WO2017104108A1 - 電池パック - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a battery pack in which thin secondary battery cells and a circuit board are arranged on the same plane and connected in an integrated structure.
- a battery pack incorporating a secondary battery cell is provided with a protection circuit, and charging / discharging while protecting the battery with this protection circuit can improve safety, prevent deterioration, and extend the life.
- a battery pack that realizes this includes a circuit board on which a protection circuit is mounted. The battery pack can be made compact as a whole by arranging the thin secondary battery cells and the circuit board on the same plane to form an integral structure.
- a battery pack having a shape in which a plurality of battery cells are connected with a low-temperature molding resin (see Patent Document 1).
- a circuit board formed by mounting a battery protection circuit is disposed between opposing secondary battery cells, and the circuit board is embedded in a low-temperature molding resin so that a plurality of secondary battery cells.
- a battery pack attached to a mobile device having a large outer shape may be required to have a structure that enlarges the entire outer shape so as to follow the outer shape of the mobile device.
- the overall size is adjusted by adjusting a portion connecting the secondary battery cells, that is, a region where a circuit board or the like is arranged.
- the present invention has been made in view of such a conventional background.
- An object of the present invention is to provide a battery pack having improved mechanical strength while the secondary battery cell and the circuit board are integrated.
- Another object of the present invention is to provide a battery pack that can be easily and easily changed in design to various external shapes and sizes, and can be mass-produced inexpensively without using a large amount of low-temperature molding resin. .
- a thin secondary battery cell 1 having a rectangular shape whose outer shape is smaller than the width and having a terminal surface 1X, and the secondary battery cell 1
- a circuit board 5 electrically connected and mounted with a protection circuit, a holder case 2 for housing the secondary battery cell 1 and the circuit board 5, and a resin formed by insert molding the circuit board 5 housed in the holder case 2 And a mold part 4.
- the holder case 2 has a battery placement area 21 where the secondary battery cells 1 are placed and a board placement area 22 where the circuit board 5 is placed on the same plane.
- the circuit board 5 is arranged in the board arrangement area 22 so as to be close to the terminal surface 1X of the secondary battery cell 1 arranged in the battery arrangement area 21.
- the battery pack is a resin in which a part or the whole of the terminal surface 1X of the secondary battery cell 1 arranged in the battery arrangement region 21 and the circuit board 5 arranged in the substrate arrangement region 22 are embedded in an insulating molding resin. Mold part 4 is formed.
- the secondary battery cell and the circuit board are housed and fixed at a fixed position of the holder case, so that the secondary battery cell and the circuit board are arranged in the same plane, and the mechanical strength is increased. Can be increased. In particular, by protecting the entire outer shell of the battery pack with a holder case, high exterior strength can be realized, and strength against dropping and bending can be increased. Furthermore, when designing the holder case, the outer shape of the holder case can be changed in various ways by adjusting the arrangement of the battery arrangement area and the board arrangement area and the size of the board arrangement area, and the electronic device on which the battery pack is mounted. It is easy to deal with equipment.
- this battery pack can be reliably insulated by resin molding the electronic components mounted on the circuit board by sealing the circuit board using an insulating molding resin. Also, by connecting the connection portion between the secondary battery cell and the circuit board by resin molding, it is possible to increase their connection strength and effectively prevent disconnection due to impact such as dropping. Furthermore, in the battery pack manufacturing process, the circuit board on which the electronic components are mounted and the secondary battery cell are stored in the holder case, so that all parts can be fixed while being placed in place. This also makes it possible to reduce manufacturing costs by simplifying the process. As described above, the battery pack of the present invention can realize an ideal battery pack that takes advantage of the specifications of the holder case and the specifications of the insulating molding resin by combining the holder case and the resin mold portion.
- the battery pack of the present invention includes a plurality of secondary battery cells 1, a battery placement area 21 is disposed at both ends of the holder case 2, and a substrate placement area 22 is disposed between the opposed battery placement areas 21. Can do. With the above-described configuration, a plurality of secondary battery cells and a circuit board can be firmly connected while being arranged on the same plane.
- the substrate arrangement region 22 includes a resin molding region 23 where the circuit board 5 is arranged and the resin mold portion 4 is formed, and a hollow region 24 where the resin mold portion 4 is not formed.
- the resin molding region 23 and the hollow region 24 can be partitioned by the partition wall 33.
- the battery placement region 21 includes a frame portion 27 that houses the secondary battery cell 1 along the outer periphery of the secondary battery cell 1, and the frame portion 27 and the secondary battery cell 1 are packaged. It can be covered with a sheet 8. With the above configuration, the frame part and the secondary battery cell can be firmly connected to each other with the exterior sheet while the exposed part of the secondary battery cell is covered and protected with the exterior sheet.
- a resin injection guide 29 for injecting an insulating molding resin can be formed in the substrate arrangement region 22.
- a plurality of rows of groove portions 41 can be formed on the surface of the resin mold portion 4.
- the surface area can be increased by the plurality of rows of groove portions provided on the surface of the resin mold portion, the heat generated by the electronic component embedded in the resin mold portion can be effectively dissipated.
- This structure is difficult to realize in the conventional battery cell in which the secondary battery cells are connected only by the resin mold part because the strength is lowered.
- the strength of the battery pack can be secured by the holder case. Therefore, even if the groove portion is provided in the resin mold portion, it is possible to realize both the improvement of the heat dissipation characteristic and the cost reduction of the resin mold portion without worrying about the strength reduction.
- a plurality of rows of groove portions 41 can be formed in parallel with each other along the longitudinal direction of the circuit board 5 inserted into the resin mold portion 4.
- the holder case 2 is molded with a resin having a heat resistant temperature of 70 ° C. or higher, and the insulating molding resin forming the resin mold part 4 is a thermoplastic resin in a molten state at 70 ° C. or lower. be able to.
- the thermoplastic resin in a molten state has a bad influence on a holder case.
- FIG. 3 is a cross-sectional view of the battery pack shown in FIG. 2 taken along the line III-III.
- FIG. 4 is a cross-sectional view of the battery pack shown in FIG. 2 taken along the line IV-IV.
- FIG. 3 is an exploded perspective view of the battery pack shown in FIG. 2. It is a top view which shows the state which set the secondary battery cell, the circuit board, and the leader line to the holder case. It is an expansion perspective view which shows an example of a secondary battery cell.
- FIG. 7 is a cross-sectional view of the holder case shown in FIG. 6 taken along line VIII-VIII.
- FIG. 12 is a cross-sectional view of the positioning mechanism shown in FIG. 11 taken along line XII-XII. It is an expansion perspective view of a positioning mechanism. It is a perspective view of the battery pack which concerns on other embodiment of this invention. It is a perspective view of the battery pack which concerns on other embodiment of this invention.
- the battery pack shown in these figures is mainly mounted on a thin portable electronic device such as a notebook computer or tablet and used as a power source for these devices.
- the battery pack of the present invention can be used as a power source by being mounted on an electric device other than a thin portable electronic device.
- a battery pack 100 shown in FIGS. 1 to 6 includes a thin secondary battery cell 1, a circuit board 5 electrically connected to the secondary battery cell 1 and mounted with a protection circuit, the secondary battery cell 1 and a circuit.
- a holder case 2 for storing the substrate 5 and a resin mold part 4 formed by insert-molding the circuit board 5 stored in the holder case 2 are provided.
- the battery pack 100 shown in the figure includes two secondary battery cells 1, and these secondary battery cells 1 are disposed at both ends of the holder case 2 in an opposing posture and are opposed to each other.
- the circuit board 5 is disposed between the cells 1, and the secondary battery cell 1 and the circuit board 5 are disposed on substantially the same plane. (Secondary battery cell 1)
- the secondary battery cell 1 has an outer shape whose thickness is smaller than the width, and the whole is a thin rectangular battery. As shown in FIG. 7, the secondary battery cell 1 includes a bottomed cylindrical metal outer can 11 having an opening on one surface, and a sealing plate 12 that closes the opening of the outer can 11. The opening of the outer can 11 is sealed by laser welding with a flat sealing plate 12 obtained by pressing a metal plate.
- the secondary battery cell 1 shown in the figure has curved surfaces on both sides of the outer can 11. However, for a thin secondary battery cell, not only a square battery but also a laminated battery in which electrodes are arranged inside a plastic outer film can be used.
- the thin secondary battery cell 1 is a lithium ion secondary battery having a thickness of 3 mm to 10 mm.
- the secondary battery cell can be a non-aqueous electrolyte secondary battery other than a lithium ion secondary battery, or any other rechargeable secondary battery such as a nickel-hydrogen battery.
- the battery pack 100 in which the secondary battery cell 1 is a lithium ion secondary battery can increase the overall battery capacity.
- the secondary battery cell 1 has a sealing plate 12 as a terminal surface 1X and is provided with positive and negative electrodes 10 on the terminal surface 1X.
- a convex electrode 13 that is insulated from the sealing plate 12 is provided at the center of the sealing plate 12.
- the convex electrode 13 provided on the sealing plate 12 is used as the first electrode 10A
- the sealing plate 12 is used as the second electrode 10B
- the positive and negative electrodes 10 are provided on the terminal surface 1X.
- a clad plate 14 is fixed to one end of a sealing plate 12 to form a second electrode 10 ⁇ / b> B.
- the secondary battery cell 1 can reliably connect the connection lead plate 16 via the clad plate 14.
- the convex electrode 13 (first electrode 10A) is a negative electrode
- the sealing plate 12 and the clad plate 14 (second electrode 10B) are positive electrodes.
- the secondary battery cell 1 is provided with a safety valve 15 on the sealing plate 12.
- the safety valve 15 opens when the internal pressure of the battery becomes higher than the set pressure, and discharges internal gas and the like to prevent the internal pressure from rising.
- the safety valve of the secondary battery cell may be provided in the outer can. In this case, the battery pack in which the sealing plate is embedded in the resin mold portion can easily discharge the internal gas from the side surface of the outer can.
- connection lead plate 16 for energization is connected to positive and negative electrodes 10 provided on the terminal surface 1X.
- the secondary battery cell 1 includes a first connection lead plate 16A connected to the convex electrode 13 serving as the first electrode 10A and a second connection lead plate 16B connected to the sealing plate 12 serving as the second electrode 10B. Is connected to the circuit board 5 via The battery pack 100 shown in the figure connects two secondary battery cells 1 to a circuit board 5. The two secondary battery cells 1 are connected in series on the circuit board 5.
- the circuit board 5 is mounted with electronic components for realizing a protection circuit for the secondary battery cell 1 and the like.
- the protection circuit detects the temperature, voltage, current, and the like of the secondary battery cell 1 to control the charge / discharge current.
- the protection circuit for realizing this includes a voltage detection circuit (not shown) for detecting the voltage of the secondary battery cell 1, a current detection circuit (not shown) for detecting the current, and the temperature of the secondary battery cell 1.
- a temperature sensor (not shown) for detecting the voltage, a semiconductor switching element (not shown) such as an FET for controlling the charge / discharge current of the secondary battery cell 1, and the temperature and overcurrent of the secondary battery cell 1 are detected.
- a protective element 7 such as a current interrupting element that operates in a mounted manner. Details of mounting of the protection element 7 on the circuit board 5 and connection thereof will be described later.
- the circuit board 5 can be made of epoxy resin.
- the circuit board 5 can be manufactured at low cost without using a resin reinforced with reinforcing fibers such as glass fibers. However, it can also be manufactured with an epoxy resin reinforced with glass fiber or the like.
- the shape and size of the circuit board 5 arranged in the holder case 2 and the posture arranged in the holder case are determined according to the outer shape and size required for the battery pack. As will be described in detail later, the circuit board is formed to have an outer shape that can be placed in a board housing portion formed in the holder case.
- the holder case 2 accommodates the secondary battery cell 1 and the circuit board 5 and arranges them in place.
- the holder case 2 has a thin plate shape as a whole so that the thin secondary battery cell 1 and the circuit board 5 can be arranged on the same plane, and the secondary battery is provided on one side surface (the upper surface in FIGS. 2 to 6).
- the cell 1 and the circuit board 5 are molded into a shape having a storage opening that can store the cell 1 and the circuit board 5.
- the holder case 2 is made of a resin different from the resin for molding the resin mold portion 4, and is preferably formed of a resin having excellent heat resistance and strength, for example, a resin such as polycarbonate or ABS.
- the holder case 2 molded from these resins can increase the dimensional accuracy of the outer shape while keeping the heat-resistant temperature at 70 ° C. or higher.
- the holder case 2 has a battery placement area 21 where the secondary battery cells 1 are placed and a board placement area 22 where the circuit board 5 is placed on the same plane.
