JP4918723B2

JP4918723B2 - リチウムイオン電池パック

Info

Publication number: JP4918723B2
Application number: JP2007189177A
Authority: JP
Inventors: 禎広小宮
Original assignee: NEC Energy Devices Ltd
Current assignee: Envision AESC Energy Devices Ltd
Priority date: 2007-07-20
Filing date: 2007-07-20
Publication date: 2012-04-18
Anticipated expiration: 2027-07-20
Also published as: JP2009026631A

Description

本発明は、外装ケースによりリチウムイオン電池と保護回路からなる組立セルを固定してなるリチウムイオン電池パックに関する。

リチウムイオン二次電池は、他の電池に比べ小型・高容量である為、小型電子機器・携帯電話等に使用されてきた。電池パックの小型化・薄型化への設計も進められ、全面樹脂材で構成した上下ケースを超音波溶着で固定する電池パックから、天面・底面を無くした枠形状の上下ケースを超音波溶着し外装ラベルで被う電池パックへと進歩してきた。小型電子機器・携帯電話等の高性能化に伴い、電池パックに対するスペースの減少が求められ、更なる小型化・薄型化することが電池パックに求められている。

図４は従来の電池パックを説明する分解斜視図である。特許文献１で開示された技術によれば、電池パックの小型化・薄型化のため、上下ケースの天面・底面部に開口を設け、左右の側面部の固定は嵌合形状とし上下ケースの側面同士を超音波溶着で固定し、外装ラベルを巻きつけることで天面・底面部の開口面及び左右の側面を覆い隠した構成となっている。すなわち、リチウムイオン電池パックの製造においては、先ずリチウムイオン電池８に保護回路基板５を接続タブ６で接続した組立セル１を下ケース３００の所定の位置に挿入する。その後、上ケース１００を上側から被せ上ケース１００の右側面１１０と左側面１２０に設けられた嵌合用溝に、下ケース３００の右側面３１０と左側面３２０に設けられた嵌合用突起を嵌合し、上ケース１００の後端面１３０と前端面１４０に設けられた超音波溶着用溝に下ケース３００の後端面３３０と前端面３４０に設けられた超音波溶着用突起を嵌合し超音波溶着を行い固定する。最後に外装ラベル４を巻き完全に固定していた。また、特許文献２にはケースが薄肉化された場合でも効率よく超音波溶着を行うことができる技術として、溶着リブが形成されたケースの溶着リブの近傍に形成された開口部に突起を挿入し溶着リブと溶着面とを溶着することが開示されている。

小型化を進める上で、上下ケース又は前後ケース側面の厚みを薄くすることが考えられるが、ケースを固定する為、接着又は超音波溶着により固定をしているため、安定した強度を保持する為には必要最低限の厚み、例えば０．８ｍｍ程度の厚みを必要とし、これ以上の厚みを低減し薄形化を行うと、溶着作業の安定性・溶着強度の安定性に問題を起こす可能性があり、厚みの低減は難しかった。また、小型化のため、超音波溶着する面と保護回路基板までの距離が短いので、超音波溶着のエネルギーが保護回路基板に与える影響も懸念されている。

また、特許文献３においては外形を小さくして簡単に効率よく組立て、外装ケースを強靭な構造にする技術として、外装ケースを途中を嵌合形状で２分割した四角形に形成している。しかしながらこの形状では、嵌合された部分において外装ケースの前後方向への拘束は出来るが左右方向への拘束が出来ない為、強度的にも不足し、また組立時にも安定した形状を保持できない問題があった。

特開２００５−１００６８９号公報特開２００６−４９０４７号公報特開２００６−１６４５７９号公報

本発明は上述の問題点を解決するためになされたもので、その技術課題は、２分割したケースを超音波溶着せずに、安定して強固に固定するリチウムイオン電池パックを提供するものである。

本発明のリチウムイオン電池パックは、リチウムイオン電池と保護回路基板を含む組立セルを矩形状の枠形ケースで固定したリチウムイオン電池パックにおいて、前記枠形ケースは端部の少なくとも一方に重ね合わせ部を備えた凹状嵌合部を有する第一の枠形ケースと端部の少なくとも一方に重ね合わせ部を備えた凸状嵌合部を有する第二の枠形ケースを嵌合させたものであることを特徴とする。

本発明のリチウムイオン電池パックは、リチウムイオン電池と保護回路基板を含む組立セルを矩形状の枠形ケースで固定したリチウムイオン電池パックにおいて、前記枠形ケースは端部の少なくとも一方に重ね合わせ部を備えた凹状嵌合部を有する第一の枠形ケースと、端部の少なくとも一方の先端に前記重ね合わせ部に対してその厚さ方向に重ね合わせられる重ね合わせ部を備えた凸状嵌合部を有する第二の枠形ケースを嵌合させたものであることを特徴とする。

さらに、本発明のリチウムイオン電池パックは、前記組立セルを前記枠形ケースで固定し外周を外装ラベルで被覆することが好ましい。

枠形ケース内にリチウムイオン二次電池および保護素子等を搭載した保護回路基板等の電池パック構成部品を収納するには、枠形ケースを２分割する必要がある。本発明のリチウムイオン二次電池パックによれば、２分割した枠形ケースの嵌合部分に凹凸状の嵌合部を有すると共に、凸状嵌合部に重ね合わせ部を有し凹状嵌合部にこれと対面する重ね合わせ部を有した形状とし、それぞれの凹凸部を嵌合し、枠形ケースの嵌合部の位置決めは、前後・上下方向は凹凸状の嵌合部で拘束し、左右方向は凹凸状の嵌合部に形成した重ね合わせ部により拘束することにより、超音波溶着をしないで２分割した枠形ケースを固定することが出来るので、側面の厚みを薄くすることができると共に、保護回路基板に与える影響も抑制することができる。

