WO2013031194A1 - 梱包構造 - Google Patents

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WO2013031194A1
WO2013031194A1 PCT/JP2012/005402 JP2012005402W WO2013031194A1 WO 2013031194 A1 WO2013031194 A1 WO 2013031194A1 JP 2012005402 W JP2012005402 W JP 2012005402W WO 2013031194 A1 WO2013031194 A1 WO 2013031194A1
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tray
battery
recess
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修二 杉本
重元　亮二
恭介 宮田
福田　武
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パナソニック株式会社
ザ・パック株式会社
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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present invention relates to a packing structure, and more particularly to a packing structure for packing a plurality of columnar batteries.
  • Batteries are widely used as power sources for various electronic devices.
  • a primary battery represented by a dry battery and a secondary battery that can be repeatedly charged and discharged.
  • These batteries have various shapes such as a columnar shape, a prismatic shape, and a sheet shape, but most are columnar batteries.
  • Lithium-ion secondary batteries are lightweight but have high electromotive force and high energy density, so they can be used in various types of mobile phones, digital cameras, video cameras, laptop computers, and so on.
  • power sources for driving portable electronic devices and mobile communication devices There are various types of lithium ion secondary batteries, but cylindrical standardized batteries are produced in large quantities. For example, 18650, 17670, 18500, 17500, 16340, 14500 There is a cylindrical standard for the name.
  • lithium ion secondary batteries have a high energy density, a large amount of heat is generated when they are short-circuited. Therefore, the transportation of lithium ion secondary batteries is strictly regulated, and in order to avoid short-circuiting due to contact with adjacent batteries, the batteries are securely separated from each other or each battery is individually insulated with an insulating material. (For example, patent documents 1 and 2).
  • a partition member higher than half the battery height is placed in a storage member having a bottom surface, and the battery is placed in a space partitioned by the partition member.
  • lithium ion secondary batteries of ICR18650 are arranged in 3 series and 5 rows and connected to a Safety Unit board to form an assembled battery.
  • This assembled battery is a polyethylene bag, a cardboard individual packaging pad. Is packed into individual packs, and a plurality of individual packs are stacked and packed in a cardboard box. Therefore, it takes a lot of time and effort for packing, and it takes a long time for packing work. Also, a lot of Safety Unit board, polyethylene bag, cardboard pad is required, which increases packing cost and packing weight. There was a problem.
  • the present invention has been made in view of the above points, and the object of the present invention is to pack and take out a plurality of columnar batteries in a short time, and to reduce the packing cost and keep the battery in a clean state. It is in providing the packing structure which can hold
  • the packing structure of the present invention is a packing structure for packing a plurality of columnar batteries, a storage case having a bottom plate and a side plate disposed on an outer edge of the bottom plate, and a storage case disposed immediately above the bottom plate.
  • a first tray fixed to the case and a second tray disposed above the first tray, the first tray including a plurality of first recesses into which one end of the battery fits;
  • the bottom of the first recess is fixed to the housing case so as to face the bottom plate, and the second tray includes a plurality of second recesses into which the other end of the battery fits,
  • the one end is fitted into the first recess of the first tray, the other end is fitted into the second recess of the second tray, and the adjacent batteries are separated from each other.
  • the depth of the first recess is not less than 5% and not more than 50% of the height of the columnar battery.
  • a pressing member that covers the second tray is further used.
  • one electrode terminal of the battery has a convex shape, and the end portion is inserted into the first recess or the second recess into which the end portion having the one electrode terminal is fitted.
  • a recess is provided that keeps the electrode terminal away from the one electrode terminal when fitted.
  • the first recess has a tapered shape that narrows from the opening toward the bottom.
  • the taper angle of the taper shape is preferably 1 degree or more and 20 degrees or less.
  • the second recess has a tapered shape that narrows from the opening toward the bottom. It is preferable that a taper angle of the tapered shape of the second recess is 1 degree or more and 20 degrees or less.
  • the distance between the first tray and the second tray is not less than 30% and not more than 90% of the height of the columnar battery.
  • the distance between the first tray and the second tray is the distance from the opening edge of the first recess to the opening edge of the second recess.
  • the storage case has a rectangular box shape and is formed of corrugated cardboard, and the core flute of the corrugated cardboard extends obliquely with respect to the rectangular side of the storage case.
  • the first tray and the second tray are made of a plastic added with a rust inhibitor.
  • a plurality of batteries are held in a state in which one end is fitted into the first recess of the first tray and the other end is fitted into the second recess of the second tray so that adjacent batteries are separated from each other. And the bottom side of the first recess has a portion facing the corner protruding outward so as to be separated from the corner of one end of the inserted battery. It is easy, the battery is sandwiched between the first tray and the second tray, and contact between adjacent batteries can be reliably prevented, and the first tray is shaved by the battery corners to generate shavings. Can be prevented.
  • FIG. 1 is a perspective view of a storage case according to the embodiment.
  • FIG. 2 is a perspective view of the first tray according to the embodiment.
  • FIG. 3 is a perspective view of the second tray according to the embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic view showing the inside of the packing structure according to the embodiment.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the vicinity of the first recess.
  • FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view in the vicinity of the second recess.
  • Patent Document 3 discloses a packaging shock absorber for a dry battery, which is a technology before the development of a lithium ion secondary battery.
  • the battery voltage of a dry battery is less than half that of a lithium ion secondary battery
  • Patent Document 3 discloses a packaging technology about 30 years ago. It has been found that various problems occur when used for packaging secondary batteries. Above all, when a battery taken out from the shock absorber is put into a power pack and the electrode terminals of the battery are welded to the terminals of the power pack, the contact failure of the welded part has emerged as a major problem.
