JP2001256936A

JP2001256936A - 電池パック

Info

Publication number: JP2001256936A
Application number: JP2000067496A
Authority: JP
Inventors: Masaaki Mita; 雅昭三田; Takanari Kaneko; 能也金子
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2000-03-10
Filing date: 2000-03-10
Publication date: 2001-09-21
Anticipated expiration: 2020-03-10
Also published as: JP3799942B2

Abstract

(57)【要約】【課題】配線の接続強度が高く、耐衝撃性に優れた電
池パックを提供することを目的とする。【解決手段】複数の電池単体５０の積層体の端面に沿
ってプリント配線基板６０が配置される。このプリント
配線基板６０には二次電池用保護回路が実装されてい
る。リード２１に配線７０の後端がめがね端子８０を介
して固着される。配線７０の先端はコネクタ９０を介し
てプリント配線基板６０に接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電池パックに係り、
特にプリント配線基板と配線との接続構造を改良した電
池パックに関する。詳しくは、携帯機器に用いるのに好
適な電池パックに間する。

【０００２】

【従来の技術】近年、携帯用無線電話装置、携帯用パー
ソナルコンピュータ、携帯用ビデオカメラ等の携帯電子
機器の小型化に伴って、高エネルギー密度を有しかつ軽
量性に優れたリチウムイオン電池等の二次電池が実用化
されている。

【０００３】このリチウムイオン二次電池を所定の電池
電圧以上に過充電すると、負極上でのリチウム金属の析
出、正極活物質の分解、有機電解液の分解等が起こり、
正負極の短絡、電池性能の劣化等の原因となる。逆に、
リチウムイオン二次電池を所定の電池電圧以下に過放電
すると、負極集電体の金属がイオン化して有機電解液中
に溶出し、集電機能の劣化及び負極活物質の脱落による
容量低下の原因となる。

【０００４】そこで、リチウムイオン二次電池の過充電
及び過放電を防止するために、保護回路を実装したプリ
ント配線基板が電池パックに組み込まれている。例え
ば、保護回路及び二次電池を樹脂等からなるモールドケ
ースに収納した電池パック（バッテリパック）が知られ
ている。この電池パックでは、保護回路が実装されたプ
リント基板を二次電池の側部に配置してモールドケース
内に収納すると共に、放電端子、充電端子及び共通端子
をモールドケース内に設け、二次電池の正極端子及び負
極端子、プリント基板上の保護回路、放電端子、充電端
子及び共通端子を複数のタブを用いてハンダ付けにより
接続している。

【０００５】特開平８−３１４６０号、特開平１１−１
２６５８５号には、このプリント配線基板と電池要素と
を配線（ケーブルと称されることもある。）で接続する
ことが記載されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】タブと端子とをハンダ
付けにより接続したものにあっては、電池パックが衝撃
（例えば携帯機器の落下衝撃）を受けたときにハンダが
剥れるおそれがある。

【０００７】特開平８−３１４６０号及び特開平１１−
１２６５８５号には、配線を電池端子やプリント配線基
板に対してどのように接続するかについての開示はな
く、図面の記載からは配線は恐らくはハンダ付けにより
接続されているものと見られる。このようにハンダ付け
により接続されたリチウム二次電池においても、衝撃に
より接続が外れ易い。

【０００８】本発明は、配線とプリント配線基板との接
続強度が高く、しかも組み立ても容易な電池パックを提
供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の電池パックは、
それぞれ正極端子及び負極端子を有した複数個の電池要
素と、プリント配線基板と、該プリント配線基板と前記
正極端子及び負極端子とを電気的に接続する配線とを備
えてなる電池パックにおいて、該配線の一端又は途中に
コネクタが設けられていることを特徴とするものであ
る。

【００１０】かかる電池パックにあっては、配線の一端
又は途中にコネクタを設けており、電池要素とプリント
配線基板との接続作業性が良好であり、また、このコネ
クタは衝撃が加えられても外れることはない。

【００１１】本発明では、コネクタの第１の結合部をプ
リント配線基板に固着し、第２の結合部を配線の一端に
設け、これらの結合部を連結させるのが好ましい。ま
た、配線の他端を端子に対し接続金具のカシメ等の塑性
変形により接続するのが好ましい。それらの結果、製造
をより容易にし、且つ短絡や断線を有効に防止できる。

【００１２】本発明では、コネクタを正極端子側と負極
端子側とで別々に設けることが好ましい。その結果、コ
ネクタでの短絡を有効に防止できる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して実施の形態
に係る電池について説明する。図１，２はそれぞれ実施
の形態に係る電池パックの分解斜視図、図３は実施の形
態における配線と電池のリードとの接続構造の説明図で
ある。