また、枠形ケースの嵌合部を有する側面部の長さを凹状嵌合部と凸状嵌合部とで異なる長さとした場合には、短い方では枠形ケース自体が左右方向に反ることを少なくし、長い方の枠形ケースの反りは、短い方の枠形ケースによる押さえ込みで矯正できる。

さらに、枠形ケースの端部を有する側面部の長さが両端で異なる場合には、組立時の誤挿入を無くし、且つ作業し易い利点がある。

次に本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明のリチウムイオン電池パックの分解斜視図であり、図２は本発明のリチウムイオン電池パックの枠形ケースの嵌合部の拡大分解斜視図であり、図３は本発明のリチウムイオン電池パックの斜視図である。

リチウムイオン電池パックの製造について説明する。図１に示すように、組立セル１はリチウムイオン電池８に保護回路基板５を接続タブ６および保護素子（ＰＴＣ）７を介して接続して構成する。組立セル１の前方から重ね合わせ部２３、２４を備えた凹状嵌合部２１、２２を有する第一の枠形ケース２を挿入し、後方から重ね合わせ部３３、３４を備えた凸状嵌合部３１、３２を有する第二の枠形ケース３を挿入し、図３に示す外装ラベル巻き付け前のリチウムイオン電池パックとし、外装ラベル４を巻きつけてリチウムイオン電池パックを完成する。

次に重ね合わせ部を備えた第一の枠形ケース２と第二の枠形ケース３の嵌合に付いて図２を用いて説明する。第一の枠形ケース２の側面にある凹状嵌合部２１と第二の枠形ケース３の側面にある凸状嵌合部３１を嵌合させることで、前後、上下方向を拘束する。左右方向は、第一の枠形ケース２の側面の凹状嵌合部２１にある重ね合わせ部２３と、第二の枠形ケース３の側面の凸状嵌合部３１にある重ね合わせ部３３で拘束する。

ここで、図１に示すように、第一の枠形ケース２の側面の左側の凹状嵌合部２１を有する側面部の長さは右側の凹状嵌合部２２を有する側面部の長さより長く、対応する第二の枠形ケース３の側面の左側の凸状嵌合部３１を有する側面部の長さは右側の凸状嵌合部３２を有する側面部の長さより短くするとよい。これは左右非対称とすることにより組立時の誤挿入が防止されるためである。左右非対称とすればよいのでどちら側の側面を短くしても同等の効果がある。

さらに、重ね合わせ部の形状は、嵌合部を有する側面部の長さが短いほうが外側に、長いほうが内側になるような構造とするとよい。これは、嵌合部を有する側面部の長さが長い方が変形し易く、短い方が押し付け力保持が高いためより確実に固定できるためである。

また、第一の枠形ケース、第二の枠形ケースは両端でそれぞれ凹状嵌合部、凸状嵌合部とした例を示したが、両端で異なる形状の嵌合部としてもよい。

本発明のリチウムイオン電池パックの分解斜視図。本発明のリチウムイオン電池パックの枠形ケースの嵌合部の拡大分解斜視図。本発明のリチウムイオン電池パックの斜視図。従来の電池パックの分解斜視図

符号の説明

１組立セル
２第一の枠形ケース
２１、２２凹状嵌合部
２３、２４重ね合わせ部
３第二の枠形ケース
３１、３２凸状嵌合部
３３、３４重ね合わせ部
４外装ラベル
５保護回路基板
６接続タブ
７保護素子（ＰＴＣ）
８リチウムイオン電池
１００上ケース
１１０右側面
１２０左側面
１３０後端面
１４０前端面
３００下ケース
３１０右側面
３２０左側面
３３０後端面
３４０前端面

Claims

リチウムイオン電池と保護回路基板を含む組立セルを矩形状の枠形ケースで固定したリチウムイオン電池パックにおいて、前記枠形ケースは端部の少なくとも一方に重ね合わせ部を備えた凹状嵌合部を有する第一の枠形ケースと、端部の少なくとも一方の先端に前記重ね合わせ部に対してその厚さ方向に重ね合わせられる重ね合わせ部を備えた凸状嵌合部を有する第二の枠形ケースを嵌合させたものであることを特徴とするリチウムイオン電池パック。
前記第一の枠形ケースは、両端部に重ね合わせ部を備えた凹状嵌合部を有し、前記第二の枠形ケースは、両端部に該凹状嵌合部の重ね合わせ部に対してその厚さ方向に重ね合わせられる重ね合わせ部を備えた凸状嵌合部を有することを特徴とする請求項１に記載のリチウムイオン電池パック。
前記第一の枠形ケースの凹状嵌合部を有する側面部の長さが前記凹状嵌合部と嵌合する前記第二の枠形ケースの凸状嵌合部を有する側面部の長さと異なることを特徴とする請求項１または２に記載のリチウムイオン電池パック。
前記第一の枠形ケースおよび前記第二の枠形ケースの端部を有する側面部の長さが両端で異なることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池パック。
前記組立セルを前記枠形ケースで固定し外周を外装ラベルで被覆したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池パック。