WO2016152024A1

WO2016152024A1 - 電池パック

Info

Publication number: WO2016152024A1
Application number: PCT/JP2016/000947
Authority: WO
Inventors: 淳史高田; 剛加来; 文哉松下
Original assignee: 三洋電機株式会社
Priority date: 2015-03-20
Filing date: 2016-02-23
Publication date: 2016-09-29
Also published as: JPWO2016152024A1

Abstract

　回路基板を絶縁して簡単な構造で全体を薄くして多量生産できる構造とする。　回路基板(４)をインサート成形している樹脂モールド板(１２)の接続端子(１５)にラミネート電池(１０)の出力タブ(２)を接続して、ラミネート電池(１０)を樹脂モールド板(１２)に連結しており、樹脂モールド板(１２)には、ラミネート電池(１０)のテラス部(１)に積層されるラップ部(１３)とテラス部(１)の外側に配置される本体部(１４)とを設け、ラップは、テラス部(１)との対向面を絶縁成形樹脂(１１)で成形して回路基板(４)を絶縁しており、本体部(１４)には、直線状に引き出された出力タブ(２)を接続する位置に接続端子(１５)を設けて、接続端子(１５)に出力タブ(２)を接続している。

Description

電池パック

　本発明は、正負の電極の両面を外装フィルムで被覆して密閉構造としてなるラミネート電池に回路基板を接続してなる電池パックに関する。

　ラミネート電池は、電極の両面を外装フィルムで被覆するので、外装ケースを金属ケースとする角形電池よりも薄く製造できる。この特徴が生かされて、ラミネート電池は薄い電池パックに多用される。ラミネート電池は、電極に接続している正負の出力タブを２枚の外装フィルムで挟着して外部に引き出している。出力タブの引き出し部は、内部に電極を内蔵しないので、電極を内蔵する本体部よりも薄くなってテラス部となる。ラミネート電池を内蔵する電池パックは、保護回路を設け、この保護回路で電池を保護しながら充放電することで、安全性を向上でき、また劣化を防止して寿命を長くできる。このことを実現する電池パックは、保護回路を実装する回路基板を備える。ラミネート電池のテラス部は本体部よりも薄いので、この部分に回路基板を配置して、電池パックをコンパクトにできる。テラス部に回路基板を配置して、テラス部から引き出している出力タブを回路基板に接続している電池パックは開発されている。（特許文献１参照）

特開２００６－９３１０１号公報

　特許文献１の電池パックのテラス部の断面構造を図１０に示す。この電池パックは、テラス部９１の先端縁から外部に引き出している出力タブ９２をＵ字状にＵ曲げして、その先端を温度素子９３を介して回路基板９４に接続している。この電池パックは、出力タブ９２のＵ曲部９５を絶縁する必要がある。それは、外装フィルム９６の内部に積層しているアルミニウム箔が金属に接触して電位を持つと、水素が発生して膨れる欠点があるからである。外装フィルム９６にアルミニウム箔を積層しているのは、内部に水分や空気が侵入するのを阻止するためである。このアルミニウム箔に電位が発生すると、表面のフィルム層を透過する水分によってアルミニウム箔が電蝕されてピンホールが発生し、このピンホールから内部に侵入する水分が電解されて水素が発生する。

　この弊害を防止するためには、外装フィルムのアルミニウム箔と出力タブとの接触を確実に阻止することが大切である。テラス部の先端縁は、積層している外装フィルムの切断面となるので、切断面に外装フィルムのアルミニウム箔が線状に露出する。アルミニウム箔の露出部と出力タブとの接触を防止するために、テラス部に回路基板を配置している電池パックは、図１１の断面図に示すように、Ｕ曲部９５の内側に絶縁板９７を配置している。さらに、絶縁板９７が確実にアルミニウム箔と出力タブ９２との接触を阻止するために、絶縁板９７をＵ曲部９５の内部まで挿入する位置に配置している。しかしながら、多量生産される電池パックにおいて、絶縁板を正確に定位置に配置することは難しく、絶縁板の位置がずれて、Ｕ曲部の内部まで挿入されない状態になると、外装フィルムと出力タブとが接触しやすい状態となる。

　さらに、図１０に示す構造の電池パックは、テラス部９１から外部に引き出している出力タブ９２のＵ曲部９５の外側を絶縁する必要がある。このことを実現するために、図１１の断面図で示す電池パックは、Ｕ曲部９５の外側に絶縁カバー９８を固定している。絶縁カバー９８は、強度のあるアラミド系樹脂で、所定厚み（約０．１ｍｍ）のコ字状としている。さらに絶縁カバー９８は、その両端縁に沿って約０．０５ｍｍの厚みの絶縁テープ９９を接着する必要がある。

