電池パックの製造方法
【課題】 素電池が露出することなく、生産効率の良い、薄型軽量の電池パックの製造方法を提供すること。
【解決手段】 コアパック３の全面を絶縁塗装した後に、外周側面に組み込まれる合成樹脂製のコの字型フレーム４を装着する。
【解決手段】 コアパック３の全面を絶縁塗装した後に、外周側面に組み込まれる合成樹脂製のコの字型フレーム４を装着する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機などの小型電子機器の駆動用電源として好適な電池パックの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等の各種携帯型電子機器の小型化、ポータブル化が進み、これらの駆動用電源として、小型軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池の電池パックが用いられている。
【０００３】
この電池パックは、コアパックの外周側面を合成樹脂製のフレームで外装したものである。コアパックは、扁平角形の金属ケースを有する素電池と、保護回路基板および二次保護素子からなる保護回路基板モジュールで構成されている。素電池は充放電が可能なリチウムイオン二次電池であり、金属ケースとしてはアルミニウムが用いられている。
【０００４】
フレームは、コアパックを外的衝撃から保護したり、電子機器へ組み込み易くする役割を持ち、ポリカーボネート樹脂やアクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等の合成樹脂で形成されている。
【０００５】
ところで、素電池のアルミニウム金属ケースは、正極であることから、わずかな露出も短絡につながることがあるので、確実に絶縁される必要がある。
【０００６】
従来のコアパックの絶縁方法は、コアパックをフレームに組み込み後、化粧ラベルを巻きつける方法が取られていた。ところが、ユーザーが化粧ラベルを剥して容易に素電池を露出させ、短絡させてしまうことがあった。
【０００７】
したがって、ユーザーに電池パックを分解、改造されたとしても、素電池を露出させ短絡させてしまうことのない構造が求められていた。
【０００８】
また、コアパックをフレームに組み込み後、熱収縮チューブにより絶縁する方法も取られていたが、素電池に熱ストレスを加えるので、電気特性が劣化してしまうことがあった。
【０００９】
そこで、上記の解決策として、特許文献１では、素電池そのものに絶縁被覆層を形成して、化粧ラベルや熱収縮チューブなどを用いない電池パックが提案されている。
【００１０】
特許文献１に記載の技術は、素電池の金属ケースの外面に、焼き付け塗装により被覆被覆層を形成していた。ところが、焼き付け塗装では塗装後に素電池が２５０℃程度に過熱される。このため、素電池の熱膨張やフレームの熱変形が生じるおそれがあり、また素電池が高温状態にさらされるので電気特性が劣化してしまうことがあった。
【００１１】
そこで、特許文献２では、上記の絶縁方法の対策として、素電池の表裏に絶縁被覆層を形成して、化粧ラベルや熱収縮チューブなどを用いない電池パックが提案されている。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−１４９９０８号公報
【特許文献２】特開２００４−２９６３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献２の技術では、コアパックとフレームを溶融合成樹脂により固着した後に、印刷等によって上下面に絶縁被覆を形成していた。すなわち、コアパックの外周側面はフレームで固着されているために絶縁被覆は形成されていなかった。
【００１４】
そこで、ユーザーがフレームを剥してコアパックを露出させた場合には、絶縁被覆されていない素電池の外周側面が露出し、短絡させてしまうことがあった。
【００１５】
また、コアパックとフレームを溶融合成樹脂により固着する場合には、樹脂を硬化させるために、加熱することになるので、素電池に熱ストレスが加わり、電気特性を劣化させてしまうことがあるとともに、生産工程においては硬化時間がかかり、生産効率も悪いという問題があった。
【００１６】
この対策として、コアパックとフレームの固着時に加熱することなく、生産効率も良い固着方法として超音波溶着方法がある。ところが、超音波溶着ではコアパックとフレームの接合部に隙間が生じてしまうことがある。
【００１７】
したがって、超音波溶着にてコアパック外周面とフレームを固着しようとする場合には、コアパックの表裏面ばかりでなく側面も十分に絶縁されていなければ、絶縁されていない素電池側面が露出してしまい、短絡させてしまうことがあるという問題があった。
【００１８】
また、小型化、薄型化、軽量化が急速に進む小型電子機器においては、電池パックに対しても同様に、小型化、薄型化、軽量化の要求が高まってきている。
