JP2021150003A - 電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】保持部材を薄くして二次電池セルの高容量化を図りつつ、保持部材の強度も確保する。【解決手段】電池パックは、薄型の二次電池セル１を枠状の保持部材２で保持して外装ラベル３を貼付している。二次電池セル１は、少なくとも第１の主面１Ａの側縁部において、側面１Ｃとの境界部分の隅部を面取りした横断面形状としている。保持部材２は、二次電池セル１の主面を表出させる開口部を両面に開口すると共に、二次電池セル１の側面１Ｃを覆う側面壁部２３を備えている。側面壁部２３は、二次電池セル１の第１の主面１Ａが配置される第１の表面２Ａ側の先端に沿って、二次電池セル１側に突出する凸条リブ５を備えており、凸条リブ５を、二次電池セル１の隅部の面取りされたスペースに配置すると共に、凸条リブ５を含む側面壁部２３の先端面を、二次電池セル１の第１の主面１Ａと同一平面として、外装ラベル３の貼付面６としている。【選択図】図５

Description

本発明は、薄型の二次電池セルを備える電池パックに関する。

スマートフォンやタブレット、ノートパソコン等の携帯電子機器等の電源として、充電可能な二次電池セルを備える電池パックが用いられている。電池パックの二次電池セルとしては、薄型化が可能なパウチ電池が使用されている。一方で、携帯性などのため、電池パックの小型化と高容量化という相反する要求が高まっている。

一般に電池パックは、ケースやフレーム内に二次電池セルを配置する構造となっているが、二次電池セルの大容量化を図るには、二次電池セルを大きくする必要がある。この場合において、電池パックの大型化を避けるには、相対的にこの二次電池セルを保持するケースやフレーム等の保持部材側を薄くしなければならない。しかしながら、二次電池セルを保持する保持部材を薄くすると、セルを保持する強度が弱くなるだけでなく、保持したセルを外的負荷から保護するという機能も弱くなる。また、保持部材に二次電池セルをセットした状態で、ラベルを貼付する構成においては、ケースやフレームが薄くなると、ラベルを貼付する面積が狭くなって、十分な貼付強度を発揮しにくくなり、ラベルが剥がれ易くなる懸念があった。

特開２０１３−２５４６３８号公報

本発明の目的の一は、二次電池セルを保持する保持部材を薄くして二次電池セルの高容量化を図りつつ、保持部材の強度及び二次電池セルの外的負荷に対する保護機能も確保した電池パックを提供することにある。

本発明のある態様の電池パックは、対向する第１の主面及び第２の主面の外形を四角形とする、一以上の薄型の二次電池セルと、二次電池セルを保持する枠状の保持部材と、二次電池セルを保持した保持部材に貼付される外装ラベルとを備えている。二次電池セルは、少なくとも第１の主
面の側縁部において、側面との境界部分の隅部を面取りした横断面形状としている。保持部材は、二次電池セルの第１の主面及び第２の主面を表出させる開口部を有し、二次電池セルの側面を覆う側面壁部を備えている。側面壁部は、二次電池セルの第１の主面が配置される第１の表面側の先端に沿って、二次電池セル側に突出する凸条リブを備えており、凸条リブを、二次電池セルの隅部の面取りされたスペースに配置すると共に、凸条リブを含む側面壁部の先端面を、二次電池セルの第１の主面と同一平面として、外装ラベルの貼付面としている。

本発明の電池パックによると、二次電池セルを保持する保持部材を薄くして二次電池セルの高容量化を図りつつ、保持部材の強度及び二次電池セルの外的負荷に対する保護機能を確保できる。さらに、保持部材に貼付する外装ラベルの貼付面積を確保して、外装ラベルが剥がれるのを有効に防止できる。

本発明の一実施形態に係る電池パックの斜視図である。 図１に示す電池パックの分解斜視図である。 図２に示す電池パックをさらに分解した分解斜視図である。 図３に示す電池パックを背面側から見た分解斜視図である。 図１に示す電池パックのＶ−Ｖ線における一部拡大断面図である。 図１に示す電池パックのＶＩ−ＶＩ線における一部拡大断面図である。 パウチ電池を示す斜視図である。 図７に示すパウチ電池の製造工程を示す斜視図である。 凸条リブの他の一例を示す要部拡大断面図である 凸条リブの他の一例を示す要部拡大断面図である 基板収納部を示す拡大分解斜視図である。 第２のラベルを貼付した保持部材に第１のラベルを貼付する状態を示す底面斜視図である。 図１２に示す電池パックの拡大斜視図である。 本発明の一実施形態の電池パックと従来の電池パックを比較する拡大断面図である。

本発明の第１の実施態様の電池パックは、対向する第１の主面及び第２の主面の外形を四角形とする、一以上の薄型の二次電池セルと、二次電池セルを保持する枠状の保持部材と、二次電池セルを保持した保持部材に貼付される外装ラベルとを備える電池パックであって、二次電池セルは、少なくとも第１の主面の側縁部において、側面との境界部分の隅部を面取りした横断面形状としており、保持部材は、二次電池セルの第１の主面及び第２の主面を表出させる開口部を有し、二次電池セルの側面を覆う側面壁部を備えており、側面壁部は、二次電池セルの第１の主面が配置される第１の表面側の先端に沿って、二次電池セル側に突出する凸条リブを備えており、凸条リブを、二次電池セルの隅部の面取りされたスペースに配置すると共に、凸条リブを含む側面壁部の先端面を、二次電池セルの第１の主面と同一平面として、外装ラベルの貼付面としている。

上記構成によると、薄型の二次電池セルの側面を覆う保持部材の側面壁部が、第１の表面側の先端に沿って二次電池セル側に突出する凸条リブを備え、この凸条リブを含む側面壁部の先端面を外装ラベルの貼付面とするので、側面壁部を薄く成形しながら、薄い側面壁部を凸条リブで補強して剛性の低下を防ぐと共に、側面壁部の先端に凸条リブを設けることで側面壁部の先端面に形成される外装ラベルの貼付面の面積を確保して、外装ラベルが剥がれるのを有効に防止できる。また、側面壁部から突出する凸条リブを、二次電池セルの隅部の面取りされたスペースに配置することで、電池パックの外形を大きくすることなく、二次電池セルの幅方向の外形を大きくして、電池容量を大きくできる特長が実現できる。

