JPH0896793A

JPH0896793A - 二次電池とこの二次電池が装着される電気機器

Info

Publication number: JPH0896793A
Application number: JP6226310A
Authority: JP
Inventors: Toyoji Machida; 豊治町田; Mitsunori Hara; 満紀原; Satoru Fukuoka; 悟福岡; Masamune Ooki; 雅統大木
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-09-21
Filing date: 1994-09-21
Publication date: 1996-04-12

Abstract

(57)【要約】【目的】同じ外形の一次電池と区別して使用でき、一
次電池を二次電池と間違って充電するのを防止する。、
一次電池と直列接続して過放電されるのを防止する。【構成】二次電池は、上端に端部電極２を、側面に側
部電極１を有し、底面を絶縁している。二次電池を装着
する電気機器である充電器は、二次電池の端部電極２と
側部電極１に充電端子６を接続して充電する。二次電池
と一次電池とを電源に使用する電気機器は、一次電池と
二次電池を装着する電池室７に、二次電池の端部電極２
と側部電極１とに接触される負荷端子８と、一次電池の
端部電極２に接続される負荷端子８とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、独得の端子形状をして
いる二次電池と、この二次電池を装着する充電器や負荷
となる電気器機に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在最も一般的に使用されている一次電
池は円筒型で、上端の封口板に突起を設けて＋極とし、
金属ケースの底面を−極としている。このタイプの一次
電池は、すでに単１〜単５電池として普及しており、多
くの機器で用いられている。ところが、携帯用機器で、
比較的多くの電気量を要するものについては、充放電で
きる二次電池が使用される。二次電池は何回も繰り返し
充電して再使用できるので、経済的に使用できる。

【０００３】二次電池を内蔵する携帯用機器は経済的に
使用できるが、二次電池を放電した状態では使用できな
い。緊急時には、二次電池を放電してしまっても使用で
きるように、二次電池に代わって、一次電池を用いるこ
とができれば使用範囲を広げて便利に使用できる。この
電気器機は、一次電池と同形状の二次電池を使用できる
ように設計すると、二次電池を装着する電池室に、二次
電池に代わって一次電池を装着することができる。この
構造にすると、二次電池と一次電池とを別々に装着する
電池室を設ける必要がなく、携帯用機器の電池室を小さ
くして二次電池と一次電池の両方を電源に使用できる。
しかしながら、この構造にすると、二次電池と一次電池
との区別ができないので、二次電池に代わって装着され
る一次電池を誤って充電する恐れがでてくる。

【０００４】二次電池に代わって装填される一次電池の
誤充電を防止する技術が、アメリカ特許第3,506,902号
公報に記載される。この公報に記載される二次電池は、
図１に示すように、金属ケースの側面に側部電極１を設
けている。二次電池の充電は側部電極１から行い、放電
は両端に設けた端部電極２から行うようにしている。充
電回路３は上端の端部電極２と側部電極１に接続され、
負荷４は両端の端部電極２に接続される。このようにす
ると、二次電池と一次電池の両方を電源として使用し
て、二次電池のみを充電し、一次電池が間違って充電さ
れることはない。したがって、一次電池と二次電池とを
理想的な状態で使用できる特長がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この構造の二次電池
は、複数本の電池を直列に接続して使用するときに、両
端に端部電極のある一次電池と混在して使用できる。し
かしながら、一次電池と直列に接続して使用すると、二
次電池が過放電されて電池性能が著しく低下してしまう
弊害がある。それは、外形が同じである二次電池は、一
次電池よりも小容量となっていることが理由である。

【０００６】二次電池は、過放電されると、電池内部で
電解液の分解によるガス発生等が起こり、電池の劣化あ
るいは漏液などによって電池性能が著しく低下する。こ
のため、二次電池と一次電池の両方を電源として使用で
きる電気器機は、二次電池を過放電しないようにするこ
とが大切である。

【０００７】本発明のさらにこのことを実現することを
目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、同じ
外形の一次電池と区別して使用でき、一次電池を二次電
池と間違って充電するのを有効に阻止できると共に、一
次電池と直列接続して過放電されることのない二次電池
と、この二次電池が装着される電気器機とを提供するに
ある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の二次電池は、前
記の目的を達成するために下記の構成を備える。本発明
の二次電池は、端部と側面とに電極を有する二次電池を
改良したもので、上端に端部電極２を、側面に側部電極
１を有し、底面を絶縁して一次電池とは直列に使用でき
ない構造となっている。

【０００９】さらに、本発明の請求項２に記載の二次電
池は、正負いずれか一方の極を構成する端部電極２のあ
る封口蓋と、他方の極の端子を兼ねる金属ケース５とを
備え、金属ケース５は底面を絶縁すると共に、側面に非
絶縁部分があって側部電極１としている。

【００１０】さらに本発明の請求項３に記載される二次
電池は、側面に二つの側部電極１を設けている。

【００１１】さらにまた、本発明の請求項４に記載され
る二次電池とこの二次電池を装着する電気器機は、二次
電池の底面を絶縁し、二次電池の上端に端部電極２を、
側面に側部電極１を設けている。電気器機は、二次電池
の端部電極２と側部電極１に接続される充電端子６を備
える。

