JP3166661B2 - 電池パック - Google Patents

電池パック

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吉郎 原田
知也 村田
文昭 中尾
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エフ・ディ−・ケイ株式会社
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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

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の素電池を所
定の位置に配列し、配列された電池を保持・収納する電
池パックに関するものであり、特にノートパソコンなど
の薄型電子機器に使用される薄型の角型素電池を用いる
プラスチック製の電池パックに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ノートパソコンなどに使用される素電池
収納用の外装ケースは、一般に均一な厚みを持ってい
て、電池の充放電時において発生するガスにより内圧が
上昇し電池が膨らんでしまうのを防止する目的で、金属
や硬質プラスチック材より形成した比較的厚いケース材
を用いているタイプのものが知られている。或いはま
た、電池の膨らみを防止するために、鉄やアルミニウム
製からなる金属ケースの肉厚そのものを厚くする手段が
とられていた。
【0003】また、これとは別に、角型電池の上記した
膨らみを吸収できるように外装ケースの内側に弾性体や
ダンパー材を挿入して電池の膨らみに対処したタイプの
ものもある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電池パ
ックに収納される角型電池である二次電池は、その充電
・放電サイクル中に電池内のガス発生等による内圧上昇
が起こることがあり、これに起因して電池の側面が膨ら
むことがあり、この膨らみを完全に抑えることは容易で
はない。その場合、外装樹脂ケースを外側に膨らませて
電池パック全体が膨らんだ状態となり、パックが電子機
器に装着出来なかったり、逆に、装着済みの電池が機器
より取り出すことができなくなっていしまうという障害
があった。これを防止するために前述のように電池金属
ケースの肉厚を厚くすると、電池パックの寸法は限定さ
れているため、結果的に電池ケース内容積を低下せざる
を得なくなり、電池の容量低下が避けられなかった。
【0005】また、角型電池の膨らみを吸収できるよう
に外装ケースの内側に弾性体やダンパー材を挿入して電
池の膨らみに対処する構成のものは、使用する電子機器
の小型化に対応できないという問題があって採用しにく
い側面があり、しかも弾性体を所定位置に収納する為の
余分な組立工程が必要であり、経済性の観点からも問題
なしとしなかった。
【0006】本発明は上記の課題を解決するためになさ
れたものであって、電池の充・放電サイクル中に電池内
のガス発生等による内圧上昇が起こることに起因して電
池パック内の素電池が膨らんでも、外形と外観上何の変
化も起こさない新規な電池パックを提供せんとするもの
である。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明の電池収納パック
は、角型電池の充放電サイクル中に生ずる電池の膨張を
吸収できる電池パックであって、複数の角型素電池を位
置決めリブを介して同一平面上の所定位置に配列する樹
脂ケースを有し、上記樹脂ケースの内面には、上記角型
素電池の側面に対向する位置に、上記素電池の膨らみを
吸収する断面円弧状の凹所を上記位置決めリブの間に形
成した電池パックである。
【0008】成形上における制約と、小型化の要請、並
びに強度等の観点から、この樹脂ケースの壁厚はおよそ
2mm程度とし、上記円弧上の凹所の最大深さが上記厚
みのおよそ70%以内とし、強度の観点から更に好まし
くは40%以内とすることが望ましい。また、上記電池
パック全体の厚さを、ノートパソコンなどの場合には、
CD−ROMなどの外部記憶装置の薄型化と呼応させ
て、およそ13mm以下として機器の薄型化、小型化に
対応できるようにすることが望ましい。上記凹所の薄肉
部の厚さに関して、余り薄くし過ぎると成形において樹
脂の流れが悪くなり成形不良の可能性が多くなるるし、
ケースとしての強度が低下するので上記のように壁厚を
2mm程度に抑えることが望ましい。
【0009】上記位置決めリブは、電池を所定位置に保
持し余分な移動を防止できればどのような形状・構成で
あってよく、上記ケース内面において壁部の厚さよりも
さらに内側に突出させた構成とすることもできるし、逆
に、その突出長さが上記ケースの壁部の厚さと同じ長さ
とし、凹所によって形成される薄肉部に対して相対的に
突出した状態とすることも可能である。
【0010】
【発明の実施の形態】
【0011】
【実施例】本発明の好ましい実施例について図面を参照
して説明する。
【0012】図1において、本発明の角型電池用電池パ
ック1は、ポリカーボネート樹脂などの耐熱性に優れ、
電気絶縁性が良く、しかも衝撃強さの比較的大きな樹脂
で形成されている。この電池パック1内には、複数個
(3個のみ図示)の角型素電池B1,B2,B3を同一
平面上に並べて配置されている。この場合、電池の数と
配列態様は随意である。
【0013】この電池パック1は四角形の薄型箱状体で
あり、箱状のケース部とそれに装着される平板状の蓋部
とよりなる構成とすることができるがこれに限定される
ものではなく、薄型の箱状ケース部を2個対向して配置
した構成など、種々の構成を選択できる。
【0014】このような薄型箱状体において、互いに平
行な上部材2と下部材3の対抗する内壁面には収納する
素電池の大きさに併せて形成したリブ4,5が内側に、
即ち互いに対向する方向に突出しており、素電池の位置
を規定している。上記リブ4,5で画成される素電池収
納部の上部材4と下部材5のほぼ中央部には、図示のよ
うに断面が円弧状の凹所6,7が対向して形成されてい
る。
【0015】上記リブは電池の位置決め機能を有するも
のであり、従って、電池を所定位置に保持し余分な移動
を防止できればどのような形状・構成であってよい。即
ち、図示のように上下部材2,3の壁部の厚さよりもさ
らに内側に突出させた構成とすることもできるし、逆
に、図3に示すようにその突出長さが上記ケースの壁部
の厚さそのものの長さとし、凹所によって形成される薄
肉部に対して相対的に突出した(肉厚の)状態とするこ
とも可能である。
【0016】この凹所6,7はその最大深さが壁部の厚
みの70%以内とすることが好ましいが、成形上の制約
や強度などの観点からはせいぜい40%程度に抑えて形
成することが更に望ましい。ところで、素電池が通常の
使用状態の範囲内で膨らんでも高々片側0.5mm程度
であるので、壁部の厚さが1.5mmとすれば、その厚
さの40%とすれば凹所の深さは0.6mmとなって素
電池の膨らみ(0.5mm)を充分吸収できる。従っ
て、上記のように凹所6,7の最大深さは壁厚の40%
程度とすることで充分電池の膨らみを吸収出来るもので
ある。このようにして形成した円弧状の凹所6,7を備
えた薄型の樹脂ケースは、素電池の厚さが9mm程度で
あるので電池とケース内壁面との間の微小な空隙を加算
しても全体として13mm以下に抑えることができ小型
化に充分対応できる。
【0017】図2は本発明の電池パック樹脂ケースに使
用する角型電池の充放電中の電池膨らみデータであっ
て、電池膨らみ量(即ち、樹脂ケース片側変位量。 温
度:30 ℃)を示すものである。電池は次のものを使
用した。
【0018】実験例 電池:リチウムイオン2次電池 角型電池サイズ: 9mm(厚み)x48mm(長さ)
x34mm(幅) 充放電条件: 充電 600mA, 放電600m
A 電池出力: 3.6V、1200mAh 素電池ケース厚み:0.5mm 図示の通り、最初の10サイクル程度までが最も膨らみ
の激しい時期であり、その後20サイクル程度まで徐々
に上昇し、それ以後は電池内部で発生するガスの量が飽
和状態となったままとなり、膨らみの量が0.5mmの
ところでそれ以上の膨らみは見られなかった。発生する
ガスの量が10サイクルのところでほぼ飽和状態となる
ことと、仮にその後も多少のガスが発生してもその量は
非常に微量であり、電池の金属ケーシングなどによりそ
れ以上の膨らみは抑制される為であろうと思われる。
【0019】このように、電池の最大膨らみ量(ケース
片側変位量)は0.5mmであったが、この膨らみ量
は、前記した通り本発明の電池パックのケースに設けた
対向する凹所で充分吸収できる。
【0020】
【発明の効果】以上の説明から理解できるように、本発
明による電池収納パックは、角型電池の充放電サイクル
中に生ずる電池の膨張を吸収できる電池パックであっ
て、複数の角型素電池を位置決めリブを介して同一平面
上の所定位置に配列する樹脂ケースを有し、上記樹脂ケ
ースの内面には、上記角型素電池の側面に対向する位置
に、上記素電池の膨らみを吸収する断面ほぼ円弧状の凹
所を上記位置決めリブの間に形成した電池パックである
ので、電池内部のガスの発生などにる電池膨張を吸収で
き、外観と外形に変化や影響を与えることが無い。従っ
て、電池パックを電子機器に装着できなかったり、装着
済みの電池パックを機器から取り出すことが出来ない、
といった従来技術に見られた致命的な欠陥を、本発明で
は完全に払拭できたものである。
【0021】また、電池膨張を吸収する上記凹所の最大
深さを壁厚の70%以内、更に好ましくは40%以内に
抑えれば成形性に優れ、且つ強度的にも優れたものとな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の好ましい実施例による電池パック(外
装樹脂ケース)の断面図である。
【図2】充放電中における角型電池の内圧上昇による膨
らみ度合いを示すグラフである。
【図3】図1に示した電池パックの変形例を示す断面図
である。 1 電池パックとなる樹脂製ケース 2 樹脂製ケースの上部 3 樹脂製ケースの下部 4,5 位置決めリブ 6,7 断面円弧状の凹所
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−245752(JP,A) 実開 平6−85545(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01M 2/10

