JPH1131488A - パック電池とその製造方法 - Google Patents

パック電池とその製造方法

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JPH1131488A
JPH1131488A JP9183959A JP18395997A JPH1131488A JP H1131488 A JPH1131488 A JP H1131488A JP 9183959 A JP9183959 A JP 9183959A JP 18395997 A JP18395997 A JP 18395997A JP H1131488 A JPH1131488 A JP H1131488A
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resin
resin container
joint
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Fumio Oo
文夫 大尾
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 素電池とその関係部品とを樹脂容器内に封入
して複数の構成部分に形成された樹脂容器を接合して構
成したパック電池を提供する。 【解決手段】 上容器２ａと下容器２ｂとの複数の構成
部分に分割形成された樹脂容器２内に素電池とする二次
電池３と回路基板４とを収容して上容器２ａと下容器２
ｂとを接合部で接合する。上容器２ａ及び下容器２ｂそ
れぞれの接合部には金属皮膜５ａ、５ｂが形成され、接
合時にこの金属皮膜５ａ、５ｂにレーザー光を照射して
溶接する。金属皮膜５ａ、５ｂ間の溶着に樹脂の溶着が
伴うので強固な接合ができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、樹脂容器内に素電
池及びその関係部品を収容したパック電池及びその製造
方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】所望の出力電力容量を得るために複数の
素電池を直列、並列あるいは直並列に接続し、これを樹
脂容器内に収容してパック電池が構成される。このパッ
ク電池における前記樹脂容器は複数の構成部分に分割形
成され、素電池を収容した後、複数の構成部分の間は接
合部で接合される。接合には各構成部分の接合部間を当
接させ、この当接した接合部に超音波または高周波を印
加することにより、接合部を溶融させて溶着し、素電池
を樹脂容器内に密閉封止する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】パック電池を構成する
ために樹脂容器内に封入する素電池として二次電池を採
用する場合には、二次電池の充放電等を制御する電子回
路を形成した回路基板を樹脂容器内に二次電池と共に収
容することがなされる。このような回路基板を二次電池
と共に封入したパック電池を構成する場合に、複数の構
成部分に分割形成された樹脂容器を接合する接合手段と
して、従来技術において採用される超音波や高周波によ
る接合手段を用いた場合に、超音波や高周波により電子
回路を構成する電子部品の基板からの脱落、ハンダ付け
部分の剥がれ、マイクロコンピュータ回路の破壊等が生
じる問題点があった。超音波や高周波に代えて樹脂容器
を溶剤により接着する接合手段を用いることもできる
が、接合強度や生産性において問題があった。
【０００４】本発明の目的とするところは、素電池と共
にその関係部品を複数の構成部分に分割形成された樹脂
容器内に封入するパック電池において、樹脂容器の複数
の構成部分の接合時に電子回路に悪影響を及ぼさない接
合を可能としたパック電池及びその製造方法を提供する
ことにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、複数の構成部分に分割形成された樹脂容
器内に素電池及びその関係部品を収容して、各構成部分
の間が当接する接合部で接合することにより素電池及び
その関係部品を樹脂容器内に密閉封止するパック電池に
おいて、前記樹脂容器の各構成部分の少なくとも接合部
に金属皮膜を形成し、金属皮膜間をレーザー溶接により
結合したことを特徴とする。
【０００６】上記構成によれば、複数の構成部分に分割
