WO2003069698A1

WO2003069698A1 - Battery and method of manufacturing the battery

Info

Publication number: WO2003069698A1
Application number: PCT/JP2003/001271
Authority: WO
Inventors: Katsumi Kozu; Takeshi Ishimaru; Satoshi Kataoka; Koichi Toriyama; Masahiro Mizuta; Masaaki Kaneda; Kenjin Masumoto
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2002-02-13
Filing date: 2003-02-06
Publication date: 2003-08-21
Anticipated expiration: 2004-08-13
Also published as: EP1487033A1; JP4440548B2; CN1630955B; JP2004006244A; KR100894355B1; US7759001B2; CN1630955A; US20050106454A1; KR20040081105A; EP1487033A4

Description

明細書電池とその製造方法技術分野

本発明は、電池保護回路等を構成した回路基板や外部接続端子等を樹脂により電池と一体に固定して電池パックに構成するために、電池の任意外面上に樹脂を係止するための係合部を形成した電池とその製造方法に関するものである。背景技術

携帯電話機や P D Aなどの携帯電子機器の小型化あるいは薄型化、更には高機能化の進展は著しく、それに対応してその電源となる電池に小型、薄型で高容量化が要求されている。小型で高容量化を可能にする電池としてリチウムィオン二次電池が有効であり、中でも扁平な角形のものは機器の薄型化に好適であり、繰り返し使用ができる二次電池として携帯電子機器への適用が増加している。

前記リチウムィオン二次電池はエネルギー密度が高く、電解液として可燃性の有機溶媒を用いているため、安全性への配慮が重要となる。何らかの原因によって異常が生じたときにも人体や機器に損傷を与えないように安全性を確保する必要がある。例えば、電池の正極端子と負極端子との間が何らかの原因によって短絡した場合、エネルギー密度の高い電池では過大な短絡電流が流れ、内部抵抗によってジユール熱が発生して電池の温度が上昇する。電池が高温になると正極板活物質と電解液との反応や電解液の気化、分解などが生じて電池内部のガス圧が急上昇し、電池は破裂や発火に至る恐れがある。電池が高温状態に陥る原因は上記外部短絡だけでなく、二次電池を過充電した場合や、電池を装填した携帯電子機器を暖房機の傍らに置いたり、炎天下に駐車した車内に放置した場合なども該当する。

電池が異常な状態に陥る原因は、電気的、機械的、熱的など種々の要因が考えられ、リチウムイオン二次電池をはじめとする非水電解質二次電池では、電池が異常状態に陥ることを防止すると共に、異常状態に陥つた場合にも危険な状態にならないようにする機能が設けられる。電池自体の機能として、極板の活物質や電解液が過剰な反応を起こしにくいように工夫され、セパレ一夕として用いられるポリオレフィン系微多孔膜は異常な高温になると軟化して細孔が塞がれることによるシャツトダゥン機能が備わっている。また、円筒形のリチウムイオン二次電池では、封口部に入出力回路と直列に接続した P T C (P o s i t i v e T h e r m a 1 C o e f f i c i e n t ) 素子を配設して、外部短絡による過大電流を制限する保護機能が設けられている。電池内に前記 P T C 素子が設けられていない電池では、外付けの回路部品として P T C素子や温度ヒューズが配線接続され、更に過充電や過放電等から電池を保護する電池保護回路を設けるのが必須要件となっており、これらの構成要素を二次電池と共にパックケース内に収容して電池パックの形態に構成されたものが一般的である。

しかし、パックケースを形成するための樹脂成形金型は、その製作費用が高く、開発期間も長くなるので、頻繁に新機種が投入される携帯電子機器などの電池パックとして対応させることが困難である。また、前述のように携帯電子機器の小型化、薄型化に対応できる電池パックを構成するにも、樹脂成形により成形できる肉厚には限度があるので、樹脂成形によるパックケースを外装ケースとした電池パックの薄型化には限界がある。.

