説明

新構造の二次電池パック

【課題】二次電池パックにおいて、PCMの保護及び絶縁を達成すると共に、バッテリーセルの電極端子が外部に露出されるのを防止する。
【解決手段】二次電池パックのバッテリーセル100には、アノード端子120及びカソード端子110と端部に熱溶接余剰部分130が設けられる。二次電池パックのPCM500は、表面に保護回路が形成され、一方側にカソード端子接続部分220及びアノード端子接続部分230が設けられているとPCB200と、PCB200の他方側に設けられた外部出入力端子接続部を介してPCB500の保護回路に電気的に接続される外部入出力端子210と、電気的絶縁性を有するPCMケース600と、を備えており、PCMケース600内にPCB200が挿入方式で取り付けられ、PCB200は、バッテリーセル100の本体の上端と向かい合う方向でバッテリーセル100の熱溶接余剰部分130に載せられる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、新構造の二次電池パックに関するものであり、より詳細には、バッテリーセルのアノード端子及びカソード端子であって、板状の導電性部材からなると共に保護回路モジュール(PCM)に電気的に接続された前記アノード端子及び前記カソード端子と、バッテリーセルであって、該バッテリーセルの一方の端部で形成された前記アノード端子及び前記カソード端子を有し、前記端部に熱溶接余剰部分が設けられている前記バッテリーセルと、表面に保護回路が形成されたプリント回路基板(PCB)であって該PCBの一方側にカソード端子接続部分及びアノード端子接続部分が設けられていると共に前記プリント回路基板の他方側に外部出入力端子接続部が設けられている前記PCBと、前記PCBの前記外部出入力端子接続部を介して前記PCBの前記保護回路に電気的に接続されている外部入出力端子と、電気的絶縁性を有するPCMケースと、を備えるPCMと、を備えており、前記PCMケース内に前記PCBが挿入方式で取り付けられ、前記PCBは、前記PCBが前記バッテリーセルの本体の上端と向かい合う方向で前記バッテリーセルの前記熱溶接余剰部分に載せられる、二次電池パックに関する。
【背景技術】
【0002】
携帯機器が益々開発されていると共に、そのような携帯機器に対する需要が増加しているため、二次電池に対する需要も急激に増加している。そのような二次電池の中には、高いエネルギー密度及び作動電圧を示すと共に優れた保存及び耐用年数特性を示すリチウム二次電池があり、当該リチウム二次電池は、様々な電子製品及び携帯機器のためのエネルギー源として広く使用されている。
【0003】
二次電池が使用されている外部機器の種類に応じて、二次電池は、二次電池が簡単に外部機器に挿入したり外部機器から取り外したりすることができる着脱型の構造となるように構成されていてもよく、また、二次電池が外部機器の中に内蔵された内蔵型の構造となるように構成されていてもよい。例えば、使用者が、電池を例えばラップトップコンピュータ等のような機器の中に挿入したり機器から取り外したりすることが可能である。一方、例えば携帯電話やMPEGオーディオレイヤー3 (mp3)プレーヤー、タブレット型PC、スマートパッドのような機器には、その機器の構造及び容量が原因で内蔵型電池にする必要がある。
【0004】
その一方で、様々な種類の可燃性材料がリチウム二次電池に含まれている。結果的に、リチウム二次電池は、バッテリーの過充電、バッテリーの過電流、又は外部からの物理的な衝撃が原因で、加熱されたり爆発したりする可能性がある。つまり、リチウム二次電池の安全性は非常に低い。その結果、例えばリチウム二次電池の過充電やリチウム二次電池の過電流等のようなリチウム二次電池の異常状態を効果的に制御するための、例えば正の温度係数(PTC)素子や保護回路モジュール(PCM)等のような安全要素が、バッテリーセルに接続されている。
【0005】
通常、内蔵型の二次電池は、電気的接続に適している板形状のバッテリーセルを使用しており、そして、PCMが、導電性のあるニッケル板を介して溶接又ははんだ付けによってバッテリーセルに接続されている。つまり、ニッケル板が溶接又ははんだ付けによってバッテリーセルの電極端子に接続されており、プリント回路基板(PCB)が両面粘着テープの一方の面に貼り付けられ、保護テープが両面粘着テープの他方の面に貼り付けられ、PCBの電極タブとニッケル板が、PCBがバッテリーセルに密接した状態で溶接によって互いに接続されている。このようにしてPCMがバッテリーセルに接続され、バッテリーパックを製造する。
【0006】
