JP3060843B2 - 電池パック - Google Patents

電池パック

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JP3060843B2
JP3060843B2 JP6184599A JP18459994A JP3060843B2 JP 3060843 B2 JP3060843 B2 JP 3060843B2 JP 6184599 A JP6184599 A JP 6184599A JP 18459994 A JP18459994 A JP 18459994A JP 3060843 B2 JP3060843 B2 JP 3060843B2
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battery pack
metal case
battery
case
unit cell
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尚宏 浜尾
秀雄 堀
好生 佐藤
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Panasonic Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Battery Mounting, Suspending (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、複数の電池を金属ケー
ス内に収納した電池パックに関するものである。
【0002】
【従来の技術】電池は、その正、負極の活物質の種類に
より出力電圧が決定するので、機器を作動させるのに必
要な電圧を得るためには、複数の電池を電気的に直列接
続して使用することが多い。そのため、特に二次電池の
ように繰り返し充放電するような電池では、使用機器や
充電器に接続するための端子と電気的に接続された電池
を一体とした電池パックを構成することが一般的であ
る。
【0003】従来の電池パックを図8に示す。図中、2
1は接続端子、22は複数の電池を内蔵した合成樹脂製
の電池ケース、23はリード線である。この場合電池群
は樹脂ケース内で固定されておらず、またリード線等の
存在もあって、可般用としては不向きである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】そこで実開平64-16067
号公報のように複数の円筒状電池を一列状態に並べ、そ
の周囲を円筒状金属パイプで覆い、パイプの前後に端子
接続体をかぶせて前記パイプに溶接し、前記円筒状電池
を固定する方法が提案されている。この構成は、上記に
比べ可般性においてかなり改善はされているものの、構
成部品が多くなり組み立てるのにかなりの工数を要す
る。また、このような電池パックでは素電池の外径より
パックの外径が大きくなり、さらに素電池を前後方向に
押圧しながら固定する構造にはなっていないので、電池
パック内で素電池がガタつく可能性がある。
【0005】さらにまた特開昭59-91676号公報では複数
の電極群を直列に配列して1個の電池缶中に組み込み、
電極群の個数倍の電圧の電池を得ようとするものが提案
されている。しかし、缶最底端の電極群と電池缶との電
気的接続や、注液済みで未封口の電極群の取扱い、最開
口端側以外の電極群の縮径による缶内での位置固定な
ど、実際の電池組立工程では困難と思われる事項の具体
的解決策は明らかにされていない。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明では、電気的に直列接続された複数の素電池か
らなる電池群を、DI加工により得た有底円筒状の金属
ケース内に収納し、この金属ケースの開口端を内側にカ
ーリングすることにより電池群を金属ケース内において
その底部方向に押圧固定し、有底金属ケースを正、負い
ずれか一方の極の外部端子としたものである。
【0007】
【作用】DI加工、すなわちDrawing and
Ironing加工は鍍金済みの金属板、例えば鋼板を
引き抜き加工と絞り加工を同時に行なって成型する技術
であり、従来の多段絞り加工に比べ、薄肉成型ができ、
加工後のバレル鍍金も不要であることから、小型軽量で
安価な金属ケースが得られ、既に電池の分野ではアルカ
リマンガン電池の正極缶やニッケル−カドミウム電池の
負極缶等に利用されている。
【0008】このDI加工による金属ケースを電池パッ
クの外装容器に応用すれば、素電池の外径寸法の合計よ
りもせいぜい3mm未満程度の外径の増加で済ませるこ
とができる。また金属ケースを内側にカーリングさせる
と30kg以上の大きなカシメ圧力を素電池間および素
電池と金属ケースとの間に与えることができ、たとえ接
触による電気的な接続であっても低抵抗な接続が可能で
ある。また、金属ケースそのものを一方の通常は負極の
