JP2005135837A - パック電池 - Google Patents

Abstract

【課題】全体を薄くしながら金属板と電池との連結を強固にでき、かつ位置決めも同時に行えるパック電池を提供する。
【解決手段】パック電池は、ラップ部１ａを結合して内部に電極を内蔵しているラミネート電池１と、ラミネート電池１のラップ部１ａに配設されると共に、表面側に出力端子８を有する端子基板２と、端子基板２の裏面とラミネート電池１のラップ部１ａとの間に配設されてなる基板ホルダー３と、ラミネート電池１の第１外装フィルム１Ａ側に積層している第１金属板５とを備える。第１金属板５の少なくとも一辺に、ラミネート電池１を嵌入したプラスチック枠４の一面を覆うよう断面コ字状に開口した側壁を形成して、ラミネート電池１を嵌入したプラスチック枠４の、コ字状側壁のコ字状開口部２５に嵌入する位置に、プラスチック枠４の表面よりも低くした折曲部受部２６を設けている。
【選択図】図５

Description

本発明はパック電池、特に外装フィルムでラミネートされたラミネート電池を内蔵するパック電池に関する。

ポリマー電池等のラミネート電池は、電極の両面に外装フィルムを積層し、両面の外装フィルムを電極の周縁で気密に密着して製作される。この構造のラミネート電池は、金属製の外装缶に電極を挿入している電池に比較すると、薄くしかも大きくできる特長がある。しかしながら、ラミネート電池は、金属製の外装缶がないための欠点もある。外装フィルムの強度が金属缶に比較すると弱いので、表面に損傷を受けやすいことである。この弊害を解消するために、ラミネート電池を外装ケースに入れているパック電池が開発されている（特許文献１）。この公報に記載されるパック電池は、図１と図２に示すように、上下ケース２２にラミネート電池２１を収納している。上下ケース２２は、プラスチック枠２３に金属板２４をインサートして製作している。

以上の構造のパック電池は、ラミネート電池の両面を金属板で保護できるが、全体が厚くなる欠点がある。ラミネート電池は、薄くできることが大切なことであるから、全体が厚くなるとせっかくの優れた特長が失われる欠点がある。ラミネート電池のパック電池は、いかに薄くできるかが特に大切である。

さらに、ラミネート電池のパック電池は、全体を薄くしながらしっかりとした出力端子を設けることも大切である。パック電池が電気機器に装着されるとき、出力端子には弾性的に機器側の端子が押圧されるので、変形しないようにしっかりとした構造が要求される。ラミネート電池は、電極の周囲で外装フィルムのラップ部を接着した構造であるから、出力端子をしっかりと保持するのが難しい。特に、パック電池を薄くしながら、出力端子をしっかりと保持するのが難しい。それは、パック電池を薄くするために出力端子をラップ部に配設すると、ラップ部の強度を充分にできないからである。

本発明者らは、上記の問題点に鑑み、ラミネート電池の全体を薄くしながら出力端子をしっかりと支持でき、かつラミネート電池表面の強度を向上できるラミネート電池を開発した（特願２００２−１９１４４１号）。このラミネート電池は、ラミネート電池のラップ部に端子基板を配設すると共に、この端子基板とラミネート電池のラップ部との間に基板ホルダーを配設し、さらにラミネート電池の表面には金属板を積層して、出力端子のある端子基板を、基板ホルダーとラップ部と金属板とで支持し、基板ホルダーでもって、端子基板の出力端子をラミネート電池の表面に接近させている。この構造のラミネート電池は、薄型化を実現しつつ出力端子の保持、両面の強度向上を図ることができる。

この構造のラミネート電池は、金属の外装缶に挿入するのではなく、ラミネート電池の表面に金属板を固定する構造であるため、金属板とラミネート電池との連結部分の強度を十分に保つ必要がある。連結強度が不十分であると、パック電池が落下のショックなどで分解されることがある。またユーザが容易に分解できる構造では、改造、改変などによる動作不良を招き好ましくない。そこで、金属板の側面を断面コ字状としてラミネート電池を挿入する構造を採用して強固な連結を得ることができるが、この構造では図２４に示すようにコ字状部分の金属板がパック電池の厚さ方向に積層されるため、この部分でパック電池がｄ４だけ厚くなってしまう。またラミネート電池の金属板を挿入するためにコ字状の開口部分を若干大きくすると、金属板とコ字状開口部の内径との間に隙間が生じてパック電池が更に厚くなってしまうという問題があった。一方では、金属板をラミネート電池の固定する際に正しい位置に容易に固定できるような位置決め構造が求められている。
特開平１１−１１１２５０号公報

