JP2009289467A - 電池パック用素電池及び電池パックの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】運搬時の絶縁性を確保しつつ、小型化に有利な電池パック用素電池及び電池パックの製造方法を提供する。
【解決手段】一端に付属部品を取り付ける電池パック用素電池１０であって、一端に、絶縁シート６に粘着剤７を付着した粘着剤付き絶縁シート５が貼り付けられており、絶縁シート５は粘着剤７から剥離可能である。このことにより、運搬時には素電池１０の絶縁性を確保できるとともに、付属品の取付け時には絶縁シート６の剥離により露出した粘着剤７に付属品を接着することができる。すなわち、付属品の取付け時には新たに粘着剤を貼り付ける必要がないので、電池パックの小型化に有利になり、製造コストの増加も抑えることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、素電池の一端に付属部品を取り付けた電池パックに用いる素電池及びこの素電池を用いた電池パックの製造方法に関する。

近年の電池パックの薄型化、小型化に伴ない、素電池の封口体側から正極リード、負極リードをとり、保護回路及び保護素子を封口体側に集約させた電池パックが主流になりつつある。例えば、保護回路及び保護素子を樹脂製のフレームに取り付けてカバー内に収納したものがある。

図５は、従来の電池パックの一例の分解斜視図を示している。本図に示した電池パック２００は、保護回路１１６及び保護素子１１４を樹脂製の内部フレーム１１３に取り付けてカバー１１７内に収納したものである。素電池１００は、電極体（図示せず）を内蔵した有底筒状の外装缶１０１の開口を封口体１０２で封止したものである。

素電池１００の下部には、両面テープ１１１を介して缶底カバー１１２が取り付けられる。素電池１００の上部には、両面テープ１２０を介して樹脂製の内部フレーム１１３が取り付けられる。保護素子１１４の一端は素電池１００の負極端子１０３に溶接により接合され、リード１１５の一端は素電池１００の正極端子１０４に溶接により接合される。

内部フレーム１１３は保護回路１１６を支持し、保護回路１１６は内部フレーム１１３に形成されたスリットを挿通したリード１１５に、溶接により接合される。保護素子１１４及び保護回路１１６は、過充電・過電流・過放電等を防止するための保護手段である。

カバー１１７の孔１１８に、内部フレーム１１７の固定爪１１９を係合させることにより、カバー１１７が内部フレーム１１３に固定されることになる。

このことにより、素電池１００の上部全体がカバー１１７により覆われることになる。カバー１１７を取り付けた後に、素電池１００の外周面には、ラベル（図示せず）が巻き付けられる。

ここで、素電池の異電極間の短絡を防止するために、素電池の封口体側を絶縁する場合がある。下記特許文献１には、素電池の蓋（封口体）に絶縁板を取り付けた構成の一例が記載されている。

また、素電池の運搬時に、素電池の封口体側の絶縁が必要な場合がある。具体的には、電池パックの製造においては、素電池の製造工場と、素電池に付属品を取り付けて電池パックとして完成させる電池パックの組立て工場とが、異なる場所にある場合がある。

この場合、素電池の製造工場で完成した素電池を、電池パックの組立て工場まで運搬する必要がある。この運搬時における素電池の封口体側の絶縁性を確保するために、封口体に絶縁シートを貼り付けることが行われている。

図６（ａ）に、粘着剤付き絶縁シート１２１を貼り付ける様子の一例の斜視図を示している。本図に示したように、素電池の製造工場において、封口体１０２に粘着剤付き絶縁シート１２１を貼り付ける。このことにより、運搬時において素電池の異電極間の短絡を防止することができる。
特開２００６−４０６４７号公報

しかしながら、図６（ａ）に示した粘着剤付き絶縁シート１２１は、工場間の運搬時には必要であるが、図５の電池パックの例では、電池パックの構成部品としては不要である。図５の例では粘着剤付き絶縁シート１２１に代えて、内部フレーム１１３を接着させるための両面テープ１２０が必要になる。

図６（ｂ）に、両面テープ１２０を貼り付ける様子の一例の斜視図を示している。一旦貼り付けた粘着剤付き絶縁シート１２１を封口体１０２から完全に剥離することは困難である。このため、図６（ｂ）に示したように、粘着剤付き絶縁シート１２１は残したまま、粘着剤付き絶縁シート１２１上に重ねて両面テープ１２０を貼り付けることになる。

図７は、粘着剤付き絶縁シート１２１上に、両面テープ１２０を介して内部フレーム１１３を接着した後の部分拡大図である。この構成では、粘着剤付き絶縁シート１２１は残したままであるので、粘着剤付き絶縁シート１２１の厚さ分だけ素電池１００上部の高さが高くなり、小型化に不利であった。