本発明の第２の実施態様の電池パックは、二次電池セルを複数備えており、保持部材は、複数の二次電池セルの端面が同一平面状となり、かつ第１の主面及び第２の主面が同一平面状となるように並べて挿入する挿入空間を窓状に形成してなり、側面壁部は、隣接して配置される複数の二次電池セルの外側の側面に対向して配置される側壁部と、隣接する二次電池セル同士の対向する側面の間に配置される中間壁部とを備えており、記側壁部が、内側に配置される二次電池セルの隅部の面取りされたスペースに配置される１条の凸条リブを備え、中間壁部が、両側に配置される二次電池セルの隅部の面取りされたスペースに各々配置される２条の凸条リブを備えている。

上記構成によると、複数の二次電池セルを同一平面となるように保持部材に配置し、側面壁部を、隣接して配置される複数の二次電池セルの外側に配置される側壁部と、隣接する二次電池セル同士の間に配置される中間壁部とで構成し、側壁部が内側に配置される二次電池セルの隅部のスペースに配置される凸条リブを備え、中間壁部が両側に配置される二次電池セルの部隅部のスペースに各々配置される２条の凸条リブを備えているので、側壁部及び中間壁部を薄く成形しながら、薄い側壁部及び中間壁を凸条リブで補強して剛性の低下を防ぐと共に、側壁部及び中間壁の先端に凸条リブを設けることで側壁部及び中間壁部の先端面に形成される外装ラベルの貼付面の面積を確保して、外装ラベルが剥がれるのを有効に防止できる。また、側壁部及び中間壁から突出する凸条リブを、二次電池セルの隅部の面取りされたスペースに配置することで、電池パックの外形を大きくすることなく、各二次電池セルの幅方向の外形を大きくして、電池パックの全体の電池容量をさらに大きくできる特長が実現できる。

本発明の第３の実施態様の電池パックは、凸条リブを設けた側壁部の横断面形状をＬ字状として貼付面を平面状とし、凸条リブを設けた中間壁部の横断面形状を逆Ｔ字状として貼付面を平面状としている。

上記構成によると、側壁部の横断面形状をＬ字状とし、中間壁部の横断面形状を逆Ｔ字状とすることで、保持部材の第１の表面側に形成される側壁部の貼付面と中間壁部の貼付面とを平面状として、外装ラベルを確実に、しかも外観よく貼付できる。

本発明の第４の実施態様の電池パックは、二次電池セルは、第１の主面の端縁部において、端面との境界部分の隅部を面取りした縦断面形状としており、保持部材は、二次電池セルの端面を覆う端面壁部を備えており、端面壁部は、二次電池セルの第１の主面が配置される第１の表面側の先端に沿って、二次電池セル側に突出する凸条リブを備えており、凸条リブを、二次電池セルの隅部の面取りされたスペースに配置すると共に、凸条リブを含む端面壁部の先端面を、二次電池セルの第１の主面と同一平面として、外装ラベルの貼付面としている。

上記構成によると、薄型の二次電池セルの端面を覆う保持部材の端面壁部が、第１の表面側の先端に沿って二次電池セル側に突出する凸条リブを備え、この凸条リブを含む端面壁部の先端面を外装ラベルの貼付面とするので、端面壁部を薄く成形しながら、薄い端面壁部を凸条リブで補強して剛性の低下を防ぐと共に、端面壁部の先端に凸条リブを設けることで端面壁部の先端面に形成される外装ラベルの貼付面の面積を確保して、外装ラベルが剥がれるのを有効に防止できる特長が実現できる。また、端面壁部から突出する凸条リブを、二次電池セルの隅部の面取りされたスペースに配置することで、電池パックの外形を大きくすることなく、二次電池セルの長さ方向の外形を大きくして、電池容量を大きくできる特長が実現できる。

本発明の第５の実施態様の電池パックは、保持部材が、側面壁部の凸条リブと、端面壁部の凸条リブとを一体的に連結している。

上記構成によると、保持部材の側面壁部に設けた凸条リブと、端面壁部に設けた凸条リブとを一体的に連結することで、側面壁部及び端面壁部の剛性をさらに高めることができる。とくに、側面壁部と端面壁部の相対的な変形を抑制して、保持部材によって保持される二次電池セルを効果的に保護できる。

本発明の第６の実施態様の電池パックは、外装ラベルが、二次電池セルの第１の主面が配置される保持部材の第１の表面側に貼付される第１のラベルと、二次電池セルの第２の主面が配置される保持部材の第２の表面側に貼付される第２のラベルとを備え、第１のラベル及び第２のラベルの外形を保持部材の外形と等しくしている。

上記構成によると、第１のラベルと第２のラベルの外形を保持部材の外形と等しくすることで、各々のラベルを保持部材の表面に余白なく貼付することができ、外観を美しくできる。とくに、第１の表面においては、第１のラベルの外周縁の一部を、凸条リブによって形成される貼付面に貼付することで、第１のラベルを剥がれないように貼付できる。

本発明の第７の実施態様の電池パックは、第２のラベルが、保持部材の外形と等しい外形を有する本体部と、本体部の外周縁から外側に突出する複数の折り返し片を備えており、第２のラベルの本体部を保持部材の第２の表面に貼付し、折り返し片を保持部材の外周縁で折り返して第１の表面に貼付している。

上記構成によると、第２のラベルは、保持部材の外形と等しい本体部を保持部材の第２の表面側に貼付すると共に、本体部の外周縁から突出する複数の折り返し片を保持部材の外周縁で折り返して第１の表面に貼付するので、保持部材の第２の表面側に貼付される第２のラベルが剥がれるのを確実に防止できる。

本発明の第８の実施態様の電池パックは、保持部材が、外周面に一以上の突出部を設けており、外装ラベルが、突出部と非対応の位置に折り返し片を設けている。

上記構成により、電池パックの保持部材に突出部を設けて電池パックの位置決めや連結に利用しつつ、このような突出部を備える電池パックの表面を外装ラベルで貼付することが可能となる。

