JP3968980B2 - Battery pack - Google Patents

Battery pack Download PDF

Info

Publication number
JP3968980B2
JP3968980B2 JP2000290636A JP2000290636A JP3968980B2 JP 3968980 B2 JP3968980 B2 JP 3968980B2 JP 2000290636 A JP2000290636 A JP 2000290636A JP 2000290636 A JP2000290636 A JP 2000290636A JP 3968980 B2 JP3968980 B2 JP 3968980B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
battery pack
negative electrode
positive electrode
electrolyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP2000290636A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2002100411A (en
Inventor
雅昭 三田
能也 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2000290636A priority Critical patent/JP3968980B2/en
Publication of JP2002100411A publication Critical patent/JP2002100411A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3968980B2 publication Critical patent/JP3968980B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は電池単体を複数個備えてなる電池パックに係り、特に電池の保護のための温度素子と保護回路とを備えた電池パックに関する。詳しくは、携帯機器に用いるのに好適な電池パックに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、携帯用無線電話装置、携帯用パーソナルコンピュータ、携帯用ビデオカメラ等の携帯電子機器の小型化に伴って、高エネルギー密度を有しかつ軽量性に優れたリチウムイオン電池等の二次電池が実用化されている。
【0003】
このリチウムイオン二次電池を所定の電池電圧以上に過充電すると、負極上でリチウム金属の析出、正極活物質の分解、有機電解液の分解等が起こり、正負極の短絡、電池性能の劣化等の原因となることがある。逆に、リチウムイオン二次電池を所定の電池電圧以下に過放電すると、負極集電体の金属がイオン化して有機電解液中に溶出し、集電機能の劣化及び負極活物質の脱落による容量低下の原因となることもある。
【0004】
そこで、リチウムイオン二次電池の過充電及び過放電等を防止するために、保護回路を実装したプリント配線基板が電池パックに組み込まれている。例えば、保護回路及び二次電池を樹脂等からなるモールドケースに収納した電池パック(バッテリパック)が知られている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
近年の携帯機器、例えば、携帯用オーディオ、携帯電話、ノート型パーソナルコンピュータ、ビデオレコーダー、デジタルカメラ等においては、その動力源たる電池の小型化・軽量化も求められている。
【0006】
しかしながら、電池の安全性を高めるため、上記のような安全装置を多く付けるほど、電池全体又は電池を使用する機器全体の重量や大きさが増大し、その利便性は低下してしまう。
【0007】
本発明は、電池の安全性が高く、しかも電池の小型化、軽量化が可能な電池パック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、電池要素を外装材で被包してなる電池単体を複数個有する電池パックにおいて、各電池単体の正極リード及び負極リードの少なくとも一方に接続した温度ヒューズ又はPTC素子と、各電池単体に共通する保護回路とを有しており、該温度ヒューズ又はPTC素子は、該外装材のうち該正極リード及び負極リードが外部に引き出されている部分に一体化されていることを特徴とするものである。
【0009】
電池にとってその安全性が問題となるような過酷な条件とは、概ね過充電、過電流、過放電及び過熱の4つのタイプに分類できる。この過充電や過電流の結果は、必ず、電池の温度上昇につながるため、温度上昇を検知して電池動作を遮断するのが最も簡便且つ汎用的である。そこで、本発明の電池パックでは、各電池単体それぞれに対し温度ヒューズ又はPTC素子(以下、「温度素子」という。)を設ける。その結果、どの電池において過充電、過電流、過熱等の異常が発生しても、これを少なくとも最終的には温度上昇によって検知し、電池機能を遮断させる。
【0010】
ところで、温度素子が作動しなくなってしまう場合を考えると、温度素子のみを設けるのでは、安全性に問題が生じることがある。そこで、本発明の電池パックでは、温度素子の後に、各電池単体に共通する保護回路を設け、これによって過充電や過電流、過放電を検知することによって、より安全性を向上させることができる。温度素子はそれ自体は小型軽量であるので、これを各電池単体毎に設けてもそれほどの重量増加や体積増加にはならない。また、相対的に高価保護回路は、各電池毎に設けられるのではなく、電池単体に共通に用いるので、コスト増加は最小限である。
【0011】
また、電池パック内に電流ヒューズを設けると、過電流が生じた際により確実に電池機能を遮断させることができる。
【0012】
さらに、保護回路をプリント配線基板上に設けることによって、保護回路の組立、ひいては電池パックの組立が容易となるだけでなく、保護回路をより小型化して電池パック全体の体積をより小さくすることができる。
【0013】
特に、平板形状の電池単体を厚さ方向に積層したり、それにさらにプリント配線基板を積層体の端面と対面するように設けることによって、電池パック全体をさらにコンパクトにすることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して実施の形態に係る電池について説明する。図1は実施の形態に係るブロック図、図2はこの電池パックの電池単体の斜視図、図3(a)、(b)はこの電池パックの分解斜視図、図4〜7は電池単体に対する温度ヒューズの取付方法の説明図、図8(a)、(b)は電池単体の積層工程を示す斜視図、図9(a)、(b)は電池単体積層体とコネクタ及び回路基板との接続構造を示す斜視図である。
【0015】
図3の通り、複数個(図示では8個)の平板状の電池単体50が厚さ方向に積層されており、この電池単体50の積層体の一端面に対面するようにプリント配線基板60が配置される。このプリント配線基板60には二次電池用保護回路が実装されている。各電池単体50は、後述するように電池要素を外装材で被包したものであり、電池要素に連なる正極リード21及び負極リード21が外装材の外部に引き出されている。
【0016】
一方のリード21は配線61を介してコネクタ63(図9)に直接的に接続される。他方のリード21には温度ヒューズ70の一端が接続され、この温度ヒューズ70の他端が配線74を介してコネクタ75に接続される。これらのコネクタ63、75がプリント配線基板の相手方コネクタ64、76に装着される。
【0017】
なお、図4の通り、配線61はめがね端子80と称される金属製接続チップ金具を介して固着されている。なお、このめがね端子80は周知のものであり、一端側の円筒部81に配線61が差し込まれ、この円筒部81をカシメることにより配線61とめがね端子80とが固着される。めがね端子80の他端側には孔82が設けられており、リード21の孔83と該孔82とにリベット84が挿入され、該リベット84の先端をカシメることによりめがね端子80とリード21とが固着される。この固着の後、図5のようにリード21及びめがね端子80を絶縁テープ86で覆う。
【0018】
他方のリード21に対しては、図6、7の通り、温度ヒューズ70の一端がリベット84によって固着される。
【0019】
この温度ヒューズ70は、ヒューズ本体72の両端部に1対の端子片71、73を接続してなるものである。この温度ヒューズ70は、電池単体50の端辺と平行方向に配置され、一方の端子片71が上記の通りリベット84によってリード21に固着される。他方の端子片73に前記配線74がめがね端子80及びリベット84によって固着される。
【0020】
図6の通り、温度ヒューズ70の端子片71をリード21に接続した後、電池単体50のフラップ4Fに接着剤78を付着させ、次いで該リード21をその付け根側から180°折り返し、温度ヒューズ70をフラップ4Fに接着する。これにより、温度ヒューズ70と電池単体50とが一体化する。
【0021】
このように温度ヒューズ70を一体化させた電池単体50が前記図3の通り電池単体50の厚さ方向に積層され、粘着テープ52によって固定され、直方体状の積層体51とされる。この積層体51の1対の長手方向の側面にゴムシートよりなるサイドサポート53が当てがわれ、1つの端面(短手方向の側面)にゴムシートよりなるエンドサポート54が当てがわれる。
【0022】
積層体51の残りの端面に対しては、ブロック形状のターミナルサポート55を介してプリント配線基板60が対面配置される。
【0023】
この積層体51は、各サポート53、54、55及びプリント配線基板60と共に電池パック用のケーシング57に収納され、該ケーシング57に蓋57aが被せられ、超音波溶着等によって、接合され、電池パックとされる。
【0024】
プリント配線基板60には、図1の通り、保護回路66、ヒューズ67及びサーミスタ68が搭載されており、携帯電話等の外部機器への通電用の端子69が該ヒューズ67に接続されている。ヒューズ67は保護回路66を介して各電池単体50に並列に接続されている。保護回路66は、サーミスタ68の検出温度が所定温度以上になると回路を遮断するよう構成されている。また、保護回路66は、過充電や過放電、過電流を検知すると回路を遮断するように構成されている。
【0025】
なお、上記の電池単体50は直列に接続されてもよいが、電池容量を増大させるために図示のように並列に接続されていてもよい。
【0026】
図1〜9の実施の形態では、電池単体50の積層体51を粘着テープ52で結束しているが、図10の如く、積層体51の両側面にサイドサポート53を当てがい、シュリンクフィルム58を周回させた後、該シュリンクフィルム58を熱収縮させて積層体51を結束させてもよい。
【0027】
また、図1〜9の実施の形態では、電池単体毎に設けられる温度素子として非復帰型の温度ヒューズが用いられているが、これを復帰型のPTC素子に代えることもできる。
【0028】
以下、上記の電池単体の好適な形態について前記図2と図13〜15とを参照して説明する。なお、図13は、この電池単体の分解斜視図、図14はこの電池単体の要部の断面図、図15は電池要素の概略的な斜視図である。
【0029】
この電池単体は、電池要素1を外装材2の凹部2aに収容した後、外装材3を外装材2に被せ、真空封止により外装材2、3の周縁部2a、3aを接合したものである。
【0030】
図13の通り、外装材2は平板状である。外装材3は方形箱状の凹部よりなる収容部3bと、この収容部3bの4周縁からフランジ状に外方に張り出す周縁部3aとを有した浅い無蓋箱状のものである。
【0031】
図14,15の通り、電池要素1は、複数の単位電池要素を積層したものである。この単位電池要素からは、タブ4a又は4bが引き出されている。正極からの各タブ4a同士は束ねられて(即ち、相互に重ね合わされ)、正極リード21が接合されている。負極からのタブ4b同志も束ねられ、負極リード21が接合されている。
【0032】
外装材3の収容部3b内に電池要素1が収容され、外装材2が被せられる。電池要素1から延出した1対のリード21は、それぞれ外装材2、3の1辺部の周縁部2a、3aの同士の合わせ面を通って外部に引き出される。その後、減圧(好ましくは真空)雰囲気下で外装材2、3の4周縁の周縁部2a、3a同士が熱圧着、超音波溶着などの手法によって気密に接合され、電池要素1が外装材2、3内に封入される。
【0033】
周縁部2a、3a同士が接合されることにより、接合片部(フラップ)4A、4Fが形成される。このフラップ4A、4Fは、電池要素1を被包している被包部4Bから外方に張り出している。そこで、この接合片部4Aを被包部4Bに沿うように折曲し、接着剤や接着テープ(図示略)等によて被包部4Bの側面に留め付けられる。
【0034】
図13では、外装材2、3が別体となっているが、本発明では、図16のように外装材2、3が一連一体となっていても良い。図17では、外装材3の一辺と外装材2の一辺とが連なり、外装材2が外装材3に対し屈曲可能に連なる蓋状となっている。この外装材2、3が連なる一辺から、収容部3bの凹部が形成されており、この一辺においてはフラップ(接合片部)が形成されていない以外は図13と同一の構成のものとなる。
【0035】
図13、16では、収容部3bを有した外装材3と平板状の外装材2とが示されているが、本発明では図17のように、それぞれ浅箱状の収容部6b、7bと、該収容部6b、7bの4周縁から張り出す周縁部6a、7aとを有した外装材6、7によって電池要素1を被包しても良い。図17は、外装材6、7が一連一体となっているが、前記図14と同様にこれらは別体となっていてもよい。
【0036】
本発明では、図18のように1枚の平たいシート状の外装材8を中央片8aに沿って2ツ折り状に折り返して第1片8Aと第2辺8Bとの2片を形成し、これら第1片8Aと第2片8Bとの間に電池要素1を介在させ、図19の如く、第1片8Aと第2片8Bの周縁部8b同士を接合して電池要素1を封入してもよい。
【0037】
なお、この実施の形態にあっては、折曲されたフラップ(接合片部4A)を被包部4Bに沿わせ、接着剤や接着テープで固定しているため、電池の側面の強度、剛性が高い。
【0038】
但し、本発明では、このフラップ4Aが被包部4Bから側方に張り出したままであってもよい。
【0039】
図11はこのように張り出した被包部4Bを有した電池単体50’を積層する場合の構成を示す斜視図、図12はこの電池パックの断面図である。この電池単体50’の積層体51’の両側面に当てがわれるサポート53’は、積層体51’に対面する板面に複数の凹条53aが設けられている。各凹条53aは平行にフラップ4Aの延在方向に延設されており、この凹条53aにフラップ4Aを受け入れさせてサポート53’を積層体51’の側面に当てがう。そして、この積層体51’及びサポート53’をシュリンクフィルム58で取り巻き、シュリンクフィルム58を過熱収縮させて積層体51’とサポート53’とを結束して一体化させる。なお、図11、12にあっては、積層体51の上下両面にスポンジ59を当てがうようにしているが、図1〜10においても同様のスポンジ59を積層体59の上下両面に当てがうようにしてもよい。
【0040】
図10〜12の積層体のその他の構成は図1〜9と同様であり、この積層体も図1〜9と同様にして電池パックとされる。
【0041】
上記電池要素1は、正極及び負極を有する平板状の単位電池要素を厚さ方向に複数積層してなる平板積層型電池要素である。本発明は、特にリチウム二次電池に適用するのに好適であるので、以下に上記の電池要素をリチウム二次電池要素とした場合の好適な構成について説明する。
【0042】
図20は、このリチウム二次電池要素の単位電池要素の好適な一例を示すものである。この単位電池要素は、正極集電体22、正極活物質23、スペーサ(電解質層)24、負極活物質25、負極集電体26を積層したものである。通常、正極活物質23は正極集電体22の片面上に結着され、負極活物質25は負極集電体26の片面上に結着されている。
【0043】
この単位電池要素を複数個積層して電池要素とするのであるが、この積層に際しては、正極を上側とし負極を下側とした順姿勢(図20)の単位電池要素と、これとは逆に正極を下側とし負極を上側とした逆姿勢(図示略)の単位電池要素とを交互に積層する。即ち、積層方向に隣り合う単位電池要素は同極同士を(即ち、正極同士及び負極同士)が対面するように積層される。
【0044】
この単位電池要素の正極集電体22からは正極タブ4aが延設され、負極集電体26からは負極タブ4bが延設されている。
【0045】
図20のように正極集電体と負極集電体との間に正極活物質、スペーサ及び負極活物質を積層した単位電池要素の代わりに、図21に示すように、正極集電体15a又は負極集電体15bを芯材としてその両面に正極活物質11a又は負極活物質12aを積層してなる正極11、負極12を準備し、この正極11と負極12とを図11の如くスペーサ(電解質層)13を介して交互に積層して単位電池要素としてもよい。この場合は、1対の正極11と負極12との組み合わせ(厳密には正極11の集電体15aの厚み方向の中心から負極12の集電体15bの厚み方向の中心まで)が単位電池要素に相当する。
【0046】
正極集電体15a,22としてはアルミニウム、ステンレス、ニッケル等の金属箔が使用でき、特にアルミニウムが好適であり、負極集電体15b,26としては、銅、ステンレス、ニッケルなどの金属箔が使用でき、特に銅が好適である。集電体の厚みは1〜30μm程度が好ましい。
【0047】
正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵・放出可能であれば無機化合物でも有機化合物でも使用できる。無機化合物として、遷移金属酸化物、リチウムと遷移金属との複合酸化物、遷移金属硫化物、具体的には、MnO、V、VO113、TiO等の遷移金属酸化物、ニッケル酸リチウム、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウムなどのリチウムと遷移金属との複合酸化物、TiS、FeS、MoSなどの遷移金属硫化物等が挙げられる。これらの化合物はその特性を向上させるために部分的に元素置換したものであってもよい。有機化合物としては、例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリアセン、ジスルフィド系化合物、ポリスルフィド系化合物が挙げられる。正極活物質は、これらの無機化合物、有機化合物を混合して用いてもよい。特に好ましいものは、コバルト、ニッケル及びマンガンからなる群から選ばれる少なくとも1種の遷移金属とリチウムとの複合酸化物である。
【0048】
正極活物質の粒径は、それぞれ電池の他の構成要素との兼合で適宜選択すればよいが、通常1〜30μm、特に1〜10μmとするのが初期効率、サイクル特性等の電池特性が向上するので好ましい。
【0049】
負極活物質としては、通常、グラファイトやコークス等の炭素系物質が挙げられる。この炭素系物質は、金属、金属塩、酸化物などとの混合体や、被覆体の形態として用いてもよい。負極活物質としては、ケイ素、錫、亜鉛、マンガン、鉄、ニッケル等の酸化物や硫酸塩、金属リチウム、Li−Al、Li−Bi−Cd、Li−Sn−Cd等のリチウム合金、リチウム遷移金属窒化物、シリコン等も使用できる。好ましくは、容量の面からグラファイト又はコークスである。負極活物質の平均粒径は、初期効率、レイト特性、サイクル特性などの電池特性の向上の観点から、通常12μm以下、好ましくは、10μm以下とする。この粒径が大きすぎると電子伝導性が悪化する。また、通常は0.5μm以上、好ましくは7μm以上である。
【0050】
これらの正極活物質及び負極活物質を集電体上に結着させるために、バインダーを使用することが好ましい。バインダーとしてはシリケート、ガラスのような無機化合物や、主として高分子からなる各種の樹脂が使用できる。樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1,1−ジメチルエチレンなどのアルカン系ポリマー;ポリブタジエン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー;ポリスチレン、ポリメチルスチレン、ポリビニルピリジン、ポリ−N−ビニルピロリドンなどの環を有するポリマー;ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミドなどのアクリル系ポリマー;ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂;ポリアクリロニトリル、ポリビニリデンシアニドなどのCN基含有ポリマー;ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール系ポリマー;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどのハロゲン含有ポリマー;ポリアニリンなどの導電性ポリマーなどが使用できる。また、上記のポリマーなどの混合物、変性体、誘導体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体などであっても使用できる。
【0051】
活物質100重量部に対するバインダーの配合量は好ましくは0.1〜30重量部、更に好ましくは1〜15重量部である。樹脂の量が少なすぎると電極の強度が低下することがある。樹脂の量が少なすぎると容量が低下したり、レイト特性が低下したりすることがある。
【0052】
正極活物質及び負極活物質中には必要に応じて導電材料、補強材などの各種の機能を発現する添加剤、粉体、充填材などを添加しても良い。
【0053】
導電材料としては、上記活物質に適量混合して導電性を付与できるものであれば特に制限は無いが、通常、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛などの炭素粉末や、各種の金属のファイバー、箔などが挙げられる。添加剤としては、トリフルオロプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、1,6−Dioxaspiro〔4,4〕nonane−2,7−dione、12−クラウン−4−エーテルなどが電池の安定性、寿命を高めるために使用することができる。補強材としては、各種の無機、有機の球状、繊維状フィラーなどが使用できる。
【0054】
