JP2006164579A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】２段に積層した薄型電池を収納しながら、全体を薄く、外形を小さくし、しかも、簡単に能率よく組み立てする。外装ケースを強靭な構造にする。
【解決手段】電池パックは、外装ケース１を、薄型電池２の両側面に沿う側枠１ａと、両端面に沿う端面枠１ｂとで四角形に形成している。外装ケース１は、両方の端面枠１ｂの途中を嵌合形状で２分割して、第１外装ケース１Ａと第２外装ケース１Ｂとに分割している。第２外装ケース１Ｂの側枠１ａの幅は、２段に積層している薄型電池２の厚さよりも狭くして、２段に積層している薄型電池２の谷間２２に嵌着できる形状に成形している。電池パックは、第１外装ケース１Ａと第２外装ケース１Ｂを端面枠１ｂの嵌合形状で連結して、外装ケース１を薄型電池２の周囲に配設しており、２段に積層している薄型電池２の表裏と外装ケース１に絶縁シート４を接着して薄型電池２と外装ケース１とを連結している。
【選択図】図６

Description

本発明は、２段に積層している薄型電池の周囲に外装ケースを固定している電池パックに関する。

薄型電池の電池パックは、種々の携帯用の電気機器に装着されて便利に使用される。とくに、携帯電話のように、全体を薄く設計する必要がある電気機器に最適な形状である。この形状の電池パックは、薄型電池を薄くしないかぎり、全体を薄くできないので、いかにして薄型電池を薄くできるかの研究がなされている。現在、極めて薄い薄型電池としてポリマー電池が開発されている。ポリマー電池は、アルミのラミネートフィルムを外装に使用するので全体を極めて薄くできる。さらに、外装缶に鉄やアルミニウムを使用するリチウムイオン二次電池の薄型電池も開発されている。

現在開発されているポリマー電池やリチウムイオン二次電池等の薄型電池は、すでに相当に薄く設計されている。さらに、これらの薄型電池は、充電容量を減少させることなく、より薄くするための研究も行われている。また、薄型電池を内蔵する電池パックにおいても、全体を薄くするための設計が行われている。とくに、携帯用の電気機器のように、より薄くすることが要求される機器に装着される電池パックは、さらに薄く設計することが要求されている。このため、薄型電池の充電容量を減少させることなく、電池パックを薄く設計することは極めて重要であり、このことを実現できる電池パックが求められている。

このことを実現することを目的として、本出願人は薄型電池の外周に、両面を開口部とする外装ケースを固定し、この外装ケースを絶縁シートで薄型電池に固定する電池パックを開発した（特許文献１参照）。
特開２００４−２７３１７４号公報

この公報に記載する電池パックを図１の分解斜視図に示す。この電池パックは、プラスチックを四角形の枠形に成形している外装ケース３１に、薄型電池３２を装着して、薄型電池３２の表面に絶縁シート３４を接着している。さらに電池パックは、外装ケース３１に、薄型電池３２の表裏面を外部に表出させる開口部３３を設けて、薄型電池３２の両側面と両端面とをカバーする方形枠形に成形している。外装ケース３１は、その厚さを薄型電池３２の厚さに等しく、あるいは外装ケース３１を薄型電池３２よりも薄くしている。さらに、外装ケース３１は、薄型電池３２の表裏面に、第１ケース３１Ａと第２ケース３１Ｂに分割している。第１ケース３１Ａと第２ケース３１Ｂは、薄型電池３２の側面をカバーする側面ケース部３１ａと、薄型電池３２の端面をカバーする端部ケース部３１ｂとで方形枠形に成形して、側面ケース部３１ａの外側コーナー部を湾曲面としている。第１ケース３１Ａと第２ケース３１Ｂの側面ケース部３１ａの外側面の表面に絶縁シート３４を接着して、第１ケース３１Ａと第２ケース３１Ｂとを連結している。

図１に示す電池パックは、全体の厚さを薄型電池にほぼ等しくするまで薄くできる。しかしながら、この構造の電池パックは、薄型電池の外周に固定する外装ケースを厚さ方向に２分割するので、外装ケースの製造と組み立てに手間がかかり、しかも充分な強度とするのが難しい欠点がある。

また、この構造の外装ケースの内部に、２段に積層した薄型電池を配置して電池パックの容量を大きくすると、充分な強度で２段に積層した薄型電池を収納できなくなる欠点がある。さらにまた、四角形の枠形に成形した外装ケースに薄型電池を収納するので、薄型電池に比較して電池パックの外形が大きくなる欠点もある。

本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、２段に積層した薄型電池を外装ケースに収納する構造としながら、全体を薄く、外形を小さくでき、しかも、簡単に能率よく組み立てして、強靭な構造の外装ケースに２段に積層している薄型電池を収納できる電池パックを提供することにある。

