專利名稱：電池外殼的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及適于可拆卸地裝載到電子裝置中的電池。
背景技術：
在2002-245993號已
公開日本專利中告知和公開的電池包括的外殼中容納了電池單元。在該專利文獻中公開的電池中，該外殼被分為第一和第二兩個外殼，分別具有接合部分，它們在此接合在一起。在一個外殼的接合部分提供了接合薄壁，所以它在外殼的厚度方向上凸出。同時，在另一個外殼的接合部分提供了接合凹陷，所以兩個外殼的接合部分彼此接合時，接合薄壁插入到接合凹陷內(nèi)。在接合部分彼此接合的狀態(tài)下，由超聲波焊接將接合薄壁與接合凹陷接合在一起。

發(fā)明內(nèi)容
在兩個外殼以這種方式由超聲波焊接接合在一起的電池中，如果在焊接時它們的接合部分由于局部偏差等原因而變形，那么進行的焊接不確實。所以，重要的是如何防止這兩個外殼接合部分可能的變形。
期望的是提供的電池中兩個分開外殼能夠確實地彼此焊接。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，電池的結構為提供接合薄壁和接合凹陷，而且在第一外殼和第二外殼中的一個上提供的接合凹陷外側的外表面位置處提供了凸出壁，使得它沿著接合凹陷延伸。
更確切地說，根據(jù)本發(fā)明的實施例，電池包括外殼以及外殼中容納的電池單元。外殼在電池單元的厚度方向上被分為第一外殼和第二外殼。第一外殼和第二外殼具有沿其外圍形成的接合部分，用于彼此接合。第一外殼和第二外殼中的一個的接合部分具有沿其外圍延伸而形成的接合薄壁，并在厚度方向上凸出。第一外殼和第二外殼中另一個的接合部分具有沿其外圍形成的接合凹陷，用于在第一外殼和第二外殼的接合部分彼此接合的狀態(tài)下接收插入其中的接合薄壁。接合薄壁與接合凹陷通過焊接接合在一起。當?shù)谝煌鈿ず偷诙鈿さ慕雍喜糠直舜私雍蠒r，接合薄壁插入接合凹陷內(nèi)。另一個外殼具有凸出壁，所述凸出壁在位于接合凹陷的外側的外表面位置處以沿著接合凹陷延伸的方式。
在電池中提供了接合薄壁和接合凹陷，此外還提供了凸出壁，它在第一外殼和第二外殼中的一個的外表面的位置處形成，位于第一外殼和第二外殼中的一個上提供的接合凹陷的外側，方式為沿著接合凹陷延伸。所以，在焊接夾具與凸出壁的末端接觸狀態(tài)下由超聲波焊接將第一外殼和第二外殼的接合部分接合在一起時，由于夾具的接觸面與具有高硬度的凸出壁的末端面接觸，所以夾具接觸面與凸出壁末端面能夠確實地保持接觸，而且能夠防止第一外殼和第二外殼的接合部分變形。因此兩個分開的外殼能夠確實地焊接。


圖1是根據(jù)本發(fā)明第一個實施例的電池的透視圖；圖2A是電池的俯視圖；圖2B是以圖2A中箭頭標志B所指示方向觀察的視圖；圖2C是以圖2A中箭頭標志C所指示方向觀察的視圖；圖2D是以圖2A中箭頭標志D所指示方向觀察的視圖；圖2E是以圖2D中箭頭標志E所指示方向觀察的視圖；圖2F是以圖2E中箭頭標志F所指示方向觀察的視圖；圖3A是電池的前視圖；圖3B是以圖3A中箭頭標志B所指示方向觀察的視圖；
圖3C是以圖3A中箭頭標志C所指示方向觀察的視圖；圖4是從斜前上方觀察電池的透視圖；圖5是從斜上方觀察翻轉狀態(tài)電池的透視圖；圖6是電池的剖視圖；圖7是電池上外殼的透視圖；圖8是電池下外殼的透視圖；圖9是電池連接器部分的剖視圖；圖10是移走外殼后電池的電池單元部分的透視圖；圖11是移走外殼后但是以不同于圖10的方向觀察電池的電池單元部分的透視圖；圖12是移走外殼后電池的電池單元部分的仰視圖；圖13是移走外殼后電池的電池單元部分的俯視圖；圖14A是以圖12中箭頭標志A所指示方向觀察的視圖；圖14B是以圖12中箭頭標志B所指示方向觀察的視圖；圖15A是以圖13中箭頭標志A所指示方向觀察的視圖；圖15B是以圖13中箭頭標志B所指示方向觀察的視圖；圖16至圖18是以不同方向觀察的透視圖，顯示了由電池的支撐構件所支持的電池單元；圖19是電池的電池單元、支撐構件和導電板的分解透視圖；圖20A和圖20B是以不同方向觀察的電池印刷電路板的透視圖；圖21是支撐構件的透視圖；圖22和圖23是導電板的透視圖；圖24是電池單元的導電板之一上被焊接部位的透視圖；圖25A和圖25B是電池單元的透視圖；圖26和圖27是連接器的透視圖；圖28是連接器的分解透視圖；圖29是連接器連接端子的透視圖；圖30是示意透視圖，展示了連接器的連接端子與配對連接器的觸點之間的連接；
圖31是以圖8中箭頭標志A所指示方向觀察的視圖；圖32是以圖8中箭頭標志B所指示方向觀察的視圖；圖33是示意圖，顯示了焊接前上外殼和下外殼的接合部分；圖34是示意圖，顯示了焊接后上外殼和下外殼的接合部分；圖35是焊接夾具的示意圖；圖36是圖35中一部分的放大示意圖；圖37是以圖35中箭頭標志A所指示方向觀察的視圖；具體實施方式
以下參考附圖介紹本發(fā)明的實施例。
首先參考圖1至圖5，它們顯示了應用本發(fā)明的電池。所示電池2被可拆卸地裝載到例如電子裝置的電池容納腔內(nèi)。電池2包括容納兩個電池單元40的外殼10、從外殼10露出的連接器30、支持外殼10中電池單元40的支撐構件50、導電板60和印刷電路板70。
外殼10的外形為扁平的矩形盤，在本實施例中，是扁平的且在平面圖中為矩形。
外殼10在電池單元40的厚度方向被分為用作第二外殼的上外殼12和用作第一外殼的下外殼14。上外殼12和下外殼14通過接合薄壁1420和接合凹陷1220接合在一起。
上外殼12和下外殼14具有其外圍上提供的接合部分1201和1401，用于彼此接合。