形成された樹脂容器は、素電池及びその関係部品を収容
して各構成部分を接合部で接合して一体化するとき、各
構成部分の接合部をレーザー光により溶接して接合する
ことができる。接合部には金属皮膜が形成されているの
で、樹脂に直接レーザー溶接した場合に生じる炭化や貫
通がなく、金属皮膜間の溶着であると同時に樹脂部分の
溶着を伴うので強固な接合ができる。また、金属皮膜は
接合部だけでなく、各構成部分の全体に形成し、これが
溶接により樹脂容器全体を覆うように形成されたときに
は、これを接地接続することにより電子回路をシールド
する目的にも使用することができる。
【０００７】上記構成における樹脂容器は、発泡樹脂に
より形成することにより、パック電池の軽量化を図るこ
とができる。
【０００８】また、発泡樹脂の気孔率は７〜８５％とし
たとき、溶接による接合の強度を確保することができ
る。
【０００９】更に、接合部は、樹脂容器の外装面より内
方に凹んだ位置に形成することにより、レーザー溶接時
に生じるバリ等の凹凸が樹脂容器の外装面に現れず、バ
リ取り作業等の工程を省略することができ、生産性を向
上させることができる。
【００１０】更に、金属皮膜の形成厚は２０〜３５０μ
ｍとしたとき、最適の接合強度を得ることができる。
【００１１】更に、複数の構成部分に分割形成された樹
脂容器を各構成部分が当接する接合部で接合することに
より、素電池及びその関係部品を樹脂容器内に密閉封止
するパック電池の製造方法は、前記各構成部分の少なく
とも接合部に金属皮膜が形成された樹脂容器の一構成部
分内に前記電池及びその関係部品を収容し、この一構成
部分に他構成部分を接合部で当接させ、接合部の金属皮
膜にレーザー光を照射して各構成部分間を溶接接合して
電池及びその関係部品を樹脂容器内に密閉封止すること
を特徴とする。
【００１２】上記パック電池の製造方法によれば、樹脂
容器の複数の構成部分は電池及びその関係部品を収容し
て各構成部分の間をレーザー光により接合部で接合して
一体化されるので、接合時に電子回路等の関係部品に悪
影響を与えず、また、金属皮膜と樹脂とを溶融させて溶
接するので強固な接合を行うことができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。
尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であ
って、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１４】ここに、図１は本実施形態に係るパック電
池の構成を分解して示す斜視図で、パック電池１は、上
容器２ａと下容器２ｂとに分割形成された樹脂容器２内
に、二次電池である素電池３と、この素電池３の充放電
を制御する電子回路を形成した回路基板（関係部品）４
を収容して構成されている。尚、パック電池１として樹
脂容器２内から外部に電気的接続を行うための接続端子
の表示は省略している。
【００１５】前記樹脂容器２は、下容器２ｂ内に素電池
３と回路基板４とを収容し、下容器２ｂの４辺上面と上
容器２ａの４辺下面とを当接させて下容器２ｂに上容器
２ａを重ね合わせ、当接間を接合することにより、図２
に示すように素電池３及び回路基板４を密閉封止したパ
ック電池１として完成される。
【００１６】前記上容器２ａと下容器２ｂとを接合する
接合部は、図３に図２のＡ−Ａ線矢視断面として示すよ
うに、上容器２ａと下容器２ｂとの当接面の外装面側に
それぞれ段差が設けられ、上容器２ａと下容器２ｂとを
合わせたときに樹脂容器２の外装面から内方に凹部６が
できるように形成されている。また、上容器２ａ及び下
容器２ｂそれぞれの当接面から段差面を経て外装面の一
部に至る面に金属皮膜５ａ、５ｂが形成されている。前
記凹部６及び金属皮膜５ａ、５ｂは樹脂容器２の接合部
となる全周にわたって形成されており、図３に示すよう
に凹部６の底面中心、即ち上容器２ａと下容器２ｂとの
当接面に向けてレーザ光を照射することにより金属皮膜
５ａ、５ｂを溶融させると共に当接面近傍の樹脂を溶融
させて上容器２ａと下容器２ｂとを接合する。
【００１７】前記金属皮膜５ａ、５ｂは、導電性塗料の
塗布、真空蒸着、無電解メッキ、スパッタ等の手段によ
り、ニッケル、アルミニウム、錫、銀、金等の金属単独
