JP2011243352A - パック電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】角形の素電池の端面に基板ホルダと回路基板が装着され、その回路基板及び基板ホルダを覆うキャップを有するパック電池において、簡素な構成でベンディングに対する強度を向上させる。
【解決手段】基板ホルダ20の底板部21は、封口蓋12の表面に沿って密着して配置されている。底板部21の中央付近からは成され、回路基板30の外周部が、これら側板部22a〜22eで支持されている。基板ホルダ20には、一対のリブ23a,23bが、底板部21から下方向に延設され、素電池10の主面10a、10bの上端部分を挟み込んでいる。キャップ40の裾部42a、42bが、基板ホルダ20の側板部22a、22bの外側に嵌り込んでいる。これによって、キャップ40は基板ホルダ20に対して嵌合され、固定されている。
【選択図】図2
【解決手段】基板ホルダ20の底板部21は、封口蓋12の表面に沿って密着して配置されている。底板部21の中央付近からは成され、回路基板30の外周部が、これら側板部22a〜22eで支持されている。基板ホルダ20には、一対のリブ23a,23bが、底板部21から下方向に延設され、素電池10の主面10a、10bの上端部分を挟み込んでいる。キャップ40の裾部42a、42bが、基板ホルダ20の側板部22a、22bの外側に嵌り込んでいる。これによって、キャップ40は基板ホルダ20に対して嵌合され、固定されている。
【選択図】図2
Description
本発明は、素電池と回路基板が内蔵されているパック電池に関し、特に素電池が扁平な角形であって、その一端面上に基板ホルダ及び回路基板が装着され、キャップで覆われてなるパック電池に関する。
携帯電話機などのモバイル機器の電源として、パック電池が広く用いられている。
従来から、このパック電池として、素電池に、電気的に結合されて充放電を制御すると共に過充放電時に回路を遮断する回路基板、PTC(Positive Temperature Coefficient)素子、リードなどが装着され、樹脂ケースに収納された構成のものが知られていたが、その形状を薄くすることが望まれ、素電池として扁平角形のリチウム二次電池を用いたパック電池が多用されている。
従来から、このパック電池として、素電池に、電気的に結合されて充放電を制御すると共に過充放電時に回路を遮断する回路基板、PTC(Positive Temperature Coefficient)素子、リードなどが装着され、樹脂ケースに収納された構成のものが知られていたが、その形状を薄くすることが望まれ、素電池として扁平角形のリチウム二次電池を用いたパック電池が多用されている。
また、素電池をケースに収納することなく、その素電池の周りをラベルで取り巻くことでさらに薄型化したものも多くなっている。
このようなパック電池において、素電池の端面上に回路基板を固定する方法として、回路基板の周りを樹脂モールド成型してキャップ状に形成する方法もあるが、図10に示すパック電池では、素電池110の上端面上に、基板ホルダ120を介して回路基板130を配置し、基板ホルダ120及び回路基板130を覆うようにキャップ140を装着したものも知られている。
このようなパック電池において、素電池の端面上に回路基板を固定する方法として、回路基板の周りを樹脂モールド成型してキャップ状に形成する方法もあるが、図10に示すパック電池では、素電池110の上端面上に、基板ホルダ120を介して回路基板130を配置し、基板ホルダ120及び回路基板130を覆うようにキャップ140を装着したものも知られている。
このタイプのパック電池は、各部品を組み立てることによって製造することができ、樹脂モールド成型が不要であるため、製造コスト面で優れている。
通常、このようなパック電池において、キャップの裾部分の先端部分は、素電池の上端領域を覆うように、これに嵌り込んでいる。そして、この嵌合によってキャップは素電池に固定され、キャップの中に収納された保護回路基板及びホルダーも、当該キャップによって素電池の上に固定されている。
通常、このようなパック電池において、キャップの裾部分の先端部分は、素電池の上端領域を覆うように、これに嵌り込んでいる。そして、この嵌合によってキャップは素電池に固定され、キャップの中に収納された保護回路基板及びホルダーも、当該キャップによって素電池の上に固定されている。
上記図10に示すようなパック電池において、キャップ140に白抜き矢印で示す方向に外力が加わるとベンディング(bending)が生じる。そして、このベンディングの度合いが強くなると、素電池に対するキャップの位置並びにその中に収納された基板ホルダ及び回路基板の位置がずれてしまい、回路基板上の素子をはじめとしてキャップ内の部品に対しても負荷かかる。
そこで、パック電池において、ベンディングに対する強度を向上させることが望まれる。
