JP3922208B2 - Battery pack and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、外装部分の体積を極限まで抑えた電池パック及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ノート型パソコン等の情報機器や携帯電話等の移動通信機器、ビデオカメラ等、携帯型電子機器の需要が急増している。このような電子機器の電源として、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の密閉式小形二次電池が多く使用されており、その中でもリチウムイオン二次電池は高電圧、高エネルギー密度、軽量といった特性が活かされ、多種多様な分野で採用されている。
【０００３】
特に、液系電解液を用いた場合に問題となる液漏れの対応策として、例えば、電解質として、ポリマーに非水電解液を含浸させてなるゲル状高分子膜を用いたもの、或いは全固体状の電解質を用いた、いわゆるポリマーリチウムイオン二次電池が提案されている。
【０００４】
このような電池は、通常、例えば図３７に示すように、電池素子がラミネートされてなる単セル３０２が、保護回路や端子を備えた接続基板３０１とともに、上下一対のプラスチックケース３０３，３０４の内部に収納されて、電池パック３００とされている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−８６０６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造では、プラスチックケース３０３，３０４の肉厚は０．３〜０．４ｍｍ必要となる。また、固定のための両面テープや公差を考慮すると、電池厚みに対して０．８〜１ｍｍ程度の厚みの増加となっている。外周方向でも上下のプラスチックケース３０３，３０４を超音波溶着するための形状が必要で、そのため０．７ｍｍ程度の肉厚が求められている。そのため、電池に対して電池パック３００は１．３〜１．４倍程度の容積の増加が余儀なくされている。
【０００７】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、機械的強度、端子の信頼性を損なうことなく、パックのための容積増加を極限まで小さくした電池パックおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電池パックは、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子と、電池素子を収納する収納凹部が形成された第１の領域と、第１の領域に連続して設けられた第２の領域と、第１の領域に略直交するように第２の領域に連続して設けられた第３の領域とを有する包装体と、電池素子が収納された収納凹部の周囲に配設されるフレームと、フレームに配設され、端子が接続されるとともに、外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板とを備える。
【０００９】
そして、本発明の電池パックは、収納凹部に電池素子を収納し、収納された電池素子の端子が導出する側とは反対側に位置する第２の領域を第１の領域に対して折曲して、電池素子の外部に露出している第１の面を覆い、第１の領域と第２の領域とを接合し、収納凹部に収納され、第２の領域で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、電池素子が収納された収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに接続基板を配設し、包装体の第３の領域を第２の領域に対して折曲し、第１の領域の収納凹部に収納され、第１の領域と第２の領域とで覆われた電池素子の第１の面とは反対側の第２の面側を第３の領域で覆い、第３の領域と第１の領域とを接合してなることを特徴とする。
【００１０】
上述したような本発明に係る電池パックでは、電池素子のラミネート材をパック外装としても用いることで、体積効率が向上する。
【００１１】
また、本発明の電池パックの製造方法は、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子と、電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体と、収納凹部に収納された電池素子の外部に露出している第１の面を覆う第１の領域と、第１の面と反対側の第２の面側を覆う第２の領域とを少なくとも有する第２の包装体と、記電池素子が収納された収納凹部の周囲に配設されるフレームと、フレームに配設され、端子が接続されるとともに外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板とを備え、第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納し、電池素子の外部に露出している第１の面を第２の包装体の第１の領域で覆い、接合片と第１の領域とを接合し、収納凹部に収納され、第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、電池素子の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに接続基板を配設し、第２の包装体の第２の領域を第１の領域に対して折曲し、第１の包装体の収納凹部に収納され、第１の領域で覆われた電池素子の第１の面と反対側の第２の面側を第２の領域で覆い、第１の包装体と、第２の包装体の第２の領域とを接合してなることを特徴とする。
【００１２】
上述したような本発明に係る電池パックの製造方法では、電池素子のラミネート材をパック外装としても用いることで、体積効率を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の電池パックは、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子と、電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体と、収納凹部に収納された電池素子の外部に露出している第１の面を覆う第１の領域と、第１の面と反対側の第２の面側を覆う第２の領域とを少なくとも有し、上記第１の包装体より硬い材質からなる第２の包装体と、電池素子が収納された収納凹部の周囲に配設されるフレームと、フレームに配設され、端子が接続されるとともに外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板とを備える。
【００１４】
そして、本発明の電池パックは、第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納し、電池素子の外部に露出している第１の面を第２の包装体の第１の領域で覆い、接合片と第１の領域とを接合し、収納凹部に収納され、第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、電池素子の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに接続基板を配設し、第２の包装体の第２の領域を第１の領域に対して折曲し、第１の包装体の収納凹部に収納され、第１の領域で覆われた電池素子の第１の面と反対側の第２の面側を第２の領域で覆い、第１の包装体と、第２の包装体の第２の領域とを接合してなることを特徴とする。
【００１５】
上述したような本発明に係る電池パックでは、電池素子のラミネート材をパック外装としても用いることで、体積効率が向上する。
【００１６】
また、本発明の電池パックの製造方法は、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子を、上記電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納する第１の工程と、収納凹部に収納された電池素子の外部に露出している第１の面を、上記第１の面を覆う第１の領域と、第１の面と反対側の第２の面側を覆う第２の領域とを少なくとも有する第２の包装体の第１の領域で電池素子の第１の面を覆い、接合片と第１の領域とを接合する第２の工程と、収納凹部に収納され、第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を、外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板に接続し、電池素子が収納された収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに接続基板を配設する第３の工程と、第２の包装体の第２の領域を第１の領域に対して折曲し、第１の包装体の収納凹部に収納され、第１の領域で覆われた電池素子の第１の面と反対側の第２の面側を第２の領域で覆う第４の工程と、第１の包装体と、第２の包装体の第２の領域とを接合する第５の工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
上述したような本発明に係る電池パックの製造方法では、電池素子のラミネート材をパック外装としても用いることで、体積効率を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明の電池パックは、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子と、電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体と、第１の包装体の収納凹部に収納された電池素子の外部に露出する第１の面を覆う第１の領域と、上記第１の領域の一辺から連続して設けられた第２の領域とを有する第１の包装体よりも硬い第２の包装体と、電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲に配設されるフレームと、フレームに配設され、端子が接続される接続基板とを備える。
【００１９】
本発明の電池パックは、第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納し、収納凹部から露出する電池素子の第１の面を、第１の包装体の接合片と第２の包装体の第１の領域とを接合し、電池素子の端子を外部に導出させて、第２の包装体の第１の領域で覆い、第１の包装体の収納凹部に収納され、第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、フレームに接続基板を配設し、第２の包装体の第２の領域を、第１の包装体の接合片と接合された第１の領域に対し、この第１の領域の一方短辺を支点にして第１の包装体の収納凹部に収納された電池素子の第１の面とは反対側の第２の面側に折り返し、第２の包装体の第２の領域が第１の包装体の収納凹部を覆い、第２の包装体の第２の領域とフレームとを接合してなることを特徴とする。
【００２０】
上述したような本発明に係る電池パックでは、電池素子を包装する第２の包装体をパック外装としても用いることで、体積効率が向上する。また、この電池パックでは、パック外装となる第２の包装体が、第１の包装体よりも硬いことから、外部からの衝撃、例えば落下等の衝撃で内部の電池素子が変形して、劣化してしまうこと、や第２の包装体に傷等が発生することが抑えられ、外観不良となることが防止されている。また、この電池パックでは、第２の包装体の第２の領域で、第１の包装体の収納部を覆う際に、第２の領域を第１の領域の一方短辺を支点に折返すことから、第２の包装体の折り曲げられる部分が短くなり、折り曲げた部分にしわ等が発生することが抑えられる。
【００２１】
また、本発明の電池パックの製造方法は、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納する第１の工程と、第１の包装体の収納凹部に収納された電池素子の外部に露出する第１の面を覆う第１の領域と、上記第１の領域の一辺と連続して設けられた第２の領域とを有する第１の包装体よりも硬い第２の包装体の第１の領域で、電池素子の端子が外部に導出されるように、電池素子の第１の面を覆い、第１の包装体の接合片と、第２の包装体の第１の領域とを接合する第２の工程と、第１の包装体の収納凹部に収納され、第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに接続基板を配設する第３の工程と、第２の包装体の第２の領域を、第１の包装体の接合片と接合された第１の領域に対し、この第１の領域の一方短辺を支点にして、第１の包装体の収納凹部に収納された電池素子の第１の面とは反対側の第２の面側に折り返し、第２の包装体の第２の領域が第１の包装体の収納凹部を覆い、第２の包装体の第２の領域とフレームとを接合する第４の工程とを有することを特徴とする。
【００２２】
上述したような本発明に係る電池パックの製造方法では、電池素子を包装する第２の包装体をパック外装としても用いることで、体積効率が向上する。また、この電池パックの製造方法では、パック外装となる第２の包装体が、第１の包装体よりも硬いことから、外部からの衝撃、例えば落下等の衝撃で内部の電池素子が変形したり、劣化してしまうこと、や第２の包装体に傷等が発生することが抑えられた電池パックが得られる。また、この電池パックの製造方法では、第２の包装体の第２の領域で、第１の包装体の収納部を覆う際に、第２の領域を第１の領域の一方短辺を支点に折返すことから、第２の包装体の折れ曲がる部分が短くなり、折り曲げた部分にしわ等が発生することが抑えられる。
【００２３】
また、本発明の電池パックは、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極のそれぞれ端子が導出された電池素子と、電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体と、第１の包装体の収納凹部に収納された電池素子の外部に露出する第１の面を覆い、第１の包装体よりも硬い第２の包装体と、電池素子の第１の面と反対側の第２の面側の第１の包装体の収納凹部を覆い、第１の包装体よりも硬い第３の包装体と、電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲に配設されるフレームと、フレームに配設され、端子が接続される接続基板とを備える。
【００２４】
本発明の電池パックは、第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納し、上記収納凹部から露出する電池素子の第１の面を、第１の包装体の接合片と第２の包装体とを接合することで、電池素子の端子が外部に導出されるように、第２の包装体で覆い、収納凹部に収納され、第２の包装体で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設する共に、上記フレームに接続基板を配設し、電池素子の第２の面側の第１の包装体の収納凹部を第３の包装体で覆い、電池素子の周囲に配設されたフレームと、第３の包装体とを接合してなることを特徴とする。
【００２５】
上述したような本発明に係る電池パックでは、電池素子を包装する第２の包装体をパック外装としても用いることで、体積効率が向上する。また、この電池パックでは、パック外装となる第２の包装体及び第３の包装体が、第１の包装体よりも硬いことから、外部からの衝撃、例えば落下等の衝撃で内部の電池素子が変形したり、劣化してしまうことや、第２の包装体及び第２の包装体に傷等が発生することが抑えられ、外観不良となることが防止されている。また、この電池パックでは、外側の包装体が第２の包装体と第３の包装体の２枚からなるため、第２の包装体及び第３の包装体にしわ等の発生が抑えられ、外観がよくなる。
【００２６】
また、本発明の電池パックの製造方法は、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納する第１の工程と、第１の包装体の収納凹部に収納された電池素子の外部に露出する第１の面を覆い、第１の包装体よりも硬い第２の包装体で第１の面を覆い、第１の包装体の接合片と、第２の包装体とを接合する第２の工程と、第１の包装体の収納凹部に収納され、第２の包装体で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームと電池素子との間に接続基板を配設する第３の工程と、電池素子の第１の面と反対側の第２の面側の第１の包装体の収納凹部を、第１の包装体よりも硬い第３の包装体で覆い、電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲に配設されたフレームと、第３の包装体とを接合する第４の工程とを有することを特徴とする。
【００２７】
上述したような本発明に係る電池パックの製造方法では、電池素子を包装する第２の包装体及び第３の包装体をパック外装としても用いることで、体積効率が向上する。また、この電池パックの製造方法では、パック外装となる第２の包装体及び第３の包装体が、第１の包装体よりも硬いことから、外部からの衝撃、例えば落下等の衝撃で内部の電池素子が変形したり、劣化してしまうこと、や第２の包装体及び第３の包装体に傷等が発生することが抑えられ、外観不良となることが防止される。また、この電池パックの製造方法では、外側の包装体が第２の包装体と第３の包装体の２枚からなるため、第２の包装体及び第３の包装体にしわ等の発生が抑えられた外観がよい電池パックが得られる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した電池パックの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
〈第１の実施の形態〉
図１は、本発明を適用した電池パックの一構成例を示す斜視図であり、図２は、図１中Ｘ１−Ｘ２線における断面図である。図３〜図８は、電池パックの製造方法を説明するための図である。
【００３０】
この電池パック１は、電池素子２と、接続基板３と、フレーム４と、包装体５とから構成され、電池素子２が包装体５の内部に収納、密閉され、さらに接続基板３及びフレーム４とともに包装体５によって包装されてなる。
【００３１】
電池素子２は、帯状の正極と、帯状の負極とが、ポリマー電解質層及び／又はセパレータを介して積層され、長手方向に巻回されるとともに、正極及び負極から、それぞれ正極端子２１と負極端子２２とが外部に導出されている。
【００３２】
正極は、帯状の正極集電体上に正極活物質層が形成されてなり、さらに正極活物質層上にポリマー電解質層が形成されている。また、負極は、帯状の負極集電体上に負極活物質層が形成されてなり、さらに負極活物質層上にポリマー電解質層が形成されている。正極端子２１及び負極端子２２は、それぞれ正極集電体及び負極集電体に接合されている。
【００３３】
正極は、目的とする電池の種類に応じて、金属酸化物、金属硫化物または特定の高分子を正極活物質として用いて構成することができる。例えばリチウムイオン電池を構成する場合、正極活物質としては、ＬｉｘＭＯ２（式中Ｍは一種以上の遷移金属を表し、ｘは電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５以上１．１０以下である。）を主体とするリチウム複合酸化物等を使用することができる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金属Ｍとしては、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ等が好ましい。このようなリチウム複合酸化物の具体例としてはＬｉＣｏＯ２，ＬｉＮｉＯ２，ＬｉＮｉｙＣｏ１−ｙＯ２（式中、０＜ｙ＜１である。）、ＬｉＭｎ２Ｏ４等を挙げることができる。これらリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度的に的に優れた正極活物質となる。また、正極活物質としてＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＮｂＳｅ２，Ｖ２Ｏ５等のリチウムを含有しない金属硫化物あるいは酸化物を用いることもできる。正極には、これらの正極活物質の複数種を併せて使用してもよい。また、以上のような正極活物質を使用して正極を形成するに際して、公知の導電剤や結着剤等を添加することができる。
【００３４】
負極材料としては、リチウムをドープ、脱ドープできる材料を使用することができる。例えば、難黒鉛化炭素系材料や黒鉛系材料の炭素材料を使用することができる。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス）、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。このほか、リチウムをドープ、脱ドープできる材料としては、ポリアセチレン、ポリピロール等の高分子やＳｎＯ２等の酸化物を使用することもできる。このような材料から負極を形成するに際しては、公知の結着剤等を添加することができる。
【００３５】
ポリマー電解質は、高分子材料と電解液と電解質塩とを混合してゲル状化した電解質をポリマー中に取り込んでなる。高分子材料は、電解液に相溶する性質を有し、シリコンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリフォスファゼン変性ポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、及びこれらの複合ポリマーや架橋ポリマー、変性ポリマー等、若しくはフッ素系ポリマーとして、例えばポリ（ビニリデンフルオロライド）、ポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−テトラフルオロサフルオロプロピレン）、或いはポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−トリフルオロエチレン）等の高分子材料、及びこれらの混合物が各種使用される。
【００３６】
電解液成分は、上述した高分子材料を分散可能とし、非プロトン性溶媒として例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）やプロピレンカーボネート（ＰＣ）或いはブチレンカーボネート（ＢＣ）等が用いられる。電解質塩には、溶剤に相溶するものが用いられ、カチオンとアニオンとが組み合わされてなる。カチオンには、アルカリ金属やアルカリ土類金属が用いられる。アニオンには、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＳＣＮ−、ＣｌＯ４ −、ＢＦ４ −、ＰＦ６ −、ＣＦ３ＳＯ３ −等が用いられる。電解質塩には、具体的には六フッ化リン酸リチウムや四フッ化ホウ酸リチウムが、電解液に対して溶解可能な濃度で用いられる。
【００３７】
このような電池素子２をその内部に収納する包装体５は、図３に示すように、略長方形状の第１の領域５１と、第１の領域５１の長手方向に連続した略長方形状の第２の領域５２と、第１の領域５１に略直交するように第２の領域５２の短辺方向に連続した略長方形状の第３の領域５３とを有する、略Ｌ字形状とされている。第１の領域５１には、電池素子２が収納される収納凹部５４が予め形成されている。
【００３８】
包装体５は、後掲する図４に示すように、内側から順にポリプロピレン（ＰＰ）層５５、アルミニウム（Ａｌ）層５６、ナイロン層（Ｎｙ）５７がこの順に積層された積層構造を有する。ここで、アルミニウム層５６は内部への水分の浸入を防ぐ。ポリプロピレン層５５は、ポリマー電解質の変質を防ぐとともに、包装体５の接合面となる。すなわち、包装体５を接合する際には、このポリプロピレン層５５同士を対向させて約１７０℃で熱融着することにより行う。ナイロン層５７は包装体５に一定の強度を与える。
【００３９】
なお、包装体５の構成は、これに限定されるものではなく、各種材料及び積層構造を有するラミネートフィルム等を用いることができる。また、その接合方法も熱溶着に限定されるものではない。