PCMを含む安全要素には、バッテリーセルの電極端子への電気的な接続が保持されるのと同時に、バッテリーセルの他の部分から電気的に分離することが必要である。
【0007】
このため、絶縁テープが、PCMを含む様々な部材に貼り付けられる。また、内側にバッテリーセルが取り付けられたバッテリーケースの密封部分は、部分的に折り曲げられており、そして、絶縁テープがそこに貼り付けられたり、或いは、バーコードがそこに印刷されたりしている。 つまり、工程が非常に複雑である。
【0008】
複数の絶縁テープ又は絶縁部品は、上述したような安全な接続を達成することが必要であるので、電池パックの組立工程は複雑であり、製造コストが増大する。
【0009】
また、外部衝撃が電池パックに作用すると、PCMが損傷する可能性があり、或いは、低い機械的強度を示す絶縁テープの使用が原因で寸法安定性が大幅に低下する可能性がある。
【0010】
したがって、バッテリーセルに取り付けられた部材の数を減らして組立工程の簡略化することができると共に、バッテリーセル内に搭載された複数の部材間の安定した結合を達成することができ、さらに、PCMを保護することができる技術が大いに必要である。
【0011】
さらに、機器の開発動向を考慮して同等の大きさでありながら大容量を提供することができる電池パックも大いに必要であり、電池パックの重さ及び大きさが減少される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0012】
したがって、本発明は、上記した課題、及び未だ解決されていない他の技術的な課題を解決するために作られたものである。
【0013】
具体的には、本発明の目的は、プリント回路基板(PCB)が電気的な絶縁性を有する保護回路モジュール(PCM)ケース内に挿入方式で取り付けられ、それによって、PCMの保護及び絶縁を達成すると共に、バッテリーセルの電極端子が外部に露出されるのを防止する、二次電池パックを提供することである。
【0014】
本発明の別の目的は、電池パックを製造するのに必要な部品の数を減らし、それによって、組立工程を簡素化し、電池パックの構造的安定性が改善される、二次電池パックを提供することである。
【0015】
本発明の別の目的は、電池パックの内部構造が、同一規格の電池パックと比べて最大の容量を提供するように変更されている、二次電池パックを提供することである。
【0016】
本発明の更なる目的は、外部衝撃から保護されると共に、その寸法安定性が高く、さらには、電池パックの外側に配置されるが、しわが無くすっきりした外観となるPCMを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0017】
本発明の1つの態様によれば、上記及び他の目的は、バッテリーセルのアノード端子及びカソード端子であって、板状の導電性部材からなると共に保護回路モジュール(PCM)に電気的に接続された前記アノード端子及び前記カソード端子と、バッテリーセルであって、該バッテリーセルの一方の端部で形成された前記アノード端子及び前記カソード端子を有し、前記端部に熱溶接余剰部分(a thermally welded surplus portion)が設けられている前記バッテリーセルと、表面に保護回路が形成されたプリント回路基板(PCB)であって該PCBの一方側にカソード端子接続部分及びアノード端子接続部分が設けられていると共に前記プリント回路基板の他方側に外部出入力端子接続部が設けられている前記PCBと、前記PCBの前記外部出入力端子接続部を介して前記PCBの前記保護回路に電気的に接続されている外部入出力端子と、電気的絶縁性を有するPCMケースと、を備えるPCMと、を備えており、前記PCMケース内に前記PCBが挿入方式で取り付けられ、前記PCBは、前記PCBが前記バッテリーセルの本体の上端と向かい合う方向で前記バッテリーセルの前記熱溶接余剰部分に載せられる、二次電池パックの提供によって達成される。
【0018】
本発明に係る二次電池パックにおいて、上述したように、PCBが、電気的な絶縁性を有するPCMケース内に挿入方式で取り付けられている。その結果、PCMの保護及び絶縁を達成することが可能である。また、追加部材を使用して電極端子を絶縁せずに、電極端子が外部に露出されるのを容易に防止することができる。
【0019】
また、本発明に係る二次電池パックにおいて、PCMが、単一のPCMケース内にPCBが挿入方式で取り付けられる構造となるように構成され、前記PCMが、バッテリーセルの熱溶接余剰部分に載せられる。したがって、従来の内蔵型の二次電池パックと比較すると、PCMを効果的に保護すると共に、PCMケースが2つの部品に分けられる場合と比べて部品の数を大幅に減少させることが可能であり、それにより、製造工程(manufacturing processability)が大幅に改善される。
