JP3652402B2

JP3652402B2 - Waterproof and drip-proof battery pack

Info

Publication number: JP3652402B2
Application number: JP10260995A
Authority: JP
Inventors: 龍太武石; 公明冠木; 信雄塩島
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1995-04-26
Filing date: 1995-04-26
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: JPH08298103A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、高湿度環境条件でも使用出来る防水・防滴構造付きパック電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池（素電池）複数個で構成（形成）した電源部品は、パック電池と称されて広く実用に供されている。ここで、電池パックは、一般的に電気絶縁性を有するケースの中に、複数個の素電池，これらの素電池を電気的に接続する配線回路，安全素子，接触端子などを内蔵した構造になっている。このような電源部品は、従来、一次電池が主体であったが、最近は充放電可能な二次電池にその地位が移行し、年々その用途が拡大化するとともに需要も増大化している。そして、用途の拡大などに伴って、使用条件も厳しくなっており、たとえば携帯電話機などでは浴室や屋外レジャーなどの高湿度や雨中での使用も増えている。こうした使用態様に対応して、コードレス機器には、防水や防滴構造を重要な機能に織り込んだ製品が登場している。
【０００３】
上記コードレス機器に不可欠な電源部品（電池電源）は、機器本体と一体となっているものの他、電源部品を独立させ、外部接続端子で機器本体に嵌め合わせて用いるパック電池の形態がある。ところで、複数個に分割され、かつ互いに嵌合・一体化される嵌合構造を有する外装ケ−ス内に、素電池など（電池パック本体部）を組み込み・装着する構成の携帯型機器もしくは電池パックにおいては、前記外装ケ−ス片相互の嵌合部に、シール機能を有するシール材やゴムパッキングを装着して水の侵入を阻止（防水，防滴）する方式が採られている。しかし、最近のコードレス電子機器は、ますます小形・軽量化が指向されているので、外装ケ−ス片の嵌合接触幅も狭くなる方向にあり、重量や外観デザインの観点から、前記シール材などの装着方式の採用が難しくなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
こうした動向に対して、前記外装ケース片相互の嵌合部を超音波によって接合・一体化する方式が一般的に実用化されている。しかし、この超音波接合方式で、一部の隙間もなく嵌合部を完全に密着させ、また外観上もきれいに接合・一体化することは、高度な熟練技術を要するだけでなく、歩留まりの点で量産技術として満足できるレベルにない。また、別な方法として、外装ケース片相互の嵌合部を接着剤で貼り合わせることも知られている。しかし、この方法の場合は、接着剤の浸み出しによる外観不良の発生し易さ、あるいは所要の接着強度が得られるまである時間押さえ付ける必要があるなど、量産性が阻害されている。
【０００５】
上述したように、従来のパック電池の防水・防滴構造は、最近のコードレス電子機器の小形・軽量化に対応させるために、製造技術も踏まえて一層の改善が望まれている。すなわち、電池パックに適する防水・防滴構造は、電池パックケース内に装着・収納された素電池を含む全ての内蔵部品類を、水の侵入から信頼性高く且つ長時間の使用に亘っても保護できるとともに、量産製造技術としての作業性が良好で（作業時間および作業工程が少ない）、かつ低コストであであることが要望される。
【０００６】
本発明は、上記事情に対処してなされたもので、信頼性の高い防水・防滴が施され、量産的にも容易に実現できる電池パックの提供を目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、一端開口の外装ケース本体と、前記外装ケース本体内に収納された複数個の素電池および素電池を電気的に接続する配線回路などを含む電池パック本体部と、前記外装ケース本体の開口部に架張されて外装ケース本体内に収納された電池パック本体部を封止する防水性のプラスチックフィルムと、前記プラスチックフィルムが架張された外装ケース本体の開口部を一体化封止して外装ケースを形成する蓋体と、前記外装ケース外に導出された配線回路用外部接続用端子とを有することを特徴とする防水・防滴構造付き電池パックである。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１記載の防水・防滴構造付き電池パックにおいて、前記防水性のプラスチックフィルムが、電池パックの使用温度での水分透過率が 200×10^-11 cc・cm／cm² ・ sec・atm 以下、より好ましくは 100×10^-11 cc・cm／cm² ・ sec・atm 以下であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明は、請求項１または２記載の防水・防滴構造付き電池パックにおいて、前記防水性のプラスチックフィルムが、単層もしくは２層以上であることを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明は、請求項１または２記載の防水・防滴構造付き電池パックにおいて、前記防水性のプラスチックフィルムが、単層もしくは２層以上で、かつ少なくとも１層のプラスチックフィルムに吸水性樹脂および／または吸油性樹脂を総重量比で50〜 0.5％、より好ましくは30〜 1％含有していることを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明は、請求項１または２記載の防水・防滴構造付き電池パックにおいて、前記防水性のプラスチックフィルムが、単層もしくは２層以上で、かつ少なくとも１層のプラスチックフィルムの表面もしくは体積電気抵抗が電池の使用温度で10⁵ Ω・cm以下、より好ましくは10³ Ω・cm以下であることを特徴とする。
【００１３】
