WO2000016416A1 - Battery pack - Google Patents

Description

明 細 電池パック 技術分野

本発明は、 携帯電話機ゃモバイルコンピュー夕等の携帯情報機器の電池電源とし て要求される小型軽量化及び薄型化を達成するために、 軟質の外装ケース内に発電 要素を収容して形成された二次電池を用いて構成した電池パックに関するものであ る。 背景技術

携帯電話機ゃモバイルコンピュー夕等の携帯情報機器の体積及び重量中に電池が 占める比率は少なくなく、 携帯情報機器の小型軽量化及び薄型化の鍵を電池が握つ ているといっても過言ではない。

この携帯情報機器の小型軽量化及び薄型化の要求に応えるべく扁平形状のリチウ ムイオン二次電池が用いられているが、 更なる軽量化、 簿型化を可能とする二次電 池としてリチウムポリマー二次電池に期待が寄せられている。 特に発電要素をラミ ネートシートによって形成した外装体内に収容したものは、 軽量化や薄型化の実現 に効果的である。

このようなリチウム系二次電池のようにエネルギー密度の高い二次電池では、 過 充電、 過放電、 過大放電電流等による電池の劣化や破損を防止するため、 保護回路 や P T C等を用いて構成した電池保護装置を用いることが不可欠で、 二次電池と共 にパックケース内に収容して電池パックの形態に構成される。

しかしながら、 二次電池は充放電の繰り返しや経年変化による極板の膨張が生じ たとき、 あるいは満充電状態での高温放置などの要因によって電解液の分解により ガスが発生したとき、 外装体に膨らみが生じることになる。 パックケースに収容さ れた二次電池にこのような状態が発生すると、 二次電池の膨らみがパックケースに 及び、 パックケースの外形寸法に変化が生じることになる。 携帯電話機のように小 型の携帯機器では、 電池パックは僅かな間隙を隔てて機器の構成要素と対面してい るので、 パックケースの外形寸法の変化が機器に影響を与えることになる。 特に、 ラミネートシートのように軟質の素材によって外装体を形成した二次電池では、 極 板の膨張やガスの発生は、 直ちに外装体に膨らみを発生させ、 それはパックケース の膨らみとなって外形寸法に変化を与える。

また、 ラミネートシ一トのような軟質の外装体に複数の正負極板を積層した積層 極板群を収容した構造の二次電池では、 外装体が正負極板を所定位置に保持する拘 束力が弱いため、 衝撃や振動が加わったときに極板の位置ずれが生じやすく、 内部 短絡やリード破断等の損傷を生じやすい問題点があった。 また、 正負極板を卷回し た極板を軟質の外装体内に収容した構造の二次電池の場合でも極板の移動によるリ 一ド折損等の損傷が生じる。 また、 ラミネートシートは金属層の両側に樹脂層を配 して形成されているので、 振動や衝撃によりパックケース内で二次電池が移動する と、 パックケース内に配された金属部材との接触によって樹脂層が破壊され、 金属 部材と金属層との短絡が発生する。

本発明が目的とするところは、 軟質材料を外装体とした二次電池を用いた電池パ ックにおける問題点を解決して小型軽量化及び薄型化を実現した電池パックを提供 することにある。 発明の開示

本願第 1発明は、 発電要素を軟質材料によって形成された外装ケース内に収容し て平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パックであ つて、 前記パックケースは、 前記二次電池の平板面と対面する一方側の面が二次電 池の厚さ変化に対応して弾性変形する弾性変形面に、 他方側の面が剛性体からなる 剛体面に形成されてなることを特徴とする。

この構成によれば、 発電要素をラミネートシートのような軟質の外装ケースに収 容した二次電池は、 発電要素を構成する極板が膨張したとき直ちに外装ケースに膨 張が及び、更にはパックケースに膨らみが生じて機器に影響を与える恐れがあるが、 パックケースの電池に対面する一方の面が弾性変形面に形成されていることにより、 電池パックは特定部分が膨出することなく弾性変形面の厚さが平均的に増し、 電池 パックとしての外形に異常な変形を生じさせず、 電池パックの膨張により機器に悪 影響を与えることがない。 前記二次電池は、 正負極板を卷回した巻回構造の極板を 用いた発電要素で構成した場合でも、 平板形状に形成された場合には厚さ方向に極 板が積層された状態となり、 複数の正負極板を積層した積層構造の場合と同様とな り、 極板の膨張は二次電池の厚さを平均的に増加させるので、 極板が積層構造、 巻 回構造 tゝずれの場合でも、 前記弾性変形面の効果が得られる。

また、 本願第 2発明は、 発電要素を軟質材料によって形成された外装ケース内に 収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パッ クであって、 前記パックケースの前記二次電池の平板面と対面する両面が、 二次電 池の厚さ変化に対応して弾性変形する弾性変形面に形成され、 且つその周縁部が二 次電池の側面を取り囲む剛性体により支持されてなることを特徴とする。

この構成によれば、 発電要素を構成する極板の膨張はパックケースの両面に形成 された弾性変形面の弾性変形によって電池パック全体の厚さが平均的に増加するの で、 電池パックとしての外形に異常な変形を生じさせない。 前記二次電池は、 正負 極板を卷回した卷回構造の極板を用いた発電要素で構成した場合でも、 平板形状に 形成された場合には厚さ方向に極板が積層された状態となり、 複数の正負極板を積 層した積層構造の場合と同様となり、 極板の膨張は二次電池の厚さを平均的に増加 させる。 従って、 極板が積層構造、 巻回構造いずれの場合でも、 前記弾性変形面の 効果が得られる。

また、 本願第 3発明は、 発電要素を軟質材料によって形成された外装ケース内に 収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パッ クであって、 前記パックケースの厚さ方向の内寸が二次電池の厚さより小さく形成 され、 前記二次電池の平面と対面する両面または片面が、 二次電池の厚さ変化に対 応して弾性変形する弾性変形面に形成されてなることを特徴とする。 この構成によれば、 電池の厚さより小さい厚さ方向の内寸に形成されたパックケ —ス内に電池が収容されるので、 弾性変形面は弾性変形して、 その応力により収容 された電池には常時圧縮方向の加圧が加えられた状態となる。 常時圧縮方向の加圧 を受ける電池はその膨張が抑制され、 電池パックとしての厚さ変化を少なくするこ とができる。 前記二次電池は、 正負極板を卷回した卷回構造の極板を用いた発電要 素で構成した場合でも、 平板形状に形成された場合には厚さ方向に極板が積層され た状態となり、 複数の正負極板を積層した積層構造の場合と同様となり、 極板の膨 張は二次電池の厚さを平均的に増加させる。 従って、 極板が積層構造、 卷回構造い ずれの場合でも、 前記弾性変形面の効果が得られる。

また、 本願第 4発明は、 発電要素を軟質材料によって形成された外装ケース内に 収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パッ クであって、 前記パックケースの前記二次電池の平板面と対面する片面または両面 が、 二次電池の厚さ変化に対応して弾性変形する弾性変形面に形成されてなり、 こ の弾性変形面の周囲または両側部に弾性変形面から所定高さに突出させた外周部が 形成されてなることを特徴とする。

この構成によれば、 外周部の内側で弾性変形面が膨出しても電池パックとしての 外形寸法に変化を来さず、 電池パックを装着する機器に外形変化による影響を及ぼ さない。 従って、 外周部の突出高さは電池の膨張に伴う弹性変形面の最大膨出量を 下回らないように設定される。 前記二次電池は、 正負極板を卷回した卷回構造の極 板を用いた発電要素で構成した場合でも、 平板形状に形成された場合には厚さ方向 に極板が積層された状態となり、 複数の正負極板を積層した積層構造の場合と同様 となり、 極板の膨張は二次電池の厚さを平均的に増加させる。 従って、 極板が積層 構造、 巻回構造いずれの場合でも、 前記弾性変形面の効果が得られる。

また、 本願第 5発明は、 二次電池と、 少なくとも二次電池を保護するために保護 回路を形成した回路基板を備えて構成された電池保護装置とを偏平形状に形成され たパックケース内に収容し、 前記二次電池から引き出された正極リード及び負極リ ードを前記電池保護装置を介してパックケースに設けられた外部入出力端子に接続 してなる電池パックにおいて、 前記二次電池が、 発電要素を一対のラミネートシー 卜の周辺部を溶着シールした外装ケース内に収容し、 溶着シールした一辺側から正 極リード及び負極リードが引き出されてなり、 この二次電池の前記正極リ一ド及び 負極リ一ドが引き出された一辺側に前記電池保護装置が配設されてなることを特徴 とする。