【００１２】また、本発明の請求項５に記載される二次
電池とこの二次電池が装着される電気器機は、二次電池
の底面を絶縁し、二次電池の上端に端部電極２を、側面
に側部電極１を設けている。電気器機は、二次電池と、
この二次電池と同じ外形で側面が絶縁されて両端に端部
電極２を有する一次電池の両方を装着する電池室７を有
し、電池室７には、電池室７に装着される二次電池の端
部電極２と側部電極１とに接触される負荷端子８と、電
池室７に装着される一次電池の両端に設けられる端部電
極２に接続される負荷端子８とを設けている。

【００１３】

【作用】本発明の請求項１と請求項２に記載する二次電
池は、底面を絶縁して側面に側部電極１を、一端に端部
電極２を設けている。この構造の二次電池は、一次電池
と混在して直列に装着しても、底面が絶縁されているの
で、一次電池に電気接続されることがない。このため、
一次電池と混在して過放電されることがない。

【００１４】さらに、本発明の請求項４に記載される二
次電池とその充電器である電気器機とは、二次電池の端
部電極２と側部電極１とに充電端子６を接続して充電す
るので、誤って一次電池を充電することがない。

【００１５】さらにまた、本発明の請求項５に記載され
る二次電池が装着される電気器機は、二次電池と一次電
池の両方を装着できる電池室７があり、この電池室７に
二次電池を装着すると、負荷端子８が端部電極２と側部
電極１に接続され、電池室７に一次電池を装着すると、
負荷端子８が端部電極２に接続されるようになってい
る。このため、一次電池と二次電池の両方を同じ電池室
７に装着して、便利に使用できる特長がある。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための二次電池と電気器機とを例示するも
のであって、本発明は二次電池と電気器機とを下記のも
のに特定しない。

【００１７】さらに、この明細書は、特許請求の範囲を
理解し易いように、実施例に示される部材に対応する番
号を、「特許請求の範囲の欄」、「作用の欄」、および
「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付
記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、
実施例の部材に特定するものでは決してない。

【００１８】図２に示す二次電池は、全体の形状を円筒
状としている。この二次電池は、円筒状の金属ケースに
電極（図示せず）を挿入し、金属ケース上端の開口部を
円板状の封口板で閉塞して製造される。ただ、本発明は
二次電池の外形を円筒状に特定しない。二次電池は角型
電池とすることもできる。

【００１９】二次電池は、金属ケースの底面を絶縁し
て、側面の対向する２ヶ所に非絶縁部分を設けている。
非絶縁部分は金属ケース５を外部に表出させる部分であ
って、この部分で側部電極１を構成している。図に示す
二次電池は、金属ケース５を−極としている。このた
め、側部電極１は−極となる。＋極は封口板に固定され
た端部電極２で構成される。

【００２０】二次電池は、図３に示すようにして下記の
工程で製造される。電極を挿入し、電解液を充填し、開口部を閉塞した
金属ケース５に、シュリンクタックラベル９を巻き付け
る。シュリンクタックラベル９は、加熱すると収縮する
熱収縮性のシート材である。シュリンクタックラベル９
で金属ケース５を被覆するとき、金属ケース５の底と封
口板の上面とに絶縁板１０を装着する。絶縁板１０は、
金属ケース５と封口板に接着され、あるいはシュリンク
タックラベル９を介して金属ケース５の上下に固定され
る。金属ケース５の底と封口板とを被覆する絶縁板１０
は、底と封口板の外形にほぼ等しい円板状である。ただ
し、二次電池を角型電池とするときは、絶縁板を底と封
口板の外形にほぼ等しい角形とする。封口板を覆う絶縁
板１０は、端部電極２を突出させる貫通孔１８を開口し
ている。金属ケース５の底を覆う絶縁板１０は、二次電
池の方向を特定する凸条１１を設けている。凸条１１に
代わって、シュリンクタックラベルに矢印等の符号を印
刷し、これを器機側のマークに合わせることによって、
二次電池を定位置に装着できる。

【００２１】シュリンクタックラベル９の両端を加
熱して収縮させる。収縮するシュリンクタックラベル９
は、金属ケース５の底と封口板の表面に密着する。金属
ケース５に密着されるシュリンクタックラベル９は、図
３に示すように、貫通孔１２を設けている。貫通孔１２
は金属ケース５の一部を非絶縁状態として外部に表出さ
せる。非絶縁部分が側部電極１となるので、シュリンク
タックラベル９の貫通孔１２によって、二次電池の側面
に側部電極１が設けられる。貫通孔１２は、二次電池側
面の対向する位置に側部電極１を設ける位置に開口され
ている。

【００２２】図４の正面図と、図５の底面図に示すよう
に、底の絶縁板１０に凸条１１を設けた二次電池は、凸
条１１の両側に位置して側部電極１を配設する。この構
造の二次電池は、底の絶縁板１０に設けた凸条１１で、
電池室に装着する方向を特定できる。凸条１１でもって
二次電池の装着方向を特定するために、電池室には、絶
縁板１０の凸条１１を嵌入する溝（図示せず）が設けら
れる。電池室の溝に絶縁板１０の凸条１１を嵌入して、
二次電池は電池室に特定の姿勢で装着される。二次電池
は、凸条１１の両側に側部電極１を配設しているので、
電池室には、凸条１１を嵌入した二次電池の側部電極１
に接触する位置に、充電端子６や負荷端子８を配設す
る。さらに、この二次電池は、封口板に設けられる端部
電極２を図６に示すように、細長い形状として、電池室
７に装着する二次電池の方向を特定することもできる。
細長い端部電極２は、絶縁板１０の凸条１１と平行な方
向に延長される。

