本發(fā)明涉及將多個薄型電池配置于同一平面并且聯(lián)結(jié)為一體構(gòu)造而成的電池組。
背景技術(shù):
電池組能夠?qū)⒍鄠€電池串聯(lián)連接來提高輸出電壓,并聯(lián)連接來增大輸出電流、電池容量。電池組為了成為最適于所使用的電氣設(shè)備的電壓、電流、電池容量,而將多個薄型電池串聯(lián)或并聯(lián)連接。近年來,作為特別常用的用途的智能手機、平板電腦等便攜設(shè)備,需要薄而且電壓、電流、電池容量較大的電池組。用于這種用途的電池組,為了使整體變薄,而需要將多個薄型電池配置于同一平面來串聯(lián)或并聯(lián)連接。該用途的電池組將多個薄型電池收納在框架并用標(biāo)簽進行固定。該構(gòu)造的電池組因為用標(biāo)簽將薄型電池固定在框架,所以存在難以將許多的薄型電池牢固地固定在規(guī)定位置的缺點。特別是該電池組由于用標(biāo)簽將薄型電池固定在框架,因而還存在難以將許多的薄型電池可靠地在規(guī)定位置固定于框架的缺點。
進而,以上的電池組還存在如下缺點:因為將各個薄型電池連接于電路基板使得能夠配置在框架的內(nèi)側(cè)而成為電池組合,并將該電池組合配置在框架的內(nèi)側(cè)用標(biāo)簽進行固定,所以在電池組合的制作和將其配置在框架的內(nèi)側(cè)用標(biāo)簽進行固定很花費工夫從而制造成本變高。而且此外,將大量的薄型電池配置在同一平面的電池組還存在如下缺點:難以將全部薄型電池準(zhǔn)確地聯(lián)結(jié)在同一平面,容易翹曲。
另外,開發(fā)了一種電池組,將薄型電池固定在對電路基板等進行了嵌件成型的樹脂模制部(參照專利文獻1以及2)。該電池組,將薄型電池、電路基板臨時固定在模具的成型室,在成型室注入熔融樹脂后,使熔融樹脂在成型室冷卻固化而形成樹脂模制部,從模具取出固化了的樹脂模制部,在樹脂模制部對電路基板進行嵌件成型來將薄型電池固定在規(guī)定位置。
在先技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:jp特開2002-260621號公報
專利文獻2:jp特開2011-96434號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
認為用樹脂模制部聯(lián)結(jié)多個薄型電池從而能夠?qū)⒍鄠€薄型電池配置為平面狀。但是,僅利用樹脂模制部聯(lián)結(jié)了多個薄型電池的電池組存在如下缺點:利用樹脂模制部難以牢固地聯(lián)結(jié)多個薄型電池,不能將連接大量的薄型電池而成的薄且大的電池組實用化。
本發(fā)明以解決該缺點為目的而開發(fā)。本發(fā)明的重要目的在于提供一種電池組,能夠用樹脂模制部牢固地聯(lián)結(jié)多個薄型電池并且能夠?qū)⑷勘⌒碗姵責(zé)o翹曲地配置在同一平面進行聯(lián)結(jié)。
本發(fā)明的電池組具有:多個薄型電池1、21、31;與薄型電池1、21、31各自電連接的一個電路基板3、23、33;和埋設(shè)了電路基板3、23、33的樹脂模制部2、22、32。薄型電池1、21、31的至少一個以上配置在端子面1a、21a、31a與電路基板3、23、33對置的位置。而且,樹脂模制部2、22、32埋設(shè)薄型電池1、21、31的端子面1a、21a、31a和電路基板3、23、33,從而將各個薄型電池1、21、31配置在同一平面,并且以與薄型電池1、21、31的兩面平行的姿勢將電路基板3、23、33聯(lián)結(jié)固定為一體構(gòu)造。
另外,在本說明書中,所謂電路基板與薄型電池的兩面平行的姿勢,不僅包括電路基板與薄型電池兩面完全平行的姿勢,還包括電路基板與薄型電池兩面的角度為30度以下,兩者實質(zhì)上平行的姿勢。
根據(jù)本發(fā)明的電池組,薄型電池1、21、31能夠具有埋設(shè)在樹脂模制部2、22、32的錨定部4。
根據(jù)本發(fā)明的電池組,錨定部4能夠設(shè)為固定在薄型電池1、21、31的電極端子13的導(dǎo)板14。
根據(jù)本發(fā)明的電池組,能夠在樹脂模制部2、22、32一體成型地設(shè)置沿薄型電池1、21、31的兩面延伸的一對搭接部2a,將薄型電池1、21、31配置在一對搭接部2a之間,對薄型電池1、21、31進行嵌件成型而固定于樹脂模制部2、22、32。
根據(jù)本發(fā)明的電池組,能夠?qū)⒋罱硬?a的厚度(d)設(shè)為0.1mm以上且0.5mm以下,將搭接部2a的橫向?qū)挾?w)設(shè)為1mm以上且5mm以下。
根據(jù)本發(fā)明的電池組,能夠?qū)渲V撇?、22、32和薄型電池1、21、31的兩面配置在同一平面。
