JP2015015102A - Battery pack - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の素電池を積層した電池パックに関する。 The present invention relates to a battery pack in which a plurality of unit cells are stacked.
一般に、電池パックは、扁平状の素電池と、保護素子及び回路基板とを備える。近年、携帯型コンピューター(例えばタブレット端末、ノート型パソコン等)、電子書籍端末、デジタルカメラなどの電子機器に使用される電池パックに対しては、電池容量の増大に関する要望が極めて高い。この要望に応えるために、複数の素電池を積層した電池パックが知られている。特許文献1には、2つの素電池を蓋板が同じ側になるように積層し、当該2つの素電池を、蓋板側の負極リード及び蓋板とは反対側(外装缶の底面側)の正極リードで、それぞれ架橋するように並列に接続した電池パックが記載されている。
Generally, a battery pack includes a flat unit cell, a protection element, and a circuit board. In recent years, for battery packs used in electronic devices such as portable computers (for example, tablet terminals, notebook computers, etc.), electronic book terminals, digital cameras, etc., there has been a very high demand for an increase in battery capacity. In order to meet this demand, a battery pack in which a plurality of unit cells are stacked is known. In
一方、素電池の内圧が異常に上昇して電池ケースが破裂するのを防止するために、電池ケースに開裂溝(「ベント」と呼ばれることもある)が設けられることがある。特許文献2には、電池ケースの有底筒状の外装缶の平面部に開裂溝を設けることが記載されている。電池ケース内の圧力の上昇によって外装缶の平面部が膨らみ、その膨らみ量が所定の閾値を超えると、開裂溝が開裂して、電池ケース内のガスが放出される。 On the other hand, in order to prevent the internal pressure of the unit cell from rising abnormally and rupturing the battery case, the battery case may be provided with a cleavage groove (sometimes referred to as a “vent”). Patent Document 2 describes that a cleavage groove is provided in a flat portion of a bottomed cylindrical outer can of a battery case. When the pressure in the battery case increases, the flat portion of the outer can expands, and when the amount of expansion exceeds a predetermined threshold, the cleavage groove is opened and the gas in the battery case is released.
特許文献1の電池パックでは、2つの素電池の両端が正極リード及び負極リードで架橋され連結されている。従って、素電池の内圧が上昇しても、電池ケースの外装缶の膨らみが正極リード及び負極リードによって制限される可能性がある。このような電池パックを構成する素電池の外装缶に特許文献2に記載された開裂溝を形成しても、外装缶の膨らみ量が所定の閾値に到達し得ないために開裂溝が開裂せず、最悪の場合には電池ケースが破裂するという事態が起こりうる。
In the battery pack of
本発明は、上記の従来の問題を解決し、複数の素電池を積層した電池パックにおいて、電池ケースの外装缶の平面部に形成した開裂溝を適切に開裂させて、電池パックの安全性を向上させることを目的とする。 The present invention solves the above-described conventional problems, and in a battery pack in which a plurality of unit cells are stacked, the cleavage groove formed in the flat portion of the outer can of the battery case is appropriately cleaved, thereby improving the safety of the battery pack. The purpose is to improve.
本発明の電池パックは、その厚さ方向に積層された複数の扁平状の素電池を備える。前記素電池は、有底筒状の外装缶と、前記外装缶の開口を封止する蓋板とからなる電池ケースを備える。前記外装缶の平面部に開裂溝が形成されている。前記蓋板には正極端子及び負極端子が設けられている。前記複数の素電池は、前記蓋板が同じ側になるように配置されている。前記複数の素電池を電気的に接続するリードが、前記蓋板の側に配置されている。 The battery pack of the present invention includes a plurality of flat unit cells stacked in the thickness direction. The unit cell includes a battery case including a bottomed cylindrical outer can and a cover plate that seals an opening of the outer can. A cleavage groove is formed in the flat portion of the outer can. The lid plate is provided with a positive terminal and a negative terminal. The plurality of unit cells are arranged such that the cover plate is on the same side. Leads for electrically connecting the plurality of unit cells are disposed on the lid plate side.
