专利名称：电池组的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及在电池的一端配置具有充放电保护电路的电路板，将收容了该电路板的端部壳体与电池结合成一体而构成的电池组。
背景技术：
将电池和具有充放电保护电路的电路板组合成一体的电池组要求要有紧凑的结构、连接电阻小并且连接部的可靠性高、制造过程中的生产效率高。
以往的电池组采用将电池和保护元件或电路板收容配置到壳体内的结构。作为具体例，我们知道将电池收容到具有端子窗口的壳体内，在电池与壳体之间设置的空间内配置保护元件或电路板，将连接电池和电路板的引线板配置在与端子窗口相对置的位置上作为外部端子的电池组(例如参照专利文献1)。
并且，我们还知道在电池的一端面的外周上形成有凸条，在内侧设置有凹部，在下部设置具有与电池的一端面的凹部相嵌合的嵌合突起部的端子支架，将保护元件内装在端子支架内并且将端子板固定到其上表面，用粘接胶带或热收缩薄膜等将端子支架连接在电池上，然后将引出用的引线板焊接在端子板和电池壳体上后，再收容到壳体内或用热收缩管等被覆的电池组(例如参照专利文献2)。
并且，我们还知道不是像以往那样用支架将电路板暂时保持在电池上，在这种状态下用引线板机械地和电气地连接电池和电路板，而是在电池的封口板上设置连接突起部，将该连接突起部连接到电路板上，用连接突起部机械地和电气地连接电池与电路板的电池组(例如参照专利文献3)。
并且，我们还知道通过镶嵌成型电池的一部分或整体，将让外部连接端子露出到外部并且内藏并固定有保护元件的树脂成型部一体成型在电池的一端部的电池组(例如参照专利文献4)。
但是，专利文献1的结构由于在壳体与电池之间设置有配置保护元件和电路板的空间，因此壳体的外形变大，并且存在由于电路板或保护元件的活动或振动而产生故障的可能，但为了使电路板或保护元件不动弹而将其固定到电池或壳体上又很困难，因而存在不能确保高的可靠性的问题，并且由于用引线板来连接，因此存在连接电阻大的问题。
而专利文献2虽然通过端子支架将保护元件固定安装到电池上，但将引线板焊接在该电池与支架的组合体上，收容到壳体中构成电池组，因此存在不仅外形尺寸变大，而且连接电阻大、组装工序多，难以确保高的生产效率的问题。
并且，专利文献3虽然为通过使用具有连接突起部的特殊的封口板将电路板固定到电池的封口板上，通过未使用引线板的连接结构能够减小连接阻抗，并且能够减少组装工序的结构，但由于是将这些电路板和电池收容到壳体内的电池组的结构，因此存在外形尺寸相应变大的问题。
并且，专利文献4由于通过镶嵌成型电池和保护元件及输出端子将保护元件及输出端子固定到树脂成型部上，因此能够减少零部件的数量并且结构紧凑地构成，但镶嵌成型存在需要花费设备成本并且难以确保高的尺寸精度或生产效率的问题。
日本专利特许第3244400号说明书[专利文献2]日本专利特开2000-243362号公报 日本专利特开2002-298809号公报[专利文献4]日本专利特开2004-95329号公报实用新型内容因此，本实用新型就是鉴于上述以往的问题，其目的是要提供一种结构紧凑、连接电阻小、可靠性高，并且生产效率高的电池组。
为了达到上述目的，本实用新型的电池组为具备电池、具有充放电保护电路并配置在电池的一端面上的电路板、安装有外部连接端子的端部壳体的电池组，将电路板收容配置到端部壳体的内部，将头部结合在端部壳体的两端并贯穿的螺钉的顶端拧入电池的一端面的两端部而进行固定。
如果采用这种结构，由于是将端部壳体固定在电池的一端面上的结构，因此可以成为紧凑的结构，并且能够缩短电池与端部壳体内的电路板和外部连接端子之间的连接路径，能够减小连接电阻；并且由于能够用将螺钉的顶端拧入电池的一端面中并固定这一简单的工序将电池和端部壳体结合固定成一体，因此能够实现可靠性和生产效率均高的电池组。并且由于用螺钉固定端部壳体和电池，因此不仅能够在与电池的一端面平行的方向(剪切螺钉的方向)具有大的耐力，而且能够在使端部壳体离开电池的方向(拉伸螺钉的方向)具有大的耐力，能够确保对所有方向的外力的高固定强度。
并且，本实用新型的另一个方案的电池组为具备电池、具有充放电保护电路并配置在电池的一端面上的电路板、安装有外部连接端子的端部壳体的电池组，将电路板收容配置到端部壳体的内部，将头部结合在端部壳体的两端并贯穿的带头的结合销钉的顶端固定在电池的一端面的两端。
如果采用这种结构，由于是将端部壳体固定在电池的一端上的结构，因此可以成为紧凑的结构，并且能够缩短电池与端部壳体内的电路板和外部连接端子之间的连接路径，从而能够减小连接电阻；并且由于能够用将结合销钉的顶端固定在电池上这一简单的工序将电池和端部壳体结合固定成一体，因此能够实现可靠性和生产效率均高的电池组。