本発明は、このような問題点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の主な目的は、全体を薄くしながら金属板と電池との連結を強固にでき、かつ位置決めも同時に行えるパック電池を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明の請求項１のパック電池は、素電池と、素電池を嵌入するための前記素電池の外形と略等しい開口部を形成するプラスチック枠４と、前記プラスチック枠４の開口部に前記素電池を嵌入した状態で、素電池の少なくとも一面を保護するよう表面を覆う第１金属板５と、素電池の端子に近接して配設されると共に出力端子８を有する端子基板２とを備える。このパック電池は、前記第１金属板５の少なくとも一部と、これに対応する前記プラスチック枠４に嵌入された前記素電池の一部とを嵌合する嵌合構造を、前記素電池の厚さ方向においてプラスチック枠４の表面よりも低くした部位に設けている。

この構造によって、プラスチック枠４と第１金属板５との位置決めを確実に行うと共に、連結を強固にでき信頼性高く使用できる。

また、請求項２のパック電池は、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂの間に電極を挟んで、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂを電極の外周でラップし、このラップ部１ａを結合して内部に電極を内蔵しているラミネート電池１と、前記ラミネート電池１のラップ部１ａに配設されると共に、表面側に出力端子８を有する端子基板２と、前記端子基板２の裏面と前記ラミネート電池１のラップ部１ａとの間に配設されてなる基板ホルダー３と、前記ラミネート電池１の第１外装フィルム１Ａ側に積層している第１金属板５とを備える。このパック電池は、前記第１金属板５の少なくとも一辺に、前記プラスチック枠４に嵌入された前記ラミネート電池１の一面を覆うよう断面コ字状に開口した側壁を形成して、前記ラミネート電池１を嵌入したプラスチック枠４の、前記コ字状側壁のコ字状開口部２５に嵌入する位置に、前記プラスチック枠４の表面よりも低くした折曲部受部２６を設けている。

この構造によって、電池の厚さを厚くすることなくラミネート電池１を金属板で確実に保護すると共に、組立時におけるプラスチック枠４と第１金属板５との位置決めを確実に行い、またこれらの連結を強固にして信頼性高く使用できる。

さらに、請求項３のパック電池は、請求項１又は２に記載のパック電池であって、前記プラスチック枠４の折曲部受部２６を形成した部分の厚みが、前記第１金属板５に設けた前記コ字状側壁のコ字状開口部２５よりも厚い。

この構造によって、コ字状開口部２５から折曲部受部２６が抜け落ちることが防止されて、金属板による保護を強固なものとしつつ、第１金属板５とコ字状開口部の接触部分で隙間が生じるのを阻止してパック電池の厚みが増すことを回避できる。

さらにまた、請求項４のパック電池は、請求項１から３のいずれかに記載のパック電池であって、前記プラスチック枠４が、端子基板２の表面側をカバーするカバー枠４Ａを有すると共に、このカバー枠４Ａに前記折曲部受部２６を形成している。

さらにまた、請求項５のパック電池は、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂの間に電極を挟んで、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂを電極の外周でラップし、このラップ部１ａを結合して内部に電極を内蔵しているラミネート電池１と、前記ラミネート電池１のラップ部１ａに配設されると共に、表面側に出力端子８を有する端子基板２と、前記端子基板２の裏面と前記ラミネート電池１のラップ部１ａとの間に配設されてなる基板ホルダー３と、前記ラミネート電池１の第１外装フィルム１Ａ側に積層している第１金属板５とを備える。このパック電池は、前記第１金属板５の少なくとも一辺に、前記プラスチック枠４に嵌入された前記ラミネート電池１の一面を覆うように折曲された側壁を形成しており、前記側壁に突出部開口窓２９を開口すると共に、前記ラミネート電池１を嵌入したプラスチック枠４の、前記側壁に開口された突出部開口窓２９と対応する位置に突出部２８を形成し、突出部２８を突出部開口窓２９に挿入することで前記第１金属板５をプラスチック枠４に嵌合している。

この構造によって、突出部と突出部開口窓で第１金属板とプラスチック枠との位置決め及び固定が確実に実現される。

さらにまた、請求項６のパック電池は、請求項２から５のいずれかに記載のパック電池であって、前記ラミネート電池１を前記プラスチック枠４の開口部に嵌入した枠付電池ユニット１２の一面を前記第１金属板５で覆い、対向する他の面を第２金属板６で覆う。

さらにまた、請求項７のパック電池は、請求項１から６のいずれかに記載のパック電池であって、前記第１金属板５と第２金属板６の表面にラベル７を接着している。

本発明のパック電池は、全体を薄く維持しつつ、素電池の表面を保護する金属板を確実に保持して分解を防止し、パック電池の信頼性を高めることができる。それは、本発明のパック電池が、第１金属板とプラスチック枠との嵌合構造を、パック電池の厚さを増やさないように、厚さ方向においてプラスチック枠の表面よりも低くした部位に設けているからである。特に、プラスチック枠の一面を覆うよう断面コ字状に開口した側壁を第１金属板に形成すると共に、これに合わせてプラスチック枠に折曲部受部を設けたことにより、電池の厚さを厚くすることなく金属板を嵌合でき、かつ連結を強固にして分解を困難にし、安全性、信頼性を高めて使用できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施の形態は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池を例示するものであって、本発明はパック電池を以下のものに特定しない。