　以上の電池パックは、絶縁カバー９８で出力タブ９２のＵ曲部９５を絶縁できるが、絶縁カバー９８によって外形が大きくなる欠点がある。とくに、図１１の断面図で示すように、絶縁カバー９８は所定の厚みがあるため、小さい曲率半径で直角には折曲できず、所定の曲率半径で湾曲されて、テラス部９１の実質的な幅を広くして、電池パックの外形を大きくする欠点がある。また、絶縁カバー９８の端縁の一部が、ラミネート電池９０の表面にも積層されて、絶縁テープ９９で固定されるので、電池パックの実質的な厚みを大きくする欠点もある。さらに、コ字状の絶縁カバー９８の両側縁に沿って２枚の絶縁テープ９９を接着するので、製造に手間がかかって製造コストが高くなる欠点もある。

　本発明は、従来の電池パックが有する以上の欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、従来の電池パックのテラス部に設けている絶縁板等を使用することなく、回路基板と出力タブを理想的な状態に絶縁しながら全体を極めて簡単な構造として安価に多量生産でき、さらに、全体を薄くできるラミネート電池の電池パックを提供することにある。

　本発明の電池パックは、両面の外装フィルム６の積層間に、出力タブ２を挟んで外部に引き出してなるテラス部１を有するラミネート電池１０と、ラミネート電池１０に接続される回路基板４を絶縁成形樹脂１１にインサート成形して定位置に配置してなる樹脂モールド板１２とを有している。樹脂モールド板１２は、テラス部１に積層して配置されるラップ部１３とテラス部１の外側に配置される本体部１４とからなり、樹脂モールド板１２のラップ部１３は、テラス部１との対向面を絶縁成形樹脂１１で成形して回路基板４を絶縁している。樹脂モールド板１２の本体部１４には、ラミネート電池１０のテラス部１から直線状に引き出された出力タブ２の接続位置に接続端子１５を設けている。電池パックは、テラス部１から直線状に引き出された出力タブ２が接続端子１５に接続されて、ラップ部１３をテラス部１に積層して、樹脂モールド板１２をラミネート電池１０に接続している。

　本発明の電池パックは、複数のラミネート電池１０を備え、ラミネート電池１０は幅方向に細長いテラス部１を備えて、複数のラミネート電池１０は、各テラス部１を同一平面とし、かつ各テラス部１の長手方向を直線状に並べて横並びに配置することができる。樹脂モールド板１２は、複数のラミネート電池１０の各々のテラス部１に積層される長さのラップ部１３を備えると共に、各々のラミネート電池１０のテラス部１から直線状に引き出されてなる各々の出力タブ２を接続する位置に接続端子１５を備えることができる。各ラミネート電池１０の出力タブ２が直線状に引き出されて接続端子１５に接続され、複数のラミネート電池１０を、樹脂モールド板１２を介して同一平面状に連結することができる。

　本発明の電池パックは、樹脂モールド板１２の本体部１４がラップ部１３よりも厚く、接続端子１５が本体部１４を成形している絶縁成形樹脂１１の表面よりも内側に配置されて、テラス部１から直線状に引き出された出力タブ２を連結することができる。

　本発明の電池パックは、樹脂モールド板１２の本体部１４がラップ部１３よりも厚く、本体部１４の両面を絶縁成形樹脂１１として、本体部１４の両面をラミネート電池１０の両面と同一平面とする厚さに成形することができる。

本発明の電池パックは、ラミネート電池１０が、テラス部１を厚み方向の中間位置に配置しており、樹脂モールド板１２が、テラス部１の両面に積層されるラップ部１３を有することができる。

　本発明の電池パックは、樹脂モールド板１２とラミネート電池１０との表面に絶縁フィルム８を接着し、この絶縁フィルム８で樹脂モールド板１２とラミネート電池１０とを一体的に連結することができる。

　本発明の電池パックは、ラミネート電池１０が、テラス部１を厚み方向の中間位置に配置しており、テラス部１の第１の面１Ａには、樹脂モールド板１２のラップ部１３が積層されて、さらに、テラス部１の第２の面１Ｂに積層されるカバープレート３０を備えており、カバープレート３０は、テラス部１の外側に延長されて、本体部１４の少なくとも一部をカバーすると共に、樹脂モールド板１２とカバープレート３０の積層部の両面をラミネート電池１０の両面と同一平面に配置することができる。

　本発明の電池パックは、樹脂モールド板１２とカバープレート３０の積層部の表面と、ラミネート電池１０の表面に絶縁フィルム８を接着し、この絶縁フィルム８で樹脂モールド板１２とラミネート電池１０とカバープレート３０とを一体的に連結することができる。

　本発明の電池パックは、樹脂モールド板１２が、回路基板４に固定してなる保護素子１６を有し、この保護素子１６を絶縁成形樹脂１１に埋設することができる。

　本発明の電池パックは、樹脂モールド板１２が、回路基板４の片面であって、テラス部１との対向面に保護素子１６を固定することができる。

　本発明の電池パックは、複数のラミネート電池１０を備えると共に、隣接するラミネート電池１０の間に、テラス部１の端部の外装フィルム６で位置決め凸部１８を設け、樹脂モールド板１２には位置決め凸部１８を案内する位置決め凹部１９を設けて、位置決め凸部１８を位置決め凹部１９に案内して、樹脂モールド板１２をラミネート電池１０の定位置に連結することができる。