- the holder case 2 shown in FIG. 6 is provided with a battery placement area 21 at both ends so that two secondary battery cells 1 can be accommodated, and a board placement area 22 between the opposed battery placement areas 21. Yes.
- the holder case 2 having the battery placement area 21 and the board placement area 22 can easily change the outer shape of the holder case 2 by adjusting the size of the board placement area 22.
- the external shape of the secondary battery cell 1 is specified by its standard and capacity, it is difficult to change the design such as the size in the battery placement region 21, but the substrate placement region 22 can be designed and modified with a high degree of freedom.
- the holder case 2 can be easily adapted to an electronic device by designing and deforming the substrate arrangement region 22 to an optimal size and shape in order to realize the outer shape required for the battery pack. Furthermore, in a battery pack including a plurality of secondary battery cells, the outer shape of the holder case can be easily changed by adjusting the number of secondary battery cells to be stored and the arrangement of the battery arrangement area and the board arrangement area. Thus, it is possible to easily cope with an electronic device in which the battery pack is mounted.
- the holder case 2 shown in FIG. 6 has a rectangular shape with the entire outer shape extending in one direction.
- the holder case 2 has a battery placement region 21 formed at both ends in the longitudinal direction, and the overall length of the holder case 2 is adjusted with the substrate placement region 22 formed in the middle extending in the longitudinal direction. Yes.
- the circuit board 5 extending in the longitudinal direction is arranged in the board arrangement region 22 so that both ends of the circuit board 5 are close to the terminal surface 1X of the secondary battery cells 1 arranged to face each other.
- the holder case 2 shown in FIG. 6 has a substrate placement region 22, a resin molding region 23 in which the circuit board 5 is placed and the resin mold portion 4 is molded, and the resin mold portion 4 is molded. It is partitioned into a hollow region 24 that is not used.
- the holder case 2 shown in the drawing is a central portion of the substrate arrangement region 22, and a region connecting the central portions of the terminal surfaces 1 ⁇ / b> X of the opposing secondary battery cells 1 is a resin molding region 23.
- the hollow region 24 is used.
- the resin molding region 23 and the hollow region 24 are partitioned by a partition wall 33.
- a pair of partition walls 33 are provided along the longitudinal direction at the center of the substrate storage region 22, and a substrate storage portion 26 for storing the circuit board 5 is provided between the opposing partition walls 33. Forming.
- the hollow region 24 is provided with a plurality of reinforcing ribs 34 that intersect vertically and horizontally in a lattice shape, and the whole is divided into a plurality of hollow chambers 28 for reinforcement.
- the structure in which the hollow region 24 is provided in the substrate arrangement region 22 and the plurality of hollow chambers 28 are provided can reduce the manufacturing cost by reducing the insulating molding resin to be used while making the holder case 2 lightweight.
- the holder case 2 in FIG. 6 is provided with hollow portions 24 on both sides of the substrate arrangement region 22, but the holder case can be variously changed in arrangement, shape, size, etc. of the hollow portions according to the required outer shape. it can.
- the entire substrate arrangement area can be used as a substrate storage portion.
- the hollow region is not provided, and the short side direction is provided between the opposing secondary battery cells. It is also possible to provide a board storage portion for storing the extended circuit board.
- a holder case 2 shown in FIGS. 3 to 6 is provided with a peripheral wall 30 along a rectangular outer periphery, and a battery storage portion 25 for storing the secondary battery cell 1 and a substrate storage portion 26 for storing the circuit board 5 inside. And are provided.
- the circuit board 5 is arranged in the holder case 2 as a step structure in which the bottom plate 32 serving as the bottom surface of the substrate placement region 22 is higher than the surface plate 31 serving as the bottom surface of the battery placement region 21.
- the substrate storage part 26 is formed shallower than the battery storage part 25. This structure can reduce the amount of insulating molding resin to be used by thinly molding the resin mold portion 4 for insert molding of the circuit board 5.
- the holder case 2 shown in the figure is provided with a plurality of projecting pieces 38 that project outward from a peripheral wall 30 provided on the outer periphery.
- the protruding piece 38 is used as a connecting portion for connecting to an electronic device to which the battery pack 100 is attached.
- the holder case 2 is provided with a frame portion 27 along the outer shape of the secondary battery cell 1 in the battery arrangement region 21, and the inside of the frame portion 27 serves as a battery storage portion 25.
- the frame portion 27 includes a holding wall 35 along the terminal surface 1X of the secondary battery cell 1, a peripheral wall 30 along three sides excluding the terminal surface 1X, and a surface plate portion along one main surface 1A of the secondary battery cell 1. 31.
- the holding wall 35 cuts a portion facing the substrate storage portion 26 to allow the battery storage portion 25 and the substrate storage portion 26 to communicate with each other.
- the surface plate portion 31 is formed in a square ring shape along the outer peripheral edge portion of the main surface 1 ⁇ / b> A of the secondary battery cell 1 by opening the center portion.
- the height of the peripheral wall 30 of the frame portion 27 is substantially equal to the thickness of the secondary battery cell 1 so that the secondary battery cell 1 can be stored in the battery storage portion 25.
- the inner shape of the frame portion 27 is substantially the same as the outer shape of the secondary battery cell 1 so that the secondary battery cell 1 accommodated therein can be disposed at a fixed position.
- the secondary battery cell 1 is housed in the frame portion 27 so that the terminal surface 1X provided with the pair of electrodes 10 faces the substrate placement portion 22.
- the substrate storage portion 26 is formed in a space surrounded by a pair of opposed partition walls 33 and a bottom plate 32.
- the circuit board 5 is disposed, and a molten insulating molding resin is filled therein to mold the resin mold portion 4.
- the substrate storage unit 26 in FIG. 8 fixes the circuit board 5 in a fixed position via the coupling mechanism 19.
- the coupling mechanism 19 shown in the figure is configured by a locking rib 36 and a locking hook 37 that are provided on the holder case 2 and locks both side edges of the circuit board 5, and a locking part 56 provided on the circuit board 5. is doing.
- the holder case 2 is provided with a vertical rib 36a and a horizontal rib 36b projecting inside the substrate housing portion 26 as locking ribs 36 on one partition wall 33 (right side in FIG. 8).
- a locking hook 37 protruding from the bottom plate 32 is provided on the opposite side.
- the horizontal ribs 36 b are arranged in the horizontal direction so that the side edges of the circuit board 5 can be inserted between the horizontal ribs 36 b and the bottom plate 32.
- the circuit board 5 is provided with a slit recess 56 a as a locking portion 56 at a position facing the vertical rib 36 a and a locking recess 56 b at a position facing the locking hook 37. Yes.
- the connecting mechanism 19 specifies the position of the circuit board 5 in the left-right direction by guiding the vertical rib 36a to the slit recess 56a. Further, the coupling mechanism 19 inserts one side edge of the circuit board 5 between the horizontal rib 36 b and the bottom plate 32, and engages with a locking recess 56 b provided on the opposite side edge of the circuit board 5. The hook portion of the stop hook 37 is locked and fixed in place so as not to come out of the circuit board 5.
- the holder case 2 shown in FIG. 5 and FIG. 6 is a resin injection for injecting a molten insulating molding resin in order to insert-mold the circuit board 5 arranged in the board storage part 26 into the resin mold part 4.
- a guide 29 is provided in the substrate arrangement region 22.
- the holder case 2 in FIG. 5 is provided with a passage that communicates one end (left side in the figure) of the substrate storage portion 26 with the outside to form a resin injection guide 29.
- the resin injection guide 29 shown in FIG. 5 is partitioned from the hollow chamber 28 by an opposing passage wall 39.
- the opening side of the substrate placement region 22 is closed with a molding die (not shown) to form a molding chamber inside the substrate storage portion 26.
- the resin injection guide 29 has an injection hole 29a in the peripheral wall 30. When the resin is injected, the injection hole 29a is exposed to the outside in a state where the opening of the substrate arrangement region 22 is closed with a molding die. I am doing so.
- the holder case 2 includes a second resin injection guide that communicates the opposite end of the substrate storage portion 26 with the outside. Can also be provided. Since this structure can inject the insulating molding resin from two places in the molding process of the resin mold portion, it has a feature that the insulating molding resin can be filled to every corner of the molding chamber while shortening the injection time of the insulating molding resin.
- the resin mold part 4 embeds a part or the whole of the circuit board 5, the electronic component mounted on the circuit board 5, and the terminal surface 1 ⁇ / b> X of the secondary battery cell 1 in an insulating molding resin and fixes it in place.
- the resin mold part 4 closes the storage opening of the holder case 2 with a molding die (not shown) in a state where the circuit board 5 and the secondary battery cell 1 are arranged at fixed positions of the holder case 2. And is molded by injecting molten insulating molding resin into the molding chamber.
- the resin mold part 4 is molded by heating and injecting a thermoplastic resin into a molding chamber in a molten state.
- a thermoplastic resin of the insulating molding resin a resin that can be molded by being heated to a low temperature and injected into a molding chamber at a low pressure, for example, a polyamide resin, a polyolefin-based thermoplastic resin, or a urethane-based thermoplastic resin is used.
- the resin injected into the molding chamber at a low temperature and low pressure has a feature that does not adversely affect the mounted parts of the secondary battery cell 1 and the circuit board 5 due to heat.
- the temperature of the molten resin injected into the molding chamber is preferably lower than the heat resistance temperature of the holder case 2 and is set to 70 ° C. or less, for example. Since the polyolefin-based resin has higher mechanical strength than the polyamide resin, it has a feature that the circuit board 5 and the secondary battery cell 1 can be connected more firmly. Since the polyamide resin has a wider use temperature range of ⁇ 40 ° C. to 150 ° C. than the polyolefin-based resin, the polyamide resin has a feature that it can be firmly connected even when the secondary battery cell 1 becomes high temperature during use.
- the molten insulating molding resin to be injected into the molding chamber embeds the circuit board 5 and embeds part or the whole of the terminal surface 1X of the secondary battery cell 1, and embeds them to fix in place. To do.
- the resin mold portion 4 for embedding the circuit board 5 also embeds a semiconductor switching element such as an FET mounted on the circuit board 5.
- a semiconductor switching element such as an FET mounted on the circuit board 5.
- heat generated by the semiconductor switching element can be conducted to the resin mold portion 4 to radiate heat. Therefore, the resin mold part 4 absorbs the heat generated by the heat generating member such as the semiconductor switching element to reduce the temperature rise, further dissipates the absorbed thermal energy from the surface, and reduces the temperature rise of the semiconductor switching element.
- the terminal surface 1X of the circuit board 5 and the secondary battery cell 1 is embedded in the resin mold part 4, the circuit board 5 and the terminal surface 1X of the secondary battery cell 1 can also be waterproofed.
- the resin mold portion 4 shown in FIG. 2 has a plurality of rows of groove portions 41 formed on the surface.
- the plurality of rows of groove portions 41 are provided along the longitudinal direction of the circuit board 5.
- the structure in which the plurality of rows of groove portions 41 are provided on the surface of the resin mold portion 4 is characterized in that the manufacturing cost can be reduced by reducing the amount of the insulating molding resin to be used.
- the plurality of rows of groove portions 41 are, for example, inner surfaces of a molding chamber for molding the resin mold portion 4 with an insulating molding resin, and by forming a plurality of rows of ridges on the surface of the molding die. realizable.
- the molten insulating resin supplied from the resin injection guide 29 flows smoothly along the longitudinal direction of the circuit board 5 as shown by an arrow B.
- the insulating molding resin injected into the molding chamber can be filled up to the opposite side of the injection side by flowing along a plurality of rows of ridges formed on the surface of the molding die.
- the structure in which the molten resin is injected from the end of the molding chamber is such that fine solder scraps are generated and remain on the circuit board 5 when the lead wire 6 and the connection lead plate 16 are soldered to the circuit board 5. Even if there is, there can be improved safety because the molten resin can be pushed down to the corner of the molding chamber. Furthermore, since the resin mold portion 4 having a plurality of rows of groove portions 41 on the surface can increase the surface area on the surface side, it is possible to realize the feature of improving heat dissipation characteristics from this portion and dissipating heat. However, the resin mold portion does not necessarily need to be provided with a groove portion on the surface, and the surface can be formed in a flat shape.
- the protection element 7 is an element that detects the temperature of the secondary battery cell 1 and cuts off the current when the detected temperature becomes higher than the set temperature, or detects the overcurrent flowing through the circuit and cuts off the current.