【００１９】
本発明の課題は、素電池が露出することなく、生産効率の良い、薄型軽量の電池パックの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、前記課題の解決のため、電池パックの絶縁方法を検討した結果なされたものである。
【００２１】
即ち、扁平角形の金属ケースを有する素電池に前記素電池の充放電状態を管理する保護回路基板および二次保護素子を接続してなるコアパックと、合成樹脂製のフレームからなる電池パックにおいて、前記コアパックの全面を絶縁塗装した後に、前記コアパックの外周側面に前記フレームを装着することを特徴とする電池パックの製造方法である。
【００２２】
また、前記コアパックの外周側面に前記フレームを超音波溶着にて装着することを特徴とする上記の電池パックの製造方法である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、コアパックを全面絶縁塗装するのでコアパックの表裏面ばかりでなく、コアパック外周側面も絶縁される。超音波溶着にてコアパック外周側面とフレームを固着した場合は、接合部に隙間が生じることがあるが、コアパックは側面も塗装されているので、隙間が生じたとしても素電池が露出し、短絡させることはない。したがって、超音波溶着にも対応することが可能である。
【００２４】
また、溶融合成樹脂による固定方法のように、素電池に熱ストレスを加えることなく製造でき、かつ熱硬化時間が必要なく、電気特性を劣化させることなく、効率よく電池パックを製造できる。
【００２５】
さらに、コアパックの側面及び側面に隣接する平面の端部にコの字型フレームを固定テープで固定しただけの構成としても、コアパック外周側面が絶縁されているので、ユーザーがフレームを剥がしたとしても素電池が露出して短絡させてしまうことはない。また、この構成ならば、上フレームと下フレームの２つのフレームを用いないので、薄型軽量となり、製造が非常に容易で安価な電池パックを製造することができる。
【００２６】
したがって、コアパック全面を絶縁塗装した後に、フレームを装着することによって、超音波溶着やテープ固定させても、素電池を露出させてしまうことがなく、生産性が良い電池パックの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、本発明による第１の実施の形態の説明図であり、図１（ａ）は外観斜視図、図１（ｂ）は分解斜視図である。
【００２９】
電池パック１０は、コアパック１と上フレーム２ａと下フレーム２ｂからなり、コアパック１は素電池１ａと保護回路モジュールから構成されている。
【００３０】
保護回路モジュールは、素電池を過充電や過放電から保護する保護回路基板１ｂと、素電池が過熱した時や過電流時において電流を遮断する二次保護素子であるポリスイッチ１ｇを、２つのタブ１ｈ、１ｉを用いてスポット溶接で接続したものである。
【００３１】
コアパック１は、素電池１ａに絶縁紙１ｊを貼り付け、そこに保護回路モジュールを位置決めし、素電池の正極１ｃと負極１ｄにスポット溶接し作製する。
【００３２】
次に、コアパック１の全面に絶縁塗料として、上記の部品と化学反応をしないエポキシ系樹脂等を塗布する。
【００３３】
絶縁塗料の塗布手順としては、まずコアパック１に２箇所設けられた保護回路基板の接点１ｅ、１ｆには、塗装が掛からないようにマスキングテープを貼る。そして、絶縁塗料を噴き付け等の方法にて塗装する。絶縁塗料が乾燥した後、マスキングテープを剥がす。
【００３４】
ここで、絶縁塗料の乾燥後には、シルク印刷等により注意書きを記載したり、体裁面としてのデザインを施すことも可能である。
【００３５】
そして、全面塗装したコアパック１を下フレーム２ｂに納め、上フレーム２ａを取り付けてから、超音波溶着にて固着する。
【００３６】
図２は、本発明による第２の実施の形態の説明図であり、コアパックの側面及び側面に隣接する平面の端部にフレームを装着した形態を示し、図２（ａ）は外観斜視図、図２（ｂ）は分解斜視図である。
【００３７】
電池パック２０は、コアパック３の側面及び側面に隣接する平面の端部にコの字型フレーム４を固定テープ５で固定した構成である。コアパック３は素電池３ａと保護回路モジュールから構成され、出力ケーブル３ｋが接続されている。
【００３８】
保護回路モジュールは、保護回路基板３ｂに二次保護素子であるポリスイッチ３ｇおよびタブ３ｈをスポット溶接で接続し、そして出力ケーブル３ｋを半田付けして作製した。ここで、保護回路基板３ｂ、ポリスイッチ３ｇおよびタブ３ｈの機能は、第１の実施の形態と同様である。
【００３９】
コアパック３は、素電池３ａに絶縁紙３ｊを貼り付け、そこに前述の保護回路モジュールを位置決めし、素電池の正極３ｃと負極３ｄにスポット溶接し作製する。
【００４０】
次に、コアパック３の全面に絶縁塗料として、上記の部品と化学反応をしないエポキシ系樹脂等を塗布する。
