JP2013080570A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、二次電池を内包する電池パックに関し、特にリチウムイオンポリマー電池を用いてなる高容量で小型・薄型の電池パックを良好に生産する技術に関する。 The present invention relates to a battery pack that encloses a secondary battery, and more particularly, to a technology that favorably produces a high-capacity, small, and thin battery pack that uses a lithium ion polymer battery.
近年、繰り返し充電して使用が可能な二次電池をケース部材に収納してなる電池パックが広く普及している。電池パックはノートブック型パーソナルコンピュータや携帯電話、PDA、その他各種電子機器の主電源、またはバックアップ電源等として幅広く用いられている。
特に最近では、スマートフォン及びタブレット端末において、高容量のリチウムイオンポリマー電池を利用した電池パックが増加している。
In recent years, a battery pack in which a secondary battery that can be repeatedly charged and used is housed in a case member has been widely used. Battery packs are widely used as a main power source or backup power source for notebook personal computers, mobile phones, PDAs, and other various electronic devices.
In particular, recently, battery packs using high-capacity lithium ion polymer batteries are increasing in smartphones and tablet terminals.
代表的なパック電池の構成では、扁平直方体状のリチウムイオンポリマー電池を1個または複数個用い、各素電池の電極端子(正極タブ、負極タブ)に保護回路基板が接続される。これらの構成要素が所定のケース部材に収納され、保護回路基板は基板ホルダーによって所定位置で支持される。ケース部材の外周には外装ラベルが巻回される。 In a typical battery pack configuration, one or a plurality of flat rectangular parallelepiped lithium ion polymer batteries are used, and a protection circuit board is connected to the electrode terminals (positive electrode tab, negative electrode tab) of each unit cell. These components are housed in a predetermined case member, and the protection circuit board is supported at a predetermined position by the board holder. An exterior label is wound around the outer periphery of the case member.
しかしながら、従来の電池パックにおいては以下のような課題が存在する。
すなわち、素電池等に対して外装ラベルを適切に貼着しにくいという問題がある。外装ラベルはケース部材や素電池の形状に追従させて貼着されるため、比較的柔軟な素材で構成されるが、外装ラベルと素電池の間に気泡が混入し、外観品位を低下させることがある。図12(a)は、気泡を発生した外装ラベル7Xの様子を示す、従来の電池パックの部分断面図である。この例では、素電池2Aの主面に外装ラベル7X(粘着層71及びラミネート層70の積層体)を貼着するが、粘着層71と素電池2Aとの界面に複数の気泡が混入している。このような気泡混入の問題は、素電池2Aが大型になるなどの理由で、素電池2Aに対する外装ラベルの貼着領域が増加するのに比例して顕著になる。
However, the conventional battery pack has the following problems.
That is, there is a problem that it is difficult to properly attach the exterior label to the unit cell or the like. The outer label is made of a relatively flexible material because it follows the shape of the case member and the unit cell, so it is made of a relatively flexible material, but air bubbles are mixed between the outer label and the unit cell, thereby reducing the appearance quality. There is. FIG. 12A is a partial cross-sectional view of a conventional battery pack showing the appearance of the
第三に、外装ラベルにおけるしわの発生を適切に防止し、且つ、エンドユーザーの改ざん表示を図る必要がある。図13(a)に従来の外装ラベルの延設端部702X付近の様子を示す。延設端部702Xの端辺にはスリット74Xが設けられており、エンドユーザーが不用意に電池パックを分解した際にはスリットが裂けて改ざん行為があったことを表示するが、電池パックの経時的使用やねじれ応力の負荷により、スリット74X周辺で外装ラベルにしわが発生して外観品位を低下させたり、不要な裂け目が生じて改ざん表示が不正確になるなどの問題がある。
Thirdly, it is necessary to appropriately prevent wrinkles from appearing on the exterior label and to display end-user tampering. FIG. 13A shows a state in the vicinity of the extended
上記各課題は、外観寸法や形状が安定しにくいリチウムイオンポリマー電池を素電池に用いた場合に、特に顕在化する。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであって、良好な外装ラベルの外観品位を有するとともに、エンドユーザーの改ざん表示機能を適切に発揮することのできる電池パックの提供を目的とする。
Each of the above problems becomes particularly apparent when a lithium ion polymer battery whose appearance dimensions and shape are difficult to stabilize is used for a unit cell.
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a battery pack that has a good appearance quality of an exterior label and can appropriately exhibit an end-user tampering display function.