- a breaker 71, a fuse 72, a PTC, etc. can be used. That is, in this specification, the protection element 7 includes a current breaker 71 such as a breaker 71, a fuse 72, and a PTC that detects a temperature rise of the secondary battery cell 1 and an overcurrent flowing through the circuit to cut off the current. Use in meaning.
- the circuit board 5 shown in the figure is disposed at both ends in the longitudinal direction, and the breaker 71 is disposed at a position facing the terminal surface 1X of the secondary battery cell 1, and a fuse 72 is provided on one side of the central part of the circuit board 5. It is arranged.
- the breaker 71 which is the protection element 7 is arranged for each secondary battery cell 1 built in the battery pack 100. Since the battery pack 100 shown in the figure includes two secondary battery cells 1, two breakers 71 are connected to each secondary battery cell 1. Each breaker 71 is mounted on an edge portion of the circuit board 5, and as shown in FIG. 5, as shown in FIG. 5, a secondary battery that faces the secondary battery cell 1 via a connection lead plate 16 that connects the secondary battery cell 1 to the circuit board 5. The cell 1 is connected in series.
- the breaker 71 includes a main body 71X having a rectangular outer shape, and a pair of lead plates 71A and 71B protruding from both ends of the main body.
- the breaker 71 shown in the figure is arranged in a state of being entirely accommodated in a notch 51 formed at an edge of the circuit board 5.
- the circuit board 5 shown in the figure is provided with a notch 51 for accommodating the breaker 71 in a state where it is exposed on both surfaces of the circuit board 5 by notching the end edge facing the terminal surface 1X into a U shape.
- the surface of the main body 71 ⁇ / b> A is disposed in substantially the same plane as the surface of the circuit board 5.
- the breaker 71 disposed in the notch 51 is electrically connected to the back side surface, which is the first surface of the circuit board 5.
- the breaker 71 is connected to the circuit board 5 via a pair of connection plates 53 that are fixed to protrude inward from both sides of the notch 51 on the first surface of the circuit board 5.
- one lead plate 71A of the breaker 71 is connected to the first connection plate 53A, and the other lead plate 71B is connected to the second connection plate 53B and connected to the circuit board 5.
- a metal plate such as a nickel plate can be used.
- connection plate 53 ⁇ / b> A fixed to the back side surface of the circuit board 5 is connected to the front side surface that is the second surface of the circuit board 5 via the connection line 54 that is a metal pattern wired inside the circuit board 5.
- connection line 54 that is a metal pattern wired inside the circuit board 5.
- the circuit board 5 shown in FIG. 9 has a pair of connection lands 52 formed at the end of the second surface in order to connect the pair of connection lead plates 16 drawn from the secondary battery cell 1.
- the first connection lead plate 16 ⁇ / b> A is connected to the first connection land 52 ⁇ / b> A
- the second connection lead plate 16 ⁇ / b> B is connected to the second connection land 52 ⁇ / b> B to electrically connect the second surface of the circuit board 5.
- the secondary battery cell 1 is energized in the order of the planar electrode 14 ⁇ the second connection lead plate 16B ⁇ the second connection land 52B, and a plus-side output line (not shown) of the circuit board 5 is provided. ).
- the secondary battery cell 1 on the first electrode 10 ⁇ / b> A side, power supplied from a negative output line (not shown) of the circuit board 5 is supplied from the second connection plate 53 ⁇ / b> B ⁇ lead plate 71 ⁇ / b> B ⁇ breaker 71.
- the main body 71X ⁇ the lead plate 71A ⁇ the first connection plate 53A ⁇ the connection line 54 ⁇ the first connection land 52A ⁇ the first connection lead plate 16A ⁇ the convex electrode 13 are energized in this order and input to the secondary battery cell 1.
- the structure in which the breaker 71 is connected to the first electrode 10A on the negative electrode side of the secondary battery cell 1 can secure the safety because the protective element 7 can be connected to the ground side.
- the breaker can be connected to the second electrode on the positive electrode side of the secondary battery cell.
- the lead plates 71A and 71B of the breaker 71 are connected to the circuit board 5 on the back side which is the first surface of the circuit board 5, and the secondary battery cell 1 is connected on the front side which is the second surface of the circuit board 5. Since the connection lead plate 16 drawn out from the circuit board 5 is connected to the circuit board 5, the connection lead plate 16 and the lead plates 71A and 71B come into contact with each other even when the breaker 71 and the connection lead plate 16 are brought close to each other for wiring. There is a feature that can prevent short circuit.
- the breaker does not necessarily need to be arranged in the notch provided in the circuit board, and can be mounted on the surface of the circuit board. The breaker arranged in this way can be easily mounted on the circuit board by a method such as reflow soldering.
- the battery pack 100 is laminated with the connection lead plate 16 in a thermally coupled state on the surface of the main body portion 71X of the breaker 71 in order to reliably detect the heat generation of the secondary battery cell 1 with the breaker 71 which is the protective element 7. is doing.
- the first connection lead plate 16A connected to the convex electrode 13 which is the first electrode 10A is arranged in a state of being laminated on the surface of the main body 71X of the breaker 71, The main body 71X of the breaker 71 and the first connection lead plate 16A are thermally coupled.
- the heat generated in the secondary battery cell 1 is effectively conducted to the breaker 71, and when the temperature of the secondary battery cell 1 rises to the set temperature, the heat is reliably detected by the breaker 71 and the current is cut off. I am trying to do it.
- the first connection lead plate 16A shown in the figure is arranged in a posture intersecting with the main body portion 71X of the breaker 71, and in a state of connecting the tip end portion of the first connection lead plate 16A to the first connection land 52A, The intermediate portion of the first connection lead plate 16A is reliably brought into contact with the surface of the main body portion 71X.
- the breaker 71 shown in the figure is arranged in the notch 51 provided in the circuit board 5, so that the surface of the main body 71 ⁇ / b> X is substantially flush with the front side surface of the circuit board 5.
- connection lead board 16 is ideally the main body of the breaker 71. It can be laminated and brought into contact with the surface of the portion 71X.
- connection lead plate 16 connected to the convex electrode 13 of the secondary battery cell 1 is laminated on the breaker 71.
- the structure in which the connection lead plate 16 connected to the convex electrode 13 of the secondary battery cell 1 is thermally coupled to the breaker 71 is effective for the heat generated in the secondary battery cell from the convex electrode 13 to the breaker 71.
- the breaker 71 can be reliably operated by conducting heat.
- the connection lead plate connected to the sealing plate of the secondary battery cell can be laminated on the breaker to detect the heat generation of the secondary battery cell.
- the fuse 72 which is the protective element 7 is connected between the secondary battery cells 1 connected in series, and is blown in a state where an overcurrent flows to cut off the current.
- the fuse 72 shown in FIG. 6 is arranged in a region on one side of the central portion of the circuit board 5 and away from the resin injection guide 29 into which the molten insulating molding resin is injected. Since this structure can increase the flow distance of the molten resin supplied from the resin injection guide 29 as shown by arrows A and B in FIG. 6, it is effective that the fuse 72 is erroneously blown by the heat of the molten resin. Can be prevented.
- the resin mold portion 4 shown in FIGS. 2 and 3 is provided with a shielding groove 42 in order to prevent the molten resin injected from the resin injection guide 29 from directly contacting the fuse 72.
- the shielding groove 42 is formed by a shielding rib 99 (indicated by a chain line in FIG. 6) that protrudes from the inner surface of the molding die in a state where molten resin is poured into the molding chamber.
- the shielding rib 99 shown in FIG. 6 has a U-shape in plan view, and is provided in such a posture that the inflow side of the melted insulating molding resin is closed and the opening is disposed on the opposite side.
- the insulating molding resin supplied to the molding chamber is filled up to the periphery of the fuse 72 in a state of bypassing the shielding rib 99 without directly contacting the fuse 72. For this reason, malfunction of a fuse is prevented by contacting the fuse 72 in a state in which the temperature is lowered to some extent without the high-temperature insulating molding resin in a molten state directly contacting the fuse 72.
- the distance between the resin injection guide 29 and the fuse 72 can be increased to increase the flow distance of the molten resin, it is not always necessary to provide a shielding groove in the resin mold portion.
- a plurality of lead wires 6 are connected to the circuit board 5 and are drawn out from the resin mold portion 4 to the outside.
- the lead wire 6 includes a positive and negative power line and a signal line, and is directly connected to a connector of a device in which the battery pack 100 is set.
- One end of each of the plurality of lead wires 6 is connected to the circuit board 5, and a connector 69 is connected to the other end.
- the lead wire 6 is embedded and fixed in an insulating molding resin with one end connected to the circuit board 5, and the circuit board 5 is drawn out from the resin molded portion 4 formed by insert molding.
- the plurality of lead wires 6 have end portions connected to the circuit board 5 arranged at fixed positions via a positioning mechanism 60.
- the positioning mechanism 60 shown in FIGS. 11 to 13 is provided integrally with the holder case 2.
- the holder case 2 shown in the drawing is a part of the partition wall 33 on the outer peripheral surface of the board housing portion 26 in order to arrange the plurality of lead wires 6 at fixed positions of the circuit board 5 arranged in the board housing portion 26.
- the positioning mechanism 60 shown in FIGS. 11 to 13 includes a plurality of rows of comb-shaped ribs 61 formed in parallel postures so that the plurality of lead lines 6 can be arranged in parallel postures at a predetermined interval.
- a plurality of rows of guide grooves 62 are provided between the adjacent comb-shaped ribs 61 so that the lead wires 6 are inserted and arranged at fixed positions. The plurality of guide grooves 62 allow the lead lines 6 to be inserted separately and independently, and the inserted lead lines 6 can be moved along the comb-shaped ribs 61.
- the positioning mechanism 60 shown in FIG. 13 has a plurality of rows of comb-shaped ribs 61 arranged at equal intervals to provide a plurality of rows of guide grooves 62 at equal intervals.
- the positioning mechanism 60 inserts the lead lines 6 into the respective guide grooves 62, and arranges the lead lines 6 at regular intervals.
- the distance between the guide grooves 62 can be made substantially equal to the distance between the lead wires 6 connected to the connector 69 at the tip.
- the positioning mechanism 60 can promptly guide each lead wire 6 connected to the connector 69 to the guide groove 62 in the vicinity of the connector 69.
- a plurality of lead wires 6 can be arranged at intervals of the guide groove 62 via the connector 69, the plurality of lead wires 6 can be pushed into the guide groove 62 and all the lead wires 6 can be easily inserted into the guide groove 62. Because.
- the guide groove 62 has a depth and width into which the leader line 6 can be inserted, and the upper end opening 63 is made slightly narrower than the thickness of the leader line 6 to prevent the leader line 6 inserted therein from coming out. ing.
- the guide groove 62 shown in FIGS. 12 and 13 is formed so that the upper end portion of the comb-shaped rib 61 protrudes inward, and the upper end opening 63 is narrowed.
- the guide groove 62 has the opening width of the upper end opening 62 smaller than the outer shape of the lead wire 6 and larger than the thickness of the core wire 6 a of the lead wire 6.
- the guide groove 62 can be easily inserted by pushing the leader line 6 from the upper end opening 63, and the leader line 6 is slid along the guide groove 62 when inserted in the guide groove 62. be able to.
- the positioning mechanism 60 shown in FIG. 12 and FIG. 13 is a circular groove along the outer peripheral surface of the lead wire 6 on the partition wall 33 on the circuit board 5 side of the guide groove 62 and the boundary with the board housing portion 26. 64 is provided.
- the circular groove 64 formed on the end surface on the circuit board side can narrow the gap with the lead wire 6 inserted through the circular groove 64, so that the substrate housing portion 26 that becomes a molding chamber when the resin mold portion 4 is molded is formed. It is possible to effectively prevent the molten resin to be filled from leaking from the guide groove 62 to the outside.
- the holder case 2 shown in the drawing is provided with a lead recess 66 through which the lead wire 6 passes between the peripheral wall 30 on the side from which the lead wire 6 is drawn and the positioning mechanism 60.
- the positioning mechanism 60 described above is configured such that the lead wire 6 can be slid in the axial direction in a state in which the lead wire 6 is inserted into each guide groove 62 from the upper end opening 63.
- the positioning mechanism 60 inserts the lead wire 6 into the guide groove 62 in the vicinity of the connector 69 and then moves the connector 69 in a direction away from the guide groove 62 so that the length of the lead wire 6 drawn out from the holder case 2 is increased. Adjust to a predetermined length.
- the plurality of lead wires 6 are connected to the circuit board 5 by soldering at the leading ends in a state where a predetermined length is drawn from the holder case 2.
- the positioning mechanism 60 arranges the plurality of lead wires 6 at a constant interval in a state where the leading end portion of the lead wire 6 soldered to the circuit board 4 is moved to the connection portion with the circuit board 5.
