JP2007323909A

JP2007323909A - パック電池

Info

Publication number: JP2007323909A
Application number: JP2006151825A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Watanabe; 隆洋渡邉
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2007-12-13

Abstract

【課題】極めて簡単な構造で高電圧の静電気による故障やリセットを有効に防止する。
【解決手段】パック電池は、ケース１と、このケース１に内蔵される電池２と、この電池２に接続されてケース１内に内蔵される電子部品を実装する回路基板３とを備える。さらに、パック電池は、ケース１が表面に導電層４を有しており、この導電層４を電池２のマイナス側に接続している。
【効果】静電気の帯電したユーザーが接触しても、静電気を安全にアースに逃がすことができ、回路基板上にあるパターンや電子部品に高電圧の静電気が直接落ちるのを有効に防止して耐静電気性能を向上できる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ケースに電池と回路基板を内蔵するパック電池に関し、とくに静電気による弊害を防止できるパック電池に関する。

プラスチック製のケースに電池と回路基板を内蔵するパック電池は開発されている。（特許文献１参照）
特開２０００−３１１６６７号公報

特許文献１のパック電池は、電池の保護回路を実現する電子部品を実装する回路基板を電池と一緒にケースに内蔵している。このパック電池は、高圧の静電気で回路基板の電子部品が故障し、あるいは電子回路がリセットされることがある。高圧の静電気によるスパークが、入力インピーダンスの大きいＦＥＴなどを破壊し、あるいは電子回路のトリガー信号となって、これをリセットするからである。工場の組み立て工程や、組み立てられたパック電池の輸送工程にあっては、静電気の発生を防止し、あるいは静電気を放電する状態で、パック電池の静電気による弊害を防止できる。ただ、ユーザーがパック電池を取り扱う状態では、静電気の弊害を確実に阻止できない。たとえば、冬季の暖房された室内では空気の相対湿度が著しく低下し、静電気の放電が難くなって高電圧の静電気がチャージされる。たとえば、ユーザーが電気抵抗の大きい絨毯等の上をスリッパで歩行すると、絨毯とスリッパの摩擦で高電圧の静電気が人体に帯電する。静電気の帯電したユーザーがパック電池に接触すると、パック電池に静電気による高電圧のスパークが発生する。この状態で簡単に数万ボルトのスパークが発生する。また、冬季の暖房された車内においても、シートとユーザーの衣服とが摩擦して高電圧の静電気がチャージされる。したがって、この状態でパック電池に接触しても、数万ボルトの静電気がスパークして、回路基板の電子部品を故障させる原因となる。

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、極めて簡単な構造で高電圧の静電気による故障やリセットを有効に防止できるパック電池を提供することにある。

本発明のパック電池は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
パック電池は、ケース１と、このケース１に内蔵される電池２と、この電池２に接続されてケース１内に内蔵される電子部品を実装する回路基板３とを備える。さらに、パック電池は、ケース１が表面に導電層４を有しており、この導電層４を電池２のマイナス側に接続している。

本発明のパック電池は、導電層４を、金属箔５Ａ又は金属板とすることができる。

本発明のパック電池は、ケース１をプラスチック製として、このプラスチックケースの表面に導電性のラベル５を付着して、このラベル５を電池２のマイナス側に接続して、ケース１の表面にマイナス側に接続してなる導電層４を設けることができる。

本発明のパック電池は、ケース１が、対向する二面を金属板１２で構成すると共に、この金属板１２を電池２のマイナス側に接続して、ケース表面にマイナス側に接続してなる導電層４を設けることができる。

本発明のパック電池は、極めて簡単な構造で高電圧の静電気による故障やリセットを有効に防止できる特長がある。それは、本発明のパック電池が、電池を内蔵するケースの表面に導電層を設けて、この導電層を電池のマイナス側に接続しているからである。この構造のパック電池は、静電気の帯電したユーザーが接触しても、静電気を安全にアースに逃がすことができ、回路基板上にあるパターンや電子部品に高電圧の静電気が直接落ちるのを有効に防止できる。したがって、本発明のパック電池は、極めて簡単な構造で耐静電気性能を向上させて、高電圧の静電気による故障やリセットをより効果的に解消できる。

