專利名稱：帶端子的電化學(xué)電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈕扣式或硬幣式電化學(xué)電池，是關(guān)于具有用于電路基板上表面安裝端子的帶端子電化學(xué)電池。
背景技術(shù)：
近年來，移動(dòng)電話等的移動(dòng)式機(jī)器的小型化、薄型化和高性能化較為顯著，隨之搭載在這些機(jī)器上的部件也急速向高密度化、高功能化上發(fā)展。
另外，將這些部件搭載在印刷線路板上的方法也在表面安裝方面取得進(jìn)一步發(fā)展，特別是對于熔接工藝，作為可以將多個(gè)電子部件高密度且一并進(jìn)行熔接的方法，以下方法被廣泛地采用，即，將焊材預(yù)先印刷到基板上后，通過被設(shè)定在焊材熔點(diǎn)以上溫度的回流熱源進(jìn)行熔接(以下稱回流熔接)。
另一方面，在這些移動(dòng)機(jī)器上使用了各種各樣的電池。例如，使用堿電池和鋰電池等的一次電池或者鋰離子電池和鎳氫電池等的各種二次電池作為主電源，機(jī)器使用者可以根據(jù)需要對這些電池進(jìn)行電池更換以及/或者進(jìn)行再充電。在主電源的用途之外，還將各種一次電池或者二次電池用作存儲(chǔ)器備用電源和實(shí)時(shí)時(shí)鐘的備用電源等用途上，這些用途的電池幾乎都是預(yù)先組入在機(jī)器上的。
目前在將這些電池裝在機(jī)器上時(shí)，由于電池本身耐高溫性能低，所以不能進(jìn)行上述的回流熔接，而是對電池以外的部件進(jìn)行了回流熔接以后再用手工操作進(jìn)行熔接，或者將固定件回流熔接后，用手工操作將電池裝在該固定件上，因此在效率上存在問題。
在這種情況下，對可進(jìn)行回流熔接的電池進(jìn)行專心研究，開發(fā)出了例如在涉及本案的共同申請人的專利申請的特開平8-17470號公報(bào)，以及特開平8-306384號公報(bào)中公開的，可以進(jìn)行回流熔接的電池。
對于一般的電池多為方形這一點(diǎn)，這些電池為近似硬幣式或者鈕扣式，所以不但在基板上進(jìn)行表面安裝時(shí)死區(qū)多，而且還存在用于在基板進(jìn)行表面安裝的端子所占空間大的問題。特別是在電子機(jī)器的小型化顯著的當(dāng)今，解決上述問題就更加迫切。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述的實(shí)際情況，本發(fā)明者們繼續(xù)進(jìn)行了專心研究，結(jié)果完成了本發(fā)明。本發(fā)明的目的在于提供一種耐熱性能優(yōu)良且可以進(jìn)行回流熔接，在基板上進(jìn)行表面安裝時(shí)占空間最小的帶端子的電化學(xué)電池。
上述目的是通過具有以下特征的帶端子電化學(xué)電池而實(shí)現(xiàn)的，其特征在于，在由以下部分即發(fā)電元件、將該發(fā)電元件與外界環(huán)境隔斷而且兼作該發(fā)電元件的集電體的正極以及負(fù)極殼體、和分別熔接在正極以及負(fù)極電池殼體以便安裝在基板上的端子，組成的鈕扣或者硬幣式電化學(xué)電池上，在該端子中，熔接在不接近基板的電池殼體上的端子1是由以下三個(gè)面組成的端子，其三個(gè)面為與該電池殼體平面相接且平行的A面；以及與A面連續(xù)且不在同一平面的面向電池厚度方向的B面；以及與B面連續(xù)且不在同一平面而面向與上述A面為同一平行方向的C面。
