部一体成形有端子(图中未示)的树脂模塑制的连接件203g。且,在电子设备一侧形成有卡合于该连接件203g的端子,藉由使二者嵌合,可以组装得到一体化结构。
又,第10至第14实施形态的场合都是由一层地构成端子部,但本发明中的端子部并不限定于这些构成形态,本发明中的端子部也可以是将插入孔形成为上下二层的(阶梯)结构。
以下,参照图60至图62,就本发明的第15实施形态的电池组件作一说明。
在图60中,参照符号311表示扁平电池,312表示该电池的保护电路。该保护电路312系将所谓的挠曲性印刷线路板的挠曲性电路板313上安装的多个电子元件314而成。又,挠曲性电路板213上设有极片313a,藉由焊接等方法,将从电池311导出的正负极极片311a接合于极片313a上。再有,挠曲性电路板313的一部分被引导出311的外部,形成作为外部连接端子的接片部313b。
然而,具有如上所述的接片部313b、封装保护电路312而成的挠曲性电路板313与电池311一起组装于构成电池组件的扁平箱状的电池壳体315中。而且,构成外部连接端子的接片部313b则如图61所示,从电池壳体315之一端部与电池壳体315的主面平行地引出至外部,使其端部自身发挥从其二面被下述接线柱所夹持的接线端子部的功能。
即,该实施形态中的电池组件将构成挠曲性电路板313的一部分的接片部313b从电池壳体315中引导至外部,用作外部连接端子。如图62所示,藉由其二面为电子设备上的接线柱316所夹持,接片部313b与接线柱316作电气连接。
又,在图62中,符号317为电子设备一侧的印刷线路板,电子设备的接线柱316安装于该印刷线路板317上。另外,作为接线柱316,可以藉由例如,开闭夹持片316a,夹入挠曲性电路板313的接片部313b,也可以设置可插入接片部313b的狭槽状沟槽,藉由其内部设置的弹性片所组成的接触部件,将插入该槽的接片部313b作二面夹持,进行电气连接。
根据如上所述结构的电池组件,因是将挠曲性电路板313的接片部313b作为与电子设备连接的外部接线端子,所以,无须如以往那样组装入端子板,可以减少其构成零件的数目。而且,作为外部连接端子的功能的接片部313b,因构成了挠曲性电路板313的一部分,所以,具有耐弯曲强度,可以进行较为任意的折曲。因此,即使使其从电池壳体315上突出,也无须担心会受到外力而损伤。另外,与此有关地,在将以往的玻璃环氧树脂制印刷线路板突出于电池壳体315的外部时,则会容易因受到外力而产生开裂等损伤的问题。
又,也可以在对配合电子设备接线柱316的位置,具有挠曲性的接片部313b进行弯曲的同时,将其与接线柱316作电气连接。由此,可以简便、可靠地将其与电子设备连接。再者,也可将接片部313b插入接线柱316狭槽状沟槽中。所以,其优点是,伴随将电池组件装入电子设备,容易进行接片部313b和接线柱316的连接操作。
又,对于电子设备来说,没有必要如以往那样,将接线柱316与电池组件重合设置,可以仅仅将接线柱316设置于电池组件侧部。所以,有利于获得所述电池组件的薄型化。而且,电子设备上的电池组件的安装部在面向电池组件的主面方向上设有较大的开口,以便在安装、脱卸该电池组件时,可以利用接片部313b的弯曲进行电气连接,并可安装电池组件。另外,上述实施形态还具有如下的效果没有必要使使用接线柱316进行的电气连接方向与电池组件的安装、脱卸方向一致。
在上述的实施形态中,是就将挠曲性电路板313的接片部313b作为构成与电子设备之间的电气连接的外部连接端子,引出于电池壳体315的外部的结构举例进行了说明,但反之,也可在电子设备一侧设置由形成与电池组件的电气连接的挠曲性电路板构成的连接端子。此时,可在电池组件的挠曲性电路板313上设置接线柱,该接线柱将从由电子设备一侧导出的挠曲性电路板组成的连接端子从其二面夹持作电气连接。
如此,作为在电子设备一侧设置由挠曲性电路板组成的连接端子、在电池组件一侧设置接线柱的结构的电池组件,可以通过挠曲性基板构成电池组件和电子设备之间的电气连接。而且,由于作为设置于电池组件上的接线柱,可以采用仅是夹入挠曲性基板的薄型结构,所以,其厚度不会增加。再有,因为从电池组件不会突出挠曲性电路板的接片部,所以,其处理操作容易。又,本实施形态的电池组件可以具有各种变化。例如,可以根据电池的大小及其电池容量等规格而不同。作为保护电路所具有的功能,不仅是过充电保护及过放电保护等,也可具有电池余量监测功能。又,外部连接端子只要是至少包括电池的正负电极即可。夹持构成外部连接端子的接片部的接线柱的结构也无特别的限制。
