全固体电池模块、电子设备及全固体电池模块的制造方法与流程

1.本发明涉及全固体电池模块、电子设备及全固体电池模块的制造方法。


背景技术：

2.在利用回流焊装置将电池安装于基板的情况下，其他电子部件由于也是在回流焊之前，因此未被电连接。若在回流焊时电池为充电状态，则在焊膏熔化而电子部件与基板焊盘连接时，来自电池的电位施加于电子部件。ic(integrated circuit：集成电路)等电子部件通常是以安装后在接地的状态下接通电源为前提而制作的，因此，若在未接地的状态下对其他端子施加电位，则有可能发生故障。鉴于这一点，在下述专利文献1所记载的技术中，在将大致0v的放电状态的电池安装于基板之后，对该电池进行充电。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1：国际公开2007/086289号公报


技术实现要素：

6.发明要解决的技术问题
7.在专利文献1所记载的技术中，需要使电池成为大致0v的放电状态。将充电过一次的电池放电至大致0v可能会使电池劣化。另外，认为今后有望普及的全固体电池多会原样安装于基板。包括全固体电池的模块通常具有进行用于确保安全性的动作的保护ic。保护ic一般搭载有禁止向0v左右的电池充电的功能。为此，存在如下问题：即使通过回流焊等将0v左右的全固体电池安装于基板，也会因为保护ic的动作而无法对该全固体电池进行充电，无法作为电池开始使用。
8.因此，本发明的目的之一在于，提供不会使全固体电池劣化、且能够安全地开始使用该全固体电池的全固体电池模块、电子设备以及全固体电池模块的制造方法。
9.用于解决技术问题的技术方案
10.本发明的全固体电池模块具有：
11.全固体电池；
12.第一电气路径，与全固体电池的正极连接；
13.第二电气路径，与全固体电池的负极连接；
14.电路基板，全固体电池安装于电路基板；以及
15.充放电控制开关，连接于第一电气路径或第二电气路径上，
16.规定的充电端子连接于充放电控制开关与正极之间或者充放电控制开关与负极之间。
17.本发明的电子设备具有：
18.壳体；以及
19.全固体电池模块，容纳于壳体内，
20.全固体电池模块具有：
21.全固体电池；
22.第一电气路径，与全固体电池的正极连接；
23.第二电气路径，与全固体电池的负极连接；
24.电路基板，全固体电池安装于电路基板；以及
25.充放电控制开关，连接于第一电气路径或第二电气路径上，
26.规定的充电端子连接于充放电控制开关与正极之间或者充放电控制开关与负极之间。
27.本发明的全固体电池模块的制造方法包括以下工序：
28.将不具有电位的全固体电池安装于电路基板；以及
29.经由规定的充电端子对全固体电池进行充电而使全固体电池活化，该规定的充电端子连接于充放电控制开关与全固体电池的正极或负极之间，该充放电控制开关连接于与全固体电池的正极连接的第一电气路径上或者与全固体电池的负极连接的第二电气路径上。
30.发明效果
31.根据本发明的至少实施方式，不会使全固体电池劣化、且能够安全地开始使用该全固体电池。需要指出，本说明书中例示的效果并不对本发明的内容进行限定解释。
附图说明
32.图1是用于说明一般的全固体电池模块的构成的图。
33.图2是表示一实施方式涉及的全固体电池模块的构成例的图。
34.图3是说明使得一实施方式涉及的充电端子无法使用的处理的一例时所参照的图。
35.图4是用于说明变形例的图。
36.图5是用于说明应用例的图。
37.图6是用于说明应用例的图。
具体实施方式
38.以下，参照附图对本发明的实施方式等进行说明。需要指出，按照以下的顺序进行说明。
39.＜一般的全固体电池模块的构成＞
40.＜一实施方式＞
41.＜变形例＞
42.以下说明的实施方式等是本发明的优选的具体例，本发明的内容并不限定于这些实施方式等。
43.＜一般的全固体电池模块的构成＞
44.首先，为了容易理解本发明，参照图1对一般的全固体电池模块进行说明。如图1所示，一般的全固体电池模块(全固体电池模块1)具有保护ic2、全固体电池3、充电控制开关4以及放电控制开关5。从全固体电池3的正极侧导出电力线pl1，正极端子t1与该电力线pl1
连接。另外，从全固体电池3的负极侧导出电力线pl2，负极端子t2与该电力线pl2连接。
45.全固体电池模块1以全固体电池3不具有电位的状态(0v或大致0v的状态)安装于电路基板6。安装后，作为使全固体电池3成为能够作为电池使用的状态的处理、也就是使全固体电池3活化的处理，进行对全固体电池3进行充电的处理(以下，适当称为初始充电)。通过将充电装置连接至正极端子t1及负极端子t2而进行初始充电。例如在全固体电池模块1出厂前进行初始充电。
46.但是，由于全固体电池3为不具有电位的状态，因此，保护ic2使充电控制开关4断开而禁止对全固体电池3充电。为此，存在如下问题：无法对全固体电池3进行初始充电，无法开始使用具有全固体电池3的全固体电池模块1。以下，对鉴于这一问题而完成的本发明的一实施方式进行详细说明。