また、電池パックは、それを分解して間違った使用や興味本位で使用されることを防ぐために、分解し難いように構成することや、分解したことが分かるように構成することが安全確保上で重要である。また、携帯電子機器に適用されることを考慮すると、落下等による衝撃や振動に耐え得る堅牢な構造や電子回路部位の耐湿性が要求される。このような分解し難く堅牢且つ耐湿性を有する構造を実現すベく、電池保護回路等を構成した回路基板と電池とを樹脂モールディングにより一体化することが構想されている。

上記樹脂モールディングによる電池パックは、本願出願人により提案し日本国特許公開公報 2 0 0 2— 1 3 4 0 7 7号及び 2 0 0 2— 1 6 6 44 7号として開示されたものがあり、電池と回路基板とを接続部材により接続した中間完成品を金型内に配置し、回路基板に形成した外部接続端子が外部露出するようにして中間完成品の周囲に樹脂を充填して二次電池と回路基板とを一体化している。

また、電池と回路基板とを接続部材により接続したものを金型内に配置し、回路基板を樹脂封止して電池上又はパックケース（電池蓋体）に固定する構成、あるいは回路基板と電池とを樹脂封止する構成が日本国特許公開公報 2 0 0 0— 3 1 5 4 8 3号に開示されている。

樹脂充填により二次電池に回路基板を一体化するとき、樹脂を回路基板及び二次電池に係合させる必要がある。回路基板には電子部品やリード板などが接続されて凹凸部分が多く、充填された樹脂が係合しやすが、二次電池は封口部でも凹凸部分は少なく、平滑面の金属部材で形成されているため樹脂との親和性が低く、充填された樹脂も硬化した後、簡単に剥がれてしまうことになり、回路基板との一体化が不安定な状態になる。従って、二次電池に充填された樹脂を係止するための凹凸部分を設ける必要がある。

しかしながら、上記従来例では充填された樹脂を二次電池に係止するための構造はなく、落下等の衝撃を受けたときに樹脂が剥がれて二次電池から回路基板が離れる恐れがあり、分解が容易になるため興味本位に分解されて二次電池が間違った使用に用いられる恐れもある。本発明が目的とするところは、樹脂充填により回路基板を一体化するための凸部及び/又は凹部である係合部を形成した電池及びその製造方法を提供することにある。発明の開示

上記目的を達成するための本願第 1発明に係る電池は、任意外面に、そこに充填された樹脂を当該電池に係止するための凸部及び/又は凹部が形成されてなることを特徴とする。電池に回路基板や端子板などを接続し樹脂を充填して電池に一体化することにより、強固で分解し難く耐湿性に優れた構造が得られ、携帯電子機器等の電池電源として相応しいものとなる。充填された樹脂を電池に固着させるには平滑面では樹脂が係合できずに剥がれる恐れがあるが、樹脂が充填される部位に凸部又は凹部である係合部が形成されていると樹脂が電池に係合しやすくなり、一体化構造を堅牢なものとすることができる。

上記構成において、凸部及び/又は凹部は、任意外面から外方に向けてアンダー力ットとなる部位を形成すると、アンダー力ット部位が樹脂中に収容されて投錨効果が得られ、樹脂の係合をより確実にすることができる。

また、凸部及び/又は凹部は、任意外面にプレス成形加工により形成することにより、樹脂充填による基板または端子板の一体化構造を目的とする電池を構成することができる。

また、凸部及び/又は凹部は、別部材を溶接又は接着により任意外面に接合して構成することにより、特別な電池を構成することなく汎用電池を樹脂充填による一体化構造に用いることができる。

また、凸部及び又は凹部を封口板に形成することにより、封口板上に基板等を樹脂により一体化することができ、基板等と電池との電気的接続を容易に行うことができる。

また、本願第 2発明に係る電池は、任意外面に、そこに充填された樹脂を当該電池に係合させるための係合部材が抵抗溶接により接合されてなることを特徴とするもので、電池に回路基板や端子板などを接続し樹脂を充填して電池に一体化するとき、充填された樹脂が係合部材により電池に係合されるので、金属の平坦面で形成され樹脂に接合しない電池に樹脂を一体化した状態に固着させることができる。

上記係合部材は、任意外面から外方に向けてアンダー力ットとなる部位を形成することにより、樹脂に対して投錨効果が得られ、樹脂を電池により確実に係合することができる。

また、係合部材は、円柱状の一端側に電池への接合面に形成され、他端側にフランジを形成した構造や、有底筒状の底面が電池への接合面に形成され、開口端側にフランジが形成された構造に構成することができ、フランジ部分がアンダ一カット部位となる。

上記円柱状の係合部材は、電池の任意外面がアルミニウムで形成されているとき、その材質が鉄に銅メツキ、錫メツキの順にメツキを施したもの、あるいはアルミニウムとすると、溶接時の火花の飛び散りが少なく、溶接強度にバラツキが少なくなり安定化を図ることができる。