外部電極端子を兼ねたものとすることにより、パックと
して部品点数が少なく簡便な構造とすることができる。
【0009】
【実施例】(参考例1) 以下、参考例について、図面を参照しながら説明する。
【0010】図1において、1は電池群、2は合成樹脂
製絶縁管、3はDI加工で得た細長い缶状の金属ケース
である。電池群1はサブCサイズのニッケル−カドミウ
ム電池3セルを円筒軸方向に直列に整列したものであ
る。その周囲を6、6ナイロン製の絶縁管2で被覆し、
ニッケル鍍金した鋼板を素材とし、DI加工により作製
された缶状の金属ケース3内に収納し、ケースの開口端
を内側にカーリングさせて、電圧3.6Vの電池パック
Aを得た。なお、絶縁管2はカーリングした金属ケース
3の先端が食い込む部分は他よりも肉厚となっていて絶
縁効果を保っている。また金属ケース3の底部は環状の
凹凸を有し、この凹凸で電池群1の最も底部側の素電池
の電池ケース底部を支持している。
【0011】これらの合成樹脂や金属の弾性応力により
各電池間および電池と金属ケース3の内底部との間が押
圧され、電気的に良好な接触状態を保っている。この例
では素電池の外径寸法が22.0mmであるのに対し、
電池パックAの外径寸法は24.2mmであり、コンパ
クトな外径寸法に保てる。
【0012】図2は、上記参考例の素電池角型密閉電
池で応用した斜視図である。この参考例で使用される部
品は、角形の樹脂製絶縁管と同じく角形缶状の金属ケー
スの2点だけであり、素電池の大きさや数量に応じてこ
れらの大きさを変えるだけで、あたかも所望電圧の素電
池のように取り扱える電池パックを得ることができる。
【0013】(参考例2) 次に第2の参考例について図面を参照しながら説明す
る。
【0014】図3はこの参考例をさらに電動工具のよう
な可般性と大電流での放電が要求される用途に展開した
実施例である。図中4はサブCサイズの電池3個を熱収
縮チューブで被覆しその素電池3個間をリード端子によ
り溶接して電気的に直列接続した電池群、5はNi鍍金
鋼板をDI加工した金属ケースである。金属ケース5の
内底部には弾性リング6を挿入し、ケース開口端部はこ
れに内接する絶縁部材7を介して内側にカーリングさ
せ、前記電池群4を押圧固定している。最もケース底部
側の電池のケース底面と電池ケース5の外底面とはケー
ス5の底面にあけた穴を通るリード端子8により電気的
に接続し、金属ケース5自体を負極端子としている。電
池群4の開口端側の電池の正極封口板上にはさらに正極
端子9を溶接して第2の参考例による電池パックBを作
製した。
【0015】この電池パックBは大電流負荷が可能なよ
うにパック内の電池間の電気的接続はリード端子の溶接
により行ない、機器への接続はケース5の開口端側でこ
れに嵌着できるレセプタクルを使用機器に設けて行な
う。こうすれば電池パックBは使用機器に回転自在に着
脱でき、図8の従来例の電池パックのようにリード線に
よる電圧の線間ドロップも無く、従来一般的に用いられ
ている接続端子に比べ、広い接触面積でレセプタクルに
接続できるので、使用機器に対して抵抗ロスの少ない電
力供給が可能である。
【0016】(実施例1) 図4は前記電池パックBに次のような改良を加えた電池
パックCの構造図である。図中金属ケース5の側面
は、収納された電池群のうち最も負極側電池の収納位置
に円周状の凹状溝10を設けている。この凹状溝はチュ
ーブで被覆しない素電池の側面と接しており、最も負極
側の電池はこれによりケースに固定保持される。また
絶縁体である紙筒11がケース開口端より凹状溝10の
位置まで挿入され、金属ケース5と最も負極側の素電池
以外の素電池と金属ケース5とを絶縁する。これにより
使用する素電池には絶縁のためのチューブ被覆の必要が
ないうえ、図5のように金属ケース底部の孔を通じて最
も負極側の素電池ケース底面に溶接電極12aを押し当
て、もう一方の溶接電極12bを凹状溝10の位置に当
てがい、ここから通電して最も負極側部の素電池ケース
側面と金属ケース5とを溶接することにより、電気的接
続を行なえる。
【0017】また図6のように、この凹状溝10を利用
してケース5の最底部とその近傍外周に合成樹脂製のグ
リップ13を嵌着すれば、機器への着脱において、ハン
ドリングがより一層容易にでき、落下等ケース5の長さ
方向への物理的衝撃を緩和するのにも役立つ。
【0018】(実施例) さらに本発明の第の実施例について図面を参照しなが
ら説明する。
【0019】図7は本発明の別な実施例であり、上記ま
での実施例が3個の素電池を円筒軸方向に直列に整列さ
せて電池パックを構成したのに対し、複数の素電池を並
列方向に並べて構成する電池パックへの応用例を示した
ものである。
【0020】図7(a)に示すように、最も端、ここで
最も負極側の電池14cを、Ni鍍金鋼板をDI加工
した金属ケース15内に挿入し、その側部に設けたプロ
ジェクション16により電気抵抗溶接する。本実施例に
おいて素電池はAAAサイズで公称容量500mAhの