そして、このような本発明は、前記問題点に対して、鋭意研究と実験を重ねて、防水性を有するプラスチックフィルムの巧みな利用・応用と、新規な電池パックの基本的な構造の採用とによって、量産性にすぐれ、かつ信頼性に富む防水・防滴機能を有する電池パックを提供するに至ったものである。
【００１４】
さらに、補足すると、前記防水性プラスチックフィルムに次のような性能を具備させることにより、パック電池の機能を高度の付加価値をもって発揮させる作用効果が期待できる。
【００１５】
すなわち、前記プラスチックフィルムに親水性樹脂および／あるいは吸油性樹脂を配合（もしくは表面に親水性樹脂膜や吸油性樹脂を形成する形も可）させた場合は、フィルムを透過しようとする僅かな水あるいは汚染水中の油分を吸収して、フィルムの機能を飛躍的に向上させることができることが実験的にも確認された。また、油分を含む水がフィルムに接触した場合、その接触表面が親水性であると油分をはじき、フィルムが脆性劣化することが回避されることも確認された。
【００１６】
他の付加価値の向上は、内圧を制御する安全弁を有する電池群を内蔵する場合であり、プラスチックフィルムが防水性とともに気体透過性も具備するときは、安全弁が作用したとき吐出する僅かな気体（電池の場合水素が多い）を、フィルムを通してケース外に逃がすことができるので、電池パックの使用安全に好ましい作用効果を発揮する。
【００１７】
また、他の場合は、パック電池に静電障害や電磁波シールド障害を回避することが望まれる場合であり、プラスチックフィルムの表面または体積抵抗を下げて半導電性や導電性機能を付加させることにより、防水・防滴機能とともに、電気的な機能が同時に具現化されて、産業上の利用価値を飛躍的に高めることができる。
【００１８】
本発明において使用する防水性プラスチックフィルムとしては、電池使用温度である常温約60℃程度の範囲における水分透化率が 200×10^-11cc・cm／cm²・sec ・atm 以下、より好ましくは 100×10^-11cc・cm／cm²・sec ・atm 以下の厚さ10〜 500μm 程度のフィルムが好ましい。具体的には、たとえばポリテトラフルオロエチレン，ポリテトラフルオロエチレン，ポリフッ化ビニル，ポリフッ化ビニリデン， PFA，ポリエチレン，ポリプロピレン，ポリエチレンテレフタレート，ポリ塩化ビニリデンおよびポリ塩化ビニルなどとのアロイ，塩化ゴム，メチルゴム，ポリイソプレン，ポリブタジェン，ブチルゴム， SBR， NBR，ポリイソブチレン，クロロプレン，ネオプレンなどが挙げられる。そして、防水性プラスチックフイルムの厚さは、単層形もしくは多層形のいずれの場合も、特に限定されないが、要求される機能および外装ケース本体などに対する接合性などを考慮すると、一般には10〜 500μm 程度がよい。
【００２０】
【作用】
請求項１の発明では、電池パックの外装面に水や高湿度、もしくは油状物で汚染されたこれらの水分が触れ、万一パック内部に侵入しても、内部に防水性能を有するプラスチックフィルムの架張で封止した構成を採っているため、素電池を含む全ての部品類（電池パック本体部）に対する水や湿気の影響がより確実に回避され、パック電池の電気的な信頼性が保持される。
【００２１】
請求項２の発明では、防水性のプラスチックフィルムの水分透過率を、電池パックの使用温度と関連させて選択した構成を採ったことにより、前記請求項１記載の作用が助長される。
【００２２】
請求項３の発明では、防水性のプラスチックフィルムを単層もしくは異種フィルムの２層以上の積層形に使い分けることで、前記請求項１または２記載の作用にさらに幅がでる。
【００２３】
請求項４の発明では、防水性のプラスチックフィルムが、単層もしくは異種フィルムの２層以上の積層形に使い分け、かつ吸水性樹脂，吸油性樹脂などを含有する構成としたことにより、透過しようとする僅かな水あるいは油分を吸収して、請求項１または２記載の作用が飛躍的に向上される。
【００２４】
請求項５の発明では、防水性のプラスチックフィルムが、単層もしくは異種フィルムの２層以上の積層形に使い分け、かつ表面電気抵抗，体積電気抵抗を電池の使用温度と関連させて選択・設定したことにより、前記請求項１または２記載の作用に加えて、静電障害や電磁波シールド障害の回避も図られる。
【００２５】
【実施例】
以下図１〜図４を参照して本発明の実施例を説明する。
【００２６】
実施例１
図１は、この実施例に係る防水・防滴機能を有するパック電池の概略構成を示す断面図である。図１において、１は一端開口のプラスチィック製外装ケース本体、２は前記外装ケース本体１内に収納された複数個の素電池2aおよび素電池2aを電気的に接続する配線回路（図示省略）などで形成されている電池パック本体部、３は前記外装ケース本体１の開口部に架張されて外装ケース本体１内に収納された電池パック本体部２を封止する防水性のプラスチックフィルム、４は前記プラスチックフィルム３が架張された外装ケース本体１の開口部を一体化封止して外装ケース５を形成するプラスチィック製蓋体である。なお、図１において、6a，6b，6cは粘着テープであり、外装ケース本体１底壁面に対する電池パック本体部２の接着・固定、電池パック本体部２および蓋体４内壁面に対する防水性のプラスチックフィルム３の接着・固定にそれぞれ関与しているが、必須のものではない。
【００２７】
また、図示してないが、前記外装ケース５には、外装ケース５外へ導出した形で配線回路用の外部接続用端子が設置されている。ここで、外部接続用端子は、一般的に外装ケース本体１の成形と一体的に行われ、水の侵入に対する機密性などが保持される。さらに、前記外装ケース本体１の開口部に対する防水性プラスチックフィルム３の架張・支持（固定）は、外装ケース本体１および防水性プラスチックフィルム３の材質により適宜選択するが、一般的に接着剤，加熱溶着，高周波溶着，超音波溶着，熱シール，プリント型押しなどで行う。
【００２８】
上記電池パックの構成で、防水性プラスチックフイルム３として、厚さ約 150μm のポリプロピレン（PP）フイルム，ポリエチレンテレフタレート（ PET）フイルム，ポリフッ化ビニリデン（PVDF）フイルム，ポリ塩化ビニリデン（PVCl₂）フイルムもしくはポリブタジェン（PB）フイルムを、外装ケース本体１の開口部に架張・支持させ、蓋体４を接合・一体化する以前の状態で、日本標準規格JIS c 0920-1993 （「電気機械器具の防水試験及び固形物の侵入に対する確認試験」）に基づいて防水試験を行った後、パック電池の電気的性能試験をした。結果を表１に示す。ここでの試験評価は、試験個数に対する合格個数の比で行っている。
【表１】