電極を集電体上に形成する手法としては、例えば、粉体状の活物質をバインダーと共に溶剤と混合し、ボールミル、サンドミル、二軸混練機などにより分散塗料化したものを、集電体上に塗布して乾燥する方法が好適に行われる。この場合、用いられる溶剤の種類は、電極材に対して不活性であり且つバインダーを溶解し得る限り特に制限されず、例えばN−メチルピロリドン等の一般的に使用される無機、有機溶剤のいずれも使用できる。
【0055】
また、活物質をバインダーと混合し加熱することにより軟化させた状態で、集電体上に圧着、あるいは吹き付ける手法によって電極材層を形成することもできる。さらには活物質を単独で集電体上に焼成することによって形成することもできる。
【0056】
正極、負極内には通常イオン移動相が形成される。電極中におけるイオン移動相の占める割合は、高い方がイオン移動が容易になり、レイト特性上は好ましい一方で低い方が容量的には高くなる。好ましくは10〜50体積%である。イオン移動相の材料としては、後述する電解質相の材料と同様のものが使用できる。
【0057】
正極活物質及び負極活物質の膜厚は容量的には厚い方が、レイト上は薄い方が好ましい。膜厚は通常20μm以上、好ましくは、30μm以上、さらに好ましくは50μm以上、最も好ましくは80μm以上である。正極及び負極膜厚は、通常200μm以下、好ましくは150μm以下である。
【0058】
スペーサ(電解質層)13,24は、通常、流動性を有する電解液や、ゲル状電解質や完全固体型電解質等の非流動性電解質等の各種の電解質を含む。電池の特性上は電解液又はゲル状電解質が好ましく、また、安全上は非流動性電解質が好ましい。特に、非流動性電解質を使用した場合、従来の電解液を使用した電池に対してより有効に液漏れが防止できるので、後述するラミネートフィルムのような形状可変性を有するケースを使用する利点を最大に生かすことができる。
【0059】
電解質層に使用される電解液は、通常支持電解質を非水系溶媒に溶解したものである。
【0060】
支持電解質としては、電解質として正極活物質及び負極活物質に対して安定であり、かつリチウムイオンが正極活物質或いは負極活物質と電気化学反応をするための移動をおこない得る非水物質であればいずれのものでも使用することができる。具体的にはLiPF、LiAsF、LiSbF、LiBF、LiClO、LiI、LiBr、LiCl、LiAlCl、LiHF、LiSCN、LiSOCF等のリチウム塩が挙げられる。これらのうちでは特にLiPF、LiClOが好適である。
【0061】
これら支持電解質を非水系溶媒に溶解した状態で用いる場合の濃度は、0.5〜2.5mol/Lが好適である。これら支持電解質を溶解する非水系溶媒は特に限定されないが、比較的高誘電率の溶媒が好適に用いられる。具体的には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの非環状カーボネート類、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメトキシエタン等のグライム類、γ−ブチルラクトン等のラクトン類、スルフォラン等の硫黄化合物、アセトニトリル等のニトリル類等の1種又は2種以上が例示される。
【0062】
これらのうちでは、特にエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの非環状カーボネート類から選ばれた1種又は2種以上の溶媒が好適である。また、これらの溶媒に添加剤などを加えてもよい。添加剤としては、例えば、トリフルオロプロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、1,6−Dioxaspiro〔4,4〕nonane−2,7−dione、12−クラウン−4−エーテルなどが電池の安定性、寿命を高める目的で使用できる。
【0063】
電解質層に使用できるゲル状電解質は、通常、上記電解液を高分子によって保持してなる。即ち、ゲル状電解質は、通常電解液が高分子のネットワーク中に保持されて全体として流動性が著しく低下したものである。このようなゲル状電解質は、イオン伝導性などの特性は通常の電解液に近い特性を示すが、流動性、揮発性などは著しく抑制され、安全性が高められている。ゲル状電解質中の高分子の比率は好ましくは1〜50重量%である。低すぎると電解液を保持することができなくなり、液漏れが発生することがある。高すぎるとイオン伝導度が低下して電池特性が悪くなる傾向にある。
【0064】
ゲル状電解質に使用する高分子としては、電解液と共にゲルを構成しうる高分子であれば特に制限は無く、ポリエステル、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリイミドなどの重縮合によって生成されるもの、ポリウレタン、ポリウレアなどのように重付加によって生成されるもの、ポリメタクリル酸メチルなどのアクリル誘導体系ポリマーやポリ酢酸ビニル、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデンなどのポリビニル系などの付加重合で生成されるものなどがある。好ましい高分子としては、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデンを挙げることができる。ここで、ポリフッ化ビニリデンとは、フッ化ビニリデンの単独重合体のみならず、ヘキサフルオロプロピレン等他のモノマー成分との共重合体をも包含する。また、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、エトキシエチルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、エトキシエチルメタクリレート、メトキシエチルメタクリレート、エトキシエトキシエチルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、N,N−ジエチルアミノエチルアクリレート、N,N−ジメチルアミノエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、アリルアクリレート、アクリロニトリル、N−ビニルピロリドン、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレートなどのアクリル系モノマーを重合して得られるアクリル系ポリマーも好ましく用いることができる。
【0065】
上記高分子の重量平均分子量は、通常10000〜5000000の範囲である。分子量が低いとゲルを形成しにくくなる。分子量が高いと粘度が高くなりすぎて取り扱いが難しくなる。高分子の電解液に対する濃度は、分子量に応じて適宜選べばよいが、好ましくは0.1〜30重量%である。濃度が低すぎるとゲルを形成しにくくなり、電解液の保持性が低下して流動、液漏れの問題が生じることがある。濃度が高すぎると粘度が高くなりすぎて工程上困難を生じると共に、電解液の割合が低下してイオン伝導度が低下しレイト特性などの電池特性が低下することがある。
【0066】
電解質層として完全固体状の電解質層を用いることもできる。このような固体電解質としては、これまで知られている種々の固体電解質を用いることができる。例えば、上述のゲル状電解質で用いられる高分子と支持電解質塩を適度な比で混合して形成することができる。この場合、伝導度を高めるため、高分子は極性が高いものを使用し、側鎖を多数有するような骨格にすることが好ましい。
【0067】
電解質層として、上記電解質を多孔膜等の多孔性シートに含浸したものを用いてもよい。
【0068】
電解質層の厚みは、通常1〜200μm、好ましくは、5〜100μmである。
【0069】
多孔性シートとしては、具体的には厚さ通常1μm以上、好ましくは5μm以上、また通常200μm以下、好ましくは100μm以下のものが使用される。空隙率は、通常10〜95%、好ましくは30〜85%程度である。多孔性シートの材料としては、ポリオレフィン又は水素原子の一部もしくは全部がフッ素置換されたポリオレフィンを使用することができる。具体的には、ポリオレフィン等の合成樹脂を用いて形成した微多孔性膜、不織布、織布等を用いることができる。
【0070】
電極の平面形状は任意であり、四角形、円形、多角形等にすることができる。
【0071】
図20〜22の通り、集電体22,26又は15a,15bには、通常、リード結合用のタブ4a,4bが連設される。電極が四角形であるときは、通常図20に示すように電極の一辺の一サイド近傍に正極集電体より突出するタブ4aを形成し、また、負極集電体のタブ4bは他サイド近傍に形成する。
【0072】
複数の電池要素を積層するのは、電池の高容量化を図る上で有効であるが、この際、電池要素それぞれからのタブ4aとタブ4bの夫々は、通常、厚さ方向に結合されて正極と負極のリード結合端子が形成される。その結果、大容量の電池要素1を得ることが可能となる。
【0073】
タブ4a,4bには、前記図14に示すように、薄片状の金属からなるリード21が結合される。その結果、リード21と電池要素の正極及び負極とが電気的に結合される。タブ4a同士、4b同士の結合及びタブ4a,4bとリード21との結合はスポット溶接等の抵抗溶接、超音波溶着あるいはレーザ溶接によって行うことができる。
【0074】
本発明においては、上記正極リードと負極リードの少なくとも一方のリード21好ましくは両方のリードとして、焼鈍金属を使用するのが好ましい。その結果、強度のみならず折れ曲げ耐久性に優れた電池とすることができる。
【0075】
リードに使用する金属の種類としては、一般的にアルミや銅、ニッケルやSUSなどを用いることができる。正極のリードとして好ましい材料はアルミニウムである。また、負極のリードとして好ましい材質は銅である。
【0076】
リード21の厚さは、通常1μm以上、好ましくは10μm以上、更に好ましくは20μm以上、最も好ましくは40μm以上である。薄すぎると引張強度等リードの機械的強度が不十分になる傾向にある。また、リードの厚さは、通常1000μm以下、好ましくは500μm以下、さらに好ましくは100μm以下である。厚すぎると折り曲げ耐久性が悪化する傾向にあり、また、ケースによる電池要素の封止が困難になる傾向にある。リードに後述する焼鈍金属を使用することによる利点は、リードの厚さが厚いほど顕著である。
【0077】
リードの幅は通常1mm以上20mm以下、特に1mm以上10mm以下程度であり、リードの外部への露出長さは通常1mm以上50mm以下程度である。
【0078】
上記の外装材2,3,6,7,8は、形状可変性を有することが好ましい。その結果、電池の形状を様々に変更することが容易に可能となる。また、外装材の内部を真空状態とした後、外装材の周縁部を封止することにより、電池要素1に押し付け力を付与することができ、その結果、サイクル特性などの電池特性を向上させることができる。
【0079】
外装材の材料としては、アルミニウム、ニッケルメッキをした鉄、銅等の金属、合成樹脂等を用いることができるが、好ましくは金属と合成樹脂が積層されたラミネート状の複合材が用いられる。このラミネート状の複合材を用いることにより、外装材の薄膜化・軽量化が可能となり、電池全体としての容量を向上させることができる。
【0080】
ラミネート状複合材としては、金属層と合成樹脂層が積層されたものを使用することができる。この金属層は水分の浸入の防止あるいは形状保持性を維持させるもので、アルミニウム、鉄、銅、ニッケル、チタン、モリブデン、金等の単体金属やステンレス、ハステロイ等の合金又は酸化アルミニウム等の金属酸化物でもよい。特に加工性の優れたアルミニウムが好ましい。
【0081】
金属層の形成は、金属箔、金属蒸着膜、金属スパッター等を用いて行うことができる。
【0082】
合成樹脂層は、ケース部材の保護あるいは電解質による侵触を防止したり、金属層と電池要素等との接触を防止したり、あるいは金属層の保護のために用いられるもので、本発明において合成樹脂は、弾性率、引張伸び率は制限されるものではない。従って本発明における合成樹脂は一般にエラストマーと称されるものも含むものとする。
【0083】
合成樹脂としては、熱可塑性プラスチック、熱可塑性エラストマー類、熱硬化性樹脂、プラスチックアロイが使われる。これらの樹脂にはフィラー等の充填材が混合されているものも含んでいる。
【0084】
また、ラミネート状複合材は、金属層の外側面に外側保護層として機能するための合成樹脂層を設けると共に、内側面に電解質による腐蝕や金属層と電池要素との接触を防止したり金属層を保護するための内側保護層として機能する合成樹脂層を積層した三層構造体とすることができる。
【0085】
この場合、外側保護層に使用する樹脂は、好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリオレフィン、アイオノマー、非晶性ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等耐薬品性や機械的強度に優れた樹脂が望ましい。
【0086】
内側保護層としては、耐薬品性の合成樹脂が用いられ、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリオレフィン、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体等を用いることができる。
【0087】
また、複合材は、金属層と保護層形成用合成樹脂層、耐蝕層形成用合成樹脂層間にそれぞれ接着剤層を設けることもできる。さらにまた、ケース部材同士を接着するために、複合材の最内面に溶着可能なポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂からなる接着層を設けることもできる。これらの金属、合成樹脂あるいは複合材を用いてケースが形成される。ケースの成形はフィルム状体の周囲を融着して形成してもよく、シート状体を真空成形、圧空成形、プレス成形等によって絞り成形してもよい。また、合成樹脂を射出成形することによって成形することもできる。射出成形によるときは、金属層はスパッタリング等によって形成されるのが通常である。
【0088】
外装材に凹部よりなる収容部を設けるには絞り加工等によって行うことができる。
【0089】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の電池パックは、過充電や過電圧に対する安全性が高いと共に、重量や体積が比較的小さなものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態に係る電池パックのブロック図である。
【図2】実施の形態に係る電池パックの電池単体の斜視図である。
【図3】実施の形態に係る電池パックの分解図である。
【図4】実施の形態における電池単体への配線接続を示す斜視図である。
【図5】実施の形態における電池単体への配線接続を示す斜視図である。
【図6】実施の形態における電池単体への温度ヒューズ接続を示す斜視図である。
【図7】温度ヒューズへの配線接続を示す斜視図である。
【図8】電池単体の積層体を示す斜視図である。
【図9】電池単体の積層体、コネクタ及び回路基板を示す斜視図である。
【図10】別の実施の形態に係る電池単体の積層体及びサポートを示す斜視図である。
【図11】さらに別の実施の形態に係る電池単体の積層体及びサポートを示す斜視図である。
【図12】図11の実施の形態に係る電池パックの断面図であり、(a)図は(b)図のA−A線に沿う断面図、(b)図は(a)図のB−B線に沿う断面図、(c)図は(b)図のC−C線に沿う断面図である。
【図13】電池単体の分解斜視図である。
【図14】電池単体の要部の断面図である。
【図15】電池単体の電池要素を示す斜視図である。
【図16】別の電池単体の製造途中の斜視図である。
【図17】さらに別の電池単体の製造途中の斜視図である。
【図18】さらに異なる電池単体の製造途中の斜視図である。
【図19】図18の電池の製作途中の平面図である。
【図20】単位電池要素の模式的な断面図である。
【図21】正極又は負極の模式的な断面図である。
【図22】電池要素の模式的な断面図である。
【符号の説明】
1 電池要素
2,3,6,7,8 外装材
4a,4b タブ
4A,4F 接合片部(フラップ)
4B 被包部
11 正極
11a 正極活物質
12 負極
12b 負極活物質
13 非流動性電解質層
15a 正極集電体
15b 負極集電体
21 リード
22 正極集電体
23 正極活物質
24 スペーサ(電解質層)
25 負極活物質
26 負極集電体
50 電池単体
57 ケーシング
57a 蓋
60 プリント配線基板
66 保護回路
67 ヒューズ
68 サーミスタ
70 温度ヒューズ
71,73 端子片
72 温度ヒューズ本体
78 接着剤
80 めがね端子
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery pack including a plurality of single batteries, and more particularly to a battery pack including a temperature element for protecting a battery and a protection circuit. Specifically, the present invention relates to a battery pack suitable for use in a portable device.
[0002]
[Prior art]
In recent years, with the miniaturization of portable electronic devices such as portable radiotelephone devices, portable personal computers, portable video cameras, etc., secondary batteries such as lithium ion batteries having high energy density and excellent lightweight have become available. It has been put into practical use.
[0003]
If this lithium ion secondary battery is overcharged to a predetermined battery voltage or higher, deposition of lithium metal, decomposition of the positive electrode active material, decomposition of the organic electrolyte, etc. occur on the negative electrode, short circuit between the positive and negative electrodes, deterioration of battery performance, etc. It may cause. Conversely, when a lithium ion secondary battery is overdischarged below a predetermined battery voltage, the metal of the negative electrode current collector is ionized and eluted into the organic electrolyte, and the capacity due to the deterioration of the current collection function and the loss of the negative electrode active material It may cause a decrease.
[0004]
Therefore, in order to prevent overcharge and overdischarge of the lithium ion secondary battery, a printed wiring board on which a protection circuit is mounted is incorporated in the battery pack. For example, a battery pack (battery pack) in which a protective circuit and a secondary battery are housed in a molded case made of resin or the like is known.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
In recent portable devices such as portable audio devices, mobile phones, notebook personal computers, video recorders, digital cameras, etc., it is also required to reduce the size and weight of the battery as the power source.
[0006]
However, as the number of safety devices as described above is increased in order to increase the safety of the battery, the weight and size of the entire battery or the entire device using the battery increase, and the convenience decreases.
[0007]
An object of the present invention is to provide a battery pack in which the safety of the battery is high and the battery can be reduced in size and weight.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The battery pack of the present invention is a battery pack having a plurality of unit cells formed by encapsulating battery element in the outer package, and a temperature fuse or PTC element is connected to at least one of the unit cells of the positive electrode lead and negative electrode lead, and have a protection circuit which is common to each unit cell, the temperature fuse or PTC element, that the positive electrode and negative electrode leads of該Gaiso material is integrated into the part that is drawn out It is a feature.