【0020】
さらに、本発明に係る二次電池パックにおいて、PCBがPCMケース内に取り付けられている。したがって、PCMが従来のテープで絶縁されている従来の内蔵型の電池パックと比較すると、電池パックの製造工程が容易に行われ、欠陥率が比較的減少し、電池パックが、電池パックの外側でのしわが無く見た目が美しい外観を表す。
【0021】
また、PCBは、PCBがバッテリーセルに対して垂直に立てられた状態で、PCBがバッテリーセルの本体の上端と向かい合う方向で、バッテリーセルの熱溶接余剰部分に載せられる。その結果、PCBがバッテリーセルの熱溶接余剰部分と平行に載せられた構造に比べてバッテリーセルの熱溶接余剰部分を短くすることが可能であり、それにより、二次電池パックの単位体積当たりの容量が増加する。
【0022】
好ましくは、PCMケースは、PCMを、外部入出力端子を除いて覆う。その結果、PCMケースは、PCMを完全に覆うようにバッテリーセルの熱溶接余剰部分に載せられ、それにより、安定した設置及び絶縁が完全に確保される。
【0023】
具体例では、PCMケースは、そのPCMケースの一端がスリットの形で開口され、その開口を通してPCBが挿入される中空ボックス構造となるように構成することができる。その結果、PCMケースの寸法安定性が増加し、PCBがPCMケース内に容易に取り付けられる。
【0024】
また、PCBが、中空ボックス構造となっているPCMケース内に挿入方式で取り付けられているので、フックを使用した組立型のPCMケースと比べて取り付け時間と工程を大幅に短縮させることが可能である。
【0025】
好ましくは、絶縁テープが、熱溶接余剰部分の電極端子露出領域(an electrode terminal exposure region)にさらに貼り付けられている。その結果、折り曲げ領域で絶縁をより効果的に達成することが可能である。絶縁テープは、好ましくは両面粘着テープである。PCMケースが取り付けられたときに、両面粘着テープによってPCMケースと熱溶接余剰部分との間の結合力がもたらされ、それにより、構造的安定性がさらに改善される。
【0026】
様々な種類のバッテリーセルを本発明に係る二次電池パックに使用することが可能である。本発明に係る二次電池パックに使用されるバッテリーセルは、カソード/セパレータ/アノード構造の電極アッセンブリであって金属層及び樹脂層を備える積層シートからなるバッテリーケース内に密封された状態で取り付けられる電極アッセンブリを有するパウチ形状の二次電池であってもよく、該バッテリーセルの厚さ及び重さは小さい。
【0027】
好ましくは、PCBはフレキシブルプリント回路基板(FPCB)である。その結果、PCBは、必要に応じて容易に折り曲げることが可能である。参考までに、FPCBは、フレキシブル絶縁板を使用したプリント回路基板を意味する。
【0028】
上述したように、電池の過充電、過放電、過電流等を制御するための保護回路を有するPCBは、そのPCBの一方側にカソード端子接続部分及びアノード端子接続部分が設けられていると共に、そのPCBの他方側に外部入出力端子接続部分が設けられている。
【0029】
場合によっては、二次電池パックの安全性をさらに確保するために、安全要素が、アノード端子及び/又はカソード端子とPCBとの間にさらに取り付けられていてもよい。好ましくは、安全要素は、バッテリーセルのアノード端子とPCBとの間に位置付けられている。また、安全要素は、PCBと共にPCMケース内に挿入方式で取り付けられていてもよく、それにより、構造的安定性が確保される。
【0030】
その結果、バッテリーセルのカソード端子を、形状を変更したり追加部材を使用したりせずにPCBのカソード端子接続部分に接続し、且つ、安全要素の一方側を、バッテリーセルのアノード端子が安全要素の他方側に接続された状態で、PCMの同じ側に位置するPCBの安全要素接続部分に接続することが可能である。結果的に、構造的強度が低い安全要素は、PCBに安定して取り付けられ、それにより、製造工程における欠陥率が減少し、こうして、製造工程の効率が改善される。
【0031】
安全要素は、バッテリーセルの温度が上昇したときに電流を遮断する要素であり、それにより、電池パックの安全性が確保される。例えば、安全要素は、温度上昇に伴い抵抗が増大する正の温度係数(PTC)素子や、温度上昇に伴い切断されるヒューズにすることが可能である。しかしながら、安全要素は、PTC素子やヒューズに限定されない。
【0032】
