特許 7621048 二次電池及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-01-16

(45)【発行日】2025-01-24

(54)【発明の名称】二次電池及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/284 20210101AFI20250117BHJP

   H01M 50/124 20210101ALI20250117BHJP

   H01M 50/202 20210101ALI20250117BHJP

   H01M 50/296 20210101ALI20250117BHJP

   H01M 50/543 20210101ALI20250117BHJP

   H01M 50/548 20210101ALI20250117BHJP

   H01M 50/55 20210101ALI20250117BHJP

   H01M 50/569 20210101ALI20250117BHJP

   H01M 50/588 20210101ALI20250117BHJP

   H01M 50/591 20210101ALI20250117BHJP

   H01M 10/44 20060101ALN20250117BHJP

   H01M 10/48 20060101ALN20250117BHJP

【ＦＩ】

H01M50/284

H01M50/124

H01M50/202 501C

H01M50/296

H01M50/543

H01M50/548 201

H01M50/55 201

H01M50/569

H01M50/588

H01M50/591

H01M10/44 P

H01M10/48 P

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2024006425

(22)【出願日】2024-01-18

【審査請求日】2024-01-23

(73)【特許権者】

【識別番号】524025624

【氏名又は名称】广東星系源科技股分有限公司

【氏名又は名称原語表記】Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｇａｌａｘｙ Ｐｏｌｙｔｒｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｉｎｃ

【住所又は居所原語表記】６Ｆ， Ｂｕｉｌｄｉｎｇ ３ ， Ｘｉｎｎａｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｐａｒｋ， Ｎｏ． ２０３， Ｇａｏｘｉｎ ５ｔｈ Ｒｏａｄ， Ｈｉｇｈ－ｔｅｃｈ Ｚｏｎｅ， Ｈｅｙｕａｎ Ｃｉｔｙ， Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｃｈｉｎａ

(74)【代理人】

【識別番号】100194526

【弁理士】

【氏名又は名称】叶野 徹

(72)【発明者】

【氏名】段興▲い▼

(72)【発明者】

【氏名】段志超

【審査官】守安 太郎

(56)【参考文献】

【文献】中国実用新案第２１４７９７５１５（ＣＮ，Ｕ）

【文献】特表２０１６－５３７７９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１９２７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１１－１８５８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３５１８４５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０９７０２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２２９１０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２２３８７１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０

Ｈ０１Ｍ ５０／１０

Ｈ０１Ｍ ５０／５０

Ｈ０１Ｍ １０／４４

Ｈ０１Ｍ １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極缶及び負極缶を有する電池本体と、ＰＣＢＡ基板と、正極キャップと、前記ＰＣＢＡ基板の底面の中心に位置する正極接触片と、前記ＰＣＢＡ基板のエッジに位置する負極接触片と、金属ピンとを準備するステップ（１）と、
前記金属ピンの上端を前記正極キャップに接続し、前記金属ピンの下端を前記ＰＣＢＡ基板に溶接して固定することにより、前記正極キャップを前記ＰＣＢＡ基板の真上に位置決めするステップ（２）と、
前記ＰＣＢＡ基板を前記電池本体の端部に配置し、前記正極接触片を前記正極缶に接触させ、前記負極接触片を前記負極缶に近接又は接触させ、前記負極接触片と前記負極缶とを溶接により接続して、前記ＰＣＢＡ基板を前記電池本体の端部に位置決めし、半製品を得るステップ（３）と、
半製品を金型に移し、前記金型に位置決めキャビティ及び成形キャビティが設けられ、前記電池本体が前記位置決めキャビティ内に位置し、前記電池本体の端部における部品が前記成形キャビティ内に位置し、前記成形キャビティに射出成形又は樹脂注入を行い、硬化した後に、前記電池本体の端部における全ての部品を被覆できるエンドカバーシートを形成し、ここで、前記エンドカバーシートの頂面に前記正極キャップが露出し、それにより二次電池を得るステップ（４）と、を含む、ことを特徴とする二次電池の製造方法。