上記課題を解決するため、本発明の電池パックは、矩形状の第1及び第2主面及び前記両主面より面積の小さい4側面からなる扁平直方体状の外観を有する素電池と、前記素電池の正極側または負極側の少なくともいずれかに電気接続された回路基板と、前記両主面を除く前記4側面方向から前記素電池を囲繞して収納する枠状の素電池収納部、及び、前記回路基板を底面側から支持して前記素電池と並設するように収納する皿状の基板収納部を持つケース部材と、前記素電池収納部に収納された前記素電池の前記第1主面を被覆するシート部材と、少なくとも前記素電池の前記第2主面を被覆するように被着される外装ラベルとを有し、前記外装ラベルの主面部は、外部に露出されるラベル層と、前記ラベル層よりも高剛性の樹脂シート層を含む積層構造を有する構成とした。 In order to solve the above problems, a battery pack of the present invention includes a unit cell having a rectangular parallelepiped external shape including rectangular first and second main surfaces and four side surfaces having a smaller area than the two main surfaces. A circuit board electrically connected to at least one of a positive electrode side and a negative electrode side of the battery, a frame-shaped unit cell storage unit that surrounds and stores the unit cell from the four side surface directions excluding the two main surfaces, and A case member having a dish-like substrate storage part that supports the circuit board from the bottom side and stores the circuit board in parallel with the unit cell, and the first main body of the unit cell stored in the unit cell storage part. A sheet member that covers the surface, and an exterior label that is attached so as to cover at least the second principal surface of the unit cell, wherein the principal surface portion of the exterior label includes a label layer that is exposed to the outside. Resin sheet layer with higher rigidity than the label layer And configured to have a laminated structure including.
ここで、前記樹脂シート層は、ポリカーボネートで構成することもできる。
また、前記主面部の周囲から延設され、前記素電池の前記第1主面に被着される複数の延設端部を有し、前記前記各延設端部の少なくともいずれかには、V字状のスリットが形成されている構成とすることもできる。
また、前記V字状スリットの頂部の位置は、前記シート部材の周縁から中央寄りの位置に合わせて設けられている構成とすることもできる。
Here, the said resin sheet layer can also be comprised with a polycarbonate.
Also, it has a plurality of extended end portions that extend from the periphery of the main surface portion and are attached to the first main surface of the unit cell, and at least one of the extended end portions, It can also be set as the structure by which the V-shaped slit is formed.
Moreover, the position of the top part of the said V-shaped slit can also be set as the structure provided according to the position near the center from the periphery of the said sheet | seat member.
また、前記外装ラベルにおいて、前記樹脂シート層は前記延設端部を除く位置に設けられている構成とすることもできる。
また、前記ケース部材には2個またはそれ以上の前記素電池が、互いに並設された状態で収納される構成とすることもできる。
また、前記素電池はリチウムイオンポリマー電池とすることもできる。
Moreover, the said exterior label WHEREIN: The said resin sheet layer can also be set as the structure provided in the position except the said extended edge part.
Further, the case member may be configured such that two or more unit cells are accommodated in a state of being arranged in parallel with each other.
The unit cell may be a lithium ion polymer battery.
以上の構成を有する請求項1の電池パックでは、少なくとも素電池の第2主面を被覆する主面部において、ラベル層と、ラベル層より高い剛性を持つ樹脂シート層を積層した積層構造を形成する。これによりラベル層単独で使用する場合に比べ、主面部における外装ラベルの平面性を維持できるため、ラベル貼着時に素電池と外装ラベルとの間に気泡が入り込むのを効果的に防止できる。よって、外装が比較的柔らかいリチウムイオンポリマー電池を素電池に用いる場合や、外装ラベルを貼着する素電池の面積が比較的広い構成であっても、外観品位の優れた電池パックを実現できる。
The battery pack according to
また、樹脂シート層を配設する領域を主面部に限定することにより、これ以外の領域の外装ラベル厚みを薄くし、柔らかくすることができる。これにより、電池パック全体での薄型化を良好に図れるほか、素電池の形状に合わせて容易に外装ラベルを屈曲させることが可能となり、良好な加工性を発揮できる。
また、請求項3に係る電池パックでは、主面部の周囲から延設された延設端部の少なくともいずれかに、一定の開き角度を有するV字状のスリットを設けているので、電池パックの経時的使用において、外装ケースが捩れや撓みを生じても、外装ラベルの巻き終わり部分でのしわを発生したり、外装ラベルの位置ずれを生じにくくでき、高い外観品位を維持できる。また、改ざん防止機能も良好に発揮できる。
Moreover, by limiting the area | region which arrange | positions a resin sheet layer to a main surface part, the exterior label thickness of an area | region other than this can be made thin and can be made soft. Thereby, the overall thickness of the battery pack can be reduced favorably, and the exterior label can be easily bent in accordance with the shape of the unit cell, so that excellent workability can be exhibited.
Further, in the battery pack according to
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお実施の形態は、本発明の構成および作用・効果を分かり易く説明するために用いる一例であって、本発明は、その本質的な特徴部分以外において、何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
<電池パック1の構成>
図1(a)、(b)は本発明の実施の形態1に係る電池パック1の外観図である。
Embodiments of the present invention will be described below. The embodiment is an example used for easily explaining the configuration, operation, and effect of the present invention, and the present invention is not limited to the following form except for its essential features. Absent.