本発明の第９の実施態様の電池パックは、凸条リブが、二次電池セルに向かって突出された突出端面と、突出端面から連続して側面壁部または端面壁部の中間側に面する内側面との境界部分を面取りしている。

上記構成により、凸条リブと二次電池セルの当接する端部を鋭角とせず面取りすることで、二次電池セルに過度な応力が集中する事態を避けて安全性が高められる。

本発明の第１０の実施態様の電池パックは、凸条リブが、二次電池セルの隅部と対向する内側面を湾曲面または傾斜面としている。

上記構成により、凸条リブを二次電池セルの側面に沿わせて配置することで、限られた空間を利用して無駄なく二次電池セルを保持できる。

本発明の第１１の実施態様の電池パックは、二次電池セルを、電極体の周囲を外装フィルムで被覆してなるパウチ電池としている。

以下、図面に基づいて本発明を詳細に説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が制限されるものではない。また、複数の図面に表れる同一符号の部分は同一もしくは同等の部分又は部材を示す。
さらに以下に示す実施形態は、本発明の技術思想の具体例を示すものであって、本発明を以下に限定するものではない。また、以下に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、例示することを意図したものである。また、一の実施の形態、実施例において説明する内容は、他の実施の形態、実施例にも適用可能である。また、図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため、誇張していることがある。

本発明の電池パックは、主としてスマートフォンやタブレット、ノートパソコン等の携帯電子機器の電源として使用するのに適している。ただし、本発明は、電池パックの用途を特定するものではなく、他の種々の電子機器用の電源としても使用することもできる。

（実施の形態１）
本発明の一実施の形態に係る電池パックを図１〜図４に示す。図１は電池パックの斜視図を、図２は図１に示す電池パックの分解斜視図を、図３は図２の電池パックをさらに分解した分解斜視図を、図４は図３の電池パックを背面側から見た分解斜視図を、図５は図１に示す電池パックのＶ−Ｖ線における一部拡大断面図を、図６は図１に示す電池パックのＶＩ−ＶＩ線における一部拡大断面図をそれぞれ示している。

図１〜図６に示す電池パック１００は、対向する第１の主面１Ａ及び第２の主面１Ｂの外形を四角形とする薄型の二次電池セル１と、二次電池セル１を保持する枠状の保持部材２と、二次電池セル１を保持した保持部材２に貼付される外装ラベル３とを備えている。これらの図に示す電池パック１００は、３個の二次電池セル１を備えており、各々の二次電池セル１が同一平面に並ぶ姿勢となるように保持部材２に配置している。ただ、本発明の電池パックは、二次電池セルの個数を限定しない。電池パックは１つの二次電池セルを備えることができ、あるいは２以上の二次電池セルを備えることができる。さらに、図に示す電池パック１００は、回路基板４を備えている。回路基板４は、二次電池セル１に電気接続されて、保持部材２に収納されている。

（二次電池セル１）
二次電池セル１は、全体の形状を扁平状とする薄型の二次電池で、図７に示すように、対向する第１の主面１Ａ及び第２の主面１Ｂの外形を四角形としている。さらに、二次電池セル１は、一方の端部に正負の電極端子１５を設けて出力側端部１Ｅとして、この出力側端部１Ｅと反対側の面を端面１Ｄとし、さらに、第１の主面１Ａ及び第２の主面１Ｂの両側の面を側面１Ｃとしている。さらに、二次電池セル１は、詳細には後述するが、少なくとも第１の主面１Ａの側縁部において、側面１Ｃとの境界部分の隅部を面取りした横断面形状としており、この隅部に隅角スペース１６を設けている。

図７に示す二次電池セル１は、図８に示すように、電極体１３の周囲を外装フィルム１１で被覆しているパウチ電池１０としている。薄型のパウチ電池１０は、厚さ３ｍｍ〜１０ｍｍのリチウムイオンポリマー電池である。ただ、本発明は、二次電池セルをパウチ電池には特定せず、また、パウチ電池をリチウムイオンポリマー電池にも特定しない。パウチ電池は、充放電できる全てのパウチ電池とすることができる。以下、二次電池セルをパウチ電池とする実施形態について詳述する。

パウチ電池１０は、図８に示すように、第１外装フィルム１１Ａと第２外装フィルム１１Ｂの間に電極体１３を挟んで、第１外装フィルム１１Ａと第２外装フィルム１１Ｂを電極体１３の外周でラップし、このラップ部１２を結合して内部に電極体１３を内蔵している。図のパウチ電池１０は、四角形で、その両側と一方の端部で外装フィルム１１のラップ部１２を設け、ラップ部１２で第１外装フィルム１１Ａと第２外装フィルム１１Ｂとを、接着や溶着等の方法で気密に結合している。図のパウチ電池１０は、１枚の外装フィルム１１を電極体１３のひとつの辺で折り返して、電極体１３の一方の面をカバーする部分を第１外装フィルム１１Ａとし、電極体１３の他方の面をカバーする面を第２外装フィルム１１Ｂとしている。この構造のパウチ電池１０は、電極体１３の１辺に沿って外装フィルム１１を折り返すので、ひとつの辺にはラップ部がなく、３辺がラップ部１２となる。図示しないが、パウチ電池は、４辺の外周にラップ部を設けた構造とすることもある。このパウチ電池は、電極体の両面に、分離された２枚の外装フィルムを重ね、電極体の周囲の４辺のラップ部で結合して製作される。

図８に示すパウチ電池１０は、第２外装フィルム１１Ｂを平面状としている。第２外装フィルム１１Ｂを平面状とするために、第１外装フィルム１１Ａは電極体１３の周囲に沿って折曲され、ラップ部１２で第２外装フィルム１１Ｂに密着状態で結合される。図８のパウチ電池１０は、電極体１３の周囲が外装フィルム１１で被覆された電池本体１０Ｘの両側に位置する一対の折曲ラップ部１２Ａを、第１外装フィルム１１ＡをＵ曲するように折り曲げて、電池本体１０Ｘの両側面に沿うように折曲している。一対の折曲ラップ部１２Ａの間に位置する突出ラップ部１２Ｂは、折曲することなく電極体１３の表面に平行な平面状として電極体１３から突出している。パウチ電池１０は、突出ラップ部１２Ｂに正負の電極端子１５を設けている。図に示す電極端子１５は、電極体１３から外部に引き出されて、第１外装フィルム１１Ａと第２外装フィルム１１Ｂとの間に気密に挟着された出力タブとしている。正負の電極端子１５は、リード板（図示せず）やＰＴＣ等の保護素子（図示せず）を介して回路基板４に電気接続される。