- the circuit board 4 is provided with a plurality of connecting portions 55 at positions where the leading ends of the lead wires 6 held by the positioning mechanism 60 at regular intervals can be soldered. Since the interval between the plurality of connecting portions 55 is equal to the interval at which the positioning mechanism 60 arranges the lead wires 6, the leading ends of the lead wires 6 are arranged in the connecting portions 55 to be soldered, and the lead wires 6 are efficiently soldered. Can be attached.
- the plurality of lead wires 6 connected to the fixed positions of the circuit board 5 via the positioning mechanism 60 are fixed in a state where the circuit board 5 is embedded in the insulating molding resin, and are drawn out from the resin mold portion 4 to the outside.
- the above positioning mechanism 60 is provided integrally with the holder case 2.
- the positioning mechanism 60 can be connected and fixed to the holder case as a positioning holder that is a separate member from the holder case 2.
- the positioning holder can have the same shape as the above-described positioning mechanism, and the holder case can be provided with a connecting portion that places the positioning holder at a fixed position.
- the positioning holder can be placed at a fixed position of the holder case by connecting a leader line in a state where it is fixed at a fixed position of the circuit board, and then placing the circuit board in the board housing portion of the holder case. .
- the battery pack 100 covers the periphery of the secondary battery cell 1 with the exterior sheet 8.
- the secondary battery cell 1 housed in the frame part 27 of the holder case 2 and the frame part 27 are covered and fixed by the exterior sheet 8.
- the exterior sheet 8 is an insulating sheet and firmly connects the frame portion 27 and the secondary battery cell 1 while insulating the outer periphery of the secondary battery cell 1.
- the above battery pack 100 is manufactured as follows. (1) The circuit breaker 71 as the protection element 7 is connected to the circuit board 5. As shown in FIG. 5, the circuit board 5 has both ends in the longitudinal direction, and the breaker 71 is fixed to a portion facing the terminal surface 1 ⁇ / b> X of the secondary battery cell 1. As shown in FIGS. 9 and 10, the breaker 71 is disposed in the notch 51 provided at the end of the circuit board 5, and lead plates 71 ⁇ / b> A and 71 ⁇ / b> B protruding from both ends of the main body 71 ⁇ / b> X are provided on the circuit board 5. It is connected to the provided connection plate 53.
- the circuit board 5 is placed in the holder case 2.
- the circuit board 5 is guided to the board housing portion 26 of the holder case 2 and is set at a fixed position by a locking structure via the connecting mechanism 19 as shown in FIG.
- the lead wire 6 is connected to the circuit board 5 set in the holder case 2.
- the lead wire 6 shown in FIGS. 4 and 6 has a connector 69 at the other end, and after inserting the intermediate part on the connector side into the guide groove 62 of the positioning mechanism 60, the connector 69 is moved away from the guide groove 62. Move the lead wire 6 to adjust its length. In this state, the leading ends of the plurality of lead wires 6 are connected to the circuit board 5 by soldering.
- the secondary battery cell 1 is arranged in the battery storage part 25 of the holder case 2.
- the holder case 2 shown in FIG. 5 includes frame portions 27 at both ends, and the secondary battery cells 1 are set inside the frame portions 27 and arranged at fixed positions.
- the two secondary battery cells 1 are arranged such that the terminal surfaces 1X face each other.
- connection lead plates 16 connected to the terminal surface 1 ⁇ / b> X of the secondary battery cell 1 are connected to the circuit board 5.
- the secondary battery cell 1 is arranged such that the first connection lead plate 16 ⁇ / b> A connected to the first electrode 10 ⁇ / b> A is laminated on the surface of the breaker 71, and the first The second connection lead plate 16B connected to the connection land 52B and connected to the second electrode 10B is connected to the second connection land 52B of the circuit board 5.
- the battery pack 100 described above has a structure in which the opposing secondary battery cells 1 are arranged at both ends, and the circuit board 5 is arranged between them, but the battery pack has a plurality of secondary battery cells as terminals. It is also possible to arrange the circuit boards side by side so that the surfaces are located on the same plane, and to arrange the circuit boards at positions facing the plurality of terminal surfaces.
- the battery pack 100 of the above embodiment has a structure in which two secondary battery cells 1 are arranged at both ends of the holder case 2 and the circuit board 5 is arranged between the opposed secondary battery cells 1.
- the battery pack of the present invention can include one secondary battery cell or three or more secondary battery cells.
- FIG. 14 an example of a battery pack 200 including one secondary battery cell 1 is illustrated in FIG. 14, and a battery pack 300 including four secondary battery cells 1 is illustrated.
- FIGS. 14 and 15 show a state in which the resin mold portion and the exterior sheet are removed.
- the same components as those in the above-described embodiments are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
- the holder case 2 ⁇ / b> B is provided on the battery placement region 21 ⁇ / b> B configured by the frame portion 27 ⁇ / b> B in which one secondary battery cell 1 is placed and the terminal surface 1 ⁇ / b> X of the secondary battery cell 1.
- a circuit board arrangement region 22B in which the circuit board 5B is arranged is provided.
- the substrate arrangement region 22B shown in the figure is provided with only the resin molding region 23B without providing a hollow portion, and the circuit board 5B is arranged with the resin molding region 23B as the substrate storage portion 26B.
- the holder case can also be provided with a hollow portion when the area is widened by changing the design of the substrate housing portion or the like, as indicated by a chain line in the figure.
- the circuit board 5B shown in the figure has a shape extending in the short direction of the holder case 2B, and a breaker 71, which is a protective element 7, is mounted on the side edge facing the terminal surface 1X of the secondary battery cell 1. Yes.
- the battery pack 200 connects a plurality of lead wires 6 to fixed positions of the circuit board 5B via a positioning mechanism 60B provided on the peripheral wall 30B of the holder case 2B, and connects the lead wires 6 to which the connector 69 is connected to the outside. It has a structure that draws out.
- the battery pack 300 shown in FIG. 15 has a battery placement region 21C in which the holder case 2C is composed of a frame portion 27C in which two secondary battery cells 1 are placed at both ends.