例えば、外部入出力端子の形式は、外部入出力端子がPCBに電気的に接続されて例えば充電器などのような外部機器からバッテリーセルに電流を供給する、或いは、バッテリーセルから携帯電話やmp3プレーヤー等に電流を供給することができる限り、特に限定されることはない。好ましくは、外部入出力端子は、その外部入出力端子の一端にコネクタが取り付けられているプレート構造となるように構成されている。
【0033】
PCBのカソード端子接続部分に超音波溶接によって結合されたニッケル板が、カソード端子の一方側にさらに取り付けられていてもよい。その結果、一般的にアルミニウムからなるバッテリーセルのカソード端子とニッケルからなるPCBのカソード端子接続部分との性質の違いによるカソード端子とカソード端子接続部分との間の不良溶接が防止される。
【0034】
その一方で、PCM及びバッテリーセルを覆うように、ラベルがPCM及びバッテリーセルに、外部入出力端子とPCMの先端とを除いて貼り付けられていてもよい。具体的に言うと、ラベルは、PCM、及びバッテリーセルの外側に設けられた熱溶接外周部(thermally welded outer circumferences)を、外部入出力端子とPCMの先端とを除いて覆う構造となるように構成されることが可能である。
【0035】
その結果、絶縁された状態をほぼ維持するのと同時に熱溶接外周部をバッテリーセルの本体に安定して固定することが可能であり、それにより、バッテリーセルの電極端子とPCBとの間の電気的接続がより安定して確保される。
【0036】
好ましくは、本発明に係る二次電池パックは、内蔵型の二次電池パックである。
【0037】
本発明の別の態様によれば、上記の構成を持つ二次電池パックを構成するのに使用される特異な構造の保護回路モジュールが提供される。
【0038】
具体的に言うと、板状のバッテリーセルの先端に取り付けられる保護回路モジュール(PCM)であって、前記バッテリーセルが、前記電極端子が前記PCMの上端に形成される複数の電極端子を有し、前記複数の電極端子の各々が板状の導電性部材からなる、PCMにおいて、前記PCMが、表面に保護回路が形成されたプリント回路基板(PCB)であって該PCBの一方側にカソード端子接続部分及びアノード端子接続部分が設けられていると共に前記PCBの他方側に外部出入力端子接続部が設けられている前記PCBと、記PCBの前記外部出入力端子接続部を介して前記PCBの前記保護回路に電気的に接続されている外部入出力端子と、電気的絶縁性を有するPCMケースと、を備えており、前記PCB及び安全要素が、アノード端子及びカソード端子が前記PCBに電気的に接続される状態で前記PCMケース内に挿入方式で取り付けられ、前記PCBは、前記PCBが前記バッテリーセルの本体の上端と向かい合う方向で前記バッテリーセルの熱溶接余剰部分に載せられる、保護回路モジュールが提供される。
【0039】
内蔵型の二次電池パックの従来の組立工程では、接続部材とPCMとが結合され、上述のようにPCMアッセンブリがバッテリーセルに取り付けられるように、絶縁テープがそれぞれの段階で貼り付けられる。つまり、PCMアッセンブリは、多くの部品を使用してバッテリーセルに取り付けられる。その結果、多くの工程が必要である。また、電池パックの機械的強度及び構造的安定性が低い。
【0040】
一方、本発明に係る保護回路モジュールは、PCMがPCMケース内に取り付けられる構造となるように構成されている。その結果、電池パックの構造的安定性が改善されると共に、電池パックの製造工程が大幅に簡略化される。
【0041】
また、本発明に係る保護回路モジュールでは、追加部材を使用してカソード端子とアノード端子とを絶縁せずに、カソード端子及びアノード端子が外部に露出されるのを容易に防止することができる。
【0042】
さらに、PCBは、上記した特異な構造によって、PCBがバッテリーセルの本体の上端と向かい合う方向でバッテリーセルの熱溶接余剰部分に載せられるため、同一規格の電池パックと比べて電池パックの容量を最大限に高めることができる。
【0043】
好適な例では、外部入出力端子がPCBの一方側に接続されており、アノード端子接続部分とカソード端子接続部分が、アノード端子接続部分とカソード端子接続部分がアノード端子とカソード端子にそれぞれ対応するようにPCBの他方側に形成されていてもよい。
【0044】
好ましくは、外部入出力端子が、その外部入出力端子の一端にコネクタが取り付けられているプレート構造となるように構成されている
【0045】
好ましくは、PCMケースは、そのPCMケースの一端がスリットの形で開口され、その開口を通してPCBが挿入される中空ボックス構造となるように構成されている。
【0046】