特許文献1に開示されたパック電池においては、素電池の上部に突出した固定部材を設け、この固定部材を回路部材の固定部材用ホールに設けた段差に接触させて固定することにより、素電池と回路部材との結合強度を高めている。これによって、素電池と回路部材キャップとが固定され、ベンディングに対する強度が向上すると見られる。
特許文献1に開示されたパック電池においては、素電池の上部に突出した固定部材を設け、この固定部材を回路部材の固定部材用ホールに設けた段差に接触させて固定することにより、素電池と回路部材との結合強度を高めている。これによって、素電池と回路部材キャップとが固定され、ベンディングに対する強度が向上すると見られる。
しかし、この技術では、新たに固定部材を設ける必要があるので、部品点数が増える。
本発明は、角形の素電池の端面に基板ホルダと回路基板が装着され、その回路基板及び基板ホルダを覆うキャップを有するパック電池において、簡素な構成でベンディングに対する強度を向上させることを目的とする。
本発明は、角形の素電池の端面に基板ホルダと回路基板が装着され、その回路基板及び基板ホルダを覆うキャップを有するパック電池において、簡素な構成でベンディングに対する強度を向上させることを目的とする。
本発明は、上記目的を達成するために、角形の素電池と、素電池の端面上に配された基板ホルダと、当該基板ホルダに保持された回路基板と、回路基板及び基板ホルダを覆うキャップとを備えるパック電池において、基板ホルダに、素電池の端面に沿って配設された底板部と、当該底板部から起立して形成され回路基板の外周部を支持する側板部と、底板部から延設され、素電池の両主面における端面に隣接する端部領域を挟み込むリブ対とを設け、キャップの裾部を、基板ホルダの側板部の外側に嵌合させ、さらに、リブが存在する領域を除いて、素電池の両主面の端部領域上に延伸させた。
上記本発明にかかるパック電池において、素電池に、端面から突出する電極端子を設け、基板ホルダの底板部に、当該電極端子が嵌り込む孔を形成することが好ましい。
基板ホルダの側板部及びキャップの裾部に対して、一方に爪、他方に当該爪が嵌り込む孔を設けることが好ましい。
基板ホルダの側板部及びキャップの裾部に対して、一方に爪、他方に当該爪が嵌り込む孔を設けることが好ましい。
基板ホルダ及びキャップは、それぞれ樹脂材料で成型することが望ましい。
上記本発明に係るパック電池においては、基板ホルダにおいて、素電池の端面上に沿って底板部が配され、この底板部から延設されたリブの対が、素電池の両主面における端部領域を挟み込んでいる。すなわち、基板ホルダにおける底板部及びリブ対が、素電池の端面及び両主面の端部に対して嵌合した形態になっている。
従って、基板ホルダは、素電池の端面上にしっかりと固定される。
従って、基板ホルダは、素電池の端面上にしっかりと固定される。
そして、このように素電池の端面上に固定された基板ホルダに設けられた側板部の外側に、キャップの裾部を嵌合させているので、キャップも基板ホルダを介して素電池の端面上にしっかりと固定される。
また、キャップの裾部は、さらに、リブが存在する領域を除いて、素電池の両主面の端部領域上を覆うように延伸されているので、このリブが存在しない領域では、キャップの裾部が素電池の端部に嵌合する。従って、この部分もキャップを素電池の端面上に固定する作用を生じる。
また、キャップの裾部は、さらに、リブが存在する領域を除いて、素電池の両主面の端部領域上を覆うように延伸されているので、このリブが存在しない領域では、キャップの裾部が素電池の端部に嵌合する。従って、この部分もキャップを素電池の端面上に固定する作用を生じる。
また、リブとキャップの裾部とが重ならないので、パック電池の厚みを薄く維持することができる。
上記のように、本発明によるパック電池は、キャップが基板ホルダのリブ及び側板部を介して素電池の端面上にしっかりと固定されるので、ベンディングに対する強度が高くなり、それに加えて、リブが存在しない領域でもキャップの裾部が素電池の端部に直接嵌合するので、ベンディングに対する強度がより向上する。従って、ベンディングに伴ってキャップ内の部品にかかる負荷も低減される。
上記のように、本発明によるパック電池は、キャップが基板ホルダのリブ及び側板部を介して素電池の端面上にしっかりと固定されるので、ベンディングに対する強度が高くなり、それに加えて、リブが存在しない領域でもキャップの裾部が素電池の端部に直接嵌合するので、ベンディングに対する強度がより向上する。従って、ベンディングに伴ってキャップ内の部品にかかる負荷も低減される。
また、特に新たな部品を追加しなくてもよいので、簡素な構成で、ベンディングに対する強度を得ることができる。
上記本発明にかかるパック電池において、素電池に、端面から突出する電極端子を設け、基板ホルダの底板部に、当該電極端子が嵌り込む孔を形成すれば、この電極端子と孔との係合によっても、素電池に対する基板ホルダの固定がなされるので、ベンディングに対する強度がより向上する。
