JP2009176714A - バッテリパック - Google Patents

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Abstract

【課題】外部衝撃による変形を防止でき、電解液の漏出を防止できるバッテリパックを提供する。
【解決手段】シーリング部を含むベアセル１１０、及び、上記ベアセル１１０を収容する本体部１３０を備えるバッテリパック１００を提供する。このバッテリパック１００において、前記シーリング部は、第一の電極タップ２１及び第二の電極タップ２５が引出される前端部を含み、前記前端部は、前記本体部１３０に備えられる補強板１３７と接触する。
【選択図】図２Ａ

Description

本発明は、バッテリパックに関し、外部衝撃による変形を防止でき、電解液の漏出を防止できるバッテリパック（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｐａｃｋ）に関する。
二次電池は、充電と放電を繰り返えし使用することができるため、通常の乾電池よりも経済的であり、近年では小さい体積に対し高容量が実現できるので、携帯電話・ノートパソコン・カムコーダ・デジタルカメラなどの携帯用電子機器の駆動電源としても広く用いられる。
このような二次電池として、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・リチウムイオン二次電池・リチウムポリマー二次電池などがある。この中でもリチウム二次電池は、小型及び大容量化が可能であり、動作電圧が高く、単位重量当たりのエネルギー密度が高いという長所があるので、広く用いられる。
リチウム二次電池は、正極板、陰極板及びセパレータからなる電極組立体を収容する外装材の形態によって、缶状及びパウチ状に分類され、缶状は、円筒形と角形に分類される。また、リチウム二次電池は、電解質の種類によって、液体電解質を用いるリチウム金属電池とリチウムイオン電池、そして高分子固体電解質を用いるリチウムイオンポリマー電池に分類される。
液体電解質を用いるリチウムイオン電池の場合は、缶状の外装材を主に用いており、リチウムイオンポリマー電池の場合は、液体電解質よりは漏液の問題が少なくパウチ状の外装材を用いることが多い。リチウム二次電池がパウチ状になっている場合、外装材は、電極組立体を収容するための空間が形成されているパウチ外装材の下面に電極組立体を収容する。その後、パウチ外装材の上面を用いて下面を覆い、パウチ外装材の上面及び下面の縁に形成されたシーリング部を接合して密封することで、ベアセル形態の二次電池が形成される。
前述のように形成されたベアセル形態の二次電池は、過充電、過放電、過電流などの異常動作による安全事故を予防するための保護素子を備えている保護回路基板と電気的に接続されて使用される。
保護回路基板と接続されている二次電池は、外側に別途の外装ケースを備えたハードパック、又は、チュービングやラベリングを行ったインナーパック形態のバッテリパックを形成することになる。この場合、ベアセルと保護回路基板との間には、バッテリパックを指示する別途の支持体が部分的に配置されるが、正極タップ及び陰極タップが突出するベアセルの上端は、外部衝撃に脆弱である。
したがって、外部衝撃によってパウチ外装材が簡単に損傷し、正極タップと陰極タップとの間に短絡が生じることもあり、損傷した部分を介して漏液現象が発生することがある。このような問題点を解決するために、特許文献１には、外部ケースに補強板を備えて、外部衝撃によりパウチ外装材が損傷しないようにする方法が提案されている。
大韓民国特許公開第２００５−００９６２８８号明細書 大韓民国特許公開第２００５−００８７６３２号明細書 大韓民国特許公開第２００６−００６７２５３号明細書
しかしながら、特許文献１の技術では、補強板とパウチ外装材のシーリング部との間に公差が存在し、外部衝撃による外装材の衝撃を防止するのには限界がある。また、ベアセルと保護回路基板との間には空間が存在するため、外部衝撃により、保護回路基板又はベアセルが動いてしまうこともあり、この場合に正極タップと陰極タップとの間の短絡が発生する恐れがある。
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、外部衝撃による変形を防止し、電解液の漏出を防止することが可能な、新規かつ改良されたバッテリパック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、シーリング部を含むベアセル、及び、上記ベアセルを収容する本体部を備えるバッテリパックにおいて、上記シーリング部は、正極タップ及び陰極タップが引出される前端部を含み、上記前端部は、上記本体部に備えられる補強板と接触することを特徴とする、バッテリパックが提供される。
また、上記本体部は、第1及び第２のケースを含み、上記補強板は、上記第１のケースに形成されてもよい。
また、上記本体部は、第1及び第２のケースを含み、上記補強板は、上記第１のケース及び上記第２のケースそれぞれに形成されてもよい。
また、上記本体部は、第1及び第２のケースを備え、上記補強板は、上記第１のケースと上記ベアセルの上面との間に位置してもよい。
また、上記本体部は、第1及び第２のケースを備え、上記補強板は、上記第１のケースと上記ベアセルの上面との間、及び、上記第２のケースと上記ベアセルの下面との間にそれぞれ位置してもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、パウチ外装材と、上記パウチ外装材に収容される電極組立体と、上記パウチ外装材の一側に引出される正極タップ及び陰極タップとを備えるベアセルと、上記ベアセルと電気的に接続した保護回路基板と、上記ベアセルと上記保護回路基板を収容し、補強板が形成された本体部と、を含み、上記補強板の一端は、上記ベアセルの前端部の一面と接触することを特徴とする、バッテリパックが提供される。
