JP2008153266A

JP2008153266A - 面実装用方形蓄電セル

Info

Publication number: JP2008153266A
Application number: JP2006336830A
Authority: JP
Inventors: Masashige Ashizaki; 政重芦▲崎▼; Koichi Morikawa; 幸一森川; Seisuke Sato; 誠介佐藤; Shigeo Shinpo; 成生新保
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2006-12-14
Filing date: 2006-12-14
Publication date: 2008-07-03
Anticipated expiration: 2026-12-14
Also published as: JP5050519B2

Abstract

【課題】携帯機器等に使用される面実装用コイン形蓄電セルに関し、実装面積ロスが大きく小型大容量化が困難という課題を解決し、実装面積効率が高く小型大容量化が可能な面実装用方形蓄電セルを提供することを目的とする。
【解決手段】方形の素子と、この素子を電解液と共に収容した一対の方形の金属ケース４ａ、４ｂと、この一対の金属ケース４ａ、４ｂ間に配設されたガスケット５と、上記金属ケース４ａ、４ｂに接合された正負一対の端子板６、７からなり、この端子板６、７に設けた段差部６ａ、７ａが外表面に露呈する状態で蓄電セル１を外装樹脂８で方形に被覆し、上記段差部６ａ、７ａを外装樹脂８に沿って折り曲げることによって実装面に正負一対の端子を配設した構成により、実装面積のロスを低減し、小型大容量化を実現することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は各種電子機器に使用される面実装用コイン形蓄電セルの中で、特に実装面積効率を追求して外観形状を方形にした面実装用方形蓄電セルに関するものである。

図３（ａ）、（ｂ）はこの種の従来の面実装用コイン形蓄電セルの構成を示した平面図と正面図であり、図３において、１０は二次電池またはキャパシタ等の蓄電セル、１１はこの蓄電セル１０の負極に接続された負極端子、１２は同じく正極に接続された正極端子である。１３は半田メッキ、１４は半田付け性向上のために施した端子潰し部である。

このように構成された従来の面実装用コイン形蓄電セルは、リフロー処理可能な電池またはキャパシタにおいて、正負極端子の側面半田メッキを無くしても、これと同じような基板への取り付け強度を維持させることが可能になるというものであった。

なお、この出願の発明に関連する先行技術文献情報としては、例えば、特許文献１が知られている。
特開２００２−１７０５５１号公報

しかしながら上記従来の面実装用コイン形蓄電セルでは、二次電池またはキャパシタ等の蓄電セル１０が円形であることに加え、この蓄電セル１０に接続された負極端子１１と正極端子１２が蓄電セル１０の外周方向に突出するような構成であるため、蓄電セル１０内に収容された図示しない素子の大きさの割には大きな実装面積を必要とすることから、携帯機器等の小型機器に使用される場合には、要求される小型大容量化の要望に対応することが困難であるという課題があった。

また、このような課題を解決するために、蓄電セル１０を方形にすることも考えられるが、方形にした場合には蓄電セル１０を構成するケースと上蓋をカシメ結合する作業が難しくなり、特にコーナ部でのカシメ結合が均一にできないために封止性能にバラツキが発生するという問題もあった。

本発明はこのような従来の課題を解決し、実装面積のロスを無くして小型大容量化を図り、かつ、優れた信頼性を発揮することが可能な面実装用方形蓄電セルを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために本発明は、方形の素子と、この素子を駆動用電解液と共に収容するように上下に対向して配設された一対の方形の金属ケースと、この一対の金属ケース間に配設されて封止を行う方形のガスケットと、上記一対の金属ケースに夫々接合された正負一対の端子板からなる蓄電セルにおいて、上記正負一対の端子板の金属ケースとの接合部以外を金属ケースから離れる方向に階段状に折り曲げて段差部を設けると共に、この段差部が外表面に露呈する状態で上記蓄電セルを絶縁性の外装樹脂で方形に被覆し、かつ、この外装樹脂から表出した段差部を外装樹脂の周面に沿って折り曲げることにより、実装面となる底面部に正負一対の端子が夫々配設されるようにした構成のものである。