【００１４】図１において、複数個（図示では５個）の
平板状の電池単体５０が厚さ方向に積層されており、こ
の電池単体５０の積層体の一端面に沿うようにプリント
配線基板６０が配置される。このプリント配線基板６０
には二次電池用保護回路が実装されている。各電池単体
５０は、後述するように電池要素を外装材で被包したも
のであり、電池要素に連なる正極リード２１及び負極リ
ード２１が外装材の外部に引き出されている。

【００１５】このリード２１に配線７０の後端が図３の
ようにめがね端子８０と称される金属製接続チップ金具
を介して固着されている。なお、このめがね端子８０は
周知のものであり、一端側の円筒部８１に配線７０が差
し込まれ、この円筒部８１をカシメることにより配線７
０とめがね端子８０とが固着される。めがね端子８０の
他端側には孔８２が設けられており、リード２１の孔８
３と該孔８２とにリベット８４が挿入され、該リベット
８４の先端をカシメることによりめがね端子８０とリー
ド２１とが固着される。

【００１６】配線７０の先端側はプリント配線基板６０
に対しコネクタ９０を介して接続される。このコネクタ
９０は、プリント配線基板６０に固着された第１の結合
部９１と配線７０の先端が固着された第２の結合部９２
とを有する。これらの結合部９１，９２は雄形金具又は
雌形金具と、これらの金具をモールドしたそれぞれ合成
樹脂製の樹脂成形体とからなる。

【００１７】第１の結合部９１の金具は、例えば、ハン
ダ付け等によりプリント配線基板６０上のプリント配線
に電気的に接続され、且つ、物理的にも堅固に固着され
ている。ただし、さらにこの結合部９１はポッティング
等の樹脂モールドにより該基板６に固着されていてもよ
い。配線７０は第２の結合部９２の金具に対しハンダ付
け等により電気的に接続され、この接続部分を覆うよう
に樹脂成形体中がモールドされている。

【００１８】このように、配線７０はめがね端子８０の
カシメによりリード２１に堅固に接続されると共に、コ
ネクタ９０を介してプリント配線基板６０に堅固に接続
される。従って、この電池単体５０、プリント配線基板
６０、配線７０及びコネクタ９０を例えば合成樹脂フィ
ルム等によって被包してなる電池パックの耐衝撃性はき
わめて高いものとなる。

【００１９】なお、電池パックは、合成樹脂フィルムに
よって被包されていてもよく、また合成樹脂ケースに納
められても良く、さらには合成樹脂モールドされてもよ
い。

【００２０】図１では、１個の電池単体５０に対し１個
のコネクタ９０を接続しているが、図２のように複数の
電池単体に対し共通の第２の結合部９４を接続し、これ
を共通の第１の結合部９３に接続しても良い。その結
果、コネクタの数を減らすことができる。

【００２１】また、図１においては、１つの電池単体５
０に対して正極リード２１と負極リード２１との共通の
１つのコネクタ９１が設けられているが、本発明におい
ては、図１７のように、正極リード用のコネクタと負極
用のコネクタとが別々に設けられていてもよい。図１７
は、本発明の他の実施の形態に係る電池パックの分解斜
視図である。図１７において、図１と同じ符号は同じも
のを表す。図１７では、正極リード用のコネクタ９１Ａ
と負極用のコネクタ９１Ｂとが別々に設けられている。
その結果、衝撃等によってコネクタで正極の配線と負極
の配線とが接触して短絡することを有効に防止できる。
また、図１７においては、複数の電池単体で共通の正極
リード用のコネクタと共通の負極リード用のコネクタと
が設けられている。その結果、コネクタの数を減らすこ
とが可能となり、製造の手間及び製造コストを低減する
ことができる。

【００２２】なお、上記の電池単体５０は直列に接続さ
れても良く、並列に接続されても良いが、電池容量を増
大させるために並列に接続されることが多い。

【００２３】以下、上記の電池単体の好適な形態につい
て説明する。

【００２４】図４は、この電池単体の分解斜視図、図５
はこの電池単体の要部の断面図、図６は電池要素の概略
的な斜視図、図７は電池単体の斜視図である。

【００２５】この電池単体は、電池要素１を外装材２の
凹部２ａに収容した後、必要に応じ電池要素１の端子部
（タブ４ａ，４ｂ）付近にエポキシ樹脂等の絶縁材料５
を注入し、その後外装材３を外装材２に被せ、真空封止
により外装材２，３の周縁部２ａ，３ａを接合したもの
である。

【００２６】図４の通り、外装材２は平板状である。外
装材３は方形箱状の凹部よりなる収容部３ｂと、この収
容部３ｂの４周縁からフランジ状に外方に張り出す周縁
部３ａとを有した浅い無蓋箱状のものである。

