JP2004296334A

JP2004296334A - 電池パック

Info

Publication number: JP2004296334A
Application number: JP2003089035A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Kamata; 龍也鎌田
Original assignee: Hitachi Maxell Ltd
Current assignee: Maxell Holdings Ltd
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】素電池に高熱を加えることなく、素電池を絶縁被覆した電池パックを得る。
【解決手段】薄型四角形状の素電池２と、この素電池２の外周側面に一体化した合成樹脂製のフレーム３とを有する。フレーム３は、素電池２の前後左右の側面を覆う四角枠状になっている。素電池２の上下面には、印刷用のインキによる被覆層が形成されている。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話などの小型電子機器の電源に用いて好適な電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の電池パックに関し、特許文献１では、素電池の外装缶の外面に、焼き付け塗装による被覆層を形成して、絶縁用のラベルやチューブなどを用いることなく、素電池の外装缶を絶縁被覆している。
【０００３】
特許文献５〜１０では、素電池の周面に配置した回路モジュールやリード線などを、合成樹脂製のフレームで絶縁被覆している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１１−１４９９０８号公報（段落番号００１３、図１）
【特許文献２】
実開昭６３−１２５３５９号公報（第５頁、第１図）
【特許文献３】
特開平５−２９９０６６号公報（段落番号０００８、図１）
【特許文献４】
特開２００２−３６７５７５号公報（段落番号００１２−００１５、図３）
【特許文献５】
特開２００２−２６０６１０号公報（段落番号００１６−００１７、図４）
【特許文献６】
特開２００２−２６０６１５号公報（段落番号００１９−００２１、図４）
【特許文献７】
特開２００２−２６０６１２号公報（段落番号００１５、図１）
【特許文献８】
特開２００２−１３４０７７号公報（段落番号００２２、図３）
【特許文献９】
特開２００１−１６０３８１号公報（段落番号０００５、図１−２）
【特許文献１０】
特開２０００−３１５４８３号公報（段落番号００２８−００２９、図３）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
薄型四角形状の素電池では、回路モジュールやリード線などがスポット溶接などで素電池に接続される。このため、素電池の外装缶に被覆層を予め形成しておくと、前記スポット溶接などが困難になる。
【０００６】
従って、リード線などを素電池に接続してフレームを成形したのち、外装缶の外面に被覆層を形成することになるが、特許文献１の焼き付け塗装では、塗装後に素電池が２５０℃程度に加熱される。このため、素電池の熱膨張やフレームの熱変形でフレームが変形や破断をしたり、素電池から剥がれるおそれがある。また、素電池が高温状態にさらされると電池内部に問題が発生し、電池としての機能を失うおそれがあるところに問題がある。
【０００７】
そこで本発明の目的は、素電池に高熱を加えずに、素電池を絶縁被覆した電池パックを得ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電池パックは、図１に示すごとく、薄型四角形状の素電池２と、この素電池２の外周側面に一体化される合成樹脂製のフレーム３とを含み、素電池２の上下面２２・２３が、素電池２の許容温度範囲内で乾燥可能な被覆層によってそれぞれ絶縁被覆されている。
【０００９】
ここでの素電池２は、リチウムイオン二次電池や一次電池などが該当する。電池パック１には、素電池２とフレーム３とからのみなるものや、素電池２に回路モジュール１３やポリスイッチ１４やリード線１２・１５などを配置したものなどが含まれる。素電池２の許容温度範囲としては１００℃以下などが該当する。
【００１０】
更に具体的に説明すると、本発明の電池パックは、被覆層が印刷用のインキによって形成されている。また、被覆層は、紫外線硬化塗料によって形成されている。更に被覆層が、ディッピング用の塗料によって形成されているものとすることができる。
【００１１】
【発明の作用効果】
本発明によれば、素電池２の外周側面がフレーム３で絶縁被覆されているとともに、素電池２の上下面２２・２３が被覆層によってそれぞれ絶縁被覆されているので、結果として素電池２の全体が絶縁被膜される。従って、素電池２の外装缶が他物に接触してショートすることがない。
【００１２】
そして、その際に、素電池２の上下面２２・２３は、印刷用のインキ、紫外線硬化塗料あるいはディッピング用の塗料といった素電池２の許容温度範囲内で乾燥可能な被覆層で絶縁被覆されているので、焼き付け塗装のような高熱が素電池２およびフレーム３に加わることがなく、素電池２の熱膨張やフレーム３の熱変形でフレーム３が破断したり、素電池２から剥がれたりすることなどを確実に防止できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１および図２は本発明に係る電池パックを示す。電池パック１は、図１に示すごとく、上下厚みが小さい薄型四角形状に形成された素電池２と、この素電池２の外周側面である前後左右の側面５・６・７・８に、後述の要領で一体化される合成樹脂製のフレーム３とを含む。
【００１４】
素電池２は、充放電が可能なリチウムイオン二次電池であって、外装缶としてアルミニウム缶や鉄缶などが使用される。その外装缶は、図２に示すごとく、前後側面５・６よりも左右側面７・８が長い四角形状になっている。素電池２の外装缶の内部には、電極体が電解液と共に液密状に収容される。