根據(jù)本發(fā)明的電池組,能夠?qū)⒈⌒碗姵?、31配設(shè)在電路基板3、33的兩側(cè),將配設(shè)在薄型電池1、31之間的電路基板3、33埋設(shè)在樹脂模制部2、32,埋設(shè)了電路基板3、33的樹脂模制部2、32將配置在同一平面的各個薄型電池1、31固定在電路基板3、33的兩側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的電池組,能夠在電路基板23的單側(cè)并且沿電路基板23的長邊方向排列配設(shè)各個薄型電池21,埋設(shè)了電路基板23的樹脂模制部22將配置在同一平面的各個薄型電池21固定在電路基板23的單側(cè)。
根據(jù)本發(fā)明的電池組,能夠具備將一端聯(lián)結(jié)在電路基板3、23、33且將另一端從樹脂模制部2、22、32引出到外部的多個引出線5、和將引出線5配置在規(guī)定位置的導(dǎo)線保持器6,將導(dǎo)線保持器6嵌件成型地固定在樹脂模制部2、22、32,在使將引出線5引出到外部的引出面6a露出于樹脂模制部2、22、32的表面的狀態(tài)下,將導(dǎo)線保持器6嵌件成型地固定在樹脂模制部2、22、32。
根據(jù)本發(fā)明的電池組,能夠具備將一端聯(lián)結(jié)在電路基板3、23、33且將另一端從樹脂模制部2、22、32引出到外部的多個引出線5,樹脂模制部2、22、32具有:將引出線5嵌件成型地固定在電路基板3、23、33的規(guī)定位置的第1樹脂模制部2a;和將由第1樹脂模制部2a將引出線5配置在規(guī)定位置的電路基板3、23、33嵌件成型地配置在規(guī)定位置,并且將各個薄型電池1、21、31配置在同一平面并聯(lián)結(jié)在規(guī)定位置的第2樹脂模制部2b。
根據(jù)本發(fā)明的電池組,能夠在電路基板3、23、33固定電子部件,將固定了該電子部件的電路基板3、23、33在第1樹脂模制部2a嵌件成型地配置在規(guī)定位置。
根據(jù)本發(fā)明的電池組,能夠?qū)⑴渲迷谙噜彽谋⌒碗姵?、21、31之間的安全部件16或者溫度傳感器17固定在電路基板3、23、33,在樹脂模制部2、22、32埋設(shè)溫度傳感器17,由一個安全部件16或者溫度傳感器17來檢測多個薄型電池1、21、31的溫度。
本發(fā)明的電池組的特征在于,在電路基板3固定安全部件16或者溫度傳感器17,在樹脂模制部2埋設(shè)安全部件16或者溫度傳感器17,在安全部件16或者溫度傳感器17的周圍具有樹脂槽51、52。
本發(fā)明的電池組的特征在于,在電路基板3具備:測量電池組500的溫度的熱敏元件16a;切斷來自薄型電池1的電流的電流熔斷器16b;和在由熱敏元件16a測量到異常溫度時使電流熔斷器16b斷開的控制部16c,
在連接控制部16c和熱敏元件16a的布線具有熱敏元件16a短路的連接點71。
本發(fā)明的電池組具有如下特征:能夠由樹脂模制部牢固地聯(lián)結(jié)多個薄型電池,并且能夠使全部薄型電池?zé)o翹曲地配置在同一平面來進行聯(lián)結(jié)。這是因為,本發(fā)明的電池組將薄型電池的至少一個以上配置在端子面與電路基板對置的位置,樹脂模制部將電路基板以與薄型電池平行的姿勢進行埋設(shè)從而作為骨架的中心進行埋設(shè),牢固地聯(lián)結(jié)薄型電池的端子面以使得不脫落。而且,本發(fā)明的電池組能夠在薄型電池設(shè)置錨定部。該電池組能夠?qū)⒃撳^定部埋設(shè)在樹脂模制部從而將薄型電池牢固地聯(lián)結(jié)在樹脂模制部使得不脫落。進而,以沿所聯(lián)結(jié)的薄型電池的排列方向延伸的姿勢將電路基板埋設(shè)于樹脂模制部,由電路基板增強了樹脂模制部。
此外,本發(fā)明的電池組在模具的規(guī)定位置臨時固定多個薄型電池,將各個薄型電池配置在同一平面,在該狀態(tài)下在模具的成型室注入熔融樹脂來成型樹脂模制部,并將電路基板和薄型電池嵌件成型地固定在樹脂模制部,所以因為將各個薄型電池準(zhǔn)確地配置在同一平面,并且保持為將薄型電池配置在同一平面的狀態(tài)來成型樹脂模制部,因而通過埋設(shè)電路基板而被增強、以不脫落的狀態(tài)與薄型電池聯(lián)結(jié)的樹脂模制部,從而將薄型電池聯(lián)結(jié)在規(guī)定位置,所以能夠?qū)崿F(xiàn)如下特征,即,能夠聯(lián)結(jié)許多的薄型電池并且使整體無翹曲地制作。
進而此外,在將多個薄型電池配置在同一平面的同時無需如以往的電池組那樣使用框架,能夠省略框架而降低部件成本。此外,在成型樹脂模制部的工序中,能夠?qū)⒈⌒碗姵匾酝獾娜侩娮硬考惭b在電路基板,將包括電路基板和薄型電池的全部零件固定在規(guī)定位置,所以還實現(xiàn)能夠簡化組裝工作而降低制造成本的特征。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的一實施例所涉及的電池組的立體圖。
圖2是圖1所示的電池組的分解立體圖。