【００２３】図２と図４に示す二次電池は、図７に示す
ように電気器機の電池室７に装着される。この図の電気
器機は充電回路３も内蔵する。電気器機は、二次電池を
脱着自在に装着する電池室７を有する。電池室７は、こ
こに装着される二次電池の端部電極２と側部電極１とに
接触する充電端子６を有する。充電端子６は弾性金属で
ある。充電端子６は電池室７に表出されて、ここに装着
される二次電池の端部電極２と側部電極１に接触して電
気接続される位置に配設されている。

【００２４】図７に示す電気器機は、充電回路３と負荷
４の両方を内蔵する。ただし、電気器機は、図示しない
が、充電回路のみを内蔵し、あるいは、負荷のみを内蔵
するものもある。負荷４は、負荷端子８を介して二次電
池の端部電極２と側部電極１に接続される。負荷端子８
は充電端子６と同じように、弾性変形できる金属板であ
る。この図に示す電気器機は、電池の＋極である端部電
極２に接続される充電端子６を負荷端子８に併用してい
る。電池の−極に接続される負荷端子８は、二次電池の
側部電極１に接続される位置に配設されている。さら
に、この図の電気器機は、二次電池に代わって一次電池
も使用するので、電池の−極に接続される負荷端子８は
一次電池の−極である端部電極２にも接続される位置に
も配設されている。すなわち、負荷端子８は、二次電池
及び一次電池の端部電極２と、二次電池の側部電極１
と、一次電池の端部電極２に接続される位置に配設され
ている。

【００２５】図７に示す電気器機は、電池室７に二次電
池を装着すると、二次電池の端部電極２と側部電極１が
充電回路３と負荷４に接続される。電池室７に一次電池
を装着すると、両端の端部電極２を負荷４に接続する。
一次電池は側部電極がないので、充電回路３には接続さ
れない。したがって、一次電池と二次電池の両方を電池
室７に装着して、負荷４に電力を供給できる。充電回路
３は二次電池にのみ接続されるので、二次電池を充電し
て一次電池を充電しない。

【００２６】図８に示す電気器機は、側部電極１を検出
して二次電池と一次電池とを識別する。充電回路３は、
電池室７に二次電池が装着されたときに限って電池を充
電する。一次電池は充電しない。電池室７に装着される
電池が二次電池であるかどうかを検出するために、ふた
つの検出端子１３を備える。検出端子１３は、電池室７
に表出して、二次電池の側部電極１に接触する位置に配
設されている。電池室７に二次電池が装着されると検出
端子１３が短絡される。一次電池は側部電極がないので
検出端子１３を短絡しない。検出端子１３が短絡される
と、充電回路３と二次電池の−極との間に接続されたス
イッチング素子であるＦＥＴ１４がオン状態に制御され
る。スイッチング素子には、ＦＥＴに代わってトランジ
スターなどのスイッチング素子が使用できる。充電回路
３を二次電池に接続するＦＥＴ１４は、制御用ＦＥＴ１
５に接続されて検出端子１３が短絡されたときにオン状
態となる。検出端子１３を短絡しない一次電池は、スイ
ッチング素子であるＦＥＴ１４をオン状態にできず、充
電されることはない。

【００２７】電気器機は、複数本の電池を直列に接続す
る電池室を内蔵するものがある。図９は、３本の二次電
池または一次電池を装着する電気器機を示す。この図の
電気器機は、３本の二次電池と一次電池とを直列に接続
して使用する。充電回路３は、３本の二次電池を直列に
接続して充電する。充電回路３は３本の二次電池が電池
室７に装着されたことを検出して二次電池を充電する。
電池室７に、二次電池と一次電池が混在して装着され、
あるいは３本の一次電池が装着された状態では、充電回
路３は電池を充電しない。充電回路３は、電池室７に装
着された電池が全て二次電池であるかどうかを検出する
制御回路１６で充電状態が制御される。制御回路１６
は、端部電極２と側部電極１に接触する充電端子６の電
圧（Ｅ1、Ｅ2、Ｅ3）を検出し、全ての二次電池から電
池電圧が入力されたときに限って電池室７に装着された
電池を充電する。一次電池は側部電極がないので、電池
室７に一次電池が装着されると、電池電圧は制御回路１
６に入力されなくなる。制御回路１６は充電回路３を制
御して、全ての電池から電池電圧が入力されたときに限
って電池室７の電池を充電する。このため、電池室７に
一次電池が混在して装着され、あるいは一次電池のみが
装着されると、充電回路３は装着された電池を充電しな
い。このため、一次電池を間違って充電することがな
い。