また、上記補強板は、上記保護回路基板と上記ベアセルとの間に位置してもよい。
また、上記補強板は、上記ベアセルと上記保護回路基板との間の間隔が０〜２０ｍｍになるように備えられてもよい。
また、上記ベアセルの前端部の上面は、上記正極タップ及び上記陰極タップが引出されて形成された突出部を含んでもよい。
また、上記本体部は、第１のケース及び第２のケースからなり、上記補強板は、上記第１のケースに形成され、上記補強板の下端は、上記ベアセルの前端部の上面と接触してもよい。
また、上記本体部は、第１のケース及び第２のケースを含み、上記補強板は、上記第１のケースに形成される第１の補強板及び上記第２のケースに形成される第２の補強板を含み、上記第１の補強板の下端は、上記ベアセルの前端部の上面と接触し、上記第２の補強板の上端は、上記ベアセルの前端部の下面と接触してもよい。
また、上記補強板の下端は、上記ベアセルの前端部の突出部だけに接触するか、上記突出部を除いた領域に接触するか、又は、上記突出部も含めて接触してもよい。
また、上記第１の補強板の下端は、上記ベアセルの前端部の突出部だけに接触するか、上記突出部を除いた領域に接触するか、又は、上記突出部も含めて接触してもよい。
また、上記補強板は、一つの平板で形成されてもよい。
また、上記補強板は、上記平板の両端から上記ベアセル方向に延長される延長部、上記保護回路基板方向に延長される延長部、又は、上記ベアセル及び上記保護回路基板方向に延長される延長部をさらに含んでもよい。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、パウチ外装材と、上記パウチ外装材に収容される電極組立体と、上記パウチ外装材の一側に引出される正極タップ及び陰極タップとを備えるベアセルと、上記ベアセルと電気的に接続する保護回路基板と、上記ベアセルと上記保護回路基板を収容する本体部と、上記ベアセルと上記保護回路基板との間に備えられる補強板と、を含み、上記補強板は、一端が上記ベアセルの前端部の一面と接触し、他の一端が上記本体部の内面と接触することを特徴とする、バッテリパックが提供される。
また、上記補強板は、上記ベアセルと上記保護回路基板との間の間隔が０〜２０ｍｍになるように備えられてもよい。
また、上記ベアセルの前端部の上面は、上記正極タップ及び上記陰極タップが引出されて形成される突出部を含んでもよい。
また、上記本体部は、第１のケース及び第２のケースを備え、上記補強板は、下端が上記ベアセルの前端部の上面と接触し、上端が上記第１のケースの内面と接触してもよい。
また、上記本体部は、第１のケース及び第２のケースを備え、上記補強板は、上端が上記第１のケースの内面と接触し、下端が上記ベアセルの前端部の上面と接触する第１の補強板と、上端が上記ベアセルの前端部の下面と接触し、下端が上記第２のケースの内面と接触する第２の補強板と、を含んでもよい。
また、上記補強板の下端は、上記ベアセルの前端部の突出部だけに接触するか、上記突出部を除いた領域に接触するか、又は、上記突出部も含めて接触してもよい。
また、上記第１の補強板の下端は、上記ベアセルの前端部の突出部だけに接触するか、上記突出部を除いた領域に接触するか、又は、上記突出部も含めて接触してもよい。
また、上記補強板は、一つの平板に形成されてもよい。
また、上記補強板は、上記平板の両端から上記ベアセル方向に延長される延長部、上記保護回路基板方向に延長される延長部、又は、上記ベアセル及び上記保護回路基板方向に延長される延長部をさらに含んでもよい。
以上説明したように本発明によれば、外部衝撃による変形を防止でき、電解液の漏出を防止することができる。
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、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。
＜第１実施形態＞
図１は、本発明の各実施形態に係るバッテリパックの一例を示す斜視図である。また、図２Ａは、本発明の第１の実施形態に係るバッテリパックの分離斜視図であり、図２Ｂは、図２Ａのベアセルの一例を示す分離斜視図である。
（ベアセル１１０）
まず、図２Ｂを参照して、本発明の各実施形態に係るバッテリパックに備えられたベアセル１１０の構造について説明する。このベアセル１１０は、上部外装材１１及び下部外装材１２からなるパウチ外装材１０と、パウチ外装材１０に収容される電極組立体２０とを含んで形成される。上部外装材１１及び下部外装材１２は、回動可能に一端面が接合されていて、残りの面は開放されて、電極組立体２０が収容できるように形成される。上部外装材１１又は下部外装材１２のうちいずれか一つの外装材には、電極組立体２０が収容できる空間が形成されることになるが、図２Ｂに示す本実施形態では、下部外装材１２に空間が形成されている場合を示している。
上部外装材１１及び下部外装材１２の縁には、熱融着などの方法によって密封される上部シーリング部１１ａ及び下部シーリング部１２ａが形成される。上部外装材１１及び下部外装材１２は、多層構造に形成することができ、熱融着性を有してシーリング材の役割をする熱融着層１０ａと、機械的強度を維持し、水気と酸素のバリア層の役割をし、金属材からなる金属層１０ｂ及び絶縁膜１０ｃとからなることができる。ただし、パウチ外装材１０の形状及び構造は、本実施形態に限定されるものではなく、当業者によって多様に修正及び変更することができる。
電極組立体２０は、第１の電極タップ２１が接続されている第１の電極板２３、第２の電極タップ２５が接続されている第２の電極板２７、及び二つの極板２３、２７の間に介在されるセパレータ２９が巻取された形態を有する。このとき、第１の電極タップ２１及び第２の電極タップ２５は密封されているパウチ外装材１０の一側を介して外部に引出される。
