JP2001126686A

JP2001126686A - 扁平電池のパック構造

Info

Publication number: JP2001126686A
Application number: JP30415399A
Authority: JP
Inventors: Ryuta Takeishi; 龍太武石
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 1999-10-26
Publication date: 2001-05-11

Abstract

(57)【要約】【課題】薄型で、搭載機器との間で接触状態も安定化
する扁平電池のパック構造を提供する。【解決手段】１枚の外装材を２つ折りにして成り、そ
の折曲部以外の３箇所の周縁部４Ａ₁，４Ａ₂，４Ａ₃が
封止構造になっている外装材４の中に、正極タブと負極
タブを有する発電要素が封入され、一側の前記周縁部４
Ａ₁からは正極タブ１ａと負極タブ２ａとが引き出され
ている扁平電池Ｂｏと、正極タブ１ａおよび負極タブ２
ａに電気的に接続された回路基板６とが、下ケース５ａ
と上ケース５ｂから成る筐体５の中に収容されている扁
平電池のパック構造において、外装材４両側に位置する
２つの周縁部４Ａ₂，４Ａ₃は扁平電池Ｂｏの厚み方向に
折曲されて電池側部と重ね合わされ、かつ一側の周縁部
４Ａ₁の方に延在している前記２つの周縁部４Ａ₂，４Ａ
₃の部分４ａ₂，４ａ₃は切除されており、また、一側の
周縁部４Ａ₁と上ケース５ｂの内面とが形成する空隙部
７に回路基板６の一部または全部が配置されている扁平
電池のパック構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は扁平電池を筐体内に
収容した扁平電池のパック構造に関し、更に詳しくは、
筐体内における死空間を少なくして小型化，軽量化を実
現した扁平電池のパック構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯電話やビデオカメラなどの各
種電子機器の小型化，軽量化が進んでいることに伴い、
それらの駆動電源に対しては、高エネルギー密度化など
の電池特性の向上に加え、更なる小型化，軽量化への要
望が強まっている。すなわち、二次電池に対しては小型
化への要望は非常に強く、とりわけ薄型化への要望は顕
著である。

【０００３】このような要望に応えるべく、例えばＬｉ
イオン二次電池の場合、電解質としてポリマー固体電解
質のフィルムを用いたフィルム状二次電池（扁平電池）
の開発研究が進められている。そのような扁平電池の１
例を図面に則して説明する。まず、図５で示したよう
に、例えば厚み２０〜４０μｍ程度のＡｌ箔１の片面の
うち、舌片形状をした正極タブ１ａを除いた部分に例え
ばＬｉＣｏＯ₂を活物質とする正極合剤１ｂを塗布して
正極を製造し、例えば厚み２０〜４０μｍ程度のＣｕ箔
２の片面のうち、舌片形状をした負極タブ２ａを除いた
部分に炭素材料を含む合剤２ｂを塗布して負極を製造
し、これら正極と負極の間に、例えばフィルム状の高分
子マトリックスを含Ｌｉイオン電解液で膨潤せしめたゲ
ル状電解質３を挟持し、全体を重ね合わせることにより
平面視形状が通常は矩形になっている発電要素Ａを製造
する。

【０００４】ついで、幅寸法は発電要素Ａの幅寸法より
も大きく、また長さ寸法は発電要素Ａの長さ寸法の２倍
値以上であり、例えばＡｌラミネートフィルムから成る
１枚の外装材４を２つ折りにして前記発電要素Ａを包み
込む（図６）。そして、外装材の折曲部以外の箇所、換
言すれば発電要素Ａの上面側を被包する外装材部分の周
縁部と発電要素Ａの下面側を被包する外装材部分の周縁
部、すなわち、発電要素Ａの外方に張り出している３箇
所の周縁部を熱融着する。