外亮10的形式為扁平矩形板，具有以下部分上壁10C和下壁10D，位于厚度方向上相反的兩端；一對左右側壁10E，位于寬度方向上相反的兩端，寬度尺寸大于厚度；以及前側壁10A和后側壁10B，位于前后方向上長度相反的兩端，長度尺寸大于寬度。應當指出，外殼10的向左和向右方向是從外殼10的前方觀看時所表現(xiàn)的方向。
下外殼14具有以下部分平面圖中為矩形的下壁10D，在厚度方向面對電池單元40的相反的兩面之一；前側壁10A和后側壁10B，從下壁10D的較短邊垂直延伸；以及一對左右側壁10E，從下壁10D的較長邊垂直延伸。
上外殼12具有以下部分平面圖中為矩形的上壁10C，在厚度方向面對電池單元40的相反的兩面中另一面；前側壁10A和后側壁10B，從上壁10C的較短邊垂直延伸；以及一對左右側壁10E，從上壁10C的較長邊垂直延伸。
上外殼12和下外殼14的前側壁10A具有其中形成的開口3206，用于露出在此穿過的連接器30。在開口3206的周圍形成了連接器壁部位32以增強連接器30。
上外殼12的接合部分1201和下外殼14的接合部分1401從側壁10A、10B和10E的末端形成。
參考圖33，接合薄壁1420在下外殼14的接合部分1401上形成。更確切地說，接合薄壁1420在下外殼14的內(nèi)側部分形成，在下外殼14接合部分1401位置處每個側壁10E末端都留出端面1401A。在本實施例中，端面1401A由平坦面形成。
接合凹陷1220在上外殼12的內(nèi)側部分形成，在上外殼12接合部分1201位置處留出上外殼12的外側部位處側壁10E的端面1201A。在本實施例中，端面1201A由平坦面形成。
參考圖31，位于矩形的兩條較長邊上的接合薄壁1420具有切除部位1421，在更靠近較短邊(更靠近側壁10E)的矩形位置處，也就是說，在更靠近前側壁10A和后側壁10B的矩形位置處通過切除接合薄壁1420而形成。
上外殼12和下外殼14接合在一起，使其接合部分1201和1401彼此接合，而且接合薄壁1420與接合薄壁1420配合其中的接合凹陷1220由超聲波焊接。
參考圖7和圖33，在上外殼12的外表面位置處提供了凸出壁1002，位于接合凹陷1220的外側，使它在寬度方向上朝外凸出并沿著接合凹陷1220延伸。在本實施例中，在矩形的兩條較長邊所對應的上外殼12的側壁10E位置處，也就是在左右側壁10E的位置處，形成了一對凸出壁1002，使得它們沿著左右側壁10E延伸的方向以相等的高度延伸。
另外，在本發(fā)明中，在接合薄壁1420插入接合凹陷1220內(nèi)而且上外殼12的接合部分1201與下外殼14的接合部分1401彼此接合的狀態(tài)下，在下外殼14的側壁10E末端剩余的端面1401A與在上外殼12的側壁10E末端剩余的端面1201A在電池單元40的厚度方向上彼此分離，而且位于下壁10D邊上的凸出壁1002的位置比在上外殼12的側壁10E末端剩余的端面1401A更靠近下壁10D。
在每條凸出壁1002延伸方向的中間部位形成了切除部位1004以防止脫出。在本實施例中，切除部位1004在每條凸出壁1002更靠近前側壁10A的位置處形成。
將電池2插入到電池容納腔時凸出壁1002與電池容納腔中提供的嚙合凹槽(未顯示)嚙合，使電池2在電池容納腔中在厚度方向上定位。
另外，在電池2插入電池容納腔中且連接器30與電子裝置側的連接器部分彼此連接的狀態(tài)下，電池容納腔中提供的防脫出凸塊(未顯示)可釋放地與切除部位1004嚙合，從而穩(wěn)定了電池2的裝載狀態(tài)。
另外，在兩個側壁10E中每一個的更靠近后側壁10B的位置處以膨脹態(tài)形成了制動壁1006。制動壁1006連接到凸出壁1002，所以電池的后側壁10B不可以插入到電子裝置的電池容納腔內(nèi)，并且用作防反向插入壁。
另外，在本實施例中，在上外殼12的上壁10C內(nèi)表面和下外殼14的下壁10D內(nèi)表面上的不同位置處形成了多個凸起15。電池單元40由這些凸起15支撐在外殼10中。
另外，在本實施例中，在上外殼12的上壁10C上形成了移位部位1210，所以在長度方向的全部長度上，使上壁10C在寬度方向的中心部位處相對于上壁10C在寬度方向上鄰近相反側的其余部分向上移位。同時，在下外殼14的下壁10D上形成了另一個移位部位1211，所以在長度方向的全部長度上，使下壁10D在寬度方向的中心部位處相對于下壁10D在寬度方向上鄰近相反側的其余部分向下移位。在移位部位1210和1211的內(nèi)面與外殼10中容納的電池單元40的上表面4002和下表面4004之間形成了間隙1212和1213，所以它們吸收了電池單元40充電膨脹時的膨脹。
參考圖1至圖6，在外殼10的前側壁10A上提供了連接器30，以使得它向前凸出。在本實施例中，連接器30配備在前側壁10A的更靠近寬度方向上右端的位置處，并沿著寬度方向延伸。
連接器30在前側壁10A上厚度方向的位置是參考左右側壁10E的凸出壁1002的若干表面而確定的，它們與上壁10C或下壁10D相對。在本實施例中，凸出壁1002上與下壁10D相對的壁1002A對連接器30在厚度方向上的位置構成了參考。
參考圖3A至圖3C和圖9，連接器30具有通道狀連接器壁部分32，在長度方向從前側壁10A膨脹出。連接器30具有端子形成構件36，安置在連接器壁部分32的內(nèi)側上，而接觸部件33(圖27)連接到電池單元40。
連接器壁部分32是為了增強連接器30而配備，它具有一對垂直壁3202和橫向壁3204，前者在寬度方向上彼此分離并在厚度方向上延伸，而后者在更靠近上壁10C的位置處在寬度方向上延伸并與厚度方向上的垂直壁3202的末端部位相連。
垂直壁3202和橫向壁3204共同定義了空間3206，它在長度方向上(向前)敞開，并且在厚度方向上從相反末端處的若干表面之間對另一表面(向下)敞開。
