JP4797385B2 - Battery pack - Google Patents

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Description

この発明は、例えばリチウムイオンポリマー二次電池に適用される電池パックに関する。   The present invention relates to a battery pack applied to, for example, a lithium ion polymer secondary battery.

近年、カメラ一体型VTR(Videotape recorder:ビデオテープレコーダ)、携帯電話あるいはラップトップコンピュータなどのポータブル電子機器が多く登場し、それらの小型化および軽量化が図られている。それに伴い、ポータブル電子機器の電源として用いられる電池の需要が急速に伸びており、機器の小型軽量化実現のために、機器に接続する電池パックの設計も軽く、薄型であり、かつ機器内の収容スペースを効率的に使うことが求められている。このような要求を満たす電池として、エネルギー密度および出力密度の大きいリチウムイオン電池が最も好適である。   In recent years, many portable electronic devices such as a camera-integrated VTR (Videotape recorder), a mobile phone, or a laptop computer have appeared, and their size and weight have been reduced. Along with this, the demand for batteries used as power sources for portable electronic devices is growing rapidly, and the battery packs connected to the devices are lighter and thinner in order to reduce the size and weight of the devices. There is a need to use the storage space efficiently. As a battery satisfying such requirements, a lithium ion battery having a large energy density and output density is most suitable.

中でも、従来の液系電解液を用いた場合に問題となる液漏れを防止するために、ゲル状のポリマー電解質を用いたリチウムイオンポリマー二次電池が広く用いられている。リチウムイオンポリマー二次電池は、電極端子を接続し、両面にポリマー電解質を塗布した帯状の正極および負極をセパレータを介して積層した後、長手方向に巻回して作製した電池素子をラミネートフィルムで外装して電池セルとしている。電池セルからは正極、負極と接続された電極端子が導出されており、回路基板を接続した後にプラスチック製モールドケースに収納して電池パックとしていた。以下の特許文献1には、かかる構成のリチウムイオンポリマー二次電池の一例が記載されている。
特開2002−260608号公報
Among these, lithium ion polymer secondary batteries using a gel polymer electrolyte are widely used in order to prevent liquid leakage that becomes a problem when a conventional liquid electrolyte is used. Lithium-ion polymer secondary batteries have electrode elements connected to each other, laminated a strip-like positive electrode and negative electrode coated with polymer electrolyte on both sides via a separator, and then wound in the longitudinal direction. Battery cells. An electrode terminal connected to the positive electrode and the negative electrode is led out from the battery cell. After connecting the circuit board, the battery terminal is housed in a plastic mold case to form a battery pack. Patent Document 1 below describes an example of a lithium ion polymer secondary battery having such a configuration.
JP 2002-260608 A

ところが、モールドケース内に電池セルを収納する従来の構成では、モールドケースの肉厚が0.3〜0.4mm程度となり、固定のための両面テープや公差を考慮すると、セルの厚みに対して0.8〜1.0mm程度厚みが増加していた。また、外周方向でも上下のモールドケースを超音波溶着するための形状が必要となり、そのために、0.7mm程度の肉厚が求められる。結果として、従来の電池パックはセルの容積に対して1.3〜1.4倍の容積の増加が余儀なくされた。   However, in the conventional configuration in which the battery cell is housed in the mold case, the thickness of the mold case is about 0.3 to 0.4 mm, and considering the double-sided tape for fixing and tolerance, The thickness increased by about 0.8 to 1.0 mm. In addition, a shape for ultrasonic welding of the upper and lower mold cases is required also in the outer peripheral direction, and therefore, a thickness of about 0.7 mm is required. As a result, the conventional battery pack has been forced to increase in volume by 1.3 to 1.4 times the cell volume.

また、電池セルをモールドケース内に収納することで放熱性が悪くなり、電池性能が低下したり電池が発熱するおそれもあった。   Further, storing the battery cell in the mold case deteriorates the heat dissipation, and there is a possibility that the battery performance may be deteriorated or the battery may generate heat.

そこで我々は、両端に第1及び第2の開口を有する硬質の外装材内に電池素子を収納し、この第1及び第2の開口に対して樹脂成型で製造した第1及び第2のカバーをそれぞれ嵌合し、第1の開口に嵌合される第1のカバー内に上記電池素子の電極端子と接合される回路基板を収納する電池パックを提案した。   Therefore, we house the battery element in a hard exterior material having first and second openings at both ends, and first and second covers manufactured by resin molding with respect to the first and second openings. A battery pack is proposed in which a circuit board to be joined to an electrode terminal of the battery element is housed in a first cover fitted to the first opening.

この構成による電池パックでは、電池素子をモールドケースに収納する必要がないため、体積効率(体積あたり電気容量/1電池パック)に優れ、かつ放熱性も良く、電池性能の向上に寄与する。また、電池パックの組み立てが容易であり、生産性に優れた構成となっている。   In the battery pack having this configuration, since it is not necessary to store the battery element in the mold case, it is excellent in volumetric efficiency (electric capacity per volume / 1 battery pack), has good heat dissipation, and contributes to improvement in battery performance. In addition, the battery pack can be easily assembled and has a high productivity.

上述のような電池パックでは、回路基板9を上部ホルダー4aおよび下部ホルダー4bからなるトップカバー4に収納してこれを外装材5の一開口部に嵌合する際に、図1に示すように回路基板9と接合した電極端子2が折りたたまれるようにして電池パックに収容される。この場合、電池素子6とトップカバー4の間に十分な空間があれば、屈曲した電極端子2が上部ホルダー4aの電極端子導出部に対向する部分7と干渉することなく構成することができる。ところが、これではスペース効率を高めた電池パックとしての本来の目的に反してしまう。   In the battery pack as described above, when the circuit board 9 is housed in the top cover 4 composed of the upper holder 4a and the lower holder 4b and is fitted into one opening of the exterior member 5, as shown in FIG. The electrode terminal 2 joined to the circuit board 9 is accommodated in the battery pack so as to be folded. In this case, if there is sufficient space between the battery element 6 and the top cover 4, the bent electrode terminal 2 can be configured without interfering with the portion 7 facing the electrode terminal lead-out portion of the upper holder 4a. However, this is contrary to the original purpose of the battery pack with improved space efficiency.

また、この空間を狭くした場合、電極端子導出部の構造の影響で、電極端子導出部側に設けた上部ホルダー4aと外装材5との融着部が極めて小さくなってしまい、トップカバー4と外装材5との熱融着強度が不充分となってしまう。また、電池厚が比較的小さい場合は図1Bに示すように下部ホルダー4b底面の電極端子導出部に対向する部分8が電極端子2を圧迫し、電極端子が電池厚み方向に突出湾曲して、電極端子部において電池厚が他の部分比べて大きくなってしまうことがある。この場合、電子機器側の電池パック挿入部の寸法に合わなくなるおそれがあった。   Further, when this space is narrowed, due to the influence of the structure of the electrode terminal lead-out portion, the fused portion between the upper holder 4a provided on the electrode terminal lead-out portion side and the exterior material 5 becomes extremely small. The heat-sealing strength with the exterior material 5 will be insufficient. When the battery thickness is relatively small, as shown in FIG. 1B, the portion 8 facing the electrode terminal lead-out portion on the bottom surface of the lower holder 4b presses the electrode terminal 2, and the electrode terminal protrudes and curves in the battery thickness direction. In the electrode terminal portion, the battery thickness may become larger than other portions. In this case, there is a possibility that the size of the battery pack insertion part on the electronic device side may not be matched.