  • the inventors of the present application have investigated these problems and studied various solutions to arrive at the present invention.
  • the packing structure according to Embodiment 1 is for packing a plurality of 18650 cylindrical lithium ion secondary batteries (diameter 18 mm, height 65 mm).
  • This battery has a cylindrical shape, one end is a negative electrode, the other end is a positive electrode, and the positive electrode has a convex shape protruding in a central portion of a circular end surface.
  • the storage case used in this embodiment is shown in FIG.
  • the housing case 10 is made of corrugated cardboard, and four side plates 12 are arranged perpendicular to the bottom plate 14 on the outer edge of the rectangular bottom plate 14. That is, the housing case 10 is a box-shaped case without a lid, and a groove portion 15 is formed near the bottom plate 14 of the pair of side plates 12 parallel to each other.
  • the height of the side plate 12 from the bottom plate 14 is substantially the same as the height of the battery.
  • the corrugated cardboard forming the housing case 10 has a central flute extending obliquely with respect to each side of the bottom plate 14 and the side plate 12. Therefore, when this packing structure is dropped after packing, the strength against impact is almost the same even if it is dropped from any side surface of the housing case 10, and there is no side surface that is particularly vulnerable to dropping.
  • FIG. 2 shows the first tray used in this embodiment.
  • the 1st tray 20 forms the 1st recessed parts 22, 22, ... which are many hollows in a rectangular polypropylene board.
  • the first tray 20 is placed on the bottom plate 14 of the storage case 10, and the two claw portions 25, 25 protruding from the side are fitted into the groove 15 of the storage case 10, thereby being fixed to the storage case 10.
  • the Further, the first tray 20 is disposed in the housing case 10 so that the bottoms of the first recesses 22, 22,... Face the bottom plate 14 of the housing case 10.
  • the first tray 20 is produced by vacuum forming using a polypropylene sheet kneaded with a rust preventive agent as a material.
  • FIG. 3 shows the second tray used in this embodiment.
  • the second tray 30 is formed by forming a plurality of second recesses 32, 32,... As will be described later, the second tray 30 is placed above the first tray 20 after one end of a plurality of batteries is fitted into the first tray 20, and then the other end of the battery is connected to the second tray 30. It fits into the second recesses 32, 32,.
  • the second tray 30 is also produced by vacuum forming using a polypropylene sheet kneaded with a rust preventive agent.
  • FIG. 4 is a view showing the packing structure of the present embodiment with one side plate 12 of the housing case 10 removed and the inside visible. .. Of one of the plurality of batteries 40, 40,... Are fitted in the first recesses 22, 22,... Of the first tray 20 that are placed and fixed in the housing case 10. As a result, the plurality of batteries 40, 40,... Stand side by side with the adjacent batteries 40 separated (side surfaces are separated from each other with a certain distance).
  • the second recesses 32, 32,... Of the second tray 30 fit into the other end (positive electrode side) that is the upper side of the batteries 40, 40,. In this way, both ends of the battery 40 are fitted into the first recess 22 and the second recess 32, whereby the battery 40 is fixed and held by the first tray 20 and the second tray 30. In this way, the plurality of batteries 40, 40,... Are fixed and held in a state of being separated from the adjacent battery 40.
  • a pressing member 50 made of cardboard is placed on the second tray 30 to press the second tray 30. The pressing member 50 is fixed to the storage case 10 and the second tray 30 is also fixed to the storage case 10.
  • the packaging starts from where the storage case 10 is prepared.
  • the first tray 20 is put in the housing case 10 and fixed.
  • the first tray 20 is placed so that the bottom side of the first recess 22 faces the bottom plate 14 of the storage case 10, and the claw portion 25 is inserted into the groove portion 15 and fixed to the storage case 10.
  • one end (negative electrode side) of the plurality of batteries 40, 40,... Is fitted into the first recesses 22, 22,.
  • the battery 40 is fitted in the first recess 22 and is held in a vertically standing state.
  • the second tray 30 is placed on the other end (positive electrode side) of the batteries 40, 40,. Fit in. Thereby, the adjacent batteries 40 and 40 are held apart.
  • the pressing member 50 is placed on the second tray 30, and the pressing member 50 and the housing case 10 are fixed.
  • the depth of the first recess 22 is preferably 5% or more and 50% or less, and more preferably 10% or more and 30% or less with respect to the height of the battery 40.
  • the battery 40 may not be kept vertical after the battery 40 is fitted into the first recess 22, and the second tray 30 may be There is a possibility that the upper end of the battery 40 may not fit into the second recess 32 when being placed on the battery 40.
  • the depth of the first recess 22 is 10% or more of the height of the battery 40, the battery 40 can be reliably kept vertical in a state where the battery is fitted in the first recess 22, which is more preferable.
  • the depth of the first recess 22 exceeds 50% of the height of the battery 40, it may take too much time to fit the battery 40 in the first recess 22, or conversely, the battery 40 may be removed from the first recess 22. There is a risk that extra time may be required for removal. Further, when a lot number or the like is printed on the side surface of the battery 40, if the depth of the first concave portion 22 is large, the printed portion may rub against the first concave portion 22 and the printed information may not be read. If the depth of the first recess 22 is 30% or less of the height of the battery 40, the battery 40 can be easily inserted and removed.