また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施の形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。

図３ないし図１０に示すパック電池は、ラミネート電池１と、このラミネート電池１のラップ部１ａに配置している端子基板２と、端子基板２とラップ部１ａとの間に設けている基板ホルダー３と、ラミネート電池１を内側に嵌入しているプラスチック枠４と、ラミネート電池１の両面を被覆する第１金属板５及び第２金属板６と、金属板の表面に接着しているラベル７とを備える。

ラミネート電池１は、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂの間に電極を挟んで、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂを電極の外周でラップし、このラップ部１ａを結合して内部に電極を内蔵している。これらの図に示すラミネート電池１は四角形で、その両側と一方の端部で外装フィルムのラップ部１ａを設け、ラップ部１ａで第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂとを、接着や溶着等の方法で気密に結合している。図５等のラミネート電池１は、１枚の外装フィルムを電極のひとつの辺で折り返して、電極の一方の面をカバーする部分を第１外装フィルム１Ａとし、電極の他方の面をカバーする面を第２外装フィルム１Ｂとしている。この構造のラミネート電池１は、電極の１辺に沿って外装フィルムを折り返すので、ひとつの辺にはラップ部１ａがなく、３辺がラップ部１ａとなる。図示しないが、ラミネート電池は、４辺の外周にラップ部を設けた構造とすることもある。このラミネート電池１は、電極の両面に分離された２枚の外装フィルムを重ね、電極周囲の４辺のラップ部で結合して製作される。

図５等に示すラミネート電池１は、第１外装フィルム１Ａを平面状としている。第１外装フィルム１Ａを平面状とするために、第２外装フィルム１Ｂは電極の周囲に沿って折曲され、ラップ部１ａで第１外装フィルム１Ａに結合される。このラミネート電池１は、図６の断面図に示すように、ラップ部１ａの片方にのみ基板ホルダー３と端子基板２を設けて、ラップ部１ａを電極収納部１ｂと同じ厚さにできる。ただし、本発明のパック電池は、図７の断面図に示すように、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂの両方を電極に沿って折曲するラミネート電池１とすることもできる。このパック電池は、ラップ部１ａの表面側には基板ホルダー３と端子基板２を設けて、出力端子８を電極収納部１ｂと同一平面とし、ラップ部１ａの裏面にはスペーサー１３を配置して、ラップ部１ａを補強する。

図５等のラミネート電池１は、電極の両側に位置するラップ部１ａを電極端面に沿って折曲している。このラミネート電池１は、両側にラップ部１ａが突出しないので幅を狭くできる。また、図５等に示すように両側の折曲ラップ部１ａが、出力端子８を設けるラップ部１ａが曲がるのを阻止する補強リブの作用をして、この部分を補強できる。さらに、プラスチック枠４の内面に無駄な隙間ができないように装着できる特長もある。

ラミネート電池１は、出力端子８を設けるラップ部１ａに正負の出力リード９を設けている。出力リード９は、図示しないが、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂとの間に気密に挟着されて外部に引き出される。出力リード９は、保護素子１０を介してパック電池の出力端子８に接続される。このラミネート電池１は、両面を開口しているプラスチック枠４の内部に嵌入されて枠付電池ユニット１２に組み立てられる。

端子基板２は、出力端子８を設けるためにパック電池全体を厚くしないように、ラミネート電池１のラップ部１ａに配設される。ラップ部１ａが電極収納部１ｂよりも低くなって凹部となっているので、このスペースを有効に利用して出力端子８を配設する。この端子基板２は絶縁基板で、上面にパック電池の出力端子８を固定している。出力端子８は、プラスチック枠４のカバー枠４Ａに設けている電極窓１１から外部に表出される。この出力端子８は、パック電池を装着する電気機器の端子に弾性的に押圧される。押圧力に対して出力端子８をしっかりと保持するために、出力端子８を設けている端子基板２は、基板ホルダー３とラップ部１ａと第１金属板５で支持する。さらに、出力端子８を第２外装フィルム１Ｂと同一面に接近させるために、背面に基板ホルダー３を配設している。

端子基板２は、出力端子８に加えて、ラミネート電池１の保護回路を実現する電子部品を実装することができる。この電子部品は、端子基板２の裏面に突出するように固定される。裏面の電子部品は基板ホルダー３の上面に凹部を設けてここに配置できる。保護回路は、ラミネート電池１を過充電や過放電から防止するために充放電電流を制御する回路、過電流を検出して電流を遮断する回路、ラミネート電池１が異常に高い温度になると電流を遮断する回路等である。端子基板２は、ラミネート電池１のラップ部１ａに配置できる幅と長さの細長い形状である。図の端子基板２は、ラップ部１ａに嵌入できる長方形である。