上記本発明にかかるパック電池において、素電池に、端面から突出する電極端子を設け、基板ホルダの底板部に、当該電極端子が嵌り込む孔を形成すれば、この電極端子と孔との係合によっても、素電池に対する基板ホルダの固定がなされるので、ベンディングに対する強度がより向上する。
基板ホルダの側板部及びキャップの裾部に対して、一方に爪、他方に当該爪が嵌り込む孔を設ければ、キャップと基板ホルダとの嵌合をロックすることができる。
基板ホルダは、樹脂材料を成型することによって、容易に作製することができる。
また、キャップも、樹脂材料を成型することによって、容易に作製することができる。
基板ホルダは、樹脂材料を成型することによって、容易に作製することができる。
また、キャップも、樹脂材料を成型することによって、容易に作製することができる。
本発明の実施形態を説明するが、以下の説明は本発明の構成および作用・効果を分かりやすく説明する例示であって、本発明が以下の形態に限定されることはない。
1.パック電池1の外観構成
図1は、実施の形態に係るパック電池1の外観を示す模式斜視図である。
説明上、図中において矢印Yが示す方向を上方、矢印Xが示す方向を右方、矢印Zが示す方向を前方とする。
1.パック電池1の外観構成
図1は、実施の形態に係るパック電池1の外観を示す模式斜視図である。
説明上、図中において矢印Yが示す方向を上方、矢印Xが示す方向を右方、矢印Zが示す方向を前方とする。
このパック電池1は、パック電池本体2の側面を取り囲むように外装ラベル3が貼り付けられて構成されている。
2.パック電池本体2の構成
図2は、パック電池本体2の構成を示す分解斜視図である。
パック電池本体2の構成について、図2を参照しながら説明する。
2.パック電池本体2の構成
図2は、パック電池本体2の構成を示す分解斜視図である。
パック電池本体2の構成について、図2を参照しながら説明する。
図2に示すように、パック電池本体2は、扁平な角形の素電池10を備え、この素電池10の封口蓋12上に、基板ホルダ20、回路基板30が配設され、当該基板ホルダ20、回路基板30を覆うようにキャップ40が装着され、素電池10の底面には底カバー50が装着されて構成されている。
素電池10は、リチウムイオン二次電池であって、Al合金からなる扁平直方体形状の外装缶11に電極体および電解液が充填され、外装缶11の開口部が封口蓋12で封口されて形成されている。
素電池10は、リチウムイオン二次電池であって、Al合金からなる扁平直方体形状の外装缶11に電極体および電解液が充填され、外装缶11の開口部が封口蓋12で封口されて形成されている。
封口蓋12は、左右に伸長する長尺板状であって、封口蓋12の上面には、中央部に負極端子13が凸設され、その右側に安全弁14が設けられ、左端部にクラッド板である正極端子15が設けられている。
外装缶11の外周面の中、面積の大きい長方形状の面が、素電池10の主面10a,10bに相当し、封口蓋12の上面が素電池10の端面に相当する。
外装缶11の外周面の中、面積の大きい長方形状の面が、素電池10の主面10a,10bに相当し、封口蓋12の上面が素電池10の端面に相当する。
基板ホルダ20及び回路基板30は、封口蓋12に沿って伸長する短冊状であって、基板ホルダ20が封口蓋12の直上に配置され、その上に積層配置された回路基板30を保持している。基板ホルダ20には負極端子13貫通する孔21aが開設されている。
この回路基板30は、保護回路を形成するための素子が内蔵された板状部品であって、その上面に外部接続端子31a〜31cが配設されている。
この回路基板30は、保護回路を形成するための素子が内蔵された板状部品であって、その上面に外部接続端子31a〜31cが配設されている。
キャップ40は、封口蓋12と同様の形状の天面部41と、天面部41の外縁から下方に垂れる裾部42(42a,42b)とからなり、裾部42の下端部421は、素電池10の上端部分に填め込まれている。
天面部41には、3つの窓部41a〜41cが設けられており、各窓部41a〜41cから、外部接続端子31a〜31cが外部露出されている。
天面部41には、3つの窓部41a〜41cが設けられており、各窓部41a〜41cから、外部接続端子31a〜31cが外部露出されている。
底カバー50は、固定テープ51を介して素電池10の底面に貼付けられている。
基板ホルダ20,キャップ40,底カバー50は、絶縁性の材料(例えばポリカーボネート系樹脂などの樹脂材料)で形成されている。
なお、外装ラベル3は、外装缶11の各側周面およびキャップ40の下部分と基板ホルダ20のリブ23a,23bを被覆している。
基板ホルダ20,キャップ40,底カバー50は、絶縁性の材料(例えばポリカーボネート系樹脂などの樹脂材料)で形成されている。
なお、外装ラベル3は、外装缶11の各側周面およびキャップ40の下部分と基板ホルダ20のリブ23a,23bを被覆している。
封口蓋12上の正極端子15には、回路基板30の左端に取り付けられた正極リード32が接続されている。
