JPH09283109A - 電圧切り替え型電池セル - Google Patents

電圧切り替え型電池セル

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JPH09283109A
JPH09283109A JP8088093A JP8809396A JPH09283109A JP H09283109 A JPH09283109 A JP H09283109A JP 8088093 A JP8088093 A JP 8088093A JP 8809396 A JP8809396 A JP 8809396A JP H09283109 A JPH09283109 A JP H09283109A
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JP
Japan
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battery cell
cell
battery
connection
outer case
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JP8088093A
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English (en)
Inventor
Tatsuhiko Gomi
達彦 五味
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FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
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Publication date
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    • 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

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  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一の電池セルの構成を採りながら、各種の
電圧を出力を取り出すことができる電圧切り替え型電池
セルの提供。 【解決手段】 外部接続端子2a,2bが導出され、かつ複
数個の素電池3を収納・装着する外装ケース1と、前記
外装ケース1外表面に各素電池3ごとに導出配置された
端子3a,3b群と、前記端子3a,3b群に対応する接続用端
子を有し、かつ外装ケース1に装着された回路切り替え
手段4とを具備し、前記回路切り替え手段4は、素電池
3の端子3a,3b群を選択的に直列もしくは並列に切り替
え可能な接続用回路(パターン)4a,4a′,4a″を備え
ていることを特徴とする電圧切り替え型電池セルであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は用途に対応し、複数
個の素電池を直列もしくは並列の接続として所要の電圧
を選択的に出力できる電圧切り替え型電池セルに関す
る。
【0002】
【従来の技術】電池セルの一形態として、複数個の素電
池、たとえば小形,軽量化,高電圧化,高容量化などが
可能な厚さ 1mm程度のシート型電池を直列もしくは並列
に接続し、外装ケース内に収納(収容)・装着するとと
もに、外装ケース外表面に電池の外部接続用端子を導出
配置した構成の電池パック(パック電池)が考えられ
る。そして、この種の電池セルは、外装ケース内に収納
(収容)・装着された素電池の数や接続形態によって、
その出力電圧が決めらる。つまり、外装ケース内に収納
(収容)・装着されている複数個の素電池が、直列に接
続されているか、あるいは並列に接続されているかで、
電池セルの電圧は固定的になっている。
【0003】一方、最近の動向、たとえば携帯型電子機
器類の多種・拡大化もしくは増大化などにおいては、駆
動電源として要求される電圧も多様化しており、これに
対応して、出力電圧の異なる電池セルが要望され、多品
種の電池セルが提供されている。
【0004】なお、上記シート型電池は、相対する正極
および負極にそれぞれ電気的に接する集電体シートと、
前記集電体シート間に気密に介挿・配置されたシート状
の電池要素部と、前記正極および負極からそれぞれ離隔
して延出(導出)された正極端子および負極端子とを具
備した薄型電池が知られている。ここで、集電体シート
は、たとえばステンレス箔,電池群はリチウムイオンを
吸蔵,放出するリチウム含有金属酸化物(たとえばリチ
ウムマンガン複合酸化物,リチウム含有コバルト酸化
物)や二酸化マンガンなどを主成分とした正極,ポリプ
ロピレン不織布などからなるセパレータ,リチウム金属