以上の構造のパウチ電池１０は、第１の主面１Ａの両側縁部において、電池本体１０Ｘの両側面に配置される折曲ラップ部１２Ａにより、隅部が面取りされた横断面形状に形成されている。図７に示すパウチ電池１０は、電池本体１０Ｘの側面において折り返された折曲ラップ部１２Ａの折曲高さ（ｈ）を電池本体１０Ｘの厚さ（ｔ）よりも低くすることで、第１の主面１Ａと側面１Ｃとの境界部分の隅部を段差状に面取りした形状として、隅角スペース１６を形成している。このように、折曲ラップ部１２Ａを電池本体１０Ｘの側面に折り返す構造のパウチ電池１０においては、この折曲ラップ部１２Ａの折曲高さ（ｈ）を調整することで隅部に形成される隅角スペース１６の大きさを調整できる。

さらに、パウチ電池は、長円形状に巻回された電極板からなる電極体を内蔵する場合においても、電池本体の両側縁部の隅部が湾曲されて面取りされた形状となって、隅角スペースが形成される。この場合、折曲ラップ部の折曲高さに関係なく、二次電池セルの隅部に隅角スペースが形成される。本明細書において、二次電池セルの隅部を面取りするとは、電池本体の隅部を湾曲させたり、Ｃ面カットにより面取りする構造には限定せず、隅部に空隙が形成される他の全ての構造、例えば、前述のように、折り返された折曲ラップ部の高さを短くすることで段差状に隅角スペースが形成される構造等を含む広い意味で使用する。

なお、本発明は、二次電池セルをパウチ電池に特定しない。二次電池セルには、外形を四角形とする扁平状の薄型電池であれば、金属製の外装缶を備える二次電池セルも使用できる。このような二次電池セルとして、金属製の外装缶の開口部を封口板で気密に閉塞している薄型の角形電池が使用できる。したがって、二次電池セルは、リチウムイオン電池やニッケル−水素電池としてもよい。このように、金属製の外装缶を備える二次電池セルにおいても、少なくとも一方の主面の両側の隅部を面取りした横断面形状として、例えば、端面の外形を長円形に近似する形状として、隅部を円弧状に面取りして隅角スペースを形成することができる（図１０参照）。

（保持部材２）
保持部材２は、二次電池セル１と、二次電池セル１に接続される回路基板４とを収納して定位置に保持する。図３と図４に示す保持部材２は、二次電池セル１を外周縁に沿って保持する枠状であって、二次電池セル１の第１の主面１Ａ及び第２の主面１Ｂを表出させる開口部を両面に有している。図の保持部材２は、全体の外形を長方形状としており、長方形の一辺に沿う端部に、回路基板４を収納する基板収納部２１を設けている。図の保持部材２は、３個の二次電池セル１を同一平面状に並べて挿入する挿入空間２２を回路基板４の延長方向に並べて設けており、３個の二次電池セル１を横並びの姿勢で配置しながら、各二次電池セル１の出力側端部１Ｅに配置された電極端子１５を回路基板４に接続するようにしている。図の電池パック１００は、各二次電池セル１の出力側端部１Ｅが回路基板４に沿って同一直線状に並ぶ姿勢となるように、３個の二次電池セル１を回路基板４の１辺と対向する位置に配置しており、保持部材２でもって同一平面に配置している複数の二次電池セル１を定位置に保持している。

図２〜図４に示す保持部材２は、二次電池セル１の出力側端部１Ｅに対向して形成される基板収納部２１と、基板収納部２１に連結されて二次電池セル１の側面１Ｃを覆う側面壁部２３と、側面壁部２３に連結されて二次電池セル１の端面１Ｄを覆う端面壁部２４とを備えている。図の保持部材２は、二次電池セル１の両側面１Ｃを覆う側面壁部２３と端面１Ｄを覆う端面壁部２４の内側に、二次電池セル１を挿入する挿入空間２２を設けており、各挿入空間２２に挿入される二次電池セル１を側面壁部２３と端面壁部２４とで定位置に位置決めしながら、出力側端部１Ｅに配置された電極端子１５を回路基板４の定位置に対向して配置するようにしている。

（側面壁部２３）
側面壁部２３は、二次電池セル１の側面１Ｃと対向する位置に配置されており、二次電池セル１の側面１Ｃを位置決めして定位置に保持する。図３〜図５に示す側面壁部２３は、隣接して配置される３つの二次電池セル１の外側に対向して配置される側壁２３Ａと、隣接する二次電池セル１同士の間に配置される中間壁２３Ｂとを備えている。したがって、隣接して配置される３つの二次電池セル１のうち、両側に配置される二次電池セル１は、側壁部２３Ａと中間壁部２３Ｂと端面壁部２４で形成される挿入空間２２に挿入され、中間に配置される二次電池セル１は、一対の中間壁部２３Ｂと端面壁部２４で形成される挿入空間２２に挿入される。挿入空間２２に二次電池セル１が挿入される保持部材２は、図５と図６に示すように、二次電池セル１の第１の主面１Ａが配置される側の表面を第１の表面２Ａとし、二次電池セル１の第２の主面１Ｂが配置される側の表面を第２の表面２Ｂとしている。

本実施形態に係る電池パック１００は、保持部材２に収納する二次電池セル１の電池容量を大きくするために、側面壁部２３の厚さを従来よりも薄く成形している。ただ、側面壁部を薄くすると、剛性が低下して変形しやすくなると共に、保持部材の表面に積層される外装ラベルを貼付する面積が狭くなって剥がれやすくなる。この問題点を解消するために、図５に示す保持部材２の側面壁部２３は、二次電池セル１の第１の主面１Ａが配置される第１の表面２Ａ（図において下面）側の先端に沿って、二次電池セル１側に突出する凸条リブ５を設けている。