以下、第１の電極タップ２１及び第２の電極タップ２５が引出されるパウチ外装材１０の一側をベアセル１１０の「前端部」という。また、以下、第１の電極タップ２１を「正極タップ」といい、第２の電極タップ２５を「陰極タップ」という。同様に、第１の電極タップ２１と接続する第１の電極板２３を「正極板」といい、第２の電極タップ２５と接続する第２の電極板２７を「陰極板」という。
（バッテリパック１００）
図２Ａに示すように、本発明の第１実施形態に係るバッテリパック１００は、ベアセル１１０と、保護回路基板１２０と、第1及び第２のケース１３１、１３３からなる本体部１３０とを備える。以下、第１のケース１３１を「上部ケース」といい、第２のケース１３３を「下部ケース」という。
また、バッテリパック１００は、ベアセル１１０と保護回路基板１２０とを電気的に接続するための第１及び第２のリードプレート１４０、１５０をさらに備えることができる。
前記ベアセル１１０は、図２Ｂを参照して説明したベアセル１１０と同じであり、これについての詳細な説明は省略し、図２Ｂの参照番号も同様に適用する。
保護回路基板１２０は、ベアセル１１０の一側（前端部側）に位置し、ベアセル１１０と電気的に接続する。保護回路基板１２０は、配線パターンが形成されている印刷回路基板１２１に、保護回路・充放電素子部・ＰＴＣ・ヒューズなどの保護素子を備え、外部機器と電気的に接続するための外部接続端子部１２３を含めて形成することができる。外部接続端子部１２３は、一つ又は複数の端子からなることができ、より具体的には、電源端子・接地端子・入出力端子・サーミスタ端子などを含めて形成することができる。
また、保護回路基板１２０は、ベアセル１１０の正極タップ２１及び陰極タップ２５と電気的に接続する第１の電極端子１２５及び第２の電極端子１２７を含む。
以下、第１の電極端子１２５を「正極端子」といい、第２の電極端子１２７を「陰極端子」という。ベアセル１１０の正極タップ２１及び陰極タップ２５は、保護回路基板１２０の正極端子１２５及び陰極端子１２７と、超音波溶接・レーザ溶接・クリームソルダなどの方法によって直接接触されて電気的に接続することができる。
また、本実施形態に示すように、ベアセル１１０の正極タップ２１及び陰極タップ２５と保護回路基板１２０の正極端子１２５及び陰極端子１２７との電気的接続は、第１のリードプレート１４０及び第２のリードプレート１５０を用いて形成することもできる。つまり、第１のリードプレート１４０は、正極タップ２１と正極端子１２５を電気的に接続し、第２のリードプレート１５０は、陰極タップ２５と陰極端子１２７を電気的に接続する。この第１のリードプレート１４０及び第２のリードプレート１５０は、ニッケル材質の平板状に形成することができるが、その材質及び形態は、限定さえるものではない。
ベアセル１１０と保護回路基板１２０の外側には、外部衝撃から保護し、外形を形成する本体部１３０が備えられていて、本体部１３０は、本実施形態のように上部及び下部ケース１３１、１３３からなることができる。
上部及び下部ケース１３１、１３３は、接合・溶接・締結などの多様な方法で結合することができ、ベアセル１１０と保護回路基板１２０を収容する。そのために、上部及び下部ケース１３１、１３３のうちのいずれか一つのケースには、ベアセル１１０及び保護回路基板１２０を収容するための空間が形成される。そして、上部及び下部ケース１３１、１３３のうち、空間が形成されない他の一つのケースは、空間が形成されているケースと結合して空間を密閉させる。本実施形態では、下部ケース１３３に空間が形成されていて、上部ケース１３１が下部ケース１３３と結合して空間を密閉する場合を示している。勿論、上部及び下部ケース１３１、１３３の形状は、本実施形態によって限定されず、上部及び下部ケース１３１、１３３両方に空間が形成されるなど、多様な形態で形成することができる。
上部及び下部ケース１３１、１３３は、ベアセル１１０及び保護回路基板１２０の流動を最小化できるように、上部及び下部ケース１３１、１３３の内壁がベアセル１１０及び保護回路基板１２０の外側が互いに触れるように、形成することが好ましい。
このとき、上部ケース１３１又は下部ケース１３３のうちいずれか一つのケースの一側には、保護回路基板１２０の外部接続端子部１２３が外部に露出するように端子溝１３５が形成されていて、本実施形態では端子溝１３５が上部ケース１３１に形成していることを示している。端子溝１３５は、保護回路基板１２０の外部接続端子部１２３が外部に露出できるように多様な形状を有し、上部ケース１３１又は下部ケース１３３のいずれの位置に形成することもできる。
また、上部ケース１３１の一側には補強板１３７が形成されていて、図２Ｃに示すように、補強板１３７は、本体部１３０に収容されているベアセル１１０と保護回路基板１２０との間を垂直に通過するように形成される。つまり、補強板１３７は、上部ケース１３１と垂直に、上部及び下部ケース１３１、１３３の内部方向に延長形成され、ベアセル１１０と保護回路基板１２０との間に挿入される。前記補強板１３７は、上部ケース１３１成形時に上部ケース１３１に一体に形成することができる。
図２Ｃは、本発明の第１の実施形態の構成を有するバッテリパックを図１のＡ−Ａ’線による断面図で示したものである。
図２Ｃでは、ベアセル１１０の下部外装材１２が、上部及び下部ケース１３１、１３３と離隔しているように示されているが、ベアセル１１０の流動を防止するためにベアセル１１０の下部外装材１２が上部及び下部ケース１３１、１３３の内側に当接するように備えられることが好ましい。
一方、補強板１３７の下端は、本体部１３０に収容されたベアセル１１０の前端部の上面と接触するように形成されている。補強板１３７がベアセル１１０の前端部の上面と接触している場合、補強板１３７は、ベアセル１１０の前端部の上面を圧着するように形成することが好ましい。しかしながら、あまり圧着されると、パウチ外装材１０に損傷が生じさせるため、パウチ外装材１０を損傷させないよう当業者によって適切な処置（例えば圧力の調整など）がなされるべきである。