やリチウムを吸蔵・放出する炭素質材およびリチウム合
金系などの負極,リチウム塩などのエチレンカーボネー
ト溶液…非水電解液で構成されている。また、正極およ
び負極は、柔軟性などを付与するために電解質保持性の
ポリマーを適宜含有している。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、駆動に要する電圧が異なる電子機器類もしくは
その使用態様に対応して、それぞれ出力電圧の異なる電
池セルを予め用意することは、保管場所やメンテナンス
などの点で不都合である。すなわち、電池セルの出力電
圧を適宜、用途に応じて選択設定できれば、電池セルの
品種を低減できるし、電子機器ごとに電池セルを予め用
意しておく必要性もないので、保管場所やメンテナンス
などの点で多くの利点をもたらすことになる。また、電
子機器もしくはその使用態様ごとに、所要の電池セルを
多種の電池セル中から選択,使用する煩雑さなども解消
・回避できるという利点もある。
【0006】しかし、実用に供されている電池セルは、
上記したように、その出力電圧が固定的であるため、駆
動電圧に対応し、その都度、所要の出力電圧を呈する電
池セルを選択して使用せざるを得ない。そして、こうし
た出力電圧を基準とした電池セルの多種化は、必然的に
電池セルの構造・寸法を左右するので、装着する機器類
の装着機構に影響することになる。つまり、電池セルの
品種が多様化し、使用する機器類の構造が煩雑化するな
ど不都合な問題が提起される。
【0007】本発明は上記事情に対処してなされたもの
で、単一の電池セルの構成を採りながら、各種の電圧を
出力を取り出すことができる電圧切り替え型電池セルの
提供を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の電圧切り替え型
電池セルは、外部接続端子が導出され、かつ複数個の素
電池を収納・装着する外装ケースと、前記外装ケース外
表面に各素電池ごとに導出配置された端子群と、前記端
子群に対応する接続用端子を有し、かつ外装ケースに装
着された回路切り替え手段とを具備し、前記回路切り替
え手段は、素電池の端子群を選択的に直列もしくは並列
に切り替え可能な接続用回路を備えていることを特徴と
する。
【0009】本発明において、外装ケースは、一般的な
いわゆる電池パック型のケースであり、電池セルの形
態,大きさ、電池容量、内蔵する素電池の2以上の個数
や素電池の種類など特に限定されない。一方、外装ケー
スの形態は、前記素電池群を一定の方向付けで収納・装
着できるならば特に限定されないが、素電池群の正,負
両極の端子を同一方向の面に、かつ規則的に導出できる
形状が採られる。なお、素電池群の両端子は、たとえば
配線基板を介して外装ケース面に導出する構成を採って
もよい。
【0010】また、前記素電池群の正,負両極の端子に
対応する接続用端子を有する一方、外装ケースに装着さ
れた回路切り替え手段は、各素電池群の正,負両極の端
子間を任意に並列,直列,直列−並列し、素電池の容量
電圧,素電池の容量電圧×2の電圧,あるいは素電池の
容量電圧×4の電圧などを出力する接続用回路を形成す
るもので、接続パターンを内蔵したカートリッジもしく
は接続パターンを備えた回転型配線板などが挙げられ
る。
【0011】さらに、本体部を成す素電池は、一次電
池,二次電池のいずれでもよく、電池の種類も特に限定
されないが、高容量でコンパクトなリチウム・イオン系
のシート型電池が好ましい。
【0012】本発明では、電池セルの本体部を成す各素
電池の両端子ごとに対応する接続用端子を有する回路切
り替え手段によって、素電池群が並列接続系,複数個の
素電池が直列接続系,あるいは素電池群が並列−直列接
続系に回路接続されるので、それらの接続系の選択によ
って所望の出力電圧を得ることができる。すなわち、多
品種かなどを要せずに、単一な電池セルでありながら、
所望の電圧を任意に出力できる電圧切り替え型電池セル
として機能する。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、図1 (a), (b),図2およ
び図3 (a), (b)を参照して実施例を説明する。
【0014】図1 (a)は、第1の実施例における電池セ
ルを展開して要部を示す斜視図であり、1は外部接続端
子2a,2bが導出され、かつ複数個(この実施例では4
個)の素電池3を収納・装着する外装ケース、3a,3bは
前記外装ケース1外表面に各素電池3ごとに導出配置さ
れた端子、4は前記端子3a,3bに対応する接続用端子
(図示省略)を有し、かつ外装ケース1に着脱自在に装
着された回路切り替え手段である。ここで、回路切り替
え手段4は、図1 (b)に平面的に示すような接続用回路
(接続用パター)4a,4a′,4a″を備えた配線板4b,4
b′,4b″を内蔵したカートリッジである。そして、こ
のカートリッジ4は、前記外装ケース1の凹設部1aに嵌