- the circuit board 5 is arranged by providing the board arrangement area 22C between the battery arrangement areas 21C.
- the battery arrangement region 21 ⁇ / b> C has two batteries including a peripheral wall 30 ⁇ / b> C that surrounds three sides and an intermediate wall 40 that is arranged between adjacent secondary battery cells 1 so that the two secondary battery cells 1 can be accommodated.
- a storage portion 25 is formed.
- the substrate arrangement region 22C is formed with a resin molding region 23C in which a resin mold portion is formed and a hollow region 24C.
- circuit board 15 is provided with the circuit board 5 between the two secondary battery cells 1 arranged in the front in the figure, and the circuit board 5 is arranged in the figure. Between the secondary battery cells 1, a circuit board is not disposed between the secondary battery cells 1, and almost the whole is a hollow region 24C.
- the circuit board 5 is disposed at a position facing the terminal surface 1X of the two secondary battery cells 1 disposed in the front, and the two two batteries disposed in the rear.
- the secondary battery cell 1 is structured to be connected to the circuit board 5 via the extension lead plate 17.
- the region where the extension lead plate 17 is disposed is the resin molding region 23C, and the terminal surface 1X of the secondary battery cell 1 and the extension lead plate 17 are arranged by filling the insulating molding resin. Can be inserted and fixed in the resin mold part.
- each element constituting the present invention may be configured such that a plurality of elements are constituted by the same member and the plurality of elements are shared by one member, and conversely, the function of one member is constituted by a plurality of members. It can also be realized by sharing.
- the battery pack of the present invention can be firmly connected by arranging the thin secondary battery cell and the circuit board on the same plane, the laptop PC or tablet which requires a thin, high voltage or high battery capacity battery pack, etc. It is suitably used for portable electronic devices.
- Second connection land 53 ... Connection plate 53A ... First connection plate 53B ... Second connection plate 54 ... Connection line 55 ... Connection portion 56 ... Locking portion 56a ... slit recess 56b ... locking recess 60, 60B ... positioning mechanism 61 ... comb-shaped rib 62 ... guide groove 63 ... upper end opening 64 ... circular groove 66 ... drawer recess 69 ... connector 71 ... breaker 71A ... lead plate 71B ... Lead plate 71X ... Main body 72 ... Fuse 99 ... Shielding rib
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Abstract
二次電池セルと回路基板とを一体構造としながら、機械的強度を高める。種々の外形や大きさに設計変更しながら安価に多量生産する。 電池パックは、端子面(1X)を有する薄型の二次電池セル(1)と、保護回路を実装した回路基板(5)と、二次電池セル(1)と回路基板(5)を収納するホルダーケース(2)と、回路基板(5)をインサート成形してなる樹脂モールド部(4)とを備えている。ホルダーケース(2)は、二次電池セル(1)が配置される電池配置領域(21)と、回路基板(5)が配置される基板配置領域(22)とを同一平面に有している。回路基板(5)は、電池配置領域(21)に配置される二次電池セル(1)の端子面(1X)に近接するように基板配置領域(21)に配置されている。電池パックは、電池配置領域(21)に配置された二次電池セル(1)の端子面(1X)の一部または全体と、基板配置領域(22)に配置された回路基板(5)が絶縁成形樹脂に埋設されて樹脂モールド部(4)が形成されている。
Description
本発明は、薄型の二次電池セルと回路基板を同一平面に配置して、一体構造に連結してなる電池パックに関する。
ノート型パソコンやスレート型PC(いわゆるタブレット)など、薄型の携帯機器の普及と共に、その電源として、充放電可能な薄型の二次電池セルを備える電池パックが求められている。二次電池セル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ている。この電池パックは、薄型の二次電池セルと回路基板とを同一平面に配置して一体構造とすることで全体をコンパクトにできる。
このような電池パックとして、本願出願人は、先に低温成形樹脂で複数の電池セルを繋いだ形状の電池パックを開発した(特許文献1参照)。この電池パックは、対向する二次電池セルの間に、電池の保護回路を実装してなる回路基板を配置し、この回路基板を低温成形樹脂に埋設することで、複数の二次電池セルと回路基板とを一体的に連結しながら回路基板や実装部品を絶縁して保護できる特徴が実現できる。
ところで、電池パックを収納する携帯機器には、多種多様な形状及び大きさのものがあるため、これ等の携帯機器に装着できるように、電池パックの外形や大きさにも種々の設計変更が求められることがある。例えば、外形の大きな携帯機器に装着される電池パックは、携帯機器の外形に沿うように全体の外形を大きくする構造が求められることがある。このような場合、外形が特定されている二次電池セルではなく、二次電池セルを繋ぐ部分、すなわち、回路基板等を配置する領域を調整することで全体の大きさが調整される。ただ、複数の二次電池セル同士を直接に低温成形樹脂で繋ぐ構造では、樹脂成形された部分が大きくなると、接続部分の機械的強度が不十分となることがある。また、多くの低温成形樹脂が必要となり、コストが高くなるという問題もあった。
本発明は、従来のこのような背景に鑑みてなされたものである。本発明の一の目的は、二次電池セルと回路基板とを一体構造としながら、機械的強度を高めた電池パックを提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、簡単かつ容易に種々の外形や大きさに設計変更しながら、しかも多量の低温成形樹脂を使用することなく安価に多量生産できる電池パックを提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、簡単かつ容易に種々の外形や大きさに設計変更しながら、しかも多量の低温成形樹脂を使用することなく安価に多量生産できる電池パックを提供することにある。
上記の目的を達成するため、本発明の電池パックによれば、外形を幅よりも厚さが小さい角型とし、端子面1Xを有する薄型の二次電池セル1と、二次電池セル1と電気的に接続され、保護回路を実装した回路基板5と、二次電池セル1と回路基板5を収納するホルダーケース2と、ホルダーケース2に収納された回路基板5をインサート成形してなる樹脂モールド部4とを備えている。ホルダーケース2は、二次電池セル1が配置される電池配置領域21と、回路基板5が配置される基板配置領域22とを同一平面に有している。回路基板5は、電池配置領域21に配置される二次電池セル1の端子面1Xに近接するように基板配置領域22に配置されている。さらに、電池パックは、電池配置領域21に配置された二次電池セル1の端子面1Xの一部または全体と、基板配置領域22に配置された回路基板5が絶縁成形樹脂に埋設されて樹脂モールド部4が形成されている。
上記構成により、ホルダーケースの定位置に二次電池セルと回路基板とを収納して固定することで、二次電池セルと回路基板とを同一平面に配置しながら一体構造として、機械的強度を高めることができる。とくに、電池パックの外郭全体をホルダーケースで保護することで、高い外装強度を実現して、落下や曲げに対する強度を高くできる。さらに、ホルダーケースの設計時においては、電池配置領域と基板配置領域の配置や基板配置領域の大きさを調整することで、ホルダーケースの外形を種々に変更して、電池パックが装着される電子機器への対応を容易にできる。
さらに、この電池パックは、絶縁成形樹脂を使用して回路基板を封止することで、回路基板に実装された電子部品を樹脂モールドして確実に絶縁できる。また、二次電池セルと回路基板との接続部分を樹脂モールドすることで、これ等の連結強度を高めて、落下等の衝撃による断線等を有効に防止できる。さらにまた、電池パックの製造工程においては、電子部品が実装された回路基板と二次電池セルとをホルダーケースに収納することで、全てのパーツを定位置に配置しながら固定できるので、組み立て手間を簡単にして製造コスを低減できる特徴も実現する。以上のように、本発明の電池パックは、ホルダーケースと樹脂モールド部を組み合わせることで、ホルダーケースによる仕様と、絶縁成形樹脂の仕様の特長を生かした理想的な電池パックが実現できる。
本発明の電池パックは、二次電池セル1を複数備えて、ホルダーケース2の両端部に電池配置領域21を配置すると共に、対向する電池配置領域21の間に基板配置領域22を配置することができる。上記構成により、複数の二次電池セルと回路基板とを同一平面に配置しながら、これ等を強固に連結できる。
本発明の電池パックは、基板配置領域22が、回路基板5が配置されて、樹脂モールド部4が形成される樹脂成形領域23と、樹脂モールド部4が形成されない中空領域24とを備えて、樹脂成形領域23と中空領域24とを区画壁33で区画することができる。上記構成により、基板配置領域を区画壁で区画して、樹脂モールド部が形成される樹脂成形領域を設けることで、絶縁成形樹脂の使用量を少なくして製造コストを低減できる。また、樹脂モールド部が形成されない領域を中空とすることで全体を軽量にできる。
本発明の電池パックは、電池配置領域21が、二次電池セル1を収納するフレーム部27を二次電池セル1の外周に沿って備えて、フレーム部27と二次電池セル1とを外装シート8で被覆することができる。上記構成により、二次電池セルの露出部を外装シートで被覆して保護しながら、フレーム部と二次電池セルとを外装シートで強固に連結できる。
本発明の電池パックは、基板配置領域22に、絶縁成形樹脂を注入するための樹脂注入ガイド29を形成することができる。上記構成により、樹脂注入ガイドを設ける位置を調整することで、樹脂モールド部を樹脂成形する際に、溶融樹脂の流動方向を特定しながら注入できる。
本発明の電池ックは、樹脂モールド部4の表面に、複数列の溝部41を形成することができる。上記構成により、絶縁成形樹脂の使用量を少なくして製造コストを低減できる。また、樹脂モールド部の表面に設けた複数列の溝部によって表面積を広くできるので、樹脂モールド部に埋設される電子部品の発熱を効果的に放熱できる。この構造は、樹脂モールド部のみで二次電池セルを繋ぐ従来の電池セルでは、強度が低下するために実現が難しかった構造であるが、本発明では、ホルダーケースにより電池パックの強度を確保できるため、樹脂モールド部に溝部を設けても強度低下を懸念することなく、樹脂モールド部の放熱特性の向上とコストダウンの両方を実現できる。
本発明の電池パックは、複数列の溝部41を、樹脂モールド部4にインサートされる回路基板5の長手方向に沿って互いに平行に形成することができる。上記構成により、絶縁成形樹脂の注入時においては、樹脂モールド部の表面に複数列の溝を平行に形成するために成形金型に設けた凸条に沿って、溶融状態にある絶縁成形樹脂をスムーズに流動できる。このため、注入される溶融状態の絶縁成形樹脂を、長手方向に延在する回路基板に沿って成形室の奥部まで速やかに、かつ確実に注入できる。
本発明の電池パックは、ホルダーケース2を、耐熱温度を70℃以上とする樹脂で成形し、樹脂モールド部4を形成する絶縁成形樹脂を、70℃以下において溶融状態にある熱可塑性樹脂とすることができる。上記構成により、溶融状態にある熱可塑性樹脂がホルダーケースに悪影響を及ぼすのを有効に防止できる。
本発明の一実施形態に係る電池パックを図1~図6に示す。これ等の図に示す電池パックは、主としてノート型パソコンやタブレット等の薄型の携帯電子機器に装着されて、これ等の機器の電源として使用される。ただ、本発明の電池パックは、薄型の携帯電子機器以外の電気機器に装着して、電源として使用することもできる。
図1~図6に示す電池パック100は、薄型の二次電池セル1と、二次電池セル1と電気的に接続され、保護回路を実装した回路基板5と、二次電池セル1と回路基板5を収納するホルダーケース2と、ホルダーケース2に収納された回路基板5をインサート成形してなる樹脂モールド部4とを備えている。図に示す電池パック100は、2個の二次電池セル1を備えており、これ等の二次電池セル1を対向する姿勢でホルダーケース2の両端部に配置すると共に、対向する二次電池セル1の間に回路基板5を配置して、二次電池セル1と回路基板5とを略同一平面に配置している。(二次電池セル1)
