JP5132990B2 - 電池パック - Google Patents

Description

本発明は、ビデオカメラ，モバイルコンピュータ，携帯電話機等の主として携帯電子機器の電源として利用される充放電可能な非水電解質二次電池等の二次電池の側面を絶縁性の外装体で覆う電池パックに関する。

近年、急速に普及しているビデオカメラ，モバイルコンピュータ，携帯電話機等の携帯電子機器の電源としては、充放電可能な直方体状の非水電解質二次電池、例えばリチウムイオン二次電池等が主として用いられている。リチウムイオン二次電池は、正極及び負極をセパレータを介して巻回した電極群、及び非水電解質を、アルミニウム又はアルミニウム合金製であり、直方体状をなすケースに収納して構成される。

このリチウムイオン二次電池（素電池）の一側面に、過充電及び過放電を防止するために電池電圧を制御する保護回路、及び素電池から外部へ電力を取り出し、又は外部から電力を取り込むための外部出力端子を有する保護回路基板を配置することにより電池コアが構成される。保護回路基板と素電池との間は接続用のリード板により電気的に接続されている。
電池コアの側面を絶縁性を有する、例えば合成樹脂製の外装枠で覆い、又は電池コアを例えば合成樹脂製の外装ケースに収納し、さらに電池の平面と、外装枠又は外装ケースとをラベルで覆うことで電池パックが得られ、この電池パックが携帯電子機器に装着される。

特許文献１には、素電池及び外装ケースを覆うラベルの、外装ケースの側面の稜に対応する部分、又は外装ケースの側面に形成された他の部分よりも突出した部分と周囲との会合部に位置する部分に、部材を取り除いた切除部、又は折り曲げ線に沿ったミシン目を形成した電池パックの発明が開示されている。

図９は、特許文献１の電池パックに用いられるラベル１４を示す平面図、図１０は、ラベル１４の構成を示す縦断面図、図１１は、ラベル１４の他の構成を示す縦断面図である。
ラベル１４は、矩形状を有し、電池コア（図示せず）の平面に貼着される平面部１４１と、電池コアを収納する外装ケース（図示せず）の側面に貼着される複数の側部１４２とを備えている。
ラベル１４の、平面部１４１と側部１４２との境界部分、すなわちラベル１４を電池コア及び外装ケースに貼着するときに折り曲げられる折り曲げ部には、該折り曲げ部が延びる方向に、ミシン目状に切り込み１４ａ，１４ａ，…が設けられている。

図１０に示すように、ラベル１４は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等からなる基材層１４ｂの一部に、印刷により文字、図等を記録した記録層１４ｃを形成し、該記録層１４ｃ及び基材層１４ｂを例えばＰＰ（ポリプロピレン）等からなる保護層１４ｄで覆って構成される。ラベル１４は、保護層１４ｄで覆われないように構成される場合もある（図１１参照）。
以上のように構成することで、ラベル１４の折り曲げ部が浮き、ラベル１４が剥がれることが抑制されている。
特開２００３−２８２０４０号公報

特許文献１の電池パックにおいては、図１０又は図１１に示すように、ラベル１４の折り曲げ部の厚み方向全体に切り込み１４ａが設けられているので、切り込み１４ａが設けられた部分の強度が弱くなっており、電池パックが落下した場合に、該切り込み１４ａを起点としてラベル１４が裂け、電池パックの内部が露出したり、電池コアが飛び出したりするという問題があった。
そして、図９の破線で囲んだ部分のように、切り込み１４ａがラベル１４の端縁部にかかって設けられている場合は、この端縁部にかかっている部分を起点として、ラベル１４が裂けることが多かった。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ラベルの折り曲げ部に、基材層の厚み方向の一部又は全部が欠落した欠落部を複数並設することにより、ラベルが浮き、剥がれることが抑制されるとともに、欠落部を起点としてラベルが裂けることが抑制されている電池パックを提供することを目的とする。

また、本発明は、欠落部を、折り曲げ部が延びる方向に、ラベルの端縁部と交わらない状態で、ミシン目状に設けることにより、折り曲げ部の全長に亘ってラベルが浮き、裂けることが良好に抑制されている電池パックを提供することを目的とする。

そして、本発明は、折り曲げ部が貼着される外装体の部分は曲面状をなし、該部分に対応させて欠落部を設けることにより、ラベルが浮くことが良好に抑制されている電池パックを提供することを目的とする。