上記基板ホルダ20と回路基板30との間にはPTC素子60が配設され、このPTC素子60の一方のリード61は負極端子13に接続され、他方のリード62は回路基板30の負極端子に接続されている。
上記基板ホルダ20と回路基板30との間にはPTC素子60が配設され、このPTC素子60の一方のリード61は負極端子13に接続され、他方のリード62は回路基板30の負極端子に接続されている。
3.基板ホルダ20、キャップ40の構成
図4は、基板ホルダ20の斜視図である。
図5は、基板ホルダ20にキャップ40を嵌合した状態を示す斜視図(一部断面)であり、リブ23a,23bが存在する領域を(Y−Z面)に沿って切断している。なお、図5では、回路基板30は図示を省略している。図6は、基板ホルダ20にキャップ40を嵌合した状態を示す断面図であり、リブ23a,23bが存在しない領域(図3に示す領域B2)を(Y−Z面)に沿って切断している。
図4は、基板ホルダ20の斜視図である。
図5は、基板ホルダ20にキャップ40を嵌合した状態を示す斜視図(一部断面)であり、リブ23a,23bが存在する領域を(Y−Z面)に沿って切断している。なお、図5では、回路基板30は図示を省略している。図6は、基板ホルダ20にキャップ40を嵌合した状態を示す断面図であり、リブ23a,23bが存在しない領域(図3に示す領域B2)を(Y−Z面)に沿って切断している。
図7は、基板ホルダ20が封口蓋12の表面上に装着されている斜視図、図8は、その基板ホルダ上に回路基板30が装着されている状態を示す斜視図である。
基板ホルダ20は、封口蓋12の表面上に配される底板部21と、この底板部21の縁から起立する側板部22a〜22dとを有し、この側板部22a〜22dによって回路基板30の外周部が支持されている。
基板ホルダ20は、封口蓋12の表面上に配される底板部21と、この底板部21の縁から起立する側板部22a〜22dとを有し、この側板部22a〜22dによって回路基板30の外周部が支持されている。
底板部21は、封口蓋12と同様に、横長の長方形状であって、封口蓋12の表面に沿って密着して配置されている。
上記側板部22a〜22dの中、側板部22a,22bは、底板部21の前縁,後縁から上方に起立し、側板部22c,22dは、底板部21の左縁,右縁から上方に起立している。
上記側板部22a〜22dの中、側板部22a,22bは、底板部21の前縁,後縁から上方に起立し、側板部22c,22dは、底板部21の左縁,右縁から上方に起立している。
さらに、底板部21の中央付近からは仕切板部22eが起立して形成されている。
回路基板30は、その外周部がこれら側板部22a〜22dの上に載置され、側板部22a〜22dによって支持されている。そして、回路基板30の下面側に搭載された素子及びPTC素子60が、側板部22a〜22dで囲まれた空間内に嵌り込むようになっている(図2、図7参照)。
回路基板30は、その外周部がこれら側板部22a〜22dの上に載置され、側板部22a〜22dによって支持されている。そして、回路基板30の下面側に搭載された素子及びPTC素子60が、側板部22a〜22dで囲まれた空間内に嵌り込むようになっている(図2、図7参照)。
また、この基板ホルダ20には、素電池10の主面10a,10bの上端部分を挟み込む一対のリブ23a,23bが、底板部21から下方向に延設されている。なお、リブ23aは、底板部21の前縁から下方に伸長し、リブ23bは底板部21の後縁から下方に伸長している。
キャップ40が基板ホルダ20及び回路基板30を覆うように装着された状態においては、図6に示すように回路基板30の上面とキャップ40の天板部41とは隣接し、図5,6に示すように、キャップ40の裾部42a、42bが、基板ホルダ20の側板部22a、22bの外側に嵌り込んでいる。これによって、キャップ40は基板ホルダ20に対して嵌合され、しっかりと固定される。
キャップ40が基板ホルダ20及び回路基板30を覆うように装着された状態においては、図6に示すように回路基板30の上面とキャップ40の天板部41とは隣接し、図5,6に示すように、キャップ40の裾部42a、42bが、基板ホルダ20の側板部22a、22bの外側に嵌り込んでいる。これによって、キャップ40は基板ホルダ20に対して嵌合され、しっかりと固定される。
各リブ23a,23bは、上下方向(Y方向)よりも横方向(X方向)に長いが、その横方向の長さは、素電池10の横方向の長さより短く設定され、素電池10の主面10a、10bの上端部分において、リブ23a,23bの両横では、キャップ40の裾部42a,42bが、素電池10の主面10a,10b上に延伸している。
すなわち、図3,7,8に示すように、素電池10の主面10a,10bの上端部分において、リブ23a,23bは領域Aに存在し、その両横の領域B1、B2には、リブ23a,23bが存在しない。そして、リブ23a,23bが存在しない領域B1、B2の上に、キャップ40の裾部42a,42bが延伸し、その裾部42a,42bの下端部421が領域B1、B2を覆っている。