本発明の電池パックは、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
電池パックは、電池の厚さが幅よりも薄く、外周の形状を四角形とする薄型電池２を２段に積層し、積層している薄型電池２の側面間に谷間２２を設けると共に、２段に積層している薄型電池２の外周に外装ケース１を装着し、さらに、薄型電池２の表裏と外装ケース１とに絶縁シート４を接着している。薄型電池２の周囲に固定される外装ケース１は、薄型電池２の両側面に沿って固定される側枠１ａと、薄型電池２の凸部電極面２Ａとその反対側の底面２Ｂとに沿って固定される端面枠１ｂとで四角形に形成している。さらに、外装ケース１は、両方の端面枠１ｂの途中を、定位置に連結できる嵌合形状に２分割して、第１外装ケース１Ａと第２外装ケース１Ｂとに分割している。第１外装ケース１Ａは、ひとつの側枠１ａの両端部に、分割された端面枠１ｂの一部を連結した形状としている。第２外装ケース１Ｂは、ひとつの側枠１ａの両端部に、分割された端面枠１ｂの一部を連結した形状としている。第１外装ケース１Ａの側枠１ａと、第１外装ケース１Ａ及び第２外装ケース１Ｂの端面枠１ｂの幅は、２段に積層している薄型電池２の厚さにほぼ等しくしている。第２外装ケース１Ｂの側枠１ａの幅は、２段に積層している薄型電池２の厚さよりも狭くして、２段に積層している薄型電池２の谷間２２に嵌着できる形状に成形している。電池パックは、第１外装ケース１Ａと第２外装ケース１Ｂを端面枠１ｂの嵌合形状で連結して、外装ケース１を四角形として、薄型電池２の周囲に配設しており、２段に積層している薄型電池２の表裏と外装ケース１に絶縁シート４を接着して、絶縁シート４を介して薄型電池２と外装ケース１とを連結している。

本明細書において、第１外装ケース１Ａの側枠１ａと、第１外装ケース１Ａ及び第２外装ケース１Ｂの端面枠１ｂの幅が、２段に積層している薄型電池２の厚さに「ほぼ等しい」とは、両者が完全に一致する状態のみでなく、電池パックを使用する状態においてその差が無視できる程度、たとえば、その差が１ｍｍ以下である状態を含むものとする。

本発明の電池パックは、第１外装ケース１Ａの側枠１ａに電極窓７を開口して、電極窓７の内側に出力端子８を配設することができる。さらに、本発明の電池パックは、第１外装ケース１Ａの側枠１ａの内側に、出力端子８を固定している回路基板６を配設して、出力端子８を電極窓７から外部に表出させることができる。さらにまた、本発明の電池パックは、第１外装ケース１Ａの側枠１ａの内側に、回路基板６とホルダー５を配設して、ホルダー５を回路基板６と薄型電池２との間に配設し、回路基板６をホルダー５と第１外装ケース１Ａの側枠１ａとの間に配設することができる。

本発明の電池パックは、２段に積層している薄型電池２の間に、薄型電池２の外周縁に沿う四角形の両面接着テープ２１を挟着し、この両面接着テープ２１を介して薄型電池２を２段に積層して接着することができる。

本発明の電池パックは、端面枠１ｂの嵌合形状を、一方に係止凸部２３を設けて、他方にはこの係止凸部２３を嵌合する係止凹部２４を設けている形状とすることができる。

本発明の電池パックは、第１外装ケース１Ａの側枠１ａと薄型電池２との間に、ホルダー５と回路基板６を配設し、ホルダー５を嵌合構造で側枠１ａの定位置に連結して、ホルダー５と側枠１ａとの間に嵌合構造で回路基板６を配置することができる。

本発明の電池パックは、２段に積層した薄型電池を外装ケースに収納する構造としながら、全体の厚さを２段に積層した薄型電池の厚さにほぼ等しい厚さとし、その外形を２段に積層した薄型電池の外形よりもわずかに大きい形状まで極減して、全体を極めてコンパクトにできる。それは、本発明の電池パックが、薄型電池の周囲に固定する外装ケースを、薄型電池の両側面に沿って固定される側枠と、薄型電池の端面に沿って固定される端面枠とで四角形に形成すると共に、両方の端面枠の途中を嵌合形状に２分割して、第１外装ケースと第２外装ケースとに分割しており、外装ケースを嵌合形状で連結して薄型電池の周囲に配設し、２段に積層している薄型電池の表裏と外装ケースに絶縁シートを接着して、薄型電池と外装ケースとを連結しているからである。この構造の電池パックは、従来のように、２段に積層した薄型電池の表裏面を外装ケースで被覆しないので、外装ケースに２段に積層した薄型電池を収納しながら、電池パック全体の厚さを２段に積層した薄型電池と同じにすることも可能である。