本発明の更なる態様によれば、上記の構成を持つ二次電池パックの製造方法が提供される。
【0047】
具体的に言うと、本発明に係る二次電池パックは、(a)ニッケル板を、バッテリーセルのカソード端子の先端に超音波溶接によって接続するステップと、(b)前記バッテリーセルのアノード端子及び前記カソード端子を、PCBの背面に形成されたアノード端子接続部分及びカソード端子接続部分に、スポット溶接によって接続するステップと、(c)前記バッテリーセルの前記電極端子を折り曲げてPCMを前記バッテリーセルの熱溶接余剰部分に取り付けるステップと、(d)PCMケースであって、前記PCMケースの一端がスリットの形で開口され、その開口を通して外部入出力端子が外部に向かって延在する中空ボックス構造となるように構成された前記PCMケースの中に前記PCMを挿入させるステップと、(e)前記PCM、及び前記バッテリーセルの外側に設けられた熱溶接外周部を前記外部入出力端子と前記PCMの上端とを除いてラベルで覆うステップと、を含む二次電池パックの製造方法を利用して製造されることができる。
【0048】
従来の内蔵型の二次電池パックの製造方法と比較すると、本発明に係る二次電池パックの製造方法は、製造工程の数を減少させることができると共に、改善された構造的安定性を示す二次電池パックを提供することができる。
【0049】
また、前記二次電池パックの製造方法では、ラベルや絶縁テープ等の追加部材を用いずにPCMケースを使用してPCMの保護及び絶縁を達成することができ、しかも、前記ケースは、PCMがPCBに電気的に接続されると共に折り曲げ工程が終了した後に取り付けられる。結果的に、折り曲げ工程中に露出領域が形成されないため、追加の絶縁材料が必要ない。
【0050】
場合によって、二次電池パックの製造方法は、折り曲げステップの前に、絶縁テープを熱溶接余剰部分の電極端子露出領域に貼り付けるステップをさらに含んでいてもよい。
【発明の効果】
【0051】
上記した記載から明らかなように、本発明に係る二次電池パックでは、プリント回路基板(PCB)が電気的な絶縁性を有する保護回路モジュール(PCM)ケース内に挿入方式で取り付けられており、それにより、PCMの保護及び絶縁が達成されると共に、バッテリーセルの電極端子が外部に露出されるのが防止される。
【0052】
また、本発明に係る二次電池パックでは、PCMケースを含むPCMが、絶縁テープを熱溶接余剰部分に載せられる。その結果、電池パックの組立工程を簡素化することができると共に、電池パックの構造的安定性を改善することができる。
【0053】
さらに、本発明に係る二次電池パックは特異な内部構造を有しているので、それにより、同一規格の電池パックと比べて最大の容量が提供される。
【0054】
また、本発明に係るPCMでは、PCMが外部衝撃から保護されると共に、PCMの寸法安定性が高く、さらには、PCMが、電気パックの外側に配置されるが、しわが無くすっきりした外観となる。
【0055】
本発明の上記及び他の目的、特徴並びに他の効果は、添付図面と併用される下記の詳細な説明からより明確に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0056】
【図1】図1は、本発明の実施形態に係る二次電池パックの分解斜視図である。
【図2】図2は、図1の二次電池パックを製造する工程を示している斜視図である。
【図3】図3は、図1の二次電池パックを製造する工程を示している斜視図である。
【図4】図4は、図1の二次電池パックを製造する工程を示している斜視図である。
【図5】図5は、図1の二次電池パックを製造する工程を示している斜視図である。
【図6】図6は、図1の二次電池パックを製造する工程を示している斜視図である。
【図7】図7は、図1の二次電池パックを製造する工程を示している斜視図である。
【図8】図8は、図1の二次電池パックを製造する工程を示している斜視図である。
【図9】図9は、本発明の実施形態に係るプリント回路基板(PCB)を折り曲げる工程を示した典型的な一連の部分図である。
【発明を実施するための形態】
【0057】
以下に、本発明の例示的な実施形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明の範囲は、説明された実施形態によって限定されないことを留意すべきである。
【0058】
図1は、本発明の実施形態に係る二次電池パックの分解斜視図である。
【0059】
図1を参照すると、二次電池パック900は、アノード端子120と、カソード端子110と、バッテリーセル100と、保護回路モジュール(PCM)500と、ラベル400と、を備える。
【0060】