表１から分かるように、この発明の実施例に係る場合は、いずれも前記規格に規定されている保護等級をも満足するものであった。なお、比較のため、防水性プラスチックフィルムを、外装ケース本体の開口部に架張・支持させずに、蓋体を外装ケース本体の開口部端面に超音波接合して封止した場合を表１に併せて示した。比較例の場合、合格率が 100％でないのは製造上の品質のバラツキに起因するもので現状の実体を反映しているといえる。
【００２９】
通常、この種の防水・防滴機能を有するパック電池においては、内蔵する素電池の種類、特に二次電池の場合、素電池の内圧を調整する安全弁が作動したときに噴出する気体（たとえばニッケル・カドムウム蓄電池やニッケル・水素蓄電池では水素ガスを主体とした気体）が、電池パック中こもるのを防ぐ（外部に逃がしてやる）ために、電池パック側壁に気体透過膜を貼り付けたりするが、前記実施例の電池パックの場合は、電池パック側壁に気体透過膜を貼付けなくとも、防水性プラスチックフィルムとして気体透過性を有するものを使用すると、電池パックの内圧を調整する機能を付与したと同様になる。
【００３０】
このような両機能を備えたプラスチックフィルムとしては、たとえば表２に示すようなものが挙げられる。特に、水素ガスなどの気体の透過率がパック電池の実用上の使用温度や圧力差などの環境条件において、 500×10^-11cc・cm／cm²・sec ・atm 程度以上、より好ましくは1000×10^-11cc・cm／cm²・sec ・atm 程度以上であることが望ましい。なお、表２において、数値が範囲で示されているのは、電池パックの実用使用温度の他、プラスチックフィルムの結晶化度，配向性，歪み，分子量などの違い、さらには、ポリブタジェンや＊印で示された熱硬化性ゴムでは無機充填剤との関係による透過率の違いなどが測定結果に現れたものである。
【００３１】
【表２】