また、係合部材は、電池への接合面に 1又は複数の突出部を形成することにより、突出部に溶接電流が集中して安定した抵抗溶接ができ、溶接電流の集中により溶融した突出部は加圧により平坦化されて係合部材を任意外面に安定した状態に接合される。

また、本願第 3発明に係る電池の製造方法は、充填される樹脂を当該電池に係止するための凸部及び Z又は凹部を形成した構成要素を用いて当該電池を製造することを特徴とするものである。予め電池の構成要素に凸部及び/又は凹部を形成して、それを用いて電池を製造すると、凸部及び/又は凹部を設けた電池を容易に製造することができる。また、本願第 4発明に係る電池の製造方法は、製造された電池の任意外面に、充填される樹脂を当該電池に係止するための凸部及び/又は凹部を形成する別部材を接合することを特徴とするものである。電池に凸部及び/又は凹部を形成する別部材を接合することにより、凸部及び/ 又は凹部を設けた電池を製造するために品種を増やすことなく、汎用電池に別部材を接合して凸部及び/又は凹部を設けた電池を製造することができる。

また、本願第 5発明に係る電池の製造方法は、電池に樹脂を係合するための係合部材をその接合面が電池の所定位置に当接するように位置決めし、前記係合部材と、前記所定位置と電気的に導通する部位とにそれそれ溶接電極を当接加圧して、前記溶接電極に溶接電流を流して係合部材を電池の所定位置に溶接接合することを特徴とするもので、溶接電流は係合部材とそれに導通する部位との間に流れるので、係合部材の電池の所定位置に当接した接合面は所定位置に抵抗溶接される。係合部材は既成の電池に溶接接合できるので、係合部材を設けた特殊な電池を形成することなく、所望の電池を樹脂の充填成形の用に用いることができる。図面の簡単な説明

図 1 A〜図 1 Bは、本発明の実施形態にかかる二次電池の構成を示し、図 1 Aは平面図であり、図 1 Bは断面図であり、

図 2 A〜図 2 Bは、本発明の実施形態にかかる係合部材を接合した二次電池の構成を示し、図 2 Aは平面図であり、図 2 Bは断面図であり、図 3は、係合部材を抵抗溶接する方法を示す模式図であり、

図 4 A〜図 4 Bは、係合部材の構成例を示す断面図であり、

図 5 A〜図 5 Cは、係合部材の構成例を示す側面図であり、

図 6は、本発明の実施形態に係る二次電池を用いた電池パックの外観を示す斜視図であり、図 7は、同電池パックの各構成要素を示す分解斜視図であり、図 8は、二次電池に温度ヒューズを取り付けた状態を示す平面図であり、

図 9 A〜図 9 Bは、二次電池へ回路基板を取付けた状態を示す斜視図であり、

図 1 0 A〜図 1 0 Bは、係合部材を接合した二次電池へ回路基板を取付けた状態を示す斜視図であり、

図 1 1は、一次モールド金型の構成を示す斜視図であり、

図 1 2は、一次モールド体を形成した状態の断面図であり、

図 1 3は、二次モールド金型の構成を示す斜視図であり、

図 1 4は、二次モールド体を形成した状態を示す断面図であり、図 1 5 A〜図 1 5 Cは、製造工程の各段階での形成状態を順に示す斜視図であり、

図 1 6 A〜図 1 6 Dは、係合突起の変形例を示す封口板の断面図であ o 発明を実施するための最良の形態

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

本実施形態は、扁平角形のリチウムイオン二次電池に電池保護回路等を構成した回路基板を樹脂充填により一体化して、携帯電話機に適用する電池パックに構成した例を示すものである。携帯電話機に適用する電池パックは、小型、軽量、薄型に加えて高機能化に対応する高工ネルギ一密度、携帯機器として避けられない落下等による衝撃に耐え得る機械的強度、分解され難い構造、短絡や過充電、高温等から二次電池を保護する安全機能など備えることが要求されており、以下に示す電池パックは、本実施形態に係る二次電池を適用することにより、これらの要件を満たすように構成されている。