第１発明に係る電池パックは、二平面及び四側面を有する直方体状をなす素電池と、該素電池の少なくとも四側面を覆う外装体と、基材層、及び該基材層の一面に貼着される保護層を含んでなり、前記素電池の平面と側面との境界部分で折り曲げられる折り曲げ部を有し、前記素電池及び外装体の一部又は全部に貼着されるラベルとを備える電池パックにおいて、前記ラベルの折り曲げ部には、前記保護層との境界面を越えない状態で、前記基材層の厚み方向の一部又は全部が欠落した欠落部が複数並設されていることを特徴とする。

ラベルを外装体に貼着するときに、弾性によりラベルを剥がそうとする反力（復帰力）により、前記折り曲げ部が貼着される部分に浮きが発生しやすい。本発明においては、折り曲げ部に欠落部が設けられているので、前記反力が粘着力より小さくなり、浮きの発生が抑制され、浮きが進行してラベルが剥がれることが抑制されている。
加えて、欠落部は、ラベルの基材層に設けられ、保護層には設けられていないので、電池パックが落下等した場合に、欠落部を起点としてラベルが裂けることが保護層により防止されている。

第２発明に係る電池パックは、第１発明において、前記欠落部は、前記折り曲げ部が延びる方向に、前記ラベルの端縁部と交わらない状態で、ミシン目状に設けられていることを特徴とする。

本発明においては、折り曲げ部が延びる方向に欠落部がミシン目状に設けられているので、折り曲げ部の全長に亘ってラベルが浮き、剥がれることが抑制されている。
また、ラベルはその端縁部に生じた切れ目を起点として裂けることが多いが、本発明においては、欠落部がラベルの端縁部と交わらないように設けられているので、ラベルが裂けることがさらに抑制されている。

第３発明に係る電池パックは、第１又は第２発明において、前記折り曲げ部が貼着される前記外装体の部分は曲面状をなし、前記欠落部は、前記部分に対応させて設けられていることを特徴とする。

本発明においては、折り曲げ部が貼着される外装体の部分が曲面状であり、該部分に対応するラベルの範囲内に欠落部が設けられているので、ラベルが浮くことがさらに良好に抑制されている。

第１発明によれば、ラベルの折り曲げ部に、基材層の厚み方向の一部又は全部が欠落した欠落部を複数並設しているので、ラベルが浮き、剥がれることが抑制されている。そして、欠落部を起点としてラベルが裂けることが保護層により防止されている。

第２発明によれば、折り曲げ部が延びる方向に、ラベルの端縁部と交わらない状態で、欠落部をミシン目状に設けているので、折り曲げ部の全長に亘って、ラベルが浮き、裂けることが良好に抑制されている。

第３発明によれば、折り曲げ部が貼着される外装体の部分が曲面状をなし、欠落部が前記部分に対応させて設けられているので、ラベルが浮くことがさらに良好に抑制されている。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る電池パック１を示す分解斜視図、図２はラベル４を示す平面図、図３はラベル４の構成を示す縦断面図、図４はラベル４を示す分解斜視図である。
電池パック１の電池コア２の素電池２１は角型平板状をなし、例えばリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池であり、正極及び負極をセパレータを介して巻回した電極群、並びに非水電解質を、アルミニウム又はアルミニウム合金製のケースに収納してなる。素電池２１の一側面には、絶縁板（図示せず）を介して負極端子（図示せず）が設けられ、これと対向する他側面には、リード取付板２１ａが設けられている。負極端子が設けられた部分以外の素電池２１の全体が正極（端子）とされる。

素電池２１の負極端子が設けられている前記一側面に隣接する側面には、両面粘着性の固定テープ（図示せず）が貼付されており、該固定テープには、保護回路部２２を支持した状態で、基板ホルダ２３の第１側板部２３ａが貼着されている。基板ホルダ２３の第２側板部２３ｂは、前記負極端子が設けられている前記一側面に当接されている。

保護回路部２２の基板２２ａの素電池２１と対向する面には、素電池２１の過充電又は過放電等を防止するための保護回路（図示せず）が設けられている。そして、基板２２ａの外面側には、外部へ電力を取り出し、また逆に充電のために外部から電力を取り込むための正負極と温度端子である外部出力端子２２ｂ，２２ｂ，２２ｂが金メッキにより設けられている。
第１リード板２２ｃにより、基板２２ａの電極と前記負極端子とが接続され、第２リード板２２ｄにより、基板２２ａの他方の電極と、リード取付板２１ａを介し素電池２１の他側面とが接続されている。