【００４０】
包装体の構成材料としては、例えば、アルミニウム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、酸変性ポリプロピレン、アイオノマー、ＯＮ等が挙げられる。
【００４１】
本発明は、電池素子２を密閉するラミネート材を、電池パック１の外装としても用いることにより、プラスチックケースを不要とし、体積効率を高めたものである。
【００４２】
まず、図３中、矢印Ａに示すように、電池素子２を、包装体５の第１の領域５１に設けられた収納凹部５４に収納する。このとき、電池素子２の端子側を、第２の領域５２とは反対側となるように配置する。
【００４３】
次に、矢印Ｂに示すように、折り曲げ線５ａにおいて、第２の領域５２を第１の領域５１に対して折曲する。これにより、収納凹部５４に収納された電池素子２の、外部に露出している第１の面が、第２の領域５２で覆われた状態となる。
【００４４】
次に、第１の領域５１と第２の領域５２とを接合する。接合は、第１の領域５１と第２の領域５２のポリプロピレン層側を対向させ、約１７０℃で熱溶着することにより行う。
【００４５】
このとき、後掲する図８に示すように、減圧ポンプ８０を用いて、接合と同時に減圧も行う。この吸引される力により、電池素子２が、第１の領域５１と第２の領域５２とで覆われて密閉される。なお、このとき、電池素子２の正極端子２１及び負極端子２２は、第１の領域５１と第２の領域５２との接合面に挟み込まれて、包装体５の外部に導出された状態となる。
【００４６】
ここで、図８に示すように、減圧を行うことによって、第１の領域５１は吸引される。これにより、収納凹部５４に収納された電池素子２は引き絞られて、収納凹部５４の底面側である第２の面側が小さく、開口側である第１の面側が大きい、断面略台形形状となる。
【００４７】
次に、正極端子２１及び負極端子２２を、接続基板３の端子部３１に接合する。この端子部３１は、外部機器と電気的に接続されるものとなる。また、接続基板３には、保護回路チップ３２等が配されている。
【００４８】
次に、図５中矢印Ｃに示すように、第１の領域５１の収納凹部５４に収納され、さらに第２の領域５２で覆われて密閉された電池素子２の周囲に、第１の領域５１側からフレーム４を配するとともに、正極端子２１及び負極端子２２が端子部３１に接合された接続基板３を上記フレーム４にはめ込む。
【００４９】
このフレーム４は、図５及び図６に示すように、電池素子２の外形形状にあわせた大きさの枠型部材であり、電池素子２の端子側に配される前壁部４ａと、電池素子２の端子とは反対側に配される後壁部４ｂと、電池素子２の側面部に配される側壁部４ｃとから構成される。電池素子２の周囲にフレーム４を配することで、例えば落下等の衝撃から、電池素子２を保護することができる。このフレーム４は、各種プラスチック材料から構成することができる。特に、包装体５との接合を考えると、包装体５の接合面であるポリプロピレンと同じ材質、すなわちポリプロピレンや、ポリプロピレンと同等の融点を有する材料が好ましいものとして挙げられる。
【００５０】
ここで、上述したように、減圧により電池素子２は断面略台形形状となっている。図８に示すように、フレーム４の側壁部４ｃは、電池素子２の第２の面側の周縁部に形成される隙間部分に配される。これによりデッドスペースを有効に活用することができ、体積効率をさらに高めることができる。
【００５１】
また、この側壁部４ｃの、電池素子２と対向する部分はＲ形状とされていることが好ましい。これにより、フレーム４の強度、耐衝撃性をより高めることができる。
【００５２】
また、フレーム４の、電池素子２の端子側に対応する前壁部４ａ側には、接続基板３が配されるとともに、前壁部４ａには開口部４１が形成されている。この開口部４１は、接続基板３の端子部３１を外部に臨ませるものであり、接続基板３は、開口部４１より端子部３１を外部に臨ませた状態でフレーム４に配される。開口部４１から外部に臨まされた端子部３１は、外部機器と電気的に接続されることとなる。ここでは、３つの開口部４１が設けられた例を示しており、これら開口部４１は、例えば正極端子用、負極端子用、その他情報端子用とすることができる。しかし、これに限定されるものではない。
【００５３】
また、このフレーム４には、略三角形状の係止部材４２が配されており、この係止部材４２に係止されることによって、接続基板３がフレーム４に配される。
【００５４】
図７に、上記係止部分の拡大図を示す。係止部材４２は、前壁部４ａ側に略垂直面４２ａを有し、開口側に向かって傾斜する斜面４２ｂを有する略直角三角形状を有している。接続基板３をこのフレーム４に配する際には、接続基板３を図７中矢印Ｅ方向に押し込んで係止部材４２の斜面４２ｂを乗り越えさせる。これによりフレーム４の前壁部４ａと、係止部材４２の垂直面４２ａとの間に接続基板３が配置される。接続基板３を取り外すには、係止部材４２の垂直面４２ａを越えなければならず、接続基板３の脱落等を防止することができる。
【００５５】
また、外部機器からの接続端子を接続基板３の端子部３１に接続する際に、上記接続端子を、開口部４１を介して押し込んだような場合など、外部から接続基板に力が加わった場合にも、係止部材４２によって接続基板３の脱落が防止されて、フレーム４に係止された状態を維持できるとともに、より確実な端子接続が可能となる。
【００５６】
このように、フレーム４を電池素子２の周囲に配することで、電池素子２をプラスチックケース内に収納しなくとも、プラスチックケースを用いた場合と同等の機械的強度、端子の信頼性を維持することができる。
【００５７】
次に、図５及び図８中矢印Ｄに示すように、折り曲げ線５ｂにおいて、第３の領域５３を第２の領域５２に対して折曲する。これにより、電池素子２を収納する第１の領域５１の、第２の領域５２と接合された側とは反対側の面、すなわち電池素子２の第２の面側が、第３の領域５３で覆われる。
【００５８】
最後に、第３の領域５３と第１の領域５１とを接合する。接合は、第３の領域５３と第１の領域５１のポリプロピレン層側を対向させ、約１７０℃で熱溶着することにより行う。
【００５９】
これにより、電池素子２が包装体５の内部に収納、密閉され、さらに接続基板３及びフレーム４が上記包装体５によって包装されて、図１及び図２に示すような電池パック１が完成する。
【００６０】
このようにして得られる電池パック１は、電池素子のラミネート材をパック外装としても用いることで、プラスチックケースを外装に用いた場合に比べて、体積効率を１０％以上向上することができる。これにより、電池パック１の体積密度を向上することができる。
【００６１】
また、電池素子の周囲にフレームを配することで、プラスチックケースを用いた場合と同等の機械的強度、端子の信頼性を維持することができ、信頼性の高いものとなる。
【００６２】
また、電池素子のラミネートをパック包装体と共用化することで、設計をシンプル化することができ、電池素子と電池パックとを一貫して生産することができ、加工費を低減することができる。また、生産時間も短縮することができ、生産効率が向上する。
【００６３】
さらに、プラスチックケースを用いる場合に必要なケースや、テープ、ラベル等の部品が不要となり、部品点数の削減、および材料費の削減を図ることができる。
【００６４】
〈第２の実施の形態〉
図９は、本発明を適用した電池パック１０の一構成例を示す斜視図であり、図１０は、図９中Ｘ５−Ｘ６線における断面図である。図１１〜図１７は、電池パック１０の製造方法を説明するための図である。
【００６５】
この電池パック１０は、電池素子２と、接続基板３と、フレーム４と、包装体とから構成され、電池素子２が包装体の内部に収納、密閉され、さらに接続基板３及びフレーム４とともに包装体によって包装されてなる。
【００６６】
電池素子、接続基板、フレームについては、上述した第１の実施の形態における電池パック１の電池素子２、接続基板３、フレーム４とほぼ同様の構成とされているので、図面中においては同一の符号を配するとともに、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６７】
電池素子２を収納、包装する包装体は、第１の包装体６と、第２の包装体７との２枚から構成される。
【００６８】
第１の包装体６は、図１１に示すように、略長方形状を有し、電池素子２が収納される収納凹部６１が予め形成されている。そして、上記収納凹部６１の周囲は接合片６２とされている。また、長手方向の一方の端部には、短辺方向の両端に切欠部６３が形成されている。この第１の包装体６は、図１２に示すように、内側から順にポリプロピレン（ＰＰ）層６４、アルミニウム（Ａｌ）層６５、ナイロン（Ｎｙ）層６６がこの順に積層された積層構造を有し、ポリプロピレン層６４が接合面となる。
【００６９】
第２の包装体７は、図１３に示すように、略長方形状の第１の領域７１と、第１の領域７１の短辺方向に連続した略長方形状の第２の領域７２とを少なくとも有する。ここで、第１の領域７１は、第１の包装体６の収納凹部６１に収納された電池素子２の外部に露出している第１の面を覆う領域となり、第２の領域７２は、電池素子２の第２の面側を第１の包装体６とともに覆う領域となる。また、第２の包装体７にも、上記第１の包装体６に形成された切欠部６３と対応する部分に、同様に切欠部７３が形成されている。
【００７０】
第２の包装体７は、第１の包装体６よりも硬い材料からなる。第２の包装体７の材料としては、内側となる面にポリプロピレン層が形成されたアルミニウム薄板等が挙げられる。外側の包装体となる第２の包装体７に硬い材料を用いることで、強度が確保され、耐衝撃性に優れたものとすることができる。
【００７１】
なお、第１包装体６、第２の包装体７の構成は、これに限定されるものではなく、各種材料及び積層構造を有するラミネートフィルム等を用いることができる。また、その接合方法も熱溶着に限定されるものではない。
【００７２】
本発明は、電池素子２を密閉する包装体を、電池パック１０の外装としても用いることにより、プラスチックケースを不要とし、体積効率を高めたものである。
【００７３】
まず、図１１中、矢印Ｆに示すように、電池素子２を、第１の包装体６に設けられた収納凹部６１に収納する。このとき、電池素子２の端子側を、切欠部６３が形成された側とは反対側となるように配置する。
【００７４】
次に、図１３に示すように、電池素子２が収納凹部６１に収納された第１の包装体６の上に、第２の包装体７を重ねる。これにより、収納凹部６１に収納された電池素子２の、外部に露出している第１の面が、第２の包装体の第１の領域７１で覆われた状態となる。
【００７５】
なお、このとき、図１３に示すように、第２の包装体７は、第１の包装体６の接合片６２の外線よりも内側になるように、ずらして配されている。
【００７６】
次に、第１の包装体６と、第２の包装体７の第１の領域７１とを接合する。接合は、収納凹部６１に収納された電池素子２の周囲４方において、第１の包装体６と第２の包装体７の第１の領域７１のポリプロピレン面を対向させ、約１７０℃で熱溶着することにより行う。
【００７７】
このとき、後掲する図１５に示すように、減圧ポンプ８０を用いて、接合と同時に減圧も行う。これにより、電池素子２が、第１の包装体６と第２の包装体７の第１の領域７１とで覆われて密閉される。なお、このとき、電池素子２の正極端子２１及び負極端子２２は、第１の包装体６と第２の包装体７の第１の領域７１との接合面に挟み込まれて、包装体の外部に導出された状態となる。
【００７８】
ここで、減圧を行うことによって、第１の包装体６は吸引される。これにより、図１５に示すように、収納凹部６１に収納された電池素子２は引き絞られて、収納凹部６１の底面側である第２の面側が小さく、開口側である第１の面側が大きい、断面略台形形状となる。
【００７９】
次に、正極端子２１及び負極端子２２を、接続基板３の端子部３１に接合する。次に、図１４中矢印Ｇに示すように、第１の包装体６の収納凹部６１に収納され、さらに第２の包装体７の第１の領域７１で覆われて密閉された電池素子２の周囲に、第１の包装体６側からフレーム４を配するとともに、正極端子２１及び負極端子２２が端子部３１に接合された接続基板３を上記フレーム４にはめ込む。
【００８０】
フレーム４を電池素子２の周囲に配することで、電池素子２をプラスチックケース内に収納しなくとも、プラスチックケースを用いた場合と同等の機械的強度、端子の信頼性を維持することができる。
【００８１】
また、このとき、上述したように、減圧により電池素子２は断面略台形形状となっている。図１５に示すように、フレーム４の側面壁は、電池素子２の第２の面側の周縁部に形成される隙間部分に配される。これによりデッドスペースを有効に活用することができ、体積効率をさらに高めることができる。
【００８２】
次に、図１４及び図１６中矢印Ｈに示すように、折り曲げ線において、第２の包装体７の第２の領域７２を第１の領域７１に対して折曲する。これにより、第１の包装体６の収納凹部６１に収納され、第２の包装体７の第１の領域７１で覆われた電池素子２の、第１の面と対向する第２の面側が、第２の領域７２で覆われる。
【００８３】
このとき、第１の包装体６の接合片６２は、図１５中矢印Ｉに示すように折り曲げられ、電池素子２の周囲に配されたフレーム４に沿って配される。
【００８４】
最後に、第１の包装体６と、第２の包装体７とを対向させて接合する。
【００８５】
このとき、上述したように第１の包装体６と第２の包装体７とは、ずらされた状態で重ね合わされている。図１３及び図１５に示すように、第２の包装体７の第１の領域７１側の端部７１ａは、第１の包装体６の接合片６２よりも内側にある。
【００８６】
そのため、図１６及び図１７に示すように、フレーム４に沿って配された接合片６２は、矢印Ｊに示すようにフレーム４に沿って配された第２の包装体７の第１の領域からはみ出した状態となる。この接合片６２のはみ出している面と、第２の領域７２で第１の包装体６を覆ったときに内側となる面とを対向させて接合する。すなわち、これらの面は、第１の包装体６と第２の包装体７のポリプロピレン層側の面であり、対向させ、約１７０℃で熱溶着することにより接合する。
【００８７】
また、このとき図１７に示すように、第２の包装体７は、第１の領域７１側の端部７１ａと、第２の領域７２側の端部７２ａとが突き合わせられて接合される。
【００８８】
また、フレーム４の後端側においても、上述した側面部の場合と同様に、接合片６２のはみ出している面と、第２の領域７２で第１の包装体６を覆ったときに内側となる面とを対向させて接合される。
【００８９】
これにより、電池素子２が、第１の包装体６及び第２の包装体７からなる包装体の内部に収納、密閉され、さらに接続基板３及びフレーム４が包装体によって包装されて、図９及び図１０に示すような電池パック１０が完成する。
【００９０】
このようにして得られる電池パック１０は、電池素子のラミネート材をパック外装としても用いることで、プラスチックケースを外装に用いた場合に比べて、体積効率を１０％以上向上することができる。これにより、電池パック１０の体積密度を向上することができる。
【００９１】
また、電池素子の周囲にフレームを配することで、プラスチックケースを用いた場合と同等の機械的強度、端子の信頼性を維持することができ、信頼性の高いものとなる。
【００９２】
また、電池素子のラミネートをパック包装体と共用化することで、設計をシンプル化することができ、電池素子と電池パックとを一貫して生産することができ、加工費を低減することができる。また、生産時間も短縮することができ、生産効率が向上する。
【００９３】
さらに、プラスチックケースを用いる場合に必要なケースや、テープ、ラベル等の部品が不要となり、部品点数の削減、および材料費の削減を図ることができる。
【００９４】
〈第３の実施の形態〉
次に、上述した電池パック１及び電池パック１０とは、包装体の材料を変えた図１８及び図１９に示す電池パックについて説明する。
【００９５】
この電池パック１００は、上述した電池素子２及び接続基板３と、電池素子の周囲に配設されるフレーム１１０と、パック内部を包装する第１の包装体１２０と、パック外部を包装する第２の包装体１３０と、接続基板３を固定する固定部材１４０とを有する。電池パック１００は、第１の包装体１２０と第２の包装体１３０とによって包装された電池素子２の周囲に、接続基板３及びフレーム１１０を配設し、フレーム１１０と第２の包装体１３０とを接合することによって、第２の包装体１３０がパック外装をかねた構造となっている。
【００９６】
電池素子２、接続基板３については、上述した第１の実施の形態における電池パック１００の電池素子２、接続基板３、とほぼ同様の構成とされているので、図面中においては同一の符号を配するとともに、ここでの詳細な説明は省略する。
【００９７】
フレーム１１０は、図２０に示すように、電池素子２の外形形状にあわせた大きさの枠型部材であり、電池素子２の端子側に配される前壁部１１０ａと、電池素子２の端子とは反対側に配される後壁部１１０ｂと、電池素子２の側面部に配される側壁部１１０ｃと、上壁部１１０ｄとから構成される。前壁部１１０ａには、接続基板３を配設した際に、接続基板３に設けられている端子部３１を外部に露出させるための開口部１１１と、後述する固定部材１４０を係止させる係合凹部１２が設けられている。ここでは、３つの開口部１１１が設けられた例を示しており、これら開口部１１１は、例えば正極端子２１用、負極端子２２用、その他情報端子用とすることができる。しかし、これに限定されるものではない。また、係合凹部１１２は、後述する図２８に示すように、前壁部１１０ａの内側面に形成され、後述する固定部材１４０と係合される。
【００９８】
また、フレーム１１０の側壁部１１０ｃの下端側には、図２０及び図２１に示すように、第１の包装体１２０の接合片１２２の端部が係合される第１の第１の段差部１１３が設けられ、さらに、この第１の第１の段差部１１３の上側に第２の包装体１３０の接合部１３１ｂの端部が係合されている第２の段差部１１４が設けられている。また、フレーム１１０の上側端面には、第２の包装体１３０の第２の領域１３２の端部が係合される第３の段差部１１５が設けられている。
【００９９】
第１の段差部１１３は、具体的に、側壁部１１０ｃの外面と下面とで構成されるコーナー部に設けた切欠きにより形成され、この切欠きは係合される第１の包装体１２０の厚さと略同一の幅をもって、フレーム１１０の内側に向かって切り欠かれている。また、第１の段差部１１３は、第１の包装体１１３の厚さよりも狭い幅をもって、フレーム１１０の内側に向かって切欠きを設け、形成するようにしてもよい。この場合は、第１の段差部１１３の幅を後述する第１の包装体１１３のアルミニウム層１２４が露出しない幅で形成する。
【０１００】
第２の段差部１１４は、第１の段差部１１３に連続するように切欠きが設けられ、この切欠きは係合される第２の包装体１３０の厚さと略同一の幅をもって、フレーム１１０の内側に向かって切り欠かれている。また、第２の段差部１１４は、第２の包装体１３０の厚さよりも狭い幅をもって、フレーム１１０の内側に向かって切欠きを設け、形成するようにしてもよい。
【０１０１】
第３の段差部１１５は、上端の内側コーナー部に開放されて設けられている。第３の段差１１５は、係合される第２の包装体１３０の厚さと略同一の幅をもって、フレーム１１０の外部に向けって段差を形成する。また、第３の段差部１１５は、第２の包装体１３０の厚さよりも狭い幅をもって、フレーム１１０の外側に向かって段差を設け、形成するようにしてもよい。第２の段差部１１４及び第３の段差部１１５の幅を第２の包装体１３０の幅よりも狭く形成する際には、第２の包装体１３０のアルミニウム層１３４が外部に露出しない幅で形成される。
【０１０２】
これらの第１の段差部１１３及び第２の段差部１１４は、第１の段差部１１３に第１の包装体１２０の接合片１２２の端部が係合され、第１の段差部１１３より上側の第２の段差部１１４により第２の包装体１３０の接合部１３１ｂの端部が係合されることにより、第１の包装体１２０の接合片１２２の端部と、第２の包装体１３０の接合部１３１ｂの端部とは、側壁上において位置がずらされるようになり、各々の端部を構成する導電性の金属層同士が接触し、ショートすることを防止することができる。
【０１０３】
また、第３の段差部１１５に係合される第２の包装体１３０の第２の領域１３２の端部と、第２の段差部１１４に係合される第２の包装体１３０の第１の領域１３１の端部とが離間されることから、第２の包装体１３０の第２の領域１３２の端部と、第２の包装体１３０の第１の領域１３１の端部との間のショートが防止される。
【０１０４】
また、第１の段差部１１３から第３の段差部１１５をフレーム１１０に設けることによって、第１の包装体１２０の端部及び第２の包装体１３０の端部が外部に露出しないようになるため、この包装体の端部によって、電池パック１００が外部に傷害等を与えることが防止される。
【０１０５】
また、フレーム１１０を電池素子２の周囲に配することで、例えば落下等の衝撃から、電池素子２を保護することができる。このフレーム１１０は、各種プラスチック材料から構成することができる。特に、包装体との接合を考えると、包装体に用いられるポリプロピレンと同じ材質、すなわちポリプロピレンや、ポリプロピレンと同等の融点を有する材料が好ましいものとして挙げられる。
【０１０６】
第１の包装体１２０は、図２２に示すように、略矩形状を有し、電池素子２が収納される収納凹部１２１が予め形成されている。そして、この収納凹部１２１の周囲には、後述する第２の包装体１３０と接合される接合片１２２が設けられている。また。第１の包装体１２０には、一方の短辺に切欠部１２３が設けられている。
【０１０７】
この第１の包装体１２０は、図２３に示すように、内側から順にポリプロピレン（ＰＰ）層１２３、アルミニウム層（Ａｌ）１２４、ナイロン（Ｎｙ）層１２５がこの順に積層された積層構造からなるラミネートフィルムである。ポリプロピレン層１２３は、第２の包装体１３０と接合する際の接合面となる。アルミニウム層１２４は、電池パック１００の気密性を維持する。ナイロン層１２５は、突き刺し等の外部からの衝撃に耐える強度を有し、且つパック外部とアルミニウム層１２４との絶縁を維持している。
【０１０８】
第２の包装体１３０は、図２４に示すように、略矩形状に形成された第１の領域１３１と、この第１の領域１３１の一方短辺に連続して設けられた略矩形状の第２の領域１３２とを有する。
【０１０９】
第１の領域１３１は、第１の包装体１２０の収納凹部１２１に収納された電池素子２の外部に露出する第１の面を覆う被覆部１３１ａと、第１の包装体１２０の接合片１２２と接合される接合部１３１ｂとを有する。
【０１１０】
被覆部１３１ａは、電池素子２の第１の面とほぼ同面積を有する。接合部１３１ｂは、第１の包装体１２０の接合片１２２よりも、長辺方向及び短辺方向に大きく形成されている。この接合１３１ｂの第１の包装体１２０の接合片１２２よりも大きく形成された部分が、フレーム１１０の側壁部１１０ｃと接合される糊代部１３１ｃとなる。この糊代部１３１ｃは、後述するポリプロピレン層１３３が第１の包装体１２０側に露出している。
【０１１１】
したがって、第１の領域１３１は、電池素子２の第１の面を覆うことによって、被覆部１３１ａは電池パック１００の一方の主面を形成する。また、電池素子２の長辺側に位置する第１の包装体１２０の接合片１２２と、第１の領域１３１の接合部１３１ｂとの接合部分は、フレーム１１０の側壁部１１０ｃと第１の領域１３１の糊代部１３１ｃとが接合されることによって、電池パック１００の長辺側の側面を形成する。また、第１の領域１３１には、第２の領域１３２が接続されている短辺とは反対側の短辺の両端に、切欠部１３１ｄが形成されている。
【０１１２】
第２の領域１３２は、略矩形状の形成され、第１の包装体１０９ａの一方の短辺に連続して設けられている。第２の領域１３２は、電池素子２の端子部が導出されている端部とは反対側の端部と、第１の包装体１０８の収納凹部１２１とを覆う。したがって、第２の領域１３２は、電池パック１００のフレーム１１０の開口部１１１が設けられている端部とは反対側の端部の側面と、電池パック１００の他主面を形成する。
【０１１３】