基板ホルダー３は、全体をプラスチックで成形している。基板ホルダー３は、端子基板２の裏面とラミネート電池１のラップ部１ａとの間に配設されて、端子基板２の出力端子８を第２外装フィルム１Ｂの表面と同一面に接近させる。図の基板ホルダー３は、周壁３Ａと凸部３Ｂを設けて、実質的な厚さを大きくして、出力端子８を第２外装フィルム１Ｂと同一平面に位置させる。凸部３Ｂは中央部分に設けてあり、周壁３Ａは両端と一方の側縁に沿って設けている。凸部３Ｂは、図５に示すように、中央部分に複数設け、あるいは図８と図９に示すように、中央部分に幅広く設けることができる。凸部３Ｂと周壁３Ａの間に凹部３Ｃができるので、図のパック電池は、この凹部３Ｃに保護素子１０を配設している。保護素子１０は、ＰＴＣ、ブレーカ、ヒューズ等である。さらに、保護回路を実現する電子部品を実装する端子基板２は、電子部品を基板ホルダー３の上面にできる凹部３Ｃに配設する。基板ホルダー３は、ラミネート電池１のラップ部１ａに嵌着できる外形に成形される。図の基板ホルダー３は、長方形に成形している。

プラスチック枠４は、全体をプラスチックで枠形状に成形している。このプラスチック枠４は、両面を貫通する開口部を有する枠形状で、枠の内形を、端子基板２と基板ホルダー３を装着しているラミネート電池１を嵌入できる形状及び大きさとしている。さらに、プラスチック枠４は、これを設けることでパック電池が厚くならないように、嵌入されるラミネート電池１の表面と同一ないしほぼ同一面となり、あるいはラミネート電池１の表面よりも低くなる厚さに成形される。本明細書において、プラスチック枠がラミネート電池の表面とほぼ同一とは、プラスチック枠がラミネート電池の表面から金属板の厚さ以上に突出しない状態を意味するものとする。

図のプラスチック枠４は、端子基板２の表面側をカバーするカバー枠４Ａを一体的に成形して設けている。このカバー枠４Ａは、横断面形状をＬ字状として、枠付電池ユニット１２の外周面と端子基板２の表面をカバーする。このカバー枠４Ａには、出力端子８を外部に表出させる電極窓１１を開口している。図のパック電池は、４つの出力端子８を設けているので、カバー枠４Ａには４つの電極窓１１を開口している。

第１金属板５は、ラミネート電池１の第１外装フィルム１Ａ側に積層されて、ラミネート電池１の裏面を保護する。第１金属板５と第２金属板６は、厚さを０．１ｍｍとするＳＵＳ３０４のステンレス板である。この金属板は、薄くて極めて強靭な特長がある。ただし、金属板は、さらに薄くあるいは厚くすることもできる。たとえば、厚さを０．６〜０．２ｍｍとすることもできる。金属板は、ステンレスに代わって、鉄や鉄合金、あるいはアルミニウムやアルミニウム合金等とすることもできる。

図５と図８に示すパック電池の第１金属板５は、両側をＬ字状に折曲加工して、枠付電池ユニット１２の両側を覆う側壁５Ａを設けている。図１０と図１１に示す第１金属板５は、側壁５Ａをコ字状に折曲した形状として、この側壁５Ａに枠付電池ユニット１２の両側を嵌入している。第１金属板５の両側に設けている側壁５Ａは、補強リブの作用をして、金属板が曲がるのを防止する。このため、極めて薄い金属板を使用して強靭な構造にできる。特に、図１０と図１１に示すように、コ字状に折曲している側壁５Ａは、枠付電池ユニット１２を嵌入して枠付電池ユニット１２の両側をしっかりと保護できる。

さらに、第１金属板５は、一方の端部に、コ字状に折曲している溝型折曲部５Ｂを設けている。この溝型折曲部５Ｂには枠付電池ユニット１２が嵌入される。溝型折曲部５Ｂは、後述するプラスチック枠４のカバー枠４Ａの折曲部受部２６に嵌入する。カバー枠４Ａには電極窓１１を開口して、出力端子８を外部に表出させる。したがって、溝型折曲部５Ｂは、電極窓１１を設けている部分、すなわち出力端子８を外部に表出させる部分には設けられず、その両側に設けている。

図の第１金属板５は、両側に枠付電池ユニット１２の両側を覆う側壁５Ａを設け、一端部には溝型折曲部５Ｂを設けているので、側壁５Ａと溝型折曲部５Ｂで曲げ強度を著しく向上できる。それは、側壁５Ａと溝型折曲部５Ｂが、第１金属板５の交差する方向の曲げを防止するので、あらゆる方向の曲げ強度を向上できるからである。ただし、本発明のパック電池は、必ずしも第１金属板に側壁と溝型折曲部とを設ける必要はなく、たとえば、図示しないが、第１金属板には溝型折曲部のみを設けて、第２金属板に側壁を設けることもできる。さらに、側壁は、第１金属板と第２金属板の片側に設けることもできる。