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。

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１の斜視図と図２の分解斜視図に示す電池パックは、電池２に回路基板３を連結している電池コア１０と、この電池コア１０を収納しているケース１とを備える。図の電池パックは、電池２に、回路基板３を連結して電池コア１０とし、電池コア１０の状態でケース１に入れて固定している。

図のパック電池は、３個の薄型電池２を同一面に平行に並べてケース１に収納している。薄型電池２は、厚さが幅よりも薄く、外周の形状を略四角形とする二次電池である。薄型電池２は、電池２の厚さが幅よりも薄い角形の電池であって、互いに対向する両面に位置する平坦面と、対向する平坦面を連結する面であって、両端に位置する端子面と、平坦面の両側にあって端面を連結する一対の側面の６面を有する。

ただし、本発明のパック電池は、必ずしも電池を薄型電池とする必要はなく、電池は円筒形電池や角形電池とすることもできる。電池は、リチウムイオン電池やニッケル−水素電池である。また、薄型電池は、リチウムイオン二次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。

図１と図２に示すパック電池のケース１は、プラスチック製で、上ケース１Ａと下ケース１Ｂに分割している。上ケース１Ａと下ケース１Ｂは、薄型電池２の平坦面２Ａをカバーする表面プレート６の周囲に周壁７を一体的に成形する形状として全体をプラスチックで一体的に成形している。このケース１は、周壁７の内側に電池コア１０を配置する状態で、上ケース１Ａと下ケース１Ｂの周壁７を連結して、内部に電池コア１０を収納して閉鎖される。周壁７は超音波溶着して連結され、あるいは接着して連結され、あるいは嵌着構造で連結される。

ケース１は、表面プレート６の表面に導電層４を設けて、この導電層４を電池２のマイナス側に接続している。図１と図２のパック電池は、表面プレート６の表面に導電性のラベル５を付着している。このラベル５は、粘着層を介して、あるいは接着層を介してケース１の表面プレート６に付着される。導電性のラベル５は、アルミニウムなどの金属箔５Ａをプラスチックフィルム５Ｂに積層して製作される。このラベル５は、金属箔５Ａを導電層４とし、導電層４が表面側となるように、ケース１の表面プレート６に付着（例えば、部分的に、樹脂材料の接着材を用いて付着させることができる。）されて、金属箔５Ａを電池２のマイナス側に接続している。図１と図２のパック電池は、上ケース１Ａと下ケース１Ｂの表面プレート６に導電性のラベル５を付着している。ラベル５は、表面プレート６のほぼ全面、たとえば表面プレート６の全面積の５０％以上、好ましくは７０％以上、さらに好ましくは８０％以上に付着される。ラベル５の面積を大きくして、表面プレート６に設ける導電層４の面積を大きくして、静電気による故障やリセットをより効果的に解消できる。さらに、図示しないが、導電性のラベルで導電層を設けるパック電池は、一枚のラベルを上ケースと下ケースの両面に連続するように付着して、より広い面積に導電層を設けることができる。

導電層は金属板とすることもできる。このパック電池は、ケースの表面プレートに金属板を固定して、金属板を電池のマイナス側に接続する。金属板はアルミニウム板、ステンレス板、銅板、鉄板、ニッケル板、あるいは鉄やニッケルなどの複数の金属を積層したものが使用できる。ケースの表面プレートに金属板を固定しているパック電池は、金属板でケースを補強できる。

さらに、図３と図４のパック電池は、電池コア１０の外周に位置するプラスチック製のケース枠１１の両面に金属板１２を固定してケース１としている。金属板１２の外周縁に沿って、ケース枠１１に連結する折曲部１３を設けている。さらに、この折曲部１３は先端縁を内側に折曲して係止片１４を設けている。この金属板１２は、ケース枠１１の外周面に設けている連結溝１５に係止片１４を入れて、ケース枠１１に連結される。