【００４１】
絶縁塗料の塗布手順としては、まず、出力ケーブル３ｋには塗装が掛からないようにマスキングテープを貼る。
【００４２】
そして、コアパック３全面に、絶縁塗料を噴き付け等の方法にて塗装する。絶縁塗料が乾燥した後、マスキングテープをはがす。
【００４３】
ここで、絶縁塗料の乾燥後には、第１の実施の形態と同様にシルク印刷等により注意書きを記載したり、体裁面としてのデザインを施すことも可能である。
【００４４】
そして、全面に絶縁塗装されたコアパック３にコの字型フレーム４を取り付ける。ここで、コの字型フレーム４には、出力ケーブル取り出し溝６が設けられている。コアパック３の出力ケーブル３ｋを出力ケーブル取り出し溝６を通してコの字型フレームから取り出した状態で、コアパック３の側面及び側面に隣接する平面の端部にコの字型フレーム４を固定テープ５で固定する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による第１の実施の形態の説明図。図１（ａ）は外観斜視図。図１（ｂ）は分解斜視図。
【図２】本発明による第２の実施の形態の説明図。図２（ａ）は外観斜視図。図２（ｂ）は分解斜視図。
【符号の説明】
【００４６】
１，３ コアパック
１ａ，３ａ 素電池
１ｂ，３ｂ 保護回路基板
１ｃ，３ｃ 素電池の正極
１ｄ，３ｄ 素電池の負極
１ｅ，１ｆ 保護回路基板の接点
１ｇ，３ｇ ポリスイッチ
１ｈ，３ｈ，１ｉ タブ
１ｊ，３ｊ 絶縁紙
２ａ 上フレーム
２ｂ 下フレーム
３ｋ 出力ケーブル
４ コの字型フレーム
５ 固定テープ
６ 出力ケーブル取り出し溝
１０，２０ 電池パック
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話機などの小型電子機器の駆動用電源として好適な電池パックの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機等の各種携帯型電子機器の小型化、ポータブル化が進み、これらの駆動用電源として、小型軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン二次電池の電池パックが用いられている。
【０００３】
この電池パックは、コアパックの外周側面を合成樹脂製のフレームで外装したものである。コアパックは、扁平角形の金属ケースを有する素電池と、保護回路基板および二次保護素子からなる保護回路基板モジュールで構成されている。素電池は充放電が可能なリチウムイオン二次電池であり、金属ケースとしてはアルミニウムが用いられている。
【０００４】
フレームは、コアパックを外的衝撃から保護したり、電子機器へ組み込み易くする役割を持ち、ポリカーボネート樹脂やアクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂等の合成樹脂で形成されている。
【０００５】
ところで、素電池のアルミニウム金属ケースは、正極であることから、わずかな露出も短絡につながることがあるので、確実に絶縁される必要がある。
【０００６】
従来のコアパックの絶縁方法は、コアパックをフレームに組み込み後、化粧ラベルを巻きつける方法が取られていた。ところが、ユーザーが化粧ラベルを剥して容易に素電池を露出させ、短絡させてしまうことがあった。
【０００７】
したがって、ユーザーに電池パックを分解、改造されたとしても、素電池を露出させ短絡させてしまうことのない構造が求められていた。
【０００８】
また、コアパックをフレームに組み込み後、熱収縮チューブにより絶縁する方法も取られていたが、素電池に熱ストレスを加えるので、電気特性が劣化してしまうことがあった。
【０００９】
そこで、上記の解決策として、特許文献１では、素電池そのものに絶縁被覆層を形成して、化粧ラベルや熱収縮チューブなどを用いない電池パックが提案されている。
【００１０】
特許文献１に記載の技術は、素電池の金属ケースの外面に、焼き付け塗装により被覆被覆層を形成していた。ところが、焼き付け塗装では塗装後に素電池が２５０℃程度に過熱される。このため、素電池の熱膨張やフレームの熱変形が生じるおそれがあり、また素電池が高温状態にさらされるので電気特性が劣化してしまうことがあった。
【００１１】
そこで、特許文献２では、上記の絶縁方法の対策として、素電池の表裏に絶縁被覆層を形成して、化粧ラベルや熱収縮チューブなどを用いない電池パックが提案されている。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−１４９９０８号公報
【特許文献２】特開２００４−２９６３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献２の技術では、コアパックとフレームを溶融合成樹脂により固着した後に、印刷等によって上下面に絶縁被覆を形成していた。すなわち、コアパックの外周側面はフレームで固着されているために絶縁被覆は形成されていなかった。