以上のように本発明による面実装用方形蓄電セルは、素子を含めた蓄電セルを方形にすることによって実装面積のロスを低減すると共に、この蓄電セルを外装樹脂で被覆し、かつ、この外装樹脂に沿って正負一対の端子板を折り曲げた構成により、極めて小さな実装面積の中に大きな面積の素子を配設することが可能になるため、小型大容量化を実現することができるようになるという効果が得られるものである。また、一対の金属ケースの結合をガスケットによって行う構成により、高い封止性能を安定して発揮することができるようになるという効果も併せて得られるものである。

（実施の形態）
以下、実施の形態を用いて、本発明の特に全請求項に記載の発明について説明する。

図１（ａ）〜（ｃ）は本発明の一実施の形態による面実装用方形蓄電セルの構成を示した平面概念図、同正面断面図、同底面概念図、図２は同面実装用方形蓄電セルに使用されるガスケットを一体成形した金属ケースを示した断面図である。

図１、図２において、１は蓄電セルを示し、この蓄電セル１は方形に形成された正負一対の分極性電極２ａ、２ｂが同じく方形に形成された絶縁性のセパレータ３を介して対面するように配置されることにより方形の素子を構成し、この素子に図示しない駆動用電解液を含浸させた状態で方形に形成された一対の金属ケース４ａ、４ｂを対向させて挟み込むように収容すると共に、この一対の金属ケース４ａ、４ｂ間に同じく方形に形成された絶縁性のガスケット５を配設して封止を行うように構成されているものである。

６と７は上記一対の金属ケース４ａ、４ｂに夫々接合された正極端子板と負極端子板、６ａと７ａはこの正負一対の端子板６、７の金属ケース４ａ、４ｂとの接合部以外を金属ケース４ａ、４ｂから離れる方向に階段状に折り曲げて設けた段差部、８はこの段差部６ａ、７ａが外表面に露呈する状態で上記蓄電セル１を被覆した絶縁性の外装樹脂であり、この外装樹脂８の周面に沿って上記正負一対の端子板６、７の段差部６ａ、７ａを折り曲げることにより、実装面となる底面部に正負一対の端子が配設されるように構成したものであり、これにより面実装対応の方形蓄電セルが構成されるものである。

また、上記分極性電極２ａ、２ｂは、活性炭粉末と導電性付与剤であるカーボンブラック、バインダとしてポリテトラフルオロエチレンを混合して混練機で十分に混練してペーストを作製し、このペーストを所望の大きさの方形に成型し、これを乾燥することにより形成したものである。

また、上記金属ケース４ａ、４ｂはアルミニウム材またはステンレス材を用いて夫々同形状、同寸法に構成されており、この金属ケース４ａ、４ｂの夫々の開口端に上記絶縁性のガスケット５が一体成形されており、このガスケット５どうしを接着剤、熱溶着、超音波溶着等の手段により結合して封止を行うようにしているものである。

また、上記絶縁性のガスケット５としては、熱可塑性樹脂の中で、ガラスファイバー入りＰＰＳ、液晶ポリマー、ＰＥＥＫ材（ポリエーテルエーテルケトン）等、またはブチルゴムが適しており、弾性を求めるのであればブチルゴムを、成形性を求めるのであればガラスファイバー入りＰＰＳ、液晶ポリマー、ＰＥＥＫ材を、より高い耐熱性を求めるのであればＰＥＥＫ材をというように、目的に応じて夫々使い分けることが望ましいものであり、上記ブチルゴムとして更に好ましくは、ノンハロゲン系ブチルゴムにアルキルフェノール樹脂を用いた樹脂加硫を行い、補強剤としてカーボンブラックとシリカを添加したものが良い。

また、上記絶縁性の外装樹脂８としては熱硬化性樹脂が適しており、本実施の形態においてはエポキシ樹脂を用いたものであり、この外装樹脂８で上記蓄電セル１を被覆する際に、図示しない射出成型金型内に配置した蓄電セル１の金属ケース４ａ、４ｂならびに正負一対の端子板６、７の一部を夫々図示しないスライドピンにより圧接保持するようにしているため、モールド成型を終えた外装樹脂８には上記スライドピンを抜き取った跡に金属ケース４ａ、４ｂならびに正負一対の端子板６、７の一部が露呈する穴８ａが複数個形成されるようになるものである。