[0009]
Severe conditions for which safety is a problem for a battery can be roughly classified into four types: overcharge, overcurrent, overdischarge, and overheat. The result of this overcharge or overcurrent always leads to an increase in battery temperature, so it is the simplest and versatile to detect the temperature increase and shut off the battery operation. Therefore, in the battery pack of the present invention, a thermal fuse or a PTC element (hereinafter referred to as “ temperature element ”) is provided for each battery unit. As a result, any battery, such as overcharge, overcurrent, or overheat, which is abnormal, is at least ultimately detected by a temperature rise and the battery function is shut off.
[0010]
By the way, considering the case where the temperature element stops operating, providing only the temperature element may cause a problem in safety. Therefore, in the battery pack of the present invention, a safety circuit common to each battery unit is provided after the temperature element, thereby detecting overcharge, overcurrent, and overdischarge, thereby further improving safety. . Since the temperature element itself is small and light, even if it is provided for each battery alone, the weight and volume do not increase that much. In addition, a relatively expensive protection circuit is not provided for each battery but is used in common for a single battery, so that the cost increase is minimal.
[0011]
In addition, when a current fuse is provided in the battery pack, the battery function can be reliably interrupted when an overcurrent occurs.
[0012]
Furthermore, by providing the protection circuit on the printed circuit board, not only the assembly of the protection circuit and thus the assembly of the battery pack can be facilitated, but also the protection circuit can be made smaller and the volume of the entire battery pack can be reduced. it can.
[0013]
In particular, the entire battery pack can be made more compact by stacking flat battery units in the thickness direction and further providing a printed wiring board so as to face the end face of the stack.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The battery according to the embodiment will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram according to the embodiment, FIG. 2 is a perspective view of a single battery of the battery pack, FIGS. 3A and 3B are exploded perspective views of the battery pack, and FIGS. FIGS. 8A and 8B are perspective views showing a stacking process of a single battery, and FIGS. 9A and 9B are views of the battery stack, connector, and circuit board. It is a perspective view which shows a connection structure.
[0015]
As shown in FIG. 3, a plurality (eight in the figure) of flat battery units 50 are stacked in the thickness direction, and the printed wiring board 60 faces the one end surface of the stacked body of the battery units 50. Be placed. A secondary battery protection circuit is mounted on the printed wiring board 60. As will be described later, each battery unit 50 is obtained by encapsulating a battery element with an exterior material, and a positive electrode lead 21 and a negative electrode lead 21 connected to the battery element are drawn out of the exterior material.
[0016]
One lead 21 is directly connected to the connector 63 (FIG. 9) via the wiring 61. One end of a thermal fuse 70 is connected to the other lead 21, and the other end of the thermal fuse 70 is connected to a connector 75 via a wiring 74. These connectors 63 and 75 are attached to the mating connectors 64 and 76 of the printed wiring board.
[0017]
As shown in FIG. 4, the wiring 61 is fixed through a metal connection chip fitting called a spectacle terminal 80. The eyeglass terminal 80 is well known, and the wiring 61 is inserted into the cylindrical portion 81 on one end side, and the wiring 61 and the eyeglass terminal 80 are fixed by caulking the cylindrical portion 81. A hole 82 is provided on the other end side of the eyeglass terminal 80, and a rivet 84 is inserted into the hole 83 of the lead 21 and the hole 82, and the tip of the rivet 84 is caulked so that the eyeglass terminal 80 and the lead 21 And are fixed. After this fixing, the leads 21 and the spectacle terminals 80 are covered with an insulating tape 86 as shown in FIG.
[0018]
As shown in FIGS. 6 and 7, one end of the thermal fuse 70 is fixed to the other lead 21 by a rivet 84.
[0019]
The temperature fuse 70 is formed by connecting a pair of terminal pieces 71 and 73 to both ends of a fuse body 72. The thermal fuse 70 is arranged in a direction parallel to the end of the battery unit 50, and one terminal piece 71 is fixed to the lead 21 by the rivet 84 as described above. The wiring 74 is fixed to the other terminal piece 73 by the spectacle terminal 80 and the rivet 84.
[0020]
As shown in FIG. 6, after connecting the terminal piece 71 of the thermal fuse 70 to the lead 21, an adhesive 78 is attached to the flap 4 </ b> F of the battery unit 50, and then the lead 21 is folded back 180 ° from the base side. Is adhered to the flap 4F. Thereby, the thermal fuse 70 and the battery unit 50 are integrated.
[0021]
The battery unit 50 in which the temperature fuses 70 are integrated in this way is laminated in the thickness direction of the battery unit 50 as shown in FIG. 3 and fixed by the adhesive tape 52 to form a rectangular parallelepiped laminate 51. A side support 53 made of a rubber sheet is applied to a pair of longitudinal side surfaces of the laminate 51, and an end support 54 made of a rubber sheet is applied to one end surface (side surface in the short direction).
[0022]
A printed wiring board 60 is disposed facing the remaining end face of the multilayer body 51 via a block-shaped terminal support 55.
[0023]
The laminated body 51 is housed in a battery pack casing 57 together with the supports 53, 54, 55 and the printed wiring board 60. The casing 57 is covered with a lid 57a and joined by ultrasonic welding or the like. It is said.
[0024]
As shown in FIG. 1, a protection circuit 66, a fuse 67 and a thermistor 68 are mounted on the printed wiring board 60, and a terminal 69 for energizing an external device such as a mobile phone is connected to the fuse 67. The fuse 67 is connected in parallel to each battery unit 50 via the protection circuit 66. The protection circuit 66 is configured to shut off the circuit when the temperature detected by the thermistor 68 exceeds a predetermined temperature. The protection circuit 66 is configured to shut off the circuit when an overcharge, overdischarge, or overcurrent is detected.
[0025]
The battery units 50 may be connected in series, but may be connected in parallel as shown in order to increase the battery capacity.
[0026]
In the embodiment of FIGS. 1 to 9, the laminated body 51 of the battery unit 50 is bundled with the adhesive tape 52. As shown in FIG. 10, the side support 53 is applied to both side surfaces of the laminated body 51, and the shrink film 58 is attached. After the circulation, the shrink film 58 may be heat-shrinked to bind the laminate 51.
[0027]
In the embodiment shown in FIGS. 1 to 9, a non-recoverable temperature fuse is used as a temperature element provided for each battery unit. However, this can be replaced with a resettable PTC element.
[0028]
Hereinafter, a preferred embodiment of the battery unit will be described with reference to FIG. 2 and FIGS. 13 is an exploded perspective view of the battery unit, FIG. 14 is a cross-sectional view of the main part of the battery unit, and FIG. 15 is a schematic perspective view of the battery element.
[0029]
This battery unit is obtained by housing the battery element 1 in the recess 2a of the exterior material 2 and then covering the exterior material 3 with the exterior material 2 and joining the peripheral portions 2a and 3a of the exterior materials 2 and 3 by vacuum sealing. is there.
[0030]
As shown in FIG. 13, the exterior material 2 has a flat plate shape. The outer packaging material 3 is a shallow, open box-like box having a housing portion 3b formed of a rectangular box-shaped concave portion and a peripheral edge portion 3a projecting outwardly in a flange shape from the four peripheral edges of the housing portion 3b.
[0031]
As shown in FIGS. 14 and 15, the battery element 1 is formed by stacking a plurality of unit battery elements. The tab 4a or 4b is pulled out from the unit battery element. The tabs 4a from the positive electrode are bundled (that is, overlapped with each other), and the positive electrode lead 21 is joined. The tabs 4b from the negative electrode are also bundled, and the negative electrode lead 21 is joined.
[0032]
The battery element 1 is accommodated in the accommodating portion 3b of the exterior material 3, and the exterior material 2 is covered. The pair of leads 21 extending from the battery element 1 are drawn out through the mating surfaces of the peripheral edges 2a and 3a of one side of the exterior materials 2 and 3, respectively. Thereafter, the peripheral edges 2a, 3a of the four peripheral edges of the outer packaging materials 2, 3 are hermetically joined by a technique such as thermocompression bonding or ultrasonic welding in a reduced pressure (preferably vacuum) atmosphere. 3 is enclosed.
[0033]
By joining the peripheral portions 2a and 3a, joined pieces (flaps) 4A and 4F are formed. The flaps 4A and 4F project outward from the enveloping portion 4B encapsulating the battery element 1. Therefore, the joining piece portion 4A is bent along the encapsulating portion 4B, and is fastened to the side surface of the encapsulating portion 4B with an adhesive, an adhesive tape (not shown), or the like.
