電池ユニット
【課題】扁平形電池及び基板を有する電池ユニットにおいて、該扁平形電池と基板との接続構造に工夫を凝らして、該電池と基板との電気的な接続を確保しつつ電池ユニットの小型化を図れるような構成を得る。
【解決手段】電池ユニット（１）は、有底筒状の正極缶（１０）（外装缶）と正極缶（１０）の開口側を覆う有底筒状の負極缶（２０）（封口缶）とを有する扁平形電池（２）と、負極缶（２０）の平面部（２１）に対して固定され、回路部品（６２）が実装された回路基板（６１）（基板）と、扁平形電池（２）と回路基板（６１）との間に配置され、該扁平形電池（２）と回路基板（６１）とを電気的に接続する電池側正極端子（８２）（接続部材）とを備える。電池側正極端子（８２）を、扁平形電池（２）及び回路基板（６１）の積層方向に弾性変形可能に構成する。
【解決手段】電池ユニット（１）は、有底筒状の正極缶（１０）（外装缶）と正極缶（１０）の開口側を覆う有底筒状の負極缶（２０）（封口缶）とを有する扁平形電池（２）と、負極缶（２０）の平面部（２１）に対して固定され、回路部品（６２）が実装された回路基板（６１）（基板）と、扁平形電池（２）と回路基板（６１）との間に配置され、該扁平形電池（２）と回路基板（６１）とを電気的に接続する電池側正極端子（８２）（接続部材）とを備える。電池側正極端子（８２）を、扁平形電池（２）及び回路基板（６１）の積層方向に弾性変形可能に構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平形電池及び基板を備えた電池ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電池と保護回路等とをユニット化した構成は知られている。このような構成としては、例えば特許文献１に開示されるように、電池ケース上に保護回路等を配置した構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５２１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の特許文献１の構成の場合には、電池自体のサイズが比較的、大きいため、該電池と保護回路等との接続構造が多少大きくなっても、電池パックのサイズにはあまり影響しない。
【０００５】
これに対し、一般的に、略円形状の扁平形電池を使用する機器は小型であるため、該扁平形電池を用いて略円柱状の電池ユニットを構成する場合には、該電池ユニットも小型化が要求される。このような電池ユニットでは、保護回路等が形成された基板を備えている分、サイズが大きくなるとともに、扁平形電池と基板との接続構造に応じて、電池ユニット全体のサイズが変わる可能性がある。
【０００６】
ここで、電池ユニットのサイズをできるだけ小さくするためには、扁平形電池と基板とをできるだけ小さい端子等によって接続するのが好ましい。しかしながら、このような小さな端子を用いると、該端子と扁平形電池及び基板との接触が不安定になり、抵抗が増大する可能性がある。
【０００７】
そのため、本発明では、扁平形電池及び基板を有する電池ユニットにおいて、該扁平形電池と基板との接続構造に工夫を凝らして、該電池と基板との電気的な接続を確保しつつ電池ユニットの小型化を図れるような構成を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態にかかる電池ユニットは、有底筒状の外装缶と該外装缶の開口側を覆う有底筒状の封口缶とを有し、該外装缶の側壁の開口部側が該封口缶の側壁の外周上に位置するように該外装缶と該封口缶とを組み合わせてなる扁平形電池と、前記封口缶の平面部に対して固定され、回路部品が実装された基板と、前記扁平形電池と前記基板との間に配置され、該扁平形電池と基板とを電気的に接続する接続部材とを備え、前記接続部材は、前記扁平形電池及び前記基板の積層方向に弾性変形可能に構成されている（第１の構成）。
【０００９】
以上の構成により、扁平形電池と基板とを、該扁平形電池と基板との間に配置された接続部材によって電気的に接続することができる。これにより、接続部材が扁平形電池の外方に突出しないため、電池ユニット全体として小型化を図れる。
【００１０】
しかも、接続部材は、扁平形電池及び基板の積層方向に弾性変形可能に構成されているため、該接続部材の弾性復元力によって、該接続部材を扁平形電池及び基板に対してより確実に接触させることができる。これにより、接続部材によって、扁平形電池と基板との電気的な接続を確保することができる。
【００１１】
したがって、以上の構成により、扁平形電池と基板との電気的な接続を確保しつつ、電池ユニット全体として小型化を図れる。
【００１２】
前記第１の構成において、前記接続部材は、コイルばねの形状に形成されていて、前記扁平形電池と前記基板との間に圧縮された状態で配置されている（第２の構成）。
【００１３】
これにより、接続部材を扁平形電池及び基板に対してより確実に接触させることができる。すなわち、接続部材は、伸縮可能なバネ部材であるため、扁平形電池と基板との間に圧縮された状態で配置されると、弾性復元力によって接続部材の両端部が扁平形電池及び基板に押し付けられる。これにより、接続部材によって、扁平形電池と基板とをより確実に電気的に接続することができる。
【００１４】
前記第１または第２の構成において、前記接続部材は、前記扁平形電池及び前記基板の少なくとも一方に対し、導電性接着剤によって固定されている（第３の構成）。こうすることで、接続部材を、扁平形電池及び基板の少なくとも一方に、より確実に電気的に接続することができる。
【００１５】
前記第１から第３の構成のうちいずれか一つの構成において、前記接続部材は、前記扁平形電池と前記基板との間に、複数、設けられている（第４の構成）。これにより、複数の接続部材によって、扁平形電池と基板とをより確実に電気的に接続することができる。
【００１６】
前記第１から第４の構成のうちいずれか一つの構成において、前記接続部材は、前記扁平形電池における外装缶の側壁の開口部側と前記基板とを電気的に接続するように、該外装缶の側壁の開口部側と前記基板との間に配置されている（第５の構成）。
【００１７】
これにより、接続部材によって、扁平形電池の外装缶と封口缶側に配置される基板とを電気的に接続できるため、扁平形電池と基板との接続構造を単純でコンパクトな構成にすることができる。したがって、上述の構成により、電池ユニットの小型化を図れる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一実施形態にかかる電池ユニットによれば、扁平形電池と基板とを、該扁平形電池及び基板の積層方向に弾性変形可能な接続部材によって電気的に接続した。これにより、扁平形電池と基板との電気的な接続を確保しつつ、電池ユニットの小型化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施形態１に係る電池ユニットにおいて、扁平形電池以外の構成部品を断面で示す図である。
【図２】図２は、電池ユニットの上面図である。
【図３】図３は、扁平形電池において、電極体以外の構成部品を断面で示す図である。
【図４】図４は、回路基板の平面図である。
【図５】図５は、扁平形電池の負極缶上に、スペーサを重ね合わせて電池側負極端子を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、図５の構成に回路基板を重ねた状態を示す上面図である。
【図７】図７は、電池ユニットにおける電池側正極端子の概略構成を示す部分拡大断面図である。
【図８】図８は、電池ユニットの製造方法の一例において、製作した回路基板の概略構成を示す断面図である。
【図９】図９は、電池ユニットの製造方法の一例において、扁平形電池にスペーサ及び電池側負極端子を取り付けた後、電池側正極端子を取り付ける様子を示す図である。
【図１０】図１０は、電池ユニットの製造方法の一例において、スペーサ上に回路基板を取り付けた状態を示す断面図である。
【図１１】図１１は、実施形態２に係る電池ユニットの図１相当図である。
【図１２】図１２は、スペーサの概略構成を示す上面図である。
【図１３】図１３は、扁平形電池の負極缶上にスペーサを重ね合わせて電池側正極端子及び電池側負極端子を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、電池側正極端子の概略構成を示す平面図である。
【図１５】図１５は、電池ユニットにおける電池側負極端子の概略構成を示す図７相当図である。
【図１６】図１６は、その他の実施形態に係る電池ユニットにおいて、扁平形電池の負極缶上にスペーサを重ね合わせて電池側正極端子及び電池側負極端子を取り付けた状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２１】
＜実施形態１＞
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態１にかかる電池ユニット１の概略構成を示す図である。この電池ユニット１は、コイン状の扁平形電池２と回路部３とが一体化されたユニットである。電池ユニット１は、例えば、歩数計、補聴器、自動車用の電子キー、ＩＣタグ、センサユニットなど、コイン型電池を使用する小型機器に電源として使用される。なお、この電池ユニット１は、扁平形電池２に対して充電可能な二次電池のユニットである。
【００２２】
具体的には、図１に示すように、電池ユニット１は、扁平形電池２上に、回路部３が例えば弾性接着剤によって接着固定されている。この回路部３は、扁平形電池２及び回路部３の積層方向から見て、該扁平形電池２の外形と同等の形状及び大きさを有する。これにより、扁平形電池２と回路部３とを厚み方向にコンパクトに配置しつつ、電池ユニット１の大きさを扁平形電池２及び回路部３の積層方向から見て該扁平形電池２の外形と同等の大きさにすることができる。なお、扁平形電池２と回路部３との接着に弾性接着剤を用いることで、熱変形量が異なる部材同士を接続する場合でも、弾性接着剤によって部材同士をより確実に接着することができる。
【００２３】
また、詳しくは後述するが、回路部３の回路基板６１における扁平形電池２とは反対側の面に、後述する各種の端子６６〜６９が形成されている（例えば図２参照）。これにより、電池ユニット１では、図１に示すように扁平形電池２と回路部３とを組み合わせた状態で、図２に示すように、各種端子６６〜６９のみが露出した状態となる。
【００２４】
さらに、図１に示すように、扁平形電池２と回路部３とを積層した状態で固定することによって構成される積層体の側面は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など、熱によって収縮する樹脂材料からなるチューブ４によって覆われている。このチューブ４は、積層体の側面だけでなく該積層体の両端面の外周側（回路部３の回路基板６１の外周側及び扁平形電池２の外装缶１０の底面外周側）も覆っている。これにより、前記積層体の強度の向上を図れるとともに、該積層体の側面の外観の向上も図れる。また、チューブ４の厚みの分だけ、積層体の端面に段差が形成されるため、該積層体の端面に位置する回路部３の外表面に形成された各種端子６６〜６９が、チューブ４よりも積層方向内方に位置する。これにより、各種端子６６〜６９は損傷を受けにくくなる。
【００２５】
以下で、図３を用いて、扁平形電池２の構成について説明する。
【００２６】
扁平形電池２は、図３に示すように、有底円筒状の外装缶としての正極缶１０と、該正極缶１０の開口を覆う封口缶としての負極缶２０と、正極缶１０の外周側と負極缶２０の外周側との間に配置されるガスケット３０と、正極缶１０及び負極缶２０の間に形成される空間内に収納される電極体４０とを備えている。したがって、扁平形電池２は、正極缶１０と負極缶２０とを合わせることによって、全体が扁平なコイン状となる。正極缶１０と負極缶２０との間に形成される空間内には、電極体４０以外に、非水電解液（図示省略）も封入されている。なお、本実施形態において、扁平形電池２は、リチウムイオン電池として構成されている。
【００２７】