　本発明の電池パックは、先端にコネクタ２０を接続してなる引出線２１が回路基板４に接続して樹脂モールド板１２から外部に引き出し、各引出線２１は、回路基板４に接続してなる端部を、樹脂モールド板１２の絶縁成形樹脂１１とは別に成形してなるホルダーで定位置に配置し、ホルダー２４を絶縁成形樹脂１１にインサート成形して、引出線２１を樹脂モールド板１２から外部に引き出すことができる。

　本発明の電池パックは、従来の電池パックのテラス部に設けている絶縁板等を使用することなく、回路基板と出力タブを理想的な状態で絶縁しながら、全体を極めて簡単な構造として安価に多量生産でき、さらに、全体を薄くできる特徴がある。それは、以上の電池パックが、回路基板を絶縁成形樹脂にインサート成形して樹脂モールド板とし、この樹脂モールド板には、テラス部に積層するラップ部と、テラス部の外側に配置する本体部とを設けて、ラップ部はテラス部との対向面を絶縁成形樹脂で成形し、絶縁成形樹脂に回路基板をインサート成形して、回路基板を樹脂モールド板の定位置に配置して絶縁し、さらに、本体部には、出力タブをテラス部から引き出してＵ曲げすることなく連結できる位置に接続端子を設けて、この接続端子に出力タブを接続しているからである。以上の電池パックは、テラス部に積層して配置されるラップ部の対向面に設けている絶縁成形樹脂で、回路基板を絶縁するので、従来の電池パックのように回路基板を絶縁するために絶縁板を配置する必要がなく、また出力タブをＵ曲げして回路基板に接続する必要もない。以上の電池パックは、ラミネート電池のテラス部に樹脂モールド板のラップ部を積層し、テラス部から引き出された出力タブをＵ曲げすることなく樹脂モールド板に設けている接続端子にハンダ付けやスポット溶接などの方法で連結して組み立てでき、組み立てられた状態では、回路基板を理想的な状態で絶縁しながら正確な位置に配置できる。

本発明の一実施例に係る電池パックの分解斜視図である。図１に示す電池パックの底面斜視図である。本発明の一実施例に係る電池パックの要部拡大断面図である。本発明の他の実施例に係る電池パックの要部拡大断面図である。本発明の他の実施例に係る電池パックの要部拡大断面図である。本発明の他の実施例に係る電池パックの要部拡大断面図である。本発明の一実施例に係る電池パックの斜視図である。引出線と回路基板との接続構造を示す拡大平面図である。図８に示す回路基板のＩＸ－ＩＸ線断面図である。従来の電池パックのテラス部の断面図である。従来の他の構造の電池パックの断面図である。

　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電池パックを例示するものであって、本発明は電池パックを以下のものに特定しない。さらに、この明細書は、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。

　図１ないし図３に示す電池パックは、複数のラミネート電池１０と、ラミネート電池１０に接続される回路基板４を絶縁成形樹脂１１にインサート成形して定位置に配置している樹脂モールド板１２とを備える。

　ラミネート電池１０は、電極の両側に外装フィルム６を配置し、電極の外側で外装フィルム６を積層し、接着して積層接着部２２としている。ラミネート電池１０はリチウムポリマー電池である。ただ、本発明は、ラミネート電池１０をリチウムポリマー電池には特定しない。ラミネート電池１０は、充電できる全てのラミネート電池とすることもできる。

　図１のラミネート電池１０は、外形を四角形とし、四角形の１辺で外装フィルム６を折返し、両側の２辺と、テラス部１の端縁を外装フィルム６の積層接着部２２として、内部に電極を配置して密閉している。外装フィルム６はアルミニウム箔の両面に絶縁性のプラスチックフィルムを積層している。この構造のラミネート電池１０は、電極の１辺に沿って外装フィルム６を折り返すので、電極の両側と出力タブ２を引き出しているテラス部１に積層接着部２２を設けている。図示しないが、ラミネート電池は、４辺の外周に積層接着部を設ける構造とすることもある。このラミネート電池は、電極の両面に分離された２枚の外装フィルムを重ね、電極周囲の４辺の積層接着部で結合して製作される。

　図１のラミネート電池１０は、電極の両面を外装フィルム６でカバーしている電極部２３と、出力タブ２の両面を外装フィルム６で挟着しているテラス部１とからなる。テラス部１は電極部２３よりも薄くなる。テラス部１が薄い金属板の出力タブ２を挟着しているのに対し、電極部２３は多数の電極板の積層体を内蔵しているからである。このことから、ラミネート電池１０には、テラス部１と電極部２３との間に段差ができる。図１と図２のラミネート電池１０は、テラス部１の上面に凹部ができる。なお、図２は図１のラミネート電池１０を下側から見た図としている。電極の両側に設けられる外装フィルム６の積層接着部２２は、電極の側面に沿うように折曲される。