【０００５】このとき、一方の外装材部分（図６では上
方の外装材部分）のみを加圧して熱融着処理することに
より、図７と図７のVIII−VIII線に沿う断面図である図
８で示した構造の扁平電池Ｂが得られる。すなわち、こ
の扁平電池Ｂでは、外装材４の３箇所の周縁部４Ａ₁，
４Ａ₂，４Ａ₃はいずれも封止構造となっており、内部に
は発電要素Ａが封入され、一側の周縁部４Ａ₁からは正
極タブ１ａと負極タブ２ａが引き出されている。そし
て、これら正極タブと負極タブは、図８で示したよう
に、発電要素Ａの下側に位置する外装材部分と略面一の
状態で引き出されている。

【０００６】このような構造の扁平電池Ｂの場合、用い
る各部材の厚みや外形寸法によっても異なってくるが、
全体の厚みは概ね２.５〜５mm程度であり、また封止構
造の周縁部４Ａ₁，４Ａ₂，４Ａ₃の幅寸法は概ね３〜６m
m程度になっている。この扁平電池Ｂは全体の厚みが薄
く、また若干の可撓性を備えていて外力を加えるとたわ
みやすく、しかも、発電要素Ａを収容する外装材はＡｌ
ラミネートフィルムのような外傷を受けて破損しやすい
材料であるため、通常は適度の強度を有する保護筐体の
中に収容してパック構造にした状態で実使用に供され
る。

【０００７】例えば、図９で示したように、下ケース５
ａと上ケース５ｂとから成る分割構造の筐体５の下ケー
ス５ａの中に扁平電池Ｂを配置し、その上から上ケース
５ｂをかぶせてそれを下ケース５ａに組み付けることに
よりパック構造Ｃが形成される。電池の配置に際して
は、図９で示したように、外装材の両側に位置する周縁
部４Ａ₂，４Ａ₃を電池Ｂの長手方向に沿って上方に折曲
し、それらを電池側部に重ね合わせる。このとき、これ
ら両側の周縁部４Ａ₂，４Ａ₃を折曲すると、周縁部４Ａ
₁の方に延在する周縁部４Ａ₂，４Ａ₃の部分４ａ₂，４ａ
₃によって、周縁部４Ａ₁の側部には衝立形状が形成され
る。

【０００８】そして、周縁部４Ａ₁から引き出されてい
る正極タブ１ａと負極タブ２ａには、電池温度のモニタ
や充放電電流の制御を行って扁平電池Ｂを保護するため
の回路部品が実装されている回路基板６が接続され、当
該回路基板６の一部または全部は、下ケース５ａと上ケ
ース５ｂを組み付けたときに前記した衝立形状４ａ₂，
４ａ₃と周縁部４Ａ₁と電池本体が形成する空隙部７の中
に配置される。

【０００９】その場合、従来は、回路基板６を前記空隙
部７に配置したのち、図１０で示したように上面に２枚
のタブリード６ａ，６ｂが実装されている回路基板６を
用い、それぞれのタブリード６ａ，６ｂを、周縁部４Ａ
₁から引き出されている正極タブと負極タブに例えば超
音波溶接したのち、図１０の仮想線で示したように、全
体を上方に屈曲して回路基板６の上部空間内に収容して
いる。

【００１０】なお、回路基板６には、通常、その上面に
所定の回路部品が実装されてそれらを樹脂モールドした
実装モールド部（図示しない）が形成されており、また
裏面には正極リード，負極リード、および温度センサリ
ードの３個のリード部（図示しない）が形成されてお
り、この回路基板６が配置されたときにこのリード部が
筐体から外部に表出するように、下ケース５ａの対応箇
所には３個の窓５ｃが形成されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記したパ
ック構造Ｃの全体に対しても、そこに収容されている扁
平電池Ｂの小型化，軽量化を生かすために、小型化，軽
量化の実現が求められている。その場合、小型化を進め
ればそれに対応してパック構造の軽量化も進むという関
係にある。