并且，如果电池的一端面上至少在固定结合销钉顶端的部位设置与结合销钉同类材质的部件的话，由于是同类材质之间的固定，因此容易确保具有足够的强度、可靠性高的固定状态。例如，在电池的一端面由与电池壳体相同的铝或铝合金构成，结合销钉虽很小但为了确保足够的强度而用铁系材质构成的情况下，如果用电阻焊接使它们固定的话有可能难以确保固定强度具有高的可靠性，但通过在电池的一端面的固定结合销钉的顶端的部位采用同类的材质，能够容易地确保可靠性高的固定状态。
而且，作为使该电池的一端面的与结合销钉的顶端相对的部位采用与结合销钉同类的材质的方法，有使电池的一端面采用将铝或铝合金与钢板贴成一体的复合板等复合材料的结构，或者通过激光焊接或电子束焊接等在构成电池的一端面的部件上预先固定与结合销钉同类的材质的部件的方法等，但如果螺纹固定由与结合销钉同类的材质构成的螺钉的话，则能够更简易地实施，比较理想。
并且，本实用新型的再一其他的方案的电池组为具备电池、具有充放电保护电路并配置在电池的一端面上的电路板、安装有外部连接端子的端部壳体的电池组，将电路板收容配置到端部壳体的内部，在使形成电池的一端面的部件进入结合销钉的顶端的外周上形成的凹部中的状态下固定头部结合在端部壳体上并贯穿的结合销钉的顶端和电池的一端面。
如果采用这种结构，由于是将端部壳体固定在电池的一端面上的结构，因此可以成为紧凑的结构，并且能够缩短电池与端部壳体内的电路板和外部连接端子之间的连接路径，从而能够减小连接电阻；并且由于在使形成电池的一端面的部件进入结合销钉的顶端的外周上形成的凹部中的状态下固定结合销钉的顶端和电池的一端面，因此与单纯将结合销钉的顶端固定在电池的一端面上时相比，能够在与电池的一端面平行的方向(剪切螺钉的方向)和使端部壳体离开电池的方向(拉伸螺钉的方向)都具有大的耐力，能够确保对所有方向的外力的高的固定强度，能够提供可靠性高的电池组。
并且，如果在结合销钉的顶端设置周面具有凹部的突起部，在电池的一端面上形成嵌合结合销钉的顶端的突起部的孔，使上述突起部嵌入上述孔中电阻焊接结合销钉的顶端与电池的一端面的话，则通过在电阻焊接时使形成电池的一端面的部件熔化填充到凹部内，能够像上述那样牢固地固定电池和端部壳体使它们成为一体，通过电阻焊接这样简单的工序能够获得可靠性高的电池组，能够同时获得高的生产效率和可靠性。
并且，电池的电池壳体为一个极性的电极端子，一端面上具有极性与电池壳体不同的电极端子，电池壳体的一端面上固定有具有竖起部的第1连接托架，在端部壳体的一个侧壁的内侧配置有与第1连接托架的竖起部重合并且一部分与电路板相连的连接板，通过端部壳体的一个侧壁上与竖起部相对的部分形成的作业开口焊接竖起部和连接板，如果这样的话，不仅能够缩短连接路径减小连接电阻，而且能够作业性良好地进行连接，能够确保高的生产效率。
并且，电池的电池壳体为一个极性的电极端子，一端面上具有极性与电池壳体不同的电极端子，安全保护元件的一端与电池壳体的一端面的电极端子相连接，安全保护元件的另一端与电路板相连接，如果采用这样的结构，则可以利用电极端子侧面的空间将热熔断片或PTC元件等安全保护元件安装在电极端子与电路板之间使其与电池的一端面相抵接或靠近它们地配置，当电池的温度异常上升时能够隔断电流，能够用紧凑的结构提高安全性。
并且，在安全保护元件的另一端和电路板上固定有具有互相重合的竖起部的第2和第3连接托架，通过端部壳体上开口的作业孔焊接第2和第3连接托架的竖起部，如果这样，可以通过第2和第3连接托架用焊接通过端部壳体的作业孔生产效率良好地连接电路板和安全保护元件。
并且，如果安装在端部壳体上的外部连接端子为通过插拔连接对象的连接端子进行连接/断开的端子的话，则在想要将电池组收容到电池配置空间内地设置的便携式电子仪器等中，与使对象的电极端子与平面状的外部连接端子相抵接的端子相比，能够显著提高电源供给的稳定性，即使在受到震动或冲击这样的环境下也能够实现高可靠性的电源供给，并且即使是这种外部连接端子也能够容易并且结构紧凑地安装到端部壳体上。
图1是表示本实用新型的第1实施例的电池组的主要部分的分解透视图。
图2A～图2B是表示第1实施例的电池组的主要部分的结构，图2A为从图1的箭头II方向看去的局部剖切透视图，图2B为该部分的剖视图。
图3A～图3B是表示本实用新型的电池组的主要部分的结构，图3A为图1、图9和图13的IIIA-IIIA的向视剖视图，图3B为图1、图9及图13的IIIB-IIIB的向视剖视图。
