專利名稱：電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在配置于干電池的上端的外包裝蓋內(nèi)部配置有安裝了控制充 放電電流的保護電路的電路基板的電池組。
技術(shù)背景在這種電池組中，在干電池的封口面?zhèn)燃信渲秒娐坊搴捅Ｗo元件、或 者正極引線和負(fù)極引線等電子零部件的形態(tài)仍為主流。作為這種電池組中的干 電池和電路基板的電連接的結(jié)構(gòu)，提出了變成點焊接的若干方式的方案。例如，專利文獻l (特開2006-114468號公報)中的電池組是把干電池的正負(fù)極端子 和電路基板的正負(fù)端子之間用鍍金處理過的壓縮線圈形的連接器、或板簧形的 連接器電連接起來。具備壓縮線圈形的連接器的連接結(jié)構(gòu)還見于專利文獻2 (特開2003-197270號公報)。在具有壓縮線圈形連接器的連接結(jié)構(gòu)中，在配置于相對位置上的干電池和 電路基板的端子間分別以壓縮狀態(tài)配置連接器，通過線圈的彈性復(fù)原力，把連 接器的上下端壓接到端子上。因此，線圏的上下端和端子之間的接點實際上少 至一點，在受到機械振動時會發(fā)生震顫，端子間的電連接容易變得不穩(wěn)定。板簧狀的連接器容易使正負(fù)極端子的接點數(shù)變多，與壓縮線圏型的連接器 相比，發(fā)生震顫的可能性要小。但是，板簧狀的連接器的彈性變形范圍小，易 于受到板簧自身的零部件精度和端子間的相對間隔精度、或組裝精度等的影 響，難以確保端子間的穩(wěn)定的電連接。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供不受連接器自身的零部件精度和端子間的相對間隔 精度等的影響，能夠可靠地電連接干電池和電路基板之間的電池組。本發(fā)明以在配置于干電池1上端的外包裝蓋2內(nèi)部配置有安裝了控制充放 電電流的保護電路的電路基板3的電池組為對象。其特征在于，形成于干電池 1上表面的正負(fù)極端子8、 9和形成于電路基板3與干電池1的相對面上的正200810215335.X說明書第2/9頁負(fù)極端子18、 19之間由連接器23電連接。連接器23是把彈性原料成形為多 面體狀而成的彈性體24，至少彈性體24的上下表面之間被電連接。并且，通 過彈性體24的彈性復(fù)原力，連接器23的上下表面被壓接在干電池1及電路基 板3相對正負(fù)極端子8、 9、 18、 19之間。連接器23較好是包含纏繞在彈性體24外表面的多根導(dǎo)電性條材25。條 材25的根數(shù)可考慮數(shù)根到數(shù)十根。具體地說，在外包裝蓋2和干電池1之間配置有支架4，在支架4的上表 面配置有電路基板3，在支架4上設(shè)有不能浮動地保持連接器23的安裝部28、 和用于嵌入電路基板3來安裝的安裝凹部27?？蓪渲频耐獍b蓋2用超聲波焊接相對于樹脂制的支架4接合固定。 具體地說，在外包裝蓋2與支架4的相對面上設(shè)有凸?fàn)畹慕雍喜?4，通過用 超聲波焊接把接合部14和支架4的外表面一體化，外包裝蓋2相對于支架4 被接合固定。詳細(xì)地說，在干電池1的上端部設(shè)有用于固定外包裝蓋2以及支架4的支 撐部件33。支撐部件33是具有在垂直方向上延伸的腳片34和在腳片34的自 由端(遊端)連續(xù)而向水平方向折彎曲形成的水平片35的L字形的沖壓(press ) 金屬零件。在水平片35上形成有容許接合部14的插入的通孔36。在干電池1 的上表面和水平片35之間配置有支架4和電路基板3。并且，通過用超聲波 焊接把插入通孔36的接合部14的前端部和支架4的外表面一體化，外包裝蓋 2和支架4相對于支撐部件33被固定。本發(fā)明的效果如下。