二次電池セル1は、幅よりも厚さが小さい外形であって、全体を薄い形状の角型電池としている。二次電池セル1は、図7に示すように、一面を開口した有底筒状の金属製の外装缶11と、この外装缶11の開口を閉塞する封口板12とを備えている。外装缶11の開口部は、金属板をプレス加工した平板状の封口板12により、レーザー溶接でもって密封されている。図に示す二次電池セル1は、外装缶11の両側を湾曲面としている。ただし、薄型の二次電池セルには、角形電池のみでなく、プラスチック製の外装フィルムの内部に電極を配置しているラミネート電池も使用できる。薄型の二次電池セル1は、厚さ3mm~10mmのリチウムイオン二次電池である。ただし、二次電池セルは、リチウムイオン二次電池以外の非水系電解液二次電池や、ニッケル-水素電池等の充電できる他の全ての二次電池とすることができる。二次電池セル1をリチウムイオン二次電池とする電池パック100は、全体の電池容量を大きくできる。
二次電池セル1は、封口板12を端子面1Xとして、この端子面1Xに正負の電極10を設けている。図7に示す二次電池セル1は、封口板12の中央部に、封口板12と絶縁された凸部電極13を設けている。この二次電池セル1は、封口板12に設けた凸部電極13を第1の電極10Aとし、封口板12を第2の電極10Bとして端子面1Xに正負の電極10を設けている。図の二次電池セル1は、封口板12の一方の端部にクラッド板14を固定して、第2の電極10Bを形成している。この二次電池セル1は、クラッド板14を介して接続リード板16を確実に接続できる。なお、図に示す二次電池セル1では、凸部電極13(第1の電極10A)が負極となり、封口板12及びクラッド板14(第2の電極10B)が正極となる。
さらに、二次電池セル1は、封口板12に安全弁15を設けている。安全弁15は、電池の内圧が設定圧力よりも高くなるときに開弁して、内部のガス等を排出して、内圧上昇を防止する。ただ、二次電池セルの安全弁は、外装缶に設けてもよい。この場合、封口板を樹脂モールド部で埋設する電池パックは、内部のガス等の排出を外装缶の側面から容易に行うことができる。
さらに、二次電池セル1は、端子面1Xに設けた正負の電極10に、通電のための接続リード板16を接続している。二次電池セル1は、第1の電極10Aである凸部電極13に接続された第1接続リード板16Aと、第2の電極10Bである封口板12に接続された第2接続リード板16Bを介して回路基板5に接続される。図に示す電池パック100は、2個の二次電池セル1を回路基板5に接続している。2個の二次電池セル1は、回路基板5上において直列に接続されている。
(回路基板5)
回路基板5は、二次電池セル1の保護回路などを実現する電子部品を実装している。保護回路は、二次電池セル1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、二次電池セル1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、二次電池セル1の温度を検出する温度センサ(図示せず)と、二次電池セル1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)と、二次電池セル1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7とを実装している。回路基板5への保護素子7の実装及びその接続の詳細については後述する。
回路基板5は、二次電池セル1の保護回路などを実現する電子部品を実装している。保護回路は、二次電池セル1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、二次電池セル1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、二次電池セル1の温度を検出する温度センサ(図示せず)と、二次電池セル1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)と、二次電池セル1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7とを実装している。回路基板5への保護素子7の実装及びその接続の詳細については後述する。
回路基板5は、エポキシ樹脂製とすることができる。本発明の電池パックでは、ホルダーケース2により全体の強度を高めることができるので、回路基板5には、ガラス繊維等の補強繊維で補強された樹脂を使用することなく低コストに製造できる。ただ、ガラス繊維等で補強されたエポキシ樹脂で製造することもできる。ホルダーケース2に配置される回路基板5は、電池パックに要求される外形や大きさに応じて、その形状や大きさ、及びホルダーケースに配置される姿勢等が決定される。回路基板は、詳細には後述するが、ホルダーケースに形成される基板収納部に配置できる外形となるように形成される。
(ホルダーケース2)
ホルダーケース2は、二次電池セル1と回路基板5とを収納して定位置に配置している。ホルダーケース2は、薄型の二次電池セル1と回路基板5とを同一平面に配置できるように、全体を薄い板状であって、片側面(図2~図6では上面)に二次電池セル1や回路基板5を収納できる収納開口を有する形状に樹脂で成形している。ホルダーケース2は、樹脂モールド部4を成形する樹脂とは異なる樹脂製であって、好ましくは耐熱性と強度に優れた樹脂、例えば、ポリカーボネートやABS等の樹脂で成形される。これ等の樹脂で成形されるホルダーケース2は、耐熱温度を70℃以上としながら、外形の寸法精度を高めることができる。
ホルダーケース2は、二次電池セル1と回路基板5とを収納して定位置に配置している。ホルダーケース2は、薄型の二次電池セル1と回路基板5とを同一平面に配置できるように、全体を薄い板状であって、片側面(図2~図6では上面)に二次電池セル1や回路基板5を収納できる収納開口を有する形状に樹脂で成形している。ホルダーケース2は、樹脂モールド部4を成形する樹脂とは異なる樹脂製であって、好ましくは耐熱性と強度に優れた樹脂、例えば、ポリカーボネートやABS等の樹脂で成形される。これ等の樹脂で成形されるホルダーケース2は、耐熱温度を70℃以上としながら、外形の寸法精度を高めることができる。
ホルダーケース2は、二次電池セル1が配置される電池配置領域21と、回路基板5が配置される基板配置領域22とを同一平面に有している。図6に示すホルダーケース2は、2個の二次電池セル1を収納できるように、両端部に電池配置領域21を設けて、対向する電池配置領域21の間に基板配置領域22を設けている。このように、電池配置領域21と基板配置領域22を有するホルダーケース2は、基板配置領域22の大きさを調整することで、ホルダーケース2の外形を容易に変更できる。例えば、二次電池セル1はその規格や容量によりその外形が特定されるため、電池配置領域21における大きさ等の設計変更は難しいが、基板配置領域22は高い自由度で設計変形が可能である。したがって、このホルダーケース2は、電池パックに要求される外形を実現するために基板配置領域22を最適な大きさや形状に設計変形することで、電子機器への対応を容易にできる。さらに、複数の二次電池セルを備える電池パックにおいては、収納する二次電池セルの個数や、電池配置領域と基板配置領域の配置を調整することによっても、ホルダーケースの外形を容易に変更して、電池パックが装着される電子機器への対応を容易にできる。
図6に示すホルダーケース2は、全体の外形を一方向に延在された矩形状としている。このホルダーケース2は、長手方向の両端部に電池配置領域21を形成すると共に、中間に形成される基板配置領域22を長手方向に延在された形状として、ホルダーケース2の全長を調整している。この基板配置領域22には、対向して配置される二次電池セル1の端子面1Xに回路基板5の両端が近接するように、長手方向に延在された回路基板5が配置される。
ここで、ホルダーケース2の外形を調整するために、面積を広くする基板配置領域22においては、配置される回路基板5や樹脂モールド部4を小さくしてコストを下げることが求められる。このことを実現するために、図6に示すホルダーケース2は、基板配置領域22を、回路基板5が配置されて樹脂モールド部4が成形される樹脂成形領域23と、樹脂モールド部4が成形されない中空領域24とに区画している。図に示すホルダーケース2は、基板配置領域22の中央部であって、対向する二次電池セル1の端子面1Xの中央部を繋ぐ領域を樹脂成形領域23とし、樹脂成形領域23の両側を中空領域24としている。樹脂成形領域23と中空領域24は、区画壁33で区画されている。図のホルダーケース2は、基板収納領域22の中央部に、長手方向に沿って一対の区画壁33を設けており、対向する区画壁33の間に回路基板5を収納する基板収納部26を形成している。
中空領域24は、格子状に縦横に交差する複数の補強リブ34を設けて、全体を複数の中空室28に分割して補強している。このように、基板配置領域22に中空領域24を設けて、複数の中空室28を設ける構造は、ホルダーケース2を軽量にしながら、使用する絶縁成形樹脂を少なくして製造コストを低減できる。図6のホルダーケース2は、基板配置領域22の両側に中空部24を設けているが、ホルダーケースは、要求される外形に応じて、中空部の配置や形状、大きさ等を種々に変更できる。ただ、ホルダーケースは、必ずしも基板配置領域に中空領域を設ける必要はなく、基板配置領域全体を基板収納部とすることもできる。例えば、基板配置領域を、全長を短くして幅方向(ホルダーケースの短手方向)に長くする構造においては、中空領域を設けることなく、対向する二次電池セルの間に、短手方向に延在する回路基板を収納する基板収納部を設けることもできる。
図3~図6に示すホルダーケース2は、矩形状の外周に沿って周壁30を設けて、内側に二次電池セル1を収納する電池収納部25と回路基板5を収納する基板収納部26とを設けている。ホルダーケース2は、図3に示すように、基板配置領域22の底面となる底面プレート32を電池配置領域21の底面となる表面プレート31よりも高くなる段差構造として、回路基板5が配置される基板収納部26を電池収納部25よりも浅く成形している。この構造は、回路基板5をインサート成形する樹脂モールド部4を薄く成形して使用する絶縁成形樹脂の量を少なくできる。さらに、図に示すホルダーケース2は、外周に設けた周壁30から外側に突出する複数の突出片38を一体成形して設けている。この突出片38は、電池パック100が装着される電子機器に連結するための連結部として使用される。
ホルダーケース2は、電池配置領域21に、二次電池セル1の外形に沿うフレーム部27を備えており、このフレーム部27の内側を電池収納部25としている。フレーム部27は、二次電池セル1の端子面1Xに沿う保持壁35と、端子面1Xを除く3辺に沿う周壁30と、二次電池セル1の一方の主面1Aに沿う表面プレート部31とを備えている。保持壁35は、図5に示すように、基板収納部26と対向する部分をカットして、電池収納部25と基板収納部26とを連通させている。表面プレート部31は、中央部を開口して、二次電池セル1の主面1Aの外周縁部に沿う四角いリング形状としている。フレーム部27の周壁30の高さは、二次電池セル1の厚さとほぼ等しくして、電池収納部25に二次電池セル1を収納できるようにしている。フレーム部27の内形は、二次電池セル1の外形とほぼ等しくして、ここに収納される二次電池セル1を定位置に配置できるようにしている。二次電池セル1は、一対の電極10を設けた端子面1Xが基板配置部22と対向する姿勢となるようにフレーム部27に収納される。
基板収納部26は、図8に示すように、対向する一対の区画壁33と底面プレート32とで囲まれた空間に形成される。この基板収納部26は、回路基板5が配置されると共に、溶融された絶縁成形樹脂が内部に充填されて樹脂モールド部4が成形される。図8の基板収納部26は、連結機構19を介して回路基板5を定位置に固定している。図に示す連結機構19は、ホルダーケース2に設けられて回路基板5の両側縁部を係止する係止リブ36及び係止フック37と、回路基板5に設けた係止部56とで構成している。ホルダーケース2は、一方の区画壁33(図8において右側)に、係止リブ36として、基板収納部26の内側に突出する垂直リブ36aと水平リブ36bとを設けると共に、この区画壁33と対向する側に位置して、底面プレート32から突出する係止フック37を設けている。水平リブ36bは水平方向に配置されており、底面プレート32との間に回路基板5の側縁部を挿入できるようにしている。回路基板5は、図5に示すように、係止部56として、垂直リブ36aと対向する位置にスリット凹部56aを設けると共に、係止フック37と対向する位置には係止凹部56bを設けている。この連結機構19は、スリット凹部56aに垂直リブ36aを案内して回路基板5の左右方向の位置を特定する。さらに、連結機構19は、水平リブ36bと底面プレート32の間に回路基板5の一方の側縁部を挿入すると共に、回路基板5の反対側の側縁部に設けた係止凹部56bに係止フック37のフック部を係止させて回路基板5を抜けないように定位置に固定する。
さらに、図5と図6に示すホルダーケース2は、基板収納部26に配置される回路基板5を樹脂モールド部4にインサート成形するために、溶融された絶縁成形樹脂を注入するための樹脂注入ガイド29を基板配置領域22に設けている。図5のホルダーケース2は、基板収納部26の一方の端部(図において左側)と外部とを連通する通路を設けて樹脂注入ガイド29としている。図5に示す樹脂注入ガイド29は、対向する通路壁39によって、中空室28と区画されている。この構造のホルダーケース2は、樹脂モールド部4の成形時において、基板配置領域22の開口部側を成形金型(図示せず)で閉塞して基板収納部26の内部に成形室が形成される。樹脂注入ガイド29は、周壁30に注入孔29aを開口しており、樹脂注入時において、基板配置領域22の開口部を成形金型で閉塞する状態で、この注入孔29aを外部に表出させるようにしている。
さらに、ホルダーケース2は、基板収納部26の一方の端部側に設けた樹脂注入ガイド29に加えて、基板収納部26の反対側の端部と外部とを連通する第2の樹脂注入ガイドを設けることもできる。この構造は、樹脂モールド部の成形工程において、2箇所から絶縁成形樹脂を注入できるので、絶縁成形樹脂の注入時間を短縮しながら、成形室の隅々まで絶縁成形樹脂を充填できる特長がある。
(樹脂モールド部4)
樹脂モールド部4は、回路基板5、回路基板5に実装された電子部品、及び二次電池セル1の端子面1Xの一部または全体を絶縁成形樹脂に埋設して定位置に固定する。樹脂モールド部4は、回路基板5と二次電池セル1とをホルダーケース2の定位置に配置した状態で、ホルダーケース2の収納開口を成形金型(図示せず)で閉塞して成形室を形成し、この成形室に溶融された絶縁成形樹脂を注入して成形される。
樹脂モールド部4は、回路基板5、回路基板5に実装された電子部品、及び二次電池セル1の端子面1Xの一部または全体を絶縁成形樹脂に埋設して定位置に固定する。樹脂モールド部4は、回路基板5と二次電池セル1とをホルダーケース2の定位置に配置した状態で、ホルダーケース2の収納開口を成形金型(図示せず)で閉塞して成形室を形成し、この成形室に溶融された絶縁成形樹脂を注入して成形される。
樹脂モールド部4は、熱可塑性樹脂を加熱し溶融状態で成形室に注入して成形される。絶縁成形樹脂の熱可塑性樹脂は、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やウレタ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、二次電池セル1や回路基板5の実装部品に熱による悪影響を及ぼさない特徴がある。成形室に注入される溶融樹脂の温度は、ホルダーケース2の耐熱温度よりも低くすることが好ましく、例えば、70℃以下とする。ポリオレフィン系の樹脂はポリアミド樹脂に比較して機械的強度が高いので、回路基板5や二次電池セル1をより強固に連結できる特徴がある。ポリアミド樹脂はポリオレフィン系の樹脂に比較して使用温度範囲が-40℃~150℃と広いので、二次電池セル1が使用中に高温になる場合でも強固に連結できる特徴がある。成形室に注入される溶融された絶縁成形樹脂は、回路基板5を埋設して、二次電池セル1の端子面1Xの一部または全体を埋設して、これらを埋設して定位置に固定する。