图4A～图4C是依次表示本实用新型的电池组的组装工序的透视图。
图5是表示本实用新型的电池组的组装工序的透视图。
图6是表示本实用新型的电池组的组装工序的透视图。
图7是表示本实用新型的电池组的组装工序的透视图。
图8是表示本实用新型的电池组的完成状态的透视图。
图9是表示本实用新型的第2实施例的电池组的主要部分的分解透视图。
图10是表示第2实施例的电池组的主要部分，从图9的X向看的局部剖切透视图。
图11是本实用新型的第3实施例的电池组的主要部分的剖视图。
图12A～图12B是表示第3实施例中螺钉的安装过程的剖视图。
图13是表示本实用新型的第4实施例的电池组的主要部分的分解透视图。
图14A～图14B是表示第4实施例的电池组的主要部分的结构，图14A为从图13的XIV A方向看去的局部剖切透视图，图14B为这部分的剖视图。
图15A～图15B是表示第4实施例的结合销的焊接工序，图15A为表示焊接前的状态的剖视图，图15B为表示焊接后的状态的透视图。
图16A～图16E是表示第4实施例中结合销的各种结构例的透视图。
图17A～图17B是表示第4实施例中结合销的其他焊接工序，图17A为表示焊接前的状态的透视图，图17B为表示焊接后的状态的透视图。
具体实施方式
下面参照图1～图17B来说明本实用新型的电池组。
(实施例1)图1中，1为横截面形状为扁平的长方形或圆弧形内角的长方形或椭圆形方角的电池，电池1由锂离子电池构成，电池壳体2的内部收容有作为发电要素的极板组和电解液。极板组的结构为通过在带状的正极板与负极板之间夹有隔板的状态下绕成卷而层叠成多层的结构。正极板采用在铝箔构成的芯材上涂敷正极混合剂(正极合剤)再干燥的结构，负极板采用在由铜箔构成的芯材上涂敷负极混合剂再干燥的结构，隔板用多微型孔的聚丙烯薄膜等构成。
在电池壳体2的一端面3的中央突出配设有电极端子4。电极端子4以绝缘密封的状态贯穿电池壳体2的一端面3，构成电池1的负极电极端子。电池1的正极电极端子由电池壳体2构成。
5为配置在电池壳体2的一端面3上的电路板，设置有充放电保护电路。6为在将电路板5收容在内部的状态下固定到电池壳体2的一端面3上的端部壳体。3个外部连接端子7在被内置的状态下安装于端部壳体6。这些外部连接端子7为让连接对象的连接端子插拔进行连接或断开的端子，在端部壳体6的一端隔开适当的间隔并且靠近在一个侧面的角上跨着上表面和侧面而开口的3个连接窗口8地配设。并且，各外部连接端子7向下突出形成有一对连接腿7a，在电路板5上设置有供这些连接腿7a插入贯穿并进行焊接的连接孔9。3个外部连接端子7中2个为正极和负极外部连接端子，剩下的1个为识别电阻检测用的连接端子。
电池组10主要由以上的电池1和收容配置有电路板5的端部壳体6互相固定成一体而构成。因此，如图1～图2B所示，在端部壳体6的两端设置有下端附近有台阶11a并贯穿上下方向的安装孔11，在使插入该安装孔11中的螺钉12的头部12a与台阶11a结合的状态下通过拧紧将其顶端部一体地固定在电池壳体2的一端面3的两端上而构成一体。
下面主要参照图2B说明该螺纹固定的详细情况，电池壳体2包括其一端面3用铝或铝合金构成，并且一端面3的壁厚比较厚，为例如0.8～1.5mm左右，为了在该一端面3的两端形成内螺纹的同时拧入螺钉12而通过冲压成型形成作为螺钉下孔的圆形凹部3a。例如，当使用螺纹外径为1.2mm的公制细螺钉作为螺钉12时，通过使螺纹齿的高度为0.13mm，螺距为0.25mm，圆形凹部3a的内径为0.9mm，深度为1.4mm，可以使螺钉12的螺纹齿拧入圆形凹部3a中4个齿左右，当一端面3用铝或铝合金构成时，可以获得螺钉12的轴心方向上必要的固定强度。
另外，上述螺钉12的具体例可以使用作为一例的通常使用的外径为1.0～2.0mm，螺距为0.2～0.4mm的细螺纹系列螺钉作为螺钉12，与之相对应，圆形凹部3a被设定为其内径为0.6～1.7mm，深度为0.8～1.6mm左右。
下面说明该电池组10中电气连接的结构。正极的电池壳体2通过第1连接托架13和连接板14与电路板5相连。第1连接托架13通过焊接固定在电池的一端面上，一侧有竖起部13a。该竖起部13a如图3A所示与端部壳体6的一个侧壁的内侧接触地向上延伸。连接板14与该第1连接托架13的竖起部13a的内侧重叠地配设在电路板5上，从下端向下突出的连接腿14a与凹进电路板5的一侧形成的连接部15相嵌合，被钎焊在连接部15的下表面上形成的连接电极上。端部壳体6上设置有从内侧支持连接板14的支持壁6b。并且，在端部壳体6的与一个侧壁的竖起部13a相对的部分上形成有作业开口6a。使一对焊接电极通过该作业开口6a与第1连接托架13的竖起部13a相抵接，通过在它们之间流过焊接电流将竖起部13a与连接板14互相焊接起来，并电连接。