実施例２
図２はこの実施例で用いた防水性プラスチックフィルム３の構造例を示す断面図である。すなわち、この実施例の防水・防滴機能を有する電池パックは、前記図１に図示した電池パックの構成で、防水性プラスチックフィルム３として、たとえば厚さ10μm 程度の疎水性プラスチックフィルム（たとえばPVDFフイルム）3aおよび厚さ15μm 程度の親水性プラスチックフィルム（たとえばナイロン系フイルム）3bをラミネートした構成のものを用いた他は、実施例１の場合と同様の条件で、電池パックを構成した。なお、ここでは、２層構造の防水性プラスチックフィルム３を例示したが、３層以上の多層フィルム構造であってもよいし、さらに、この多層構造は同種材料製のフイルムもしくは異種材料製フイルムの組み合わせでよい。あるいは、前記多層の形成は、プラスチックフイルム面に塗料や表面処理のようなコーティング蒸着などで行った形態でもよい。
【００３２】
防水性プラスチックフィルム３として、このようなラミネート構造を用いた場合は、次に示すような電池パックの機能性を多様化することができる。
【００３３】
(a)多層膜によりプラスチックフィルムの防水・防滴機能の一層の向上。
【００３４】
(b)吸水性樹脂あるいは／および吸油性樹脂の配合や薄膜形成による防水・防滴機能の向上。
【００３５】
実験によれば、これら樹脂の配合総量は50〜 0.5質量（重量）％、より好ましくは30〜 1質量（重量）％程度がよく、塗布膜などの形成で多層化する場合は、内蔵部品類とは反対面に厚さ10〜 200μm 程度に設ければよい。
【００３６】
(c)最近パック電池にしばしば望まている静電防止あるいは電磁波シールド性能の付与。
【００３７】
これらの機能を充足するには、表面または体積固有抵抗が約10⁵Ω・cm以下、より好ましくは10³Ω・cm以下である。ただし、十分な電磁波シールド性を発揮させるためには、放射電磁波に見合った周波数領域をカバーする 1Ω・cm以下の導電性が要求されるので、内蔵部品類と接触しないフィルム構成であることが望ましい。
【００３８】
(d)ナイロン，ポリビニルアルコール，セロファンなどは親水性があるので、単独では防水性プラスチックフィルムに適さないが、一方、油分で汚れた水に接触する態様を採る場合は、親水性プラスチックフィルムが油分をはじくので、気体透過性も具備するとき、その特性を阻害しない傾向に作用するので、水に接触し易い表面側に用いるとよい。
【００３９】
また、この実施例において、外装ケース本体１の開口部に対して、一体的に接合されて、電池パック本体部２および防水性プラスチックフイルム３を封装する蓋体４の接合構造は、たとえば図３および図４にそれぞれ要部構造を断面的に示すようにしてもよい。すなわち、外装ケース本体１の開口部端面および蓋体４のの開口部端面を互いに係合する段付き構造とし、その内周側の段付面に防水性プラスチックフイルム３の端縁部を固定・支持する構成、あるいは外装ケース本体１の開口部に、防水性プラスチックフイルム３の端縁部を固定・支持した形で蓋体４の開口部を嵌合する構成など採ってもよい。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の防水・防滴構造付き電池パックによれば、素電池および配線回路などの必須構成部が、容易に防水・防滴など保護され、さらに、必要に応じて気体透過性や電気的な低抵抗性なども付与されて静電気障害なども防止されるので、電気的に信頼性の高い機能の保持・発揮が可能となる。しかも、電池パックの組み立て作業もしくは工程も簡略で、歩留まりよく電池パックを構成することもできる。つまり量産性も良好なので、前記高度な防水・防滴構造の具現に伴う高信頼性化と相俟って、より有効な携帯用電池電源としての電池パックを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る防水・防滴構造付き電池パックの概略構成を示す断面図。
【図２】本発明の他の実施例に係る防水・防滴構造付き電池パックの構成で用いた防水性プラスチックフィルム構成例を示す断面図。
【図３】本発明の他の実施例に係る防水・防滴構造付き電池パックの概略構成の要部を示す断面図。
【図４】本発明のさらに他の実施例に係る防水・防滴構造付き電池パックの概略構成の要部を示す断面図。
【符号の説明】
１………外装ケース本体
２………電池パック本体部
2a………素電池
３………防水性プラスチックフィルム
3a，3b………多層化された各プラスチックフィルム
４………蓋体
５………外装ケース
6a，6b，6c………粘着テープ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to a battery pack with a waterproof / drip-proof structure that can be used even under high humidity environmental conditions.
[0002]
[Prior art]
A power supply component composed (formed) of a plurality of batteries (unit cells) is referred to as a pack battery and is widely put into practical use. Here, the battery pack generally has a structure in which a plurality of unit cells, a wiring circuit for electrically connecting these unit cells, a safety element, a contact terminal, etc. are built in a case having electrical insulation. It has become. Conventionally, such a power supply component has been mainly a primary battery, but recently its status has shifted to a chargeable / dischargeable secondary battery, and its use has expanded year by year and demand has increased. With the expansion of applications, the use conditions are becoming stricter. For example, mobile phones are increasingly used in high humidity and rain such as bathrooms and outdoor leisure. Corresponding to these modes of use, cordless devices have appeared that incorporate waterproof and drip-proof structures into important functions.
[0003]
The power supply component (battery power supply) indispensable for the cordless device includes a battery pack that is integrated with the device main body and a battery pack that is used by making the power supply component independent and fitting the device main body with an external connection terminal. By the way, a portable device or battery having a structure in which a unit cell or the like (battery pack body) is incorporated and mounted in an outer case having a fitting structure that is divided into a plurality of pieces and fitted and integrated with each other. In the pack, a method is adopted in which a sealing material or a rubber packing having a sealing function is attached to a fitting portion between the outer case pieces to prevent water from entering (waterproof and drip-proof). However, recent cordless electronic devices are increasingly becoming smaller and lighter, so the contact width of the outer case piece is also becoming narrower. From the viewpoint of weight and appearance design, the sealing material It is difficult to adopt the mounting method.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In response to such trends, a method of joining and integrating the fitting portions of the exterior case pieces with ultrasonic waves has been generally put into practical use. However, with this ultrasonic bonding method, it is not only a highly skilled technique but also requires a high level of skill to make the fitting part completely tight without any gaps, and to have a clean appearance. The level is not satisfactory for mass production technology. As another method, it is also known that the fitting portions of the outer case pieces are bonded together with an adhesive. However, in the case of this method, mass productivity is hindered, for example, appearance failure due to oozing out of the adhesive, or pressing for a certain time until the required adhesive strength is obtained.
[0005]
As described above, the waterproof / drip-proof structure of the conventional battery pack is desired to be further improved based on the manufacturing technology in order to cope with the recent reduction in size and weight of cordless electronic devices. In other words, the waterproof / drip-proof structure suitable for the battery pack ensures that all built-in parts including the unit cells mounted / stored in the battery pack case can be used reliably and for a long time from the intrusion of water. It is desired to be able to protect, to have good workability as a mass production technology (small work time and work process), and to be low in cost.