バッテリーセル100のアノード端子120及びカソード端子110は、板状の導電性部材である。バッテリーセル100のアノード端子120及びカソード端子110は、PCM500のプリント回路基板(PCB)200に電気的に接続されている。
【0061】
アノード端子120及びカソード端子110は、バッテリーセル100の一端に形成されている。熱溶接余剰部分130は、バッテリーセル100のケースの上端側の延長部分に形成されている。
【0062】
PCM500は、表面に保護回路が形成されたPCB200と、PCB200の保護回路に電気的に接続された外部入出力端子210と、電気的絶縁性を有するPCMケース600と、を備えており、PCMケース600内にPCB200が挿入方式で取り付けられている。
【0063】
また、PCB200は、バッテリーセル100の本体の上端と向かい合う方向でバッテリーセル100の熱溶接余剰部分130に載せられる。
【0064】
本発明に係る二次電池パック900では、二次電池パック900が内蔵型の二次電池パックであるので、PCM500が、バッテリーセル100のアノード端子120及びカソード端子110に電気的に接続されたPCB200がPCMケース600内に挿入方式で取り付けられた構造となるように構成されており、そのPCM500が、バッテリーセル100のケースの上端側の延長部分に位置する熱溶接余剰部分130に載せられる。したがって、従来の内蔵型の二次電池パックと比較すると、PCM500を効果的に保護することができると共に部品の数を大幅に減少させることが可能であり、それにより、製造工程が大幅に改善される。
【0065】
バッテリーセル100は、カソード/セパレータ/アノード構造の電極アッセンブリであって金属層及び樹脂層を備える積層シートからなるバッテリーケース内に密封された状態で取り付けられる電極アッセンブリを有するパウチ形状の二次電池である。
【0066】
外部入出力端子210は、フレキシブルプリント回路基板であるPCBの一方側に接続されている。アノード端子接続部分220及びカソード端子接続部分230は、アノード端子接続部分220及びカソード端子接続部分230がアノード端子120とカソード端子110にそれぞれ対応するようにPCB200の他方側に形成されている。下記する図9に示すように、アノード端子接続部分220及びカソード端子接続部分230は、アノード端子接続部分220及びカソード端子接続部分230の一端がPCB200に結合し、その上、アノード端子接続部分220及びカソード端子接続部分230の他端が曲げられることができるようにアノード端子接続部分220及びカソード端子接続部分230の他端がL字形状に延在する構造となるように構成されている。
【0067】
また、外部入出力端子210は、外部入出力端子210の一端にコネクタが取り付けられたプレート構造となっており、そして、PCMケース600は、そのPCMケース600内にPCB200が挿入方式で取り付けられる中空ボックス構造となっている。
【0068】
図2から8は、図1の二次電池パックを製造する工程を示している斜視図である。
【0069】
二次電池パックを製造する工程について、図1と共にこれらの図面を参照しながら説明する。
【0070】
まず、図2を参照すると、ニッケル板140は、バッテリーセル100のカソード端子110の先端に接続されており、このニッケル板140は、後にPCB200のカソード端子接続部分230に超音波溶接によって結合される。
【0071】
次に、図3を参照すると、バッテリーセル100のアノード端子120及びカソード端子110は、PCB200の他方側に形成されたアノード端子接続部分220及びカソード端子接続部分230にスポット溶接によって接続されている。
【0072】
図4を参照すると、PCB200は、アノード端子接続部分220及びカソード端子接続部分230がバッテリーセル100に平行に配置されるように垂直に折り曲げられ、その後、両面粘着テープ160が、バッテリーセル100の本体の上端にある熱溶接余剰部分130の電極端子露出領域に貼り付けられる。
【0073】
図5を参照すると、バッテリーセル100のアノード端子120及びカソード端子110が上方向に折り曲げられ、PCB200がバッテリーセル100の熱溶接余剰部分130に載せられる。
【0074】
図6及び7を参照すると、中空ボックス構造となるように構成されたPCMケース600がPCB200に取り付けられ、そのPCMケース600の一端(図示しない)がスリットの形で開口され、その開口を通して外部入出力端子210が外部に向かって延在する。
【0075】
最後に、図8を参照すると、PCM500及びバッテリーセル100の外側に設けられた熱溶接外周部が、外部入出力端子210とPCM500の先端とを除いて、ラベル400によって覆われる。