さらに、本発明の電池パックは、第２外装ケースの側枠を、２段に積層している薄型電池の谷間に嵌着できる形状に成形しているので、積層される薄型電池のデッドスペースである谷間に第２外装ケースの側枠を配置して、電池パックの外形を極めてコンパクトにできる。この構造の電池パックは、側枠と端面枠とで外装ケースを四角形に形成するにもかかわらず、第２外装ケースの側枠を薄型電池の谷間に配置することで、外装ケースの実質的な外形を、薄型電池の３面をカバーする外形と同じにすることも可能である。しかも、この構造の電池パックは、第２外装ケースの側枠を、薄型電池の谷間に嵌着できるので、２段に積層された薄型電池を位置ずれしないように定位置に保持できる特長もある。

さらに、本発明の電池パックは、薄型電池の外周に固定する外装ケースを、従来の電池パックのように厚さ方向に２分割することなく、側枠と端面枠とを一体的に成形して外装ケースとするので、充分な強度として強靭な構造にできる特長がある。とくに、第１外装ケースと第２外装ケースを両方の端面枠の途中で嵌合形状に２分割する構造は、厚さ方向に２分割した従来のはめ込み式の外装ケースに比較して、組み立てを簡単かつ容易にできるので、作業性を向上して作業時間を短縮できる特長がある。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するための電池パックを例示するものであって、本発明は電池パックを以下のものに特定しない。

さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。

図２ないし図１５に示す電池パックは、２段に積層している薄型電池２の外周に外装ケース１を連結している。薄型電池２は、厚さ（ｔ）が幅（Ｗ）よりも薄く、外周の形状を四角形とする二次電池である。本明細書において、薄型電池の外周とは、薄型電池の最大面である表裏面の外周を意味するものとする。また、薄型電池の表裏面とは、図６において上下方向である厚さ方向から見える面であって、図６において、幅（Ｗ）と長さ（Ｌ）とで構成される最大面とする。また、薄型電池の側面とは、薄型電池を幅方向から見たときに見える面であって、図６において、厚さ（ｔ）と長さ（Ｌ）とで構成される面とする。すなわち、図６に示す薄型電池２において、側面は、右上と左下とに位置する二つの湾曲面２ｂである。さらに、薄型電池の端面とは、薄型電池を長さ方向から見たときに見える面であって、図６において、幅（Ｗ）と厚さ（ｔ）とで構成される面とする。すなわち、薄型電池の側面は、図５に示す薄型電池２の左下に位置する底面２Ｂと、図６に示す薄型電池２の右下に位置する凸部電極面２Ａである。

薄型電池２は、リチウムイオン電池、又はポリマー電池である。ポリマー電池はリチウムポリマー電池である。ただ、本発明は、薄型電池をリチウムイオン電池やポリマー電池に特定しない。薄型電池には、これ等の電池以外の電池、たとえばニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池とすることもできる。

薄型電池２は、最大面となる四角形の表面に互いに接着して、２段に積層して固定している。図の電池パックは、薄型電池２の凸部電極２ａを設けている端面である凸部電極面２Ａを同一面に位置させる姿勢で２段に積層して、薄型電池２を並列に接続している。この姿勢で積層する薄型電池２は、薄型電池２の正負電極が同一面に位置するので、両端をリード板１０で接続して並列に接続できる。ただ、本発明は、２段に積層している薄型電池の姿勢をこの姿勢には特定しない。薄型電池は、凸部電極と底面とが互いに同一面に位置するように、すなわち図に示す姿勢に対して、一方の薄型電池を表面に平行な面内で１８０度回転させる姿勢で２段に積層して固定することもできる。また、２段に積層している薄型電池を直列に接続することもできる。

２段に積層している薄型電池２は、両面接着テープ２１を間に挟み、この両面接着テープ２１を介して接着している。図の両面接着テープ２１は、薄型電池２の周囲に沿う四角形として、中央部分を貫通孔２１Ａとしている。この形状の両面接着テープ２１で接着された薄型電池２は、中央に両面接着テープ２１の厚さに相当する隙間ができる。隙間は、薄型電池２の膨れを吸収する。薄型電池２は中央部分が膨れる。中央部分の膨れは、両面接着テープ２１の中央部分に設けている貫通孔２１Ａに吸収される。このため、薄型電池２が多少膨れても、２段に積層している薄型電池２が厚くなることはない。

両面接着テープ２１は、簡単に薄型電池２を２段に積層して固定できる。ただ、薄型電池は、接着剤で２段に積層して固定することもできる。接着剤も薄型電池の外周に塗布して中央に隙間を設けて、薄型電池の膨れを吸収できる。