  • the distance between the first tray 20 and the second tray 30 is 30% or more and 90% or less of the height of the battery 40. If this distance is less than 30% of the height of the battery 40, it may take time to take out the packed battery 40. If this distance exceeds 90% of the height of the battery 40, the battery 40 cannot be held when subjected to vibration or impact during packaging, and adjacent batteries 40 may come into contact with each other.
  • the shortest distance between adjacent batteries 40 is preferably 5% or more and 50% or less of the battery 40 diameter. If it is less than 5%, adjacent batteries 40 may be brought into contact with each other due to vibration or impact, and if it exceeds 50%, the packing density of the battery decreases, and the packing cost and the transportation cost increase.
  • FIG. 5 shows an enlarged cross section of the first concave portion 22.
  • the first concave portion 22 has a tapered shape in which the diameter of the bottom (circular) portion is slightly larger than the diameter of the battery 40 and the diameter increases from the bottom to the opening. In other words, the shape is narrowed from the opening toward the bottom. Due to such a tapered shape, the battery 40 can be easily fitted into the first recess 22, and the battery 40 can be easily taken out from the first recess 22.
  • the taper angle is preferably 1 degree or more and 20 degrees or less. If the taper angle is less than 1 degree, it is difficult to fit the battery 40 in the first recess 22 and it is difficult to remove the battery 40, which may increase the work time. If the taper angle exceeds 20 degrees, the battery 40 may not be securely held, and the battery 40 may rattle in a packaged state, or the adjacent batteries 40 may come into contact with each other when an impact is applied. is there.
  • the second recess 32 has a tapered shape similar to that of the first recess 22.
  • the taper angle of the second recess 32 is preferably not less than 1 degree and not more than 20 degrees similarly to the first recess 22.
  • the outer peripheral portion of the bottom surface of the first recess 22 is provided with a recess 23 that protrudes outward (lower side) or that is further recessed from the recess.
  • the outer peripheral portion of the bottom surface of the first recess 22 is separated from the corner of the battery 40 and is in a non-contact state.
  • the corners of the battery 40 and the vicinity of the outer periphery of the bottom surface of the first recess 22 are rubbed by vibration during transportation, and the first tray 20 is scraped off. It will be.
  • the shavings adhere to the electrode (the negative electrode on the bottom surface side) of the battery 40 and may cause a contact failure when the battery 40 is used.
  • the electrode the negative electrode on the bottom surface side
  • the shavings adhere to the electrode (the negative electrode on the bottom surface side) of the battery 40 and may cause a contact failure when the battery 40 is used.
  • the buffer member for sandwiching and fixing the battery is formed by vacuum forming means by dissolving the waste paper or the like, paper fibers are easily attached to the battery.
  • FIG. 6 shows an enlarged cross section of the second concave portion 32.
  • the second recess 32 has a tapered shape whose diameter increases from the bottom surface to the opening. Accordingly, the second tray 30 can be easily fitted into the battery 40, and can be easily removed when removed.
  • a terminal recess 35 corresponding to the positive terminal 41 protruding at the positive end of the battery 40 is formed at the center of the bottom surface of the second recess 32.
  • the side surface portion 37 and the bottom surface portion 36 of the terminal recess 35 are formed so as to be kept out of contact with the positive electrode terminal 41. That is, the depth of the terminal recess 35 is larger than the height of the positive electrode terminal 41, and the diameter of the terminal recess 35 is larger than the diameter of the positive electrode terminal 41. Therefore, when the peripheral portion 34 on the bottom surface of the second recess 32 contacts the upper surface peripheral portion on the positive electrode side of the battery 40, the positive electrode terminal 41 does not contact the second tray 30, and vibration is applied during transportation. The shaving powder from the second tray 30 does not adhere to the positive electrode terminal 41. For this reason, when the battery 40 is used as a power source for an electronic device or the like, it is possible to prevent contact failure and conduction failure due to shavings.
  • the 1st tray 20 and the 2nd tray 30 are made from the synthetic resin which kneaded the rust preventive agent, it can prevent that the battery 40 rusts at the time of storage / transport of the battery 40.
  • the battery to be packed is preferably a lithium ion secondary battery, but is not limited to a lithium ion secondary battery, and may be any type of battery as long as the shape is a columnar shape such as a cylindrical shape or a prismatic shape.
  • the battery may have a side wall with an insulating outer tube attached, or may have no outer tube. Even without an outer tube, contact with the adjacent battery is reliably prevented, so that safe storage and transportation can be performed.
  • the side plates of the storage case need not be on all four sides. There may be at least a pair of parallel side plates. If the side surface portion without the side plate of the housing case is covered with a cushioning material, an outer case, or the like, the battery is protected.
  • the first tray and the second tray may be made from plastic other than polypropylene, or may be made from other materials such as paper and metal.
  • plastic when paper is used, paper dust is likely to be generated, and metal takes time and effort to ensure insulation, so plastic is preferable to paper and metal.
  • a composite material such as a material obtained by laminating a plastic film on the surface of a metal sheet may be used.
  • the batteries to be packed may be arranged so that the positive electrode faces the bottom plate side of the housing case, and not all of the batteries face one of the electrodes to the bottom plate side of the housing case.
  • Another battery may have a negative electrode.
  • a part of the first tray can be marked, and the position of each battery can be specified using the marking as a base point.
  • each of the batteries to be packed can be specified. Therefore, if the battery characteristics of each battery are recorded before packing, when a battery having specific battery characteristics is required, it is immediately determined which battery in the package is the required battery. The battery can be taken out.