本発明は、前記のような従来の問題を解決するものであり、運搬時の絶縁性を確保しつつ、小型化に有利な電池パック用素電池及び電池パックの製造方法を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明の電池パック用素電池は、一端に付属部品を取り付ける電池パック用素電池であって、前記一端に、絶縁シートに粘着剤を付着した粘着剤付き絶縁シートが貼り付けられており、前記絶縁シートは前記粘着剤から剥離可能であることを特徴とする。

本発明の電池パックの製造方法は、素電池の一端に付属部品を取り付ける工程を備えた電池パックの製造方法であって、前記素電池は、前記一端に、粘着剤から絶縁シートを剥離可能な粘着剤付き絶縁シートを貼り付けたものであり、前記絶縁シートを前記粘着剤から剥離させて、前記粘着剤に前記付属部品の少なくとも１つを接着させることを特徴とする。

本発明によれば、素電池の運搬時の絶縁性を確保しつつ、電池パックの小型化に有利になる。

本発明によれば、素電池へ付属品を取り付ける際には、粘着剤付き絶縁シートのうち絶縁シートを粘着剤から剥離することができる。このことにより、運搬時には素電池の絶縁性を確保できるとともに、付属品の取付け時には絶縁シートの剥離により露出した粘着剤に付属品を接着することができる。すなわち、付属品の取付け時には新たに粘着剤を貼り付ける必要がないので、電池パックの小型化に有利になり、製造コストの増加も抑えることができる。

前記本発明の電池パック用素電池においては、前記絶縁シートの前記粘着剤側に離型剤が塗布されていることが好ましい。

また、前記粘着剤付き絶縁シートは、前記粘着剤の端部より前記絶縁シートの端部が延出していることが好ましい。この構成によれば、粘着剤の剥離が一層容易になる。

また、前記素電池は、一端に開口を設けた有底筒状の外装缶の前記開口に封口体を接合させたものであり、前記封口体側に、前記粘着剤付き絶縁シートが貼り付けられていることが好ましい。

前記本発明の電池パックの製造方法においては、前記素電池は、前記粘着剤付き絶縁シートを貼り付けた状態で、前記絶縁シートを前記粘着剤から剥離させる場所まで運搬されたものであることが好ましい。

以下、本発明の一実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る電池パック用素電池の分解斜視図である。図１（ａ）は、封口体２に粘着剤付き絶縁シート５を貼り付ける前の状態を示す斜視図である。

素電池１０は、電極体（図示せず）を内蔵した外装缶１の開口を封口体２で封止したものである。素電池１０は、例えば、角形リチウムイオン電池であり、携帯電話やモバイル機器等に用いられる。

外装缶１は、上端に略矩形状の開口を形成した有底筒状体である。外装缶１は、例えばアルミ又はアルミ合金の薄板を深絞り加工して形成する。封口体２は、例えばアルミ又はアルミ合金の薄板をプレス成形した横長状部材である。

封口体２には絶縁体を介して負極端子３を設けている。負極端子３は、外装缶１内の電極体から導出した負極集電リード（図示せず）に接続されている。封口体２は外装缶１内の電極体から導出した正極集電リード（図示せず）に接続されている。このことにより、封口体２全体が正極となる。図１の例では、リード（ニッケル）との溶接強度を確保するために、ニッケル又はニッケル合金で形成した正極端子４を設けている。

粘着剤付き絶縁シート５は、絶縁シート６に粘着剤７を付着させたものである。絶縁シート６の粘着剤７側には離型剤が塗布されている。このため、絶縁シート６は粘着剤７から容易に剥離することができる。絶縁シート６の材料としては例えばＰＥＴが挙げられ、離型剤としては例えばシリコーン離型剤が挙げられる。

図１（ｂ）は、封口体２に粘着剤付き絶縁シート５を貼り付けた状態を示している。粘着剤付き絶縁シート５は、素電池１の負極端子３に対応した部分を開口部としているので、この開口部から負極端子３が露出している。これは、負極端子３には、後に保護素子の一端を溶接するためである。また、粘着剤７は、正極端子４には付着させていない。これは、正極端子４には、後にリードを溶接するためである。

図１（ｂ）の状態は、素電池１０としては完成状態にある。この素電池１０に、保護素子、保護回路、カバー等の付属部品を取り付けて電池パックとして完成する。電池パックの組立て工場が、素電池の製造工場と異なる場所にある場合は、素電池１０を別の工場まで運搬する必要がある。

図１（ｂ）では、負極端子３が露出しているが、正極側である封口体２は、粘着剤付き絶縁シート５で覆われている。このことにより、運搬時に素電池１の正極と負極との導通による短絡を防止することができる。