図 1 A及び図 1 Bは、本実施形態に係る二次電池 2の構成を示すもので、リチウムイオン二次電池として構成された二次電池 2は、横断面形状が長円形の有底筒状に形成されたアルミニウム製の電池缶 2 2内に発電要素を収容し、その開口端は封口板 2 3がレーザー溶接されることによって封口されている。電池缶 2 2に接合して電池正極となる封口板 2 3には、その中央に上ガスケット 2 4 a、下ガスケット 2 4 bで絶縁して電池負極となるリベット 2 5が取り付けられている。また、封口板 2 3の両側には封口板 2 3をプレス加工してキノコ状の係合突起（係合部） 2 6 , 2 6が形成されている。尚、 2 7は電解液注入口を閉じる封栓で、電池缶 2 2内に電解液を注入した後、電解液注入口は封栓 2 7によって閉じられ、封栓 2 7は封口板 2 3に溶接される。

前記係合突起 2 6は、封口板 2 3の所定位置にプレス加工により円筒状に突出部を形成し、円筒の頂部が周囲に開くようにプレス加工すると、図 1 Bに示すようなキノコ状に形成される。

また、図 2 A及び図 2 Bに示すように、封口板 2 3 aの両側にハトメ状の係合部材 1 2 6を溶接接合した二次電池 2 aに構成することができる。この係合部材 1 2 6の溶接は、図 3に示すように、二次電池 2 aの封口板 2 3 aの所定位置に係合部材 1 2 6を位置決め配置し、係合部材 1 2 6の頭部に一方の溶接電極 1 0 1を当接させ、係合部材 1 2 6を封口板 2 3 aに向けて加圧した状態とし、他方の溶接電極 1 0 2を電池缶 2 2に加圧した状態で、溶接電極 1 0 1、 1 0 2の間に溶接電源 1 0 3 から溶接電流を流すことにより、係合部材 1 2 6は封口板 2 3 aに抵抗溶接される。

係合部材 1 2 6は、図 4 Aに示すように、板材をプレス加工して有底筒状に形成すると共に、上端側にフランジ部 1 0 5が形成されている。また、図 4 Bに示すように、封口板 2 3 aへの接合面となる底面 1 0 6 に突出部 1 0 7を形成することにより、溶接部位を特定させてより確実な溶接接合が可能となる。即ち、突出部 1 0 7に溶接電流を集中させ、突出部 1 0 7と封口板 2 3 aの突出部 1 0 7の当接部分とが集中的な抵抗発熱に伴って溶融し、加圧されていることにより突出部 1 0 7は圧し潰され、係合部材 1 2 6はその底面で封口板 2 3 aに圧接して溶接される

また、係合部材 1 2 6は、図 5 A〜図 5 Cに示すようなリベット状の係合部材 1 2 6 a、 1 2 6 b , 1 2 6 cに形成することもできる。いずれもフランジ部 1 0 5が形成され、図 5 Bに示す係合部材 1 2 6 bは、図 5 Aに示す係合部材 1 2 6 aの底面に複数の突出部 1 0 8を形成したものであり、図 5 Cに示す係合部材 1 2 6 cは、図 5 Aに示す係合部材 1 2 6 aの底面中央部を頂点とする突出部 1 0 9を形成したものである前記突出部 1 0 8、 1 0 9は、前述の突出部 1 0 7と同様に溶接時に溶接電流の集中部分を形成するもので、指定した部分で確実に抵抗溶接がなされるようになる。また、係合部材 1 2 6 a、 1 2 6 b、 1 2 6 cは、電池缶 2 2及び封口板 2 3 aがアルミニウムで形成されている場合には. その材質が鉄に銅メツキ及び錫メツキを施したもの、あるいはアルミ二ゥムとすることにより、溶接時の火花の飛び散りが少なく、溶接強度にバラヅキが少なくなり安定化を図ることができる。

このように係合部材 1 2 6を二次電池 2 aに溶接して樹脂との係合部分を形成すると、係合部材 1 2 6をプレス加工によって形成した封口板 2 3を用いた特殊な二次電池 2を用いることなく、汎用的な二次電池 2 aを用いて電池パックを構成できる利点がある。

また、プレス加工により係合突起 2 6を形成した場合には、内圧が異常上昇したときに破裂を防止するためのガス抜き構造は、電池缶 2 2の胴部分にスクライプゃ刻印による薄肉部分を形成して、内圧が異常上昇したとき薄肉部分から破断させて異常内圧を外部放出することになるが. 前記係合部材 1 2 6を後付けする構成では、図 2 A〜図 2 Bに示すように、封口板 2 3 aにクラッド弁を用いた安全弁 2 0を構成することができる。

図 2 Bに示すように、封口板 2 3 aの一部は薄板を貼り合わせたクラッド板に形成され、クラッド板部分に開口部を形成して安全弁 2 0が設けられている。この安全弁 2 0は、温度上昇等の原因により電池缶 2 2 内にガスが発生して内圧が異常上昇したときに薄板部分が破断した異常内圧を外部放出し、電池缶 2 2が破裂することを防止する。