絶縁性を有する合成樹脂製のケース３は、保護回路部２２の外部出力端子２２ｂ，２２ｂ，２２ｂを露出させるための窓部３２ａ，３２ａ，３２ａが設けられた側板部３２と、これに対向する側板部３３と、これらに隣接する側板部３４，３４とが、底板部３１に周設された一面開口の箱体状をなしている。側板部３２，３３，３４，３４の開口縁部３２ｂ，３３ａ，３４ａ，３４ａは曲面状をなしている。

絶縁性を有するラベル４は、矩形状を有し、電池コア２の平面に貼着される平面部４１と、該平面部４１から垂下し、ケース３の側板部３４，３４，３２，３３に貼着される側部４２，４２，４３，４４，４４とからなる。
ラベル４の平面部４１と側部４２，４２，４３，４４，４４との境界部分、すなわちラベル４を電池コア２及びケース３に貼着するときに折り曲げられる折り曲げ部４２ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４４ａには、該折り曲げ部４２ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４４ａが延びる方向と交叉する方向（短手方向）の略中央部に、該折り曲げ部４２ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４４ａが延びる方向（長手方向）に沿って、ミシン目状に切り込み（欠落部）４ａ，４ａ，…が設けられている。

図３に示すように、ラベル４は、例えばＰＥＴ製の基部の裏面にアクリル系粘着剤を塗布してなる基材層４ｂの一部に、印刷により文字、図等を記録した記録層４ｃを形成してあり、該記録層４ｃ及び基材層４ｂを、例えばＰＰ製のラミネート材にアクリル系粘着剤を塗布してなる透明の保護層４ｄで覆って構成される。
図３及び図４に示すように、前記切り込み４ａ，４ａ，…は、前記基材層４ｂのみに設けられており、保護層４ｄには設けられていない。切り込み４ａ，４ａ，…は、基材層４ｂの下面まで達しないように、すなわち、切れ目として設けてもよいが、図３に示すように基材層４ｂの下面まで達するように設けた方が、ラベル４をケース３に貼着する際に、ラベル４の浮きがより抑制されるので好ましい。

切り込み４ａの平面視の長さ及び間隔は特に限定されるものではなく、また、該長さ及び間隔を一定にする必要はないが、該長さ及び間隔を一定にした方が、ラベル４をケース３に貼着する際に、折り曲げ部４２ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４４ａが延びる方向に均一にラベル４の浮きを抑制することができるので好ましい。
そして、切り込み４ａ，４ａ，…は、ラベル４の端縁部と交わらないように設けられている。
このラベル４の製造方法の一例として、台紙に基材層４ｂとなるシートを貼着し、所定位置に切り込み４ａ，４ａ，…を設けた後、基材層４ｂ上に、印刷により文字、図等を記録して記録層４ｃを形成し、保護層４ｄとなるシートを貼着した後、ラベル４，４，…を切り出す方法が挙げられる。

前記電池コア２は、外部出力端子２２ｂ，２２ｂ，２２ｂが窓部３２ａ，３２ａ，３２ａから露出する状態で、ケース３に収納される。そして、前記ラベル４の平面部４１を電池コア２の露出面に貼付し、窓部３２ａ，３２ａ，３２ａを露出させた状態で、側部４２，４２，４３，４４，４４を、ケース３の側板部３４，３４，３２，３３に沿わせて貼着することで、電池パック１が得られる。

図５は、ラベル４がケース３に貼着された状態を示す一部側面図である。
ラベル４は、折り曲げ部４２ａがケース３の曲面状の開口縁部３４ａに沿って折り曲げられた状態で、ケース３に貼着されている。ラベル４の切り込み４ａは、上述したように、開口縁部３４ａに対応する折り曲げ部４２ａの範囲Ｌの略中央部に設けられている。切り込み４ａは該範囲Ｌ内に設ける必要がある。

以上のように構成された本実施の形態の電池パック１においては、ラベル４の折り曲げ部４２ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４４ａが延びる方向にミシン目状に切り込み４ａ，４ａ…が設けられているので、ラベル４をケース３に貼着するときに、折り曲げ部４２ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４４ａの全長に亘って、弾性による反力が粘着力より小さくなっており、浮きの発生が抑制され、ラベル４が剥がれることが抑制されている。そして、切り込み４ａは、ラベル４の基材層４ｂに設けられ、保護層４ｄには設けられていないので、電池パック１が落下等した場合に、切り込み４ａを起点としてラベル４が裂けることが保護層４ｄにより食い止められている。

なお、前記実施の形態１においては、切り込み４ａ，４ａ，…がラベル４の端縁部と交わらないように設けた場合につき説明しているがこれに限定されるものではない。但し、切り込み４ａ，４ａ，…がラベル４の端縁部と交わらないようにした方が、ラベル４に裂け目が生じるのがさらに良好に抑制される。