したがって、この発明では、電池パック内部で電極端子がトップカバーと干渉したり、電極端子が電池厚み方向に突出湾曲して電極端子部における電池厚さ外形寸法が他の部分比べて大きくなることを防ぎ、さらに生産性の高い電池パックを得ることを目標とする。   Therefore, in this invention, the electrode terminal interferes with the top cover inside the battery pack, the electrode terminal protrudes and curves in the battery thickness direction, and the battery thickness outer dimension at the electrode terminal portion becomes larger than other parts. The goal is to prevent and get a more productive battery pack.

上記課題を解決するために、この発明の電池パックは、両端に第1及び第2の開口を有する硬質の外装材内に角形もしくは扁平型の電池素子が収納され、第1及び第2の開口が第1及び第2のカバーによってそれぞれ覆われ、第1の開口に嵌合される第1のカバー内に電池素子の電極端子リードと接合される回路基板が収納される構造であり、第1のカバーは、回路基板の電池素子側とは反対側から回路基板を保持する樹脂成型で製造された上部ホルダーと、回路基板の電池素子側に配置される樹脂成型で製造された下部ホルダーとを少なくとも有し、上部ホルダーと下部ホルダーとは接着または機械的係合手段によって接合される角形もしくは扁平型の電池パックにおいて、上部ホルダーは、電池素子から電極端子が導出された電極端子導出部に対向する部分に第1の切り欠きを有することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, a battery pack according to the present invention includes a rectangular or flat battery element housed in a hard exterior material having first and second openings at both ends, and the first and second openings. Is covered with a first cover and a second cover, and a circuit board to be joined to the electrode terminal lead of the battery element is housed in the first cover fitted into the first opening. The cover includes an upper holder manufactured by resin molding that holds the circuit board from the side opposite to the battery element side of the circuit board, and a lower holder manufactured by resin molding that is disposed on the battery element side of the circuit board. In a rectangular or flat battery pack having at least an upper holder and a lower holder that are bonded or bonded by mechanical engagement means, the upper holder has an electrode terminal lead from which the electrode terminal is derived from the battery element. It characterized by having a first notch in a portion facing section.

また、加えて、下部ホルダーは、電池素子に一主面を向けて対向する底面部を備え、底面部の一端面のうち、電極端子導出部に対向する部分に第2の切り欠きを有し、底面部の一端面に対向する他端面のうち、第2の切り欠きと対向する部分に第3の切り欠きを有することが好ましい。これにより、より効果的に上記不具合を解消することができる。 In addition, the lower holder includes a bottom surface portion facing the battery element with one main surface facing, and has a second notch in a portion facing the electrode terminal lead-out portion of one end surface of the bottom surface portion. Of the other end surface facing the one end surface of the bottom surface, it is preferable to have a third notch in a portion facing the second notch. Thereby , the said malfunction can be eliminated more effectively.

この発明によれば、回路基板を収納するカバーに切り欠きを設けることにより、カバーを外装材に嵌合する際にも屈曲して収納される電極端子の湾曲形態を十分収納することが可能となり、カバーと外装材を熱融着した後も電池パック厚に影響を及ぼさない。また、熱融着部が剥がれにくくなり、品質の向上を図ることができる。   According to this invention, by providing a notch in the cover that stores the circuit board, it is possible to sufficiently store the curved shape of the electrode terminal that is bent and stored even when the cover is fitted to the exterior material. The battery pack thickness is not affected even after heat-sealing the cover and the exterior material. Moreover, it becomes difficult to peel off the heat-sealed portion, and the quality can be improved.

以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図2に、この発明を適用したリチウムイオンポリマー二次電池の電池パックの構成の一例を示す。この電池パックは、外装材としての硬質ラミネート材に電池素子を収納し、両端開口部に樹脂成型カバーを嵌合したものである。   FIG. 2 shows an example of the configuration of a battery pack of a lithium ion polymer secondary battery to which the present invention is applied. In this battery pack, a battery element is housed in a hard laminate material as an exterior material, and resin-molded covers are fitted to openings at both ends.

図3は、この電池パックに用いる電池素子20の構成を示す。図3Aは、電池素子20の斜視図であり、図3Bは正極21および負極22の巻終端部の構成を示す断面図である。この電池素子20は、帯状の正極21と、セパレータ23aと、正極21と対向して配された帯状の負極22と、セパレータ23bとを順に積層し、長手方向に巻回されており、正極21および負極22の両面にはポリマー電解質24が塗布されている。ポリマー電解質は、図3Bに示すように、正極21および負極22の終端部を完全に覆うように塗布されている。また、電池素子20からは正極21と接続された正極端子12aおよび負極22と接続された負極端子12bが導出されており(以下、特定の端子を指さない場合は電極端子12とする)、正極端子12aおよび負極端子12bのそれぞれの両面には後に外装するラミネートフィルムとの接着性を向上させるために樹脂片であるシーラント13aおよび13b(以下、特定のシーラントを示さない場合はシーラント13と適宜称する)が被覆されている。   FIG. 3 shows the configuration of the battery element 20 used in this battery pack. FIG. 3A is a perspective view of the battery element 20, and FIG. 3B is a cross-sectional view showing the configuration of the winding end portions of the positive electrode 21 and the negative electrode 22. The battery element 20 includes a belt-like positive electrode 21, a separator 23a, a belt-like negative electrode 22 disposed to face the positive electrode 21, and a separator 23b, which are sequentially stacked and wound in the longitudinal direction. A polymer electrolyte 24 is applied to both surfaces of the negative electrode 22. As shown in FIG. 3B, the polymer electrolyte is applied so as to completely cover the terminal portions of the positive electrode 21 and the negative electrode 22. In addition, a positive electrode terminal 12a connected to the positive electrode 21 and a negative electrode terminal 12b connected to the negative electrode 22 are led out from the battery element 20 (hereinafter referred to as the electrode terminal 12 when not referring to a specific terminal), Sealants 13a and 13b, which are resin pieces, are provided on both surfaces of the positive electrode terminal 12a and the negative electrode terminal 12b to improve the adhesion to a laminate film to be packaged later. Is coated).

以下、電池素子の材料について詳しく説明する。   Hereinafter, the material of the battery element will be described in detail.

[正極]
正極21は、正極活物質を含有する正極活物質層が、正極集電体の両面上に形成されてなる。正極集電体としては、例えばアルミニウム(Al)箔,ニッケル(Ni)箔あるいはステンレス(SUS)箔などの金属箔により構成されている。
[Positive electrode]
The positive electrode 21 is formed by forming a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material on both surfaces of a positive electrode current collector. The positive electrode current collector is made of a metal foil such as an aluminum (Al) foil, a nickel (Ni) foil, or a stainless steel (SUS) foil.

正極活物質層は、例えば正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。これらを均一に混合して正極合剤とし、この正極合剤を溶剤中に分散させてスラリー状にする。ついで、このスラリーをドクターブレード法等により正極集電体上に均一に塗布し、高温で乾燥させて溶剤を飛ばすことにより形成される。ここで、正極活物質、導電剤、結着剤および溶剤は、均一に分散していればよく、その混合比は問わない。   The positive electrode active material layer includes, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder. These are uniformly mixed to form a positive electrode mixture, and this positive electrode mixture is dispersed in a solvent to form a slurry. Next, the slurry is uniformly applied on the positive electrode current collector by a doctor blade method or the like, dried at a high temperature, and the solvent is removed. Here, the positive electrode active material, the conductive agent, the binder, and the solvent only have to be uniformly dispersed, and the mixing ratio is not limited.

