JP2010182598A - 電池パック - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ホルダ16は電池セルを固定および保持するセルホルダ31と、回路基板を固定および保持する回路基板ホルダ32とを有する。回路基板ホルダ32は、回路基板が載置され収められる回路基板載置部33と、回路基板載置部33に上方から組み合わされるホルダカバー34とを有する。
【選択図】図5
Description
1.第1の実施の形態(電池パックの第1の例)
2.第2の実施の形態(電池パックの第2の例)
3.他の実施の形態(変形例)
<電池パックの構成>
図1および図2を参照して、この発明の第1の実施の形態による電池パックの構成について説明する。図1は、この発明の第1の実施の形態による電池パックの構成を示す分解斜視図である。図2は、この発明の第1の実施の形態による電池パックの外観を示す斜視図である。
<電池セル>
図3に示すように、電池セル11は、電池素子20と、電池素子20を外装するラミネートフィルム22と、電池素子20に接続された正極リード25aおよび負極リード25bとから構成される。
電池素子20は、例えば角形または扁平型を有し、帯状の正極、帯状の負極とがポリマー電解質およびセパレータを介して積層され、長手方向に巻回された構造を有する。そして、正極および負極にはそれぞれ正極リード25aおよび負極リード25bが接続されている。
ラミネートフィルム22は、図4に示すように、例えば、接着層22c、金属層22d、表面保護層22eを順次積層した防湿性、絶縁性を有する積層構造を有する。なお、3.他の実施の形態で後述するが、ラミネートフィルム22の構造はこれに限定されるものではない。
回路基板12には、充放電FET(Field Effect Transistor)や電池セル11の監視と充放電制御FETの制御を行うIC(Integrated Circuit)を含む保護回路、電池パックを識別するためのID抵抗、外部と接続するためのコネクタ等がマウントされている。
安全保護素子13は、電池セル11が高温となった場合に電池セル11の電流回路を遮断し、電池セル11の熱暴走を防止する部品で、例えば、PTC素子、ヒューズ、サーミスタ等である。PTC素子は、電池セル11と直列に接続され、電池セル11の温度が設定温度に比して高くなると、電気抵抗が急激に高くなって電池セル11に流れる電流を実質的に遮断する。ヒューズや、サーミスタも電池素子と直列に接続され、電池セル11の温度が設定温度より高くなると、電池セル11に流れる電流を遮断する。
ホルダ16は、セルアッシーを外装することによって、セルアッシーを固定および保持する外装部材である。図5に示すように、ホルダ16は電池セル11を固定および保持するセルホルダ31と、回路基板12を固定および保持する回路基板ホルダ32とを有する。また、回路基板ホルダ32は、回路基板12が載置され収められる回路基板載置部33と、回路基板載置部33に上方から組み合わされるホルダカバー34とを有する。セルホルダ31と、回路基板ホルダ32とは一体的に成形された樹脂成形品である。
セルホルダ31の上面および下面と、3つ側面とで、電池セル11を収容することができる程度の空間を形成している。セルホルダ31の上面は、例えば図3に示す電池セル11の収容部22aの上面とほぼ同じ形状および面積を有する長方形が、この長方形を縮小した相似形によって、中抜きされた形状とされ、枠形の面31aを形成している。
回路基板ホルダ32は、回路基板12が組み入れられる回路基板載置部33と、回路基板載置部33に対して上方から組み合わされるホルダカバー34とを有する。
回路基板載置部33は、回路基板12が組み入れられる部材である。図6Aに示すように、回路基板載置部33は、底面33aと、底面33aの両端部のそれぞれから上方に突出する断面コ字状の壁部33bおよび壁部33cとを有する。回路基板12は、この底面33aと壁部33bおよび壁部33cとが形成する空間に、回路基板12の主面と底面33aとが対向するように組み入れられる。
ホルダカバー34は、回路基板載置部33に回路基板12が組み入れられた状態で、回路基板載置部33の上方から組み合わされることによって、回路基板12を外装する。図6Bに示すように、このホルダカバー34の回路基板12に対向する側の面には、上方に突出する複数のリブ34a〜34dが設けられている。この複数のリブ34a〜34dは、それぞれホルダカバー34の短手方向に沿って設けられている。また、ホルダカバー34の両側面には、回路基板載置部33の孔33f〜33iのそれぞれと係合する突起部34f〜34iが設けられている。
図7は、回路基板12が収容され、回路基板載置部33とホルダカバー34とが組み合わされた回路基板ホルダ32の状態を示す。図7Aは、回路基板12が収容され、回路基板載置部33とホルダカバー34とが組み合わされた回路基板ホルダ32の状態を示す斜視図である。図7Bは、図7Bにおいて線Lに沿った断面図である。
この発明の第1の実施の形態による電池パックの製造方法について説明する。
まず、例えば、ゲル電解質層が両面に形成された正極および負極と、セパレータとを、負極、セパレータ、正極、セパレータの順に順次積層し、この積層体を平板の芯に巻き付けて、長手方向に多数回巻回して巻回型の電池素子20を作製する。
電池素子20を、ラミネートフィルム22に設けられた収容部22aに収容した後、収容部22aの開口を覆うようにラミネートフィルム22を折り返す。その後、折り返し辺を除く3辺を熱融着等によって封止して、電池セルを作製する。
