JP2008177156A

JP2008177156A - 二次電池用ケースおよびこれを含むバッテリーパック

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Publication number: JP2008177156A
Application number: JP2007287645A
Authority: JP
Inventors: Heong-Sin Kim; 炯信金
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-11-05
Publication date: 2008-07-31
Anticipated expiration: 2027-11-05
Also published as: JP5174429B2; CN101237031B; US20080176134A1; CN101237031A; KR100875430B1; KR20080068387A

Abstract

【課題】電気／電子機器の端末機の締結突起部が横方向に対して長い形状で形成された場合、および縦方向に対して長い形状で形成された場合のいずれにも適用可能な締結溝を具備した上部ケースを提供する。
【解決手段】本発明に係る二次電池用ケースは、階段型段差構造の締結溝２５１ａを備える上部ケース２５１を含む。また、本発明に係るバッテリーパックは、ベアセル１００と、ベアセルに電気的に連結される保護回路基板１８０と、ベアセルの外側に設けられ、保護回路基板を取り囲み、階段型段差構造の締結溝を備える上部ケースとを含む。かかる構成によれば、階段型段差構造の締結溝を備える上部ケースを備えることで、電気／電子機器の端末機２０の締結突起部が横方向に対して長い形状で形成された場合、および縦方向に対して長い形状で形成された場合にかかわらずに、バッテリーパックを規格化、標準化することができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、二次電池用ケースおよびこれを含むバッテリーパックに関し、より詳細には、上部ケースに階段型段差構造の締結溝を形成し、電池／電子機器の端末機に締結突起部を形成し、電気／電子機器の端末機の締結突起部と締結溝とを締結させて逆挿入を防止する、二次電池用ケースおよびこれを含むバッテリーパックに関する。

例えば、ビデオカメラ、携帯型電話、携帯型コンピュータなどのような携帯機器の軽量化および高機能化が進むにつれて、その駆動電源として使われる二次電池に関して多くの研究がなされている。このような二次電池としては、例えば、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−亜鉛電池、リチウム二次電池などが挙げられる。これらのうちリチウム二次電池は、再充電が可能であり、小型および大容量化が可能なものであって、作動電圧が高く、単位重量当たりエネルギー密度が高いという長所を有するため、先端電子機器分野において広く使われている。

リチウム二次電池は、陽極板、陰極板およびセパレーターを備える電極組立体と、電極組立体を収容する缶と、缶の上端開口部をキャップ組立体で密封したベアセルに、ＰＴＣ素子、サーマルヒューズ（thermal fuse）および保護回路モジュールなどの安全装置を装着した後、別途の外装ケースに収納したり、ホットメルト（hot-melt）樹脂で間隙を満たし、薄い外装材でチュービング、レーベリング（labeling）したりして、バッテリーパックを構成する。

一般的に、前述したようなバッテリーパックは、大量で生産され、現在の携帯電話バッテリーのようにハードケース内部に装着されてハードパックの形態で出荷されたり、バッテリーパック状態で出荷され、ユーザにより電気／電子機器の端末機に直接挿入して使用されたりする。これらのうちバッテリーパック状態で出荷（当業界では一般的にインナーパック（inner pack）ともいう）され、ユーザにより端末機に挿入して使用される場合には、従来、特定の電気／電子機器にのみ適用される専用のバッテリーパックが生産され、これが端末機に装着されて使用されていた。しかし、最近、バッテリーパックの規格化、標準化が進むにつれて、多様な電気／電子機器の端末機に規格化、標準化されたバッテリーパックが装着される可能性が生じている。

しかし、ユーザが電気／電子機器の端末機にバッテリーパックを挿入する場合には、誤った方向に挿入して電気／電子機器が作動しない、または誤作動するおそれがあるという問題がある。特に、ユーザがバッテリーパックを反対方向に挿入し、バッテリーパックの外部端子がショートされることによって、バッテリーパックが使用不能になったり、バッテリーパックの内部温度が高温に上昇して発火または爆発したりするおそれがあるという問題がある。