このような構成からなる第２の包装体１３０は、樹脂材料からなる樹脂層と、金属からなる金属層とが積層されてなり、例えば、図２５に示すように、樹脂層としてポリプロピレン（ＰＰ）層１３３と、このポリプロピレン層１３３上に金属層として、アルミニウム層１３４があり、このアルミニウム層１３４上に樹脂層のナイロン層１３５が積層された積層構造からなるラミネートフィルムである。ポリプロピレン層１３３は、第１の包装体１２０と接合する際の接合面となる。
【０１１４】
アルミニウム層１３４は、電池パック１００の気密性を維持する。アルミニウム層１３４には、第１の包装体１２０に用いられるアルミニウム層１２４よりも硬質のアルミニウムを材料に用いる。このようなアルミニウムとしては、例えば３００４Ｈ−Ｈ１８（ＪＩＳ Ｈ４１６０）材等がある。また、金属層として、アルミニウム層１３４の他に、例えばステンレスや銅、ニッケル、鉄等の材料を用いた層でもよい。
【０１１５】
樹脂層のナイロン層１３５は、突き刺し等の外部からの衝撃に耐え、且つパック外部とアルミニウム層１３４との絶縁を維持している。また、樹脂層としては、ナイロン層１３５の他に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の材料を用いた、ＰＥＴ層やＰＥＮ層であってもよい。
【０１１６】
第２の包装体１３０の厚さは、各層の厚さがポリプロピレン層１３３が２０μｍ程度であり、アルミニウム層１３４が１００μｍ程度であり、ナイロン層１３５が３０μｍ程度であることから、全体で１５０μｍ程度である。
【０１１７】
固定部材１４０は、図２８に示すように、接続基板３を支持する支持部１４１と、この支持部１４１の外側両端に設けられ、フレーム１１０の前壁部１１０ａと係合される係合突部１４２とからなる。支持部１４１は、略コの字状に形成されており、接続基板３の両端を挟み込むことで支持している。係合突部１４２は、フレーム１１０内に配設させると、フレーム１１０の前壁部１１０ａ内部に設けられた係合凹部１１２に係合し、フレーム１１０内に固定される。しがって、固定部材１４０は、接続基板３と共に、フレーム１１０内に配設されることによって、支持部材１３１及び係合突部１４２で接続基板３を確実に固定する。また、固定部材１４０は、接続基板３の厚さが薄い場合、例えば厚さが４．０ｍｍ以下のような接続基板３を用いる場合には特に有効である。
【０１１８】
次に、上述した構成の電池パック１００の製造方法について説明する。先ず、図２２中の矢印Ｋに示すように、第１の包装体１２０の収納凹部１２１に電池素子２を収納する。このとき、電池素子２の端子部は、第１の包装体１２０の短辺側に導出されるようにする。
【０１１９】
次に、図２６に示すように、第２の包装体１３０のポリプロピレン層１３３が第１の包装体１２０側となるように、第２の包装体１３０の第１の領域１３１を電池素子２が露出している側から第１の包装体１２０に重ね、第１の包装体１２０の収納凹部１２１に収納された電池素子２の外部に露出する第１の面を覆う。この際に、第２の包装体１３０の第２の領域１３２が電池素子２の端子部が導出されている短辺とは反対側の短辺側になるように、第２の包装体１３０を重ねる。また、この状態では、第２の包装体１３０の第１の領域に設けられた糊代部１３１ｂのポリプロピレン層１３３が第１の包装体１２０側の露出している。
【０１２０】
次に、第１の包装体１２０と、第２の包装体１３０の第１の領域１３１とを接合する。接合は、第１の包装体１２０の収納凹部１２１に収納された電池素子２の周囲４方において、第１の包装体１２０の接合片１２２のポリプロピレン層１２３と、第２の包装体１３０の第１の領域１３１の接合部１３１ｂのポリプロピレン層１３３とを約１７０℃で熱溶着することで行う。
【０１２１】
このとき、図２７に示すように、減圧ポンプ８０を用いて、接合と同時に第１の包装体１２０と第２の包装体１３０とによって形成された電池素子２を収納する空間を減圧状態とする。減圧を行うことによって、電池素子２は、第１の包装体１２０と、第２の包装体１３０の第１の領域１３１とで覆われ、密閉される。なお、このとき、電池素子２の正極端子２１及び負極端子２２は、第１の包装体１２０と、第２の包装体１３０との接合面に挟み込まれて、外部に導出された状態とする。
【０１２２】
第１の包装体１２０の収納凹部１２１の内部は、減圧により吸引されるため、図２７に示すように、第１の包装体１２０の収納凹部１２１に収納された電池素子２が第１の包装体１２０によって引き絞られて、収納凹部１２１の底面側である電池素子２の第２の面側が小さく、開口側である第１の面側が大きい、断面略台形形状となる。
【０１２３】
次に、正極端子２１及び負極端子２２を接続基板の端子部に接合する。次に、図２８矢印Ｌに示すように、第１の包装体１２０と、第２の包装体１３０とによって覆われ、密閉された電池素子２の周囲に、第１の包装体１２０側からフレーム１１０を配設すると共に、正極端子２１及び負極端子２２が接続された接続基板３を支持する固定部材１４０をフレーム１１０に配設する。
【０１２４】
この際に、接続基板３は、フレーム１１０内に固定部材１４０が配設されることによって、固定部材１４０の係合突部１４２とフレーム１１０に形成された係合凹部１１２とが係合され、フレーム１１０内に固定される。また、フレーム１１０を電池素子２の周囲に配することで、電池素子２をプラスチックケース内に収納しなくとも、プラスチックケースを用いた場合と同等の機械的強度、端子の信頼性を維持することができる。また、上述したように、減圧により電池素子２は断面略台形形状となっているため、図２７に示すように、フレーム１１０の側面壁１１０ｃは、電池素子２の第２の面側の周縁部に形成される隙間部分に配される。これによりデッドスペースを有効に活用することができ、体積効率をさらに高めることができる。
【０１２５】
次に、図２８及び図２９中の矢印Ｍに示すように、第２の包装体１３０の第２の領域１３２を、第１の領域１３１との境界にそって、第２の包装体１３０の第２の領域１３２を第１の包装体１２０の収納凹部１２１に収納された電池素子２の第２の面側に折り曲げ、収納凹部１２１の周囲のフレーム１１０上に配される。次に、第１の包装体１２０の収納凹部１２１を覆った第２の包装体１３０の第２の領域１３２と、フレーム１１０の側壁部１１０ｃとを熱溶着することで、第２の包装体１３０で第１の包装体１２０の収納凹部１２１を覆う。この際に、図２１に示すように、第２の包装体１３０の第２の領域１３２の端部が第３の段差部１１５と当接される。
【０１２６】
また、このとき、第１の包装体１２０の接合片１２２と、第２の包装体１３０の第１の領域１３１の接合部１３１ｂとの接合部分を、図２７及び図２８中の矢印Ｎに示すように折り曲げられ、図２１に示すように、電池素子２の周囲に配されたフレーム１１０の側壁部１１０ｃに配される。
【０１２７】
次に、第２の包装体１３０の第１の領域１３１の糊代部１３１ｃと、フレーム１１０の側壁部１１０ｃとの熱溶着を行い、図２１に示すように、第１の段差部１１３と、第１の包装体１２０の接合片１２２とが当接され、第２の段差部１１４と、第２の包装体１３０の第１の領域１３１の糊代部１３１ｃの端部が当接され、電池パック１００が完成する。
【０１２８】
このように、第２の包装体１３０の第１の領域１３１の糊代部１３１ｃと、フレーム１１０の側壁部１１０ｃとの熱溶着により、第１の段差部１１３と、第１の包装体１２０の接合片１２２とが当接され、第２の段差部１１４と、第２の包装体１３０の第１の領域１３１の糊代部１３１ｃの端部とが当接されることによって、第１の包装体１２０と、第２の包装体１３０との短絡が防止される。
【０１２９】
また、第１の段差部１１３及び第２の段差部１１４は、第１の包装体１２０及び第２の包装体１３０の厚さと略同一に形成されているため、第１の包装体１２０及び第２の包装体１３０がフレーム１１０の側壁部１１０ｃに溶着されることによって、フレーム１１０の側壁部１１０ｃが面一となり、第１の包装体１２０及び第２の包装体１３０が剥がれてしまうことが防止される。
【０１３０】
このようにして得られる電池パック１００は、ラミネートフィルムからなる第２の包装体１３０をパック外装としても用いることで、プラスチックケースを外装に用いた場合に比べて、体積効率を１０％以上向上することができる。これにより、電池パック１００の体積密度を向上することができる。
【０１３１】
この電池パック１００では、パック内部に収納される第１の包装体１２０よりもパック外部に露出する第２の包装体１３０が硬いことから、外部からの衝撃、例えば落下等の衝撃で内部の電池素子２が変形したり、劣化してしまうことが防止され、パックの外面に傷等が発生することが抑えられている。したがって、電池パック１００では、外観不良となることが防止されている。
【０１３２】
この電池パック１００では、第２の包装体１３０の第２の領域１３２で、第１の包装体１２１の収納凹部１２１を覆う際に、第２の包装体１３０の第２の領域１３２を第１の領域１３１との境界である短辺にそって、電子素子２の第２の面側に折り曲げることから、折れ曲がる部分が短くなり、折り曲げた部分にしわ等が発生することが抑えられ、外観がよくなる。
【０１３３】
また、この電池パック１００では、第２の包装体１３０と、フレーム１１０との接合が互いのポリプロピレン層１２３,１３３を熱溶着するため、第２の包装体１３０に設けられた小面積の糊代部１３１ｃで、短時間に確実に安定した接合が図られる。
【０１３４】
〈第４の実施の形態〉
次に、上述した電池パック１００とは、パックの外部を包装する包装体を２枚から構成した図３０乃至図３６に示す電池パック２００ついて説明する。
【０１３５】
この電池パック２００は、上述した電池素子２、接続基板３、及びフレーム１１０と、パックの内部を包装する第１の包装体２１０と、パックの外部を包装する第２の包装体２２０及び第３の包装体２３０と、固定部材１４０とを有する。電池パック２００は、第１の包装体２２０と第２の包装体２３０とによって包装された電池素子２の周囲に、接続基板３及びフレーム１１０を配設し、フレーム１１０上に第３の包装体２３０を接合することによって、第２の包装体２２０及び第３の包装体２３０がパック外装をかねた構造となっている。
【０１３６】
電池素子２、接続基板３、フレーム１１０、固定部材１４０については、上述した第３の実施の形態における電池パック１００の電池素子２、接続基板３、フレーム１１０、固定部材１４０とほぼ同様の構成とされているので、図面中においては同一の符号を配するとともに、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１３７】
第１の包装体２１０は、図３２に示すように、略矩形状からなり、電池素子２が収納される収納凹部２１１が予め形成されている。そして、収納凹部２１１の周囲には、後述する第２の包装体２２０と接合される接合片２１２が設けられている。また、第１の包装体２１０には、両短辺の両端に、切欠部２１３が形成されている。
【０１３８】
この第１の包装体２１０は、上述した第３の実施の形態の第１の包装体１２０と同様の材料及び構成からなるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１３９】
第２の包装体２２０は、略矩形状に形成され、図３３及び図３４に示すように、第１の包装体２１０の収納凹部２１１に収納された電池素子２の外部に露出する第１の面を覆う被覆部２２１と、第１の包装体２１０の接合片２１２と接合される接合部２２２とを有する。
【０１４０】
被覆部２２１は、電池素子２の第１の面とほぼ同面積を有する。接合部２２２は、第１の包装体２１０の接合片２１２よりも、長辺方向及び短辺方向に大きく形成されている。この接合部２２２の第１の包装体２１０の接合片２１２よりも大きく形成された部分が、フレーム１１０の側壁部１１０ｃと接合される糊代部２２２ａとなる。この糊代部２２２ａは、ポリプロピレン層１３３が第１の包装体２１０側に露出している。また、第２の包装体２２０には、第１の包装体２１０と同様に一方の短辺の両端に切欠部２２３が設けられている。
【０１４１】
このような構成の第２の包装体２２０は、第１の包装体２１０と接合されることによって、電池素子２の第１の面を覆うと共に、電池パック２００の一方の主面を形成する。また、第２の包装体２２０の接合部２２２と、第１の包装体２１０の接合片２１２との結合部分は、フレーム１１０の側壁部１１０ｃと接合部２２２の糊代部２２２ａとが接合されることによって、電池パック２００の側面を形成する。
【０１４２】
第３の包装体２３０は、略矩形状に形成されており、電池素子２の第１の面とは反対側の面の第２の面側から、第１の包装体２１０の収納凹部２１１をフレーム１１０上から覆う。この第３の包装体には、一方の短辺にフレーム１１０の前壁部１１０ａに形成された凹部に合わせて切欠部２３１が形成されている。第３の包装体２３０は、フレーム１１０と接合されることによって、第１の包装体２１０の収納凹部２１１を覆うと共に、電池パック２００の他方の主面を形成する。
【０１４３】
上述した第２の包装体２２０及び第３の包装体２３０は、樹脂層と、金属層とからなり、上述した第３の実施の形態の第２の包装体１３０と同様の材料及び構成からなるため、ここでの詳細な説明を省略する。
【０１４４】
次に、上述した構成の電池パック２００の製造方法について説明する。先ず、図３２矢印Ｏに示すように、第１の包装体２１０の収納凹部２１１に電池素子２を収納する。このとき、電池素子２の端子が一方の短辺側に導出するようにする。
【０１４５】
次に、図３３示すように、第２の包装体２２０のポリプロピレン層１３３が第１の包装体２１０側となるように、電池素子２が露出する側から第２の包装体２２０を第１の包装体２１０に重ね、第１の包装体２１０の収納凹部２１１に収納された電池素子２の外部に露出する第１の面を覆う。
【０１４６】
次に、第１の包装体２１０と、第２の包装体２２０とを接合する。接合は、収納凹部２１１に収納されて電池素子２の周囲４方において、第１の包装体２１０の接合片２１２のポリプロピレン層１２３と、第２の包装体２２０の接合部２２２のポリプロピレン層１３３とを約１７０℃で熱溶着することで行う。
【０１４７】
このとき、図３４に示すように、減圧ポンプ８０を用いて、接合と同時に減圧も行う。これにより、電池素子２は、第１の包装体２１０と、第２の包装体２２０とで覆われ、密閉される。なお、このとき、電池素子２の正極端子２１及び負極端子２２は、第１の包装体２１０と、第２の包装体２２０との接合面に挟み込まれて、包装体の外部に導出された状態となる。
【０１４８】
ここで、減圧の際、第１の包装体２１０の収納凹部２１１の内部は吸引される。これにより、図３４に示すように、収納凹部２１１に収納された電池素子２は第１の包装体１２０によって引き絞られて、収納凹部２１の底面側である電池素子２の第２の面側が小さく、開口側である第１の面側が大きい、断面略台形形状となる。
【０１４９】
次に、正極端子２１及び負極端子２２を接続基板３の端子部に接合する。次に、図３５矢印Ｐに示すように、第１の包装体２１０と、第２の包装体２２０とによって覆われ、密閉された電池素子２の周囲に、第１の包装体２１０側からフレーム１１０を配設すると共に、正極端子２１及び負極端子２２が接続され接続基板３を支持する固定部材１４０をフレーム１１０に配設する。
【０１５０】
この際に、接続基板３は、固定部材１４０と共に、フレーム１１０に配設されることによって、固定部材１４０の係合突部１４２がフレーム１１０に形成された係合凹部１１２に係合され、フレーム１１０に固定される。また、フレーム１１０を電池素子２の周囲に配することで、電池素子２をプラスチックケース内に収納しなくとも、プラスチックケースを用いた場合と同等の機械的強度、端子の信頼性を維持することができる。また、上述したように、減圧により電池素子２は断面略台形形状となっているため、図３４に示すように、フレーム１１０の側面壁１１０ｃは、電池素子２の第２の面側の周縁部に形成される隙間部分に配される。これによりデッドスペースを有効に活用することができ、体積効率をさらに高めることができる。
【０１５１】
次に、図３５矢印Ｑに示すように、第３の包装体２３０のポリプロピレン層１３３が収納凹部２１１側となるように、第１の包装体２１０の収納凹部２１１の周囲に配設されたフレーム１１０の上壁部１１０ｄに第３の包装体２３０を配する。そして、第３の包装体２３０のポリプロピレン層１１３と、フレーム１１０とを１７０℃で熱溶着する。溶着により、図３６に示すように、第３の包装体２３０の端部が、フレーム１１０に設けられた第３の段差部１１５に当接され、フレーム１１０の上壁部１１ｄは面一となる。
【０１５２】
このとき、第１の包装体２１０の接合片２１２と、第２の包装体２２０の接合部２２２との結合部分を、図３４の矢印Ｒに示すように、折曲げ、電池素子２の周囲に配されたフレーム１１０の側壁部１１０ｃに沿って配される。次に、第２の包装体２２０の糊代部２２２ａと、フレーム１１０の側壁部１１０ｃとを熱溶着する。溶着により、図３６に示すように、第１の包装体２１０の接合片２１２と、第１の段差部１１３とが当接され、第２の包装体２２０と第２の段差部１１４とが当接され、フレーム１１０の側壁部１１０ｃが面一となり、電池パック２００が完成する。
【０１５３】
このように、第２の包装体２２０の糊代部２２２ａと、フレーム１１０の側壁部１１０ｃとの熱溶着により、第１の段差部１１３と、第１の包装体２１０の接合片２１２とが当接され、第２の段差部１１４と、第２の包装体２２０の糊代部２２２ａの端部が当接されるようになり、第１の包装体２１０と、第２の包装体２２０との短絡が防止される。また、第１の段差部１１３及び第２の段差部１１４の幅は、第１の包装体２１０及び第２の包装体２２０の厚さと略同一の幅で形成されているため、第１の包装体２１０及び第２の包装体２２０がフレーム１１０の側壁部１１０ｃに溶着されることによって、フレーム１１０の側壁部１１０ｃが面一となり、第１の包装体２１０及び第２の包装体２２０が剥がれてしまうことが防止される。
【０１５４】
このようにして得られる電池パック２００は、ラミネートフィルムからなる第２の包装体２２０と、第３の包装体２３０とをパック外装としても用いることで、プラスチックケースを外装に用いた場合に比べて、体積効率を１０％以上向上することができる。
【０１５５】
この電池パック２００では、パックの外部を包装する第２の包装体２２０及び第３の包装体２３０が、パック内部に収納される第１の包装体２１０よりも硬いことから、外部からの衝撃、例えば落下等の衝撃で内部の電池素子２が変形したり、劣化してしまうことが防止され、パックの外面に傷等が発生することが抑えられている。したがって、電池パック２００では、外観不良となることが防止されている。
【０１５６】
また、この電池パック２００では、第２の包装体２２０と、フレーム１１０との接合が互いのポリプロピレン層１２３,１３３を熱溶着するため、第２の包装体２２０に設けられた小面積の糊代部２２２ａで、短時間に確実に安定した接合が図られる。
【０１５７】
以上、本発明を適用した電池パックについて説明してきたが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更が可能である。
【０１５８】
【発明の効果】
本発明では、電池素子のラミネート材をパック外装としても用いることで、プラスチックケースを外装に用いた場合に比べて、体積効率を１０％以上向上することができる。これにより、体積密度の向上した電池パックを実現することができる。さらに、プラスチックケースを用いる場合に必要なケースや、テープ、ラベル等の部品が不要となり、部品点数の削減、および材料費の削減を図ることができる。
【０１５９】
また、本発明では、電池素子の周囲にフレームを配することで、プラスチックケースを用いた場合と同等の機械的強度、端子の信頼性を維持することができ、信頼性の高い電池パックとなる。
【０１６０】
また、本発明では、電池素子のラミネートをパック包装体と共用化することで、設計をシンプル化することができ、電池素子と電池パックとを一貫して生産することができ、加工費を低減することができる。また、生産時間も短縮することができ、生産効率が向上する。
【０１６１】
さらに、本発明を適用した電池パックでは、パックの外側となる包装体をパック内部に収納される包装体よりも硬いものを用いることによって、電池素子を包装する従来の軟らかい包装体の絞り性を有効に活用しながら、外部からの衝撃、例えば落下等の衝撃で内部の電池素子が劣化してしまうことや、パック外装に傷等が発生して、外観不良となることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した電池パックの一構成例を示す斜視図である。
【図２】図１中Ｘ１−Ｘ２線における断面図である。
【図３】収納凹部に電池素子を収納する様子を示す斜視図である。
【図４】包装体の積層構造を示す断面図である。
【図５】収納された電池素子の周囲にフレームを配する様子を示す斜視図である。
【図６】フレームの構成を示す斜視図である。
【図７】図６中Ｘ３−Ｘ４線における断面図である。
【図８】収納された電池素子の周囲にフレームが配された状態を示す断面図である。
【図９】本発明を適用した電池パックの一構成例を示す斜視図である。
【図１０】図９中Ｘ５−Ｘ６線における断面図である。
【図１１】収納凹部に電池素子を収納する様子を示す斜視図である。
【図１２】包装体の積層構造を示す断面図である。
【図１３】第１の包装体に第２の包装体を重ね合わせた状態を示す平面図である。
【図１４】収納された電池素子の周囲にフレームを配する様子を示す斜視図である。
【図１５】収納された電池素子の周囲にフレームが配された状態を示す断面図である。
【図１６】電池素子の周囲を第２の包装体で覆う様子を示す断面図である。
【図１７】電池素子の周囲が第２の包装体で覆われた様子を示す断面図である。
【図１８】本発明を適用した電池パックの一構成例を示す斜視図である。
【図１９】図１８中Ｘ７−Ｘ８線における断面図である。
【図２０】フレームの構成を示す斜視図である。
【図２１】図１８中Ｘ９−Ｘ１０線における断面図である。
【図２２】収納凹部に電池素子を収納する様子を示す斜視図である。
【図２３】第１の包装体の積層構造を示す断面図である。
【図２４】第２の包装体の斜視図である。
【図２５】第２の包装体の積層構造を示す断面図である。
【図２６】第１の包装体に第２の包装体を重ね合わせた状態を示す斜視図である。
【図２７】収納された電池素子の周囲にフレームが配された状態を示す断面図である。
【図２８】収納された電池素子の周囲にフレーム及び固定部材を配する様子を示す分解斜視図である。
【図２９】電池素子の周囲を第２の包装体で覆う様子を示す断面図である。
【図３０】本発明を適用した電池パックの一構成例を示す斜視図である。
【図３１】図３１中Ｘ１１−Ｘ１２線における断面図である。
【図３２】収納凹部に電池素子を収納する様子を示す斜視図である。
【図３３】第１の包装体に第２の包装体を重ね合わせた状態を示す斜視図である。
【図３４】第１の包装体に第２の包装体を重ね合わせた状態を示す断面図である。
【図３５】収納された電池素子の周囲にフレームを配する様子を示す分解斜視図である。
【図３６】図３０中Ｘ１３−Ｘ１４線における断面図である。
【図３７】プラスチックケースを用いた従来の電池パックの構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１，１０ 電池パック、 ２ 電池素子、 ２１ 正極端子、 ２２ 負極端子、 ３ 接続基板、 ３１ 端子部、３２ 保護回路チップ、 ４ フレーム、 ４１ 開口部、 ４２ 係止部材、 ５ 包装体、 ５１ 第１の領域、 ５２ 第２の領域、 ５３ 第３の領域、 ５４ 収納凹部、 ６ 第１の包装体、 ６１ 収納凹部、 ６２ 接合片、 ６３ 切欠部、 ７ 第２の包装体、 ７１ 第１の領域、 ７２ 第２の領域、 ７３ 切欠部[0001]
[Technical field to which the invention belongs]
The present invention relates to a battery pack in which the volume of an exterior part is suppressed to the limit and a manufacturing method thereof.