上記のように係合突起 2 6または係合部材 1 2 6 ( 1 2 6 a , 1 2 6 b、 1 2 6 c ) を設けた二次電池 2、 2 aを用いた電池パック 1の構成について以下に説明する。

図 6は、上記二次電池 2を用いて構成された電池パック 1の外観を示すもので、一方端面に正極端子及び負極端子、温度検出端子からなる外部接続端子 6を外部露出させ、後述するテスト端子 3 0上に水没シール 9を貼着し、扁平な非対称形状に構成されている。図 7は、電池パック 1を各構成要素に分解して示すもので、以下に主要な構成要素の詳細を説明すると共に、製造方法について説明する。

図 8に示すように、二次電池 2を用いた場合にはリベット 2 5に温度ヒューズ 1 0の一方接続片 1 0 aが溶接され、温度ヒューズ 1 0の上面には断熱シート 1 6が貼着され、後述する樹脂充填時に温度ヒューズ 1 0が溶断することを防止している。温度ヒューズ 1 0の他方接続片 1 0 bは封口板 2 3上に貼着された絶縁紙 2 1上に配置され、後述する負極リ一ド板 5の一端にスポット溶接により接合される。また、温度ヒュ一ズ 1 0 と二次電池 2 との間には熱伝導性の接着剤が塗布され、二次電池 2と温度ヒューズ 1 0とが熱結合した状態に構成される。

温度ヒューズ 1 0が取り付けられた二次電池 2には、図 9 Aに示すように、正極リ一ド板 4及び負極リ一ド板 5·により回路基板 3が取り付けられる。回路基板 3は二次電池 2を過充電や過放電、過電流から保護する保護回路を構成したもので、一方面に前記外部接続端子 6やテスト端子 3 0が形成され、他方面に集積回路部品をはじめとする電子部品 3 1 が実装され、両側に二次電池 2に接続するための正極半田付けランド 3 2、負極半田付けランド 3 3が形成されており、前記正極半田付けランド 3 2には正極リ一ド板 4の一端が半田付けされ、負極半田付けランド 3 3には負極リード板 5の一端が半田付けされる。正極リ一ド板 3 2の他端は封口板 2 3の板面に、負極リード板 3 3の他端は前記温度ヒュ一ズ 1 0の他方接続片 1 0 b上に、それそれスポヅト溶接される。この接続状態では、回路基板 3は封口板 2 3の板面に対して直交する方向になつているので、図 9 Bに示すように、正極及び負極の各リード板 4、 5 を折り曲げ、回路基板 3の板面と封口板 2 3の板面との間に間隙を設け、略並行になる状態に整形する。このように二次電池 2に回路基板 3を接続して、図 1 5 Aに示すような樹脂充填対象物 7が形成される。

前記係合部材 1 2 6を接合し、安全弁 2 0を形成した二次電池 2 aを用いた場合には、図 1 0 Aに示すように、リベット 2 5.に温度ヒューズ 1 0の一方接続片 1 0 aが溶接され、温度ヒューズ 1 0の上面には断熱シート 1 6が貼着され、後述する樹脂充填時に温度ヒューズ 1 0が溶断することを防止している。温度ヒューズ 1 0の他方接続片 1 0 bは封口板 2 3上に貼着された絶縁紙 2 1上に配置され、後述する負極リード板 5の一端にスポット溶接により接合される。また、安全弁 2 0上に樹脂シート 4 0を貼着し、図 1 0 Bに示すように、回路基板 3を正極リード板 4及び負極リ一ド板 5により二次電池 2に接続して、図 1 5 Aに示すような樹脂充填対象物 7を形成する。

次に、樹脂充填対象物 7の二次電池 2、 2 aと回路基板 3 との間の間隙に樹脂を充填成形して二次電池 2、 2 aと回路基板 3とを一体化する。図 1 1に示す一次モールド金型 3 5の下型 3 6内に樹脂充填対象物 7を収容し、下型 3 6上に上型 3 7を下降させ、上型 3 7に設けられたゲート 4 4から二次電池 2、 2 aと回路基板 3 との間の間隙に樹脂を注入する。注入された樹脂は、図 1 2に示すように、回路基板 3に実装された電子部品 3 1や正極及び負極の各リード板 4、 5の周囲にも回り込んで回路基板 3に接合し、二次電池 2 aの封口板 2 3 a上に接合された係合部材 1 2 6のアンダーカツト部分にも回り込んで封口板 2 3 aに接合する。尚、図 1 2は、封口板 2 3 aに係合部材 1 2 6を溶接した二次電池 2 aを用いた場合を示しているが、封口板 2 3に係合突起 2 6を形成した二次電池 2を用いた場合も同様の状態に樹脂充填される。