圖3是本發(fā)明的其他實施例所涉及的電池組的立體圖。
圖4是圖1所示的電池組的iv-iv線剖視圖。
圖5是表示以往的電池組制造工序中模具夾著引出線進行合模的狀態(tài)的分解主視圖。
圖6是圖1所示的電池組的導(dǎo)線保持器的水平剖視圖。
圖7是表示圖1所示的電池組的制造工序中模具夾著導(dǎo)線保持器進行合模的狀態(tài)的分解主視圖。
圖8是本發(fā)明的其他實施例所涉及的電池組的立體圖。
圖9是表示圖8所示的電池組的薄型電池和電路基板的連接構(gòu)造的放大立體圖。
圖10是本發(fā)明的其他實施例所涉及的電池組的立體圖。
圖11是表示本發(fā)明的其他實施例所涉及的電池組的熔融樹脂的流動的圖。
圖12是圖10所示的電池組的xii-xii線剖視圖。
圖13是本發(fā)明的其他實施例所涉及的電池組的電路圖。
具體實施方式
以下,基于附圖來說明本發(fā)明的實施例。但是,以下所示的實施例,例示用于使本發(fā)明的技術(shù)思想具體化的電池組,本發(fā)明不將電池組限定為以下的示例。而且,該說明書絕非將權(quán)利要求書中所示的構(gòu)件限定為實施例的構(gòu)件。
圖1至圖3所示的電池組100、200具有:多個薄型電池1、21;與各個薄型電池1、21電連接的電路基板3、23;和埋設(shè)了電路基板3、23的模具成型的樹脂模制部2、22。這些圖中所示的電池組100、200,將多個薄型電池1的端子面1a、21a配置在與電路基板3、23對置的位置,利用埋設(shè)了電路基板3、23的樹脂模制部2、22聯(lián)結(jié)了配置在同一平面的多個薄型電池1、21。
薄型電池1是用封口板12氣密地堵塞了金屬制的外包裝罐11的開口部的方形電池。但是,對于薄型電池1,不僅可以使用方形電池,還可以使用在塑料制的外包裝膜的內(nèi)部配置了電極的層疊電池。薄型電池1是厚度為3mm~10mm的鋰離子電池。但是,薄型電池1可以采用鎳氫電池等能夠充電的其他全部二次電池。圖中所示的方形電池將外包裝罐11的兩側(cè)設(shè)為彎曲面。將薄型電池1設(shè)為鋰離子電池的電池組100能夠增大整體的電池容量。薄型電池1在設(shè)置了電極端子13的端子面1a的封口板12設(shè)置了安全閥(未圖示)。安全閥在內(nèi)壓高于設(shè)定壓力時開閥,排出內(nèi)部的氣體等,防止內(nèi)壓上升。此外,薄型電池1的安全閥也可以設(shè)置在外包裝罐11。在該情況下,在樹脂模制部2、22埋設(shè)了封口板12的電池組100、200能夠容易地從外包裝罐11的側(cè)面排出內(nèi)部的氣體等。
薄型電池1在埋設(shè)于樹脂模制部2的端子面1a設(shè)置有錨定部4。圖2的分解立體圖和圖4的剖視圖所示的薄型電池1,使外包裝罐11的開口緣從封口板12的表面突出,在封口板12的外周設(shè)置環(huán)狀的肋材(rib)而設(shè)置了錨定部4。該薄型電池1將外包裝罐11的開口緣作為錨定部4埋設(shè)在樹脂模制部2,從而將薄型電池1牢固地聯(lián)結(jié)于樹脂模制部2。而且,圖4所示的薄型電池1將焊接在作為電極端子13的凸部電極13a的導(dǎo)板14作為錨定部4,而埋設(shè)在樹脂模制部2。導(dǎo)板14彎折為l字狀,將一端固定在薄型電池1的凸部電極13a,將另一端固定在電路基板3。l字狀的導(dǎo)板14將從凸部電極13a向電路基板3突出的部分埋設(shè)在樹脂模制部2從而不脫落地聯(lián)結(jié)于樹脂模制部2。進而,圖4的剖視圖所示的導(dǎo)板14設(shè)置向凸部電極13a的外周突出的突出部14a,將該突出部14a埋設(shè)在樹脂模制部2從而更牢固地聯(lián)結(jié)于樹脂模制部2。圖4的導(dǎo)板14將導(dǎo)板14延長而在凸部電極13a的下側(cè)設(shè)置了突出部14a,但是也可以使導(dǎo)板14的橫向?qū)挾缺韧共侩姌O13a寬,從而在凸部電極13a的橫側(cè)設(shè)置突出部,將其埋設(shè)在樹脂模制部2。
此外,對于錨定部4,除了薄型電池1的外包裝罐11的開口緣、導(dǎo)板14之外,還可以進一步在薄型電池1的端子面1a設(shè)置與電路基板3電絕緣的錨定板15。在該情況下,在沒有導(dǎo)板14的位置,能夠更牢固地聯(lián)結(jié)薄型電池1和樹脂模制部2。錨定板15通過在其與電路基板3之間介入樹脂模制部2,或者由用雙面膠帶粘貼在封口板12的塑料板等絕緣件形成,從而進行絕緣。尤其在用塑料板等絕緣件形成錨定板15的情況下,通過將錨定板15的一端固定在封口板12,并且將另一端固定在電路基板3,從而能夠提高薄型電池1與電路基板3的聯(lián)結(jié)強度,通過將固定在電路基板3的錨定板15埋設(shè)在樹脂模制部2,從而能夠更牢固地聯(lián)結(jié)薄型電池1和樹脂模制部2。