正極缶１０は、ステンレスなどの金属材料からなり、プレス成形によって有底円筒状に形成されている。正極缶１０は、図３に示すように、円形状の底部１１と、その外周に該底部１１と連続して形成される円筒状の周壁部１２（側壁）とを備えている。この周壁部１２は、縦断面視（図１に図示した状態）で、底部１１の外周端からほぼ垂直に延びるように設けられている。正極缶１０は、後述するように、負極缶２０との間にガスケット３０を挟んだ状態で、周壁部１２の開口端側が内側に折り曲げられて、該負極缶２０に対してかしめられている。よって、正極缶１０の底部１１によって、扁平形電池２の底面が構成される。
【００２８】
負極缶２０も、正極缶１０と同様、ステンレスなどの金属材料からなり、プレス成形によって有底円筒状に形成されている。負極缶２０は、図３に示すように、正極缶１０の周壁部１２よりも外形が小さい円筒状の周壁部２２（側壁）と、その一方の開口を塞ぐ円形状の平面部２１と、を有している。よって、負極缶２０の平面部２１によって、扁平形電池２の上面が構成される。
【００２９】
負極缶２０の周壁部２２も、正極缶１０と同様、縦断面視で、平面部２１に対してほぼ垂直に延びるように設けられている。周壁部２２には、平面部２１側の基端部２２ａに比べて径が段状に大きくなる拡径部２２ｂが形成されている。すなわち、周壁部２２には、基端部２２ａと拡径部２２ｂとの間に段部２２ｃが形成されている。図３に示すように、この段部２２ｃに対して、正極缶１０の周壁部１２の開口端側が折り曲げられてかしめられている。すなわち、正極缶１０は、その周壁部１２の開口端側が負極缶２０の段部２２ｃに嵌合されている。
【００３０】
（回路部の構成）
図１に示すように、回路部３は、回路基板６１（基板）と、該回路基板６１上に実装される複数の回路部品６２とを備えている。複数の回路部品６２は、回路基板６１の一面側にまとめて実装されている。回路部品６２としては、例えば、保護回路を構成する保護ＩＣや、充電回路を構成する充電ＩＣ、電圧変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータなどがある。このＤＣ／ＤＣコンバータを電池ユニット１内に設けることで、扁平形電池２の定格電圧が、使用する電気機器の定格電圧と異なる場合であっても、該電気機器の定格電圧に合わせて電池ユニット１から電圧を出力することが可能となる。よって、様々な定格電圧の扁平形電池を用いて電池ユニット１を構成することが可能になる。なお、詳しくは説明しないが、回路部３は、扁平形電池２の残量検知のために、該扁平形電池２の残容量が少なくなった場合に出力電圧を変更するように構成されている。
【００３１】
図１、図２及び図４に示すように、回路基板６１は、平面視で、扁平形電池２の外形と同等の形状（円形）及び大きさを有するように形成されている。これにより、回路基板６１によって電池ユニット１が扁平形電池２の直径よりも大型化するのを防止できる。
【００３２】
図２及び図４に示すように、回路基板６１には、その外周部分に、略半円状の切り欠き部６１ａが２箇所設けられている。各切り欠き部６１ａには、回路基板６１の側面に、例えば錫メッキによって基板側端子６３が形成されている。各切り欠き部６１ａに設けられた基板側端子６３は、特に図示しないが、回路基板６１上に実装された回路部品６２によって構成される回路（図示省略）に電気的に接続されている。
【００３３】
上述のように、回路基板６１に、略半円状の切り欠き部６１ａを設けることにより、該切り欠き部６１ａ上に形成された基板側端子６３と後述する扁平形電池２の電池側負極端子８１とを半田付けする際に、半田が行き渡りやすくなる。これにより、回路基板６１の基板側端子６３と扁平形電池２の電池側負極端子８１とを半田によってより確実に接続することができる。
【００３４】
図２に示すように、各切り欠き部６１ａは、偏平形電池２及び回路部３の積層体の側面を覆うチューブ４によって覆われている。これにより、切り欠き部６１ａに設けられた基板側端子６３が露出するのを防止できる。
【００３５】
図１、図２、図４及び図６に示すように、回路基板６１において回路部品６２が実装されていない側の面には、ＧＮＤ端子６６、出力端子６７、充電端子６８及び充電表示信号端子６９が設けられている。すなわち、回路基板６１には、図１に示すように、一面側に複数の回路部品６２が実装されている一方、他面側には各種端子６６〜６９がまとめて設けられている。また、回路基板６１には、複数のスルーホールが形成されていて、該スルーホール内に充填される金属材料によって、該回路基板６１上の回路部品６２によって形成される回路（図示省略）と各種端子６６〜６９とが電気的に接続されている。なお、各種端子６６〜６９の配置は、図２、図４及び図６以外の配置であってもよい。
【００３６】
このように回路基板６１上に回路部品６２によって構成される回路（図示省略）と各種端子６６〜６９とを電気的に接続するとともに、上述のように基板側端子６３と回路基板６１上の回路（図示省略）とを電気的に接続することにより、各種端子６６〜６９と基板側端子６３とを電気的に接続することができる。これにより、後述するように、基板側端子６３に扁平形電池２の電池側負極端子８１を接続することにより、扁平形電池２と各種端子６６〜６９とを電気的に接続することができる。
【００３７】
なお、ＧＮＤ端子６６、出力端子６７、充電端子６８及び充電表示信号端子６９は、偏平形電池２及び回路部３の積層体の側面を覆うチューブ４と重ならないように、該積層体の端面に位置するチューブ４よりも回路基板６１の径方向内方側に形成されている。
【００３８】
回路基板６１は、図１に示すように、扁平形電池２の負極缶２０上に、スペーサ７１を介して保持されている。具体的には、回路基板６１は、スペーサ７１によって扁平形電池２の負極缶２０から所定の間隔を有するように配置された状態で、弾性接着剤によって該負極缶２０に対して接着固定されている。すなわち、回路基板６１と扁平形電池２の負極缶２０との間には弾性接着剤が充填された状態である。このように、扁平形電池２において変形が生じにくい負極缶２０に、回路基板６１を設けることで、該扁平形電池２が変形を生じた場合でも回路部３と扁平形電池２との電気的な接続を確保することが可能になる。
【００３９】
スペーサ７１は、例えばＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂）やフェノール樹脂などの樹脂材料からなる部材であり、略ドーナツ形状を有している。また、スペーサ７１は、図１に示すように、扁平形電池２の負極缶２０と正極缶１０との段差部分を埋めるように、該段差部分に沿って外周側部分が厚肉に形成されている。すなわち、スペーサ７１は、その外周側部分が、正極缶１０における負極缶２０とのかしめ部分（以下、肩部ともいう）まで延びるように形成されている。
【００４０】
また、スペーサ７１は、扁平形電池２と回路基板６１との間に回路部品６２が扁平形電池２と接触しない所定の間隔が形成されるような厚みを有している（図１参照）。これにより、扁平形電池２の負極缶２０上に回路部品６２を配置するためのスペースを形成しつつ、該扁平形電池２が変形を生じても回路部品６２が該扁平形電池２に接触して損傷を受けるのを防止できる。
【００４１】
さらに、スペーサ７１には、図１及び図６に示すように、外周側の厚みが大きい部分に、貫通穴７１ａが２つ形成されている。これらの貫通穴７１ａは、スペーサ７１の中央部分の穴部を挟んで互いに対向する位置に形成されている。これらの貫通穴７１ａは、後述するように、コイル形状の電池側正極端子８２が貫通可能な大きさに形成されている。
【００４２】
回路基板６１は、略ドーナツ状のスペーサ７１の内側に回路部品６２が位置するように、該スペーサ７１に対して重ね合わされる（図１参照）。これにより、回路部品６２が実装された回路基板６１を、扁平形電池２に対してコンパクトに配置することができる。また、上述のような構成にすることで、回路部品６２が電池ユニット１の外に露出しないため、ユーザー等が回路部品６２に触れるのを防止できる。
【００４３】
なお、既述のとおり、回路基板６１と扁平形電池２の負極缶２０との間には弾性接着剤が充填されているため、略ドーナツ状のスペーサ７１の内方に配置された回路部品６２の周囲にも弾性接着剤が充填されている。
【００４４】
（電池側端子の構成）
図１及び図５に示すように、扁平形電池２の負極缶２０の平面部２１上には、電池側負極端子８１が設けられている。この電池側負極端子８１は、導電性の金属材料からなる長方形状の板部材を、長手方向中央部分が厚み方向に膨出するように折り曲げることにより形成されている。すなわち、電池側負極端子８１は、扁平形電池２の負極缶２０の平面部２１に接続される電池接続部８１ａと、該電池接続部８１ａの両側に位置する基板接続部８１ｂとが一体形成された部材であり、該電池接続部８１ａが基板接続部８１ｂに対して前記部材の厚み方向に膨出している。この電池接続部８１ａが基板接続部８１ｂに対して膨出する高さは、扁平形電池２上にスペーサ７１を重ねた状態で該扁平形電池２に取り付けられた電池側負極端子８１の基板接続部８１ｂが該スペーサ７１上に位置するような高さである。
【００４５】
電池接続部８１ａは、扁平形電池２の負極缶２０の平面部２１上に溶接によって固定されている。詳しくは、図５に示すように、電池接続部８１ａは、電池側負極端子８１の基板接続部８１ｂがスペーサ７１上に載置されるように、電池側負極端子８１の膨出側の面が負極缶２０の平面部２１に溶接固定される。これにより、電池側負極端子８１を扁平形電池２に固定できる。しかも、電池接続部８１ａによって、基板接続部８１ｂよりも凹んだ凹部が形成されるため、回路基板６１に実装される回路部品６２を該凹部内に配置することができる。したがって、より多くの回路部品６２を回路基板６１と扁平形電池２との間にコンパクトに配置することができる。
【００４６】
基板接続部８１ｂは、回路基板６１と半田によって固定される。詳しくは、図６に示すように、基板接続部８１ｂは、その上に、回路基板６１の切り欠き部６１ａ内に設けられた基板側端子６３を位置付けた状態で、該基板側端子６３と半田付けされる。これにより、基板接続部８１ｂは、回路基板６１の側面と接続される。
【００４７】
一方、既述のとおり、スペーサ７１に形成された貫通穴７１ａ内には、コイル形状の電池側正極端子８２（接続部材）が挿入される（図１、図６及び図７参照）。この電池側正極端子８２は、コイルばねによって構成されている。すなわち、電池側正極端子８２は、圧縮されると弾性復元力によって元の長さに戻ろうとする、いわゆる圧縮バネとして形成されている。
【００４８】
電池側正極端子８２は、図１及び図７に示すように、スペーサ７１に形成された貫通穴７１ａ内に、該貫通穴７１ａの深さ方向と電池側正極端子８２の圧縮方向が一致するように配置されている。これにより、電池側正極端子８２は、一端側が貫通穴７１ａ内で正極缶１０の周壁部１２に接触するとともに、他端側が貫通穴７１ａの外方に突出している。
【００４９】
すなわち、電池側正極端子８２は、スペーサ７１の貫通穴７１ａの長さよりも長く形成されている。これにより、電池側正極端子８２をスペーサ７１の貫通穴７１ａ内に挿入した状態で、該電池側正極端子８２の他端側を該スペーサ７１から突出させることができる。
【００５０】
図７に示すように、電池側正極端子８２の他端側は、回路基板６１に接触している。この回路基板６１の実装面には、スペーサ７１の貫通穴７１ａ内に配置された電池側正極端子８２と接触する位置に、図示しない基板側正極端子が形成されている。そのため、回路基板６１をスペーサ７１の上方に配置することで該回路基板６１と電池側正極端子８２とを電気的に接続することができる。これにより、電池側正極端子８２を介して、回路基板６１と扁平形電池２の正極缶１０とを電気的に接続することができる。
【００５１】
上述のように、スペーサ７１上に回路基板６１を配置することで、該スペーサ７１の貫通穴７１ａから他端側が突出している電池側正極端子８２を圧縮することができる。すなわち、電池側正極端子８２は、スペーサ７１の貫通穴７１ａ内で、該スペーサ７１及び扁平形電池２の積層方向に圧縮される。したがって、電池側正極端子８２の弾性復元力によって、該電池側正極端子８２の両端部は正極缶１０及び回路基板６１に押し付けられるため、該電池側正極端子８２を正極缶１０及び回路基板６１により確実に接触させることができる。
【００５２】