[0006]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a battery pack that is waterproof and drip-proof with high reliability and can be easily realized in mass production.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a battery pack main body including an outer case main body having one end opening, a plurality of unit cells housed in the outer case main body, a wiring circuit for electrically connecting the unit cells, and the like, A waterproof plastic film that seals the battery pack body that is stretched over the opening of the exterior case body and stored in the exterior case body, and the opening of the exterior case body over which the plastic film is stretched are integrated. A battery pack with a waterproof / drip-proof structure, comprising: a lid body that is sealed to form an exterior case; and a wiring circuit external connection terminal that is led out of the exterior case.
[0009]
The invention according to claim 2, wherein the waterproof and drip-proof structure with a battery pack of claim 1, wherein the waterproof plastic film, the battery pack moisture permeability 200 × 10 ^-11 at use temperature cc · cm / cm ² · sec · atm or less, more preferably 100 × 10 ^-11 cc · cm / cm ² · sec · atm or less.
[0010]
A third aspect of the present invention, in claim 1 or 2 waterproof and drip-proof structure with battery pack according, plastic film of the waterproof, characterized in that it is a single layer or two or more layers.
[0011]
A fourth aspect of the present invention, in claim 1 or 2 waterproof and drip-proof structure with battery pack according, plastic film of the waterproof, a single layer or two or more layers, and the water-absorbing plastic film of at least one layer It is characterized by containing 50 to 0.5%, more preferably 30 to 1% of the resin and / or the oil-absorbing resin in the total weight ratio.
[0012]
A fifth aspect of the present invention, in claim 1 or 2 waterproof and drip-proof structure with battery pack, wherein the waterproof plastic film, a single layer or two or more layers, and or surface of the plastic film at least one layer The volume electric resistance is 10 ⁵ Ω · cm or less, more preferably 10 ³ Ω · cm or less at the use temperature of the battery.
[0013]
And this invention, such as the above-mentioned problem, repeated earnest research and experiment, skillful use and application of waterproof plastic film, adoption of the basic structure of a new battery pack As a result, the present invention has led to the provision of a battery pack having a waterproof and drip-proof function that is excellent in mass productivity and rich in reliability.
[0014]
Furthermore, supplementally, by providing the waterproof plastic film with the following performance, it is possible to expect the effect of exerting the function of the battery pack with high added value.
[0015]
That is, when a hydrophilic resin and / or an oil-absorbing resin is blended in the plastic film (or a form in which a hydrophilic resin film or an oil-absorbing resin is formed on the surface is also possible) Alternatively, it was experimentally confirmed that the function of the film can be dramatically improved by absorbing oil in the contaminated water. It was also confirmed that when water containing oil comes into contact with the film, if the contact surface is hydrophilic, the oil is repelled and the film is prevented from being brittle.
[0016]
Another improvement in added value is the case where a battery group having a safety valve for controlling the internal pressure is built-in. When the plastic film has waterproofness and gas permeability, a slight amount of gas discharged when the safety valve acts ( The battery pack has a large amount of hydrogen) and can escape to the outside of the case through the film.
[0017]
In other cases, it is desired that the battery pack avoids electrostatic interference and electromagnetic wave shielding failure. By reducing the surface or volume resistance of the plastic film and adding semiconductivity or conductivity, In addition to waterproof and drip-proof functions, electrical functions can be realized at the same time, and the industrial utility value can be dramatically increased.
[0018]
The waterproof plastic film used in the present invention has a moisture permeability of 200 × 10 ⁻¹¹ cc · cm / cm ² · sec · atm or less, more preferably in the range of about 60 ° C., which is the battery operating temperature. A film having a thickness of about 10 to 500 μm and a thickness of 100 × 10 ⁻¹¹ cc · cm / cm ² · sec · atm or less is preferable. Specifically, for example, alloys with polytetrafluoroethylene, polytetrafluoroethylene, polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, PFA, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyvinylidene chloride and polyvinyl chloride, chlorinated rubber, methyl rubber, Examples include polyisoprene, polybutadiene, butyl rubber, SBR, NBR, polyisobutylene, chloroprene, and neoprene. The thickness of the waterproof plastic film is not particularly limited in the case of either a single layer type or a multilayer type, but generally 10 to 500 μm in consideration of required functions and adhesion to the exterior case body, etc. The degree is good.
[0020]
[Action]
According to the first aspect of the present invention, even if the moisture contaminated with water, high humidity, or oily material touches the exterior surface of the battery pack and enters the inside of the pack, Since it has a construction that is sealed with a stretch, the influence of water and moisture on all parts including the unit cell (battery pack body) is more reliably avoided, and the electrical reliability of the battery pack is maintained. Is done.
[0021]
In the invention of claim 2, the moisture permeability of the waterproof plastic film, by adopting a configuration selected in conjunction with the use temperature of the battery pack, the action of the claims 1 Symbol placement is facilitated.
[0022]
In the invention of claim 3, by selectively using the