前述のような問題点を解決するために、従来、図１〜図３および図４〜図６に示すように、バッテリーパック上に締結溝を形成し、電気／電子機器の端末機上に締結突起部を形成し、締結溝と締結突起部とを結合させることによって、端末機内にバッテリーを逆挿入することが防止されている。

これについてさらに詳しく説明すれば、図１は、従来のバッテリーパックの一例を示す斜視図であり、図２は、従来の電気／電子機器の端末機上に形成された締結突起部の一例を示す斜視図であり、図３は、従来のバッテリーパックと電気／電子機器の端末機との締結状態の一例を示す斜視図である。

図１に示すように、従来のバッテリーパックは、外部ケース１０、上部ケース１１、および下部ケース１２で構成される二次電池用ケースを備えて構成され、上部ケース１１上に締結溝１３ａが形成されている。また、図２に示すように、従来の電気／電子機器の端末機２０は、端末機２０上にバッテリーパックの締結溝１３ａと締結される締結突起部２１ａが形成されている。

ここで、締結突起部２１ａは、図面において端末機の縦方向に対して長い形状に形成され、締結溝１３ａは、長い形状の締結突起部２１ａと締結され得るように、上部ケース１１の縦方向に対して長い形状に形成されている。

したがって、締結溝１３ａと締結突起部２１ａとが互いに対応する形態を有し、図３に示すように、締結溝１３ａと締結突起部２１ａとが締結されることによって、バッテリーパックと端末機２０とが締結される。

この時、バッテリーパックの左右または上下が反転されて電気／電子機器の端末機２０に挿入される場合には、締結溝１３ａが形成されていない部分のバッテリーパックの面が当該電気／電子機器の締結突起部２１ａが形成された部分に挿入されるので、バッテリーパックが締結突起部２１ａに係止され、挿入されないことによって、逆挿入が防止される。

図４は、従来のバッテリーパックの他の一例を示す斜視図であり、図５は、従来の電気／電子機器の端末機上の締結突起部の他の一例を示す斜視図であり、図６は、従来のバッテリーパックと電気／電子機器の端末機との締結状態の他の一例を示す斜視図である。

図４に示すように、従来のバッテリーパックは、外部ケース１０、上部ケース１１、および下部ケース１２で構成される二次電池用ケースを備えて構成され、上部ケース１１上に締結溝１３ｂが形成されている。また、図５に示すように、従来の電気／電子機器の端末機２０は、端末機２０上に締結溝１３ｂと締結される締結突起部２１ｂが形成されている。

ここで、締結突起部２１ｂは、図面において端末機２０の横方向に対して長い形状に形成され、締結溝１３ｂは、長い形状の締結突起部２１ｂと締結され得るように、上部ケース１１の横方向に対して長い形状に形成されている。

したがって、締結溝１３ｂと締結突起部２１ｂとが互いに対応する形態を有し、図６に示すように、締結溝１３ｂと締結突起部２１ｂとが締結されることによって、バッテリーパックと端末機２０とが締結される。

この時、バッテリーパックの左右または上下が反転されて電子／電子機器の端末機２０に挿入される場合には、締結溝１３ｂが形成されていない部分のバッテリーパックの面が当該電気／電子機器の締結突起部２１ｂが形成された部分に挿入されるので、バッテリーパックが締結突起部２１ｂに係止され、挿入されないことによって、逆挿入が防止される。

しかし、前述のような従来のバッテリーパックでは、電気／電子機器の端末機２０上にバッテリーパックが装着される際に、バッテリーパックの締結溝１３ａが上部ケース１１の縦方向に対して長い形状で形成され、電気／電子機器の端末機２０の締結突起部が横方向に対して長い形状（例えば、締結突起部２１ｂ）で形成されている場合には、バッテリーパックと端末機２０とを締結することができない。また、これとは反対に、バッテリーパックの締結溝１３ｂが上部ケース１１の横方向に対して長い形状で形成されていて、電気／電子機器の端末機２０の締結突起部が縦方向に対して長い形状（例えば、締結突起部２１ａ）で形成されている場合には、バッテリーパックと端末機２０とを締結することができないという問題がある。