充填された樹脂を硬化させた後、一次モールド金型 3 5から取り出すと、図 1 5 Bに示すような中間完成品 8 として取り出すことができる。係合突起 2 6または係合部材 1 2 6は一次モールド体 1 1 に対して凸状に入り込むと同時に凹部に樹脂が入り込む凹凸形状で係合し、更にアンダ一カット部分が一種の投錨効果となって一次モールド体 1 1を二次電池 2、 2 aに固定し、二次電池 2、 2 aと回路基板 3とを強固に接合し、回路基板 3 との一体化を確実にしている。

上記中間完成品 8の周囲に外装被覆を施すことによって電池パック 1 に形成することができる。外装被覆は、二次モールディングと卷着シ一トの貼着によって施される。二次モールディングを実施する前に、二次電池 2、 2 aの底面にインシユレ一夕 1 4を貼着する。

二次モールディングは、二次モールド金型に前記中間完成品 8を配置して、中間完成品 8の所要部位に樹脂を成形する。図 1 3に示すように、二次モールド金型 4 6の下型 4 7には中間完成品 8を収容する凹部 5 0 が形成されており、凹部 5 0の一側壁面には内方に進出付勢される 3個の外部接続端子用突起 5 1 とテスト端子用突起 5 2 とが設けられ、対向する他側壁面には内方に進出付勢される底面用突起 5 4が設けられている。凹部 5 0内に中間完成品 8を配置し、前記外部接続端子用突起 5 1 及びテスト端子用突起 5 2、底面用突起 5 4を進出させると、外部接続端子用突起 5 1は回路基板 3上に形成された 3か所の外部接続端子 6に圧接し、テスト端子用突起 5 2はテスト端子 3 0に圧接し、底面用突起 5 4は二次電池 2、 2 aに底面に貼着されたインシユレ一夕 1 4の中央部位に圧接する。

この状態の下型 4 7上を上型 4 8で閉じ、上型 4 8に設けられたゲ一ト 5 3から二次モールド金型 4 6内に樹脂を充填する。樹脂は 4か所から二次モールド金型 4 6内に射出され、図 1 4に示すように、中間完成品 8の外部接続端子 6及びテスト端子 3 0を外部露出させ、インシユレ一夕 1 4の中央部位を外部露出させ、一次モールド体 1 1及び回路基板 3を被覆し、図 1 5 Cに示すように二次電池 2 aの封口板 2 3 a上に固着した上部成形部 1 7を形成すると共に、二次電池 2 aの底面に貼着されたインシユレ一夕 1 4の周囲を包み込んで所定厚さに固着した下部成形部 1 8を形成し、更に前記上部成形部 1 7 と下部成形部 1 8とを二次電池 2 aの側面コーナ一で連結する連結成形部 1 9が形成される。尚、図 1 4に示す断面図は、封口板 2 3 aに係合部材 1 2 6を接合した構成の二次電池 2 aを用いた場合であるが、二次電池 2を用いた場合も同様に構成される。

前記上部成形部 1 7の周面の二次電池 2 a寄りには段差部 3 8が形成されており、これを貼着位置決め線として、二次電池 2 aの側周面を卷回して卷着シート 2 0が卷着される。この後、テスト端子 3 0を用いて動作状態が検査され、検査合格品にはテスト端子 3 0周囲の凹部内に水没シール 9が貼着され、図 6に示したような電池パック 1が形成される。

このように形成された電池パック 1は、扁平な一方面の両肩部分が二次電池 2の両側面の円弧が表面に現れる円弧コーナーに形成され、他方面の両肩部分が連結成形部 1 9によって角形コーナ一に形成されるので. 外部接続端子 6が非対称位置に形成されていることと相まって機器への逆装填が防止できる。また、円弧コーナ一は機器ケースの角部のアール形状に対応し、無駄な空間が形成されることなく機器への収納が可能となる。