參考圖4和圖9，端子形成構件36由絕緣材料制成，比如合成樹脂材料，安置在敞開空間3206中。
端子形成構件36具有多個凹槽3602，在寬度方向上以彼此分離的關系形成，方式為在長度方向上(向前)敞開并在厚度方向上延伸。形成的凹槽3602使得它們向下壁10D敞開。
現(xiàn)在介紹電池2的內(nèi)部結構。
首先，參考圖25A和25B介紹電池單元40。在本實施例中電池單元40的每一個都由可充電的電池單元形成，比如鋰離子電池單元或鎳氫電池單元。
電池單元40具有鎧裝套42，形式為扁平矩形板狀，它又具有矩形的上表面4002和下表面4004，由導電金屬材料制成并放置在厚度方向上相反兩端；以及與上表面4002和下表面4004互連的四個側面4006。在本實施例中，鎧裝套42由鋼材制成，其上鍍了鎳。
電池單元40的正極端子44在四個側面4006之一上以凸出方式形成，以使得它與鎧裝套42絕緣。更確切地說，在側面4006上凸出方式形成了由非導電材料制成并具有矩形橫截面的膨脹部位，膨脹部位端面用作正極端子44。此外，鎧裝套42上提供正極端子44處以外的剩余位置形成了電池單元40的負極端子46。
參考圖16至圖18和圖21，支撐構件50包括第一電池容納部分50A和第二電池容納部分50B，用于容納兩組電池單元40，狀態(tài)為以平面中的矩形并列放置電池單元40。
支撐構件50由非導電樹脂材料制成，并且具有第一側片51、第二側片52、第三側片53、第四側片54和若干邊緣片56。第一側片51貼近第一電池容納部分50A中所容納電池單元40的鎧裝套42的對應于平面圖中矩形較短邊的側面4006。第二側片52貼近電池單元40的鎧裝套42的對應于平面圖中矩形較長邊之一的側面4006。第三側片53貼近電池單元40的鎧裝套42的對應于平面圖中矩形另一個較長邊的側面4006。第四側片54置于兩組電池單元40的鎧裝套42的相對側面4006之間。邊緣片56從51、52、53和54四個側片的邊緣凸出，并且貼近移位至這些邊緣的電池單元40的鎧裝套42的上表面4002和下表面4004之一的位置(在本實施例中，是下表面4004)。
參考圖16和圖17，在本實施例中，兩組電池單元40容納在第一電池容納腔50A和第二電池容納腔50B中，以使得第一電池容納部分50A中容納的電池單元40的正極端子44面向第二側片52，而第二電池容納部分50B中容納的電池單元40的正極端子44面向第三側片53。
應當指出，為了便于介紹，第一電池容納部分50A中容納的電池單元40后文稱為第一電池單元40A，而第二電池容納部分50B中容納的電池單元40后文稱為第二電池單元40B。
參考圖19和圖21，第一側片51的形式為在第一電池單元40A的鎧裝套42的側面4006之一的整個長度上延伸。
參考圖16和圖19，在第一側片51的表面上以膨脹的方式形成了若干凸緣5102，用于安裝印刷電路板70。因此，印刷電路板70通過凸緣5102安裝到第一側片51上，沿著第一側片51延伸。
參考圖19、圖20A和圖20B，連接器30安裝在印刷電路板70上。印刷電路板70上形成了用于陽極的導電部位72、用于陰極的導電部位74以及用于中點的導電部位76，以便分別連接連接器30陽極的接觸片34、陰極的接觸片34以及中點的接觸片34。
連接器30的配備方式為通過外殼10的前側壁10A的開口3206向前凸出。在本實施例中，連接器30配備在前側壁10A上更靠近寬度方向上右側端的位置處，以使其沿著寬度方向延伸。
連接器30在前側壁10A上厚度方向的位置是參考左右側壁10E的凸出壁1002的若干表面而確定的，它們與上壁10C或下壁10D相對。在本實施例中，凸出壁1002上與下壁10D相對的若干表面1002A對連接器30在厚度方向上的位置構成了參考。
參考圖3A至圖3C，連接器30具有端子形成構件36，由絕緣材料制成，比如合成樹脂材料；以及接觸片部件33(圖27)，插入在端子形成構件36中并連接到電池單元40。
參考圖26至圖28，端子形成構件36具有下表面3610，與下壁10D以相對關系安置；上表面3612，與上壁10C以相對關系安置；后表面3614，與印刷電路板70接合；以及前表面3616，朝前面向外殼10。
從前表面3616到下表面3610，在端子形成構件36的寬度方向上以彼此分離的關系形成了多個凹槽3602，并且在厚度方向上延伸。凹槽3602也向上表面3612敞開，如在圖26和圖28中所見。確切地說，凹槽3602向上表面3612敞開的寬度大于向前表面3616和下表面3610敞開的寬度。
另外，如在圖28中所見，在上表面3612和下表面3610的后表面3614上形成了多個凹陷3618，它們分別連接到凹槽3602。
接觸部件33由在寬度方向上以分離的關系并列放置的多對接觸片34形成，以使得每對中的接觸片34都在寬度方向上彼此相對，并且向前和向下敞開。在本實施例中，接觸片34的安置方式為形成端子形成構件36的若干凹槽3602的側面。
在導電材料制成的彈性接觸形成構件35上整體地提供了每對中的接觸片34，如在圖28至圖30中所見。
接觸形成構件35具有一對彼此相對的接觸片34、與接觸片34互連的基底部位3502、從基底部位3502延伸出的第一延伸3504和從第一延伸3504的末端垂直延伸出的第二延伸3506。
參考圖28，接觸形成構件35的接觸片對34和基底部位3502的裝配方式為它們從端子形成構件36的上表面3612的上方插入到凹槽3602內(nèi)，直到基底部位3502貼合凹槽3602，而且第一延伸3504和第二延伸3506插入到端子形成構件36的上表面3612和后表面3614的對應凹陷3618內(nèi)。