[0034]
In FIG. 13, the exterior materials 2 and 3 are separate bodies. However, in the present invention, the exterior materials 2 and 3 may be integrated as a series as shown in FIG. In FIG. 17, one side of the exterior material 3 and one side of the exterior material 2 are connected, and the exterior material 2 has a lid shape that is connected to the exterior material 3 so as to be bendable. A concave portion of the accommodating portion 3b is formed from one side where the exterior materials 2 and 3 are continuous, and the same configuration as that of FIG. 13 is provided except that a flap (joining piece portion) is not formed on the one side.
[0035]
In FIGS. 13 and 16, the exterior material 3 having the accommodating portion 3b and the flat exterior material 2 are shown. However, in the present invention, as shown in FIG. 17, the shallow box-like accommodating portions 6b and 7b and Alternatively, the battery element 1 may be encapsulated by the exterior members 6 and 7 having the peripheral portions 6a and 7a protruding from the four peripheral edges of the housing portions 6b and 7b. In FIG. 17, the exterior materials 6 and 7 are integrated in series, but these may be separated as in FIG. 14.
[0036]
In the present invention, as shown in FIG. 18, one flat sheet-like exterior material 8 is folded back into two along the central piece 8a to form two pieces of the first piece 8A and the second side 8B, The battery element 1 is interposed between the first piece 8A and the second piece 8B, and the battery element 1 is sealed by joining the peripheral portions 8b of the first piece 8A and the second piece 8B as shown in FIG. May be.
[0037]
In this embodiment, since the bent flap (joining piece portion 4A) is fitted along the enveloping portion 4B and fixed with an adhesive or an adhesive tape, the strength and rigidity of the battery side surface are secured. Is expensive.
[0038]
However, in the present invention, this flap 4A may remain projecting laterally from the enveloping part 4B.
[0039]
FIG. 11 is a perspective view showing a configuration in the case where the battery unit 50 ′ having the overhanging encapsulating portion 4B is laminated, and FIG. 12 is a cross-sectional view of the battery pack. A support 53 ′ applied to both side surfaces of the stacked body 51 ′ of the battery unit 50 ′ has a plurality of concave strips 53 a on a plate surface facing the stacked body 51 ′. Each concave strip 53a is extended in parallel in the extending direction of the flap 4A. The flap 4A is received by the concave strip 53a and the support 53 ′ is applied to the side surface of the laminated body 51 ′. Then, the laminate 51 ′ and the support 53 ′ are wrapped around the shrink film 58, and the shrink film 58 is overheated and contracted so that the laminate 51 ′ and the support 53 ′ are bound and integrated. 11 and 12, the sponge 59 is applied to the upper and lower surfaces of the laminate 51, but the same sponge 59 is applied to the upper and lower surfaces of the laminate 59 in FIGS. 1 to 10. You may make it.
[0040]
The other structure of the laminated body of FIGS. 10-12 is the same as that of FIGS. 1-9, and this laminated body is made into a battery pack similarly to FIGS.
[0041]
The battery element 1 is a flat laminated battery element in which a plurality of flat unit battery elements having a positive electrode and a negative electrode are laminated in the thickness direction. Since the present invention is particularly suitable for application to a lithium secondary battery, a preferred configuration when the above battery element is a lithium secondary battery element will be described below.
[0042]
FIG. 20 shows a preferred example of the unit battery element of the lithium secondary battery element. This unit battery element is formed by laminating a positive electrode current collector 22, a positive electrode active material 23, a spacer (electrolyte layer) 24, a negative electrode active material 25, and a negative electrode current collector 26. Usually, the positive electrode active material 23 is bound on one side of the positive electrode current collector 22, and the negative electrode active material 25 is bound on one side of the negative electrode current collector 26.
[0043]
A plurality of unit battery elements are stacked to form a battery element. In this stacking, unit battery elements in a normal posture (FIG. 20) with the positive electrode on the upper side and the negative electrode on the lower side are reversed. Unit battery elements in a reverse posture (not shown) with the positive electrode on the lower side and the negative electrode on the upper side are alternately stacked. That is, the unit cell elements adjacent in the stacking direction are stacked so that the same polarity faces each other (that is, the positive electrodes and the negative electrodes) face each other.
[0044]
A positive electrode tab 4 a extends from the positive electrode current collector 22 of the unit battery element, and a negative electrode tab 4 b extends from the negative electrode current collector 26.
[0045]
In place of the unit battery element in which the positive electrode active material, the spacer, and the negative electrode active material are stacked between the positive electrode current collector and the negative electrode current collector as shown in FIG. 20, as shown in FIG. 21, the positive electrode current collector 15a or A positive electrode 11 and a negative electrode 12 are prepared by laminating a positive electrode active material 11a or a negative electrode active material 12a on both sides of a negative electrode current collector 15b as a core material, and the positive electrode 11 and the negative electrode 12 are connected to a spacer (electrolyte) as shown in FIG. Layers) 13 may be stacked alternately to form unit cell elements. In this case, a combination of a pair of positive electrode 11 and negative electrode 12 (strictly speaking, from the center in the thickness direction of current collector 15a of positive electrode 11 to the center in the thickness direction of current collector 15b of negative electrode 12) is a unit cell element. It corresponds to.
[0046]
As the positive electrode current collectors 15a and 22, metal foils such as aluminum, stainless steel and nickel can be used. Particularly, aluminum is preferable, and as the negative electrode current collectors 15b and 26, metal foils such as copper, stainless steel and nickel are used. In particular, copper is preferred. The thickness of the current collector is preferably about 1 to 30 μm.
[0047]
As the positive electrode active material, an inorganic compound or an organic compound can be used as long as it can occlude / release lithium ions. Examples of inorganic compounds include transition metal oxides, composite oxides of lithium and transition metals, transition metal sulfides, specifically transition metal oxides such as MnO, V 2 O 5 , V 6 O1 13 , and TiO 2 . Examples thereof include composite oxides of lithium and transition metals such as lithium nickelate, lithium cobaltate, and lithium manganate, transition metal sulfides such as TiS 2 , FeS, and MoS 2 . These compounds may be partially element-substituted in order to improve the characteristics. Examples of organic compounds include polyaniline, polypyrrole, polyacene, disulfide compounds, and polysulfide compounds. The positive electrode active material may be a mixture of these inorganic compounds and organic compounds. Particularly preferred is a composite oxide of lithium and at least one transition metal selected from the group consisting of cobalt, nickel and manganese.
[0048]
The particle size of the positive electrode active material may be appropriately selected in combination with other components of the battery, but the battery characteristics such as initial efficiency and cycle characteristics are usually 1 to 30 μm, particularly 1 to 10 μm. Since it improves, it is preferable.
[0049]
Examples of the negative electrode active material usually include carbon-based materials such as graphite and coke. This carbon-based material may be used as a mixture with a metal, a metal salt, an oxide, or the like, or as a cover. Negative electrode active materials include oxides and sulfates such as silicon, tin, zinc, manganese, iron, and nickel, lithium alloys such as lithium metal, Li—Al, Li—Bi—Cd, and Li—Sn—Cd, lithium transition Metal nitride, silicon, etc. can also be used. From the viewpoint of capacity, graphite or coke is preferable. The average particle diameter of the negative electrode active material is usually 12 μm or less, preferably 10 μm or less, from the viewpoint of improving battery characteristics such as initial efficiency, late characteristics, and cycle characteristics. If this particle size is too large, the electron conductivity is deteriorated. Moreover, it is 0.5 micrometer or more normally, Preferably it is 7 micrometers or more.
[0050]
In order to bind these positive electrode active material and negative electrode active material on the current collector, it is preferable to use a binder. As the binder, inorganic compounds such as silicate and glass, and various resins mainly composed of polymers can be used. Examples of the resin include alkane polymers such as polyethylene, polypropylene, and poly-1,1-dimethylethylene; unsaturated polymers such as polybutadiene and polyisoprene; polystyrene, polymethylstyrene, polyvinylpyridine, and poly-N-vinylpyrrolidone. Polymers having a ring such as polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, polybutyl methacrylate, polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polyacrylamide and the like; polyfluoride Fluorine-based resins such as vinyl, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene; CN group-containing polymers such as polyacrylonitrile and polyvinylidene cyanide; polyvinylidene such as polyvinyl acetate and polyvinyl alcohol Alcohol polymers; polyvinyl chloride, halogen-containing polymers such as polyvinylidene chloride; and conductive polymers such as polyaniline can be used. Further, a mixture such as the above-mentioned polymer, a modified body, a derivative, a random copolymer, an alternating copolymer, a graft copolymer, a block copolymer, and the like can be used.
