説明

保護回路基板、バッテリパック及びその製造方法

【課題】ベアセルの電極タブと保護回路基板のリード端子との接続を強化させ、製造工程の効率化及び生産性の向上を図ることのできる保護回路基板、バッテリパック及びその製造方法を提供する。
【解決手段】電極組立体100と、電極組立体を収納する収納部230及び収納部を密閉するシーリング部215、225を含む外装材200と、電極組立体と電気的に接続されて、その一部が外装材の外側に相互に平行に突出される複数の電極タブ115、125と、実装基板410及び、実装基板の一方の面に配設されて電極タブと電気的に接続される複数のリード端子420を含む保護回路基板400とを含み、リード端子は電極タブを取り囲む形状を有するように、バッテリパックを構成した。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、保護回路基板、バッテリパック及びその製造方法にかかり、さらに詳しくはベアセルの電極タブと保護回路基板のリード端子との間の電気的な接続構造を変更し、複数の電極タブと複数のリード端子を同時に電気的に接続することができ、上記電極タブとリード端子間の結合強度を向上させることができる保護回路基板、バッテリパック及びその製造方法(Protection Circuit Board、Battery Pack and Fabrication method of the same)に関する。
【背景技術】
【0002】
最近、携帯電話機、ノートパソコン、カムコーダなどのコンパクトかつ軽量化された携帯用の電子/電気器機が活発に開発及び生産されている。このような携帯用の電子/電気器機は、電源の供給がない場所でも動作できるようにバッテリパックを内装している。そして、上記のようなバッテリパックには、経済的な側面から、一般的には、ニッケルカドミウム(Ni−Cd)電池、ニッケル水素(Ni−MH)電池、及びリチウム(Li)電池などを代表とする充放電が可能な二次電池が用いられている。
【0003】
その中でも、リチウム(Li)二次電池は、ニッケルカドミウム(Ni−Cd)電池またはニッケル水素(Ni−MH)電池と比べて動作電圧が3倍ほど高く、単位重量当たりのエネルギー密度が高いことで知られている。したがって、リチウム(Li)二次電池を用いたバッテリパックは、携帯用の電子/電気機器に広く用いられている。このようなリチウム二次電池は、使用する電解質の種類によって、液体電解質を用いるリチウムイオン電池と、高分子電解質を用いるリチウムポリマー電池とに区分されることができる。あるいは、リチウム二次電池は、その製造形状によって、円筒型、角型または、パウチ型に区分されることができる。
【0004】
一般に、リチウム二次電池を利用するバッテリパックは、電極組立体及び上記電極組立体との間でリチウムイオンが移動できるようにする電解液を収容する外装材を備えたベアセルと、上記ベアセルと電気的に接続されて上記ベアセルの充放電時に電圧または電流を制御する保護回路基板とを含む。
【0005】
ここで、上記電極組立体は、正極活物質及び上記正極活物質が塗布された正極集電体を含む正極板と、陰極活物質及び上記陰極活物質が塗布された陰極集電体を含む陰極板と、上記正極板と上記陰極板との間に位置するセパレータとを含んで構成される(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。
【0006】
【特許文献1】大韓民国特許公開第2006−0012810号
【特許文献2】大韓民国特許公開第2006−0050550号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
上記ベアセルと上記保護回路基板とは、一般的に、上記電極組立体の正極板または陰極板と電気的に接続された正極タブ及び陰極タブと、上記保護回路基板のリード端子とを、溶接するなどの方法によって電気的に接続されることができる。ここで、上記正極板及び上記陰極板は、上記ベアセルの充放電効率を極力大きくするために、互いに異なる金属材質により形成されている。したがって、上記正極板または上記陰極板と電気的に接続される上記正極タブ及び上記陰極タブも、互いに異なる導電性材質により形成されている。
【0008】
しかし、互いに異なる導電性材質からなる上記正極タブ及び上記陰極タブを、上記保護回路基板の電極端子と電気的に接続するためには、上記正極タブと上記保護回路基板の電極端子(リード端子)を電気的に接続する工程と、上記陰極タブと上記保護回路基板の電極端子(リード端子)を電気的に接続する工程とを、それぞれ別々に遂行しなければならない。このような正極タブ及び陰極タブの接続を別々に行う工程は、収率及び工程効率を低下させ、また、上記正極タブ及び上記陰極タブと上記電極端子との間の結合強度を低下させるという問題があった。
【0009】
そこで、本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ベアセルの電極タブと保護回路基板の電極端子(リード端子)との間の電気的な接続構造を変更し、正極タブ及び陰極タブと電極端子との間の結合強度を強化させることのできる保護回路基板、バッテリパック及びその製造方法を提供することにある。更に、本発明の目的とするところは、保護回路基板の電極端子とベアセルの正極タブ及び陰極タブとの間の電気的な接続を同時に行うようにすることにより、収率及び工程効率を向上させ、ベアセルの電極タブと保護回路基板の電極端子との間の電気的な接続を強化させることのできる保護回路基板、バッテリパック及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、実装基板と、上記実装基板の一方の面に配設される複数のリード端子とを含み、上記リード端子は、上記実装基板の上記一方の面の表面に接触する第1端子部及び、上記第1端子部に対して所定の角度をなして折曲される第2端子部を含むこと、を特徴とする保護回路基板が提供される。