このように、補強板１３７がベアセル１１０の前端部の上面を圧着することにより、補強板１３７の下端は、ベアセル１１０の前端部を圧押して上部及び下部外装材１１、１２のシーリング部１１ａ、１２ａの密着性を高めることができる。従って、外部衝撃により上部及び下部外装材１１、１２のシーリング部１１ａ、１２ａが容易に開放してしまうことを防止することができ、かつ、電解液が漏出することを防止することができる。また、外部衝撃が発生しても補強板１３７が支持体の役割をするので、上部及び下部ケース１３１、１３３の変形を防止してベアセル１１０と保護回路基板１２０の変形を防止することができる。
（補強板１３７の形状）
補強板１３７の厚さは、補強板１３７がベアセル１１０と保護回路基板１２０との間に位置する場合は、ベアセル１１０との間の間隔と、保護回路基板１２０との間の間隔とが小さくなりほぼ０ｍｍとなるように形成することが好ましい。なお、ベアセル１１０との間の間隔、及び、保護回路基板１２０との間の間隔が完全に０ｍｍである場合、補強板１３７がベアセル１１０と保護回路基板１２０との間に位置して、ベアセル１１０や保護回路基板１２０に外部からの衝撃を伝達したり、損傷を与えてしまう可能性が生じる場合がある。この場合には、これらの間隔に多少の公差（衝撃を干渉しうる間隙）が形成されるように、補強板１３７の厚さを設定することも可能である。しかし、公差が大きい場合、外部衝撃によってベアセル１１０と保護回路基板１２０が流動するため、補強板１３７の厚さは、ベアセル１１０と保護回路基板１２０との間の間隔が０〜２０ｍｍを維持することができるように設定されることが好ましい。
図２Ｄ〜図２Ｆに、この補強板１３７の図２ＣのＢ−Ｂ’線による断面図を示し、補強板１３７の断面形状の第１例〜第３例を示す。
第１例として、補強板１３７の下端は、図２Ｄに示すように正極タップ２１及び陰極タップ２５によってベアセル１１０の前端部に形成される突出部３０の上面だけが接触するように形成することができる。
また、第２例として、補強板１３７’の下端は、図２Ｅに示すように突出部３０を除いたベアセル１１０の前端部の上面だけが接触するように形成することもできる。
更に、第３例として、補強板１３７”の下端は、図２Ｆに示すように突出部３０を含んだベアセル１１０の前端部の上面に接触するように形成することも可能である。
一方、補強板１３７の平面形状、つまり、第１のケース又は第２のケースが形成する面と平行な面内の形状について、第４例〜第７例について説明すれば以下の通りである。なお、補強板１３７は、上記の第１例〜第３例の断面形状のいずれか１つと、下記の第４例〜第７例の平面形状のいずれか１つを組み合わせた形状に形成されることが望ましい。図２Ｇ〜図２Ｊは、本実施形態に係る補強板の第４例〜第７例の平面図を示している。
第４例として、補強板１３７は、図２Ｇに示すようにベアセル１１０と保護回路基板１２０との間だけに備えられる一つの平板１３７ａとして形成することができる。
また、第５例及び第６例として、補強板１３７は、ベアセル１１０と保護回路基板１２０間と、ベアセル１１０又は保護回路基板１２０の側面と本体部１３０の内面との間と、に備えられるように形成することもできる。この場合、図２Ｈ及び図２Ｉのように、補強板１３７は、平板１３７ａの両端において、ベアセル１１０又は保護回路基板１２０方向に延長された延長部１３７ｂ、１３７ｃが形成された略コの字状の形状とすることもできる。
また、第７例として、補強板１３７は、ベアセル１１０と保護回路基板１２０との間、ベアセル１１０及び保護回路基板１２０側面と本体部内面との間に備えられるように形成することもできる。この場合、補強板１３７は、図２Ｊに示すように平板１３７ａの両端にベアセル１１０及び保護回路基板１２０方向に延長された延長部１３７ｄ、１３７ｅが形成する形状とすることもできる。
この第５例〜第７例の補強板１３７のように、延長部１３７ｂ、１３７ｃ又は延長部１３７ｄ、１３７ｅを平板１３７ａに形成することにより、「ベアセル１１０及び保護回路基板１２０の一方又は双方が、外部衝撃により平面内で左右方向（平板１３７ａの伸張された方向）に動いて損傷する」恐れを低減させることが可能である。
＜第２実施形態＞
図３Ａは、本発明の第２の実施形態に係るバッテリパックの分離斜視図である。
図３Ａに示すように、バッテリパック２００は、ベアセル２１０と、保護回路基板２２０と、第1及び第２のケース２３１、２３３からなる本体部２３０とを備える。本実施形態に係るバッテリパック２００は、ベアセル２１０と保護回路基板２２０を電気的に接続するために第１及び第２のリードプレート２４０、２５０をさらに備えることができる。以下、第１のケース２３１を「上部ケース」といい、第２のケース２３３を「下部ケース」という。
なお、本実施形態に係るベアセル２１０については、上記第１実施形態に係る図２Ｂに示したベアセル１１０を参照して、相違点のみを簡単に説明し、同一構成については図２Ｂの参照番号をそのまま用いる。
本実施形態に係るベアセル２１０は、電極組立体２０と、電極組立体２０を収容する上部及び下部外装材１１’、１２’とからなる。
このとき、上記第１実施形態に係る図２Ｂのベアセル１１０は、下部外装材１２だけに電極組立体２０を収容するための空間が形成されているが、本実施形態に係る図３Ａのベアセル２１０は、上部及び下部外装材１１’、１２’両方に電極組立体２０を収容するための空間が形成されている。
図３Ａに示したベアセル２１０の電極組立体２０、上部及び下部外装材１１’、１２’の詳細にいては、上記ベアセル１１０と同様であるため、説明は省略する。
ベアセル２１０は、パウチ外装材１０’の一側、すなわち、ベアセル２１０の前端部を介して正極タップ２１及び陰極タップ２５が突出されている。