[0002]
[Prior art]
In recent years, demand for portable electronic devices such as information devices such as notebook computers, mobile communication devices such as mobile phones, and video cameras has been increasing rapidly. As power sources for such electronic devices, sealed small secondary batteries such as nickel-cadmium batteries, nickel metal hydride batteries, and lithium ion batteries are often used. Among them, lithium ion secondary batteries have high voltage and high energy density. It is used in a wide variety of fields, taking advantage of its lightweight characteristics.
[0003]
In particular, as a countermeasure against liquid leakage that becomes a problem when using a liquid electrolyte, for example, as an electrolyte, a gel polymer film obtained by impregnating a polymer with a non-aqueous electrolyte, or an all solid A so-called polymer lithium ion secondary battery using a shaped electrolyte has been proposed.
[0004]
  Such a battery is usually formed by laminating battery elements, for example, as shown in FIG.Single cell 302However, the battery pack 300 is housed in a pair of upper and lower plastic cases 303 and 304 together with a connection substrate 301 having a protective circuit and terminals (see, for example, Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-8606
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a structure, the thickness of the plastic cases 303 and 304 is required to be 0.3 to 0.4 mm. Moreover, when the double-sided tape for fixing and tolerance are taken into consideration, the thickness is increased by about 0.8 to 1 mm with respect to the battery thickness. A shape for ultrasonic welding of the upper and lower plastic cases 303 and 304 is also required in the outer circumferential direction, and therefore a thickness of about 0.7 mm is required. Therefore, the battery pack 300 is forced to increase in volume by about 1.3 to 1.4 times that of the battery.
[0007]
The present invention has been proposed in view of such a conventional situation, and a battery pack in which the increase in the volume for the pack is minimized without impairing the mechanical strength and the reliability of the terminal, and a method for manufacturing the same. The purpose is to provide.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The battery pack of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, a battery element in which a terminal is led out from each of the positive electrode and the negative electrode, a first region in which a storage recess for storing the battery element is formed, A package having a second region continuously provided in one region and a third region provided continuously in the second region so as to be substantially orthogonal to the first region; And a connection board provided with a terminal portion which is provided on the frame and is connected to the terminal and electrically connected to an external device.
[0009]
In the battery pack of the present invention, the battery element is stored in the storage recess, and the second region located on the side opposite to the side from which the terminal of the stored battery element is led is bent with respect to the first region. Then, the first surface exposed to the outside of the battery element is covered, the first region and the second region are joined, stored in the storage recess, and covered by the second region. The terminal is connected to the connection substrate, the frame is disposed around the storage recess in which the battery element is stored, the connection substrate is disposed on the frame, and the third region of the package is connected to the second region. The second surface side opposite to the first surface of the battery element that is bent and stored in the storage recess of the first region and covered with the first region and the second region is the third side. And the third region is joined to the first region.
[0010]
In the battery pack according to the present invention as described above, volume efficiency is improved by using the laminate material of the battery element as the pack exterior.
[0011]
In addition, the battery pack manufacturing method of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, each of which has a battery element in which a terminal is led out from the positive electrode and the negative electrode, and a storage recess for storing the battery element. A first packaging body provided with a joining piece around the recess, a first region covering the first surface exposed to the outside of the battery element stored in the storage recess, and opposite to the first surface A second package having at least a second region covering the second surface side of the side, a frame disposed around the storage recess in which the battery element is stored, a terminal disposed on the frame, and a terminal And a connection board provided with a terminal portion that is electrically connected to an external device, the battery element is stored in the storage recess of the first package, and is exposed to the outside of the battery element. 1 side is covered with the 1st field of the 2nd package, and a joined piece and the 1st The battery element terminal is connected to the connection substrate, the frame is disposed around the battery element, and the frame is disposed above. A connection substrate is disposed on the frame, the second region of the second package is bent with respect to the first region, and is stored in the storage recess of the first package, and is covered with the first region. The second surface side opposite to the first surface of the battery element is covered with the second region, and the first package and the second region of the second package are joined. Features.
[0012]
In the battery pack manufacturing method according to the present invention as described above, the volume efficiency can be improved by using the laminate material of the battery element as the pack exterior.
[0013]
  The battery pack of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, wherein a battery element in which a terminal is led out from each of the positive electrode and the negative electrode, a storage recess for storing the battery element, and the periphery of the storage recess A first packaging body provided with a joining piece, a first region covering the first surface exposed to the outside of the battery element housed in the housing recess, and a first region opposite to the first surface. At least a second region covering the surface side ofA second package comprising a material harder than the first packageA frame disposed around the storage recess in which the battery element is stored, and a connection board provided on the frame and provided with a terminal portion to which a terminal is connected and electrically connected to an external device. Prepare.
[0014]
In the battery pack of the present invention, the battery element is housed in the housing recess of the first packaging body, and the first surface exposed to the outside of the battery element is covered with the first region of the second packaging body. The joining piece and the first region are joined, and the battery element terminal accommodated in the housing recess and covered with the first region of the second package is connected to the connection substrate, and the frame is formed around the battery element. And a connecting substrate on the frame, the second region of the second package is bent with respect to the first region, and is stored in the storage recess of the first package, The second surface side opposite to the first surface of the battery element covered with the first region is covered with the second region, the first package, and the second region of the second package It is characterized by joining.
[0015]
In the battery pack according to the present invention as described above, volume efficiency is improved by using the laminate material of the battery element as the pack exterior.
[0016]
In addition, the battery pack manufacturing method of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, a battery element in which a terminal is led out from each of the positive electrode and the negative electrode, and a storage recess for storing the battery element. A first step of storing the battery element in the storage recess of the first package body provided with a joining piece around the storage recess, and a first surface exposed to the outside of the battery element stored in the storage recess In the first region of the second package having at least a first region covering the first surface and a second region covering the second surface opposite to the first surface. A second step of covering the first surface of the element and joining the joining piece and the first region, and a terminal of the battery element housed in the housing recess and covered by the first region of the second package Is connected to a connection board provided with a terminal portion that is electrically connected to an external device, and the battery element is accommodated. A third step of disposing the frame around the housing recess and disposing the connection substrate on the frame; and bending the second region of the second package with respect to the first region; A fourth step of covering the second surface side opposite to the first surface of the battery element stored in the storage recess of the one package body and covered by the first region with the second region; And a fifth step of joining the second region of the second package.
[0017]
In the battery pack manufacturing method according to the present invention as described above, the volume efficiency can be improved by using the laminate material of the battery element as the pack exterior.
[0018]
The battery pack of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, wherein a battery element in which a terminal is led out from each of the positive electrode and the negative electrode, a storage recess for storing the battery element, and the periphery of the storage recess A first region covering the first surface exposed to the outside of the battery element stored in the storage recess of the first package, and the first region A second package that is harder than the first package having a second region that is provided continuously from one side of the first package, and a storage recess of the first package that contains the battery element. And a connection board disposed on the frame and connected to the terminal.
[0019]
In the battery pack of the present invention, the battery element is housed in the housing recess of the first packaging body, and the first surface of the battery element exposed from the housing recess is formed by joining the joining piece of the first packaging body and the second packaging body. The first region of the battery pack, the terminal of the battery element is led out to the outside, covered with the first region of the second package, and stored in the storage recess of the first package. The battery element terminal covered with the first region of the body is connected to the connection substrate, the frame is disposed around the storage recess of the first package body in which the battery element is stored, and the connection substrate is attached to the frame. The second region of the second package is arranged with respect to the first region joined to the joining piece of the first package, with the first short side of the first region as a fulcrum. And folded back to the second surface side opposite to the first surface of the battery element housed in the housing recess of the package body, and the second region of the second package body is the first region. It covers the housing recess of the package, characterized by comprising bonding the second region and the frame of the second package.
[0020]
In the battery pack according to the present invention as described above, the volume efficiency is improved by using the second package for packaging the battery element as the pack exterior. Further, in this battery pack, since the second packaging body that is the pack exterior is harder than the first packaging body, the internal battery element is deformed and deteriorated by an external impact, for example, an impact such as dropping. And the occurrence of scratches and the like on the second package are suppressed, and appearance defects are prevented. Moreover, in this battery pack, when the second region of the second package covers the storage portion of the first package, the second region is folded back with one short side of the first region as a fulcrum. Therefore, the portion of the second package that is bent is shortened, and the occurrence of wrinkles or the like in the bent portion is suppressed.
[0021]
Further, the battery pack manufacturing method of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, wherein a storage recess for storing a battery element from which a terminal is derived from each of the positive electrode and the negative electrode is formed, and around the storage recess. A first step of storing the battery element in the storage recess of the first package provided with the joining piece, and a first surface exposed to the outside of the battery element stored in the storage recess of the first package. In the first region of the second package that is harder than the first package having the first region that covers and the second region that is provided continuously with one side of the first region, the battery element A second step of covering the first surface of the battery element and joining the joining piece of the first packaging body and the first region of the second packaging body so that the terminal of the second packaging body is led out to the outside. The terminal of the battery element housed in the housing recess of the first package and covered with the first region of the second package A third step of connecting the connecting substrate and arranging a frame around the housing recess of the first packaging body in which the battery element is accommodated, and arranging the connecting substrate on the frame; and a second packaging body The second region is stored in the storage recess of the first package with one short side of the first region as a fulcrum with respect to the first region bonded to the bonding piece of the first package. Folded back to the second surface side opposite to the first surface of the battery element, the second region of the second packaging body covers the storage recess of the first packaging body, And a fourth step of joining the second region and the frame.
[0022]
In the manufacturing method of the battery pack according to the present invention as described above, the volume efficiency is improved by using the second package for packaging the battery element as the pack exterior. Further, in this battery pack manufacturing method, since the second package serving as the pack exterior is harder than the first package, the internal battery element is deformed by an external impact, for example, an impact such as dropping. Or a battery pack in which the second package is prevented from being damaged or the like can be obtained. Further, in this method of manufacturing a battery pack, when the second region of the second package covers the storage portion of the first package, the second region is supported on one short side of the first region. Therefore, the bent portion of the second package is shortened, and wrinkles and the like are suppressed from occurring in the bent portion.
[0023]
The battery pack of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, and includes a battery element from which terminals of the positive electrode and the negative electrode are led out, a storage recess for storing the battery element, and a periphery of the storage recess. A first package body provided with a joining piece and a first surface exposed to the outside of the battery element housed in the housing recess of the first package body, and second harder than the first package body A packaging body, a third packaging body that covers the housing recess of the first packaging body on the second surface side opposite to the first surface of the battery element, and is harder than the first packaging body, and the battery element A frame disposed around the storage recess of the first packaging body in which the terminal is stored, and a connection substrate disposed on the frame and connected to the terminal.
[0024]
In the battery pack of the present invention, the battery element is housed in the housing recess of the first packaging body, and the first surface of the battery element exposed from the housing recess is formed between the joining piece of the first packaging body and the second packaging. The battery element terminal is covered with the second packaging body so that the terminal of the battery element is led to the outside by joining the body, and the terminal of the battery element covered with the second packaging body is accommodated in the housing recess. The frame is disposed around the storage recess of the first package body that is connected to the substrate and the battery element is stored, and the connection substrate is disposed on the frame, and the first on the second surface side of the battery element. The housing recess of the package is covered with a third package, and the frame disposed around the battery element is joined to the third package.
[0025]
In the battery pack according to the present invention as described above, the volume efficiency is improved by using the second package for packaging the battery element as the pack exterior. Moreover, in this battery pack, since the 2nd package and 3rd package which become pack exterior are harder than a 1st package, it is an internal battery element by external impacts, for example, impacts, such as dropping Is prevented from being deformed or deteriorated, and the second package and the second package are prevented from being scratched, and the appearance is prevented from being poor. Moreover, in this battery pack, since the outer packaging body consists of two sheets of the second packaging body and the third packaging body, the occurrence of wrinkles and the like in the second packaging body and the third packaging body is suppressed, Appearance is improved.
[0026]
Further, the battery pack manufacturing method of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, wherein a storage recess for storing a battery element from which a terminal is derived from each of the positive electrode and the negative electrode is formed, and around the storage recess. A first step of storing the battery element in the storage recess of the first package provided with the joining piece, and a first surface exposed to the outside of the battery element stored in the storage recess of the first package. A second step of covering, covering the first surface with a second package that is harder than the first package, and joining the joining piece of the first package and the second package; The battery element terminals accommodated in the storage recess of the package and covered with the second package are connected to the connection substrate, and a frame is arranged around the recess of the first package in which the battery element is stored. And a third step of disposing a connection substrate between the frame and the battery element; The storage recess of the first packaging body on the second surface side opposite to the first surface of the element is covered with a third packaging body that is harder than the first packaging body, so that the battery element is stored in the first. It has the 4th process of joining the frame arrange | positioned around the storage recessed part of this package, and a 3rd package.
[0027]
In the method for manufacturing a battery pack according to the present invention as described above, volume efficiency is improved by using the second package and the third package for packaging the battery element as the pack exterior. Further, in this battery pack manufacturing method, the second package and the third package serving as the pack exterior are harder than the first package, so that the internal shock is caused by an impact from the outside, such as a drop. The battery element is prevented from being deformed or deteriorated, and the second package and the third package are prevented from being damaged and the appearance is prevented from being poor. Further, in this battery pack manufacturing method, since the outer package is composed of the second package and the third package, wrinkles and the like are generated in the second package and the third package. A battery pack having a suppressed appearance and a good appearance can be obtained.
[0028]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of a battery pack to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings.
[0029]
<First Embodiment>
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a battery pack to which the present invention is applied, and FIG.1-X2It is sectional drawing in a line. 3-8 is a figure for demonstrating the manufacturing method of a battery pack.
[0030]
The battery pack 1 includes a battery element 2, a connection board 3, a frame 4, and a packaging body 5. The battery element 2 is housed and sealed inside the packaging body 5, and the connection board 3 and the frame 4 are further sealed. At the same time, it is packaged by the package 5.
[0031]
In the battery element 2, a belt-like positive electrode and a belt-like negative electrode are laminated via a polymer electrolyte layer and / or a separator and wound in the longitudinal direction, and from the positive electrode and the negative electrode, respectively, a positive electrode terminal 21 and a negative electrode terminal 22 is derived to the outside.
[0032]
In the positive electrode, a positive electrode active material layer is formed on a strip-shaped positive electrode current collector, and a polymer electrolyte layer is further formed on the positive electrode active material layer. In the negative electrode, a negative electrode active material layer is formed on a strip-shaped negative electrode current collector, and a polymer electrolyte layer is further formed on the negative electrode active material layer. The positive electrode terminal 21 and the negative electrode terminal 22 are joined to the positive electrode current collector and the negative electrode current collector, respectively.
[0033]
The positive electrode can be configured using a metal oxide, a metal sulfide, or a specific polymer as the positive electrode active material, depending on the type of the target battery. For example, when constituting a lithium ion battery, as the positive electrode active material, LixMO2(Wherein M represents one or more transition metals, and x varies depending on the charge / discharge state of the battery, and is usually 0.05 or more and 1.10 or less), etc. it can. As the transition metal M constituting this lithium composite oxide, Co, Ni, Mn and the like are preferable. A specific example of such a lithium composite oxide is LiCoO.2, LiNiO2, LiNiyCo1-yO2(Where 0 <y <1), LiMn2O4Etc. These lithium composite oxides can generate a high voltage and become a positive electrode active material excellent in energy density. Moreover, TiS as a positive electrode active material2, MoS2, NbSe2, V2O5It is also possible to use a metal sulfide or oxide not containing lithium. A plurality of these positive electrode active materials may be used in combination for the positive electrode. Moreover, when forming a positive electrode using the positive electrode active material as described above, a known conductive agent, binder or the like can be added.
[0034]
As the negative electrode material, a material capable of doping and dedoping lithium can be used. For example, a non-graphitizable carbon-based material or a carbon material such as a graphite-based material can be used. More specifically, pyrolytic carbons, cokes (pitch coke, needle coke, petroleum coke), graphites, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies (phenolic resin, furan resin, etc.) at an appropriate temperature. Carbon materials such as those obtained by firing and carbonization), carbon fibers, activated carbon, and the like can be used. In addition, as a material capable of doping and dedoping lithium, a polymer such as polyacetylene or polypyrrole or an oxide such as SnO 2 can be used. In forming the negative electrode from such a material, a known binder or the like can be added.
[0035]
The polymer electrolyte is obtained by taking an electrolyte formed by mixing a polymer material, an electrolytic solution, and an electrolyte salt into a gel. The polymer material has a property compatible with the electrolytic solution, such as silicon gel, acrylic gel, acrylonitrile gel, polyphosphazene modified polymer, polyethylene oxide, polypropylene oxide, and composite polymers, cross-linked polymers, modified polymers thereof, etc. Alternatively, polymer materials such as poly (vinylidene fluoride), poly (vinylidene fluoride-co-tetrafluorosafluoropropylene), or poly (vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene), and the like as fluorine-based polymers, and these Various mixtures of these are used.
[0036]
As the electrolyte component, the above-described polymer material can be dispersed, and for example, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), or the like is used as an aprotic solvent. As the electrolyte salt, one that is compatible with a solvent is used, and a combination of a cation and an anion is used. As the cation, an alkali metal or an alkaline earth metal is used. Anions include Cl−, Br−, I−, SCN−, ClO4 −, BF4 −, PF6 −, CF3SO3 −Etc. are used. Specifically, lithium hexafluorophosphate or lithium tetrafluoroborate is used as the electrolyte salt at a concentration that can be dissolved in the electrolytic solution.