[0051]
The blending amount of the binder with respect to 100 parts by weight of the active material is preferably 0.1 to 30 parts by weight, more preferably 1 to 15 parts by weight. If the amount of the resin is too small, the strength of the electrode may decrease. If the amount of the resin is too small, the capacity may be lowered or the rate characteristics may be lowered.
[0052]
In the positive electrode active material and the negative electrode active material, additives that exhibit various functions such as conductive materials and reinforcing materials, powders, fillers, and the like may be added as necessary.
[0053]
The conductive material is not particularly limited as long as it is capable of imparting conductivity by mixing an appropriate amount of the above active material. Usually, carbon powder such as acetylene black, carbon black, graphite, and various metal fibers and foils are used. Etc. Additives include trifluoropropylene carbonate, vinylene carbonate, 1,6-Dioxaspiro [4,4] nonane-2,7-dione, 12-crown-4-ether, etc., to increase the stability and life of the battery. Can be used. As the reinforcing material, various inorganic, organic spherical, fibrous fillers and the like can be used.
[0054]
As a method for forming an electrode on a current collector, for example, a powdered active material is mixed with a solvent together with a binder, and a dispersion paint is formed by a ball mill, sand mill, biaxial kneader, etc. A method of applying to the substrate and drying is preferably performed. In this case, the type of the solvent used is not particularly limited as long as it is inert to the electrode material and can dissolve the binder. For example, any of commonly used inorganic and organic solvents such as N-methylpyrrolidone can be used. Can also be used.
[0055]
Alternatively, the electrode material layer can be formed by pressure bonding or spraying on the current collector in a state where the active material is mixed with a binder and heated to be softened. Furthermore, it can also be formed by firing the active material alone on the current collector.
[0056]
An ion mobile phase is usually formed in the positive electrode and the negative electrode. The higher the proportion of the ion mobile phase in the electrode, the easier the ion movement, and this is preferable in terms of rate characteristics, while the lower one is higher in capacity. Preferably it is 10-50 volume%. As the material for the ion mobile phase, the same materials as those for the electrolyte phase described later can be used.
[0057]
The positive electrode active material and the negative electrode active material are preferably thicker in terms of capacity and thinner on the rate. The film thickness is usually 20 μm or more, preferably 30 μm or more, more preferably 50 μm or more, and most preferably 80 μm or more. The film thickness of the positive electrode and the negative electrode is usually 200 μm or less, preferably 150 μm or less.
[0058]
The spacers (electrolyte layers) 13 and 24 usually include various electrolytes such as a fluid electrolyte solution and a non-fluid electrolyte such as a gel electrolyte or a completely solid electrolyte. From the viewpoint of battery characteristics, an electrolytic solution or a gel electrolyte is preferable, and from the viewpoint of safety, a non-fluidic electrolyte is preferable. In particular, when a non-fluidic electrolyte is used, liquid leakage can be more effectively prevented with respect to a battery using a conventional electrolytic solution. Therefore, there is an advantage of using a case having shape changeability such as a laminate film described later. You can make the most of it.
[0059]
The electrolytic solution used for the electrolyte layer is usually a solution obtained by dissolving a supporting electrolyte in a non-aqueous solvent.
[0060]
The supporting electrolyte is a non-aqueous material that is stable with respect to the positive electrode active material and the negative electrode active material as an electrolyte, and that allows lithium ions to move for an electrochemical reaction with the positive electrode active material or the negative electrode active material. Any one can be used. Specific examples include lithium salts such as LiPF 6 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiI, LiBr, LiCl, LiAlCl, LiHF 2 , LiSCN, and LiSO 3 CF 2 . Of these, LiPF 6 and LiClO 4 are particularly preferable.
[0061]
The concentration in the case where these supporting electrolytes are used in a state dissolved in a non-aqueous solvent is preferably 0.5 to 2.5 mol / L. The non-aqueous solvent for dissolving the supporting electrolyte is not particularly limited, but a solvent having a relatively high dielectric constant is preferably used. Specifically, acyclic carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, glymes such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran and dimethoxyethane, lactones such as γ-butyllactone, One type or two or more types of sulfur compounds such as sulfolane and nitriles such as acetonitrile are exemplified.
[0062]
Of these, one or more solvents selected from cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, and acyclic carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate are particularly suitable. Moreover, you may add an additive etc. to these solvents. Examples of additives include trifluoropropylene carbonate, vinylene carbonate, 1,6-Dioxaspiro [4,4] nonane-2,7-dione, 12-crown-4-ether, etc., which improve battery stability and life. Can be used for purposes.
[0063]
The gel electrolyte that can be used for the electrolyte layer is usually formed by holding the electrolyte solution with a polymer. That is, the gel electrolyte is one in which the electrolyte is generally held in a polymer network and the fluidity is significantly reduced as a whole. Such a gel electrolyte exhibits characteristics such as ion conductivity that are close to those of a normal electrolyte solution, but its fluidity and volatility are remarkably suppressed and safety is enhanced. The ratio of the polymer in the gel electrolyte is preferably 1 to 50% by weight. If it is too low, the electrolytic solution cannot be retained, and liquid leakage may occur. If it is too high, the ionic conductivity tends to decrease and the battery characteristics tend to deteriorate.
[0064]
The polymer used in the gel electrolyte is not particularly limited as long as it is a polymer that can form a gel together with the electrolytic solution, and is produced by polycondensation such as polyester, polyamide, polycarbonate, polyimide, polyurethane, polyurea, etc. Such as those produced by polyaddition, and those produced by addition polymerization of acrylic derivatives such as polymethyl methacrylate and polyvinyls such as polyvinyl acetate, polyvinyl chloride, and polyvinylidene fluoride. Preferred examples of the polymer include polyacrylonitrile and polyvinylidene fluoride. Here, the polyvinylidene fluoride includes not only a homopolymer of vinylidene fluoride but also a copolymer with other monomer components such as hexafluoropropylene. Also, acrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, methoxyethyl acrylate, ethoxyethoxyethyl acrylate, polyethylene glycol monoacrylate, ethoxyethyl methacrylate, methoxyethyl methacrylate, ethoxyethoxyethyl methacrylate, polyethylene glycol monomethacrylate, N , N-diethylaminoethyl acrylate, N, N-dimethylaminoethyl acrylate, glycidyl acrylate, allyl acrylate, acrylonitrile, N-vinyl pyrrolidone, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol acrylate, polyethylene glycol diacrylate, diethylene glycol The Methacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol dimethacrylate, acrylic polymer obtained by polymerizing an acrylic monomer such as polyethylene glycol dimethacrylate may also be used preferably.
[0065]
The weight average molecular weight of the polymer is usually in the range of 10,000 to 5,000,000. When the molecular weight is low, it is difficult to form a gel. If the molecular weight is high, the viscosity becomes too high and handling becomes difficult. The concentration of the polymer with respect to the electrolytic solution may be appropriately selected according to the molecular weight, but is preferably 0.1 to 30% by weight. If the concentration is too low, it is difficult to form a gel, and the retention of the electrolytic solution is lowered, which may cause problems of flow and liquid leakage. If the concentration is too high, the viscosity becomes too high, resulting in difficulty in the process, and the ratio of the electrolytic solution may be reduced, the ionic conductivity may be reduced, and battery characteristics such as late characteristics may be deteriorated.
[0066]
A completely solid electrolyte layer can also be used as the electrolyte layer. As such a solid electrolyte, various known solid electrolytes can be used. For example, it can be formed by mixing the polymer used in the gel electrolyte and the supporting electrolyte salt in an appropriate ratio. In this case, in order to increase conductivity, it is preferable to use a polymer having a high polarity and a skeleton having a large number of side chains.
[0067]
As the electrolyte layer, a material obtained by impregnating a porous sheet such as a porous film with the electrolyte may be used.
[0068]
The thickness of the electrolyte layer is usually 1 to 200 μm, preferably 5 to 100 μm.
[0069]