この構成によれば、 二次電池の正極リード及び負極リードが外装ケースであるラ ミネ一トシ一トを溶着シールした一辺側から引き出され、 このリード引き出し辺側 に電池保護装置を配設することにより、 二次電池と電池保護装置との間の接続が最 短距離でなされてシンプルな構造となり、 構成部材ゃ加工工程を削減すると共に、 電池パックの薄型化を容易にする。

上記構成において、回路基板は、 その板面方向が二次電池の平板面方向と平行で、 且つ外装ケースの溶着シール部分の少なくともその一部とオーバ一ラップした位置 に配設されるので、 電池保護装置を薄いパックケース内に収容し、 且つ溶着シール 部分の収容スペースを設けて電池パックの小型薄型化を達成することができる。 また、 電池保護装置がパックケース内の厚さ方向の一方寄りに配設され、 回路基 板に接続された正極接続部材と正極リ一ド及び負極接続部材と負極リ一ドが、 それ それパックケース内の厚さ方向の他方寄りの位置で接続され、 このリード接続位置 と電池保護装置との間に電池の溶着シール部分が配設されるように構成することに より、 電池保護装置上にリ一ド接続位置を配しても溶着シール部分がその間に介在 してリード接続部分と電池保護装置との間の絶縁を確保することができる。

また、 外装ケースの少なくとも溶着シール部分と電池保護装置との間に絶縁部材 を配設することにより、 電池保護装置上にオーバーラップして配置される外装ケ一 スの溶着シール部分が回路基板等に接触して、 振動や衝撃が加わつたときにラミネ 一トシートの樹脂層が破壊されて金属層に導電部位が接触する事故が防止される。 また、 電池保護装置が P T C素子を備えてなり、 この P T C素子は板状に形成さ れ、 その板面方向は二次電池の平板面方向と平行で、 且つ外装ケースの溶着シール 部分の少なくともその一部とオーバーラップした位置に配設されるように構成する ことにより、 薄いパックケース内に無駄なスペースが発生せず、 電池パックの小型 薄型化を可能とする。

また、 本願第 6発明は、 発電要素をラミネートシートで形成された外装ケース内 に収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パ ックにおいて、 前記パックケースは、 前記二次電池の平板面の両面に対面する平面 部と、 二次電池の側面に臨む平面に形成された複数の壁面部とを備え、 前記平面部 及び壁面部が二次電池のパックケース内への収容位置を位置規制するように構成さ れてなることを特徴とする。

この構成によれば、 二次電池はその平板面が両面でパックケースの平面部に対面 し、 各側面はパックケースの壁面に囲まれた状態に位置決めされてパックケース内 に収容されるので、 衝撃等が加わったときにパックケース内で二次電池が移動する ことがなく、 ラミネートシートで形成された外装ケースに発電要素を収容した二次 電池でも衝撃による電池の損傷が防止される。

また、 本願の第 7発明は、 平板形状に形成された二次電池の厚さ方向で上ケース と下ケースとに分割され、 両ケースそれぞれに形成された接合部間で当接させて両 ケースを衝き合わせたとき、 二次電池の厚さに相当する内寸の電池収容スペースが 形成されるパックケース内に二次電池を収容し、 前記接合部で両ケース間を接合し て一体化する電池パックにおいて、 前記パックケースが、 二次電池を収容して両ケ —スを衝き合わせたときに前記接合部間が当接した位置決め状態を維持するように 両ケース間で互いに嵌まり合う嵌合部が形成されてなり、 このパックケース内に、 軟質の外装体内に発電要素を収容して平板形状に形成された二次電池を収容してな ることを特徴とする。

上記構成において、 軟質の外装体内に発電要素を収容した二次電池は、 金属ケー スのような剛性の外装体内に発電要素を収容した電池に比して、 軟質の外装体であ るが故にその厚さは一定一様でなく、 外装体内に電解液が注入されていることによ り外圧に対して弾性を呈する。 これを二次電池の厚さに相当する内寸の電池収容ス ペースが形成されたパックケース内に収容すると、 二次電池の厚さにより上ケース と下ケースとを衝き合わせたときに、 圧接しても両ケースの接合部間が当接せず、 位置決めできない状態となる場合が生じる。 上記構成では、 上ケース及び/又は下 ケースの電池平板面に対面する面が弾性変形面に形成され、 両ケース間に嵌合部が 形成されていることにより、 上ケースと下ケースとを圧接して両ケースの接合部間 を当接させると、 二次電池の厚さ誤差は前記弾性変形面の変形によって吸収され、 二次電池の弾性反発により両ケース間が位置決め状態から離反することは嵌合部に よる両ケース間の嵌合により阻止される。 従って、 両ケース間を超音波溶接等の接 合手段により接合して一体化するときにも、 接合部間の当接状態が維持されている ので、 厚さが一定一様でない二次電池を収容したパックケースの接合が安定してな される。

上記構成において、 電池収容スペースの周囲に二次電池の側面を囲む壁面が形成 され、この壁面の直近の外側に接合部が形成されてなるように構成することにより、 接合面に外ケースが接合された壁面の強度が増し、 衝撃による壁面の変形が防止さ れるので、 壁面の変形による二次電池の損傷が防止される。

また、 本願の第 8発明は、 ラミネートシートで形成された外装体内に発電要素を 封入して矩形平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池 パックにおいて、 前記パックケース内に、 前記二次電池の収容位置を規制する位置 規制部位と、 二次電池との間に空間を設けた空間形成部位とが形成されてなること を特徴とする。

上記構成によれば、 パックケース内に形成された位置規制部位は二次電池のパッ クケース内への収容位置を規制してパックケース内に位置固定し、 衝撃や振動が加 わったときに二次電池の移動を防止する。 また、 平板面に当接する位置規制部位は 極板の積層方向に緊迫圧を加えて極板の膨張を抑制する。 また、 空間形成部位は二 次電池との間に空間を形成するので、ガス発生により外装体に膨らみが生じたとき、 ラミネ一トシートで形成されて軟質な外装体の膨らみを空間形成部位の空間に逃が し、 外装体の膨らみがパックケースの外形寸法に変化を生じさせないようにする。 上記構成において、 二次電池の平板面に臨むパックケースの内面に、 二次電池へ の位置規制部位と空間形成部位とを適宜形成することにより、 位置規制部位は二次 電池のパックケース内への収容位置を規制すると共に緊迫圧を加えて極板の膨張を 抑制し、 空間形成部位は外装体の膨らみを吸収することができる。

上記構成における二次電池は、 複数の正負極板を積層した積層極板群を軟質の外 装体内に収容してなる。 この積層形の二次電池では、 振動や衝撃が加わったときに 極板に位置ずれを生じやすいが、 位置規制部位が両面から緊迫力を加え、 側面を位 置規制することにより極板の移動が抑制される。

また、 二次電池の側面に臨むパックケースの内面に、 少なくとも二次電池の 4隅 を囲むように位置規制部位を形成することにより、 矩形形状の二次電池はその 4隅 で位置規制部位によつて位置規制され、 衝撃や振動が加わつたときにも積層された 極板の移動がなく、 極板の移動による内部短絡等が防止される。 図面の簡単な説明