　テラス部１は、図３に示すように、正負の出力タブ２を、２枚の外装フィルム６で挟んで外部に引き出している。正負の出力タブ２は薄い金属板で、外装フィルム６の内部で正負の電極に接続している。出力タブ２は、外装フィルム６との間に樹脂タブ５を配置している。樹脂タブ５は、出力タブ２よりも幅広で短い帯状で、出力タブ２の両面を被覆している。樹脂タブ５は変性ポリエチレン等の熱可塑性樹脂のフィルムで、出力タブ２と外装フィルム６との間に挟着されて、出力タブ２をテラス部１から外部に気密状態で引き出している。

　出力タブ２は、先端部を樹脂タブ５から突出させて、両面を露出させている。出力タブ２は、テラス部１から直線状に引き出されて、折曲されることなく先端の露出部を樹脂モールド板１２の接続端子１５に接続している。出力タブ２は、ハンダ付けやスポット溶接などの方法で接続端子１５に接続される。樹脂モールド板１２の接続端子１５は、回路基板４に接続しているので、ラミネート電池１０の出力タブ２は、接続端子１５を介して回路基板４に接続される。

　樹脂モールド板１２は、回路基板４を絶縁成形樹脂１１にインサート成形して定位置に固定している。樹脂モールド板１２は、テラス部１に積層して配置されるラップ部１３と、出力タブ２の延長方向でテラス部１の外側に配置される本体部１４とからなる。樹脂モールド板１２は、ラップ部１３を本体部１４よりも薄く成型している。この電池パックは、テラス部１とラップ部１３との積層部を厚くすることなく、ラミネート電池１０の電極部２３の厚さにほぼ等しくできる。図３の断面図に示す電池パックは、テラス部１とラップ部１３の積層部を、ラミネート電池１０の電極部２３と同じ厚さとし、全体を同じ厚さとして、表面に絶縁フィルム８を付着している。この電池パックは、電極部２３と積層部とに段差を設けることなく、全面を平面状にできる。

　樹脂モールド板１２にインサート成形して埋設される回路基板４は、ラミネート電池１０の保護回路を実現する電子部品を実装している。保護回路は、ラミネート電池１０の温度、電圧、電流などを検出して、充放電の電流をコントロールする。このことを実現する保護回路は、ラミネート電池１０の電圧を検出する電圧検出回路（図示せず）と、電流を検出する電流検出回路（図示せず）と、ラミネート電池１０の温度を検出する温度センサや、ラミネート電池１０の温度や過電流を検出して動作する電流遮断素子等の保護素子１６と、ラミネート電池１０の充放電電流をコントロールするＦＥＴなどの半導体スイッチング素子（図示せず）を実装している。

　保護素子である温度センサは、ラミネート電池１０や周囲温度を検出する感温素子であって、サーミスタ等が使用できる。保護素子である電流遮断素子は、ラミネート電池１０の温度を検出して、検出温度が設定温度よりも高くなると電流を遮断し、あるいは、回路に流れる過電流を検出して電流を遮断するブレーカやヒューズ、ＰＴＣ等の素子が使用できる。すなわち、本明細書において、保護素子とは、ラミネート電池１０の温度や周囲温度を検出するサーミスタ等の温度センサや、ラミネート電池１０の温度上昇や回路に流れる過電流を検出して電流を遮断するブレーカやヒューズ、ＰＴＣ等の電流遮断素子を含む広い意味で使用する。

　保護素子１６は、ラミネート電池１０のテラス部１との対向面に配設されて、ラミネート電池１０に熱結合される位置に配置される。保護素子１６は、回路基板４に固定されて絶縁成形樹脂１１にインサート成形して定位置に配置される。保護素子１６は、隣接するラミネート電池１０の境界部分に位置するように、回路基板４に固定されて、絶縁成形樹脂１１に埋設される。この保護素子１６は、両側に隣接して配置しているラミネート電池１０の温度を検出できる。したがって、ひとつの保護素子１６で２個のラミネート電池１０の温度を検出する。保護素子１６は絶縁成形樹脂１１を介して、ラミネート電池１０に熱結合状態に配置される。この電池パックは、ひとつの保護素子１６で両側のラミネート電池１０の温度を検出できるので、保護素子１６の数を少なくできる特徴がある。また、保護素子１６を回路基板４に実装してラミネート電池１０に熱結合状態に配置できるので、ラミネート電池１０の表面に配置している保護素子１６をリード線で回路基板４に接続する必要がなく、組み立て工程を簡単にできる特徴がある。

　回路基板４をインサート成形して定位置に固定している樹脂モールド板１２は、ＦＥＴなどの半導体スイッチング素子も絶縁成形樹脂１１に埋設する。この構造は、半導体スイッチング素子の発熱を絶縁成形樹脂１１に伝導して効率よく放熱できる。したがって、樹脂モールド板１２は、半導体スイッチング素子の発熱を吸収して温度上昇を少なくし、さらに吸収した熱エネルギを表面から放熱して、半導体スイッチング素子の温度上昇を小さくする。