実施の形態２．
図６は、本発明の実施の形態２に係る電池パックのラベル４を示す一部平面図である。
本実施の形態に係る電池パックは、ラベル４の折り曲げ部に、切り込み４ｅ，４ｅ，…が該折り曲げ部が延びる方向と交叉する方向に２列設けられている点が、実施の形態１に係る電池パック１と異なる。
本実施の形態においては、ミシン目状をなす切り込み４ｅ，４ｅ，…が前記方向に２列設けられているので、浮きが生じることがさらに良好に抑制され、ラベル４が剥がれることがさらに良好に抑制されている。

実施の形態３．
図７は、本発明の実施の形態３に係る電池パックのラベル４を示す一部平面図である。
本実施の形態に係る電池パックは、ラベル４の折り曲げ部に、切り込み４ｆ，４ｆ，…が該折り曲げ部が延びる方向に所定角度傾いた状態で設けられている点が、実施の形態１に係る電池パック１と異なる。
本実施の形態においては、切り込み４ｆ，４ｆ，…が前記方向に所定角度傾いた状態で設けられているので、ケース３の開口縁部の短手方向のより広い範囲に対応してラベル４の浮きの発生を抑制することができる。

実施の形態４．
図８は、本発明の実施の形態４に係る電池パックのラベル４を示す一部平面図である。
本実施の形態に係る電池パックは、ラベル４の切り込み４ｇ，４ｇ，…が、ラベル４の折り曲げ部が延びる方向に沿って、ハの字状に設けられている点が、実施の形態１に係る電池パック１と異なる。
本実施の形態においては、切り込み４ｆ，４ｆ，…が前記方向に所定角度傾いた状態で設けられているので、ケース３の開口縁部の短手方向のより広い範囲に対応してラベル４の浮きの発生を抑制することができる。

以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
［実施例］
実施の形態１に係る電池パック１につき、基材層４ｂ及び保護層４ｄの厚みがそれぞれ４５μｍ（うち粘着剤層の厚みが各２０μｍ）であるラベル４を用いて、実施例の電池パック１を作製した。この実施例のラベル４は、切り込み４ａの平面視の長さを１．０ｍｍ、切り込み４ａ，４ａ間の間隔を１．０ｍｍとし、側部４２，４２，４３，４４，４４の中央部側で切り込み４ａの長さ又は間隔を０．７ｍｍ又は１．１ｍｍにすることで調整し、切り込み４ａの端部とラベル４の端縁部との距離を１．０ｍｍに設定して作製した。この切り込み４ａ，４ａ，…は、折り曲げ部４２ａ，４２ａ，４３ａ，４４ａ，４４ａの短手方向の中央部に、基材層４ｂのみを貫通する状態で設けた。

［比較例１］
比較例１の電池パックは、図１０に示したラベル１４のように、切り込み１４ａがラベル１４の厚み方向に、基材層１４ｂ、記録層１４ｃ及び保護層１４ｄを貫通する状態で設けられたラベルを用いて作製した。この比較例１の切り込みは、ラベルの折り曲げ部の短手方向の中央部に設けた。

［比較例２］
比較例２においては、電池パック１のラベル４の切り込み４ａの位置を、平面部４１側の、図５に示す折り曲げ部４２ａの範囲Ｌを越える位置に変えてラベルを作製し、これを用いて電池パックを作製した。なお、比較例２のラベルの切り込みは、ラベルの端縁部にはかからない状態で設けた。

電池パックを落下させた場合にラベルに裂け目が発生するか否かを確認し、また、長時間放置時にラベルに浮きが発生するか否かを確認するために、以下の試験（１）及び試験（２）を行った。その結果について説明する。
［試験（１）］
まず、実施例の電池パック１及び比較例１の電池パックを各３個作製した。
試験（１）は、コンクリート上に、各面（六面）を下に向けた状態で電池パックを１．５ｍの高さから落下させるのを１サイクルとして、各電池パックにつき、ラベルに裂け目が生じるまで繰り返し、裂け目が生じていない場合は１０サイクルまで繰り返した。その結果を下記の表１に示す。表１において、ラベルに裂け目が生じた場合を×とし、裂け目が生じていない場合を○としている。

表１より、ラベル４の切り込み４ａが基材層４ｂのみに設けられている実施例の場合、試験を１０サイクル繰り返してもラベル４に裂け目が生じなかったのに対し、ラベルの切り込みが保護層を貫通する状態で設けられている比較例１の場合、ラベルに裂け目が生じたことが分かる。比較例１のラベルは、切り込みがラベルの端縁部にかかっている部分を起点として裂けていた。
以上より、ラベル４の切り込み４ａを基材層４ｂのみに設けることで、保護層４ｄによりラベル４が裂けることが防止されることが確認された。