図 1は、 第 1の実施形態に係る電池パックの構成を示す分解斜視図であり、 図 2 は、 電池の概略構成を示し、 図 2 Aは断面図、 図 2 Bは平面図であり、 図 3は、 下 ケースに電池保護装置を配設した状態を示す斜視図であり、 図 4は、 下ケースに電 池保護装置及び電池を配設した状態を示す斜視図であり、 図 5は、 端子装着部の構 成を示す下ケースの側面図であり、 図 6は、 外部接続端子の装着及び正極接続リー ドとの接合を説明する断面図であり、 図 7は、 テスト端子及び負極接続リードの装 着構造を説明する断面図であり、 図 8は、 電池保護装置の配設状態を示し、 図 8 A は平面図、 図 8 Bは側面図であり、 図 9 Aは、 正極リードと正極接続リードとの接 合状態を示す断面図、 図 9 Bはリードの格納状態を示す断面図であり、 図 1 0は、 電池パックの完成状態を示し、 図 1 O Aは平面図、 図 1 0 Bは側面図であり、 図 1 1は、 弾性変形面の変形を説明し、 図 1 1 Aは平常時の断面図、 図 1 1 Bは電池膨 張時の図 1 O Aの A— A線矢視断面図であり、 図 1 2は、 電池パックを携帯電話機 に装填した状態を示す断面図であり、 図 1 3は、 第 2の実施形態に係る電池パック の構成を示す断面図であり、 図 1 4は、 第 2の実施形態に係る電池パックの携帯電 話機への装填を示す斜視図であり、 図 15A及び図 15Bは、 弾性変形面により電 池を圧縮方向に加圧する構成を説明する模式図であり、 図 16は、 第 3の実施形態 に係る電池パックの構成を示す分解斜視図であり、 図 17は、 下ケースの構成を示 す平面図であり、 図 18は、 下ケースに電池を収容した状態を示す平面図であり、 図 19Aは、 電池パックの側面図、 図 19Bは平面図であり、 図 20は、 図 19B の X— X線矢視断面図であり、 図 2 1は、 図 19 Bの Y— Y線矢視断面図であり、 図 22は、 下ケースと上ケースとの嵌合構造を示す断面図であり、 図 23は、 第 4 の実施形態に係る電池パックの構成を示す分解斜視図であり、 図 24は、 電池の構 成を示す断面図であり、 図 25 Aは、 外装ケースの平面図、 図 25 Bは図 25 Aの E— E線矢視断面図であり、 図 26は、 電池の構成を示し、 図 26 Aは平面図、 図 26Bは側面図であり、 図 27は、 下ケースに電池を収容した状態を示す平面図で あり、 図 28 Aは、 図 27の C一 C線矢視断面図、 図 28 Bは図 27の B— B線矢 視断面図であり、 図 29 Aは、 図 27の G— G線矢視断面図、 図 29Bは図 27の F— F線矢視断面図であり、 図 30は、 空間形成部による外装ケースの膨らみの吸 収を説明する断面図であり、 図 3 OAは正常状態の断面図、 図 30 Bはガス発生時 の断面図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 添付図面を参照して本発明の実施形態について説明し、 本発明の理解に供 する。 本実施形態に係る電池パックは、 携帯電話機の電池電源として構成した例を 示すものである。

図 1は、 第 1の実施形態に係る電池パックの構成を分解して示すもので、 電池パ ック 1は、 上ケース 2 aと下ケース 2 bとからなるパックケース 2内にリチウムポ リマ一二次電池として構成された電池 3、 この電池 3を保護する保護回路を構成し たセーフティユニット （以下、 SU) 4及び臨界温度抵抗素子である PTC素子 5 を備えて構成された電池保護装置 8を収容し、 電池パック 1を携帯電話機に電気接 続するための外部入出力端子 6 a、 6b、 6 cを備えて構成されている。 この電池パック 1は、携帯電話機に着脱自在に装填できるように構成されており、 パックケース 2を構成する上ケース 2 aは携帯電話機の外装ケースの一部を構成す る。 従って、 上ケース 2 aは機器外装としての強度と美観を呈するように形成され る。 この上ケース 2 a及び下ケース 2 bは樹脂成形により形成され、 電池 3及び電 池保護装置 8を収容して両ケース間は接合により一体化される。

前記電池 3は、 図 2 Aにその概略構造を断面図として示すように、 シート状に形 成された正極板と負極板とをポリマー電解質シートからなるセパレ一夕を介して複 数層に積層して形成された発電要素 1 0を、 ラミネートシートからなる柔軟な外装 ケース 1 1内に収容して構成されている。 この外装ケース 1 1は、 図 2 Bに示すよ うに、 短冊状のラミネートシートを二つ折りにして、 両サイ ドの斜線部を溶着シー ルして袋状に形成し、 この中に発電要素 1 0を収容し、 発電要素 1 0を構成する正 極板から正極リード 1 2、 負極板から負極リード 1 3を引き出し、 リード引き出し 辺 1 l bを溶着シールし、 外装ケース 1 1内を密閉して形成される。 両サイ ドのシ —ル辺 1 l aは、 図 1に示すように平板面側に折り返して平面スペースの縮小を図 つている。 折り返された両側のシール辺 1 1 aは、 粘着テープ 7 1で平板面上に固 定される。 前記発電要素 1 0は、 正極板と負極板とを卷回し、 平板形状に圧縮形成 しても、 その厚さ方向には正負極板が積層された状態になり、 前記積層構造のもの と同様に構成することができる。

また、 前記電池保護装置 8は、 充放電を制御して過放電や過充電から電池 3を保 護する保護回路を回路基板 1 4上に構成した S U 4及び短絡等による過大な放電電 流から電池 3を保護するための P T C素子 5を備えて構成され、 図 1に示すように 組み立てられた状態で供給される。 この電池保護装置 8は、 図 3に示すように、 下 ケース 2 bの外部入出力端子 6 a〜6 cが取り付けられた端部位置に回路基板 1 4 及び P T C素子 5の板面方向を電池 3の平板面と平行にして装着される。 この電池 保護装置 8が下ケース 2 bに装着された後、 図 4に示すように、 電池 3を下ケース 2 b内に収容して、 電池 3から引き出された正極リード 1 2及び負極リード 1 3と 電池保護装置 8とを接続した後、 上ケース 2 aを下ケース 2 bに接合して電池パッ ク 1が完成される。

上記電池 3、 電池保護装置 8及び外部入出力端子 6 a〜6 cを下ケース 2 b内に 配設する手順は、 以下に説明するように実施される。

図 1に示すように、 下ケース 2 bの側面から裏面側にかけた 9 0度方向に、 端子 装着部 1 9 a、 1 9 b、 1 9 cがそれそれ凹部として形成されており、 各凹部の底 面には、 図 5に示すように、 上下 2か所にスリット状の端子挿入孔 2 2が形成され ている。 この端子挿入孔 2 2に、 図 1に示すように、 コの字状に形成された外部入 出力端子 6 a、 6 b、 6 cを、 それそれの両先端部から圧入する。 正極端子となる 外部入出力端子 6 aは、 その先端部の一方が特に長く形成されているので、 下ケー ス 2 bに装着したとき、 下ケース 2 bに形成された接合穴 2 3の上に挿入先端が位 置し、 接合穴 2 3から挿入先端が視くようになる。 この接合穴 2 3上の挿入先端に 図 1に示す正極接続リード 3 0の端部を重ね合わせ、 スポット溶接により両者を接 合する。 図 6は、 外部入出力端子 6 aの装着状態及び正極接続リード 3 0との接合 状態を示す断面図で、 外部入出力端子 6 aの挿入先端の上に正極接続リード 3 0の 端部が載置され、 上下矢印で示すように溶接電極の一方を前記接合穴 2 3から挿入 して外部入出力端子 6 aの挿入先端に当て、 他方を前記正極接続リード 3 0に当て てスポット溶接がなされ、 両者は接合される。

各外部入出力端子 6 a〜 6 cは、 上下の端子挿入孔 2 2、 2 2から圧入されて下 ケース 2 bに嵌合すると共に、 下ケース 2 b内に配設される各構成要素に接合され るので確実な取付け構造となる。 また、 図 6に示すように、 端子装着部 1 9 a〜l 9 cの底面に密着した状態に装着されるので、 電池パック 1を携帯電話機に装填し たときに電気的接続のために圧接される接続プローブ 4 4からの加圧を受けても確 実な接続状態が得られ、 接触抵抗の少ない電気的接続がなされる。

次に、図 3に示すように、電池保護装置 8に設けられた一対のテスト端子 2 4 a、 2 4 bを下ケース 2 bに形成された一対のテスト端子窓 2 9 a、 2 9 bに嵌入する ことにより位置決めして、 電池保護装置 8を下ケース 2 bの端部に配設する。 図 7 は、 前記テスト端子 2 4 bの配設状態を示す断面図で、 テスト端子 2 4 bの先端を コの字状に折り曲げた部分をテスト端子窓 2 9 bの一辺に嵌入して位置決めすると 同時に先端を下ケース 2 bに固定している。 このテスト端子 2 4 a、 2 4 bの先端 は、 テスト端子窓 2 9 a、 2 9 bを通して外部から視く位置にあるので、 電池パッ ク 1完成後の製造検査時に検査プローブ 4 3を当接させて電気的な検査の用に供さ れる。 このテスト端子 2 4 bの基部は P T C素子 5との接続部を形成し、 更にその 直角方向に延長された部分は電池 3の負極リード 1 3を接合するための負極接続リ —ド 3 3に形成されている。