<Configuration of
1A and 1B are external views of a
図1に示すように電池パック1は、X方向を長手方向、Y方向を厚み方向、Z方向を高さ方向とする、扁平な直方体状の外観形状を有し、XZ平面に沿って2つの主面を有している。電池パック1の上部には、切欠部31を通して中からコネクター配線41が露出している。電池パック1の外周には、主面部701と延設端部702A〜702Dを有する外装ラベル9が貼着されている。当該電池パック1は、給電対象機器としてタブレット端末を想定したものであるが、当然ながらこれに限定されない。
As shown in FIG. 1, the
電池サイズ例としては、X方向長約138mm、Y方向長約5mm、Z方向厚み約100mmとしているが、これ以外のサイズ設定も可能である。
<電池パック1の内部構成>
図2、3は、それぞれ電池パック1の内部構成を示す展開図である。図2は外装ラベル7側から見下ろした展開図、図3は樹脂シート6側から見下ろした展開図である。
As an example of the battery size, the length in the X direction is about 138 mm, the length in the Y direction is about 5 mm, and the thickness in the Z direction is about 100 mm. However, other size settings are possible.
<Internal configuration of
2 and 3 are development views showing the internal configuration of the
電池パック1は図2に示すように、2個の素電池2A、2Bを主な構成要素とし、素電池2A(2B)から順次、リード板27A(27B)、ブレーカー25A(25B)、リード板26A(26B)が電気接続される。リード板26A(26B)は保護回路基板4に対して電気接続されている。
素電池2A(2B)はケース部材3の枠状の素電池収納部30A(30B)に収納され、保護回路基板4はケース部材3の基板収納部301に収納される。ケース部材3から露出する素電池2A、2Bの下面28A、28Bには樹脂シート6、上面20A、20Bには外装ラベル7がそれぞれ貼着される。
As shown in FIG. 2, the
The unit cell 2 </ b> A (2 </ b> B) is stored in the frame-shaped unit cell storage unit 30 </ b> A (30 </ b> B) of the
(素電池2A、2Bの周辺構成)
図2、3に示す素電池2A(2B)は、公知のリチウムイオンポリマー電池であり、矩形状の第1主面(下面28A(28B))、第2主面(上面20A(20B))と、前記両主面よりも面積が小さい4側面からなる扁平な直方体状の外観形状を有する。矩形状の正極板、セパレータ、負極板を積層し、電解質を含浸してなる発電要素(不図示)をラミネート外装体で包み、三方より内部封止されて構成される。正極板には正極タブ23A(23B)、負極板には負極タブ22A(22B)がそれぞれ接続され、各タブ22A(22B)、23A(23B)はラミネート外装体のトップ封止部21A(21B)より外部に延設され、電極端子として使用される。
(Peripheral structure of
A
正極タブ23A(23B)及びリード板27A(27B)と負極タブ22A(22B)の間には、短絡を防ぐために絶縁板24A(24B)が粘着テープ等を用いて固定される。
なお、素電池2A(2B)としてはリチウムイオンポリマー電池に限定されず、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池等、その他の二次電池を使用できる。
Between the
In addition, as
また「直方体」とは、数学的に厳密ではなく、多少の曲面を有するものも含むものとする。
ブレーカー25A(25B)としては、PTC素子を用いる。ブレーカー25A(25B)は電池パック1の充放電時において、万一、素電池2A(2B)が過度に温度上昇した際に通電を遮断する。電池パック1において、ブレーカー25A(25B)はリード板27A(27B)を介して素電池2A(2B)の正極端子23A(23B)と電気接続され、リード板26A(26B)を介して保護回路基板4と電気接続される。
Further, the “cuboid” is not mathematically exact, and includes those having some curved surfaces.
A PTC element is used as the
なお、ブレーカー25A、25BはPTC素子以外の安全素子を用いてもよい。例えばNTC(Negative Temperature Coefficient)素子や温度ヒューズ素子などの感熱素子、さらには他の電池制御に用いられる種々の電気素子を利用できる。
リード板26A、26B、27A、27Bは、いずれも導電性に優れる金属材料、例えばニッケル板(NiP)等で構成される。
The
The
保護回路基板4は、ガラスやエポキシ樹脂等を含むコンポジット材料からなる短冊状の基板本体40に対し、各種電気素子とコネクター配線41が実装されて構成される。保護回路基板4の上面には、テストポイント用端子42が所定位置に配置される。コネクター配線41の先端には給電対象機器側と接続するコネクター部410が取着される。
(ケース部材3)