聯(lián)結(jié)了導(dǎo)板14的電路基板3,安裝了實現(xiàn)薄型電池1的保護電路等的電子部件。保護電路檢測薄型電池1的溫度、電壓,控制充放電的電流。為了實現(xiàn)該功能,電路基板3安裝了:檢測薄型電池1的電壓的電壓檢測電路(未圖示);保護薄型電池1的斷路器、ptc元件、熔斷器等安全部件16;檢測薄型電池1的溫度的溫度傳感器17;為安全部件16之一,控制薄型電池1的電流的fet(fieldeffecttransistor:場效應(yīng)晶體管)等半導(dǎo)體開關(guān)元件(未圖示)。安全部件16檢測全部薄型電池1的溫度,若任意薄型電池1的溫度高于設(shè)定溫度,則切斷電流。此外,溫度傳感器17檢測全部薄型電池1的溫度,若任意薄型電池1的溫度高于設(shè)定溫度,則將開關(guān)元件切換為斷開而切斷電流。
圖2所示的電池組100,將安全部件16配置于在兩側(cè)配置了薄型電池1的電路基板3的端部,用一個安全部件16檢測兩側(cè)的薄型電池1的溫度。安全部件16埋設(shè)在樹脂模制部2,配置為通過樹脂模制部2與兩側(cè)的薄型電池1熱耦合狀態(tài)。此外,圖4的剖視圖所示的電池組100,將溫度傳感器17配置于在兩側(cè)配置了薄型電池1的電路基板3的中央部,用一個溫度傳感器17檢測兩側(cè)的薄型電池1的溫度。溫度傳感器17埋設(shè)在樹脂模制部2,配置為通過樹脂模制部2與兩側(cè)的薄型電池1熱耦合狀態(tài)。該電池組100能夠利用一個安全部件16或者一個溫度傳感器17來檢測兩側(cè)的薄型電池1的溫度,所以具有能夠減少安全部件16或者溫度傳感器17的數(shù)量的特征。此外,因為將安全部件16或者溫度傳感器17安裝在電路基板3,所以不需要將安全部件16或者溫度傳感器17用導(dǎo)線與薄型電池1進行連接,具有能夠簡化組裝工序的特征。
如圖4的剖視圖所示,電池組100將電路基板3埋設(shè)在樹脂模制部2,所以fet等半導(dǎo)體開關(guān)元件也埋設(shè)在樹脂模制部2。該構(gòu)造能夠使半導(dǎo)體開關(guān)元件的發(fā)熱傳導(dǎo)到樹脂模制部2來進行散熱。因此,樹脂模制部2吸收半導(dǎo)體開關(guān)元件的發(fā)熱來減小溫度上升,進而將所吸收的熱能從表面散熱,從而減小半導(dǎo)體開關(guān)元件的溫度上升。此外,圖4的電池組100因為將電路基板3和薄型電池1的端子面1a埋設(shè)在樹脂模制部2,所以還具有能夠使電路基板3和薄型電池1的端子面1a成為防水構(gòu)造的特征。
電路基板3、23是用玻璃纖維進行了增強的環(huán)氧樹脂,與樹脂模制部2、22相比較具有充分的強度。該電路基板3、23埋設(shè)在樹脂模制部2、22,增強樹脂模制部2、22。尤其電路基板3、23以沿薄型電池1、21的排列方向延伸的姿勢埋設(shè)在樹脂模制部2、22,從而增強樹脂模制部2、22的抗彎強度。以沿薄型電池1、21的排列方向延伸的姿勢埋設(shè)在樹脂模制部2、22的電路基板3、23,理想而言如圖4以及圖3所示,配置為與薄型電池1、21的兩面平行的姿勢。但是,電路基板3、23不局限于一定與薄型電池1、21的兩面平行的姿勢,也可以以相對于薄型電池1、21的兩面傾斜的姿勢、例如以30度以下的角度傾斜的姿勢進行埋設(shè)。即,電路基板和薄型電池兩面不僅能夠配置為完全平行的姿勢,也可以配置為相對于薄型電池的兩面而言電路基板的傾斜角度為30度以下即兩者實質(zhì)上平行的姿勢。由電路基板3、23增強的樹脂模制部2、22將各個薄型電池1、21配置在同一平面而聯(lián)結(jié)為一體構(gòu)造。該電池組100、200通過樹脂模制部2、22將多個薄型電池1、21聯(lián)結(jié)為一體構(gòu)造,所以樹脂模制部2、22的強度尤其是抗彎強度很重要。
樹脂模制部2、22將電路基板3、23和薄型電池1、21臨時固定在模具的規(guī)定位置,在模具的成型室注入熔融樹脂而成型。樹脂模制部2、22埋設(shè)電路基板3、23,將電路基板3、23和各個薄型電池1、21進行嵌件成型而在規(guī)定位置進行聯(lián)結(jié)并固定。對于樹脂模制部2、22,對熱塑性樹脂進行加熱,在熔融狀態(tài)下注入模具的成型室而成型。樹脂模制部2、22的熱塑性樹脂使用能夠加熱到低溫并以低壓注入成型室來成型的樹脂,例如,聚酰胺樹脂、聚烯烴系或聚氨酯系的熱塑性樹脂。以低溫低壓注入到成型室的樹脂,具有不會對薄型電池1、21、電路基板3、23的安裝部件造成熱所引起的不良影響的特征。聚烯烴系的樹脂與聚酰胺樹脂相比,機械強度較高,所以具有能夠更牢固地聯(lián)結(jié)薄型電池1、21的特征。聚酰胺樹脂與聚烯烴系的樹脂相比,使用溫度范圍較寬為-40℃~150℃,所以具有即使在薄型電池1、21在使用過程中成為高溫的情況下也能夠牢固地聯(lián)結(jié)的特征。注入到模具的成型室的熔融樹脂埋設(shè)電路基板3、23,埋設(shè)薄型電池1、21的端子面1a、21a,從而對它們進行嵌件成型而固定在規(guī)定位置。