進(jìn)一步，是通過以下特征來實(shí)現(xiàn)帶端子電化學(xué)電池，其特征在于，熔接在接近基板的電池殼體上的端子2，是在熔接在電池殼體上的面和與基板接地的面之間至少有一個(gè)段差的端子，或者上述端子的至少B面有開口部，在開口部的電池厚度方向的長度Lb，相對于正極以及負(fù)極電池殼體中直徑較大的電池殼體的高度H，是Lb＞H的關(guān)系；從具有開口部的B面到電池中心的距離Rb，相對于電池單體的半徑R，滿足R≥Rb的關(guān)系。


圖1是涉及本發(fā)明的帶端子電化學(xué)電池的圖。斜線部分是表示用于與基板接地的鍍了焊材的面。
圖2是涉及本發(fā)明的另一種實(shí)施方式的圖。斜線部分是表示用于與基板接地的鍍了焊材的面。
圖3是涉及本發(fā)明的又一種實(shí)施方式的圖。斜線部分是表示用于與基板接地的鍍了焊材的面。
圖4是表示現(xiàn)有帶端子電池的圖。斜線部分是表示與基板接地的面。
在各個(gè)符號中，1為正極電池殼體，2為負(fù)極電池殼體，3為端子1，4為端子2，5為密封墊，6為端子1-A面，7為端子1-B面，8為端子1-C面，9表示焊材涂鍍部分。
具體實(shí)施例方式
在本發(fā)明中，熔接在不接近基板的電池殼體上的端子1具有以下三個(gè)面與該電池殼體平面相接且平行的A面；與A面連續(xù)且不在同一平面的面向電池厚度方向的B面；以及與B面連續(xù)且不在同一平面而面向與上述A面為同一平行方向的C面。
這里，所謂同一平行方向是指相對于含B面的面所區(qū)分開的兩個(gè)空間，A面和C面在相同空間方向上存在。A面和C面并不特別需要平行。
該端子的形狀無需特別限定，例如，包含A-B-C全部的斷面是近似コ形的形狀。這時(shí)，斷面上的A面和C面的長度是否相同無關(guān)緊要。另外，優(yōu)選B面的垂直高度比該電池凸出部的高度高，進(jìn)而優(yōu)選比電池的高度高，但是，如果過高的話，帶端子電池的整體高度就會(huì)變高。在考慮尺寸上的平衡和熔接強(qiáng)度等情況下，B面的垂直高度優(yōu)選為熔接在接近基板的電池殼體上的端子的段差+電池厚度±200μm左右。
在本發(fā)明中，熔接在接近基板的電池殼體上的端子2，優(yōu)選熔接在電池殼體上的面和與基板接地的面之間至少有一個(gè)段差。所謂與端子的段差是指端子2的接地面與熔接在電池殼體上的面之間的垂直距離。
段差的大小不作特別的限定，設(shè)在200～500μm較好，其理由如下段差比200μm小時(shí)，不接近基盤的電池殼體與熔接在該電池殼體上的端子的C面的距離短，所以在進(jìn)行了回流熔接作業(yè)后，不接近基板的電池殼體和熔接在該電池殼體上的端子的C面會(huì)由于直接接觸而短路、或通過一旦熔融的焊材而引發(fā)短路的可能性變高。
另外，若是在500μm以上時(shí)，由于帶端子電池的高度尺寸增大，所以不可取。如果該端子沒有段差，熔接在不接近另一個(gè)基盤的電池殼體上的C面不能夠進(jìn)入基板和接近基板的電池殼體之間的空隙部分，其結(jié)果是帶端子電池在基板上所占面積加大。
在本發(fā)明中，端子1和端子2的位置關(guān)系無關(guān)緊要。為了防止端子之間的短路，端子1和端子2呈180度角地配置是理想的，但是根據(jù)基板的空間形狀，端子1和端子2例如也可以呈90度角配置。在這種情況下，可封閉端子1的コ字形開口部，采用所謂的近似口字形。
本發(fā)明所使用的端子材料，如果是一般使用的金屬材料，就不必特別限定，但是優(yōu)選使用各種不銹鋼材料、鎳材料、鎳鐵合金、銅等。端子的厚度不特別限定，但是在通常的50～300μm的厚度的情況下，容易設(shè)定熔接條件是優(yōu)選的。另外，至少在端子與基板接地的面上，為了保持基板與帶端子電池充分的粘結(jié)強(qiáng)度，進(jìn)行了焊材等的涂鍍。