あるいはこれらの合金または混合の層を皮膜として接合
部に形成することができる。
【００１８】この金属皮膜５ａ、５ｂ部分をレーザ光照
射により溶接することにより、樹脂を直接接合する場合
に比して強固な接合ができると同時に、樹脂に直接レー
ザ光照射した場合に炭化や貫通が生じる弊害を防止でき
る。また、溶接が凹部６の底面で実施されるので、溶接
により生じる凹凸や溶接バリは凹部６の底だけに止ま
り、溶接バリの除去作業を省略できると共に、外観上の
品質低下も防止できる。
【００１９】また、樹脂容器２は、発泡樹脂成形として
形成することができ、パック電池１の軽量化を図ること
ができる。
【００２０】この樹脂容器２を樹脂成形または発泡樹脂
成形とした場合、金属皮膜を導電性樹脂の塗布または無
電解メッキにより形成した場合の樹脂容器２について、
その強度を検証した第１、第２の実施例について以下に
説明する。
【００２１】第１の実施例では、樹脂素材としてポリカ
ーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）により上容器２ａと下容器
２ｂとをそれぞれ０．８ｍｍ厚に樹脂成形し、それぞれ
の接合部にＮｉ−Ｃｕ系の導電性塗料を塗布して、これ
を金属皮膜５ａ、５ｂとして上容器２ａと下容器２ｂと
を形成する。このように形成された下容器２ｂに素電池
３としてリチウムイオン蓄電池と回路基板４とを収容
し、この下容器２ｂ上に上容器２ａを当接面を合わせて
載置することにより樹脂容器２の側面に全周にわたり形
成された接合部の金属皮膜５ａ、５ｂにレーザ光を照射
して上容器２ａと下容器２ｂとを接合してパック電池１
を製造した。
【００２２】前記製造方法により金属皮膜５ａ、５ｂの
厚さをそれぞれ２０μｍ、４０μｍ、８０μｍ、１５０
μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、５００μ
ｍとしたパック電池１ａをそれぞれ５００個製造し、高
さ１．５ｍの位置からコンクリート面に落下させたと
き、樹脂容器２の接合部に剥離が発生した数及び樹脂容
器２に欠損、割れが発生した数を落下試験した結果を表
１に示す。比較例として、同一厚のポリカーボネート樹
脂に金属皮膜５ａ、５ｂを設けず、樹脂間を塩化メチレ
ン溶剤により接着したものを同条件で落下試験した結果
を示している。
【００２３】
【表１】
【００２４】この落下試験結果から、本製造方法により
接合したときの接合強度は溶剤による接合より大きく、
特に、導電性塗料を２０〜３５０μｍの厚さに塗布した
場合に優れた接合強度が得られていることがわかる。
【００２５】次に、第２の実施例では、樹脂素材として
ポリカーボネート樹脂を気孔率６０％の発泡樹脂として
上容器２ａと下容器２ｂとを成形し、それぞれの接合部
にニッケルを無電解メッキして、これを金属皮膜５ａ、
５ｂとして上容器２ａと下容器２ｂとを形成する。この
ように形成された下容器２ｂに素電池３としてリチウム
イオン蓄電池と回路基板４とを収容し、この下容器２ｂ
上に上容器２ａを当接面を合わせて載置することにより
樹脂容器２の側面に全周にわたり形成された接合部の金
属皮膜５ａ、５ｂにレーザ光を照射して上容器５ａと下
容器５ｂとを接合してパック電池１ｂを製造した。
【００２６】前記製造方法により金属皮膜５ａ、５ｂの
厚さをそれぞれ２０μｍ、４０μｍ、８０μｍ、１５０
μｍ、３００μｍ、３５０μｍ、４００μｍ、５００μ
ｍとしたパック電池１ｂをそれぞれ５００個製造し、高
さ１．５ｍの位置からコンクリート面に落下させたと
き、樹脂容器２の接合部に剥離が発生した数及び樹脂容
器２に欠損、割れが発生した数を落下試験した結果を表
２に示す。
【００２７】
【表２】
【００２８】この落下試験結果においても第１の製造方
法と同様に、金属皮膜５ａ、５ｂを２０〜３５０μｍの
厚さに形成した場合に優れた接合強度が得られているこ
とがわかる。
【００２９】上記第２の実施形態における樹脂容器２は
気孔率６０％の発泡樹脂成形とした場合であるが、他の
気孔率により樹脂容器２を形成した場合について上記と
同様の試験を実施した結果、気孔率７〜８５％において
良好な接合強度が得られることが判明した。これは気孔
率が８５％以上の場合では、気孔内でレーザーエネルギ
ーが分散され、温度上昇が部分的に緩慢となり、溶融状