waterproof

plastic film 2 or more layers of laminate type in a single layer or different film, further comes out width to the action of the claims 1 or 2 wherein.
[0023]
In the invention of claim 4, plastic film waterproof, distinguish the two or more layers of laminate type in the single layer or different films, and the water-absorbent resin, with the construction containing such oil-absorbing resin, attempts transmission By absorbing a small amount of water or oil, the effect of claim 1 or 2 is drastically improved.
[0024]
In the invention of claim 5, a plastic film of waterproof, distinguish the two or more layers of laminate type in the single layer or different films, and surface electrical resistance were selected and set by the volume resistivity is associated with the use temperature of the battery Thereby, in addition to the operation of the first or second aspect , it is possible to avoid electrostatic failure and electromagnetic shielding failure.
[0025]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0026]
Example 1
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a battery pack having a waterproof / drip-proof function according to this embodiment. In FIG. 1, 1 is a plastic outer case body having one end opening, 2 is a plurality of unit cells 2a housed in the outer case body 1, and a wiring circuit (not shown) for electrically connecting the unit cells 2a. 3 is a waterproof plastic film that is stretched over the opening of the exterior case body 1 and seals the battery pack body 2 housed in the exterior case body 1. Is a plastic lid that forms an exterior case 5 by integrally sealing the opening of the exterior case body 1 on which the plastic film 3 is stretched. In FIG. 1,