すなわちバッテリーパックを規格化、標準化する際に、前述のような電気／電子機器の端末機の締結突起部の形状に応じて、バッテリーパックの形状、具体的には、上部ケースの締結溝の形状を異にしなければならないという問題がある。

また、バッテリーパックを製造する際に、電気／電子機器の端末機の締結突起部の形状に応じて、バッテリーパックの締結溝の形状を決定しなければならないという問題がある。

大韓民国特許公開第１０-２００５-１０１０１７号明細書

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、電気／電子機器の端末機の締結突起部が横方向に対して長い形状で形成された場合、および縦方向に対して長い形状で形成された場合のいずれにも適用可能な締結溝を具備した上部ケースを提供することにある。

また、本発明の他の目的は、前述のような電気／電子機器の端末機の締結突起部が横方向に対して長い形状で形成された場合、および縦方向に対して長い形状で形成された場合にかかわらずに、バッテリーパックを規格化、標準化可能な上部ケースを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、階段型段差構造の締結溝を備える上部ケースを含む二次電池用ケースが提供される。

上記課題を解決するために、本発明の他の観点によれば、ベアセルと、ベアセルに電気的に連結される保護回路基板と、ベアセルの外側に設けられ、保護回路基板を取り囲み、階段型段差構造の締結溝を備える上部ケースと、を含むバッテリーパックが提供される。

また、上記締結溝は、上部ケースの上面を基準にして“┏”または“┓”の形状でもよい。

また、上記締結溝は、上部ケースの上側の左側および右側に位置してもよく、上部ケースの上側の左側または右側に位置してもよい。

本発明によれば、電気／電子機器の端末機の締結突起部が横方向に対して長い形状で形成された場合、および縦方向に対して長い形状で形成された場合のいずれにも適用可能な締結溝を具備した上部ケースを提供することができる。

また、本発明によれば、前述のような上部ケースの締結溝の構造によって、電気／電子機器の端末機の締結突起部が横方向に対して長い形状で形成された場合、および縦方向に対して長い形状で形成された場合にかかわらずに、バッテリーパックを規格化、標準化することができる。

また、本発明によれば、前述のような上部ケースの締結溝の構造によって、電気／電子機器の端末機にバッテリーパックが逆挿入されることを防止することができる。また、本発明によれば、締結突起部と締結溝とを同一の形状で形成することによって、バッテリーパックと端末機とを締結する時に結合力を強くすることが可能となり、バッテリーパックの移動防止効果を向上させることができる。

以下に、添付した図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図７は、本発明の一実施形態に係るバッテリーパックの構造を示す分解斜視図であり、図８は、本発明の一実施形態に係るバッテリーパックの構造を示す斜視図であり、図９は、図８のＡ領域を拡大した斜視図である。

図７および図８を参照すれば、本実施形態に係るバッテリーパックは、ベアセル１００、保護回路基板１８０、および二次電池用ケースを含んで構成される。また、二次電池用ケースは、外部ケース２４１、上部ケース２５１、下部ケース２５２を含んで構成される。ベアセル１００は、リチウムイオン電池、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池などのような２次電池であるが、２次電池の種類はこれらに限定されるものではない。

ベアセル１００には、保護回路基板１８０が電気的に連結される。保護回路基板１８０は、一般的に印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）上に多様な保護回路および正特性温度素子（ＰＴＣ：Positive Temperature Coefficient）１６０を備える構造からなる。また、保護回路基板１８０の表面には、外部に露出される多数の外部端子１８３が形成される。

保護回路基板１８０の正特性温度素子１６０は、ベアセル１００の温度が一定温度を越える場合、電気抵抗がほぼ無限大まで上昇するものであって、ベアセル１００が高温状態に露出された際に、ベアセル１００の充放電を制御し、またベアセル１００が過充放電された際に、回路をオープンにしてベアセル１００の破裂を防止することができる。