すなわち、図3,7,8に示すように、素電池10の主面10a,10bの上端部分において、リブ23a,23bは領域Aに存在し、その両横の領域B1、B2には、リブ23a,23bが存在しない。そして、リブ23a,23bが存在しない領域B1、B2の上に、キャップ40の裾部42a,42bが延伸し、その裾部42a,42bの下端部421が領域B1、B2を覆っている。
なお、図4に示すように、側板部22aと側板部22bの上縁から上方に突出する突起24a,24bが形成され、一方、回路基板30の前縁と後縁には、この突起24a,24bが嵌り込む切欠33a,33bが形成され、それによって、回路基板30は基板ホルダ20上の定位置に位置決めされるようになっている。
また、図4に示すように、側板部22aと側板部22bの外側面上には、爪25が形成され、図3に示すように、キャップ40の裾部42a,42bには、爪25が嵌り込む孔45が開設されている。これによって、基板ホルダ20とキャップ40とが嵌合した状態でロックされる。
また、図4に示すように、側板部22aと側板部22bの外側面上には、爪25が形成され、図3に示すように、キャップ40の裾部42a,42bには、爪25が嵌り込む孔45が開設されている。これによって、基板ホルダ20とキャップ40とが嵌合した状態でロックされる。
4.パック電池1の製造方法
上記構成のパック電池1の製造方法を例示する。
(1)部品準備
樹脂材料を成型することによって、基板ホルダ20,キャップ40,底カバー50を作製する。これらの部品は、例えばポリカーボネート系樹脂を射出成型することによって、容易に作製することができる。
上記構成のパック電池1の製造方法を例示する。
(1)部品準備
樹脂材料を成型することによって、基板ホルダ20,キャップ40,底カバー50を作製する。これらの部品は、例えばポリカーボネート系樹脂を射出成型することによって、容易に作製することができる。
(2)回路基板準備
回路基板30の負極端子に、PTC素子60のリード62をスポット溶接する。
素電池10の上面に、正極端子15となるクラッド板を溶接する。
(3)パック電池本体の組み立て
素電池10の底面に、底カバー50を装着する。
回路基板30の負極端子に、PTC素子60のリード62をスポット溶接する。
素電池10の上面に、正極端子15となるクラッド板を溶接する。
(3)パック電池本体の組み立て
素電池10の底面に、底カバー50を装着する。
回路基板30を基板ホルダ20に装着し、その基板ホルダ20を素電池10の封口蓋12上に装着する。
そして、PTC素子60のリード61を、素電池10の負極端子13にスポット溶接し、正極リード32を、素電池10の正極端子15にスポット溶接する。
キャップ40を、回路基板30及び基板ホルダ20に填め込んで装着する。
そして、PTC素子60のリード61を、素電池10の負極端子13にスポット溶接し、正極リード32を、素電池10の正極端子15にスポット溶接する。
キャップ40を、回路基板30及び基板ホルダ20に填め込んで装着する。
これによって、パック電池本体2が製造される。
(4)パック電池本体2に外装ラベル3を貼り付けることによって、パック電池1が製造される。
5.パック電池1による効果
本実施形態のパック電池1においては、図5に示すように、素電池10の封口蓋12の直上に配された底板部21から延設された1対のリブ23a,23bが、素電池10の主面10a,10bにおける上端領域を挟み込んでいる。
(4)パック電池本体2に外装ラベル3を貼り付けることによって、パック電池1が製造される。
5.パック電池1による効果
本実施形態のパック電池1においては、図5に示すように、素電池10の封口蓋12の直上に配された底板部21から延設された1対のリブ23a,23bが、素電池10の主面10a,10bにおける上端領域を挟み込んでいる。
すなわち、基板ホルダ20の底板部21とリブ23a,23bとが、素電池10の封口蓋12の上面及び主面10a,10bの上端部分を囲んで嵌合した形態になっているので、基板ホルダ20は、素電池10の封口蓋12上にしっかりと固定される。
そして、このように封口蓋12上にしっかりと固定された基板ホルダ20に設けられた側板部22a,22bの外側に、キャップ40の裾部42a,42bを嵌合させているので、このキャップ40も基板ホルダ20を介して素電池10の封口蓋12上にしっかりと固定される。
そして、このように封口蓋12上にしっかりと固定された基板ホルダ20に設けられた側板部22a,22bの外側に、キャップ40の裾部42a,42bを嵌合させているので、このキャップ40も基板ホルダ20を介して素電池10の封口蓋12上にしっかりと固定される。