reference numerals

6a, 6b, 6c denote adhesive tapes, which are adhesive and fixing of the battery pack main body 2 to the bottom wall surface of the exterior case main body 1, and waterproof plastics to the inner wall surfaces of the battery pack main body 2 and the lid body 4. Although it is involved in the adhesion and fixing of the film 3, it is not essential.
[0027]
Although not shown, the external case 5 is provided with an external connection terminal for a wiring circuit in a form leading out of the external case 5. Here, the external connection terminal is generally performed integrally with the molding of the exterior case main body 1 to maintain confidentiality against water intrusion and the like. Further, the stretching / support (fixation) of the waterproof plastic film 3 with respect to the opening of the exterior case body 1 is appropriately selected depending on the materials of the exterior case body 1 and the waterproof plastic film 3. Perform by heat welding, high frequency welding, ultrasonic welding, heat sealing, printing stamping, etc.
[0028]
In the above battery pack configuration, the waterproof plastic film 3 is a polypropylene (PP) film, a polyethylene terephthalate (PET) film, a polyvinylidene fluoride (PVDF) film, a polyvinylidene chloride (PVCl ₂ ) film or a polybutadiene film having a thickness of about 150 μm. (PB) Before the film 4 is stretched and supported on the opening of the exterior case body 1 and the lid 4 is joined and integrated, the Japanese standard JIS c 0920-1993 ("Waterproof test of electrical machinery and equipment" And a confirmation test against intrusion of solid matter "), a waterproof test was performed, and then an electrical performance test of the battery pack was performed. The results are shown in Table 1. The test evaluation here is carried out by the ratio of the number of accepted samples to the number of samples tested.
[Table 1]

As can be seen from Table 1, all of the examples according to the present invention satisfied the protection class defined in the standard. For comparison, Table 1 shows a case where the waterproof plastic film is sealed by ultrasonic bonding to the opening end face of the exterior case body without being stretched and supported by the opening of the exterior case body. It was shown together. In the case of the comparative example, the fact that the acceptance rate is not 100% is due to the variation in quality in manufacturing, and it can be said that it reflects the actual substance.
[0029]
Usually, in this type of battery pack having waterproof and drip-proof functions, the type of built-in cell, particularly in the case of a secondary battery, a gas (such as nickel) that is blown when a safety valve that adjusts the internal pressure of the cell is activated.・ In order to prevent the cadmium storage battery or nickel / hydrogen storage battery from containing mainly hydrogen gas), the gas permeable membrane is attached to the side wall of the battery pack in order to prevent it from being trapped in the battery pack. In the case of the battery pack of the above-described embodiment, even if a gas permeable film is not attached to the battery pack side wall, a waterproof plastic film having gas permeability is used, which is similar to the function of adjusting the internal pressure of the battery pack. become.
[0030]
Examples of such a plastic film having both functions include those shown in Table 2. In particular, the permeability of gas such as hydrogen gas is about 500 × 10 ⁻¹¹ cc · cm / cm ² · sec · atm or more, more preferably 1000 at environmental conditions such as practical use temperature and pressure difference of the battery pack. × 10 ^-11 cc · cm / cm ² · sec · Atm or higher is desirable. In Table 2, the numerical values are shown in the range of the battery pack practical use temperature, differences in plastic film crystallinity, orientation, strain, molecular weight, etc., as well as polybutadiene and * In the thermosetting rubber indicated by, the difference in transmittance due to the relationship with the inorganic filler appears in the measurement results.
[0031]
[Table 2]

