JP3824039B2

JP3824039B2 - バッテリーパック

Info

Publication number: JP3824039B2
Application number: JP26751998A
Authority: JP
Inventors: 耕坂田
Original assignee: Ube Industries Ltd
Current assignee: Ube Corp
Priority date: 1998-09-22
Filing date: 1998-09-22
Publication date: 2006-09-20
Anticipated expiration: 2018-09-22
Also published as: JP2000100401A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯型の電子機器、例えば携帯電話、ノートパソコン、カムコーダ、及びＣＤプレイヤ等に用いられる充放電可能なバッテリーパックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
バッテリーパックは、複数の二次電池が直列又は並列に接続した状態でケース内に収納されている。最近では、電池を横に密着した状態でケース内に収納することで、バッテリーパックも小型化が図られている。また、二次電池としては、作動電圧が高いこと、エネルギ密度が高いこと、出力電流が大きいこと、サイクル寿命が長いこと、メモリ効果がないこと、短時間での充電が可能なこと等から、リチウムイオン電池が多用されている。
【０００３】
ところで、リチウムイオン電池等の二次電池では、充放電時に多少発熱する。二次電池同士が密着していると、その部分では熱の逃げ場がないため、蓄熱されることになる。この蓄熱が発生すると、充放電特性が変化し、安定した充放電を行うことができなくなる。また、一方の二次電池に充放電の異常が発生して温度が上がると、この熱が他方の二次電池に伝わり、この正常な二次電池に対して充放電の異常を招く恐れがある。
【０００４】
ケース内に収納した二次電池が振動等によって動いて、プリント基板との溶接が外れたり、電極が電気部品に接触したりすることを防止するために、隣接する二次電池との間に、仕切り板を配置することが知られている（特開平５−２９０８２１号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
二次電池同士を密着させて配置する場合と比較して、仕切り板を用いた方が熱的な影響を小さくすることはできる。しかし、仕切り板に熱が蓄積されるため、この仕切り板を介して熱が伝わるから、充分な熱的絶縁を図ることができない。
【０００６】
本発明は、上記問題点を解決するために鑑みなされたもので、隣接した電池同士の間の熱的な絶縁を充分に確保することができるバッテリーパックを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明のバッテリーパックでは、電気的絶縁性を有する材料で作った、前記二次電池の軸方向の長さとほぼ同じ長さを有するスペーサーを、電池同士が接触しないようにするために隣接する２個の二次電池のうちの側面同士が向かい合う間に配置し、このスペーサーの両側面を、二次電池の外周の一部が入り込む凹面にするとともに、該電池の軸方向の中央に対向し、且つ、両端部を除いた部分に両側面を貫通する開口及び上面と下面を貫通する開口を形成し、両端部を４本の連結辺で連結した形状にしたものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
バッテリーパック１０は、図２に示すように、上ケース１１と下ケース１２とから構成されるケース本体に、リチウムイオン電池１３〜１６や充放電制御回路１７を取り付けた基板１８が収納されている。基板１８には、プラス端子１９、マイナス端子２０、及び接続検出端子２１が設けられており、これらは下ケース１２に設けた各開口２２〜２４からそれぞれ外部に露呈される。プラス端子１９及びマイナス端子２０は、電子機器や充電器との間で充放電するためのものである。接続検出端子２１は、電子機器や充電器にバッテリーパック１０が正しく装着されたことを検知するためのものである。
【００１０】
充放電制御回路１７は、周知のように、放電用スイッチと充電用スイッチとを備え、接続検出端子２１からの信号で、バッテリーパック１０が電子機器又は充電器に正しく接続されているときに、２つのスイッチをＯＮにしてリチウムイオン電池１３〜１６の充放電を許容する。また、充放電制御回路１７は、サーミスタや電圧測定回路を備え、バッテリーパック１０内の温度が異常に高くなったとき、又は各リチウムイオン電池の電圧が規定の電圧範囲を外れたときに、放電用スイッチ又は充電用スイッチをＯＦＦして、充電又は放電を停止させる。
【００１１】
リチウムイオン電池１３と１４とがスペーサー４３を介して隣接されている。また、リチウムイオン電池１５と１６もスペーサー４３を介して隣接され、且つ、リチウムイオン電池１３、１４と直交する向きで回路基板１８上に取り付けられている。各電池１３〜１６の電極には、基板１８の配線パターンに半田付けされた電池接続板４４がスポット溶接されている。
【００１２】