【００２８】図９の電気器機は、電池室７に装着される
二次電池の電圧を検出して充電状態を制御する。充電回
路は、二次電池の側部電極を検出して充電状態を制御す
ることもできる。図１０は、二次電池の側部電極１を検
出して充電状態を制御する電気器機の回路図である。こ
の図の制御回路１６は、二次電池の側部電極１に接触さ
れる検出端子１３を接続している。検出端子１３は、各
々の二次電池に側部電極１に二つ接触する位置に配設さ
れている。電池室７に側部電極１のある二次電池が装着
されると、二つの検出端子１３は短絡される。電池室７
に側部電極１のある二次電池が装着されると、３組の検
出端子１３は短絡される。制御回路１６は全ての組の検
出端子１３が短絡されるときに限って、電池室７の電池
を充電するように充電回路３を制御する。したがって、
電池室７に１本でも一次電池が装着されると、充電回路
３は電池室７の電池を充電しない。

【００２９】図９と図１０に示す電気器機は、電池室７
の二次電池に直列に接続されるスイッチング部材１７を
備える。スイッチング部材１７は、二次電池を直列に接
続するために、二次電池の側部電極１と端部電極２の間
に接続され、さらに、最下段の二次電池の側部電極１と
直列に接続されている。スイッチング部材１７は、電池
室７に装着される電池が全て二次電池であるときにオン
となる。電池室７に一次電池が装着されるとオフにな
る。二次電池はスイッチング部材１７を介して直列に接
続されるが、負荷４に電力を供給するときと、充電する
ときでは、スイッチング部材１７に流れる電流の方向が
逆になる。したがって、スイッチング部材１７は双方向
に電流を流すことができる部材、たとえばリレーや双方
向性の半導体スイッチング素子を使用する。

【００３０】スイッチング部材１７は、制御回路１６で
オンオフにスイッチングされる。制御回路１６は、電池
室７に装着される直列が全て二次電池であるときに限っ
てスイッチング部材１７をオン状態とする。電池室７に
一次電池が混在して装着されるとき、あるいは全ての電
池が一次電池であるとき、制御回路１６はスイッチング
部材１７をオフ状態とする。

【００３１】制御回路１６は、電池室７に装着される二
次電池の電池電圧を検出し、あるいは検出端子１３の短
絡を検出して、電池室７の電池が二次電池であるかどう
かを判定する。電池室７の電池が全て二次電池である
と、スイッチング部材１７をオン状態とし、電池室７に
一次電池があるとスイッチング部材１７をオフ状態にす
る。このため、電池室７に、二次電池と一次電池が混在
して装着されると、電池は放電されなくなる。電池室７
に装着される電池が全て一次電池であると、一次電池は
端部電極２を介して直列に接続されて一次電池が負荷４
に電力を供給する。また、電池室７の電池が全て二次電
池であると、スイッチング部材１７がオン状態になっ
て、二次電池を直列に接続して負荷４に電力を供給す
る。

【００３２】さらに、電気器機は、図１１に示すよう
に、スイッチング部材１７を接続する電池が二次電池で
あるかどうかを別々の制御回路１６で検出して、スイッ
チング部材１７をオンオフ制御することもできる。この
図に示す制御回路１６は、直列に接続される二次電池の
端部電極２と側部電極１の電圧を検出して、スイッチン
グ部材１７をオンオフに制御する。図１１において上方
の制御回路１６は、二次電池の電圧Ｅ1とＥ2が入力され
るときに上方のスイッチング部材１７をオン、下方の制
御回路１６はＥ2とＥ3が入力されるときに中間と下方の
スイッチング部材１７をオンとする。制御回路１６は、
一方あるいは両方の入力端子に二次電池の電圧が入力さ
れないときに、スイッチング部材１７をオフとする。側
部電極１のある二次電池が電池室７に装着されると、二
次電池の電圧が制御回路１６に入力される。電池室７に
一次電池が装着されると、一次電池には側部電極がない
ので、制御回路１６に電池電圧が入力されず、制御回路
１６はスイッチング部材１７をオフ状態とする。したが
って、一次電池は端部電極２を介して直列に接続される
が、二次電池の側部電極１に接続されることはない。こ
の図に示す制御回路１６は、端部電極２と側部電極１の
間の電圧を検出して、電池室７に装着される電池が二次
電池かどうかを判定する。図示しないが、図８と図１０
に示すように、二次電池の側部電極１に接触される検出
端子１３で、電池室の電池が二次電池であるかどうかを
判定しスイッチング部材を制御することもできる。

【００３３】図９ないし図１１に示す電気器機は、電池
室７に二次電池のみを装着すると、スイッチング部材１
７がオンとなって二次電池から電力が負荷４に供給さ
れ、また、充電回路３は二次電池を充電する。電池室７
に一次電池を混在して装着すると、制御回路１６はスイ
ッチング部材１７をオフ状態として電池を接続しない。
したがって、この状態では電池から負荷４に電力が供給
されず、また充電されることもない。電池室７に装着す
る電池が全て一次電池であると、端部電極２を介して電
池が直列に接続されて負荷４に電力を供給する。しかし
ながら、制御回路１６が充電回路３を制御して電池を充
電することはない。したがって、一次電池を間違って充
電することがない。

【００３４】図９ないし図１１に示す電気器機は、電池
室７に３本の電池を装着している。ただ、本発明の電気
器機は、電池室に２本の電池を装着することも、また、
４本以上の電池を装着することもできる。電池室に複数
本の電池を電池に装着する電気器機は、図９ないし図１
１に示すように、スイッチング部材１７を介して二次電
池の端部電極２と側部電極１とを接続し、スイッチング
部材１７を二次電池であるかどうかを判定する制御回路
１６で制御する。制御回路１６は二次電池であるときに
スイッチング部材１７をオン状態とし、二次電池を電池
に接続して放電し、また充電する。