【0011】
このような本発明にかかる保護回路基板によれば、上記複数のリード端子が実装基板の一つの面に配設されているため、上記保護回路基板をバッテリパックのベアセルなどの被保護対象物と電気的に接続させる際に、上記複数のリード端子を同時に接続させることができる。これにより、上記保護回路基板の上記リード端子を、バッテリパックのベアセルなどに容易に接続することができる。
【0012】
このとき、上記第1端子部と上記第2端子部とは互いに垂直であるのがよい。また、上記第2端子部は、上記実装基板の上記一方の面が向いている方向または、上記実装基板の他方の面が向いている方向に折曲されるのがよい。このように構成すれば、上記実装基板の面または縁部から突出される上記第2端子部をさらに折曲させることにより、上記被保護対象物に設けられた電極タブなどの被接続対象物を、上記第1端子部と、上記さらに折曲された第2端子部とで挟んで、上記保護回路基板を上記被保護対象物に結合させることができる。
【0013】
また、上記実装基板は、上記第1端子部の一部を上記実装基板の他方の面に露出させる複数の貫通孔(スルーホール)を含むように構成されることができる。これにより、上記第1端子部と上記電極タブなどの被接続対象物との電気的な接続をより強くすることができる。
【0014】
また、上記複数のリード端子は、ニッケル材質からなることができる。
【0015】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電極組立体と、上記電極組立体を収納する収納部及び、上記収納部を密閉するシーリング部を含む外装材と、上記電極組立体と電気的に接続されて、その一部が上記外装材の外側に相互に平行に突出される複数の電極タブと、実装基板及び、上記実装基板の一方の面に配設されて上記電極タブと電気的に接続される複数のリード端子を含む保護回路基板とを含み、上記リード端子は上記電極タブを取り囲む形状を有すること、を特徴とするバッテリパックが提供される。
【0016】
このような本発明にかかるバッテリパックによれば、上記リード端子が上記電極タブを取り囲む形状を有することにより、上記電極タブと上記保護回路基板の上記電極リード端子との電気的な接続を強固にすることができる。また、上記複数の電極タブが相互に平行に位置して上記外装材から突出され、上記複数のリード端子が上記実装基板の一方の面の同一面上に配設されているため、上記複数の電極タブと上記複数のリード端子とを同時に電気的に接続させることが可能となる。これにより、製造工程が容易になり、生産性を向上させることができる。
【0017】
このとき、上記リード端子は、上記実装基板の上記一方の面の表面と接触する第1端子部及び、上記電極タブを取り囲むように折曲される第2端子部を含んで構成されることができる。ここで、上記リード端子は、上記電極タブだけを取り囲むように折曲されて、上記第1端子部と上記第2端子部とで上記電極タブを挟むように設けられることができる。あるいは、上記リード端子は、上記電極タブを含んで上記実装基板の一部も共に取り囲むように折曲されて、上記第1端子部と上記第2端子部とで上記電極タブ及び上記実装基板の一部を挟むように設けられることもできる。
【0018】
ここで、上記電極タブは、上記リード端子の上記第1端子部と接触することができる。すなわち、上記実装基板の上記一方の面の表面に接触するように上記第1端子部が配設され、かかる第1端子部と接触するように上記電極タブが配設され、上記第2端子部は上記第1端子部と共に上記電極タブを挟むように折曲されることができる。
【0019】
また、上記実装基板は、上記第1端子部の一部を上記実装基板の他方の面に露出させる複数の貫通孔(スルーホール)を含むことができる。かかる貫通孔を設けることにより、上記第1端子部と上記電極タブとの電気的な接続をより強くすることができる。このとき、上記電極タブは、上記貫通孔が位置する上記実装基板の上記他方の面の表面に接触するのがよい。すなわち、上記実装基板の上記一方の面の表面に接触するように上記第1端子部が配設され、上記実装基板の上記他方の面の表面に接触するように上記電極タブが配設され、上記第2端子部は上記第1端子部と共に上記電極タブ及び上記実装基板の一部を挟むように折曲されることができる
【0020】
また、上記電極組立体は、正極板、陰極板及び上記正極板と上記陰極板との間に位置するセパレータを含み、上記電極タブは、上記電極組立体の上記正極板と電気的に接続する一つまたは複数の正極タブ及び上記電極組立体の上記陰極板と電気的に接続する一つまたは複数の陰極タブを含むことができる。そして、上記正極タブ及び上記陰極タブは、互いに異なる導電性材質からなることができる。
【0021】