カバー枠４Ａには、図１５に示すように断面コ字状に形成された溝型折曲部５Ｂのコ字状開口部２５を嵌入する位置に折曲部受部２６を形成している。図１５の実施の形態に示す第１金属板５は、前端から断面コ字状の溝型折曲部５Ｂを電極窓１１の両側にそれぞれ設けており、溝型折曲部５Ｂを設けた部分以外は第１金属板５の前面に垂直な側壁部分を設けていない。折曲部受部２６は、溝型折曲部５Ｂのコ字状開口部２５を挿入して嵌合する形状とする。図１５や図５等に示すように、折曲部受部２６の大きさは溝型折曲部５Ｂの上端片２７とほぼ同じか、若干大きくし、段差状に凹ませるようにプラスチック枠４の前面から上面にかけて一体成型されている。これによって、溝型折曲部５Ｂの上端片２７を折曲部受部２６に案内して第１金属板５とプラスチック枠４との位置決めが正確に行われる。折曲部受部２６の段差は、第１金属板５の厚さとほぼ同じか、これよりも深くする。これによって、コ字状開口部２５の上端片２７がプラスチック枠４に表出して厚さが大きくなることがなく、パック電池の厚さを変えずに薄型化を維持できる。

図１６に、折曲部受部２６に溝型折曲部５Ｂを挿入する部位の断面図を示す。この図に示すように、折曲部受部２６の厚さｄ１は、好ましくは溝型折曲部５Ｂのコ字状開口部２５の内径ｄ２よりも厚くする。これによって、金属製の溝型折曲部５Ｂが弾性変形してカバー枠４Ａの折曲部受部２６に嵌合され、常に溝型折曲部５Ｂが折曲部受部２６を押圧している状態で保持され、意図しない脱離が防止される。加えて、上端片２７が強固にカバー枠４Ａを押圧する結果、嵌入された折曲部受部２６と溝型折曲部５Ｂとの間の隙間をなくして第１金属板５の厚さｄ３の増大を抑えることができ、パック電池の薄型化にも貢献できる。

さらに、折曲部受部２６と溝型折曲部５Ｂとの嵌合と別に、あるいはこれに加えて、突出部２８を設けても良い。図１７に本発明の他の実施の形態に係る第１金属板５とプラスチック枠４との嵌合部分の分解斜視図を示す。この図に示すプラスチック枠４は、前面から上面にかけて形成された折曲部受部２６の前面に突出部２８Ａを形成している。さらに図１７の例では、この突出部２８Ａとほぼ対称な位置で電極窓１１が形成された部分の前面にも、同様の突出部２８Ｂが形成されている。これらの突出部２８は一体成型により設けられ、下面を略平坦面とし、上面を傾斜面としている。この突出部２８は、一方の突出部２８Ａが第１金属板５の突出部開口窓２９に挿入されて位置決めすると共に、突出部２８Ａの下面で突出部開口窓２９の端縁を当接し、また他方の突出部２８Ｂが第１金属板５の前面端縁を同じく当接して、第１金属板５がプラスチック枠４から脱離するのを阻止する。なお、突出部開口窓２９は、周囲が囲まれた孔形状のものや、周囲の一部が切り開かれた切り欠き形状のものなど、様々な形状に形成することができる。

また突出部は、図示しないがプラスチック枠の上面に設けても良い。例えばプラスチック枠の上面で、折曲部受部の側方に突出部を形成している。突出部は一体成型により設けられ、背面を挿入方向に対して傾斜する傾斜面としている。一方、第１金属板の対応する位置には、この突出部を挿入する突出部開口窓を形成している。この構造の突出部は、折曲部受部に溝型折曲部を挿入する際、突出部の傾斜面で第１金属板がコ字状開口部を大きくするように弾性的に変形して、折曲部受部に溝型折曲部を挿入し易くなる。特に上述のように折曲部受部がコ字状開口部の内径よりも厚い場合は、そのままでは挿入がきつくなるので、上記の構成により容易に挿入、嵌入が行える。そして嵌入後は、傾斜面に続く垂直面が第１金属板の突出部開口窓の端縁に当接するので、水平方向の抜けが防止される。これによって、溝型折曲部の上端片が弾性的に押圧することで上下方向が固定される一方、上記の突出部と突出部開口窓により水平方向にも固定される。以上のように、折曲部受部と溝型折曲部とで嵌合する一方、突出部と突出部開口窓でさらに固定する構造によって、第１金属板とプラスチック枠との位置決め及び固定が確実に実現される。

また、折曲部受部２６と溝型折曲部５Ｂの嵌合構造、および突出部２８と突出部開口窓２９との嵌合構造の組み合わせは任意に採用でき、例えばラミネート電池の周囲４辺の内、一辺を折曲部受部２６と溝型折曲部５Ｂの嵌合構造、および突出部２８と突出部開口窓２９との嵌合構造の組み合わせとし、他の辺を折曲部受部２６と溝型折曲部５Ｂの嵌合構造のみ、あるいは突出部２８と突出部開口窓２９の嵌合構造のみ、等としてもよい。勿論、折曲部受部２６はカバー枠４Ａのみに形成する必要はなく、コ字状開口部２５を挿入できるプラスチック枠４上の他の部位においても適宜形成できる。