また、電池側正極端子８２は、図７に示すように、一端側が正極缶１０の周壁部１２に対して導電性接着剤８３によって接着固定されている一方、他端側が回路基板６１に対して導電性接着剤８３によって接着固定されている。こうすることで、電池側正極端子８２の両端部が、正極缶１０及び回路基板６１から離間するのを防止できる。したがって、上述の構成により、電池側正極端子８２と正極缶１０及び回路基板６１とをより確実に接触させることができる。
【００５３】
ここで、導電性接着剤８３は、導電性フィラー及びバインダを有している。導電性フィラーとしては、例えば、金粉、銀粉、銅粉、ニッケル粉、アルミ粉などの導電性の金属粒子、炭素粒子、カーボンブラック等が用いられる。バインダとしては、例えば、エポキシ、ウレタン、シリコン、アクリル、ポリイミドなどの樹脂材料が用いられる。
【００５４】
上述のような構成により、扁平形電池２に回路基板６１を積層した状態で、該扁平形電池２と回路基板６１との間に配置される電池側正極端子８２によって、該扁平形電池２と回路基板６１とを電気的に接続することができる。しかも、コイルばねによって構成された電池側正極端子８２は、扁平形電池２と回路基板６１との間に圧縮された状態で配置されるため、電池側正極端子８２の両端を扁平形電池２及び回路基板６１により確実に接触させることができる。さらに、電池側正極端子８２の両端部を、導電性接着剤８３によって、それぞれ扁平形電池２及び回路基板６１に接着固定することにより、該電池側正極端子８２を扁平形電池２及び回路基板６１にさらに確実に接触させることができる。よって、上述の構成により、電池側正極端子８２によって、扁平形電池２と回路基板６１とをより確実に電気的に接続することができる。
【００５５】
（電池ユニットの製造方法）
次に、上述のような構成を有する電池ユニット１の製造方法について、図８から図１０を用いて説明する。
【００５６】
まず、図８に示すように、回路基板６１の一面側に、複数の回路部品６２を実装して回路部３を形成する。このとき、回路基板６１の他面側には、各種端子６６〜６９を形成する（図８では出力端子６７及び充電端子６８のみを図示）。回路基板６１に回路部品６２を実装する方法や、各種端子６６〜６９を形成する方法は従来と同様なので、詳しい説明を省略する。
【００５７】
一方、図９に示すように、扁平形電池２上にスペーサ７１を弾性接着剤によって接着固定するとともに、該扁平形電池２に対して電池側負極端子８１を溶接によって固定する。
【００５８】
また、図９に示すように、スペーサ７１に設けた貫通穴７１ａ内に、導電性接着剤８３を入れた後、電池側正極端子８２を挿入する（図中の白抜き矢印参照）。これにより、該電池側正極端子８２の一端側が、導電性接着剤８３によって扁平形電池２の外装缶１０に接着固定される。その後、電池側正極端子８２の他端側に導電性接着剤８３を塗布する。
【００５９】
図１０に示すように、スペーサ７１、電池側負極端子８１及び電池側正極端子８２が取り付けられた扁平形電池２に対して、回路部３の回路基板６１を配置する。このとき、回路基板６１は、基板側端子６３が電池側負極端子８１に接触するとともに、図示しない基板側正極端子が電池側正極端子８２の他端側と接触するように、扁平形電池２に配置される。上述のように、電池側正極端子８２の他端側には導電性接着剤８３が塗布されているため、該電池側正極端子８２の他端側は回路基板６１と接着固定される。なお、回路部３を扁平形電池２に組み合わせる際に、回路基板６１と扁平形電池２との間には弾性接着剤等が充填される。
【００６０】
そして、弾性接着剤を硬化させて、扁平形電池２、スペーサ７１及び回路基板６１を一体化する。その後、上述のようにして形成された扁平形電池２及び回路部３の積層体の側面に、チューブ４を嵌めて、加熱することにより、該チューブ４を収縮させる。なお、このチューブ４は、積層体の側面に嵌められた状態で、該積層体の両端面の外周側の一部も覆うような長さを有する。
【００６１】
これにより、図１に示すような構成の電池ユニット１が得られる。
【００６２】
（実施形態１の効果）
以上より、この実施形態によれば、コイルばねによって構成される電池側正極端子８２を、扁平形電池２の正極缶１０と回路基板６１との間に圧縮された状態で配置したため、該扁平形電池２及び回路基板６１に対して電池側正極端子８２の両端部をより確実に接触させることができる。これにより、電池側正極端子８２によって、扁平形電池２と回路基板６１とをより確実に電気的に接続することができる。
【００６３】
しかも、電池側正極端子８２の両端部は、導電性接着剤８３によって、それぞれ扁平形電池２及び回路基板６１に固定される。そのため、電池側正極端子８２によって、扁平形電池２と回路基板６１とをさらに確実に電気的に接続することができる。
【００６４】
また、回路部３の回路基板６１には、その外周部分に、複数の切り欠き部６１ａを形成するとともに、該切り欠き部６１ａにおける回路基板６１の側面上に基板側端子６３を設けた。これにより、回路基板６１の側面を電池側負極端子８１と半田付けすることで、該回路基板６１と扁平形電池２とを電気的に接続することができる。よって、端子の先端部分を基板に挿通させた状態で半田付けする構成に比べて、端子の先端部分の出っ張りや半田の厚みがなくなる分、電池ユニット１全体として厚みを小さくすることができる。しかも、端子の先端が基板から突出しないため、該端子で短絡が生じるのを防止できる。
【００６５】
さらに、電池側負極端子８１は、長方形状の板部材の長手方向中央部分が凹んで電池接続部８１ａを構成しているため、この電池接続部８１ａに形成された凹み部分に、回路基板６１に実装された回路部品６２を配置することが可能になる。したがって、回路基板６１と扁平形電池２との間により多くの回路部品６２をコンパクトに配置することができる。
【００６６】
また、回路部３の回路基板６１において、扁平形電池２とは反対側の面に各種端子６６〜６９をまとめて設けることで、平面視で該扁平形電池２と重なる位置に各種端子６６〜６９を設けることが可能になり、電池ユニット１の小型化を図れる。しかも、回路基板６１において扁平形電池２側の面に回路部品６２をまとめて実装することで、電池ユニット１の外部に回路部品６２等が露出するのを防止できる。これにより、電池ユニット１に触れるユーザーが、回路部品６２等に直接、触れるのを防止できる。
【００６７】
＜実施形態２＞
図１１に、本発明の実施形態２に係る電池ユニット１００の概略構成を示す。この電池ユニット１００は、電池側正極端子１０１及び電池側負極端子１０２の構成が、上述の実施形態１における電池側負極端子８１及び電池側正極端子８２の構成とは異なる。以下の説明において、上述の実施形態１と同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６８】
具体的には、図１１及び図１３に示すように、扁平形電池２の負極缶２０上にスペーサ１１１が配置された状態で、正極缶１０の底部１１及びスペーサ１１１上に、電池側正極端子１０１が配置されている。この電池側正極端子１０１は、銅箔の両面に粉末状のニッケルを含んだアクリル系粘着剤が塗布された導電性のフィルム部材からなる。したがって、電池側正極端子１０１は、表面に塗布されたアクリル系粘着剤によって扁平形電池２上に固定される。なお、この実施形態では、銅箔の両面にアクリル系粘着剤を塗布しているが、この限りではなく、銅箔において扁平形電池２側に位置する面のみにアクリル系粘着剤を塗布しても良いし、銅箔の表面にアクリル系粘着剤が塗布されていなくてもよい。また、塗布する粘着剤は、他の材質の粘着剤であってもよい。さらに、導電性向上のために粘着剤にニッケルの粉末を入れているが、粘着剤の導電性の向上を図れるような材料であれば、ニッケル以外の材料を粘着剤に入れてもよい。
【００６９】
電池側正極端子１０１は、図１１、図１３及び図１４に示すように、正極缶１０の底部１１上に位置付けられる電池接続部１０１ａと、スペーサ１１１上に位置付けられる基板接続部１０１ｂと、該電池接続部１０１ａと基板接続部１０１ｂとを繋ぐ連結部１０１ｃとを有している。
【００７０】
詳しくは、図１４に示すように、電池側正極端子１０１は、ドーナツ状の電池接続部１０１ａに対し、該電池接続部１０１ａを挟み込むように、円弧状に形成された２つの基板接続部１０１ｂがそれぞれ連結部１０１ｃを介して繋がっている。電池側正極端子１０１は、これらの電池接続部１０１ａ、基板接続部１０１ｂ及び連結部１０１ｃが一体形成された部材である。
【００７１】
電池接続部１０１ａは、その外周側が、正極缶１０の底部１１の外周側上に位置付けられるように形成されている。すなわち、電池接続部１０１ａの外径は、正極缶１０の底部１１の直径と同等である。また、電池接続部１０１ａには、同心状に円形の穴部１０１ｄが形成されている。ここで、扁平形電池２内の圧力変化によって正極缶１０が外方側へ変形した場合、該正極缶１０の中央部分で最も変形量が大きくなる。上述のように、電池接続部１０１ａの中央部分に穴部１０１ｄを設けることにより、正極缶１０の中央部分に電池接続部１０１ａが固定されないため、該中央部分の変形によって電池接続部１０１ａが正極缶１０から剥離するのを防止できる。なお、本実施形態では、電池接続部１０１ａに穴部１０１ｄを設けているが、この限りではなく、該穴部１０１ｄを設けなくてもよい。
【００７２】
基板接続部１０１ｂは、それぞれ、略半円の外周側の円弧部分のみを残した形状に形成されている。すなわち、基板接続部１０１ｂは、略半円の円中心側に半円状の切り欠きが設けられた形状を有している。基板接続部１０１ｂの外径は、負極缶２０上に取り付けられるドーナツ状のスペーサ１１１の外径と同等である。基板接続部１０１ｂの内径は、該スペーサ１１１の内径と同等である。これにより、基板接続部１０１ｂを、スペーサ１１１上に、該スペーサ１１１からはみ出すことなく配置することができる。なお、スペーサ１１１の形状は、実施形態１におけるスペーサ７１の形状と同じである。このスペーサ１１１には、厚みの小さい内側部分に、該スペーサ１１１の中央部分の穴部を挟んで互いに対向する位置に貫通穴１１１ａが２つ形成されている。これらの貫通穴１１１ａは、後述するように、コイル形状の電池側負極端子１０２が貫通可能に形成されている。
【００７３】
また、各基板接続部１０１ｂは、図１２に一点鎖線で示すようにスペーサ１１１上に配置された状態で、円弧の両端部に相当する周方向両端部が該スペーサ１１１に形成された貫通穴１１１ａに重ならないように形成されている。すなわち、各基板接続部１０１ｂは、周方向両端部がスペーサ１１１の貫通穴１１１ａの周辺部分まで届かないような円弧状に形成されている。つまり、各基板接続部１０１ｂは、周方向の長さがスペーサ１１１の半円の周方向長さよりも短くなっている。
【００７４】
連結部１０１ｃは、電池接続部１０１ａと基板接続部１０１ｂとを、該電池接続部１０１ａ及び基板接続部１０１ｂの各円中心を繋いだ線上で連結するように形成されている。また、連結部１０１ｃは、電池接続部１０１ａと基板接続部１０１ｂとの連結方向の長さが、扁平形電池２上にスペーサ１１１を積んだ状態で該扁平形電池２及びスペーサ１１１の厚みと同等に形成されている。
【００７５】
以上の構成により、図１３に示すように、電池接続部１０１ａを正極缶１０の底部１１上に、基板接続部１０１ｂをスペーサ１１１上に、それぞれ位置付けつつ、連結部１０１ｃを正極缶１０及びスペーサ１１１の側面上に位置付けることができる。したがって、扁平形電池２の正極缶１０に電気的に接続された電池側正極端子１０１を、負極缶２０上に配置されたスペーサ１１１上まで引き回すことができる。そして、図１３に示すようにスペーサ１１１上に配置された基板接続部１０１ｂに対して、回路基板６１を実装面が下側になるように配置することで、該回路基板６１の実装面上に形成された図示しない基板側正極端子を基板接続部１０１ｂと電気的に接続することができる。これにより、回路基板６１と扁平形電池２の正極缶１０とを電気的に接続することができる。
【００７６】
一方、図１１、図１２及び図１５に示すように、スペーサ１１１に形成された貫通穴１１１ａ内には、コイル形状の電池側負極端子１０２（接続部材）が挿入される。この電池側負極端子１０２は、上述の実施形態１と同様、コイルばねによって構成されている。すなわち、電池側負極端子１０２は、圧縮されると弾性復元力によって元の長さに戻ろうとする、いわゆる圧縮バネとして形成されている。
【００７７】
