JP2007503689A - リチウムイオンポリマー電池パックの構造 - Google Patents

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Abstract

本発明は、リチウムイオンポリマー電池パックの構造に関し、電極組立体と電解質を収容する一定容積の内部空間と該内部空間の上縁部に沿って半径方向の外側に延在する拡張部分を有する下部多層ポリマーと、この下部多層ポリマーの拡張部分の一部分に旋回可能に連結され残りの他の部分が該下部多層ポリマーの対応の拡張部分と向かい合って封止される上部多層ポリマーと、からなる電池ケースと；前記電池ケース内の電池を外部よりの衝撃から保護できるように該電池ケースの外郭を取り囲み、前記封止処理された拡張部分の一部により一体に固定される電池保護具と；を含むことを特徴とする。これにより、本発明は、電池のサイズを最小限に増大させつつ、電池の外部よりの衝撃から安全に保護することができるようにする。

Description

本発明は、リチウムイオンポリマー電池パックの構造に関し、特に電池を収容する電池ケースの外郭を取り囲む電池保護具を設け、電池ケース内の電池を外部よりの衝撃から安全に保護すると共に、電池全体の外郭のサイズを小さくし、該電池により作動する所定の機器の小型化にも寄与することができるリチウムイオンポリマー電池パックの構造に関する。
一般に、ポーチ電池と呼ばれているリチウムイオンポリマー電池１は、図１及び図２に示すように、一定の大きさの内部空間２ａが形成されたケース本体２と；該ケース本体に旋回可能に連結される蓋３と；正極板４ａと負極板４ｂ及びセパレーター膜４ｃとからなり前記ケース本体２の内部空間２ａ内に収納される一定個数の電極組立体４と；該各電極組立体の正極板４ａと負極板４ｂの端部から長手方向へと延在する接続部５；及び該接続部のそれぞれに接続される正・負極端子６、７と；からなる。
ここで、前記ケース本体２の内部空間２ａの上縁部には、水平面上の外方へと延在する熱融着のための一定幅の拡張部分２ｂが形成されており、前記接続部５にそれぞれ接続された正極端子６と負極端子７の中央部分には、前記ケース本体２の拡張部分２ｂと蓋３の縁部３ａとが熱融着機（図示せず）により熱融着される時に該熱融着機と電極端子６、７間にショートが発生しないように非伝導性物質の端子テープ８が巻き回されている。
前述したような従来技術によるポーチ形のリチウムイオンポリマー電池の製造方法を説明すれば、次の通りである。
まず、正極板４ａと、負極板４ｂ、及びセパレーター膜４ｃとからなる一定個数の電極組立体４をケース本体２の内部空間２ａ内に収納した後、一定量の電解液を前記内部空間内に注入する。
この時、前記各電極組立体４の接続部５は、中央部分が端子テープ８で巻き回された電極端子６、７にそれぞれ接続されており、この各電極端子と端子テープ８の一部は、前記ケース本体２と蓋３の外へと延出している。
次いで、前記蓋３をケース本体２に密着させた後、該ケース本体の拡張部分２ｂと蓋３の縁部３ａとを電解液が漏れ出すことのないように熱融着機（図示せず）を用いて封じ止めることで電池の製造が完了する。
しかし、従来では、電極組立体を収容するケース本体の上縁部における蓋の縁部と熱融着させる拡張部分を、電極組立体の有効サイズよりも遥かに大きく形成していたし、しかも該ケース本体と蓋を別のプラスチックケースで覆っていたため、電池の全体のサイズが嵩張るようになるという問題点があった。
そこで、本発明は、前述した問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、電池の全体サイズを最小限に増大させつつ、電池を外部よりの衝撃から安全に保護できるリチウムイオンポリマー電池パックの構造を提供することである。
本発明の他の目的は、電池を充電器または所定の機器に装着して使用するに際して過充電または過放電するおそれがある時、該充電器または機器との接続を速やかに遮断し、電池を安全に保護することができるリチウムイオンポリマー電池パックの構造を提供することである。
前述した目的を達成するために、本発明は、電極組立体と電解質を収容する一定容積の内部空間と該内部空間の上縁部に沿って半径方向の外側に延在する拡張部分を有する下部多層ポリマーと、この下部多層ポリマーの拡張部分の一部分に旋回可能に連結され残りの他の部分が該下部多層ポリマーの対応の拡張部分と向かい合って封止される上部多層ポリマーと、からなる電池ケースと；前記電池ケース内の電池を外部よりの衝撃から保護できるように該電池ケースの外郭を取り囲み、前記封止処理された拡張部分の一部により一体に固定される電池保護具と；を含むことを特徴とする。
以下、本発明の実施例を図３乃至図８を参照して説明すれば、次の通りである。
図３は、本発明によるリチウムイオンポリマー電池パックの構造に適用される電池保護部とＰＣＢ(protection circuit board)とが別に設けられた例を示す概略分解斜視図であり、図５は、本発明によるリチウムイオン電池パックの構造に適用される電池保護具が電池ケースの外郭に組み付けられる状態を示す概略斜視図である。