  • the battery characteristics and the like of each battery that is packed may be described on the outer surface of the package.
  • the marking may be printing, or any means such as notching a part of the tray or changing the shape of a part of the tray (for example, creating a protrusion) may be used. Further, a marking may be provided on the second tray.
  • a protrusion or the like may be provided on a part of the first tray or the second tray. As a result, even when a plurality of trays are stacked, a gap is formed between the upper and lower trays by the protrusions and the like, and only one tray can be easily taken out.
  • first tray and the second tray may have the same shape.
  • a tray having a recess having both a recess on the outer periphery of the bottom and a recess for a positive electrode terminal may be used. Thereby, only one type of tray can be used, and the packaging cost can be reduced.
  • the battery may be arranged in a hexagonal lattice shape or a rectangular lattice shape in addition to the square lattice shape as in the embodiment.
  • the outer side of the storage case may be further packed with an exterior case.
  • the pressing member may be a part of the outer case.
  • the outer case is formed of corrugated cardboard, the surface of the core flute is inclined with respect to each side of the bottom plate and the side plate in the same manner as the housing case. Even if it becomes a drop surface, it shows the same drop resistance strength, which is preferable.
  • the number of the claw portions of the first tray and the corresponding groove portions of the storage case side plate is not limited to two as in the first embodiment. If a plurality of claw portions are provided on two opposing sides of the first tray, the first tray is more fixed to the housing case. Further, the claw portions may be provided on all four sides of the first tray, and the groove portions may be provided on the four side plates of the storage case.
  • the packaging structure according to the present invention can hold a plurality of batteries in a non-contact state with a simple structure, and thus is useful as a packaging structure for storing and transporting secondary batteries. .

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Abstract

本発明は、複数の柱状の電池の梱包構造であって、底板と側面板とを有する収容ケースと、底板の直上に配置され収容ケースに固定される第１トレイと、第１トレイの上方に配置される第２トレイとを用い、第１トレイは、電池の一方の端部がはまり込む第１凹部を複数備え、第２トレイは、電池の他方の端部がはまり込む第２凹部を複数備えており、複数の電池は、第１トレイと第２トレイとにはめ込まれ、隣り合う電池同士が離間された状態で保持されており、第１凹部の底側は、はめ込まれた電池の一方の端部の角部とは離間するように、角部に相対する部分が外方へ突き出している。

Description

梱包構造
　本発明は梱包構造に関し、特に複数の柱状の電池を梱包する梱包構造に関するものである。
　電池は種々の電子機器の電源として広く使用されている。電池の種類としては、乾電池に代表される一次電池や、充放電を繰り返し行うことが可能な二次電池がある。これらの電池には円柱形、角柱形、シート状など様々な形状があるが、柱状の電池が最も多い。