Specifically, a porous sheet having a thickness of usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, and usually 200 μm or less, preferably 100 μm or less is used. The porosity is usually 10 to 95%, preferably about 30 to 85%. As a material for the porous sheet, polyolefin or polyolefin in which a part or all of hydrogen atoms are fluorine-substituted can be used. Specifically, a microporous film, a nonwoven fabric, a woven fabric or the like formed using a synthetic resin such as polyolefin can be used.
[0070]
The planar shape of the electrode is arbitrary, and can be a square, a circle, a polygon, or the like.
[0071]
As shown in FIGS. 20 to 22, the current collectors 22, 26 or 15a, 15b are usually provided with lead coupling tabs 4a, 4b. When the electrode is square, a tab 4a protruding from the positive electrode current collector is usually formed near one side of one side of the electrode as shown in FIG. 20, and the tab 4b of the negative electrode current collector is near the other side. Form.
[0072]
Laminating a plurality of battery elements is effective in increasing the capacity of the battery. At this time, the tab 4a and the tab 4b from each battery element are usually joined in the thickness direction. Positive and negative lead coupling terminals are formed. As a result, a large capacity battery element 1 can be obtained.
[0073]
As shown in FIG. 14, the tabs 4a and 4b are coupled with leads 21 made of a flaky metal. As a result, the lead 21 and the positive electrode and negative electrode of the battery element are electrically coupled. The coupling between the tabs 4a and 4b and the coupling between the tabs 4a and 4b and the lead 21 can be performed by resistance welding such as spot welding, ultrasonic welding, or laser welding.
[0074]
In the present invention, it is preferable to use an annealed metal as at least one of the positive electrode lead and the negative electrode lead 21, preferably both. As a result, a battery excellent in not only strength but also bending durability can be obtained.
[0075]
Generally, aluminum, copper, nickel, SUS, or the like can be used as the type of metal used for the lead. A preferred material for the positive electrode lead is aluminum. A preferred material for the negative electrode lead is copper.
[0076]
The thickness of the lead 21 is usually 1 μm or more, preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and most preferably 40 μm or more. If it is too thin, the mechanical strength of the lead such as tensile strength tends to be insufficient. The lead thickness is usually 1000 μm or less, preferably 500 μm or less, and more preferably 100 μm or less. If it is too thick, the bending durability tends to deteriorate, and the battery element tends to be difficult to seal with the case. The advantage of using an annealed metal to be described later for the lead is more conspicuous as the lead is thicker.
[0077]
The width of the lead is usually 1 mm or more and 20 mm or less, particularly about 1 mm or more and 10 mm or less, and the exposed length of the lead to the outside is usually about 1 mm or more and 50 mm or less.
[0078]
The exterior materials 2, 3, 6, 7, and 8 preferably have shape variability. As a result, it is possible to easily change the shape of the battery in various ways. Moreover, after the inside of the exterior material is evacuated, the peripheral portion of the exterior material is sealed, so that a pressing force can be applied to the battery element 1, and as a result, battery characteristics such as cycle characteristics are improved. be able to.
[0079]
As a material for the exterior material, a metal such as aluminum, nickel-plated iron or copper, a synthetic resin, or the like can be used. Preferably, a laminated composite material in which a metal and a synthetic resin are laminated is used. By using this laminated composite material, the exterior material can be made thinner and lighter, and the capacity of the entire battery can be improved.
[0080]
As the laminated composite material, a laminate in which a metal layer and a synthetic resin layer are laminated can be used. This metal layer is intended to prevent moisture from entering or maintain shape retention, and is composed of a single metal such as aluminum, iron, copper, nickel, titanium, molybdenum and gold, an alloy such as stainless steel and hastelloy, or a metal oxide such as aluminum oxide. It can be a thing. In particular, aluminum having excellent workability is preferable.
[0081]
Formation of a metal layer can be performed using metal foil, a metal vapor deposition film, metal sputtering, etc.
[0082]
The synthetic resin layer is used for protecting the case member or preventing the contact with the electrolyte, preventing the contact between the metal layer and the battery element, or protecting the metal layer. In the present invention, the synthetic resin layer is used. The elastic modulus and tensile elongation are not limited. Therefore, the synthetic resin in the present invention includes what is generally called an elastomer.
[0083]
As the synthetic resin, thermoplastic plastics, thermoplastic elastomers, thermosetting resins, and plastic alloys are used. These resins include those in which fillers such as fillers are mixed.
[0084]
In addition, the laminated composite material is provided with a synthetic resin layer on the outer surface of the metal layer to function as an outer protective layer, and prevents corrosion by the electrolyte and contact between the metal layer and the battery element on the inner surface. It can be set as the three-layer structure which laminated | stacked the synthetic resin layer which functions as an inner side protective layer for protecting.
[0085]
In this case, the resin used for the outer protective layer is preferably a resin excellent in chemical resistance and mechanical strength, such as polyethylene, polypropylene, modified polyolefin, ionomer, amorphous polyolefin, polyethylene terephthalate, and polyamide.
[0086]
As the inner protective layer, a chemical-resistant synthetic resin is used. For example, polyethylene, polypropylene, modified polyolefin, ionomer, ethylene-vinyl acetate copolymer, and the like can be used.
[0087]
Moreover, the composite material can also each provide an adhesive layer between the metal layer, the synthetic resin layer for forming the protective layer, and the synthetic resin layer for forming the corrosion resistant layer. Furthermore, in order to adhere the case members to each other, an adhesive layer made of a resin such as polyethylene or polypropylene that can be welded to the innermost surface of the composite material can be provided. A case is formed using these metals, synthetic resins, or composite materials. The case may be formed by fusing the periphery of a film-like body, or the sheet-like body may be drawn by vacuum forming, pressure forming, press forming or the like. It can also be formed by injection molding a synthetic resin. In the case of injection molding, the metal layer is usually formed by sputtering or the like.
[0088]
Providing the housing portion formed of a recess in the exterior material can be performed by drawing or the like.
[0089]
【The invention's effect】
As described above, the battery pack of the present invention has high safety against overcharge and overvoltage, and has a relatively small weight and volume.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram of a battery pack according to an embodiment.
FIG. 2 is a perspective view of a single battery of the battery pack according to the embodiment.
FIG. 3 is an exploded view of the battery pack according to the embodiment.
FIG. 4 is a perspective view showing wiring connection to a single battery in the embodiment.
FIG. 5 is a perspective view showing wiring connection to a single battery in the embodiment.
FIG. 6 is a perspective view showing thermal fuse connection to a single battery in the embodiment.
FIG. 7 is a perspective view showing wiring connection to a thermal fuse.
FIG. 8 is a perspective view showing a stack of single batteries.
FIG. 9 is a perspective view showing a battery stack, a connector, and a circuit board.
FIG. 10 is a perspective view showing a stack of single batteries and a support according to another embodiment.
FIG. 11 is a perspective view showing a stack of single batteries and a support according to still another embodiment.
12 is a cross-sectional view of the battery pack according to the embodiment of FIG. 11, wherein (a) is a cross-sectional view taken along line AA in FIG. (B), and (b) is B in FIG. A sectional view taken along line -B, and FIG. 5C is a sectional view taken along line CC in FIG.
FIG. 13 is an exploded perspective view of a single battery.
FIG. 14 is a cross-sectional view of the main part of a single battery.
FIG. 15 is a perspective view showing a battery element of a single battery.
FIG. 16 is a perspective view of another battery unit being manufactured.
FIG. 17 is a perspective view in the middle of manufacturing another battery unit.
FIG. 18 is a perspective view of another battery unit in the middle of manufacture.
19 is a plan view of the battery shown in FIG. 18 in the middle of production.
FIG. 20 is a schematic cross-sectional view of a unit battery element.
FIG. 21 is a schematic cross-sectional view of a positive electrode or a negative electrode.
FIG. 22 is a schematic cross-sectional view of a battery element.
[Explanation of symbols]
1 Battery element 2, 3, 6, 7, 8 Exterior material 4a, 4b Tab 4A, 4F Joint piece (flap)
4B Encapsulating part 11 Positive electrode 11a Positive electrode active material 12 Negative electrode 12b Negative electrode active material 13 Non-fluid electrolyte layer 15a Positive electrode current collector 15b Negative electrode current collector 21 Lead 22 Positive electrode current collector 23 Positive electrode active material 24 Spacer (electrolyte layer)
25 Negative electrode active material 26 Negative electrode current collector 50 Single battery 57 Casing 57a Lid 60 Printed circuit board 66 Protection circuit 67 Fuse 68 Thermistor 70 Thermal fuse 71, 73 Terminal piece 72 Thermal fuse body 78 Adhesive 80 Glasses terminal