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、リチウムと遷移金属との複合酸化物が用いられる。リチウム複合酸化物を構成する遷移金属としては、コバルト(Co),Ni,マンガン(Mn)等が用いられる。 As the positive electrode active material, mainly Li x MO 2 (wherein M represents one or more transition metals, x is different depending on the charge / discharge state of the battery, and is usually 0.05 or more and 1.10 or less). A composite oxide of lithium and a transition metal is used. As the transition metal constituting the lithium composite oxide, cobalt (Co), Ni, manganese (Mn) or the like is used.

このようなリチウム複合酸化物として、具体的には、LiCoO2、LiNiO2、LiMn24、LiNiyCo1-y2(0<y<1)等が挙げられる。また、遷移金属元素の一部を他の元素に置換した固溶体も使用可能である。LiNi0.5Co0.52、LiNi0.8Co0.22等がその例として挙げられる。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度が優れたものである。さらに、正極活物質としてTiS2、MoS2、NbSe2、V25等のリチウムを有しない金属硫化物または酸化物を使用しても良い。 Specific examples of such a lithium composite oxide include LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNi y Co 1-y O 2 (0 <y <1). A solid solution in which a part of the transition metal element is substituted with another element can also be used. Examples thereof include LiNi 0.5 Co 0.5 O 2 and LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 . These lithium composite oxides can generate a high voltage and have an excellent energy density. Furthermore, TiS 2, MoS 2, NbSe 2, V 2 O no lithium metal sulfides such as 5 or may be used an oxide as the positive electrode active material.

また、導電剤としては、例えばカーボンブラックあるいはグラファイトなどの炭素材料等が用いられる。また、結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオライド等が用いられる。また、溶剤としては、例えばN−メチルピロリドン等が用いられる。   As the conductive agent, for example, a carbon material such as carbon black or graphite is used. As the binder, for example, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, or the like is used. Moreover, as a solvent, N-methylpyrrolidone etc. are used, for example.

正極21は集電体の一端部にスポット溶接または超音波溶接で接続された正極端子12aを有している。この正極端子は金属箔、網目状のものが望ましいが、電気化学的および化学的に安定であり、導通がとれるものであれば金属でなくとも問題はない。正極端子の材料としては、例えばAl等が挙げられる。   The positive electrode 21 has a positive electrode terminal 12a connected to one end of the current collector by spot welding or ultrasonic welding. The positive electrode terminal is preferably a metal foil or a mesh-like one, but there is no problem even if it is not a metal as long as it is electrochemically and chemically stable and can conduct electricity. Examples of the material for the positive electrode terminal include Al.

[負極]
負極22は、負極活物質を含有する負極活物質層が、負極集電体の両面上に形成されてなる。負極集電体としては、例えば銅(Cu)箔,Ni箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
[Negative electrode]
The negative electrode 22 is formed by forming a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material on both surfaces of a negative electrode current collector. The negative electrode current collector is made of a metal foil such as a copper (Cu) foil, a Ni foil, or a stainless steel foil.

負極活物質層は、例えば負極活物質と、必要であれば導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。これらを均一に混合して負極合剤とし、この負極合剤を溶剤中に分散させてスラリー状にする。次にこのスラリーをドクターブレード法等により負極集電体上に均一に塗布し、高温で乾燥させて溶剤を飛ばすことにより形成される。ここで、負極活物質、導電剤、結着剤および溶剤は、均一に分散していればよく、その混合比は問わない。   The negative electrode active material layer includes, for example, a negative electrode active material, a conductive agent if necessary, and a binder. These are uniformly mixed to form a negative electrode mixture, and this negative electrode mixture is dispersed in a solvent to form a slurry. Next, this slurry is uniformly applied on the negative electrode current collector by a doctor blade method or the like, dried at a high temperature, and the solvent is blown off. Here, the negative electrode active material, the conductive agent, the binder, and the solvent only have to be uniformly dispersed, and the mixing ratio is not limited.

負極活物質としては、リチウム金属、リチウム合金またはリチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料または金属系材料と炭素系材料との複合材料が用いられる。具体的に、リチウムをドープ・脱ドープ可能な炭素材料としてはグラファイト、難黒鉛化炭素、易黒鉛化炭素等が挙げられ、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。さらに、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ができる。 As the negative electrode active material, lithium metal, a lithium alloy, a carbon material that can be doped / undoped with lithium, or a composite material of a metal material and a carbon material is used. Specific examples of carbon materials that can be doped / undoped with lithium include graphite, non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, and the like. More specifically, pyrolytic carbons and cokes (pitch coke, needle coke). , Petroleum coke), graphites, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies (phenol resins, furan resins, etc., calcined at an appropriate temperature), carbon fibers, activated carbon and other carbon materials are used. be able to. Furthermore, 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.

また、リチウムを合金化可能な材料としては多様な種類の金属等が使用可能であるが、スズ(Sn)、コバルト(Co)、インジウム(In)、Al、ケイ素(Si)およびこれらの合金がよく用いられる。金属リチウムを使用する場合は、必ずしも粉体を結着剤で塗布膜にする必要はなく、圧延したLi金属板でも構わない。   In addition, various types of metals can be used as materials capable of alloying lithium, but tin (Sn), cobalt (Co), indium (In), Al, silicon (Si), and alloys thereof can be used. Often used. When metal lithium is used, it is not always necessary to use powder as a coating film with a binder, and a rolled Li metal plate may be used.

結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンゴム等が用いられる。また、溶剤としては、例えばN−メチルピロリドン、メチルエチルケトン等が用いられる。   As the binder, for example, polyvinylidene fluoride, styrene butadiene rubber or the like is used. Moreover, as a solvent, N-methylpyrrolidone, methyl ethyl ketone, etc. are used, for example.

負極22も正極21と同様に、集電体の一端部にスポット溶接または超音波溶接で接続された負極端子12bを有している。この負極端子は金属箔、網目状のものが望ましいが、電気化学的および化学的に安定であり、導通がとれるものであれば金属でなくとも問題はない。負極端子の材料としては、例えば銅、Ni等が挙げられる。   Similarly to the positive electrode 21, the negative electrode 22 has a negative electrode terminal 12 b connected to one end of the current collector by spot welding or ultrasonic welding. The negative electrode terminal is preferably a metal foil or a mesh-like one, but there is no problem even if it is not a metal as long as it is electrochemically and chemically stable and can conduct electricity. Examples of the material for the negative electrode terminal include copper and Ni.

なお、正極端子12aおよび負極端子12bは同じ方向から導出されていることが好ましいが、短絡等が起こらず電池性能にも問題がなければ、どの方向から導出されていても問題はない。また、正極端子12aおよび負極端子12bの接続箇所は、電気的接触がとれているのであれば取り付ける場所、取り付ける方法は上記の例に限られない。   In addition, although it is preferable that the positive electrode terminal 12a and the negative electrode terminal 12b are derived | led-out from the same direction, there is no problem even if it derive | leads out from which direction as long as a short circuit etc. do not occur and there is no problem in battery performance. Moreover, the connection location of the positive electrode terminal 12a and the negative electrode terminal 12b will not be restricted to said example, if the electrical contact is taken and the attachment location and the attachment method.

[ポリマー電解質]
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だものとされている。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、およ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−ヘキ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、およびこれらの混合物が使用される。
[Polymer electrolyte]
The polymer electrolyte is one in which a polymer material, an electrolytic solution, and an electrolyte salt are mixed to form a gelled electrolyte into the polymer. 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, for example, polymer materials such as poly (vinylidene fluoride), poly (vinylidene fluoride-co-hexafluoropropylene), poly (vinylidene fluoride-co-trifluoroethylene), and mixtures thereof may be used as the fluorine-based polymer. used.

