JP2005158452A - Battery pack, manufacturing method of battery pack, and battery packaging body - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small, light battery pack, the manufacturing method of the battery pack, and a packaging body for a battery. <P>SOLUTION: The battery pack is equipped with a battery 10 in which a battery element 11 formed by laminating a positive electrode 13 and a negative electrode 14 through a separator 16 is sealed in an outer jacket 12, a circuit board 20 electrically connected to the battery 10 and in which an external terminal 22 is installed, a frame 30 having an opening part 35 from which the external terminal 22 is exposed to the outside and surrounding the battery 10 and the circuit board 20, and the packaging body having a thin plate shape, and wrapping the battery 10, the circuit board 20, and the frame 30 together in a state that the external terminal 22 is exposed to the outside from at least the opening part 35. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、小型化及び軽量化が図られた電池パック、この電池パックの製造方法及び電池用包装体に関する。   The present invention relates to a battery pack that is reduced in size and weight, a method for manufacturing the battery pack, and a battery package.

カメラ一体型ビデオテープレコーダ、携帯電話、携帯用コンピュータ等のポータブル電子機器が数多く登場し、その小型、軽量化が図られている。この電子機器の小型、軽量化に伴って、これらのポータブル電源として用いられる電池パックに対しても、高エネルギーを有し、小型、軽量化されることが求められている。電池パックに用いられる電池としては、高容量を有するリチウムイオン二次電池がある。   Many portable electronic devices such as camera-integrated video tape recorders, mobile phones, and portable computers have appeared, and their size and weight have been reduced. As electronic devices become smaller and lighter, battery packs used as portable power sources are also required to have high energy and be reduced in size and weight. As a battery used for the battery pack, there is a lithium ion secondary battery having a high capacity.

リチウムイオン二次電池は、リチウムイオンをドープ・脱ドープすることができる正極及び負極を有する電池素子を備え、この電池素子と電気的に接続される回路基板によって制御されている。リチウムイオン二次電池は、パックを形成する際に、回路基板と共に収納ケースに収納される（例えば、特許文献１参照）。   A lithium ion secondary battery includes a battery element having a positive electrode and a negative electrode that can be doped / undoped with lithium ions, and is controlled by a circuit board that is electrically connected to the battery element. When forming a pack, a lithium ion secondary battery is stored in a storage case together with a circuit board (see, for example, Patent Document 1).

収納ケースは、プラスチック等からなり、例えば上下２つに分割され上ケースと下ケースとから構成される。収納ケースは、この上ケースと下ケースとを繋ぎ合わせることによって、内部にリチウムイオン二次電池と回路基板とを収納する空間を有する１つ筐体を形成する。電池パックでは、収納ケースを用いて形成する際、外部からの衝撃等から内部に収納されているリチウムイオン二次電池や回路基板を保護するため、収納ケースの肉厚がある程度必要となる。このため、電池パック全体の厚みが厚く、重量が重くなってしまう。また、上下２つに分割された収納ケースを両面テープで繋ぎ合わせる場合、両面テープの厚みの分さらに電池パックの厚みが増してしまう。また、超音波溶着により分割された収納ケースを繋ぎ合わせる際は、超音波溶着する部分にある程度の厚みが必要となるため、電池パックが大きくなってしまう。このように、従来の電池パックでは、収納ケースの肉厚を厚くせざるを得ず、全体が大型化され、重量が重くなってしまい、ポータブル電源に適さず用途が限られてしまう。   The storage case is made of plastic or the like, and is divided into, for example, an upper case and a lower case. The storage case connects the upper case and the lower case to form a single housing having a space for storing the lithium ion secondary battery and the circuit board. When a battery pack is formed using a storage case, the storage case needs to have a certain thickness in order to protect the lithium ion secondary battery and circuit board stored therein from external impacts and the like. For this reason, the battery pack as a whole is thick and heavy. In addition, when the storage cases divided into the upper and lower parts are joined with the double-sided tape, the thickness of the battery pack is further increased by the thickness of the double-sided tape. In addition, when connecting the storage cases divided by ultrasonic welding, a certain amount of thickness is required for the ultrasonic welding portion, which increases the size of the battery pack. Thus, in the conventional battery pack, the thickness of the storage case is inevitably increased, the overall size is increased, the weight is increased, and the application is not suitable for a portable power source.

特開２００１−９３９４５号公報JP 2001-93945 A

本発明は、小型化及び軽量化が図られた電池パック、この電池パックの製造方法及び電池用包装体を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the battery pack reduced in size and weight, the manufacturing method of this battery pack, and the battery packaging body.

上述した目的を達成する本発明に係る電池パックは、正極と負極とが間にセパレータを介して積層され電池素子を外装材に封入した電池と、電池と電気的に接続され、外部端子が設けられている回路基板と、外部端子を外部に露出させる開口部を有し、電池と回路基板とを囲むフレームと、薄板状をなし、少なくとも開口部から外部端子を外部に臨ませた状態で、電池と回路基板とフレームとを一括して包む包装体とを備える。   The battery pack according to the present invention that achieves the above-described object includes a battery in which a positive electrode and a negative electrode are stacked with a separator interposed therebetween and a battery element is enclosed in an exterior material, and is electrically connected to the battery and provided with an external terminal. A circuit board having an opening that exposes the external terminal to the outside, a frame that surrounds the battery and the circuit board, and a thin plate shape, with at least the external terminal facing the outside from the opening, And a package that collectively wraps the battery, the circuit board, and the frame.

このような構成からなる電池パックでは、電池と回路基板とを囲むようにフレームを配置し、電池と回路基板とフレームとを一括して薄板状の包装体で包むことによって、小型化及び軽量化が図られる。   In the battery pack having such a configuration, a frame is disposed so as to surround the battery and the circuit board, and the battery, the circuit board, and the frame are collectively wrapped in a thin plate-like package, thereby reducing the size and weight. Is planned.

また、上述した目的を達成する本発明に係る電池パックの製造方法は、正極と負極とがセパレータを介して積層された電池素子を有する電池に、外部端子が設けられた回路基板を電気的に接続させ、外部端子を外部に露出させる開口部を有するフレームで電池と回路基板とを囲み、薄板状の包装体で、少なくとも開口部から外部端子を外部に臨ませた状態で、電池と回路基板とフレームとを一括して包む。   In addition, the battery pack manufacturing method according to the present invention that achieves the above-described object is provided by electrically connecting a circuit board provided with external terminals to a battery having a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are stacked via a separator. The battery and the circuit board are surrounded by a frame having an opening for connecting and exposing the external terminal to the outside, and the external terminal is exposed to the outside through at least the opening with a thin package. And wrap the frame together.

このような構成からなる電池パックの製造方法では、電池と回路基板との囲むフレームを配置し、電池と回路基板とフレームとを一括して薄板状の包装体で包むことによって、小型化及び軽量化が図られた電池パックが得られる。   In the battery pack manufacturing method having such a configuration, a frame surrounding the battery and the circuit board is disposed, and the battery, the circuit board, and the frame are collectively wrapped in a thin plate-like package, thereby reducing the size and weight. Thus, a battery pack with improved efficiency can be obtained.

また、上述した目的を達成する本発明に係る電池包装体は、正極と負極とがセパレータを介して積層された電池素子を外装材に封入した電池と、電池と電気的に接続され、外部端子が設けられている回路基板と、外部端子を外部に露出させる開口部を有し、電池と回路基板とを囲むフレームとを少なくとも開口部から外部端子を臨ませた状態で一括して包み、且つ薄板状をなしている。   In addition, the battery package according to the present invention that achieves the above-described object includes a battery in which a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are stacked via a separator is enclosed in an exterior material, and an external terminal that is electrically connected to the battery. A circuit board provided with an opening that exposes the external terminal to the outside, and a frame that surrounds the battery and the circuit board at least with the external terminal facing from the opening, and It has a thin plate shape.

このような構成からなる電池包装体では、薄板状をなし、電池と回路基板とを囲むフレームを外側から包むことによって、電池パックを小型化及び軽量化させることができる。   In the battery package having such a configuration, the battery pack can be reduced in size and weight by forming a thin plate shape and wrapping a frame surrounding the battery and the circuit board from the outside.