【００２７】図６の通り、電池要素１は、複数の単位電
池要素を積層したものである。この単位電池要素から
は、タブ４ａ又は４ｂが引き出されている。正極からの
各タブ４ａ同士は束ねられて（即ち、相互に重ね合わさ
れ）、正極リード２１が接合されている。負極からのタ
ブ４ｂ同士も束ねられ、負極リード２１が接合されてい
る。

【００２８】外装材３の収容部３ｂ内に電池要素１が収
容され、絶縁材料５がタブ４ａ，４ｂ付近に注入され、
好ましくは硬化される前に、外装材２が被せられる。電
池要素１から延出した１対のリード２１は、それぞれ外
装材２，３の１辺部の周縁部２ａ，３ａ同士の合わせ面
を通って外部に引き出される。その後、減圧（好ましく
は真空）雰囲気下で外装材２，３の４周縁の周縁部２
ａ，３ａ同士が熱圧着、超音波溶着などの手法によって
気密に接合され、電池要素１が外装材２，３内に封入さ
れる。

【００２９】周縁部２ａ，３ａ同士が接合されることに
より、接合片部４Ａ，４Ｆ，４Ｇが形成される。この接
合片部４Ａ，４Ｆ，４Ｇは、電池要素１を被包している
被包部４Ｂから外方に張り出している。そこで、この接
合片部４Ａ，４Ｆ，４Ｇを被包部４Ｂに沿うように折曲
し、接着剤や接着テープ（図示略）等によって被包部４
Ｂの側面に留め付けられる。

【００３０】上記の絶縁材料５としては、エポキシ樹脂
やアクリル樹脂などの合成樹脂が好適である。なお、こ
の絶縁材料５は省略されてもよい。絶縁材料５は、通常
流動性を有する未硬化の状態で端子部に供給され、しか
る後硬化される。

【００３１】図４では、外装材２，３が別体となってい
るが、本発明では、図８のように外装材２，３が一連一
体となっていても良い。図８では、外装材３の一辺と外
装材２の一辺とが連なり、外装材２が外装材３に対し屈
曲可能に連なる蓋状となっている。この外装材２，３が
連なる一辺から、収容部３ｂの凹部が形成されており、
この一辺においては接合片部が形成されていない以外は
接合片部と同一の構成のものとなる。

【００３２】図４，８では、収容部３ｂを有した外装材
３と平板状の外装材２とが示されているが、本発明では
図９のように、それぞれ浅箱状の収容部６ｂ、７ｂと、
該収容部６ｂ、７ｂの４周縁から張り出す周縁部６ａ，
７ａとを有した外装材６，７によって電池要素１を被包
してもよい。図９では、外装材６，７が一連一体となっ
ているが、前記図１と同様にこれらは別体となっていて
もよい。

【００３３】本発明では、図１０のように１枚の平たい
シート状の外装材８を中央辺８ａに沿って２ツ折り状に
折り返して第１片８Ａと第２片８Ｂとの２片を形成し、
これら第１片８Ａと第２片８Ｂとの間に電池要素１を介
在させ、図１１の如く、第１片８Ａと第２片８Ｂの周縁
部８ｂ同士を接合して電池要素１を封入してもよい。

【００３４】このように構成された本発明の電池にあっ
ては、端子部（タブ４ａ，４ｂ）に絶縁材料５が充填さ
れているので、端子部における短絡が防止される。

【００３５】なお、この実施の形態にあっては、折曲さ
れた接合片部を被包部に沿わせ、接着剤や接着テープで
固定しているため、電池の側面の強度、剛性が高い。も
ちろん、折曲された接合片部や張出片が被包部から離反
することも防止される。また、電池の側面の強度、剛性
が高いので、側面に衝撃を受けた場合でも、活物質に剥
れが生じることが防止される。

【００３６】この電池要素は、正極及び負極を有する平
板状の単位電池要素を厚さ方向に複数積層してなる平板
積層型電池要素である。本発明は、特にリチウム二次電
池に適用するのに好適であるので、以下に上記の電池要
素をリチウム二次電池要素とした場合の好適な構成につ
いて説明する。

【００３７】図１２は、このリチウム二次電池要素の単
位電池要素の好適な一例を示すものである。この単位電
池要素は、正極集電体２２、正極活物質２３、スペーサ
（電解質層）２４、負極活物質２５、負極集電体２６を
積層したものである。通常、正極活物質２３は正極集電
体２２の片面上に結着され、負極活物質２５は負極集電
体２６の片面上に結着されている。

【００３８】この単位電池要素を複数個積層して電池要
素とするのであるが、この積層に際しては、正極を上側
とし負極を下側とした順姿勢（図１２）の単位電池要素
と、これとは逆に正極を下側とし負極を上側とした逆姿
勢（図示略）の単位電池要素とを交互に積層する。即
ち、積層方向に隣り合う単位電池要素は同極同士を（即
ち、正極同士及び負極同士）が対面するように積層され
る。