以這種方式將接觸形成構件35安裝到端子形成構件36后，連接器30在位于后表面3614的凹陷3618中的第二延伸3506處被焊接到印刷電路板70的導體部位。
應當指出，在接觸形成構件35加入端子形成構件36中的狀態(tài)下，接觸形成構件35中每一個的第一延伸3504和第二延伸3506都以與凹陷3618的底面分離的關系安置。
所以，當對方連接器80連接到連接器30或從連接器30移走時，如在圖30中所見，也就是說，當對方連接器80的每個接觸片82插入連接器30的一對接觸片34之間，以及從連接器30的一對接觸片34之間移走時，施加到連接器30的力就會被第一延伸3504的彈性所吸收，從而不會施加到第二延伸3506與印刷電路板70的焊接位置處。
所以，即使將連接器30安裝在印刷電路板70上時，定位精確度出現(xiàn)了偏差，也能夠有利地減少或消除由于疏忽而可能施加到連接器30或印刷電路板70上的力。
據(jù)此，當將連接器30安裝在印刷電路板70上時，能夠有利地使用很可能在定位精確度中產(chǎn)生偏差的流動焊接。在使用回流焊接之處，與其中具有凸出的引線并由手工操作進行焊接從而占有區(qū)域大的連接器相比，能夠在平面上安裝并且占有區(qū)域小的連接器可以用作連接器30。因此，能夠減小印刷電路板70的尺寸，從而減小電池2的尺寸。
形成控制電路的LSI和電子零件安裝在印刷電路板70上?？刂齐娐肪哂幸韵鹿δ芡ㄟ^接觸片34向電子裝置的控制部件發(fā)送和從其接收電池2的特征數(shù)據(jù)和標識信息，以進行連接器30的數(shù)據(jù)通訊；以及通過導電部位72、74和76監(jiān)控電池單元40的輸出電壓、輸出電流等。
參考圖17和圖21，第二側片52在其一端連接到第一側片51，其形成方式為在第一電池單元40A的鎧裝套42的側面4006之一的整個長度上延伸，并且一直延伸到更靠近第四側片54的第二電池單元40B的側面4006。第二側片52在更靠近末端的部位處連接到第四側片54的末端部位。
在第二側片52上在第二側片52的延伸方向上以分離的關系形成了用于與導電板60嚙合的第二嚙合凹陷5202和第三嚙合凹陷5204。
另外，在更靠近第一側片51的第二嚙合凹陷5202中形成了開口5206，使得第一電池單元40A的正極端子44能夠通過其伸出。應當指出，第三嚙合凹陷5204形成的尺寸能夠使正極端子44適合開口5206。
參考圖16和圖21，第三側片53是與第一側片51分開形成的，并且沿著第一電池單元40A和第二電池單元40B的鎧裝套42的側面4006之一延伸。第三側片53在其中間部位處連接到第四側片54的末端部位。
應當指出，第二側片52和第三側片53彼此以分離的關系安置，其分離距離對應于包括電池單元40正極端子44的側面4006之一與該側面4006相對的側面4006之一之間的尺寸。因此，將電池單元40插入到第一電池容納腔50A和第二電池容納腔50B中時，第二側片52和第三側片53分別貼近電池單元40的鎧裝套42的側面4006。
在第三側片53上與第四側片54分離的位置處形成了允許第二電池單元40B的正極端子44通過其伸出的開口5302。形成開口5302的尺寸允許正極端子44適合開口5206。
另外，在第三側片53上形成了用于與導電板60嚙合的第一嚙合凹陷5304。
參考圖18和圖21，第四側片54被配置為貼近電池單元40的不包括正極端子44、不與第一側片51在一起的兩個側面4006。
第四側片54形成為在電池單元40的整個長度之上延伸，類似于第一側片51。
參考圖16和圖19，若干邊緣片56從51、52、53和54四個側片凸出，并且其寬度能夠貼近更靠近第一電池單元40A和第二電池單元40B的下表面4004邊緣的位置。
從第四側片54的邊緣凸出的邊緣片56具有開口5604，在其延伸方向的中間部位形成。
另外，在第四側片54的中間部位形成了若干邊緣片57，以使得它們貼近彼此相鄰的兩組電池單元40的上表面4002的邊緣。
應當指出，邊緣片56以矩形框架形狀形成，以使它們沿著第一電池單元40A的下表面4004的四條邊延伸。所以，下表面4004除了四個邊緣部位之外，在其若干部位通過四個邊緣片56的中心開口5602露出。另外，第二電池單元40B的下表面4004除了第三側片53的邊緣片56和第四側片54的邊緣片56之外，在其若干部位露出。
確切地說，在支撐構件50中容納第一電池單元40A和第二電池單元40B之處，第一電池單元40A和第二電池單元40B的上表面4002在若干邊緣片57貼近之處的全部部位處敞開，而盡管存在邊緣片56，在它們之間卻具有一個形成的切除部位，以允許下表面4004中心部位通過其露出，所以電池單元40在其充電中膨脹時，允許該膨脹。
另外，第一電池單元40A和第二電池單元40B通過支撐構件50中未形成邊緣片56的部位插入第一電池容納腔50A和第二電池容納腔50B中和從中移走。
導電板60包括使彼此電氣串聯(lián)的兩個電池單元40的正極端子44與連接器30互連的正極端子連接薄板60A以及使彼此電氣串聯(lián)的兩個電池單元40的負極端子46與連接器30互連的負極端子連接薄板60B。
正極端子連接薄板60A和負極端子連接薄板60B都由導電材料形成。
正極端子連接薄板60A包括放置在第三側片53所在邊上的第一薄板61和第二薄板62，以及放置在第二側片52所位于邊上的第三薄板63。
更確切地說，正極端子連接薄板60A包括第一薄板61，連接到第二電池單元40B的正極端子44；第二薄板62，連上第一薄板61并連接到第一電池單元40A的負極端子46；以及第三薄板63，接合到第一電池單元40A的正極端子44并連接到印刷電路板70的導電部位72。