本発明では、電池と回路基板とをフレームで囲み、電池と回路基板とフレームとを一括して薄板状の包装体で包むことによって、小型化及び軽量化を図ることができる。これにより、本発明は、携帯機器の電源として幅広く活用することができる。また、本発明では、プラスチックのケースを用いる場合より、繋ぎ合わせるテープ等の他の部材を必要としないため、部品点数の削減が図られる。また、本発明では、電池と回路基板とフレームとを一括して包装体で包むことによりパックが形成されるため、パック形成が容易であり、歩留まりが向上する。   In the present invention, the battery and the circuit board are surrounded by a frame, and the battery, the circuit board, and the frame are collectively wrapped in a thin plate-like package, thereby achieving reduction in size and weight. Thus, the present invention can be widely used as a power source for portable devices. Further, in the present invention, since other members such as a tape to be joined are not required than in the case of using a plastic case, the number of parts can be reduced. Further, in the present invention, since the pack is formed by wrapping the battery, the circuit board, and the frame together in a package, the pack can be easily formed and the yield is improved.

以下、本発明を適用した電池パック１について図面を参照して詳細に説明する。電池パック１は、図１乃至図３に示すように、電池としてリチウムイオン二次電池１０と、このリチウムイオン二次電池１０と電気的に接続される回路基板２０と、リチウムイオン二次電池１０と回路基板２０とを囲むフレーム３０と、リチウムイオン二次電池１０及び回路基板２０とフレーム３０とを一括して包む包装体４０とから構成される。   Hereinafter, a battery pack 1 to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIGS. 1 to 3, the battery pack 1 includes a lithium ion secondary battery 10 as a battery, a circuit board 20 electrically connected to the lithium ion secondary battery 10, and a lithium ion secondary battery 10. Frame 30 surrounding circuit board 20 and circuit board 20, and lithium ion secondary battery 10 and packaging body 40 that collectively wraps circuit board 20 and frame 30.

リチウムイオン二次電池１０は、高容量を有し軽量であるため、携帯用の電源として用いられている。リチウムイオン二次電池１０は、図４に示すように、リチウムイオンをドープ・脱ドープする電池素子１１と、電池素子１１を包む外装材１２とを有する。   Since the lithium ion secondary battery 10 has a high capacity and is lightweight, it is used as a portable power source. As shown in FIG. 4, the lithium ion secondary battery 10 includes a battery element 11 that is doped / undoped with lithium ions, and an exterior material 12 that encloses the battery element 11.

電池素子１１は、正極１３及び負極１４と、この正極１３と負極１４との間に設けられる固体電解質１５と、正極１３と負極１４との短絡を防止するセパレータ１６とから構成され、正極１３及び負極１４と、固体電解質１５と、セパレータ１６とを積層し扁平状に巻回してなる。   The battery element 11 includes a positive electrode 13 and a negative electrode 14, a solid electrolyte 15 provided between the positive electrode 13 and the negative electrode 14, and a separator 16 that prevents a short circuit between the positive electrode 13 and the negative electrode 14. The negative electrode 14, the solid electrolyte 15, and the separator 16 are laminated and wound in a flat shape.

正極１３は、図５に示すように、正極集電体１３ａの両主面上に正極活物質層１３ｂが形成されてなる。このうち、正極集電体１３ａには、箔状又は網状に形成されたアルミニウム等が用いられ、正極活物質層１３ｂは、この正極集電体１３ａの両主面上に、それぞれ正極活物質と結着剤とが含有された正極合剤を塗布し乾燥させた後、加圧することによって形成されている。   As shown in FIG. 5, the positive electrode 13 is formed by forming positive electrode active material layers 13b on both main surfaces of the positive electrode current collector 13a. Among them, the positive electrode current collector 13a is made of aluminum or the like formed in a foil shape or a net shape, and the positive electrode active material layer 13b is formed on each main surface of the positive electrode current collector 13a with the positive electrode active material and the positive electrode current collector 13a. It is formed by applying a positive electrode mixture containing a binder and drying it, followed by pressurization.

正極活物質としては、例えばＬｉｘＭＯ２（式中、Ｍは、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｖ、Ｔｉ等のうち、何れか１種以上の遷移金属を表し、０．５≦ｘ≦１．１０である。）を主体とするリチウム複合酸化物等を用いることができる。また、このリチウム複合酸化物を構成する遷移金属Ｍとしては、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等を用いることが好ましく、このようなリチウム複合酸化物の具体例としては、ＬｉｘＣｏＯ２、ＬｉｘＮｉＯ２、ＬｉｘＮｉｙＣｏ１−ｙＯ２（式中、０＜ｙ＜１である。）、ＬｉＭｎ２Ｏ４等を挙げることができる。また、正極活物質としては、安価で結晶構造が安定している、例えばＬｉｘＭｙＰＯ４（式中、Ｍは、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｒ、Ｃｏ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｖ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｇａ、Ｍｇ、Ｂ、Ｎｂ、ＳｎＣａ、Ｓｒのうち１種以上を表し、０．５≦ｘ≦１．１であり、０．５≦ｙ≦１である。）を主体とする化合物等を用いることができ、例えばＬｉＦｅＰＯ４等である。さらに、正極活物質としては、例えばＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＮｂＳｅ２、Ｖ２Ｏ５等の金属硫化物も用いることができる。 Examples of the positive electrode active material include Li x MO 2 (wherein M represents one or more transition metals of Co, Ni, Mn, Fe, Al, V, Ti, etc., and 0.5 ≦ x ≦ 1.10)) and the like can be used. Further, as the transition metal M constituting the lithium composite oxide, it is preferable to use Co, Ni, Mn or the like. Specific examples of such lithium composite oxide include Li x CoO 2 and Li x NiO 2. , Li x Ni y Co 1-y O 2 (where 0 <y <1), LiMn 2 O 4 and the like. Further, as the positive electrode active material, it is inexpensive and has a stable crystal structure, for example, Li x M y PO 4 (wherein, M is Fe, Mn, Cr, Co, Cu, Ni, V, Mo, Ti, 1 or more of Zn, Al, Ga, Mg, B, Nb, SnCa and Sr, 0.5 ≦ x ≦ 1.1 and 0.5 ≦ y ≦ 1). A compound or the like can be used, such as LiFePO 4 . Further, as the cathode active material can also be used, for example TiS 2, MoS 2, NbSe 2 , V 2 O metal sulfides such as 5.

結着剤としては、非水電解質電池の正極合剤に用いられる、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリビニルピリジンやポリテトラフルオロエチレン等を用いることができる。また、正極合剤には、例えば炭素質材料等を導電材として添加したり、他にも公知の添加剤等を添加することができる。   As the binder, for example, polyvinylidene fluoride, polyvinyl pyridine, polytetrafluoroethylene, or the like used for a positive electrode mixture of a nonaqueous electrolyte battery can be used. Moreover, a carbonaceous material etc. can be added to a positive electrode mixture as a electrically conductive material, for example, and other well-known additives etc. can be added.

また、正極１３には、例えばアルミニウム等が短冊状に形成されてなる正極リード１７が電気的に接続されている。この正極リード１７は、正極１３の長手方向の一端（例えば内周側の端部）に設けられた正極集電体露出部分、すなわち正極リード１７の幅に合わせて正極活物質層１３ｂが形成されずに正極集電体１３ａが露出してなる部分に抵抗溶接や超音波溶接等により接合されている。したがって、正極リード１７は、一端が正極１３の幅方向から延長して設けられている。   Further, a positive electrode lead 17 formed of, for example, aluminum or the like in a strip shape is electrically connected to the positive electrode 13. The positive electrode lead 17 has a positive electrode current collector exposed portion provided at one end in the longitudinal direction of the positive electrode 13 (for example, an end portion on the inner peripheral side), that is, a positive electrode active material layer 13 b formed in accordance with the width of the positive electrode lead 17. Instead, the positive electrode current collector 13a is joined to the exposed portion by resistance welding, ultrasonic welding, or the like. Therefore, one end of the positive electrode lead 17 is provided extending from the width direction of the positive electrode 13.

負極１４は、図６に示すように、負極集電体１４ａの両主面上に負極活物質層１４ｂが形成されてなる。このうち、負極集電体１４ａには、箔状又は網状に形成されたニッケル等が用いられており、負極活物質層１４ｂは、この負極集電体１４ａの両主面上に、それぞれ負極活物質と結着剤とを含有する負極合剤を塗布して乾燥させた後、加圧することによって形成されている。   As shown in FIG. 6, the negative electrode 14 has a negative electrode active material layer 14b formed on both main surfaces of a negative electrode current collector 14a. Of these, nickel or the like formed in a foil shape or a net shape is used for the negative electrode current collector 14a, and the negative electrode active material layer 14b is formed on both main surfaces of the negative electrode current collector 14a. It is formed by applying a negative electrode mixture containing a substance and a binder and drying it, followed by pressurization.