　近年、省資源や省エネルギーの観点から、繰り返し使用できるニッケル水素、ニッケルカドミウムやリチウムイオンなどの二次電池への需要が高まっている。中でもリチウムイオン二次電池は、軽量でありながら、起電力が高く、高エネルギー密度であるという特徴を有しているため、携帯電話やデジタルカメラ、ビデオカメラ、ノート型パソコンなどの様々な種類の携帯型電子機器や移動体通信機器の駆動用電源としての需要が拡大している。リチウムイオン二次電池には種々の形状があるが、円筒形の規格化された電池が大量に生産されており、例えば、18650型、17670型、18500型、17500型、16340型、14500型という名称の円筒形の規格がある。
　リチウムイオン二次電池は高エネルギー密度であるため、短絡すると大きな熱が発生してしまう。従って、リチウムイオン二次電池の輸送においては厳しく規制されており、隣りの電池と接触して短絡してしまうことを避けるため、電池同士を確実に離間させておいたり各電池を絶縁材で個別に包装したりして梱包していた（例えば特許文献１，２）。
特開２００９－１９３６９１号公報 特開２００２－７５３０８号公報 実開昭５８－１６１８７２号公報
　特許文献１に開示されている技術では、有底面を有する収納部材の中に電池高さの半分よりも高い隔壁部材を入れて、隔壁部材で仕切られた空間に電池を入れているが、このような構造では輸送中に電池ががたつかないように、隔壁部材により電池を固定する必要がある。そのため、隔壁部材と電池とが密着するように隔壁部材を配置する必要があり、隔壁部材で仕切られた空間に電池を挿入する際に力を入れて挿入しなければならないため、梱包を行うのに時間がかかってしまう。また、電池を取り出す際にも同様に時間がかかってしまう。そして隔壁部材が多量に必要になるため、梱包材料のコストが大きくなってしまう。
　また、特許文献２に開示されている技術では、ＩＣＲ１８６５０のリチウムイオン二次電池を３直５列に並べてSafety Unit基板に接続して組電池とし、この組電池をポリエチレン袋、段ボールの個装パットによって包んで個装パックとし、さらに個装パックを複数重ねて段ボール箱に梱包するということを行っている。そのため、梱包の手間が非常にかかって長時間の梱包作業となり、また多量のSafety Unit基板、ポリエチレン袋、段ボールの個装パットが必要になり、梱包コストが大きくなるとともに梱包重量が大きくなってしまうという問題があった。
　本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、複数の柱状の電池の梱包及び取り出しを短時間で行うことができ、梱包コストが小さく、クリーンな状態で電池を保持できる梱包構造を提供することにある。
　本発明の梱包構造は、複数の柱状の電池を梱包する梱包構造であって、底板と該底板の外縁に配置された側面板とを有する収容ケースと、前記底板の直上に配置され、前記収容ケースに固定される第１トレイと、前記第１トレイの上方に配置される第２トレイとを用い、前記第１トレイは、前記電池の一方の端部がはまり込む第１凹部を複数備え、該第１凹部の底側が前記底板に相対するように前記収容ケースに固定されており、前記第２トレイは、前記電池の他方の端部がはまり込む第２凹部を複数備えており、前記複数の電池は、前記第１トレイの前記第１凹部に前記一方の端部がはめ込まれ、前記他方の端部が前記第２トレイの前記第２凹部にはめ込まれ、隣り合う前記電池同士が離間された状態で保持されている構成を備えており、前記第１凹部の底側は、はめ込まれた前記電池の前記一方の端部の角部とは離間するように、前記角部に相対する部分が外方へ突き出している。すなわち、複数の電池が、互いに離間した状態で２つのトレイの間に挟まれて保持され、梱包されている梱包構造である。一方の端部とは、柱状の上側又は下側の端部のことである。
　ある実施形態では、前記第１凹部の深さは、柱状の前記電池の高さの５％以上５０％以下である。
　ある実施形態では、前記第２トレイの上に被せられる押さえ部材をさらに用いている。
　ある実施形態では、前記電池の一方の電極端子は凸形状を有しており、前記一方の電極端子を有している端部がはまり込む第１凹部又は第２凹部には、前記端部がはまり込んだ際に前記一方の電極端子とは離間した状態を保つ窪みが設けられている。
　ある実施形態では、前記第１凹部は、開口部から底に向かって窄まっていくテーパ形状を有している。前記テーパ形状のテーパ角は、１度以上２０度以下であることが好ましい。
　ある実施形態では、前記第２凹部は、開口部から底に向かって窄まっていくテーパ形状を有している。前記第２凹部の前記テーパ形状のテーパ角は、１度以上２０度以下であることが好ましい。
　ある実施形態では、前記第１トレイと前記第２トレイとの間の距離は、柱状の前記電池の高さの３０％以上９０％以下である。第１トレイと第２トレイとの間の距離は、第１凹部の開口縁から第２凹部の開口縁までの距離である。
　ある実施形態では、前記収容ケースは矩形箱形であって段ボールからなり、前記段ボールの中芯のフルートは、前記収容ケースの矩形の辺に対して斜めに延びている。
　ある実施形態では、前記第１トレイ及び前記第２トレイは、防錆剤を添加したプラスチックからなっている。
　複数の電池が、第１トレイの第１凹部に一方の端部がはめ込まれ、他方の端部が第２トレイの第２凹部にはめ込まれて、隣り合う電池同士が離間された状態で保持されている構造であり且つ第１凹部の底側は、はめ込まれた電池の一方の端部の角部とは離間するように、角部に相対する部分が外方へ突き出しているので、梱包作業が容易であり、第１トレイと第２トレイとで電池を挟み込んで隣り合う電池同士の接触を確実に防止することができるとともに電池角部によって第１トレイが削られて削り粉が発生することを防止できる。
図１は実施形態に係る収容ケースの斜視図である。 図２は実施形態に係る第１トレイの斜視図である。 図３は実施形態に係る第２トレイの斜視図である。 図４は実施形態に係る梱包構造の内部を示した模式的な図である。 図５は第１凹部の近辺の拡大断面図である。 図６は第２凹部の近辺の拡大断面図である。