電池保護装置 8が下ケース 2 bに位置決めされると、 図 8に示すように、 S U 4 を構成した回路基板 1 4は、 下ケース 2 bに装着された各外部入出力端子 6 a、 6 b、 6 cの下に配置され、 回路基板 1 4に形成されたハンダ付けランド 3 1 a、 3 l b、 3 1 c上にそれそれ外部入出力端子 6 a、 6 b、 6 cが当接した状態になる。 この各ハンダ付けランド 3 1 a、 3 1 b、 3 1 cにそれそれ外部入出力端子 6 a、 6 b、 6 cをハンダ付けすることにより端子接続がなされると同時に、 外部入出力 端子 6 a〜 6 c及び電池保護装置 8が下ケース 2 b上に位置固定される。 ハンダ付 けが終了した回路基板 1 4のハンダ付け面は絶縁材料によりオーバーコートして電 気的な絶縁性を確保すると同時に、 電池 3から電解液が漏出したような場合に液絡 や腐食が生じることを防止している。

図 8 Bに示すように、 回路基板 1 4及び P T C素子 5の板面は、 下ケース 2 bの 底面と平行に配設されているので、 電池保護装置 8を収容した部分の厚さ方向のス ペースを減少させることができる。 更に、 図 4に示すように、 電池 3のリード引き 出し辺 1 1 bを電池保護装置 8の上に収容する厚さ方向のスペースをつくることが でき、 パックケース 2内に無駄なスペースをつくることなく電池パック 1の小型化 を向上させている。 また、 リード弓 Iき出し辺 1 1 bが電池保護装置 8の上面を覆う ことにより、 電池 3から引き出された正極リード 1 2及び負極リード 1 3が電池保 護装置 8に接触することを防止している。この電池保護装置 8を配設した状態では、 電池保護装置 8に設けられている負極接続リード 3 3及び正極接続リード 3 0は下 ケース 2 bの端部に直立した状態に配置される。 次に、 図 4に示すように、 電池 3をそのリード引き出し辺 1 1 bが電池保護装置 8側に向くように下ケース 2 b内に収容する。 電池 3は、 そのリード引き出し辺 1 1 bが電池保護装置 8上を覆うように配置され、 下ケース 2 bに形成された凹部 3 2と位置決め凸部 3 4との間で収容位置が位置決めされる。 この電池 3のリ一ド引 き出し辺 1 l bから引き出された正極リード 1 2は正極接続リード 3 0に、 負極リ —ド 1 3は負極接続リード 3 3にそれそれ対面するようになる。 この正極リード 1 2と正極接続リード 3 0との間、 負極リード 1 3と負極接続リード 3 3との間は、 スポット溶接により接合される。

図 9は、 正極リード 1 2と正極接続リード 3 0との間の接合を示すもので、 正極 リード 1 2は厚さ 8 0〃mのアルミニウムで形成され、 ニッケルで形成された正極 接続リード 3 0にスポット溶接により接合される。 尚、 負極リード 1 3は厚さ 8 0 /mの銅で形成され、 同様に負極接続リード 3 3にスポット溶接により接合される。 図 9 Aに示すように、 正極リード 1 2と正極接続リード 3 0とが接合された後、 図 9 Bに示すように、 電池 3のリード引き出し辺 1 1 b上に折り曲げられる。 負極 リード 1 3と負極接続リード 3 3との接合部位についても同様に折り曲げられる。 この折り曲げられた部分と電池保護装置 8との間にはリード引き出し辺 1 1 bがあ るので、 正極リード 1 2及び負極リード 1 3が電池保護装置 8に接触して異常を生 じさせることはない。 また、 回路基板 1 4のハンダ付け面は前述したように外部入 出力端子 6 a〜6 cのハンダ付け後にオーバ一コートが施こされているので絶縁性 はより確実に確保される。

このように電池 3は、 その一方の同一辺から正極リード 1 2及び負極リード 1 3 が引き出され、このリード引き出し辺 1 1 b側に電池保護装置 8が配設されるので、 電池 3と電池保護装置 8との間の接続のためにリードの引回しがなく、 外部入出力 端子 6 a〜6 c及び電池保護装置 8は下ケース 2 bの所定位置に固定されるので、 パックケース 2内に収容される各構成要素間の接続が堅牢且つ確実になされ、 電池 パック 1として携帯機器に用いるための薄型化に加えて堅牢性を備えたものとなる。 上記構成において、 電池 3のリード引き出し辺 1 1 bと電池保護装置 8との間に 絶縁性のシートを配設すると好適である。 外装ケース 1 1を形成するラミネ一トシ ートは、 金属層 （アルミニウム） の両面に複数層に樹^ [層が形成されており、 振動 や衝撃が加わつたときに電池保護装置 8の金属部分と接触したとき、 表面の樹脂層 が破壊されて金属層に触れると短絡を生じる恐れがある。 前述のように絶縁性のシ —トを配置すると、 リード引き出し辺 1 l bと電池保護装置 8との接触が防止され る。 また、 リード引き出し辺 1 1 bの両面に絶縁性シートを配置すると、 正極リー ド 1 2と正極接続リード 3 0及び負極リード 1 3と負極接続リード 3 3それそれの 接合部位とリード引き出し辺 1 1 bとの接触も防止することができる。

以上説明した工程により下ケース 2 b内に各構成要素が収容された後、 下ケース 2 bに上ケース 2 aが超音波溶着により接合され、 図 1 0に示すように、 薄型形状 の電池パック 1に組み立てられる。 この組み立て後にテスト端子窓 2 9 a、 2 9 b に検査用プローブ 4 3を挿入してテスト端子 2 4 a、 2 4 bにコンタクトし、 電池 パヅク 1が正常に動作するか否かの検査が実施される。 検査合格となった電池パッ ク 1のテスト端子窓 2 9 a、 2 9 b、 接合窓 2 3等が設けられた凹部 3 5には目隠 しシートが貼着され、 各開口部分は閉じられる。

図 1 O Aは電池パック 1を下ケース 2 b側から見た平面図で、 下ケース 2 bの電 池 3の平板面に対面する面は薄肉形成されて、 電池 3が膨張によりその厚さが変化 した場合に弾性的に変形する弾性変形面 1 5に形成されている。 また、 この弾性変 形面 1 5を取り囲むように突出形成された外周部 1 6が形成されている。 更に、 弾 性変形面 1 5は薄肉形成されているので、 刃物等による突き刺しにより電池 3が損 傷を受けることを防止するため、 弾性変形面 1 5の周辺部分を除いた部分にステン レス薄板 （金属薄板） 7が貼着されている。 このステンレス簿板 7の角部には、 外 周部 1 6に当接する突出部 7 aが形成され、 ステンレス薄板 7を弾性変形面 1 5に 貼着するときの位置決めができるように構成されている。

尚、 このステンレス薄板 7は弾性変形面 1 5の全面に貼着してもよく、 ステンレ ス薄板 7の厚さを突き刺しに対する強度が得られる最低厚にすれば、 変形量が大き くなる弾性変形面 1 5の周辺部においても弾性変形面 1 5の変形に追従して変形す るので、 弾性変形面 1 5の弾性変形を阻害することはない。

図 1 1は、 図 1 O Aの A— A線矢視断面を示し、 前記弾性変形面 1 5は本構成に おいては厚さ 0 . 2 2 mmに薄肉形成され、 この弾性変形面 1 5の周囲には、 所定 高さに外周部 1 6が形成されている。 この外周部 1 6の頂部と弾性変形面 1 5に貼 着されたステンレス簿板 7の表面との間には段差 Hができるように外周部 1 6の突 出高さが形成される。 尚、 本構成での段差 Hは 0 . 4 mmに設定されている。

電池 3は、 充放電の繰り返しや経年変化により電極板が膨張してその厚さが増加 する。 電池 3の膨張によりその厚さが増加して上ケース 2 aと下ケース 2 bとの間 の電池収容空間の高さを越えたとき、 電池 3の膨張による圧力は薄肉形成されて変 形しやすくなつている弾性変形面 1 5を押し出して弾性変形させる。 極板の膨張は 電池 3全体の厚さ変化として生じるので、 弾性変形面 1 5は電池 3と接触する面が 平均的に押し上げられ、 変形は図 1 1 Bに示すように、 外周部 1 6に接する周辺部 で弾性変形する。 電池 3として用いられるリチウムポリマー二次電池の厚さは 3 . 9 1 mmで、 これが充放電を繰り返した全寿命経過における膨張による厚さは 4 . 3 l mmとなり、 0 . 4 mmの膨張が生じるデ一夕が取得されている。 前述したよ うに、 弾性変形面 1 5上には外周部 1 6に囲まれた高さ 0 . 4 mmの段差 Hによる 空間が形成されているため、 電池パック 1の全寿命が経過した状態でも電池パック 1の最大厚さに変化は生じない。 また、 弾性変形面 1 5の表面には、 その周囲を残 してステンレス薄板 7が貼着されていることにより、 電池 3の平均的な厚さ変化と 相まって周囲の弾性変形により平面状態を保って均等に外周部 1 6内に膨出する。 従って、 電池と対面する面が剛性体で形成されている場合には電池の膨張で円弧状 の膨らみが生じ、 電池パックとしての形状に違和感を与えたり、 円弧状の膨らみに より装填する機器に悪影響を与えることはない。