本发明并不限于上述第1至第15实施形态的电池组件,本发明的电池组件可以具有各种变化。例如,可以组合上述各个实施形态的电池组件的特征。又,上述第1至第15实施形态的各个电池组件是具有由正极、负极及设置于其二者之间的电解质等所组成的发电要素的薄膜状扁平电池的电池组件。但本发明的薄膜状扁平电池,也可以是这样的扁平电池,例如,所述扁平电池包括将具有由正极、负极及设置于其二者之间的隔膜所组成的层叠体卷绕成蜗卷状后,再形成扁平形状后所得到的发电要素。即,发电要素的结构、形态等可根据电池的式样而变化。
权利要求
1.一种电池组件(10、10’、20、30、40、50),所述电池组件包括具有正极极片(1a)及负极极片(2a)的扁平电池(B1、B2),所述扁平电池的正极极片及负极极片通过扁平的发电要素(A)和密封该要素的至少一枚的外封装材料(4)和该外封装材料的密封部(4A1,4A2,4A3,4A4),从所述发电要素延伸至外封装材料的外部;连接于所述正极极片及负极极片的电路板(6);及沿所述扁平电池的二主平面分别延伸的二个主壁(12a,14a;12’,14a;22a,24a;32a,34a;42a,44a;52a,54a)的电池壳体(16,26,36,46,56);这里,所述电路板的至少一部分设置于由上述外封装材料的电路板一侧的密封部(4A4)和上述电池壳体内侧面所构成的空隙部分中(8,8’),上述电池壳体的所述二个主壁的至少一侧中之至少一部分由金属板构成。
2.如权利要求1所述的电池组件(10,30,40,50),其特征在于,所述电池壳体(16,36,46,56)由二个半壳体(10,14;32,34;42,44;52,54)组成;所述各个半壳体中至少一部分包括由金属板构成的主壁(12a,14a;32a,34a;42a,44a;52a,54a)。
3.如权利要求2所述的电池组件(10、30、40、50),其特征在于,所述各个半壳体包括由构成主壁的金属板(12a,14a;32a,34a;42a,44a;52a,54a)和安装于所述金属板上的树脂制框架(12b,14b;32b,34b;42b,44b;52b,54b),所述二半壳体藉由这些框架相互形成一体。
4.如权利要求3所述的电池组件,其特征在于,所述各个半壳体中构成主壁的金属板(12a,14a)插入模塑于前述半壳体框架(12b,14b)上。
5.如权利要求2所述的电池组件(30,40),其特征在于,一个半壳体(34)包括构成主壁的金属板(34a,44a)和安装其上的树脂制框架(34b,44b),另一个半壳体仅由金属板(32,42)构成,所述金属板(32,42)具有嵌合于所述一个半壳体的所述框架(34b,42b)上的侧壁部(32b,42b)。
6.如权利要求5所述的电池组件(40),其特征在于,在所述金属板的前述侧壁部(42b)上形成有固定部(42s),所述框架(44b)上形成有可嵌入前述固定部的凹部(44c),所述固定部从所述框架的2所述凹部内胀开,以防止金属板从所述框架上脱落。
7.如权利要求1所述的电池组件(10’,20),其特征在于,所述电池壳体(26)由二个半壳体(12’,14;22,24)组成,一个半壳体(12’,22)由树脂制框架构成,另一个半壳体(14,24)的主壁至少部分由金属板(14a,24a)组成。
8.如权利要求7所述的电池组件(10’,20),其特征在于,所述另一个半壳体(14,24)包括构成其主壁的金属板(14a,24a)和安装其上的树脂制框架(14b,24b),所述一个半壳体(12’,22)安装于另一半壳体的所述框架上。
9.如权利要求8所述的电池组件(10’),其特征在于,构成所述另一个半壳体(14)主壁的金属板(14a)插入模塑于所述另一半壳体的所述框架(14b)上。
10.如权利要求7所述的电池组件(10’),其特征在于,所述一个半壳体(12′)的表面上贴附有金属制标签(37’)。