態が不均一となるために充分な溶着が得られないものと
考えられる。
【００３０】以上説明した実施形態では、金属皮膜５
ａ、５ｂの形成を接合部だけの部分的な形成としている
が、上容器２ａ及び下容器２ｂそれぞれの当接面から外
装面の全面にわたり形成しても接合強度については同様
の効果が得られ、更に、接合により一体化した金属皮膜
５ａ、５ｂを接地接続することによりシールド効果が生
じて、このパック電池１を携帯電話等の電源として用い
るときに有効に利用することができる。
【００３１】
【発明の効果】以上の説明の通り本発明によれば、複数
の構成部分に分割形成された樹脂容器は、素電池及びそ
の関係部品を収容して各構成部分を接合部で接合して一
体化するとき、各構成部分の接合部には金属皮膜が形成
されているので、各構成部分を接合部で当接させて接合
部にレーザー光照射して溶接することができる。溶接は
金属皮膜間の溶着であると同時に樹脂部分の溶着を伴う
ので強固な接合ができる。また、金属皮膜は接合部だけ
でなく、各構成部分の全体に形成し、これが溶接により
樹脂容器全体を覆うように形成されたときには、これを
接地接続することにより電子回路をシールドする目的に
も使用することができる。
【００３２】また、樹脂容器は、発泡樹脂により形成す
ることにより、パック電池の軽量化を図ることができ
る。
【００３３】更に、接合部は、樹脂容器の外装面より内
方に凹んだ位置に形成することにより、溶接時に生じる
バリ等の凹凸が樹脂容器の外装面に現れず、バリ取り作
業等の工程を省略することができ、生産性を向上させる
ことができる。
【００３４】更に、本発明のパック電池の製造方法によ
れば、樹脂容器の複数の構成部分は電池及びその関係部
品を収容して各構成部分の間をレーザー光により接合部
で接合して一体化されるので、接合時に電子回路等の関
係部品に悪影響を与えず、また、金属皮膜と樹脂とを溶
融させて溶接するので強固な接合を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るパック電池の構成を分
解して示す斜視図。
【図２】樹脂容器を接合してパック電池を完成させた状
態を示す斜視図。
【図３】図２のＡ−Ａ線矢視断面の構造を示す断面図。
【符号の説明】
１ パック電池 ２ 樹脂容器 ２ａ 上容器（樹脂容器の構成部分） ２ｂ 下容器（樹脂容器の構成部分） ３ 二次電池（素電池） ４ 回路基板（関係部品） ５ａ、５ｂ 金属皮膜 ６ 凹部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の構成部分に分割形成された樹脂容
    器内に素電池及びその関係部品を収容して、前記各構成
    部分の間が当接する接合部で接合することにより素電池
    及びその関係部品を樹脂容器内に密閉封止したパック電
    池において、 前記樹脂容器の各構成部分の少なくとも接合部に金属皮
    膜を形成し、金属皮膜間をレーザー溶接により結合した
    ことを特徴とするパック電池。
  2. 【請求項２】 樹脂容器が発泡樹脂により形成されてな
    る請求項１記載のパック電池。
  3. 【請求項３】 発泡樹脂の気孔率が７〜８５％である請
    求項２記載のパック電池。
  4. 【請求項４】 接合部が樹脂容器の外装面より内方に凹
    んだ位置に形成されてなる請求項１、２または３記載の
    パック電池。
  5. 【請求項５】 金属皮膜の形成厚が２０〜３５０μｍで
    ある請求項１〜４いずれか一項に記載のパック電池。
  6. 【請求項６】 複数の構成部分に分割形成された樹脂容
    器を各構成部分の間が当接する接合部で接合することに
    より、素電池及びその関係部品を樹脂容器内に密閉封止
    するパック電池の製造方法において、 前記各構成部分の少なくとも接合部に金属皮膜が形成さ
    れた樹脂容器の一構成部分内に前記素電池及びその関係
    部品を収容し、この一構成部分に他構成部分を接合部で
    当接させ、接合部の金属皮膜にレーザー光を照射して各
    構成部分の間を溶接接合して素電池及びその関係部品を
    樹脂容器内に密閉封止することを特徴とするパック電池
    の製造方法。
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