第一薄板61具有延伸6102，經(jīng)過連接到第四側片54的邊緣片56之上并延伸在連接到第三側片53的邊緣片56之上；以及兩片正極端子接合彎曲接線片6104，從延伸6102的一端垂直延伸，用于接合到第二電池單元40B的正極端子44。第一薄板61進一步具有兩片薄板接合彎曲接線片6106，從第二薄板62之上的延伸6102的中間部位垂直延伸；以及導電部位接合彎曲接線片6108，從延伸6102的另一端垂直延伸并連接到印刷電路板70的中點導電部位76。
第一薄板61的兩片正極端子接合彎曲接線片6104之一通過焊接而接合到第二電池單元40B的正極端子44。
提供兩片這樣的正極端子接合彎曲接線片6104和兩片這樣的薄板接合彎曲接線片6106的原因在于有可能在更換電池單元40時僅僅設置彎曲部位之一而切除一個彎曲部位，所以能夠使用剩余的彎曲部位。
第一薄板61的導電部位接合彎曲接線片6108通過焊接而接合到印刷電路板70的中點導電部位76。所以，在本實施例中，有可能利用正極端子連接薄板60A的一部分，在彼此連接到印刷電路板70導電部位76的兩個電池單元40中每一個的正極端子44和負極端子46接合部分處提供電位，使得兩個電池單元40的輸出電壓或輸出電流受到印刷電路板70的控制電路監(jiān)控。
第二薄板62的安置方式為其一部分在不存在第三側片53的位置之處，在第一電池單元40A側面4006上的整個長度上延伸，同時剩余部分在第三側片53上延伸并且與第三側片53的第一嚙合凹陷5304相嚙合。
第二薄板62包括兩片由金屬材料制成的薄板6202和薄板6202之間夾入的熱敏電阻6204。在本實施例中，熱敏電阻6204由PTC(正溫度系數(shù))熱敏電阻形成。PTC熱敏電阻具有的電阻值展示了這樣一種正特性，它隨溫度升高而增大。因此，PTC熱敏電阻具有正特性的電阻值，在過大電流從中流過時電阻值突然增大，以抑制電流流過，從而保護其中加入了電池單元40和電池2的電子裝置。
由薄板6202之一與由金屬制成的熱敏電阻6204疊合放置所形成的加厚部位在不存在第三側片53的第一電池單元40A的側面4006上延伸，并且位于靠近第一側片51的第二薄板62的末端部位通過焊接而接合到第一電池單元40A的側面4006，也就是說，接合到第一電池單元40A的負極端子46。
另外，第二薄板62沿著第三側片53的第一嚙合凹陷5304延伸的部位僅僅由單片薄板6202形成，并且與第一嚙合凹陷5304相嚙合。
上面介紹的兩片薄板接合彎曲接線片6106被置于第二薄板62上與第一嚙合凹陷5304相嚙合的部位上，薄板接合彎曲接線片6106之一通過焊接而接合到第二薄板62。
在本實施例中，在第二薄板62與第一嚙合凹陷5304相嚙合的狀態(tài)下，組成正極端子連接薄板60A的第一薄板61和第二薄板62被置于與第三側片53所貼近的鎧裝套42的側面4006其一相垂直的方向上。因此，第一薄板61和第二薄板62的裝配能夠簡單地進行。
另外，在本實施例中，在第二薄板62與第一嚙合凹陷5304相嚙合并且兩片薄板接合彎曲接線片6106被置于第二薄板62上的狀態(tài)下，薄板接合彎曲接線片6106的表面與第三側片53的表面上除了形成第一嚙合凹陷5304的位置或者低于第三側片53表面的位置之外的任何部位直接接觸。從而能夠使由支撐構件50支撐并對其裝配了導電板60的電池單元40小型化。
參考圖11，第三薄板63具有以下部分延伸6302，在第二側片52的第二嚙合凹陷5202上的整個長度上延伸，并且安置方式為覆蓋開口5206；以及導電部位接合彎曲接線片6304，從延伸6302的一個末端垂直延伸并且連接到印刷電路板70的正極導電部位72。
在第二嚙合凹陷5202以上，延伸6302在其更靠近延伸方向末端部位的位置處接合到第一電池單元40A更靠近末端部位的正極端子44的位置(在與第一側片51分離的側面上更靠近正極端子44的末端部位)。延伸6302接合到更靠近正極端子44末端部位位置的原因在于，當交換任何電池單元40時，可以切除接合部分，以使得延伸6302的新末端部位能夠接合到更靠近另一末端部位的正極端子44的位置。
在本實施例中，在第三薄板63與第二嚙合凹陷5202相嚙合的狀態(tài)下，第三薄板63被置于與第二側片52所貼近的鎧裝套42的側面4006相垂直的方向上。
另外，在本實施例中，在第三薄板63與第二嚙合凹陷5202相嚙合的狀態(tài)下，第三薄板63的表面被置于與第二側片52相同的平面上，而不是在形成第二嚙合凹陷5202的位置處，或者說它不是被置于低于第二側片52表面的位置處。
導電部位接合彎曲接線片6304通過焊接而接合到印刷電路板70的正極導電部位72。
因此，第二電池單元40B的正極端子44、第一電池單元40A的負極端子46、第一電池單元40A的正極端子44和連接器30通過正極端子連接薄板60A彼此連接。
參考圖11和圖19，負極端子連接薄板60B包括第四薄板64和第五薄板65，安置在第二側片52所在的側面上。
更確切地說，負極端子連接薄板60B包括以下部件第四薄板64，連接到第二電池單元40B的負極端子46；以及第五薄板65，附著到第四薄板64上并且連接到印刷電路板70的導電部位74。
第四薄板64的一部分在第二電池單元40B的側面4006的整個長度上延伸。第四薄板64的剩余部分在第二側片52上延伸并且與第二側片52的第三嚙合凹陷5204相嚙合。
類似于第二薄板62，第四薄板64也包括兩片由金屬材料制成的薄板6402以及在薄板6402之間夾入的熱敏電阻6404。在本實施例中，熱敏電阻6404由PTC熱敏電阻形成，類似于本文上面介紹的熱敏電阻6204。