11.如权利要求3、4、7或9中之任一项所述的电池组件(10,10’、20,30,40,50),其特征在于,所述框架(12b,14b;12’22;32b,34b;42b,44b;52b,54b)的构成材料为由热塑性树脂和玻璃成分所组成的树脂组合物。
12.如权利要求11所述的电池组件(10、10’、20、30、40、50),其特征在于,所述热塑性树脂为聚碳酸酯或液晶聚合物或聚碳酸酯与丙烯酸-丁二烯-苯乙烯树脂的复合物,所述玻璃成分为玻璃短纤维或玻璃珠。
13.如权利要求12述的电池组件(10、10’、20、30、40、50),其特征在于,所述玻璃成分的含量为10-25%(体积)。
14.如权利要求3所述的电池组件(10),其特征在于,所述一个半壳体(14)的所述框架(14b)在构成该半壳体(14)主壁的金属板(14a)内侧面上延伸形成绝缘区(14i)。
15.如权利要求8所述的电池组件(20),其特征在于,所述另一个半壳体(24)的所述框架(24b)在构成该另一个半壳体主壁的所述金属板(24a)内侧面上延伸形成绝缘区(24i)。
16.如权利要求3所述的电池组件(10,30,40),其特征在于,所述二个半壳体中之任一个(14,34,44)上供作所述电路板(6)和电子设备连接用的连接端子(6c)露出、设置于所述半壳体外面。
17.如权利要求16所述的电池组件(10,30,40),其特征在于,所述连接端子(6c)通过形成于设置该连接端子的半壳体(14,34,44)上的所述框架(14b,34b,44b)上的开口部(14d,34d,44d),露出所述框架外。
18.如权利要求8所述的电池组件(10’,20),其特征在于,所述另一个半壳体(14,24)上,露出设置有供作所述电路板(6)和电子设备连接用的连接端子(6c)。
19.如权利要求18所述的电池组件(10’,20),其特征在于,所述连接端子(6c)通过形成于设置该连接端子的半壳体(14,24)上的所述框架(14b,24b)上的开口部(14d,24d),露出于所述框架外面。
20.如权利要求1所述的电池组件(10),其特征在于,所述正负极极片(1a,2a)和所述电路板(6)的端子部(6f)的连接部置于所述空隙部(8’)之中。
21.如权利要求1所述的电池组件(10),其特征在于,所述电路板(6)上形成一对接合面部(6m,6n),所述一对接合面部和所述正负极极片(1a,2a)直接连接。
22.如权利要求21所述的电池组件,其特征在于,所述电路板(6)安装有保护电路元件(61);所述正极极片(1a)由Al组成,所述负极极片(2a)由Ni组成;所述正极极片和负极极片焊接于所述电路板的一对接合面部上;所述一对接合面部由Al/Ni复合片的Ni侧面所焊锡焊接的正极一侧的接合面部(6m),和Ni片所焊锡焊接的负极一侧的接合面部(6n)所构成。
23.如权利要求22所述的电池组件,其特征在于,所述焊锡的焊接与所述保护电路元件的表面安装时的反流处理同时进行。
24.如权利要求3所述的电池组件(40),其特征在于,构成所述二个半壳体中至少一个(44)的主壁的所述金属板(44a)上形成有多个肋条(44)或开口部。
25.如权利要求7所述的电池组件(20),其特征在于,所述一个半壳体(22)构成安装有上述电池组件的电子设备(80)外壁的一部分。
26.如权利要求1、2或7之任一项所述的电池组件,其特征在于,所述电池组件可装卸地设置于具有端子部(B11、B12、B13)的电子设备(202)上;电池组件包括这样的端子部(A11、A12、A13),所述端子部安装于上述电池壳体(201)上,与前述电子设备上的端子部相对置,且,可与所述电子设备的端子部连接;所述电池组件的所述端子部(A11、A12、A13)具有安装于所述电池壳体(201)上的树脂模塑体(203)和,露出设置于所述树脂模塑体内部、且连接于所述电路板(6)上的端子(203b),在将所述电池组件安装于上述电子设备上时,电池组件的端子部与电子设备的端子部(B11、B12、B13)牢固地卡合。
27.如权利要求26所述的电池组件,其特征在于,所述电池组件的端子部(A11)包括在其树脂模塑体(203)上形成多个插入孔(203a)的同时,容纳于插入孔中的多个端子(203b)所述电子设备的所述端子部(B11)包括压入在其所述电池组件的所述端子部的所述树脂模塑体上形成的上述插入孔(203a)的多个端子(204)。