负极的电极端子4通过热熔断片或PTC元件等安全保护元件16与电路板5相连。详细地，安全保护元件16一端的连接片16a通过焊接与电极端子4连接，一侧具有竖起部17a的第2连接托架17通过焊接被固定在安全保护元件16的另一端的连接片16b上，如图1及图3B所示那样，具有与竖起部17a的内表面重叠的竖起部18a的第3连接托架18通过焊接被固定在电路板5上，这些连接托架17、18的竖起部17a、18a通过贯穿宽度方向形成的位于与这些竖起部17a、18a相对应的位置的端部壳体6上的作业孔19而进行焊接。这样一来，负极的电极端子4通过安全保护元件16和连接托架17、18与电路板5相连。另外，虽然在本实施例中使用作为表示电池组10的电气连接的结构的图1的IIIA-IIIA的向视剖视图的图3A和作为IIIB-IIIB的向视剖视图的图3B进行了说明，但由于其他的实施例(参照图9、图13)中的电池组10的电气连接结构也与本实施例相同，因此图3A也是图9和图13的IIIA-IIIA的向视剖视图，图3B也是图9和图13的IIIB-IIIB的向视剖视图。
在图1中，电池壳体2的一端面3与安全保护元件16之间配置有第1绝缘板20，用其下面设置的粘接剂粘接固定。第1绝缘板20在中央形成有供电极端子4穿插的贯通开口21，在与安全保护元件16的元件部相对应的位置形成有让元件部临近电池壳体2的一端面3的传热用开口28，在另一端的上面与另一端的连接片16b相对应的位置设置有将其固定的粘接剂23。传热用开口28中如图4B所示那样填充有用来将电池1的热有效地传递给元件部的硅24。在安全保护元件16的上面配置有第2绝缘板25，用下面设置的粘接剂与安全保护元件16粘接，确保安全保护元件16与电路板5之间的绝缘。
下面说明以上结构的电池组10的组装工序。首先，如图4A所示，在电池1的一端面3上配置第1绝缘板20并进行粘接。接着如图4B所示在第1绝缘板20的传热用开口28中填充硅24，将在另一端的连接片16b上焊接了第2连接托架17的安全保护元件16配置在第1绝缘板20上，将一端的连接片16a焊接到电极端子4上。并且，将第1连接托架13焊接到电池1的一端面上的第1绝缘板20的侧面。接着如图4C所示在安全保护元件16和第1连接托架13的上面配置第2绝缘板25并粘接。
如图1所示，将外部连接端子7安装到端部壳体6的靠近连接窗口8的位置，将连接板14插入一个侧壁上的作业开口6a的形成部与支持壁6b之间。并且，第3连接托架1 8焊接在电路板5上预定的位置。接着，从端部壳体6的下端开口插入配置电路板5，将从连接孔9突出的外部连接端子7的连接腿7a的端部焊接在连接孔9周围形成的电极上，将从连接部15突出的连接板14的连接腿14a的端部焊接在连接部15的周围形成的电极上。
接着如图5所示，使第1连接托架13的竖起部13a重叠在连接板14的外侧，并且使第2连接托架17的竖起部17a与第3连接托架18的竖起部18a的外侧重合地将收容配置有电路板5的端部壳体6盖在电池1的一端面3上。并且，将螺钉12插入安装孔11。在电池1的另一端面1b上粘接有装卸电池组10时钩住指尖的指尖挂钩26。
如图6所示，将改锥(工具)像箭头a所示那样插入端部壳体6两端的安装孔11中卡合到螺钉12的头部12a，通过边按压边旋转在电池1的一端面3上形成的圆形凹部3a的内周面上形成内螺纹的同时，将螺钉12的顶端拧入其中，通过该螺钉12将端部壳体6的两端固定到电池1上成为一体。并且，像箭头b所示那样从端部壳体6上形成的作业孔19的两侧插入焊接电极，在按压的同时让焊接电流流过，焊接连接托架17、18的竖起部17a、18a(参照图3B)。并且，像箭头c所示那样从端部壳体6的作业开口6a插入一对焊接电极与第1连接托架13的竖起部13a相抵接，在按压的同时让焊接电流流过，焊接第1连接托架13和连接板14(参照图3A)。
接着，像图7所示那样将合成树脂薄层的背面涂敷有粘接剂的包装标签27缠绕在电池1的周侧面、端部壳体6的下部周围和指尖挂钩26的周围并粘接。并且，在包装标签27的上部边缘与端部壳体6的上部形成的安装孔11、作业孔19及作业开口6a相对应的位置延伸出密封片27a、27b和27c，通过将这些密封片27a、27b、27c粘贴在端部壳体6的表面，将安装孔11、作业孔19和作业开口6a掩藏起来。这样，如图8所示那样完成电池组10。