上記のように製造された電池パック 1について、落下高さ 1 . 5 mでコンクリート上に 6面各 2サイクル落下させる自由落下試験、落下高さ 1 . 0 mで鉄板上に 5 0回落下させて機械的性能を見て、 2 0 0回落下させて電気特性を見るランダム落下試験を実施し、更に— 4 0 °Cから 8 0 °Cの温度変化を複数回加えるヒートショック試験、 3方向の振動を加える振動試験、外部接続端子に荷重を加える端子強度試験を実施した。この試験後の電池パック 1を機器に装着し、装着の異常がないか、正常に作動するか、変形や緩みがないかなどについて検証した。この結果、各試験後にも障害の発生は見られず、堅牢な構造であることが立証されノ

また、 2 0 0 °Cを越える温度の樹脂を充填成形することによる二次電池 2、 2 aへの影響、あるいは樹脂充填部位に配設された温度ヒューズ 1 0の損傷について検証したが、異常発生はなかった。

また、完成した電池パック 1を分解した場合の状態を検証するために、故意に分解を試みたところ、分解は一般的なパックケースを用いた構造に比して極めて困難であることが明らかであり、一次モールド体 1 1を破壊すると封口板 2 3、 2 3 aの両端に設けられた係合突起 2 6または係合部材 1 2 6が破壊され、充填成形された中に存在する正極及び負極のリード板 4、 5や接続部分が破壊されて、分解されたことが容易に判断できる状態となった。

また、仕上がり外形寸法の精度は、各部の寸法が ± 0 . 1〜0 . 2 m mの誤差範囲に収まり、特に精度が要求される底面から外部接続端子 6 までの寸法も同誤差内であり、機器との接続に支障がない状態になることが確認された。

上記構成において、係合突起 2 6は封口板 2 3にキノコ状の突起を形成した例を示したが、図 1 6 A〜図 1 6 Dに示すように、封口板 2 3に凸部及び/又は凹部を形成することもできる。

図 1 6 Aに示す係合突起 6 6は、封口板 2 3の両側に逆 L字状に突出部を形成したもので、逆 L字状の形状によってアンダー力ット部分が形成される。この係合突起 6 6は、逆 L字状の部材を溶接あるいは接着によって封口板 2 3に接合することにより形成できる。

また、図 1 6 Bに示す形態は、封口板 2 3に係合凹部 6 7を形成したもので、封口板 2 3に有底円筒状に凹部を絞り加工した後、筒部が周囲に膨らむように圧縮プレスすることにより、凹部にアンダーカツト部分が形成される。充填された樹脂は係合凹部 6 7内にも流入して、それが硬化したときアンダーカツト部分により封口板 2 3から離脱することなく堅固に接合する。

上記 2例の係合突起 6 6及び係合凹部 6 7は、アンダーカット部分を形成しているが、図 1 6 C〜図 1 6 Dに示す係合凸部 6 8、係合凹部 6 9のように、アンダーカット部分のない形状でも樹脂との係合には効果的なものとなる。

上記係合突起 2 6又は係合凹部 6 7を形成した封口板 2 3を用いて製造された二次電池 2は、前述の実施形態のように回路基板 3を封口板 2 3上に樹脂の充填成形により一体化して電池パックに構成する場合に有効なものとなるが、一般的な使途に用いる二次電池 2 としては係合突起 2 6又は係合凹部 6 7は無用の構成物となる。汎用品として大量生産される二次電池を用いて樹脂の充填成形により回路基板 3を一体化するには、前記係合部材 1 2 6のように封口板 2 3 aに後付けする形態のものが好適で、電池パック 1を製造するために特殊な二次電池 2を用意する必要がない。汎用品である二次電池 2 aの封口板 2 3 aに係合部材 1 2 6を接合すると二次電池 2 と同様の形態が得られるので、前述の製造ェ程により電池パック 1を製造することができる。

以上説明した実施形態の構成は、二次電池 2、 2 aの封口板 2 3、 2 3 a上に樹脂により回路基板 3を一体化した電池パヅク 1の例であるが、二次電池 2、 2 aの底面側あるいは側面側に回路基板 3あるいは端子板等を樹脂により固定する場合もある。このような場合には、電池缶 2 2 の底面あるいは側面に前述のような樹脂係合用の凸部及びノ又は凹部を設けることにより、樹脂を二次電池 2、 2 aに係合させて一体化する回路基板 3あるいは端子板等を強固に固定することができる。産業上の利用可能性