本発明による電池パックの構造は、図３及び図５に示すように、電極組立体（図示せず）と電解質を収容する一定容積の内部空間９ａと該内部空間の上縁部に沿って半径方向の外側に延在する拡張部分９ｂを有する下部多層ポリマー９と、この下部多層ポリマーの拡張部分９ｂの一部分に旋回可能に連結され残りの他の部分が該下部多層ポリマー９の外面の対応の拡張部分９ｂと向かい合って封止される上部多層ポリマー１０と、からなる電池ケース１１と；
前記電池ケース１１内の電池を外部よりの衝撃から保護できるように該電池ケースの外郭を取り囲み、前記封止処理された拡張部分、即ち、封止拡張部分１２の一部により一体に固定される電池保護具１３と；を含む構造からなる。
ここで、前記電池保護具１３は、前記電池ケース１１の縁部に対応する中空型フレーム１４の形態でもよく、または前記電池ケース１１の下部多層ポリマー９の外面を閉塞する蓋１５の形態でもよい（図３、図５、及び図７参照）。
前記中空型フレーム１４の一側には、前記電池ケース１１の外面と向かい合う少なくとも１つのクロス部材（図示せず）を一定の間隔をおいて形成してもよい。
また、他の実施例として、前記電池保護具１３は、前記電池ケース１１の上面と下面を閉塞する逆“コ”字状の保護部材１６の形態でもよい（図８参照）。
ここで、前記逆“コ”字状保護部材１６の両側には、前記電池ケース１１の側面を覆う垂直拡張部１６ａを形成してもよい。
一方、前記電池保護具１３は、プラスチック、金属、またはこれらの材料を組み合わせて作製すればよいが、一定の形状への射出または加工が容易でありながら一定の強度を有する材料であればいずれも使用可能である。
もう一方、前記電池ケース１１の外へと延出した両電極端子１７、１８の前方拡張部分９ｂには、電池が過充電したり過放電することが防止できるように前記両電極端子１７、１８に接続される電池保護回路（図示せず）と、この電池保護回路を介して両電極端子１７、１８と外部機器（図示せず）とが接続できるように出口１９ａが設けられたＰＣＢ１９が前記電池保護具１３に着脱自在に取り付けられることが好ましい（図５及び図６参照）。
ここで、前記ＰＣＢ１９は、射出成形機の成形空間内に位置した状態で電池保護具１３の一部分と一体をなすように成形することも可能である（図４参照）。
前述したように構成された本発明によるリチウムイオンポリマー電池パックの構造を適用して電池を製造する過程を、図３、図５、及び図６を参照して説明すれば、次の通りである。
まず、一定個数の電極組立体（図示せず）を電池ケース１１の下部多層ポリマー９の内部空間９ａ内に収納した後、この内部空間内に一定量の電解質を注入する。
次いで、前記電池ケース１１の他側の上部多層ポリマー１０を下部多層ポリマー９上に折畳んで密着させた後、該下部多層ポリマーの拡張部分９ｂと上部多層ポリマー１０の対応部分とを所定の熱融着機（図示せず）で熱融着して封じ止める。
次いで、前記電池ケース１１を裏返しにした状態で該電池ケースの膨出している内部空間を外囲するように電池保護具１３を組み付けた後、前記上部多層ポリマー１０と下部多層ポリマー９の封止拡張部分１２のうちの両側の拡張部分を該電池保護具１３のそれぞれの側面に向かって折り曲げて貼り付ければよい。
なお、前記電池ケース１１内の電池に接続される正極端子１７と負極端子１８は、該電池ケース１１の前方拡張部分９ｂに向かって突出している。
次いで、前記両電極端子１７、１８と並んで延在する前記電池ケース１１の下部多層ポリマー９の前側の拡張部分９ｂに電池保護回路（図示せず）と出口１９ａが設けられたＰＣＢ１９を組み付け、該ＰＣＢの電池保護回路と前記それぞれの電極端子１７、１８とを接続させた後、該ＰＣＢ１９を隣接している相対物に付着すればよい。
前述したように、本発明は、電池のサイズを最小限に増大させつつ、電池を外部よりの衝撃から安全に保護することができる。
また、本発明は、電池が充電器に長時間装着しておくことで過充電したり、または所定の適用機器に長時間装着しておくことで過放電する場合における電池と充電器または電池と適用機器との接続を速やかに遮断し、電池を安全に保護することができる。
従来技術のポーチ電池を示す概略分解斜視図である。 図１のポーチ電池の概略斜視図である。 本発明によるリチウムイオンポリマー電池パックの構造に適用される電池保護具とＰＣＢ(protection circuit board)とが別に設けられた例を示す概略分解斜視図である。 本発明によるリチウムイオンポリマー電池パックの構造に適用される電池保護具とＰＣＢ(protection circuit board)とが一体に形成された他の例を示す概略分解斜視図である。 本発明によるリチウムイオンポリマー電池パックの構造に適用される電池保護具が電池ケースの外郭を取り囲む状態を示す概略斜視図である。 図５のリチウムイオンポリマー電池パックの構造を示す概略斜視図である。 本発明によるリチウムイオンポリマー電池パックの構造に適用される蓋状の電池保護具を示す概略斜視図である。 本発明によるリチウムイオンポリマー電池パックの構造に適用される逆“コ”字状の電池保護具を示す概略斜視図である。