　本発明の実施の形態について説明する前に本発明に思い至った経緯に関して以下に述べる。
　特許文献３には、リチウムイオン二次電池が開発される前の技術である乾電池用の包装用緩衝装置が開示されている。乾電池はリチウムイオン二次電池に比べて電池電圧が半分未満であり、また特許文献３に開示されているのは約３０年前の梱包技術であるため、このままの包装用緩衝装置をリチウムイオン二次電池の梱包に用いると様々な問題が発生することが判明した。中でも、緩衝装置から取り出した電池を電源パックに入れて電池の電極端子を電源パックの端子に溶接すると、溶接部分の接触不良が発生することが大きな問題として浮上した。本願発明者らはこれらの問題を調査し、解決方法を種々検討して本願発明を想到するに至った。
　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。以下の図面においては、説明の簡潔化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。
　（実施形態１）
　実施形態１に係る梱包構造は、１８６５０円筒型のリチウムイオン二次電池（直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍ）を複数梱包するものである。この電池は円柱形状で、一方の端部は負極であり、他方の端部は正極であって、正極は円形の端面の中央部分に突出している凸形状を有している。
　本実施形態に使用される収容ケースを図１に示す。この収容ケース１０は段ボールからなっており、矩形の底板１４の外縁に、４つの側面板１２が底板１４に対して垂直に配置されている。即ち、収容ケース１０は蓋のない箱形のケースであり、互いに平行な一対の側面板１２の底板１４近くに溝部１５が形成されている。側面板１２の底板１４から高さは、電池の高さとほぼ同じである。
　収容ケース１０を形成している段ボールは、中芯のフルートが底板１４および側面板１２の各辺に対して斜めに延びている。そのため、梱包後にこの梱包構造を落下させた場合、収容ケース１０のいずれの側面から落下しても衝撃に対する強度はほぼ同じとなり、落下に対して特に弱い側面は存しない。
　本実施形態に使用される第１トレイを図２に示す。第１トレイ２０は矩形のポリプロピレン板に、多数の窪みである第１凹部２２，２２，…を形成したものである。第１トレイ２０は、収容ケース１０の底板１４の上におかれ、側辺から突き出した２つの爪部２５，２５が収容ケース１０の溝部１５に填り込み、それによって収容ケース１０に固定される。また、第１凹部２２，２２，…の底が収容ケース１０の底板１４に面するように第１トレイ２０は収容ケース１０内に配置されている。なお、第１トレイ２０は、防錆剤を練り込んだポリプロピレンシートを材料として真空成形により作製される。
　本実施形態に使用される第２トレイを図３に示す。第２トレイ３０も第１トレイ２０と同様に、矩形のポリプロピレン板に、多数の窪みである第２凹部３２，３２，…を形成したものである。第２トレイ３０はこの後に説明するように、第１トレイ２０に複数の電池の一方の端部をはめ込んだ後で、第１トレイ２０の上方に配置されて、それから電池の他方の端部が第２凹部３２，３２，…にはめ込まれる。なお、第２トレイ３０も第１トレイ２０と同様に、防錆剤を練り込んだポリプロピレンシートを材料として真空成形により作製される。
　図４は、本実施形態の梱包構造を、収容ケース１０の一つの側面板１２を外して内部が見えるようにして示した図である。収容ケース１０内に置かれて固定された第１トレイ２０の第１凹部２２，２２，…には複数の電池４０，４０，…の一方の端部（負極側）がはめ込まれている。それにより複数の電池４０，４０，…は隣の電池４０とは離間して（側面同士がある程度の距離をもって離れて）並んで立っている。
　電池４０，４０，…の上側となった他方の端部（正極側）に対しては、第２トレイ３０の第２凹部３２，３２，…がはまり込む。このように電池４０の両端が第１凹部２２と第２凹部３２とにはめ込まれ、これにより電池４０は第１トレイ２０と第２トレイ３０とによって固定・保持されている。このようにして複数の電池４０，４０，…は隣の電池４０とは離間した状態で固定・保持されている。そして、第２トレイ３０の上には段ボールからなる押さえ部材５０が載せられて第２トレイ３０を押さえ込んでいる。この押さえ部材５０が収容ケース１０に固定されて第２トレイ３０も収容ケース１０に対して固定されることになる。
　本実施形態では、まず収容ケース１０を用意するところから梱包が始まる。収容ケース１０に第１トレイ２０を入れて固定する。第１トレイ２０は、第１凹部２２の底側が収容ケース１０の底板１４に向くように置かれ、爪部２５が溝部１５に差し込まれて収容ケース１０に対して固定される。
　それから複数の電池４０，４０，…の一方の端部（負極側）を第１トレイ２０の第１凹部２２，２２，…にはめ込んでいく。電池４０は第１凹部２２にはめ込まれて、鉛直に立った状態で保持される。
　全ての電池４０，４０，…がはめ込まれたら、電池４０，４０，…の他方の端部（正極側）に第２トレイ３０を載せて、正極側端部を第２凹部３２，３２，…にはめ込んでいく。これにより、隣り合う電池４０、４０同士が離間して保持される。
　それから第２トレイ３０の上に押さえ部材５０を載せ、押さえ部材５０と収容ケース１０とを固定する。
　ここで第１凹部２２の深さは電池４０の高さに対して５％以上５０％以下であることが好ましく、１０％以上３０％以下であることがより好ましい。
　第１凹部２２の深さが電池４０の高さの５％未満であると、第１凹部２２に電池４０をはめ込んだ後に電池４０を鉛直に保てないことがあり、第２トレイ３０を電池４０に載せる際に電池４０の上側端部が第２凹部３２にはまりこまないことが生じるおそれがある。第１凹部２２の深さが電池４０の高さの１０％以上であると、第１凹部２２に電池をはめ込んだ状態で確実に電池４０を鉛直に保つことができ、より好ましい。