電池側負極端子１０２は、図１１及び図１５に示すように、スペーサ１１１に形成された貫通穴１１１ａ内に、該貫通穴１１１ａの深さ方向と電池側負極端子１０２の圧縮方向が一致するように配置されている。これにより、電池側負極端子１０２は、一端側が貫通穴１１１ａ内で負極缶２０の平面部２１に接触するとともに、他端側が貫通穴１１１ａの外方に突出している。
【００７８】
すなわち、本実施形態の電池側負極端子１０２も、上述の実施形態１の電池側正極端子８２と同様、スペーサ１１１の貫通穴１１１ａの長さよりも長く形成されている。これにより、電池側負極端子１０２をスペーサ１１１の貫通穴１１１ａ内に挿入した状態で、該電池側負極端子１０２の他端側を該スペーサ１１１から突出させることができる。
【００７９】
図１１及び図１５に示すように、電池側負極端子１０２の他端側は、上述の実施形態１の電池側正極端子８２と同様、回路基板６１に接触している。この回路基板６１の実装面には、スペーサ１１１の貫通穴１１１ａ内に配置された電池側負極端子１０２と接触する位置に、図示しない基板側負極端子が形成されている。そのため、回路基板６１をスペーサ１１１の上方に配置することで該回路基板６１と電池側負極端子１０２とを電気的に接続することができる。これにより、電池側負極端子１０２を介して、回路基板６１と扁平形電池２の負極缶２０とを電気的に接続することができる。
【００８０】
上述のように、スペーサ１１１上に回路基板６１を配置することで、該スペーサ１１１の貫通穴１１１ａから他端側が突出している電池側負極端子１０２を圧縮することができる。すなわち、電池側負極端子１０２は、スペーサ１１１の貫通穴１１１ａ内で、該スペーサ１１１及び扁平形電池２の積層方向に圧縮される。したがって、電池側負極端子１０２の弾性復元力によって、該電池側負極端子１０２の両端部は正極缶１０及び回路基板６１に押し付けられるため、該電池側負極端子１０２を正極缶１０及び回路基板６１により確実に接触させることができる。
【００８１】
また、電池側負極端子１０２は、図１５に示すように、一端側が負極缶２０の平面部２１に対して導電性接着剤８３によって接着固定されている一方、他端側が回路基板６１に対して導電性接着剤８３によって接着固定されている。こうすることで、電池側負極端子１０２の両端部が、負極缶２０の平面部２１及び回路基板６１から離間するのを防止できる。したがって、上述の構成により、電池側負極端子１０２と負極缶２０及び回路基板６１とをより確実に接触させることができる。
【００８２】
なお、本実施形態では、電池側正極端子１０１は、ドーナツ状の電池接続部１０１ａを挟むように、連結部１０１ｃを介して該電池接続部１０１ａに円弧状の２つの基板接続部１０１ｂを接続した構成を有している。しかしながら、電池側正極端子１０１は、扁平形電池２の正極缶１０の底部１１と回路基板６１とを電気的に接続可能な構成であれば、どのような形状であってもよい。すなわち、電池側正極端子は、電池接続部、基板接続部及びそれらを繋ぐ連結部を有していれば、どのような形状であってもよい。
【００８３】
（実施形態２の効果）
以上の構成により、本実施形態では、扁平形電池２に回路基板６１を積層した状態で、該扁平形電池２と回路基板６１との間に配置される電池側負極端子１０２によって、該扁平形電池２と回路基板６１とを電気的に接続することができる。
【００８４】
しかも、電池側負極端子１０２は、コイルばねによって構成されている。そのため、電池側負極端子１０２を、扁平形電池２と回路基板６１との間に圧縮された状態で配置することにより、該扁平形電池２及び回路基板６１により確実に接触させることができる。
【００８５】
さらに、電池側負極端子１０２の両端部を、導電性接着剤８３によって、それぞれ扁平形電池２及び回路基板６１に接着固定することにより、該電池側負極端子１０２を扁平形電池２及び回路基板６１にさらに確実に接触させることができる。よって、上述の構成により、電池側負極端子１０２によって、扁平形電池２と回路基板６１とをより確実に電気的に接続することができる。
【００８６】
また、本実施形態では、平面部２１上に回路部３が配置された電池ユニット１において、該扁平形電池２の正極缶１０の底部１１と回路基板６１とを、導電性のフィルム部材からなる電池側正極端子１０１によって電気的に接続した。この電池側正極端子１０１の厚みは小さいので、該電池側正極端子１０１を正極缶１０の底部１１から負極缶２０の平面部２１側まで引き回した際に扁平形電池２の側方で電池側正極端子１０１が電池外方に大きく突出するのを防止できる。しかも、上述のように電池側正極端子１０１を導電性のフィルム部材によって構成することで、電池ユニット１が厚み方向に大きくなるのも防止できる。したがって、上述の構成により、電池ユニット１の小型化を図れる。
【００８７】
しかも、電池側正極端子１０１は、銅箔の表面にアクリル系粘着剤が塗布されているため、該電池側正極端子１０１を扁平形電池２及びスペーサ１１１に容易に固定することができる。
【００８８】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【００８９】
前記実施形態１では、電池側負極端子８１を、長方形状の板部材の長手方向中央部分を厚み方向に膨出させるように折り曲げた形状としているが、この限りではなく、扁平形電池２の負極缶２０と回路基板３とを電気的に接続可能であれば、電池側負極端子はどのような形状であってもよい。
【００９０】
前記実施形態２では、電池側正極端子１０１を、銅箔の両面に粉末状のニッケルを含んだアクリル系粘着剤が塗布された導電性のフィルム部材によって構成している。しかしながら、電池側正極端子１０１は、例えば図１６に示すように板部材を折り曲げることによって形成される構成など、どのような構成であってもよい。
【００９１】
図１６に示す例では、電池側正極端子１５１は、扁平形電池２及びスペーサ１１１を厚み方向に挟み込むように設けられている。この電池側正極端子１５１は、導電性の金属材料からなる板部材によって構成されていて、その一方の端部が扁平形電池２の正極缶１０の底部１１に溶接によって固定される一方、他方の端部はスペーサ１１１の上面上に位置している。
【００９２】
より詳しくは、図１６に示すように、電池側正極端子１５１は、正極缶１０の底部１１に接続される電池接続部１５１ａと、スペーサ１１１上で回路基板６１に接続される基板接続部１５１ｂと、電池接続部１５１ａと基板接続部１５１ｂとを繋ぐ連結部１５１ｃとを有する。電池接続部１５１ａ及び基板接続部１５１ｂは、連結部１５１ｃに対して同じ方向に折り曲げられている。これにより、電池側正極端子１５１を、扁平形電池２及びスペーサ１１１を厚み方向に挟み込むように配置することができる。
【００９３】
なお、電池側正極端子１５１は、実施形態１の電池側負極端子８１と同様、図示しない回路基板に形成された切り欠き部の基板側端子と電気的に接続される。
【００９４】
前記各実施形態では、電池側正極端子及び電池側負極端子の一方のみをコイルばねによって構成しているが、この限りではなく、電池側正極端子及び電池側負極端子の両方をコイルばねによって構成してもよい。
【００９５】
前記各実施形態では、電池側正極端子８２及び電池側負極端子１０２をコイルばねによって構成しているが、この限りではなく、扁平形電池２及び回路基板６１の積層方向に弾性変形可能で且つ扁平形電池２と回路基板６１とを電気的に接続可能な形状であれば、ピン状や板バネ形状など、他の形状であってもよい。
【００９６】
前記各実施形態では、電池側正極端子８２及び電池側負極端子１０２を、導電性接着剤８３によって、扁平形電池２及び回路基板６１に固定している。しかしながら、電池側正極端子８２及び電池側負極端子１０２を、導電性接着剤８３によって固定することなく、扁平形電池２及び回路基板６１に接触させるだけでもよい。
【００９７】
前記各実施形態では、電池ユニット１の各種端子６６〜６９を矩形状に形成しているが、同心円状など、他の形状であってもよい。なお、電池ユニット１の各種端子６６〜６９を同心円状に形成することで、電気機器に対して電池ユニット１を取り付ける際に、該電池ユニット１の位置合わせが不要になる。
【００９８】
前記各実施形態では、回路基板６１は扁平形電池２の外形と同等の形状及び大きさを有するが、この限りではなく、回路基板６１は、扁平形電池２よりも小さくても良いし、大きくても良い。
【００９９】
前記各実施形態では、正極缶１０及び負極缶２０をそれぞれ有底円筒状に形成するとともに、回路基板６１を円形に形成している。しかしながら、正極缶及び負極缶を有底円筒状以外の有底筒状に形成してもよいし、回路基板６１を円形以外の形状にしてもよい。
【０１００】
前記各実施形態では、回路部３及び扁平形電池２の積層体の側面をチューブ４で覆っているが、この限りではなく、チューブ４によって覆わなくてもよい。こうすることで、チューブ４を設けない分、電池ユニットの小型化を図れる。また、前記実施形態のようなチューブを用いるのではなく、前記積層体の側面を樹脂材料によってコーティングしてもよい。
【０１０１】
前記各実施形態では、回路部３を、扁平形電池２の封口缶である負極缶２０側に配置しているが、この限りではなく、外装缶である正極缶１０側に配置してもよい。さらに、回路部３の回路部品６２を、回路基板６１における扁平形電池２側とは反対側の面に実装してもよい。また、回路部３を、回路部品６２が実装されていない回路基板によって構成してもよい。
【０１０２】
前記各実施形態では、扁平形電池２と回路部３とを弾性接着剤によって接着固定しているが、この限りではなく、テープなどの他の接着部材を用いて両者を固定してもよい。
【０１０３】
前記各実施形態では、外装缶を正極缶１０とし、封口缶を負極缶２０としているが、この限りではなく、外装缶を負極缶とし、封口缶を正極缶としてもよい。この場合には、電池側負極端子８１，１０２を電池側正極端子とし、電池側正極端子８２，１０１を電池側負極端子とすればよい。
【０１０４】
前記各実施形態では、扁平形電池２をリチウムイオン電池として構成している。しかしながら、扁平形電池２は、充電可能な２次電池であれば、リチウムイオン電池以外の電池であってもよい。また、扁平形電池２は、１次電池であってもよい。扁平形電池２が１次電池の場合には、回路部として例えばキャパシタなどが実装される。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明による電池ユニットは、回路が形成された基板と小型機器に装着される扁平形電池とを備えた構成に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１：電池ユニット、２：扁平形電池、３：回路部、１０：正極缶（外装缶）、１１：底部、１２：周壁部（側壁）、２０：負極缶（封口缶）、２１：平面部、２２：周壁部（側壁）、６１：回路基板（基板）、６２：回路部品、７１，１１１：スペーサ、８２：電池側正極端子（接続部材）、８３：導電性接着剤、１０２：電池側負極端子（接続部材）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、扁平形電池及び基板を備えた電池ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電池と保護回路等とをユニット化した構成は知られている。このような構成としては、例えば特許文献１に開示されるように、電池ケース上に保護回路等を配置した構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１５２１８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述の特許文献１の構成の場合には、電池自体のサイズが比較的、大きいため、該電池と保護回路等との接続構造が多少大きくなっても、電池パックのサイズにはあまり影響しない。
【０００５】
これに対し、一般的に、略円形状の扁平形電池を使用する機器は小型であるため、該扁平形電池を用いて略円柱状の電池ユニットを構成する場合には、該電池ユニットも小型化が要求される。このような電池ユニットでは、保護回路等が形成された基板を備えている分、サイズが大きくなるとともに、扁平形電池と基板との接続構造に応じて、電池ユニット全体のサイズが変わる可能性がある。
【０００６】