本発明によれば、複数の素電池は、蓋板側ではリードによって互いに連結されているが、蓋板とは反対側では連結されていない。従って、複数の素電池のうちの少なくとも一つの電池ケース内の圧力が上昇して外装缶の平面部が膨らむと、蓋体とは反対側において複数の素電池が互いに離れるように変位することができる。このため、平面部に設けた開裂溝を意図した通りに開裂させることができる。よって、安全性が向上した電池パックを提供することができる。 According to the present invention, the plurality of unit cells are connected to each other by the lead on the cover plate side, but are not connected to the side opposite to the cover plate. Accordingly, when the pressure in at least one of the plurality of unit cells rises and the flat portion of the outer can expands, the plurality of unit cells may be displaced away from each other on the side opposite to the lid. it can. For this reason, the cleavage groove provided in the plane portion can be cleaved as intended. Therefore, a battery pack with improved safety can be provided.
上記の本発明の電池パックにおいて、前記複数の素電池のうちの少なくとも1つの内圧が上昇することによって前記外装缶の前記平面部が膨らむと、前記複数の素電池は、前記蓋板とは反対側において互いに離間するように変位して、前記開裂溝が開裂するように構成されていることが好ましい。これにより、素電池の内圧が上昇したときに平面部の膨らみが制限されないので、開裂溝が意図した通りに開裂する、安全性の高い電池パックを提供できる。 In the battery pack of the present invention, when the internal pressure of at least one of the plurality of unit cells rises and the flat portion of the outer can expands, the plurality of unit cells are opposite to the lid plate. It is preferable that the side is displaced so as to be separated from each other on the side so that the cleavage groove is cleaved. Thereby, since the swelling of a plane part is not restrict | limited when the internal pressure of a unit cell rises, the battery pack with high safety | security which a cleavage groove | channel tears as intended can be provided.
前記複数の素電池において、前記正極端子は、前記負極端子に対して同じ側に配置されていることが好ましい。これにより、複数の素電池をリードを用いて容易に並列接続することができる。 In the plurality of unit cells, the positive terminal is preferably disposed on the same side with respect to the negative terminal. Thereby, a some unit cell can be easily connected in parallel using a lead | read | reed.
以下に、本発明を好適な実施形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。以下の説明において参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態の部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明は以下の各図に示されていない任意の部材を備え得る。また、以下の各図では、実際の部材の寸法および各部材の寸法比率等は忠実に表されていない。 Below, this invention is demonstrated in detail, showing suitable embodiment. However, it goes without saying that the present invention is not limited to the following embodiments. In the following description, for convenience of explanation, among the members of the embodiment of the present invention, only the main members necessary for explaining the present invention are shown in a simplified manner. Therefore, the present invention can include any member not shown in the following drawings. Further, in the following drawings, the actual dimensions of members and the dimensional ratios of the members are not faithfully represented.
<素電池>