47.＜一实施方式＞
48.[全固体电池模块的构成例]
[0049]
图2是表示本实施方式涉及的全固体电池模块(全固体电池模块100)的构成例的图。如图2所示，全固体电池模块100具有保护ic12、全固体电池13以及充放电控制开关14。充放电控制开关14具有充电控制开关14a和放电控制开关14b。
[0050]
作为第一电气路径(意指电路的路径)的一例的电力线pla与全固体电池13的正极连接，正极端子ta经由该电力线pla而被导出。另外，作为第二电气路径的一例的电力线plb与全固体电池13的负极连接，负极端子tb经由该电力线plb而被导出。另外，全固体电池模块100具有电路基板16，全固体电池13安装于该电路基板16。
[0051]
保护ic12作为通过适当地使充放电控制开关14接通或断开而控制充放电的充放电控制部发挥功能。例如，保护ic12在判断为全固体电池13没有异常等而能够无问题地进行充放电的情况下使充电控制开关14a和放电控制开关14b接通。另外，保护ic12在全固体电池13的电压达到过充电禁止电压的情况等需要禁止充电的情况下，至少使充电控制开关14a断开。另外，保护ic12在全固体电池13的电压达到过放电禁止电压的情况等需要禁止放电的情况下，至少使放电控制开关14b断开。另外，保护ic12在全固体电池13深放电而达到再充电禁止区的情况下，使充电控制开关14a及放电控制开关14b断开而停止充放电。需要指出，保护ic12也可以进行过电流检测等其他公知的保护动作。
[0052]
作为全固体电池13，例如可举出锂离子全固体电池、钠离子全固体电池、钙离子全固体电池等金属离子全固体电池。在本实施方式中，作为全固体电池13，能够适用具有公知结构、公知材料的全固体电池。需要指出，本说明书中，全固体电池是指至少具有固体电解质层的二次电池，无需其全部构成都是固体。
[0053]
充电控制开关14a及放电控制开关14b是由保护ic12控制接通或断开的开关。作为充电控制开关14a及放电控制开关14b，例如能够使用fet(field effect transistor：场效应晶体管)。需要指出，在本实施方式中，充放电控制开关14连接于电力线pla上。
[0054]
作为本实施方式涉及的全固体电池模块100的特征之一，在充放电控制开关14与全固体电池13的正极之间连接有作为第三电气路径的一例的电力线plc。端子tc经由电力线plc而被导出。端子tc是在进行初始充电时使用的规定的充电端子。
[0055]
需要指出，正极端子ta、负极端子tb以及端子tc中的全部或一部分可以是从全固体电池13本身物理性地导出的端子，也可以是形成于电路基板16上的焊盘等。
[0056]
以上说明的全固体电池模块100与其他的电子部件一起安装于电路基板16上。安装有全固体电池模块100及其他适当的电子部件的电路基板16适用于各种电子设备。
[0057]
[初始充电的方法]
[0058]
接着，说明对全固体电池模块100进行初始充电的方法。在对全固体电池模块100进行初始充电的情况下，将充电器连接于端子tc及负极端子tb进行初始充电。在此，在从端子tc经由电力线plc至全固体电池13的正极为止的电气路径上不存在充放电控制开关14。为此，即使充电控制开关14a断开，也能够进行初始充电。
[0059]
在上述初始充电之后，与通常同样地将正极端子ta及负极端子tb与适当的负载连接而使用全固体电池模块100。然而，若端子tc为能够使用的状态，则会经由端子tc再次进行不经由充电控制开关14a的充电、或者从端子tc输出电力，因而可能成为不令人满意的状态。
[0060]
于是，在本实施方式中，在初始充电之后，对端子tc施加限制从容纳全固体电池模块1的壳体的外部进行使用的处理。需要指出，限制进行使用的处理除了包括物理上无法使用端子tc的处理以外，还包括实质上无法使用端子tc的处理、也就是即使使用端子tc也不会经由端子tc向全固体电池13供给电力、或者输出全固体电池13的电力的处理。以下，对这一处理的具体例进行说明。
[0061]
例如，图2所示的全固体电池模块100容纳于电子设备的壳体(外装壳体)内。该情况下，端子tc构成为不露出于壳体的外部。由此，能够防止误使用端子tc、或者被用户触碰。
[0062]
另外，也可以在包含端子tc的部位粘贴粘合片、标签等而进行隐藏。由此，能够防止误使用端子tc、或者被用户触碰。
[0063]
作为其他例子，也可以切断能够切断的电力线plc。例如，通过激光等切割电力线plc而将其物理性地切断。另外，如图3所示，也可以将熔断器31连接在电力线plc上。作为熔断器31，例如能够适用scp(self control protector：自控保护器)。scp是带加热器的熔断器，是通过利用电池(本例中为全固体电池13)的电力对加热器进行加热而切断熔断器的器件。通过改变向加热器供给电力的定时，从而能够在任意的定时切断熔断器。通过在初始充电后的适当的定时，保护ic12进行用于切断熔断器31的控制，从而切断电力线plc。由此，端子tc变得无法使用。