図１、図３、及び図４に示すように、スペーサー４３の両側面４６，４７は、電池１５、１６の各中心を通る直線Ａを中心とする上下の周面の長さＢの範囲に対応した凹面が形成されている。両側面４６，４７の凹面は、中心が最も凹んでいるから、２個の電池の間に介在させるだけで、これらの間から抜け落ちることはない。なお、凹面の代わりに、両側面４６，４７を板状にしてもよい。
【００１３】
両側面４６、４７には、両端部５１、５２を除いた部分に、放熱用の貫通開口４８が形成されている。また、スペーサー４３の上下面を貫通するように、貫通開口４９が形成されている。これら貫通開口４８、４９により、スペーサー４３は、両端部５１、５２とが４本の連接片５３で連結された形状をしている。
【００１４】
スペーサー４３の長さは、リチウムイオン電池１３〜１６の軸方向の長さとほぼ同じ長さである。このリチウムイオン電池１３〜１６の発熱は、主として両端部５１、５２を除いた中央部で発生する。このため、貫通開口４８、４９は、電池１３〜１６の中央部に形成されている。このようなスペーサー４３の素材としは、プラスチック材料が用いられるが、絶縁性、及び熱伝達率等の点からＰＰ樹脂（ポリプロピレン）等が望ましい。
【００１５】
次に上記実施形態の作用について説明する。バッテリーパック１０の組立に際して、回路基板１８に充放電制御回路１７を実装する。また、サイズの小さい電子部品は２つの電池の間のスペースにも配置される。次に、電池接続板４４を回路基板１８に半田付けする。一対の電池接続板４４の間に、スペーサー４３を挟装させたリチウムイオン電池１３〜１６を挿入する。その後に、電池接続板４４をリチウムイオン電池１３〜１６の電極にスポット溶接する。組み立てられた回路基板１８は、電池１３〜１６を下に向けた姿勢でケース本体１２に挿入され、上からケース蓋１１を嵌めることでバッテリーパック１０が完成する。ケース蓋１１には、接着剤が塗ってあるため、ケース本体１２に固着される。
【００１６】
この状態では、リチウムイオン電池１３〜１６がスペーサー４３の両側面４６、４７に密着して固定されている。スペーサー４３の両側面４６、４７の間の最小厚みは、強度等を考慮してできるだけ薄くしてあるから、２個の電池同士の間隔を狭くでき、コンパクト化を図ることができる。
【００１７】
バッテリーパック１０は、充電器で充電してから電子機器に接続され、電子機器に電力を給電する。この充放電中に、各リチウムイオン電池１３〜１６が発熱する。電池同士の間に熱及び電気的な絶縁部材であるスペーサー４３を介在させているから、一方の電池の熱が他方の電池に伝わることがなく、したがって、相乗効果により増大することがない。しかも、スペーサー４３に設けた貫通開口４８により電池間に一定の空間が形成され、この空間により充分な放熱が行われる。また、上下方向に開口した貫通開口４９によって、熱の対流が発生するから、放熱の効果も大きい。さらに、リチウムイオン電池１３〜１６の放熱により、回路基板１８に設けた温度センサー、例えばサーミスタに熱影響を及ぼすことがない。
【００１８】
上記実施例では、横方向の貫通開口４８と上下方向の貫通開口４９とを設けているが、上下方向の貫通開口４９を省略してもよい。また、二次電池としては、リチウムイオン電池の他に、ニッカド電池等でもよい。また、二次電池を３本以上横に並べ、これらの間にスペーサーを配置してもよい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のバッテリーパックは、電池間にスペーサーを挟装させ、このスペーサーの両側面を、二次電池の外周の一部が入り込む凹面にするとともに、電池の軸方向の中央に対向し、且つ、両端部を除いた部分に両側面を貫通する開口及び上面と下面を貫通する開口を形成し、両端部を４本の連結辺で連結した形状にしたから、電池間に一定の空間が形成され、この空間により電池の熱を充分に放熱させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のスペーサーを示した斜視図である。
【図２】バッテリーパックの分解斜視図である。
【図３】バッテリーパックの内部に収納された電池の要部を示す斜視図である。
【図４】電池に挟まれた状態のスペーサーを示した断面図である。
【符号の説明】
１０バッテリーパック
１３〜１６リチウムイオン電池
４３スペーサー
４６、４７周面
４８、４９貫通開口
５１、５２端部
５３連結棒

Claims

少なくとも２個の円柱形状をした二次電池を横に並べた状態でケース内に収納したバッテリーパックにおいて、
電気的絶縁性を有する材料で作った、前記二次電池の軸方向の長さとほぼ同じ長さを有するスペーサーを、電池同士が接触しないようにするために隣接する２個の二次電池のうちの側面同士が向かい合う間に配置し、前記スペーサーの両側面を、前記二次電池の外周の一部が入り込む凹面にするとともに、該電池の軸方向の中央に対向し、且つ、両端部を除いた部分に両側面を貫通する開口及び上面と下面を貫通する開口を形成し、両端部を４本の連結辺で連結した形状にしたことを特徴とするバッテリーパック。
前記ケースには充放電制御回路を取り付けた基板が収納されており、前記基板には前記電池の両端電極に接続される電池接続板が設けられていることを特徴とする請求項１記載のバッテリーパック。
前記電池は、両端電極が前記電池接続板に溶接されていることを特徴とする請求項１又は２記載のバッテリーパック。