　第１凹部２２の深さが電池４０の高さの５０％を越えると、電池４０を第１凹部２２にはめ込む作業に時間がかかりすぎるおそれがあったり、逆に電池４０を第１凹部２２から取り出すのに余分な手間がかかるおそれがある。また電池４０側面にロット番号などを印字すると、第１凹部２２の深さが大きい場合には印字部が第１凹部２２と擦れあって印字された情報が読み取れなくなるおそれがある。第１凹部２２の深さが電池４０の高さの３０％以下であれば電池４０の出し入れを容易に行うことができる。
　第１トレイ２０と第２トレイ３０との間の距離は、電池４０の高さの３０％以上９０％以下である。この距離が電池４０の高さの３０％未満であると、梱包された電池４０を取り出すのに時間がかかるおそれがある。この距離が電池４０の高さの９０％を超えると、梱包時に振動や衝撃を受けると電池４０を保持できなくて、隣り合う電池４０同士が接触してしまうおそれがある。
　隣り合う電池４０間の最短距離は電池４０径の５％以上５０％以下が好ましい。５％未満であると、振動や衝撃により隣り合う電池４０同士が接触してしまうおそれがあり、５０％を越えると電池の梱包密度が下がり、梱包コスト、輸送コストが大きくなる。
　次に、第１凹部２２の部分を拡大した断面を図５に示す。第１凹部２２は底面（円形）部分の径が電池４０径よりも若干大きく、底面から開口部に行くに連れて径が大きくなっていくテーパ形状を有している。逆に言えば開口部から底面に向けて窄まっている形状となっている。このようなテーパ形状であるため、第１凹部２２に電池４０をはめ込みやすく、また第１凹部２２から電池４０を取り出しやすい。
　このテーパ角は１度以上２０度以下であることが好ましい。テーパ角が１度未満であると第１凹部２２に電池４０をはめ込みにくく、また抜き取りにくくなり、作業時間が増えるおそれがある。テーパ角が２０度を超えると、電池４０を確実に保持できなくなるおそれがあり、梱包された状態で電池４０ががたついたり、衝撃が加わると隣り合う電池４０同士が接触したりするおそれがある。
　また、第２凹部３２も第１凹部２２と同様のテーパ形状を有している。第２凹部３２のテーパ角も第１凹部２２と同様１度以上２０度以下であることが好ましい。このようなテーパ形状を有していることにより、電池４０にはまりこんだ第２トレイ３０を上方へ取り外すときに容易に取り外しが行える。
　また、第１凹部２２の底面外周部分は、外方（下側）に向かって突き出した、あるいは凹部からさらに一段窪んだ窪み２３を備えている。これにより、第１凹部２２に電池４０をはめ込んだ際に、第１凹部２２の底面外周部分は電池４０の角部と離間して非接触の状態となる。この窪み２３がない場合、電池４０が梱包された状態で輸送されると、電池４０の角部と第１凹部２２の底面外周近辺とが輸送時の振動によって擦れあって第１トレイ２０が削り取られてしまう。そして削り粉が電池４０の電極（底面側の負極）に付着し、この電池４０を使用する際に接触不良の原因になるおそれがある。本実施形態のように、窪み２３があれば輸送時に削り粉が生じることは大きく抑制され、電池４０の接触不良はほとんど生じない。すなわち、電池４０の端子部分は本実施形態の梱包構造に保持された状態で常にクリーンに保たれることになる。この点が特許文献３に開示されている技術と本実施形態との大きな違いである。特に、特許文献３では電池を挟持固定する緩衝部材を、故紙等を溶液化して真空形成手段により形成しているので、紙の繊維が容易に電池に付着しやすい。
　次に、第２凹部３２の部分を拡大した断面を図６に示す。第２凹部３２も第１凹部２２と同様に、底面から開口部に行くに連れて径が大きくなっていくテーパ形状を有している。これにより第２トレイ３０を電池４０に容易にはめ込むことができ、取り去る際も容易に取り去ることができる。
　また、電池４０の正極側端部において突出した正極端子４１に対応する端子用窪み３５が第２凹部３２の底面の中央部に形成されている。端子用窪み３５の側面部３７及び底面部３６は正極端子４１と非接触の状態を保つことができるように形成されている。即ち、端子用窪み３５の深さは正極端子４１の高さよりも大きく、端子用窪み３５の径は正極端子４１の径よりも大きい。従って、第２凹部３２の底面の周縁部分３４が電池４０の正極側の上面周縁部に接触したときに、正極端子４１は第２トレイ３０と接触することがなく、輸送時に振動が加わっても、第２トレイ３０からの削り粉が正極端子４１に付着することはない。このため、電池４０を電子機器等に電源として使用した際に、削り粉起因の接触不良・導通不良を防ぐことができる。
　本実施形態の梱包構造では、複数の柱状の電池４０の上下をトレイで挟み込んで固定するので、隣り合う電池４０同士の隙間に接触を防ぐための部材を入れる必要がなく、その分コストを低減できる。そして輸送時に電池の電極部分をクリーンに保つことができる。また、特許文献１に開示されている隔壁部材を使用していないので、電池４０を第１トレイ２０の第１凹部２２にはめ込む作業が容易にできて、自動化・機械化も容易にできる。また、特許文献１、２の梱包構造に比べて梱包材料の種類と量が少なくても複数の電池４０，４０，…を互いに接触することがないように確実に保持でき、小さな梱包コストで安全に輸送をすることができる。また、開梱作業も容易に行える。また、第１トレイ２０、第２トレイ３０が防錆剤を練り込んだ合成樹脂からできているため、電池４０の保管・輸送の際に電池４０が錆びてしまうことを防止できる。
　（その他の実施形態）
　上述の実施形態は本願発明の例示であって、本願発明はこれらの例に限定されず、これらの例に周知技術や慣用技術、公知技術を組み合わせたり、一部置き換えたりしてもよい。また当業者であれば容易に思いつく改変発明も本願発明に含まれる。例えば一つの梱包構造に梱包される電池の種類や数は特に限定されないし、収容ケースの材料や形状も特に限定されない。
　梱包される電池はリチウムイオン二次電池が好ましいが、リチウムイオン二次電池に限定されずどのような種類の電池でもよく、形状が円柱形や角柱形など、柱状であればよい。電池は、側面に絶縁性の外装チューブを取り付けてあるものでもよいし、外装チューブがないものでもよい。外装チューブがなくても隣の電池との接触が確実に防止されるので、安全に保管、輸送を行える。
　収容ケースの側面板は、４面全てに存している必要はない。少なくとも平行な一対の側面板があればよい。収容ケースの側面板がない側面部分は、緩衝材や外側ケース等により覆われていれば、電池の保護が行われる。