合・装着され、内蔵する配線板4b,4b′もしくは4b″の
接続用回路4a,4a′もしくは4a″で、各素電池3ごとに
導出配置された端子3a,3b間を並列,直列に接続する一
方、外部接続端子2a,2b側とも電気的に接続する構成と
なっている。 図2は、この実施例で使用したリチウム
・イオン系のシート状素電池3の概略構成を平面的に示
したもので、両端子3a,3bは同一方向に導出され、かつ
収納・装着された各素電池3においては、両端子3a,3b
の導出位置がずらされている。 上記構成の電池セルに
おいては、素電池3の容量・電圧が 3.6Vであるため、
カートリッジ4が内蔵する配線板4b,4b′,4b″の接続
用回路4aを用いた場合、並列接続となって 3.6Vを出力
する。また、接続用回路4a′用いた場合、直列接続とな
って14.4Vを出力し、接続用回路4a″用いた場合、直列
−並列接続となって 7.2Vを出力する。
【0015】図3 (a)は、第2の実施例における電池セ
ルを展開して要部を示す斜視図であり、1は外部接続端
子2a,2bが導出され、かつ複数個(この実施例では4
個)のリチウム・イオン系シート状の素電池3を収納・
装着する外装ケース、3a,3bは前記外装ケース1外表面
に各素電池3ごとに配線基板5を介して導出配置された
端子、4は前記端子3a,3bに対応する接続用端子(図示
省略)を有し、かつ外装ケース1に回転可能に装着され
た回路切り替え手段である。ここで、回路切り替え手段
4は、図1 (b)に平面的に示すように、その裏面側には
接続用回路(接続用パターン)4a,4a′,4a″を備えた
回転ダイヤルである。そして、この回転ダイヤル4は、
前記各素電池3の端子3a,3bを導出配置した配線基板5
に設置された回転軸5aで軸支され、その回転によって裏
面側の接続用回路4a,4a′もしくは4a″で、各素電池3
ごとに導出配置された端子3a,3b間を並列,直列に接続
する一方、外部接続端子2a,2b側とも電気的に接続する
構成となっている。
【0016】上記構成の電池セルにおいては、素電池3
の容量・電圧が 3.6Vであるため、回転ダイヤルが具備
している接続用回路4aを用いた場合、並列接続となって
3.6Vを出力する。また、接続用回路4a′用いた場合、
直列接続となって14.4Vを出力し、接続用回路4a″用い
た場合、直列−並列接続となって 7.2Vを出力する。な
お、本発明は、上記実施例に限定されるものでなく、発
明の趣旨を逸脱しない範囲において、いろいろの変形を
採ることができる。たとえば、本体部を成す素電池はシ
ート状のリチウム・イオン電池の代わりに、ニッケル水
素電池などを用いてもよいし、また、素電池の個数も4
個以外の複数個としてもよい。
【0017】
【発明の効果】上記説明から分るように本発明によれ
ば、単一の電池セルでありながら、収納・装着した素電
池の種類や個数に対応する範囲で、複数種の電圧を出力
できるので、汎用性が拡大した携帯用電源として機能す
る。つまり、1個の電池セルではあるが、素電池間の接
続を付設されている回路切り替え手段によって並列,直
列もしくは並列−直列に切り替えて、用途に対応した電
圧を任意に出力できるので、多用途に対応する電池セル
が提供されることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は第1実施例の要部構成例を展開して示す
斜視図、 (b)は回路切り替え手段が内蔵する接続用回路
パターン例を示す平面図。
【図2】電池セルの主要部を成す素電池の概略構成例を
示す平面図。
【図3】(a)は第2実施例の要部構成例を展開して示す
斜視図、 (b)は回路切り替え手段が具備する接続用回路
パターン例を示す平面図。
【符号の説明】
1……外装ケース 1a……外装ケースの凹設部 2a,2b……外部接続用端子 3……素電池 3a,3b……電池の端子 4……回路切り替え手段(カートリッジ,回転ダイヤ
ル) 4a,4a′,4a″……接続用パターン 4b,4b′,4b″……配線板 5……配線基板 5a……回転軸

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部接続端子が導出され、かつ複数個の
    素電池を収納・装着する外装ケースと、 前記外装ケース外表面に各素電池ごとに導出配置された
    端子群と、 前記端子群に対応する接続用端子を有し、かつ外装ケー
    スに装着された回路切り替え手段とを具備し、 前記回路切り替え手段は、素電池の端子群を選択的に直
    列もしくは並列に切り替え可能な接続用回路を備えてい
    ることを特徴とする電圧切り替え型電池セル。
JP8088093A 1996-04-10 1996-04-10 電圧切り替え型電池セル Withdrawn JPH09283109A (ja)

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