電解質材料としては、リチウムイオン電池に一般的に使用される電解質塩と非水溶媒が使用可能である。非水溶媒としては、具体的には、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、γ−ブチロラクトン、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、ジプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、またはこれらの炭酸エステル類の水素をハロゲンに置換した溶媒等が挙げられる。これらの溶媒は1種類を単独で用いてもよいし、複数種を所定の組成で混合してもよい。   As the electrolyte material, an electrolyte salt and a non-aqueous solvent that are generally used in lithium ion batteries can be used. Specific examples of the non-aqueous solvent include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), γ-butyrolactone, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, dipropyl carbonate, ethyl propyl carbonate, and carbonates thereof. And other solvents in which hydrogen is substituted with halogen. One of these solvents may be used alone, or a plurality of these solvents may be mixed with a predetermined composition.

電解質塩としては、上記非水溶媒に溶解するものが用いられ、カチオンとアニオン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。具体的には、LiPF6、LiBF4、LiN(CF3SO22、LiN(C25SO22、LiClO4等が挙げられる。電解質塩濃度としては、上記溶媒に溶解することができる濃度であれば問題ないが、リチウムイオン濃度が非水溶媒に対して0.4mol/kg以上、2.0mol/kg以下の範囲であることが好ましい。 As the electrolyte salt, one that dissolves in the non-aqueous 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. As the anion, Cl , Br , I , SCN , ClO 4 , BF 4 , PF 6 , CF 3 SO 3 − and the like are used. Specifically, LiPF 6, LiBF 4, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2) 2, LiClO 4 and the like. The electrolyte salt concentration is not a problem as long as it can be dissolved in the above solvent, but the lithium ion concentration is in the range of 0.4 mol / kg or more and 2.0 mol / kg or less with respect to the non-aqueous solvent. Is preferred.

[セパレータ]
セパレータは、例えばポリプロピレン(PP)あるいはポリエチレン(PE)などのポリオレフィン系の材料よりなる多孔質膜、またはセラミック製の不織布などの無機材料よりなる多孔質膜により構成されており、これら2種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリエチレン、ポリプロピレンの多孔質フィルムが最も有効である。
[Separator]
The separator is made of, for example, a porous film made of a polyolefin-based material such as polypropylene (PP) or polyethylene (PE), or a porous film made of an inorganic material such as a ceramic nonwoven fabric. A structure in which a porous film is laminated may be used. Among these, polyethylene and polypropylene porous films are the most effective.

一般的にセパレータの厚みは5〜50μmが好適に使用可能であるが、7〜30μmがより好ましい。セパレータは、厚すぎると活物質の充填量が低下して電池容量が低下するとともに、イオン伝導性が低下して電流特性が低下する。逆に薄すぎると、膜の機械的強度が低下する。   In general, the thickness of the separator is preferably 5 to 50 μm, more preferably 7 to 30 μm. If the separator is too thick, the amount of the active material filled decreases, the battery capacity decreases, and the ionic conductivity decreases and the current characteristics deteriorate. On the other hand, if the film is too thin, the mechanical strength of the film decreases.

上述のようにして作製した電池素子20を、硬質ラミネート材11aおよび軟質ラミネート材11bにて外装し、成型して電池セル16を作製する。   The battery element 20 produced as described above is packaged with a hard laminate material 11a and a soft laminate material 11b and molded to produce battery cells 16.

図4に、電池セル16の構成を示す。電池セル16は、参照符号20で示される電池素子の上下に硬質ラミネート材11aと軟質ラミネート材11bとを配置し、熱融着した後、硬質ラミネート材11aが外装となるように成形して作製する。軟質ラミネート材11bには電池素子20を配置するための凹部が設けられており、内側樹脂層である無軸延伸ポリプロピレン(CPP)層側から絞り加工を施すことによって凹部が形成される。   FIG. 4 shows the configuration of the battery cell 16. The battery cell 16 is produced by arranging a hard laminate material 11a and a soft laminate material 11b on the upper and lower sides of the battery element indicated by reference numeral 20, heat-sealing, and then forming the hard laminate material 11a as an exterior. To do. The soft laminate material 11b is provided with a recess for arranging the battery element 20, and the recess is formed by drawing from the non-axially stretched polypropylene (CPP) layer side which is the inner resin layer.

図5に、硬質ラミネート材11aおよび軟質ラミネート材11bの主な構成を示す。硬質ラミネート材11aおよび軟質ラミネート材11bは、参照符号30で示される金属層が、外側樹脂層31および内側樹脂層32に挟まれた3層構造となっており、防湿性、絶縁性を有する多層フィルムである。金属層30は水分、酸素、光の進入を防いで電池素子を守る最も重要な役割を担っており、軽さ、伸び性、価格、加工のしやすさからアルミニウム(Al)が最もよく使われる。外側樹脂層31には外観の美しさや強靱さ、柔軟性などからナイロン(Ny)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)のいずれかが用いられる。内側樹脂層32は熱や超音波で溶け、互いに融着する部分であり、無延伸ポリプロピレン(CPP)またはポリエチレン(PE)が多用される。   FIG. 5 shows main structures of the hard laminate material 11a and the soft laminate material 11b. The hard laminate material 11a and the soft laminate material 11b have a three-layer structure in which a metal layer indicated by reference numeral 30 is sandwiched between an outer resin layer 31 and an inner resin layer 32, and is a multilayer having moisture resistance and insulation properties. It is a film. The metal layer 30 plays the most important role in protecting the battery element by preventing the ingress of moisture, oxygen and light, and aluminum (Al) is most often used because of its lightness, extensibility, price, and ease of processing. . Nylon (Ny), polyethylene terephthalate (PET), or polyethylene naphthalate (PEN) is used for the outer resin layer 31 because of its beautiful appearance, toughness, and flexibility. The inner resin layer 32 is a portion that is melted by heat or ultrasonic waves and fused to each other, and unstretched polypropylene (CPP) or polyethylene (PE) is frequently used.

金属層30と外側樹脂層31とは接着層33を設けて貼り合せる。一方、金属層30と内側樹脂層32とは接着層34を設ける方法の他、CPPまたはPEを熱して溶かし、金属層30に接着させる方法やCPPフィルムまたはPEフィルムを熱ローラ等により張り合わせる方法など、種々の方法が使用可能である。   The metal layer 30 and the outer resin layer 31 are bonded together by providing an adhesive layer 33. On the other hand, the metal layer 30 and the inner resin layer 32 are not only the method of providing the adhesive layer 34, but also the method of heating and melting CPP or PE and bonding it to the metal layer 30, or the method of bonding the CPP film or PE film with a heat roller or the like. Various methods can be used.

硬質ラミネート材11aの金属層としてAlを用いる場合には、焼きなまし処理を施さないAl(JIS A3003P−H18)または(JIS A3004P−H18)等を用いる。また、金属層には上述のAlの他、銅(Cu)、鉄、ニッケル(Ni)、ステンレス(SUS)またはチタン(Ti)等が使用できる。また、軟質ラミネート材11bの金属層としてAlを用いる場合には、焼きなまし処理を施したAl(JIS A8021P−O)または(JIS A8079P−O)等を用いる。   When Al is used as the metal layer of the hard laminate 11a, Al (JIS A3003P-H18) or (JIS A3004P-H18) that is not annealed is used. In addition to the above-mentioned Al, copper (Cu), iron, nickel (Ni), stainless steel (SUS), titanium (Ti), or the like can be used for the metal layer. When Al is used as the metal layer of the soft laminate 11b, annealed Al (JIS A8021P-O) or (JIS A8079P-O) is used.