図1Aは本発明の一実施形態に係る電池パックを構成する素電池10の上面図、図1Bは素電池10の正面図である。素電池10は、一端が開口した有底筒状の外装缶12と、外装缶12の開口を封止する蓋板13とを有する電池ケース11を備える。素電池10は、充放電が可能な二次電池である。二次電池の種類は特に制限はないが、例えばリチウムイオン二次電池を用いることができる。素電池10は、上下方向(図1Bの上下方向)寸法及び幅方向(図1Bの左右方向)寸法に比べて厚さ方向(図1Aの上下方向)寸法が小さな扁平形状(薄板形状)を有している。電池ケース11内には、発電要素及び電解液(いずれも図示せず)が封入されている。発電要素は、シート状の正極集電体の片面又は両面に正極活物質を含む正極合剤層が塗布形成された正極と、シート状の負極集電体の片面又は両面に負極活物質を含む負極合剤層が塗布形成された負極とが、セパレータを介して巻回又は積層されてなる扁平状の電極体である。
<Unit cell>
FIG. 1A is a top view of a
外装缶12は、例えば、アルミニウム又はその合金などからなる金属製の板材を深絞り加工することで形成することができる。蓋板13は、例えば、アルミニウム合金などからなる金属板をプレス加工して形成することができる。外装缶12の開口の周縁と蓋板13の周囲の端縁とは、例えばレーザ光を用いたシーム溶接によって液密に封止されている。
The
蓋板13の幅方向の略中央位置には、負極端子14が設けられている。負極端子14は蓋板13を貫通し、電池ケース11内に収納された発電要素の負極集電体と電気的に接続されている。負極端子14と蓋板13との間には、両者を絶縁するための絶縁パッキン(図示せず)が介在している。蓋板13の、負極端子14から幅方向にわずかに離れた位置に正極端子15が設けられている。正極端子15は、電池ケース11内の発電要素の正極集電体と電気的に接続されている。正極端子15に対して負極端子14とは反対側に、封口体16が設けられている。封口体16は、蓋板13を貫通する注入口(貫通孔)を封止している。注入口を介して電池ケース11内に電解液を注入した後、当該注入口は封口体16で封止される。
A
外装缶12の、厚さ方向に対向する2つの略矩形状の平面部12aには、開裂溝17が形成されている。開裂溝17は、平面部12aの開裂溝17以外の部分より薄肉化されている。開裂溝17の形成方法は任意であり、例えば、外装缶12をプレス成形するのと同時に形成することができる。開裂溝17の形状、数、位置は任意である。図1Bに示した破線の開裂溝17は、裏面側の平面部12aに形成された開裂溝17を示している。本実施形態では、外装缶12に2つの開裂溝17が形成されており、当該2つの開裂溝17は負極端子14を通る上下方向軸に対して回転対称である。開裂溝17は、電池ケース11内の圧力が上昇することによって平面部12aが膨らみ、平面部12aの膨らみ量が所定の閾値を超えると、開裂するように設計されている。
A
<電池パック>
図2は、本発明の一実施形態にかかる電池パック1の斜視図である。図3は、電池パック1の分解斜視図である。
<Battery pack>
FIG. 2 is a perspective view of the
図3に示されているように、電池パック1は、図1A及び図1Bに示した2つの素電池10を備える。2つの素電池10は、蓋板13を同じ側に向けて、それぞれの平面部12aが互いに対向するように積層される。正極端子15は、負極端子14に対して、2つの素電池10で同じ側に配置される。2つの素電池10の間には、両者間に所定の隙間(例えば1mm程度)を確保するためにスペーサ21が設けられる。
As shown in FIG. 3, the
上下方向に積み重ねられた2つの素電池10の正極端子15は略J字形状に湾曲された短冊状の薄板金属板からなる正極リード22で接続される。それぞれの素電池10の負極端子14には、保護素子23の一端が接続される。保護素子23は、例えばポリスイッチ(PTC)を含む。2つの保護素子23の他端は、略J字形状に湾曲された短冊状の薄板金属板からなる負極リード24で接続される。かくして、2つの素電池10は並列に接続される。図4Aは、並列に接続された2つの素電池10の、蓋板13側から見た斜視図であり、図4Bは、外装缶12の底面12b側から見た斜視図である。2つの素電池10は、蓋板13側で正極リード22及び負極リード24を介して連結されているのに対して、蓋板13とは反対側(底面12b側)では、何ら連結されていない。
The
図3に戻り、正極リード22及び負極リード24に、回路基板25の正極端子26p及び負極端子26nが接続される。回路基板25は、保護回路(安全回路)を構成する電子部品を備える。回路基板25には、複数の外部接続端子27が幅方向に並んで配置されている。図5は、回路基板25が取り付けられた2つの素電池10の、蓋板13側から見た斜視図である。
Returning to FIG. 3, the
図3に戻り、回路基板25を取り付けた2つの素電池10は、上ケース27a及び下ケース27bの間に挟んで収納される。かくして、図2に示す電池パック1が得られる。2つの素電池10は、上ケース27a及び下ケース27bからなる筐体27内に収納されている。回路基板25の外部接続端子27が外部に露出している。
Returning to FIG. 3, the two
<作用>
上記のように構成された本実施形態の電池パック1の作用を説明する。
<Action>
The operation of the
本実施形態の電池パック1を構成する2つの素電池10は、蓋体13が同じ側を向き、且つ、平面部12aが互いに対向するようにして積層されている。平面部12aには、開裂溝17が形成されている。蓋体13には、正極端子15及び負極端子14が設けられており、2つの素電池10を電気的に接続するリード22,24は蓋体13側のみに配置されている。従って、蓋体13側では2つの素電池10は正極リード22及び負極リード24を介して連結されているから、2つの素電池10が離れるように変位することは困難である。これに対して、蓋体13とは反対側(外装缶12の底面12b側)では2つの素電池10は連結されていないから、2つの素電池10が離れるように変位することは比較的容易である。このため、2つの素電池10のうちの少なくとも一方の電池ケース11内の圧力が上昇してその平面部12aが膨らむと、2つの素電池10は蓋体13とは反対側において2つの素電池10が互いに離れるように変位することができる。上述した特許文献1に記載された電池パックと異なり、本実施形態では電池ケース11は比較的自由に膨らむことができる。従って、電池ケース11の平面部12aの膨らみ量が所定の閾値に達すると開裂溝17が開裂して、電池ケース11内のガスが外界に放出される。
The two
このように、本実施形態の電池パック1では、複数の電池ケース11の平面部12aが自由に膨らむことができるように蓋体13の側でのみ連結されているので、外装缶12の平面部12aに設けた開裂溝17を意図した通りに開裂させることができる。従って、電池パック1の安全性が向上される。