【００３９】この単位電池要素の正極集電体２２からは
正極タブ４ａが延設され、負極集電体２６からは負極タ
ブ４ｂが延設されている。

【００４０】図１２のように正極集電体と負極集電体と
の間に正極活物質、スペーサ及び負極活物質を積層した
単位電池要素の代わりに、図１３に示すように、正極集
電体１５ａ又は負極集電体１５ｂを芯材としてその両面
に正極活物質１１ａ又は負極活物質１２ａを積層してな
る正極１１、負極１２を準備し、この正極１１と負極１
２とを図１１の如くスペーサ（電解質層）１３を介して
交互に積層して単位電池要素としてもよい。この場合
は、１対の正極１１と負極１２との組み合わせ（厳密に
は正極１１の集電体１５ａの厚み方向の中心から負極１
２の集電体１５ｂの厚み方向の中心まで）が単位電池要
素に相当する。

【００４１】正極集電体１５ａ，２２としてはアルミニ
ウム、ステンレス、ニッケル等の金属箔が使用でき、特
にアルミニウムが好適であり、負極集電体１５ｂ，２６
としては、銅、ステンレス、ニッケルなどの金属箔が使
用でき、特に銅が好適である。集電体の厚みは１〜３０
μｍ程度が好ましい。

【００４２】正極活物質としては、リチウムイオンを吸
蔵・放出可能であれば無機化合物でも有機化合物でも使
用できる。無機化合物として、遷移金属酸化物、リチウ
ムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属硫化物、具体的
には、ＭｎＯ、Ｖ_２Ｏ_５、Ｖ _６Ｏ１_１３、ＴｉＯ_２等の
遷移金属酸化物、ニッケル酸リチウム、コバルト酸リチ
ウム、マンガン酸リチウムなどのリチウムと遷移金属と
の複合酸化物、ＴｉＳ _２、ＦｅＳ、ＭｏＳ_２などの遷移
金属硫化物等が挙げられる。これらの化合物はその特性
を向上させるために部分的に元素置換したものであって
もよい。有機化合物としては、例えばポリアニリン、ポ
リピロール、ポリアセン、ジスルフィド系化合物、ポリ
スルフィド系化合物が挙げられる。正極活物質は、これ
らの無機化合物、有機化合物を混合して用いてもよい。
特に好ましいものは、コバルト、ニッケル及びマンガン
からなる群から選ばれる少なくとも１種の遷移金属とリ
チウムとの複合酸化物である。

【００４３】正極活物質の粒径は、それぞれ電池の他の
構成要素との兼合で適宜選択すればよいが、通常１〜３
０μｍ、特に１〜１０μｍとするのが初期効率、サイク
ル特性等の電池特性が向上するので好ましい。

【００４４】負極活物質としては、通常、グラファイト
やコークス等の炭素系物質が挙げられる。この炭素系物
質は、金属、金属塩、酸化物などとの混合体や、被覆体
の形態として用いてもよい。負極活物質としては、ケイ
素、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ニッケル等の酸化物や硫
酸塩、金属リチウム、Ｌｉ−Ａｌ、Ｌｉ−Ｂｉ−Ｃｄ、
Ｌｉ−Ｓｎ−Ｃｄ等のリチウム合金、リチウム遷移金属
窒化物、シリコン等も使用できる。好ましくは、容量の
面からグラファイト又はコークスである。負極活物質の
平均粒径は、初期効率、レイト特性、サイクル特性など
の電池特性の向上の観点から、通常１２μｍ以下、好ま
しくは、１０μｍ以下とする。この粒径が大きすぎると
電子伝導性が悪化する。また、通常は０．５μｍ以上、
好ましくは７μｍ以上である。

【００４５】これらの正極活物質及び負極活物質を集電
体上に結着させるために、バインダーを使用することが
好ましい。バインダーとしてはシリケート、ガラスのよ
うな無機化合物や、主として高分子からなる各種の樹脂
が使用できる。樹脂としては、例えば、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ−１，１−ジメチルエチレンなど
のアルカン系ポリマー；ポリブタジエン、ポリイソプレ
ンなどの不飽和系ポリマー；ポリスチレン、ポリメチル
スチレン、ポリビニルピリジン、ポリ−Ｎ−ビニルピロ
リドンなどの環を有するポリマー；ポリメタクリル酸メ
チル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチ
ル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポ
リアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミド
などのアクリル系ポリマー；ポリフッ化ビニル、ポリフ
ッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ
素系樹脂；ポリアクリロニトリル、ポリビニリデンシア
ニドなどのＣＮ基含有ポリマー；ポリ酢酸ビニル、ポリ
ビニルアルコールなどのポリビニルアルコール系ポリマ
ー；ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのハロゲ
ン含有ポリマー；ポリアニリンなどの導電性ポリマーな
どが使用できる。また、上記のポリマーなどの混合物、
変性体、誘導体、ランダム共重合体、交互共重合体、グ
ラフト共重合体、ブロック共重合体などであっても使用
できる。