[0037]
As shown in FIG. 3, the package 5 that houses the battery element 2 has a substantially rectangular first region 51 and a substantially rectangular shape that is continuous in the longitudinal direction of the first region 51. The second region 52 and the substantially rectangular third region 53 that is continuous in the short-side direction of the second region 52 so as to be substantially orthogonal to the first region 51 are substantially L-shaped. Yes. In the first region 51, a storage recess 54 in which the battery element 2 is stored is formed in advance.
[0038]
As shown in FIG. 4 to be described later, the package 5 has a laminated structure in which a polypropylene (PP) layer 55, an aluminum (Al) layer 56, and a nylon layer (Ny) 57 are laminated in this order from the inside. Here, the aluminum layer 56 prevents moisture from entering the inside. The polypropylene layer 55 serves as a joint surface of the package 5 while preventing the polymer electrolyte from being altered. That is, when the packaging body 5 is joined, the polypropylene layers 55 are opposed to each other and heat-sealed at about 170 ° C. The nylon layer 57 gives the package 5 a certain strength.
[0039]
In addition, the structure of the package 5 is not limited to this, The laminate film etc. which have various materials and laminated structure can be used. Further, the joining method is not limited to thermal welding.
[0040]
Examples of the constituent material of the package include aluminum, polyethylene terephthalate (PET), non-axially oriented polypropylene (CPP), acid-modified polypropylene, ionomer, and ON.
[0041]
In the present invention, the laminate material that seals the battery element 2 is also used as the exterior of the battery pack 1, thereby eliminating the need for a plastic case and increasing the volume efficiency.
[0042]
First, as shown by an arrow A in FIG. 3, the battery element 2 is stored in a storage recess 54 provided in the first region 51 of the package 5. At this time, the battery element 2 is disposed so that the terminal side is opposite to the second region 52.
[0043]
Next, as indicated by an arrow B, the second region 52 is bent with respect to the first region 51 at the fold line 5a. As a result, the first surface exposed to the outside of the battery element 2 stored in the storage recess 54 is covered with the second region 52.
[0044]
Next, the first region 51 and the second region 52 are joined. The joining is performed by making the polypropylene region side of the first region 51 and the second region 52 face each other and thermally welding at about 170 ° C.
[0045]
At this time, as shown in FIG. 8 to be described later, the decompression pump 80 is used to perform decompression simultaneously with the joining. The battery element 2 is covered and sealed with the first region 51 and the second region 52 by this attracted force. At this time, the positive electrode terminal 21 and the negative electrode terminal 22 of the battery element 2 are sandwiched between the joining surfaces of the first region 51 and the second region 52 and are led out of the package 5. .
[0046]
Here, as shown in FIG. 8, the first region 51 is sucked by reducing the pressure. As a result, the battery element 2 stored in the storage recess 54 is drawn, and the second surface side which is the bottom surface side of the storage recess 54 is small, and the first surface side which is the opening side is large and has a substantially trapezoidal cross section. Become.
[0047]
Next, the positive terminal 21 and the negative terminal 22 are joined to the terminal portion 31 of the connection substrate 3. This terminal portion 31 is electrically connected to an external device. Further, a protective circuit chip 32 and the like are disposed on the connection substrate 3.
[0048]
Next, as shown by an arrow C in FIG. 5, the first region is placed around the battery element 2 which is housed in the housing recess 54 of the first region 51 and is covered and sealed by the second region 52. The frame 4 is arranged from the 51 side, and the connection substrate 3 in which the positive terminal 21 and the negative terminal 22 are joined to the terminal portion 31 is fitted into the frame 4.
[0049]
As shown in FIGS. 5 and 6, the frame 4 is a frame-shaped member having a size matching the outer shape of the battery element 2, and includes a front wall portion 4 a disposed on the terminal side of the battery element 2, and a battery The rear wall portion 4b is disposed on the side opposite to the terminal of the element 2, and the side wall portion 4c is disposed on the side surface portion of the battery element 2. By arranging the frame 4 around the battery element 2, the battery element 2 can be protected from an impact such as dropping. The frame 4 can be made of various plastic materials. In particular, considering the bonding with the package 5, the same material as the polypropylene that is the bonding surface of the package 5, that is, polypropylene or a material having a melting point equivalent to that of polypropylene is preferable.
[0050]
Here, as described above, the battery element 2 has a substantially trapezoidal cross section due to the reduced pressure. As shown in FIG. 8, the side wall portion 4 c of the frame 4 is disposed in a gap portion formed at the peripheral edge portion on the second surface side of the battery element 2. Thereby, dead space can be used effectively and volume efficiency can be further improved.
[0051]
Moreover, it is preferable that the part facing this battery element 2 of this side wall part 4c is made into R shape. Thereby, the intensity | strength and impact resistance of the flame | frame 4 can be improved more.
[0052]
Further, the connection substrate 3 is disposed on the front wall 4a side of the frame 4 corresponding to the terminal side of the battery element 2, and an opening 41 is formed in the front wall 4a. The opening 41 is for facing the terminal portion 31 of the connection board 3 to the outside, and the connection board 3 is arranged on the frame 4 with the terminal portion 31 facing the outside from the opening 41. The terminal portion 31 exposed to the outside from the opening 41 is electrically connected to an external device. Here, an example in which three openings 41 are provided is shown, and these openings 41 can be used for, for example, a positive terminal, a negative terminal, and other information terminals. However, it is not limited to this.
[0053]
In addition, a substantially triangular locking member 42 is disposed on the frame 4, and the connection substrate 3 is disposed on the frame 4 by being locked to the locking member 42.
[0054]
In FIG. 7, the enlarged view of the said latching | locking part is shown. The locking member 42 has a substantially right triangle shape having a substantially vertical surface 42a on the front wall portion 4a side and a slope 42b inclined toward the opening side. When the connection board 3 is arranged on the frame 4, the connection board 3 is pushed in the direction of arrow E in FIG. 7 to get over the slope 42 b of the locking member 42. As a result, the connection substrate 3 is disposed between the front wall portion 4 a of the frame 4 and the vertical surface 42 a of the locking member 42. In order to remove the connection board 3, the vertical surface 42a of the locking member 42 must be exceeded, so that the connection board 3 can be prevented from falling off.
[0055]
In addition, when a connection terminal from an external device is connected to the terminal portion 31 of the connection board 3, a force is applied to the connection board from the outside, such as when the connection terminal is pushed through the opening 41. In addition, the connection member 3 is prevented from falling off by the locking member 42, so that the state of being locked to the frame 4 can be maintained, and more reliable terminal connection can be achieved.
[0056]
Thus, by arranging the frame 4 around the battery element 2, the mechanical strength and the reliability of the terminal equivalent to those in the case of using the plastic case are maintained without storing the battery element 2 in the plastic case. can do.
[0057]
Next, as indicated by an arrow D in FIGS. 5 and 8, the third region 53 is bent with respect to the second region 52 at the fold line 5 b. Thus, the surface of the first region 51 that houses the battery element 2 opposite to the side joined to the second region 52, that is, the second surface side of the battery element 2 is the third region 53. Covered.
[0058]
Finally, the third region 53 and the first region 51 are joined. The joining is performed by making the third region 53 and the polypropylene region side of the first region 51 face each other and thermally welding at about 170 ° C.
[0059]
As a result, the battery element 2 is housed and sealed inside the package 5, and the connection substrate 3 and the frame 4 are packaged by the package 5 to complete the battery pack 1 as shown in FIGS. 1 and 2. .
[0060]
The battery pack 1 thus obtained can improve the volume efficiency by 10% or more compared with the case where the plastic case is used for the exterior by using the battery element laminate material as the exterior of the pack. Thereby, the volume density of the battery pack 1 can be improved.
[0061]
Further, by disposing the frame around the battery element, the mechanical strength equivalent to that in the case of using a plastic case and the reliability of the terminal can be maintained, and the reliability becomes high.
[0062]
Moreover, by sharing the battery element laminate with the pack package, the design can be simplified, the battery element and the battery pack can be produced consistently, and the processing cost can be reduced. . In addition, production time can be shortened, and production efficiency is improved.
[0063]
Furthermore, the case required when using a plastic case, and parts such as a tape and a label become unnecessary, and the number of parts and the material cost can be reduced.
[0064]
<Second Embodiment>
FIG. 9 is a perspective view showing one configuration example of the battery pack 10 to which the present invention is applied. FIG.5-X6It is sectional drawing in a line. FIGS. 11-17 is a figure for demonstrating the manufacturing method of the battery pack 10. FIG.
[0065]
The battery pack 10 includes a battery element 2, a connection board 3, a frame 4, and a packaging body. The battery element 2 is housed and sealed inside the packaging body, and further packaged together with the connection board 3 and the frame 4. Wrapped by the body.
[0066]
Since the battery element, the connection board, and the frame have substantially the same configuration as the battery element 2, the connection board 3, and the frame 4 of the battery pack 1 in the first embodiment described above, the same elements are used in the drawings. The reference numerals are assigned, and detailed description thereof is omitted here.
[0067]
The package body that houses and packages the battery element 2 is composed of two sheets of a first package body 6 and a second package body 7.
[0068]
As shown in FIG. 11, the first package 6 has a substantially rectangular shape, and a storage recess 61 in which the battery element 2 is stored is formed in advance. The periphery of the storage recess 61 is a joining piece 62. Moreover, the notch part 63 is formed in the one end part of a longitudinal direction at the both ends of a short side direction. As shown in FIG. 12, the first package 6 has a laminated structure in which a polypropylene (PP) layer 64, an aluminum (Al) layer 65, and a nylon (Ny) layer 66 are laminated in this order from the inside. The polypropylene layer 64 becomes the bonding surface.
[0069]
As shown in FIG. 13, the second package 7 includes at least a first region 71 having a substantially rectangular shape and a second region 72 having a substantially rectangular shape that is continuous in the short side direction of the first region 71. Have. Here, the first region 71 is a region that covers the first surface exposed to the outside of the battery element 2 stored in the storage recess 61 of the first package 6, and the second region 72 is It becomes an area | region which covers the 2nd surface side of the battery element 2 with the 1st package 6. Similarly, a cutout 73 is formed in the second package 7 in a portion corresponding to the cutout 63 formed in the first package 6.
[0070]
The second package 7 is made of a material harder than the first package 6. Examples of the material of the second package 7 include an aluminum thin plate in which a polypropylene layer is formed on the inner surface. By using a hard material for the second package 7 serving as the outer package, the strength can be ensured and the impact resistance can be improved.
[0071]
In addition, the structure of the 1st package 6 and the 2nd package 7 is not limited to this, The laminate film etc. which have various materials and laminated structure can be used. Further, the joining method is not limited to thermal welding.
[0072]
In the present invention, the packaging body that seals the battery element 2 is also used as the exterior of the battery pack 10, thereby eliminating the need for a plastic case and increasing the volume efficiency.
[0073]
First, as shown by an arrow F in FIG. 11, the battery element 2 is stored in a storage recess 61 provided in the first package 6. At this time, the terminal side of the battery element 2 is arranged so as to be opposite to the side where the notch 63 is formed.
[0074]
Next, as shown in FIG. 13, the second packaging body 7 is stacked on the first packaging body 6 in which the battery element 2 is housed in the housing recess 61. Thereby, the 1st surface exposed to the exterior of the battery element 2 accommodated in the accommodation recessed part 61 will be in the state covered with the 1st area | region 71 of the 2nd package.
[0075]
At this time, as shown in FIG. 13, the second package 7 is arranged so as to be shifted from the outer line of the joining piece 62 of the first package 6.
[0076]
Next, the 1st package 6 and the 1st field 71 of the 2nd package 7 are joined. Joining is performed at a temperature of about 170 ° C. with the polypropylene surface of the first region 71 of the first package 6 and the second package 7 facing each other around the battery element 2 stored in the storage recess 61. This is done by welding.
[0077]
At this time, as shown in FIG. 15 to be described later, the decompression pump 80 is used to perform decompression simultaneously with the joining. Thereby, the battery element 2 is covered and sealed with the first packaging body 6 and the first region 71 of the second packaging body 7. At this time, the positive electrode terminal 21 and the negative electrode terminal 22 of the battery element 2 are sandwiched between the joint surfaces of the first packaging body 6 and the first region 71 of the second packaging body 7, so that the outside of the packaging body It becomes the state derived to.
[0078]
Here, the first package 6 is sucked by reducing the pressure. As a result, as shown in FIG. 15, the battery element 2 housed in the housing recess 61 is drawn, and the second surface side which is the bottom surface side of the housing recess 61 is small, and the first surface side which is the opening side is small. It becomes a large, substantially trapezoidal cross section.
[0079]
Next, the positive terminal 21 and the negative terminal 22 are joined to the terminal portion 31 of the connection substrate 3. Next, as shown by an arrow G in FIG. 14, the battery element 2 housed in the housing recess 61 of the first packaging body 6 and further covered and sealed with the first region 71 of the second packaging body 7. The frame 4 is arranged around the first packaging body 6 side, and the connection substrate 3 in which the positive terminal 21 and the negative terminal 22 are joined to the terminal portion 31 is fitted into the frame 4.
[0080]
By disposing the frame 4 around the battery element 2, the mechanical strength and the reliability of the terminal equivalent to those when the plastic case is used can be maintained without storing the battery element 2 in the plastic case. .
[0081]
At this time, as described above, the battery element 2 has a substantially trapezoidal cross section due to the reduced pressure. As shown in FIG. 15, the side wall of the frame 4 is arranged in a gap portion formed at the peripheral portion on the second surface side of the battery element 2. Thereby, dead space can be used effectively and volume efficiency can be further improved.
[0082]
Next, as indicated by an arrow H in FIGS. 14 and 16, the second region 72 of the second package 7 is bent with respect to the first region 71 at the folding line. Thereby, the 2nd surface side facing the 1st surface of the battery element 2 accommodated in the accommodation recessed part 61 of the 1st package 6 and covered with the 1st area | region 71 of the 2nd package 7 is shown. The second region 72 is covered.
[0083]
At this time, the joining piece 62 of the first package 6 is bent as shown by an arrow I in FIG. 15 and arranged along the frame 4 arranged around the battery element 2.
[0084]
Finally, the 1st package 6 and the 2nd package 7 are made to oppose and are joined.
[0085]
At this time, as described above, the first package 6 and the second package 7 are overlapped in a shifted state. As shown in FIGS. 13 and 15, the end portion 71 a on the first region 71 side of the second packaging body 7 is on the inner side of the joining piece 62 of the first packaging body 6.
[0086]
Therefore, as shown in FIGS. 16 and 17, the joining piece 62 arranged along the frame 4 is a first region of the second package 7 arranged along the frame 4 as shown by an arrow J. It will be in the state which protruded. The protruding surface of the bonding piece 62 and the surface that becomes the inner side when the first packaging body 6 is covered by the second region 72 are opposed to each other and bonded. That is, these surfaces are the surfaces of the first package 6 and the second package 7 on the polypropylene layer side, and are bonded to each other by thermal welding at about 170 ° C.
[0087]
At this time, as shown in FIG. 17, the second package body 7 is joined such that the end portion 71 a on the first region 71 side and the end portion 72 a on the second region 72 side are brought into contact with each other.
[0088]
Further, also on the rear end side of the frame 4, as in the case of the side surface portion described above, the protruding surface of the joining piece 62 and the inner side when the first packaging body 6 is covered with the second region 72. It joins with the surface which becomes opposite.
[0089]
As a result, the battery element 2 is housed and sealed in the package body including the first package body 6 and the second package body 7, and the connection substrate 3 and the frame 4 are packaged by the package body. And the battery pack 10 as shown in FIG. 10 is completed.
[0090]
The battery pack 10 thus obtained can improve the volume efficiency by 10% or more compared with the case where the plastic case is used for the exterior by using the laminate material of the battery element as the exterior of the pack. Thereby, the volume density of the battery pack 10 can be improved.
[0091]
Further, by disposing the frame around the battery element, the mechanical strength equivalent to that in the case of using a plastic case and the reliability of the terminal can be maintained, and the reliability becomes high.
[0092]
Moreover, by sharing the battery element laminate with the pack package, the design can be simplified, the battery element and the battery pack can be produced consistently, and the processing cost can be reduced. . In addition, production time can be shortened, and production efficiency is improved.
[0093]
Furthermore, the case required when using a plastic case, and parts such as a tape and a label become unnecessary, and the number of parts and the material cost can be reduced.
[0094]
<Third Embodiment>
Next, the battery pack 1 and the battery pack 10 described above will be described with reference to the battery pack shown in FIGS.
[0095]
This battery pack 100 includes the above-described battery element 2 and connection board 3, a frame 110 disposed around the battery element, a first package 120 for packaging the inside of the pack, and a second for packaging the outside of the pack. Packaging body 130 and a fixing member 140 for fixing the connection substrate 3. In the battery pack 100, the connection substrate 3 and the frame 110 are disposed around the battery element 2 packaged by the first package 120 and the second package 130, and the frame 110 and the second package 130 are arranged. The second package 130 has a structure that also serves as a pack exterior.
[0096]
Since the battery element 2 and the connection board 3 have substantially the same configuration as the battery element 2 and the connection board 3 of the battery pack 100 in the first embodiment described above, the same reference numerals are used in the drawings. The detailed description here is omitted.
[0097]
  As shown in FIG. 20, the frame 110 is a frame-shaped member having a size matching the outer shape of the battery element 2, and includes a front wall portion 110 a disposed on the terminal side of the battery element 2, and a terminal of the battery element 2. It is comprised from the rear wall part 110b distribute | arranged to the opposite side, the side wall part 110c distribute | arranged to the side part of the battery element 2, and the upper wall part 110d. When the connection board 3 is disposed, the opening 111 for exposing the terminal part 31 provided on the connection board 3 to the outside and the fixing member 140 described later are locked to the front wall part 110a.Engaging recess 12Is provided. Here, an example in which three openings 111 are provided is shown, and these openings 111 can be used for, for example, the positive terminal 21, the negative terminal 22, and other information terminals. However, it is not limited to this. The engaging recess 112 isAs shown in FIG.Of the front wall 110aOn the insideFormed and engaged with a fixing member 140 described later.
[0098]
Also, on the lower end side of the side wall 110c of the frame 110, as shown in FIGS. 20 and 21, a first first step portion with which the end of the joining piece 122 of the first package 120 is engaged. 113 is provided, and further, a second stepped portion 114 is provided on the upper side of the first first stepped portion 113 and the end of the joint portion 131b of the second package 130 is engaged. . In addition, a third stepped portion 115 is provided on the upper end surface of the frame 110 to be engaged with the end of the second region 132 of the second package 130.
[0099]
Specifically, the first step portion 113 is formed by a notch provided in a corner portion constituted by the outer surface and the lower surface of the side wall portion 110c, and this notch is formed in the first package 120 to be engaged. It is cut out toward the inside of the frame 110 with a width substantially the same as the thickness. The first step 113 may be formed by providing a notch toward the inside of the frame 110 with a width narrower than the thickness of the first package 113. In this case, the first step 113 is formed with a width that does not expose the aluminum layer 124 of the first package 113 described later.
[0100]
The second stepped portion 114 is provided with a notch so as to be continuous with the first stepped portion 113, and this notch has a width substantially the same as the thickness of the second package 130 to be engaged with the frame 110. Notched inward. Further, the second stepped portion 114 may be formed by providing a notch toward the inside of the frame 110 with a width narrower than the thickness of the second package 130.
[0101]
The third step portion 115 is provided open to the inner corner portion at the upper end. The third step 115 forms a step toward the outside of the frame 110 with substantially the same width as the thickness of the second package 130 to be engaged. Further, the third step portion 115 may be formed by providing a step toward the outside of the frame 110 with a width narrower than the thickness of the second package 130. When forming the width of the second stepped portion 114 and the third stepped portion 115 to be narrower than the width of the second package 130, the width of the aluminum layer 134 of the second package 130 is not exposed to the outside. It is formed.
[0102]
These first step portion 113 and second step portion 114 are engaged with the end portion of the joining piece 122 of the first packaging body 120 at the first step portion 113, and above the first step portion 113. The end portion of the joining portion 131b of the second packaging body 130 is engaged by the second stepped portion 114, and the end portion of the joining piece 122 of the first packaging body 120 and the second packaging body 130 are engaged. The position of the end portion of the joint portion 131b is shifted on the side wall, and the conductive metal layers constituting each end portion can be prevented from coming into contact with each other and short-circuiting can be prevented.