上記構成になる電池パック 1は、 図 1 2に断面図として示すように、 携帯電話機 9に装填される。電池パック 1の薄型化に対応して携帯電話機 9自体も薄型化され、 ポケッ卜に挿入できるまでのスリムな形態の携帯電話機 9が実現される。 携帯電話 機 9内の電池パック 1が装填される反対面 （表面側） には、 プッシュキ一1 7、 こ のプッシュキー 1 7による接点回路が形成された多層回路基板 1 8、 この多層回路 基板 1 8を支持する支持板 1 9が配設され、 この支持板 1 9と電池パック 1との間 は、 外周部 1 6との間に約 0 . 0 5 mmの間隙、 弾性変形面 1 5上に貼着されたス テンレス薄板 7との間に約 0 . 4 5 mmの間隙が設けられている。

この構成によって、 携帯電話機 9の表面側から強い押圧が加わったときには外周 部 1 6が支持板 1 9の変形を支える作用をなす。 また、 電池 3に絰年変化により極 板の膨張が生じてその厚さが増加しても、 弾性変形面 1 5は電池 3の膨張に対応し て弾性変形し、 前述したように外周部 1 6で囲まれた中に形成された空間で膨張に よる厚さ変化が収まり、 膨張の影響を機器側に及ぼすことがない。

次に、 本発明の第 2の実施形態について説明する。 図 1 3は、 第 2の実施形態に 係る電池パック 2 1の構成を示す断面図である。 この電池パック 2 1は、 図 1 4に 示すように、 携帯電話機 2 7に設けられた電池収容口 2 8に挿入して装填できるよ うに構成されている。 尚、 第 1の実施形態の構成と共通する要素には同一の符号を 付し、 その説明は省略する。

電池パック 2 1は、 積層形のリチウムポリマ一二次電池として形成された電池 3 を収容するパックケース 2 0は、 樹脂成形により対照的な同一形状に形成された上 ケース 2 0 aと下ケース 2 0 bとを接合して一体的に構成されている。 このパック ケース 2 0の電池 3の平板面と対面する両面は、 それそれ薄肉形成された弾性変形 面 2 5 a、 2 5 bとして形成され、 それそれの周囲には外周部 2 6 a、 2 6 bが突 出形成されている。 また、 弾性変形面 2 5 a、 2 5 bそれそれの表面には、 周辺部 を除いてステンレス薄板 7、 7が貼着されている。

この構成になる電池パック 2 1の電池 3が膨張したとき、 弾性変形面 2 5 a、 2 5 bは弾性変形して外方に膨らむが、 それらの周囲には外周部 2 6 a、 2 6 bがあ つて弾性変形面 2 5 a、 2 5 bの外方には空間が形成されているため、 電池 3の膨 張による弾性変形面 2 5 a、 2 5 bの膨らみは電池パック 2 1としての最大厚さと なる外周部 2 6を越えることはない。 また、 弾性変形面 2 5 a、 2 5 bは全体的に 薄肉形成され、 積層形の電池 3の厚さが平均的に膨張することから弾性変形面 2 5 a、 2 5 bはそれそれ外周部 2 6 a、 2 6 bに接する周辺部で弾性変形して、 平面 状態を保って膨出する。 また、 弾性変形面 2 5 a、 2 5 bそれそれの表面の周囲を 残してステンレス薄板 7が貼着されていることによつても、 内面側で電池 3に密着 した状態で周囲の弾性変形により平面状態を保って均等に膨出する。 従って、 機器 の電池収容口 2 8の開口高さは外周部 2 6 a、 2 6 b間の高さで決定される電池パ ック 2 1の厚さ Dを基準に開口させておけばよく、 電池 3の膨張で挿入が不可能に なることはない。 また、 電池の膨張で円弧状の膨らみが生じて電池パックとしての 形状に違和感を与えることはない。

上記第 1及び第 2の各実施形態の構成において、 パックケース 2、 2 0内の電池 3の収容空間の厚さ方向の寸法は、 電池 3の厚さ寸法誤差を考慮して電池 3の厚さ よりやや大きな寸法にすることを基本とするが、 パックケース 2の場合では片面の 弾性変形面 1 5、 パックケース 2 0の場合では両面の弾性変形面 2 5 a、 2 5 bが 弾性変形するように構成されているので、 図 1 5 Aに模式的に示すように、 パック ケース 2、 2 0内の電池 3の収容空間の厚さ方向の寸法 Lを、 電池 3の厚さ寸法 M より小さく形成することができる。 このように形成されたパックケース 2、 2 0内 に電池 3を収容することによって、 図 1 5 Bに示すように、 電池 3は弾性変形面 1 5、 2 5により常時両面から圧縮方向に加圧を受けていることになり、 電極板の膨 張が抑制される効果が得られる。

また、 電池 3が膨張しない状態においては、 弾性変形面 1 5、 2 5から圧縮方向 に加圧を受けない状態の厚さ寸法に形成しておき、 電池 3が膨張したとき弾性変形 面 1 5、 2 5を押し出そうとする力により圧縮方向の加圧を受けるようにしても電 極板の膨張を抑制する効果が得られる。

また、 電池 3の膨張により弾性変形面 1 5、 2 5 a、 2 5 bが弾性変形するとき、 最も変形量が大きくなる周辺部の厚さを他の部位の厚さより薄く形成すると周辺部 の弾性変形が容易となり、電池 3の膨張に対する追従性を向上させることができる。 逆に、 周辺部の厚さを他の部位の厚さより厚く形成すると変形し難くなるので、 電 池 3の膨張に杭して電池 3に圧縮力を加え、 電池 3の極板が膨張するのを抑制する 加圧することになり、 電池 3の膨張を抑えることができる。

次いで、 第 3の実施形態について説明する。 図 1 6は、 第 3の実施形態に係る電 池パック 1 0 1の構成を分解して示すもので、 第 1の実施形態の構成と共通する要 素には同一の符号を付し、 その説明は省略する。

図 1 6に示すように、 下ケース 1 0 2 bに形成された端子取付凹部 1 1 9 a、 1 1 9 b、 1 1 9 cにそれそれ外部入出力端子 1 0 6 a、 1 0 6 b , 1 0 6 cを取り 付け、 電池保護装置 1 0 8を装着して、 下ケース 1 0 2 b内に残された電池収容ス ペース 7 2に電池 3を収容する。

前記電池収容スペース 7 2の周囲には、 図 1 7に示すように、 電池 3の側面に当 接するサイ ド壁面 7 3 a、 7 3 b、 電池 3の下側面に当接する下壁面 7 4、 電池 3 のリード引き出し辺 1 1 bの両端側にそれそれ当接する上壁面 7 5 a、 7 5 bが形 成されている。 図 1 8に示すように、 電池 3を前記サイ ド壁面 7 3 a、 7 3 b、 下 壁面 7 4、上壁面 7 5 a、 7 5 bに囲まれた電池収容スペース 7 2内に収納すると、 電池 3は所定位置に位置決めされると同時に、 下ケース 1 0 2 bを上ケース 1 0 2 aで閉じると電池 3は所定位置から不動の状態にしてパックケース 1 0 2内に収容 される。

上記のようにして下ケース 1 0 2 b内に電池保護装置 1 0 8及び電池 3を収容し た後、 下ケース 1 0 2 bに上ケース 1 0 2 aを超音波接合することにより、 図 1 9 に示すように薄型化された電池パック 1 0 1に組み立てられる。 図 1 9 Bは電池パ ック 1 0 1を下ケース 1 0 2 b側から見た平面図で、 電池 3の平板面に接する面は 薄肉形成されて、 電池 3が膨張によりその厚さが変化した場合に弾性的に変形する 弾性変形面 1 1 5に形成されている。 また、 この弾性変形面 1 1 5を取り囲むよう に突出形成された外周部 1 1 6が形成されている。 更に、 弾性変形面 1 1 5は薄肉 形成されているので、 刃物等による突き刺しにより電池 3が損傷を受けることを防 止するため、 弾性変形面 1 1 5の周辺部分を除いた部分にステンレス薄板 7が貼着 されている。 このステンレス薄板 7の角部には、 外周部 1 1 6に当接する突出部 7 aが形成され、 ステンレス薄板 7を弾性変形面 1 1 5に貼着するときの位置決めが できるように構成されている。 これらの構成による作用は先の実施形態の構成と同 様なので、 詳細な説明は省略する。