ケース部材3は、耐熱性及び機械的強度に優れる樹脂材料(ABS、PPC、PC等)、一例としてPC(ポリカーボネート)樹脂からなる射出成型品である。図2、3に示すように、素電池2A、2Bの各形状に合わせてX方向に並設された枠状の2つの開口部(素電池収納部30A、30B)と、Y方向一端側において、保護回路基板4の形状に合わせた皿状の基板収納部301を有して構成される。
The protection circuit board 4 is configured by mounting various electrical elements and connector wirings 41 on a strip-
(Case member 3)
The
素電池収納部30A(30B)は、各素電池2A(2B)を4側面の各方向から囲繞して収納する。基板収納部301は、各素電池2A、2Bの主面部20A、20Bの平面方向(XZ方向)に平行な底面を有し、保護回路基板4をその背面より支持する。基板収納部301の周辺構造を示すケース部材3の部分正面図(図4(a))、及びA−A‘線矢視断面図(図5(a))、B−B‘線矢視断面図(図5(b))に示すように、収納部301の内部には保護回路基板4を位置決めする複数のリブ302〜308が底面上に立設される。このリブ302〜308により、基板収納部301では保護回路基板4を背面から支持して収納する。
The unit
ここで本実施の形態1の特徴の一つとして、基板収納部301に収納される保護回路基板4の周縁部に相当する位置に、基板ホルダー5の嵌合溝53A〜53Cと同順に嵌合する嵌合ツメ34A〜34C、係合ツメ54A、54Bの後端540A、540Bと同順に嵌合する嵌合ツメ35A、35Bが立設される。複数の嵌合ツメ34A〜34C、35A、35Bの各先端は基板収納部301の内側に突設しており、嵌合ツメ34A〜34C、35A、35Bは保護回路基板4の厚み(Y)方向に沿って立設されている。
Here, as one of the features of the first embodiment, the fitting is performed in the same order as the fitting grooves 53 </ b> A to 53 </ b> C of the
このような位置に嵌合ツメ34A〜34C、35A、35Bを設けることで、基板本体40の外形形状を各嵌合ツメ34A〜34C、35A、35Bの位置に合わせて切り欠く必要がなく、周縁形状が直線状で十分な実装面積を持つ保護回路基板4を利用できる。また、特殊形状の基板本体を作製しなくて済むため生産コストを抑制でき、既存の保護回路基板をそのまま使える利点もある。さらに、基板収納部301内に保護回路基板4を収納しても保護回路基板4は嵌合ツメ34A〜34C、35A、35B及び基板ホルダー5のいずれにも干渉しないので、保護回路基板4の損傷を回避できる。
By providing the
また、さらなる工夫として、基板収納部301に対応する位置のケース部材3の外側正面図(図4(b))に示すように、嵌合ツメ34A〜34C、35A、35Bの根元部分に連通孔32A〜32C、33A、33Bが設けられている。このうち連通孔33A、33Bには、基板ホルダー5の係合ツメ54A、54Bの先端が係合する。製造時には、作業者が各連通孔32A〜32C、33A、33Bを通し、外部より嵌合ツメ34A〜34Cと嵌合溝53A〜53Cの嵌合状態、及び係合ツメ54A、54Bと連通孔33A、33Bの係合状態を視認できる。
Further, as a further contrivance, as shown in an outer front view of the
ここで図5(c)、(d)に嵌合ツメ34Bと嵌合溝53Bとの嵌合状態を例示する。嵌合不良が発生している場合、図5(d)のように、嵌合ツメ34Bが嵌合溝53Bの側面と当接し、その界面が露見している様子が連通孔32B越しに確認できる。
一方、嵌合ツメ34Bが嵌合溝53Bと正しく嵌合している場合には、図5(c)のように、嵌合ツメ34Bは嵌合溝53Bに隠れて連通孔32Bからほとんど見えない。
Here, FIGS. 5C and 5D illustrate a fitting state between the
On the other hand, when the
ここでさらなる工夫として、基板ホルダー5をケース部材とは異なる色で形成することで、この嵌合不良状態と嵌合状態の区別を極めて容易に認識することができる。
また、根元部分に連通孔32A〜32C、33A、33Bを有するように嵌合ツメ34A〜34C、35A、35Bを形成することで、高価なスライド成型型を用いなくても、一般的なキャビとコアのみからなる成型型を用い、比較的低コストで射出成型によりケース部材3を形成できる。具体的には、連通孔32A〜32C、33A、33Bをアンダーカット部分とすることで、ケース部材3のY方向上下抜き成型型のみを用いてケース部材3を射出成型できる。
Here, as a further contrivance, by forming the
Further, by forming the
(基板ホルダー5)
基板ホルダー5は、ケース部材3と同様の樹脂材料の射出成型品として構成され、基板収納部301に収納された保護回路基板4の上面を被覆するように配され、ケース部材3との間で保護回路基板4を挟設する。基板ホルダー5の斜視図(図6)に示すように、基板ホルダー5は保護回路基板4の形態に合わせた長尺状体であり、上面部50には保護回路基板4のテストポイント用端子42を露出させる窓部51が形成される。また、長手(X)方向両端部には、逆Y方向に突出する複数の三角柱状突起を並設してなる係合ツメ54A、54Bが形成される。この係合ツメ54A、54Bは、ケース部材3の連通孔33A、33Bに挿入され、当該連通孔33A、33Bの周縁と係合する。基板ホルダー5の長手(X)方向両側面部には、嵌合ツメ34A〜34Cと同順に嵌合する嵌合溝53A〜53Cが形成される。また係合ツメ54A、54Bの後端部540A、540Bには同順に嵌合ツメ35A、35Bが嵌合する。庇部52は、保護回路基板4上のコネクター配線41の根元部分を押さえる役目をなす。