また、上記正負一対の端子板６、７はアルミニウム材またはステンレス材を用いて構成されているものであり、外装樹脂８との密着性を向上させる目的で、表面粗さ（Ｒａ）が０．０５μｍ以上の粗面化加工が施されると共に、図示しない基板に実装されて半田付けされる部分には錫メッキ処理６ｂ、７ｂが施されているものである。

以上のように本実施の形態による面実装用方形蓄電セルは、素子を含めた蓄電セル１を方形にすることによって実装面積のロスを低減すると共に、この蓄電セル１を外装樹脂８で被覆し、かつ、この外装樹脂８に沿って正負一対の端子板６、７を折り曲げた構成により、極めて小さな実装面積の中に大きな面積の素子を配設することが可能になるため、従来品と同容量を発揮する素子を用いても実装面積は概ね５０％弱で済み、小型大容量化を実現することができるようになるという格別の効果を奏するものである。

さらに、金属ケース４ａ、４ｂの結合をガスケット５により行い、これを外装樹脂８で被覆した構成により、一般的な結合方法として用いられるカシメ結合においては方形の各コーナ部のカシメ加工が難しいという問題を一挙に解決することができるものであり、封止を含めた信頼性を高いレベルで保証することが可能になるという格別の効果も得られるものである。

また、正負一対の端子板６、７に段差部６ａ、７ａを設け、この段差部６ａ、７ａが外装樹脂８から表出するようにした構成により、端子板６、７の金属ケース４ａ、４ｂとの接合部分において溶接痕が浮き気味になった場合でも、この溶接痕は外装樹脂８に被覆されてしまうために外装樹脂８から突出することがなくなり、基板実装時の短絡の恐れを皆無にすることができるという格別の効果も得られるものである。

なお、本実施の形態においては、蓄電セルとして電気二重層キャパシタを例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、二次電池や電気化学キャパシタ等を用いた蓄電セルであっても良いものであり、同様の効果が得られるものである。

本発明による面実装用方形蓄電セルは、実装面積のロスを無くして小型大容量化を図ると共に、高信頼性を実現することができるという効果を有し、特に小型化、高密度実装が要求される携帯機器用分野等として有用である。

（ａ）本発明の一実施の形態による面実装用方形蓄電セルの構成を示した平面概念図、（ｂ）同正面断面図、（ｃ）同底面概念図同面実装用方形蓄電セルに使用されるガスケットを一体成形した金属ケースの断面図（ａ）従来の面実装用コイン形蓄電セルの構成を示した平面図、（ｂ）同正面図

符号の説明

１蓄電セル
２ａ、２ｂ分極性電極
３セパレータ
４ａ、４ｂ金属ケース
５ガスケット
６正極端子板
６ａ、７ａ段差部
６ｂ、７ｂ錫メッキ処理
７負極端子板
８外装樹脂
８ａ穴

Claims

方形に形成された正負一対の電極が同じく方形に形成された絶縁性のセパレータを介して対面するように配置された方形の素子と、この素子を駆動用電解液と共に収容するように上下に対向して配設された一対の方形の金属ケースと、この一対の金属ケース間に配設されて封止を行う方形の絶縁性のガスケットと、上記一対の金属ケースに夫々接合された正負一対の端子板からなる蓄電セルにおいて、上記正負一対の端子板の金属ケースとの接合部以外を金属ケースから離れる方向に階段状に折り曲げて段差部を設けると共に、この段差部が外表面に露呈する状態で上記蓄電セルを絶縁性の外装樹脂で方形に被覆し、かつ、この外装樹脂から表出した段差部を外装樹脂の周面に沿って折り曲げることにより、実装面となる底面部に正負一対の端子が夫々配設されるようにした面実装用方形蓄電セル。
金属ケースの開口端に絶縁性のガスケットを一体成形し、このガスケットどうしを結合して封止するようにした請求項１に記載の面実装用方形蓄電セル。
外装樹脂に金属ケースならびに正負一対の端子板の一部が夫々露呈する複数の穴を設けた請求項１に記載の面実装用方形蓄電セル。