【請求項2】

前記二次電池をパッケージングして接着フィルム層を形成するステップ（５）をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の製造方法。

【請求項3】

前記エンドカバーシートは全体として円柱状であり、外径が前記電池本体の外径と一致する、ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の製造方法。

【請求項4】

Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースをさらに含み、前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースは、前記ＰＣＢＡ基板に溶接され、前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースに対応する開口が前記エンドカバーシートに確保される、ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の製造方法。

【請求項5】

前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースのインターフェース長手方向は、前記電池本体の径方向と一致する、ことを特徴とする請求項４に記載の二次電池の製造方法。

【請求項6】

前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースのインターフェース長手方向は、前記電池本体の軸方向と一致する、ことを特徴とする請求項４に記載の二次電池の製造方法。

【請求項7】

前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースは、前記正極キャップと前記ＰＣＢＡ基板との間に位置し、前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースと正極キャップとの間に絶縁パッドが設けられる、ことを特徴とする請求項４に記載の二次電池の製造方法。

【請求項8】

前記ＰＣＢＡ基板のエッジには、円対称に複数の円弧状凹部が設けられ、前記負極接触片は、前記円弧状凹部の内壁に位置する、ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の製造方法。

【請求項9】

前記ＰＣＢＡ基板の頂面の中心に前記正極キャップを支持する支持柱が設けられる、ことを特徴とする請求項１に記載の二次電池の製造方法。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか一項に記載の二次電池の製造方法により製造される、ことを特徴とする二次電池。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は電池の技術分野に関し、具体的には二次電池及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

日常生活において、円筒形電池には、単３形電池（５号電池）、単４形電池（７号電池）、単１形電池（１号電池）などがあり、玩具、小型家電、デジタル製品などに広く使用されている。円筒形電池は主に乾電池と充電式電池の２種類に分けられる。乾電池は充電ができない使い捨ての電池で、アルカリ乾電池やカーボン乾電池などが一般的であり、充電池はニッケル水素電池やリチウムイオン電池など、充電器と併用することで充電して繰り返し使える電池である。

【0003】

円筒形電池の充放電性能を向上させるために、公開番号「ＣＮ２１４７９７５１５Ｕ」、名称が「充放電保護回路内蔵円筒形電池」である実用新案は、金属ケースと、セルロールコアと、ゴムプラグホルダと、保護回路基板とを含む充放電保護回路内蔵円筒形電池を開示し、前記保護回路基板がゴムプラグホルダの外面内に設けられ、且つ金属ケースの開口端内に位置し、前記セルロールコアの正極端に設けられた２本のセル極はゴムプラグホルダを貫通して保護回路基板に電気的に接続され、前記正極キャップが保護回路基板の外面に設けられる。前記保護回路基板の内面には２つの金属クリップが設けられ、２本のセル極はそれぞれゴムプラグホルダの長手方向に沿って貫通して２つの金属クリップ内に挿設され、且つ金属クリップとそれぞれ接触する。当該特許は、円筒形電池内に保護回路基板を追設することにより、電池を正確に充放電制御することができ、過充電又は過放電を回避し、電池の耐用年数を延長する。しかし、その正負の２本のセル極柱はいずれも円筒形電池の正極端に位置し、そして金属クリップを介して互いに接触し、構造が比較的複雑であり、また、組立時にセル極と金属クリップを正確に位置合わせする必要があり、組立精度に対する要求が高いので、生産効率に影響を与え、接触不良や接触緩みの問題も発生しやすい。