(Substrate holder 5)
The
基板ホルダー5は、製造時においてケース部材3との嵌合状態を容易に確認できるように、ケース部材3と異なる色で形成される。着色は樹脂材料の色として調整するか、成型後に着色する方法のいずれでもよい。
樹脂シート6は一定の厚みを持つPC(ポリカーボネート)製のシート部材であり、電池パック1における一主面と同等の面積を有する。素電池2A、2Bの下面28A、28Bに貼着され、素電池2A、2Bを外部から保護する。
The
The
(外装ラベル7)
外装ラベル7は絶縁材料からなるシート部材であり、主としてケース部材3の素電池収納部30A、30Bに収納された素電池2A、2Bの上面20A、20Bを被覆し、外部と素電池2A、2Bとの絶縁を図る。また表面に電池規格等の情報を表示する。図2に示すように、外装ラベル7は、電池パック1の上面形状及びサイズに合わせた矩形状の主面部701と、主面部701の4辺から延設された延設端部702A〜702Dで構成される。延設端部702A〜702Dの少なくともいずれか(ここでは全て)には、端辺から主面部701に向かって切り込み加工を行うことでV字状スリット74A〜74Dが形成されている。主面部701は素電池2A、2Bの上面20A、20Bに貼着され、延設端部702A〜702Dは素電池2A、2Bの下面28A、28B側まで巻き付けて貼着される。延設端部702A〜702Dが貼着された状態では、V字状スリット74A〜74Dは図1(b)に示すように、樹脂シート6の周縁から中央寄りの位置に存在する。
(Exterior label 7)
The
外装ラベル7の断面構造を図7に示す。外装ラベル7の主面部701は、素電池側2A、2Bに対向する側から糊層73、樹脂シート層72、粘着層71、ラミネート層(ラベル層)70を順次積層した構造を持つように構成される。ラミネート層70が外部に露出する面となる。樹脂シート層72は、樹脂材料(例えば樹脂シート6と同様の樹脂材料)で構成され、少なくともラミネート層70より高い剛性を持つシート部材からなる。一方、主面部701以外の領域は、粘着層71及びラミネート層70のみで構成される。
A sectional structure of the
ここで外装ラベル7を用いる効果を説明する。従来の外装ラベルでは図12(a)の断面図に示すように、素電池2Aに対して粘着層71、ラミネート層70のみからなる外装ラベル7Xを貼着しているが、外装ラベル7Xが比較的柔らかいため、素電池2Aと粘着層71との間に気泡が混入して外観品位を低下させる問題がある。特に柔らかいリチウムイオンポリマー電池を素電池に用いる場合は、手作業で外装ラベル7Xを貼る必要があるため気泡が入りやすく、この問題は顕著になる。これに対して電池パック1では、特に気泡が混入し易かった主面部701の領域に剛性の高い樹脂シート層72を積層することで、主面部701での外装ラベル7の強度向上(平面性の維持)を図っている。これにより図12(b)に示すように、外装ラベル7を貼着する際には素電池2A、2Bと外装ラベル7の間における気泡の混入を防止し、素電池2A、2Bに対して外装ラベル7を密に貼着できる。この外装ラベル7の効果は、特に気泡が発生し易い大きな面積を持ち、外装が柔らかいリチウムイオンポリマー電池からなる素電池2A、2Bを用いる場合に有効である。
Here, the effect of using the
また図7に示すように、延設端部702A〜702Dの領域(図7では702Dのみ図示)を粘着層71、ラミネート層70の2層構造とし、厚みを薄く設定している。このように外装ラベル7において、気泡発生を防止しようとする領域(主面部701)に限定して外装ラベル7の厚みを厚くし、それ以外の厚みを薄く設定することで、電池パック1全体で薄型化を効果的に図れる。さらに延設端部702A〜702Dには樹脂シート層72を設けないことで、外装ラベル7を容易に曲げ加工できるようにし、素電池2A、2B及びケース部材3の形状に外装ラベル7を追従させて密着性を高めることができる。
Further, as shown in FIG. 7, the extended end portions 702 </ b> A to 702 </ b> D (only 702 </ b> D is shown in FIG. 7) have a two-layer structure of an
なお、外装ラベル7の各層の厚みの一例として、糊層73を40μm、樹脂シート層72を150μm、粘着層71を20μm、ラミネート層70を25μmとする。電池パック1の保護効果と製造時の貼着性の観点から、粘着層71及びラミネート層70の最大合計厚みは45μm、糊層73及び樹脂シート層72の最大合計厚みは195μmに設定すべきである。
As an example of the thickness of each layer of the
次に、V字状スリット74A〜74Dの効果について説明する。V字状スリット74A〜74Dは、エンドユーザーが電池パック1の内部を不用意に分解した際に裂け、その改ざん行為があったことを表示する。ここで従来の延設端部702Xに設けられたスリット74Xを図13(a)に示す。スリット74Xは単純な切り込みであるが、電池パックの使用時に、捩れや撓みの応力を受けると、外装ラベルの延設端部702Xしわが発生する場合がある。また、延設端部702Xが一部剥離したり位置ずれを生じると、スリット74Xから大きな裂け目が発生し、外観品位を損なうほか、改ざん表示を的確に行うことも難しくなる。この問題は、素電池にリチウムイオンポリマー電池を用いる場合、比較的生じ易くなる。