　回路基板４は、ラミネート電池１０の出力タブ２が接続される接続端子１５を表面に固定している。接続端子１５は、回路基板４が絶縁成形樹脂１１にインサート成形されて、樹脂モールド板１２の本体部１４の表面に露出する。さらに、接続端子１５は、ラップ部１３をラミネート電池１０のテラス部１に積層する状態で、テラス部１から引き出されている出力タブ２をＵ曲げすることなく直線状に接続できる位置に配置される。接続端子１５は、理想的には、出力タブ２をラップ部１３から全く折曲することなく直線状に引き出して、図３においては上下方向に全く折曲することなく、同一平面に配置して接続できる位置に配置される。図３の断面図に示す電池パックは、回路基板４の表面に電子部品１７を固定して、この電子部品１７の表面を接続端子１５として、ここに出力タブ２を接続している。このような電子部品として、例えば、電流遮断素子等の保護素子が使用できる。

　接続端子１５は、図４に示すように、回路基板４の表面に固定して、この接続端子１５に出力タブ２を接続することもできる。図４の電池パックは、図３の電池パックと同様に組み立てできる。図４の電池パックは、出力タブ２を僅かに上下に折曲して接続端子１５に接続するので、本明細書において「直線状」とは、出力タブ２を全く折曲しない状態に特定するものではなく、出力タブ２をＵ曲げしたり、Ｌ字状に折曲したりすることなく、たとえば、上下の折曲位置を２ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以下として接続端子１５に接続する状態を含む意味に使用する。

　図３と図４の断面図に示す樹脂モールド板１２は、本体部１４の凹部９に接続端子１５を設けて、接続端子１５を絶縁成形樹脂１１の表面よりも内側に配置している。この樹脂モールド板１２は、接続端子１５に接続される出力タブ２を本体部１４の表面よりも内側に配置できる。したがって、この電池パックは、表面に絶縁フィルム８を付着して、出力タブ２を絶縁フィルム８から内側に離して配置できるので、出力タブ２の絶縁フィルム８による絶縁をより好ましい構造にできる。出力タブ２による絶縁フィルム８の破損を防止でき、さらに、絶縁フィルム８の一部が破損して表面に金属が接触してもこれが出力タブ２に接触するのを防止できるからである。

　以上の電池パックは、テラス部１の片面に樹脂モールド板１２のラップ部１３を積層しているが、樹脂モールド板１２は、図５の断面図に示すように、テラス部１の両面に積層されるラップ部１３を設けることができる。ラミネート電池１０は、テラス部１が厚み方向の中央付近の中間位置に配置されている。この電池パックは、出力タブ２を配置している凹部９をさらに深くして、絶縁フィルム８による出力タブ２の絶縁をより好ましい構造にできる。また、テラス部１の先端縁に絶縁成形樹脂１１を設けて、外装フィルム６のアルミニウム箔をより理想的な状態で絶縁できる。

　さらに、電池パックは、図６に示すように、テラス部１が厚み方向の中央付近の中間位置に配置されるラミネート電池１０を備えて、テラス部１の両面に、樹脂モールド板１２とカバープレート３０とを積層することができる。図６の電池パックは、テラス部１の一方の面である第１の面１Ａに樹脂モールド板１２のラップ部１３を積層し、テラス部１の他方の面である第２の面１Ｂには、樹脂モールド板１２の絶縁成形樹脂１１とは別の部材からなるカバープレート３０を積層している。カバープレート３０は、好ましくは、絶縁成形樹脂１１よりも強度を有する樹脂であって、例えば、ＰＣ、ＡＢＳ、ＰＥ等の樹脂が使用でき、あるいは、ガラス繊維等で補強された樹脂、例えば、ＰＰＳやガラスエポキシ等が使用できる。これ等の樹脂で製造されるカバープレート３０は、テラス部１と樹脂モールド板１２との連結部分を補強できる。

　カバープレート３０は、テラス部１の第２の面１Ｂ側に形成される段差とほぼ等しい厚さを有しており、テラス部１の第２の面１Ｂに積層する状態で、カバープレート３０の表面とラミネート電池１０の電極部２３の表面とが同一平面状となるようにしている。このカバープレート３０は、テラス部１の第２の面１Ｂに積層されて、テラス部１と電極部２３との段差を解消すると共に、出力タブ２の延長方向であるテラス部１の外側に延長されて、少なくとも本体部１４の一部をカバーする。テラス部１の外側で本体部１４をカバーするカバープレート３０は、好ましくは、図６に示すように、出力タブ２を配置している凹部９をカバーする。この電池パックは、接続端子１５と出力タブ２との接続部分をカバープレート３０で被覆することで、出力タブ２が外側に表出するのを防止してより好ましい状態で絶縁できる。また、テラス部１の第２の面１Ｂから本体部１４にわたって平面状のカバープレート３０で被覆することで、テラス部１と本体部１４との連結部分を平面状に保持して、出力タブ２と接続端子１５との良好な接続状態を安定して維持できる。カバープレート３０は、本体部１４の表面に接着されて本体部１４の定位置に固定される。