在本發(fā)明的電池組中，由于把電連接干電池1和電i 各基板3的正負(fù)極端子 8、 9、 18、 19之間的連接器23以把彈性原料成形為多面體狀而成的彈性體24 為基體，從而在把該連接器23組裝到干電池1上時，通過該彈性體24的彈性 恢復(fù)力，把連接器23壓接到干電池1和電路基板3的兩端子間，能夠使連接 器23的相對面(上下面)強力地接觸這些端子8、 9、 18、 19。通過這樣，提 高了干電池l以及電路基板3的正負(fù)極端子8、 9、 18、 19與連接器23的相對 面的接觸性，由于能夠提高兩者l、 3間的電連接性，從而能夠抑制震顫的發(fā) 生，得到可靠性優(yōu)良的電池組。不需要連接器23與正負(fù)極端子8、 9、 18、 19
的焊接作業(yè)，不用擔(dān)心焊接不良引起的連接不良的產(chǎn)生。由于彈性體本身是彈性變形的形態(tài)，與板簧狀的連接器相比，容易使連接 器本身小尺寸化，同時得到大的彈性變性范圍。因此，難以受到連接器本身的 零部件精度或端子間的相對間隔精度、組裝精度等的影響，能夠得到端子間的 穩(wěn)定的電連接狀態(tài)。對于壓縮線圈形或板簧形的連接器，在搬運時等，連接器之間易于纏在一 起，從纏在一起的狀態(tài)解開到分開的狀態(tài)比什么都困難，難以實現(xiàn)電池組組裝 作業(yè)的全自動化。對此，如本申請發(fā)明那樣，用以彈性原料成形為多面體形狀而成的彈性體24形成連接器23的話，在搬運時等，連接器23之間不會纏在 一起， 一個個地拾起該連接器23，容易組裝到規(guī)定位置。因此，能夠使電池 組的組裝作業(yè)全自動化而能夠?qū)档碗姵亟M的制造成本作貢獻。把連接器23做成包含纏繞在彈性體24的外表面的多根導(dǎo)電性條材25的 結(jié)構(gòu)的話，由于能夠在多個接觸點使干電池1以及電路基板3的正負(fù)極端子8、 9、 18、 19接觸，接觸狀態(tài)穩(wěn)定，從而能夠有效地抑制震顫的發(fā)生。特別地， 使用金屬細(xì)線作為導(dǎo)電性的條材25的話，由于能夠以低電阻電連接端子之間， 從而能夠應(yīng)付電池組的電流容量的高容量化。在支撐電路基板3的支架4上,設(shè)有用于安裝連接器23的安裝部28的話， 通過防止連接器23的位置偏離，能夠使連接器23 —直以適當(dāng)?shù)淖藙菥o密接觸 干電池1以及電路基板3的端子8、 9、 18、 19。因此，能夠提高干電池l以 及電路基板3的端子8、 9、 18、 19與連接器23的接觸性，提高兩者l、 3之 間的電連接性。還有，使安裝部28通孔化的話，通過僅使連接器23落入安裝部28,就 能夠把連接器23組裝到兩端子間的適當(dāng)位置。因此，容易對應(yīng)電池組的組裝 作業(yè)的全自動化。用超聲波焊接把樹脂制的外包裝蓋2相對于樹脂制的支架4接合固定的 話，與機械地配合固定外包裝蓋2和支架4的方式相比，能夠消除兩者2、 4 之間的組裝狀態(tài)的起伏，使兩者一直適當(dāng)?shù)鼐o密固定，能夠得到形狀以及功能 穩(wěn)定的電池組。通過在外包裝蓋2的與支架4的相對面上設(shè)置凸?fàn)畹慕雍喜?4,將該接