Next, effects of the V-shaped
一方、電池パック1のV字状スリット(ここでは74D)を図13(b)に示す。スリット74Dは一定の開き角度を有する切り込み形状に設定されている。これにより、電池パック1の経時的使用において、捩れや撓みの応力が及んでも、外装ラベル7の延設端部702A〜702Dでのしわの発生や外装ラベル7の位置ずれを生じにくく、高い外観品位を維持できる。また、外装ラベル7の改ざん表示機能も良好に発揮させることが可能である。
On the other hand, a V-shaped slit (74D here) of the
ここで、V字状スリット74A〜74Dを樹脂シート6の周縁より中央寄りの位置に設けることで、経時使用に伴ってV字状スリット74A〜74Dから不要な裂け目が生じるのを防止でき、適切に改ざん表示機能を発揮させることができる。
(電池パック1の全体的な効果について)
以上の構成を有する電池パック1では、上記した諸効果を高度に両立させて発揮される。
Here, by providing the V-shaped
(About the overall effect of the battery pack 1)
In the
すなわち、製造時には素電池2A、2Bをケース部材3の素電池収納部30A、30Bに並設して収納するとともに、素電池2A、2Bの各主面20A、20B(28A、28B)と平行に配した底面部を有する基板収納部301に保護回路基板4を収納する。このとき、基板本体40の主面を素電池2A、2Bの各主面20A、20B(28A、28B)と並設させることで、電池パック1の厚みを薄くできる。また、基板収納部301と基板ホルダー5との間で保護回路基板4を挟設し、素電池2A、2Bを樹脂シート6及び外装ラベル7で被覆する。このような工夫により、電池パック1ではいわゆるシングルケース構造を実現している。従って従来のように、二つのケース部材を超音波溶着してなるダブルケース構造を採用した場合に比べ、薄型化・小型化の実現が可能であり、製造も容易にできる。また、いずれの素電池2A、2Bも一定強度を持つ樹脂製のケース部材3に収納しているため、強度的にも十分な電池パック1を実現している。
That is, at the time of manufacture, the
さらに、外装ラベル7の主面部701に樹脂シート層72を配設することで、外装ラベル7と素電池2A、2Bの間の気泡混入を効果的に防止し、外観品位を高める一方、樹脂シート層72の配設領域を外装ラベル7の主面部701のみに限定することで、電池パック1全体の薄型化を実現する。
また、外装ラベル7の延設端部702A〜702DにV字状スリット74A〜74Dを設けて改ざん表示機能を維持しつつ、外装ラベル7のしわや不要な裂け目の発生を防止することによって、電池パック1の外観品位の向上を図る効果も期待できるものである。
Furthermore, by disposing the
In addition, the V-shaped
<電池パック1の製造方法>
次に、電池パック1の製造方法の一例について、各図を用いて説明する。
(素電池2A、2Bの加工準備)
最初に扁平直方型のリチウムイオンポリマー型の素電池2A、2Bを準備する(図9(a))。各素電池2A(2B)の下面28A(28B)側にあるトップ封止部21に、粘着テープを用いて絶縁紙24A(24B)をそれぞれ配設する。負極タブ22A(22B)、正極タブ23A(23B)を所定の長さに揃えておく。
<Method for
Next, an example of a method for manufacturing the
(Preparation for processing of
First, flat rectangular lithium ion
次に、ブレーカー25A(25B)に、リード板26A(26B)、27A(27B)をダイレクトスポット溶接にて接続する。この時、溶接位置ずれに留意する。その後、リード板27A(27B)を正極タブ23A(23B)にスポット溶接する。
次にリード板27A(27B)の上部を主面20A(20B)側に折り曲げ、正極タブ23A(23B)を挟み込む(図9(a))。
Next, the
Next, the upper part of the
(保護回路基板4の組立準備)
次に、基板本体40に対し、コネクター配線41を電気接続して保護回路基板4を作製する。
リード板26A、26B、負極タブ22A、22Bを保護回路基板4に対してシリーズスポット溶接し、電気接続する(図9(b))。
(Preparation for assembly of protection circuit board 4)
Next, the
The
(電池パック1の組立加工)
次に、ケース部材3の素電池収納部30A(30B)に対し、主面28A(28B)を上に向けて素電池2A(2B)を収納する。また基板収納部301に対して保護回路基板4を収納し、コネクター配線41を切欠部31に嵌めて外部に露出させる。そして、保護回路基板4の上面を基板ホルダー5で被覆し、各嵌合ツメ34A〜34Cを同順に嵌合溝53A〜53Cに嵌合させる。また、係合ツメ54A、54Bの先端を同順に連通孔35A、35Bに挿通させ、係合ツメ54A、54Bの後端部540A、540Bを同順に嵌合ツメ35A、35Bに係合させる(図10(a))。これにより、ケース部材3側に基板ホルダー5を固定する。このとき、図4(b)に示すように、各連通孔33A〜33Cを通じて嵌合ツメ34A〜34Cと嵌合溝53A〜53Cの嵌合、及び係合ツメ54A、54Bの係合がそれぞれ正確になされているか否かを確認できる。
(Assembly processing of battery pack 1)
Next, the