（凸条リブ５）
凸条リブ５は、図３〜図５に示すように、側面壁部２３の先端から二次電池セル１に向かって突出すると共に、側面壁部２３の先端に沿って、二次電池セル１の側面１Ｃの長手方向に延長して一体成形されている。さらに、凸条リブ５は、挿入空間２２に挿入される二次電池セル１の面取りされた隅部に対向して形成されている。図５に示す側面壁部２３は、保持部材２の外側に配置される側壁部２３Ａと中間に配置される中間壁部２３Ｂの両方に凸条リブ５を設けている。側壁部２３Ａは、内側に配置される二次電池セル１の隅部の隅角スペース１６に配置される１条の凸条リブ５を備えている。この凸条リブ５は、側壁部２３Ａの先端（図において下端）から内側に向かって垂直に突出しており、凸条リブ５を含む側壁部２３Ａの横断面形状をＬ字状としている。中間壁部２３Ｂは、両側に配置される二次電池セル１の隅部の隅角スペース１６に各々配置される２条の凸条リブ５を備えている。２条の凸条リブ５は、中間壁部２３Ｂの先端（図において下端）から両側に向かって垂直に突出しており、凸条リブ５を含む中間壁部２３Ｂの横断面形状を逆Ｔ字状としている。

以上の凸条リブ５は、二次電池セル１の隅部に形成された隅角スペース１６に配置可能な大きさと形状に形成されており、隅部に隅角スペース１６を備える二次電池セル１を効率よく収納できるようにしている。さらに、側面壁部２３の長さ方向に延長して一体成形される凸条リブ５は、一端を端面壁部２４に連結すると共に、他端を基板収納部２１に連結して側面壁部２３を補強している。このように、側面壁部２３の厚さ方向に突出する形状の凸条リブ５を一体形成することで、側面壁部２３を薄く成形しながら、厚さ方向への曲げ剛性を低下させることなく、十分な強度を維持できる。また、図に示す側面壁部２３は、凸条リブ５を含む先端面を二次電池セル１の第１の主面１Ａと同一平面としており、この先端面を外装ラベル３の貼付面６としている。このように、側面壁部２３を薄く成形しつつ、その先端に二次電池セル１側に突出する凸条リブ５を形成することで、凸条リブ５を含む側面壁部２３の先端面全体を外装ラベル３の貼付領域として、外装ラベル３を貼付するための面積を確保して、外装ラベル３が剥がれるのを抑制している。

図５に示す凸条リブは、二次電池セル１に向かって突出された突出端面５ａと、この突出端面５ａから連続して側面壁部２３の中間側に面する内側面５ｂとの境界部分を面取りして面取り部５ｃを設けている。このように、二次電池セル１と当接する端部を鋭角とせず面取りすることで、二次電池セル１に過度な応力が集中するのを防止して二次電池セル１を保護できる。図５に示す面取り部５ｃは、カット面としているが、面取り部は湾曲面とすることもできる。

さらに、凸条リブは、図９及び図１０に示す形状とすることもできる。これらの図に示す凸条リブ５Ｂ、５Ｃは、側面壁部２３から二次電池セル１に向かって突出するにつれて厚さが次第に薄くなる形状に成形している。図９に示す凸条リブ５Ｂは、側面壁部２３の中間側から二次電池セル１側の突出端に向かって形成される内側面であって、二次電池セル１の面取り部分と対向する内側面を傾斜面５ｄとしている。さらに、図１０に示す凸条リブ５Ｃは、側面壁部２３の中間側から二次電池セル１側の突出端に向かって形成される内側面であって、二次電池セル１の面取り部分と対向する内側面を湾曲面５ｅとしている。なお、この図１０においては、二次電池セル１として、横断面形状において、四隅を円弧状に面取りして隅角スペース１６を設けてなる薄型電池を保持する例を示している。

（端面壁部２４）
さらに、端面壁部２４は、二次電池セル１の端面１Ｄと対向する位置に配置されており、二次電池セル１の端面１Ｄを位置決めして定位置に保持する。図６に示す保持部材２は、二次電池セル１の端面１Ｄを覆う端面壁部２４にも凸条リブ５を設けている。図６に示す端面壁部２４は、第１の表面２Ａ側の先端に沿って、二次電池セル１側に突出する凸条リブ５を一体成形して設けている。端面壁部２４の凸条リブ５は、二次電池セル１の端面１Ｄの長手方向に延長して成形されており、その両端を、側面壁部に設けた凸条リブ５に一体的に連結している。このように、端面壁部２４の厚さ方向に突出する形状の凸条リブ５を一体形成することで、端面壁部２４を薄く成形しながら、厚さ方向への曲げ剛性を低下させることなく、十分な強度を維持できる。また、端面壁部２４に設けた凸条リブ５と側面壁部２３に設けた凸条リブ５とを一体的に連結する構造は、側面壁部２３及び端面壁部２４の剛性をさらに高めることができる。

さらに、端面壁部２４の凸条リブ５は、二次電池セル１の端面側の隅部に形成される面取りされた隅角スペース１６に配置している。すなわち、二次電池セル１は、第１の主面１Ａの端縁部において、端面１Ｄとの境界部分の隅部を面取りした縦断面形状として隅角スペース１６を設けている。また、図に示す端面壁部２３は、凸条リブ５を含む先端面を二次電池セル１の第１の主面１Ａと同一平面としており、この先端面を外装ラベル３の貼付面６としている。このように、端面壁部２４を薄く成形しつつ、その先端に二次電池セル１側に突出する凸条リブ５を形成することで、凸条リブ５を含む端面壁部２４の先端面全体を外装ラベル３の貼付領域として、外装ラベル３を貼付するための面積を確保して、外装ラベル３が剥がれるのを抑制している。