【００４６】活物質１００重量部に対するバインダーの
配合量は好ましくは０．１〜３０重量部、更に好ましく
は１〜１５重量部である。樹脂の量が少なすぎると電極
の強度が低下することがある。樹脂の量が少なすぎると
容量が低下したり、レイト特性が低下したりすることが
ある。

【００４７】正極活物質及び負極活物質中には必要に応
じて導電材料、補強材などの各種の機能を発現する添加
剤、粉体、充填材などを添加しても良い。

【００４８】導電材料としては、上記活物質に適量混合
して導電性を付与できるものであれば特に制限は無い
が、通常、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒
鉛などの炭素粉末や、各種の金属のファイバー、箔など
が挙げられる。添加剤としては、トリフルオロプロピレ
ンカーボネート、ビニレンカーボネート、１，６−Ｄｉ
ｏｘａｓｐｉｒｏ〔４，４〕ｎｏｎａｎｅ−２，７−ｄ
ｉｏｎｅ、１２−クラウン−４−エーテルなどが電池の
安定性、寿命を高めるために使用することができる。補
強材としては、各種の無機、有機の球状、繊維状フィラ
ーなどが使用できる。

【００４９】電極を集電体上に形成する手法としては、
例えば、粉体状の活物質をバインダーと共に溶剤と混合
し、ボールミル、サンドミル、二軸混練機などにより分
散塗料化したものを、集電体上に塗布して乾燥する方法
が好適に行われる。この場合、用いられる溶剤の種類
は、電極材に対して不活性であり且つバインダーを溶解
し得る限り特に制限されず、例えばＮ−メチルピロリド
ン等の一般的に使用される無機、有機溶剤のいずれも使
用できる。

【００５０】また、活物質をバインダーと混合し加熱す
ることにより軟化させた状態で、集電体上に圧着、ある
いは吹き付ける手法によって電極材層を形成することも
できる。さらには活物質を単独で集電体上に焼成するこ
とによって形成することもできる。

【００５１】正極、負極内には通常イオン移動相が形成
される。電極中におけるイオン移動相の占める割合は、
高い方がイオン移動が容易になり、レイト特性上は好ま
しい一方で低い方が容量的には高くなる。好ましくは１
０〜５０体積％である。イオン移動相の材料としては、
後述する電解質相の材料と同様のものが使用できる。

【００５２】正極活物質及び負極活物質の膜厚は容量的
には厚い方が、レイト上は薄い方が好ましい。膜厚は通
常２０μｍ以上、好ましくは、３０μｍ以上、さらに好
ましくは５０μｍ以上、最も好ましくは８０μｍ以上で
ある。正極及び負極膜厚は、通常２００μｍ以下、好ま
しくは１５０μｍ以下である。

【００５３】スペーサ（電解質層）１３，２４は、通
常、流動性を有する電解液や、ゲル状電解質や完全固体
型電解質等の非流動性電解質等の各種の電解質を含む。
電池の特性上は電解液又はゲル状電解質が好ましく、ま
た、安全上は非流動性電解質が好ましい。特に、非流動
性電解質を使用した場合、従来の電解液を使用した電池
に対してより有効に液漏れが防止できるので、後述する
ラミネートフィルムのような形状可変性を有するケース
を使用する利点を最大に生かすことができる。

【００５４】電解質層に使用される電解液は、通常支持
電解質を非水系溶媒に溶解したものである。

【００５５】支持電解質としては、電解質として正極活
物質及び負極活物質に対して安定であり、かつリチウム
イオンが正極活物質或いは負極活物質と電気化学反応を
するための移動をおこない得る非水物質であればいずれ
のものでも使用することができる。具体的にはＬｉＰＦ
_６、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣ
ｌＯ_４、ＬｉＩ、ＬｉＢｒ、ＬｉＣｌ、ＬｉＡｌＣｌ、
ＬｉＨＦ_２、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＳＯ_３ＣＦ_２等のリチウ
ム塩が挙げられる。これらのうちでは特にＬｉＰＦ_６、
ＬｉＣｌＯ_４が好適である。