保護回路基板２２０、第1及び第２のリードプレート２４０、２５０は、図２Ａの保護回路基板１２０、第1及び第２のリードプレート１４０、１５０と同一構成を有して同じ役割をするので、これに対する詳細な説明は省略する。また、前記保護回路基板２２０の構成要素２２１、２２３、２２５、２２７は、図２Ａの保護回路基板１２０の構成要素１２１、１２３、１２５、１２７と同一構成を有して同じ役割をするので、これに対する詳細な説明も省略する。
ベアセル２１０と保護回路基板２２０の外側には、外部衝撃から保護し、外形を形成する本体部２３０が備えられ、本体部２３０は本実施形態のように上部及び下部ケース２３１、２３３からなっている。上部及び下部ケース２３１、２３３については、図２Ａに示す上部及び下部ケース１３１、１３３と比較して相違点だけを簡単に説明することとし、詳細な内容は図２Ａの上部及び下部ケース１３１、１３３の説明を参照することで容易に理解することができる。
上部ケース２３１及び下部ケース２３３の一側には第1及び第２の補強板２３７、２３９が形成されていて、図３Ｂを参照すると、第1及び第２の補強板２３７、２３９はベアセル２１０と保護回路基板２２０との間を垂直に通過するように形成されている。
第1及び第２の補強板２３７、２３９は、上部ケース２３１及び下部ケース２３３成形時に、上部ケース２３１及び下部ケース２３３に一体に形成することができる。
図３Ｂは、本発明の第２の実施形態に係る構成を有するバッテリパックであって、図１のＡ−Ａ’線による断面図を示すものである。
図３Ｂでは、ベアセル２１０の上部及び下部外装材１１’、１２’が上部及び下部ケース２３１、２３３から離隔しているように示したが、ベアセル２１０の流動を最小化できるように、ベアセル２１０の上部及び下部外装材１１’、１２’が上部及び下部ケース２３１、２３３の内側に当接するように、バッテリパックを形成することが好ましい。
図３Ｂに示すように、上部ケース２３１に形成される第１の補強板２３７は、下端が本体部２３０に収容されたベアセル２１０の前端部の上面に接触するように形成されている。また、下部ケース２３３に形成される第２の補強板２３９は、上端が本体部２３０に収容されたベアセル２１０の前端部の下面に接触するように形成されている。
第１の補強板２３７の下端及び第２の補強板２３９の上端がベアセル２１０の前端部の上面及び下面と接触する場合、第1及び第２の補強板２３７、２３９はベアセル２１０の前端部の上面及び下面に圧着して形成されていることが好ましい。
しかし、あまり圧着しすぎると、パウチ外装材１０’に損傷を与えてしまう恐れがあるので、パウチ外装材１０’を損傷させないように当業者によって適切な処置がなされるべきである。
このように、第1及び第２の補強板２３７、２３９がベアセル２１０の前端部の上面及び下面を圧着することにより、第１の補強板２３７の下端及び第２の補強板２３９の上端がベアセル２１０の前端部を圧押して、上部及び下部外装材１１’、１２’のシーリング部１１ａ、１２ａの密着性を高めることができる。従って、外部衝撃によって上部及び下部外装材１１’、１２’のシーリング部１１ａ、１２ａが容易に開放してしまうことを防止することができ、かつ、これによって電解液が漏出することを防止することができる。また、外部衝撃が発生しても第1及び第２の補強板２３７、２３９が支持体の役割をすることになるので、上部及び下部ケース２３１、２３３の変形を防止してベアセル２１０及び保護回路基板２２０の変形を防止することができる。
第1及び第２の補強板２３７、２３９の厚さは、第1及び第２の補強板２３７、２３９がベアセル２１０と保護回路基板２２０との間に位置する場合は、上記第１実施形態と同様に、ベアセル２１０と保護回路基板２２０との間が０〜２０ｍｍの間隔を有することが好ましい。
上述のような第1及び第２の補強板２３７、２３９の厚さを設定した理由については、上記第１実施形態において詳しく説明したため図２Ａの説明を参照すれば容易に理解することができるので、ここでは詳細な説明を省略する。
図３Ｃ〜図３Ｅに、この第1及び第２の補強板２３７、２３９の図３ＢのＣ−Ｃ’線による断面図を示し、第1及び第２の補強板２３７、２３９の断面形状の第１例〜第３例を示す。
第１例として、第１の補強板２３７の下端は、図３Ｃに示すように正極タップ２１及び陰極タップ２５によってベアセル２１０の前端部に形成された突出部３１の上面だけが接触するように形成することができる。
また、第２例として、第１の補強板２３７’の下端は、図３Ｄに示すように、突出部３１を除いたベアセル２１０の前端部の上面だけが接触するように形成することもできる。
更に、第３例として、第１の補強板２３７”の下端は、図３Ｅに示すように、突出部３１を含んだベアセル２１０の前端部の上面だけが接触するように形成することができる。
このとき、第１例〜第３例共に、下部ケース２３３に形成された第２の補強板２３９の上端は、ベアセル２１０の前端部の下面３１’と接触するように形成される。
また、第１の補強板２３７及び第２の補強板２３９は、図２Ｇ〜図２Ｊに示した平面形状の第４〜第７例のうちいずれか一つの形状を有するように形成することができ、ここでは詳細な説明を省略する。
＜第３実施形態＞
図４Ａは、本発明の第３の実施形態に係るバッテリパックの分離斜視図である。
この図４Ａに示すように、バッテリパック３００は、ベアセル３１０と、保護回路基板３２０と、第1及び第２のケース３３１、３３３からなる本体部３３０とを備える。また、バッテリパック３００は、ベアセル３１０と保護回路基板３２０を電気的に接続するための第１及び第２のリードプレート３４０、３５０をさらに備えることができる。以下、第１のケース３３１を「上部ケース」といい、第２のケース３３３を「上部ケース」という。
なお、本実施形態に係るベアセル３１０については、上記第１実施形態に係る図２Ｂのベアセル１１０と同一構成を有するので、これに対する詳細な説明は省略し、参照番号は図２Ｂの参照番号と同一に適用して用いることにする。