由薄板6402與金屬的熱敏電阻6404疊合放置所形成的加厚部位在不存在第二側片52的第二電池單元40B的側面4006上延伸，并且位于遠離第一側片51的第四薄板64的末端部位通過焊接而接合到第二電池單元40B的側面4006，也就是說，接合到第二電池單元40B的負極端子46。
另外，第四薄板64沿著第二側片52的第三嚙合凹陷5204延伸的部位僅僅由單片薄板6402形成，并且與第三嚙合凹陷5204相嚙合。
第五薄板65包括以下部件延伸6502，經(jīng)過連接到第四側片54的邊緣片56之上并延伸在連接到第二側片52的邊緣片56上；兩片薄板接合彎曲接線片6504，從延伸6502的一端垂直延伸，能夠接合到第四側片54；以及導電部位接合彎曲接線片6506，從延伸6502的另一端垂直延伸并連接到印刷電路板70的導電部位74。
第五薄板65的兩片薄板接合彎曲接線片6504之一通過焊接而接合到第四薄板64位于第三嚙合凹陷5204之上的部位。
提供兩片這樣的薄板接合彎曲接線片6504的原因在于有可能在更換電池單元40時僅僅設置彎曲部位之一而切除一個彎曲部位，所以能夠使用剩余的彎曲部位。
第五薄板65的導電部位接合彎曲接線片6506通過焊接而接合到印刷電路板70的導電部位74。
在本實施例中，在第四薄板64與第三嚙合凹陷5204相嚙合的狀態(tài)下，組成負極端子連接薄板60B的第四薄板64和第五薄板65被置于與第二側片52所貼近的鎧裝套42的側面4006垂直的方向上。因此，第四薄板64和第五薄板65的裝配能夠簡單地進行。
另外，在本實施例中，在第四薄板64與第三嚙合凹陷5204相嚙合并且兩片薄板接合彎曲接線片6504被置于第四薄板64上的狀態(tài)下，薄板接合彎曲接線片6504的表面與第二側片52的表面上除了形成第三嚙合凹陷5204的位置或者低于第二側片52表面的位置之外的部位位于同一平面上。從而能夠使由支撐構件50支撐并對其裝配了導電板60的電池單元40小型化。
以這種方式提供支撐構件50時，電池單元40由支撐構件50支撐，同時它們彼此絕緣，導電板60由支撐構件50沿著支撐構件50安置，同時導電板60與電池單元40絕緣。所以，與使用絕緣紙或雙面膠粘帶保證電池單元之間的絕緣的替代情況相比時，能夠期望電池單元的彼此固定、電池單元與導電板之間的絕緣以及電池2的小型化，能夠顯著地減少零件的數(shù)量，另外還能夠簡化裝配。從而能夠降低成本。
此外，在裝配電池2中提供支撐構件50時，在導電板60被置于支撐構件50上的同時，能夠利用第一至第三嚙合凹陷5304、5202和5204簡單地安置導電板60。所以，在電池單元40由支撐構件50支撐的狀態(tài)下，如果例如使用夾具等使印刷電路板70位于或安置在第一側片51的前部，那么利用第一至第三嚙合凹陷5304、5202和5204使導電板60位于或安置在支撐構件50上。所以，在印刷電路板70和導電板60已經(jīng)定位的狀態(tài)下能夠簡單地進行焊接，這有利于簡化裝配。
另外，在提供支撐構件50時，由于在第一電池容納腔50A和第二電池容納腔50B中的每個電池單元40都是敞開的，上表面4002和下表面4004的外圍部位除外，所以即使在電池單元40充電等情況下，上表面4002和下表面4004的中心部分膨脹而增大了厚度，厚度增大也能夠被吸收。另外，由于支撐構件50在膨脹的上表面4002和下表面4004的中心部位不存在，所以能夠有效地利用外殼10的內(nèi)表面與電池單元40之間的間隔1212和1213。這有利于試圖防止電池2的外殼10在厚度方向上膨脹。
另外，使第二電池單元40B的正極端子44與第一電池單元40A的負極端子46互連的正極端子連接薄板60A在形成時包括第一薄板61，它通過了邊緣片56連接到第四側片54的位置。使第二電池單元40B的負極端子46與印刷電路板70的導體部位74互連的負極端子連接薄板60B在形成時包括第四薄板64和第五薄板65，它通過了邊緣片56連接到第四側片54的位置。例如，即使將電池2放入口袋并在厚度方向上變形，也能夠減小施加到正極端子連接薄板60A和負極端子連接薄板60B的接合部分的外力，這有利于試圖防止連接中的故障。
現(xiàn)在介紹外殼10的裝配。
在本實施例中的上外殼12和下外殼14通過超聲波焊接被接合在一起。所以介紹用于超聲波焊接的焊接夾具200。
參考圖35至圖37，其中顯示了焊接夾具200，它包括基座210、凹模220和兩個夾子230。
基座210具有平坦的接受面212，其上放置了下外殼14的下壁。
凹模220具有兩個平坦的接觸面222，它與上外殼12的上壁部位接觸的部位沿著長度方向，而在寬度方向鄰近相對的兩側。從接觸面222向上外亮12的上壁施加了超聲波振動。
每個夾子230都具有接觸面232，用于與上外殼12的凸出壁1002接觸。參考圖37，接觸面232具有以下部位平坦部位234，用于在長度方向上與凸出壁1002的中心部位接觸；彎曲部位236，連接到平坦部位234的相對兩端，并且隨著離平坦部位234的距離增大時它們在離開凸出壁1002的方向上彎曲；以及連接部位238，用于使平坦部位234與彎曲部位236互連。
現(xiàn)在介紹上外殼12和下外殼14的焊接。
由支撐構件50支撐并且使導電板60和印刷電路板70裝配其上的電池單元40的單元被容納在下外殼14的內(nèi)部，并且在這種狀態(tài)下，下外殼14的下壁被置于基座210的接受面212上，如在圖35中所見。
然后，上外殼12被安裝在下外殼14上，其若干側壁10E方向向下，如在圖33中所見。并且下外殼14的接合薄壁1420的末端插入到上外殼12的接合凹陷1220內(nèi)，上外殼12和下外殼14的接合部分彼此接合。
在這種狀態(tài)下，由預定壓力使凹模220的接觸面222貼近上外殼12的上壁，如在圖35中所見，以創(chuàng)建夾子230的接觸面232與上外殼12的凸出壁1002相接觸的狀態(tài)。