ここで、電池ユニットのサイズをできるだけ小さくするためには、扁平形電池と基板とをできるだけ小さい端子等によって接続するのが好ましい。しかしながら、このような小さな端子を用いると、該端子と扁平形電池及び基板との接触が不安定になり、抵抗が増大する可能性がある。
【０００７】
そのため、本発明では、扁平形電池及び基板を有する電池ユニットにおいて、該扁平形電池と基板との接続構造に工夫を凝らして、該電池と基板との電気的な接続を確保しつつ電池ユニットの小型化を図れるような構成を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施形態にかかる電池ユニットは、有底筒状の外装缶と該外装缶の開口側を覆う有底筒状の封口缶とを有し、該外装缶の側壁の開口部側が該封口缶の側壁の外周上に位置するように該外装缶と該封口缶とを組み合わせてなる扁平形電池と、前記封口缶の平面部に対して固定され、回路部品が実装された基板と、前記扁平形電池と前記基板との間に配置され、該扁平形電池と基板とを電気的に接続する接続部材とを備え、前記接続部材は、前記扁平形電池及び前記基板の積層方向に弾性変形可能に構成されている（第１の構成）。
【０００９】
以上の構成により、扁平形電池と基板とを、該扁平形電池と基板との間に配置された接続部材によって電気的に接続することができる。これにより、接続部材が扁平形電池の外方に突出しないため、電池ユニット全体として小型化を図れる。
【００１０】
しかも、接続部材は、扁平形電池及び基板の積層方向に弾性変形可能に構成されているため、該接続部材の弾性復元力によって、該接続部材を扁平形電池及び基板に対してより確実に接触させることができる。これにより、接続部材によって、扁平形電池と基板との電気的な接続を確保することができる。
【００１１】
したがって、以上の構成により、扁平形電池と基板との電気的な接続を確保しつつ、電池ユニット全体として小型化を図れる。
【００１２】
前記第１の構成において、前記接続部材は、コイルばねの形状に形成されていて、前記扁平形電池と前記基板との間に圧縮された状態で配置されている（第２の構成）。
【００１３】
これにより、接続部材を扁平形電池及び基板に対してより確実に接触させることができる。すなわち、接続部材は、伸縮可能なバネ部材であるため、扁平形電池と基板との間に圧縮された状態で配置されると、弾性復元力によって接続部材の両端部が扁平形電池及び基板に押し付けられる。これにより、接続部材によって、扁平形電池と基板とをより確実に電気的に接続することができる。
【００１４】
前記第１または第２の構成において、前記接続部材は、前記扁平形電池及び前記基板の少なくとも一方に対し、導電性接着剤によって固定されている（第３の構成）。こうすることで、接続部材を、扁平形電池及び基板の少なくとも一方に、より確実に電気的に接続することができる。
【００１５】
前記第１から第３の構成のうちいずれか一つの構成において、前記接続部材は、前記扁平形電池と前記基板との間に、複数、設けられている（第４の構成）。これにより、複数の接続部材によって、扁平形電池と基板とをより確実に電気的に接続することができる。
【００１６】
前記第１から第４の構成のうちいずれか一つの構成において、前記接続部材は、前記扁平形電池における外装缶の側壁の開口部側と前記基板とを電気的に接続するように、該外装缶の側壁の開口部側と前記基板との間に配置されている（第５の構成）。
【００１７】
これにより、接続部材によって、扁平形電池の外装缶と封口缶側に配置される基板とを電気的に接続できるため、扁平形電池と基板との接続構造を単純でコンパクトな構成にすることができる。したがって、上述の構成により、電池ユニットの小型化を図れる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一実施形態にかかる電池ユニットによれば、扁平形電池と基板とを、該扁平形電池及び基板の積層方向に弾性変形可能な接続部材によって電気的に接続した。これにより、扁平形電池と基板との電気的な接続を確保しつつ、電池ユニットの小型化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】図１は、実施形態１に係る電池ユニットにおいて、扁平形電池以外の構成部品を断面で示す図である。
【図２】図２は、電池ユニットの上面図である。
【図３】図３は、扁平形電池において、電極体以外の構成部品を断面で示す図である。
【図４】図４は、回路基板の平面図である。
【図５】図５は、扁平形電池の負極缶上に、スペーサを重ね合わせて電池側負極端子を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図６】図６は、図５の構成に回路基板を重ねた状態を示す上面図である。
【図７】図７は、電池ユニットにおける電池側正極端子の概略構成を示す部分拡大断面図である。
【図８】図８は、電池ユニットの製造方法の一例において、製作した回路基板の概略構成を示す断面図である。
【図９】図９は、電池ユニットの製造方法の一例において、扁平形電池にスペーサ及び電池側負極端子を取り付けた後、電池側正極端子を取り付ける様子を示す図である。
【図１０】図１０は、電池ユニットの製造方法の一例において、スペーサ上に回路基板を取り付けた状態を示す断面図である。
【図１１】図１１は、実施形態２に係る電池ユニットの図１相当図である。
【図１２】図１２は、スペーサの概略構成を示す上面図である。
【図１３】図１３は、扁平形電池の負極缶上にスペーサを重ね合わせて電池側正極端子及び電池側負極端子を取り付けた状態を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、電池側正極端子の概略構成を示す平面図である。
【図１５】図１５は、電池ユニットにおける電池側負極端子の概略構成を示す図７相当図である。
【図１６】図１６は、その他の実施形態に係る電池ユニットにおいて、扁平形電池の負極缶上にスペーサを重ね合わせて電池側正極端子及び電池側負極端子を取り付けた状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２１】
＜実施形態１＞
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態１にかかる電池ユニット１の概略構成を示す図である。この電池ユニット１は、コイン状の扁平形電池２と回路部３とが一体化されたユニットである。電池ユニット１は、例えば、歩数計、補聴器、自動車用の電子キー、ＩＣタグ、センサユニットなど、コイン型電池を使用する小型機器に電源として使用される。なお、この電池ユニット１は、扁平形電池２に対して充電可能な二次電池のユニットである。
【００２２】
具体的には、図１に示すように、電池ユニット１は、扁平形電池２上に、回路部３が例えば弾性接着剤によって接着固定されている。この回路部３は、扁平形電池２及び回路部３の積層方向から見て、該扁平形電池２の外形と同等の形状及び大きさを有する。これにより、扁平形電池２と回路部３とを厚み方向にコンパクトに配置しつつ、電池ユニット１の大きさを扁平形電池２及び回路部３の積層方向から見て該扁平形電池２の外形と同等の大きさにすることができる。なお、扁平形電池２と回路部３との接着に弾性接着剤を用いることで、熱変形量が異なる部材同士を接続する場合でも、弾性接着剤によって部材同士をより確実に接着することができる。
【００２３】
また、詳しくは後述するが、回路部３の回路基板６１における扁平形電池２とは反対側の面に、後述する各種の端子６６〜６９が形成されている（例えば図２参照）。これにより、電池ユニット１では、図１に示すように扁平形電池２と回路部３とを組み合わせた状態で、図２に示すように、各種端子６６〜６９のみが露出した状態となる。
【００２４】
さらに、図１に示すように、扁平形電池２と回路部３とを積層した状態で固定することによって構成される積層体の側面は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など、熱によって収縮する樹脂材料からなるチューブ４によって覆われている。このチューブ４は、積層体の側面だけでなく該積層体の両端面の外周側（回路部３の回路基板６１の外周側及び扁平形電池２の外装缶１０の底面外周側）も覆っている。これにより、前記積層体の強度の向上を図れるとともに、該積層体の側面の外観の向上も図れる。また、チューブ４の厚みの分だけ、積層体の端面に段差が形成されるため、該積層体の端面に位置する回路部３の外表面に形成された各種端子６６〜６９が、チューブ４よりも積層方向内方に位置する。これにより、各種端子６６〜６９は損傷を受けにくくなる。
【００２５】
以下で、図３を用いて、扁平形電池２の構成について説明する。
【００２６】
扁平形電池２は、図３に示すように、有底円筒状の外装缶としての正極缶１０と、該正極缶１０の開口を覆う封口缶としての負極缶２０と、正極缶１０の外周側と負極缶２０の外周側との間に配置されるガスケット３０と、正極缶１０及び負極缶２０の間に形成される空間内に収納される電極体４０とを備えている。したがって、扁平形電池２は、正極缶１０と負極缶２０とを合わせることによって、全体が扁平なコイン状となる。正極缶１０と負極缶２０との間に形成される空間内には、電極体４０以外に、非水電解液（図示省略）も封入されている。なお、本実施形態において、扁平形電池２は、リチウムイオン電池として構成されている。
【００２７】
正極缶１０は、ステンレスなどの金属材料からなり、プレス成形によって有底円筒状に形成されている。正極缶１０は、図３に示すように、円形状の底部１１と、その外周に該底部１１と連続して形成される円筒状の周壁部１２（側壁）とを備えている。この周壁部１２は、縦断面視（図１に図示した状態）で、底部１１の外周端からほぼ垂直に延びるように設けられている。正極缶１０は、後述するように、負極缶２０との間にガスケット３０を挟んだ状態で、周壁部１２の開口端側が内側に折り曲げられて、該負極缶２０に対してかしめられている。よって、正極缶１０の底部１１によって、扁平形電池２の底面が構成される。
【００２８】
負極缶２０も、正極缶１０と同様、ステンレスなどの金属材料からなり、プレス成形によって有底円筒状に形成されている。負極缶２０は、図３に示すように、正極缶１０の周壁部１２よりも外形が小さい円筒状の周壁部２２（側壁）と、その一方の開口を塞ぐ円形状の平面部２１と、を有している。よって、負極缶２０の平面部２１によって、扁平形電池２の上面が構成される。
【００２９】
負極缶２０の周壁部２２も、正極缶１０と同様、縦断面視で、平面部２１に対してほぼ垂直に延びるように設けられている。周壁部２２には、平面部２１側の基端部２２ａに比べて径が段状に大きくなる拡径部２２ｂが形成されている。すなわち、周壁部２２には、基端部２２ａと拡径部２２ｂとの間に段部２２ｃが形成されている。図３に示すように、この段部２２ｃに対して、正極缶１０の周壁部１２の開口端側が折り曲げられてかしめられている。すなわち、正極缶１０は、その周壁部１２の開口端側が負極缶２０の段部２２ｃに嵌合されている。
【００３０】
（回路部の構成）
図１に示すように、回路部３は、回路基板６１（基板）と、該回路基板６１上に実装される複数の回路部品６２とを備えている。複数の回路部品６２は、回路基板６１の一面側にまとめて実装されている。回路部品６２としては、例えば、保護回路を構成する保護ＩＣや、充電回路を構成する充電ＩＣ、電圧変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータなどがある。このＤＣ／ＤＣコンバータを電池ユニット１内に設けることで、扁平形電池２の定格電圧が、使用する電気機器の定格電圧と異なる場合であっても、該電気機器の定格電圧に合わせて電池ユニット１から電圧を出力することが可能となる。よって、様々な定格電圧の扁平形電池を用いて電池ユニット１を構成することが可能になる。なお、詳しくは説明しないが、回路部３は、扁平形電池２の残量検知のために、該扁平形電池２の残容量が少なくなった場合に出力電圧を変更するように構成されている。
【００３１】
図１、図２及び図４に示すように、回路基板６１は、平面視で、扁平形電池２の外形と同等の形状（円形）及び大きさを有するように形成されている。これにより、回路基板６１によって電池ユニット１が扁平形電池２の直径よりも大型化するのを防止できる。
【００３２】