Claims (7)

電池要素を外装材で被包してなる電池単体を複数個有する電池パックにおいて、
各電池単体の正極リード及び負極リードの少なくとも一方に接続した温度ヒューズ又はPTC素子と、各電池単体に共通する保護回路とを有しており、
該温度ヒューズ又はPTC素子は、該外装材のうち該正極リード及び負極リードが外部に引き出されている部分に一体化されていることを特徴とする電池パック。
In a battery pack having a plurality of single batteries formed by encapsulating battery elements with an exterior material ,
A temperature fuse or PTC element is connected to at least one of the unit cells of the positive electrode lead and negative electrode lead, and have a protection circuit which is common to each unit cell,
The thermal fuse or the PTC element is integrated with a portion of the exterior material where the positive electrode lead and the negative electrode lead are drawn to the outside .
請求項1において、さらに、各電池単体に共通する電流ヒューズを有することを特徴とする電池パック。2. The battery pack according to claim 1, further comprising a current fuse common to each battery unit. 請求項1又は2において、保護回路が、電池パック内部に備えられたプリント配線基板上に設けられていることを特徴とする電池パック。3. The battery pack according to claim 1, wherein the protection circuit is provided on a printed wiring board provided inside the battery pack. 請求項1ないし3のいずれか1項において、前記電池単体が平板形状を有した状態で厚さ方向に積層されていることを特徴とする電池パック。4. The battery pack according to claim 1, wherein the single batteries are stacked in a thickness direction in a state of having a flat plate shape. 5. 請求項4において、プリント配線基板が電池単体の積層体の端面に対面するように設けられていることを特徴とする電池パック。The battery pack according to claim 4, wherein the printed wiring board is provided so as to face an end face of the stack of single batteries. 請求項1ないし5のいずれか1項において、前記電池要素がリチウム二次電池であることを特徴とする電池パック。6. The battery pack according to claim 1, wherein the battery element is a lithium secondary battery. 請求項1ないし6のいずれか1項において、前記電池パックが携帯機器用のものであることを特徴とする電池パック。7. The battery pack according to claim 1, wherein the battery pack is for a portable device.
JP2000290636A 2000-09-25 2000-09-25 Battery pack Expired - Lifetime JP3968980B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000290636A JP3968980B2 (en) 2000-09-25 2000-09-25 Battery pack