上述の軟質ラミネート材11bに設けた凹部に電池素子20を収納し、凹部の開口部を覆うように硬質ラミネート材11aを重ねる。硬質ラミネート材料11aおよび軟質ラミネート材料11bのそれぞれは、互いの内側樹脂層であるCPP層(もしくはPE層)が対向するようにして重ねて配置する。   The battery element 20 is accommodated in the recess provided in the soft laminate 11b, and the hard laminate 11a is stacked so as to cover the opening of the recess. Each of the hard laminate material 11a and the soft laminate material 11b is disposed so that the CPP layers (or PE layers), which are the inner resin layers, face each other.

次いで、電池素子20の周辺の四辺を減圧下で熱融着して封止する。一般的に、電極端子を封止部界面から取り出しラミネート外装材を封止する場合には、電極端子の厚みを吸収するために表面にゴムのような弾性体をライニングするか、上下のヒータヘッド表面(ラミネートフィルムに接する面)に切り欠きを設ける。平らな金属ヘッドを用いた場合、熱融着時に電極端子部分に大きな圧力がかかり電極端子が切断されたり、電極端子を挟まない部分に金属ヘッドが当たらず、封止性が悪くなるのを防ぐためである。   Next, the four sides around the battery element 20 are heat-sealed under reduced pressure and sealed. Generally, when the electrode terminal is taken out from the interface of the sealing portion and the laminate sheathing material is sealed, an elastic body such as rubber is lined on the surface to absorb the thickness of the electrode terminal, or the upper and lower heater heads A notch is provided on the surface (the surface in contact with the laminate film). When a flat metal head is used, a large pressure is applied to the electrode terminal part during heat sealing, preventing the electrode terminal from being cut, or preventing the metal head from hitting the part that does not sandwich the electrode terminal, resulting in poor sealing performance. Because.

さらに、硬質ラミネート材料11aおよび軟質ラミネート材11bを電池素子の形状に沿って湾曲させ、図2の電池セル16のように断面が楕円形状になるように成型することで、硬質ラミネート材料11aが最外装として電池素子20を保護するように電池パック10を作製する。   Further, the hard laminate material 11a and the soft laminate material 11b are curved along the shape of the battery element and molded so as to have an elliptical cross section like the battery cell 16 of FIG. The battery pack 10 is produced so as to protect the battery element 20 as an exterior.

このとき、軟質ラミネート材11bに設けた凹部の底面の外側に粘着シートを配置することが好ましい。粘着シートは軟質ラミネート材11bのNy層同士、もしくはPET層同士、PEN層同士を高温をかけて接着するために用いる補助的部材である。   At this time, it is preferable to arrange an adhesive sheet outside the bottom surface of the recess provided in the soft laminate 11b. The pressure-sensitive adhesive sheet is an auxiliary member used for bonding the Ny layers of the soft laminate 11b, the PET layers, or the PEN layers at a high temperature.

次いで、所定の形状に成型された電池セル16のトップ部から導出された正極端子12aおよび負極端子12bと、回路基板上にあらかじめマウントされた保護回路とを抵抗溶接、超音波溶接等により固着する。電池素子20と接続された回路基板は、例えば図6に示すようなあらかじめ成型された上部ホルダー14aおよび下部ホルダー14bを嵌合してなるトップカバー14に挿入される。   Next, the positive terminal 12a and the negative terminal 12b led out from the top part of the battery cell 16 molded into a predetermined shape and the protection circuit mounted in advance on the circuit board are fixed by resistance welding, ultrasonic welding, or the like. . The circuit board connected to the battery element 20 is inserted into a top cover 14 formed by fitting a preformed upper holder 14a and lower holder 14b as shown in FIG. 6, for example.

回路基板には、ヒューズ、PTC、サーミスタ等の温度保護素子を含む保護回路の他、電池パックを識別するためのID、抵抗等がマウントされ、更に複数個の接点部が形成されている。保護回路には、二次電池の監視とFET(Field Effect Transistor)の制御を行うIC及び、充放電制御FETを含んだ保護回路にも適用される。   In addition to a protection circuit including temperature protection elements such as a fuse, PTC, and thermistor, an ID for identifying the battery pack, a resistor, and the like are mounted on the circuit board, and a plurality of contact portions are formed. The protection circuit is also applied to a protection circuit including an IC for monitoring a secondary battery and controlling a field effect transistor (FET) and a charge / discharge control FET.

熱感抵抗素子(Positive Temperature Coefficient:PTC素子)は、電池素子と直列に接続され、電池の温度が設定温度に比して高くなると、電気抵抗が急激に高くなって電池に流れる電流を実質的に遮断する。ヒューズや、サーミスタも電池素子と直列に接続され、電池の温度が設定温度より高くなると、電池に流れる電流を遮断する。また、二次電池の監視とFETの制御を行うIC及び、充放電制御FETを含んだ保護回路は、二次電池の端子電圧が4.3V〜4.4Vを超えると、発熱・発火など危険な状態になる可能性があるので、二次電池の電圧を監視し、4.3V〜4.4Vを越えると充電制御FETをオフし、充電を禁止する。さらに二次電池の端子電圧が放電禁止電圧以下まで過放電し、二次電池電圧が0Vになると二次電池が内部ショート状態となり再充電不可能となる可能性があるので、二次電池電圧を監視し、放電禁止電圧を下回ると放電制御FETをオフし、放電を禁止する。   The thermal resistance element (Positive Temperature Coefficient: PTC element) is connected in series with the battery element, and when the temperature of the battery becomes higher than the set temperature, the electrical resistance increases rapidly and the current flowing through the battery is substantially reduced. Shut off. A fuse and a thermistor are also connected in series with the battery element, and when the temperature of the battery becomes higher than the set temperature, the current flowing through the battery is cut off. In addition, ICs that monitor secondary batteries and control FETs, and protection circuits that include charge / discharge control FETs, can generate heat and fire when the secondary battery terminal voltage exceeds 4.3V to 4.4V. Therefore, if the voltage of the secondary battery exceeds 4.3V to 4.4V, the charge control FET is turned off and charging is prohibited. Furthermore, if the secondary battery terminal voltage is overdischarged to below the discharge prohibition voltage and the secondary battery voltage becomes 0V, the secondary battery may be shorted internally and cannot be recharged. When the voltage falls below the discharge inhibition voltage, the discharge control FET is turned off and discharge is prohibited.

上述のような電池パックでは、回路基板9を上部ホルダー4aおよび下部ホルダー4bからなるトップカバー4に収納してこれを外装材5の一開口部に嵌合する際に、図1に示すように回路基板9と接合した電極端子2が折りたたまれるようにして電池パックに収容される。   In the battery pack as described above, when the circuit board 9 is housed in the top cover 4 composed of the upper holder 4a and the lower holder 4b and is fitted into one opening of the exterior member 5, as shown in FIG. The electrode terminal 2 joined to the circuit board 9 is accommodated in the battery pack so as to be folded.

この発明の理解を容易とするために、図6に従来の電池パックにおける電極端子導出部と上部ホルダー4aの位置関係を示す。図6の点線で示す電極端子導出部では、外装材である硬質ラミネート材の略端部から電極端子が導出しているため、トップカバーを嵌合した際に、図6の太線で示す上部ホルダー4aの電極端子導出部に対向する部分が電極端子2を圧迫してしまう。   In order to facilitate understanding of the present invention, FIG. 6 shows the positional relationship between the electrode terminal lead-out portion and the upper holder 4a in a conventional battery pack. In the electrode terminal lead-out portion indicated by the dotted line in FIG. 6, since the electrode terminal is led out from the substantially end portion of the hard laminate material that is the exterior material, when the top cover is fitted, the upper holder indicated by the thick line in FIG. The part facing the electrode terminal lead-out part 4 a presses the electrode terminal 2.