【００５６】これら支持電解質を非水系溶媒に溶解した
状態で用いる場合の濃度は、０．５〜２．５ｍｏｌ／Ｌ
が好適である。これら支持電解質を溶解する非水系溶媒
は特に限定されないが、比較的高誘電率の溶媒が好適に
用いられる。具体的には、エチレンカーボネート、プロ
ピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチル
カーボネート、エチルメチルカーボネートなどの非環状
カーボネート類、テトラヒドロフラン、２−メチルテト
ラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のグライム類、γ
−ブチルラクトン等のラクトン類、スルフォラン等の硫
黄化合物、アセトニトリル等のニトリル類等の１種又は
２種以上が例示される。

【００５７】これらのうちでは、特にエチレンカーボネ
ート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート
類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エ
チルメチルカーボネートなどの非環状カーボネート類か
ら選ばれた１種又は２種以上の溶媒が好適である。ま
た、これらの溶媒に添加剤などを加えてもよい。添加剤
としては、例えば、トリフルオロプロピレンカーボネー
ト、ビニレンカーボネート、１，６−Ｄｉｏｘａｓｐｉ
ｒｏ〔４，４〕ｎｏｎａｎｅ−２，７−ｄｉｏｎｅ、１
２−クラウン−４−エーテルなどが電池の安定性、寿命
を高める目的で使用できる。

【００５８】電解質層に使用できるゲル状電解質は、通
常、上記電解液を高分子によって保持してなる。即ち、
ゲル状電解質は、通常電解液が高分子のネットワーク中
に保持されて全体として流動性が著しく低下したもので
ある。このようなゲル状電解質は、イオン伝導性などの
特性は通常の電解液に近い特性を示すが、流動性、揮発
性などは著しく抑制され、安全性が高められている。ゲ
ル状電解質中の高分子の比率は好ましくは１〜５０重量
％である。低すぎると電解液を保持することができなく
なり、液漏れが発生することがある。高すぎるとイオン
伝導度が低下して電池特性が悪くなる傾向にある。

【００５９】ゲル状電解質に使用する高分子としては、
電解液と共にゲルを構成しうる高分子であれば特に制限
は無く、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネー
ト、ポリイミドなどの重縮合によって生成されるもの、
ポリウレタン、ポリウレアなどのように重付加によって
生成されるもの、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリ
ル誘導体系ポリマーやポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニ
ル、ポリフッ化ビニリデンなどのポリビニル系などの付
加重合で生成されるものなどがある。好ましい高分子と
しては、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン
を挙げることができる。ここで、ポリフッ化ビニリデン
とは、フッ化ビニリデンの単独重合体のみならず、ヘキ
サフルオロプロピレン等他のモノマー成分との共重合体
をも包含する。また、アクリル酸、アクリル酸メチル、
アクリル酸エチル、エトキシエチルアクリレート、メト
キシエチルアクリレート、エトキシエトキシエチルアク
リレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、
エトキシエチルメタクリレート、メトキシエチルメタク
リレート、エトキシエトキシエチルメタクリレート、ポ
リエチレングリコールモノメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジ
エチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルア
ミノエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、ア
リルアクリレート、アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロ
リドン、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエ
チレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリ
コールアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリ
レート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリ
エチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレン
グリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコール
ジメタクリレートなどのアクリル系モノマーを重合して
得られるアクリル系ポリマーも好ましく用いることがで
きる。

【００６０】上記高分子の重量平均分子量は、通常１０
０００〜５００００００の範囲である。分子量が低いと
ゲルを形成しにくくなる。分子量が高いと粘度が高くな
りすぎて取り扱いが難しくなる。高分子の電解液に対す
る濃度は、分子量に応じて適宜選べばよいが、好ましく
は０．１〜３０重量％である。濃度が低すぎるとゲルを
形成しにくくなり、電解液の保持性が低下して流動、液
漏れの問題が生じることがある。濃度が高すぎると粘度
が高くなりすぎて工程上困難を生じると共に、電解液の
割合が低下してイオン伝導度が低下しレイト特性などの
電池特性が低下することがある。

【００６１】電解質層として完全固体状の電解質層を用
いることもできる。このような固体電解質としては、こ
れまで知られている種々の固体電解質を用いることがで
きる。例えば、上述のゲル状電解質で用いられる高分子
と支持電解質塩を適度な比で混合して形成することがで
きる。この場合、伝導度を高めるため、高分子は極性が
高いものを使用し、側鎖を多数有するような骨格にする
ことが好ましい。

【００６２】電解質層として、上記電解質を多孔膜等の
多孔性シートに含浸したものを用いてもよい。

【００６３】電解質層の厚みは、通常１〜２００μｍ、
好ましくは、５〜１００μｍである。

【００６４】多孔性シートとしては、具体的には厚さ通
常１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上、また通常２００
μｍ以下、好ましくは１００μｍ以下のものが使用され
る。空隙率は、通常１０〜９５％、好ましくは３０〜８
５％程度である。多孔性シートの材料としては、ポリオ
レフィン又は水素原子の一部もしくは全部がフッ素置換
されたポリオレフィンを使用することができる。具体的
には、ポリオレフィン等の合成樹脂を用いて形成した微
多孔性膜、不織布、織布等を用いることができる。