負極活物質としては、例えばリチウムに対して２Ｖ以下の電位を有し、リチウムをドープ・脱ドープすることが可能な炭素質材料、２０００℃以下の比較的低い温度で焼成して得られる低結晶性炭素材料、結晶化しやすい原材料を３０００℃付近の高温で焼成した人造黒鉛等の高結晶性炭素材料等を用いることができる。このような炭素質材料の具体例としては、例えば熱分解炭素類、コークス類、黒鉛類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭素等を挙げることができ、コークス類としては、例えばピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等を挙げることができる。なお、有機高分子化合物焼成体とは、フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し、炭素化したものである。   As the negative electrode active material, for example, a carbonaceous material having a potential of 2 V or less with respect to lithium and capable of being doped / undoped with lithium, a low crystal obtained by firing at a relatively low temperature of 2000 ° C. or less A highly crystalline carbon material such as artificial graphite obtained by firing a crystalline carbon material or a raw material that is easily crystallized at a high temperature around 3000 ° C. can be used. Specific examples of such carbonaceous materials include pyrolytic carbons, cokes, graphites, glassy carbon fibers, fired organic polymer compounds, carbon fibers, activated carbons, and the like. Examples thereof include pitch coke, needle coke, and petroleum coke. The organic polymer compound fired body is obtained by firing and carbonizing a phenol resin, a furan resin, or the like at an appropriate temperature.

また、負極活物質としては、上述した炭素質材料の他にも、リチウムと化合可能な元素又はこの元素の化合物、例えば化学式ＤｓＥｔＬｉｕ（式中、Ｄは、リチウムと化合可能な金属元素及び／又は半導体元素のうち１種以上を表し、Ｅは、リチウム及びＤ以外の金属元素及び／又は半導体元素のうち１種以上を表し、０＜ｓ、０≦ｔ、０≦ｕである。）等を用いることができ、その具体例としては、ＳｉＢ４、ＳｉＢ６、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｓｎ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、ＭｏＳｉ２、ＣｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、Ｃｕ５Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＮｂＳｉ２、ＴａＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２、ＺｎＳｉ２等を挙げることができる。また、これらのうち何れか１種以上を用いた場合には、上述した炭素質材料を導電材として添加することもできる。 Further, as the negative electrode active material, in addition to the above-described carbonaceous material, an element that can be combined with lithium or a compound of this element, for example, the chemical formula D s E t Li u (wherein D can be combined with lithium) E represents one or more of metal elements and / or semiconductor elements, E represents one or more of metal elements and / or semiconductor elements other than lithium and D, and 0 <s, 0 ≦ t, 0 ≦ u. As specific examples, SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Mg 2 Sn, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2, Cu 5 Si, may be mentioned FeSi 2, MnSi 2, NbSi 2 , TaSi 2, VSi 2, WSi 2, ZnSi 2 , or the like. In addition, when any one or more of these are used, the above-described carbonaceous material can be added as a conductive material.

また、負極活物質としては、上述したものの他にも、例えばポリアセチレン、ポリピロール等の高分子や酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデン、酸化タングステン、酸化チタン、酸化スズ等といった比較的電位が卑であり、リチウムのドープ・脱ドープが可能な酸化物や、これら酸化物の炭素を窒素で置換した窒化物等を用いることもできる。   In addition to the above-described negative electrode active materials, for example, polymers such as polyacetylene and polypyrrole, and relatively low potential such as iron oxide, ruthenium oxide, molybdenum oxide, tungsten oxide, titanium oxide, tin oxide, etc. Further, oxides that can be doped / undoped with lithium, nitrides in which carbon of these oxides is substituted with nitrogen, and the like can also be used.

また、結着剤としては、非水電解質電池の負極合剤に用いられる、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリビニルピリジンやポリテトラフルオロエチレン等を挙げることができる。   Examples of the binder include polyvinylidene fluoride, polyvinyl pyridine, and polytetrafluoroethylene, which are used for a negative electrode mixture of a nonaqueous electrolyte battery.

また、負極１４には、例えばニッケル等が短冊状に形成されてなる負極リード１８が電気的に接続されている。この負極リード１８は、負極１４の長手方向の一端（例えば外周側の端部）に設けられた負極集電体露出部分、すなわち負極リード１８の幅に合わせて負極活物質層１４ｂが形成されずに負極集電体１４ａが露出している部分に抵抗溶接や超音波溶接等により接合されている。また、負極リード１８は、一端が負極１４の幅方向から正極リード１７と同一方向に延長して設けられている。   The negative electrode 14 is electrically connected with a negative electrode lead 18 formed of, for example, nickel or the like in a strip shape. In this negative electrode lead 18, the negative electrode current collector exposed portion provided at one end in the longitudinal direction of the negative electrode 14 (for example, the outer end), that is, the negative electrode active material layer 14 b is not formed in accordance with the width of the negative electrode lead 18. In addition, the negative electrode current collector 14a is joined to the exposed portion by resistance welding, ultrasonic welding, or the like. The negative electrode lead 18 is provided with one end extending in the same direction as the positive electrode lead 17 from the width direction of the negative electrode 14.

固体電解質１５は、マトリックス高分子に非水電解液を可塑剤として加えてなるゲル状電解質や、高分子に電解質塩を溶かし込んだ高分子固体電解質からなり、これらは、上述した正極１３及び負極１４の両主面上に、高分子化合物と電解質塩とを含有する溶液を塗布した後に、固化することで形成される。   The solid electrolyte 15 is composed of a gel electrolyte obtained by adding a non-aqueous electrolyte as a plasticizer to a matrix polymer, or a polymer solid electrolyte obtained by dissolving an electrolyte salt in a polymer. These include the positive electrode 13 and the negative electrode described above. It forms by apply | coating the solution containing a high molecular compound and electrolyte salt on both main surfaces of 14, and solidifying.

セパレータ１６は、上述した正極１３と負極１４とを離間させるものであり、リチウム等を用いた非水電解質電池の絶縁性多孔質膜として通常用いられている公知の材料、例えばポリプロピレン、ポリエチレン等の高分子フィルムからなる。   The separator 16 separates the positive electrode 13 and the negative electrode 14 described above, and is a known material that is normally used as an insulating porous film of a nonaqueous electrolyte battery using lithium or the like, such as polypropylene or polyethylene. It consists of a polymer film.

上述した電池素子１１を封入する外装材１２は、樹脂フィルムと金属箔とが積層されて貼り合わされたラミネートフィルムからなる。このうち、樹脂フィルムとしては、正極リード１７及び負極リード１８に対する熱溶着性を示し且つ気密性に優れた材料、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン及びこれらの共重合体、ポリオレフィン樹脂等の樹脂材料が用いられている。一方、金属箔には、例えばアルミニウム、ステンレス、ニッケル、鉄等が用いられている。   The packaging material 12 enclosing the battery element 11 described above is made of a laminate film in which a resin film and a metal foil are laminated and bonded together. Among these, as the resin film, a material that exhibits heat-weldability to the positive electrode lead 17 and the negative electrode lead 18 and has excellent airtightness, such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, modified polypropylene and copolymers thereof, polyolefin resin, etc. Resin material is used. On the other hand, for example, aluminum, stainless steel, nickel, iron or the like is used for the metal foil.

そして、この外装材１２は、電池素子１１を挟み込み電池素子１１の外形に沿って外縁部分が熱融着により貼り合わされ、電池素子１１を封止する。このとき、正極リード１７及び負極リード１８は、貼合せ面１２ａの間から外部へと引き出された状態とする。   And this exterior material 12 pinches | interposes the battery element 11, an outer edge part is bonded together along the external shape of the battery element 11, and the battery element 11 is sealed. At this time, the positive electrode lead 17 and the negative electrode lead 18 are in a state of being pulled out from between the bonding surfaces 12a.

貼り合わされる外装材１２の間には、外装材１２と正極リード１７及び負極リード１８との密着性をより向上させるために、正極リード１７及び負極リード１８と、外装材１２との接触部分に熱融着により溶融される樹脂片１９を設ける。この樹脂片１９としては、正極リード１７及び負極リード１８に対する熱溶着性を示し且つ気密性に優れた材料、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂及びこれらの共重合体等を用いることができる。以上のようにして、図４に示すようなリチウムイオン二次電池１０が構成される。   In order to further improve the adhesion between the exterior material 12 and the positive electrode lead 17 and the negative electrode lead 18 between the exterior materials 12 to be bonded together, the contact portion between the positive electrode lead 17 and the negative electrode lead 18 and the exterior material 12 is provided. A resin piece 19 to be melted by thermal fusion is provided. As the resin piece 19, a material that exhibits heat-weldability to the positive electrode lead 17 and the negative electrode lead 18 and has excellent airtightness, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, and modified polypropylene, and a copolymer thereof. Can be used. As described above, the lithium ion secondary battery 10 as shown in FIG. 4 is configured.