図の薄型電池２は、両側面と表裏面とのコーナーを面取りした形状としている。図の薄型電池２は、側面を所定の曲率半径で湾曲させる湾曲面２ｂとしている。この形状の薄型電池２は、両側面の中央が突出部となる。この形状の薄型電池２を２段に積層すると、薄型電池２の間に、面取りされた部分によって谷間２２の空隙ができる。本発明の電池パックは、この谷間２２を有効に利用して、すなわち、谷間２２に外装ケース１の一部を入れて、電池パックの外形を大きくすることなく、電池パックをしっかりと強靭な構造とする。

外装ケース１は、絶縁材を成形して製作される。外装ケース１の絶縁材は好ましくはプラスチックである。プラスチックは、ガラス繊維やカーボン繊維等の繊維を埋設して補強しているプラスチック、たとえばＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイト）が適している。ＰＰＳは、極めて優れた強度を有する。また、ＰＰＳは、繊維で補強して衝撃強度も向上できる。さらに、ＰＰＳは、難燃性に優れているので、例えば、外装ケースの材質にＰＰＳを使用した場合、板厚を０．４ｍｍまで薄くしても、ＵＬ規格等で定められている難燃性に関する基準を満たすことができる。これに対して、ポリカーボネートでは、この基準を満たすためには、０．８ｍｍ以上の板厚が必要となる。したがって、ＰＰＳは、難燃性を保ちながら、外装ケースを薄くすることができ、その分、パック電池の小型化を図ることができる。ただし、外装ケースのプラスチックは、ポリカーボネート等のプラスチックも使用できるので、プラスチックをＰＰＳには特定しない。

図の外装ケース１は、薄型電池２の表裏面を外部に表出させる開口部３があって、外周を四角形とする薄型電池２の周囲をカバーする。この外装ケース１は、薄型電池２の両側面に沿って固定される側枠１ａと、薄型電池２の凸部電極面２Ａとその反対側の底面２Ｂとに沿って固定される端面枠１ｂとで四角形に形成している。さらに、外装ケース１は、両方の端面枠１ｂの途中を、定位置に連結できる嵌合形状に２分割して、第１外装ケース１Ａと第２外装ケース１Ｂとに分割している。

第１外装ケース１Ａは、ひとつの側枠１ａの両端部に分割された端面枠１ｂの一部を連結してコ字状として、全体をプラスチックで一体的に成形している。第２外装ケース１Ｂは、ひとつの側枠１ａの両端部に分割された端面枠１ｂの一部を連結したコ字状として、全体をプラスチックで一体的に成形している。

図５の分解斜視図に示すように、第１外装ケース１Ａの側枠１ａと、第１外装ケース１Ａ及び第２外装ケース１Ｂの端面枠１ｂの幅は、２段に積層している薄型電池２の厚さにほぼ等しく、２段に積層している薄型電池２の全幅をカバーする。しかしながら、第２外装ケース１Ｂの側枠１ａの幅は、２段に積層している薄型電池２の厚さよりも狭く、２段に積層している薄型電池２の谷間２２の空隙に嵌着できる形状としている。図８は、第２外装ケース１Ｂの側枠１ａである第２側枠１ａ’が、２段に積層している薄型電池２の谷間２２に配設される状態を示す拡大断面図である。この図に示す第２側枠１ａ’は、積層する薄型電池２の谷間２２に配設されて、薄型電池２の側面から突出しないで、外装ケース１を四角形に連結して強靭な構造とする。すなわち、外装ケース１を薄型電池２の側面から突出させないで、外装ケース１を薄型電池２の側面と同じ面に位置させて、薄型電池２の側面に第２側枠１ａ’を設けることができる。

第２側枠１ａ’は、外装ケース１を四角形に連結する状態では、積層する薄型電池２の谷間２２に入れることができない。第２側枠１ａ’を谷間２２に入れるために、端面枠１ｂを嵌合形状として、外装ケース１を第１外装ケース１Ａと第２外装ケース１Ｂに分割している。分割された外装ケース１は、第２側枠１ａ’を薄型電池２の谷間２２に入れて、嵌合形状の端面枠１ｂを連結して、薄型電池２の全周を囲む形状となる。

電池パックは、外装ケース１の側枠１ａと端面枠１ｂを、２段に積層している薄型電池２の表裏面に突出しない形状として全体の厚さを薄くし、また、第２側枠１ａ’を積層している薄型電池２の谷間２２に入れて外形を小さくしている。