図２及び図４に示すように、回路基板６１には、その外周部分に、略半円状の切り欠き部６１ａが２箇所設けられている。各切り欠き部６１ａには、回路基板６１の側面に、例えば錫メッキによって基板側端子６３が形成されている。各切り欠き部６１ａに設けられた基板側端子６３は、特に図示しないが、回路基板６１上に実装された回路部品６２によって構成される回路（図示省略）に電気的に接続されている。
【００３３】
上述のように、回路基板６１に、略半円状の切り欠き部６１ａを設けることにより、該切り欠き部６１ａ上に形成された基板側端子６３と後述する扁平形電池２の電池側負極端子８１とを半田付けする際に、半田が行き渡りやすくなる。これにより、回路基板６１の基板側端子６３と扁平形電池２の電池側負極端子８１とを半田によってより確実に接続することができる。
【００３４】
図２に示すように、各切り欠き部６１ａは、偏平形電池２及び回路部３の積層体の側面を覆うチューブ４によって覆われている。これにより、切り欠き部６１ａに設けられた基板側端子６３が露出するのを防止できる。
【００３５】
図１、図２、図４及び図６に示すように、回路基板６１において回路部品６２が実装されていない側の面には、ＧＮＤ端子６６、出力端子６７、充電端子６８及び充電表示信号端子６９が設けられている。すなわち、回路基板６１には、図１に示すように、一面側に複数の回路部品６２が実装されている一方、他面側には各種端子６６〜６９がまとめて設けられている。また、回路基板６１には、複数のスルーホールが形成されていて、該スルーホール内に充填される金属材料によって、該回路基板６１上の回路部品６２によって形成される回路（図示省略）と各種端子６６〜６９とが電気的に接続されている。なお、各種端子６６〜６９の配置は、図２、図４及び図６以外の配置であってもよい。
【００３６】
このように回路基板６１上に回路部品６２によって構成される回路（図示省略）と各種端子６６〜６９とを電気的に接続するとともに、上述のように基板側端子６３と回路基板６１上の回路（図示省略）とを電気的に接続することにより、各種端子６６〜６９と基板側端子６３とを電気的に接続することができる。これにより、後述するように、基板側端子６３に扁平形電池２の電池側負極端子８１を接続することにより、扁平形電池２と各種端子６６〜６９とを電気的に接続することができる。
【００３７】
なお、ＧＮＤ端子６６、出力端子６７、充電端子６８及び充電表示信号端子６９は、偏平形電池２及び回路部３の積層体の側面を覆うチューブ４と重ならないように、該積層体の端面に位置するチューブ４よりも回路基板６１の径方向内方側に形成されている。
【００３８】
回路基板６１は、図１に示すように、扁平形電池２の負極缶２０上に、スペーサ７１を介して保持されている。具体的には、回路基板６１は、スペーサ７１によって扁平形電池２の負極缶２０から所定の間隔を有するように配置された状態で、弾性接着剤によって該負極缶２０に対して接着固定されている。すなわち、回路基板６１と扁平形電池２の負極缶２０との間には弾性接着剤が充填された状態である。このように、扁平形電池２において変形が生じにくい負極缶２０に、回路基板６１を設けることで、該扁平形電池２が変形を生じた場合でも回路部３と扁平形電池２との電気的な接続を確保することが可能になる。
【００３９】
スペーサ７１は、例えばＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル、ブタジエン、スチレン共重合合成樹脂）やフェノール樹脂などの樹脂材料からなる部材であり、略ドーナツ形状を有している。また、スペーサ７１は、図１に示すように、扁平形電池２の負極缶２０と正極缶１０との段差部分を埋めるように、該段差部分に沿って外周側部分が厚肉に形成されている。すなわち、スペーサ７１は、その外周側部分が、正極缶１０における負極缶２０とのかしめ部分（以下、肩部ともいう）まで延びるように形成されている。
【００４０】
また、スペーサ７１は、扁平形電池２と回路基板６１との間に回路部品６２が扁平形電池２と接触しない所定の間隔が形成されるような厚みを有している（図１参照）。これにより、扁平形電池２の負極缶２０上に回路部品６２を配置するためのスペースを形成しつつ、該扁平形電池２が変形を生じても回路部品６２が該扁平形電池２に接触して損傷を受けるのを防止できる。
【００４１】
さらに、スペーサ７１には、図１及び図６に示すように、外周側の厚みが大きい部分に、貫通穴７１ａが２つ形成されている。これらの貫通穴７１ａは、スペーサ７１の中央部分の穴部を挟んで互いに対向する位置に形成されている。これらの貫通穴７１ａは、後述するように、コイル形状の電池側正極端子８２が貫通可能な大きさに形成されている。
【００４２】
回路基板６１は、略ドーナツ状のスペーサ７１の内側に回路部品６２が位置するように、該スペーサ７１に対して重ね合わされる（図１参照）。これにより、回路部品６２が実装された回路基板６１を、扁平形電池２に対してコンパクトに配置することができる。また、上述のような構成にすることで、回路部品６２が電池ユニット１の外に露出しないため、ユーザー等が回路部品６２に触れるのを防止できる。
【００４３】
なお、既述のとおり、回路基板６１と扁平形電池２の負極缶２０との間には弾性接着剤が充填されているため、略ドーナツ状のスペーサ７１の内方に配置された回路部品６２の周囲にも弾性接着剤が充填されている。
【００４４】
（電池側端子の構成）
図１及び図５に示すように、扁平形電池２の負極缶２０の平面部２１上には、電池側負極端子８１が設けられている。この電池側負極端子８１は、導電性の金属材料からなる長方形状の板部材を、長手方向中央部分が厚み方向に膨出するように折り曲げることにより形成されている。すなわち、電池側負極端子８１は、扁平形電池２の負極缶２０の平面部２１に接続される電池接続部８１ａと、該電池接続部８１ａの両側に位置する基板接続部８１ｂとが一体形成された部材であり、該電池接続部８１ａが基板接続部８１ｂに対して前記部材の厚み方向に膨出している。この電池接続部８１ａが基板接続部８１ｂに対して膨出する高さは、扁平形電池２上にスペーサ７１を重ねた状態で該扁平形電池２に取り付けられた電池側負極端子８１の基板接続部８１ｂが該スペーサ７１上に位置するような高さである。
【００４５】
電池接続部８１ａは、扁平形電池２の負極缶２０の平面部２１上に溶接によって固定されている。詳しくは、図５に示すように、電池接続部８１ａは、電池側負極端子８１の基板接続部８１ｂがスペーサ７１上に載置されるように、電池側負極端子８１の膨出側の面が負極缶２０の平面部２１に溶接固定される。これにより、電池側負極端子８１を扁平形電池２に固定できる。しかも、電池接続部８１ａによって、基板接続部８１ｂよりも凹んだ凹部が形成されるため、回路基板６１に実装される回路部品６２を該凹部内に配置することができる。したがって、より多くの回路部品６２を回路基板６１と扁平形電池２との間にコンパクトに配置することができる。
【００４６】
基板接続部８１ｂは、回路基板６１と半田によって固定される。詳しくは、図６に示すように、基板接続部８１ｂは、その上に、回路基板６１の切り欠き部６１ａ内に設けられた基板側端子６３を位置付けた状態で、該基板側端子６３と半田付けされる。これにより、基板接続部８１ｂは、回路基板６１の側面と接続される。
【００４７】
一方、既述のとおり、スペーサ７１に形成された貫通穴７１ａ内には、コイル形状の電池側正極端子８２（接続部材）が挿入される（図１、図６及び図７参照）。この電池側正極端子８２は、コイルばねによって構成されている。すなわち、電池側正極端子８２は、圧縮されると弾性復元力によって元の長さに戻ろうとする、いわゆる圧縮バネとして形成されている。
【００４８】
電池側正極端子８２は、図１及び図７に示すように、スペーサ７１に形成された貫通穴７１ａ内に、該貫通穴７１ａの深さ方向と電池側正極端子８２の圧縮方向が一致するように配置されている。これにより、電池側正極端子８２は、一端側が貫通穴７１ａ内で正極缶１０の周壁部１２に接触するとともに、他端側が貫通穴７１ａの外方に突出している。
【００４９】
すなわち、電池側正極端子８２は、スペーサ７１の貫通穴７１ａの長さよりも長く形成されている。これにより、電池側正極端子８２をスペーサ７１の貫通穴７１ａ内に挿入した状態で、該電池側正極端子８２の他端側を該スペーサ７１から突出させることができる。
【００５０】
図７に示すように、電池側正極端子８２の他端側は、回路基板６１に接触している。この回路基板６１の実装面には、スペーサ７１の貫通穴７１ａ内に配置された電池側正極端子８２と接触する位置に、図示しない基板側正極端子が形成されている。そのため、回路基板６１をスペーサ７１の上方に配置することで該回路基板６１と電池側正極端子８２とを電気的に接続することができる。これにより、電池側正極端子８２を介して、回路基板６１と扁平形電池２の正極缶１０とを電気的に接続することができる。
【００５１】
上述のように、スペーサ７１上に回路基板６１を配置することで、該スペーサ７１の貫通穴７１ａから他端側が突出している電池側正極端子８２を圧縮することができる。すなわち、電池側正極端子８２は、スペーサ７１の貫通穴７１ａ内で、該スペーサ７１及び扁平形電池２の積層方向に圧縮される。したがって、電池側正極端子８２の弾性復元力によって、該電池側正極端子８２の両端部は正極缶１０及び回路基板６１に押し付けられるため、該電池側正極端子８２を正極缶１０及び回路基板６１により確実に接触させることができる。
【００５２】
また、電池側正極端子８２は、図７に示すように、一端側が正極缶１０の周壁部１２に対して導電性接着剤８３によって接着固定されている一方、他端側が回路基板６１に対して導電性接着剤８３によって接着固定されている。こうすることで、電池側正極端子８２の両端部が、正極缶１０及び回路基板６１から離間するのを防止できる。したがって、上述の構成により、電池側正極端子８２と正極缶１０及び回路基板６１とをより確実に接触させることができる。
【００５３】
ここで、導電性接着剤８３は、導電性フィラー及びバインダを有している。導電性フィラーとしては、例えば、金粉、銀粉、銅粉、ニッケル粉、アルミ粉などの導電性の金属粒子、炭素粒子、カーボンブラック等が用いられる。バインダとしては、例えば、エポキシ、ウレタン、シリコン、アクリル、ポリイミドなどの樹脂材料が用いられる。
【００５４】
上述のような構成により、扁平形電池２に回路基板６１を積層した状態で、該扁平形電池２と回路基板６１との間に配置される電池側正極端子８２によって、該扁平形電池２と回路基板６１とを電気的に接続することができる。しかも、コイルばねによって構成された電池側正極端子８２は、扁平形電池２と回路基板６１との間に圧縮された状態で配置されるため、電池側正極端子８２の両端を扁平形電池２及び回路基板６１により確実に接触させることができる。さらに、電池側正極端子８２の両端部を、導電性接着剤８３によって、それぞれ扁平形電池２及び回路基板６１に接着固定することにより、該電池側正極端子８２を扁平形電池２及び回路基板６１にさらに確実に接触させることができる。よって、上述の構成により、電池側正極端子８２によって、扁平形電池２と回路基板６１とをより確実に電気的に接続することができる。
【００５５】
（電池ユニットの製造方法）
次に、上述のような構成を有する電池ユニット１の製造方法について、図８から図１０を用いて説明する。
【００５６】
まず、図８に示すように、回路基板６１の一面側に、複数の回路部品６２を実装して回路部３を形成する。このとき、回路基板６１の他面側には、各種端子６６〜６９を形成する（図８では出力端子６７及び充電端子６８のみを図示）。回路基板６１に回路部品６２を実装する方法や、各種端子６６〜６９を形成する方法は従来と同様なので、詳しい説明を省略する。
【００５７】
一方、図９に示すように、扁平形電池２上にスペーサ７１を弾性接着剤によって接着固定するとともに、該扁平形電池２に対して電池側負極端子８１を溶接によって固定する。
【００５８】
また、図９に示すように、スペーサ７１に設けた貫通穴７１ａ内に、導電性接着剤８３を入れた後、電池側正極端子８２を挿入する（図中の白抜き矢印参照）。これにより、該電池側正極端子８２の一端側が、導電性接着剤８３によって扁平形電池２の外装缶１０に接着固定される。その後、電池側正極端子８２の他端側に導電性接着剤８３を塗布する。
【００５９】