電池セル11の正極リード25aおよび負極リード25bを、タブ14および/または安全保護素子13を介して回路基板12に接続する。また、さらにコネクタ付きリード15を回路基板12の所定箇所に接続する。これにより、電池セル11と、回路基板12等との部品が接続されて一体となったセルアッシー得られる。なお、各部品同士の接続は、例えば熱溶接、超音波溶接などによって行う。
次に、セルアッシーをホルダ16に組み入れる。セルアッシー組み入れ工程の説明では、まず、セルアッシー組み入れ工程の簡単な流れを、図8A〜図8Cを参照して説明する。次に、セルアッシー組み入れ工程のより詳細な説明を、図9および図10を参照して説明する。
図9および図10を参照して、セルアッシー組み入れ工程の詳細を説明する。図9A〜図9C、および図10A〜図10Cは、セルアッシー組み入れ工程の各工程を説明するための断面図である。
この発明の第1の実施の形態による電池パックの外形の寸法精度について、従来構造との比較によって説明する。図12は、この発明の第1の実施の形態による電池パックの断面図である。図13は、従来の電池パックの断面図である。なお、図13に示す電池パックは、図14を参照して説明した従来の電池パックの断面図である。
この発明の第1の実施の形態による電池パックでは、電池セル11のテラス部22b上方に配置される回路基板ホルダ32によって、高い位置精度で回路基板12を所定の位置に配置することができる。さらに、回路基板ホルダ32はスナップフィット構造でセルホルダ31に固定されるため、回路基板12の配置を安定して保持することができる。
この発明の第2の実施の形態による電池パックについて説明する。第2の実施の形態による電池パックは、電池セルの構成が第1の実施の形態と相違し、その他の構成は、第1の実施の形態による電池パックと同様である。
電池セルは、電池素子と、電池素子を外装するラミネートフィルムと、ラミネートフィルムの内部に注液され、電池素子が浸される電解液とを有する。ラミネートフィルムは、例えば、第1の実施の形態と同様の構成を有する。電池素子は、角形または扁平型を有し、帯状の正極、帯状の負極とがセパレータを介して積層され、長手方向に巻回された構造を有する。
第2の実施の形態による電池パックは、第1の実施の形態による電池パックと同様の効果が得られる。
この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、電池素子の構造は、第1の実施の形態による電池パックおよび第2の実施の形態による電池パックで説明した電池素子に限定されるものではない。例えば、正極、ポリマー電解質および/またはセパレータ、負極を積層した積層体を電池素子として用いてもよい。
12・・・回路基板
13・・・安全保護素子
14・・・タブ
15・・・コネクタ付きリード
16・・・ホルダ
20・・・電池素子
22・・・ラミネートフィルム
22a・・・収容部
22b・・・テラス部
22c・・・接着層
22e・・・表面保護層
22d・・・金属層
25a・・・正極リード
25b・・・負極リード
31・・・セルホルダ
32・・・回路基板ホルダ
33・・・回路基板載置部
34・・・ホルダカバー
Claims (10)
- 電池素子がラミネートフィルムで外装された電池セルと、
該電池セルに接続された回路基板と、
上記電池セルを外装するセルホルダ、および上記回路基板を外装する回路基板ホルダを有するホルダとを備え、
上記セルホルダによって外装された上記電池セルのテラス部の上方の空間に、上記回路基板を外装した上記回路基板ホルダが配置された電池パック。 - 上記回路基板ホルダと上記セルホルダとの係止によって、上記回路基板ホルダの配置が固定された請求項1記載の電池パック。
- 上記回路基板ホルダは、上記回路基板を収める回路基板載置部と、該回路基板載置部と組み合わされるホルダカバーとを有し、
上記回路基板は、上記回路基板載置部の底面と、該底面の両端部のそれぞれから上方に突出した2つの壁部とによって形成された空間に収められ、
上記回路基板を収めた上記回路基板載置部に対して、上記ホルダカバーを組み合わせることによって、上記壁部と上記底面とが形成する空間の上方の開口が上記ホルダカバーによって覆われた請求項1記載の電池パック。 - 上記回路基板載置部の底面および上記ホルダカバーの上記回路基板に対向する側の面には、複数のリブが設けられた請求項3記載の電池パック。
- 上記複数のリブの先端が上記回路基板に当接された請求項4記載の電池パック。
- 上記回路基板載置部の底面に設けられた上記複数のリブの先端が上記回路基板に当接され、
上記複数のリブと上記回路基板の面とによって形成された空間に、上記回路基板に搭載された実装部品が配置された請求項4記載の電池パック。 - 上記回路基板ホルダと上記回路基板載置部との係止によって、上記回路基板ホルダと上記回路基板載置部との組み合わせが固定された請求項3記載の電池パック。
- 上記ホルダは、所定の折り曲げ位置に複数のヒンジ部を有し、
上記ヒンジ部が折り曲げられた状態で、上記セルホルダによって外装された上記電池セルのテラス部の上方の空間に、上記回路基板を外装した上記回路基板ホルダが配置された請求項1記載の電池パック。 - 上記セルホルダの上面は、上記電池セルの上面の縁部を外装する枠形状を有し、
上記セルホルダの下面は、上記電池セルの下面の縁部を外装する枠形状を有し、
上記セルホルダに上記電池セルが外装された状態において、上記電池セルの上面および下面の一部が露出された請求項1記載の電池パック。 - 上記電池セルの露出部分の厚さは、上記セルホルダの厚さより小さい厚さとされた請求項9記載の電池パック。
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