すなわち前述したように、例えばケース部材3の嵌合ツメ34A〜34Cと基板ホルダー5の嵌合溝53A〜53Cとが嵌合不良を起こしている場合、嵌合ツメ34A〜34Cが嵌合溝53A〜53Cの側面と当接する。開口周縁が矩形状の連通孔33A〜33Cを見ると、嵌合ツメ34A〜34Cと嵌合溝53A〜53Cが当接している界面が、連通孔33A〜33Cの周縁の一辺と平行な状態で露見している(図5(d)参照)。
That is, as described above, for example, when the
一方、ケース部材3の嵌合ツメ34A〜34Cと基板ホルダー5の嵌合溝53A〜53Cとが正確に嵌合されている場合には、嵌合ツメ34A〜34Cは嵌合溝53A〜53Cによって隠れるため、連通孔33A〜33Cからはほとんど基板ホルダー5のみが見える(図5(c)参照)。
ケース部材3と基板ホルダー5とを互いに異なる色で形成することで、このような嵌合不良状態と嵌合状態の区別はさらに容易に行える。
On the other hand, when the
By forming the
従って、嵌合不足による外観不具合や内部配線の破断の有無等を作業者が容易に目視確認できるので、製造効率の向上と歩留まりの改善、品質の向上を期待できる。
上記のように前記嵌合状態及び前記係合状態を確認した後は、素電池2A、2Bの主面28A、28Bに対して、異物が入らないように注意しながら一様に樹脂シート6を貼着する(図10(b))。
Accordingly, since the operator can easily visually check the appearance defect due to insufficient fitting, the presence or absence of internal wiring breakage, and the like, it can be expected to improve the manufacturing efficiency, the yield, and the quality.
After confirming the fitted state and the engaged state as described above, the
その後は素電池2A、2Bの上面20A、20Bに対し、異物混入に留意して外装ラベル7の主面部701を貼着する。また、延設端部702A〜702Dをケース部材3の側面形状に合わせて折り曲げ、樹脂シート6の周縁領域上に貼着する(図11)。このとき、各延設端部702A〜702Dに形成されたV字状スリット74A〜74Dが樹脂シート6の周縁領域で中央寄りの位置に存在するように調整する。
Thereafter, the
以上で電池パック1が完成する。
<その他の事項>
上記実施の形態では、電池パック1に含まれる素電池の数を2個としたが、1個のみ、或いは3個以上とすることもできる。
また基板収納部301に収納する基板は保護回路基板4に限定されず、その他の基板、例えば配線基板等であってもよい。
Thus, the
<Other matters>
In the above embodiment, the number of unit cells included in the
Further, the substrate stored in the
また、ケース部材と基板ホルダーを固定する嵌合部と被嵌合部の組み合わせ数は、上記した嵌合ツメと嵌合溝の組み合わせの数に限定されない。いずれの場合も嵌合ツメの根元には、できるだけ連通孔を形成することが、製造時に嵌合ツメと嵌合溝の嵌合状態を確認する上で望ましい。
また、ケース部材と基板ホルダーに形成される嵌合ツメ、及び、係合部の組み合わせは、嵌合ツメ(突出部)と嵌合溝、及び、係合ツメと連通孔の組み合わせに限定されない。従って、例えば互いに係合(嵌合)ツメ同士を係合(係合)させるようにしてもよいし、ダボとダボ孔の組み合わせとしてもよい。
Further, the number of combinations of the fitting portion and the fitted portion for fixing the case member and the substrate holder is not limited to the number of combinations of the fitting claw and the fitting groove. In any case, it is desirable to form a communication hole as much as possible at the base of the fitting claw in order to confirm the fitting state between the fitting claw and the fitting groove at the time of manufacture.
Further, the combination of the fitting claw and the engaging portion formed on the case member and the substrate holder is not limited to the combination of the fitting claw (projecting portion) and the fitting groove, and the engagement claw and the communication hole. Therefore, for example, the engagement (fitting) claws may be engaged (engaged) with each other, or a combination of dowels and dowel holes may be used.