合部14和支架4的外表面用超聲波焊接而一體化，使外包裝蓋2相對于支架 4接合固定的話，能夠使外包裝蓋2的接合部14和支架4的相對面適當(dāng)?shù)叵?對滑動，可靠地摩擦焊接。由于能夠使焊接條件不變，從而還可以抑制接合部 14與支架4的焊接面積和焊接圖形的起伏。在干電池1的上端部設(shè)置由具備腳片34和水平片35的L字形的沖壓金 屬零件構(gòu)成的支撐部件33,在將外包裝蓋2的接合部14插入設(shè)于該水平片35 的通孔36的狀態(tài)下，通過用超聲波焊接使接合部14的前端部和支架4的外表 面一體化，能夠采用外包裝蓋2和支架4固定在干電池1上的方式。這樣的話， 由于能夠通過支撐部件33使外包裝蓋2、支架4以及干電池1三者一體化， 從而在受到落下沖擊或沖突沖擊等之類的場合也能夠可靠地防止外包裝蓋2 或支架4乂人干電池1分離而脫落。此外，在干電池1的上表面和水平片35之間放置支架4后，把連接器23 安裝到該支架4的安裝部28上，接著，在支架4上放置電路基板3后，僅把 外包裝蓋2超聲焊接到支架4上，就能夠組裝好電池組。因此，電池組的組裝 作業(yè)變得容易，可對應(yīng)全自動化。


圖1是第1實施方式的電池組的主要部分的縱向截斷正視圖。 圖2是第1實施方式的電池組的分解立體圖。圖3是表示從第1實施方式的電池組分離了外包裝蓋和電路基板的狀態(tài)的 立體圖。圖4是放大了圖1的局部來表示的圖。圖5是表示第1實施方式的電池組的整體構(gòu)成的正視圖。圖6是圖1的A-A線剖視圖。圖7是圖1的B-B線剖視圖。圖8是截斷第2實施方式的電池組的局部的分解立體圖。圖9是第2實施方式的電池組的主要部分的縱向截斷正視圖。圖IO是截斷第3實施方式的電池組的局部的分解立體圖。圖11是第3實施方式的電池組的主要部分的縱向截斷正視圖。圖中l(wèi)-干電池；2-外包裝蓋；3-電路基板；4-支架；8-干電池的負(fù)極端 子；9-塊片(干電池的正極端子)；14-接合部；18 -電路基板的正極端子； 19-電路基板的負(fù)極端子；23-連接器；24 -彈性體；25-導(dǎo)電性條材；27 -安裝凹部；28-安裝部(安裝孔)；33 -支撐部件；35—水平片；36—通孔。
具體實施方式
第1實施方式圖1至圖7中表示的是本發(fā)明的電池組的第1實施方式。在圖2中，電池 組由作為可充放電的鋰電池等二次電池的干電池1、在干電池1的上表面?zhèn)扰?置的外包裝蓋2、在干電池1和外包裝蓋2之間配置的電路基板3、配置在干 電池1的上部并保持電路基板3的支架4、以及覆蓋這些構(gòu)成部件的外側(cè)面的 裝裱標(biāo)簽5 (參照圖5)等構(gòu)成。干電池1以有底扁平筒狀的外包裝罐6為基體，在其內(nèi)部收放電極體和電 解液，用封口板7封住外包裝罐6的上方開口而構(gòu)成。外包裝罐6由以鋁、鋁 合金、或者不銹鋼為原料的深拉深成型品構(gòu)成。同樣地，封口板7由以鋁或鋁 合金為原料的沖壓成形品構(gòu)成，以嵌入外包裝罐6的開口內(nèi)表面的狀態(tài)用激光 焊接固定。如圖2所示，在封口板7的上表面中央鼓出形成有負(fù)極端子8，在封口板 7的左右方向的一側(cè)端部(圖示例中為右側(cè)端)，起正極端子作用的塊片9設(shè) 置成鼓出狀。以下，把該塊片9稱為正極端子。負(fù)極端子8和正極端子9的上 表面高度設(shè)置成相等。此外，在封口板7上設(shè)有防爆用的開裂排放口 11和電 解液注入用的注液口 12。開裂排放口 11在干電池1的內(nèi)壓超過一定值時破裂 而釋放干電池l內(nèi)的氣體。注液口 12在電解液注入后被密封栓密封。外包裝蓋2由以熱可塑性塑料材料如聚碳酸脂為原料的平板狀的射出成 型品構(gòu)成。三個電極窗13在左右方向以固定的間隔設(shè)置。如圖3所示，在外 包裝蓋2的下表面的左右端部分別設(shè)有超聲波焊接用的凸?fàn)畹慕雍喜?4,在 下表面的前后周緣同樣設(shè)有超聲波焊接用的肋狀的接合部15。電路基板3由左右橫向長的長方形的印刷基板構(gòu)成，在其下表面?zhèn)劝惭b有 構(gòu)成保護電路的電子零部件，被樹脂模制件覆蓋。用符號17表示該模制件部 分。在模制件部分17的兩側(cè)分別設(shè)有正極端子18和負(fù)極端子19。在電路基