【発明の概要】

【0004】

上記欠点に対して、本発明は、構造がシンプルで、組み立てやすく、且つ組み立て効果が高い二次電池及びその製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上記目的を達成するために、本発明は以下の技術案を提供する。
二次電池の製造方法は、
正極缶及び負極缶を有する電池本体と、ＰＣＢＡ基板と、正極キャップと、前記ＰＣＢＡ基板の底面の中心に位置する正極接触片と、前記ＰＣＢＡ基板のエッジに位置する負極接触片と、金属ピンとを準備するステップ（１）と、
前記金属ピンの上端を前記正極キャップに接続し、前記金属ピンの下端を前記ＰＣＢＡ基板に溶接して固定することにより、前記正極キャップを前記ＰＣＢＡ基板の真上に位置決めするステップ（２）と、
前記ＰＣＢＡ基板を前記電池本体の端部に配置し、前記正極接触片を前記正極缶に接触させ、前記負極接触片を前記負極缶に近接又は接触させ、前記負極接触片と前記負極缶とを溶接により接続して、前記ＰＣＢＡ基板を前記電池本体の端部に位置決めし、半製品を得るステップ（３）と、
半製品を金型に移し、前記金型に位置決めキャビティ及び成形キャビティが設けられ、前記電池本体が前記位置決めキャビティ内に位置し、前記電池本体の端部における部品が前記成形キャビティ内に位置し、前記成形キャビティに射出成形又は樹脂注入を行い、硬化した後に、前記電池本体の端部における全ての部品を被覆できるエンドカバーシートを形成し、ここで、前記エンドカバーシートの頂面に前記正極キャップが露出し、それにより二次電池を得るステップ（４）と、を含む。

【0006】

本発明の好ましい解決手段として、前記二次電池をパッケージングして接着フィルム層を形成するステップ（５）をさらに含み、外観が美しく、且つ電池をよりよく保護することができ、パラメータ仕様を印刷することもできる。

【0007】

本発明の好ましい解決手段として、前記エンドカバーシートは全体として円柱状であり、外径が前記電池本体の外径と一致し、全体的な調和性が良い。

【0008】

本発明の好ましい解決手段として、Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースをさらに含み、前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースは、前記ＰＣＢＡ基板に溶接され、前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースに対応する開口が前記エンドカバーシートに確保される。

【0009】

本発明の好ましい解決手段として、前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースのインターフェース長手方向は、前記電池本体の径方向と一致する。電池本体の占有される長さスペースを効果的に節約し、電池容量を向上させる。

【0010】

本発明の好ましい一形態として、前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースのインターフェース長手方向は、前記電池本体の軸方向と一致する。電池の長さスペースだけを占有し、電池の直径に制限されず、より小型の電池にも適用できる。

【0011】

本発明の好ましい一形態として、前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースは、前記正極キャップと前記ＰＣＢＡ基板との間に位置し、前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェースと正極キャップとの間に絶縁パッドが設けられる。正極キャップとＴｙｐｅ－Ｃインターフェースの金属缶との接触を絶縁パッドによって防止し、絶縁効果が良好である。

【0012】

本発明の好ましい解決手段として、前記ＰＣＢＡ基板のエッジには、円対称に複数の円弧状凹部が設けられ、前記負極接触片は、前記円弧状凹部の内壁に位置し、円弧状凹部を設けることにより、溶接操作を容易にする。

【0013】

本発明の好ましい解決手段として、前記ＰＣＢＡ基板の頂面の中心に前記正極キャップを支持する支持柱が設けられ、正極キャップが前記支持柱の端部に嵌合されることにより、正極キャップが力を受けて沈むことを避けることができる。

【0014】

二次電池は、前記二次電池の製造方法により製造される。

【0015】

本発明の有益な効果は以下のとおりである。本発明の二次電池の製造方法は簡単で、実現しやすく、製造の際に、前記ＰＣＢＡ基板は、正極接触片を介して前記電池本体の正極缶に直接接触し、ＰＣＢＡ基板のエッジにおける負極接触片も電池本体の負極缶に近接又は接触し、その後、溶接と位置決めを行い、接続がしっかりしており、電気的接触の効果が良好であり、その後、前記電池本体の端部における全ての部品を金型射出成形又は樹脂注入によって被覆し硬化して、一体構造を形成し、保護効果が良好で、防水効果が良好であり、また、全体の構造はシンプルで、占有するスペースが小さく、電池本体のためにより多くの内部スペースを節約することができ、ひいては、電池本体のサイズと容量を増加し、電池の持続時間を延長し、製品の全体的な競争力を向上させることができる。また、本発明の電池は、全体的な外観が従来の電池と一致し、使用方法も従来の電池と一致し、従来の充電ボックスやＴｙｐｅ－Ｃ充電にも適応できるため、使い勝手が良い。