在這種狀態(tài)下，下外殼14的切除部位1421被置于連接部位238所對應的夾子230的接觸面232的位置處。
然后，由超聲波振動驅動凹模220，從凹模220的接觸面222向上外殼12施加超聲波振動。
因此，上外殼12的接合凹陷1220與下外殼14的接合薄壁1420彼此接觸的位置受到振動以產(chǎn)生熱量，接合凹陷1220與接合薄壁1420被融化并彼此焊接，如在圖34中所見。
應當指出，盡管夾子230的彎曲部位236與凸出壁1002的端面分離，但是由于彎曲部位236所對應的上外殼12和下外殼14的側壁10E的相反端分別連接到上外殼12和下外殼14的前側壁10A和后側壁10B，并且由前側壁10A和后側壁10B所加固，所以在延伸方向上側壁10E的相反端部位未在寬度方向上朝外變形。
在焊接完成之后，撤銷了凹模220對上外殼12的壓力以及夾子230與凸出壁1002的接觸，然后上外殼12與下外殼14合并后的外殼10從焊接夾具200中移走。
根據(jù)本實施例，在下外殼14的接合部分1401處提供了接合薄壁1420，而在上外殼12的接合部分1201處提供了接合凹陷1220，并且在位于接合凹陷1220外側上的側壁10E外表面的位置處提供了凸出壁1002，以使得它們沿著接合凹陷1220延伸。
所以，在焊接夾具200與凸出壁1002的末端處于接觸狀態(tài)下，當上外殼12的接合部分1201與下外殼14的接合部分1401通過超聲波被焊接接合在一起時，由于與夾子230的接觸面232接觸的凸出壁1002的末端面具有比側壁10E更高的剛度，所以能夠保持夾子230的接觸面232與凸出壁1002末端面之間的接觸。從而能夠防止上外殼12的接合部分1201與下外殼14的接合部分1401的變形，并且能夠確實地進行上外殼12與下外殼14的焊接。
另外，在本實施例中，在接合薄壁1420插入接合凹陷1220內(nèi)而且上外殼12的接合部分1201與下外殼14的接合部分140彼此接合的狀態(tài)下，相對于保持在上外殼12上的側壁10E末端處的端面1401A，位于下壁10D側的凸出壁1002的位置被置于下壁10D側。因此，利用凸出壁1002覆蓋了上外殼12的側壁10E的端面1201A與下外殼14的側壁10E的端面1401A之間的空隙。所以，即使空隙的幅度沿著外殼10的長度方向變化，由于凸出壁1002隱藏了該空隙，所以無損于外殼10的精美外觀。
另外，在具有平面圖中矩形長邊所對應的大尺度長度的接合薄壁1420上通過除去接合薄壁1420而形成切除部位1421。所以，能夠限制焊接時接合凹陷1220和接合薄壁1420被融化部位的量。因此能夠抑制從接合部分1201和1401向外殼10的內(nèi)部或外部溢出的過多材料(鑄模碎片)。所以能夠預防從外殼10流出過多材料而損壞外殼10的精美外觀這樣的情況。
另外，在超聲波焊接中，在夾子230的接觸面232的連接部位238所對應的焊接位置處的接合凹陷1220和接合薄壁1420部位的量，很可能變得大于在其他焊接位置的量，并且很可能發(fā)生從接合部分1201和1401易于出現(xiàn)溢出過多材料的現(xiàn)象。不過，在本實施例中，由于下外殼14的切除部位1421被置于夾子230的接觸面232的連接部位238所對應的位置處，所以能夠進一步有效地預防過多材料的出現(xiàn)。從而能夠預防過多材料溢出到外殼10的外部而損壞外殼10的精美外觀這樣的情況。
另外，在例如由具有精美凸出和凹陷的浮雕表面形成外殼10的前側壁10A、后側壁10B，上壁10C、下壁10D以及左右側壁10E的外表面之處，如果利用夾子230的接觸面232接觸壁面位置而執(zhí)行超聲波焊接，那么就會損壞浮雕表面。不過，由于夾子230的接觸面232接觸凸出壁1002的端面，所以不會損壞浮雕表面，并且不存在可能損壞精美外觀的可能性。另外，由于當電池2被裝載到電池容納腔時，凸出壁1002的端面是滑行面，所以即使它被夾子230的接觸面232損壞，損壞也不明顯。
盡管已經(jīng)使用特定術語介紹了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是這樣的介紹僅僅是為了展示的目的，所以應當理解，可以做出若干改變和變化而不脫離以下權利要求書的實質(zhì)和范圍。
權利要求
1.一種電池，包括外殼；以及所述外殼中容納的電池單元；其中，所述外殼在所述電池單元的厚度方向上被分為第一外殼和第二外殼；所述第一外殼和第二外殼具有沿接合部分的外圍形成的接合部分，用于彼此接合；所述第一外殼和第二外殼中的一個的接合部分具有沿所述接合部分外圍延伸且在厚度方向上凸出而形成的接合薄壁；所述第一外殼和第二外殼中另一個的接合部分具有沿所述接合部分外圍形成的接合凹陷，用于在所述第一外殼和第二外殼的接合部分彼此接合的狀態(tài)下接收插入其中的所述接合薄壁；所述接合薄壁與當所述第一外殼和第二外殼的接合部分彼此接合時所述接合薄壁插入其中的所述接合凹陷通過焊接接合在一起；以及所述另一個外殼具有凸出壁，所述凸出壁在位于所述接合凹陷的外側的外表面位置處以沿著所述接合凹陷延伸的方式形成。
2.根據(jù)權利要求1的電池，其中，所述外殼的形式為扁平矩形板；所述第一外亮具有在厚度方向上面對所述電池單元的一個表面的矩形下壁，和從所述下壁的四個側面垂直延伸的側壁；所述第二外殼具有在厚度方向上面對所述電池單元的另一個表面的矩形上壁，和從所述上壁的四個側面垂直延伸的側壁；從所述側壁的末端形成所述第一外殼和第二外殼的接合部分；在所述第一外殼的接合部分處形成所述接合薄壁；以及在所述第二外殼的接合部分處形成所述接合凹陷.