保護回路基板３２０、第1及び第２のリードプレート３４０、３５０は、図２Ａの保護回路基板１２０、第1及び第２のリードプレート１４０、１５０と同一構成を有し、同じ役割をするのでこれに対する詳細な説明は省略する。また、保護回路基板３２０の構成要素３２１、３２３、３２５、３２７は、図２Ａの保護回路基板１２０の構成要素１２１、１２３、１２５、１２７と同一構成を有し、同じ役割をするのでこれに対する詳細な説明も省略する。
バッテリパック３００は、ベアセル３１０と保護回路基板３２０の外側に配置され、外部衝撃から両者を保護し、外形を形成する本体部３３０を備え、本体部３３０は、本実施形態のように上部及び下部ケース３３１、３３３からなっている。
本体部３３０は、図２Ａに示す本体部１３０と比較して相違点のみを簡単に説明することにし、詳細な内容については、図２Ａの本体部１３０の説明を参照することで容易に理解することができる。
本実施形態の本体部３３０は、図２Ａに示す本体部１３０と異なって上部ケース３３１に補強板が形成されてない。また、図４Ａに示すように、バッテリパック３００はベアセル３１０と保護回路基板３２０との間に介在される補強板３６０を備える。
図４Ｂは、本発明の第３実施形態に係る構成を有するバッテリパックであって、図１のようにＡ−Ａ’線による断面図である。
図４Ｂに示すように、補強板３６０の下端は、本体部３３０に収容されたベアセル３１０の前端部の上面と接触していて、補強板３６０の上端は、上部ケース３３１の内面と接触されて備えられ、ベアセル３１０と保護回路基板３２０との間を垂直に通過するように形成されている。
補強板３６０の下端がベアセル３１０の前端部の上面と接触する場合、補強板３６０は、ベアセル３１０の前端部の上面を圧着するように形成することが好ましい。
補強板３６０の下端は、図２Ｄ〜図２Ｆを参照して説明したように、正極タップ２１及び陰極タップ２５によってベアセル３１０の前端部に形成された突出部３０の上面若しくは突出部３０を除いた上面だけが接触するように形成することができ、又は、突出部３０を含んだ上面で接触するように形成することができる。
しかしながら、あまり圧着しすぎと、パウチ外装材１０に損傷を与えてしまう恐れがあるので、パウチ外装材１０を損傷させないように当業者によって適切な処置がなされるべきである。
このように、補強板３６０がベアセル３１０の前端部の上面を圧着することにより、補強板３６０の下端がベアセル３１０の前端部を圧押して上部及び下部外装材１１、１２のシーリング部１１ａ、１２ａの密着性を高めることができる。従って、外部衝撃から上部及び下部外装材１１、１２のシーリング部１１ａ、１２ａが容易に開放してしまうことを防止することができ、これによって電解液が漏出されることを防止することができる。
補強板３６０の厚さは、補強板３６０がベアセル３１０と保護回路基板３２０との間に位置する場合はベアセル３１０と保護回路基板３２０との間が０〜２０ｍｍの間隔を有するように形成することが好ましい。前述のように補強板３６０の厚さを設定した理由については、図２Ａの説明を参照すると容易に理解することができ、ここでは詳細な説明を省略する。
また、補強板３６０は、第４例〜第７例として、図２Ｇ〜図２Ｊに示した平面形状のうちいずれか一つの形状を有すればよく、ここでは詳細な説明を省略する。
＜第４実施形態＞
図５Ａは、本発明の第４の実施形態に係るバッテリパックの分離斜視図である。
この図５Ａに示すように、バッテリパック４００は、ベアセル４１０と、保護回路基板４２０と、第1及び第２のケース４３１、４３３からなる本体部４３０とを備える。また、バッテリパック４００は、ベアセル４１０と保護回路基板４２０を電気的に接続するための第１及び第２のリードプレート４４０、４５０をさらに備えることができる。以下、第１のケース４３１を「上部ケース」といい、第２のケース４３３を「下部ケース」という。
なお、本実施形態に係るベアセル４１０については、上記第２実施形態に係る図３Ａのベアセル２１０と同一構成を有するので、これに対する詳細な説明は省略し、参照番号は図３Ａの参照番号と同じく適用して用いることにする。
保護回路基板４２０、第1及び第２のリードプレート４４０、４５０は、図２Ａの保護回路基板１２０、第1及び第２のリードプレート１４０、１５０と同一構成を有し、同じ役割をするので、これについての詳細な説明は省略する。また、前記保護回路基板３２０の構成要素４２１、４２３、４２５、４２７は、図２Ａの保護回路基板１２０の構成要素１２１、１２３、１２５、１２７と同一構成を有し、同じ役割をするので、これについての詳細な説明も省略する。
バッテリパック５００は、ベアセル４１０と保護回路基板４２０の外側に配置され、外部衝撃から両者を保護し、外形を形成する本体部４３０を備え、本体部４３０は、本実施形態のように上部及び下部ケース４３１、４３３からなることができる。
本体部４３０は、図２Ａに示す本体部１３０と比較し相違点のみを簡単に説明し、詳細な内容は図２Ａの本体部１３０の説明を参照することで容易に理解することができる。
本実施形態の本体部４３０は、図２Ａに示した本体部１３０とは異なって上部ケース３３１に補強板が形成されてない。また、図５Ａに示すバッテリパック４００は、ベアセル４１０と保護回路基板４２０との間に介在された第1及び第２の補強板４６０、４７０を備える。
図５Ｂは、本発明の第４実施形態に係る構成を有するバッテリパックであって、図１のようにＡ−Ａ’線による断面図である。
図５Ｂに示すように、第１の補強板４６０の下端は、本体部４３０に収容されたベアセル４１０の前端部の上面と接触し、上端は上部ケース４３１の内面に接触するように形成されている。また、第２の補強板４７０の上端は、本体部４３０に収容されたベアセル４１０の前端部の下面と接触し、下端は下部ケース４３３の内面に接触するように形成されている。
第１の補強板４６０の下端及び第２の補強板４７０の上端がベアセル４１０の前端部の上面及び下面と接触する場合、第1及び第２の補強板４６０、４７０は、ベアセル４１０の前端部の上面及び下面を圧着するように形成することが好ましい。