圖4的樹脂模制部2一體成型地設(shè)置了在薄型電池1的兩面延伸的搭接部2a。搭接部2a緊貼在薄型電池1的兩面將樹脂模制部2牢固地聯(lián)結(jié)于薄型電池1。搭接部2a設(shè)置在薄型電池1的端子面1a的附近,聯(lián)結(jié)于樹脂模制部2。搭接部2a減少從薄型電池1的表面的突出量,例如使厚度(d)為0.1mm以上且0.5mm以下,使橫向?qū)挾?w)為1mm以上且5mm以下,使得能夠牢固地聯(lián)結(jié)薄型電池1。該電池組100將薄型電池1配置在一對搭接部2a之間,使搭接部2a緊貼在薄型電池1從而將薄型電池1嵌件成型地固定在樹脂模制部2。即,緊貼在薄型電池1的兩面的一對搭接部2a以從兩面保持薄型電池1的狀態(tài)聯(lián)結(jié)于樹脂模制部2。
圖4的電池組100將樹脂模制部2和薄型電池1的兩面配置在同一平面。搭接部2a從薄型電池1的表面稍微突出,但是因為伴隨重復(fù)充放電,薄型電池1的中央部會以厚度的約5%的比例向一側(cè)膨脹,所以使搭接部2a的厚度(d)如前所述減薄至0.5mm(=10mm×5%)以下,設(shè)為被薄型電池1的膨脹吸收的厚度。此外,因為薄型電池1從封口板12不會膨脹到5mm左右,所以將搭接部2a的橫向?qū)挾?w)如前所述設(shè)為5mm以下,將搭接部2a配置在薄型電池1不膨脹的區(qū)域。該電池組100用搭接部2a牢固地聯(lián)結(jié)于樹脂模制部2,同時實質(zhì)上沒有增加厚度。
圖1、圖2以及圖4的電池組100將薄型電池1配設(shè)在電路基板3的兩側(cè),將薄型電池1之間的電路基板3埋設(shè)在樹脂模制部2,利用樹脂模制部2來聯(lián)結(jié)配置于同一平面的各個薄型電池1。該電池組100在電路基板3的兩側(cè)聯(lián)結(jié)薄型電池1,所以全長會變?yōu)橐粋€薄型電池1的2倍,但是因為聯(lián)結(jié)兩側(cè)的薄型電池1的樹脂模制部2具有充分的抗彎強度,所以具有優(yōu)異的強度。此外,圖3的電池組200將電路基板23設(shè)為細長的長方形,沿著電路基板23的單側(cè)在其長邊方向上排列配設(shè)多個薄型電池21,從而利用埋設(shè)電路基板23的樹脂模制部22,來聯(lián)結(jié)配置于同一平面的各個薄型電池21。該電池組200因為在電路基板23的長邊方向上排列多個薄型電池21所以該方向上變長,但是因為埋設(shè)的電路基板23提高樹脂模制部22的抗彎強度,所以通過樹脂模制部22能夠使電池組整體成為強韌的構(gòu)造。
進而,雖然沒有進行圖示,但是電池組100、200用外包裝膜來包覆了薄型電池1、21的周圍。圖1的電池組100用外包裝膜包覆了各個薄型電池1的周圍。圖3的電池組200將橫向排列的多個薄型電池21一體地用外包裝膜進行了包覆并進行了聯(lián)結(jié)。該外包裝膜通過跨越薄型電池1、21與樹脂模制部2、22的邊界部分來進行包覆,從而能夠增強薄型電池1、21與樹脂模制部2、22的聯(lián)結(jié)強度。
電路基板3、23連接多個引出線5并將其引出到外部。引出線5包括正負的電力線5a和信號線5b,與設(shè)置電池組100、200的設(shè)備的連接器直接連接。具有引出線的電池組不需要在電池組設(shè)置連接器并將導(dǎo)線連接于該連接器。因此,不需要用連接器連接電池組和導(dǎo)線,能夠防止連接器的接觸不良等弊害。但是,對于在電路基板連接多個引出線并且將其從樹脂模制部引出到外部的電池組而言,對電路基板進行嵌件成型的樹脂模制部的成型變得困難,在該工序產(chǎn)生不良品的概率升高。這是因為在臨時固定電路基板來關(guān)閉模具時,引出線被模具夾住而損傷。
圖5是表示以往的電池組制造工序中模具40夾住引出線5進行合模的狀態(tài)的主視圖。模具40需要由上下的模具40夾住引出線5來密閉成型室,使得不泄漏所注入的熔融樹脂。連接于電路基板的引出線5在臨時固定于模具40的狀態(tài)下引出到成型室的外部,所以需要進行合模,使得模具40與引出線5之間不形成間隙。為了實現(xiàn)該功能,圖5的模具40在下模40a設(shè)置了引導(dǎo)引出線5的多列引導(dǎo)槽41。引導(dǎo)槽41使槽底為與引出線5一致的半圓狀。上模40b設(shè)置插入到引導(dǎo)槽41的多列凸條42,使凸條42的前端面為半圓狀。該模具40將引出線5放入引導(dǎo)槽41并配置在規(guī)定位置,在引導(dǎo)槽41插入凸條42,由上模40b和下模40a上下夾著引出線5,使模具40緊貼在引出線5的表面。
圖5的模具40將引出線5引導(dǎo)到將上表面設(shè)為梳形的下模40a的引導(dǎo)槽41,將上模40b密閉到下模40a,從而無間隙地將引出線5從成型室引出,但是在合模的狀態(tài)下,有時引出線5夾在上模40b與下模40a之間發(fā)生損傷。若模具40夾著引出線5來成型樹脂模制部,則熔融樹脂從引出線5與模具40之間泄漏,或者由模具40夾著的引出線5損傷,導(dǎo)致電池組變?yōu)椴涣计?。若在該工序產(chǎn)生不良品,則包含薄型電池在內(nèi)的全部部件均不可使用,所以經(jīng)濟上的損失極大。