【００１２】また、このパック構造Ｃを例えば携帯電話
に搭載した場合、パック構造から表出しているリード部
（図示しない）と携帯電話のコネクタ部との間の接触状
態が安定しているということも重要な問題である。しか
しながら、上記した課題を考えると、図９で示したパッ
ク構造Ｃには次のような問題がある。

【００１３】まず、扁平電池Ｂには、一側の周縁部４Ａ
₁の方に両側の周縁部４Ａ₂，４Ａ₃を折曲することによ
りその高さは当該周縁部４Ａ₂，４Ａ₃の幅寸法と同じで
ある衝立形状４ａ₂，４ａ₃が形成されているので、これ
らによって形成されている空隙部７の部分を収容するた
めにも、この空隙部の位置に対応する箇所における筐体
の部分もまた厚くすることが必要になる。

【００１４】そして、扁平電池Ｂの正・負極タブと回路
基板６のタブリードとのそれぞれの先端を溶接して成る
２枚のリード片は図１０で示したように屈曲して回路基
板６の上方に収容されているので、厚み方向における収
容スペースを比較的大きくとってこれら２枚のリード片
が折損しないようにすることが必要となるため、電池全
体の厚みを厚くして周縁部４Ａ₁上の厚みスペース、す
なわち空隙部７の厚みスペースをかなりとることが必要
となってくる。しかも、２枚のリード片に対しては、そ
れらが、回路基板上の実装部品とショートしないような
絶縁処理を施すことも必要になる。

【００１５】また、例えば携帯電話のコネクタ部との接
触状態の安定化を考えると、パック構造における回路基
板のリード部が表出している部分、すなわち空隙部７に
相当する部分を薄くし、またコネクタ部を噛み込み構造
にして、パック構造の上記部分を上記コネクタ部に噛み
込ませて両者を固定することが好適であるが、前記した
パック構造Ｃの場合、その噛み込み箇所はある高さを有
する衝立形状４ａ₂，４ａ₃の関係で薄くできないという
問題がある。

【００１６】本発明は、図９で示した従来のパック構造
Ｃにおける上記した問題を解決し、まず、前記した空隙
部７の部分を薄くした構造であり、更には、扁平電池の
正・負極タブと回路基板を、１枚の当該正・負極タブだ
けで電気的に接続した構造になっている扁平電池のパッ
ク構造の提供を目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明においては、１枚の外装材を２つ折りに
して成り、その折曲部以外の３箇所の周縁部が封止構造
になっている外装材の中に、正極タブと負極タブを有す
る発電要素が封入され、一側の前記周縁部からは正極タ
ブと負極タブとが引き出されている扁平電池と、前記正
極タブおよび前記負極タブに電気的に接続された回路基
板とが、筺体の中に収容されている扁平電池のパック構
造において、前記外装材の両側に位置する２つの周縁部
は前記扁平電池の厚み方向に折曲されて電池側部と重ね
合わされ、かつ前記一側の周縁部の方に延在している前
記２つの周縁部の部分は切除されており、また、前記一
側の周縁部と前記筺体の内面とが形成する空隙部に前記
回路基板の一部または全部が配置されていることを特徴
とする扁平電池のパック構造が提供される。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明のパック構造Ｃｏで使用す
る扁平電池Ｂｏは、図１と図２で示したように、図９で
示した扁平電池Ｂにおける衝立形状４ａ₂，４ａ₃の一部
が切除されている扁平電池である。そして、正・負極タ
ブと回路基板６との接続は、図３で示したように、空隙
部７に回路基板６を配置し、また正極タブと負極タブの
先端面に例えば銅箔チップ２ｃを超音波溶接したのち正
極タブと負極タブ２ａを図３の仮想線で示したように上
方に屈曲し、ついで、この銅箔チップ２ｃを回路基板上
に実装されているリード端子６ｃに例えばはんだづけし
た構造になっている。したがって、パック構造Ｃの場合
のように２枚のリード片を屈曲して接続をとる構造では
ないので、空隙部７の厚み方向における接続部のスペー
スは小さくなる。逆に言えば、上ケース５ｂと回路基板
上面との空隙部の厚みは大きくなる。