上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、電極組立体及び上記電極組立体を収納する外装材を含み、上記電極組立体と電気的に接続された複数の電極タブが互いに平行に外装材の外側に突出されたベアセルを提供する段階と、実装基板及び、上記実装基板の一方の面の表面と接触する第1端子部及び上記第1端子部に対して所定の角度をなして折曲される第2端子部を有する複数のリード端子を含む保護回路基板を提供する段階と、上記リード端子の上記第1端子部及び上記電極タブが上記実装基板の対応する表面に位置するように上記ベアセル及び上記保護回路基板を整列する段階と、上記リード端子が上記電極タブを取り囲むように上記リード端子の上記第2端子部を折曲する段階と、上記リード端子及び上記電極タブを電気的に接続する段階と、を含むことを特徴とするバッテリパックの製造方法が提供される。
【0022】
このような本発明にかかるバッテリパックの製造方法によれば、上記リード端子が上記電極タブを取り囲むように折曲されることにより、上記電極タブと上記電極リード端子との電気的な接続を強固にすることができる。また、上記複数の電極タブが相互に平行に位置して上記外装材から突出され、上記複数のリード端子が上記実装基板の一方の面の同一面上に配設されているため、上記複数の電極タブと上記複数のリード端子とを同時に電気的に接続させることが可能となる。これにより、製造工程の効率化を図ることができ、生産性を向上させることができる。
【0023】
ここで、上記バッテリパックの製造方法は、上記実装基板の上記一方の面の表面と接触する第1端子部と上記実装基板の上記一方の面の表面と接触してない上記第2端子部とが、所定の角度を有するように、所定の長さを有する上記複数のリード端子の領域の一部を上記実装基板の上記一方の面の表面と接触させる段階と、上記複数のリード端子の上記実装基板の上記一方の面の表面と接触してない領域を折曲する段階と、をさらに含むことができる。
【0024】
このとき、上記リード端子の上記第2端子部は、上記リード端子の上記第1端子部に対して垂直となるように折曲されるのがよい。
【0025】
また、上記バッテリパックの製造方法は、上記第1端子部の一部が上記実装基板の他方の面に露出されるように、上記実装基板に複数の貫通孔(スルーホール)を形成する段階をさらに含むことができる。このとき、上記バッテリパックの製造方法は、上記貫通孔を介して上記リード端子の上記第1端子部と上記電極タブの一方の面を電気的に接続する段階をさらに含むことができる。また、上記バッテリパックの製造方法は、上記リード端子の上記第2端子部と上記電極タブの他方の面を電気的に接続する段階をさらに含むことができる。このとき、上記リード端子の上記第1端子部と上記電極タブの上記一方の面を電気的に接続する工程と、上記リード端子の上記第2端子部と上記電極タブの上記他方の面を電気的に接続する工程は、同時に行われることができる。これにより、製造工程を短縮することが可能となる。
【0026】
また、上記バッテリパックの製造方法は、上記ベアセルと上記保護回路基板を、上記ベアセルの上記電極タブと上記リード端子の上記第1端子部が接触するように整列する段階をさらに含むことができる。
【0027】
また、上記ベアセルは、正極板、陰極板及び上記正極板と上記陰極板との間に位置するセパレータを含む電極組立体を含み、上記電極タブは、上記正極板と電気的に接続する一つまたは複数の正極タブ及び、上記陰極板と電気的に接続する一つまたは複数の陰極タブを含むことができる。そして、上記保護回路基板の上記リード端子は、上記正極タブと電気的に接続する正極リード端子及び、上記陰極タブと電気的に接続する陰極リード端子を含み、上記正極タブと上記正極リード端子との間の電気的な接続及び、上記陰極タブと上記陰極リード端子との間の電気的な接続は、同時に行われることができる。これにより、製造工程を短縮することができる。
【0028】
このとき、上記電極タブと上記リード端子とは、溶接により電気的に接続されるのがよい。
【0029】
また、上記ベアセルの上記電極タブは、上記実装基板の他方の面に位置するように構成されてもよい。すなわち、上記第1端子部と上記電極タブとは、上記実装基板の互いに異なる面の表面に接触するように設けられることができる。例えば、上記実装基板の上記一方の面の表面に接触するように上記第1端子部が配設され、上記実装基板の上記他方の面の表面に接触するように上記電極タブが配設されることができる
【0030】
以上のように、本発明の目的は、実装基板と、上記実装基板の一側に位置する複数のリード端子とを含み、上記リード端子は上記実装基板の一側表面と接触する第1端子部と上記第1端子部と所定角度をなして折曲される第2端子部を含むことを特徴とする保護回路基板によって達成することができる。
【0031】
また、本発明の目的は、電極組立体と、上記電極組立体を収納するための収納部及び上記収納部を密閉するためのシーリング部を有する外装材と、上記電極組立体と電気的に接続され、一部が上記外装材の外側に平行に突出する複数の電極タブと、実装基板及び上記実装基板の一側に位置し、上記電極タブと電気的に接続する複数のリード端子を有する保護回路基板とを含み、上記リード端子は上記電極タブを取り囲む形状であることを特徴とするバッテリパックによって達成することができる。
【0032】
さらに、本発明の目的は、電極組立体及び上記電極組立体を収納する外装材を含み、上記電極組立体と電気的に接続する複数の電極タブが平行に外装材の外側に突出したベアセルを提供し、実装基板及び上記実装基板の一側表面と接触する第1端子部及び上記第1端子部と所定角度をなして折曲される第2端子部を含む複数のリード端子を含む保護回路基板を提供し、上記リード端子の第1端子部と上記電極タブが上記実装基板の対応する表面に位置するように上記ベアセルと保護回路基板を整列し、上記リード端子が上記電極タブを取り囲むように上記リード端子の第2端子部を折曲し、上記リード端子と電極タブを電気的に接続することを含むバッテリパックの製造方法によって達成することができる。