また、キャップ40と基板ホルダ20の2部構成によってキャップ40が素電池10に支持されていることも、ベンディングによるキャップの撓みに対して、キャップ40と素電池10との接続強度が向上するのに寄与する。その理由は、従来技術のようにキャップ1部品で素電池に支持すると撓みがキャップ全体に直接伝達されるのに対して、本実施形態のようにキャップ40と基板ホルダ20の2部品構成で支持すると、撓みによる力を、基板ホルダ20を通してキャップ40が間接的に受けるためである。
これに加えて、キャップ40の裾部42a,42bは、リブ23a,23bが存在する領域Aを除く領域B1、B2において、素電池10の主面10a,10bの上に延伸し、裾部42a,42bの下端部421が素電池10の上端部分を挟持している。この裾部42a,42bによる挟持も、キャップ40を素電池10の封口蓋12上に固定するのに寄与する。
ただし、キャップ40において、裾部42a,42bの下端部421は、天板部41から距離があるので、上記基板ホルダ20のリブ23a,23bと比べると、素電池10の上端部分を挟持する力は弱い。
従って、キャップ40を素電池10の封口蓋12上に固定する上で主に寄与しているのは、基板ホルダ20のリブ23a,23bが素電池10の上端部分を挟持していることによる作用であって、キャップ40の裾部42a,42bの下端部421が素電池10の上端部分を挟持していることによる作用は補助的なものである。
従って、キャップ40を素電池10の封口蓋12上に固定する上で主に寄与しているのは、基板ホルダ20のリブ23a,23bが素電池10の上端部分を挟持していることによる作用であって、キャップ40の裾部42a,42bの下端部421が素電池10の上端部分を挟持していることによる作用は補助的なものである。
以上のように、パック電池1によれば、素電池10の上端部分が、基板ホルダ20のリブ23a,23bと、キャップ40の裾部42a,42bとの両方で挟持され、この両者の作用を介して、キャップ40が素電池10の封口蓋12上に固定されている。
従って、パック電池1は、特に新たな部品を追加しなくても、ベンディングに対する強度が優れ、ベンディングに伴ってキャップ40内に存在する回路基板30、PTC素子60、正極リード32などにかかる負荷も低減される。
従って、パック電池1は、特に新たな部品を追加しなくても、ベンディングに対する強度が優れ、ベンディングに伴ってキャップ40内に存在する回路基板30、PTC素子60、正極リード32などにかかる負荷も低減される。
また、パック電池1においては、素電池10の封口蓋12から突出した負極端子13が、基板ホルダ20の底板部21に形成された孔21aに嵌り込んでおり、この負極端子13と孔21aとの係合によって、素電池10に対する基板ホルダ20の固定が強化される。また、キャップ40と基板ホルダ20とは、この爪25と孔45によって嵌合状態がロックされているので、キャップ40と基板ホルダ20との嵌合が外れにくくなっている。
また、この爪25と孔45とが、基板ホルダ20の側板部22a,22bと、キャップ40の裾部42a,42bとを結合させることによって、裾部42a,42bが素電池10の上端部分を挟持する力を強める効果も期待できる。
さらに、キャップ40における裾部42a,42bの下端部421は、外装ラベル3によって被覆されている。
さらに、キャップ40における裾部42a,42bの下端部421は、外装ラベル3によって被覆されている。
これらの点も、キャップ40を素電池10に対してしっかりと固定するのに寄与する。
なお、上記パック電池1においては、基板ホルダ20のリブ23a,23bとキャップ40の裾部42a,42bとが重なっていないので、パック電池1における前後方向の厚みを薄く維持することができる。
一方、比較例にかかる図10に示すパック電池においても、キャップ140の裾部の下端部が素電池110の主面の上端部分に嵌合してこれを挟時しているが、素電池110の上端部分を挟持する力は、基板ホルダのリブと比べると弱い。
なお、上記パック電池1においては、基板ホルダ20のリブ23a,23bとキャップ40の裾部42a,42bとが重なっていないので、パック電池1における前後方向の厚みを薄く維持することができる。
一方、比較例にかかる図10に示すパック電池においても、キャップ140の裾部の下端部が素電池110の主面の上端部分に嵌合してこれを挟時しているが、素電池110の上端部分を挟持する力は、基板ホルダのリブと比べると弱い。
そして、この比較例にかかるパック電池においては基板ホルダ120に素電池110の上端部分を挟持するリブはないので、本実施形態にかかるパック電池1と比べると、キャップ140を素電池110の上端面上に固定する作用は劣る。
(ベンディング試験)
上記実施形態に基づいて実施例にかかるパック電池を作製し、また、図10に示すような比較例にかかる同等サイズのパック電池を作製し、以下のようにしてベンディング試験を行った。
(ベンディング試験)
上記実施形態に基づいて実施例にかかるパック電池を作製し、また、図10に示すような比較例にかかる同等サイズのパック電池を作製し、以下のようにしてベンディング試験を行った。
