JP2005243530A - Battery and battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、正極及び負極を含む発電要素を電池ケースに収容した電池、及び、該電池と該電池を収容する外装ケースとを備え、電池が外装ケース内に固着されている電池パックに関する。 The present invention relates to a battery in which a power generation element including a positive electrode and a negative electrode is housed in a battery case, and a battery pack including the battery and an outer case housing the battery, and the battery is fixed in the outer case.
小型電子機器又は携帯電子機器などの駆動用電源として、正極及び負極を含む発電要素を電池ケースに収容した電池と、保護回路又はPTC(Positive Temperature Coefficient)などを含んだ回路基板とを合成樹脂製の外装ケースに収納した電池パックが用いられている。外装ケースは、完成前は2つのケース半体に分割されており、電池及び回路基板を2つのケース半体に収納した後、超音波溶着などによって前記ケース半体を一体化し、電池パックを完成させている。 As a driving power source for small electronic devices or portable electronic devices, a battery in which a power generation element including a positive electrode and a negative electrode is housed in a battery case and a circuit board including a protective circuit or PTC (Positive Temperature Coefficient) are made of synthetic resin. A battery pack housed in an outer case is used. The exterior case is divided into two case halves before completion, and after storing the battery and circuit board in the two case halves, the case halves are integrated by ultrasonic welding or the like to complete the battery pack. I am letting.
また、電池は、通常、ケース半体の一方に両面テープ等で固着されている。そのため、電池とケース半体の一方とは、両面テープ部分で固着されており、両面テープ部分以外では、両面テープの厚み分の隙間(例えば0.1mm)を有する。一方、電池とケース半体の他方との間には、電池の充放電サイクルによる膨れ又は高温放置による膨れを考慮して、両面テープの厚みよりも大きい隙間(例えば0.5mm)をもたせてある。 The battery is usually fixed to one side of the case half with a double-sided tape or the like. Therefore, the battery and one of the case halves are fixed to each other with a double-sided tape portion, and there is a gap (for example, 0.1 mm) corresponding to the thickness of the double-sided tape other than the double-sided tape portion. On the other hand, a gap (for example, 0.5 mm) larger than the thickness of the double-sided tape is provided between the battery and the other half of the case in consideration of swelling due to the charge / discharge cycle of the battery or swelling due to high temperature storage. .
しかし、電池の膨れは固着側とその対面側で違いは無く、両方で同様の変形が生じる。そのため、前記隙間の大きい側よりも前記隙間の小さい側の方がケース半体の変形が生じやすく、電池の膨れによってケース半体の前記一方側に大きな変形が引き起こされて外部機器に悪影響を及ぼしたり、両面テープが電池又はケース半体から剥離して外装ケース内で電池が移動するなどの不具合が生じることがある。特に近年、樹脂ケースの肉厚が薄くなるにしたがい電池パックは変形しやすくなってきており、電池の膨れが電池パックを変形させるという問題もある。 However, the swelling of the battery is not different between the fixing side and the facing side, and the same deformation occurs on both sides. For this reason, the case half is more likely to be deformed on the side having the smaller gap than the side having the larger gap, and the battery bulge causes a large deformation on the one side of the case half to adversely affect external devices. Or the double-sided tape may peel from the battery or the case half and the battery may move in the outer case. In particular, in recent years, as the thickness of the resin case becomes thinner, the battery pack becomes more easily deformed, and there is also a problem that the swelling of the battery deforms the battery pack.
電池の膨れを抑える方法として、例えば電池ケースの相対する一組の幅広面の厚さを相対する一組の幅狭面よりも厚くすることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、電池ケースの厚さを増加させた場合、電池の膨れを抑えることは可能になるが、電池の外形寸法を厚さ増加前と同じに保つためには、電池ケースの内容積を厚みの増加分だけ減少させる必要があり、電池容量が低下するという問題が生じる。 However, when the thickness of the battery case is increased, it is possible to suppress the battery swelling, but in order to keep the outer dimensions of the battery the same as before the thickness increase, the inner volume of the battery case is reduced. There is a problem that the battery capacity is reduced because it is necessary to reduce the increase.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、電池ケースの対向する側壁の一方の厚さを他方よりも厚くすることにより、前記一方の側壁の膨れを他方よりも抑制することができる電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and by making one of the opposing side walls of the battery case thicker than the other, swelling of the one side wall can be suppressed more than the other. An object is to provide a battery.
また、本発明は、面積が広い方の対向する側壁の一方の厚さを他方よりも厚くすることにより、面積が広く変形しやすい前記一方の側壁の膨れを他方よりも抑制することができる電池を提供することを目的とする。 In addition, the present invention provides a battery that can suppress swelling of the one side wall, which has a large area and is easily deformed, more than the other by making one of the opposing side walls having a larger area thicker than the other. The purpose is to provide.