このケース１は、ケース枠１１の内側に電池コア１０を配置して、その両面に金属板１２を固定して、ケース１内に電池コア１０を収納する。このパック電池は、金属板１２をケース１の導電層４としている。導電層４である金属板１２は、収納する電池２のマイナス側に接続される。電池２が外装缶２Ａをマイナス側とする場合、外装缶２Ａに金属板２２を接触させて、金属板１２は電池２のマイナス側に接続される。ただ、金属板は、リード線を介して電池のマイナス側に接続することもできる。外装缶をプラス側とする電池は、外装缶と金属板との間に絶縁材を配設して絶縁材で外装缶と金属板を絶縁して、金属板をリード線で電池のマイナス側に接続する。

上ケース１Ａや下ケース１Ｂ、あるいはケース枠１１を成形するプラスチックは、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、ケースの材質にＰＰＳを使用した場合、表面プレートの板厚を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、ケースの表面プレートを薄くすることができ、その分、電池パックの小型化を図ることができる。ただし、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。

薄型電池２は、電池コア１０の状態でケース１に収納される。電池コア１０は、回路基板３を電池２に連結したものである。電池コア１０は、端子部品である回路基板３に出力端子８を固定している。出力端子８は、ケース１に設けた電極窓９から外部に表出される。

電池コア１０は、電池２に回路基板３を連結したもので、回路基板３には、ケース１の外部に表出される出力端子８を固定している。また、回路基板３は電池２の保護回路を実装している。

保護回路を図５に示している。この保護回路１６は、電池２の過電流を保護し、また電池２の過充電や過放電を防止する。この保護回路は、電池２の充放電の電流を遮断するスイッチング素子１７としてＦＥＴを内蔵している。また、電池２の過充電や過放電を検出してスイッチング素子１７のＦＥＴをコントロールする集積回路１８にＡＳＩＣ等を内蔵している。ＦＥＴやＡＳＩＣなどの半導体素子は、静電気のスパークで故障し、あるいはリセットされることがある。

保護回路を実装する回路基板３は、並列に連結している薄型電池２の平坦面に積層して配置され、あるいは、端面に沿って配置されて、リード線やリード板を介して電池に連結されて電池コア１０となる。この電池コア１０がケース１に収納されてパック電池となる。

本発明の一実施例にかかるパック電池の斜視図である。図１に示すパック電池の分解斜視図である。本発明の他の実施例にかかる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拡大断面図である。回路基板に実装される保護回路の一例を示す回路図である。

符号の説明

１…ケース１Ａ…上ケース
１Ｂ…下ケース
２…電池２Ａ…外装缶
３…回路基板
４…導電層
５…ラベル５Ａ…金属箔
５Ｂ…プラスチックフィルム
６…表面プレート
７…周壁
８…出力端子
９…電極窓
１０…電池コア
１１…ケース枠
１２…金属板
１３…折曲部
１４…係止片
１５…連結溝
１６…保護回路
１７…スイッチング素子
１８…集積回路

Claims

ケース(1)と、このケース(1)に内蔵される電池(2)と、この電池(2)に接続されてケース(1)内に内蔵される電子部品を実装する回路基板(3)とを備えるパック電池であって、
ケース(1)が表面に導電層(4)を有し、この導電層(4)が電池(2)のマイナス側に接続されてなるパック電池。
導電層(4)が金属箔(5A)又は金属板である請求項１に記載されるパック電池。
ケース(1)がプラスチック製で、このプラスチックケースの表面に導電性のラベル(5)を付着しており、このラベル(5)を電池(2)のマイナス側に接続して、ケース(1)の表面にマイナス側に接続してなる導電層(4)を設けている請求項１に記載されるパック電池。
ケース(1)が、対向する二面を金属板(12)で構成しており、この金属板(12)が電池(2)のマイナス側に接続されて、ケース表面にマイナス側に接続してなる導電層(4)を設けている請求項１に記載されるパック電池。