Example 2
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a structural example of the waterproof plastic film 3 used in this embodiment. That is, the waterproof / drip-proof battery pack of this embodiment has the battery pack configuration shown in FIG. 1 as a waterproof plastic film 3 having a thickness of about 10 μm, for example, a hydrophobic plastic film (for example, PVDF film). ) A battery pack was constructed under the same conditions as in Example 1 except that a laminate of 3a and a hydrophilic plastic film (for example, nylon film) 3b having a thickness of about 15 μm was used. Here, the waterproof plastic film 3 having a two-layer structure is illustrated, but a multilayer film structure having three or more layers may be used, and this multilayer structure may be a film made of the same material or a film made of different materials. A combination is sufficient. Alternatively, the multilayer may be formed by coating deposition such as paint or surface treatment on the plastic film surface.
[0032]
When such a laminated structure is used as the waterproof plastic film 3, the functionality of the battery pack as described below can be diversified.
[0033]
(a) Further improvement of waterproof / drip-proof function of plastic film by multilayer film.
[0034]
(b) Improvement of waterproof / drip-proof function by blending water-absorbing resin and / or oil-absorbing resin and forming a thin film.
[0035]
According to experiments, the total amount of these resins is 50 to 0.5 mass (weight)%, more preferably about 30 to 1 mass (weight)%. What is necessary is just to provide about 10-200 micrometers in thickness on the opposite side.
[0036]
(c) Providing antistatic or electromagnetic shielding performance often desired for battery packs recently.
[0037]
In order to satisfy these functions, the surface or volume resistivity is about 10 ⁵ Ω · cm or less, more preferably 10 ³ Ω · cm or less. However, in order to exhibit sufficient electromagnetic shielding properties, it is necessary to have a conductivity of 1 Ω · cm or less that covers the frequency range commensurate with the radiated electromagnetic waves. .
[0038]
(d) Nylon, polyvinyl alcohol, cellophane, etc. are hydrophilic, so they are not suitable for waterproof plastic films by themselves. On the other hand, when taking a form that comes into contact with water contaminated with oil, hydrophilic plastic films are Therefore, when it has gas permeability, it acts on the tendency not to impede its characteristics, so it is preferable to use it on the surface side where it is easy to come into contact with water.
[0039]
In this embodiment, the joining structure of the lid 4 that is integrally joined to the opening of the outer case body 1 and encloses the battery pack body 2 and the waterproof plastic film 3 is, for example, FIG. 4 and FIG. 4 may show the main structure in cross section. That is, a stepped structure in which the opening end surface of the outer case body 1 and the opening end surface of the lid 4 are engaged with each other, and the edge of the waterproof plastic film 3 is fixed to the inner peripheral stepped surface. For example, a configuration in which the opening of the lid 4 is fitted in a form in which the edge of the waterproof plastic film 3 is fixed to and supported by the opening of the outer case body 1 may be adopted.
[0040]
【The invention's effect】
As described above, according to the battery pack with a waterproof / drip-proof structure of the present invention, essential components such as a unit cell and a wiring circuit are easily protected to waterproof / drip-proof, and further, if necessary, gas Permeability, electrical low resistance, and the like are also imparted to prevent electrostatic failure and the like, so that highly reliable functions can be maintained and exhibited. In addition, the battery pack assembly operation or process is simple, and the battery pack can be configured with high yield. In other words, since mass productivity is also good, it has become possible to provide a battery pack as a more effective portable battery power source in combination with the high reliability associated with the implementation of the advanced waterproof / drip-proof structure.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a battery pack with a waterproof / drip-proof structure according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a configuration example of a waterproof plastic film used in the configuration of a battery pack with a waterproof / drip-proof structure according to another embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of a schematic configuration of a battery pack with a waterproof / drip-proof structure according to another embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a main part of a schematic configuration of a battery pack with a waterproof / drip-proof structure according to still another embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1 ... Exterior case body 2 ......... Battery pack body
2a ……… Unit 3 ……… Waterproof plastic film
3a, 3b ......... Multilayered plastic films 4 ......... Cover body 5 ......... Exterior case
6a, 6b, 6c ……… Adhesive tape

Claims

An exterior case body with one end opening;
A battery pack body including a plurality of unit cells housed in the exterior case body and a wiring circuit for electrically connecting the unit cells;
A waterproof plastic film that seals the battery pack body that is stretched over the opening of the exterior case body and stored in the exterior case body;
A lid that integrally seals the opening of the exterior case body on which the plastic film is stretched to form an exterior case;
A battery pack with a waterproof / drip-proof structure, characterized by having an external connection terminal for a wiring circuit led out of the outer case .

The waterproof plastic film has a moisture permeability of 200 × 10 ⁻¹¹ cc · cm / cm ² at the operating temperature of the battery pack. The battery pack with a waterproof / drip-proof structure according to claim 1 , wherein the battery pack has a sec / atm or less .

The waterproof / drip-proof battery pack according to claim 1, wherein the waterproof plastic film is a single layer or two or more layers .

The waterproof plastic film is a single layer or two or more layers, and contains at least one layer of a water-absorbing resin and / or an oil-absorbing resin in a total weight ratio of 50 to 0.5 %. The battery pack with a waterproof / drip-proof structure according to claim 1 or 2 .

The waterproof plastic film is a single layer or two or more layers, and the surface or volume electric resistance of at least one layer of the plastic film is 10 ⁵ at the operating temperature of the battery. The battery pack with a waterproof / drip-proof structure according to claim 1, wherein the battery pack has a resistance of Ω · cm or less .