回路基板２０は、図２に示すように、長尺状に形成された基板２１の一方の面に外部の電源と接続される外部端子２２が設けられており、他方の面には正極リード１７及び負極リード１８が接続される接続端子２３が設けられている。また、基板２１には、図示しないが、リチウムイオン二次電池１０の電流等を制御する回路部品が実装されており、外部端子２２、接続端子２３及び回路部品をそれぞれ電気的に接続する配線パターンが形成されている。回路基板２０は、基板２１に形成されている配線パターンにより、リチウムイオン二次電池１０と電気的に接続される。回路基板２０は、リチウムイオン二次電池１０の正極リード１７及び負極リード１８が導出されている外装材１２の貼合せ面１２ａ上に、リチウムイオン二次電池１０と接続端子２３が対向し、外部端子２２が外側となるように配置される。   As shown in FIG. 2, the circuit board 20 is provided with an external terminal 22 connected to an external power source on one surface of a long substrate 21, and the positive electrode lead 17 on the other surface. And a connecting terminal 23 to which the negative electrode lead 18 is connected. Further, although not shown, circuit components for controlling the current of the lithium ion secondary battery 10 are mounted on the substrate 21, and wiring patterns for electrically connecting the external terminals 22, the connection terminals 23, and the circuit components, respectively. Is formed. The circuit board 20 is electrically connected to the lithium ion secondary battery 10 by a wiring pattern formed on the board 21. The circuit board 20 is configured such that the lithium ion secondary battery 10 and the connection terminal 23 face each other on the bonding surface 12a of the exterior material 12 from which the positive electrode lead 17 and the negative electrode lead 18 of the lithium ion secondary battery 10 are led out. It arrange | positions so that the terminal 22 may become an outer side.

フレーム３０は、図２及び図７に示すように、略矩形状の枠であり、回路基板２０が固定される前壁部３１、この前壁部３１と対向する後壁部３２及び前壁部３１と後壁部３２とを接続する側壁部３３とから構成される。   2 and 7, the frame 30 is a substantially rectangular frame, and includes a front wall portion 31 to which the circuit board 20 is fixed, a rear wall portion 32 and a front wall portion facing the front wall portion 31. 31 and a side wall 33 connecting the rear wall 32.

フレーム３０は、電池パック１を形成する際に、リチウムイオン二次電池１０と回路基板２０とを共に囲み、リチウムイオン二次電池１０及び回路基板２０を保護すると共に、電池パック１の耐衝撃性を向上させる。このため、フレーム３０としては、材料に耐衝撃性を有し、寸法精度のよいポリカーボネートやアクリロニトリル‐ブタジエン‐スチレン樹脂（ＡＢＳ）、ポリプロピレン、ポリエチレン等の樹脂を用いたり、これらの樹脂にアルミ等の金属材料をインサート成型したものを用いたりする。   When forming the battery pack 1, the frame 30 surrounds both the lithium ion secondary battery 10 and the circuit board 20, protects the lithium ion secondary battery 10 and the circuit board 20, and impact resistance of the battery pack 1. To improve. For this reason, as the frame 30, a material such as polycarbonate, acrylonitrile-butadiene-styrene resin (ABS), polypropylene, polyethylene, etc., which has impact resistance and good dimensional accuracy, is used. A metal material insert-molded is used.

前壁部３１は、リチウムイオン二次電池１０の正極リード１７及び負極リード１８が導出されている側に配置される。前壁部３１は、回路基板２０を保持できるように略矩形状の凹部で形成されており、凹部の内面には回路基板２０を凹部内で係止させるための係止突部３４が１つ以上設けられている。また、前壁部３１には、固定される回路基板２０に設けられている外部端子２２と対向する位置に、外部端子２２を外部に露出させる開口部３５が設けられている。ここでは、３つの開口部３５が設けられた例を示しており、これら３つの開口部３５は、例えば正極外部端子用、負極外部端子用、その他情報端子用とすることができる。しかし、この３つに限定されることはなく、適宜設けるようにしてよい。また、係止突部３４についても、回路基板２０を固定するために必要な数及び配置で設けるようにしてよい。   The front wall portion 31 is disposed on the side where the positive electrode lead 17 and the negative electrode lead 18 of the lithium ion secondary battery 10 are led out. The front wall portion 31 is formed with a substantially rectangular recess so as to hold the circuit board 20, and one locking protrusion 34 for locking the circuit board 20 within the recess is provided on the inner surface of the recess. It is provided above. The front wall portion 31 is provided with an opening 35 that exposes the external terminal 22 to the outside at a position facing the external terminal 22 provided on the circuit board 20 to be fixed. Here, an example in which three openings 35 are provided is shown, and these three openings 35 can be used for, for example, a positive external terminal, a negative external terminal, and other information terminals. However, it is not limited to these three, and may be provided as appropriate. Further, the locking protrusions 34 may be provided in the number and arrangement necessary for fixing the circuit board 20.

後壁部３２は、前壁部３１とほぼ同じ大きさの略矩形状をなし、リチウムイオン二次電池１０の正極リード１７及び負極リード１８が導出する側とは反対側、即ちリチウムイオン二次電池１０の一方短辺側に配置される。後壁部３２は、電池パック１に耐衝撃性を持たせるため、ある程度の厚みを有する。   The rear wall portion 32 has a substantially rectangular shape substantially the same size as the front wall portion 31, and is opposite to the side from which the positive electrode lead 17 and the negative electrode lead 18 of the lithium ion secondary battery 10 are led out, that is, a lithium ion secondary. The battery 10 is disposed on one short side. The rear wall portion 32 has a certain thickness in order to give the battery pack 1 impact resistance.

側壁部３３は、リチウムイオン二次電池１０の長辺側の側面に配され、前壁部３１の両端と、この前壁部３１の両端とそれぞれ相対する後壁部３２の両端とを接続することで、前壁部３１と後壁部３２との間を接続している。これにより、フレーム３０は、前壁部３１と、後壁部３２と、側壁部３３とにより略矩形状の枠に形成されている。   The side wall portion 33 is disposed on the side surface on the long side of the lithium ion secondary battery 10 and connects both ends of the front wall portion 31 to both ends of the rear wall portion 32 respectively opposed to both ends of the front wall portion 31. Thus, the front wall portion 31 and the rear wall portion 32 are connected. Thus, the frame 30 is formed into a substantially rectangular frame by the front wall portion 31, the rear wall portion 32, and the side wall portion 33.

側壁部３３は、図７及び図８に示すように、電池パック１を形成する際に、後述する包装体４０で覆われる外側面３３ａが曲面となっている。側壁部３３の外側面３３ａを曲面とすることによって、側壁部３３の角部３３ｂの角度が９０度以上となる。これにより、フレーム３０を包装体４０で包む際には、図９に示すように、包装体４０が側壁部３３に沿って配され、角部３３ｂで略直角に折り曲げられることがなくなるため、角部３３ｂで剥がれたり、浮き上がったりするような図１０に示すような不具合が防止される。また、ある程度の硬さを有する包装体４０を用いた場合でも、角部３３ｂが９０度以上あるため、包装体４０が側壁部３３に沿って配することができ、角部３３ｂで略直角に折り曲げられることがなくなり、包装体４０自身の硬さにより角部３３ｂで包装体４０が剥がれたり、浮き上がたりするといった不具合を防止できる。   As shown in FIGS. 7 and 8, the side wall 33 has a curved outer surface 33 a that is covered with a packaging body 40 described later when the battery pack 1 is formed. By making the outer side surface 33a of the side wall part 33 into a curved surface, the angle of the corner part 33b of the side wall part 33 becomes 90 degrees or more. Accordingly, when the frame 30 is wrapped with the packaging body 40, as shown in FIG. 9, the packaging body 40 is arranged along the side wall portion 33 and is not bent at a substantially right angle at the corner portion 33b. The trouble as shown in FIG. 10 that peels off or rises at the portion 33b is prevented. Further, even when the packaging body 40 having a certain degree of hardness is used, since the corner portion 33b is 90 degrees or more, the packaging body 40 can be disposed along the side wall portion 33, and the corner portion 33b is substantially perpendicular to the corner portion 33b. It can be prevented from being bent, and it is possible to prevent the packaging body 40 from being peeled off or raised at the corner 33b due to the hardness of the packaging body 40 itself.