為了防止以上的弊害,圖1和圖2的電池組100具備將引出線5配置在規(guī)定位置的導(dǎo)線保持器6。導(dǎo)線保持器6例如以嵌合構(gòu)造聯(lián)結(jié)并固定在電路基板3的規(guī)定位置。導(dǎo)線保持器6設(shè)置了將各個引出線5分別單獨插入而配置在規(guī)定位置的插入孔7。如圖6的剖視圖所示,插入孔7設(shè)置了插入引出線5的芯線5a的芯線孔7a和無間隙地插入引出線5的外皮5b的引導(dǎo)孔7b。芯線孔7a使內(nèi)徑小于引導(dǎo)孔7b,使得能夠插入芯線5a而不能插入外皮5b。引導(dǎo)孔7b使內(nèi)徑與引出線5的外徑大致相等,使得能夠插入引出線5的外皮5b而緊貼。圖6的引導(dǎo)孔7b將開口部擴展為錐狀,從而成為能夠順利地插入引出線5的形狀。
圖2的導(dǎo)線保持器6由上下進行了2分割的第1保持器6a和第2保持器6b構(gòu)成。該導(dǎo)線保持器6被2分割為沿軸向切割彼此相鄰的多個插入孔7。如圖6的剖視圖所示,第1保持器6a和第2保持器6b在各個對置面設(shè)置了形成芯線孔7a的槽部和形成引導(dǎo)孔7b的槽部,使得在將第1保持器6a和第2保持器6b彼此聯(lián)結(jié)的狀態(tài)下形成芯線孔7a和引導(dǎo)孔7b。導(dǎo)線保持器6構(gòu)成為能夠利用嵌合構(gòu)造對第1保持器6a和第2保持器6b進行定位的同時將第1保持器6a和第2保持器6b進行聯(lián)結(jié)。第1保持器6a和第2保持器6b在一個對置面設(shè)置嵌合凸部18,并且在另一個對置面設(shè)置嵌入嵌合凸部18的嵌合凹部19,通過使嵌合凸部18嵌入該嵌合凹部19,從而能夠在準(zhǔn)確的位置進行聯(lián)結(jié)。導(dǎo)線保持器6例如在將引出線5的芯線5a引導(dǎo)在第1保持器6a的形成芯線孔7a的槽部,并且將引出線5的外皮5b引導(dǎo)在形成引導(dǎo)孔7b的槽部的狀態(tài)下聯(lián)結(jié)第2保持器6b,由此能夠?qū)⒍鄠€引出線5的芯線5a和外皮5b簡單且準(zhǔn)確地配置到插入孔7。第1保持器6a和第2保持器6b通過粘結(jié)并固定、或者將嵌合凸部18壓入嵌合凹部19的構(gòu)造,從而能夠進行聯(lián)結(jié)使得不脫落。
在電路基板3聯(lián)結(jié)了導(dǎo)線保持器6的電池組通過以下工序來組裝。
1.將導(dǎo)線保持器6的第1保持器6a聯(lián)結(jié)于電路基板3,將引出線5引導(dǎo)到第1保持器6a的插入孔7。之后,將第2保持器6b聯(lián)結(jié)到第1保持器6a從而將多個引出線5配置在電路基板3的規(guī)定位置。但是,導(dǎo)線保持器6也可以在將引出線5引導(dǎo)到第1保持器6a的各個插入孔7,并且聯(lián)結(jié)第2保持器6b將多個引出線5配置在規(guī)定位置之后,聯(lián)結(jié)到電路基板3的規(guī)定位置。在以上的狀態(tài)下,引出線5的芯線5a利用焊接聯(lián)結(jié)到電路基板3。而且,電路基板3通過導(dǎo)板14與薄型電池1聯(lián)結(jié)。
2.將薄型電池1、電路基板3和導(dǎo)線保持器6臨時固定到模具30的規(guī)定位置,合模成型室。在該狀態(tài)下,導(dǎo)線保持器6不夾著引出線5,如圖7所示,由上模30b和下模30a夾著導(dǎo)線保持器6,氣密地密閉將引出線5引出到外部的成型室的開口部。因為模具30不夾著引出線5而夾著導(dǎo)線保持器6進行合模,所以不會發(fā)生模具30夾著引出線5而損傷的情況,此外,能夠通過導(dǎo)線保持器6來可靠地在密閉狀態(tài)下合模成型室。因為不是模具30夾著引出線5而氣密地密閉成型室,而是夾著導(dǎo)線保持器6密閉成型室,所以導(dǎo)線保持器6使用于將引出線5引出到外部的引出面6a露出于外部。因此,在成型樹脂模制部2的工序中,導(dǎo)線保持器6使引出面6a露出于外部。
3.在熔融樹脂固化后,打開上下的模具30使電池組脫模。在該狀態(tài)下,成為如下狀態(tài),即,薄型電池1通過樹脂模制部2聯(lián)結(jié)在規(guī)定位置,電路基板3被嵌件成型于樹脂模制部2,而且引出線5從導(dǎo)線保持器6被引出到外部。
在成型樹脂模制部2、22的工序中,電路基板3、23和薄型電池1、21配置在規(guī)定位置。多個薄型電池1、21被配置為位于同一平面。樹脂模制部2、22對臨時固定于模具的電路基板3、23和薄型電池1、21進行嵌件成型從而配置固定在規(guī)定位置。尤其本發(fā)明的電池組100、200利用模具將多個薄型電池1、21臨時固定在同一平面來成型樹脂模制部2、22,從而利用樹脂模制部2、22來牢固地聯(lián)結(jié)薄型電池1、21,所以多個薄型電池1、21無翹曲地配置在同一平面而被固定。