図9(a)に示すように、治具Aは、その上面が凹状の円周面である。
治具Aの上面に、試験用のパック電池を載置する。このとき、パック電池の上辺(キャップの上辺)と下辺(素電池の下辺)が治具Aの上面に接し、且つパック電池が水平になるように載置する。
図9(b)に示すように、パック電池の中央部を所定の押圧力Fで押圧する。
治具Aの上面に、試験用のパック電池を載置する。このとき、パック電池の上辺(キャップの上辺)と下辺(素電池の下辺)が治具Aの上面に接し、且つパック電池が水平になるように載置する。
図9(b)に示すように、パック電池の中央部を所定の押圧力Fで押圧する。
このとき、パック電池にかかる力としては、パック電池の中央部に下向きの力Fがかかり、キャップには上向きの力f1、素電池の下辺にも上向きの力f2がかかる(力f1及び力f2の大きさは、力Fの大きさのほぼ1/2である)。
このような力F、f1、f2がパック電池にかかることによって、パック電池は主面10a,10bに垂直な面(Y−Z面)に沿って前後方向に曲げられる。そして、素電池に対するキャップの位置は前後方向にずれる。
このような力F、f1、f2がパック電池にかかることによって、パック電池は主面10a,10bに垂直な面(Y−Z面)に沿って前後方向に曲げられる。そして、素電池に対するキャップの位置は前後方向にずれる。
試験用パック電池にかかる押圧力を解放した後、素電池に対するキャップの前後方向位置のずれ量を測定する。
キャップが素電池に対してしっかりと固定されていれば、このずれ量は小さいが、固定が不十分であるとこのずれ量は大きくなる。従って、このずれ量を測定することによって、素電池に対してキャップが十分に固定されているか否かを判定できる。
キャップが素電池に対してしっかりと固定されていれば、このずれ量は小さいが、固定が不十分であるとこのずれ量は大きくなる。従って、このずれ量を測定することによって、素電池に対してキャップが十分に固定されているか否かを判定できる。
実施例と比較例とについて、図9(c)に示すキャップの変位量ΔXを測定した。
その結果、実施例では比較例と比べて、キャップの変位量ΔXが1/10程度であった。従って、実施例では、比較例と比べて、素電池に対してキャップがしっかりと固定され、ベンディングに対する強度が高いことがわかる。
[その他の事項]
上記実施の形態では、基板ホルダ20に爪25を設け、キャップ40に孔45を設けたが、爪と孔を入れ替えても同様にキャップ40を基板ホルダ20にロックすることができる。
その結果、実施例では比較例と比べて、キャップの変位量ΔXが1/10程度であった。従って、実施例では、比較例と比べて、素電池に対してキャップがしっかりと固定され、ベンディングに対する強度が高いことがわかる。
[その他の事項]
上記実施の形態では、基板ホルダ20に爪25を設け、キャップ40に孔45を設けたが、爪と孔を入れ替えても同様にキャップ40を基板ホルダ20にロックすることができる。
上記実施の形態では、素電池10としてリチウムイオン二次電池を用いたが、素電池10の種類はこれに限定されず、例えば、ニッケルカドミウム二次電池やニッケル水素二次電池などを採用することもできる。
(その他の実施形態)
上記実施の形態では、基板ホルダ20にリブ23a,23bを設けて素電池10の主面10a,10bの上端部分を挟み込むことによって基板ホルダ20を素電池10にしっかり固定するようにしたが、キャップ40の裾部42a,42bを、基板ホルダ20の側板部22a,22bに溶着などで接合することによっても、同様の効果が期待できる。
すなわち、キャップ40の裾部42a,42bと基板ホルダ20の側板部22a,22bとを接合すれば、基板ホルダ20の底板部21と、側板部22a,22bに接合された裾部42a,42bの下端部421とが、素電池10の封口蓋12の上面及び主面10a,10bの上端部分を囲んで嵌合した形態となるので、キャップ40と基板ホルダ20が、素電池10の封口蓋12上にしっかりと固定される。
従って、基板ホルダ20にリブ23a,23bを設けることと、キャップ40の裾部42a,42bと基板ホルダ20の側板部22a,22bとを接合することとを組み合わせれば、図3、図4に示す、側板部22aと側板部22bの外側面上の爪25と、キャップ40の裾部42a、42bに設けられた孔45との嵌合である実施例よりも、パック電池1のベンディングに対する強度をさらに向上することができる。
(その他の実施形態)
上記実施の形態では、基板ホルダ20にリブ23a,23bを設けて素電池10の主面10a,10bの上端部分を挟み込むことによって基板ホルダ20を素電池10にしっかり固定するようにしたが、キャップ40の裾部42a,42bを、基板ホルダ20の側板部22a,22bに溶着などで接合することによっても、同様の効果が期待できる。