（基板収納部２１）
基板収納部２１は、図３、図４、図６及び図１１に示すように、回路基板４を位置決めしながら保持する基板ホルダ２５と、この基板ホルダ２５の上方開口部を閉塞するカバーケース２６とを備えており、基板ホルダ２５とカバーケース２６とで形成される内部の空間を、回路基板４を収納する収納空間としている。図に示す基板ホルダ２５は、細長い長方形状の回路基板４を収納できるように、回路基板４の外周縁に沿う複数の壁部２７を保持部材２の底板部２８に連結して設けている。

複数の壁部２７は、回路基板４の長辺側の１辺と対向して設けられて保持部材２の外周面を構成する第１の周壁２７Ａと、回路基板４の短辺側の２辺と対向して設けられて保持部材２の外周壁を構成する第２の周壁２７Ｂと、回路基板４の長辺側の他の１辺と対向して設けられて保持部材２の内部に配置される第３の周壁２７Ｃとで構成される。第１の周壁２７Ａは、端面壁部２４に対向して設けられた外周壁であり、第２の周壁２７Ｂは、側面壁部２３の側壁部２３Ａから延長して一体的に成形された外周壁である。第３の周壁２７Ｃは、保持部材２の内側において第１の周壁２７Ａと平行な姿勢で形成されており、中間部において、側面壁部２３の中間壁部２３Ｂの一端が連結されている。この構造は、中間壁部２３Ｂと第３の周壁２７Ｃとを交差姿勢で一体的に成形することにより、互いに強度を高め合っている。さらに、第３の周壁２７Ｃは、二次電池セル１の電極端子１５と対向する領域を切り欠いて切欠部２７ａを設けており、この切欠部２７ａに電極端子１５を通過させて、あるいは電極端子１５に接続されたリード板（図示せず）等を通過させて回路基板４に接続するようにしている。

カバーケース２６は、基板ホルダ２５の上方開口部に形成された連結凹部２９に嵌合構造で連結されて定位置に配置される。図６と図１１に示す基板ホルダ２５は、カバーケース２６を位置決めしながら連結できるように、第１の周壁２７Ａと第２の周壁２７Ｂの上端部の内側に段差形状の連結凹部２９を形成している。連結凹部２９は、上方開口部の開口縁に沿って形成されている。連結凹部２９の深さはカバーケース２６の厚さと等しくしており、連結凹部２９にカバーケース２６を嵌合させた状態で嵌合部の表面側が平滑面となるようにしている。基板ホルダ２５に対して嵌合構造で連結されるカバーケース２６は、表面に外装ラベル３が貼付されて定位置に保持される。

以上の保持部材２は、基板ホルダ２５と側面壁部２３と端面壁部２４とをプラスチックで一体成形してなる枠ケース部２０と、カバーケース２６とで構成している。保持部材を成形するプラスチックは、例えば、ポリカーボネートが適している。ポリカーボネートは、成形が容易で、かつ優れた強度を有する特長がある。また、ポリカーボネートは、難燃性に優れているので、例えば、保持部材の材質にポリカーボネートを使用した場合、板厚を０．８ｍｍまで薄くしても、ＵＬ規格等で定められている難燃性に関する基準を満たすことができる。したがって、ポリカーボネートは、難燃性を保ちながら、保持部材を薄くすることができ、その分、電池パックの小型化を図ることができる。ただし、保持部材のプラスチックは、ポリカーボネート以外のプラスチックも使用できるので、プラスチックをポリカーボネートには特定しない。

さらに、保持部材２は、図１〜図６に示すように、外周面から外側に向かって突出する複数の突出部１９を一体成形して設けている。この突出部１９は、電池パック１００を携帯電子機器に装着する際の位置決め用の位置決凸部や固定用の連結凸部として使用される。図の保持部材２は、対向する側壁部２３Ａから各々突出する１個の連結凸部１９Ａを備えると共に、端面壁部２４から突出する５個の位置決凸部１９Ｂと、基板収納部２１の第１の周壁２７Ａの両端部から突出する２個の位置決凸部１９Ｂを備えている。

（回路基板４）
回路基板４は、二次電池セル１の保護回路などを実現する電子部品を実装している。保護回路は、二次電池セル１の温度や電圧を検出して、充放電の電流をコントロールする。このことを実現するために、回路基板４は、二次電池セル１の電圧を検出する電圧検出回路（図示せず）と、二次電池セル１を保護するブレーカーやＰＴＣ素子やヒューズなどの安全部品と、二次電池セル１の温度を検出する温度センサと、二次電池セル１の電流をコントロールするＦＥＴなどの半導体スイッチング素子（図示せず）を実装している。

回路基板４は、二次電池セル１を接続して電池組立とした状態で保持部材２に収納することができる。例えば、二次電池セル１は、治具等を介して回路基板４に対して正確に位置決めした状態で電極端子１５をリード板（図示せず）や保護素子（図示せず）を介して回路基板４に接続して、電池組立とすることができる。ただ、電池パックは、回路基板と複数の二次電池セルを保持部材２の定位置に配置した後、二次電池セル１の電極端子１５を回路基板４に接続することもできる。リード板や保護素子は、抵抗スポット溶接やレーザー溶接して二次電池セル１の電極端子１５に接続され、抵抗スポット溶接やレーザー溶接し、あるいは半田付けして回路基板４に接続される。

図１〜図４に示す電池パック１００は、回路基板４に接続している引出線３５を保持部材２から外部に引き出している。引出線３５は先端にコネクタ３６を接続している。引出線３５は、保持部材２に収納される回路基板４を介して定位置に配置される。

（外装ラベル３）
外装ラベル３は、内面に粘着層を設けたプラスチックシートである。図２〜図４の外装ラベル３は、保持部材２の両面に各々貼付される第１のラベル３Ａと第２のラベル３Ｂとを備えている。第１のラベル３Ａは、保持部材２の第１の表面２Ａに貼付され、第２のラベル３Ｂは保持部材２の第２の表面２Ｂに貼付される。第１のラベル３Ａと第２のラベル３Ｂは、その外形を保持部材２の外形と等しくしている。