　この電池パックは、図６の断面図に示すように、カバープレート３０と樹脂モールド板１２の積層部の厚さを、ラミネート電池１０の電極部２３と同じ厚さとし、全体を同じ厚さとして、表面に絶縁フィルム８を付着している。この電池パックは、電極部２３と積層部とに段差を設けることなく、全面を平面状にできる。とくに、テラス部１と本体部１４との連結部分を平面状のカバープレート３０で被覆することで、この部分において絶縁フィルム８が破損するのを有効に防止でき、また、仮に絶縁フィルム８の一部が破損して表面に金属が接触してもこれが出力タブ２に接触するのを確実に防止できる。

　回路基板４は、ガラス繊維で補強されたエポキシ樹脂であって、樹脂モールド板１２に比較して充分な強度を有する。この回路基板４は樹脂モールド板１２に埋設されて、樹脂モールド板１２を補強する。とくに、図１と図２に示すように、複数のラミネート電池１０を樹脂モールド板１２に接続して連結する電池パックは、インサート成形している回路基板４で樹脂モールド板１２が補強され、回路基板４で補強された樹脂モールド板１２が複数のラミネート電池１０を強固に連結して、電池パックの曲げ強度を向上できる。

　樹脂モールド板１２は、電子部品１７を実装する回路基板４を金型の定位置に仮止めし、金型の成形室に絶縁成形樹脂１１となる溶融樹脂を注入して製作される。この工程で製作される樹脂モールド板１２は、回路基板４をインサート成形して定位置に配置する。樹脂モールド板１２は、熱可塑性樹脂を過熱し溶融状態で金型の成形室に注入して成形される。樹脂モールド板１２の熱可塑性樹脂は、低温に加熱して、低圧で成形室に注入して成形できる樹脂、たとえば、ポリアミド樹脂やポリオレフィン系の熱可塑性樹脂を使用する。低温低圧で成形室に注入される樹脂は、回路基板４の実装部品に熱による悪影響を及ぼさない特徴がある。回路基板４をインサート成形して定位置に固定している絶縁成形樹脂１１は、回路基板４を埋設して絶縁するが、回路基板４に設けている接続端子１５を露出させる。

　図１と図２に示す電池パックは、幅方向に細長いテラス部１を備える２個のラミネート電池１０を、テラス部１が同一平面に配置され、かつ、テラス部１が長手方向を直線状に並べられるように横並びに配置して、２個のラミネート電池１０を樹脂モールド板１２で連結している。樹脂モールド板１２は、２個のラミネート電池１０の各々のテラス部１に積層される長さのラップ部１３を備え、各ラミネート電池１０のテラス部１から直線状に引き出している出力タブ２を接続する位置に接続端子１５を設けている。この電池パックは、各ラミネート電池１０の出力タブ２を樹脂モールド板１２の接続端子１５に接続して、２個のラミネート電池１０を樹脂モールド板１２を介して同一平面状に連結している。

　図１に示す電池パックは、２個のラミネート電池１０の間であって、テラス部１の端部に位置決め凸部１８を設けている。ラミネート電池１０は、両側に外装フィルム６の積層接着部２２ができるが、この積層接着部２２をテラス部１の両端部まで延長して、位置決め凸部１８を設けている。樹脂モールド板１２は、テラス部１に設けた位置決め凸部１８を案内する位置決め凹部１９を設けており、位置決め凸部１８を位置決め凹部１９に案内して、樹脂モールド板１２をラミネート電池１０の定位置に連結している。この電池パックは、位置決め凸部１８を位置決め凹部１９に案内して、樹脂モールド板１２をラミネート電池１０の正確な位置にずれないように連結できる特徴がある。とくに、以上の電池パックは、ラミネート電池１０の積層接着部２２を位置決め凸部１８に併用するので、位置決め凸部１８を設けるためラミネート電池１０に特別な部材を設ける必要がなく、また位置決め凸部１８を正確な位置に配置して、樹脂モールド板１２とラミネート電池１０とを正確な位置に連結できる特徴がある。

　図３ないし図５に示す樹脂モールド板１２は、ラップ部１３よりも厚くしている本体部１４の両面を絶縁成形樹脂１１で成形して、本体部１４の両面をラミネート電池１０の電極部２３と同一平面とする厚さとしている。この電池パックは、図７に示すように、ラミネート電池１０と樹脂モールド板１２の表面に絶縁フィルム８を付着して、表面を段差のない平面状として組み立てできる。絶縁フィルム８は、ラミネート電池１０とを一体的に連結する。この電池パックは、２個のラミネート電池１０を樹脂モールド板１２で連結し、さらに絶縁フィルム８でより強固な状態に連結する。

　図１、図２、及び図７に示す電池パックは、回路基板４に接続している引出線２１を樹脂モールド板１２から外部に引き出している。引出線２１は先端にコネクタ２０を接続している。引出線２１は、絶縁成形樹脂１１にインサート成形される回路基板４に接続されて、絶縁成形樹脂１１にインサート成形して固定される。引出線２１は、図８と図９に示すように、回路基板４に接続している端部を、樹脂モールド板１２の絶縁成形樹脂１１とは別にプラスチックで成形しているホルダー２４で定位置に配置している。ホルダー２４は絶縁成形樹脂１１にインサート成形して固定される。ホルダー２４は、各々の引出線２１を別々に独立して挿入でき、かつ挿入する状態で引出線２１に沿って移動できる複数列の位置決め部２５を設けている。