【００６５】電極の平面形状は任意であり、四角形、円
形、多角形等にすることができる。

【００６６】図１２，１４の通り、集電体２２，２６又
は１５ａ，１５ｂには、通常、リード結合用のタブ４
ａ，４ｂが連設される。電極が四角形であるときは、通
常図６に示すように電極の一辺の一サイド近傍に正極集
電体より突出するタブ４ａを形成し、また、負極集電体
のタブ４ｂは他サイド近傍に形成する。

【００６７】複数の電池要素を積層するのは、電池の高
容量化を図る上で有効であるが、この際、電池要素それ
ぞれからのタブ４ａとタブ４ｂの夫々は、通常、厚さ方
向に結合されて正極と負極のリード結合端子が形成され
る。その結果、大容量の電池要素１を得ることが可能と
なる。

【００６８】タブ４ａ，４ｂには、図５に示すように、
薄片状の金属からなるリード２１が結合される。その結
果、リード２１と電池要素の正極及び負極とが電気的に
結合される。タブ４ａ同士、４ｂ同士の結合及びタブ４
ａ，４ｂとリード２１との結合はスポット溶接等の抵抗
溶接、超音波溶着あるいはレーザ溶接によって行うこと
ができる。

【００６９】本発明においては、上記正極リードと負極
リードの少なくとも一方のリード２１好ましくは両方の
リードとして、焼鈍金属を使用するのが好ましい。その
結果、強度のみならず折れ曲げ耐久性に優れた電池とす
ることができる。

【００７０】リードに使用する金属の種類としては、一
般的にアルミや銅、ニッケルやＳＵＳなどを用いること
ができる。正極のリードとして好ましい材料はアルミニ
ウムである。また、負極のリードとして好ましい材質は
銅である。

【００７１】リード２１の厚さは、通常１μｍ以上、好
ましくは１０μｍ以上、更に好ましくは２０μｍ以上、
最も好ましくは４０μｍ以上である。薄すぎると引張強
度等リードの機械的強度が不十分になる傾向にある。ま
た、リードの厚さは、通常１０００μｍ以下、好ましく
は５００μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下で
ある。厚すぎると折り曲げ耐久性が悪化する傾向にあ
り、また、ケースによる電池要素の封止が困難になる傾
向にある。リードに後述する焼鈍金属を使用することに
よる利点は、リードの厚さが厚いほど顕著である。

【００７２】リードの幅は通常１ｍｍ以上２０ｍｍ以
下、特に１ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度であり、リードの
外部への露出長さは通常１ｍｍ以上５０ｍｍ以下程度で
ある。

【００７３】上記の外装材２，３，６，７，８は、形状
可変性を有することが好ましい。その結果、電池の形状
を様々に変更することが容易に可能となる。また、外装
材の内部を真空状態とした後、外装材の周縁部を封止す
ることにより、電池要素１に押し付け力を付与すること
ができ、その結果、サイクル特性などの電池特性を向上
させることができる。

【００７４】外装材の材料としては、アルミニウム、ニ
ッケルメッキをした鉄、銅等の金属、合成樹脂等を用い
ることができるが、好ましくは金属と合成樹脂が積層さ
れたラミネート状の複合材が用いられる。このラミネー
ト状の複合材を用いることにより、外装材の薄膜化・軽
量化が可能となり、電池全体としての容量を向上させる
ことができる。

【００７５】ラミネート状複合材としては、図１５
（Ａ）に示すように、金属層４０と合成樹脂層４１が積
層されたものを使用することができる。この金属層４０
は水分の浸入の防止あるいは形状保持性を維持させるも
ので、アルミニウム、鉄、銅、ニッケル、チタン、モリ
ブデン、金等の単体金属やステンレス、ハステロイ等の
合金又は酸化アルミニウム等の金属酸化物でもよい。特
に加工性の優れたアルミニウムが好ましい。

【００７６】金属層４０の形成は、金属箔、金属蒸着
膜、金属スパッター等を用いて行うことができる。

【００７７】合成樹脂層４１は、ケース部材の保護ある
いは電解質による侵触を防止したり、金属層と電池要素
等との接触を防止したり、あるいは金属層の保護のため
に用いられるもので、本発明において合成樹脂は、弾性
率、引張伸び率は制限されるものではない。従って本発
明における合成樹脂は一般にエラストマーと称されるも
のも含むものとする。

【００７８】合成樹脂としては、熱可塑性プラスチッ
ク、熱可塑性エラストマー類、熱硬化性樹脂、プラスチ
ックアロイが使われる。これらの樹脂にはフィラー等の
充填材が混合されているものも含んでいる。