さらに、第２のラベル３Ｂは、外周縁に沿って複数の折り返し片３１を有しており、これらの折り返し片３１を保持部材２の第２の表面２Ｂの外周縁で折り返して、保持部材２の第１の表面２Ａ側に貼付するようにしている。図２〜図４に示す第２のラベル３Ｂは、保持部材２の外形と等しい外形の長方形状の本体部３０の４辺から外側に向かって突出する複数の折り返し片３１を設けている。この第２のラベル３Ｂは、図１２に示すように、保持部材２の第２の表面２Ｂの外周縁に沿って本体部３０を貼付した状態で、４辺から突出する折り返し片３１を第２の表面２Ｂの外周縁で折り返して、保持部材２の外周面から第１の表面２Ａに跨がって貼付される。第１の表面２Ａまで折り返された折り返し片３１は、図１３に示すように、保持部材２の第１の表面２Ａ側において、側壁部２３Ａ及び端面壁部２４の貼付面６から二次電池セル１の第１の主面１Ａまで延長して貼付され、あるいは、基板収納部２１の底板部２８に貼付される。

第２のラベル３Ｂの折り返し片３１は、保持部材２の外周面から外側に向かって突出する複数の突出部１９を避けるように配置されている。言い換えると、突出部１９と非対応の位置に折り返し片３１を設けている。これらの折り返し片３１は、保持部材２の突出部１９を避けて、確実に外周面に貼付される。図の保持部材２は、外周面において、折り返し片３１を付着する部分に浅い段差部を設けて、ここに折り返し片３１を接着することにより、電池パック１００の外形が大きくなるのを防止している。

保持部材２の第１の表面２Ａに貼付される第１のラベル３Ａは、保持部材２の外形と等しい外形の長方形状であって図５、図６、及び図１３に示すように、保持部材２の第１の表面３Ａの外周縁に沿って貼付される。このとき、第１のラベル３Ａの外周縁部、とくにコーナー部は、保持部材２の第１の表面２Ａ側の貼付面６に貼付される。この貼付面６は、側壁部２３Ａや端面壁部２４から内側に突出する突出リブ２５によって面積が確保されているので、第１のラベル３Ａをより確実に保持部材２に貼付して剥がれないように維持できる。

図に示すパック電池１００は、２枚のラベルからなる第１のラベル３Ａと第２のラベル３Ｂを保持部材２の両面に貼付している。パック電池は、図示しないが、第１のラベルと第２のラベルを１枚のラベルで構成して、中間で折り返して保持部材の両面に貼付することもできる。このラベルは、第１のラベルと第２のラベルの間に保持部材の突出部を表出させる開口部を設けることができる。

以上の電池パックは以下の工程で組み立てられる。
１．回路基板４に二次電池セル１を接続して電池組立とする。二次電池セル１は正負の電極端子１５がリード板や保護素子を介して回路基板４に接続される。
２．電池組立を保持部材２の定位置に収納する。このとき、二次電池セル１は、保持部材２の挿入空間２２に挿入されて定位置に保持され、回路基板２は基板ホルダ２５の定位置にセットされる。
３．基板ホルダ２５の上方開口部にカバーケース２６を連結する。カバーケース２６は、嵌合構造により、外周縁部が連結凹部２９の定位置に連結される。
４．二次電池セル１が定位置に保持された保持部材２の第２の表面２Ｂに第２のラベル３Ｂを貼付する。第２のラベル３Ｂは、本体部３０の外周縁が保持部材２の外周縁に一致するように貼付される。さらに、本体部３０の外周縁から突出する複数の折り返し片３１を第２の表面２Ｂの外周縁で折り返して、保持部材２の外周面から第１の表面２Ａに跨がって貼付する。
５．さらに、第２のラベルが貼付された保持部材２の第１の表面２Ａに第１のラベル３Ａを貼付する。第１のラベル３Ａは、外周縁が保持部材２の外周縁に一致するように貼付される。第１のラベル３Ａの外周縁の一部は、側壁部２３Ａ及び端面壁部２４の貼付面６において、貼り付ける面積が確保された状態で確実に貼付される。

以上の構造の電池パック１００では、保持部材２の側面壁部２３を薄くすることで電池パック１００の外形を大きくすることなく、二次電池セル１の外形を大きくして、電池容量を増加できる特長が実現できる。ここで、比較のために、本発明の電池パックと従来の電池パックの要部拡大断面図を図１４に示している。図１４の（Ａ）は、本発明に係る電池パックであって、側面壁部２３を薄く成形すると共に、先端には凸条リブ５を一体成形して設けている。これに対して、図１０の（Ｂ）は、従来の電池パックであって、側壁部９３の断面形状を略長方形状として厚さを一定としている。

この図に示すように、本発明の電池パックでは、二次電池セル１の両側に配置される側面壁部２３の厚さを、従来よりも薄く成形することで、二次電池セル１の収納スペースを確保しながら、厚さが薄くなった保持部材２の側面壁部２３は、側面壁部２３に沿って延びる凸条リブ５で補強するので、側面壁部２３の剛性を低下させることなく、十分な強度を維持できる。とくに、凸条リブ５は、側面壁部２３の厚さ方向に突出する形状に形成されるので、側面壁部２３が厚さ方向に変形するのを有効に防止して、強度の低下を抑制できる。

さらにまた、保持部材の側面壁部２３を薄くしながら、二次電池セル１側に突出する凸条リブ５を設けて、この凸条リブ５を含む側面壁部２３の先端面を外装ラベル３の貼付面６とすることで、外装ラベル３を貼付するための貼付面６の幅Ｓ１を、従来の電池パックの貼付面９６の幅Ｓ２とほぼ等しくして面積を確保でき、外装ラベルが剥がれるのを抑制できる。