第１外装ケース１Ａと第２外装ケース１Ｂは、端面枠１ｂの嵌合形状で連結して、外装ケース１を四角形に連結している。図の電池パックの嵌合形状は、一方の端面枠１ｂから他方の端面枠１ｂに突出して設けたやじり状の係止凸部２３と、他方の端面枠１ｂに設けられた係止凸部２３を嵌合する係止凹部２４とからなる。図に示す嵌合形状は、係止凹部２４の内形を、やじり状の係止凸部２３の外形とほぼ等しくしている。この嵌合形状は、各端面枠１ｂの連結部分を積層し、係止凸部２３と係止凹部２４とを嵌合させて互いに連結される。この嵌合形状は、やじり状の係止凸部２３の幅広部の後端を、係止凸部２３の引き抜き方向に対して垂直な方向としているので、係止凸部２３を係止凹部２４に確実に係止させて、連結部を外れないようにしっかりと連結できる。このように、端面枠１ｂの嵌合形状を、引き抜きできない係止凸部２３と係止凹部２４とする電池パックは、端面枠１ｂの表面に絶縁シート４を接着して、第１係止凸部２３と第２係止凸部２３の連結部を外れないようにしっかりと連結できる。

図の嵌合形状は、係止凸部２３と係止凹部２４をやじり状としているが、係止凸部と係止凹部は、引き抜きできない全ての係止形状にできる。たとえば、係止凸部の先端を太くし、あるいは折曲された形状として、係止凹部は、これ等の形状の係止凸部を嵌合できる形状として、引き抜きできないように連結できる。

さらに、第１外装ケース１Ａと第２外装ケース１Ｂは、図１０と図１１に示すように、左右の端面枠１ｂの異なる位置に係止凸部２３と係止凹部２４を設けている。この構造の外装ケース１は、第１外装ケース１Ａと第２外装ケース１Ｂを特定の方向でのみ連結して、逆接続しないようにできる。それは、第１外装ケース１Ａと第２ケースとを逆向きに連結しようとすると、係止凸部２３と係止凹部２４の位置が一致しないからである。外装ケースは、第１外装ケースと第２外装ケースの左右の端面枠の連結部を、異なる嵌合形状として、逆接続を阻止することもできる。したがって、第１外装ケース１Ａと第２外装ケース１Ｂは、左右の端面枠１ｂの嵌合形状の位置や形状を異なるようにして、逆接続を阻止できる。

図の電池パックは、第１外装ケース１Ａの側枠１ａに電極窓７を開口して、電極窓７から出力端子８を外部に表出させている。この電池パックは、出力端子８を回路基板６に固定して、側枠１ａの内面に出力端子８を配置している。回路基板６は、側枠１ａの内面に配置している。回路基板６を定位置に配置するために、回路基板６と薄型電池２との間にホルダー５を配置している。ホルダー５は、プラスチック等の絶縁材を一体的に成形したものである。ホルダー５は、回路基板６と薄型電池２との間に配設される。

回路基板６は、出力端子８と保護回路（図示せず）を実装している。保護回路は、薄型電池２の過電流を保護する回路やＰＴＣ、あるいは薄型電池２の過充電や過放電を防止する回路である。図の電池パックは、温度ヒューズである保護素子１１を一方の接続リード９に使用するが、温度ヒューズ等の保護素子を回路基板に実装して、回路基板の両端をリード板で薄型電池に連結することができる。また、電池パックは、保護素子を温度ヒューズに代わってＰＴＣとし、一方の接続リードをＰＴＣとして、回路基板を薄型電池に連結することもできる。

ホルダー５は、回路基板６と薄型電池２とに挟着される。図６と図１２に示すホルダー５は、両側の縦リブ５Ａの両端と中間を横リブ５Ｂで連結した形状に成形している。このホルダー５は、一方の面に回路基板６を連結して、他方の面を薄型電池２を側面に嵌合する形状に成形している。ホルダー５は、回路基板６を連結する側では、縦リブ５Ａと横リブ５Ｂの当接縁を同一面に位置させている。ホルダー５の薄型電池２を連結する側は、薄型電池２の側面の湾曲面２ｂを嵌合する形状に成形している。

図の電池パックは、回路基板６の両端を、接続リード９を介して薄型電池２の両端の正負の電極に連結して、接続リード９を介して回路基板６を薄型電池２に連結している。この図の電池パックは、一方の接続リード９であるリード板１０を２段に積層している上下の薄型電池２の底部電極に接続し、他方の接続リード９を保護素子１１として、薄型電池２の凸部電極２ａに接続している。保護素子１１は、上下の薄型電池２の凸部電極２ａを並列に接続しているリード板１０を介して凸部電極２ａに接続している。電池パックは、両方の接続リードをリード板とすることもできる。