　第１トレイ、第２トレイはポリプロピレン以外のプラスチックから作製してもよいし、紙や金属等の他の材料から作製してもよい。ただ、紙を用いた場合は紙粉が発生するおそれが大きく、金属は絶縁性を確保する手間がかかるので、紙や金属よりはプラスチックの方が好ましい。また、金属シートの表面にプラスチックフィルムをラミネートした材料など、複合材料を用いてもよい。
　梱包される電池は、正極が収容ケースの底板側へ向くように並べられてもよいし、全ての電池において収容ケースの底板側へ一方の極だけが向くのではなく、ある電池は正極が、別の電池は負極が向いていても構わない。
　第１トレイの一部にマーキングを施して、そのマーキングを基点として１本１本の電池の位置を特定することもできる。これにより梱包される電池の１本１本を特定することができる。従って、各電池の電池特性を梱包前に記録しておけば、特定の電池特性を有する電池が必要となったときに、梱包された中のどの電池が必要な電池であるのかがすぐに判明し、その電池を取り出すことができる。梱包されている各電池の電池特性などを梱包の外面に記載しておいてもよい。マーキングは印刷であっても良いし、トレイの一部を切り欠いたり、トレイの一部の形状を変える（例えば突起を作る）等、どのような手段を用いてもよい。また、第２トレイの方にマーキングを設けてもよい。
　第１トレイや第２トレイの一部に突起等を設けておいてもよい。これにより、複数のトレイを重ねて置いてもこの突起等により上下のトレイ間に隙間ができ、トレイを一つだけ取り出すことが容易に行える。
　また、第１トレイと第２トレイとを同じ形状にしてもよい。例えば、底部外周の窪みと正極端子用窪みの両方を備えた凹部を有しているトレイとすればよい。これにより、トレイを一種類だけにすることができ、梱包コストを低減させることが可能になる。
　電池の配置は、実施形態のように正方形の格子状以外に、六角形の格子状や長方形の格子状であってもよい。
　収容ケースの外側を外装ケースによりさらに梱包を行ってもよい。その時、押さえ部材を外装ケースの一部としてもよい。外装ケースを段ボールで形成した場合は、収容ケースと同様に中芯のフルートが底板および側面板の各辺に対して斜めに延びている状態であると、梱包後の落下に対して、どの面が落下面となってもほぼ同じ耐落下強度を示すことになるので好ましい。
　第１トレイの爪部およびそれに対応した収容ケース側面板の溝部の個数は、実施形態１のような２個に限定されない。第１トレイの対向する２辺にそれぞれ複数個の爪部を設けると、第１トレイがより収容ケースに固定される。また、第１トレイの４辺全てに爪部を設けて、収容ケースの４つの側面板に溝部を設けてもよい。
　以上説明したように、本発明に係る梱包構造は、簡単な構造で複数の電池を互いに非接触状態で保持することができるので、二次電池の保管・輸送用の梱包構造等として有用である。
１０　　　　　　　収容ケース
１２　　　　　　　側面板
１４　　　　　　　底板
２０　　　　　　　第１トレイ
２２　　　　　　　第１凹部
３０　　　　　　　第２トレイ
３２　　　　　　　第２凹部
４０　　　　　　　電池
５０　　　　　　　押さえ部材

Claims (11)

  1. 複数の柱状の電池を梱包する梱包構造であって、
    　底板と該底板の外縁に配置された側面板とを有する収容ケースと、
    　前記底板の直上に配置され、前記収容ケースに固定される第１トレイと、
    　前記第１トレイの上方に配置される第２トレイと
    　を用い、
    　前記第１トレイは、前記電池の一方の端部がはまり込む第１凹部を複数備え、該第１凹部の底側が前記底板に相対するように前記収容ケースに固定されており、
    　前記第２トレイは、前記電池の他方の端部がはまり込む第２凹部を複数備えており、
    　前記複数の電池は、前記第１トレイの前記第１凹部に前記一方の端部がはめ込まれ、前記他方の端部が前記第２トレイの前記第２凹部にはめ込まれ、隣り合う前記電池同士が離間された状態で保持されており、
    　前記第１凹部の底側は、はめ込まれた前記電池の前記一方の端部の角部とは離間するように、前記角部に相対する部分が外方へ突き出している、梱包構造。
  2. 　前記第１凹部の深さは、柱状の前記電池の高さの５％以上５０％以下である、請求項１に記載されている梱包構造。
  3. 　前記第２トレイの上に被せられる押さえ部材をさらに用いている、請求項１又は２に記載されている梱包構造。
  4. 　前記電池の一方の電極端子は凸形状を有しており、
    　前記一方の電極端子を有している端部がはまり込む第１凹部又は第２凹部には、前記端部がはまり込んだ際に前記一方の電極端子とは離間した状態を保つ窪みが設けられている、請求項１から３のいずれか一つに記載されている梱包構造。
  5. 　前記第１凹部は、開口部から底に向かって窄まっていくテーパ形状を有している、請求項１から４のいずれか一つに記載されている梱包構造。
  6. 　前記テーパ形状のテーパ角は、１度以上２０度以下である、請求項５に記載されている梱包構造。
  7. 　前記第２凹部は、開口部から底に向かって窄まっていくテーパ形状を有している、請求項１から６のいずれか一つに記載されている梱包構造。
  8. 　前記第２凹部の前記テーパ形状のテーパ角は、１度以上２０度以下である、請求項７に記載されている梱包構造。
  9. 　前記第１トレイと前記第２トレイとの間の距離は、柱状の前記電池の高さの３０％以上９０％以下である、請求項１から８のいずれか一つに記載されている梱包構造。
  10. 　前記収容ケースは矩形箱形であって段ボールからなり、
    　前記段ボールの中芯のフルートは、前記収容ケースの矩形の辺に対して斜めに延びている、請求項１から９のいずれか一つに記載されている梱包構造。
  11. 　前記第１トレイ及び前記第２トレイは、防錆剤を添加したプラスチックからなっている、請求項１から１０のいずれか一つに記載されている梱包構造。
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