【発明の効果】
【0033】
以上説明したように本発明によれば、保護回路基板の電極端子がベアセルの正極タブ及び陰極タブを取り囲むようにして、上記保護回路基板の電極端子とベアセルの正極タブ及び陰極タブを同時に電気的に接続するようにしたことにより、バッテリパックの収率及び工程効率を向上させることができる保護回路基板、バッテリパック及びその製造方法を提供できるものである。また、本発明によれば、上記電極端子と正極タブ及び上記電極端子と陰極タブとの間の溶接強度を強化することにより、上記保護回路基板とベアセル間の電気的な接続をより強固にすることができる保護回路基板、バッテリパック及びその製造方法を提供できるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【0034】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また、ある部分が他の部分と「接続」しているとした場合、これは「直接的に接続」した場合のみでなく、その中間に他の素子を置いて「電気的に接続」されている場合も含むものとする。なお、図面において層及び領域の厚みは明確性をあたえるために誇張して図示されたものである。
【0035】
先ず、本発明の実施の形態にかかるバッテリパック及び保護回路基板について説明する。図1は、本発明の実施の形態にかかるバッテリパックを示す分離斜視図である。
【0036】
図1を参照すると、本発明の実施の形態にかかるバッテリパックは、電極組立体100及び外装材200を含むベアセルと、正極タブ115及び陰極タブ125と、保護回路基板400とを含む。外装材200は、電極組立体100を収納する収納部230と、収納部230を密閉するシーリング部215、225とを含む。正極タブ115及び陰極タブ125は、電極組立体100と電気的に接続されて、その一部が外装材200の外側に平行に突出される。保護回路基板400は、上記ベアセルの電極組立体100と電気的に接続される。保護回路基板400は、上記ベアセルの充放電時に電圧または電流を制御することができる。
【0037】
電極組立体100は、正極板110と、陰極板120と、正極板110と陰極板120との間に位置するセパレータ130とを含む。正極板110は、正極活物質(図示せず)及び、上記正極活物質が塗布された正極集電体(図示せず)を含む。陰極板120は、陰極活物質(図示せず)及び、上記陰極活物質が塗布された陰極集電体(図示せず)を含む。
【0038】
上記正極活物質には、例えば、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiMnまたはLiNi1−x−yCo(ここで、0≦x≦1、0≦y≦1、0≦x+y≦1、MはAl、Sr、Mg、Laなどの金属)などの、金属酸化物として代表されるリチウム含有転移金属酸化物、または、リチウムカルコゲナイド化合物をすべて用いることができる。また、陰極活物質には、例えば、結晶質炭素、非晶質炭素、炭素複合体、炭素纎維などの炭素材料、リチウム金属、または、リチウム合金を用いることができる。
【0039】
上記正極集電体及び上記陰極集電体は、ステンレス鋼、ニッケル、銅、アルミニウム及び、それらの合金からなるグループから選択される一種により形成されることができる。好ましくは、正極集電体は、アルミニウムまたはアルミニウム合金で形成されて、陰極集電体は、銅または銅合金で形成されるのがよい。これにより、集電効率をより大きくすることができる。
【0040】
セパレータ130は、正極板110と陰極板120との間に位置して、これらの間で電気的な短絡が発生するのを防止する役割と、リチウムイオンが移動できるようにする役割りを果たすことができる。セパレータ130は、例えば、ポリエチレン(PE)またはポリプロピレン(PP)などのポリオレフィン系高分子膜、またはそれらの多重膜に形成されることができる。
【0041】
外装材200は、第1外装材210及び第2外装材220を含む。第1外装材210には、その端部(縁部)に第1シーリング部215が形成される。第2外装材220には、電極組立体100を収納するための収納部230及び、第1シーリング部215に対応する第2シーリング部225が形成される。ここで、第2外装材220の収納部230は、プレス(press)加工などの方法により形成することができる。本発明の実施の形態においては、収納部230が外装材200の下部に位置する第2外装材220として形成されているが、収納部230は外装材200の上部に位置する第1外装材210として形成されることもできる。
【0042】
第1外装材210及び第2外装材220は、金属層212を中心に、第1外装材210と第2外装材220が接触する側に熱融着層211が形成され、反対側(外側)に絶縁層213が形成される。ここで、金属層212はアルミニウム、スチール、ステンレススチールまたはこれらの合金のうちのいずれか一つにより形成されることができる。また、絶縁層213は、ポリエチレンテレフタルレート(PET)、ナイロンまたはこれらの積層構造であることができる。
【0043】