[0103]
Also, the end of the second region 132 of the second package 130 engaged with the third step 115 and the first of the second package 130 engaged with the second step 114. Since the end of the region 131 of the second package 130 is separated from the end of the second region 132 of the second package 130 and the end of the first region 131 of the second package 130. Short circuit is prevented.
[0104]
Further, by providing the first stepped portion 113 to the third stepped portion 115 in the frame 110, the end of the first package 120 and the end of the second package 130 are not exposed to the outside. Therefore, the end of the package prevents the battery pack 100 from being damaged outside.
[0105]
Further, by disposing the frame 110 around the battery element 2, the battery element 2 can be protected from an impact such as dropping. The frame 110 can be made of various plastic materials. In particular, considering the bonding with the package, the same material as the polypropylene used for the package, that is, polypropylene or a material having a melting point equivalent to polypropylene is preferable.
[0106]
As shown in FIG. 22, the first package 120 has a substantially rectangular shape, and a storage recess 121 in which the battery element 2 is stored is formed in advance. A joining piece 122 that is joined to a second package 130 described later is provided around the storage recess 121. Also. The first package 120 is provided with a notch 123 on one short side.
[0107]
As shown in FIG. 23, the first package 120 is a laminate having a laminated structure in which a polypropylene (PP) layer 123, an aluminum layer (Al) 124, and a nylon (Ny) layer 125 are laminated in this order from the inside. It is a film. The polypropylene layer 123 serves as a joint surface when the second package 130 is joined. The aluminum layer 124 maintains the airtightness of the battery pack 100. The nylon layer 125 is strong enough to withstand external impacts such as piercing and maintains insulation between the pack exterior and the aluminum layer 124.
[0108]
As shown in FIG. 24, the second package 130 has a first region 131 formed in a substantially rectangular shape and a substantially rectangular shape provided continuously on one short side of the first region 131. And a second region 132.
[0109]
The first region 131 includes a covering portion 131 a that covers the first surface exposed to the outside of the battery element 2 housed in the housing recess 121 of the first packaging body 120, and a joining piece 122 of the first packaging body 120. And a joining portion 131b to be joined.
[0110]
The covering portion 131 a has substantially the same area as the first surface of the battery element 2. The joining part 131b is formed larger in the long side direction and the short side direction than the joining piece 122 of the first package 120. A portion of the joint 131b that is formed larger than the joint piece 122 of the first package 120 serves as an adhesive margin 131c that is joined to the side wall 110c of the frame 110. As for this glue margin part 131c, the polypropylene layer 133 mentioned later is exposed to the 1st package 120 side.
[0111]
Therefore, the first region 131 covers the first surface of the battery element 2, so that the covering portion 131 a forms one main surface of the battery pack 100. Further, the joining portion between the joining piece 122 of the first packaging body 120 located on the long side of the battery element 2 and the joining portion 131b of the first region 131 is the side wall portion 110c of the frame 110 and the first region. The side surface on the long side of the battery pack 100 is formed by joining the margin part 131 c of 131. Further, in the first region 131, notches 131d are formed at both ends of the short side opposite to the short side to which the second region 132 is connected.
[0112]
The second region 132 is formed in a substantially rectangular shape and is continuously provided on one short side of the first package 109a. The second region 132 covers the end opposite to the end from which the terminal portion of the battery element 2 is led out, and the storage recess 121 of the first package 108. Therefore, the second region 132 forms the side surface of the end opposite to the end where the opening 111 of the frame 110 of the battery pack 100 is provided, and the other main surface of the battery pack 100.
[0113]
The second package 130 having such a configuration is formed by laminating a resin layer made of a resin material and a metal layer made of a metal. For example, as shown in FIG. 25, polypropylene (PP) is used as the resin layer. The laminated film has a laminated structure in which an aluminum layer 134 is formed as a metal layer on the layer 133 and the polypropylene layer 133, and a nylon layer 135 of a resin layer is laminated on the aluminum layer 134. The polypropylene layer 133 becomes a joint surface when the first package 120 is joined.
[0114]
The aluminum layer 134 maintains the airtightness of the battery pack 100. The aluminum layer 134 is made of aluminum that is harder than the aluminum layer 124 used in the first package 120. Examples of such aluminum include 3004H-H18 (JIS H4160) material. In addition to the aluminum layer 134, the metal layer may be a layer using a material such as stainless steel, copper, nickel, or iron.
[0115]
The nylon layer 135 of the resin layer withstands external impacts such as piercing and maintains insulation between the outside of the pack and the aluminum layer 134. In addition to the nylon layer 135, the resin layer may be a PET layer or a PEN layer using a material such as polyethylene terephthalate (PET) or polyethylene naphthalate (PEN).
[0116]
The thickness of the second package 130 is about 150 μm because the thickness of each layer is about 20 μm for the polypropylene layer 133, about 100 μm for the aluminum layer 134, and about 30 μm for the nylon layer 135. is there.
[0117]
As shown in FIG. 28, the fixing member 140 is provided with a support portion 141 that supports the connection substrate 3, and an engagement protrusion that is provided at both outer ends of the support portion 141 and is engaged with the front wall portion 110 a of the frame 110. 142. The support part 141 is formed in a substantially U-shape and supports the connection substrate 3 by sandwiching both ends thereof. When the engaging protrusion 142 is disposed in the frame 110, it engages with an engaging recess 112 provided in the front wall portion 110 a of the frame 110 and is fixed in the frame 110. Therefore, the fixing member 140 is disposed in the frame 110 together with the connection substrate 3, so that the connection substrate 3 is securely fixed by the support member 131 and the engagement protrusion 142. The fixing member 140 is particularly effective when the connection substrate 3 is thin, for example, when the connection substrate 3 having a thickness of 4.0 mm or less is used.
[0118]
Next, a method for manufacturing the battery pack 100 having the above-described configuration will be described. First, as shown by an arrow K in FIG. 22, the battery element 2 is stored in the storage recess 121 of the first package 120. At this time, the terminal portion of the battery element 2 is led out to the short side of the first package 120.
[0119]
Next, as shown in FIG. 26, the battery element 2 has the first region 131 of the second package 130 so that the polypropylene layer 133 of the second package 130 is on the first package 120 side. It overlaps with the 1st package 120 from the exposed side, and the 1st surface exposed to the exterior of the battery element 2 accommodated in the storage recessed part 121 of the 1st package 120 is covered. At this time, the second package 130 is placed so that the second region 132 of the second package 130 is on the short side opposite to the short side from which the terminal portion of the battery element 2 is led out. Overlapping. Further, in this state, the polypropylene layer 133 of the adhesive margin 131b provided in the first region of the second package 130 is exposed on the first package 120 side.
[0120]
Next, the first package 120 and the first region 131 of the second package 130 are joined. The bonding is performed in four directions around the battery element 2 housed in the housing recess 121 of the first package 120, and the polypropylene layer 123 of the joint piece 122 of the first package 120 and the second of the second package 130. This is performed by thermally welding the polypropylene layer 133 of the joint portion 131b of the first region 131 at about 170 ° C.
[0121]
At this time, as shown in FIG. 27, the decompression pump 80 is used to reduce the space in which the battery element 2 formed by the first packaging body 120 and the second packaging body 130 is housed simultaneously with joining. . By reducing the pressure, the battery element 2 is covered and sealed with the first package 120 and the first region 131 of the second package 130. At this time, the positive electrode terminal 21 and the negative electrode terminal 22 of the battery element 2 are sandwiched between the joint surfaces of the first packaging body 120 and the second packaging body 130 and are brought out to the outside.
[0122]
Since the inside of the storage recess 121 of the first package 120 is sucked by decompression, as shown in FIG. 27, the battery element 2 stored in the storage recess 121 of the first package 120 is the first package. By being drawn down by the body 120, the second surface side of the battery element 2 which is the bottom surface side of the housing recess 121 is small, and the first surface side which is the opening side is large, and has a substantially trapezoidal cross section.
[0123]
Next, the positive electrode terminal 21 and the negative electrode terminal 22 are joined to the terminal portion of the connection substrate. Next, as shown by an arrow L in FIG. 28, a frame is formed around the sealed battery element 2 covered with the first package 120 and the second package 130 from the first package 120 side. 110 is disposed, and a fixing member 140 that supports the connection substrate 3 to which the positive terminal 21 and the negative terminal 22 are connected is disposed on the frame 110.
[0124]
At this time, the connection board 3 is provided with the fixing member 140 in the frame 110, whereby the engagement protrusion 142 of the fixing member 140 and the engagement recess 112 formed in the frame 110 are engaged, Fixed in the frame 110. Further, by disposing the frame 110 around the battery element 2, the mechanical strength and the reliability of the terminal equivalent to those when the plastic case is used can be maintained without storing the battery element 2 in the plastic case. Can do. Further, as described above, since the battery element 2 has a substantially trapezoidal cross section due to the reduced pressure, the side wall 110c of the frame 110 is a peripheral portion on the second surface side of the battery element 2 as shown in FIG. It is arranged in the gap part formed in. Thereby, dead space can be used effectively and volume efficiency can be further improved.
[0125]
Next, as shown by an arrow M in FIGS. 28 and 29, the second region 132 of the second package 130 is moved along the boundary with the first region 131. The second region 132 is bent on the second surface side of the battery element 2 housed in the housing recess 121 of the first package 120 and is disposed on the frame 110 around the housing recess 121. Next, the second package 130 is formed by thermally welding the second region 132 of the second package 130 that covers the storage recess 121 of the first package 120 and the side wall 110c of the frame 110. The housing recess 121 of the first packaging body 120 is covered. At this time, as shown in FIG. 21, the end of the second region 132 of the second package 130 is brought into contact with the third stepped portion 115.
[0126]
At this time, the joining portion between the joining piece 122 of the first packaging body 120 and the joining portion 131b of the first region 131 of the second packaging body 130 is indicated by an arrow N in FIGS. 21 and arranged on the side wall portion 110c of the frame 110 arranged around the battery element 2 as shown in FIG.
[0127]
Next, thermal welding is performed between the margin portion 131c of the first region 131 of the second package 130 and the side wall portion 110c of the frame 110, and as shown in FIG. The joining piece 122 of the first package 120 is brought into contact with the second stepped portion 114 and the end portion of the adhesive margin 131c in the first region 131 of the second package 130 is brought into contact with the battery. The pack 100 is completed.
[0128]
As described above, the first step portion 113 and the first package body 120 are thermally bonded by the adhesive margin 131 c of the first region 131 of the second package body 130 and the side wall portion 110 c of the frame 110. When the joining piece 122 is brought into contact with the second stepped portion 114 and the end portion of the adhesive margin portion 131c of the first region 131 of the second packaging body 130 is brought into contact, the first packaging is obtained. A short circuit between the body 120 and the second package 130 is prevented.
[0129]
In addition, since the first step 113 and the second step 114 are formed to be substantially the same as the thickness of the first package 120 and the second package 130, the first package 120 and the second step 130 are formed. Since the second package 130 is welded to the side wall 110c of the frame 110, the side wall 110c of the frame 110 becomes flush and the first package 120 and the second package 130 are prevented from being peeled off. Is done.
[0130]
The battery pack 100 thus obtained improves the volume efficiency by 10% or more compared to the case where the plastic case is used for the exterior by using the second package 130 made of the laminate film as the exterior of the pack. be able to. Thereby, the volume density of the battery pack 100 can be improved.
[0131]
In this battery pack 100, since the second packaging body 130 exposed to the outside of the pack is harder than the first packaging body 120 housed in the pack, the internal battery is affected by an external impact, for example, an impact such as dropping. The element 2 is prevented from being deformed or deteriorated, and the occurrence of scratches or the like on the outer surface of the pack is suppressed. Therefore, the battery pack 100 is prevented from being defective in appearance.
[0132]
In this battery pack 100, when the second region 132 of the second package 130 covers the storage recess 121 of the first package 121, the second region 132 of the second package 130 is changed to the first region 132. Since it bends to the 2nd surface side of the electronic element 2 along the short side which is a boundary with the area | region 131 of this, it is suppressed that the part to bend becomes short and a wrinkle etc. generate | occur | produce in the bent part, and an external appearance Get better.
[0133]
Moreover, in this battery pack 100, since the joining of the second package 130 and the frame 110 thermally welds the polypropylene layers 123 and 133 to each other, a small-area adhesive allowance provided on the second package 130 is provided. In the part 131c, stable bonding can be ensured in a short time.
[0134]
  <Fourth embodiment>
  Next, the battery pack 100 described above is composed of two packaging bodies that wrap the outside of the pack.30 to 36.The battery pack 200 shown in FIG.
[0135]
The battery pack 200 includes the battery element 2, the connection substrate 3, and the frame 110 described above, a first package 210 that packages the inside of the pack, and a second package 220 and a third package that package the outside of the pack. Packaging body 230 and a fixing member 140. In the battery pack 200, the connection substrate 3 and the frame 110 are disposed around the battery element 2 packaged by the first packaging body 220 and the second packaging body 230, and the third packaging body is disposed on the frame 110. By joining 230, the 2nd package 220 and the 3rd package 230 become the structure which also served as the pack exterior.
[0136]
The battery element 2, the connection board 3, the frame 110, and the fixing member 140 have substantially the same configuration as the battery element 2, the connection board 3, the frame 110, and the fixing member 140 of the battery pack 100 in the third embodiment described above. Therefore, the same reference numerals are used in the drawings, and detailed description thereof is omitted here.
[0137]
As shown in FIG. 32, the first package 210 has a substantially rectangular shape, and a storage recess 211 in which the battery element 2 is stored is formed in advance. A joining piece 212 to be joined to a second packaging body 220 described later is provided around the storage recess 211. Moreover, the notch part 213 is formed in the both ends of both the short sides in the 1st package 210. FIG.
[0138]
Since this 1st package 210 consists of the material and the structure similar to the 1st package 120 of 3rd Embodiment mentioned above, detailed description here is abbreviate | omitted.
[0139]
The second package 220 is formed in a substantially rectangular shape, and is exposed to the outside of the battery element 2 stored in the storage recess 211 of the first package 210 as shown in FIGS. 33 and 34. It has the coating | coated part 221 which covers a surface, and the junction part 222 joined to the joining piece 212 of the 1st package 210. FIG.
[0140]
The covering portion 221 has substantially the same area as the first surface of the battery element 2. The joining portion 222 is formed larger in the long side direction and the short side direction than the joining piece 212 of the first package 210. A portion of the joint portion 222 that is formed larger than the joint piece 212 of the first package 210 is a glue margin portion 222 a that is joined to the side wall portion 110 c of the frame 110. As for this glue margin part 222a, the polypropylene layer 133 is exposed to the 1st package 210 side. In addition, the second package 220 is provided with notches 223 at both ends of one short side, like the first package 210.
[0141]
The second package 220 having such a configuration is joined to the first package 210 to cover the first surface of the battery element 2 and to form one main surface of the battery pack 200. Further, at the joint portion between the joint portion 222 of the second package 220 and the joint piece 212 of the first package 210, the side wall portion 110 c of the frame 110 and the adhesive margin portion 222 a of the joint portion 222 are joined. Thus, the side surface of the battery pack 200 is formed.
[0142]
The third packaging body 230 is formed in a substantially rectangular shape, and the storage recess 211 of the first packaging body 210 is formed from the second surface side opposite to the first surface of the battery element 2. Cover from above the frame 110. In this third package, a notch 231 is formed on one short side so as to match a recess formed in the front wall 110a of the frame 110. The third package 230 is bonded to the frame 110 to cover the storage recess 211 of the first package 210 and form the other main surface of the battery pack 200.
[0143]
The second packaging body 220 and the third packaging body 230 described above are composed of a resin layer and a metal layer, and are composed of the same material and configuration as the second packaging body 130 of the third embodiment described above. Therefore, detailed description here is omitted.
[0144]
Next, a method for manufacturing the battery pack 200 having the above-described configuration will be described. First, as shown by an arrow O in FIG. 32, the battery element 2 is stored in the storage recess 211 of the first package 210. At this time, the terminal of the battery element 2 is led out to one short side.
[0145]
Next, as shown in FIG. 33, the second package 220 is attached to the first package 220 from the side where the battery element 2 is exposed so that the polypropylene layer 133 of the second package 220 is on the first package 210 side. The first surface exposed to the outside of the battery element 2 housed in the housing recess 211 of the first packaging body 210 is covered with the packaging body 210.
[0146]
Next, the first package 210 and the second package 220 are joined. Joining is performed in the housing recess 211 and around the battery element 2, the polypropylene layer 123 of the joining piece 212 of the first package 210 and the polypropylene layer 133 of the joining part 222 of the second package 220. Is performed by heat welding at about 170 ° C.
[0147]
At this time, as shown in FIG. 34, using a vacuum pump 80, pressure reduction is performed simultaneously with the joining. Thereby, the battery element 2 is covered and sealed with the first packaging body 210 and the second packaging body 220. At this time, the positive electrode terminal 21 and the negative electrode terminal 22 of the battery element 2 are sandwiched between the joint surfaces of the first packaging body 210 and the second packaging body 220 and are led out of the packaging body. It becomes.
[0148]
Here, during decompression, the inside of the housing recess 211 of the first package 210 is sucked. Thus, as shown in FIG. 34, the battery element 2 stored in the storage recess 211 is drawn by the first package 120, and the second surface side of the battery element 2, which is the bottom side of the storage recess 21, is It is small and has a substantially trapezoidal cross section with a large first surface side that is the opening side.
[0149]
Next, the positive electrode terminal 21 and the negative electrode terminal 22 are joined to the terminal portion of the connection substrate 3. Next, as shown by an arrow P in FIG. 35, a frame is formed around the battery element 2 covered and sealed by the first package 210 and the second package 220 from the first package 210 side. 110 is disposed, and a fixing member 140 to which the positive terminal 21 and the negative terminal 22 are connected to support the connection substrate 3 is disposed on the frame 110.
[0150]
At this time, the connection board 3 is disposed on the frame 110 together with the fixing member 140, whereby the engagement protrusion 142 of the fixing member 140 is engaged with the engagement recess 112 formed in the frame 110. 110 is fixed. Further, by disposing the frame 110 around the battery element 2, the mechanical strength and the reliability of the terminal equivalent to those when the plastic case is used can be maintained without storing the battery element 2 in the plastic case. Can do. Further, as described above, since the battery element 2 has a substantially trapezoidal cross section due to the reduced pressure, the side wall 110c of the frame 110 is a peripheral portion on the second surface side of the battery element 2 as shown in FIG. It is arranged in the gap part formed in. Thereby, dead space can be used effectively and volume efficiency can be further improved.
[0151]
Next, as shown by arrow Q in FIG. 35, the frame disposed around the storage recess 211 of the first package 210 so that the polypropylene layer 133 of the third package 230 is on the storage recess 211 side. The third package 230 is disposed on the upper wall portion 110d of the 110. And the polypropylene layer 113 of the 3rd package 230 and the flame | frame 110 are heat-welded at 170 degreeC. As a result of the welding, as shown in FIG. 36, the end of the third package 230 is brought into contact with the third step portion 115 provided in the frame 110, and the upper wall portion 11d of the frame 110 is flush. .
[0152]
At this time, the joining portion of the joining piece 212 of the first packaging body 210 and the joining portion 222 of the second packaging body 220 is bent as shown by an arrow R in FIG. It is arranged along the side wall part 110 c of the arranged frame 110. Next, the adhesive margin part 222a of the 2nd package 220 and the side wall part 110c of the flame | frame 110 are heat-welded. As shown in FIG. 36, the joining piece 212 of the first package 210 and the first step 113 are brought into contact with each other by welding, and the second package 220 and the second step 114 are brought into contact with each other. The side walls 110c of the frame 110 are flush with each other, and the battery pack 200 is completed.
[0153]
As described above, the first step 113 and the joining piece 212 of the first package 210 are brought into contact with each other by thermal welding between the adhesive margin 222a of the second package 220 and the side wall 110c of the frame 110. The second step 114 and the end of the adhesive margin 222a of the second package 220 come into contact with each other, and the first package 210 and the second package 220 Short circuit is prevented. In addition, since the width of the first step 113 and the second step 114 is formed to be substantially the same as the thickness of the first package 210 and the second package 220, the first package When the body 210 and the second packaging body 220 are welded to the side wall portion 110c of the frame 110, the side wall portion 110c of the frame 110 becomes flush and the first packaging body 210 and the second packaging body 220 are peeled off. Is prevented.
[0154]
The battery pack 200 thus obtained has the second packaging body 220 and the third packaging body 230 made of a laminate film as the pack exterior, so that the battery pack 200 can be used as compared with the case where the plastic case is used for the exterior. The volumetric efficiency can be improved by 10% or more.