回路基板5を埋設する樹脂モールド部4は、回路基板5に実装されるFETなどの半導体スイッチング素子も埋設している。この構造は、半導体スイッチング素子の発熱を樹脂モールド部4に伝導して放熱できる。したがって、樹脂モールド部4は、半導体スイッチング素子等の発熱部材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。また、回路基板5と二次電池セル1の端子面1Xを樹脂モールド部4に埋設しているので、回路基板5と二次電池セル1の端子面1Xとを防水構造にできる特徴もある。
さらに、図2に示す樹脂モールド部4は、表面に複数列の溝部41を形成している。複数列の溝部41は、回路基板5の長手方向に沿って設けられている。このように、樹脂モールド部4の表面に複数列の溝部41を設ける構造は、使用する絶縁成形樹脂の量を少なくして製造コストを低減できる特徴がある。図に示すように、複数列の溝部41は、例えば、絶縁成形樹脂で樹脂モールド部4を成形する成形室の内面であって、成形金型の表面に複数列の凸条を形成することで実現できる。ここで、図2に示す樹脂モールド部4は、回路基板5の長手方向に沿って複数列の溝部41が形成されるようにしている。この構造は、図6の矢印Aで示すように、樹脂注入ガイド29から供給される溶融状態にある絶縁成形樹脂を、矢印Bで示すように、回路基板5の長手方向に沿ってスムーズに流入できる特徴がある。すなわち、成形室に注入される絶縁成形樹脂は、成形金型の表面に形成された複数列の凸条に沿って流動させて注入側の反対側まで充填することができる。これにより、一方向に延長された回路基板5の片側から溶融状態にある絶縁成形樹脂を注入しながら、反対側にまで流動させて成形室の隅々まで充填できる。なお、成形室の端部から溶融樹脂を注入する構造は、回路基板5に引出線6や接続リード板16を半田付けする際に微細な半田屑が発生して回路基板5上に残存することがあっても、流動される溶融樹脂により成形室の隅部まで押し流すことができるので安全性を向上できる。さらに、表面に複数列の溝部41を設けている樹脂モールド部4は、表面側の表面積を広くできるので、この部分からの放熱特性を向上して放熱できる特徴も実現できる。ただ、樹脂モールド部は、必ずしも表面に溝部を設ける必要はなく、表面を平面状に成形することもできる。
(保護素子7)
保護素子7は、二次電池セル1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素子であって、ブレーカ71やヒューズ72、PTC等が使用できる。すなわち、本明細書において、保護素子7とは、二次電池セル1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71やヒューズ72、PTC等の電流遮断素子を含む広い意味で使用する。図に示す回路基板5は、長手方向における両端部であって、二次電池セル1の端子面1Xと対向する位置にブレーカ71を配置すると共に、回路基板5の中央部の片側にヒューズ72を配置している。
保護素子7は、二次電池セル1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素子であって、ブレーカ71やヒューズ72、PTC等が使用できる。すなわち、本明細書において、保護素子7とは、二次電池セル1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71やヒューズ72、PTC等の電流遮断素子を含む広い意味で使用する。図に示す回路基板5は、長手方向における両端部であって、二次電池セル1の端子面1Xと対向する位置にブレーカ71を配置すると共に、回路基板5の中央部の片側にヒューズ72を配置している。
(ブレーカ71)
保護素子7であるブレーカ71は、電池パック100に内蔵される各二次電池セル1に対して配置されている。図に示す電池パック100は2個の二次電池セル1を備えているので、2個のブレーカ71を各々の二次電池セル1に接続している。各ブレーカ71は、回路基板5の端縁部に実装されており、図5に示すように、二次電池セル1を回路基板5に接続する接続リード板16を介して、対向する二次電池セル1に直列に接続されている。
保護素子7であるブレーカ71は、電池パック100に内蔵される各二次電池セル1に対して配置されている。図に示す電池パック100は2個の二次電池セル1を備えているので、2個のブレーカ71を各々の二次電池セル1に接続している。各ブレーカ71は、回路基板5の端縁部に実装されており、図5に示すように、二次電池セル1を回路基板5に接続する接続リード板16を介して、対向する二次電池セル1に直列に接続されている。
ブレーカ71は、図9と図10に示すように、外形を角型とする本体部71Xと、この本体部の両端から突出する一対のリード板71A、71Bとを備えている。図のブレーカ71は、回路基板5の端縁部に形成された切欠部51に全体を収納する状態で配置されている。図の回路基板5は、端子面1Xと対向する端縁部をコ字状に切り欠いて、ブレーカ71を回路基板5の両面に表出させる状態で収納する切欠部51を設けている。このブレーカ71は、切欠部51に配置される状態で、本体部71Aの表面を、回路基板5の表面と略同一平面に配置している。さらに、切欠部51に配置されるブレーカ71は、回路基板5の第1面である裏側面に電気接続されている。このブレーカ71は、図10に示すように、回路基板5の第1面において、切欠部51の両側部から内側に突出して固定された一対の接続プレート53を介して回路基板5に接続されている。具体的には、ブレーカ71の一方のリード板71Aを第1接続プレート53Aに接続すると共に、他方のリード板71Bを第2接続プレート53Bに接続して回路基板5に接続している。接続プレート53には、例えばニッケル板等の金属板が使用できる。
さらに、回路基板5の裏側面に固定された第1接続プレート53Aは、回路基板5の内部に配線された金属パターンである接続ライン54を介して、回路基板5の第2面である表側面に形成された第1接続ランド52Aに電気接続されている。図9に示す回路基板5は、二次電池セル1から引き出された一対の接続リード板16を接続するために、第2面の端部に一対の接続ランド52を形成している。二次電池セル1は、第1接続リード板16Aが第1接続ランド52Aに接続されると共に、第2接続リード板16Bが第2接続ランド52Bに接続されて回路基板5の第2面に電気接続される。この二次電池セル1は、第2の電極10B側では、平面電極14→第2接続リード板16B→第2接続ランド52Bの順に通電して、回路基板5のプラス側出力ライン(図示せず)に出力する。また、二次電池セル1は、第1の電極10A側では、回路基板5のマイナス側出力ライン(図示せず)から供給される電力が、第2接続プレート53B→リード板71B→ブレーカ71の本体部71X→リード板71A→第1接続プレート53A→接続ライン54→第1接続ランド52A→第1接続リード板16A→凸部電極13の順に通電されて二次電池セル1に入力される。このように、二次電池セル1の負極側である第1の電極10Aをブレーカ71を接続する構造は、保護素子7をグランド側に接続できるので、安全性を確保できる。ただ、ブレーカは二次電池セルの正極側である第2の電極に接続することもできる。
以上の構造は、回路基板5の第1面である裏側面においてブレーカ71のリード板71A、71Bを回路基板5に接続し、回路基板5の第2面である表側面において二次電池セル1から引き出された接続リード板16を回路基板5に接続するので、ブレーカ71と接続リード板16とを接近させて配線する状態においても、接続リード板16とリード板71A、71Bとが接触してショートするのを確実に阻止できる特長がある。ただ、ブレーカは、必ずしも回路基板に設けた切欠部に配置する必要はなく、回路基板の表面に実装することもできる。このように配置されるブレーカは、例えば、リフロー半田等の方法で簡単に回路基板に実装することができる。
さらに、電池パック100は、二次電池セル1の発熱を、保護素子7であるブレーカ71で確実に検出するために、ブレーカ71の本体部71Xの表面に接続リード板16を熱結合状態で積層している。図9と図10に示す構造では、第1の電極10Aである凸部電極13に接続された第1接続リード板16Aを、ブレーカ71の本体部71Xの表面に積層する状態で配置して、ブレーカ71の本体部71Xと第1接続リード板16Aとを熱結合させている。これにより、二次電池セル1の発熱を効果的にブレーカ71に熱伝導させて、二次電池セル1の温度が設定温度まで上昇すると、この発熱をブレーカ71で確実に検出して電流を遮断できようにしている。
図に示す第1接続リード板16Aは、ブレーカ71の本体部71Xに対して交差する姿勢で配置されており、第1接続リード板16Aの先端部を第1接続ランド52Aに接続する状態で、第1接続リード板16Aの中間部を、本体部71Xの表面に確実に接触させるようにしている。とくに、図に示すブレーカ71は、回路基板5に設けた切欠部51に配置することで、本体部71Xの表面を回路基板5の表側面と略同一平面としている。このため、二次電池セル1の電極10から引き出された接続リード板16を回路基板5の表側面に設けた接続ランド52に接続する状態で、接続リード板16を理想的にブレーカ71の本体部71Xの表面に積層させて接触させることができる。
以上の電池パック100は、二次電池セル1の凸部電極13に接続された接続リード板16をブレーカ71に積層している。このように、二次電池セル1の凸部電極13に接続された接続リード板16をブレーカ71に熱結合させる構造は、二次電池セル内部の発熱を凸部電極13からブレーカ71に効果的に熱伝導させてブレーカ71を確実に動作させることができる。ただ、電池パックは、図示しないが、二次電池セルの封口板に接続された接続リード板をブレーカに積層させて、二次電池セルの発熱を検出することもできる。
(ヒューズ72)
保護素子7であるヒューズ72は、直列に接続される二次電池セル1の間に接続されて、過電流が流れる状態で溶断されて電流を遮断する。図6に示すヒューズ72は、回路基板5の中央部の片側の領域であって、溶融された絶縁成形樹脂が注入される樹脂注入ガイド29から離れた領域に配置されている。この構造は、図6の矢印A及びBで示すように、樹脂注入ガイド29から供給される溶融樹脂の流動距離を長くできるので、溶融樹脂の熱でヒューズ72が誤って溶断されるのを有効に防止できる。
保護素子7であるヒューズ72は、直列に接続される二次電池セル1の間に接続されて、過電流が流れる状態で溶断されて電流を遮断する。図6に示すヒューズ72は、回路基板5の中央部の片側の領域であって、溶融された絶縁成形樹脂が注入される樹脂注入ガイド29から離れた領域に配置されている。この構造は、図6の矢印A及びBで示すように、樹脂注入ガイド29から供給される溶融樹脂の流動距離を長くできるので、溶融樹脂の熱でヒューズ72が誤って溶断されるのを有効に防止できる。
さらに、図2と図3に示す樹脂モールド部4は、樹脂注入ガイド29から注入される溶融樹脂が直接にヒューズ72に当接するのを防止するために、遮蔽溝42を設けている。この遮蔽溝42は、溶融樹脂を成形室に注入する状態で、成形金型の内面に突出して設けた遮蔽リブ99(図6において鎖線で表示)により形成される。図6に示す遮蔽リブ99は、平面視をコ字状としており、溶融された絶縁成形樹脂の流入側を閉塞して反対側に開口部を配置する姿勢で設けられている。この遮蔽リブ99により、成形室に供給される絶縁成形樹脂は、直接にヒューズ72に当接することなく遮蔽リブ99を迂回する状態でヒューズ72の周囲まで充填される。このため、溶融状態にある高温の絶縁成形樹脂が直接にヒューズ72に接触することなく、ある程度、温度が低下した状態でヒューズ72に接触することでヒューズの誤作動が防止される。ただ、樹脂注入ガイド29とヒューズ72の間隔を広くして溶融樹脂の流動距離を長くできる場合には、必ずしも樹脂モールド部に遮蔽溝を設ける必要はない。
(引出線6)
さらに、図1~図6に示す電池パック100は、複数の引出線6を回路基板5に接続して、これを樹脂モールド部4から外部に引き出している。引出線6は、正負の電力ラインと信号ラインからなり、電池パック100をセットする機器のコネクタに直接に接続される。複数の引出線6は、一端を回路基板5に連結すると共に、他端にはコネクタ69を接続している。引出線6は、一端が回路基板5に接続された状態で、絶縁成形樹脂に埋設されて固定され、回路基板5がインサート成形された樹脂モールド部4から外部に引き出される。複数の引出線6は、図11に示すように、回路基板5に接続される端部を、位置決め機構60を介して定位置に配置している。
さらに、図1~図6に示す電池パック100は、複数の引出線6を回路基板5に接続して、これを樹脂モールド部4から外部に引き出している。引出線6は、正負の電力ラインと信号ラインからなり、電池パック100をセットする機器のコネクタに直接に接続される。複数の引出線6は、一端を回路基板5に連結すると共に、他端にはコネクタ69を接続している。引出線6は、一端が回路基板5に接続された状態で、絶縁成形樹脂に埋設されて固定され、回路基板5がインサート成形された樹脂モールド部4から外部に引き出される。複数の引出線6は、図11に示すように、回路基板5に接続される端部を、位置決め機構60を介して定位置に配置している。
図11~図13に示す位置決め機構60は、ホルダーケース2に一体成形して設けている。図に示すホルダーケース2は、基板収納部26に配置された回路基板5の定位置に複数の引出線6を配置するために、基板収納部26の外周面であって区画壁33の一部に位置決め機構60を設けている。図11~図13に示す位置決め機構60は、複数の引出線6を平行な姿勢で所定の間隔で配置できるように、互いに平行な姿勢で形成された複数列の櫛状リブ61を備えており、隣接する櫛状リブ61の間に引出線6を挿入して定位置に配置する複数列のガイド溝62を設けている。複数列のガイド溝62は、各々の引出線6を別々に独立して挿入でき、かつ挿入された引出線6を櫛状リブ61に沿って移動できるようにしている。
図13に示す位置決め機構60は、複数列の櫛状リブ61を等間隔に並設して複数列のガイド溝62を等間隔に設けている。この位置決め機構60は、各々のガイド溝62に引出線6を挿入して、各引出線6を一定の間隔に配置する。ガイド溝62の間隔は、先端のコネクタ69に連結している引出線6の間隔とほぼ等しくすることができる。この位置決め機構60は、コネクタ69に連結している各引出線6を、コネクタ69の近傍で速やかにガイド溝62に案内できる。それは、コネクタ69を介して複数の引出線6をガイド溝62の間隔に配置できるので、複数の引出線6をガイド溝62に押し込んで、全ての引出線6を簡単にガイド溝62に挿入できるからである。
ガイド溝62は、引出線6を挿入できる深さと幅を有すると共に、上端開口63を引出線6の太さよりもやや狭くして、ここに挿入される引出線6が外部に抜けるのを防止している。図12と図13に示すガイド溝62は、櫛状リブ61の上端部を内側に突出する形状に形成して上端開口63を狭くしている。このガイド溝62は、上端開口62の開口幅を引出線6の外形よりも小さく、かつ、引出線6の芯線6aの太さよりも大きくしている。このガイド溝62は、上端開口63から引出線6を押し込むことで、引出線6を簡単に挿入できると共に、ガイド溝62に挿入した状態では、引出線6をガイド溝62に沿って摺動させることができる。
