JP3662485B2

JP3662485B2 - 電池パック

Info

Publication number: JP3662485B2
Application number: JP2000262154A
Authority: JP
Inventors: 辰久近田
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2000-08-31
Filing date: 2000-08-31
Publication date: 2005-06-22
Anticipated expiration: 2020-08-31
Also published as: CN1198345C; CN1341974A; US6884540B2; US20020025474A1; TW511308B; JP2002075304A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノート形パーソナルコンピュータ（以下、ノートパソコン）や携帯情報端末等の携帯機器の電源として用いられる電池パックに係り、特に二次電池の放熱性や耐圧性を考慮した電池パックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
携帯機器の電池電源として高い出力電圧や大きな電池容量が要求される場合に、電池パックは複数の二次電池を直列及び／又は並列に接続して構成される。電池パックは、複数の二次電池と電源回路等を構成した回路基板とを、パックケース内に収容して一体化した形態、あるいは熱収縮チューブまたは粘着テープで一体化した組電池の形態に構成される。
【０００３】
携帯機器の小型化に伴って電池パックにも小型化が要求されており、複数の二次電池は互いに密着した状態に一体化されがちである。しかし、二次電池は充放電時に熱の発生を伴うので、この発熱が僅かであっても複数の二次電池が密着配置された状態では熱の放散が充分になされず、パックケースの閉じられた空間内で二次電池の温度が上昇し、電池温度が係わる充放電特性に悪影響を及ぼすことになる。
【０００４】
このような二次電池を密着配置することによる弊害を解消するための先願例として、特開２０００−１００４０１号公報に開示された電池パックが知られている。ここに開示されている電池パックでは、複数の円柱形二次電池を円柱方向を同一にして並列配置するとき、図１０、図１１に示すように、円柱形の二次電池１２の対向間とそれに直交する方向とに開口部４８、４９を形成したスペーサ４３を隣り合う円柱形二次電池１２の間に配置して、二次電池の熱の放散を改善している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
電池パックとして構成する二次電池の数が増え、それを平面上に配列すると、電池パックとしての平面面積が増加し、パックケースや機器の電池パック収容スペースに大きな空間が必要となり、外圧が加わったときに二次電池に圧力が加わったことによる電池内圧の増加に伴う安全性への悪影響を防止するために、パックケースや機器の収容スペースに外圧による変形を防止する支柱等の支持構造を設ける必要がある。特に、図１２に示す偏平な角形の二次電池２では平面面積はより大きくなり、支持構造は必須条件となる。
【０００６】
上記従来構成になるスペーサ４３は、円柱形の二次電池１２に対応するものであるが、図１２に示すように、偏平な二次電池２に応用して開口部４８を支持柱を通す用に利用することができる。しかし、このスペーサ４３は連結部材ではないので、偏平な二次電池２を何個も連結できるだけの連結強度を得ることはできない。また、機器の電池パック収容スペースは矩形形状であるとは限らず、変形形状になることも少なくなく、前記スペーサ４３では対応できない。また、並列配置した二次電池２の間により大きな開放スペースを設けて放熱性の向上を図り、支持構造を設ける自由度の高い電池パックの構成が望まれている。
【０００７】
本発明が目的とするところは、複数の電池間に放熱及び剛性強化のための空間を形成して変形の収容スペースにも対応できるようにした電池パックを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明に係る電池パックは、複数の二次電池が直列及び／又は並列に接続され、所定間隔の空隙を設けて平行配置した任意数の二次電池の平行線方向と直交する面が絶縁性板材で前記平行配置した二次電池間の相対位置を、略保持して連結されてなることを特徴とするもので、所定間隔の空隙を設けて平行配置された二次電池の間が絶縁性部材で連結されるので、二次電池は空隙を設けて連結され、これを平行線方向に任意数繰り返すと、複数の二次電池は平行配置の間に空隙を設けて一体化され、放熱性がよく、空隙内に支柱等の支持体を配置して二次電池に圧縮方向の圧力が加わることが防止される。
【０００９】
上記構成において、平行線方向と直交する面は、二次電池の正極及び負極の形成面とすることにより、平面に絶縁性板材を貼着することができ、二次電池間の連結を確実に行うことができる。
【００１０】
また、平行線方向と直交する面に形成された正極及び負極を二次電池が直列及び／又は並列に接続されるように金属板材で接続すると共に、金属板材が存在する位置では金属板材の上に絶縁性板材を貼着することができ、電気的接続と機械的連結とを同一位置で行い、薄くて強度の低い金属板材を絶縁性板材で保護することができる。
【００１１】
また、絶縁性板材は、樹脂板の両面に粘着処理が施され、粘着により二次電池の間を連結するように構成するのが好適な手段となる。
【００１２】
奇数個の二次電池の中の所定間隔の空隙を設けて平行配置された偶数個の二次電池が絶縁性板材で連結され、端部に位置する絶縁性板材に、残った二次電池が前記平行配置された二次電池の平行線方向と異なる方向に向けて接合するように構成すると、変形形状の電池収容スペースに対応させることができ、配列し難い奇数個の二次電池を一体的に連結することが可能となる。
【００１３】