また、本発明は、電池ケースの外装ケースと固着される側壁の厚さを対面の側壁よりも厚くすることにより、外装ケースの固着側の膨れを抑制すると共に、電池ケース又は外装ケースからの両面テープの剥離の防止を図ることができる電池パックを提供することを他の目的とする。 In addition, the present invention suppresses swelling on the fixing side of the outer case by making the thickness of the side wall fixed to the outer case of the battery case thicker than that of the facing side wall, and both sides from the battery case or the outer case. Another object is to provide a battery pack capable of preventing the tape from peeling off.
本発明に係る電池は、底及び2組の対向する側壁を有する電池ケースに、正極及び負極を含む発電要素を収容した電池において、何れかの組の一方の側壁の厚さは他方よりも厚いことを特徴とする。 A battery according to the present invention is a battery in which a power generation element including a positive electrode and a negative electrode is accommodated in a battery case having a bottom and two sets of opposing side walls, and one side wall of any set is thicker than the other. It is characterized by that.
本発明においては、電池ケースの対向する側壁の一方の厚さを他方よりも厚くする。例えば、長方形状の底の長辺に設けられた対向する側壁の一方の厚さを他方よりも厚くすることが可能である。電池ケース内部の発電要素の充放電サイクルによる膨れ又は高温放置による膨れが生じた場合、電池ケースは膨れるが、厚みのある方が強度は高くなるため、前記一方の側壁の膨れは他方に比べて抑制される。例えば、電池を外装ケースに収容する際、膨れが抑制される前記一方の側壁を外装ケース内面に固着することが可能である。 In the present invention, one of the opposing side walls of the battery case is made thicker than the other. For example, it is possible to make one of the opposing side walls provided on the long side of the rectangular bottom thicker than the other. If the battery case bulges due to the charge / discharge cycle of the power generation element inside the battery case or the bulge due to being left at high temperature, the battery case swells, but the thicker the strength becomes higher. It is suppressed. For example, when the battery is accommodated in the outer case, the one side wall that is prevented from being swollen can be fixed to the inner surface of the outer case.
本発明に係る電池は、前記2組の対向する側壁は組毎に面積が異なっており、前記一方の側壁は、面積が広い方の組の側壁であることを特徴とする。 The battery according to the present invention is characterized in that the two opposing side walls have different areas for each set, and the one side wall is a side wall of a set having a larger area.
本発明においては、電池ケースの2組の対向する側壁のうち、面積が広い方の組の一方の厚さを他方よりも厚くする。2組の対向する側壁のうち、面積が広い側壁の方が変形は生じやすいが、面積が広い側壁の一方の厚さを他方よりも厚くすることにより、強度が高まり、前記一方の側壁の膨れは他方に比べて抑制される。例えば、電池を外装ケースに収容する際、膨れが抑制される前記一方の側壁を外装ケース内面に固着することが可能である。 In the present invention, of the two sets of opposing side walls of the battery case, the thickness of one of the sets with the larger area is made thicker than the other. Of the two sets of opposing side walls, the side wall with a larger area is more likely to be deformed, but by increasing the thickness of one of the side walls with a larger area than the other, the strength is increased, and the swelling of the one side wall is increased. Is suppressed compared to the other. For example, when the battery is accommodated in the outer case, the one side wall that is prevented from being swollen can be fixed to the inner surface of the outer case.
本発明に係る電池パックは、前記本発明に係る電池と、該電池を収容する外装ケースとを備え、電池の前記一方の側壁は外装ケース内に固着されていることを特徴とする。 The battery pack according to the present invention includes the battery according to the present invention and an outer case that houses the battery, and the one side wall of the battery is fixed in the outer case.
本発明においては、電池ケースの外装ケースと固着される側壁(以下、固着側壁という)の厚さを対面の側壁よりも厚くする。電池ケース内部の発電要素の充放電サイクルによる膨れ又は高温放置による膨れが生じた場合、電池ケースは膨れるが、厚みのある方が強度は高くなるため、固着側壁の膨れは対面の側壁に比べて抑制される。電池ケースの固着側壁は外装ケース内面に両面テープで固着されており、電池外面(固着側壁外面)及び外装ケース内面間の隙間は小さく、電池の膨れによる電池又は外装ケースからの両面テープの剥離が生じ易い傾向があるが、固着側壁の厚みを増やして強度を高めることにより、外装ケースの固着側の膨れを抑制できると共に、電池又は外装ケースからの両面テープの剥離の防止を図ることができる。 In the present invention, the thickness of the side wall (hereinafter referred to as a fixed side wall) fixed to the outer case of the battery case is made thicker than the opposite side wall. If the battery case bulges due to the charge / discharge cycle of the power generation element inside the battery case or bulges due to high temperature exposure, the battery case swells, but the thicker the strength becomes higher, so the bulge of the fixed side wall is larger than the side wall It is suppressed. The fixed side wall of the battery case is fixed to the inner surface of the outer case with a double-sided tape, and the gap between the outer surface of the battery (the outer surface of the fixed side wall) and the inner surface of the outer case is small. Although it tends to occur, by increasing the thickness of the fixing side wall to increase the strength, it is possible to suppress the swelling of the outer case on the fixing side and to prevent the double-sided tape from peeling off from the battery or the outer case.