進而,如圖1、圖2以及圖4所示,通過第1樹脂模制部2a和第2樹脂模制部2b的兩個工序來成型樹脂模制部2的電池組100,也能夠減少由引出線5的不良所引起的弊害。該電池組100使樹脂模制部2由第1樹脂模制部2a和第2樹脂模制部2b構(gòu)成,第1樹脂模制部2a對引出線5進行嵌件成型來固定在電路基板3的規(guī)定位置,第2樹脂模制部2b對由第1樹脂模制部2a將引出線5配置在規(guī)定位置的電路基板3進行嵌件成型來配置在規(guī)定位置,并且將各個薄型電池1配置在同一平面而在規(guī)定位置進行聯(lián)結(jié)。該電池組100利用第1樹脂模制部2a將引出線5聯(lián)結(jié)到電路基板3的規(guī)定位置,利用第2樹脂模制部2b對在規(guī)定位置聯(lián)結(jié)了引出線5的電路基板3進行嵌件成型來配置在規(guī)定位置。在成型第2樹脂模制部2b的工序中,第1樹脂模制部2a使引出線5的引出面6a露出到第2樹脂模制部2b的表面,使得模具不夾著引出線5。
該電池組100利用成型第2樹脂模制部2b的模具夾著第1樹脂模制部2a,將成型第2樹脂模制部2b的成型室氣密地密閉。在第1樹脂模制部2a的成型工序中,上下的模具夾著引出線5將成型第1樹脂模制部2a的成型室氣密地密閉。因此,在該工序中模具夾著引出線5,有可能產(chǎn)生不良品。但是,在第1樹脂模制部2a的成型工序中,不聯(lián)結(jié)薄型電池1。因此,在該工序產(chǎn)生的不良品不包含薄型電池1,產(chǎn)生不良品的損失非常小。成型第2樹脂模制部2b的模具并非夾著引出線5而是夾著第1樹脂模制部2a將成型室氣密地密閉。因此,在第2樹脂模制部2b的成型工序中,不會發(fā)生模具夾著引出線5而產(chǎn)生不良品的情況。
該電池組100在成型第2樹脂模制部2b的模具的規(guī)定位置臨時固定薄型電池1,來成型第2樹脂模制部2b。因此,成型第2樹脂模制部2b,能夠埋設(shè)由第1樹脂模制部2a將引出線5配置在規(guī)定位置的電路基板3,能夠在規(guī)定位置聯(lián)結(jié)各個薄型電池1。第1樹脂模制部2a對固定于電路基板3的電子部件進行埋設(shè)并在規(guī)定位置進行嵌件成型來固定。
樹脂模制部2將電路基板3和薄型電池1臨時固定在模具的規(guī)定位置,在模具的成型室注入熔融樹脂來進行成型。熔融樹脂使用能夠加熱到低溫并以低壓注入成型室來成型的樹脂,例如,聚酰胺樹脂、聚烯烴系或聚氨酯系的熱塑性樹脂。以低溫低壓注入到成型室的樹脂,具有不會對薄型電池1、電路基板3的安裝部件造成熱所引起的不良影響的特征。聚烯烴系的樹脂與聚酰胺樹脂相比,機械強度較高,所以具有能夠更牢固地聯(lián)結(jié)薄型電池1的特征。注入到模具的成型室的熔融樹脂埋設(shè)電路基板3,埋設(shè)薄型電池1的端子面1a,對它們進行嵌件成型而固定在規(guī)定位置。
另外,在本實施方式中,電池組為如圖1所示在電路基板3的兩側(cè)配設(shè)了2個薄型電池1的電池組100、如圖3所示沿電路基板23的單側(cè)在其長邊方向上排列配設(shè)了多個薄型電池21的電池組200。但是,如圖8所示,也可以采用在電路基板33的兩側(cè)并且沿電路基板33的兩側(cè)在其長邊方向上排列配設(shè)了薄型電池31的電池組300。該情況下,通過如圖3所示將多個薄型電池21配置在電路基板23的單側(cè),從而能夠在薄型電池31的排列方向上縮短電路基板以及電池組。
另外,在本實施方式中,電池組設(shè)為了如圖3所示將全部薄型電池21配置在端子面21a與電路基板23對置的位置,但也可以如圖8所示,將薄型電池31的至少一個以上(圖8中右側(cè)的4個)配置在端子面31a與電路基板33對置的位置,將其他薄型電池31(圖8中左側(cè)的2個)設(shè)為端子面31a不與電路基板33對置,而與連接在電路基板33的導(dǎo)板14即錨定部4對置。在該情況下,樹脂模制部32將被延長的導(dǎo)板14作為骨架的中心來進行埋設(shè),牢固地聯(lián)結(jié)薄型電池31的端子面31a以使得不脫落。另外,對于端子面31a不與電路基板33對置的薄型電池31的正負的電極端子13所連接的導(dǎo)板14,如圖9所示,通過沿著電路基板33的兩面進行配置來連接,從而能夠以彼此離開的狀態(tài)進行配置,能夠可靠地防止它們的接觸的同時埋設(shè)在樹脂模制部32。
另外,在本實施方式中,電池組如圖4所示設(shè)為了利用成型第1樹脂模制部2a的工序和成型第2樹脂模制部2b的工序這兩個工序來成型樹脂模制部2,但也可以利用一個工序來成型樹脂模制部2。在該情況下,因為作為安全部件16之一的溫度熔斷器的額定溫度(約140℃)低于熔融樹脂的溫度(約240℃),所以延長從熔融樹脂的注入口到溫度熔斷器的熔融樹脂流動的距離,使得到達溫度熔斷器的熔融樹脂成為140℃以下。