【００３５】

【発明の効果】本発明の二次電池は、上端に端部電極
を、側部に側部電極を設けて、底面を絶縁している。こ
の構造の二次電池は、両端に端部電極のある一次電池と
区別して、端部電極と側部電極から負荷に電力を供給
し、また放電することができる。このため、本発明の二
次電池は、同じ外形の一次電池と区別して充電すること
ができる特長がある。とくに、本発明の二次電池は、端
部電極と側部電極とを設けると共に、底面を絶縁する独
得の構造をしている。底面を絶縁する本発明の二次電池
は、同じ外形の一次電池と直列に配設しても、一次電池
に接続されることがない。それは、一次電池は端部電極
を接続して直列に連結するようになっているからであ
る。このため、本発明の二次電池は、従来の側部電極の
ある二次電池のように、一次電池と直列に接続されて放
電されることがなく、一次電池よりも容量の小さい二次
電池が過放電されて、電池内部で電解液が分解してガス
が発生等が起こり、電池の劣化あるいは漏液などによっ
て電池性能が著しく低下するのを有効に防止できる特長
がある。

【００３６】さらに本発明の請求項３に記載する二次電
池は、側面に二つの側部電極を設けてるので、一方の側
部電極を負荷に、他方の側部電極を充電回路に接続する
ことができる。このように接続すると、簡単な充電回路
で、二次電池と一次電池とを区別して二次電池のみを充
電するようにできる。さらに、二つの側部電極に検出端
子を接続することによって、簡単な回路で、側部電極の
ある二次電池であるかどうかを判定することもできる。

【００３７】さらに本発明の請求項４に記載する二次電
池とこの二次電池を装着する電気器機は、底面を絶縁し
ている二次電池の端部電極と側部電極に充電端子を接続
して充電するので、側部電極のある二次電池のみを充電
し、両端に端部電極の一次電池を充電することがない。
充電器を電池の底部に接続することく、一次電池では絶
縁されている電池の側部に設けた側部電極に接続して充
電するからである。

【００３８】さらにまた、本発明の請求項５に記載する
二次電池とこの二次電池を装着する電気器機は、同じ外
形の二次電池と一次電池を装着する電池室を有すると共
に、電池室には、二次電池の端部電極及び側部電極に接
続される放電端子と、一次電池の端部電極に接続される
放電端子を設けている。このため、緊急時には、二次電
池に代わって一次電池を装着して、電気器機を使用でき
る特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】側部電極のある従来の二次電池の使用状態を示
す回路図

【図２】本発明の実施例にかかる二次電池の側面図

【図３】図２に示す二次電池の製造過程を示す側面図

【図４】本発明の他の実施例の二次電池を示す側面図

【図５】図４に示す二次電池の底面図

【図６】図４に示す二次電池の平面図

【図７】本発明の実施例にかかる二次電池と二次電池が
装着される電気器機の回路図

【図８】本発明の他の実施例にかかる二次電池と二次電
池が装着される電気器機の回路図

【図９】さらに本発明の他の実施例にかかる二次電池と
二次電池が装着される電気器機の回路図

【図１０】さらにまた本発明の他の実施例にかかる二次
電池と二次電池が装着される電気器機の回路図

【図１１】さらにまた本発明の他の実施例にかかる二次
電池と二次電池が装着される電気器機の回路図

【符号の説明】

１…側部電極２…端部電極３…充電回路４…負荷５…金属ケース６…充電端子７…電池室８…負荷端子９…シュリンクタックラベル１０…絶縁板１１…凸条１２…貫通孔１３…検出端子１４…ＦＥＴ１５…制御用ＦＥＴ１６…制御回路１７…スイッチング部材１８…貫通孔

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年３月１７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】明細書

【発明の名称】二次電池とこの二次電池が装着さ
れる電気機器

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、独得の端子形状をして
いる二次電池と、この二次電池を装着する充電器や負荷
となる電気機器に関するものである。

【０００２】

【０００３】二次電池を内蔵する携帯用機器は経済的に
使用できるが、二次電池を放電した状態では使用できな
い。緊急時には、二次電池を放電してしまっても使用で
きるように、二次電池に代わって、一次電池を用いるこ
とができれば使用範囲を広げて便利に使用できる。この
電気機器は、一次電池と同形状の二次電池を使用できる
ように設計すると、二次電池を装着する電池室に、二次
電池に代わって一次電池を装着することができる。この
構造にすると、二次電池と一次電池とを別々に装着する
電池室を設ける必要がなく、携帯用機器の電池室を小さ
くして二次電池と一次電池の両方を電源に使用できる。
しかしながら、この構造にすると、二次電池と一次電池
との区別ができないので、二次電池に代わって装着され
る一次電池を誤って充電する恐れがでてくる。

【０００５】

【０００６】二次電池は、過放電されると、電池内部で
電解液の分解によるガス発生等が起こり、電池の劣化あ
るいは漏液などによって電池性能が著しく低下する。こ
のため、二次電池と一次電池の両方を電源として使用で
きる電気機器は、二次電池を過放電しないようにするこ
とが大切である。