如果采用本实施例的电池组10，由于是通过螺钉12的拧紧固定将端部壳体6一体地固定在电池1的一端的结构，不是将电池1和电路板5整体地收容到壳体内，因此能够使结构紧凑。并且，能够缩短电池1与端部壳体6内的电路板5和外部连接端子7之间的连接路径，能够减小连接电阻。
并且，由于通过将螺钉12的顶端拧入电池1的一端面3的圆形凹部3a中这一简单的工序就能将电池1和端部壳体6结合固定成一体，因此能够实现可靠性和生产效率均高的电池组10。并且，由于端部壳体6和电池1的一端面3用螺钉12固定，因此螺纹齿的结合不仅能够在与电池1的一端面3平行的方向(剪切螺钉12的方向)具有大的耐力，而且能够在使端部壳体6离开电池1的方向(拉伸螺钉12的方向)具有大的耐力，能够确保对所有方向外力的高强度。并且，由于螺钉12是在于电池1的一端面3形成内螺纹的同时拧入其中的，因此一旦松开螺钉12取出端部壳体6、分解电池组10的话，则内螺纹被破坏不能再次组装，能够防止通过重复使用来伪造，能够防止由于伪造而安全性欠佳的电池组10的流通。
并且，电池1因为电池壳体2为正极电极端子，在一端面3上有负极电极端子4的电池，因此通过将第1连接托架13固定在电池壳体2的一端面3上，一部分与电路板5连接的连接板14配置在端部壳体6的一个侧壁的内侧，通过端部壳体6上形成的作业开口6a焊接第1连接托架13的竖起部13a与连接板14，因此能够作业性良好地电连接电池1的正极和电路板5，能够确保高的生产效率，并且能够缩短连接路径而减小连接电阻。
并且，由于电池1的一端面3的电极端子4上连接有安全保护元件16的一端，使安全保护元件16的另一端连接在电路板5上，因此可以利用电极端子4侧面的空间将热熔断片或PTC元件等的安全保护元件16安装在电极端子4与电路板5之间使其与电池1的一端面3相抵接或靠近地配置，当电池1的温度异常上升时能够隔断电流，能够用紧凑的结构提高安全性。
并且，由于安全保护元件16的另一端和电路板5上固定有具有互相重合的竖起部17a、18a的第2和第3连接托架17、18，通过端部壳体6上开设的作业孔19焊接连接托架17、18的竖起部17a、18a，因此能够通过连接托架17、18靠焊接生产效率高地连接电路板5和安全保护元件16。另外，也可以不设置安全保护元件16而通过连接托架连接电极端子4和电路板5。
并且，由于安装在端部壳体6上的外部连接端子7为通过对连接对象的连接端子插拔来连接或隔断的端子，因此在想要将电池组10收容到电池配置空间内地设置的便携式电子设备中，即使在受到震动或冲击这样的使用条件下也能够实现高可靠性的电源供给，并且即使是这种外部连接端子7也能够容易并且结构紧凑地安装到端部壳体6上。
另外，虽然本实施例描述的是螺钉12仅能起到将端部壳体6一体地固定在电池1上的作用，不能起到电连接电池1的电池壳体2和电路板5的作用的例子，但也可以使螺钉12的头部12a与电路板5的电极接触，或者根据需要用激光束照射等焊接头部12a的一部分同时进行电连接。如果这样的话，则可以省略第1连接托架13和连接板14，能够进一步简化结构。
(实施例2)下面说明本实用新型的第2实施例。另外，对于与上述第1实施例共同的构成要素添加相同的附图标记，省略其说明，主要仅就其不同点进行说明。
第1实施例描述的是通过将螺钉12的顶端拧入电池壳体2的一端面3中将电池壳体2和端部壳体6固定成一体的例子，而本实施例像图9～图10所示那样在使带头部的结合销钉22的头部22a结合在端部壳体6两端的安装孔11的台阶11a上的状态下将其顶端焊接到电池壳体2的一端面3的两端上，由此固定成一体。作为焊接方法可以使用点焊、弧焊、激光焊接等方法，但优选价廉且作业性好的点焊。
本实施例与第1实施例在组装工序中的不同在于，在第1实施例中将改锥(工具)插入端部壳体6两端的安装孔11中，边按压螺钉12边使其旋转使螺钉12的顶端拧入电池1的一端面3上形成的圆形凹部3a中，通过这样将端部壳体6和电池1固定成一体，而在本实施例中，像图6的箭头a所示那样将焊接电极插入端部壳体6两端的安装孔11内，与结合销钉22的头部22a相抵接，按压并流过焊接电流从而将结合销钉22的顶端焊接在电池1的一端面3上，通过该结合销钉22将端部壳体6的两端一体地结合到电池1上。另外，其他的工序与第1实施例相同，像箭头b所示那样从端部壳体6上形成的作业孔19的两侧插入焊接电极，在按压的同时流过焊接电流，焊接连接托架17、18的竖起部17a、18a(参照图3B)，像箭头c所示那样从端部壳体6的作业开口6a插入一对焊接电极，与第1连接托架13的竖起部13a相抵接，在按压的同时流过焊接电流，焊接第1连接托架13和连接板14(参照图3A)。