本発明によれば、電池ケースの対向する側壁の一方の厚さを他方よりも厚くすることにより、前記一方の側壁の強度が他方よりも高くなり、前記一方の側壁の膨れを他方よりも抑制することができる。 According to the present invention, by making one of the opposite side walls of the battery case thicker than the other, the strength of the one side wall is higher than the other, and the swelling of the one side wall is suppressed more than the other. can do.
本発明によれば、面積が広い方の対向する側壁の一方の厚さを他方よりも厚くすることにより、前記一方の側壁の強度が他方よりも高くなり、面積が広く変形しやすい前記一方の側壁の膨れを他方よりも抑制することができる。 According to the present invention, by increasing the thickness of one of the opposing side walls having a larger area than the other, the strength of the one side wall is higher than the other, and the one of the side walls is easily deformed. The swelling of the side wall can be suppressed more than the other.
本発明によれば、電池ケースの外装ケースと固着される固着側壁の厚さを対面の側壁よりも厚くすることにより、電池ケースの固着側の強度が高まり、外装ケースの固着側の膨れを抑制できると共に、電池ケース又は外装ケースからの両面テープの剥離の防止を図ることができる。また、電池ケースの固着側壁の厚みを増やしているが、対面の側壁の厚みは増やしていないため、電池容量の低下を最小限に抑えることができる。 According to the present invention, the thickness of the fixing side wall fixed to the outer case of the battery case is made thicker than the facing side wall, thereby increasing the strength of the fixing side of the battery case and suppressing the swelling of the fixing side of the outer case. In addition, it is possible to prevent peeling of the double-sided tape from the battery case or the outer case. Further, although the thickness of the fixed side wall of the battery case is increased, the thickness of the facing side wall is not increased, so that the decrease in battery capacity can be minimized.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図1は本発明に係る溶着前の電池パックの例を示す分解斜視図であり、図2は溶着後の電池パックの例を示す概略断面図である。電池パックは、長方形状の底及び該底の外周に形成された側壁を有する第1ケース半体2及び第2ケース半体4と、直方体状のリチウムイオン電池(以下、電池という)10とを備え、第1ケース半体2及び第2ケース半体4の側壁の先端部どうしを溶着させた外装ケース内に電池10が収納される。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to the drawings showing embodiments thereof.
FIG. 1 is an exploded perspective view showing an example of a battery pack before welding according to the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of a battery pack after welding. The battery pack includes a
電池10は、銅集電体にグラファイト(黒鉛)を含んだ負極合剤を塗布してなる負極板、及び、アルミニウム集電体にリチウムコバルト複合酸化物を含んだ正極合剤を塗布してなる正極板が、ポリエチレン製微多孔膜などのセパレータを介して巻回された扁平巻状の発電要素20と、非水電解液とをアルミニウム製の直方体状の電池ケース14に収容したものである。
The
図3(a)〜(c)は、電池ケース14の例を示す図である。電池ケース14は、長方形状の底14dと、該底14dの長辺に設けられた対向する幅広の側壁14a,14bと、底14dの短辺に設けられた対向する幅狭の側壁14c,14cとを有し、開口部には負極端子18及び図示しない安全弁を備えたケース蓋16がレーザー溶接によって取り付けられている。また、負極端子18は負極リードを介して負極板と接続され、正極板は正極リードを介してケース蓋16と接触して電気的に接続されている。
3A to 3C are diagrams illustrating an example of the
電池ケース14のサイズは、横幅a=34mm、縦幅b=50mm、厚さc=5.2mmである。また、電池ケース14の4つの側壁14a,14b,14c,14cのうち、1つの側壁(図3の例では側壁14a)の厚さは対面の側壁14bよりも厚く、また他の側壁14cよりも厚い。幅広の側壁14a及び14bの厚い方の側壁(以下、固着側壁という)14aの厚さeは0.3mmであり、他方の側壁14bの厚さdは0.2mmであり、幅狭の側壁14c,14cの厚さfは0.25mmである。また、固着側壁14aと対面の側壁14bとの区別は、ケース蓋16部分で区別することも可能であるが、電池ケース14外面に、固着側壁14aと対面の側壁14bとを区別するための目印を設けておくことが好ましい。例えば、幅狭の側壁14cに目印を印字したり、側壁14cの一方に設けられる図示しない電解液注液口の位置を目印に用いることなどが可能である。