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000290636A JP3968980B2 (en) 2000-09-25 2000-09-25 Battery pack

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2002100411A JP2002100411A (en) 2002-04-05
JP3968980B2 true JP3968980B2 (en) 2007-08-29

Family

ID=18773837

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000290636A Expired - Lifetime JP3968980B2 (en) 2000-09-25 2000-09-25 Battery pack

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3968980B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101822879B1 (en) * 2011-08-24 2018-01-30 에스케이이노베이션 주식회사 Secondary battery module

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3882818B2 (en) * 2004-01-15 2007-02-21 ソニー株式会社 Battery pack
KR100599801B1 (en) * 2004-06-25 2006-07-12 삼성에스디아이 주식회사 Secondary battery and secondary battery module
JP4800323B2 (en) * 2004-12-24 2011-10-26 エルジー・ケム・リミテッド Sensing board assembly for secondary battery module
JP4770470B2 (en) * 2006-01-13 2011-09-14 日産自動車株式会社 Vehicle drive device
JP5544687B2 (en) * 2008-03-31 2014-07-09 株式会社豊田中央研究所 State detection method for lithium ion secondary battery and state detection apparatus for lithium ion secondary battery
JP5339407B2 (en) 2008-07-16 2013-11-13 Necエナジーデバイス株式会社 Battery pack
KR101117994B1 (en) 2009-01-06 2012-02-24 주식회사 엘지화학 Spacer for Battery Pack and Battery Pack Comprising the Same
US8729866B2 (en) 2009-09-02 2014-05-20 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Sulfide-based all-solid-state lithium secondary battery system
KR101097257B1 (en) 2009-12-03 2011-12-21 삼성에스디아이 주식회사 Circuit substrate module and battery module using the same
CN104396046B (en) * 2012-06-25 2017-06-30 Nec能源元器件株式会社 Battery pack
JP6179163B2 (en) * 2013-04-08 2017-08-16 株式会社Gsユアサ Assembled battery assembly method and assembled battery
US9553342B2 (en) * 2013-05-16 2017-01-24 Samsung Sdi Co., Ltd. Battery pack
CN111433873B (en) * 2017-10-03 2022-04-29 快帽系统公司 Chip type super capacitor
EP3931887A4 (en) * 2019-03-01 2023-08-30 Milwaukee Electric Tool Corporation Power tool and battery pack for use with the same
KR102480735B1 (en) * 2019-10-10 2022-12-22 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery module and battery pack including the same
WO2021177150A1 (en) * 2020-03-05 2021-09-10 株式会社村田製作所 Battery pack, electric-powered tool, and electric-powered vehicle
KR20210157757A (en) 2020-06-22 2021-12-29 주식회사 엘지에너지솔루션 Battery pack and device including the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101822879B1 (en) * 2011-08-24 2018-01-30 에스케이이노베이션 주식회사 Secondary battery module

Also Published As

Publication number Publication date
JP2002100411A (en) 2002-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3968980B2 (en) Battery pack
JP4126711B2 (en) Non-aqueous electrolyte battery
JP4628682B2 (en) Battery unit and lithium secondary battery using the same
JP2001250516A (en) Battery
US20060046137A1 (en) Battery
JP2001256933A (en) Battery and battery pack
JP2001250515A (en) Battery
WO2002054526A1 (en) Lithium secondary cell
JP2001256960A (en) Battery
JP4656083B2 (en) Battery pack
JP2000311717A (en) Battery element and battery
JP2001325945A (en) Cell and manufacturing method of the same
JP2002075324A (en) Battery
JP3829630B2 (en) Secondary battery
JP4365991B2 (en) Battery connection structure
JP3791351B2 (en) Battery pack
JP4009410B2 (en) Flat plate battery and method for manufacturing flat plate battery
JP2002260736A (en) Lithium secondary battery
JP2002141055A (en) Tabular layered battery
JP3832252B2 (en) Lithium secondary battery housing member and secondary battery pack using the same
JP3799942B2 (en) Battery pack
JP2002117904A (en) Lithium secondary battery
JP4516180B2 (en) Battery lead and battery lead mounting structure
JP2001338686A (en) Unit cell element and flat laminated cell
JP2002075327A (en) Battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040527

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20051121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060404

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060510

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061017

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061215

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20070515

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20070528

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Ref document number: 3968980

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100615

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110615

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120615

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130615

Year of fee payment: 6

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350