在本發(fā)明中，熔接在不接近基板的電池殼體上的端子1至少在B面上具有開口部的情況下，帶端子電池與在基板上進(jìn)行表面安裝的情況相比，所占面積就可以縮小。該開口部的垂直高度Lb，至少相對于正極殼體和負(fù)極電池殼體中直徑較大一方的電池殼體高度H，滿足Lb＞H就可以，但是最好相對于電池高度Hc，優(yōu)選L＞H1。在這種情況下，從B面的開口部到電池中心的距離Rb可以在電池單體的半徑R以下，由此帶端子電池在基板上所占的面積就能夠減小。
另外，開口部也可以是與A面以及/或者C面相連續(xù)的開口部。在這種情況下，進(jìn)而，A面以及/或者C面的非B面?zhèn)鹊牧硪环蕉瞬恳部梢愿髯圆环忾]。C面的非B面?zhèn)鹊牧硪环蕉瞬坎环忾]時(shí)，雖然與基板相接的面積減少，但是由于三點(diǎn)接地，不會(huì)使強(qiáng)度下降而能夠進(jìn)行回流熔接。
本發(fā)明的發(fā)電元件只要是可以儲(chǔ)藏電化學(xué)能不將能量帶到外部的話，就不作特別限定，一次、二次的種類無關(guān)緊要，但如果考慮進(jìn)行回流熔接處理的話，優(yōu)選電解液由非質(zhì)子性溶媒組成的有機(jī)電解電池。
例如，有正極用二氧化錳而負(fù)極用金屬鋰的鋰一次電池、正極用氧化錳而負(fù)極用鋰鋁合金或硅氧化物的錳鋰合金類或錳硅氧化物類等的3V級電池、正負(fù)級使用如活性炭那樣的多孔炭材料或者聚并苯(polyacene)有機(jī)半導(dǎo)體的有機(jī)類電容、其他的鈮氧化物-鋰合金類，氧化錳-鈦酸鋰類等等。
本發(fā)明的發(fā)電元件形狀不特別限定，例如可以是通過浸含了電解液的隔離物使片狀的正極以及負(fù)極電極相對的形狀，這種情況下，不接觸隔離物的另一個(gè)電極面與殼接觸的情況較多。
另外該發(fā)電元件也可通過隔離物將形成于箔或網(wǎng)等的集電體上的帶狀正極以及負(fù)極電極回繞，這樣帶狀電極的最外周部分與正極殼體以及/或者負(fù)極殼體內(nèi)面直接接觸而密閉，操作上簡便。
用于本發(fā)明的正極殼體以及負(fù)極殼體，如果是用于一般電池的金屬材料則不必作特別限定，但是優(yōu)選耐腐蝕性和耐孔蝕性等良好的各種不銹鋼材料。
另外，為了使這些正極殼體以及負(fù)極殼體不短路，一般要使發(fā)電元件與外界環(huán)境隔斷，為了保持機(jī)密性和液體密封性，一般是通過密封墊進(jìn)行填縫等加壓。
作為用于密封墊材的材料，可以是例如聚醚醚酮、聚苯硫化物、氟樹脂等，也可使用為改善成形性能而根據(jù)需要添加玻璃纖維成形的材料。
以下，根據(jù)

本發(fā)明實(shí)施方式的一個(gè)例子。但是本發(fā)明并不限于這些實(shí)施例。
(實(shí)施例1)圖1為本發(fā)明的實(shí)施例，將端子熔接在直徑為4.8mm、高度為1.4mm的硬幣型電池上，該電池是將正極和負(fù)極的主要成分為聚并苯類有機(jī)半導(dǎo)體的有機(jī)類電容器用于發(fā)電元件。
帶端子電池的總高為1.7mm。發(fā)電元件使用例如在特愿平7-137184號的實(shí)施例中公開的方法制作。端子使用通過將厚度為100μm的SUS304材料加壓成形而制造的材料。端子熔接到電池上是通過YAG激光熔接機(jī)進(jìn)行。在這種情況下，在基板上僅電池本體所占的面積假定為100時(shí)，帶端子電池所占面積比為110。