すなわち、キャップ40の裾部42a,42bと基板ホルダ20の側板部22a,22bとを接合すれば、基板ホルダ20の底板部21と、側板部22a,22bに接合された裾部42a,42bの下端部421とが、素電池10の封口蓋12の上面及び主面10a,10bの上端部分を囲んで嵌合した形態となるので、キャップ40と基板ホルダ20が、素電池10の封口蓋12上にしっかりと固定される。
従って、基板ホルダ20にリブ23a,23bを設けることと、キャップ40の裾部42a,42bと基板ホルダ20の側板部22a,22bとを接合することとを組み合わせれば、図3、図4に示す、側板部22aと側板部22bの外側面上の爪25と、キャップ40の裾部42a、42bに設けられた孔45との嵌合である実施例よりも、パック電池1のベンディングに対する強度をさらに向上することができる。
本発明によれば、簡単な構成でベンディング強度を有する薄型のパック電池を実現することができるので、携帯電話機などのモバイル機器の電源として有用である。
1 パック電池
2 パック電池本体
3 外装ラベル
10 素電池
10a,10b 素電池の主面
11 外装缶
12 封口蓋
13 負極端子
20 基板ホルダ
21 底板部
21a 孔
22a〜22d 側板部
23a,23b リブ
24a,24b 突起
25 爪
30 回路基板
40 キャップ
41 天面部
42a,42b 裾部
45 孔
60 PTC素子
2 パック電池本体
3 外装ラベル
10 素電池
10a,10b 素電池の主面
11 外装缶
12 封口蓋
13 負極端子
20 基板ホルダ
21 底板部
21a 孔
22a〜22d 側板部
23a,23b リブ
24a,24b 突起
25 爪
30 回路基板
40 キャップ
41 天面部
42a,42b 裾部
45 孔
60 PTC素子
Claims (4)
- 角形の素電池と、当該素電池の端面上に配された基板ホルダと、当該基板ホルダに保持された回路基板と、前記回路基板及び基板ホルダを覆うキャップとを備えるパック電池において、
前記基板ホルダは、
前記素電池の端面に沿って配設された底板部と、
当該底板部から起立して形成され前記回路基板の外周部を支持する側板部と、
前記底板部から延設され、前記素電池の両主面における前記端面に隣接する端部領域を挟み込むリブ対とを有し、
前記キャップの裾部は、
前記基板ホルダの側板部の外側に嵌合され、さらに、
前記リブが存在する領域を除いて、前記両主面の端部領域上に延伸されていることを特徴とするパック電池。 - 前記素電池は、前記端面から突出する電極端子を有し、
前記基板ホルダの底板部には、当該電極端子が嵌り込む孔が形成されていることを特徴とする請求項1記載のパック電池。 - 前記基板ホルダの側板部及び前記キャップの裾部には、
一方に爪、他方に当該爪が嵌り込む孔が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のパック電池。 - 前記基板ホルダ及び前記キャップは、それぞれ樹脂材料で成型されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか記載のパック電池。
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JP2010113071A JP2011243352A (ja) | 2010-05-17 | 2010-05-17 | パック電池 |
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-
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- 2010-05-17 JP JP2010113071A patent/JP2011243352A/ja not_active Ceased
-
2011
- 2011-04-18 CN CN2011100984007A patent/CN102255057A/zh active Pending
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US9735399B2 (en) | 2012-02-07 | 2017-08-15 | Lg Chem, Ltd. | Secondary battery pack of embedded type of novel structure |
US10170801B2 (en) | 2012-02-07 | 2019-01-01 | Lg Chem, Ltd. | Secondary battery of novel structure |
US10790484B2 (en) | 2014-11-28 | 2020-09-29 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Secondary battery |
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