また、熱融着層211は、変性ポリプロピレン(CPP:Casted Polypropylene)、ポリプロピレン(PP:PolyProylene)、またはこれらの積層構造とすることができる。熱融着層211は、熱融着性を有してシーリング材の役割を果たすことができる材質であれば、如何なる材質であってもかまわない。
【0044】
正極タブ115及び陰極タブ125は、それぞれ電極組立体100の正極板110または陰極板120と電気的に接続されて一部が外装材200の外側に平行に突出される。ここで、外装材200の外側に突出された正極タブ115及び陰極タブ125によって収納部230の密閉状態が開放されることを防止するために、正極タブ115及び陰極タブ125は、外装材200のシーリング部215、225と接触する領域に位置する絶縁性タブテープ140をさらに含むことができる。
【0045】
保護回路基板400は、実装基板410と、二つのリード端子420と、外部端子440とを含む。二つのリード端子420は、実装基板410の一側(一方の面)に設けられて、正極タブ115及び陰極タブ125と電気的に接続される。このとき、正極タブ115と電気的に接続されるリード端子420が正極リード端子となり、陰極タブ125と電気的に接続されるリード端子420が陰極リード端子となることができる。外部端子440は、外部負荷(図示せず)と電気的に接続されることができる。ここで、本発明の実施の形態においては、一つの正極タブ115及び一つの陰極タブ125が外装材200の外側に突出されるものとして説明しているが、必要に応じて複数の正極タブ115及び複数の陰極タブ125が外装材200の外側に突出されるようにすることもできる。この場合、正極タブ115及び陰極タブ125と電気的に接続される保護回路基板400のリード端子420の数は、外装材200の外側に突出された正極タブ115及び陰極タブ125の合計と等しい。
【0046】
実装基板410は、リード端子420を介してベアセルの電極組立体100と電気的に接続される。また、実装基板410には、ベアセルの充放電時に電圧または電流を制御するための一つまたは複数の実装部品(図示せず)が実装されることができる。実装基板410には、リード端子420と、上記実装部品と、外部端子440との間を電気的に接続するための導電性パターン(図示せず)が形成される。
【0047】
リード端子420は、実装基板410の一側表面(一方の面の表面)に接触する第1端子部420a及び、第1端子部420aに対して所定の角度を有して折曲されて実装基板410の一側方向に突出する第2端子部420bを含む。このとき、第2端子部420bは第1端子部420aに対して垂直となるように折曲されるのがよい。例えば、図1に示されたように、リード端子420は、L字型に折曲された第1端子部420aと第2端子部420bとを含むことができる。そして、第1端子部420aのL字型の外側の面が実装基板410の上記一方の面と接するように配設されて、第2端子部420bは上記一方の面が向いている方向に突出されるように、実装基板410に取り付けられることができる。このとき、実装基板410の上記一方の面、すなわち第1端子部420aが接する面は、図1では、外部端子440が設けられていない側の面となっており、外部端子440は実装基板410の他方の面に設けられている。また、実装基板410には、正極タブ115及び陰極タブ125と第1端子部420aとが容易に電気的に接続されるように、第1端子部420aの一部を実装基板410の他側、すなわち図1の外部端子440が設けられた側に露出させる貫通孔(貫通ホールまたはスルーホール)430が形成されることができる。
【0048】
図2Aは、本発明の実施の形態の変更例によるバッテリパックを示す分離斜視図である。図2Bは、本発明の実施の形態の別の変更例によるバッテリパックを示す分離斜視図である。
【0049】
ここで、本発明の実施の形態においては、リード端子420の第1端子部420aは、外部端子440が形成されていない実装基板410の一側の表面(上記一方の面の表面)に接触し、リード端子420の第2端子部420bは実装基板410の上記一側の方向に突出されるものとして説明している。しかし、図2Aに示されたように、リード端子520の第1端子部520aは、外部端子440が形成されている実装基板410の他側の表面(上記他方の面の表面)に接触し、リード端子520の第2端子部520bは、実装基板410の上記一側の方向に突出されることもできる。すなわち、第1端子部520aのL字型の内側の面が実装基板410の上記他方の面(外部端子440が設けられた面)に接するように配設されて、第2端子部520bは上記一方の面が向いている方向に向かって突出されるように、実装基板410に取り付けられることができる。
【0050】
また、図2Bに示されたように、リード端子620の第1端子部620aは外部端子440が形成されてない実装基板410の一側の表面(上記一方の面の表面)に接触し、リード端子620の第2端子部620bは実装基板410の他側の方向に突出されることもできる。すなわち、第1端子部620aのL字型の内側の面が、実装基板410の上記一方の面(外部端子440が設けられていない面)に接するように配設されて、第2端子部620bは上記他方の面が向いている方向に向かって突出されるように、実装基板410に取り付けられることができる。
【0051】
図3A〜図3Dは、本発明の実施の形態にかかるバッテリパックの製造工程を順に示した断面図である。以下、図1及び図3A〜図3Dを参照して、本発明の実施の形態にかかるバッテリパックの製造工程について説明する。
【0052】