【0016】

以下、図面と実施例を参照しながら、本発明をさらに説明する。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施例１における二次電池の立体構造模式図である。

【図2】実施例１における二次電池の分解構造模式図である。

【図3】実施例１における二次電池のＰＣＢＡ基板と正極キャップの構造模式図１である。

【図4】実施例１における二次電池のＰＣＢＡ基板と正極キャップの構造模式図２である。

【図5】実施例２における二次電池の立体構造模式図である。

【図6】実施例２における二次電池の分解構造模式図である。

【図7】実施例２における二次電池のＰＣＢＡ基板の構造模式図である。

【図8】実施例３における二次電池の正面構造模式図である。

【図9】実施例３における二次電池の分解構造模式図１である。

【図10】実施例３における二次電池の分解構造模式図２である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

実施例１：図１～図４を参照されたく、本実施例に係る二次電池及びその製造方法は、以下のステップを含み、
ステップ（１）：正極缶１１及び負極缶１２を有する電池本体１と、ＰＣＢＡ基板２と、正極キャップ３と、前記ＰＣＢＡ基板２の底面の中心に位置する正極接触片４と、前記ＰＣＢＡ基板２のエッジに位置する負極接触片５と、金属ピン６とを準備し、好ましくは、前記ＰＣＢＡ基板２のエッジには、円対称に複数の円弧状凹部２１が設けられ、前記負極接触片５は、前記円弧状凹部２１の内壁に位置し、円弧状凹部２１を設けることにより、溶接操作を容易にし、
ステップ（２）：前記金属ピン６の上端を前記正極キャップ３に接続し、前記金属ピン６の下端を前記ＰＣＢＡ基板２に溶接して固定することにより、前記正極キャップ３を前記ＰＣＢＡ基板２の真上に位置決めし、好ましくは、前記ＰＣＢＡ基板２の頂面の中心に前記正極キャップ３を支持する支持柱が設けられ、正極キャップ３が前記支持柱の端部に嵌合されることにより、正極キャップ３が力を受けて沈むことを避けることができる。
ステップ（３）：前記ＰＣＢＡ基板２を前記電池本体１の端部に配置し、前記正極接触片４を前記正極缶１１に接触させ、前記負極接触片５を前記負極缶１２に近接又は接触させ、前記負極接触片５と前記負極缶１２とを溶接により接続して、前記ＰＣＢＡ基板２を前記電池本体１の端部に位置決めし、半製品を得る。
ステップ（４）：半製品を金型に移し、前記金型に位置決めキャビティ及び成形キャビティが設けられ、前記電池本体１が前記位置決めキャビティ内に位置し、前記電池本体１の端部における部品が前記成形キャビティ内に位置し、前記成形キャビティに射出成形又は樹脂注入を行い、硬化した後に前記電池本体１の端部における全ての部品を被覆できるエンドカバーシート７を形成し、ここで、前記エンドカバーシート７の頂面に前記正極キャップ３が露出し、それにより二次電池を得て、好ましくは、前記エンドカバーシート７は全体として円柱状であり、外径が前記電池本体１の外径と一致し、全体的な調和性が良い。

【0019】

ステップ（５）：前記二次電池をパッケージングして接着フィルム層８を形成し、外観が美しく、且つ電池をよりよく保護することができ、パラメータ仕様を印刷することもできる。