２段に積層している薄型電池２は、凸部電極２ａのある端面に絶縁板１２を積層している。絶縁板１２は、ふたつの薄型電池２の凸部電極面２Ａをカバーする外形で、ふたつの薄型電池２の凸部電極２ａを突出させる貫通孔１２Ａを設けている。絶縁板１２は接着され、あるいは両面接着テープを介して薄型電池２の端面に固定されて、凸部電極２ａに接続される接続リード９を薄型電池２の端面から絶縁する。接続リード９は、抵抗スポット溶接やレーザー溶接して薄型電池２の電極に接続される。また、抵抗スポット溶接やレーザー溶接し、あるいは半田付けして回路基板６に接続される。

回路基板６とホルダー５は、嵌合構造で互いに定位置に連結される。図６と図１２に示す電池パックの嵌合構造は、回路基板６の両側に設けた嵌合凹部１３と、プラスチック製のホルダー５に一体的に成形された嵌合凸部１４からなる。嵌合凸部１４は、回路基板６をホルダー５の定位置に連結する状態で、回路基板６の嵌合凹部１３に入れられる位置に設けている。この構造の回路基板６とホルダー５は、回路基板６の嵌合凹部１３にホルダー５の嵌合凸部１４を入れて、回路基板６とホルダー５とを定位置に連結する状態で、接続リード９を介して回路基板６を薄型電池２に連結する。回路基板６が薄型電池２に連結されると、ホルダー５は回路基板６と薄型電池２に挟着されて、定位置に固定される。

以上のように、薄型電池２の湾曲面２ｂをホルダー５に嵌合してホルダー５を薄型電池２の定位置に連結し、さらに、ホルダー５と回路基板６とを嵌合構造で互いに定位置に連結して、接続リード９を介して回路基板６を薄型電池２に連結すると、回路基板６とホルダー５と薄型電池２は、互いに相対位置がずれないように連結されて電池コア２０に組み立てられる。

図５ないし図７、及び図９に示す電池パックは、ホルダー５と回路基板６の幅を、ひとつの薄型電池２の厚さとし、ホルダー５と回路基板６の長さを薄型電池２の長手方向の長さにほぼ等しくしている。そして、ホルダー５と回路基板６を一方の薄型電池２の側面、図において下方の薄型電池２の側面に固定している。ただし、回路基板とホルダーは、２段に積層しているふたつの薄型電池の厚さとすることもできるのはいうまでもない。

薄型電池２とホルダー５と回路基板６を連結した電池コア２０は、外周に外装ケース１が連結される。外装ケース１は、第１外装ケース１Ａと第２外装ケース１Ｂを連結して、電池コア２０の外周に固定される。このとき、電池コア２０の回路基板６とホルダー５は、第１外装ケース１Ａの側枠１ａの内側に配置される。この状態で、第１外装ケース１Ａと第２外装ケース１Ｂを端面枠１ｂで連結して、外装ケース１を電池コア２０の外周に固定する。外装ケース１は、回路基板６とホルダー５を内部に連結するために、側枠１ａの両側に側壁１５を、両側の側壁１５の間に区画壁２５を一体的に成形して設けている。一方の側壁１５と区画壁２５の内側に回路基板６とホルダー５が収納される。

第１外装ケース１Ａの側枠１ａは、図９の拡大断面図に示すように、一方の薄型電池２に固定している回路基板６とホルダー５を内側の定位置に配置するために、中央に沿って区画壁２５を設けている。さらに第１外装ケース１Ａの側枠１ａは、両側に側壁１５を設けている。第１外装ケース１Ａの側枠１ａは、電池コア２０の回路基板６とホルダー５を区画壁２５と側壁１５の間に嵌入して、電池コア２０を定位置に連結する。

第１外装ケース１Ａの側枠１ａは、ホルダー５を嵌合構造として互いに相対位置がずれないように、電池コア２０の定位置に連結される。第１外装ケース１Ａの側枠１ａとホルダー５の嵌合構造は、図１２に示すように、ホルダー５の両側に突出して設けている嵌着凸部１６と、第１外装ケース１Ａの側枠１ａの側壁１５と区画壁２５に設けている嵌着凹部１７からなる。側壁１５と区画壁２５の嵌着凹部１７は、ホルダー５を第１外装ケース１Ａの側枠１ａの定位置に配置する状態で、嵌着凸部１６を入れる位置に設けている。図の側壁１５に設けている嵌着凹部１７は、側枠１ａに設けた嵌着穴である。嵌着凹部は、嵌着凸部を入れる凹部とすることもできる。また、図示しないが、図の嵌合構造とは反対に、側枠の内面に突出して嵌着凸部を設け、この嵌着凸部を案内する嵌着凹部をホルダーに設けて、ホルダーと外装ケースとを定位置に連結することもできる。