【０００７】本発明のさらにこのことを実現することを
目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、同じ
外形の一次電池と区別して使用でき、一次電池を二次電
池と間違って充電するのを有効に阻止できると共に、一
次電池と直列接続して過放電されることのない二次電池
と、この二次電池が装着される電気機器とを提供するに
ある。

【０００８】

【００１１】さらにまた、本発明の請求項４に記載され
る二次電池とこの二次電池を装着する電気機器は、二次
電池の底面を絶縁し、二次電池の上端に端部電極２を、
側面に側部電極１を設けている。電気機器は、二次電池
の端部電極２と側部電極１に接続される充電端子６を備
える。

【００１２】また、本発明の請求項５に記載される二次
電池とこの二次電池が装着される電気機器は、二次電池
の底面を絶縁し、二次電池の上端に端部電極２を、側面
に側部電極１を設けている。電気機器は、二次電池と、
この二次電池と同じ外形で側面が絶縁されて両端に端部
電極２を有する一次電池の両方を装着する電池室７を有
し、電池室７には、電池室７に装着される二次電池の端
部電極２と側部電極１とに接触される負荷端子８と、電
池室７に装着される一次電池の両端に設けられる端部電
極２に接続される負荷端子８とを設けている。

【００１３】

【００１４】さらに、本発明の請求項４に記載される二
次電池とその充電器である電気機器とは、二次電池の端
部電極２と側部電極１とに充電端子６を接続して充電す
るので、誤って一次電池を充電することがない。

【００１５】さらにまた、本発明の請求項５に記載され
る二次電池が装着される電気機器は、二次電池と一次電
池の両方を装着できる電池室７があり、この電池室７に
二次電池を装着すると、負荷端子８が端部電極２と側部
電極１に接続され、電池室７に一次電池を装着すると、
負荷端子８が端部電極２に接続されるようになってい
る。このため、一次電池と二次電池の両方を同じ電池室
７に装着して、便利に使用できる特長がある。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想
を具体化するための二次電池と電気機器とを例示するも
のであって、本発明は二次電池と電気機器とを下記のも
のに特定しない。

【００２０】二次電池は、図３に示すようにして下記の
工程で製造される。電極を挿入し、電解液を充填し、開口部を閉塞した
金属ケース５に、シュリンクタックラベル９を巻き付け
る。シュリンクタックラベル９は、加熱すると収縮する
熱収縮性のシート材である。シュリンクタックラベル９
で金属ケース５を被覆するとき、金属ケース５の底と封
口板の上面とに絶縁板１０を装着する。絶縁板１０は、
金属ケース５と封口板に接着され、あるいはシュリンク
タックラベル９を介して金属ケース５の上下に固定され
る。金属ケース５の底と封口板とを被覆する絶縁板１０
は、底と封口板の外形にほぼ等しい円板状である。ただ
し、二次電池を角型電池とするときは、絶縁板を底と封
口板の外形にほぼ等しい角形とする。封口板を覆う絶縁
板１０は、端部電極２を突出させる貫通孔１８を開口し
ている。金属ケース５の底を覆う絶縁板１０は、二次電
池の方向を特定する凸条１１を設けている。凸条１１に
代わって、シュリンクタックラベルに矢印等の符号を印
刷し、これを機器側のマークに合わせることによって、
二次電池を定位置に装着できる。

【００２３】図２と図４に示す二次電池は、図７に示す
ように電気機器の電池室７に装着される。この図の電気
機器は充電回路３も内蔵する。電気機器は、二次電池を
脱着自在に装着する電池室７を有する。電池室７は、こ
こに装着される二次電池の端部電極２と側部電極１とに
接触する充電端子６を有する。充電端子６は弾性金属で
ある。充電端子６は電池室７に表出されて、ここに装着
される二次電池の端部電極２と側部電極１に接触して電
気接続される位置に配設されている。

【００２４】図７に示す電気機器は、充電回路３と負荷
４の両方を内蔵する。ただし、電気機器は、図示しない
が、充電回路のみを内蔵し、あるいは、負荷のみを内蔵
するものもある。負荷４は、負荷端子８を介して二次電
池の端部電極２と側部電極１に接続される。負荷端子８
は充電端子６と同じように、弾性変形できる金属板であ
る。この図に示す電気機器は、電池の＋極である端部電
極２に接続される充電端子６を負荷端子８に併用してい
る。電池の−極に接続される負荷端子８は、二次電池の
側部電極１に接続される位置に配設されている。さら
に、この図の電気機器は、二次電池に代わって一次電池
も使用するので、電池の−極に接続される負荷端子８は
一次電池の−極である端部電極２にも接続される位置に
も配設されている。すなわち、負荷端子８は、二次電池
及び一次電池の端部電極２と、二次電池の側部電極１
と、一次電池の端部電極２に接続される位置に配設され
ている。

【００２５】図７に示す電気機器は、電池室７に二次電
池を装着すると、二次電池の端部電極２と側部電極１が
充電回路３と負荷４に接続される。電池室７に一次電池
を装着すると、両端の端部電極２を負荷４に接続する。
一次電池は側部電極がないので、充電回路３には接続さ
れない。したがって、一次電池と二次電池の両方を電池
室７に装着して、負荷４に電力を供給できる。充電回路
３は二次電池にのみ接続されるので、二次電池を充電し
て一次電池を充電しない。