【００１４】
そこで、ユーザーがフレームを剥してコアパックを露出させた場合には、絶縁被覆されていない素電池の外周側面が露出し、短絡させてしまうことがあった。
【００１５】
また、コアパックとフレームを溶融合成樹脂により固着する場合には、樹脂を硬化させるために、加熱することになるので、素電池に熱ストレスが加わり、電気特性を劣化させてしまうことがあるとともに、生産工程においては硬化時間がかかり、生産効率も悪いという問題があった。
【００１６】
この対策として、コアパックとフレームの固着時に加熱することなく、生産効率も良い固着方法として超音波溶着方法がある。ところが、超音波溶着ではコアパックとフレームの接合部に隙間が生じてしまうことがある。
【００１７】
したがって、超音波溶着にてコアパック外周面とフレームを固着しようとする場合には、コアパックの表裏面ばかりでなく側面も十分に絶縁されていなければ、絶縁されていない素電池側面が露出してしまい、短絡させてしまうことがあるという問題があった。
【００１８】
また、小型化、薄型化、軽量化が急速に進む小型電子機器においては、電池パックに対しても同様に、小型化、薄型化、軽量化の要求が高まってきている。
【００１９】
本発明の課題は、素電池が露出することなく、生産効率の良い、薄型軽量の電池パックの製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
本発明は、前記課題の解決のため、電池パックの絶縁方法を検討した結果なされたものである。
【００２１】
即ち、扁平角形の金属ケースを有する素電池に前記素電池の充放電状態を管理する保護回路基板および二次保護素子を接続してなるコアパックと、合成樹脂製のフレームからなる電池パックにおいて、前記コアパックの全面を絶縁塗装した後に、前記コアパックの外周側面に前記フレームを装着することを特徴とする電池パックの製造方法である。
【００２２】
また、前記コアパックの外周側面に前記フレームを超音波溶着にて装着することを特徴とする上記の電池パックの製造方法である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、コアパックを全面絶縁塗装するのでコアパックの表裏面ばかりでなく、コアパック外周側面も絶縁される。超音波溶着にてコアパック外周側面とフレームを固着した場合は、接合部に隙間が生じることがあるが、コアパックは側面も塗装されているので、隙間が生じたとしても素電池が露出し、短絡させることはない。したがって、超音波溶着にも対応することが可能である。
【００２４】
また、溶融合成樹脂による固定方法のように、素電池に熱ストレスを加えることなく製造でき、かつ熱硬化時間が必要なく、電気特性を劣化させることなく、効率よく電池パックを製造できる。
【００２５】
さらに、コアパックの側面及び側面に隣接する平面の端部にコの字型フレームを固定テープで固定しただけの構成としても、コアパック外周側面が絶縁されているので、ユーザーがフレームを剥がしたとしても素電池が露出して短絡させてしまうことはない。また、この構成ならば、上フレームと下フレームの２つのフレームを用いないので、薄型軽量となり、製造が非常に容易で安価な電池パックを製造することができる。
【００２６】
したがって、コアパック全面を絶縁塗装した後に、フレームを装着することによって、超音波溶着やテープ固定させても、素電池を露出させてしまうことがなく、生産性が良い電池パックの製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２８】
図１は、本発明による第１の実施の形態の説明図であり、図１（ａ）は外観斜視図、図１（ｂ）は分解斜視図である。
【００２９】
電池パック１０は、コアパック１と上フレーム２ａと下フレーム２ｂからなり、コアパック１は素電池１ａと保護回路モジュールから構成されている。
【００３０】
保護回路モジュールは、素電池を過充電や過放電から保護する保護回路基板１ｂと、素電池が過熱した時や過電流時において電流を遮断する二次保護素子であるポリスイッチ１ｇを、２つのタブ１ｈ、１ｉを用いてスポット溶接で接続したものである。
【００３１】
コアパック１は、素電池１ａに絶縁紙１ｊを貼り付け、そこに保護回路モジュールを位置決めし、素電池の正極１ｃと負極１ｄにスポット溶接し作製する。
【００３２】
次に、コアパック１の全面に絶縁塗料として、上記の部品と化学反応をしないエポキシ系樹脂等を塗布する。
【００３３】
絶縁塗料の塗布手順としては、まずコアパック１に２箇所設けられた保護回路基板の接点１ｅ、１ｆには、塗装が掛からないようにマスキングテープを貼る。そして、絶縁塗料を噴き付け等の方法にて塗装する。絶縁塗料が乾燥した後、マスキングテープを剥がす。
【００３４】
ここで、絶縁塗料の乾燥後には、シルク印刷等により注意書きを記載したり、体裁面としてのデザインを施すことも可能である。