まず、図3Aに示されたように、電極組立体100と電気的に接続された複数の電極タブ135が互いに平行に外装材200の外側に突出されているベアセル、及び、実装基板410と複数のリード端子420とを含む保護回路基板400が提供される。ここで、ベアセルは、電極組立体100及び電極組立体100を収納する外装材200を含む。また、リード端子420は、実装基板410の一側表面(上記一方の面の表面)と接触する第1端子部420aと、第1端子部420aと所定の角度をなすように折曲された第2端子部420bとを含む。
【0053】
ここで、先ず、図3Aに示されたリード端子420を含む保護回路基板400を提供するための工程について説明する。先ず、所定の長さを有するリード端子420の第1端子部420aに該当する領域を実装基板410の一側表面(上記一方の面の表面)の所定の領域に接触させる。そして、実装基板410の上記一側表面と接触してない第2端子部420bに該当する領域を折曲する。これにより、リード端子420の第1端子部420aと第2端子部420bとは所定の角度を有することができる。ここで、後続の工程において(詳細は後述)、第2端子部420bは、ベアセルの電極タブ135を取り囲むことができるようにさらに折曲される。このように後続の工程で第2端子部420bがベアセルの電極タブ135を容易に取り囲むことができるように、本工程においては、第1端子部420aと第2端子部420bとが互いに垂直となるようにリード端子420を折曲するのがよい。すなわち、リード端子420の第2端子部420bが、実装基板410の面に対して垂直となるようにするのがよい。
【0054】
次に、図3Bに示されたように、リード端子420の第1端子部420aと電極タブ135が接触されるように、ベアセルと保護回路基板400とを整列する(位置合わせを行う)。本発明の実施の形態においては、リード端子420の第1端子部420aと電極タブ135が接触するものとして説明している。しかし、電極タブ135は、リード端子420の第1端子部420aと対応する実装基板410の上記一方の面とは反対側の他方の面の表面に接触することもできる。例えば、図2Aに示された保護回路基板400の場合には、実装基板410の上にリード端子520の第1端子部520aが位置し、実装基板410の下に電極タブ135が位置して、電極タブ135と第1端子部520aの位置が互いに対応するように整列されることができる。あるいは、図2Bに示された保護回路基板400の場合には、実装基板410の下にリード端子620の第1端子部620aが位置し、実装基板410の上に電極タブ135が位置して、電極タブ135と第1端子部620aの位置が互いに対応するように整列されることができる。
【0055】
続いて、図3Cに示されたように、リード端子420の第2端子部420bを折曲して、リード端子420が電極タブ135を取り囲むようにする。その後、第2端子部420bと第2端子部420bと接触する電極タブ135の一方の面を電気的に接続する。このとき、図3Cでは、リード端子420は、電極タブ35の一方の面及び他方の面と接して電極タブ35取り囲むように、第2端子部420bが折曲される。ここで、例えば図2Aや図2Bに示された保護回路基板520、620を用いた場合、リード端子420は、電極タブ35と実装基板410の一部を共に取り囲むように、第2端子部420bが折曲されることができる。例えば、図2Aに示された保護回路基板400の場合には、実装基板410の下に電極タブ135が位置して、第2端子部520bは電極タブ135の下側の面と接するように折曲されることができる。あるいは、図2Bに示された保護回路基板400の場合には、実装基板410の上に電極タブ135が位置して、第2端子部620bは電極タブ135の上側の面と接するように折曲されることができる。
【0056】
ここで、リード端子420と電極タブ135との間の電気的な接続がより高まるように、実装基板410の上記一方の面の表面と接する第1端子部420aの一部が、実装基板410の他側(他方の面)の側に露出されるようにする貫通孔430を、実装基板410に形成することができる。これにより、貫通孔430を介して、第1端子部420aと電極タブ135の他方の面を電気的に接続することができる。
【0057】
第2端子部420bと電極タブ135の一方の面を電気的に接続する工程と、貫通孔430を介して第1端子部420aと電極タブ135の他方の面を電気的に接続する工程は、同時に行うことができる。またこのとき、正極タブ115とリード端子420の正極リード端子とを電気的に接続する工程と、陰極タブ125とリード端子420の陰極リード端子とを電気的に接続する工程は、同時に行うことができる。また、電極組立体100が、複数の正極タブ115及び複数の陰極タブ125を備える場合、全ての電極タブ135の一方の面を第2端子部420bと電気的に接続する工程と、全ての電極タブ135の他方の面を貫通孔430を介して第1端子部420aと接続する工程を、同時に行うことができる。
【0058】
リード端子420と電極タブ135との間の電気的な接続は、電気的接続工程を行うことによって、実装基板410に実装された実装部品及び電極組立体100に加えられる衝撃などを考慮して、抵抗溶接などの溶接によって行われるのがよい。また、リード端子420は、伝導性を考慮してニッケル材質とすることが特によい。
【0059】