【００２６】図８に示す電気機器は、側部電極１を検出
して二次電池と一次電池とを識別する。充電回路３は、
電池室７に二次電池が装着されたときに限って電池を充
電する。一次電池は充電しない。電池室７に装着される
電池が二次電池であるかどうかを検出するために、ふた
つの検出端子１３を備える。検出端子１３は、電池室７
に表出して、二次電池の側部電極１に接触する位置に配
設されている。電池室７に二次電池が装着されると検出
端子１３が短絡される。一次電池は側部電極がないので
検出端子１３を短絡しない。検出端子１３が短絡される
と、充電回路３と二次電池の−極との間に接続されたス
イッチング素子であるＦＥＴ１４がオン状態に制御され
る。スイッチング素子には、ＦＥＴに代わってトランジ
スターなどのスイッチング素子が使用できる。充電回路
３を二次電池に接続するＦＥＴ１４は、制御用ＦＥＴ１
５に接続されて検出端子１３が短絡されたときにオン状
態となる。検出端子１３を短絡しない一次電池は、スイ
ッチング素子であるＦＥＴ１４をオン状態にできず、充
電されることはない。

【００２７】電気機器は、複数本の電池を直列に接続す
る電池室を内蔵するものがある。図９は、３本の二次電
池または一次電池を装着する電気機器を示す。この図の
電気機器は、３本の二次電池と一次電池とを直列に接続
して使用する。充電回路３は、３本の二次電池を直列に
接続して充電する。充電回路３は３本の二次電池が電池
室７に装着されたことを検出して二次電池を充電する。
電池室７に、二次電池と一次電池が混在して装着され、
あるいは３本の一次電池が装着された状態では、充電回
路３は電池を充電しない。充電回路３は、電池室７に装
着された電池が全て二次電池であるかどうかを検出する
制御回路１６で充電状態が制御される。制御回路１６
は、端部電極２と側部電極１に接触する充電端子６の電
圧（Ｅ1、Ｅ2、Ｅ3）を検出し、全ての二次電池から電
池電圧が入力されたときに限って電池室７に装着された
電池を充電する。一次電池は側部電極がないので、電池
室７に一次電池が装着されると、電池電圧は制御回路１
６に入力されなくなる。制御回路１６は充電回路３を制
御して、全ての電池から電池電圧が入力されたときに限
って電池室７の電池を充電する。このため、電池室７に
一次電池が混在して装着され、あるいは一次電池のみが
装着されると、充電回路３は装着された電池を充電しな
い。このため、一次電池を間違って充電することがな
い。

【００２８】図９の電気機器は、電池室７に装着される
二次電池の電圧を検出して充電状態を制御する。充電回
路は、二次電池の側部電極を検出して充電状態を制御す
ることもできる。図１０は、二次電池の側部電極１を検
出して充電状態を制御する電気機器の回路図である。こ
の図の制御回路１６は、二次電池の側部電極１に接触さ
れる検出端子１３を接続している。検出端子１３は、各
々の二次電池に側部電極１に二つ接触する位置に配設さ
れている。電池室７に側部電極１のある二次電池が装着
されると、二つの検出端子１３は短絡される。電池室７
に側部電極１のある二次電池が装着されると、３組の検
出端子１３は短絡される。制御回路１６は全ての組の検
出端子１３が短絡されるときに限って、電池室７の電池
を充電するように充電回路３を制御する。したがって、
電池室７に１本でも一次電池が装着されると、充電回路
３は電池室７の電池を充電しない。

【００２９】図９と図１０に示す電気機器は、電池室７
の二次電池に直列に接続されるスイッチング部材１７を
備える。スイッチング部材１７は、二次電池を直列に接
続するために、二次電池の側部電極１と端部電極２の間
に接続され、さらに、最下段の二次電池の側部電極１と
直列に接続されている。スイッチング部材１７は、電池
室７に装着される電池が全て二次電池であるときにオン
となる。電池室７に一次電池が装着されるとオフにな
る。二次電池はスイッチング部材１７を介して直列に接
続されるが、負荷４に電力を供給するときと、充電する
ときでは、スイッチング部材１７に流れる電流の方向が
逆になる。したがって、スイッチング部材１７は双方向
に電流を流すことができる部材、たとえばリレーや双方
向性の半導体スイッチング素子を使用する。

【００３２】さらに、電気機器は、図１１に示すよう
に、スイッチング部材１７を接続する電池が二次電池で
あるかどうかを別々の制御回路１６で検出して、スイッ
チング部材１７をオンオフ制御することもできる。この
図に示す制御回路１６は、直列に接続される二次電池の
端部電極２と側部電極１の電圧を検出して、スイッチン
グ部材１７をオンオフに制御する。図１１において上方
の制御回路１６は、二次電池の電圧Ｅ1とＥ2が入力され
るときに上方のスイッチング部材１７をオン、下方の制
御回路１６はＥ2とＥ3が入力されるときに中間と下方の
スイッチング部材１７をオンとする。制御回路１６は、
一方あるいは両方の入力端子に二次電池の電圧が入力さ
れないときに、スイッチング部材１７をオフとする。側
部電極１のある二次電池が電池室７に装着されると、二
次電池の電圧が制御回路１６に入力される。電池室７に
一次電池が装着されると、一次電池には側部電極がない
ので、制御回路１６に電池電圧が入力されず、制御回路
１６はスイッチング部材１７をオフ状態とする。したが
って、一次電池は端部電極２を介して直列に接続される
が、二次電池の側部電極１に接続されることはない。こ
の図に示す制御回路１６は、端部電極２と側部電極１の
間の電圧を検出して、電池室７に装着される電池が二次
電池かどうかを判定する。図示しないが、図８と図１０
に示すように、二次電池の側部電極１に接触される検出
端子１３で、電池室の電池が二次電池であるかどうかを
判定しスイッチング部材を制御することもできる。