板3的上表面形成有三個外部輸出電極20。使外部輸出電極20的形成位置與 前面的電極窗13的形成位置對應(yīng)。外部輸出電極20之中，相鄰的兩個是正極 側(cè)以及負(fù)極側(cè)的輸出端子，剩下的一個是用于把控制信號送到前面的保護電路 的輸入端子。通過借助于該輸入端子把外部控制信號送到保護電路，能夠4巴充 電電流以及放電電流控制到適當(dāng)?shù)臓顟B(tài)而保護干電池1。干電池l的正負(fù)極端子8、 9與電路基板3的正負(fù)極端子18、 19之間組裝 有連接器23、 23。連接器23如圖4、圖6以及圖7所示那樣，是以絕緣性的 硅橡膠等彈性原料成型成立方體狀而成的彈性體24為基體，在該彈性體24 的外表面纏繞多根金屬細(xì)線(導(dǎo)電性的條材)25而成。在本實施方式中，各 金屬細(xì)線25的直徑尺寸設(shè)定為0.04mm (40nm)、纏繞間距設(shè)定為O.lmm。 連接器23的左右尺寸設(shè)定為3mm,在彈性體24上纏繞有30根金屬細(xì)線25 (附圖上示出了 7根金屬細(xì)線)。尤其是，用于一個連接器23的金屬細(xì)線25 的根數(shù)是根據(jù)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定的金屬細(xì)線25的直徑尺寸以及纏繞間距和連接器23 的左右尺寸而變動的值，并不限定于上述根數(shù)。使彈性體24的上下表面為水平面，各金屬細(xì)線25在縱向纏繞在包含上下 表面的四個面上。連接器23的前面做成向前方突出的突弧面。通過該突弧面， 金屬細(xì)線25在彈性體24的拐角部彎曲，能夠有效地防止破裂。在圖2中，支架4以由熱可塑性塑料材料例如聚碳酸脂為原料的左右橫向 長的四角柱狀塊體構(gòu)成，在支架4的上表面臺階狀地形成有用于嵌入安裝電路 基板3的安裝凹部27。在該安裝凹部27的左右兩個地方上下貫通狀地形成有 用于保持連接器23、 23不能浮動的安裝孔(安裝部)28、 28。在該安裝孔28、 28之間形成有與電路基板3的模制件部分17對應(yīng)的凹部29。此外，在各安裝 孔28的下端，形成有用于接受干電池l的正極端子9或負(fù)極端子8的凹欠部 30、 31,在安裝到封口板7上的狀態(tài)，除去該凹欠部30、 31的支架4的下表 面密著在封口板7的上表面。把以上那樣構(gòu)成的電路基板3、支架4以及連接器23、 23安裝到干電池l 上的話，電路基板3的正極端子18通過保持在一個安裝孔28內(nèi)的連接器23， 與位于凹欠部30內(nèi)的干電池l的正極端子9連接。此外，電路基板3的負(fù)極 端子19通過保持在另一個安裝孔28內(nèi)的連接器23,與位于凹欠部31內(nèi)的干電池1的負(fù)極端子8連接。在外包裝罐6的左右端面的上端部設(shè)有用于把外包裝罐2以及支架4固定 在干電池1上的支撐部件33、 33。支撐部件33是具備基端激光焊接在外包裝 罐6的左右端面上并向上方延伸的腳片34和在腳片34的自由端連續(xù)并向內(nèi)側(cè) 的水平方向折彎形成的水平片35的L字狀的沖壓金屬零件。在各水平片35 上上下貫通狀地形成有容許形成于外包裝罐2上的接合部14的插入的通孔 36。如上那樣構(gòu)成的本實施方式的電池組能夠按例如以下的順序的組裝。在干 電池1上預(yù)先固定有正極端子9以及支撐部件33。首先，在干電池1的上表面和水平片35之間放置支架4之后，把連接器 23掉入該支架4的安裝孔28中。此時的各連接器23的下表面與干電池1的 正極端子9或負(fù)極端子8的上表面接觸，同時，上半部從安裝孔28的上部邊 緣突出(參照圖3)。其次，把電路基板3嵌入安裝支架4的安裝凹部27。這樣，各連接器23 在上下方向被彈性壓縮。