図に示す嵌合構造は、嵌着凸部１６の外形を、側枠１ａ側に先端がある矢印型として、嵌着凹部１７の内形を、嵌着凸部１６を案内する矢印型としている。この形状の嵌合構造は、嵌入凸部１６の矢印の先端を嵌入凹部１７に挿入していくにしたがって、嵌着凹部１７の開口部が徐々に広げられ、あるいは押し上げられる状態に弾性変形し、嵌着凸部１６の先端から最も幅の広いところを越えたときに弾性復帰して嵌着凸部１６を抜けなくする。このように、矢印型の嵌着凸部１６は、矢印の先端でスムーズに挿入しながら、矢印の幅広部の後端で確実に係止して、連結部を外れないようにしっかりと連結できる。図の嵌合形状は、嵌着凸部１６と嵌着凹部１７を矢印型としているが、嵌着凸部と嵌着凹部は、引き抜きできない他の全ての嵌着形状にできる。たとえば、嵌着凸部は、先端を傾斜面として後端を垂直面とするフック形状とし、嵌着凹部は、フック形状の嵌着凸部を嵌合できる形状として、引き抜きできないように連結できる。

以上の外装ケース１は、側壁１５と区画壁２５の端縁部に嵌着凹部１７を設けており、ホルダー５は、縦リブ５Ａの外側に突出するように嵌着凸部１６を設けている。嵌着凹部１７と嵌着凸部１６は、両端部と中間に設けている。この構造の外装ケース１は、第１外装ケース１Ａの側枠１ａをホルダー５に嵌合構造で連結して、第１外装ケース１Ａと電池コア２０を定位置に連結する。

外装ケース１が連結された電池コア２０は、ラベル等の絶縁シート４が付着される。絶縁シート４は、薄型電池２の表裏面と、外装ケース１とに接着される。図の電池パックは、絶縁シート４を、第２外装ケース１Ｂの第２側枠１ａ’を設けている一辺、図５において電池コア２０の左上に位置する側面でＵ曲して、薄型電池２の表裏に接着している。絶縁シート４は、外装ケース１を電池コア２０に連結する。したがって、絶縁シート４は、外装ケース１の端面枠１ｂの両側面と表面にも接着される。

図１４と図１５は、図１３の拡大断面図で、これ等の図に示すように、絶縁シート４は、外装ケース１の端面枠１ｂをカバーし、電池コア２０の下面に積層するように接着している。この状態で接着される絶縁シート４は、図１６の展開図に示すように、電池コア２０の上面に接着される絶縁シート４の両側に折曲片４Ａを突出させている。折曲片４Ａは、直角に折曲されて端面枠１ｂの表面に接着され、さらに直角に折曲されて端面枠１ｂの側面から電池コア２０の裏面に接着される。裏面に接着された折曲片の上に、電池コア２０の裏面に積層して、絶縁シート４を接着する。この状態で絶縁シート４が接着された薄型電池２は、裏面の両側で絶縁シート４が２層に積層される。このため、電池パックの厚さが両側でわずかに厚くなる。ただ、薄型電池２は充放電するときに中央がわずかに膨張して、実質的に厚くなる。このとき、薄型電池２の両側は膨れることがない。このため、薄型電池２の両側がわずかに厚くなっても、中央部分の膨れで吸収される。

絶縁シート４は、第１外装ケース１Ａの側枠１ａの両側にも接着される。側枠１ａは、図９の拡大断面図に示すように、絶縁シート４の接着部を、絶縁シート４の厚さに相当して低くしてなる段差面１８としている。図９において段差面１８の上方には、絶縁シート４の厚さに相当する高さの凸条１９を設けて、凸条１９と絶縁シート４の表面を同一面としている。

絶縁シート４は、可撓性のあるプラスチックシートやラベルである。この絶縁シート４は、接着材を介して薄型電池２と外装ケース１に接着され、あるいは粘着層を介して接着される。

従来の電池パックの分解斜視図である。 本発明の一実施例にかかる電池パックの斜視図である。 図２に示す電池パックを上下反転した斜視図である。 図２に示す電池パックの絶縁シートを除去した状態を示す斜視図である。 図２に示す電池パックの分解斜視図である。 図５に示す電池パックの分解斜視図である。 図２に示す電池パックのＡ−Ａ線断面図である。 図７に示す電池パックの左端部の拡大断面図である。 図７に示す電池パックの右端部の拡大断面図である。 図４に示す電池パックの左側面図である。 図４に示す電池パックの右側面図である。 図６に示す第１外装ケースの一部断面斜視図である。 図２に示す電池パックのＢ−Ｂ線断面図である。 図１３に示す電池パックの左端部の拡大断面図である。 図１３に示す電池パックの右端部の拡大断面図である。 絶縁シートの展開図である。