【００３３】図９ないし図１１に示す電気機器は、電池
室７に二次電池のみを装着すると、スイッチング部材１
７がオンとなって二次電池から電力が負荷４に供給さ
れ、また、充電回路３は二次電池を充電する。電池室７
に一次電池を混在して装着すると、制御回路１６はスイ
ッチング部材１７をオフ状態として電池を接続しない。
したがって、この状態では電池から負荷４に電力が供給
されず、また充電されることもない。電池室７に装着す
る電池が全て一次電池であると、端部電極２を介して電
池が直列に接続されて負荷４に電力を供給する。しかし
ながら、制御回路１６が充電回路３を制御して電池を充
電することはない。したがって、一次電池を間違って充
電することがない。

【００３４】図９ないし図１１に示す電気機器は、電池
室７に３本の電池を装着している。ただ、本発明の電気
機器は、電池室に２本の電池を装着することも、また、
４本以上の電池を装着することもできる。電池室に複数
本の電池を電池に装着する電気機器は、図９ないし図１
１に示すように、スイッチング部材１７を介して二次電
池の端部電極２と側部電極１とを接続し、スイッチング
部材１７を二次電池であるかどうかを判定する制御回路
１６で制御する。制御回路１６は二次電池であるときに
スイッチング部材１７をオン状態とし、二次電池を電池
に接続して放電し、また充電する。

【００３５】

【００３７】さらに本発明の請求項４に記載する二次電
池とこの二次電池を装着する電気機器は、底面を絶縁し
ている二次電池の端部電極と側部電極に充電端子を接続
して充電するので、側部電極のある二次電池のみを充電
し、両端に端部電極を有する。

【００３８】さらにまた、本発明の請求項５に記載する
二次電池とこの二次電池を装着する電気機器は、同じ外
形の二次電池と一次電池を装着する電池室を有すると共
に、電池室には、二次電池の端部電極及び側部電極に接
続される放電端子と、一次電池の端部電極に接続される
放電端子を設けている。このため、緊急時には、二次電
池に代わって一次電池を装着して、電気機器を使用でき
る特長がある。

【図面の簡単な説明】

【図２】本発明の実施例にかかる二次電池の側面図

【図３】二次電池の製造過程を示す側面図

【図４】本発明の他の実施例の二次電池を示す側面図

【図５】図４に示す二次電池の底面図

【図６】図４に示す二次電池の平面図

【図７】本発明の実施例にかかる二次電池と二次電池が
装着される電気機器の回路図

【図８】本発明の他の実施例にかかる二次電池と二次電
池が装着される電気機器の回路図

【図９】さらに本発明の他の実施例にかかる二次電池と
二次電池が装着される電気機器の回路図

【図１０】さらにまた本発明の他の実施例にかかる二次
電池と二次電池が装着される電気機器の回路図

【図１１】さらにまた本発明の他の実施例にかかる二次
電池と二次電池が装着される電気機器の回路図

【符号の説明】１…側部電極２…端部電極３…充電回路４…負荷５…金属ケース６…充電端子７…電池室８…負荷端子９…シュリンクタックラベル１０…絶縁板１１…凸条１２…貫通孔１３…検出端子１４…ＦＥＴ１５…制御用ＦＥＴ１６…制御回路１７…スイッチング部材１８…貫通孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大木雅統大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】端部と側面とに電極を有する二次電池に
おいて、上端に端部電極(2)を、側面に側部電極(1)を有
し、底面を絶縁してなることを特徴とする二次電池。
【請求項２】正負いずれか一方の極を構成する端部電
極(2)のある封口蓋と、他方の極の端子を兼ねる金属ケ
ース(5)とを備え、金属ケース(5)は底面を絶縁すると共
に、側面に非絶縁部分があって側部電極(1)を構成して
なる請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】側面に二つの側部電極(1)が設けられて
なる請求項１または請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】底面を絶縁して、上端に端部電極(2)
を、側面に側部電極(1)を有する二次電池と、この二次
電池の端部電極(2)と側部電極(1)に充電端子(6)を接続
する充電器とからなる二次電池とこの二次電池が装着さ
れる電気器機。
【請求項５】底面が絶縁され、上端に端部電極(2)
を、側面に側部電極(1)を有する二次電池と、この二次
電池と同じ外形で側面を絶縁して両端に端部電極(2)の
ある一次電池の両方を装着する電池室(7)が電気器機に
設けられており、この電池室(7)には、電池室(7)に装着
される二次電池の端部電極(2)と側部電極(1)とに接触さ
れる負荷端子(8)と、電池室(7)に装着される一次電池の
両端に設けられる端部電極(2)に接続される負荷端子(8)
とが設けられてなる二次電池が装着される電気器機。