この場合、屈曲した電極端子2が上部ホルダー4aの電極端子導出部に対向する部分と干渉することがないようにするには、トップカバー4と電池素子の間に空間を設けるか、もしくは外装材と熱融着する嵌合部分を短く設計する必要がある、しかし、前者ではスペース効率が悪くなり、後者ではトップカバーと硬質ラミネート材の熱融着強度が十分に得られない。   In this case, in order to prevent the bent electrode terminal 2 from interfering with a portion facing the electrode terminal lead-out portion of the upper holder 4a, a space is provided between the top cover 4 and the battery element, or an exterior material. It is necessary to design the fitting portion to be heat-sealed short. However, the former has poor space efficiency, and the latter cannot sufficiently obtain the heat-sealing strength of the top cover and the hard laminate material.

そこで、図7に示すように、この発明では、上部ホルダー14aの電極端子12が干渉する一部分のみに切り欠き19aを設けた。このような上部ホルダー14aを嵌合した場合の、電極端子導出部分の様子を図8に示す。図8に示すように、上部ホルダー14aの嵌合部分は軟質ラミネート材14bの端部まで挿入されるが、上部ホルダー14aに切り欠き19aが設けられていることにより、電極端子12と上部ホルダー14aが干渉しないようになされていることが分かる。このように、上部ホルダー14aの電極端子12と対向する部分のみに切り欠きを設けることにより、トップカバー14と電池素子20との空間を小さくし、さらに十分な熱融着強度も維持したままで、電極端子12とトップカバー12との干渉のない電池パックを作製することができる。   Therefore, as shown in FIG. 7, in the present invention, the notch 19a is provided only in a part where the electrode terminal 12 of the upper holder 14a interferes. The state of the electrode terminal lead-out portion when such an upper holder 14a is fitted is shown in FIG. As shown in FIG. 8, the fitting portion of the upper holder 14a is inserted to the end of the soft laminate material 14b. However, the notch 19a is provided in the upper holder 14a, so that the electrode terminal 12 and the upper holder 14a are provided. It can be seen that no interference occurs. Thus, by providing a notch only in the portion of the upper holder 14a facing the electrode terminal 12, the space between the top cover 14 and the battery element 20 is reduced, and a sufficient heat-sealing strength is maintained. A battery pack without interference between the electrode terminal 12 and the top cover 12 can be manufactured.

さらに、電池パック厚が小さい場合において、電極端子12が下部ホルダーと干渉し、押されて電池厚み方向に膨らむのを防止するために、図9に示すように下部ホルダー14b底面の電極端子引き回し経路に該当する部分に切り欠き19b,19cを設け、電極端子12が切り欠き19b,19cに収納されるようにして屈曲させるようにした。   Furthermore, in order to prevent the electrode terminal 12 from interfering with the lower holder and being pushed and swelled in the battery thickness direction when the battery pack thickness is small, as shown in FIG. 9, the electrode terminal routing route on the bottom surface of the lower holder 14b Cutouts 19b and 19c are provided at portions corresponding to the above, and the electrode terminal 12 is bent so as to be housed in the cutouts 19b and 19c.

この場合、下部ホルダー14b底面の側面部に切り欠き19b,19cを設けることで、切り欠きを有する底面部分の面積が小さくなってしまい、下部ホルダー14b自身の強度が低下してしまうのと同時に、樹脂成型時に部品のそりが発生しやすくなってしまう。そこで、図9に示すように、部品強度の維持および部品の成型性維持のため、底面部の長手方向に底面部の厚みと同等もしくはそれ以上の高さの突起壁17を設けることが望ましい。   In this case, by providing the notches 19b and 19c on the side surface of the bottom surface of the lower holder 14b, the area of the bottom surface portion having the notches is reduced, and at the same time the strength of the lower holder 14b itself is reduced. Parts warp easily during resin molding. Therefore, as shown in FIG. 9, in order to maintain the strength of the component and the moldability of the component, it is desirable to provide a protruding wall 17 having a height equal to or higher than the thickness of the bottom surface portion in the longitudinal direction of the bottom surface portion.

ここで、図10に、トップカバー嵌合時の下部ホルダー14bと電極端子12の位置関係を示す。なお、図10Aは電池セルの電極端子導出部が下になるように下部ホルダー14bおよび電池素子20を配置した場合の模式図であり、図10Bは電池セルの電極端子導出部が上になるように下部ホルダー14bおよび電池素子20を配置した場合の模式図である。また、実際はトップカバー嵌合時の下部ホルダー14bの位置は電池素子20に近接しているが、図10では説明のため、実際よりも下部ホルダー14bと電池素子20が離れている。   Here, FIG. 10 shows the positional relationship between the lower holder 14b and the electrode terminal 12 when the top cover is fitted. 10A is a schematic view when the lower holder 14b and the battery element 20 are arranged so that the electrode terminal lead-out portion of the battery cell is on the bottom, and FIG. 10B is such that the electrode terminal lead-out portion of the battery cell is on the top. It is a schematic diagram at the time of arrange | positioning the lower holder 14b and the battery element 20 in FIG. In addition, the position of the lower holder 14b when the top cover is fitted is close to the battery element 20, but in FIG. 10, the lower holder 14b and the battery element 20 are separated from each other for the sake of explanation.

図10から、下部ホルダー14bの所定の位置に切り欠き19b,19cを設けたことにより、電極端子12が収納されるスペースを確保して電極端子12への圧迫や電池厚の増大を防ぐことができることがわかる。   From FIG. 10, by providing the notches 19b and 19c at predetermined positions of the lower holder 14b, it is possible to secure a space for storing the electrode terminals 12 and prevent pressure on the electrode terminals 12 and an increase in battery thickness. I understand that I can do it.

上述のように、電池パック厚が小さい場合には、図11に示すように切り欠き19aを設けた上部ホルダー14aと、切り欠き19b、19cを設けた下部ホルダー14bを組み合わせて使うことで、より効果的に電極端子への圧迫を防止することが可能となる。   As described above, when the battery pack thickness is small, the upper holder 14a provided with the notches 19a and the lower holder 14b provided with the notches 19b and 19c are used in combination as shown in FIG. It is possible to effectively prevent pressure on the electrode terminal.

なお、電池パック厚が比較的大きい場合、下部ホルダー14b底面部の電池厚さ方向の寸法を上部ホルダーよりも小さくすることにより、切り欠きを設けたときと同様の効果を得ることができるため、下部ホルダー14bには必ずしも切り欠きは必要ではない。また、電池パック厚が大きい場合は上部ホルダー14aの電池厚さ方向の寸法も大きいため、下部ホルダーの電池厚さ方向の寸法を上部ホルダー14aに比して小さく設計しても強度的に問題ない。一方、この発明で用いた電池セルの構成を用いる限り、電池が厚くなっても電極端子導出部の位置が変わらないため、上部ホルダー14aには切り欠きが必要となる。   In addition, when the battery pack thickness is relatively large, by making the dimension in the battery thickness direction of the bottom portion of the lower holder 14b smaller than the upper holder, it is possible to obtain the same effect as when notches are provided, The lower holder 14b is not necessarily required to have a notch. Further, when the battery pack thickness is large, the size of the upper holder 14a in the battery thickness direction is also large. Therefore, there is no problem in strength even if the size of the lower holder in the battery thickness direction is smaller than that of the upper holder 14a. . On the other hand, as long as the configuration of the battery cell used in the present invention is used, the position of the electrode terminal lead-out portion does not change even when the battery becomes thick, and thus the upper holder 14a needs to be cut out.