【0020】

実施例２：図５～図７を参照されたい。本実施例に係る二次電池及びその製造方法は、実施例１の方法及び構造と基本的に一致し、相違点は、Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェース９をさらに含み、前記ＰＣＢＡ基板２に支持柱２２が設けられておらず、Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェース９によって支持されることである。具体的には、前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェース９は前記ＰＣＢＡ基板２に溶接され、前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェース９に対応する開口がエンドカバーシート７に確保される。前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェース９は、正極キャップ３とＰＣＢＡ基板２との間に位置し、前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェース９と前記正極キャップ３との間に絶縁パッド１０が設けられている。正極キャップ３とＴｙｐｅ－Ｃインターフェース９の金属缶との接触を絶縁パッド１０によって防止し、絶縁効果が良好である。前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェース９のインターフェース長手方向は、前記電池本体１の径方向と一致する。電池本体１の占有される長さスペースを効果的に節約し、電池容量を向上させる。

【0021】

実施例３：図８～図１０を参照されたい。本実施例に係る二次電池及びその製造方法は、実施例１の方法及び構造と基本的に一致し、相違点は、Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェース９をさらに含み、前記ＰＣＢＡ基板２に支持柱２２が設けられておらず、Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェース９によって支持されることである。前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェース９は前記ＰＣＢＡ基板２に溶接され、前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェース９に対応する開口がエンドカバーシート７に確保される。前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェース９は、正極キャップ３とＰＣＢＡ基板２との間に位置し、前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェース９と前記正極キャップ３との間に絶縁パッド１０が設けられている。正極キャップ３とＴｙｐｅ－Ｃインターフェース９の金属缶との接触を絶縁パッド１０によって防止し、絶縁効果が良好である。前記Ｔｙｐｅ－Ｃインターフェース９のインターフェース長手方向は、前記電池本体１の軸方向と一致する。電池の長さスペースだけを占有し、電池の直径に制限されず、より小型の電池にも適用できる。

【0022】

要するに、本発明の二次電池は、製造の際に、前記ＰＣＢＡ基板２は、正極接触片４を介して前記電池本体１の正極缶１１に直接接触し、ＰＣＢＡ基板２のエッジにおける負極接触片５も電池本体１の負極缶１２に近接又は接触し、その後、溶接と位置決めを行い、接続がしっかりしており、電気的接触の効果が良好であり、その後、前記電池本体の端部における全ての部品を金型射出成形又は樹脂注入によって被覆し硬化して、一体構造を形成し、保護効果が良好で、防水効果が良好であり、また、本発明の電池は、全体的な外観が従来の電池と一致し、使用方法も従来の電池と一致し、従来の充電ボックスやＴｙｐｅ－Ｃ充電にも適応できるため、簡単で便利に使用することができる。

【0023】

上記明細書の開示及び教示に基づいて、本発明が属する技術分野の当業者は、上記実施形態に変更や修正を行うことができる。従って、本発明は、以上に開示・説明された具体的な実施形態に限定されるものではなく、本発明に対して行われる修正や変更も本発明の特許請求の範囲に落ちるべきである。また、本明細書では、特定の用語を使用しているが、これらの用語は説明の便宜上のものであり、本発明を何ら制限するものではなく、それと同じ又は類似する電池の構造及び方法はいずれも本発明の保護範囲内にある。

【要約】      （修正有）

【課題】構造がシンプルで、組み立てやすく、且つ組み立て効果が高い二次電池及びその製造方法を提供する。
【解決手段】ＰＣＢＡ基板を電池本体の端部に配置し、正極接触片を正極缶に接触させ、負極接触片を負極缶に近接又は接触させ、負極接触片と負極缶とを溶接により接続して、ＰＣＢＡ基板を電池本体の端部に位置決めし、半製品を得るステップと、半製品を金型に移し、金型に位置決めキャビティ及び成形キャビティが設けられ、電池本体が位置決めキャビティ内に位置し、電池本体の端部における部品が成形キャビティ内に位置し、成形キャビティに射出成形又は樹脂注入を行い、硬化した後に、電池本体の端部における全ての部品を被覆できるエンドカバーシートを形成し、ここで、エンドカバーシートの頂面に正極キャップが露出し、それにより二次電池を得るステップと、を含む、ことを特徴とする二次電池の製造方法とする。
【選択図】図１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】