本構成に示すように （他の実施形態の構成についても同様)、 電池 3をパックケ一 ス 1 0 2内の厚さ方向に密着するように収容する場合に、 電池 3を配設した下ケ一 ス 1 0 2 bに上ケース 1 0 2 aを重ね合わせると、 電池 3は上ケース 1 0 2 aを押 し上げるような力を及ぼす。 図 2 0及び図 2 1に示すように、 下ケース 1 0 2 と 上ケース 1 0 2 aとの間を超音波溶着する周囲の嵌合部位は浅い嵌合状態にあるの で、 超音波溶接装置にセッ卜するまでに上ケース 1 0 2 aと下ケース 1 0 2 との 嵌合位置が位置ずれする恐れがある。 この超音波溶着するまでの間に上ケース 1 0 2 aが所定位置から位置ずれすることを防止するために、 超音波溶着する以前に下 ケース 1 0 2 bに上ケース 1 0 2 aが嵌合する嵌合構造が設けられている。

図 1 6及び図 1 7に示すように、 下ケース 1 0 2 bの上下両端側に上嵌合凹部 6 1 a、 6 1 b、 下嵌合凹部 6 2 a、 6 2 bが形成されており、 この下ケース 1 0 2 bに上ケース 1 0 2 aを重ね合わせたとき、 前記上嵌合凹部 6 1 a、 6 1 b及び下 嵌合凹部 6 2 a、 6 2 bそれそれに、 上ケース 1 0 2 aに形成された上嵌合凸部 6 3 a、 6 3 b及び下嵌合凸部 6 4 a、 6 4 bが嵌入し、 下ケース 1 0 2 bに上ケ一 ス 1 0 2 aが嵌合接続される。

図 2 1は、 図 1 9 Bにおける Y— Y線矢視断面を示すもので、 前記上嵌合凹部 6 1 aと上嵌合凸部 6 3 aとの嵌合状態、 下嵌合凹部 6 1 bと下嵌合凸部 6 3 bとの 嵌合状態が示されている。 この嵌合構造により超音波溶着する以前に下ケース 1 0 2 bの所定位置に上ケース 1 0 2 aが嵌合した状態が得られるので、 この状態で上 ケース 1 0 2 aと下ケース 1 0 2 bとの間に超音波を加えて周囲の溶着部位 6 6で 超音波接合する。

図 2 0に示すように、 下ケース 1 0 2 bと上ケース 1 0 2 aとがパックケ一ス 1 0 2の厚さ方向に当接する溶着部位 6 6が、 下ケース 1 0 2 bに形成されたサイ ド 壁面 7 3 a、 7 3 bの直近の外側に設けられている。 この溶着部位 6 6は、 図 1 7 及び図 1 8に示すようにライン状に設けられ、 パックケース 1 0 2の周囲を一周す るように形成されている。 下ケース 1 0 2 bに上ケース 1 0 2 aを前記上嵌合凹部 6 1 a、 6 1 bと下嵌合凹部 6 2 a、 6 2 bとで嵌合させて重ね合わせると、 下ケ ース 1 0 2 bに上ケース 1 0 2 aが溶着部位 6 6で当接する。 このように重ね合わ せた上ケース 1 0 2 aと下ケース 1 0 2 bとを、 その当接方向から超音波溶接装置 のホーンと受け治具とで挟圧することにより、 前記溶着部位 6 6で上ケース 1 0 2 aと下ケース 1 0 2 bとが密着するので、 ホーンから超音波加振することにより溶 着部位 6 6の密着間が溶融して上ケース 1 0 2 aと下ケース 1 0 2 bとは接合し、 パックケース 1 0 2として一体ィ匕される。このようにサイ ド壁面 7 3 a、 7 3 bは、 その直近の外側で上ケース 1 0 2 aが接合されるので変形強度が強化され、 衝撃等 による変形加圧に対する強度が向上し、 収容された電池 3を保護して衝撃による損 傷を防止することができる。 また、 図 2 1に示すように、 上壁面 7 5 a、 7 5 b及 び下壁面 7 4は、 それらの背後に形成された上嵌合凹部 6 1 a、 6 1 b及び下嵌合 凹部 6 2 a、 6 2 bにそれそれ嵌入する上嵌合凸部 6 3 a、 6 3 b及び下嵌合凸部 6 4 a、 6 4 bにより変形強度が強化される。

また、 図 2 0及び図 2 1に示すように、 溶着部位 6 6はパックケース 1 0 2の外 部露出面より内側に設定されているので、 溶融部が外部に露出せず、 電池パック 1 0 1としての外観を損なうことがない。 また、 上ケース 1 0 2 aと下ケース 1 0 2 bとが対向方向に密着する部位は溶着部位 6 6のみで、 他の部位では僅かな隙間が 形成されているので、 超音波加振により溶融することはなく、 溶融部が外部に露出 することはない。

以上説明したように、 電池 3は、 その平板面は上ケース 1 0 2 aと下ケース 1 0 2 bとに密着した状態にパックケース 1 0 2内に収容され、 シール辺 1 1 aを上平 面に折り返した両側面は下ケース 1 0 2 bに形成されたサイ ド壁面 7 3 a、 7 3 b に、 下側面は下壁面 7 4に、 当接もしくは僅少間隙を隔てた状態にパックケース 1 0 2内に収容される。 また、 リード引き出し辺 1 1 b側は、 図 2 2に示すように、 上壁面 7 5 aに位置決め支持された負極接続リード 1 3 3に位置決めされる状態に あり、 図 1 7に示すように、 正極リード 1 1 2側では上壁面 7 5 bに位置決め支持 された正極接続リード 1 3 0に折り返されたシール辺 1 1 aのリード引き出し辺 1 1 b側が、 負極リード 1 1 3側では上壁面 7 5 aにシール辺 1 1 aのリード引き出 し辺 1 1 b側が当接もしくは僅少間隙を隔てた状態にパヅクケース 1 0 2内に収容 される。 電池 3はその外装ケース 1 1がラミネートシートにより形成されているの で、 金属ケースの場合に比して外形寸法の誤差が大きく、 電池収容スペース 7 2の 寸法は電池 3プラス側誤差の状態で各壁面に当接するように設定されているので、 マイナス側誤差の状態では各壁面との間には僅少な間隙が生じる。

このように電池 3をパックケース 1 0 2内に収容して電池パヅク 1 0 1を構成す ることにより、 落下等による衝撃が加わったときにパックケース 1 0 2内で電池 3 が移動し難くなるので、 衝撃に伴う電池 3の移動により軟質の外装ケース 1 1内に 内装された正極板と負極板との間の短絡、 リード線の断線等の障害の発生が防止さ れる。 即ち、 上下の平板面が上ケース 1 0 2 a及び下ケース 1 0 2 bの平面部に密 着していることによる摩擦抵抗により移動し難くなり、 周囲側面は各壁面に当接ま たは僅少間隙で囲まれているので更に移動し難くなり、 ラミネートシートにより形 成された外装ケース 1 1を用いた電池 3により電池パック 1 0 1を薄型化及び軽量 化した構成における衝撃対策が図られている。 また、 電池 3の側面を囲む下ケース 1 0 2 bの各壁面は、 その直近の外側で上ケース 1 0 2 aが接合されるので強固に なり、 衝撃による各壁面の変形が電池 3に及ぶことが防止される。

次いで、 第 4の実施形態の構成について説明する。 図 2 3は、 第 4の実施形態に 係る電池パック 2 0 1の概略構成を分解して示すもので、 極板の膨張やガス発生に より電池に膨らみが生じた場合の悪影響を防止する構造を備えている。

本実施形態において適用する電池 2 0 3は、図 2 4に断面図として示すように、 シート状に形成された正極板と負極板とをポリマー電解質シートからなるセパレ一 夕を介して複数層に積層した発電要素 2 1 0を、 ラミネートシートからなる柔軟な 外装体 2 1 1内に収容して構成されている。 尚、 発電要素 2 1 0は正負極板を卷回 し、 これを平板形状に圧縮形成したものでもよい。