以下に、図12〜図15を参照して、回路基板をトップカバーに収納し、外装材である硬質ラミネート材11aと接合するまでの流れを説明する。図12〜図14は、トップカバー14を嵌合する際の様子を示す斜視図であり、図15はトップカバー14および電極端子12の屈曲の様子を示す断面図である。   Below, with reference to FIGS. 12-15, the flow until a circuit board is accommodated in a top cover and it joins with the hard laminate material 11a which is an exterior material is demonstrated. 12 to 14 are perspective views showing how the top cover 14 is fitted, and FIG. 15 is a cross-sectional view showing how the top cover 14 and the electrode terminals 12 are bent.

まず、図12に示すように、電池セル16と接合した回路基板18上を、上部ホルダー14aが覆うように配置し、次いで図13および図15Aに示すように、下部ホルダー14bを上部ホルダー14aの位置と合わせて回路基板18を収納する。さらに図14および図15Bに示すように、下部ホルダー14bが電池セル16に近い位置となるようにトップカバー14の方向を変え、電池セル16の一開口部に嵌合した後(図15Cおよび図15D)、熱融着によりトップカバー14と電池セル16の外装材を接合する。トップカバー14の嵌合時には、電極端子12が下部ホルダーの切り欠き19b,19cに収納されるように屈曲されている。   First, as shown in FIG. 12, the circuit board 18 bonded to the battery cell 16 is arranged so as to cover the upper holder 14a, and then, as shown in FIGS. 13 and 15A, the lower holder 14b is attached to the upper holder 14a. The circuit board 18 is accommodated in accordance with the position. Further, as shown in FIGS. 14 and 15B, the direction of the top cover 14 is changed so that the lower holder 14b is located at a position close to the battery cell 16, and after fitting into one opening of the battery cell 16 (FIG. 15C and FIG. 15). 15D), the outer cover material of the top cover 14 and the battery cell 16 is joined by thermal fusion. When the top cover 14 is fitted, the electrode terminal 12 is bent so as to be accommodated in the notches 19b and 19c of the lower holder.

図15Dから、上部ホルダー14aおよび下部ホルダー14bのそれぞれに切り欠き19a,19bおよび19cを設けたことにより、電池セル16の電極端子導出部への圧迫がなくなり、より効果的に電池厚の増大を防ぐことができることがわかる。また、下部ホルダー14bの切り欠き19bは、電極端子12が屈曲されて収納されているため、少なくともシーラント13を両面に被覆した電極端子12が2枚収納されるだけの切り欠きが必要である。もう一方の切り欠き19cは、電極端子12の引き回しの経路であり、シーラント13を被覆した電極端子12が1枚収納できるだけの深さがあればよい。   From FIG. 15D, by providing the notches 19a, 19b and 19c in the upper holder 14a and the lower holder 14b, respectively, the pressure to the electrode terminal lead-out portion of the battery cell 16 is eliminated, and the battery thickness can be increased more effectively. It can be seen that it can be prevented. Moreover, since the electrode terminal 12 is bent and accommodated in the notch 19b of the lower holder 14b, it is necessary to have a notch that accommodates at least two electrode terminals 12 each coated with the sealant 13 on both sides. The other notch 19c is a route for routing the electrode terminal 12, and may be deep enough to accommodate one electrode terminal 12 covered with the sealant 13.

トップカバー14を嵌合した開口部の反対側開口部には、図1に示すように、あらかじめ射出成型により作製した樹脂モールド品のリアカバー15を嵌合し、熱融着によりリアカバー14と電池セル16の外装材である硬質ラミネート材11aを接合する。なお、リアカバー15と外装材との接合は熱融着だけに限らず、温めた樹脂材料(ホットメルト剤)を流し込んで接合する方法も併用することができる。なお、温めた樹脂を流し込む場合には、回路基板が熱により変形したり損傷したりしないように構成する必要がある。   As shown in FIG. 1, a resin-molded rear cover 15 produced by injection molding is fitted in the opening opposite to the opening into which the top cover 14 is fitted, and the rear cover 14 and the battery cell are bonded by thermal fusion. The hard laminate material 11a which is 16 exterior materials is joined. The joining of the rear cover 15 and the exterior material is not limited to thermal fusion, and a method of pouring and joining a warmed resin material (hot melt agent) can be used in combination. In addition, when pouring warmed resin, it is necessary to comprise so that a circuit board may not be deform | transformed or damaged with a heat | fever.

このようにして電池パックを作製することにより、体積効率が良く、かつ電極端子への圧迫や電池厚さの増加を引き起こさない、品質、生産性の高い電池パックを得ることができる。   By producing the battery pack in this manner, a battery pack with high quality and high productivity that is good in volumetric efficiency and does not cause pressure on the electrode terminals or increase in battery thickness can be obtained.

以下、実施例によりこの発明を具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples.

図2に示すように構成した試験用電池パックにて、電池厚みを3.97mmに設計した電池パックを作製し、トップカバーと外装材とを熱融着した後の熱融着部分での電池厚さを測定して比較した。試験用電池パックは
(1)上部ホルダーと下部ホルダーのそれぞれに切り欠き有り
(2)上部ホルダー切り欠き有り、下部ホルダー切り欠き無し
(3)上部ホルダー切り欠き無し、下部ホルダー切り欠き有り
(4)上部ホルダーと下部ホルダーのそれぞれに切り欠き無し
のそれぞれの組み合わせ毎に10個ずつ作製する。
The battery in the heat-sealed portion after the battery pack designed to have a battery thickness of 3.97 mm was manufactured using the test battery pack configured as shown in FIG. 2 and the top cover and the exterior material were heat-sealed. The thickness was measured and compared. The test battery pack has (1) notch on each of the upper and lower holders (2) notch on the upper holder, no notch on the lower holder (3) no notch on the upper holder, notch on the lower holder (4) Ten pieces are prepared for each combination of the upper holder and the lower holder without notches.

電池厚みは、設計上最大を4.00mmとし、熱融着後の試験用電池パックの良、不良を判断する。以下の表1に、試験用電池パックの熱融着後の電池厚さの測定結果を示す。   The battery thickness is designed to be 4.00 mm at the maximum, and whether the test battery pack after heat fusion is good or bad is determined. Table 1 below shows the measurement results of the battery thickness after heat-sealing of the test battery pack.

Figure 0004797385
Figure 0004797385

上記結果より、上部ホルダー及び下部ホルダー共に切り欠きを有さないものは、電池厚み設計最大値を越えてしまったものがあったが、上部ホルダーおよび/または下部ホルダーに切り欠きを有したものは設計最大値を越えるものはなかった。また、特に上部ホルダーと下部ホルダーのいずれにも切り欠きを有したものは、電池厚みのバラツキ面でも均一なものとなった。   From the above results, some of the upper and lower holders that did not have cutouts exceeded the maximum battery thickness design, but those that had cutouts in the upper and / or lower holders. None exceeded the design maximum. In particular, those having notches in both the upper holder and the lower holder were uniform in terms of variation in battery thickness.

以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。   The embodiment of the present invention has been specifically described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications based on the technical idea of the present invention are possible.

例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。   For example, the numerical values given in the above-described embodiment are merely examples, and different numerical values may be used as necessary.