図１０に示すように、スペーサ７１、電池側負極端子８１及び電池側正極端子８２が取り付けられた扁平形電池２に対して、回路部３の回路基板６１を配置する。このとき、回路基板６１は、基板側端子６３が電池側負極端子８１に接触するとともに、図示しない基板側正極端子が電池側正極端子８２の他端側と接触するように、扁平形電池２に配置される。上述のように、電池側正極端子８２の他端側には導電性接着剤８３が塗布されているため、該電池側正極端子８２の他端側は回路基板６１と接着固定される。なお、回路部３を扁平形電池２に組み合わせる際に、回路基板６１と扁平形電池２との間には弾性接着剤等が充填される。
【００６０】
そして、弾性接着剤を硬化させて、扁平形電池２、スペーサ７１及び回路基板６１を一体化する。その後、上述のようにして形成された扁平形電池２及び回路部３の積層体の側面に、チューブ４を嵌めて、加熱することにより、該チューブ４を収縮させる。なお、このチューブ４は、積層体の側面に嵌められた状態で、該積層体の両端面の外周側の一部も覆うような長さを有する。
【００６１】
これにより、図１に示すような構成の電池ユニット１が得られる。
【００６２】
（実施形態１の効果）
以上より、この実施形態によれば、コイルばねによって構成される電池側正極端子８２を、扁平形電池２の正極缶１０と回路基板６１との間に圧縮された状態で配置したため、該扁平形電池２及び回路基板６１に対して電池側正極端子８２の両端部をより確実に接触させることができる。これにより、電池側正極端子８２によって、扁平形電池２と回路基板６１とをより確実に電気的に接続することができる。
【００６３】
しかも、電池側正極端子８２の両端部は、導電性接着剤８３によって、それぞれ扁平形電池２及び回路基板６１に固定される。そのため、電池側正極端子８２によって、扁平形電池２と回路基板６１とをさらに確実に電気的に接続することができる。
【００６４】
また、回路部３の回路基板６１には、その外周部分に、複数の切り欠き部６１ａを形成するとともに、該切り欠き部６１ａにおける回路基板６１の側面上に基板側端子６３を設けた。これにより、回路基板６１の側面を電池側負極端子８１と半田付けすることで、該回路基板６１と扁平形電池２とを電気的に接続することができる。よって、端子の先端部分を基板に挿通させた状態で半田付けする構成に比べて、端子の先端部分の出っ張りや半田の厚みがなくなる分、電池ユニット１全体として厚みを小さくすることができる。しかも、端子の先端が基板から突出しないため、該端子で短絡が生じるのを防止できる。
【００６５】
さらに、電池側負極端子８１は、長方形状の板部材の長手方向中央部分が凹んで電池接続部８１ａを構成しているため、この電池接続部８１ａに形成された凹み部分に、回路基板６１に実装された回路部品６２を配置することが可能になる。したがって、回路基板６１と扁平形電池２との間により多くの回路部品６２をコンパクトに配置することができる。
【００６６】
また、回路部３の回路基板６１において、扁平形電池２とは反対側の面に各種端子６６〜６９をまとめて設けることで、平面視で該扁平形電池２と重なる位置に各種端子６６〜６９を設けることが可能になり、電池ユニット１の小型化を図れる。しかも、回路基板６１において扁平形電池２側の面に回路部品６２をまとめて実装することで、電池ユニット１の外部に回路部品６２等が露出するのを防止できる。これにより、電池ユニット１に触れるユーザーが、回路部品６２等に直接、触れるのを防止できる。
【００６７】
＜実施形態２＞
図１１に、本発明の実施形態２に係る電池ユニット１００の概略構成を示す。この電池ユニット１００は、電池側正極端子１０１及び電池側負極端子１０２の構成が、上述の実施形態１における電池側負極端子８１及び電池側正極端子８２の構成とは異なる。以下の説明において、上述の実施形態１と同一の構成には同一の符号を付して、その説明を省略する。
【００６８】
具体的には、図１１及び図１３に示すように、扁平形電池２の負極缶２０上にスペーサ１１１が配置された状態で、正極缶１０の底部１１及びスペーサ１１１上に、電池側正極端子１０１が配置されている。この電池側正極端子１０１は、銅箔の両面に粉末状のニッケルを含んだアクリル系粘着剤が塗布された導電性のフィルム部材からなる。したがって、電池側正極端子１０１は、表面に塗布されたアクリル系粘着剤によって扁平形電池２上に固定される。なお、この実施形態では、銅箔の両面にアクリル系粘着剤を塗布しているが、この限りではなく、銅箔において扁平形電池２側に位置する面のみにアクリル系粘着剤を塗布しても良いし、銅箔の表面にアクリル系粘着剤が塗布されていなくてもよい。また、塗布する粘着剤は、他の材質の粘着剤であってもよい。さらに、導電性向上のために粘着剤にニッケルの粉末を入れているが、粘着剤の導電性の向上を図れるような材料であれば、ニッケル以外の材料を粘着剤に入れてもよい。
【００６９】
電池側正極端子１０１は、図１１、図１３及び図１４に示すように、正極缶１０の底部１１上に位置付けられる電池接続部１０１ａと、スペーサ１１１上に位置付けられる基板接続部１０１ｂと、該電池接続部１０１ａと基板接続部１０１ｂとを繋ぐ連結部１０１ｃとを有している。
【００７０】
詳しくは、図１４に示すように、電池側正極端子１０１は、ドーナツ状の電池接続部１０１ａに対し、該電池接続部１０１ａを挟み込むように、円弧状に形成された２つの基板接続部１０１ｂがそれぞれ連結部１０１ｃを介して繋がっている。電池側正極端子１０１は、これらの電池接続部１０１ａ、基板接続部１０１ｂ及び連結部１０１ｃが一体形成された部材である。
【００７１】
電池接続部１０１ａは、その外周側が、正極缶１０の底部１１の外周側上に位置付けられるように形成されている。すなわち、電池接続部１０１ａの外径は、正極缶１０の底部１１の直径と同等である。また、電池接続部１０１ａには、同心状に円形の穴部１０１ｄが形成されている。ここで、扁平形電池２内の圧力変化によって正極缶１０が外方側へ変形した場合、該正極缶１０の中央部分で最も変形量が大きくなる。上述のように、電池接続部１０１ａの中央部分に穴部１０１ｄを設けることにより、正極缶１０の中央部分に電池接続部１０１ａが固定されないため、該中央部分の変形によって電池接続部１０１ａが正極缶１０から剥離するのを防止できる。なお、本実施形態では、電池接続部１０１ａに穴部１０１ｄを設けているが、この限りではなく、該穴部１０１ｄを設けなくてもよい。
【００７２】
基板接続部１０１ｂは、それぞれ、略半円の外周側の円弧部分のみを残した形状に形成されている。すなわち、基板接続部１０１ｂは、略半円の円中心側に半円状の切り欠きが設けられた形状を有している。基板接続部１０１ｂの外径は、負極缶２０上に取り付けられるドーナツ状のスペーサ１１１の外径と同等である。基板接続部１０１ｂの内径は、該スペーサ１１１の内径と同等である。これにより、基板接続部１０１ｂを、スペーサ１１１上に、該スペーサ１１１からはみ出すことなく配置することができる。なお、スペーサ１１１の形状は、実施形態１におけるスペーサ７１の形状と同じである。このスペーサ１１１には、厚みの小さい内側部分に、該スペーサ１１１の中央部分の穴部を挟んで互いに対向する位置に貫通穴１１１ａが２つ形成されている。これらの貫通穴１１１ａは、後述するように、コイル形状の電池側負極端子１０２が貫通可能に形成されている。
【００７３】
また、各基板接続部１０１ｂは、図１２に一点鎖線で示すようにスペーサ１１１上に配置された状態で、円弧の両端部に相当する周方向両端部が該スペーサ１１１に形成された貫通穴１１１ａに重ならないように形成されている。すなわち、各基板接続部１０１ｂは、周方向両端部がスペーサ１１１の貫通穴１１１ａの周辺部分まで届かないような円弧状に形成されている。つまり、各基板接続部１０１ｂは、周方向の長さがスペーサ１１１の半円の周方向長さよりも短くなっている。
【００７４】
連結部１０１ｃは、電池接続部１０１ａと基板接続部１０１ｂとを、該電池接続部１０１ａ及び基板接続部１０１ｂの各円中心を繋いだ線上で連結するように形成されている。また、連結部１０１ｃは、電池接続部１０１ａと基板接続部１０１ｂとの連結方向の長さが、扁平形電池２上にスペーサ１１１を積んだ状態で該扁平形電池２及びスペーサ１１１の厚みと同等に形成されている。
【００７５】
以上の構成により、図１３に示すように、電池接続部１０１ａを正極缶１０の底部１１上に、基板接続部１０１ｂをスペーサ１１１上に、それぞれ位置付けつつ、連結部１０１ｃを正極缶１０及びスペーサ１１１の側面上に位置付けることができる。したがって、扁平形電池２の正極缶１０に電気的に接続された電池側正極端子１０１を、負極缶２０上に配置されたスペーサ１１１上まで引き回すことができる。そして、図１３に示すようにスペーサ１１１上に配置された基板接続部１０１ｂに対して、回路基板６１を実装面が下側になるように配置することで、該回路基板６１の実装面上に形成された図示しない基板側正極端子を基板接続部１０１ｂと電気的に接続することができる。これにより、回路基板６１と扁平形電池２の正極缶１０とを電気的に接続することができる。
【００７６】
一方、図１１、図１２及び図１５に示すように、スペーサ１１１に形成された貫通穴１１１ａ内には、コイル形状の電池側負極端子１０２（接続部材）が挿入される。この電池側負極端子１０２は、上述の実施形態１と同様、コイルばねによって構成されている。すなわち、電池側負極端子１０２は、圧縮されると弾性復元力によって元の長さに戻ろうとする、いわゆる圧縮バネとして形成されている。
【００７７】
電池側負極端子１０２は、図１１及び図１５に示すように、スペーサ１１１に形成された貫通穴１１１ａ内に、該貫通穴１１１ａの深さ方向と電池側負極端子１０２の圧縮方向が一致するように配置されている。これにより、電池側負極端子１０２は、一端側が貫通穴１１１ａ内で負極缶２０の平面部２１に接触するとともに、他端側が貫通穴１１１ａの外方に突出している。
【００７８】
すなわち、本実施形態の電池側負極端子１０２も、上述の実施形態１の電池側正極端子８２と同様、スペーサ１１１の貫通穴１１１ａの長さよりも長く形成されている。これにより、電池側負極端子１０２をスペーサ１１１の貫通穴１１１ａ内に挿入した状態で、該電池側負極端子１０２の他端側を該スペーサ１１１から突出させることができる。
【００７９】
図１１及び図１５に示すように、電池側負極端子１０２の他端側は、上述の実施形態１の電池側正極端子８２と同様、回路基板６１に接触している。この回路基板６１の実装面には、スペーサ１１１の貫通穴１１１ａ内に配置された電池側負極端子１０２と接触する位置に、図示しない基板側負極端子が形成されている。そのため、回路基板６１をスペーサ１１１の上方に配置することで該回路基板６１と電池側負極端子１０２とを電気的に接続することができる。これにより、電池側負極端子１０２を介して、回路基板６１と扁平形電池２の負極缶２０とを電気的に接続することができる。
【００８０】
上述のように、スペーサ１１１上に回路基板６１を配置することで、該スペーサ１１１の貫通穴１１１ａから他端側が突出している電池側負極端子１０２を圧縮することができる。すなわち、電池側負極端子１０２は、スペーサ１１１の貫通穴１１１ａ内で、該スペーサ１１１及び扁平形電池２の積層方向に圧縮される。したがって、電池側負極端子１０２の弾性復元力によって、該電池側負極端子１０２の両端部は正極缶１０及び回路基板６１に押し付けられるため、該電池側負極端子１０２を正極缶１０及び回路基板６１により確実に接触させることができる。
【００８１】
また、電池側負極端子１０２は、図１５に示すように、一端側が負極缶２０の平面部２１に対して導電性接着剤８３によって接着固定されている一方、他端側が回路基板６１に対して導電性接着剤８３によって接着固定されている。こうすることで、電池側負極端子１０２の両端部が、負極缶２０の平面部２１及び回路基板６１から離間するのを防止できる。したがって、上述の構成により、電池側負極端子１０２と負極缶２０及び回路基板６１とをより確実に接触させることができる。
【００８２】
なお、本実施形態では、電池側正極端子１０１は、ドーナツ状の電池接続部１０１ａを挟むように、連結部１０１ｃを介して該電池接続部１０１ａに円弧状の２つの基板接続部１０１ｂを接続した構成を有している。しかしながら、電池側正極端子１０１は、扁平形電池２の正極缶１０の底部１１と回路基板６１とを電気的に接続可能な構成であれば、どのような形状であってもよい。すなわち、電池側正極端子は、電池接続部、基板接続部及びそれらを繋ぐ連結部を有していれば、どのような形状であってもよい。