次に、保護回路基板400を固定するために、図3Dに示されたように、電極タブ135の所定領域Aを折曲して、保護回路基板400がベアセルの一側の側面と平行になるようにする。その後、保護回路基板400とベアセルとの間の空間にホットメルト(hot−melt)または樹脂などのモールディング材を埋め込むモールディング工程を行い、保護回路基板400とベアセルを固定する。これにより、保護回路基板400とベアセルとの間の電気的な接続が、外部衝撃などによって短絡することをさらに防止することができる。
【0060】
下記の表1は、従来の技術によるバッテリパックと本発明の実施の形態にかかるバッテリパックにおける、正極タブ及び陰極タブとリード端子との間の溶接強度を比較したものである。
【0061】
【表1】

【0062】
表1によれば、本発明の実施の形態にかかるバッテリパックは、従来の技術によるバッテリパックと比べて、正極タブと電極端子(リード端子)及び陰極タブと電極端子(リード端子)との間の溶接強度が向上されていることが分かる。
【0063】
結果的に、本発明の実施の形態にかかるバッテリパックは、保護回路基板のリード端子がベアセルの正極タブ及び陰極タブなどの電極タブを取り囲むようにして、リード端子と電極タブを電気的に接続するようにしたことにより、保護回路基板の電極端子とベアセルの正極タブ及び陰極タブとを同時に電気的に接続するようにして、電極端子と正極タブ及び電極端子と陰極タブ間の溶接強度を強化することができる。
【0064】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【0065】
本発明は、保護回路基板、バッテリパック及びその製造方法に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0066】
【図1】本発明の実施の形態にかかるバッテリパックを示す分離斜視図である。
【図2A】本発明の実施の形態の変更例によるバッテリパックの保護回路基板を示す斜視図である。
【図2B】本発明の実施の形態の別の変更例によるバッテリパックの保護回路基板を示す斜視図である。
【図3A】本発明の実施の形態にかかるバッテリパックの製造工程を示す断面図である。
【図3B】本発明の実施の形態にかかるバッテリパックの製造工程を示す断面図である。
【図3C】本発明の実施の形態にかかるバッテリパックの製造工程を示す断面図である。
【図3D】本発明の実施の形態にかかるバッテリパックの製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【0067】
100 電極組立体
110 正極板
120 陰極板
115 正極タブ
125 陰極タブ
130 セパレータ
135 電極タブ
140 絶縁性タブ
200 外装材
210 第1外装材
211 熱融着層
212 金属層
215 第1シーリング部
220 第2外装材
225 第2シーリング部
230 収納部
400 保護回路基板
410 実装基板
420、520、620 リード端子
420a、520a、620a 第1端子部
420b、520b、620b 第2端子部
430 貫通孔(貫通ホール)
440 外部端子

【特許請求の範囲】
【請求項1】
実装基板と、前記実装基板の一方の面に配設される複数のリード端子とを含み、
前記リード端子は、前記実装基板の前記一方の面の表面に接触する第1端子部及び、前記第1端子部に対して所定の角度をなして折曲される第2端子部を含むこと、
を特徴とする保護回路基板。
【請求項2】
前記第1端子部と前記第2端子部とは互いに垂直であることを特徴とする請求項1に記載の保護回路基板。
【請求項3】
前記第2端子部は、前記実装基板の前記一方の面が向いている方向または、前記実装基板の他方の面が向いている方向に折曲されることを特徴とする請求項1に記載の保護回路基板。
【請求項4】
前記実装基板は、前記第1端子部の一部を前記実装基板の他方の面に露出させる複数の貫通孔を含むことを特徴とする請求項1に記載の保護回路基板。
【請求項5】
前記複数のリード端子はニッケル材質からなることを特徴とする請求項1に記載の保護回路基板。
【請求項6】
電極組立体と、
前記電極組立体を収納する収納部及び、前記収納部を密閉するシーリング部を含む外装材と、
前記電極組立体と電気的に接続されて、その一部が前記外装材の外側に相互に平行に突出される複数の電極タブと、
実装基板及び、前記実装基板の一方の面に配設されて前記電極タブと電気的に接続される複数のリード端子を含む保護回路基板とを含み、
前記リード端子は前記電極タブを取り囲む形状を有すること、
を特徴とするバッテリパック。
【請求項7】
前記リード端子は、前記実装基板の前記一方の面の表面と接触する第1端子部及び、前記電極タブを取り囲むように折曲される第2端子部を含むことを特徴とする請求項6に記載のバッテリパック。
【請求項8】
前記電極タブは、前記リード端子の前記第1端子部と接触することを特徴とする請求項7に記載のバッテリパック。
【請求項9】
前記実装基板は、前記第1端子部の一部を前記実装基板の他方の面に露出させる複数の貫通孔を含むことを特徴とする請求項7に記載のバッテリパック。
【請求項10】
前記電極タブは、前記貫通孔が位置する前記実装基板の前記他方の面の表面に接触することを特徴とする請求項9に記載のバッテリパック。
【請求項11】
前記電極組立体は、正極板、陰極板及び前記正極板と前記陰極板との間に位置するセパレータを含み、
前記電極タブは、前記電極組立体の前記正極板と電気的に接続する一つまたは複数の正極タブ及び前記電極組立体の前記陰極板と電気的に接続する一つまたは複数の陰極タブを含むことを特徴とする請求項6に記載のバッテリパック。