【００３５】
そして、全面塗装したコアパック１を下フレーム２ｂに納め、上フレーム２ａを取り付けてから、超音波溶着にて固着する。
【００３６】
図２は、本発明による第２の実施の形態の説明図であり、コアパックの側面及び側面に隣接する平面の端部にフレームを装着した形態を示し、図２（ａ）は外観斜視図、図２（ｂ）は分解斜視図である。
【００３７】
電池パック２０は、コアパック３の側面及び側面に隣接する平面の端部にコの字型フレーム４を固定テープ５で固定した構成である。コアパック３は素電池３ａと保護回路モジュールから構成され、出力ケーブル３ｋが接続されている。
【００３８】
保護回路モジュールは、保護回路基板３ｂに二次保護素子であるポリスイッチ３ｇおよびタブ３ｈをスポット溶接で接続し、そして出力ケーブル３ｋを半田付けして作製した。ここで、保護回路基板３ｂ、ポリスイッチ３ｇおよびタブ３ｈの機能は、第１の実施の形態と同様である。
【００３９】
コアパック３は、素電池３ａに絶縁紙３ｊを貼り付け、そこに前述の保護回路モジュールを位置決めし、素電池の正極３ｃと負極３ｄにスポット溶接し作製する。
【００４０】
次に、コアパック３の全面に絶縁塗料として、上記の部品と化学反応をしないエポキシ系樹脂等を塗布する。
【００４１】
絶縁塗料の塗布手順としては、まず、出力ケーブル３ｋには塗装が掛からないようにマスキングテープを貼る。
【００４２】
そして、コアパック３全面に、絶縁塗料を噴き付け等の方法にて塗装する。絶縁塗料が乾燥した後、マスキングテープをはがす。
【００４３】
ここで、絶縁塗料の乾燥後には、第１の実施の形態と同様にシルク印刷等により注意書きを記載したり、体裁面としてのデザインを施すことも可能である。
【００４４】
そして、全面に絶縁塗装されたコアパック３にコの字型フレーム４を取り付ける。ここで、コの字型フレーム４には、出力ケーブル取り出し溝６が設けられている。コアパック３の出力ケーブル３ｋを出力ケーブル取り出し溝６を通してコの字型フレームから取り出した状態で、コアパック３の側面及び側面に隣接する平面の端部にコの字型フレーム４を固定テープ５で固定する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による第１の実施の形態の説明図。図１（ａ）は外観斜視図。図１（ｂ）は分解斜視図。
【図２】本発明による第２の実施の形態の説明図。図２（ａ）は外観斜視図。図２（ｂ）は分解斜視図。
【符号の説明】
【００４６】
１，３ コアパック
１ａ，３ａ 素電池
１ｂ，３ｂ 保護回路基板
１ｃ，３ｃ 素電池の正極
１ｄ，３ｄ 素電池の負極
１ｅ，１ｆ 保護回路基板の接点
１ｇ，３ｇ ポリスイッチ
１ｈ，３ｈ，１ｉ タブ
１ｊ，３ｊ 絶縁紙
２ａ 上フレーム
２ｂ 下フレーム
３ｋ 出力ケーブル
４ コの字型フレーム
５ 固定テープ
６ 出力ケーブル取り出し溝
１０，２０ 電池パック
【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平角形の金属ケースを有する素電池に、該素電池の充放電状態を管理する保護回路基板および二次保護素子を接続してなるコアパックと、合成樹脂製のフレームからなる電池パックの製造方法において、前記コアパックの全面を絶縁塗装した後に、前記コアパックに前記フレームを装着することを特徴とする電池パックの製造方法。
【請求項２】
前記コアパックに前記フレームを超音波溶着にて装着することを特徴とする請求項１記載の電池パックの製造方法。
【請求項１】
扁平角形の金属ケースを有する素電池に、該素電池の充放電状態を管理する保護回路基板および二次保護素子を接続してなるコアパックと、合成樹脂製のフレームからなる電池パックの製造方法において、前記コアパックの全面を絶縁塗装した後に、前記コアパックに前記フレームを装着することを特徴とする電池パックの製造方法。
【請求項２】
前記コアパックに前記フレームを超音波溶着にて装着することを特徴とする請求項１記載の電池パックの製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−４１６２１（Ｐ２００８−４１６２１Ａ）
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−２１８４１０（Ｐ２００６−２１８４１０）
【出願日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年２月２１日（２００８．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年８月１０日（２００６．８．１０）
【出願人】（０００１３４２５７）ＮＥＣトーキン株式会社 (1,832)
【Ｆターム（参考）】
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