ここで、ベアセル１００と保護回路基板１８０との間には、ベアセル１００と保護回路基板１８０とが絶縁されるように絶縁部材１４０が介在される。すなわち、絶縁部材１４０は、保護回路基板１８０上の各種電子部品がベアセル１００の表面に直接接触してショートが生じることを防止する。

保護回路基板１８０は、第１、第２電極リード１６１、１６３を介してベアセル１００に電気的に連結される。すなわち、第１、第２電極リード１６１、１６３は、ベアセル１００の第１、第２電極端子１５１、１５３に連結され、第１電極端子１５１には、第１電極リード１６１が溶接され、第２電極端子１５３には、第２電極リード１６３が溶接される。第１電極リード１６１は、アルミニウム（Ａｌ）材質、第２電極リード１６３は、ニッケル（Ｎｉ）材質で形成されうるが、第１、第２電極リード１６１、１６３の材質はこれらに限定されるものではない。

一方、本実施形態に係る二次電池用ケースは、外部ケース２４１、上部ケース２５１、および下部ケース２５２を含んで構成されうる。

外部ケース２４１は、ベアセル１００の側面をカバーするように、第１外部ケース２４１ａと第２外部ケース２４１ｂとに分離されて形成されうる。この時、外部ケース２４１は、金属材質またはプラスチック樹脂で形成されることができ、プラスチック樹脂で形成される場合には、金属材質で形成される場合に比べて軽量化することができ、さらに薄く加工することができる。また、外部ケース２４１は、角部が曲線をなすようにラウンド型で形成されるので、ベアセル１００を備えて形成されたバッテリーパックが電子機器に実装される際に、接触面を低減することができ、バッテリーパックと電子機器との間の摩擦抵抗を低減することができる。

また、図示していないが、外部ケース２４１は、第１外部ケース２４１ａと第２外部ケース２４１ｂとに分離されずに、ベアセル１００を収容可能な形状を有してもよく、外部ケース２４１の形状および構造はこれらに限定されるものではない。

また、図示していないが、外部ケース２４１は、省略されてもよく、省略される場合には、後述する包装ラベルによりベアセル１００がカバーされてもよい。

また、ベアセル１００の上面に上部ケース２５１を備え、下面に下部ケース２５２を備えてもよい。下部ケース２５２は、外部ケース２４１がベアセル１００の下面までカバーするように形成される場合には、省略されてもよい。

上部ケース２５１は、一体型、埋め込み型、またはカバー型などで形成されてもよい。上部ケースを一体型で形成する場合には、ベアセル１００の上端面に保護回路基板１８０を連結し、ベアセル１００の保護回路基板１８０の外側にナイロン系統の合成樹脂物を低温・低圧で射出成形して形成することができる。

また、上部ケースを埋め込み型で形成する場合には、保護回路基板１８０を合成樹脂に埋め込み、保護回路基板１８０が埋め込まれた上部ケースを形成した後、保護回路基板１８０が埋め込まれた上部ケースをベアセル１００の上端面に結合して形成することができる。

また、上部ケースをカバー型で形成する場合には、ベアセル１００の上端面に保護回路基板１８０を連結し、合成樹脂で予め形成した上部ケースと、保護回路基板１８０が連結されたベアセル１００とを結合して形成することができる。

前述のように上部ケース２４１は、多様な方法で形成することが可能であり、上部ケースの形成方法はこれらに限定されるものではない。

ここで、上部ケース２５１には、電気／電子機器の端末機２０上の締結突起部と締結可能な締結溝２５１ａが形成されている。ここで、締結溝２５１ａは、図９に示すように、上部ケース２５１の上側の左側および右側に形成されてもよく、図示していないが、上部ケース２５１の上側の左側または右側に形成されてもよい。