このような外側面３３ａの曲面は、曲率半径がリチウムイオン二次電池１０の厚さの０．５倍以上、３倍以下で形成される。曲率半径がリチウムイオン二次電池１０の厚さの０．５倍未満である場合、外側面３３ａ全体に曲面を形成することができなくなり、外側面３３ａの一部に曲面が形成され、この曲面により外側面３３ａに段差ができてしまう。一方、曲率半径がリチウムイオン二次電池１０の厚さの３倍より大きいと、外側面３３ａがゆるやかな曲面とならず、角部３３ｂが略直角となり、角部３３ｂで包装体４０が剥がれたり、浮いたりしてしまう虞がある。したがって、曲面の曲率半径をリチウムイオン二次電池１０の厚さの０．５倍以上、３倍以下にすることによって、外側面３３ａ全体がゆるやかな曲面となり、角部３３ｂの角度が９０度以上となるため、包装体４０を側壁部３３に沿って配することができ、包装体４０の剥がれや浮きを防止できる。   Such a curved surface of the outer surface 33 a is formed with a radius of curvature of 0.5 to 3 times the thickness of the lithium ion secondary battery 10. When the radius of curvature is less than 0.5 times the thickness of the lithium ion secondary battery 10, a curved surface cannot be formed on the entire outer surface 33a, and a curved surface is formed on a part of the outer surface 33a. As a result, a step is formed on the outer surface 33a. On the other hand, when the radius of curvature is larger than three times the thickness of the lithium ion secondary battery 10, the outer surface 33a does not become a gently curved surface, the corner portion 33b becomes substantially right angle, and the package 40 is peeled off at the corner portion 33b. There is a risk of floating. Therefore, by making the curvature radius of the curved surface 0.5 times or more and 3 times or less the thickness of the lithium ion secondary battery 10, the entire outer surface 33a becomes a gentle curved surface, and the angle of the corner portion 33b is 90 degrees or more. Therefore, the packaging body 40 can be arranged along the side wall part 33, and peeling and floating of the packaging body 40 can be prevented.

なお、以上では、側壁部３３の外側面３３ａに曲面を形成した場合を例に挙げて説明したが、このようなことに限定されることなく、例えば側壁部３３の包装体４０が接触する角部３３ｂだけを曲面にしても上述した作用効果を得ることができる。この場合、フレーム３０を包装体４０で包む際に、包装体４０が曲面にされた角部３３ｂに沿って折り曲げられることから、包装体４０が角部３３ｂや角部３３ｂの近傍で剥がれたり、浮いたりすることが防止される。   In the above description, the case where a curved surface is formed on the outer side surface 33a of the side wall portion 33 has been described as an example. However, the present invention is not limited to such a case. Even if only the portion 33b is curved, the above-described effects can be obtained. In this case, when wrapping the frame 30 with the packaging body 40, the packaging body 40 is folded along the curved corner portion 33b, so that the packaging body 40 is peeled off in the vicinity of the corner portion 33b or the corner portion 33b, It is prevented from floating.

包装体４０は、図２に示すように、リチウムイオン二次電池１０、回路基板２０、及びリチウムイオン二次電池１０と回路基板２０とを共に囲むフレーム３０をフレーム３０の外側から外部端子２２が露出する開口部３５を除いて覆い、リチウムイオン二次電池１０及び回路基板２０を保護している。包装体４０は、略矩形状からなり、フレーム３０の長さとほぼ同じ幅で形成され、フレーム３０の外周を包むことができる長さで形成されている。包装体４０は、薄板状をなし、基材層として、具体的に図１１に示すような表面保護層４１と金属層４２とからなるラミネートフィルムであり、このラミネートフィルムの一方主面に接着材を塗布し、接着材層４３が形成された構成からなる。   As shown in FIG. 2, the package 40 includes a lithium ion secondary battery 10, a circuit board 20, and a frame 30 that surrounds both the lithium ion secondary battery 10 and the circuit board 20. Covering except for the exposed opening 35, the lithium ion secondary battery 10 and the circuit board 20 are protected. The packaging body 40 has a substantially rectangular shape, is formed with a width substantially the same as the length of the frame 30, and has a length that can wrap the outer periphery of the frame 30. The package 40 is a laminate film having a thin plate shape and specifically comprising a surface protective layer 41 and a metal layer 42 as shown in FIG. 11 as a base material layer, and an adhesive material is provided on one main surface of the laminate film. Is applied and an adhesive layer 43 is formed.

表面保護層４１は、ナイロンやポリエチレンテレフタレート、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン及びこれらの共重合体、ポリオレフィン樹脂等の樹脂材料からなる。表面保護層４１は、電池パック１の表面を形成し、突き刺し等の外部からの衝撃に耐える強度を有し、電池パック１の内部に収納されているリチウムイオン二次電池１０や回路基板２０を保護している。また、表面保護層４１は、電池パック１の外部と金属層４２との間の絶縁を維持している。   The surface protective layer 41 is made of a resin material such as nylon, polyethylene terephthalate, modified polyethylene, modified polypropylene, a copolymer thereof, or a polyolefin resin. The surface protective layer 41 forms the surface of the battery pack 1 and has a strength that can withstand external impacts such as piercing and the like, and the lithium ion secondary battery 10 and the circuit board 20 housed in the battery pack 1 are protected. Protect. The surface protective layer 41 maintains insulation between the outside of the battery pack 1 and the metal layer 42.

金属層４２は、ステンレスやアルミニウム、ニッケル、鉄等の金属からなり、電池パック１の強度及び気密性を維持する。金属層４２としては、引張強さが約７００Ｎ／ｍｍ２程度有するステンレス材（例えばＳＵＳ３０４）等を用いて、電池パック１の強度を向上させる。 The metal layer 42 is made of a metal such as stainless steel, aluminum, nickel, or iron, and maintains the strength and airtightness of the battery pack 1. As the metal layer 42, the strength of the battery pack 1 is improved by using a stainless material (for example, SUS304) having a tensile strength of about 700 N / mm 2 .

接着材層４３は、フレーム３０及びリチウムイオン二次電池１０の外装材１２との接着、及びフレーム３０を覆った際に包装体４０の端部同士を接続する。接着材層４３としては、フレーム３０や外装材１２、表面保護層４１と接着することができるような材料からなる。   The adhesive layer 43 bonds the frame 30 and the exterior material 12 of the lithium ion secondary battery 10, and connects the ends of the package 40 when the frame 30 is covered. The adhesive layer 43 is made of a material that can be bonded to the frame 30, the exterior material 12, and the surface protective layer 41.

このような構成からなる包装体４０は、薄板状からなり、厚さが薄いため、リチウムイオン二次電池１０、回路基板２０及びフレーム３０を一括して包むことによって電池パック１の軽量化及び小型化を図ることができる。なお、包装体４０の端部同士を貼合わせた部分４０ａに、図９に示すように、外装ラベル４４を張り付けて貼合わせ部分４０ａを目立たなくしてもよい。   Since the packaging body 40 having such a configuration has a thin plate shape and is thin, the battery pack 1 can be reduced in weight and size by wrapping the lithium ion secondary battery 10, the circuit board 20, and the frame 30 together. Can be achieved. In addition, as shown in FIG. 9, the exterior label 44 may be affixed on the part 40a which bonded the edge parts of the package 40, and the bonded part 40a may not be conspicuous.

上述した構成からなる電池パック１では、リチウムイオン二次電池１０及び回路基板２０をフレーム３０で囲み、フレーム３０の外側から薄板状の包装体４０で包むことによって、小型化及び軽量化が図られ、小型化及び軽量化された携帯機器の電源として利用することができる。また、この電池パック１では、フレーム３０の側壁部３３の外側面３３ａが曲面であることから、リチウムイオン二次電池１０、回路基板２０及びフレーム３０を包むと包装体４０がフレーム３０に沿って完全に密着するようになり、包装体４０の剥がれや浮きを防止できる。これにより、電池パック１の密閉性が向上し、品質の低下が抑えられる。   In the battery pack 1 having the above-described configuration, the lithium ion secondary battery 10 and the circuit board 20 are surrounded by the frame 30 and wrapped from the outside of the frame 30 with a thin plate-shaped package 40, thereby reducing the size and weight. It can be used as a power source for portable devices that are reduced in size and weight. In the battery pack 1, the outer surface 33 a of the side wall 33 of the frame 30 is a curved surface. Therefore, when the lithium ion secondary battery 10, the circuit board 20, and the frame 30 are wrapped, the packaging body 40 extends along the frame 30. It comes to contact | adhere completely and can prevent peeling of the package 40 and a float. Thereby, the airtightness of the battery pack 1 is improved, and the deterioration of the quality is suppressed.