[0155]
In this battery pack 200, since the second packaging body 220 and the third packaging body 230 that package the outside of the pack are harder than the first packaging body 210 housed inside the pack, an impact from the outside, For example, the internal battery element 2 is prevented from being deformed or deteriorated due to an impact such as dropping, and the occurrence of scratches or the like on the outer surface of the pack is suppressed. Therefore, the battery pack 200 is prevented from being defective in appearance.
[0156]
Moreover, in this battery pack 200, since the joining of the second package 220 and the frame 110 thermally welds the polypropylene layers 123 and 133 to each other, a small-area adhesive allowance provided on the second package 220 is provided. In the portion 222a, stable and reliable bonding can be achieved in a short time.
[0157]
Although the battery pack to which the present invention is applied has been described above, the present invention is not limited to these examples, and can be appropriately changed as necessary without departing from the spirit of the present invention.
[0158]
【The invention's effect】
In the present invention, the volume efficiency can be improved by 10% or more as compared with the case where the plastic case is used for the exterior by using the laminate material of the battery element as the exterior of the pack. Thereby, the battery pack with improved volume density can be realized. Furthermore, the case required when using a plastic case, and parts such as a tape and a label become unnecessary, and the number of parts and the material cost can be reduced.
[0159]
Further, in the present invention, by arranging a frame around the battery element, it is possible to maintain the same mechanical strength and terminal reliability as when a plastic case is used, resulting in a highly reliable battery pack. .
[0160]
In addition, in the present invention, the battery element laminate can be shared with the pack packaging body, thereby simplifying the design, enabling consistent production of the battery element and the battery pack, and reducing processing costs. can do. In addition, production time can be shortened, and production efficiency is improved.
[0161]
Furthermore, in the battery pack to which the present invention is applied, the squeezability of the conventional soft packaging body for packaging the battery element is obtained by using a packaging body that is outside the pack that is harder than the packaging body that is stored inside the pack. While effectively utilized, it is possible to prevent the internal battery element from being deteriorated by an external impact, for example, an impact such as dropping, or the appearance of the pack from being damaged due to scratches or the like on the exterior of the pack. .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a configuration example of a battery pack to which the present invention is applied.
FIG. 2 X in FIG.1-X2It is sectional drawing in a line.
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a battery element is housed in a housing recess.
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a package.
FIG. 5 is a perspective view showing a state in which a frame is arranged around a battery element housed therein.
FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a frame.
FIG. 7: X in FIG.3-X4It is sectional drawing in a line.
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in which a frame is arranged around a stored battery element.
FIG. 9 is a perspective view showing a configuration example of a battery pack to which the present invention is applied.
FIG. 10: X in FIG.5-X6It is sectional drawing in a line.
FIG. 11 is a perspective view showing a state in which the battery element is housed in the housing recess.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a package.
FIG. 13 is a plan view showing a state in which the second package is superimposed on the first package.
FIG. 14 is a perspective view showing a state in which a frame is arranged around a stored battery element.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a state in which a frame is arranged around a stored battery element.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a state in which the periphery of the battery element is covered with a second package.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a state in which the periphery of the battery element is covered with a second package.
FIG. 18 is a perspective view showing a configuration example of a battery pack to which the present invention is applied.
FIG. 19: X in FIG.7-X8It is sectional drawing in a line.
FIG. 20 is a perspective view showing a configuration of a frame.
FIG. 21: X in FIG.9-X10It is sectional drawing in a line.
FIG. 22 is a perspective view showing a state in which the battery element is housed in the housing recess.
FIG. 23 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a first package.
FIG. 24 is a perspective view of a second package.
FIG. 25 is a cross-sectional view showing a laminated structure of a second package.
FIG. 26 is a perspective view showing a state in which the second package is superimposed on the first package.
FIG. 27 is a cross-sectional view showing a state in which a frame is arranged around a stored battery element.
FIG. 28 is an exploded perspective view showing a state in which a frame and a fixing member are arranged around the stored battery element.
FIG. 29 is a cross-sectional view showing a state in which the periphery of the battery element is covered with a second package.
FIG. 30 is a perspective view showing a configuration example of a battery pack to which the present invention is applied.
FIG. 31: X in FIG.11-X12It is sectional drawing in a line.
FIG. 32 is a perspective view showing a state in which the battery element is housed in the housing recess.
FIG. 33 is a perspective view showing a state in which the second package is superimposed on the first package.
FIG. 34 is a cross-sectional view showing a state in which the second package is overlaid on the first package.
FIG. 35 is an exploded perspective view showing a state in which a frame is arranged around a stored battery element.
FIG. 36: X in FIG.13-X14It is sectional drawing in a line.
FIG. 37 is an exploded perspective view showing a configuration of a conventional battery pack using a plastic case.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,10 Battery pack, 2 Battery element, 21 Positive electrode terminal, 22 Negative electrode terminal, 3 Connection board, 31 Terminal part, 32 Protection circuit chip, 4 Frame, 41 Opening part, 42 Locking member, 5 Packaging body, 51 1st , 52 second region, 53 third region, 54 storage recess, 6 first packaging body, 61 storage recess, 62 joint piece, 63 notch, 7 second packaging body, 71 first region 72 Second region, 73 Notch

Claims (45)

正極と負極とポリマー電解質とを有し、上記正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子と、
上記電池素子を収納する収納凹部が形成された第１の領域と、上記第１の領域に連続して設けられた第２の領域と、上記第１の領域に略直交するように上記第２の領域に連続して設けられた第３の領域とを有する包装体と、
上記電池素子が収納された収納凹部の周囲に配設されるフレームと、
上記フレームに配設され、上記端子が接続されるとともに、外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板とを備え、
上記収納凹部に上記電池素子を収納し、収納された上記電池素子の端子が導出する側とは反対側に位置する上記第２の領域を上記第１の領域に対して折曲して、上記電池素子の外部に露出している第１の面を覆い、上記第１の領域と上記第２の領域とを接合し、
上記収納凹部に収納され、上記第２の領域で覆われた電池素子の端子を上記接続基板に接続し、上記電池素子が収納された上記収納凹部の周囲に上記フレームを配設するとともに、上記フレームに上記接続基板を配設し、
上記包装体の第３の領域を上記第２の領域に対して折曲し、上記第１の領域の収納凹部に収納され、上記第１の領域と上記第２の領域とで覆われた上記電池素子の第１の面とは反対側の第２の面側を上記第３の領域で覆い、
上記第３の領域と上記第１の領域とを接合してなることを特徴とする電池パック。A battery element having a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, each having a terminal derived from the positive electrode and the negative electrode;
A first region in which a storage recess for storing the battery element is formed; a second region provided continuously to the first region; and the second region so as to be substantially orthogonal to the first region. A packaging body having a third region provided continuously in the region;
A frame disposed around a storage recess in which the battery element is stored;
A connection board provided on the frame and connected to the terminal, and provided with a terminal portion that is electrically connected to an external device;
The battery element is stored in the storage recess, the second region located on the opposite side to the side from which the terminal of the stored battery element is led is bent with respect to the first region, and Covering the first surface exposed to the outside of the battery element, joining the first region and the second region,
The terminal of the battery element housed in the housing recess and covered by the second region is connected to the connection board, the frame is disposed around the housing recess in which the battery element is housed, and Arrange the connection board on the frame,
The third region of the package is bent with respect to the second region, and is housed in the housing recess of the first region, and is covered with the first region and the second region. Covering the second surface side opposite to the first surface of the battery element with the third region,
A battery pack formed by joining the third region and the first region. 上記第１の領域の上記収納凹部と、上記第２の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間が減圧された状態で、密閉されていることを特徴とする請求項１記載の電池パック。  2. The space formed by the storage recess of the first region and the second region is sealed in a state where the space in which the battery element is stored is decompressed. Battery pack. 上記第１の領域の収納凹部と、上記第２の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間内が減圧された状態では、断面において第２の面側が短辺で、第１の面側が長辺をなすように上記第１の領域と、上記第２の領域とが接合されており、
上記フレームは、第２の面側の周辺縁部に配されていることを特徴とする請求項２記載の電池パック。In a state where the space in which the battery element is housed is formed by the housing recess of the first region and the second region is decompressed, the second surface side in the cross section has a short side, The first region and the second region are joined so that the surface side has a long side,
The battery pack according to claim 2, wherein the frame is disposed on a peripheral edge on the second surface side. 上記包装体は、内側から順にポリプロピレン、アルミニウム、ナイロンが積層されてなり、ポリプロピレン側同士を対向させて熱溶着することにより接合されていることを特徴とする請求項１記載の電池パック。  2. The battery pack according to claim 1, wherein the packaging body is formed by laminating polypropylene, aluminum, and nylon in order from the inside, and is joined by heat-welding the polypropylene sides facing each other. 上記フレームには、上記端子部を外部に臨ませる開口部が設けられており、上記接続基板は、上記開口部より上記端子部を外部に臨ませた状態で、上記フレームの係止部に係止されていることを特徴とする請求項１記載の電池パック。  The frame is provided with an opening for facing the terminal portion to the outside, and the connection board is engaged with the locking portion of the frame with the terminal portion facing the outside through the opening. The battery pack according to claim 1, wherein the battery pack is stopped. 正極と負極とポリマー電解質とを有し、上記正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子を、上記電池素子を収納する収納凹部が形成された第１の領域と、上記第１の領域に連続して設けられた第２の領域と、上記第１の領域に略直交するように上記第２の領域に連続して設けられた第３の領域とを有する包装体の上記収納凹部に収納する第１の工程と、
上記収納凹部に収納された電池素子の上記端子が導出する側とは反対側に位置する上記第２の領域を上記第１の領域に対して折曲して、上記電池素子の外部に露出している第１の面を覆い、上記第１の領域と上記第２の領域とを接合する第２の工程と、
上記収納凹部に収納され、上記第２の領域で覆われた電池素子の端子を、外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板に接続し、上記電池素子が収納された収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに上記接続基板を配設する第３の工程と、
上記包装体の第３の領域を上記第２の領域に対して折曲し、上記第１の領域の収納凹部に収納され、上記第１の領域と上記第２の領域とで覆われた上記電池素子の第２の面側を上記第３の領域で覆う第４の工程と、
上記第３の領域と上記第１の領域とを接合する第５の工程とを有することを特徴とする電池パックの製造方法。A battery element having a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, each of which has a terminal derived from the positive electrode and the negative electrode, is provided in a first region in which a storage recess for storing the battery element is formed, and in the first region. Housed in the housing recess of the package having a second region provided continuously and a third region provided continuously to the second region so as to be substantially orthogonal to the first region. A first step of:
The second region located on the opposite side of the battery element stored in the storage recess from the side from which the terminal is led is bent with respect to the first region and exposed to the outside of the battery element. A second step of covering the first surface and joining the first region and the second region;
A battery element terminal housed in the housing recess and covered by the second region is connected to a connection board provided with a terminal portion for electrical connection with an external device, and the battery element is housed in the housing. A third step of disposing a frame around the recess and disposing the connection substrate on the frame;
The third region of the package is bent with respect to the second region, and is housed in the housing recess of the first region, and is covered with the first region and the second region. A fourth step of covering the second surface side of the battery element with the third region;
A method for manufacturing a battery pack, comprising: a fifth step of joining the third region and the first region. 上記第２の工程において、上記第１の領域の収納凹部と、上記第２の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間が減圧された状態で、上記第１の領域と上記第２の領域とを接合することを特徴とする請求項６記載の電池パックの製造方法。  In the second step, the first region and the first region are formed in a state where the space in which the battery element is stored is decompressed and formed by the storage concave portion of the first region and the second region. The battery pack manufacturing method according to claim 6, wherein the two regions are joined. 上記第２の工程において、上記第１の領域の収納凹部と、上記第２の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間内が減圧された状態では、断面において上記電池素子の第２の面側が短辺で、第１の面側が長辺をなすように第１の領域と第２の領域を接合し、
上記第３の工程において、上記フレームを、第２の面側の周辺縁部に配することを特徴とする請求項７記載の電池パックの製造方法。In the second step, in a state where the space formed by the storage recess of the first region and the second region and the space in which the battery element is stored is decompressed, the cross-section of the battery element is The first region and the second region are joined such that the surface side of 2 is a short side and the first surface side is a long side,
8. The method of manufacturing a battery pack according to claim 7, wherein in the third step, the frame is disposed on a peripheral edge on the second surface side. 上記包装体は、内側から順にポリプロピレン、アルミニウム、ナイロンが積層されてなり、ポリプロピレン側同士を対向させて熱溶着することにより接合することを特徴とする請求項６記載の電池パックの製造方法。  7. The method of manufacturing a battery pack according to claim 6, wherein the package is formed by laminating polypropylene, aluminum, and nylon in order from the inside, and is bonded by heat-welding the polypropylene sides facing each other. 上記フレームには、上記端子部を外部に臨ませる開口部が設けられており、上記第３の工程において、上記接続基板を、上記開口部より端子部を外部に臨ませた状態で、上記フレームの係止部に係止することを特徴とする請求項６記載の電池パックの製造方法。  The frame is provided with an opening that allows the terminal portion to face the outside. In the third step, the frame is formed with the connection board facing the terminal portion to the outside through the opening. The battery pack manufacturing method according to claim 6, wherein the battery pack is locked to the locking portion. 正極と負極とポリマー電解質とを有し、上記正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子と、
上記電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体と、
上記収納凹部に収納された電池素子の外部に露出している第１の面を覆う第１の領域と、上記第１の面と反対側の第２の面側を覆う第２の領域とを少なくとも有し、上記第１の包装体より硬い材質からなる第２の包装体と、
上記電池素子が収納された収納凹部の周囲に配設されるフレームと、
上記フレームに配設され、上記端子が接続されるとともに外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板とを備え、
上記第１の包装体の収納凹部に上記電池素子を収納し、上記電池素子の外部に露出している第１の面を上記第２の包装体の第１の領域で覆い、上記接合片と上記第１の領域とを接合し、
上記収納凹部に収納され、上記第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を上記接続基板に接続し、上記電池素子が収納された収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに接続基板を配設し、
上記第２の包装体の第２の領域を第１の領域に対して折曲し、上記第１の包装体の収納凹部に収納され、上記第１の領域で覆われた電池素子の第１の面と反対側の第２の面側を第２の領域で覆い、
上記第１の包装体と、上記第２の包装体の第２の領域とを接合してなることを特徴とする電池パック。A battery element having a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, each having a terminal derived from the positive electrode and the negative electrode;
A first package body in which a storage recess for storing the battery element is formed, and a joining piece is provided around the storage recess;
A first region covering the first surface exposed to the outside of the battery element stored in the storage recess, and a second region covering the second surface side opposite to the first surface. A second package comprising at least a material harder than the first package;
A frame disposed around a storage recess in which the battery element is stored;
A connection board provided on the frame and provided with a terminal portion to which the terminal is connected and electrically connected to an external device;
The battery element is housed in the housing recess of the first package body, the first surface exposed to the outside of the battery element is covered with the first region of the second package body, and the joining piece and Joining the first region;
The terminal of the battery element housed in the housing recess and covered by the first region of the second package is connected to the connection substrate, and a frame is disposed around the housing recess in which the battery element is housed. In addition, a connection board is disposed on the frame,
The second region of the second package is bent with respect to the first region, and is stored in the storage recess of the first package and is covered with the first region. Covering the second surface side opposite to the surface with a second region,
A battery pack formed by joining the first package and the second region of the second package. 上記第１の包装体の上記収納凹部と、上記第２の包装体の第１の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間が減圧された状態で、密閉されていることを特徴とする請求項１１記載の電池パック。  A space formed by the storage recess of the first package and the first region of the second package is sealed in a state where the space in which the battery element is stored is decompressed. The battery pack according to claim 11. 上記第１の包装体の収納凹部と、上記第２の包装体の第１の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間内が減圧された状態では、断面において上記電池素子の第２の面側が短辺で、第１の面側が長辺をなすように上記第１の領域と上記第２の包装体の第１の領域とが接合され、
上記フレームは、第２の面側の周辺縁部に配されていることを特徴とする請求項１２記載の電池パック。In a state where the space formed by the storage recess of the first package body and the first region of the second package body and the space in which the battery element is stored is decompressed, the cross-section of the battery element is shown in cross section. The first region and the first region of the second package are joined so that the second surface side is a short side and the first surface side is a long side,
The battery pack according to claim 12, wherein the frame is disposed on a peripheral edge on the second surface side. 上記フレームには、上記端子部を外部に臨ませる開口部が設けられており、上記接続基板は、上記開口部より上記端子部を外部に臨ませた状態で、上記フレームの係止部に係止されていることを特徴とする請求項１１記載の電池パック。  The frame is provided with an opening for facing the terminal portion to the outside, and the connection board is engaged with the locking portion of the frame with the terminal portion facing the outside through the opening. The battery pack according to claim 11, wherein the battery pack is stopped. 上記第１の包装体は、内側から順にポリプロピレン、アルミニウム、ナイロンが積層されてなり、ポリプロピレンを熱溶着することにより接合されており、
上記第２の包装体は、上記第１の包装体の接合片の外線よりも内側になるように接合して、上記第２の領域で上記第１の包装体を覆ったときに内側となる面と、上記第１の包装体の第１の面側とを対向させて接合されていることを特徴とする請求項１１記載の電池パック。The first package is formed by laminating polypropylene, aluminum, and nylon in order from the inside, and is joined by thermally welding polypropylene,
The second packaging body is joined to the inside of the outer line of the joining piece of the first packaging body, and becomes the inner side when the first packaging body is covered with the second region. The battery pack according to claim 11, wherein the surface and the first surface side of the first package body are bonded to face each other. 正極と負極とポリマー電解質とを有し、上記正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子を、上記電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納する第１の工程と、
上記収納凹部に収納された電池素子の外部に露出している第１の面を、上記第１の面を覆う第１の領域と、上記第１の面と反対側の第２の面側を覆う第２の領域とを少なくとも有する第２の包装体の第１の領域で上記電池素子の第１の面を覆い、上記接合片と上記第１の領域とを接合する第２の工程と、
上記収納凹部に収納され、上記第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を、外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板に接続し、上記電池素子が収納された収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに上記接続基板を配設する第３の工程と、
上記第２の包装体の第２の領域を第１の領域に対して折曲し、上記第１の包装体の収納凹部に収納され、上記第１の領域で覆われた電池素子の第１の面と反対側の第２の面側を上記第２の領域で覆う第４の工程と、
上記第１の包装体と、上記第２の包装体の第２の領域とを接合する第５の工程とを有することを特徴とする電池パックの製造方法。A battery recess having a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, each of which has a terminal derived from the positive electrode and the negative electrode, has a storage recess for storing the battery element, and a bonding piece is provided around the storage recess. A first step of storing the battery element in the storage recess of the first package;
The first surface exposed to the outside of the battery element stored in the storage recess, the first region covering the first surface, and the second surface side opposite to the first surface A second step of covering the first surface of the battery element with a first region of the second package having at least a second region to cover, and joining the joining piece and the first region;
A battery element terminal housed in the housing recess and covered by the first region of the second package is connected to a connection board provided with a terminal portion for electrically connecting to an external device, and the battery A third step of disposing a frame around the storage recess in which the element is stored, and disposing the connection substrate on the frame;
The second region of the second package is bent with respect to the first region, and is stored in the storage recess of the first package and is covered with the first region. A fourth step of covering the second surface side opposite to the second surface with the second region;
A method for producing a battery pack, comprising: a fifth step of joining the first package body and the second region of the second package body. 上記第２の工程において、上記第１の包装体の収納凹部と、上記第２の包装体の第１の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間が減圧された状態で、上記第１の領域と上記第２の領域とを接合することを特徴とする請求項１６記載の電池パックの製造方法。In the second step, the space formed by the storage recess of the first package and the first region of the second package is in a state where the space in which the battery element is stored is decompressed. The battery pack manufacturing method according to claim 16, wherein the first region and the second region are joined. 上記第２の工程において、上記第１の包装体の収納凹部と、上記第２の包装体の第１の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間内が減圧された状態では、断面において上記電池素子の第２の面側が短辺で、第１の面側が長辺をなすように上記第１の包装体と、上記第２の包装体の第１の領域とを結合し、
上記第３の工程において、上記フレームを、第２の面側の周辺縁部に配することを特徴とする請求項１７記載の電池パックの製造方法。In the second step, in a state where the inside of the space in which the battery element is stored is decompressed by the storage recess of the first package and the first region of the second package, In the cross section, the first package body and the first region of the second package body are combined such that the second surface side of the battery element is a short side and the first surface side is a long side,
18. The method of manufacturing a battery pack according to claim 17 , wherein, in the third step, the frame is disposed on a peripheral edge on the second surface side. 上記フレームには、上記端子部を外部に臨ませる開口部が設けられており、上記第３の工程において、上記接続基板を、開口部より端子部を外部に臨ませた状態で、上記フレームの係止部に係止することを特徴とする請求項１６記載の電池パックの製造方法。The frame is provided with an opening that allows the terminal portion to face the outside. In the third step, the connection board is placed with the terminal portion facing the outside from the opening, and The battery pack manufacturing method according to claim 16 , wherein the battery pack is locked to the locking portion. 上記第２の包装体は、上記第１の包装体よりも硬い材質からなることを特徴とする請求項１６記載の電池パックの製造方法。The method for manufacturing a battery pack according to claim 16, wherein the second package is made of a material harder than the first package. 上記第１の包装体は、内側から順にポリプロピレン、アルミニウム、ナイロンが積層されてなり、ポリプロピレンを熱溶着することにより接合し、
上記第２の工程において、上記第２の包装体は、上記第１の包装体の接合片の外線よりも内側になるように接合し、
上記第５の工程において、上記第２の領域で覆ったときに内側となる面と、上記第１の包装体の第１の面側とを対向させて接合することを特徴とする請求項１６記載の電池パックの製造方法。The first package is formed by laminating polypropylene, aluminum, and nylon in order from the inside, and is joined by thermally welding polypropylene,
In the second step, the second package is joined so as to be inside the outer line of the joining piece of the first package,
In the fifth step, the inner surface when covered with the second region and the first surface side of the first package are joined to face each other. The manufacturing method of the battery pack of description. 正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子と、
上記電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体と、
上記第１の包装体の収納凹部に収納された上記電池素子の外部に露出する第１の面を覆う第１の領域と、上記第１の領域の一辺に連続して設けられた第２の領域とを有する第１の包装体よりも硬い第２の包装体と、
上記電池素子が収納された上記第１の包装体の収納凹部の周囲に配設されるフレームと、
上記フレームに配設され、上記端子が接続される接続基板とを備え、
上記第１の包装体の収納凹部に上記電池素子を収納し、上記収納凹部から露出する上記電池素子の第１の面を、上記第１の包装体の接合片と上記第２の包装体の第１の領域とを接合し、上記電池素子の端子を外部に導出させて、上記第２の包装体の第１の領域で覆い、
上記第１の包装体の収納凹部に収納され、上記第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、上記電池素子が収納された上記第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに接続基板を配設し、
上記第２の包装体の第２の領域を、上記第１の包装体の接合片と接合された第１の領域に対し、この第１の領域の上記一辺を支点にして上記第１の包装体の収納凹部に収納された上記電池素子の第１の面とは反対側の第２の面側に折り返し、上記第２の包装体の第２の領域が上記第１の包装体の収納凹部を覆い、上記第２の包装体の第２の領域と上記フレームとを接合してなることを特徴とする電池パック。A battery element having a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, each having a terminal derived from the positive electrode and the negative electrode;
A first package body in which a storage recess for storing the battery element is formed, and a joining piece is provided around the storage recess;
A first region covering the first surface exposed to the outside of the battery element housed in the housing recess of the first package, and a second region provided continuously on one side of the first region. A second package that is harder than the first package having a region;
A frame disposed around a storage recess of the first package in which the battery element is stored;
A connection board disposed on the frame and connected to the terminal;
The battery element is housed in the housing recess of the first package body, and the first surface of the battery element exposed from the housing recess is formed between the joining piece of the first package body and the second package body. The first region is joined, the terminal of the battery element is led out to the outside, and the first region of the second package is covered,
The terminal of the battery element housed in the housing recess of the first package body and covered with the first region of the second package body is connected to a connection substrate, and the first battery body is housed. A frame is disposed around the housing recess of the package, and a connection board is disposed on the frame.