[0064]
需要指出，上述处理未必需要独立地进行，也可以组合进行。
[0065]
[制造方法]
[0066]
全固体电池模块100以及包括该全固体电池模块100和其他电子部件的电子设备例如如下那样进行制造。
[0067]
在开始的工序中，通过回流焊等将不具有电位的全固体电池13安装于电路基板16。在该工序中，也可以将全固体电池13以外的电子部件安装于电路基板16。
[0068]
在下一工序中，进行使用与全固体电池13的正极连接的端子tc和负极端子tb对全固体电池13进行充电而使全固体电池13活化的初始充电所涉及的处理。需要指出，在进行该工序时，也可以进行将电力线plc及从电力线plc导出的端子tc以与充放电控制开关14的连接方式对应的方式在电路基板16上图案化的处理。
[0069]
在下一工序中，进行使端子tc变得无法使用的处理。
[0070]
[效果]
[0071]
根据以上说明的本实施方式涉及的全固体电池模块100，例如能够得到以下的效果。
[0072]
在通过回流焊等将全固体电池13安装于电路基板16时，由于全固体电池13为不具有电位的状态，因此，能够防止对其他电子部件造成不良影响。另外，安装时不需要使全固体电池13深放电，能够防止全固体电池13劣化。
[0073]
对于以不具有电位的状态安装于电路基板16的全固体电池13，能够进行使该全固体电池13活化的初始充电。
[0074]
在初始充电之后，施加使端子tc变得无法使用的处理，因而能够防止使用端子tc进行再充电(不经由作为保护电路的充放电控制开关14的充电)、用户误触碰端子tc、等等。因此，能够一面确保全固体电池模块100、适用全固体电池模块100的电子设备的安全性，一面开始使用。
[0075]
[应用例]
[0076]
本发明涉及的全固体电池模块100能够搭载于各种电子设备、电动工具、电动车辆等或者用于向其供给电力。
[0077]
对具体的应用例进行说明。例如，上述全固体电池模块能够作为具有便携信息终端的功能的可穿戴设备、就是所谓的可穿戴终端的电源进行使用。作为可穿戴终端，例如可举出手表型终端、眼镜型终端等，但并不限定于此。
[0078]
图5示出内置有全固体电池模块的可穿戴终端的一例。如图5所示，应用例涉及的可穿戴终端630是手表型终端，在其内部具有电池组632。作为电池组632，能够适用本发明涉及的全固体电池模块。可穿戴终端630能够由用户佩戴而进行使用。可穿戴终端630也可以是能够变形的柔性的终端。
[0079]
如图6所示，应用例涉及的可穿戴终端630具备电子设备主体的电子电路631和电池组632。电池组632与电子电路631电连接。可穿戴终端630例如具有用户对电池组632拆装自由的构成。需要指出，可穿戴终端630的构成并不限定于此，也可以具有电池组632内置于可穿戴终端630内以使用户无法将电池组632从可穿戴终端630卸下的构成。
[0080]
在电池组632充电时，电池组632的正极端子634a、负极端子634b分别与充电器(未图示)的正极端子、负极端子连接。另一方面，在电池组632放电时(使用可穿戴终端630时)，电池组632的正极端子634a、负极端子634b分别与电子电路631的正极端子、负极端子连接。
[0081]
(电子电路)
[0082]
电子电路631例如具备cpu、外围逻辑部、接口部以及存储部等，对可穿戴终端630整体进行控制。
[0083]
(电池组)
[0084]
电池组632具备全固体电池单元610(实施方式中的全固体电池13)和充放电电路633。
[0085]
在本应用例中，示出了将本发明涉及的全固体电池模块适用作为电池组632的例子，但也可以将本案涉及的全固体电池模块搭载于电子设备主体的电子电路631。
[0086]
＜变形例＞
[0087]
以上，对本发明的一实施方式进行了具体说明，但本发明的内容并不限定于上述实施方式，能够进行基于本发明的技术构思的各种变形。
[0088]
图4示出变形例涉及的全固体电池模块(全固体电池模块100a)的构成例。在上述一实施方式中，充放电控制开关14与电力线pla连接，但也可以连接于电力线plb上。于是，电力线plc也可以连接在充放电控制开关14与全固体电池13的负极之间。端子tc经由电力线plc而被导出。通过这一全固体电池模块100a的构成，也能够得到与一实施方式同样的效果。
[0089]
上述实施方式、变形例中说明的事项能够适当地组合。另外，实施方式中说明的材料、工序等只不过是一个例子，本发明的内容并不限定于所例示的材料等。
[0090]
附图标记说明
[0091]
12
…
保护ic
[0092]
13
…
全固体电池
[0093]
14
…
充放电控制开关
[0094]
16
…
电路基板
[0095]
100
…
全固体电池模块
[0096]
pla、plb、plc
…
电力线
[0097]
tc
…
端子。