As described above, in the
筐体27は、電池ケース11の膨らみを制限することがないように設計されていることが好ましい。例えば、筐体27の、素電池10の厚さ方向の内寸法は、積み重ねられた2つの素電池10の厚さ方向の外寸法に比べて、電池ケース11の膨らみ量を考慮して大きめに設定することができる。あるいは、電池ケース11が膨らむと、上ケース27aと下ケース27bとが容易に分離するように構成することができる。
The
上記の実施形態は例示に過ぎない。本発明は上記の実施形態に限定されず、適宜変更することができる。 The above embodiments are merely examples. The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified as appropriate.
上記の実施形態では、複数の素電池10が並列に接続されていたが、本発明はこれに限定されず、複数の素電池10が直列に接続されていてもよい。この場合、隣り合う素電池10の異極端子同士(即ち、正極端子と負極端子)がリードで接続される。当該リードは、上記の実施形態のリード22,24と同様に蓋板13の側のみに配置される。
In said embodiment, although the
電池パックを構成する素電池10の数は2つに限定されず、3つ以上の任意の数であってもよい。
The number of
保護素子と回路基板とが一部品で構成されていてもよい。 The protection element and the circuit board may be composed of one component.
筐体27の構成は上記の実施形態に限定されない。筐体27を省略することもできる。
The configuration of the
本発明の利用分野は特に制限はなく、高容量が要求される電池パックとして広範囲に利用することができる。特に、携帯電話、携帯型コンピューター(例えばタブレット端末、ノート型パソコン等)、電子書籍端末、デジタルカメラなどの各種携帯型機器に使用される電池パックとして好ましく利用することができる。 The application field of the present invention is not particularly limited, and can be widely used as a battery pack that requires a high capacity. In particular, it can be preferably used as a battery pack used in various portable devices such as a mobile phone, a portable computer (for example, a tablet terminal, a notebook computer, etc.), an electronic book terminal, and a digital camera.
1 電池パック
10 素電池
11 電池ケース
12 外装缶
12a 平面部
13 蓋板
14 負極端子
15 正極端子
17 開裂溝
22 正極リード
23 保護素子
24 負極リード
25 回路基板
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記素電池は、有底筒状の外装缶と、前記外装缶の開口を封止する蓋板とからなる電池ケースを備え、
前記外装缶の平面部に開裂溝が形成されており、
前記蓋板には正極端子及び負極端子が設けられており、
前記複数の素電池は、前記蓋板が同じ側になるように配置されており、
前記複数の素電池を電気的に接続するリードが、前記蓋板の側に配置されていることを特徴とする電池パック。 A battery pack in which a plurality of flat unit cells are stacked in the thickness direction,
The unit cell includes a battery case including a bottomed cylindrical outer can and a lid plate that seals the opening of the outer can.
A cleavage groove is formed in the flat portion of the outer can,
The lid plate is provided with a positive terminal and a negative terminal,
The plurality of unit cells are arranged so that the cover plate is on the same side,
A battery pack, wherein leads for electrically connecting the plurality of unit cells are arranged on the lid plate side.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013140024A JP2015015102A (en) | 2013-07-03 | 2013-07-03 | Battery pack |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013140024A JP2015015102A (en) | 2013-07-03 | 2013-07-03 | Battery pack |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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ID=52436719
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2013140024A Pending JP2015015102A (en) | 2013-07-03 | 2013-07-03 | Battery pack |
Country Status (1)
Country | Link |
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2013
- 2013-07-03 JP JP2013140024A patent/JP2015015102A/en active Pending
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