如果采用上述本实施例的电池组10，由于通过将结合销钉22的顶端焊接在电池1的一端面3上这一简单的工序就能够将电池1和端部壳体6结合固定成一体，因此能够实现可靠性和生产效率均高的电池组10。
另外，虽然本实施例描述的是结合销钉22仅能起到将端部壳体6一体地固定在电池1上的作用，不能起到电连接电池1的电池壳体2和电路板5的作用的例子，但也可以将结合销钉22的头部22a焊接到电路板5的电极上同时进行电连接，如果这样的话，则可以省略第1连接托架13和连接板14，能够进一步简化结构。
(实施例3)下面说明本实用新型的电池组的第3实施例。另外，对于与上述第2实施例共同的构成要素添加相同的附图标记，省略其说明，主要仅就其不同点进行说明。
第2实施例描述的是将结合销钉22的顶端直接电阻焊接在电池壳体2的一端面3上的例子，但在例如电池壳体2的一端面3由铝或铝合金构成，结合销钉22虽然很小但为了确保足够的强度而使用不锈钢或镀镍过的钢铁等铁系材料构成的零件的情况下，如果直接电阻焊接它们，有可能难以确保具有必要的固定强度和高的可靠性。为了解决这样的问题，本实施例中电池壳体2的一端面3至少在固定结合销钉22的顶端的部位采用同类的材质。
本实施例如图11所示，在电池壳体2的一端面3上的固定结合销钉22的顶端的部位螺纹固定有由与结合销钉22同类的材质——即不锈钢或镀过镍的钢铁材料形成的螺钉31，将结合销钉22的顶端电阻焊接在该螺钉31的头部31a的上端。
具体为，构成电池壳体2的一端面3的封口板用铝或铝合金构成，并且使其壁厚比较厚，例如为0.8～1.5mm左右。在冲压成型构成该电池壳体2的一端面3的封口板时预先在一端面3的两端形成图12A所示那样的在形成内螺纹的同时拧入螺钉31用的作为螺钉下孔的圆形凹部32，然后像图12B所示那样拧紧螺钉31将其固定在一端面3上成为一体，通过这样将其头部31a的上端面作为结合销钉22的下端的焊接面。
作为螺钉31，在使用例如螺纹外径为1.2mm的公制细螺纹的情况下，为螺纹齿高为0.13mm，螺距为0.25mm，通过使圆形凹部32的内径为0.9mm，深度为1.4mm，螺钉31拧入圆形凹部32内的螺纹齿为4齿左右，即使在一端面3使用铝或铝合金的情况下也能获得与螺钉31之间的螺钉轴方向的必要的固定强度。
另外，上述螺钉31的具体例为一个例子，作为一般使用的螺钉31优选螺纹外径为1.0～2.0mm，螺距为0.2～0.4mm的细螺纹系螺钉，与此相对应，圆形凹部32设定为内径为0.6～1.7mm，深度为0.8～1.6mm左右。
如果采用上述本实施例，由于电池壳体2的一端面3至少在固定结合销钉22的顶端的部位固定有材质与结合销钉22相同的螺钉31，电阻焊接在该头部31a的上端面上，因此成为相同材质之间的固定，容易确保具有足够的强度和可靠性高的固定状态，并且只需追加将螺钉31螺纹固定在电池1的一端面3上这样简单的工序，因此能够更简单地实施。
另外，虽然本实施例描述的是结合销钉22仅能起到将端部壳体6一体地固定在电池1上的作用，不能起到电连接电池1的电池壳体2和电路板5的作用的例子，但也可以将结合销钉22的头部22a焊接到电路板5的电极上同时进行电连接，如果这样的话，则可以省略第1连接托架13和连接板14，能够进一步简化结构。
(实施例4)下面说明本实用新型的电池组的第4实施例。另外，对于与上述第1至第3实施例共同的构成要素添加相同的附图标记，省略其说明，主要仅就其不同点进行说明。
在本实施例中，使用图13A～14B所示的结合销钉42取代第1实施例中的螺钉12、第2实施例中的结合销钉22、第3实施例中的螺钉31和结合销钉22的组合。即，在端部壳体6的两端设置下端附近有台阶11a并上下贯通的安装孔11，在使插入到该安装孔11中的结合销钉42的头部42a与台阶11a结合的状态下通过点焊(电阻焊接)将其顶端部固定到电池壳体2的一端面3的两端，由此将电池1和端部壳体6固定成一体。
下面主要参照图14B和图15A～15B说明该结合销钉42的顶端的点焊部的详细情况。电池壳体2包括一端面3用铝或铝合金构成，并且使一端面3的壁厚比较厚，例如为0.8～1.5mm左右，在该一端面3的两端用冲压成型形成如图15A详细表示的内径为0.6～1.7mm，深0.8～1.6mm左右的圆形孔3a。另外，孔3a也不一定要是圆形，也可以是方形。