通過此時的彈性體24的彈性復(fù)原力， 一個連接器23 的上下表面與干電池1的正極端子9的上表面和電路基板3的正極端子18壓 接，另一個連接器23的上下表面與干電池1的負(fù)極端子8的上表面和電路基 板3的負(fù)極端子19壓接(參照圖4 )。并且，纏繞在彈性體24上的各金屬細(xì) 線25與干電池1以及電路基板3的正極端子9、 18或負(fù)極端子8、 19接觸(參 照圖6以及圖7)。安裝了電路基板3之后，用超聲波焊接把覆蓋它的外包裝蓋2與支架4 一 體化。詳細(xì)地說，把外包裝蓋2的左右兩端的接合部14從上方插入支撐部件 33的通孔36，把外包裝蓋2放置到支架4上后，用超聲波焊接接合固定外包 裝蓋2的接合部14、 15的前端部和支架4的外表面。這樣，外包裝蓋2和支 架4相對于一對支撐部件33、 33被固定。最后，粘貼裝裱標(biāo)簽5，完成電池 組的組裝。如上所述，在本實施方式中，由于使連接器23以彈性原料成形為大致立 方體形狀而成的彈性體24為基體，所以把該連接器23組裝到干電池1上時， 通過該彈性體24的彈性復(fù)原力，能夠使連接器23壓接在干電池1以及電路基
板3的正極端子9、 18或負(fù)極端子8、 19之間，能夠使連接器23的上下表面 強力地與這些端子8、 9、 18、 19接觸。這樣，由于4是高了干電池1以及電蹈" 基板3的正負(fù)極端子8、 9、 18、 19與連接器23的相對面的接觸性，提高兩者 1、 3間的電連接性，從而能夠得到抑制了震顫的發(fā)生，且可靠性優(yōu)良的電池 組。不需要連接器23與正負(fù)極端子8、 9、 18、 19的焊接作業(yè)，不用擔(dān)心焊接 不良導(dǎo)致的連接不良。由于彈性體本身是彈性變形的形態(tài)，與板簧狀的連接器相比，容易使連接器本身小尺寸化，同時得到大的彈性變性范圍。因此，難以受到連接器本身的 零部件精度或端子間的相對間隔精度、組裝精度等的影響，能夠得到端子間的 穩(wěn)定的電連接狀態(tài)。對于壓縮線圈形或板簧形的連接器，在搬運時等，連接器之間易于纏在一 起，從纏在一起狀態(tài)解除到分開的狀態(tài)比什么都困難，難以實現(xiàn)電池組組裝作 業(yè)的全自動化。對此，在本實施方式中，用將彈性原料形成為大致立方體形狀 而成的彈性體24形成連接器23的話，在搬運時等，連接器23之間不會纏在 一起， 一個個地拾起該連接器23,容易組裝到所定位置。因此，能夠使電池 組的組裝作業(yè)全自動化而能夠為降低電池組的制造成本作貢獻。第2實施方式圖8以及圖9所示的是本發(fā)明的電池組的第2實施方式。在此，使兩個連 接器23a、 23b的上下高度(上下尺寸)不同這一點與前面的第1實施方式不 同。具體地說，在第1實施方式中，排列以對齊干電池l的正負(fù)極端子的高度 位置為目的而配置的塊片9，同時，使連接干電池1和電路基板3的正極端子 之間的連接器23a的上下尺寸比連接負(fù)極端子之間的連接器23b更大。此外， 省略支架4的安裝孔28的下端的凹欠部30。此外都與前面的第1實施方式相 同，同樣的部件給與相同的符號，省略其說明。此外，由該第2實施方式也可 得到與前面的第1實施方式相同的作用效果。第3實施方式圖10以及圖11所示的是本發(fā)明的電池組的第3實施方式。在此，從前面 的第1實施方式排列支撐部件33、 33,用雙面膠帶40把支架4固定在干電池 1的上表面(封口板7的上表面)。雙面膠帶40的前后左右尺寸設(shè)定成比干電