また、複数の二次電池は、二次電池の収容空間の形状に対応させて配列方向を組み合わせることができ、平行配置方向及び平行線方向に配列する数を収容空間の形状に合わせて選択的に組み合わせて自由度の高い対応を可能にする。
【００１４】
また、二次電池は、偏平角形のものに適用するのに好適なものとなる。
【００１５】
また、連結又は接合された各二次電池を平行配置方向に粘着テープで結束することにより、連結又は接合された複数の二次電池の一体化構造を強化することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１７】
本実施形態は、ノートパソコンの電池電源として構成された電池パックについて示すもので、図１に示すように、ノートパソコンＡの底面に着脱可能に装着される付加ケース２０内の電池収容空間に収容できる形状に形成される。
【００１８】
図２は、本実施形態に係る電池パック１の前記付加ケース２０内への収容状態を示す平面図で、付加ケース２０は図示平面上に固定される蓋体を取り外した開放状態に示している。蓋体は板状に形成され、雌ネジをインサートした複数のボス２４にネジ止め固体される。電池パック１は、付加ケース２０に形成された電池収容枠２１に収容された９個の二次電池２と、電池保護回路やノートパソコンＡとの通信回路等を構成した回路基板３とを備えて構成されている。前記二次電池２は、偏平角形に形成されたリチウムイオン二次電池であって、３個ずつ並列接続し、それらを直列接続した状態に電気的接続されると共に、平行配置された８個の二次電池２は連結板５で所定の間隔Ｗを設けて相互に連結され、残る１個の二次電池２は端部の連結板５に接合されている。
【００１９】
付加ケース２０にはノートパソコンＡの重量が加わり、更にノートパソコンＡ上、特に電池パック１の収容位置の直上に加わる人体からの加圧が二次電池２に及ばないようにするため、平行配置された二次電池２の間に形成された間隔Ｗ内に位置するように、付加ケース２０に支持柱２２が形成され、図示しない蓋体の加圧による撓みを防止している。前記支持柱２２の高さは、前記電池収容枠２１の高さと同一に形成されているので、二次電池２上への加圧による蓋体の撓みは支持柱２２及び電池収容枠２１で支持され、二次電池２に加圧が加わることがない。また、平行配置された二次電池２間の間隔Ｗに対応する位置決めリブ２３が設けられ、二次電池２を位置決めして間隔Ｗが維持されるように構成されている。
【００２０】
上記のように複数の二次電池２を間隔Ｗを設けると共に変形形状に一体化する電池パック１の詳細な構成について以下に説明する。
【００２１】
図３に示すように、二次電池２の正極端子４の形成面に絶縁紙１３が貼着される。この二次電池２は、図４に示すように、治具上に８個並べて直列及び並列接続する状態にリード板６が接合される。更に、図５に示すように、両面に粘着処理がなされた連結板５を要所に貼着する。連結板５は電気的絶縁性を有し、剛性に富む樹脂板材により二次電池２の断面形状に対応する形状に形成されたものである。このようにリード板６及び連結板５は貼着された８個の二次電池２を、図５に示す展開位置Ｑから当接した二次電池２の間を開くと、連結板５が貼着されていない面に連結板５は貼着し、図６に示すように、８個の二次電池２が間隔Ｗを隔てて平行配置された状態が得られる。この８個を連結した状態の端部の連結板５に、図６に示すように、１個の二次電池２の側面を貼り付け、図７に示すように、各二次電池２の平板面の両面に、各二次電池２にまたがって粘着テープ７を貼り付けると、９個の二次電池は強固に一体化される。
【００２２】
図７は、電池パック１としての完成状態を示しており、二次電池２の間の接続及び回路基板３との間の接続のためのリード線９が配線され、このリード線９の処理や回路基板３の固定などのために小面積の粘着テープ７ａが要所に貼り付けられている。また、回路基板３からコネクタ１１が引き出され、ノートパソコンＡに接続できるように構成されている。この電池パック１は各構成要素が一体化されているので、この状態でノートパソコンＡのメーカに供給することができ、メーカにおいて図２に示すように付加ケース２０に収容すると、ノートパソコンＡに付加する電池電源を容易に製造することができる。更に、所要の形状にすればノートパソコンＡ本体に内蔵させることも可能である。
【００２３】
複数の二次電池２の配列は、図８に示すように、２個以上の二次電池２を所定間隔Ｗを設けて平行配列することもできる。絶縁性板材１６は二次電池２の数に応じてその長さが決定される。このように二次電池２を配列する自由度が高く、電池収容空間の形状に対応させて設計することができる。
【００２４】
また、図９に示すように、円柱形の二次電池１２を間隔を設けて平行配置し、絶縁性板材１５で連結することもできる。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、二次電池の間に空間が形成され、二次電池の放熱性が向上すると共に、空間内に二次電池の圧縮方向の加圧を支持する支持体を設けることができ、二次電池が加圧されることが防止できる。また、複数の二次電池を配列する自由度が高く電池収容スペースの形状に対応させて配列することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る電池パックを適用するノートパソコンの概要を示す側面図。
【図２】付加ケース内への電池パックの配置状態を示す平面図。
【図３】二次電池に対する前処理を示す斜視図。
【図４】電池パックを組み立てるリード板接合の工程を示す説明図。
【図５】電池パックを組み立てる連結板貼着の工程を示す説明図。
【図６】電池パックを組み立てる二次電池配列の工程を示す斜視図。
【図７】電池パックの完成状態を示す平面図。
【図８】二次電池配列の別態様を示す平面図。
【図９】円柱形二次電池に適用した態様を示す斜視図。
【図１０】従来構成になるスペーサの構成を示す斜視図。
【図１１】同上スペーサによる二次電池の配列状態を示す斜視図。
【図１２】同上スペーサを偏平角形電池に適用した例を示す斜視図。
【符号の説明】
１電池パック
２二次電池
５連結板（絶縁性板材）
７粘着テープ