Claims (8)

  1. 電極組立体と電解質を収容する一定容積の内部空間と該内部空間の上縁部に沿って半径方向の外側に延在する拡張部分を有する下部多層ポリマーと、この下部多層ポリマーの拡張部分の一部分に旋回可能に連結され残りの他の部分が該下部多層ポリマーの対応の拡張部分と向かい合って封止される上部多層ポリマーと、からなる電池ケースと；
    前記電池ケース内の電池を外部よりの衝撃から保護できるように該電池ケースの外郭を取り囲み、前記封止処理された拡張部分の一部により一体に固定される電池保護具と；
    を含むことを特徴とするリチウムイオンポリマー電池パックの構造。
  2. 第１項において、前記電池保護具は、前記電池ケースの縁部と向かい合う中空型フレームであることを特徴とするリチウムイオンポリマー電池パックの構造。
  3. 第２項において、前記中空型フレームの一側には、前記電池ケースの外面と向かい合う少なくとも１つのクロス部材が一定の間隔をおいて形成されたことを特徴とするリチウムイオンポリマー電池パックの構造。
  4. 第１項において、前記電池保護具は、前記電池ケースの下部多層ポリマーの外面を閉塞する蓋であることを特徴とするリチウムイオンポリマー電池パックの構造。
  5. 第１項において、前記電池保護具は、前記電池ケースの上面と下面を取り囲む逆“コ”字状保護部材であることを特徴とするリチウムイオンポリマー電池パックの構造。
  6. 第５項において、前記逆“コ”字状保護部材の両側には、前記電池ケースの側面を覆う垂直拡張部が形成されたことを特徴とするリチウムイオンポリマー電池パックの構造。
  7. 第１項乃至第６項のいずれかにおいて、前記電池ケースの外へと延出する両電極端子に並ぶ前方拡張部分には、電池が過充電したり過放電することが防止できるように前記両電極端子に接続する電池保護回路とこの電池保護回路を介して電池の両電極端子と外部機器とを接続できるようにすると出口が設けられたＰＣＢが備えられ、該ＰＣＢが前記電池保護具に着脱自在に取り付けられることを特徴とするリチウムイオンポリマー電池パックの構造。
  8. 第１項、第２項、及び第４項のいずれかにおいて、前記電池保護具は、電池が過充電したり過放電することが防止できるように電池の両電極端子に接続される電池保護回路とこの電池保護回路を介して電池の両電極端子と外部機器とが接続できるようにする出口とが設けられたＰＣＢと一体化して形成されたことを特徴とするリチウムイオンポリマー電池パックの構造。
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