　ホルダー２４は、各々の位置決め部２５に引出線２１を挿入して、各引出線２１を一定の間隔に配置する。図９のホルダー２４は、位置決め部２５を引出線２１を挿入して定位置に配置するガイド溝としている。位置決め部２５は、引出線２１が入る円形のガイド溝で、上部に引出線２１の外形よりも小さく、かつ、芯線の太さよりも大きい開口部２５ａを有する。そして、開口部２５ａから引出線２１を押し込むことで、位置決め部２５に引出線２１を簡単に挿入できると共に、引出線２１を位置決め部２５に固定することができる特徴がある。位置決め部２５の間隔は、先端のコネクタ２０に連結している引出線２１の間隔に等しくしている。このホルダー２４は、コネクタ２０に連結している各引出線２１を、コネクタ２０の近傍で速やかに位置決め部２５に案内できる。コネクタ２０が、ホルダー２４の位置決め部２５の間隔に複数の引出線２１を配置するので、複数の引出線２１を位置決め部２５に押し込んで、全ての引出線２１を簡単に位置決め部２５に挿入できるからである。ホルダー２４は、コネクタ２０の近傍で引出線２１を挿入した後、コネクタ２０をホルダー２４から遠ざける方向に移動させることで、回路基板４にハンダ付けされる引出線２１の端部まで移動させた状態で、引出線２１を一定の間隔に配置する。回路基板４には、ホルダー２４で一定の間隔に保持される引出線２１の端部をハンダ付けできる位置に複数の接続部２６を設けている。複数の接続部２６の間隔は、ホルダー２４が引出線２１を配置する間隔に等しいので、各引出線２１の先端をハンダ付けする接続部２６に配置して、各引出線２１を能率よくハンダ付けできる。ホルダー２４で定位置に配置して、回路基板４にハンダ付けした状態で、回路基板４は絶縁成形樹脂１１にインサート成形して固定される。以上のホルダー２４は、位置決め部２５をガイド溝として簡単に引出線２１を挿入できる形状とするが、ホルダー２４の位置決め部２５は、図示しないが、引出線２１を挿入して定位置に配置する貫通孔とすることもできる。

　図１と図２の電池パックは以下の工程で組み立てられる。
［樹脂モールド板１２の成形工程］
　電子部品を実装して引出線２１を接続している回路基板４を金型の定位置に仮止めし、金型に絶縁成形樹脂１１を成形する溶融樹脂を注入して、回路基板４を絶縁成形樹脂１１にインサート成形している樹脂モールド板１２を製作する。

［ラミネート電池１０と樹脂モールド板１２との接続工程］
　図１と図２に示すように、ラミネート電池１０の位置決め凸部１８を樹脂モールド板１２の位置決め凹部１９に案内して、ラミネート電池１０を樹脂モールド板１２の定位置に配置して、ラミネート電池１０の出力タブ２を接続端子１５にハンダ付けし、あるいはスポット溶接してラミネート電池１０を樹脂モールド板１２に連結する。この状態で、２つのラミネート電池１０が樹脂モールド板１２の定位置に連結される。

［絶縁フィルムの接着工程］
　図７に示すように、ラミネート電池１０と樹脂モールド板１２の表面に絶縁フィルム８を付着して、ラミネート電池１０と樹脂モールド板１２とを一体構造に連結する。絶縁フィルム８は粘着層を介してラミネート電池１０と樹脂モールド板１２の表面に付着される。

　なお、本実施の形態において、２個のラミネート電池１０を、テラス部１が同一平面に配置され、かつ、テラス部１が長手方向を直線状に並べられるように横並びに配置して、２個のラミネート電池１０を樹脂モールド板１２で連結するとしたが、ラミネート電池１０を１個としても、また、３個以上の複数とすることもできる。

　本発明は、ラミネート電池に回路基板を接続して薄くて便利に使用できるスマートフォンやタブレットなどの携帯機器に好適に使用される。

　　１…テラス部
　１Ａ…第１の面
　１Ｂ…第２の面
　　２…出力タブ
　　４…回路基板　　５…樹脂タブ
　　６…外装フィルム
　　８…絶縁フィルム
　　９…凹部
　１０…ラミネート電池
　１１…絶縁成形樹脂
　１２…樹脂モールド板
　１３…ラップ部
　１４…本体部
　１５…接続端子
　１６…保護素子
　１７…電子部品
　１８…位置決め凸部
　１９…位置決め凹部
　２０…コネクタ
　２１…引出線
　２２…積層接着部
　２３…電極部
　２４…ホルダー
　２５…位置決め部
　２５ａ…開口部
　２６…接続部
　３０…カバープレート