【００１９】また、扁平電池Ｂｏの周縁部４Ａ₁の側部
には衝立形状がなく、しかも上記したように、周縁部４
Ａ₁に配置された回路基板上の空隙部７の厚みも大きく
なっているので、パック構造Ｃｏの上ケース５ｂは当該
空隙部に相当する箇所の厚みを薄くした形状にすること
ができる。すなわち、図１で示したように、外形が厚み
方向で段差形状になっている上ケース５ｂである。

【００２０】したがって、組み立てられた本発明のパッ
ク構造Ｃｏの場合、例えば携帯電話に搭載したときに、
上記段差形状の薄肉部分をそのコンタクト部に噛み込ま
せることができ、もって両者の接触状態を安定化するこ
とができる。なお、以上の説明では、衝立形状４ａ₂，
４ａ₃の切除形状が略長方形である場合を示したが、こ
の切除形状は、図４で示したように、三角形形状であっ
てもよい。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
扁平電池のパック構造は、扁平電池の正・負極タブが引
き出されている構造の周縁部と筐体とが形成する空隙部
に、回路基板の一部または全部を収容した構造になって
いるので、筐体の内部空間は有効利用されていると同時
に、その封止構造の周縁部の側部に衝立形状が形成され
ていないので、筐体におけるその部分の厚みを全体とし
て薄くすることができ、もって、全体として薄型化し、
かつ例えば携帯電話に搭載した場合には相手コンタクト
部との接触状態が安定化する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のパック構造Ｃｏを示す分解斜視図であ
る。

【図２】本発明で用いる扁平電池Ｂｏの周縁部４Ａ₁付
近を示す側面図である。

【図３】図２の周縁部４Ａ₁に回路基板を配置した状態
を示す側面図である。

【図４】本発明で用いる扁平電池の別の周縁部付近を示
す側面図である。

【図５】発電要素Ａを示す分解斜視図である。

【図６】外装材を２つ折りにして発電要素Ａを被包した
状態を示す斜視図である。

【図７】外装材の３箇所の周縁部を熱融着した状態を示
す斜視図である。

【図８】図７のVIII−VIII線に沿う断面図である。

【図９】従来のパック構造Ｃを示す分解斜視図である。

【図１０】従来の扁平電池Ｂに回路基板を配置した状態
を示す側面図である。

【符号の説明】

１Ａｌ箔１ａ正極タブ１ｂ正極活物質２Ｃｕ箔２ａ負極タブ２ｂ炭素材料を含む合剤２ｃ銅箔チップ３固体電解質４Ａｌラミネートフィルム（外装材）４Ａ₁，４Ａ₂，４Ａ₃ 封止構造の周縁部４ａ₂，４ａ₃ 衝立形状５筐体５ａ下ケース５ｂ上ケース５ｃ窓６回路基板６ａ，６ｂタブリード６ｃ回路基板６のリード端子７空隙部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】１枚の外装材を２つ折りにして成り、そ
の折曲部以外の３箇所の周縁部が封止構造になっている
外装材の中に、正極タブと負極タブを有する発電要素が
封入され、一側の前記周縁部からは正極タブと負極タブ
とが引き出されている扁平電池と、前記正極タブおよび
前記負極タブに電気的に接続された回路基板とが、筺体
の中に収容されている扁平電池のパック構造において、前記外装材の両側に位置する２つの周縁部は前記扁平電
池の厚み方向に折曲されて電池側部と重ね合わされ、か
つ前記一側の周縁部の方に延在している前記２つの周縁
部の部分は切除されており、また、前記一側の周縁部と
前記筺体の内面とが形成する空隙部に前記回路基板の一
部または全部が配置されていることを特徴とする扁平電
池のパック構造。