また、硬質ラミネート材および軟質ラミネート材に用いるAl箔は上記のものに限らず、種々の材料を用いることができる。特に、硬質ラミネート材においては、JIS規格による1100Hの他、2000番系、5000番系、6000番系の硬質アルミ材料を用いることができる。   Moreover, the Al foil used for the hard laminate material and the soft laminate material is not limited to the above, and various materials can be used. In particular, in the hard laminate material, hard aluminum materials of 2000 series, 5000 series, and 6000 series can be used in addition to JIS standard 1100H.

従来の電池パックの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the conventional battery pack. この発明を適用した電池パックの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the battery pack to which this invention is applied. この発明で用いる電池素子の構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the battery element used by this invention. この発明で用いる電池セルの構造を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the battery cell used by this invention. この発明で用いるラミネートフィルム材料の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the laminate film material used by this invention. 従来の電池パックにおいて用いたトップカバーと電池セルの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the top cover and battery cell which were used in the conventional battery pack. この発明で用いるトップカバーの上部ホルダーの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the upper holder of the top cover used by this invention. この発明で用いたトップカバーを嵌合した場合の、電池セルの電極端子導出部の様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode of the electrode terminal derivation | leading-out part of a battery cell at the time of fitting the top cover used by this invention. この発明で用いるトップカバーを構成する下部ホルダーの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the lower holder which comprises the top cover used by this invention. この発明を用いた場合の電池パック内の電極端子の引き回しの様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the mode of the routing of the electrode terminal in a battery pack at the time of using this invention. この発明を用いた上部ホルダー、下部ホルダーおよび電池セルの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the upper holder, lower holder, and battery cell using this invention. この発明を用いて作製したトップカバーを電池セルに嵌合する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the top cover produced using this invention is fitted to a battery cell. この発明を用いて作製したトップカバーを電池セルに嵌合する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the top cover produced using this invention is fitted to a battery cell. この発明を用いて作製したトップカバーを電池セルに嵌合する様子を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows a mode that the top cover produced using this invention is fitted to a battery cell. この発明を用いて作製したトップカバーを電池セルに嵌合する様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a mode that the top cover produced using this invention is fitted to a battery cell.

符号の説明Explanation of symbols

2,12・・・電極端子
3,13a,13b・・・シーラント
4,14・・・トップカバー
4a,14a・・・上部ホルダー
4b、14b・・・下部ホルダー
5・・・外装材
6・・・電池素子
9・・・回路基板
10・・・電池パック
11・・・ラミネート材料
11a・・・硬質ラミネート材
11b・・・軟質ラミネート材
15・・・リアカバー
16・・・電池セル
17・・・突起壁
18・・・回路基板
20・・・電池素子
21・・・正極
22・・・負極
23a,23b・・・セパレータ
24・・・ポリマー電解質
30・・・金属層
31・・・外側樹脂層
32・・・内側樹脂層
33,34・・・接着層
2, 12 ... Electrode terminals 3, 13a, 13b ... Sealant 4, 14 ... Top cover 4a, 14a ... Upper holder 4b, 14b ... Lower holder 5 ... Exterior material 6 .... -Battery element 9 ... Circuit board 10 ... Battery pack 11 ... Laminate material 11a ... Hard laminate material 11b ... Soft laminate material 15 ... Rear cover 16 ... Battery cell 17 ... Projection wall 18 ... Circuit board 20 ... Battery element 21 ... Positive electrode 22 ... Negative electrode 23a, 23b ... Separator 24 ... Polymer electrolyte 30 ... Metal layer 31 ... Outer resin layer 32 ... Inner resin layer 33, 34 ... Adhesive layer

Claims (4)

両端に第1及び第2の開口を有する硬質の外装材内に角形もしくは扁平型の電池素子が収納され、上記第1及び第2の開口が第1及び第2のカバーによってそれぞれ覆われ、上記第1の開口に嵌合される上記第1のカバー内に上記電池素子の電極端子リードと接合される回路基板が収納される構造であり、
上記第1のカバーは、回路基板の電池素子側とは反対側から回路基板を保持する樹脂成型で製造された上部ホルダーと、回路基板の電池素子側に配置される樹脂成型で製造された下部ホルダーとを少なくとも有し、上記上部ホルダーと上記下部ホルダーとは接着または機械的係合手段によって接合される角形もしくは扁平型の電池パックにおいて、
上記上部ホルダーは、上記電池素子から電極端子が導出された電極端子導出部に対向する部分に第1の切り欠きを有す
池パック。
A square or flat battery element is housed in a hard exterior material having first and second openings at both ends, and the first and second openings are covered by first and second covers, respectively. A circuit board to be joined to the electrode terminal lead of the battery element is housed in the first cover fitted into the first opening,
The first cover includes an upper holder manufactured by resin molding that holds the circuit board from the side opposite to the battery element side of the circuit board, and a lower part manufactured by resin molding that is disposed on the battery element side of the circuit board. In a square or flat battery pack having at least a holder, and the upper holder and the lower holder are bonded or bonded by mechanical engagement means,
The upper holder, that have a first notch portion facing the electrode terminal lead-out portion where the electrode terminals are led out from the battery device
Batteries pack.
上記下部ホルダーは、上記電池素子に一主面を向けて対向する底面部を備え、
上記底面部の一端面のうち、上記電極端子導出部に対向する部分に第2の切り欠きを有し、
上記底面部の一端面に対向する他端面のうち、上記第2の切り欠きと対向する部分に第3の切り欠きを有する
請求項1に記載の電池パック。
The lower holder includes a bottom surface portion facing the battery element with one main surface facing,
Of the one end surface of the bottom surface portion, the portion facing the electrode terminal lead-out portion has a second notch,
The battery pack according to claim 1, wherein a third notch is provided in a portion facing the second notch of the other end surface facing the one end surface of the bottom surface portion .
上記下部ホルダーは、上記底面部の回路基板側に回路基板を支持する突起部を有するとともに、下部ホルダーの長手方向に沿って上記突起部より高さの低い突起壁を有する
請求項2に記載の電池パック。
The lower holder, which has a projection portion for supporting the circuit board to the circuit board side of the bottom portion, which have a lower projection wall height than the protrusions along the longitudinal direction of the lower holder <br/> claims Item 3. The battery pack according to Item 2.
電極端子が上記下部ホルダーに設けた切り欠きに収納されるようにして屈曲させて上記第1のカバー嵌合される
請求項2に記載の電池パック。
The battery pack according to <br/> claim 2 in which the electrode terminals are bent so as to be accommodated in the notches provided on the lower holder in the first cover are fitted.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP5044934B2 (en) * 2005-01-21 2012-10-10 ソニー株式会社 Battery pack
JP5236265B2 (en) * 2007-11-29 2013-07-17 京セラ株式会社 battery
JP2010174956A (en) * 2009-01-28 2010-08-12 Nichirin Co Ltd Intermediately holding fitting of hose
US8343653B2 (en) * 2009-11-30 2013-01-01 Samsung Sdi Co., Ltd. Secondary battery
US8802278B2 (en) 2010-07-08 2014-08-12 Samsung Sdi Co., Ltd. Rechargeable battery
KR101619925B1 (en) 2013-09-27 2016-05-12 주식회사 엘지화학 Battery Pack Having PCM Fixing Tape
US10615395B2 (en) * 2017-05-10 2020-04-07 Apple Inc. Battery cap with cut-out sections
KR102160276B1 (en) 2017-06-16 2020-09-25 주식회사 엘지화학 Battery module, battery pack comprising the battery module and vehicle comprising the battery pack

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3474175B2 (en) * 2001-02-27 2003-12-08 京セラ株式会社 Battery, method of manufacturing the same, and mobile terminal
JP3922208B2 (en) * 2002-09-27 2007-05-30 ソニー株式会社 Battery pack and manufacturing method thereof

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