【0076】
その結果、ラベル400は、バッテリーセル100の絶縁を確保するのと同時に熱溶接外周部をバッテリーセル100の本体にしっかりと固定しており、それにより、バッテリーセル100のアノード端子120及びカソード端子110とPCB200との間の電気的接続がより安定して確保される。
【0077】
図9は、本発明の実施形態に係るPCBを折り曲げる一連の工程を典型的に示している。説明の便宜上、カソード接続工程が図9に示されている。
【0078】
図9を図3から5と比較すると、PCB200のカソード端子接続部分230が、カソード端子110のニッケル板140に溶接されていると共に、カソード端子接続部分230が折り曲げられ、さらに、PCB200がバッテリーセル100の先端に平行するようにPCB200が折り曲げられる。つまり、カソード端子110は2回折り曲げられる。
【0079】
結果的に、PCB200は、PCB200がバッテリーセル100の本体の上端と向かい合う方向でバッテリーセル100の熱溶接余剰部分130に載せられる。その結果、熱溶接余剰部分130の大きさを縮小させることが可能である。また、PCMの全体的な設置高さが低くなるので、バッテリーパックの全体的な大きさが同じであっても、バッテリーセル100の高さを増加させることができ、それにより、バッテリーパックの容量が最大化する。
【0080】
実例を示すために本発明の例示的な実施形態を記載したが、当業者は、添付の特許請求の範囲に開示されているような発明の範囲及び精神から逸脱することなく、様々な変更、追加および置換が可能であることを理解するであろう。
【符号の説明】
【0081】
100・・・バッテリーセル
110・・・カソード端子
120・・・アノード端子
130・・・熱溶接余剰部分
140・・・ニッケル板
160・・・両面粘着テープ
200・・・プリント回路基板(PCB)
210・・・外部入出力端子
220・・・アノード端子接続部分
230・・・カソード端子接続部分
400・・・ラベル
500・・・保護回路モジュール(PCM)
600・・・PCMケース
900・・・二次電池パック

【特許請求の範囲】
【請求項1】
バッテリーセルのアノード端子及びカソード端子であって、板状の導電性部材からなると共に保護回路モジュール(PCM)に電気的に接続された前記アノード端子及び前記カソード端子と、
バッテリーセルであって、該バッテリーセルの一方の端部に形成された前記アノード端子及び前記カソード端子を有し、前記端部に熱溶接余剰部分が設けられている前記バッテリーセルと、
表面に保護回路が形成されたプリント回路基板(PCB)であって該PCBの一方側にカソード端子接続部分及びアノード端子接続部分が設けられていると共に前記プリント回路基板の他方側に外部出入力端子接続部が設けられている前記PCBと、前記PCBの前記外部出入力端子接続部を介して前記PCBの前記保護回路に電気的に接続されている外部入出力端子と、電気的絶縁性を有するPCMケースと、を備えるPCMと、
を備えており、
前記PCMケース内に前記PCBが挿入方式で取り付けられ、前記PCBは、前記PCBが前記バッテリーセルの本体の上端と向かい合う方向で前記バッテリーセルの前記熱溶接余剰部分に載せられる、二次電池パック。
【請求項2】
前記PCMケースが、前記PCMを、前記外部入出力端子を除いて覆う、請求項1に記載された二次電池パック。
【請求項3】
前記PCMケースが、前記PCMケースの一端がスリットの形で開口され、その開口を通して前記PCBが挿入される中空ボックス構造となるように構成されている、請求項1に記載された二次電池パック。
【請求項4】
前記熱溶接余剰部分の電極端子露出領域にさらに貼り付けられる絶縁テープをさらに備えている、請求項1に記載された二次電池パック。
【請求項5】
前記絶縁テープが両面粘着テープである、請求項4に記載された二次電池パック。
【請求項6】
前記バッテリーセルが、カソード/セパレータ/アノード構造の電極アッセンブリであって金属層及び樹脂層を備える積層シートからなるバッテリーケース内に密封された状態で取り付けられている前記電極アッセンブリを有する二次電池である、請求項1に記載された二次電池パック。
【請求項7】
前記PCBがフレキシブルプリント回路基板(FPCB)である、請求項1に記載された二次電池パック。
【請求項8】
前記外部入出力端子が前記PCBの一方側に接続され、アノード端子接続部分及びカソード端子接続部分が、前記アノード端子接続部分及び前記カソード端子接続部分が前記アノード端子及び前記カソード端子にそれぞれ対応するように、前記PCBの他方側に形成されている、請求項1に記載された二次電池パック。