図１（ｂ）では、粘着剤付き絶縁シート５は、封口体２の全体は覆っておらず、正極端子４が露出している。しかしながら、運搬時における短絡が問題になり易いのは、負極端子３とその周辺部との短絡である。このため、少なくとも負極端子３の周辺部が粘着剤付き絶縁シート５で覆われていれば、運搬時の短絡防止を図ることができる。

なお、封口体２には正極用のリードを溶接せず、正極用のリードは例えば外装缶１の底部に溶接し、このリードを外装缶１の上部に導出させる構成のものもある。このような構成の場合は、粘着剤付き絶縁シート５を封口体２の全体を覆うにように貼り付けてもよい。

図２は、絶縁シート６の剥離の様子を示す斜視図である。素電池の製造工場から電池パックの組立て工場への運搬時には、絶縁シート６は、前記の通り短絡防止の役割を果たすことになる。電池パックの組立て工場においては、粘着剤付き絶縁シート５のうち粘着剤７の部分が、付属品を接着させるための役割を果たすことになる。このことについて、図２、３を参照しながら説明する。

図２は、図１（ｂ）の負極端子３及び正極端子４の近傍の拡大図を示している。前記の通り、絶縁シート６の粘着剤７側には離型剤が塗布されているので、絶縁シート６は粘着剤７から容易に剥離することができる。図２（ａ）の例では、絶縁シート６の端部は粘着剤７の端部より延出している。この構成によれば、絶縁シート６の剥離が一層容易になる。具体的には、図２（ａ）に示したように、絶縁シート６の端部を持ち上げ、この端部をもう一方の端部に向けて移動させるようにすれば、絶縁シート６を容易に剥離することができる。

図２（ｂ）は、絶縁シート６を剥離した後の様子を示している。絶縁シート６の剥離後は粘着剤７が露出している。このことにより、粘着剤７上に付属部品を接着することができる。したがって、電池パックの組立て工場においては、付属部品を貼り付けるために、新たに両面テープを貼り付ける必要はない。

図３は、本実施の形態に係る電池パック２０の分解斜視図である。本図は、素電池１０に取り付ける付属部品の一例を示している。これらの付属部品の取り付けは、電池パックの組立て工場で行うことになる。図３に示した素電池１０は、図２（ａ）、（ｂ）に示した剥離工程を経て、粘着剤７が露出している状態になっている。

以下、付属部品の取り付けについて説明する。素電池１０の下部には、両面テープ１１を介して缶底カバー１２が取り付けられる。素電池１０の上部には、樹脂製の内部フレーム１３が取り付けられる。素電池１０の上部には、前記の通り粘着剤７が露出している。このため、素電池１０の上部に新たに両面テープを貼り付けることなく、粘着剤７上に内部フレーム１３を接着することができる。

保護素子１４の一端は負極端子３に溶接により接合され、リード１５の一端は正極の端子４に溶接により接合される。内部フレーム１３は保護回路１６を支持し、保護回路１６は内部フレーム１３に形成されたスリットを挿通したリード１５に、溶接により接合される。保護素子１４及び保護回路１６は、過充電・過電流・過放電等を防止するための保護手段である。

カバー１７の孔１８に、内部フレーム１３の固定爪１９を係合させることにより、カバー１７が内部フレーム１３に固定されることになる。

このことにより、素電池１０の上部全体がカバー１７により覆われることになる。カバー１７を取り付けた後に、素電池１０の外周面には、ラベル（図示せず）が巻き付けられる。

次に、図３に示した本実施の形態に係る電池パックと、図５、６に示した従来例に係る電池パックとの差異について説明する。図３に示した電池パックと、図５に示した電池パックは、素電池及びその付属部品の構成は同じである。素電池の製造工場から電池パックの組立て工場へ素電池の運搬時には、従来は図６（ａ）に示したように、粘着剤付き絶縁シート１２１を貼り付けていた。粘着剤付き絶縁シート１２１を剥離することは困難であるので、図６（ｂ）に示したように、内部フレーム１１３（図５）の接着用の両面テープ１２０を、粘着剤付き絶縁シート１２１に重ねて貼り付けていた。

これに対して、本実施の形態では、運搬時に粘着剤付き絶縁シートを貼り付ける点は従来と同じであるが、本実施の形態に用いる粘着剤付き絶縁シート５は、前記の通り、絶縁シート６の粘着剤７側には離型剤が塗布されている。このため、図２（ａ）、（ｂ）に示したように、絶縁シート６を剥離することができる。

したがって、本実施の形態では、従来例の図６（ｂ）のように、新たに両面テープ１２０を貼り付ける必要はなく、絶縁シート６を剥離した後に露出する粘着剤７に内部フレーム１３（図２）を接着させればよい。