结合销钉42使用表面实施了镀镍的钢材或不锈钢等铁系材料，即使很小也能够获得足够的强度，因此比较理想，如图15A详细表示的那样，在其顶端突设与孔3a嵌合的突起部42b，并且在该突起部42b周面的根部凹入形成有凹部42c。结合销钉42的轴径优选1.0～2.0mm，突起部42b优选与孔3a相对应，凹部42c轴向方向的宽度优选孔3a深度的1/3～1/2左右，直径方向的深度为孔3a内径的1/5～1/3左右。并且，凹部42c的形状和数量可以从以下各种形状中任意选择图16A所示那样的在圆周方向的2～4个地方形成矩形孔的形状，图16B所示那样的从突起部42b的两侧形成月牙状的缺口的形状，图16C所示那样的沿整个圆周方向形成连续的环状沟槽，或者图16D所示那样的矩形突起部时的方形槽，图16E那样的将凹部42c形成在突起部42b的外面，由例如宽1～2mm，深1～2mm的滚花槽构成的等。
如图15A所示，在将结合销钉42的突起部42b嵌入到电池壳体2的一端面3上形成的孔3a中的状态下，如果使焊接电极与端部壳体6两端的结合销钉42的头部42a相抵接，在结合销钉42与电池壳体2的一端面3之间流过焊接电流的话，则结合销钉42的顶端与电池壳体2的一端面3的接触面被加热，由铝或铝合金构成的熔融温度低的电池壳体2的一端面3熔化，两者焊接，同时熔融金属如图15B所示那样流入/填充到突起部42b的凹部42c内，起锚定作用，结合销钉42的顶端与电池壳体2的一端面3在任何一个方向都被牢固结合。
另外，虽然图15A～15B所示的实施例是电池壳体2的一端面3的孔3a的周围边缘与其他部分为同一面的平面的例子，但如果采用像图17A所示那样在冲压成型孔3a时在孔3a的周围边缘突出形成突起部3b，使结合销钉42的突起部42b的周围端面与该突起部3b相抵接的结构的话，由于点焊时焊接电流集中在该突起部3b内流动，使熔融变得容易，熔融的金属如图17B所示那样顺畅地流动填充到凹部42c内，因此能够确实地取得锚定效果。
在本实施例中，为了使电池1与端部壳体6固定，如图6中的箭头a所示那样将点焊机的焊接电极插入端部壳体6两端的安装孔11内与结合销钉42的头部42a相抵接，在按压的同时流过焊接电流，将结合销钉42的顶端焊接在电池1的一端面3上，通过该结合销钉42将端部壳体6的两端一体地固定在电池1上。此后的工序与其他的实施例相同，如箭头b所示那样从端部壳体6上形成的作业孔19的两侧插入焊接电极，在按压的同时流过焊接电流，焊接连接托架17、18的竖起部17a、18a(参照图3B)，像箭头c所示那样从端部壳体6的作业开口6a插入一对焊接电极与第1连接托架13的竖起部13a相抵接，在按压的同时让焊接电流流过，焊接第1连接托架13和连接板14(参照图3A)。
如果采用本实施例的电池组10，由于通过将结合销钉42的顶端点焊到电池1的一端面3上这一简单的工序就能够将电池1和端部壳体6结合成一体固定，因此能够实现可靠性和生产效率均高的电池组10。并且，由于结合销钉42的顶端与电池1的一端面3在形成电池1的一端面3的部件进入结合销钉42顶端的突起部42b的外周上形成的凹部42c内起固定效果的状态下固定着，因此固定效果不仅在与电池1的一端面3平行的方向(剪切结合销钉42的方向)具有大的耐力，而且能够在使端部壳体6离开电池1的方向(拉伸结合销钉42的方向)具有大的耐力，能够确保对所有方向外力的高固定强度。
另外，虽然本实施例描述的是结合销钉42仅能起到将端部壳体6一体地固定在电池1上的作用，不能起到电连接电池1的电池壳体2和电路板5的作用的例子，但也可以使结合销钉42的头部42a与电路板5的电极相接触，或者根据必要用激光束照射等焊接头部42a的一部分进行电气连接。如果这样的话，则可以省略第1连接托架13和连接板14，能够进一步简化结构。
工业应用如上所述，本实用新型的电池组由于采用将端部壳体固定在电池的一端的结构，因此不仅能够使结构紧凑，而且能够在对所有方向的外力具有高的耐力的状态下固定成一体，能够缩短电池与端部壳体内的电路板和外部连接端子之间的连接路径，从而能够减小连接电阻。并且，由于电池与端部壳体的固定是通过以下方式固定成一体将螺钉的顶端拧入电池的一端面内，或者将结合销钉的顶端焊接到电池的一端面上或者将螺钉的顶端拧入电池的一端面内再在该螺钉的头部焊接结合销钉，或者在起锚定效果的状态下将结合销钉的顶端焊接到电池的一端面上由此固定成一体，因此用简单的工序就能够将电池和端部壳体结合固定成一体，能够实现可靠性和生产效率均高的电池组，对于便携式电子设备等用的小型电池组有用。
权利要求1.一种电池组，其特征在于，具备电池(1)、具有充放电保护电路并配置在电池的一端面(3)上的电路板(5)、安装有外部连接端子(7)的端部壳体(6)，将电路板(5)收容配置到端部壳体(6)的内部，将头部(12a)结合在端部壳体(6)的两端并贯穿的螺钉(12)的顶端拧入电池(1)的一端面(3)的两端而进行固定。