この外装体 2 1 1は、 アルミニウム層の両側に複数の樹脂層を形成したラミネー トシ一トを用いて密閉構造に形成される。 図 2 5に示すように、 外装体 2 1 1を形 成するラミネートシート 2 2 0は、 中央折り曲げ線 Tで 2分した一方側に、 前記発 電要素 2 1 0の外形寸法よりやや大きな矩形状で、 発電要素 2 1 0の厚さとほぼ同 一の深さを有する極板収容凹部 2 3 3が形成される。 この極板収容凹部 2 3 3に発 電要素 2 1 0を収容し、 中央折り曲げ線 Tから 2つ折りにすると共に、 発電要素 2 1 0の正極板から正極リード 2 1 2、 負極板から負極リード 2 1 3を引き出し、 電 解液を注入して、 周辺の 3か所 P l、 P 2、 P 3を熱接合によりシールして前記極 板収容凹部 2 3 3を密閉し、 図 2 6 Aに示すような電池 2 0 3に形成する。 両サイ ドのシール辺 P 2、 P 3は、 図 2 6 Bに示すように、 内側に折り返して電池 2 0 3 の幅寸法の縮小を図ると共に、 シール性の向上を図っている。

上記構成になる電池 2 0 3は、 図 2 7に示すように、 下ケース 2 0 2 b内に電池 保護装置 2 0 4と共に収容される。 下ケース 2 0 2 bには、 矩形平板状に形成され た電池 2 0 3の側面に臨む部位に、 電池 2 0 3の 4隅のコーナ一をそれそれ囲んで 電池 2 0 3の収容位置を規制する位置規制部 2 1 4 a、 2 1 4 b、 2 1 4 c , 2 1 4 d、 2 1 4 e、 2 1 4 f (斜線表示） が形成されており、 電池 2 0 3の下ケース 2 0 2 bへの収容位置を位置決めし、 収容位置からの移動を規制している。 また、 下ケース 2 0 2 bの電池 2 0 3の図示左右側面に臨む部位の前記位置規制部 2 1 4 a、 2 1 4 b , 2 1 c _s 2 1 4 dを除く部位は、 電池 2 0 3の左右側面との間に 所定距離の隔たりを形成した空間形成部 2 1 5 a、 2 1 5 bが形成され、 図示下側 面に臨む部位の前記位置規制部 2 1 4 e、 2 1 4 f を除く部位は、 電池 2 0 3の下 側面との間に所定距離の隔たりを形成した空間形成部 2 1 5 cが形成されている。 図 2 7に示す電池 2 0 3及び電池保護装置 2 0 4を収容した下ケース 2 0 2 bに 上ケース 2 0 2 aを接合した状態で、 前記位置規制部 2 1 4 c、 2 1 4 dの形成位 置である C一 C線矢視断面を図 2 8 Aに、 前記空間形成部 2 1 5 a、 2 1 5 bの形 成位置である B— B線矢視断面を図 2 8 Bに示す。 図 2 8 Aに示すように、 位置規 制部 2 1 4 c、 2 1 4 dの形成位置では、 電池 2 0 3の側面 （シール辺 P 2、 P 3 の折り返し部分）に近接して電池 2 0 3の幅方向の収容位置を規制している。一方、 位置規制部 2 14 a、 214b, 2 14 c, 2 14 dが形成されていない空間形成 部 215 a、 215 bの形成位置では、 図 28 Bに示すように、 電池 203の側面 との間に空間が形成されている。

また、 電池 203及び電池保護装置 204を収容した下ケース 202 bに上ケー ス 202 aを接合した状態で、 前記位置規制部 2 14 b、 2 14 fの形成位置であ る G— G線矢視断面を図 29Aに、 前記空間形成部 2 15 cの形成位置である F— F線矢視断面を図 29 Bに示す。 図 29 Aに示すように、 位置規制部 2 14 b、 2

14 fの形成位置では、 電池 203の側面に近接して電池 203の幅方向の収容位 置を規制している。 一方、 図 29 Bに示すように、 空間形成部 2 15 cの形成位置 では、 電池 203の側面との間に空間が形成されている。

この電池 203の側面に対して位置規制部 2 14 a〜2 14 f及び空間形成部 2

15 a〜2 15 cが形成されると同時に、 電池 203の平板面に対しても電池 20 3に当接して電池 203に緊迫力を加える当接部 （位置規制部位） 216と、 電池 203との間に空間を形成する間隙部 （空間形成部位） 2 17とが形成される。 即 ち、 図 28に示すように、 上ケース 202 aの中央部には、 電池 203の平板面に 当接するように肉厚にした当接部 2 16と、 その両側に電池 203との間に間隙 G が形成されるように肉簿にした間隙部 217とが形成されている。

本構成になる電池 203のように、 軟質の外装体 2 1 1内に複数の極板を積層し た積層極板群 210を収容した構造では、 外装体 2 1 1の積層極板群 2 10を拘束 する力が弱く、 衝撃や振動が加わったときに積層された極板に位置ずれが生じやす くなるが、 上記位置規制部 214 a、 2 14 bは電池 203のリード引き出し側の 左右コーナー部分を囲み、 位置規制部 2 14 c、 2 14d、 2 14 e、 214 fは 電池 203の後端側の左右コーナ一部分を囲んでいるので、 極板の移動が規制され る。 極板の移動は、 極板間の位置ずれによる内部短絡やリード断線、 極板の移動に よって外装体 21 1のラミネートシートを傷つけ、 その内層のアルミニウム層に極 板が接触することによる局部電池の発生等の弊害を生じさせる恐れがあるが、 位置 規制部 2 14 c、 2 14 d、 214 e、 214 fによる位置規制により、 これらの 弊害の発生が防止される。 また、 上ケース 2 0 2 aに形成された当接部 2 1 6によ つて極板の積層方向に緊迫力が加わるので、 積層された極板間の摩擦力が大きくな り、 極板は更に位置ずれし難い状態となる。 また、 当接部 2 1 6による緊迫力は、 積層極板群 2 1 0の充放電の繰り返しや経年変化による膨張を抑制する効果もある。 また、二次電池は過充電ゃ満充電状態で放置されたような場合にガスが発生する。 電池 2 0 3のようにラミネートシートを外装体 2 1 1とした場合には、 外装体が軟 質であるため、 ガスの発生は直ちに外装体 2 1 1に膨らみを生じさせ、 外装体 2 1 1の膨らみは電池パック 2 0 1に外形形状の変化を及ぼすことになる。 このような 電池使用の誤りによるガス発生に対処するため、 前記空間形成部 2 1 5 a〜2 1 5 c及び間隙部 2 1 7が設けられており、 ガス発生による外装体 2 1 1の膨らみをパ ックケース 2 0 2内の空間に逃がすようにしている。 外装体 2 1 1は軟質であるた め、 位置規制部 2 1 5 a〜2 1 5 cや当接部 2 1 6が電池 2 0 3に当接している以 外の空間のある部分に膨らみを逃がすことができ、 万が一のガス発生に対しても電 池パック 2 0 1の変形が防止される。

図 3 0は、空間形成部 2 1 5 bの形成位置の断面を示し、図 3 O Aに示すように、 ガス発生のない正常状態では、 電池 2 0 3の側面と空間形成部 2 1 5 bとの間、 及 び電池 2 0 3の平板面と間隙部 2 1 7との間には、 空間が形成されている。 前述し たような電池 2 0 3の異常使用により外装体 2 1 1内にガスが発生したとき、 軟質 の外装体 2 1 1は、 図 3 0 Bに示すように膨らみ、 この膨らみは空間形成部 2 1 5 bと間隙部 2 1 7とによって形成された空間に逃がすことができる。 外装体 2 1 1 は軟質であるため、 位置規制部 2 1 4 a〜2 1 4 fや当接部 2 1 6が外装体 2 1 1 に当接している以外の空間のある部分に膨らみを逃がすことができ、 万が一のガス 発生に対しても電池パック 2 0 1の変形が防止される。

本構成になる電池パック 2 0 1は、 先の各実施形態の構成と同様に、 パックケ —ス 2 0 2の電池 2 0 3の平板面に対面する面は薄肉形成されて、 電池 2 0 3の積 層極板群 2 1 0が膨張によりその厚さが変化した場合や、 前述のガス発生により外 装体 2 1 1が膨張した場合に、 弾性的に変形する弾性変形面に形成されている。 ま た、 この弾性変形面を取り囲むように突出形成された外周部が形成されている。 以上説明した各実施形態の構成において、 第 1の実施形態に示した電池 3の形態 または第 4の実施形態に示した電池 2 0 3の形態を適宜選択して使用することがで きる。 また、 電池 3、 2 0 3の構成は、 複数の正負極板を積層した積層極板群を用 いたもので説明しているが、 正負極板を卷回して平板状に圧縮形成した卷回極板を 用いても同様に構成することができる。