(實(shí)施例2)圖2是另一種實(shí)施方式，與實(shí)施例1相同，作為發(fā)電元件，由聚并苯類有機(jī)半導(dǎo)體組成的有機(jī)類電容器用于發(fā)電元件上。在這種情況下，在基板上僅電池本體所占的面積假定為100時(shí)，帶端子電池所占面積比為103％。
(實(shí)施例3)圖3是又一種實(shí)施方式，與實(shí)施例1相同，作為發(fā)電元件，由聚并苯類有機(jī)半導(dǎo)體組成的有機(jī)類電容器用于發(fā)電元件上。端子1和端子2呈90度角配置。在這種情況下，在基板上僅電池本體所占的面積假定為100時(shí)，帶端子電池所占面積比為106％。
(比較例1)圖3為一個(gè)例子，它是熔接了現(xiàn)有形狀的端子的帶端子電池。在這種情況下，在基板上僅電池本體所占的面積假定為100時(shí)，帶端子電池所占面積比為137％。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性由以上結(jié)果可知，引用例子所表示的現(xiàn)有帶端子電池中，不減小熔接強(qiáng)度就不能縮小端子所占面積，即便減小電池大小也不能產(chǎn)生那種效果。對此，本發(fā)明構(gòu)成的情況下，帶端子電池可以縮小在基板上占有面積。特別是熔接在不接近基板的電池殼體上的近似コ字形的端子至少在B面上具有開口部時(shí)，其效果明顯，可以有效地應(yīng)用于包括小型化、集成化的電器產(chǎn)品等眾多電器產(chǎn)品上。
權(quán)利要求
1.一種帶端子電化學(xué)電池，其特征在于，它是鈕扣式或者硬幣式的電化學(xué)電池，由分別熔接在正極以及負(fù)極電池殼體以便安裝到基板上的端子組成，該端子中，熔接在不接近基板的電池殼體上的端子1是由以下三個(gè)面組成的端子，即，與該電池殼體平面相接且平行的A面；以及與A面連續(xù)且不在同一平面的面向電池厚度方向的B面；以及與B面連續(xù)且不在同一平面而面向與所述A面為同一平行方向的C面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的帶端子電化學(xué)電池，其特征在于，熔接在接近基板的電池殼體的端子2是熔接在電池殼體上的面和與基板接地的面之間至少有一個(gè)段差的端子。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或者2中所述的帶端子電化學(xué)電池，其特征在于，所述端子1的至少B面有開口部，該開口部在電池厚度方向的長度Lb，相對于正極以及負(fù)極電池殼體中直徑較大的電池殼體的高度H，是Lb＞H的關(guān)系；從具有開口部的B面到電池中心的距離Rb，相對于電池單體的半徑R，滿足R≥Rb的關(guān)系。
全文摘要
由于電池的形狀為近似硬幣式或者鈕扣式，所以不但在基板上進(jìn)行表面安裝時(shí)死區(qū)多，而且在基板進(jìn)行表面安裝的端子所占空間大。在電化學(xué)電池上，在該端子中，熔接在不接近基板的電池殼體上的端子1是由以下三個(gè)面組成的端子，即，與該電池殼體平面相接且平行的A面；以及與A面連續(xù)且不在同一平面的面向電池厚度方向的B面；以及與B面連續(xù)且不在同一平面而面向與上述A面為同一平行方向的C面，使用該端子可以解決上述問題。
文檔編號H01M2/02GK1557030SQ0281862
公開日2004年12月22日 申請日期2002年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2001年9月28日
發(fā)明者小森正敏, 山口正起, 岡本英治, 治, 起 申請人:鐘紡株式會(huì)社