符号の説明

１…外装ケース １Ａ…第１外装ケース
１Ｂ…第２外装ケース
１ａ…側枠
１ａ’…第２側枠
１ｂ…端面枠
２…薄型電池 ２Ａ…凸部電極面
２Ｂ…底面
２ａ…凸部電極
２ｂ…湾曲面
３…開口部
４…絶縁シート ４Ａ…折曲片
５…ホルダー ５Ａ…縦リブ
５Ｂ…横リブ
６…回路基板
７…電極窓
８…出力端子
９…接続リード
１０…リード板
１１…保護素子
１２…絶縁板 １２Ａ…貫通孔
１３…嵌合凹部
１４…嵌合凸部
１５…側壁
１６…嵌着凸部
１７…嵌着凹部
１８…段差面
１９…凸条
２０…電池コア
２１…両面接着テープ ２１Ａ…貫通孔
２２…谷間
２３…係止凸部
２４…係止凹部
２５…区画壁
３１…外装ケース ３１Ａ…第１ケース
３１Ｂ…第２ケース
３１ａ…側面ケース部
３１ｂ…端部ケース部
３２…薄型電池
３３…開口部
３４…絶縁シート

Claims (7)

1. 電池の厚さが幅よりも薄く、外周の形状を四角形とする薄型電池(2)を２段に積層し、積層している薄型電池(2)の側面間に谷間(22)を設けると共に、２段に積層している薄型電池(2)の外周に外装ケース(1)に装着しており、さらに、薄型電池(2)の表裏と外装ケース(1)とに絶縁シート(4)を接着している電池パックであって、
   薄型電池(2)の周囲に固定される外装ケース(1)は、薄型電池(2)の両側面に沿って固定される側枠(1a)と、薄型電池(2)の凸部電極面(2A)とその反対側の底面(2B)とに沿って固定される端面枠(1b)とで四角形に形成され、
   さらに、外装ケース(1)は、両方の端面枠(1b)の途中を、定位置に連結できる嵌合形状に２分割して、第１外装ケース(1A)と第２外装ケース(1B)とに分割しており、
   第１外装ケース(1A)は、ひとつの側枠(1a)の両端部に分割された端面枠(1b)の一部を連結した形状としており、
   第２外装ケース(1B)は、ひとつの側枠(1a)の両端部に分割された端面枠(1b)の一部を連結した形状としており、
   第１外装ケース(1A)の側枠(1a)と、第１外装ケース(1A)及び第２外装ケース(1B)の端面枠(1b)の幅は、２段に積層している薄型電池(2)の厚さにほぼ等しく、第２外装ケース(1B)の側枠(1a)の幅は、２段に積層している薄型電池(2)の厚さよりも狭くして、２段に積層している薄型電池(2)の谷間(22)に嵌着できる形状に成形しており、
   第１外装ケース(1A)と第２外装ケース(1B)を端面枠(1b)の嵌合形状で連結して、外装ケース(1)を四角形として、薄型電池(2)の周囲に配設しており、２段に積層している薄型電池(2)の表裏と外装ケース(1)に絶縁シート(4)を接着して、絶縁シート(4)を介して薄型電池(2)と外装ケース(1)とを連結している電池パック。
2. 第１外装ケース(1A)の側枠(1a)に電極窓(7)を開口して、電極窓(7)の内側に出力端子(8)を配設している請求項１に記載される電池パック。
3. 第１外装ケース(1A)の側枠(1a)の内側に、出力端子(8)を固定している回路基板(6)を配設して、出力端子(8)を電極窓(7)から外部に表出させている請求項２に記載される電池パック。
4. 第１外装ケース(1A)の側枠(1a)の内側に、回路基板(6)とホルダー(5)を配設して、ホルダー(5)を回路基板(6)と薄型電池(2)との間に配設し、回路基板(6)をホルダー(5)と第１外装ケース(1A)の側枠(1a)との間に配設している請求項２に記載される電池パック。
5. ２段に積層している薄型電池(2)の間に、薄型電池(2)の外周縁に沿う四角形の両面接着テープ(21)を挟着し、この両面接着テープ(21)を介して薄型電池(2)を２段に積層して接着している請求項１に記載される電池パック。
6. 端面枠(1b)の嵌合形状が、一方に係止凸部(23)を設けて、他方にはこの係止凸部(23)を嵌合する係止凹部(24)を設けている形状である請求項１に記載される電池パック。
7. 第１外装ケース(1A)の側枠(1a)と薄型電池(2)との間に、ホルダー(5)と回路基板(6)を配設しており、ホルダー(5)は嵌合構造で側枠(1a)の定位置に連結され、ホルダー(5)と側枠(1a)との間に嵌合構造で回路基板(6)を配置している請求項１に記載される電池パック。
   

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