With respect to the first region where the second region of the second package is joined to the joining piece of the first package, the first package is used with the one side of the first region as a fulcrum. Folded to the second surface side opposite to the first surface of the battery element housed in the body housing recess, the second region of the second package body is the housing recess of the first package body And the second region of the second package and the frame are joined together. 上記第２の包装体は、樹脂層と、金属層とが積層されたラミネートフィルムであり、上記金属層のビッカース硬度が５０Ｈｖ以上、１００Ｈｖ以下であることを特徴とする請求項２２記載の電池パック。23. The battery pack according to claim 22, wherein the second package is a laminate film in which a resin layer and a metal layer are laminated, and the Vickers hardness of the metal layer is 50 Hv or more and 100 Hv or less. . 上記第１の包装体の上記収納凹部と、上記第２の包装体の第１の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間が減圧された状態で、密閉されていることを特徴とする請求項２２記載の電池パック。It is formed by the storage recess of the first package and the first region of the second package, and is sealed in a state where the space in which the battery element is stored is decompressed. The battery pack according to claim 22 . 上記フレームに上記接続基板に設けられた外部機器と電気的に接続する端子部を外部に臨ませる開口部が形成されており、上記開口部から上記端子部が外部に臨むように、上記接続基板を固定する固定部材を備えることを特徴とする請求項２２記載の電池パック。The connection board is formed such that an opening is formed in the frame so that a terminal part electrically connected to an external device provided on the connection board faces the outside, and the terminal part faces the outside from the opening. The battery pack according to claim 22, further comprising a fixing member that fixes the battery. 上記フレームの側面の一端側には、上記第１の包装体の折返された接合片の端部が係合される第１の段差部が設けられ、この第１の段差部が設けられた側面の他端側には、第２の包装体の第１の領域の端部が係合される第２の段差部が設けられ、
上記フレームの他端側には、上記第２の包装体の第２の領域の端部が係合される第３の段差部が設けられていることを特徴とする請求項２２記載の電池パック。One end of the side surface of the frame is provided with a first step portion that engages with an end portion of the folded joint piece of the first packaging body, and the side surface provided with the first step portion. On the other end side, a second stepped portion that is engaged with the end portion of the first region of the second package is provided,
23. The battery pack according to claim 22 , wherein the other end side of the frame is provided with a third step portion to be engaged with an end portion of the second region of the second package. . 上記第１の包装体の接合片と、上記第２の包装体の第１の領域との接合、及び上記第２の包装体の第２の領域と、上記フレームとの接合は、互いに対向する樹脂層の樹脂材料が熱溶着されることを特徴とする請求項２３記載の電池パック。The joining of the joining piece of the first packaging body and the first region of the second packaging body, and the joining of the second region of the second packaging body and the frame face each other. 24. The battery pack according to claim 23, wherein the resin material of the resin layer is thermally welded. 正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体の上記収納凹部に上記電池素子を収納する第１の工程と、
上記第１の包装体の収納凹部に収納された上記電池素子の外部に露出する第１の面を覆う第１の領域と、上記第１の領域の一辺に連続して設けられた第２の領域とを有する第１の包装体よりも硬い第２の包装体の上記第１の領域で、上記電池素子の端子が外部に導出されるように、上記電池素子の第１の面を覆い、上記第１の包装体の接合片と、上記第２の包装体の第１の領域とを接合する第２の工程と、
上記第１の包装体の収納凹部に収納され、上記第２の包装体の第１の領域で覆われた上記電池素子の端子を上記接続基板に接続し、上記電池素子が収納された上記第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに上記接続基板を配設する第３の工程と、
上記第２の包装体の第２の領域を、上記第１の包装体の接合片と接合された上記第１の領域に対し、この第１の領域の上記一辺を支点にして、上記第１の包装体の収納凹部に収納された上記電池素子の第１の面とは反対側の第２の面側に折り返し、上記第２の包装体の第２の領域が上記第１の包装体の収納凹部を覆い、上記第２の包装体の第２の領域と上記フレームとを接合する第４の工程とを有することを特徴とする電池パックの製造方法。A first package having a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, wherein a storage recess for storing a battery element from which terminals are led out from the positive electrode and the negative electrode is formed, and a joining piece is provided around the storage recess A first step of storing the battery element in the storage recess;
A first region covering the first surface exposed to the outside of the battery element housed in the housing recess of the first package, and a second region provided continuously on one side of the first region. And covering the first surface of the battery element so that the terminal of the battery element is led out to the outside in the first region of the second package that is harder than the first package having the region, A second step of joining the joining piece of the first package and the first region of the second package;
The terminal of the battery element housed in the housing recess of the first package body and covered with the first region of the second package body is connected to the connection board, and the battery element is housed in the first package. A third step of disposing a frame around the housing recess of the one package and disposing the connection substrate on the frame;
With respect to the first region joined to the joining piece of the first package, the second region of the second package is the first region with the one side of the first region as a fulcrum. Folded back to the second surface side opposite to the first surface of the battery element housed in the housing recess of the package body, and the second region of the second package body of the first package body is A method for manufacturing a battery pack, comprising: a fourth step of covering the housing recess and joining the second region of the second package and the frame. 上記第２の包装体は、樹脂層と、金属層とが積層されたラミネートフィルムであり、上記金属層のビッカース硬度が５０Ｈｖ以上、１００Ｈｖ以下であることを特徴とする請求項２８記載の電池パックの製造方法。29. The battery pack according to claim 28, wherein the second package is a laminate film in which a resin layer and a metal layer are laminated, and the Vickers hardness of the metal layer is 50 Hv or more and 100 Hv or less. Manufacturing method. 上記第１の包装体の上記収納凹部と、上記第２の包装体の第１の領域によって形成され、上記電池素子が収納された空間を減圧状態にし、密閉することを特徴とする請求項２８記載の電池パックの製造方法。And said housing recess of said first package, formed by the first region of the second package, according to claim 28 in which the battery element has a receiving spaces in a reduced pressure state, wherein the sealing The manufacturing method of the battery pack of description. 上記フレームには、上記接続基板に設けられた外部機器と電気的に接続する端子部を外部に臨ませる開口部が形成されており、上記開口部から上記端子部が外部に臨むように、上記接続基板を固定する固定部材を用いることを特徴とする請求項２８記載の電池パックの製造方法。In the frame, an opening is formed so that a terminal portion electrically connected to an external device provided on the connection board faces the outside, and the terminal portion faces the outside from the opening. 29. The battery pack manufacturing method according to claim 28, wherein a fixing member for fixing the connection substrate is used. 上記フレームの側面の一端側には、上記第１の包装体の折返された接合片の端部が係合される第１の段差部が設けられ、この第１の段差部が設けられた側面の他端側には、第２の包装体の第１の領域の端部が係合される第２の段差部が設けられ、
上記フレームの他端側には、上記第２の包装体の第２の領域の端部が係合される第３の段差部が設けられていることを特徴とする請求項２８記載の電池パックの製造方法。One end of the side surface of the frame is provided with a first step portion that engages with an end portion of the folded joint piece of the first packaging body, and the side surface provided with the first step portion. On the other end side, a second stepped portion that is engaged with the end portion of the first region of the second package is provided,
29. The battery pack according to claim 28 , wherein a third step portion is provided on the other end side of the frame to engage an end portion of the second region of the second package. Manufacturing method. 上記第１の包装体の接合片と、上記第２の包装体の第１の領域との接合、及び上記第２の包装体の第２の領域と、上記フレームとの接合は、互いに対向する樹脂層の樹脂材料が熱溶着されることを特徴とする請求項２９記載の電池パックの製造方法。The joining of the joining piece of the first packaging body and the first region of the second packaging body, and the joining of the second region of the second packaging body and the frame face each other. 30. The battery pack manufacturing method according to claim 29, wherein the resin material of the resin layer is heat-welded. 正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極のそれぞれ端子が導出された電池素子と、
上記電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体と、
上記第１の包装体の上記収納凹部に収納された上記電池素子の外部に露出する第１の面を覆い、上記第１の包装体よりも硬い第２の包装体と、
上記電池素子の第１の面と反対側の第２の面側の上記第１の包装体の収納凹部を覆い、上記第１の包装体よりも硬い第３の包装体と、
上記電池素子が収納された上記第１の包装体の収納凹部の周囲に配設されるフレームと、
上記フレームに配設され、上記端子が接続される接続基板とを備え、
上記第１の包装体の収納凹部に上記電池素子を収納し、上記収納凹部から露出する上記電池素子の第１の面を、上記第１の包装体の接合片と上記第２の包装体とを接合することで、上記電池素子の端子が外部に導出されるように、第２の包装体で覆い、
上記収納凹部に収納され、上記第２の包装体で覆われた上記電池素子の端子を上記接続基板に接続し、上記電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設する共に、上記フレームに接続基板を配設し、
上記電池素子の第２の面側の上記第１の包装体の収納凹部を上記第３の包装体で覆い、上記電池素子の周囲に配設された上記フレームと、上記第３の包装体とを接合してなることを特徴とする電池パック。A battery element having a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, each terminal of the positive electrode and the negative electrode being derived;
A first package body in which a storage recess for storing the battery element is formed, and a joining piece is provided around the storage recess;
A second package that covers the first surface exposed to the outside of the battery element housed in the housing recess of the first package and is harder than the first package;
A third package that covers the housing recess of the first package on the second surface side opposite to the first surface of the battery element, and is harder than the first package;
A frame disposed around a storage recess of the first package in which the battery element is stored;
A connection board disposed on the frame and connected to the terminal;
The battery element is housed in the housing recess of the first packaging body, and the first surface of the battery element exposed from the housing recess is formed by joining the first packaging body to the joining piece and the second packaging body. Is covered with the second package so that the terminal of the battery element is led out to the outside,
A terminal of the battery element housed in the housing recess and covered with the second packaging body is connected to the connection substrate, and a frame is placed around the housing recess of the first packaging body in which the battery element is housed. In addition to disposing a connection board on the frame,
The storage recess of the first packaging body on the second surface side of the battery element is covered with the third packaging body, the frame disposed around the battery element, the third packaging body, A battery pack characterized by being joined. 上記第２の包装体及び上記第３の包装体は、樹脂層と、金属層とが積層されたラミネートフィルムであり、上記金属層のビッカース硬度が５０Ｈｖ以上、１００Ｈｖ以下であることを特徴とする請求項３４記載の電池パック。The second package and the third package are laminate films in which a resin layer and a metal layer are laminated, and the Vickers hardness of the metal layer is 50 Hv or more and 100 Hv or less. The battery pack according to claim 34 . 上記第１の包装体の収納凹部と、上記第２の包装体とによって形成され、上記電池素子が収納された空間が減圧された状態で、密閉されていることを特徴とする請求項３４記載の電池パック。A housing recessed part of the first package, formed by the said second package, with the space where the battery element is housed is decompressed, according to claim 34, characterized in that it is sealed Battery pack. 上記フレームには、上記接続基板に設けられた外部機器と電気的に接続する端子部を外部に臨ませる開口部が形成されており、上記開口部から上記端子部が外部に臨むように、上記接続基板を固定する固定部材を備えることを特徴とする請求項３４記載の電池パック。In the frame, an opening is formed so that a terminal part that is electrically connected to an external device provided on the connection board faces the outside, and the terminal part faces the outside from the opening. 35. The battery pack according to claim 34, further comprising a fixing member for fixing the connection substrate. 上記フレームの側面の一端側には、上記第１の包装体の折返された接合片の端部が係合される第１の段差部が設けられ、この第１の段差部が設けられた側面の他端側には、第２の包装体の端部が係合される第２の段差部が設けられ、
上記フレームの他端側には、上記第３の包装体の端部が係合される第３の段差部が設けられていることを特徴とする請求項３４記載の電池パック。One end of the side surface of the frame is provided with a first step portion that engages with an end portion of the folded joint piece of the first packaging body, and the side surface provided with the first step portion. On the other end side, a second stepped portion that is engaged with the end of the second package is provided,
35. The battery pack according to claim 34 , wherein a third step portion for engaging with an end portion of the third package is provided on the other end side of the frame. 上記第１の包装体の接合片と、上記第２の包装体との接合、及び上記第３の包装体と、上記フレームとの接合は、互いに対向する樹脂層の樹脂材料が熱溶着されることを特徴とする請求項３５記載の電池パック。  In joining the joining piece of the first packaging body and the second packaging body, and joining the third packaging body and the frame, the resin materials of the resin layers facing each other are thermally welded. 36. The battery pack according to claim 35. 正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体の上記収納凹部に上記電池素子を収納する第１の工程と、
上記第１の包装体の収納凹部に収納された上記電池素子の外部に露出する第１の面を覆い、上記第１の包装体よりも硬い第２の包装体で上記第１の面を覆い、上記第１の包装体の接合片と、上記第２の包装体とを接合する第２の工程と、
上記第１の包装体の収納凹部に収納され、上記第２の包装体で覆われた上記電池素子の端子を上記接続基板に接続し、上記電池素子が収納された上記第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームと上記電池素子との間に接続基板を配設する第３の工程と、
上記電池素子の第１の面と反対側の第２の面側の上記第１の包装体の収納凹部を、第１の包装体よりも硬い第３の包装体で覆い、上記電池素子が収納された上記第１の包装体の収納凹部の周囲に配設された上記フレームと、上記第３の包装体とを接合する第４の工程とを有することを特徴とする電池パックの製造方法。A first package having a positive electrode, a negative electrode, and a polymer electrolyte, wherein a storage recess for storing a battery element from which terminals are led out from the positive electrode and the negative electrode is formed, and a joining piece is provided around the storage recess A first step of storing the battery element in the storage recess;
The first surface exposed to the outside of the battery element housed in the housing recess of the first package body is covered, and the first surface is covered with a second package body harder than the first package body. A second step of joining the joined piece of the first package and the second package;
The terminal of the battery element housed in the housing recess of the first package body and covered with the second package body is connected to the connection substrate, and the first package body in which the battery element is housed is connected. A third step of disposing a frame around the housing recess and disposing a connection substrate between the frame and the battery element;
The storage recess of the first package on the second surface side opposite to the first surface of the battery element is covered with a third package that is harder than the first package, and the battery element is stored. A method for manufacturing a battery pack, comprising: a fourth step of joining the frame disposed around the housing recess of the first package body and the third package body. 上記第２の包装体及び第３の包装体は、樹脂層と、金属層とが積層されたラミネートフィルムであり、上記金属層のビッカース硬度が５０Ｈｖ以上、１００Ｈｖ以下であることを特徴とする請求項４０記載の電池パックの製造方法。The second package body and the third package body, a resin layer, a laminated film in which a metal layer are laminated, wherein the Vickers hardness of the metal layer is more than 50 Hv, is equal to or less than 100Hv Item 41. A method for producing a battery pack according to Item 40 . 上記第１の包装体の収納凹部と、上記第２の包装体とによって形成され、上記電池素子が収納された空間を減圧状態にし、密閉することを特徴とする密閉することを特徴とする請求項４０記載の電池パックの製造方法。A housing recessed part of the first package, formed by the said second package, wherein the space where the battery element is housed in a reduced pressure state, wherein the sealing and wherein the sealing Item 41. A method for producing a battery pack according to Item 40 . 上記フレームには、上記接続基板に設けられた外部機器と電気的に接続する端子部を外部に臨ませる開口部が形成されており、上記開口部から上記端子部が外部に臨むように、上記接続基板を固定する固定部材を備えることを特徴とする請求項４０記載の電池パックの製造方法。In the frame, an opening is formed so that a terminal portion electrically connected to an external device provided on the connection board faces the outside, and the terminal portion faces the outside from the opening. 41. The battery pack manufacturing method according to claim 40, further comprising a fixing member for fixing the connection substrate. 上記フレームの側面の一端側には、上記第１の包装体の折返された接合片の端部が係合される第１の段差部が設けられ、この第１の段差部が設けられた側面の他端側には、第２の包装体の端部が係合される第２の段差部が設けられ、
上記フレームの他端側には、上記第３の包装体の端部が係合される第３の段差部が設けられていることを特徴とする請求項４０記載の電池パックの製造方法。One end of the side surface of the frame is provided with a first step portion that engages with an end portion of the folded joint piece of the first packaging body, and the side surface provided with the first step portion. On the other end side, a second stepped portion that is engaged with the end of the second package is provided,
41. The method of manufacturing a battery pack according to claim 40 , wherein a third step portion with which an end portion of the third package is engaged is provided on the other end side of the frame. 上記第１の包装体の接合片と、上記第２の包装体との接合、及び上記第３の包装体と、上記フレームとの接合は、互いに対向する樹脂層の樹脂材料が熱溶着されることを特徴とする請求項４１記載の電池パックの製造方法。In joining the joining piece of the first packaging body and the second packaging body and joining the third packaging body and the frame, the resin materials of the resin layers facing each other are thermally welded. 42. The method of manufacturing a battery pack according to claim 41 .
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