【請求項12】
前記正極タブ及び前記陰極タブは、互いに異なる導電性材質からなることを特徴とする請求項11に記載のバッテリパック。
【請求項13】
電極組立体及び前記電極組立体を収納する外装材を含み、前記電極組立体と電気的に接続された複数の電極タブが互いに平行に外装材の外側に突出されたベアセルを提供する段階と、
実装基板及び、前記実装基板の一方の面の表面と接触する第1端子部及び前記第1端子部に対して所定の角度をなして折曲される第2端子部を有する複数のリード端子を含む保護回路基板を提供する段階と、
前記リード端子の前記第1端子部及び前記電極タブが前記実装基板の対応する表面に位置するように前記ベアセル及び前記保護回路基板を整列する段階と、
前記リード端子が前記電極タブを取り囲むように前記リード端子の前記第2端子部を折曲する段階と、
前記リード端子及び前記電極タブを電気的に接続する段階と、
を含むことを特徴とするバッテリパックの製造方法。
【請求項14】
前記実装基板の前記一方の面の表面と接触する第1端子部と前記実装基板の前記一方の面の表面と接触してない前記第2端子部とが、所定の角度を有するように、
所定の長さを有する前記複数のリード端子の領域の一部を前記実装基板の前記一方の面の表面と接触させる段階と、
前記複数のリード端子の前記実装基板の前記一方の面の表面と接触してない領域を折曲する段階と、
をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のバッテリパックの製造方法。
【請求項15】
前記リード端子の前記第2端子部は、前記リード端子の前記第1端子部に対して垂直となるように折曲されることを特徴とする請求項14に記載のバッテリパックの製造方法。
【請求項16】
前記第1端子部の一部が前記実装基板の他方の面に露出されるように、前記実装基板に複数の貫通孔を形成する段階をさらに含むことを特徴とする請求項14に記載のバッテリパックの製造方法。
【請求項17】
前記貫通孔を介して前記リード端子の前記第1端子部と前記電極タブの一方の面を電気的に接続する段階をさらに含むことを特徴とする請求項16に記載のバッテリパックの製造方法。
【請求項18】
前記リード端子の前記第2端子部と前記電極タブの他方の面を電気的に接続する段階をさらに含むことを特徴とする請求項17に記載のバッテリパックの製造方法。
【請求項19】
前記リード端子の前記第1端子部と前記電極タブの前記一方の面を電気的に接続する工程と、前記リード端子の前記第2端子部と前記電極タブの前記他方の面を電気的に接続する工程は、同時に行われることを特徴とする請求項18に記載のバッテリパックの製造方法。
【請求項20】
前記ベアセルと前記保護回路基板を、前記ベアセルの前記電極タブと前記リード端子の前記第1端子部が接触するように整列する段階をさらに含むことを特徴とする請求項13に記載のバッテリパックの製造方法。
【請求項21】
前記ベアセルは、正極板、陰極板及び前記正極板と前記陰極板との間に位置するセパレータを含む電極組立体を含み、
前記電極タブは、前記正極板と電気的に接続する一つまたは複数の正極タブ及び、前記陰極板と電気的に接続する一つまたは複数の陰極タブを含むことを特徴とする請求項13に記載のバッテリパックの製造方法。
【請求項22】
前記保護回路基板の前記リード端子は、前記正極タブと電気的に接続する正極リード端子及び、前記陰極タブと電気的に接続する陰極リード端子を含み、前記正極タブと前記正極リード端子との間の電気的な接続及び、前記陰極タブと前記陰極リード端子との間の電気的な接続は、同時に行われることを特徴とする請求項21に記載のバッテリパックの製造方法。
【請求項23】
前記電極タブと前記リード端子を溶接して前記電極タブと前記リード端子とを電気的に接続することを特徴とする請求項13に記載のバッテリパックの製造方法。
【請求項24】
前記ベアセルの前記電極タブは、前記実装基板の他方の面に位置することを特徴とする請求項13に記載のバッテリパックの製造方法。

【図1】
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【図2A】
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【図2B】
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【図3A】
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【図3B】
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【図3C】
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【図3D】
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【公開番号】特開2009−164102(P2009−164102A)
【公開日】平成21年7月23日(2009.7.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−188897(P2008−188897)
【出願日】平成20年7月22日(2008.7.22)
【出願人】(590002817)三星エスディアイ株式会社 (2,784)
【Fターム(参考)】