［試験（２）］
まず、実施例の電池パック１及び比較例２の電池パックを各３個作製した。
試験（２）は、温度４０℃、湿度９５％の条件で、各電池パックを恒温槽内に９０日間放置し、１０日毎に、ラベルに浮き（剥がれ）が発生しているか否かを観察することにより実施した。その結果を下記の表２に示す。表２において、ラベルの浮きが全く生じていない場合を○とし、浮きが発生している場合、浮きが発生している範囲を、ラベル側部の短手方向の長さで表し、「小」、「中」及び「大」の３段階で示している。

表２より、切り込み４ａが折り曲げ部の略中央部に設けられている実施例の場合、９０日経過してもラベル４に浮きが発生しなかったのに対し、切り込みが前記範囲Ｌを越えて設けられた比較例２の場合、１０日間の放置でラベルが浮き、次第に浮きの範囲が拡がっていることが分かる。
以上より、ラベル４の切り込み４ａをケース３の開口縁部の曲面に対応する前記範囲Ｌ内に設けることにより、ラベル４の浮きの発生が抑制され、浮きがラベル４の端部側に進行して剥がれることが抑制されていることが確認された。

なお、前記実施の形態１乃至４においては、電池パック１の電池コア２が箱体状のケース３に収納される場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、電池コア２の四側面にコの字状をなす２個の外装枠を嵌め合わせ、ラベルを電池コアの平面に貼付した上で、外装枠に沿わせ、電池コアの裏面に至るように覆って構成するものであってもよい。この場合、電池コアの裏面と外装枠との境界に対応するラベルの折り曲げ部にも、保護層に至らない切り込みを、該折り曲げ部の長手方向に沿ってミシン目状に設けるのが好ましい。
また、前記実施の形態１乃至４においては、素電池２１がリチウムイオン二次電池である場合につき説明しているがこれに限定されるものではなく、ニッケル・水素二次電池、ニッケル・カドミウム二次電池等の他の二次電池であってもよい。

本発明の実施の形態１に係る電池パックを示す分解斜視図である。 ラベルを示す平面図である。 ラベルの構成を示す縦断面図である。 ラベルを示す分解斜視図である。 ラベルがケースに貼着された状態を示す一部側面図である。 本発明の実施の形態２に係る電池パックのラベルを示す一部平面図である。 本発明の実施の形態３に係る電池パックのラベルを示す一部平面図である。 本発明の実施の形態４に係る電池パックのラベルを示す一部平面図である。 特許文献１の電池パックに用いられるラベルを示す平面図である。 ラベルの構成を示す縦断面図である。 ラベルの他の構成を示す縦断面図である。

符号の説明

１ 電池パック
２ 電池コア
２１ 素電池
２１ａ リード取付板
２２ 保護回路部
２２ａ 基板
２２ｂ 外部出力端子
２２ｃ 第１リード板
２２ｄ 第２リード板
２３ 基板ホルダ
２３ａ 第１側板部
２３ｂ 第２側板部
３ ケース
３１ 底板部
３２、３３、３４ 側板部
３２ｂ、３３ａ、３４ａ 開口縁部
４ ラベル
４ａ、４ｅ、４ｆ、４ｇ 切り込み
４ｂ 基材層
４ｃ 記録層
４ｄ 保護層
４１ 平面部
４２、４３、４４ 側部
４２ａ、４３ａ、４４ａ 折り曲げ部

Claims (3)

1. 二平面及び四側面を有する直方体状をなす素電池と、
   該素電池の少なくとも四側面を覆う外装体と、
   基材層、及び該基材層の一面に貼着される保護層を含んでなり、前記素電池の平面と側面との境界部分で折り曲げられる折り曲げ部を有し、前記素電池及び外装体の一部又は全部に貼着されるラベルと
   を備える電池パックにおいて、
   前記ラベルの折り曲げ部には、前記保護層との境界面を越えない状態で、前記基材層の厚み方向の一部又は全部が欠落した欠落部が複数並設されていることを特徴とする電池パック。
2. 前記欠落部は、前記折り曲げ部が延びる方向に、前記ラベルの端縁部と交わらない状態で、ミシン目状に設けられている請求項１に記載の電池パック。
3. 前記折り曲げ部が貼着される前記外装体の部分は曲面状をなし、前記欠落部は、前記部分に対応させて設けられている請求項１又は２に記載の電池パック。

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