3.根據(jù)權利要求1的電池，其中，所述外殼是扁平的且在平面圖中為矩形；所述第一外殼具有在厚度方向上面對所述電池單元的一個表面的矩形下壁，和從所述下壁的四個側面垂直延伸的側壁；所述第二外殼具有在厚度方向上面對所述電池單元的另一個表面的矩形上壁，和從所述上壁的四個側面垂直延伸的側壁；從所述側壁的末端形成所述第一外殼和第二外殼的接合部分；以及在所述第一外殼或第二外殼上對應于所述矩形的兩條長邊的每個所述側壁的位置形成所述凸出壁。
4.根據(jù)權利要求1的電池，其中，所述外殼是扁平的且在平面圖中為矩形；所述第一外殼具有在厚度方向上面對所述電池單元的一個表面的矩形下壁，和從所述下壁的四個側面垂直延伸的側壁；所述第二外殼具有在厚度方向上面對所述電池單元的另一個表面的矩形上壁，和從所述上壁的四個側面垂直延伸的側壁；從所述側壁的末端形成所述第一外殼和第二外殼的接合部分；以及在所述第一或第二外殼上對應于所述矩形的兩條長邊的每個所述側壁的位置形成的凸出壁，所述凸出壁以從側壁以一致的凸出高度延伸的方式形成。
5.根據(jù)權利要求1的電池，其中，所述外亮是扁平的且在平面圖中為矩形；在位于所述矩形的兩條長邊上更靠近所述矩形短邊的所述接合薄壁上的每個位置，通過除去接合薄壁而形成切除部位。
6.根據(jù)權利要求1的電池，其中，所述外殼的形式為扁平矩形板；所述第一外殼具有在厚度方向上面對所述電池單元的一個表面的矩形下壁，和從所述下壁的四個側面垂直延伸的側壁；所述第二外殼具有在厚度方向上面對所述電池單元的另一個表面的矩形上壁，和從所述上壁的四個側面垂直延伸的側壁；從所述側壁的末端形成所述第一外殼和第二外殼的接合部分；在所述第一外殼的接合部分的位置上，在所述外殼的內(nèi)側部分形成所述接合薄壁，在所述外殼的外側部分上，在所述側壁的末端留出端面；以及在所述第二外殼的接合部分的位置上，在所述外殼的內(nèi)側部分形成所述接合凹陷，在所述外殼的外側部分上，在所述側壁的末端留出端面。
7.根據(jù)權利要求1的電池，其中，所述外殼是扁平的且在平面圖中為矩形；所述第一外殼具有在厚度方向上面對所述電池單元的一個表面的矩形下壁，和從所述下壁的四個側面垂直延伸的側壁；所述第二外殼具有在厚度方向上面對所述電池單元的另一個表面的矩形上壁，和從所述上壁的四個側面垂直延伸的側壁；從所述側壁的末端形成所述第一外殼和第二外殼的接合部分；在所述第一外殼的接合部分的位置上，在所述外殼的內(nèi)側部分形成所述接合薄壁，在所述外殼的外側部分上，在所述側壁的末端留出端面；在所述第二外殼的接合部分的位置上，在所述外殼的內(nèi)側部分形成所述接合凹陷，在所述外殼的外側部分上，在所述側壁的末端留出端面；在所述第二外殼上對應于所述矩形的兩條長邊的每個所述側壁的位置形成所述凸出壁；以及在所述第一外殼和第二外殼的接合部分利用插入所述接合凹陷的所述接合薄壁彼此接合的狀態(tài)下，所述凸出壁在下壁側的位置相對于所述第一外殼上剩余的所述側壁末端處的端面，更靠近所述下壁。
8.根據(jù)權利要求1的電池，其中，所述外殼的形式為扁平矩形板；所述第一外殼具有在厚度方向上面對所述電池單元的一個表面的矩形下壁，和從所述下壁的四個側面垂直延伸的側壁；所述第二外殼具有在厚度方向上面對所述電池單元的另一個表面的矩形上壁，和從所述上壁的四個側面垂直延伸的側壁；從所述側壁的末端形成所述第一外殼和第二外殼的接合部分；在所述第一外殼的接合部分的位置上，在所述外殼的內(nèi)側部分形成所述接合薄壁，在所述外殼的外側部分上，在所述側壁的末端留出端面；在所述第二外殼的接合部分的位置上，在所述外殼的內(nèi)側部分形成所述接合凹陷，在所述外殼的外側部分上，在所述側壁的末端留出端面；在所述第二外殼上對應于所述矩形的兩條長邊的每個所述側壁的位置形成所述凸出壁；在所述第一外殼和第二外亮的接合部分利用插入所述接合凹陷的所述接合薄壁彼此接合并被焊接的狀態(tài)下，在所述第一外殼的所述側壁末端剩余的端面和在所述第二外殼的所述側壁末端剩余的端面，在厚度方向上彼此分離；以及所述凸出壁在下壁側的位置相對于所述第一外殼上剩余的所述側壁末端處的端面，更靠近所述下壁。
全文摘要
本發(fā)明提供的電池包括外殼以及外殼中容納的電池單元。外殼在電池單元的厚度方向上被分為上外殼(12)和下外殼(14)。這些外殼具有沿其外圍形成的接合部分(1201，1401)，用于彼此接合。下外殼(14)的接合部分具有沿其外圍延伸而形成的接合薄壁，并在厚度方向上凸出。上外殼(12)的接合部分具有沿其外圍伸展形成的接合凹陷，用于接收插入其中的接合薄壁。接合薄壁與其中插入接合薄壁的接合凹陷通過焊接接合在一起。當?shù)谝煌鈿ず偷诙鈿さ慕雍喜糠直舜私雍蠒r，接合薄壁插入接合凹陷內(nèi)。上外殼(12)具有凸出壁(1002)，所述凸出壁在位于接合凹陷的外側的外表面位置處以沿著接合凹陷延伸的方式形成。
文檔編號H01M2/02GK101084591SQ200580043750
公開日2007年12月5日 申請日期2005年11月4日 優(yōu)先權日2004年12月20日
發(fā)明者高橋淳, 竹下俊夫, 神谷秀樹, 宮嶋樣一 申請人:索尼株式會社