【００８３】
（実施形態２の効果）
以上の構成により、本実施形態では、扁平形電池２に回路基板６１を積層した状態で、該扁平形電池２と回路基板６１との間に配置される電池側負極端子１０２によって、該扁平形電池２と回路基板６１とを電気的に接続することができる。
【００８４】
しかも、電池側負極端子１０２は、コイルばねによって構成されている。そのため、電池側負極端子１０２を、扁平形電池２と回路基板６１との間に圧縮された状態で配置することにより、該扁平形電池２及び回路基板６１により確実に接触させることができる。
【００８５】
さらに、電池側負極端子１０２の両端部を、導電性接着剤８３によって、それぞれ扁平形電池２及び回路基板６１に接着固定することにより、該電池側負極端子１０２を扁平形電池２及び回路基板６１にさらに確実に接触させることができる。よって、上述の構成により、電池側負極端子１０２によって、扁平形電池２と回路基板６１とをより確実に電気的に接続することができる。
【００８６】
また、本実施形態では、平面部２１上に回路部３が配置された電池ユニット１において、該扁平形電池２の正極缶１０の底部１１と回路基板６１とを、導電性のフィルム部材からなる電池側正極端子１０１によって電気的に接続した。この電池側正極端子１０１の厚みは小さいので、該電池側正極端子１０１を正極缶１０の底部１１から負極缶２０の平面部２１側まで引き回した際に扁平形電池２の側方で電池側正極端子１０１が電池外方に大きく突出するのを防止できる。しかも、上述のように電池側正極端子１０１を導電性のフィルム部材によって構成することで、電池ユニット１が厚み方向に大きくなるのも防止できる。したがって、上述の構成により、電池ユニット１の小型化を図れる。
【００８７】
しかも、電池側正極端子１０１は、銅箔の表面にアクリル系粘着剤が塗布されているため、該電池側正極端子１０１を扁平形電池２及びスペーサ１１１に容易に固定することができる。
【００８８】
（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。
【００８９】
前記実施形態１では、電池側負極端子８１を、長方形状の板部材の長手方向中央部分を厚み方向に膨出させるように折り曲げた形状としているが、この限りではなく、扁平形電池２の負極缶２０と回路基板３とを電気的に接続可能であれば、電池側負極端子はどのような形状であってもよい。
【００９０】
前記実施形態２では、電池側正極端子１０１を、銅箔の両面に粉末状のニッケルを含んだアクリル系粘着剤が塗布された導電性のフィルム部材によって構成している。しかしながら、電池側正極端子１０１は、例えば図１６に示すように板部材を折り曲げることによって形成される構成など、どのような構成であってもよい。
【００９１】
図１６に示す例では、電池側正極端子１５１は、扁平形電池２及びスペーサ１１１を厚み方向に挟み込むように設けられている。この電池側正極端子１５１は、導電性の金属材料からなる板部材によって構成されていて、その一方の端部が扁平形電池２の正極缶１０の底部１１に溶接によって固定される一方、他方の端部はスペーサ１１１の上面上に位置している。
【００９２】
より詳しくは、図１６に示すように、電池側正極端子１５１は、正極缶１０の底部１１に接続される電池接続部１５１ａと、スペーサ１１１上で回路基板６１に接続される基板接続部１５１ｂと、電池接続部１５１ａと基板接続部１５１ｂとを繋ぐ連結部１５１ｃとを有する。電池接続部１５１ａ及び基板接続部１５１ｂは、連結部１５１ｃに対して同じ方向に折り曲げられている。これにより、電池側正極端子１５１を、扁平形電池２及びスペーサ１１１を厚み方向に挟み込むように配置することができる。
【００９３】
なお、電池側正極端子１５１は、実施形態１の電池側負極端子８１と同様、図示しない回路基板に形成された切り欠き部の基板側端子と電気的に接続される。
【００９４】
前記各実施形態では、電池側正極端子及び電池側負極端子の一方のみをコイルばねによって構成しているが、この限りではなく、電池側正極端子及び電池側負極端子の両方をコイルばねによって構成してもよい。
【００９５】
前記各実施形態では、電池側正極端子８２及び電池側負極端子１０２をコイルばねによって構成しているが、この限りではなく、扁平形電池２及び回路基板６１の積層方向に弾性変形可能で且つ扁平形電池２と回路基板６１とを電気的に接続可能な形状であれば、ピン状や板バネ形状など、他の形状であってもよい。
【００９６】
前記各実施形態では、電池側正極端子８２及び電池側負極端子１０２を、導電性接着剤８３によって、扁平形電池２及び回路基板６１に固定している。しかしながら、電池側正極端子８２及び電池側負極端子１０２を、導電性接着剤８３によって固定することなく、扁平形電池２及び回路基板６１に接触させるだけでもよい。
【００９７】
前記各実施形態では、電池ユニット１の各種端子６６〜６９を矩形状に形成しているが、同心円状など、他の形状であってもよい。なお、電池ユニット１の各種端子６６〜６９を同心円状に形成することで、電気機器に対して電池ユニット１を取り付ける際に、該電池ユニット１の位置合わせが不要になる。
【００９８】
前記各実施形態では、回路基板６１は扁平形電池２の外形と同等の形状及び大きさを有するが、この限りではなく、回路基板６１は、扁平形電池２よりも小さくても良いし、大きくても良い。
【００９９】
前記各実施形態では、正極缶１０及び負極缶２０をそれぞれ有底円筒状に形成するとともに、回路基板６１を円形に形成している。しかしながら、正極缶及び負極缶を有底円筒状以外の有底筒状に形成してもよいし、回路基板６１を円形以外の形状にしてもよい。
【０１００】
前記各実施形態では、回路部３及び扁平形電池２の積層体の側面をチューブ４で覆っているが、この限りではなく、チューブ４によって覆わなくてもよい。こうすることで、チューブ４を設けない分、電池ユニットの小型化を図れる。また、前記実施形態のようなチューブを用いるのではなく、前記積層体の側面を樹脂材料によってコーティングしてもよい。
【０１０１】
前記各実施形態では、回路部３を、扁平形電池２の封口缶である負極缶２０側に配置しているが、この限りではなく、外装缶である正極缶１０側に配置してもよい。さらに、回路部３の回路部品６２を、回路基板６１における扁平形電池２側とは反対側の面に実装してもよい。また、回路部３を、回路部品６２が実装されていない回路基板によって構成してもよい。
【０１０２】
前記各実施形態では、扁平形電池２と回路部３とを弾性接着剤によって接着固定しているが、この限りではなく、テープなどの他の接着部材を用いて両者を固定してもよい。
【０１０３】
前記各実施形態では、外装缶を正極缶１０とし、封口缶を負極缶２０としているが、この限りではなく、外装缶を負極缶とし、封口缶を正極缶としてもよい。この場合には、電池側負極端子８１，１０２を電池側正極端子とし、電池側正極端子８２，１０１を電池側負極端子とすればよい。
【０１０４】
前記各実施形態では、扁平形電池２をリチウムイオン電池として構成している。しかしながら、扁平形電池２は、充電可能な２次電池であれば、リチウムイオン電池以外の電池であってもよい。また、扁平形電池２は、１次電池であってもよい。扁平形電池２が１次電池の場合には、回路部として例えばキャパシタなどが実装される。
【産業上の利用可能性】
【０１０５】
本発明による電池ユニットは、回路が形成された基板と小型機器に装着される扁平形電池とを備えた構成に利用可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１：電池ユニット、２：扁平形電池、３：回路部、１０：正極缶（外装缶）、１１：底部、１２：周壁部（側壁）、２０：負極缶（封口缶）、２１：平面部、２２：周壁部（側壁）、６１：回路基板（基板）、６２：回路部品、７１，１１１：スペーサ、８２：電池側正極端子（接続部材）、８３：導電性接着剤、１０２：電池側負極端子（接続部材）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の外装缶と該外装缶の開口側を覆う有底筒状の封口缶とを有し、該外装缶の側壁の開口部側が該封口缶の側壁の外周上に位置するように該外装缶と該封口缶とを組み合わせてなる扁平形電池と、
前記封口缶の平面部に対して固定され、回路部品が実装された基板と、
前記扁平形電池と前記基板との間に配置され、該扁平形電池と基板とを電気的に接続する接続部材とを備え、
前記接続部材は、前記扁平形電池及び前記基板の積層方向に弾性変形可能に構成されている、電池ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の電池ユニットにおいて、
前記接続部材は、コイルばねの形状に形成されていて、前記扁平形電池と前記基板との間に圧縮された状態で配置されている、電池ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電池ユニットにおいて、
前記接続部材は、前記扁平形電池及び前記基板の少なくとも一方に対し、導電性接着剤によって固定されている、電池ユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の電池ユニットにおいて、
前記接続部材は、前記扁平形電池と前記基板との間に、複数、設けられている、電池ユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の電池ユニットにおいて、
前記接続部材は、前記扁平形電池における外装缶の側壁の開口部側と前記基板とを電気的に接続するように、該外装缶の側壁の開口部側と前記基板との間に配置されている、電池ユニット。
【請求項１】
有底筒状の外装缶と該外装缶の開口側を覆う有底筒状の封口缶とを有し、該外装缶の側壁の開口部側が該封口缶の側壁の外周上に位置するように該外装缶と該封口缶とを組み合わせてなる扁平形電池と、
前記封口缶の平面部に対して固定され、回路部品が実装された基板と、
前記扁平形電池と前記基板との間に配置され、該扁平形電池と基板とを電気的に接続する接続部材とを備え、
前記接続部材は、前記扁平形電池及び前記基板の積層方向に弾性変形可能に構成されている、電池ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の電池ユニットにおいて、
前記接続部材は、コイルばねの形状に形成されていて、前記扁平形電池と前記基板との間に圧縮された状態で配置されている、電池ユニット。
【請求項３】
請求項１または２に記載の電池ユニットにおいて、
前記接続部材は、前記扁平形電池及び前記基板の少なくとも一方に対し、導電性接着剤によって固定されている、電池ユニット。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか一つに記載の電池ユニットにおいて、
前記接続部材は、前記扁平形電池と前記基板との間に、複数、設けられている、電池ユニット。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一つに記載の電池ユニットにおいて、
前記接続部材は、前記扁平形電池における外装缶の側壁の開口部側と前記基板とを電気的に接続するように、該外装缶の側壁の開口部側と前記基板との間に配置されている、電池ユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−２５９５１（Ｐ２０１３−２５９５１Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５８２５１（Ｐ２０１１−１５８２５１）
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（５１１０８４５５５）日立マクセルエナジー株式会社 (212)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月１９日（２０１１．７．１９）
【出願人】（５１１０８４５５５）日立マクセルエナジー株式会社 (212)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]