図９に示すように、締結溝２５１ａは、上部ケース２５１の側面、すなわちＹ方向を基準にして階段型段差構造で形成されている。

すなわち、締結溝２５１ａは、上部ケース２５１の横方向に対して長い形状と上部ケース２５１の縦方向に対して長い形状とが同時に結合された構造であって、従来の締結溝が“┃”または“━”の形状で形成されているのに対して、締結溝２５１ａが上部ケース２５１の上面、すなわちＸ方向を基準にして、“┏”または“┓”の形状で形成されている（以下、上記構造を階段型段差構造と称する）。

従来のバッテリーパックでは、締結溝１３ａが上部ケース１１の縦方向に対して長い形状、すなわち、締結溝１３ａが“┃”の形状で形成されている場合には、締結突起部が横方向に対して長い形状（例えば、締結突起部２１ｂ）、すなわち、締結突起部が“━”の形状で形成された電気／電子機器の端末機２０には締結されない。また、締結溝１３ｂが上部ケース１１の横方向に対して長い形状、すなわち、締結溝１３ｂが“━”の形状で形成されている場合には、締結突起部が縦方向に長い形状（例えば、締結突起部２１ａ）、すなわち、締結突起部が“┃”の形状で形成された電気／電子機器の端末機２０には、締結されないという問題があった。

しかし、本実施形態に係る階段型段差構造の場合には、“┏”または“┓”の形状、すなわち、締結溝２５１ａは、上部ケース２５１の横方向に対して長い形状と上部ケース２５１の縦方向に対して長い形状とが同時に結合された構造を有しているので、締結突起部が縦方向に対して長い形状（例えば、締結突起部２１ａ）で形成された電気／電子機器の端末機２０、および締結突起部が横方向に対して長い形状（例えば、締結突起部２１ｂ）で形成された電気／電子機器の端末機２０のいずれにも締結可能である。

図１０および図１１は、本実施形態に係るバッテリーパックと電気／電子機器の端末機上の締結突起部との締結状態の一例を示す斜視図であり、図１２および図１３は、本実施形態に係るバッテリーパックと電気／電子機器の端末機上の締結突起部との締結状態の他の一例を示す斜視図である。

ここで、図１０は、本実施形態に係るバッテリーパックと、電気／電子機器の端末機２０上の締結突起部２１ｂが横方向に対して長い形状、すなわち、締結突起部２１ｂが“━”の形状で形成された場合の締結前の斜視図を示し、図１１は、図１０のバッテリーパックと、端末機２０の締結後の斜視図を示す。

また、図１２は、本実施形態に係るバッテリーパックと、電気／電子機器の端末機２０上の締結突起部２１ａが縦方向に対して長い形状、すなわち、締結突起部２１ａが“┃”の形状で形成された場合の締結前の斜視図を示し、図１３は、図１２のバッテリーパックと、端末機２０の締結後の斜視図を示す。

すなわち、図１０および図１１に示すように、電気／電子機器の端末機２０の締結突起部２１ｂが横方向に対して長い形状で形成された場合に、本実施形態に係る階段型段差構造の締結溝２５１ａは、上部ケース２５１の横方向に対して長い形状で溝が形成されているので、締結突起部２１ｂと締結可能である。また、図１２および図１３に示すように、電気／電子機器の端末機２０の締結突起部２１ａが縦方向に対して長い形状で形成された場合に、本実施形態に係る階段型段差構造の締結溝２５１ａは、上部ケース２５１の縦方向に対して長い形状で溝が形成されているので、締結突起部２１ａと締結可能である。

したがって、本実施形態に係る階段型段差構造の締結溝２５１ａを備える上部ケース２５１は、締結突起部２１ａが縦方向に対して長い形状で形成された電気／電子機器の端末機２０、および締結突起部２１ｂが横方向に対して長い形状で形成された電気／電子機器の端末機２０のいずれにも適用可能である。

また、図面には、電気／電子機器の端末機２０の締結突起部の形状が“━”または“┃”であるものが示されているが、締結突起部は、締結溝２５１ａと同一の形状であってもよい。

すなわち電気／電子機器の端末機２０の締結突起部は、上部ケース２５１上の締結溝２５１ａの位置に応じて、横方向に対して長い形状と縦方向に対して長い形状との結合構造である”┏”または“┓”の形状で形成されてもよい。