具體而言,如圖11所示,利用除了與熔融樹脂的注入口(白箭頭)對置的面之外的コ字形的模具61包圍作為安全部件16的溫度熔斷器和fet的周圍,從注入口注入的熔融樹脂如虛線箭頭那樣在與注入口對置的面被推回之后流入コ字形的模具61的內(nèi)部,熔融樹脂冷卻到140℃以下之后與作為安全部件16的溫度熔斷器、fet接觸。因此,如圖10所示,電池組400在樹脂模制部2形成了包圍溫度熔斷器以及fet的周圍的コ字形的樹脂槽51。此外,在電池組400中,溫度傳感器17在電路基板3上靠近薄型電池1來配置,被コ字形的模具62包圍的同時熔融樹脂注入到溫度傳感器17的周圍。
在圖12(a)示出圖10的電池組400的xiia-xiia線剖視圖,在圖12(b)示出圖10的電池組400的xiib-xiib線剖視圖。如圖12(a)所示,溫度傳感器17與薄型電池1之間形成樹脂模制部2,在其他周圍形成了コ字形的樹脂槽52。因此,溫度傳感器17經(jīng)由樹脂模制部2探測薄型電池1的發(fā)熱,能夠利用樹脂槽52防止散熱。此外,如圖12(b)所示,作為安全部件16的溫度熔斷器和fet與在溫度傳感器17、薄型電池1之間形成了樹脂槽51。因此,即使安全部件16尤其fet發(fā)熱,對于在溫度傳感器17、薄型電池1、電路基板3上與fet之間具有樹脂槽52的電子部件,幾乎不會造成溫度的影響。也就是說,通過コ字形的樹脂槽51、52,從而溫度傳感器17能夠以更高的精度測量薄型電池1的溫度。樹脂槽51、52包圍安全部件16、溫度傳感器17的3個方向,可以是コ字形、u字形、c字形等使周圍的一部分開口的形狀。
另外,在本實施方式中,電池組如圖4所示設(shè)為了利用成型第1樹脂模制部2a的工序和成型第2樹脂模制部2b的工序這兩個工序來成型樹脂模制部2,但也可以利用一個工序來成型樹脂模制部2。在該情況下,如圖13所示,構(gòu)成為作為電路基板3上的安全部件16,具備測量電池組500的溫度的感溫元件16a、切斷來自薄型電池1的電流的電流熔斷器16b和由熱敏元件16a測量到異常溫度時使電流熔斷器16b斷開的控制部16c,并在將控制部16c與熱敏元件16a連接的布線具有熱敏元件16a短路的連接點71。然后,在熔融樹脂的注入時利用使連接點71短路的模具81,即使熱敏元件16a測量到異常溫度(例如130℃以上),因為熱敏元件16a短路所以控制部16c判斷為是通常溫度,不使電流熔斷器16b斷開。然后,在熔融樹脂冷卻到比異常溫度低的溫度后,從電池組500取下模具81。取下了模具81后,為了不露出連接點71,粘貼膠帶或標(biāo)簽,或者注入粘合材料或樹脂等,來覆蓋隱藏。據(jù)此,能夠通過一個工序來成型樹脂模制部2。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的電池組能夠?qū)⒍鄠€薄型電池配置在同一平面來無翹曲地牢固地聯(lián)結(jié),所以適用于要求薄且高電壓、高電池容量的電池組的智能手機、平板電腦等便攜設(shè)備。
符號說明
100、200、300、400、500………電池組
1、21、31………………………薄型電池
1a、21a、31a……………………端子面
2、22、32………………………樹脂模制部
2a………………………………第1樹脂模制部
2b………………………………第2樹脂模制部
2a………………………………搭接部
3、23、33………………………電路基板
4………………………………錨定部
5………………………………引出線
5a………………………………電力線
5b………………………………信號線
5a………………………………芯線
5b………………………………外皮
6………………………………導(dǎo)線保持器
6a………………………………第1保持器
6b………………………………第2保持器
6a………………………………引出面
7………………………………插入孔
7a………………………………芯線孔
7b………………………………引導(dǎo)孔
11………………………………外包裝罐
12………………………………封口板
13………………………………極端子
13a……………………………凸部電極
14………………………………導(dǎo)板
14a……………………………突出部
15………………………………錨定板
16………………………………安全部件
17………………………………溫度傳感器
18………………………………嵌合凸部
19………………………………嵌合凹部
30、40…………………………模具
30a、40a………………………下模
30b、40b………………………上模
41………………………………引導(dǎo)槽
42………………………………凸條
51、52…………………………樹脂槽
61、62、81………………………模具
71………………………………連接點