本発明の電池パックは、スマートフォンやタブレット、ノートパソコン等の携帯電子機器に内蔵されて便利に使用される。

１００…電池パック
１…二次電池セル
１Ａ…第１の主面
１Ｂ…第２の主面
１Ｃ…側面
１Ｄ…端面
１Ｅ…出力側端部
２…保持部材
２Ａ…第１の表面
２Ｂ…第２の表面
３…外装ラベル
３Ａ…第１のラベル
３Ｂ…第２のラベル
４…回路基板
５、５Ｂ、５Ｃ…凸条リブ
５ａ…突出端面
５ｂ…内側面
５ｃ…面取り部
５ｄ…傾斜面
５ｅ…湾曲面
６…貼付面
１０…ラミネート電池
１０Ｘ…電池本体
１１…外装フィルム
１１Ａ…第１外装フィルム
１１Ｂ…第２外装フィルム
１２…折曲ラップ部
１２Ａ…折曲ラップ部
１２Ｂ…突出ラップ部
１３…電極体
１５…電極端子
１６…隅角スペース
１９…突出部
１９Ａ…連結凸部
１９Ｂ…位置決凸部
２０…枠ケース部
２１…基板収納部
２２…挿入空間
２３…側面壁部
２３Ａ…側壁部
２３Ｂ…中間壁部
２４…端面壁部
２５…基板ホルダ
２６…カバーケース
２７…壁部
２７Ａ…第１の周壁
２７Ｂ…第２の周壁
２７Ｃ…第３の周壁
２７ａ…切欠部
２８…底板部
２９…連結凹部
３０…本体部
３１…折り返し片
３５…引出線
３６…コネクタ
９３…側壁部
９６…貼付面

Claims (11)

1. 対向する第１の主面及び第２の主面の外形を四角形とする、一以上の薄型の二次電池セルと、
   前記二次電池セルを保持する枠状の保持部材と、
   前記二次電池セルを保持した前記保持部材に貼付される外装ラベルと、
   を備える電池パックであって、
   前記二次電池セルは、
   少なくとも前記第１の主面の側縁部において、側面との境界部分の隅部を面取りした横断面形状としており、
   前記保持部材は、
   前記二次電池セルの前記第１の主面及び前記第２の主面を表出させる開口部を有し、
   前記二次電池セルの前記側面を覆う側面壁部を備えており、
   前記側面壁部は、
   前記二次電池セルの前記第１の主面が配置される第１の表面側の先端に沿って、
   前記二次電池セル側に突出する凸条リブを備えており、
   前記凸条リブを、前記二次電池セルの隅部の面取りされたスペースに配置すると共に、
   前記凸条リブを含む前記側面壁部の先端面を、前記二次電池セルの前記第１の主面と同一平面として、前記外装ラベルの貼付面としてなることを特徴とする電池パック。
2. 請求項１に記載される電池パックであって、
   前記二次電池セルを複数備えており、
   前記保持部材は、複数の前記二次電池セルの端面が同一平面状となり、かつ前記第１の主面及び前記第２の主面が同一平面状となるように並べて挿入する挿入空間を窓状に形成してなり、
   前記側面壁部は、
   隣接して配置される複数の前記二次電池セルの外側の側面に対向して配置される側壁部と、
   隣接する前記二次電池セル同士の対向する側面の間に配置される中間壁部とを備えており、
   前記側壁部が、
   内側に配置される前記二次電池セルの隅部の面取りされたスペースに配置される１条の前記凸条リブを備え、
   前記中間壁部が、
   両側に配置される前記二次電池セルの隅部の面取りされたスペースに各々配置される２条の前記凸条リブを備えることを特徴とする電池パック。
3. 請求項２に記載される電池パックであって、
   前記凸条リブを設けた前記側壁部の横断面形状をＬ字状として、前記貼付面を平面状とし、
   前記凸条リブを設けた前記中間壁部の横断面形状を逆Ｔ字状として、前記貼付面を平面状としてなる電池パック。
4. 請求項１から３のいずれかに記載される電池パックであって、
   前記二次電池セルは、
   前記第１の主面の端縁部において、端面との境界部分の隅部を面取りした縦断面形状としており、
   前記保持部材は、
   前記二次電池セルの端面を覆う端面壁部を備えており、
   前記端面壁部は、
   前記二次電池セルの前記第１の主面が配置される第１の表面側の先端に沿って、
   前記二次電池セル側に突出する凸条リブを備えており、
   前記凸条リブを、前記二次電池セルの隅部の面取りされたスペースに配置すると共に、
   前記凸条リブを含む前記端面壁部の先端面を、前記二次電池セルの前記第１の主面と同一平面として、前記外装ラベルの貼付面としてなることを特徴とする電池パック。
5. 請求項４に記載される電池パックであって、
   前記保持部材は、
   前記側面壁部の凸条リブと、前記端面壁部の凸条リブとを一体的に連結してなることを特徴とする電池パック。
6. 請求項１から５のいずれかに記載される電池パックであって、
   前記外装ラベルが、
   前記二次電池セルの前記第１の主面が配置される前記保持部材の第１の表面側に貼付される第１のラベルと、
   前記二次電池セルの前記第２の主面が配置される前記保持部材の第２の表面側に貼付される第２のラベルとを備え、
   前記第１のラベル及び前記第２のラベルの外形を、前記保持部材の外形と等しくしてなる電池パック。
7. 請求項６に記載される電池パックであって、
   前記第２のラベルが、
   前記保持部材の外形と等しい外形を有する本体部と、
   前記本体部の外周縁から外側に突出する複数の折り返し片を備えており、
   前記第２のラベルは、
   前記本体部を前記保持部材の第２の表面に貼付し、
   前記折り返し片を前記保持部材の外周縁で折り返して第１の表面に貼付してなる電池パック。
8. 請求項７に記載される電池パックであって、
   前記保持部材は、
   外周面に一以上の突出部を設けており、
   前記外装ラベルは、
   前記突出部と非対応の位置に前記折り返し片を設けてなる電池パック。
9. 請求項１から８のいずれかに記載される電池パックであって、
   前記凸条リブは、
   前記二次電池セルに向かって突出された突出端面と、前記突出端面から連続して前記側面壁部または前記端面壁部の中間側に面する内側面との境界部分を面取りしてなる電池パック。
10. 請求項１から８のいずれかに記載される電池パックであって、
    前記凸条リブは、
    前記二次電池セルの隅部と対向する内側面を湾曲面または傾斜面としてなる電池パック。
11. 請求項１から１０のいずれかに記載される電池パックであって、
    前記二次電池セルが、
    電極体の周囲を外装フィルムで被覆してなるパウチ電池であることを特徴とする電池パック。

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