28.如权利要求26所述的电池组件,其特征在于,所述电池组件的端子部(A13)包括在其树脂模塑体(203)上形成多个狭槽(203c)的同时,容纳于这些狭槽中的多个端子(203b)所述电池组件的所述端子部的上述各个端子(203b)包括连接于上述电路板上的前端片(203d)和与其连接为一体的二个端子接片(203b1,203b2),所述二个端子接片藉由二个所述端子接片的弹簧力被压接至上述树脂模塑体的互为对向而置的二个狭槽构成的面(203e)上;所述电子设备的上述端子部(B13)具有多个端子(204),这些各个端子被压入与前述电池组件的所述端子部的所述多个端子对应的二个端子接片(203b1,203b2)之间。
29.如权利要求1、2或7之任一项所述的电池组件,其特征在于,所述扁平电池的上述发电要素(A)被至少一枚外封装材料(4)所密封;所述发电要素的外封装材料在沿包括所述发电要素的二侧缘分别延伸的第1及第2周缘部(4A1,4A3),和在沿所述发电要素的电路板的端缘延伸的第3周缘部(4A4)的至少三个周缘部上被密封;所述外封装材料的所述第1及第2周缘部沿所述发电要素二侧的所述侧缘折曲向所述扁平电池的厚度方向;又,所述第1及第2周缘部的电路板一侧的部分宽度尺寸作得小于所述第1及第2周缘部的其它部分的宽度尺寸,将所述第1及第2周缘部折曲时,二周缘部电路板一侧的部分高度尺寸变小。
30.如权利要求29所述的电池组件,其特征在于,所述扁平电池的上述发电要素(A)被一枚二折外封装材料(4)所密封;所述外封装材料在上述第1、第2及第3周缘部(4A1,4A3,4A4)上被密封。
31.如权利要求1、2或7之任一项所述的电池组件,其特征在于,所述电路板(313)包括具有挠曲性、从上述电池壳体(315)延伸至外部的接片部(313b),上述接片部起了供上述电池组件和和安装其上的电子设备之间的电气连接用的外部连接端子的功能。
32.如权利要求31所述的电池组件,其特征在于,构成所述扁平电池的保护电路的电路部件(314)安装于上述电路板(313)上;上述电路板具有连接于上述扁平电池的上述正负极极片(311a)上的极片(313a)。
33.如权利要求31所述的电池组件,其特征在于,所述电池壳体(315)形成为扁平的箱型形状;所述电路板的所述接片部(313b),沿与所述壳体的所述主壁平行的方向上,从所述电池壳体(315)延伸。
34.如权利要求33所述的电池组件,其特征在于,所述电路板的所述接片部(313b),被安装有所述电池组件的电子设备的接线柱(316)所夹持。
35.如权利要求1、2或7之任一项所述的电池组件,其特征在于,所述电池组件包括通过绝热材料(91)设置于上述外封装材料的所上述电路板一侧的密封部(4A4)上的、具有正的温度系数的电阻元件(90),所述电阻元件的一个端部连接于上述正极极片(1a)及负极极片(2a)中之一个。
36.如权利要求35所述的电池组件,其特征在于,所述电阻元件(90)系在一对金属箔(90a,90b)之间夹装具有正的温度系数的导电性聚合物薄膜(90c)而成,其平面视图形成为L字形状。
37.如权利要求8所述的电池组件,其特征在于,在构成所述另一个半盒体的所述主壁的所述金属板上,形成有多个肋条或开口部。
38.如权利要求1-37之任一项所述的电池组件,其特征在于,所述电子组件搭载于移动电话或个人数字辅助系统的电子设备上。
全文摘要
一种电池组件,包括具有正极极片(1a)及负极极片(2a)的扁平电池(B1)、连接于所述正极极片及负极极片的电路板(6)、及沿所述扁平电池的二主平面分别延伸有二个主壁部分的电池壳体(16)。所述电路板的至少一部分设置于由上述外封装材料的电路板一侧的密封部和上述电池壳体内侧面所构成的空隙部分(8)中。上述电池壳体的所述二个主壁的至少一侧自之至少一部分由金属板(12a,14a)构成。
文档编号H01M6/50GK1281265SQ00121720
公开日2001年1月24日 申请日期2000年7月19日 优先权日1999年7月19日
发明者叶山秀树, 田中晴彦, 武石龙太, 栗原雄 申请人:东芝电池株式会社
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