次に、上述した電池パック１の製造方法について説明する。先ず、正極集電体１３ａの両主面に正極活物質層１３ｂを形成し、正極１３を作製する。具体的には、正極１３は、正極活物質と結着剤とを混合した正極合剤を、正極集電体１３ａとなる例えばアルミニウム箔等の金属箔の正極リード１７を接続する部分を除いた両主面に均一に塗布し、乾燥することにより、正極集電体１３ａの両主面に正極活物質層１３ｂが形成されて作製される。正極合剤の結着剤としては、公知の結着剤を用いることができるほか、正極合剤に公知の添加剤等を添加することができる。また、キャスト塗布、焼結等の手法を用いて正極活物質層１３ｂを形成することもできる。   Next, a method for manufacturing the battery pack 1 described above will be described. First, the positive electrode active material layer 13b is formed on both main surfaces of the positive electrode current collector 13a, and the positive electrode 13 is manufactured. Specifically, in the positive electrode 13, a positive electrode mixture obtained by mixing a positive electrode active material and a binder is removed from a portion where a positive electrode lead 17 of a metal foil such as an aluminum foil that becomes the positive electrode current collector 13 a is connected. The positive electrode active material layer 13b is formed on both main surfaces of the positive electrode current collector 13a by uniformly applying to both main surfaces and drying. As the binder for the positive electrode mixture, known binders can be used, and known additives and the like can be added to the positive electrode mixture. Moreover, the positive electrode active material layer 13b can also be formed using techniques, such as cast application | coating and sintering.

次に、負極集電体１４ａの両主面に負極活物質層１４ｂを形成し、負極１４を作製する。具体的に、負極１４は、負極活物質と結着剤とを混合した負極合剤を、負極集電体１４ａとなる例えば銅箔等の金属箔の負極リード１８を接続する部分を除いた両主面に均一に塗布し、乾燥することにより、負極集電体１４ａ上に負極活物質層１４ｂが形成されて作製される。負極合剤の結着剤としては、公知の結着剤を用いることができるほか、負極合剤に公知の添加剤等を添加することができる。また、キャスト塗布、焼結等の手法を用いて負極活物質層１４ｂを形成することもできる。   Next, the negative electrode active material layer 14b is formed on both main surfaces of the negative electrode current collector 14a, and the negative electrode 14 is produced. Specifically, the negative electrode 14 is obtained by mixing a negative electrode mixture obtained by mixing a negative electrode active material and a binder, excluding a portion where a negative electrode lead 18 of a metal foil such as a copper foil to be the negative electrode current collector 14a is connected. The negative electrode active material layer 14b is formed on the negative electrode current collector 14a by uniformly applying to the main surface and drying. As the binder of the negative electrode mixture, a known binder can be used, and a known additive or the like can be added to the negative electrode mixture. Moreover, the negative electrode active material layer 14b can also be formed using techniques, such as cast application | coating and sintering.

固体電解質１５は、マトリックス高分子に非水電解液を可塑剤として加えてなるゲル状電解質や、高分子に電解質塩を溶かし込んだ高分子固体電解質１５からなり、これらは、上述した正極１３及び負極１４の両主面上に、高分子化合物と電解質塩とを含有する非水電解液を塗布した後に、固化することで形成される。   The solid electrolyte 15 includes a gel electrolyte formed by adding a non-aqueous electrolyte as a plasticizer to a matrix polymer, and a polymer solid electrolyte 15 in which an electrolyte salt is dissolved in the polymer. It forms by apply | coating the non-aqueous electrolyte containing a high molecular compound and electrolyte salt on both main surfaces of the negative electrode 14, and solidifying.

次に、正極集電体１３ａの一端に正極リード１７を超音波溶接し、負極集電体１４ａの一端に負極リード１８を超音波溶接する。   Next, the positive electrode lead 17 is ultrasonically welded to one end of the positive electrode current collector 13a, and the negative electrode lead 18 is ultrasonically welded to one end of the negative electrode current collector 14a.

次に、以上のように作製した正極１３と負極１４との間にセパレータ１６を介在させ、正極１３及び負極１４のそれぞれに形成された固体電解質１５を対向させて、正極リード１７及び負極リード１８が一端から導出されるように積層し、巻回して扁平状の電池素子１１を作製する。   Next, the separator 16 is interposed between the positive electrode 13 and the negative electrode 14 manufactured as described above, and the solid electrolyte 15 formed on each of the positive electrode 13 and the negative electrode 14 is opposed to each other, so that the positive electrode lead 17 and the negative electrode lead 18 are formed. Are laminated so as to be led out from one end and wound to produce a flat battery element 11.

次に、電池素子１１の正極リード１７及び負極リード１８が一端から導出するように外装材１２で挟み込み、電池素子１１の周囲を熱溶着して、電池素子１１を外装材１２で包む。貼り合わされる外装材１２の間には、正極リード１７及び負極リード１８との密着性を向上させるために、正極リード１７及び負極リード１８と、外装材１２との接触部分に熱融着により溶融される樹脂片１９を設け、リチウムイオン二次電池１０が作製される。この樹脂片１９としては、正極リード１７及び負極リード１８に対する接着性を有する材料、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂及びこれらの共重合体等を用いることができる。   Next, the battery element 11 is sandwiched by the exterior material 12 so that the positive electrode lead 17 and the negative electrode lead 18 of the battery element 11 are led out from one end, the periphery of the battery element 11 is thermally welded, and the battery element 11 is wrapped with the exterior material 12. In order to improve the adhesion between the positive electrode lead 17 and the negative electrode lead 18 between the bonded exterior materials 12, the contact portions between the positive electrode lead 17 and the negative electrode lead 18 and the exterior material 12 are melted by thermal fusion. The resin piece 19 to be provided is provided, and the lithium ion secondary battery 10 is manufactured. As the resin piece 19, a material having adhesion to the positive electrode lead 17 and the negative electrode lead 18, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, and modified polypropylene, and a copolymer thereof can be used.

次に、リチウムイオン二次電池１０と回路基板２０とを電気的に接続する。リチウムイオン二次電池１０の正極リード１７及び負極リード１８を回路基板２０に設けられている接続端子２３にはんだ付け等で接続し、リチウムイオン二次電池１０と回路基板２０とを電気的に接続する。   Next, the lithium ion secondary battery 10 and the circuit board 20 are electrically connected. The positive electrode lead 17 and the negative electrode lead 18 of the lithium ion secondary battery 10 are connected to a connection terminal 23 provided on the circuit board 20 by soldering or the like, and the lithium ion secondary battery 10 and the circuit board 20 are electrically connected. To do.

次に、図２に示すように、回路基板２０をリチウムイオン二次電池１０の側面と対向するように配置し、リチウムイオン二次電池１０と回路基板２０との外周、即ちリチウムイオン二次電池１０と回路基板２０とを共に囲むようにフレーム３０を配置する。   Next, as shown in FIG. 2, the circuit board 20 is disposed so as to face the side surface of the lithium ion secondary battery 10, and the outer periphery of the lithium ion secondary battery 10 and the circuit board 20, that is, the lithium ion secondary battery. The frame 30 is arranged so as to surround both the circuit board 10 and the circuit board 20.

次に、図１に示すように、リチウムイオン二次電池１０、回路基板２０及びフレーム３０を一括して薄板状の包装体４０で包む。フレーム３０を包む際は、図２に示すように、フレーム３０と包装体４０の接着材層４３とが対向するようにフレーム３０の下に包装体４０を配置し、フレーム３０の外側から包装体４０を図２中矢印Ｘ方向に曲げ、開口部３５を除いてフレーム３０の外周を覆い、包装体４０の端部同士及びフレーム３０、リチウムイオン二次電池１０と接着材層４３を介して接着し、電池パック１を密閉する。ここで、フレーム３０の側壁部３３の外側面３３ａが曲面であるため、図９に示すように、包装体４０をフレーム３０に沿って配することができ、角部３３ｂ等で包装体４０がフレーム３０から剥がれてしまうことがなくなる。そして、包装体４０の端部同士の貼合わせ部分４０ａに外装ラベル４４を貼り付け、包装体４０の貼合わせ部分４０ａを目立たなくするようにしてもよい。   Next, as shown in FIG. 1, the lithium ion secondary battery 10, the circuit board 20, and the frame 30 are collectively wrapped in a thin plate-like package 40. When wrapping the frame 30, as shown in FIG. 2, the packaging body 40 is disposed under the frame 30 so that the frame 30 and the adhesive layer 43 of the packaging body 40 face each other, and the packaging body is disposed from the outside of the frame 30. 2 is bent in the direction of arrow X in FIG. 2, covers the outer periphery of the frame 30 except for the opening 35, and is bonded to the ends of the package 40 and the frame 30, the lithium ion secondary battery 10 and the adhesive layer 43. Then, the battery pack 1 is sealed. Here, since the outer side surface 33a of the side wall 33 of the frame 30 is a curved surface, the packaging body 40 can be arranged along the frame 30 as shown in FIG. It will not be peeled off from the frame 30. And the exterior label 44 may be affixed on the bonding part 40a of the edge parts of the package 40, and the bonding part 40a of the package 40 may be made inconspicuous.