【００１５】
電極体は、シート状の正電極と負電極との間にシート状の絶縁セパレータを挟んで渦巻き状に巻回してあり、この状態で断面ほぼ長円形状に押し潰した扁平形状になっている。外装缶の前側面５には負極９を備えており、外装缶の後側面６に正極を備えている。なお、外装缶は正電位になっている。
【００１６】
素電池２の前面外側には、第１のリード線１２および回路モジュール１３を配置する。素電池２の後面外側にはポリスイッチ（ＰＴＣ）１４を配置する。素電池２の左面外側に第２のリード線１５を配置する。回路モジュール１３は、ＩＣなどからなる保護回路などを備えている。回路モジュール１３は、第１のリード線１２を介して素電池２の負極９に接続し、第２のリード線１５およびポリスイッチ１４を介して素電池２の正極に接続する。
【００１７】
フレーム３は、回路モジュール１３とポリスイッチ１４とリード線１２・１５とを絶縁被覆した状態で、素電池２の前後左右の側面５・６・７・８を覆う四角枠状に仕上がっている（図１の状態）。フレーム３は、ポリアミド樹脂や、ポリウレタン系樹脂や、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）や、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂（ＡＢＳ）などの合成樹脂材で形成される。このフレーム３により電池１の機械的強度の向上を図るとともに、回路モジュール１３、ポリスイッチ１４およびリード線１２・１５などを保護する。
【００１８】
回路モジュール１３の保護回路は、素電池２を過充電や過放電から保護する。
ポリスイッチ１４は、素電池２の過熱や過電流などによって素電池２の温度が過剰に上昇すると、素電池２に流れる電流を遮断する。リード線１２・１５は、細長いニッケルなどの薄板で形成されている。
【００１９】
回路モジュール１３には、図２に示すごとく、小型電子機器への電源供給用の正負極の端子１７・１８を備えている。これに対応して、フレーム３の前側面には、図１に示すごとく、前記端子１７・１８が外部に臨む窓２０・２１が設けられている。
【００２０】
フレーム３は次の手順で成形する。先ず、回路モジュール１３、ポリスイッチ１４およびリード線１２・１５を、素電池２の前後側面５・６および右側面８に絶縁テープなどで貼り付ける。
【００２１】
これに前後して、回路モジュール１３と素電池２の負極９とに対して、第１のリード線１２をスポット溶接で接続する。第２のリード線１５は、回路モジュール１３とポリスイッチ１４とに対してスポット溶接で接続する。ポリスイッチ１４は、素電池２の正極にスポット溶接で接続する。
【００２２】
この後、金型内に素電池２を装着し、この金型内に溶融合成樹脂を注入して固化させる。これにより、素電池２の前後左右の側面５・６・７・８がフレーム３で覆われ、このフレーム３によって回路モジュール１３とポリスイッチ１４とリード線１２・１５とがそれぞれ絶縁被覆される。
【００２３】
このように、回路モジュール１３とポリスイッチ１４とリード線１２・１５とは、フレーム３で覆われることにより、素電池２にしっかりと固定され、この後の小型電子機器などへの取付作業が行いやすくなる。
【００２４】
かかる電池パック１では、以下の実施例に示すごとく、素電池２の上下面２２・２３に被覆層を形成し、この被覆層で上下面２２・２３を絶縁被覆する。被覆層は、素電池２の許容温度範囲内で乾燥可能になっている。被覆層は、必要に応じて複数層に形成できる。
【００２５】
（第１実施例）被覆方法の第１実施例を説明する。素電池２の上下面２２・２３の全体にスクリーン印刷を施して、この印刷インキ層が被覆層になるようにした。
【００２６】
印刷用のインキには、ポリウレタン系樹脂や、ポリ塩化ビニル系樹脂や、ポリエステル系樹脂や、エポキシ系樹脂などの合成樹脂が含まれている。印刷インキとしては、溶剤の蒸発で乾燥する蒸発乾燥型のインキや、空気中の酸素と結合して乾燥する酸化重合型のインキや、硬化剤が混合されることで化学反応で硬化するニ液反応型のインキなどが該当する。
【００２７】
スクリーン印刷後には、６０〜７０℃程度の比較的低温でインキの乾燥が行われる。この温度では、素電池２が熱膨張することがないため、フレーム３が破断したり、素電池２から剥がれたりすることがない。
【００２８】
（第２実施例）フレーム３の成形後に、素電池２の上下面２２・２３の全体に紫外線硬化塗料（ＵＶ塗料）を塗布したのち、紫外線を照射して固化する（ＵＶ塗装）。これにより、素電池２の上下面２２・２３にそれぞれ被覆層を形成した。この場合、紫外線硬化塗料は、紫外線の照射後に加熱しなくても乾燥する。
【００２９】
（第３実施例）フレーム３の成形後に、塗料槽に電池パック１を浸漬して、ディッピング（浸漬塗装）用の塗料によって、素電池２の上下面２２・２３に被覆層を形成した。この後、６０〜７０℃程度の比較的低温でディッピング用の塗料の乾燥が行われる。
【００３０】
なお、塗料槽への電池パック１の浸漬時に、前記窓２０・２１はカバーなどで覆っておく。ディッピング用の塗料としては、ポリウレタン系樹脂や、ポリエステル系樹脂や、エポキシ系樹脂などの合成樹脂が含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電池の斜視図
【図２】構成部材の分解斜視図
【符号の説明】
１電池パック
２素電池
３フレーム
５前側面
６後側面
７左側面
８右側面
２２上面
２３下面

Claims

薄型四角形状の素電池２と、この素電池２の外周側面に一体化される合成樹脂製のフレーム３とを含む電池パックにおいて、
素電池２の上下面２２・２３が、素電池２の許容温度範囲内で乾燥可能な被覆層によってそれぞれ絶縁被覆されていることを特徴とする電池パック。
被覆層が、印刷用のインキによって形成されている請求項１記載の電池パック。
被覆層が、紫外線硬化塗料によって形成されている請求項１記載の電池パック。
被覆層が、ディッピング用の塗料によって形成されている請求項１記載の電池パック。