さらに、図12と図13に示す位置決め機構60は、ガイド溝62の回路基板5側であって、基板収納部26との境界である区画壁33に、引出線6の外周面に沿う円形溝64を設けている。このように、回路基板側の端面に形成される円形溝64は、ここに挿通される引出線6との隙間を狭くできるので、樹脂モールド部4の成形時に成形室となる基板収納部26に充填される溶融樹脂がガイド溝62から外部に漏れるのを有効に防止できる。さらに、図に示すホルダーケース2は、引出線6が引き出される側の周壁30と位置決め機構60との間に引出線6を通過させる引き出し凹部66を設けている。
以上の位置決め機構60は、上端開口63からそれぞれのガイド溝62に引出線6を挿入する状態で、引出線6を軸方向に摺動できるようにしている。この位置決め機構60は、コネクタ69の近傍で引出線6をガイド溝62に挿入した後、コネクタ69をガイド溝62から遠ざける方向に移動させて、ホルダーケース2から引き出される引出線6の長さが所定の長さとなるように調整する。複数の引出線6は、ホルダーケース2から所定の長さが引き出された状態で、先端部が回路基板5に半田付けして接続される。さらに、位置決め機構60は、回路基板4にハンダ付けされる引出線6の先端部を回路基板5との接続部分まで移動させた状態で、複数の引出線6を一定の間隔に配置する。回路基板4には、図11に示すように、位置決め機構60で一定の間隔に保持される引出線6の先端部をハンダ付けできる位置に、複数の接続部55を設けている。複数の接続部55の間隔は、位置決め機構60が引出線6を配置する間隔に等しいので、各引出線6の先端をハンダ付けする接続部55に配置して、各引出線6を能率よくハンダ付けできる。位置決め機構60を介して回路基板5の定位置に接続された複数の引出線6は、回路基板5が絶縁成形樹脂に埋設される状態で固定されて、樹脂モールド部4から外部に引き出される。
以上の位置決め機構60は、ホルダーケース2に一体成形して設けている。ただ、位置決め機構60は、ホルダーケース2と別部材の位置決めホルダとして、ホルダーケースに連結して固定することもできる。この位置決めホルダは、前述の位置決め機構と同様の形状とすることができ、ホルダーケースには、位置決めホルダを定位置に配置する連結部を設けることができる。この位置決めホルダは、例えば、回路基板の定位置に固定した状態で、引出線を接続し、その後、ホルダーケースの基板収納部に回路基板を配置してホルダーケースの定位置に配置することができる。
(外装シート8)
さらに、電池パック100は、二次電池セル1の周囲を外装シート8で被覆している。図1の電池パック100は、ホルダーケース2のフレーム部27に収納された二次電池セル1とフレーム部27とを外装シート8で被覆して固定している。この外装シート8は絶縁シートで、二次電池セル1の外周を絶縁しながら、フレーム部27と二次電池セル1とを強固に連結している。
さらに、電池パック100は、二次電池セル1の周囲を外装シート8で被覆している。図1の電池パック100は、ホルダーケース2のフレーム部27に収納された二次電池セル1とフレーム部27とを外装シート8で被覆して固定している。この外装シート8は絶縁シートで、二次電池セル1の外周を絶縁しながら、フレーム部27と二次電池セル1とを強固に連結している。
以上の電池パック100は、以下のようにして製造される。
(1)回路基板5に保護素子7であるブレーカ71を接続する。回路基板5は、図5に示すように、長手方向の両端部であって、二次電池セル1の端子面1Xと対向する部分にブレーカ71が固定される。ブレーカ71は、図9と図10に示すように、回路基板5の端部に設けた切欠部51に配置されると共に、本体部71Xの両端から突出するリード板71A、71Bが回路基板5に設けた接続プレート53に接続される。
(1)回路基板5に保護素子7であるブレーカ71を接続する。回路基板5は、図5に示すように、長手方向の両端部であって、二次電池セル1の端子面1Xと対向する部分にブレーカ71が固定される。ブレーカ71は、図9と図10に示すように、回路基板5の端部に設けた切欠部51に配置されると共に、本体部71Xの両端から突出するリード板71A、71Bが回路基板5に設けた接続プレート53に接続される。
(2)回路基板5をホルダーケース2に配置する。回路基板5は、ホルダーケース2の基板収納部26に案内されて、図8に示すように、連結機構19を介して係止構造で定位置にセットされる。
(3)ホルダーケース2にセットされた回路基板5に引出線6を接続する。図4と図6に示す引出線6は、他端にコネクタ69を備えており、コネクタ側の中間部を位置決め機構60のガイド溝62に挿入した後、コネクタ69をガイド溝62から遠ざける方向に移動させて引出線6の長さを調整する。この状態で、複数の引出線6の先端部が回路基板5に半田付けして接続される。
(4)ホルダーケース2の電池収納部25に二次電池セル1を配置する。図5に示すホルダーケース2は、両端部にフレーム部27を備えており、このフレーム部27の内側に二次電池セル1をセットして定位置に配置する。2個の二次電池セル1は、端子面1Xが互いに対向する姿勢で配置される。
(5)二次電池セル1の端子面1Xに接続された一対の接続リード板16を回路基板5に接続する。二次電池セル1は、図9に示すように、第1の電極10Aに接続された第1接続リード板16Aが、ブレーカ71の表面に積層する状態で配置されて、回路基板5の第1接続ランド52Bに接続され、第2の電極10Bに接続された第2接続リード板16Bが、回路基板5の第2接続ランド52Bに接続される。
(6)ホルダーケース2の基板配置領域22の開口部側を成形金型(図示せず)で閉塞して基板収納部26の内部に成形室を成形する。この状態で、溶融された絶縁成形樹脂を樹脂注入ガイド29の注入孔29aから注入して樹脂モールド部4を成形する。
(7)絶縁成形樹脂が硬化して、成形金型を脱型した後、ホルダーケース2のフレーム部2と二次電池セル1とを外装シート8で被覆する。
以上の電池パック100は、対向する二次電池セル1を両端部に配置して、これ等の間に回路基板5を配置する構造としているが、電池パックは、複数の二次電池セルを端子面が同一平面に位置するように横に並べて配置し、複数の端子面と対向する位置に回路基板を配置することもできる。
さらに、以上の実施形態の電池パック100は、2個の二次電池セル1をホルダーケース2の両端部に配置して、対向する二次電池セル1の間に回路基板5を配置する構造としたが、本発明の電池パックは、1個の二次電池セルを備えることも、3個以上の二次電池セルを備えることもできる。以下、本発明の他の実施形態に係る電池パックとして、1個の二次電池セル1を備える電池パック200の一例を図14に、また、4個の二次電池セル1を備える電池パック300の一例を図15にそれぞれ示している。ここで、図14と図15に示す電池パック200、300は、樹脂モールド部と外装シートを除いた状態を示している。また、これ等の図に示す実施形態において、前述の実施形態と同じ構成要素については、同符号を付してその詳細な説明は省略している。
図14に示す電池パック200は、ホルダーケース2Bが、1個の二次電池セル1が配置されるフレーム部27Bで構成される電池配置領域21Bと、この二次電池セル1の端子面1Xに沿って回路基板5Bが配置される基板配置領域22Bとを備えている。図に示す基板配置領域22Bは、中空部を設けることなく、樹脂成形領域23Bのみを設けており、この樹脂成形領域23Bを基板収納部26Bとして回路基板5Bを配置している。ただ、ホルダーケースは、図の鎖線で示すように、基板収納部の設計変更等により領域を広くする場合に中空部を設けることもできる。図の回路基板5Bは、ホルダーケース2Bの短手方向に延在された形状としており、二次電池セル1の端子面1Xと対向する側縁部に保護素子7であるブレーカ71を実装している。また、この電池パック200は、ホルダーケース2Bの周壁30Bに設けた位置決め機構60Bを介して複数の引出線6を回路基板5Bの定位置に接続すると共に、コネクタ69を接続した引出線6を外部に引き出す構造としている。
さらに、図15に示す電池パック300は、ホルダーケース2Cが、両端部にそれぞれ2個ずつの二次電池セル1が配置されるフレーム部27Cで構成される電池配置領域21Cを有すると共に、これらの電池配置領域21Cの間に基板配置領域22Cを設けて回路基板5を配置している。電池配置領域21Cは、2個の二次電池セル1を収納できるように、3辺を囲う周壁30Cと、隣接する二次電池セル1の間に配置される中間壁40とで、2つの電池収納部25を形成している。さらに、基板配置領域22Cは、樹脂モールド部が形成される樹脂成形領域23Cと、中空領域24Cとが形成されている。図15に示す電池パック300は、図において前方に配置される2個の二次電池セル1の間に基板収納部26を設けて回路基板5を配置し、図において後方に配置される2個の二次電池セル1の間には回路基板を配置することなく、ほぼ全体を中空領域24Cとしている。
また、図15に示す電池パック300においては、前方に配置される2個の二次電池セル1の端子面1Xと対向する位置に回路基板5を配置し、後方に配置される2個の二次電池セル1は、延長リード板17を介して回路基板5に接続する構造としている。この電池パック300は、延長リード板17が配置される領域を樹脂成形領域23Cとして、絶縁成形樹脂を充填することで、後方に配置される二次電池セル1の端子面1X及び延長リード板17を樹脂モールド部にインサートして固定できる。
以上、本発明の実施形態乃至実施例を図面に基づいて説明した。ただ、上記の実施形態乃至実施例は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は上記のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以上の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
本発明の電池パックは、薄型の二次電池セルと回路基板を同一平面に配置して強固に連結できるので、薄くて高電圧や高電池容量の電池パックが要求されるノート型パソコンやタブレットなどの携帯電子機器に好適に使用される。
100、200、300…電池パック
1…二次電池セル
1A…主面
1X…端子面
2、2B、2C…ホルダーケース
4…樹脂モールド部5、5B…回路基板
6…引出線
6a…芯線
7…保護素子
8…外装シート
10…電極
10A…第1電極
10B…第2電極
11…外装缶
12…封口板
13…凸部電極
14…クラッド板
15…安全弁
16…接続リード板
16A…第1接続リード板
16B…第2接続リード板
17…延長リード板
19…連結機構
21、21B、21C…電池配置領域
22、22B、22C…基板配置領域
23、23B、23C…樹脂成形領域
24、24C…中空領域
25…電池収納部
26、26B…基板収納部
27、27B、27C…フレーム部
28…中空室
29…樹脂注入ガイド
29a…注入孔
30、30B、30C…周壁
31…表面プレート
32…底面プレート
33…区画壁
34…補強リブ
35…保持壁
36…係止リブ
36a…垂直リブ
36b…水平リブ
37…係止フック
38…突出片
39…通路壁
40…中間壁
41…溝部
42…遮蔽溝
51…切欠部
52…接続ランド
52A…第1接続ランド
52B…第2接続ランド
53…接続プレート
53A…第1接続プレート
53B…第2接続プレート54…接続ライン
55…接続部
56…係止部
56a…スリット凹部
56b…係止凹部
60、60B…位置決め機構
61…櫛状リブ
62…ガイド溝
63…上端開口
64…円形溝
66…引き出し凹部
69…コネクタ
71…ブレーカ
71A…リード板
71B…リード板
71X…本体部
72…ヒューズ
99…遮蔽リブ
1…二次電池セル
1A…主面
1X…端子面
2、2B、2C…ホルダーケース
4…樹脂モールド部5、5B…回路基板
6…引出線
6a…芯線
7…保護素子
8…外装シート
10…電極
10A…第1電極
10B…第2電極
11…外装缶
12…封口板
13…凸部電極
14…クラッド板
15…安全弁
16…接続リード板
16A…第1接続リード板
16B…第2接続リード板
17…延長リード板
19…連結機構
21、21B、21C…電池配置領域
22、22B、22C…基板配置領域
23、23B、23C…樹脂成形領域
24、24C…中空領域
25…電池収納部
26、26B…基板収納部
27、27B、27C…フレーム部
28…中空室
29…樹脂注入ガイド
29a…注入孔
30、30B、30C…周壁
31…表面プレート
32…底面プレート
33…区画壁
34…補強リブ
35…保持壁
36…係止リブ
36a…垂直リブ
36b…水平リブ
37…係止フック
38…突出片
39…通路壁
40…中間壁
41…溝部
42…遮蔽溝
51…切欠部
52…接続ランド
52A…第1接続ランド
52B…第2接続ランド
53…接続プレート
53A…第1接続プレート
53B…第2接続プレート54…接続ライン
55…接続部
56…係止部
56a…スリット凹部
56b…係止凹部
60、60B…位置決め機構
61…櫛状リブ
62…ガイド溝
63…上端開口
64…円形溝
66…引き出し凹部
69…コネクタ
71…ブレーカ
71A…リード板
71B…リード板
71X…本体部
72…ヒューズ
99…遮蔽リブ
Claims (8)
- 外形を幅よりも厚さが小さい角型とし、端子面を有する薄型の二次電池セルと、
前記二次電池セルと電気的に接続され、保護回路を実装した回路基板と、
前記二次電池セルと前記回路基板を収納するホルダーケースと、
前記ホルダーケースに収納された前記回路基板をインサート成形してなる樹脂モールド部と
を備え、
前記ホルダーケースは、
前記二次電池セルが配置される電池配置領域と、
前記回路基板が配置される基板配置領域とを同一平面に有しており、
前記回路基板が、前記電池配置領域に配置される該二次電池セルの前記端子面に近接するように前記基板配置領域に配置されると共に、
前記電池配置領域に配置された該二次電池セルの端子面の一部または全体と、前記基板配置領域に配置された該回路基板が絶縁成形樹脂に埋設されて前記樹脂モールド部が形成されてなることを特徴とする電池パック。 - 請求項1に記載の電池パックであって、
前記二次電池セルを複数備えており、
前記ホルダーケースの両端部に前記電池配置領域を配置すると共に、対向する該電池配置領域の間に前記基板配置領域を配置してなる電池パック。 - 請求項1または2に記載の電池パックであって、
前記基板配置領域は、前記回路基板が配置されて、前記樹脂モールド部が形成される樹脂成形領域と、前記樹脂モールド部が形成されない中空領域を備えており、前記樹脂成形領域と前記中空領域とを区画壁で区画してなる電池パック。 - 請求項1から3のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記電池配置領域が、前記二次電池セルを収納するフレーム部を、該二次電池セルの外周に沿って備えており、
前記フレーム部と該二次電池セルとを外装シートで被覆して固定してなる電池パック。 - 請求項1から4のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記基板配置領域に、絶縁成形樹脂を注入するための樹脂注入ガイドを形成してなる電池パック。 - 請求項1から5のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記樹脂モールド部の表面に、複数列の溝部が形成されてなる電池パック。 - 請求項6に記載の電池パックであって、
前記複数列の溝部が、前記樹脂モールド部にインサートされる前記回路基板の長手方向に沿って互いに平行に形成されてなる電池パック。 - 請求項1から7のいずれか一に記載の電池パックであって、
前記ホルダーケースが、耐熱温度を70℃以上とする樹脂で成形されると共に、
前記樹脂モールド部を形成する絶縁成形樹脂が、70℃以下において溶融状態にある熱可塑性樹脂である電池パック。
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