上述した電池パック１の製造方法では、リチウムイオン二次電池１０及び回路基板２０をフレーム３０で囲み、フレーム３０の外側から薄板状の包装体４０で包むことによって、小型化及び軽量化が図られた電池パック１が得られる。また、この電池パック１の製造方法では、フレーム３０の側壁部３３の外側面３３ａが曲面であることから、フレーム３０を包装体４０で包む際に包装体４０がフレーム３０に沿って完全に密着するようになり、包装体４０の剥がれや浮きが防止される。これにより、この電池パック１の製造方法では、電池パック１の密閉性及び歩留まりが向上する。また、この電池パック１の製造方法では、リチウムイオン二次電池１０、回路基板２０及びフレーム３０を包装体４０で囲むことによって電池パック１を形成することができ、プラスチックケースを用いた場合に比べて、超音波溶接等を必要とせず容易に電池パック１を形成することができ、歩留まりが向上する。   In the method of manufacturing the battery pack 1 described above, the lithium ion secondary battery 10 and the circuit board 20 are surrounded by the frame 30 and wrapped from the outside of the frame 30 by the thin plate-shaped package 40, thereby reducing the size and weight. A battery pack 1 is obtained. Further, in this method of manufacturing the battery pack 1, the outer surface 33 a of the side wall 33 of the frame 30 is a curved surface, and therefore the packaging body 40 is completely adhered along the frame 30 when the frame 30 is wrapped with the packaging body 40. As a result, the packaging body 40 is prevented from peeling off or floating. Thereby, in the manufacturing method of this battery pack 1, the sealing performance and yield of the battery pack 1 are improved. Further, in this method of manufacturing the battery pack 1, the battery pack 1 can be formed by surrounding the lithium ion secondary battery 10, the circuit board 20 and the frame 30 with the packaging body 40, compared with the case where a plastic case is used. Thus, the battery pack 1 can be easily formed without requiring ultrasonic welding or the like, and the yield is improved.

以下、本発明の好適な実施例を説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described.

サンプル１
先ず、リチウムイオン二次電池を作製する。正極は、正極集電体の両主面に正極活物質層を形成して作製する。負極は、負極集電体の両主面に負極活物質層を形成して作製する。これらの正極及び負極の各両主面に固体電解質を形成する。次に、正極集電体の一端に正極リードを超音波溶接し、負極集電体の一端に負極リードを超音波溶接する。次に、以上のようにして作製した正極と負極との間にセパレータを介在させ、正極及び負極のそれぞれに形成された固体電解質を対向させて、正極リード及び負極リードが一端から導出されるように積層し、巻回して扁平状の電池素子を作製する。次に、電池素子の正極リード及び負極リードが一端から導出するように樹脂片を間に設けて外装材で挟み込み、電池素子の周囲を熱溶着して、電池素子を外装材で覆い、長辺５０ｍｍ、短辺が３４ｍｍ、厚さ３．８ｍｍのリチウムイオン二次電池を作製した。 Sample 1
First, a lithium ion secondary battery is produced. The positive electrode is produced by forming a positive electrode active material layer on both main surfaces of the positive electrode current collector. The negative electrode is produced by forming negative electrode active material layers on both main surfaces of the negative electrode current collector. A solid electrolyte is formed on both main surfaces of the positive electrode and the negative electrode. Next, the positive electrode lead is ultrasonically welded to one end of the positive electrode current collector, and the negative electrode lead is ultrasonically welded to one end of the negative electrode current collector. Next, a positive electrode lead and a negative electrode lead are led out from one end by interposing a separator between the positive electrode and the negative electrode produced as described above, and facing the solid electrolyte formed on each of the positive electrode and the negative electrode. Are stacked and wound to produce a flat battery element. Next, a resin piece is provided between the battery element so that the positive electrode lead and the negative electrode lead of the battery element are led out from one end, and the battery element is sandwiched between outer packaging materials. A lithium ion secondary battery having a length of 50 mm, a short side of 34 mm, and a thickness of 3.8 mm was produced.

次に、リチウムイオン二次電池と回路基板とを電気的に接続する。リチウムイオン二次電池の正極リード及び負極リードを回路基板の接続端子にはんだ付け等で接続し、リチウムイオン二次電池と回路基板とを電気的に接続する。   Next, the lithium ion secondary battery and the circuit board are electrically connected. The positive electrode lead and the negative electrode lead of the lithium ion secondary battery are connected to the connection terminals of the circuit board by soldering or the like, and the lithium ion secondary battery and the circuit board are electrically connected.

次に、接続したリチウムイオン二次電池と回路基板とを共に囲むようにフレームを配置する。ここで、フレームの大きさは、長辺５４．６ｍｍ、短辺３４．８ｍｍ、厚さ３．８ｍｍであり、側壁部の外側面が曲面で形成されている。曲面の曲率半径は、１．９ｍｍ、即ち曲面の曲率半径がリチウムイオン二次電池の厚みの０．５倍で形成されているものを用いる。   Next, a frame is arranged so as to surround both the connected lithium ion secondary battery and the circuit board. Here, the frame has a long side of 54.6 mm, a short side of 34.8 mm, and a thickness of 3.8 mm, and the outer surface of the side wall portion is formed as a curved surface. The curvature radius of the curved surface is 1.9 mm, that is, the curvature radius of the curved surface is 0.5 times the thickness of the lithium ion secondary battery.

次に、リチウムイオン二次電池、回路基板及びフレームを一括して厚さ０．１ｍｍの包装体で覆い、包装体の繋ぎ合わせ部分が露出する側面に厚さ５０μｍの外装ラベルを貼り付け、厚さ４．０５ｍｍの電池パックを１０個形成した。   Next, the lithium ion secondary battery, the circuit board, and the frame are collectively covered with a 0.1 mm-thick packaging body, and a 50 μm-thick exterior label is attached to the side surface where the joined portion of the packaging body is exposed. Ten battery packs having a thickness of 4.05 mm were formed.

サンプル２
サンプル２では、フレームの側壁部の外側面が曲面で形成されており、曲面の曲率半径が３．８ｍｍ、即ち曲面の曲率半径がリチウムイオン二次電池の厚みの１．０倍で形成されているフレームを用いること以外はサンプル１と同様に電池パックを１０個作製した。 Sample 2
In sample 2, the outer surface of the side wall of the frame is formed as a curved surface, and the curved surface has a curvature radius of 3.8 mm, that is, the curved surface has a curvature radius of 1.0 times the thickness of the lithium ion secondary battery. Ten battery packs were produced in the same manner as Sample 1 except that the frame used was used.

サンプル３
サンプル３では、フレームの側壁部の外側面が曲面で形成されており、曲面の曲率半径が１１．４ｍｍ、即ち曲面の曲率半径がリチウムイオン二次電池の厚みの３．０倍で形成されているフレームを用いること以外はサンプル１と同様に電池パックを１０個作製した。 Sample 3
In Sample 3, the outer surface of the side wall of the frame is formed as a curved surface, and the curved surface has a radius of curvature of 11.4 mm, that is, the curved surface has a radius of curvature of 3.0 times the thickness of the lithium ion secondary battery. Ten battery packs were produced in the same manner as Sample 1 except that the frame used was used.

サンプル４
サンプル４では、フレームの側壁部の外側面が曲面でなく、平面で形成されたフレームを用いること以外はサンプル１と同様に電池パックを１０個作製した。 Sample 4
In Sample 4, ten battery packs were produced in the same manner as Sample 1 except that a frame formed by a flat surface was used instead of a curved surface on the side wall of the frame.

サンプル５
サンプル５では、フレームの側壁部の外側面が曲面で形成されており、曲面の曲率半径が１５ｍｍ、即ち曲面の曲率半径がリチウムイオン二次電池の厚みの３．０倍よりも大きく形成されているフレームを用いること以外はサンプル１と同様に電池パックを１０個作製した。 Sample 5
In Sample 5, the outer surface of the side wall of the frame is formed as a curved surface, and the curved surface has a radius of curvature of 15 mm, that is, the curved surface has a radius of curvature larger than 3.0 times the thickness of the lithium ion secondary battery. Ten battery packs were produced in the same manner as Sample 1 except that the frame used was used.