さらに、第１金属板５とプラスチック枠４との嵌合構造は上記に限られず、他の構造も利用できる。図１８〜図２２に他の構造を例示する。図１８の構造では、溝型折曲部５Ｂの上端片２７Ｂの形状を半円状とし、これに応じた半円形状の折曲部受部２６Ｂを形成して、挿入をスムーズにできる。図１９の構造では、上端片２７ＣをＬ字状に折曲させて、折曲部受部２６Ｃへの押圧面積を広くしてより強い安定した挟着力を得られる。同じく図２０の構造では、上端片２７ＤをＴ字状としてより広い折曲部受部２６Ｄとの押圧面積を得ている。また図２１では、上端片２７Ｅをジグザグ状として折曲部受部２６Ｅへの挿入を容易にしている。また図２２は溝型折曲部５Ｃをワイヤー状として、プラスチック枠４に線状にモールドされた折曲部受部２６Ｆに係止している。この他、図２３に示すように溝型折曲部５Ｄの高さをプラスチック枠４よりも低くし、プラスチック枠４の前面に形成された折曲部受部２６Ｇに開口されたスロット３０に溝型折曲部５Ｂの上端片２７Ｆを挿入して係止する構成、あるいは図示しないが爪状のフックを他方の係止穴に係止する構成など、嵌合構造を適宜利用可能である。また嵌合構造の数も、電極窓１１の左右に設ける構成に限られず、１つもしくは３つ以上など、必要に応じて適切な数とできる。

なお、以上の例では第１金属板５とプラスチック枠４との嵌合構造を説明したが、同様の構造を第２金属板６とプラスチック枠４との嵌合構造にも適用できることはいうまでもない。

第２金属板６は、ラミネート電池１の第２外装フィルム１Ｂ側に積層されて、ラミネート電池１の表面を保護する。図のパック電池は、第１金属板５と第２金属板６でラミネート電池１の両面を保護するので、ラミネート電池１の両面の損傷を防止できる。ただし、本発明のパック電池は、第１金属板のみを設けて、ラミネート電池の片面のみを金属板で保護することもできる。この構造のパック電池は、たとえば、金属板で保護される面を外部に表出させる状態で電気機器に装着されるものに使用できる。

図１０と図１１に示す第２金属板６は、一端部を折曲加工して、枠付電池ユニット１２の端部を覆う垂直壁６Ａを設けている。垂直壁６Ａは、枠付電池ユニット１２の一方の端部、すなわち、第１金属板５の溝型折曲部５Ｂに嵌入されるのと反対側の端部を保護する。図１０の垂直壁６Ａは、第２金属板６をＬ字状に折曲して、枠付電池ユニット１２の底縁を保護する。図１１の垂直壁６Ａはコ字状に折曲されて、枠付電池ユニット１２の底部を保護する。

第１金属板５と第２金属板６が枠付電池ユニット１２の底部をカバーする状態を図１２ないし図１４に示す。図１２は図５と図８に示すパック電池の底部構造で、第２金属板６が枠付電池ユニット１２の表面を保護して第１金属板５が枠付電池ユニット１２の裏面を保護する。図１３は図１０に示すパック電池の底部構造で、第２金属板６が枠付電池ユニット１２の底部を保護する。図１４は図１１のパック電池の底部構造で、第２金属板６が枠付電池ユニット１２の底部と第１外装フィルム１Ａの表面の一部を保護する。図１４のパック電池は、第１金属板５が枠付電池ユニット１２の裏面を保護する。ただ、図示しないが、第１金属板は、溝型折曲部と反対側の端部に垂直壁を設けて、この垂直壁で枠付電池ユニットの底部を保護することもできる。

以上のパック電池は、第１金属板５と第２金属板６を枠付電池ユニット１２の表面で積層することなく表面を保護する。図１０と図１１のパック電池は、第１金属板５の側壁５Ａをコ字状として、第１金属板５で第２外装フィルム１Ｂの一部を被覆するので、第２金属板６の幅を側壁５Ａの間に挿入できる幅としている。以上の構造のパック電池は、第１金属板５と第２金属板６が積層されないので、全体を薄くできる。ただし、第１金属板と第２金属板に薄い金属板を使用して、一部を積層する構造とすることもできる。このパック電池は、たとえば、第１金属板と第２金属板の両方に側壁を設けて、これらの側壁を積層する状態で枠付電池ユニットの両面を第１金属板と第２金属板とでカバーすることができる。互いに積層される第１金属板と第２金属板の側壁は、Ｌ字状に折曲した形状とすることも、コ字状に折曲した形状とすることもできる。特に、外側にラップされる金属板の側壁をコ字状とする構造は、第１金属板と第２金属板とで枠付電池ユニットを両側から挟着してしっかりと保護できる特長がある。