ニッケル−水素電池を用いた。金属ケース15はだ円形
状で側部は半円形状となっており、その内面において最
も負極側の素電池14cの側面と接している。他の2個
の素電池14aと14bは熱収縮チューブによりそれぞ
れ被覆され、横並びに揃えてリード端子18aにより直
列接続されている(図7(b))。これを素電池14c
が固定されている金属ケース15内に弾性部材からなる
底部絶縁板19を入れて、素電池14aが他の素電池よ
りもその正極端子分だけ持ち上げられた状態にして素電
池14bと素電池14cをリード端子18bで接続し、
上部絶縁体20を電池群の上部に嵌着し、金属ケース1
5の開口端を内側にカーリングさせて電池群をケース1
5内に固定して図17(c)、(d)に示すような作動
電圧3.6Vの電池パックDを得た。この実施例によれ
ばあたかも扁平小型の所望電圧の素電池のように取り扱
える堅牢な電池パックを得ることができ、小型電子機器
用電源としての要求に対応できる。
【0021】なお、素電池の大きさの割には、小型で堅
牢な電池パックの構造は、電池群をDI加工により作製
された金属ケース内に収納して、カーリングによりカシ
メ固定した本発明の特徴であり、上記各実施例に示した
構造に限定されるものではない。
【0022】また、上記各実施例ではDI加工前の鋼板
は予めNi鍍金をしたが、鍍金する金属は必要に応じて
Ni,Cu,Zn,Sn,Ag,Au,真ちゅうのうち
の少なくとも一つの金属を選べば良い。
【0023】
【発明の効果】以上のように本発明は、電池群をDI加
工により得た鋼製ケース内に収納して、カシメ固定する
ことにより、組み立てが簡便で、素電池の大きさの割に
は小型堅牢で可般性に優れ、少ない抵抗ロスで使用機器
に大きな電力が供給できる電池パックを実現できるもの
である。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の参考例における電池パックの構造図
【図2】同角型密閉電池で適用した電池パックの斜視図
【図3】第2の参考例における電池パックの構造図
【図4】本発明の実施例による電池パックの構造図
【図5】図4に示す電池パック内の電池と金属ケースと
を溶接する方法の図解図
【図6】図4に示す電池パックにグリップを取りつけた
状態を示す構造図
【図7】(a) 本発明の第の実施例において金属ケ
ースと素電池との溶接の図解図(b) 同第の実施例
に使用する素電池の一部がリード端子で接続されている
状態を示す図(c) 同実施例による電池パックの構造
図(d) 同実施例による電池パックの斜視図
【図8】従来例による電池パックの一例を示す斜視図
【符号の説明】
1 電池群 2 樹脂製絶縁管 3 金属ケース 4 電池群 5 金属ケース 6 弾性リング 7 絶縁部材 8 リード端子 9 正極端子 10 凹状溝 11 絶縁管 12a 溶接電極 12b 溶接電極 13 グリップ 14a 素電池 14b 素電池 14c 素電池 15 金属ケース 16 プロジェクション 17a 溶接電極 17b 溶接電極 18a リード端子 18b リード端子 19 底部絶縁体 20 上部絶縁体 21 接続端子 22 樹脂製電池ケース 23 リード線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−315767(JP,A) 実開 昭49−118016(JP,U) 実開 昭61−93973(JP,U) 特公 昭30−7820(JP,B1) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 2/10

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数の電池を電気的に直列接続した電池群
    を円筒状の金属ケースに収納してなる電池パックにおい
    て、前記金属ケースの側面に設けられた凹状溝と、収納
    された電池群のうち最も負極側の素電池の側面とが接す
    ることを特徴とする電池パック。
  2. 【請求項2】金属ケースの一端は開口部であり 他端は
    有底円筒状であって、前記底面の内側に弾性リングを有
    し、前記金属ケースの開口部には円筒状の絶縁体を内接
    して、前記開口部を内側にかしめて、電池群を押圧固定
    したことを特徴とする請求項1記載の電池パック。
  3. 【請求項3】凹状溝に嵌着させて グリップを取り付け
    た請求項1または2記載の電池パック。
  4. 【請求項4】複数の電池を横並びに配列して、電気的に
    直列接続した電池群を、有底のだ円形金属ケース内に収
    納してなる電池パックにおいて、前記電池群のうち最も
    負極側の素電池のみ、その側面を前記金属ケースと電気
    的に接続してなる電池パック。
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