以上の説明の通り本発明によれば、二次電池と回路基板とを樹脂モールディングにより一体化した電池パックを構成する際に、充填された樹脂を二次電池に確実に係合させることができることから、小型の携帯電子機器に適した電池電源として落下等の衝撃に耐え得る堅牢性を備えた電池パックを提供することに適しており、また、分解されて間違った使用に用いられることを防止することにも適している。

Claims

請求の範囲

1. 任意外面に、そこに充填された樹脂を当該電池（ 2、 2 a) に係止するための凸部及び/又は凹部（ 2 6、 1 2 6、 6 6、 6 7、 6 8 , 6 9 ) が備えられてなることを特徴とする電池。

2. 凸部及びノ又は凹部（ 2 6、 1 2 6、 6 6、 6 7 ) は、任意外面から外方に向けてアンダー力ットとなる部位が形成されてなることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の電池。

3. 凸部及び又は凹部（ 2 6、 6 7、 6 9 ) は、任意外面にプレス成形加工により形成されてなることを特徴とする請求の範囲第 1 項に記載の電池。

4. 凸部及びノ又は凹部（ 1 2 6、 6 6、 6 8 ) は、別部材が溶接又は接着により任意外面に接合されてなることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の電池。

5. 凸部及び Z又は凹部（ 2 6、 1 2 6、 6 6、 6 7、 6 8、 6 9 ) が封口板（ 2 3、 2 3 b) に形成されてなることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の電池。

6. 任意外面に、そこに充填された樹脂を当該電池（ 2 a) に係合させるための係合部材（ 1 2 6、 1 2 6 a、 1 2 6 b, 1 2 6 c、 6 6、 6 8 ) が抵抗溶接により接合されてなることを特徴とする電池。

7. 係合部材（ 1 2 6、 1 2 6 a、 1 2 6 b、 1 2 6 c、 6 6 ) は、任意外面から外方に向けてアンダー力ットとなる部位が形成されてなることを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の電池。

8. 係合部材（ 1 2 6、 1 2 6 a、 1 2 6 b, 1 2 6 c ) は、円柱状の一端側に電池（ 2 a) への接合面が形成され、他端側にフランジ（ 1 0 5 ) が形成されてなることを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の電池。

9. 係合部材（ 1 2 6、 1 2 6 a、 1 2 6 b、 1 2 6 c、 6 6、 6 8 ) は、電池（ 2 a) の任意外面がアルミ二ゥムで形成されているとき、その材質が鉄に銅メツキ、錫メツキの順にメツキを施したもの、あるいはアルミニウムであることを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の

1 0. 係合部材（ 1 2 6、 1 2 6 a、 1 2 6 b、 1 2 6 c ) は、有底筒状の底面が電池（ 2 a) への接合面に形成され、開口端側にフランジ（ 1 0 5 ) が形成されてなることを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の電池。

1 1. 係合部材（ 1 2 6、 1 2 6 a、 1 2 6 b、 1 2 6 c ) は、電池（ 2 a) への接合面に 1又は複数の突出部が形成されてなることを特徴とする請求の範囲第 6項に記載の電池。

1 2. 充填される樹脂を当該電池（ 2、 2 a) に係止するための凸部及び/又は凹部（ 2 6、 1 2 6、 1 2 6 a、 1 2 6 b、 1 2 6 c、 6 6、 6 7、 6 8、 6 9 ) が形成された構成要素を用いて当該電池（ 2、 2 a) を製造することを特徴とする電池の製造方法。

1 3. 製造された電池（ 2 a) の任意外面に、充填される樹脂を当該電池（ 2 a) に係止するための別部材を接合し、凸部及び/又は凹部（ 1 2 6、 1 2 6 a、 1 2 6 b, 1 2 6 c、 6 6、 6 8 ) を形成することを特徴とする電池の製造方法。

1 4. 電池（ 2 a) に樹脂を係合させるための係合部材（ 1 2 6、 1 2 6 a、 1 2 6 b、 1 2 6 c、 6 6、 6 8 ) をその接合面が電池 ( 2 a) の所定位置に当接するように位置決めし、前記係合部材（ 1 2 6、 1 2 6 a、 1 2 6 b、 1 2 6 c、 6 6、 6 8 ) と前記所定位置に電気的に導通する部位とにそれそれ溶接電極を当接加圧し、溶接電極に溶接電流を流して係合部材（ 1 2 6、 1 2 6 a、 1 2 6 b、 1 2 6 c、 6 6、 6 8 )を所定位置に抵抗溶接することを特徴とする電池の製造方法。