また、本発明で外装ラベルに形成するスリットとしてV字状スリットを例示したが、これに限定されず、矩形状のスリットを形成しても、一定の効果は得られる。しかしながら、裂ける部分が単一であるV字状スリットの方が改ざん表示機能を明確に発揮できるので好適である。V字状スリットの大きさや配置は適宜調節が可能であるが、素電池の主面周縁部よりも主面の中央部寄り位置上に配置することで、しわの発生防止効果を一層高めることができる。また、スリットの配設個数も適宜調節可能であり、各延設端部に2個以上設けてもよい。 Moreover, although the V-shaped slit was illustrated as a slit formed in an exterior label by this invention, it is not limited to this, A fixed effect is acquired even if it forms a rectangular-shaped slit. However, the V-shaped slit having a single tearing portion is preferable because the falsification display function can be clearly exhibited. The size and arrangement of the V-shaped slits can be adjusted as appropriate. However, the arrangement of the V-shaped slits closer to the center of the main surface than the peripheral portion of the main surface of the unit cell can further enhance the effect of preventing the generation of wrinkles. it can. Also, the number of slits can be adjusted as appropriate, and two or more slits may be provided at each extended end.
本発明は、例えば携帯電話機やPDAなどの電源として用いられ、高容量で小型・軽量の電池パックを低コストで生産する目的において非常に有用であると言える。 The present invention can be said to be very useful for the purpose of producing a high-capacity, small-sized and light-weight battery pack at a low cost, for example, as a power source for a mobile phone or a PDA.
1 電池パック
2A、2B 素電池(リチウムイオンポリマー電池)
3 ケース部材
4 保護回路基板
5 基板ホルダー
6 樹脂シート
7 外装ラベル
20A、20B 第二主面(上面)
21A、21B トップ封止部
22A、22B 負極タブ
23A、23B 正極タブ
24A、24B 絶縁紙
25A、25B ブレーカー(PTC素子)
26A、26B、27A、27B リード板
28A、28B 第一主面(下面)
30A、30B 素電池収納部
31 切欠部
32A、32B、33A、33B 連通孔
40 基板本体
41 コネクター配線
34A〜34C、35A、35B 嵌合ツメ(嵌合部)
50 上面部
51 窓部
52 庇部
53A〜53C 嵌合溝(被嵌合部)
54A、54B 係合ツメ
70 ラミネート層(ラベル層)
71 粘着層
72 樹脂シート層
73 糊層
74A〜74D V字状スリット
301 基板収納部
302〜308 リブ
410 コネクター部
540A、540B 後端部
701 外装ラベル主面部
702A〜702D、702X 延設端部
1
3 Case member 4
21A, 21B
26A, 26B, 27A,
30A, 30B
50
54A, 54B Engagement claw
70 Laminate layer (label layer)
71
74A to 74D V-shaped
Claims (7)
前記素電池の正極側または負極側の少なくともいずれかに電気接続された回路基板と、
前記両主面を除く前記4側面方向から前記素電池を囲繞して収納する枠状の素電池収納部、及び、前記回路基板を底面側から支持して前記素電池と並設するように収納する皿状の基板収納部を持つケース部材と、
前記素電池収納部に収納された前記素電池の前記第1主面を被覆するシート部材と、
少なくとも前記素電池の前記第2主面を被覆するように被着される外装ラベルとを有し、
前記外装ラベルの主面部は、外部に露出されるラベル層と、前記ラベル層よりも高剛性の樹脂シート層を含む積層構造を有して構成されている
ことを特徴とする電池パック。 A unit cell having a rectangular parallelepiped outer shape composed of rectangular first and second main surfaces and four side surfaces having a smaller area than the two main surfaces;
A circuit board electrically connected to at least one of a positive electrode side or a negative electrode side of the unit cell;
A frame-shaped unit cell storage unit that surrounds and stores the unit cell from the four side surfaces except the two main surfaces, and a circuit board that is supported from the bottom side and stored so as to be juxtaposed with the unit cell. A case member having a dish-shaped substrate storage portion,
A sheet member covering the first main surface of the unit cell stored in the unit cell storage unit;
An exterior label that is applied so as to cover at least the second main surface of the unit cell;
The main surface portion of the exterior label has a laminated structure including a label layer exposed to the outside and a resin sheet layer having rigidity higher than that of the label layer.
ことを特徴とする請求項1に記載の電池パック。 The battery pack according to claim 1, wherein the resin sheet layer is made of polycarbonate.
前記前記各延設端部の少なくともいずれかには、V字状のスリットが形成されている
請求項1または2に記載の電池パック。 A plurality of extending end portions that extend from the periphery of the main surface portion and are attached to the first main surface of the unit cell;
The battery pack according to claim 1, wherein a V-shaped slit is formed in at least one of the extended end portions.
ことを特徴とする請求項3に記載の電池パック。 The battery pack according to claim 3, wherein a position of a top portion of the V-shaped slit is provided in accordance with a position closer to a center from a peripheral edge of the sheet member.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の電池パック。 The battery pack according to any one of claims 1 to 4, wherein in the exterior label, the resin sheet layer is provided at a position excluding the extended end portion.
請求項1〜5のいずれかに記載の電池パック。 The battery pack according to claim 1, wherein two or more of the unit cells are accommodated in the case member in a state of being arranged in parallel with each other.
ことを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の電池パック。 The battery pack according to claim 1, wherein the unit cell is a lithium ion polymer battery.
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