Claims

複数の二次電池が直列及び／又は並列に接続され、所定間隔の空隙を設けて平行配置した任意数の二次電池の平行線方向と直交する面が絶縁性板材で前記平行配置した二次電池間の相対位置を、略保持して連結されてなることを特徴とする電池パック。
平行線方向と直交する面は、二次電池の正極及び負極の形成面である請求項１に記載の電池パック。
平行線方向と直交する面に形成された正極及び負極を二次電池が直列及び／又は並列に接続されるように金属板材で接続すると共に、金属板材が存在する位置では金属板材の上に絶縁性板材が貼着されてなる請求項１または２に記載の電池パック。
絶縁性板材は、樹脂板の両面に粘着処理が施され、粘着により二次電池の間を連結する請求項１、２、３いずれか一項に記載の電池パック。
奇数個の二次電池の中の所定間隔の空隙を設けて平行配置された偶数個の二次電池が絶縁性板材で連結され、端部に位置する絶縁性板材に、残った二次電池が前記平行配置された二次電池の平行線方向と異なる方向に向けて接合されてなる１〜４いずれか一項に記載の電池パック。
複数の二次電池は、二次電池の収容空間の形状に対応させて配列方向を組み合わせる請求項１〜５いずれか一項に記載の電池パック。
二次電池は、偏平角形である請求項１〜６いずれか一項に記載の電池パック。
連結又は接合された各二次電池を平行配置方向に粘着テープで結束する請求項１〜７いずれか一項に記載の電池パック。