Claims

　両面の外装フィルムの積層間に、出力タブを挟んで外部に引き出してなるテラス部を有するラミネート電池と、
　前記ラミネート電池に接続される回路基板を絶縁成形樹脂にインサート成形して定位置に配置してなる樹脂モールド板とを有し、
　前記樹脂モールド板は、前記テラス部に積層して配置されるラップ部と前記テラス部の外側に配置される本体部とからなり、
　前記樹脂モールド板の前記ラップは、前記テラス部との対向面を前記絶縁成形樹脂で成形して前記回路基板を絶縁しており、
　前記樹脂モールド板の前記本体部には、前記ラミネート電池の前記テラス部から直線状に引き出された前記出力タブの接続位置に接続端子を設けており、
　前記テラス部から直線状に引き出された前記出力タブが前記接続端子に接続されて、前記ラップ部を前記テラス部に積層して、前記樹脂モールド板を前記ラミネート電池に接続してなる電池パック。
　請求項１に記載される電池パックであって、
　複数のラミネート電池を備え、前記ラミネート電池は幅方向に細長い前記テラス部を備え、前記複数のラミネート電池は、各テラス部を同一平面とし、かつ各テラス部の長手方向を直線状に並べて横並びに配置され、
　前記樹脂モールド板は、前記複数のラミネート電池の各々の前記テラス部に積層される長さの前記ラップ部を備えると共に、各々の前記ラミネート電池の前記テラス部から直線状に引き出されてなる各々の前記出力タブを接続する位置に前記接続端子を設けており、
　各ラミネート電池の前記出力タブが直線状に引き出されて前記接続端子に接続されて、前記複数のラミネート電池が前記樹脂モールド板を介して同一平面状に連結されてなることを特徴とする電池パック。
　請求項１又は２に記載される電池パックであって、
　前記樹脂モールド板は、前記本体部が前記ラップ部よりも厚く、前記接続端子が前記本体部を成形している前記絶縁成形樹脂の表面よりも内側に配置されて、前記テラス部から直線状に引き出された前記出力タブを連結してなることを特徴とする電池パック。
　請求項１ないし３のいずれかに記載される電池パックであって、
　前記樹脂モールド板は、前記本体部が前記ラップ部よりも厚く、前記本体部の両面を前記絶縁成形樹脂として、前記本体部の両面を前記ラミネート電池の両面と同一平面とする厚さに成形してなることを特徴とする電池パック。
　請求項１ないし４のいずれかに記載される電池パックであって、
　前記ラミネート電池が、前記テラス部を厚み方向の中間位置に配置しており、
　前記樹脂モールド板が、前記テラス部の両面に積層される前記ラップ部を有することを特徴とする電池パック。
　請求項１ないし５のいずれかに記載される電池パックであって、
　前記樹脂モールド板と前記ラミネート電池との表面に絶縁フィルムが接着されて、前記絶縁フィルムで前記樹脂モールド板と前記ラミネート電池とを一体的に連結してなることを特徴とする電池パック。
　請求項１ないし３のいずれかに記載される電池パックであって、
　前記ラミネート電池が、前記テラス部を厚み方向の中間位置に配置しており、
　前記テラス部の第１の面には、前記樹脂モールド板の前記ラップ部が積層されており、　さらに、前記テラス部の第２の面に積層されるカバープレートを備えており、
　前記カバープレートは、前記テラス部の外側に延長されて、前記本体部の少なくとも一部をカバーしており、
　前記樹脂モールド板と前記カバープレートの積層部の両面が前記ラミネート電池の両面と同一平面に配置されてなることを特徴とする電池パック。
　請求項７に記載される電池パックであって、
　前記樹脂モールド板と前記カバープレートの積層部の表面と、前記ラミネート電池の表面に絶縁フィルムが接着されて、前記絶縁フィルムで前記樹脂モールド板と前記ラミネート電池と前記カバープレートとを一体的に連結してなることを特徴とする電池パック。
　請求項１ないし８のいずれかに記載される電池パックであって、
　前記樹脂モールド板が、前記回路基板に固定してなる保護素子を有し、前記保護素子が前記絶縁成形樹脂に埋設されてなることを特徴とする電池パック。
　請求項９に記載される電池パックであって、
　前記樹脂モールド板が、前記回路基板の片面であって、前記テラス部との対向面に前記保護素子を固定してなることを特徴とする電池パック。
　請求項１ないし１０のいずれかに記載される電池パックであって、
　複数のラミネート電池を備えると共に、隣接する前記ラミネート電池の間に、前記テラス部の端部の前記外装フィルムでもって位置決め凸部を設けており、
　前記樹脂モールド板が前記位置決め凸部を案内する位置決め凹部を有し、
　前記位置決め凸部が前記位置決め凹部に案内されて、前記樹脂モールド板が前記ラミネート電池の定位置に連結されてなることを特徴とする電池パック。
　請求項１ないし１１のいずれかに記載される電池パックであって、
　前記回路基板に、先端にコネクタを接続してなる引出線が接続されて前記樹脂モールド板から外部に引き出されており、
　前記引出線の各々は、前記回路基板に接続してなる端部を、前記樹脂モールド板の前記絶縁成形樹脂とは別に成形してなるホルダーで定位置に配置しており、
　前記ホルダーが前記絶縁成形樹脂にインサート成形されて、前記引出線が前記樹脂モールド板から外部に引き出されてなることを特徴とする電池パック。