また、 各電池パック 1、 2 1、 1 0 1、 2 0 1の構成は、 携帯電話機の電池電源 として適用した例について述べたが、 モバイルコンビュー夕や電子手帳、 トランシ —バ等においても同様の構成を適用することができる。 産業上の利用可能性

以上の説明の通り本発明によれば、 パックケースの電池の平板面に対面する面が 弾性変形面に形成され、 その周囲に突出した外周部が形成されているので、 極板の 膨張は外周部に囲まれた弾性変形面の膨出で吸収され、 電池パックとしての最大寸 法に変化はなく機器に影響を及ぼさない。

また、 パックケースの電池収容スペースには、 電池の平板面及び側面を囲む壁面 が形成されているので、 振動や衝撃が加わったときに電池が移動して、 電池に損傷 が生じることが防止される。

さらに、 パックケース内に電池に当接する位置規制部と電池との間に空間を設け た空間形成部とを形成することにより、 位置規制部により電池は所定位置に位置決 め保持されて振動や衝撃が加わつたときに電池が移動することによる損傷が防止さ れ、 電池にガスが発生したときには膨張した外装ケースが空間形成部に逃げて電池 パックに変形が生じることが防止される。 従って本発明は、 電池パックに軟質材料 を外装体とした二次電池を用いて、 小型軽量化及び簿型化と、 安全性を両立する上 で有用である。

Claims

請 求 の 範 囲

1. 発電要素 （10) を軟質材料によって形成された外装ケース （11) 内に収 容して平板形状に形成された二次電池 （3) をパックケース （2) 内に収容してな る電池パックであって、 前記パックケース （2) は、 前記二次電池 （3) の平板面 と対面する一方側の面が二次電池 （3) の厚さ変化に対応して弾性変形する弾性変 形面 （15) に、 他方側の面が剛性体からなる剛体面に形成されてなることを特徴 とする電池パック。

2. 二次電池 （3) は、 シート状に形成された複数の正負極板を積層した極板群 を外装ケース （11) 内に収容してなる請求の範囲第 1項記載の電池パック。

3. 発電要素 （10) を軟質材料によって形成された外装ケース （11) 内に収 容して平板形状に形成された二次電池 （3) をパックケース （20) 内に収容して なる電池パックであって、 前記パックケース （20) の前記二次電池 （3) の平板 面と対面する両面が、 二次電池 （3) の厚さ変化に対応して弾性変形する弾性変形 面 （25a、 25b) に形成され、 且つその周縁部が二次電池 （3) の側面を取り 囲む剛性体により支持されてなることを特徴とする電池ノ ック。

4. 発電要素 （10) を軟質材料によって形成された外装ケース （11) 内に収 容して平板形状に形成された二次電池 （3) をパックケース （2) 内に収容してな る電池パックであって、 前記パックケース （2)の厚さ方向の内寸が二次電池 （3) の厚さより小さく形成され、 前記二次電池 （3) の平板面と対面する両面または片 面が、 二次電池 （3) の厚さ変化に対応して弾性変形する弾性変形面 （15) に形 成されてなることを特徴とする電池パック。

5. 発電要素 （10) を軟質材料によって形成された外装ケース （11) 内に収 容して平板形状に形成された二次電池 （3) をパックケース （2) 内に収容してな る電池パックであって、 このパックケース （2) の前記二次電池 （3) の平板面と 対面する片面または両面が、 二次電池 （3) の厚さ変化に対応して弾性変形する弹 性変形面 （ 15) に形成されてなり、 この弾性変形面 （ 15) の周囲または両側部 に弾性変形面 （15) から所定高さに突出させた外周部 （ 16) が形成されてなる ことを特徴とする電池パック。

6. 二次電池 （3) と、 少なくとも二次電池 （3) を保護するための保護回路を 形成した回路基板 （ 14) を備えて構成された電池保護装置 （8) とを偏平形状に 形成されたパックケース （2) 内に収容し、 前記二次電池 （3) から引き出された 正極リード （ 12) 及び負極リード （ 13) を前記電池保護装置 （8) を介してパ ックケース （2) に設けられた外部入出力端子 （6 a、 6 b、 6 c) に接続してな る電池パックにおいて、 前記二次電池 （3) が、 発電要素 （ 10) を一対のラミネ ートシートの周辺部を溶着シールした外装ケース （ 1 1) 内に収容し、 溶着シール した一辺側から正極リード （ 12) 及び負極リード （ 13) が引き出されてなり、 この二次電池 （3) の前記正極リード （ 12) 及び負極リード （ 13) が引き出さ れた一辺側に前記電池保護装置 （8) が配設されてなることを特徴とする電池パッ ク。

7. 回路基板 （ 14 ) は、 その板面方向が二次電池（ 3 )の平板面方向と平行で、 且つ外装ケース （ 1 1) の溶着シール部分の少なくともその一部とオーバ一ラップ した位置に配設されてなる請求の範囲第 6項記載の電池パック。

8. 電池保護装置 （8) がパックケース （2) 内の厚さ方向の一方寄りに配設さ れ、 回路基板 （ 14) に接続された正極接続部材 （ 30 ) と正極リード （ 12 ) 及 び負極接続部材 （33) と負極リード （ 13) がパックケース （2) 内の厚さ方向 の他方寄りの位置で接続され、 このリード接続位置と電池保護装置 （8) との間に 二次電池 （3) の溶着シール部分が配設されてなる請求の範囲第 6項記載の電池パ ック。

9. 外装ケース （11) の少なくとも溶着シール部分と電池保護装置 （8) との 間に絶縁部材が配設されてなる請求の範囲第 6項記載の電池パック。

10. 電池保護装置（8)が PTC素子（5)を備えてなり、 この PTC素子（5) は板状に形成され、 その板面方向が二次電池 （3) の平板面方向と平行で、 且つ外 装ケース （11) の溶着シール部分の少なくともその一部とオーバ一ラップした位 置に配設されてなる請求の範囲第 6項記載の電池パック。

11. 発電要素 （10) を軟質材料によって形成された外装ケース （11) 内に 収容して平板形状に形成された二次電池 （3) をパックケース （102) 内に収容 してなる電池パヅクにおいて、 前記パックケース （102) は、 前記二次電池 （3) の平板面の両面に対面する平面部と、 電池の側面に臨む複数の壁面部とを備え、 前 記平面部及び壁面部が二次電池 （3) のパックケース （102) 内への収容位置を 位置規制するように構成されてなることを特徴とする電池ノ ック。

12. 平板形状に形成された二次電池 （3) の厚さ方向で上ケース （102a) と下ケース （102b) とに分割され、 両ケースそれそれに形成された接合部 （6

6) 間を当接させて両ケースを衝き合わせたとき、 二次電池 （3) の厚さに相当す る内寸の電池収容スペース （72) が形成されるパックケース （102) 内に二次 電池 （3) を収容し、 前記接合部 （66) で両ケース間を接合して一体化されてな る電池パックにおいて、 前記パックケース （102) が、 二次電池 （3) を収容し て両ケースを衝き合わせたときに前記接合部 （66) 間が当接した位置決め状態を 維持するように両ケース間で互いに嵌まり合う嵌合部が形成されてなり、 このパッ クケース （102) 内に、 軟質の外装体 （11) 内に発電要素 （10) を収容して 平板形状に形成された二次電池（3)を収容してなることを特徴とする電池パック。

13. 電池収容スペース （72) の周囲に二次電池 （3) の側面を囲む壁面が形 成され、 この壁面の直近の外側に接合部 （66) が形成されてなる請求の範囲第 1 2項記載の電池パック。

14. 軟質材料により形成された外装体 （2 1 1) 内に発電要素 （2 10) を封 入して矩形平板形状に形成された二次電池 （ 203) をパックケース （202) 内 に収容してなる電池パックにおいて、 前記パックケース （ 202) 内に、 前記二次 電池 （ 203 ) の収容位置を規制する位置規制部位と、 二次電池 （ 203) との間 に空間を設けた空間形成部位とが形成されてなることを特徴とする電池パック。

15. 発電要素 （2 10) が複数の正負極板を積層した積層極板群を外装体 （ 2 1 1) 内に収容してなる請求の範囲第 14項記載の電池パック。

16. 二次電池 （ 203) の平板面に臨むパックケース （202 ) の内面に、 二 次電池 （ 203) への位置規制部位と空間形成部位とが適宜形成されてなる請求の 範囲第 14項記載の電池パック。

17. 二次電池 （203) の側面に臨むパックケース （202) の内面に、 少な くとも二次電池 （203) の 4隅を囲むように位置規制部位が形成されてなる請求 の範囲第 14項記載の電池パック。