さらに、以上のパック電池は、第１金属板５と第２金属板６で枠付電池ユニット１２の両面をカバーして保護するが、枠付電池ユニット１２の４隅をカバーすることなく、この部分のプラスチック枠４を表出させている。この構造のパック電池は、誤って落下させたときに角部が変形するのを確実に防止できる特長がある。それは、金属板が角部に位置していると、落下により変形して元に戻ることはないが、プラスチック枠は一瞬変形しても元の形状に戻るからである。図の第１金属板は、溝型折曲部５Ｂ側の角部を切欠して、いいかえると側壁５Ａと溝型折曲部５Ｂの端縁が枠付電池ユニット１２のコーナーから離れるように折曲加工して、この部分のプラスチック枠４を表出させている。さらに、第１金属板は、全体の長さを枠付電池ユニット１２の長さよりも短くして、溝型折曲部５Ｂと反対側の角部のプラスチック枠４を表出させている。また、第２金属板は、その幅を枠付電池ユニット１２の幅よりも狭くして、溝型折曲部５Ｂと反対側の角部のプラスチック枠４を表出させている。ただ、第１金属板と第２金属板は、必ずしも長さや幅を枠付電池ユニットよりも小さくする必要はなく、角部に切欠を設けて角部のプラスチック枠を表出させることもできる。

ラベル７は絶縁シートで、第１金属板５と第２金属板６の表面に接着されてパック電池の表面を絶縁する。さらに、ラベル７は、印刷してパック電池の表面を装飾し、また必要な記号や文字を印刷して表示する。ラベル７は、接着剤を介して金属板の表面に接着され、あるいは粘着層を介して金属板の表面に接着される。図のラベル７は、枠付電池ユニット１２の第２外装フィルム１Ｂ側においても、互いにラップしないように接着される。

以上のパック電池は、ラミネート電池１をプラスチック枠４に入れて枠付電池ユニット１２としている。このパック電池は、外周をプラスチック枠４と金属板の両方で保護する構造にできる。ただ、本発明のパック電池は、ラミネート電池をプラスチック枠に入れることなく、第１金属板と第２金属板で表面を保護することもできる。第１金属板と第２金属板でラミネート電池の外周を保護できるからである。プラスチック枠のないパック電池は、全体の構造を簡単にできる。このパック電池は、第１金属板と第２金属板をラミネート電池の外周に沿って折曲して、ラミネート電池を保護する。

本発明は、素電池にポリマー電池等の略矩形状のラミネート電池を使用して好適に利用できる。ただ、これ以外にも例えば角型電池、円筒型電池、ボタン型電池、コイン型電池等の各種形状の素電池や、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、ニッケルカドミウム電池等の各種化学系の素電池を使用したパック電池にも適用できる。

本発明のパック電池は、携帯電話やＰＤＡなどの携帯電気機器用の電池といった、薄型化が要求される二次電池のパック電池に好適に適用できる。

従来のパック電池の分解斜視図である。 図１に示すパック電池の断面図である。 本発明の一実施の形態に係るパック電池の斜視図である。 図３に示すパック電池の底面斜視図である。 図３に示すパック電池の分解斜視図である。 図３に示すパック電池の端部の拡大断面図である。 本発明の他の実施の形態に係るパック電池の端部の拡大断面図である。 本発明の他の実施の形態に係るパック電池の分解斜視図である。 図８に示すパック電池の端部の横断面図である。 本発明の他の実施の形態に係るパック電池の分解斜視図である。 本発明の他の実施の形態に係るパック電池の分解斜視図である。 図５及び図８に示すパック電池の底部構造を示す断面図である。 図１０に示すパック電池の底部構造を示す断面図である。 図１１に示すパック電池の底部構造を示す断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る金属板とプラスチック枠との嵌合構造を示す分解斜視図である。 図１５の折曲部受部に溝型折曲部を挿入する状態を示す断面図である。 本発明の他の実施の形態に係る金属板とプラスチック枠との嵌合構造を示す分解斜視図である。 本発明の他の実施の形態に係る金属板とプラスチック枠との嵌合構造を示す分解斜視図である。 本発明の他の実施の形態に係る金属板とプラスチック枠との嵌合構造を示す分解斜視図である。 本発明の他の実施の形態に係る金属板とプラスチック枠との嵌合構造を示す分解斜視図である。 本発明の他の実施の形態に係る金属板とプラスチック枠との嵌合構造を示す分解斜視図である。 本発明の他の実施の形態に係る金属板とプラスチック枠との嵌合構造を示す分解斜視図である。 本発明の他の実施の形態に係る金属板とプラスチック枠との嵌合構造を示す分解斜視図である。 本発明者が先に開発したパック電池の分解斜視図である。