【００７９】また、ラミネート状複合材は、図１５
（Ｂ）に示すように金属層４０の外側面に外側保護層と
して機能するための合成樹脂層４１を設けると共に、内
側面に電解質による腐蝕や金属層と電池要素との接触を
防止したり金属層を保護するための内側保護層として機
能する合成樹脂層４２を積層した三層構造体とすること
ができる。

【００８０】この場合、外側保護層に使用する樹脂は、
好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリオ
レフィン、アイオノマー、非晶性ポリオレフィン、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリアミド等耐薬品性や機械
的強度に優れた樹脂が望ましい。

【００８１】内側保護層としては、耐薬品性の合成樹脂
が用いられ、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、変
性ポリオレフィン、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体等を用いることができる。

【００８２】また、複合材は図１６に示すように金属層
４０と保護層形成用合成樹脂層４１、耐蝕層形成用合成
樹脂層４２間にそれぞれ接着剤層４３を設けることもで
きる。さらにまた、ケース部材同士を接着するために、
複合材の最内面に溶着可能なポリエチレン、ポリプロピ
レン等の樹脂からなる接着層を設けることもできる。こ
れらの金属、合成樹脂あるいは複合材を用いてケースが
形成される。ケースの成形はフィルム状体の周囲を融着
して形成してもよく、シート状体を真空成形、圧空成
形、プレス成形等によって絞り成形してもよい。また、
合成樹脂を射出成形することによって成形することもで
きる。射出成形によるときは、金属層はスパッタリング
等によって形成されるのが通常である。

【００８３】外装材に凹部よりなる収容部を設けるには
絞り加工等によって行うことができる。

【００８４】

【発明の効果】以上の通り、本発明の電池パックは、配
線とプリント配線基板や電池端子との接続強度が高く、
耐衝撃性に優れる。また、コネクタによる接続は極めて
容易なので生産性に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る電池パックの分解斜視図であ
る。

【図２】別の実施の形態に係る電池パックの分解斜視図
である。

【図３】実施の形態における配線とリードとの結合説明
図であり、（ａ）図は分解図、（ｂ）図は側面図であ
る。

【図４】電池単体の分解斜視図である。

【図５】電池単体の要部の断面図である。

【図６】電池単体の電池要素を示す斜視図である。

【図７】電池単体の斜視図である。

【図８】別の電池単体の製造途中の斜視図である。

【図９】さらに別の電池単体の製造途中の斜視図であ
る。

【図１０】さらに異なる電池単体の製造途中の斜視図で
ある。

【図１１】図１０の電池の製作途中の平面図である。

【図１２】単位電池要素の模式的な断面図である。

【図１３】正極又は負極の模式的な断面図である。

【図１４】電池要素の模式的な断面図である。

【図１５】（Ａ），（Ｂ）図はそれぞれ外装材を構成す
る複合材の一例を示す縦断面図である。

【図１６】外装材を構成する複合材の他の例を示す縦断
面図である。

【図１７】別の実施の形態に係る電池パックの分解斜視
図である。

【符号の説明】

１電池要素２，３，６，７，８外装材４ａ，４ｂタブ４Ａ，４Ｆ接合片部４Ｂ，４Ｇ被包片部５絶縁材料１１正極１１ａ正極活物質１２負極１２ｂ負極活物質１３非流動性電解質層１５ａ正極集電体１５ｂ負極集電体２１リード２２正極集電体２３正極活物質２４スペーサ（電解質層）２５負極活物質２６負極集電体４０金属層４１，４２合成樹脂層４３接着剤層５０電池単体６０プリント配線基板７０配線８０めがね端子９０コネクタ９１，９３第１の結合部９２，９４第２の結合部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれ正極端子及び負極端子を有した
複数個の電池要素と、プリント配線基板と、該プリント配線基板と前記正極端子及び負極端子とを電
気的に接続する配線とを備えてなる電池パックにおい
て、該配線の一端又は途中にコネクタが設けられていること
を特徴とする電池パック。
【請求項２】請求項１において、前記コネクタは、前
記プリント配線基板に固着された第１の結合部と、前記
配線の一端が接続された第２の結合部とを備え、該第１
の結合部と第２の結合部とが連結されていることを特徴
とする電池パック。
【請求項３】請求項２において、該配線の他端が前記
端子に対し接続金具の塑性変形により接続されているこ
とを特徴とする電池パック。
【請求項４】請求項１ないし３のいずれか１項におい
て、前記電池パックは携帯機器用のものであることを特
徴とする電池パック。
【請求項５】請求項１ないし４のいずれか１項におい
て、前記コネクタは、正極端子側と負極端子側で別々に
設けられていることを特徴とする電池パック。