第１の補強板２３７の下端は、図３Ｃ〜図３Ｅを参照して説明したように、正極タップ２１及び陰極タップ２５によってベアセル４１０の前端部に形成される突出部３１の上面若しくは突出部３１を除いた上面だけが接触するように形成することができ、又は、突出部３１を含んだ上面で接触するように形成することができる。このとき、第２の補強板４７０の上端は、ベアセル４１０の前端部の下面３１’と接触される。
しかし、あまり圧着しすぎると、パウチ外装材１０’に損傷を与を与えてしまう恐れがあるので、パウチ外装材１０’を損傷させないように当業者によって適切な処置するべきである。
このように、第1及び第２の補強板４６０、４７０がベアセル４１０の前端部の上面及び下面を圧着することにより、第1及び第２の補強板４６０、４７０がベアセル４１０の前端部を圧押して上部及び下部外装材１１’、１２’のシーリング部１１ａ、１２ａの密着性を高めることができる。従って、外部衝撃から上部及び下部外装材４６０、４７０のシーリング部１１ａ、１２ａが容易に開放してしまうことを防止することができ、これによって電解液が漏出されることを防止することができる。
第1及び第２の補強板４６０、４７０の厚さは、第1及び第２の補強板４６０、４７０がベアセル４１０と保護回路基板４２０との間に位置した場合は、ベアセル４１０と保護回路基板４２０との間が０〜２０ｍｍの間隔を有するように形成することが好ましい。
前述のように、第1及び第２の補強板４６０、４７０の厚さを設定した理由は、図２Ａの説明を参照すると容易に理解することができ、ここでは詳細な説明を省略する。
また、第１の補強板４６０及び第２の補強板４７０は、第４例〜第７例として、図２Ｇ〜図２Ｊに示した平面形状のうちいずれか一つの形状を有するので、ここでは詳細な説明を省略する。
以上のように、第1及び第２の実施形態では、補強板が本体部に形成されてバッテリパックに備えられる場合について説明し、第３及び第４実施形態では、補強板が本体部には形成されず、独立した構成要素としてバッテリパックに備えらえる場合について説明した。なお、第２の及び第４実施形態のように２つの補強板が具備される場合には、一つは本体部に形成されてバッテリパックに備えられ、他の一つは独立した構成でバッテリパックに備えられることも可能であることは、言うまでもない。
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詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、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、各種の変更例又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。
本発明の各実施形態に係るバッテリパックの一例を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係るバッテリパックの分離斜視図である。 図２Ａのベアセルの一例を示す分離斜視図である。 図２Ａの構成を有するバッテリパックを図１のＡ−Ａ’線による断面図で示したものである。 図２ＣのＢ−Ｂ’線から見た同実施形態の第１例の断面図である。 図２ＣのＢ−Ｂ’線から見た同実施形態の第２例の断面図である。 図２ＣのＢ−Ｂ’線から見た同実施形態の第３例の断面図である。 同実施形態に係る補強板の第４例の平面図である。 同実施形態に係る補強板の第５例の平面図である。 同実施形態に係る補強板の第６例の平面図である。 同実施形態に係る補強板の第７例の平面図である。 本発明の第２の実施形態に係るバッテリパックの分離斜視図である。 図３Ａの構成を有するバッテリパックにおける図１のＡ−Ａ’線による断面図である。 図３ＢのＣ−Ｃ’線から見た同実施形態の第１例の断面図である。 図３ＢのＣ−Ｃ’線から見た同実施形態の第２例の断面図である。 図３ＢのＣ−Ｃ’線から見た同実施形態の第３例の断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るバッテリパックの分離斜視図である。 図４Ａの構成を有するバッテリパックにおける図１のＡ−Ａ’線による断面図である。 本発明の第４の実施形態に係るバッテリパックの分離斜視図である。 図５Ａの構成を有するバッテリパックにおける図１のＡ−Ａ’線による断面図である。
符号の説明
１０ パウチ外装材
１１、１１’ 上部外装材
１１ａ 上部シーリング部
１２、１２’ 下部外装材
１２ａ 下部シーリング部
２０ 電極組立体
２１ 第１の電極タップ
２３ 第１の電極板
２５ 第２の電極タップ
２７ 第２の電極板
１００、２００、３００、４００ バッテリパック
１１０、２１０、３１０、４１０ ベアセル
１２０、２２０、３２０、４２０ 保護回路基板
１２１、２２１、３２１、４２１ 印刷回路基板
１２３、２２３、３２３、４２３ 外部接続端子部
１２５、２２５、３２５、４２５ 第１の電極端子
１２７、２２７、３２７、４２７ 第２の電極端子
１３０、２３０、３３０、４３０ 本体部
１３１、２３１、３３１、４３１ 第１のケース
１３３、２３３、３３３、４３３ 第２のケース
１３５、２３５、３３５、４３５ 端子溝
１３７、１３７’、１３７”、３６０ 補強板
２３７、２３７’、２３７”、４６０ 第１の補強板
２３９、４７０ 第２の補強板

Claims (24)

  1. シーリング部を含むベアセル、及び、前記ベアセルを収容する本体部を備えるバッテリパックにおいて、
    前記シーリング部は、正極タップ及び陰極タップが引出される前端部を含み、
    前記前端部は、前記本体部に備えられる補強板と接触することを特徴とする、バッテリパック。
  2. 前記本体部は、第1及び第２のケースを含み、
    前記補強板は、前記第１のケースに形成されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリパック。