符号の説明

１…ラミネート電池 １Ａ…第１外装フィルム １Ｂ…第２外装フィルム
１ａ…ラップ部 １ｂ…電極収納部
２…端子基板
３…基板ホルダー ３Ａ…周壁 ３Ｂ…凸部
３Ｃ…凹部
４…プラスチック枠 ４Ａ…カバー枠
５…第１金属板 ５Ａ…側壁 ５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ…溝型折曲部
６…第２金属板 ６Ａ…垂直壁
７…ラベル
８…出力端子
９…出力リード
１０…保護素子
１１…電極窓
１２…枠付電池ユニット
１３…スペーサー
２１…ラミネート電池
２２…上下ケース
２３…プラスチック枠
２４…金属板
２５…コ字状開口部
２６、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ、２６Ｅ、２６Ｆ、２６Ｇ…折曲部受部
２７、２７Ｂ、２７Ｃ、２７Ｄ、２７Ｅ、２７Ｆ、２７Ｇ…上端片
２８、２８Ａ、２８Ｂ…突出部
２９…突出部開口窓
３０…スロット

Claims (7)

1. 素電池と、
   素電池を嵌入するための前記素電池の外形と略等しい開口部を形成するプラスチック枠(4)と、
   前記プラスチック枠(4)の開口部に前記素電池を嵌入した状態で、素電池の少なくとも一面を保護するよう表面を覆う第１金属板(5)と、
   素電池の端子に近接して配設されると共に出力端子(8)を有する端子基板(2)と、
   を備えるパック電池であって、
   前記第１金属板(5)の少なくとも一部と、これに対応する前記素電池を嵌入した前記プラスチック枠(4)の一部とを嵌合する嵌合構造を、前記素電池の厚さ方向においてプラスチック枠(4)の表面よりも低くした部位に設けたことを特徴とするパック電池。
2. 第１外装フィルム(1A)と第２外装フィルム(1B)の間に電極を挟んで、第１外装フィルム(1A)と第２外装フィルム(1B)を電極の外周でラップし、このラップ部(1a)を結合して内部に電極を内蔵しているラミネート電池(1)と、
   前記ラミネート電池(1)のラップ部(1a)に配設されると共に、表面側に出力端子(8)を有する端子基板(2)と、
   前記端子基板(2)の裏面と前記ラミネート電池(1)のラップ部(1a)との間に配設されてなる基板ホルダー(3)と、
   前記ラミネート電池(1)の第１外装フィルム(1A)側に積層している第１金属板(5)と、
   を備えるパック電池であって、
   前記第１金属板(5)の少なくとも一辺に、前記ラミネート電池(1)を嵌入した前記プラスチック枠(4)の一面を覆うよう断面コ字状に開口した側壁を形成して、
   前記ラミネート電池(1)を嵌入したプラスチック枠(4)の、前記コ字状側壁のコ字状開口部(25)に嵌入する位置に、前記プラスチック枠(4)の表面よりも低くした折曲部受部(26)を設けてなることを特徴とするパック電池。
3. 請求項１又は２に記載のパック電池であって、前記プラスチック枠(4)の折曲部受部(26)を形成した部分の厚みが、前記第１金属板(5)に設けた前記コ字状側壁のコ字状開口部(25)よりも厚いことを特徴とするパック電池。
4. 請求項１から３のいずれかに記載のパック電池であって、前記プラスチック枠(4)が、端子基板(2)の表面側をカバーするカバー枠(4A)を有すると共に、このカバー枠(4A)に前記折曲部受部(26)を形成していることを特徴とするパック電池。
5. 第１外装フィルム(1A)と第２外装フィルム(1B)の間に電極を挟んで、第１外装フィルム(1A)と第２外装フィルム(1B)を電極の外周でラップし、このラップ部(1a)を結合して内部に電極を内蔵しているラミネート電池(1)と、
   前記ラミネート電池(1)のラップ部(1a)に配設されると共に、表面側に出力端子(8)を有する端子基板(2)と、
   前記端子基板(2)の裏面と前記ラミネート電池(1)のラップ部(1a)との間に配設されてなる基板ホルダー(3)と、
   前記ラミネート電池(1)の第１外装フィルム(1A)側に積層している第１金属板(5)と、
   を備えるパック電池であって、
   前記第１金属板(5)の少なくとも一辺に、前記ラミネート電池(1)を嵌入した前記プラスチック枠(4)の一面を覆うように折曲された側壁を形成しており、前記側壁に突出部開口窓(29)を開口すると共に、
   前記ラミネート電池(1)を嵌入したプラスチック枠(4)の、前記側壁に開口された突出部開口窓(29)と対応する位置に突出部(28)を形成し、
   突出部(28)を突出部開口窓(29)に挿入することで前記第１金属板(5)をプラスチック枠(4)に嵌合してなることを特徴とするパック電池。
6. 請求項２から５のいずれかに記載のパック電池であって、前記ラミネート電池(1)を前記プラスチック枠(4)の開口部に嵌入した枠付電池ユニット(12)の一面を前記第１金属板(5)で覆い、対向する他の面を第２金属板(6)で覆うことを特徴とするパック電池。
7. 請求項１から６のいずれかに記載のパック電池であって、前記第１金属板(5)と第２金属板(6)の表面にラベル(7)を接着していることを特徴とするパック電池。

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