池1的上表面的相應(yīng)尺寸稍小，在雙面膠帶40的中央和左右方向的一側(cè)端部 (圖示例中為右側(cè)端)分別設(shè)有用于使負(fù)極端子8或塊片(正極端子)9露出 于上方的開口 41、 42。此外都與前面的第1實施方式相同，同樣的部件給與 相同的符號，省略其說明。此外，由該第3實施方式也可得到與前面的第1 實施方式相同的作用效果。此外，作為第3實施方式的變形例，對于支架4相對于干電池1的上表面 的固定，可以采用例如激光焊接等任意的接合方法。第1以及第3實施方式中 的塊片9也可以固定在電路基板3 —側(cè)。
權(quán)利要求
1. 一種電池組，在配置于干電池上端的外包裝蓋內(nèi)部配置有安裝了控制充放電電流的保護電路的電路基板，其特征在于，形成于上述干電池上表面的正·負(fù)極端子和形成于上述電路基板的與干電池的相對面的正·負(fù)極端子之間由連接器電連接，上述連接器是將彈性原料成形為多面體狀而成的彈性體，至少該彈性體的上下表面之間被電連接，通過上述彈性體的彈性復(fù)原力，上述連接器的上下表面被壓接在上述干電池及上述電路基板相對的正負(fù)極端子之間。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其特征在于， 上述連接器包含纏繞在上述彈性體外表面的多根導(dǎo)電性條材。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池組，其特征在于， 在上述外包裝蓋和上述干電池之間配置有支架，在該支架的上表面配置有上述電路基板，在上述支架上設(shè)有不能浮動地保持上述連接器的安裝部、和用于嵌入上述 電路基板來安裝的安裝凹部。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池組，其特征在于，樹脂制的外包裝蓋用超聲波焊接相對于樹脂制的支架接合固定。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池組，其特征在于， 在上述外包裝蓋的與上述支架的相對面上設(shè)有凸?fàn)畹慕雍喜浚?通過用超聲波焊接將上述接合部和上述支架的外表面一體化，上述外包裝蓋相對于上述支架被接合固定。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池組，其特征在于，在上述干電池的上端部設(shè)有用于固定上述外包裝蓋以及上述支架的支撐 部件，上述支撐部件是L字形的沖壓金屬零件，該L字形的沖壓金屬零件具備 在垂直方向上延伸的腳片、和在該腳片的自由端連續(xù)并向水平方向折彎而形成 的水平片，在上述水平片上形成有容許上述接合部的插入的通孔，在上述干電池的上表面和上述水平片之間配置有上述支架和上述電路基板，通過用超聲波焊接將插入上述通孔的上述接合部的前端部和上述支架的 外表面一體化，上述外包裝蓋和上述支架相對于上述支撐部件被固定。
全文摘要
本發(fā)明涉及電池組。本發(fā)明的課題是不受連接器本身的零部件精度和端子間的相對間隔精度等的影響，可靠地電連接干電池和電路基板之間。解決方法是形成于干電池(1)上表面的正負(fù)極端子(8、9)和形成于電路基板(3)與干電池(1)的相對面上的正負(fù)極端子(18、19)之間由連接器(23)電連接。連接器(23)是把彈性原料成形為多面體狀而成的彈性體(24)，至少彈性體(24)的上下表面之間被電連接。通過彈性體(24)的彈性復(fù)原力，連接器(23)的上下表面被壓接在干電池(1)及電路基板(3)相對正負(fù)極端子(8、9、18、19)之間。連接器(23)包含纏繞在彈性體(24)外表面的多根導(dǎo)電性條材(25)。
文檔編號H01M2/20GK101399326SQ20081021533
公開日2009年4月1日 申請日期2008年9月5日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者山本宏, 赤土修, 隅田孝志 申請人:日立麥克賽爾株式會社