この場合、締結突起部の形状が“━”または“┃”である場合に比べて、締結溝２５１ａとの間の接触面積が大きくなるので、バッテリーパックと端末機２０とを締結する際に結合力を強くすることができ、バッテリーパックの移動防止効果を向上させることができる。

一方、図示していないが、外部ケース２４１を取り囲む包装ラベルをさらに含むことができる。

この場合、包装ラベルは、ベアセル１００を収容する外部ケース２４１、上部ケース２５１、保護回路基板１８０、および下部ケース２５２が結合された状態でこれらを取り囲むことができる。

また、包装ラベルは、外部ケース２４１が省略された構造においてベアセル１００、上部ケース２５１、保護回路基板１８０、および下部ケース２５２が結合された状態でこれらを取り囲むことができ、この場合、外部ケース２４１が省略されているので、上部ケース２５１の下端部および下部ケース２５２の上端部を取り囲んで付着させることによって、上部ケース２５１および下部ケース２５２とベアセル１００との結合力を向上させることができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

従来のバッテリーパックの一例を示す斜視図である。従来の電気／電子機器の端末機上の締結突起部の一例を示す斜視図である。従来のバッテリーパックと電気／電子機器の端末機との締結状態の一例を示す斜視図である。従来のバッテリーパックの他の一例を示す斜視図である。従来の電気／電子機器の端末機上の締結突起部の他の一例を示す斜視図である。従来のバッテリーパックと電気／電子機器の端末機との締結状態の他の一例を示す斜視図である。本発明の一実施形態に係るバッテリーパックの構造を示す分解斜視図である。本実施形態に係るバッテリーパックの構造を示す斜視図である。図８のＡ領域を拡大した斜視図である。本実施形態に係るバッテリーパックと電気／電子機器の端末機上の締結突起部との締結状態の一例を示す斜視図である。本実施形態に係るバッテリーパックと電気／電子機器の端末機上の締結突起部との締結状態の一例を示す斜視図である。本実施形態に係るバッテリーパックと電気／電子機器の端末機上の締結突起部との締結状態の他の一例を示す斜視図である。本実施形態に係るバッテリーパックと電気／電子機器の端末機上の締結突起部との締結状態の他の一例を示す斜視図である。

符号の説明

１００ベアセル
１５１第１電極端子
１５３第２電極端子
１６０正特性温度素子
１６１第１電極リード
１６３第２電極リード
１８０保護回路基板
１８３外部端子
２４１外部ケース
２５１上部ケース
２５１ａ締結溝
２５２下部ケース

Claims

上部ケースを含む二次電池用ケースにおいて、
前記上部ケースは、階段型段差構造の締結溝を備えることを特徴とする、二次電池用ケース。
前記締結溝は、前記上部ケースの上面を基準にして“┏”または“┓”の形状であることを特徴とする、請求項１に記載の二次電池用ケース。
前記締結溝は、前記上部ケースの上側の左側および右側に位置することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池用ケース。
前記締結溝は、前記上部ケースの上側の左側または右側に位置することを特徴とする、請求項１に記載の二次電池用ケース。
ベアセルと、
前記ベアセルに電気的に連結される保護回路基板と、
前記ベアセルの外側に設けられ、前記保護回路基板を取り囲む上部ケースと、を含み、
前記上部ケースは、階段型段差構造の締結溝を備えることを特徴とする、バッテリーパック。
前記締結溝は、前記上部ケースの上面を基準にして“┏”または“┓”の形状であることを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーパック。
前記締結溝は、前記上部ケースの上側の左側および右側に位置することを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーパック。
前記締結溝は、前記上部ケースの上側の左側または右側に位置することを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーパック。
前記上部ケースは、一体型であることを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーパック。
前記上部ケースは、埋め込み型であることを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーパック。
前記上部ケースは、カバー型であることを特徴とする、請求項５に記載のバッテリーパック。