図４に、内部フレーム１３を接着した後の部分拡大図を示している。本図に示したように、内部フレーム１３は粘着剤７を介して外装缶１の上部に接着されている。図７には、従来例において、内部フレーム１１３を接着した後の部分拡大図を示している。この構成では、内部フレーム１１３と外装缶１０１の上部との間には、粘着剤付き絶縁シート１２１及び両面テープ１２０が介在している。

図４の構成と図７の構成とを比較してみると、図７の内部フレーム１１３の高さ方向の位置は、図４の内部フレーム１３に比べ、粘着剤付き絶縁シート１２１の厚さ分だけ高くなっていることが分かる。

したがって、図４に示した本実施の形態の構成では、図７に示した従来の構成に比べ、粘着剤付き絶縁シート１２１の厚さ分だけ電池パックの高さを低くすることができ、電池パックの小型化に有利になる。すなわち本実施の形態によれば、運搬時の素電池の絶縁性を確保しつつ、小型化にも有利になる。また、内部フレーム１１３の接着のために、新たに両面テープを追加する必要がないので、製造コストの増加を抑えることもできる。

なお、図３に示した電池パックは一例であり、素電池の付属品を両面テープにより取り付ける電池パックであれば、他の構成であってもよい。例えば図３の構成は、粘着剤７に内部フレーム１３を接着する例であるが、保護素子やカバーを接着する構成であってもよい。

また、粘着剤付き絶縁シートの絶縁シートの部分が電池パックの構成部品として必要な場合には、絶縁シートは剥離せず絶縁材として用いればよい。

また、前記実施の形態は、素電池の製造工場と電池パックの組立て工場とが異なる場所にある例で説明したが、これに限るものではない。すなわち、素電池の製造と電池パックの組立てとを同一工場内で行う場合であっても、素電池の運搬時に素電池の絶縁性を確保する必要のあるときには、本発明は有用である。

以上のように、本発明によれば、運搬時の絶縁性を確保しつつ、小型化に有利になるので、本発明は例えば、携帯電話やモバイル機器に用いる電池パックの製造方法やこれらの電池パック用の素電池として有用である。

本発明の一実施の形態に係る電池パック用素電池の分解斜視図であり、（ａ）図は、封口体２に粘着剤付き絶縁シート５を貼り付ける前の状態を示す斜視図、（ｂ）図は、封口体２に粘着剤付き絶縁シート５を貼り付けた状態を示す斜視図。 本発明の一実施の形態に係る絶縁シート６の剥離の様子を示す斜視図であり、（ａ）図は絶縁シート６の剥離開始時の斜視図、（ｂ）図は絶縁シート６を剥離した後の斜視図。 本発明の一実施の形態に係る電池パックの分解斜視図。 本発明の一実施の形態に係る図３の構成において内部フレーム１３を接着した後の部分拡大図。 従来の電池パックの一例の分解斜視図。 （ａ）図は従来の粘着剤付き絶縁シート１２１を貼り付ける一例の斜視図であり、（ｂ）図は絶縁シート１２１に両面テープ１２０を重ねて貼り付ける一例の斜視図。 従来例に係る図５の構成において内部フレーム１１３を接着した後の部分拡大図。

符号の説明

１ 外装缶
２ 封口体
３ 負極端子
４ 正極端子
５ 粘着剤付き絶縁シート
６ 絶縁シート
７ 粘着剤
１０ 素電池
１３ 内部フレーム

Claims (6)

1. 一端に付属部品を取り付ける電池パック用素電池であって、
   前記一端に、絶縁シートに粘着剤を付着した粘着剤付き絶縁シートが貼り付けられており、
   前記絶縁シートは前記粘着剤から剥離可能であることを特徴とする電池パック用素電池。
2. 前記絶縁シートの前記粘着剤側に離型剤が塗布されている請求項１に記載の電池パック用素電池。
3. 前記粘着剤付き絶縁シートは、前記粘着剤の端部より前記絶縁シートの端部が延出している請求項１又は２に記載の電池パック用素電池。
4. 前記素電池は、一端に開口を設けた有底筒状の外装缶の前記開口に封口体を接合させたものであり、前記封口体側に、前記粘着剤付き絶縁シートが貼り付けられている請求項１から３のいずれかに記載の電池パック用素電池。
5. 素電池の一端に付属部品を取り付ける工程を備えた電池パックの製造方法であって、
   前記素電池は、前記一端に、粘着剤から絶縁シートを剥離可能な粘着剤付き絶縁シートを貼り付けたものであり、
   前記絶縁シートを前記粘着剤から剥離させて、前記粘着剤に前記付属部品の少なくとも１つを接着させることを特徴とする電池パックの製造方法。
6. 前記素電池は、前記粘着剤付き絶縁シートを貼り付けた状態で、前記絶縁シートを前記粘着剤から剥離させる場所まで運搬されたものである請求項５に記載の電池パックの製造方法。

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