2.如权利要求1所述的电池组，其特征在于，电池(1)的电池壳体(2)为一个极性的电极端子，一端面(3)上具有极性与电池壳体(2)不同的电极端子(4)，安全保护元件(16)的一端(16a)与电池壳体(2)的一端面(3)的电极端子(4)相连接，安全保护元件(16)的另一端(16b)与电路板(5)相连接。
3.一种电池组，其特征在于，具备电池(1)、具有充放电保护电路并配置在电池的一端面(3)上的电路板(5)、安装有外部连接端子(7)的端部壳体(6)，将电路板(5)收容配置到端部壳体(6)的内部，将头部(22a)结合在端部壳体(6)的两端并贯穿的带头的结合销钉(22)的顶端固定在电池(1)的一端面(3)的两端。
4.如权利要求3所述的电池组，其特征在于，电池(1)的一端面(3)至少在固定结合销钉顶端的部位设置与结合销钉(22)同类材质的部件。
5.如权利要求4所述的电池组，其特征在于，由与结合销钉(22)同类材质构成的螺钉(31)螺纹固定在电池(1)的一端面(3)上的与结合销钉顶端相对的部位。
6.如权利要求3所述的电池组，其特征在于，电池(1)的电池壳体(2)为一个极性的电极端子，一端面(3)上具有极性与电池壳体(2)不同的电极端子(4)，安全保护元件(16)的一端(16a)与电池壳体(2)的一端面(3)的电极端子(4)相连接，安全保护元件(16)的另一端(16b)与电路板(5)相连接。
7.一种电池组，其特征在于，具备电池(1)、具有充放电保护电路并配置在电池的一端面(3)上的电路板(5)、安装有外部连接端子(7)的端部壳体(6)，将电路板(5)收容配置到端部壳体(6)的内部，在将形成电池的一端面(3)的部件进入结合销钉(42)的顶端的外周上形成的凹部(42c)中的状态下，固定头部(42a)结合在端部壳体(6)上并贯穿的结合销钉(42)的顶端和电池的一端面(3)。
8.如权利要求7所述的电池组，在结合销钉(42)的顶端设置周面具有凹部(42c)的突起部(42b)，在电池的一端面(3)上形成嵌合结合销钉的顶端的突起部(42b)的孔(3a)，使上述突起部(42b)嵌入上述孔(3a)中，电阻焊接结合销钉的顶端与电池的一端面(3)。
9.如权利要求7所述的电池组，电池(1)的电池壳体(2)为一个极性的电极端子，一端面(3)上具有极性与电池壳体(2)不同的电极端子(4)，安全保护元件(16)的一端(16a)与电池壳体(2)的一端面(3)的电极端子(4)相连接，安全保护元件(16)的另一端(16b)与电路板(5)相连接。
10.如权利要求1、3、7中的任一项所述的电池组，电池(1)的电池壳体(2)为一个极性的电极端子，一端面(3)上具有极性与电池壳体(2)不同的电极端子(4)，电池壳体(2)的一端面(3)上固定有具有竖起部(13a)的第1连接托架(13)，在端部壳体(6)的一个侧壁的内侧配置有与第1连接托架(13)的竖起部(13a)重合并且一部分与电路板(5)相连的连接板(14)，通过在端部壳体(6)的一个侧壁上与竖起部(13a)相对的部分形成的作业开口(6a)焊接竖起部(13a)和连接板(14)。
11.如权利要求2、6、9中的任一项所述的电池组，安全保护元件(16)的另一端(16b)和电路板(5)上固定有具有互相重合的竖起部(17a、18a)的第2和第3连接托架(17、18)，通过端部壳体(6)上开口的作业孔(19)焊接第2和第3连接托架(17、18)的竖起部(17a、18a)。
12.如权利要求1、3、7中的任一项所述的电池组，安装在端部壳体(6)上的外部连接端子(7)通过插拔连接对象的连接端子而进行连接/断开。
专利摘要本实用新型提供一种电池组。其具备电池(1)、具有充放电保护电路并配置在电池的一端面(3)上的电路板(5)、安装有外部连接端子(7)的端部壳体(6)，通过将电路板(5)收容配置到端部壳体(6)的内部、将头部(12a)分别结合在端部壳体(6)的两端并贯穿的螺钉(12)的顶端拧入电池(1)的一端面(3)的两端并进行固定来固定端部壳体(6)，实现结构紧凑、连接电阻小、可靠性高并且生产效率高的电池组。
文档编号H01M2/20GK2831447SQ20052012901
公开日2006年10月25日 申请日期2005年10月27日 优先权日2004年10月27日
发明者大田晋志, 白泽胜行, 山下藤寿雄, 石丸毅, 增本兼人, 今西裕明 申请人:松下电器产业株式会社