以下、サンプル１からサンプル５ついて、包装体の剥がれを検査した。包装体の剥がれを検査した結果を以下の表１に示す。   Hereinafter, the samples 1 to 5 were inspected for peeling of the package. The results of inspecting the peeling of the package are shown in Table 1 below.

Figure 2005158452
Figure 2005158452

表１に示す結果から、フレームの側壁部の外側面が曲面であり、曲面の曲率半径がリチウムイオン二次電池の厚さの０．５倍以上、３．０倍以下であるサンプル１からサンプル３は、外側面が平面であるサンプル４及び曲率半径がリチウムイオン二次電池の厚さの３．０倍より大きいサンプル５と比べてフレームから包装体が剥がれたり、浮いてしまった電池パックは検出されなかった。   From the results shown in Table 1, the outer surface of the side wall of the frame is a curved surface, and the radius of curvature of the curved surface is from 0.5 to 3.0 times the thickness of the lithium ion secondary battery. 3 is a battery pack in which the package is peeled off or floated compared to Sample 4 whose outer surface is flat and Sample 5 whose radius of curvature is larger than 3.0 times the thickness of the lithium ion secondary battery. Not detected.

サンプル４では、フレームの側壁部の外側面が曲面でないことから、側壁部の角部が直角となり、包装体がある程度強度を有しているため、作製した電池パック１０個うちほとんどの電池パックが角部で包装体が剥がれてしまったり、浮いてしまった。また、サンプル５では、フレームの側壁部の外側面が曲面で形成されているが、この曲面の曲率半径がリチウムイオン二次電池の厚みの３．０倍よりも大きいため、外側面に緩やかな曲面が形成されず、角部がほぼ直角となり、角部で包装体自身の硬さにより作製した１０個の電池パックすべてが角部で剥がれてしまったり、浮いてしまった。   In sample 4, since the outer side surface of the side wall portion of the frame is not curved, the corner portion of the side wall portion becomes a right angle and the package has a certain degree of strength. The package peeled off at the corner or floated. In Sample 5, the outer surface of the side wall of the frame is formed as a curved surface. Since the radius of curvature of the curved surface is larger than 3.0 times the thickness of the lithium ion secondary battery, the outer surface is loose. The curved surface was not formed, the corners were almost right-angled, and all 10 battery packs produced by the hardness of the package itself at the corners were peeled off at the corners or floated.

一方、サンプル１からサンプル３は、外側面の曲率半径がリチウムイオン二次電池の０．５倍以上、３．０倍以下であることから、側壁部の外側面の緩やかな曲面となっており、角部の角度が９０度以上となっている。これにより、サンプル１からサンプル３では、側壁部の外側面に包装体が沿って配させるようになり、包装体全体がフレームに隙間なく密着され、且つ角部で包装体が略直角に折り曲げられないため角部で包装体が剥がれたり、浮いたりすることが防止されるため、包装体の剥がれや浮きが生じた電池パックは発生しなかった。したがって、電池パックを製造する上で、フレームの側壁部の外側面を曲面とし、この曲面の曲率半径がリチウムイオン二次電池の厚さの０．５倍以上、３倍以下とすることは、フレームの側壁部で包装体が剥がれたり、浮いたりすることを防止するのに重要である。   On the other hand, Sample 1 to Sample 3 have a gently curved surface on the outer surface of the side wall portion because the radius of curvature of the outer surface is not less than 0.5 times and not more than 3.0 times that of the lithium ion secondary battery. The angle of the corner is 90 degrees or more. As a result, in Sample 1 to Sample 3, the packaging body is arranged along the outer surface of the side wall portion, the entire packaging body is closely attached to the frame, and the packaging body is bent at a substantially right angle at the corner portion. Therefore, the package was prevented from peeling off or floating at the corners, so that the battery pack with the package peeled off or floated did not occur. Therefore, when manufacturing the battery pack, the outer surface of the side wall portion of the frame is a curved surface, and the curvature radius of the curved surface is 0.5 times or more and 3 times or less the thickness of the lithium ion secondary battery, This is important for preventing the package from peeling off or floating on the side wall of the frame.

本発明を適用した電池パックの斜視図である。It is a perspective view of the battery pack to which the present invention is applied. 同電池パックの分解斜視図である。It is a disassembled perspective view of the battery pack. 図１中の線分Ａ−Ａにおける断面図である。It is sectional drawing in line segment AA in FIG. リチウムイオン二次電池の断面図である。It is sectional drawing of a lithium ion secondary battery. 正極の断面図である。It is sectional drawing of a positive electrode. 負極の断面図である。It is sectional drawing of a negative electrode. フレームの斜視図である。It is a perspective view of a frame. 図７中の線分Ｂ−Ｂにおける断面図である。It is sectional drawing in line segment BB in FIG. 図１中の線分Ｃ−Ｃにおける断面図である。It is sectional drawing in line segment CC in FIG. フレームの外側面の角部が略垂直に形成されている場合の図１中の線分Ｃ−Ｃにおける断面図である。It is sectional drawing in line segment CC in FIG. 1 in case the corner | angular part of the outer surface of a flame | frame is formed substantially perpendicularly. 包装体の断面図である。It is sectional drawing of a package body.

符号の説明Explanation of symbols

１ 電池パック、１０ リチウムイオン二次電池、１１ 電池素子、２０ 回路基板、２１ 基板、２２ 外部端子、３０ フレーム、３１ 前壁部、３２ 後壁部、３３ 側壁部、３５ 開口部、４０ 包装体   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery pack, 10 Lithium ion secondary battery, 11 Battery element, 20 Circuit board, 21 Board | substrate, 22 External terminal, 30 Frame, 31 Front wall part, 32 Rear wall part, 33 Side wall part, 35 Opening part, 40 Packaging

Claims (6)

正極と負極がセパレータを介して積層された電池素子を外装材に封入した電池と、
上記電池と電気的に接続され、外部端子が設けられている回路基板と、
上記外部端子を外部に露出させる開口部を有し、上記電池と上記回路基板とを囲むフレームと、
薄板状をなし、少なくとも上記開口部から上記外部端子を外部に臨ませた状態で、上記電池と上記回路基板とフレームとを一括して包む包装体とを備える電池パック。 A battery in which a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are stacked via a separator is enclosed in an exterior material;
A circuit board electrically connected to the battery and provided with external terminals;
An opening for exposing the external terminal to the outside; a frame surrounding the battery and the circuit board;
A battery pack comprising: a thin plate shape, and a package that collectively wraps the battery, the circuit board, and the frame in a state where the external terminal is exposed to the outside through at least the opening. 上記フレームは、上記包装体で包まれる側面が曲面である請求項１記載の電池パック。   The battery pack according to claim 1, wherein the frame has a curved side surface wrapped with the package. 上記フレームは、曲面にされた上記側面の曲率半径が、上記電池の厚さの０．５倍以上、３倍以下である請求項２記載の電池パック。   The battery pack according to claim 2, wherein the frame has a curved radius of curvature of the side surface that is not less than 0.5 times and not more than 3 times the thickness of the battery. 上記フレームは、上記包装体と接する角部が曲面である請求項１記載の電池パック。   The battery pack according to claim 1, wherein the frame has a curved corner portion in contact with the package. 正極と負極がセパレータを介して積層された電池素子を有する電池に、外部端子が設けられた回路基板を電気的に接続させ、
上記外部端子を外部に露出させる開口部を有するフレームで上記電池と上記回路基板とを囲み、
薄板状の包装体で、少なくとも上記開口部から上記外部端子を外部に臨ませた状態で、上記電池と上記回路基板とフレームとを一括して包む電池パックの製造方法。 A battery having a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are stacked via a separator is electrically connected to a circuit board provided with external terminals,
Surrounding the battery and the circuit board with a frame having an opening that exposes the external terminal to the outside,
A method for manufacturing a battery pack, wherein the battery, the circuit board, and the frame are wrapped together in a thin plate-like package with at least the external terminal facing the outside through the opening. 正極と負極がセパレータを介して積層された電池素子を外装材に封入した電池と、上記電池と電気的に接続され、外部端子が設けられている回路基板と、上記外部端子を外部に露出させる開口部を有し、上記電池と上記回路基板とを囲むフレームとを少なくとも上記開口部から外部端子を臨ませた状態で一括して包み、且つ薄板状をなす電池用包装体。   A battery in which a battery element in which a positive electrode and a negative electrode are stacked via a separator is enclosed in an exterior material, a circuit board electrically connected to the battery and provided with an external terminal, and the external terminal exposed to the outside A battery packaging body having an opening and collectively enclosing a frame surrounding the battery and the circuit board with at least an external terminal facing from the opening and forming a thin plate shape.
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