  3. 前記本体部は、第1及び第２のケースを含み、
    前記補強板は、前記第１のケース及び前記第２のケースそれぞれに形成されることを特徴とする、請求項１に記載のバッテリパック。
  4. 前記本体部は、第1及び第２のケースを備え、
    前記補強板は、前記第１のケースと前記ベアセルの上面との間に位置することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリパック。
  5. 前記本体部は、第1及び第２のケースを備え、
    前記補強板は、前記第１のケースと前記ベアセルの上面との間、及び、前記第２のケースと前記ベアセルの下面との間にそれぞれ位置することを特徴とする、請求項１に記載のバッテリパック。
  6. パウチ外装材と、前記パウチ外装材に収容される電極組立体と、前記パウチ外装材の一側に引出される正極タップ及び陰極タップとを備えるベアセルと、
    前記ベアセルと電気的に接続した保護回路基板と、
    前記ベアセルと前記保護回路基板を収容し、補強板が形成された本体部と、
    を含み、
    前記補強板の一端は、前記ベアセルの前端部の一面と接触することを特徴とする、バッテリパック。
  7. 前記補強板は、前記保護回路基板と前記ベアセルとの間に位置することを特徴とする、請求項６に記載のバッテリパック。
  8. 前記補強板は、前記ベアセルと前記保護回路基板との間の間隔が０〜２０ｍｍになるように備えられたことを特徴とする、請求項７に記載のバッテリパック。
  9. 前記ベアセルの前端部の上面は、前記正極タップ及び前記陰極タップが引出されて形成された突出部を含むことを特徴とする、請求項６に記載のバッテリパック。
  10. 前記本体部は、第１のケース及び第２のケースからなり、
    前記補強板は、前記第１のケースに形成され、
    前記補強板の下端は、前記ベアセルの前端部の上面と接触することを特徴とする、請求項６に記載のバッテリパック。
  11. 前記本体部は、第１のケース及び第２のケースを含み、
    前記補強板は、前記第１のケースに形成される第１の補強板及び前記第２のケースに形成される第２の補強板を含み、
    前記第１の補強板の下端は、前記ベアセルの前端部の上面と接触し、
    前記第２の補強板の上端は、前記ベアセルの前端部の下面と接触することを特徴とする、請求項６に記載のバッテリパック。
  12. 前記補強板の下端は、前記ベアセルの前端部の突出部だけに接触するか、前記突出部を除いた領域に接触するか、又は、前記突出部も含めて接触することを特徴とする、請求項１０に記載のバッテリパック。
  13. 前記第１の補強板の下端は、前記ベアセルの前端部の突出部だけに接触するか、前記突出部を除いた領域に接触するか、又は、前記突出部も含めて接触することを特徴とする、請求項１１に記載のバッテリパック。
  14. 前記補強板は、一つの平板で形成されることを特徴とする、請求項６に記載のバッテリパック。
  15. 前記補強板は、
    前記平板の両端から前記ベアセル方向に延長される延長部、前記保護回路基板方向に延長される延長部、又は、前記ベアセル及び前記保護回路基板方向に延長される延長部をさらに含むことを特徴とする、請求項１４に記載のバッテリパック。
  16. パウチ外装材と、前記パウチ外装材に収容される電極組立体と、前記パウチ外装材の一側に引出される正極タップ及び陰極タップとを備えるベアセルと、
    前記ベアセルと電気的に接続する保護回路基板と、
    前記ベアセルと前記保護回路基板を収容する本体部と、
    前記ベアセルと前記保護回路基板との間に備えられる補強板と、
    を含み、
    前記補強板は、一端が前記ベアセルの前端部の一面と接触し、他の一端が前記本体部の内面と接触することを特徴とする、バッテリパック。
  17. 前記補強板は、前記ベアセルと前記保護回路基板との間の間隔が０〜２０ｍｍになるように備えられることを特徴とする、請求項１６に記載のバッテリパック。
  18. 前記ベアセルの前端部の上面は、前記正極タップ及び前記陰極タップが引出されて形成される突出部を含むことを特徴とする、請求項１６に記載のバッテリパック。
  19. 前記本体部は、第１のケース及び第２のケースを備え、
    前記補強板は、下端が前記ベアセルの前端部の上面と接触し、上端が前記第１のケースの内面と接触することを特徴とする、請求項１６に記載のバッテリパック。
  20. 前記本体部は、第１のケース及び第２のケースを備え、
    前記補強板は、
    上端が前記第１のケースの内面と接触し、下端が前記ベアセルの前端部の上面と接触する第１の補強板と、
    上端が前記ベアセルの前端部の下面と接触し、下端が前記第２のケースの内面と接触する第２の補強板と、
    を含むことを特徴とする請求項１６に記載のバッテリパック。
  21. 前記補強板の下端は、前記ベアセルの前端部の突出部だけに接触するか、前記突出部を除いた領域に接触するか、又は、前記突出部も含めて接触することを特徴とする、請求項１９に記載のバッテリパック。
  22. 前記第１の補強板の下端は、前記ベアセルの前端部の突出部だけに接触するか、前記突出部を除いた領域に接触するか、又は、前記突出部も含めて接触することを特徴とする、請求項２０に記載のバッテリパック。
  23. 前記補強板は、一つの平板に形成されることを特徴とする、請求項１６に記載のバッテリパック。
  24. 前記補強板は、前記平板の両端から前記ベアセル方向に延長される延長部、前記保護回路基板方向に延長される延長部、又は、前記ベアセル及び前記保護回路基板方向に延長される延長部をさらに含むことを特徴とする、請求項２３に記載のバッテリパック。
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