【請求項9】
前記アノード端子及び/又は前記カソード端子と前記PCBとの間にさらに取り付けられる安全要素をさらに備えており、前記安全要素が、前記PCBと共に前記PCMケース内に挿入方式で取り付けられている、請求項1に記載された二次電池パック。
【請求項10】
前記外部入出力端子が、前記外部入出力端子の一端にコネクタが取り付けられているプレート構造となるように構成されている、請求項1に記載された二次電池パック。
【請求項11】
前記カソード端子の一方側にさらに取り付けられるニッケル板をさらに備え、該ニッケル板は、前記PCBの前記カソード端子接続部分に超音波溶接によって結合されている、請求項8に記載された二次電池パック。
【請求項12】
前記PCM及び前記バッテリーセルを覆うために、前記PCM及び前記バッテリーセルに前記外部入出力端子と前記PCMの先端とを除いて貼り付けられるラベルをさらに備える、請求項1に記載された二次電池パック。
【請求項13】
前記ラベルが、前記PCM、及び前記バッテリーセルの外側に設けられた熱溶接外周部を、前記外部入出力端子と前記PCMの先端とを除いて覆う構造となるように構成されている、請求項12に記載された二次電池パック。
【請求項14】
板状のバッテリーセルの先端に取り付けられる保護回路モジュール(PCM)であって、前記バッテリーセルが、前記電極端子が前記PCMの上端に形成される複数の電極端子を有し、前記複数の電極端子の各々が板状の導電性部材からなる、PCMにおいて、
前記PCMが、表面に保護回路が形成されたプリント回路基板(PCB)であって該PCBの一方側にカソード端子接続部分及びアノード端子接続部分が設けられていると共に前記PCBの他方側に外部出入力端子接続部が設けられている前記PCBと、記PCBの前記外部出入力端子接続部を介して前記PCBの前記保護回路に電気的に接続されている外部入出力端子と、電気的絶縁性を有するPCMケースと、を備えており、前記PCB及び安全要素が、アノード端子及びカソード端子が前記PCBに電気的に接続される状態で前記PCMケース内に挿入方式で取り付けられ、
前記PCBは、前記PCBが前記バッテリーセルの本体の上端と向かい合う方向で前記バッテリーセルの熱溶接余剰部分に載せられる、保護回路モジュール。
【請求項15】
前記外部入出力端子が前記PCBの一方側に接続されており、アノード端子接続部分及びカソード端子接続部分が、前記アノード端子接続部分及び前記カソード端子接続部分が前記アノード端子及び前記カソード端子にそれぞれ対応するように、前記PCBの他方側に形成されている、請求項14に記載された保護回路モジュール。
【請求項16】
前記PCMケースが、前記PCMケースの一端がスリットの形で開口され、その開口を通して前記PCBが挿入される中空ボックス構造となるように構成されている、請求項14に記載された保護回路モジュール。
【請求項17】
請求項1から13の何れか一項に記載された二次電池パックの製造方法であって、
(a)ニッケル板を、バッテリーセルのカソード端子の先端に超音波溶接によって接続するステップと、
(b)前記バッテリーセルのアノード端子及び前記カソード端子を、PCBの背面に形成されたアノード端子接続部分及びカソード端子接続部分に、スポット溶接によって接続するステップと、
(c)前記バッテリーセルの前記電極端子を折り曲げてPCMを前記バッテリーセルの熱溶接余剰部分に取り付けるステップと、
(d)PCMケースであって、前記PCMケースの一端がスリットの形で開口され、その開口を通して外部入出力端子が外部に向かって延在する中空ボックス構造となるように構成された前記PCMケースの中に前記PCMを挿入させるステップと、
(e)前記PCM、及び前記バッテリーセルの外側に設けられた熱溶接外周部を、前記外部入出力端子と前記PCMの先端とを除いてラベルで覆うステップと、
を含む方法。
【請求項18】
絶縁テープを、前記熱溶接余剰部分の電極端子露出領域に貼り付けるステップをさらに含む、請求項17に記載された方法。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【公開番号】特開2013−41810(P2013−41810A)
【公開日】平成25年2月28日(2013.2.28)
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願2012−97487(P2012−97487)
【出願日】平成24年4月23日(2012.4.23)
【出願人】(500239823)エルジー・ケム・リミテッド (1,221)
【Fターム(参考)】