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 角型電池の充放電サイクル中に生ずる電
    池の膨張を吸収できる電池パックであって、複数の角型
    素電池を位置決めリブを介して同一平面上の所定位置に
    配列する樹脂ケースを有し、上記樹脂ケースの内面に
    は、上記角型素電池の側面に対向する位置に、上記素電
    池の膨らみを吸収する断面円弧状の凹所を上記位置決め
    リブの間に形成した電池パック。
  2. 【請求項2】 上記断面円弧状の凹所は、その最大深さ
    を上記樹脂ケースの壁部の厚さのおよそ70%以内であ
    る請求項1に記載の電池パック。
  3. 【請求項3】 上記断面円弧状の凹所は、その最大深さ
    を上記樹脂ケースの壁部の厚さのおよそ40%以内であ
    る請求項1に記載の電池パック。
  4. 【請求項4】 上記位置決めリブは、上記ケース内面に
    おいて壁部の厚さよりも内側に突出させてなる請求項1
    または2に記載の電池パック。
  5. 【請求項5】 上記位置決めリブは、その突出長さが上
    記ケースの壁部の厚さと同じである請求項1叉は2に記
    載の電池パック。
  6. 【請求項6】 上記樹脂ケースは上部材と下部材とより
    成り、上記凹所を上記上部材と下部材とに互いに対向し
    て形成してなる請求項1に記載の電池パック。
  7. 【請求項7】 上記樹脂ケースをポリカーボネート樹脂
    製とした請求項1に記載の電池パック。
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