The
また、電池10には、電極と接続された外部接続用端子、及び、過充電及び過放電を防止する保護回路を有する回路基板12が取付けられている。また、第1ケース半体2及び第2ケース半体4は合成樹脂製であり、例えばポリカーボネート及び/又はABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)が用いられている。図1の例では、底を下側にした第2ケース半体4に電池10を収める際に、両面テープ6,6によって第2ケース半体4内面に電池10の固着側壁14aの両端部分を固着し、底を上側にした第1ケース半体2で蓋をし、超音波溶着によって第1ケース半体2及び第2ケース半体4を一体化する。
The
両面テープは、PET(Polyethylene Terephthalate)又は不織布などの基材に、アクリル系の接着剤を付加したものであり、厚さは0.1mm程度である。よって、電池ケース14の固着側壁14a中央部分と第2ケース半体4内面との間には0.1mm程度の隙間gが生じている。なお、電池10は中央部分の膨れが大きく、両面テープ6は、図1に示すように長方形型のものを2枚用いて電池10の固着側壁14a両端部の固着を行う以外に、例えばリング状又は四角形状の枠型のものを1枚用いることも可能である。また、電池ケース14の固着側壁14aに対向する側壁14bと、第1半体ケース2内面との間には0.5mm程度の隙間hが設けられている。
The double-sided tape is obtained by adding an acrylic adhesive to a base material such as PET (Polyethylene Terephthalate) or a nonwoven fabric, and has a thickness of about 0.1 mm. Therefore, a gap g of about 0.1 mm is generated between the central portion of the fixed
電池10に、充放電サイクルによる膨れ又は高温放置による膨れが生じた場合、従来では固着側壁14a及びその対面の側壁14bには同様の膨れが生じていたが、本発明では固着側壁14aは対面の側壁14bよりも厚みがあり、強度が高いため、固着側壁14aの膨れは対面の側壁14bよりも小さく抑えられる。固着側壁14aの膨れが小さく抑えられることにより、従来生じていた両面テープ6及び電池ケース14間の剥離、又は、両面テープ6及び第2ケース半体4間の剥離の防止を図ることができる。なお、対面の側壁14bの膨れは、従来と同様に電池10及び第1ケース半体2間の隙間hで吸収される。また、固着側壁14aの厚さeを増やしているが、対面の側壁14bの厚さdは従来と同様であるため、電池ケースの外形寸法を同じに保つ場合、1組の側壁の厚さを増やす従来の方法に比べて、電池ケース14内容積(電池容量)を大きくすることができる。
When the
本発明では、電池ケース14の固着側壁14aの厚さを対面の側壁14bよりも厚くしているが、厚さの差(増加分)が小さい場合は固着側壁14aの変形が生じやすくなり、厚さの増加分が大きい場合は、電池容量を保つために電池サイズを増加、又は、外形寸法を保つために電池容量を低下させることになるため、固着側壁14aの厚さは、対面の側壁14bの1.4〜1.9倍が好ましく、1.5倍程度がより好ましい。上述した実施の形態では、対面の側壁14bの厚さdは0.2mmなので、固着側壁14aの厚さeは、0.28mm〜0.38mmが好ましく、0.3mmがより好ましい。また、電池ケースの作製方法としては、例えば深絞り加工において、側壁の一方の厚さが厚くなるように金型を設定すればよい。
In the present invention, the thickness of the fixing
2 第1ケース半体(外装ケース)
4 第2ケース半体(外装ケース)
6 両面テープ
10 電池
12 回路基板
14 電池ケース
14a 固着側壁
16 ケース蓋
18 負極端子
20 発電要素
2 First case half (exterior case)
4 Second case half (exterior case)
6 Double-
Claims (3)
何れかの組の一方の側壁の厚さは他方よりも厚いことを特徴とする電池。 In a battery case containing a power generation element including a positive electrode and a negative electrode in a battery case having a bottom and two opposing side walls,
A battery characterized in that the thickness of one side wall of either set is thicker than the other.
該電池を収容する外装ケースと
を備え、電池の前記一方の側壁は外装ケース内に固着されていることを特徴とする電池パック。 The battery according to claim 1 or 2,
And an outer case for housing the battery, wherein the one side wall of the battery is fixed in the outer case.
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KR101382035B1 (en) | 2012-08-08 | 2014-04-14 | 세방전지(주) | Battery case with anti-vibration structure |
CN106098999A (en) * | 2016-08-04 | 2016-11-09 | 东莞新能源科技有限公司 | A kind of battery structure and the mobile terminal containing this structure |
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2004
- 2004-02-27 JP JP2004054023A patent/JP2005243530A/en active Pending
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