(57)【要約】  【課題】電池パックや電子機器本体の電池収容部の設計を大きく変更することなく、ＥＳＤ耐性を向上できる電池パックを提供する。  【解決手段】電池パックは、外装材と、外装材に収容された電池素子とを備える。外装材は、導電層を有するラミネート材であり、電池素子の正極端子または負極端子が、導電層と電気的に接続されている。外装材の導電層は、電池素子の正極または負極と同電位に設定されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装材と、
上記外装材に収容された電池素子と
を備え、
上記外装材は、導電層を有するラミネート材であり、
上記電池素子の正極端子または負極端子が、上記導電層と電気的に接続されている電池パック。
【請求項２】
上記電池素子の正極端子が、上記外装材の導電層と電気的に接続されている請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
上記正極端子と、上記外装材の導電層との間の抵抗が１ＭΩ以下である請求項２記載の電池パック。
【請求項４】
上記電池素子の負極端子が、上記外装材の導電層と電気的に接続され、
上記負極端子と、上記外装材の導電層との間の抵抗が５００Ω以下である請求項１記載の電池パック。
【請求項５】
上記外装材の開口に嵌合されるカバーと、
上記電池素子の正極端子または負極端子と、上記外装材の導電層とを電気的に接続する接続部材と
をさらに備え、
上記接続部材の一端は上記電池素子の正極端子または負極端子に対して接続され、
上記接続部材の他端は上記外装部材と上記カバーとの間に挟み込まれている請求項１記載の電池パック。
【請求項６】
上記外装材を覆う表面部材をさらに備え、
上記表面部材は金属層を備える請求項１記載の電池パック。
【請求項７】
上記金属層は、ステンレス鋼を主成分とする請求項６記載の電池パック。
【請求項８】
上記電池素子の正極端子または負極端子が、上記表面部材の金属層と電気的に接続されている請求項６記載の電池パック。
【請求項９】
上記外装材は、略同一サイズの第１および第２のラミネート材を備え、
上記第１および上記第２のラミネート材は導電層を有し、
上記第１のラミネート材に形成された凹部に電池が収容され、
上記凹部の開口を上記第２のラミネート材が覆うように、上記第１および第２のラミネート材が重ねられ、上記開口の周囲において、上記第１および上記第２のラミネート材の対向面が熱溶着され、
上記ラミネート材の上記凹部の底面の外側において、上記第１のラミネート材の両端部同士が接合されている請求項１記載の電池パック。
【請求項１０】
上記第１のラミネート材の導電層は軟質アルミ金属層であり、
上記第２のラミネート材の導電層は硬質アルミ金属層である請求項９記載の電池パック。
【請求項１１】
上記第１のラミネート材と上記第２のラミネート材とがずらして重ね合わされ、
上記第１のラミネート材および上記第２のラミネート材のずれた部分が、上記ラミネート材の上記凹部の底面の外側において、重ね合わされている請求項９記載の電池パック。
【請求項１２】
上記第１のラミネート材は、接着層と、軟質アルミ金属層と、表面保護層とがこの順序で積層されてなり、
上記第２のラミネート材は、接着層と、硬質アルミ金属層と、表面保護層とがこの順序で積層されてなり、
上記第１のラミネートの接着層と、上記第２のラミネート材の接着層とが、対向する請求項９記載の電池パック。
【請求項１３】
外装材と、
上記外装材に収容された電池素子と、
上記外装材を覆う表面部材と
を備え、
上記表面部材は金属層を有し、
上記電池素子の正極端子または負極端子が、上記表示部材の金属層と電気的に接続されている電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電池パックに関する。詳しくは、電池素子が外装材により覆われている電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯型電子機器の電源としては、保護回路などがマウントされた保護回路基板と、電池素子とを外装材に収納してなる電池パックが用いられている。このような電池パックに用いられる外装材としては、上下のケースなどからなる箱型のケースが広く用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、上述した電池パックでは、静電気放電（Electro-Static Discharge：ＥＳＤ）が発生した場合、静電気が電池パック内の回路基板に流れ込み、電子回路の誤作動や半導体素子の損傷を引き起こすことがある。そこで、このような問題を解決するために、プラスチックモールドケースの表面に導電層を設け、この導電層を電池の負極端子に接続する技術が提案されている（例えば特許文献２参照）。しかし、この電池パックでは、電池パックの外装材の設計を大きく変更する必要が生じてしまう。
【０００４】
また、上述した電池パックを携帯電話などの電子機器に収容して用いた場合、ＥＳＤの発生により電子機器本体に機能障害をもたらすことがある。特に、電子機器の本体が静電気放電に対して耐性の弱い構造を有している場合には、機能障害をもたらす確率が高くなる。
【０００５】
図２６Ａは、携帯電話などの電子機器の電池パック収容部を示す概略図である。図２６Ａに示すように、電池パック収容部１０１には一般的に開口部１０２が設けられ、この開口部１０２から電池機器の回路基板が露出している。このような構成を有する電子機器では、ＥＳＤが発生すると、外装材表面に配した導電層が静電ルートとなり、開口部１０２から露出する回路基板に静電気が流れ、電子回路の誤作動や半導体素子の損傷を引き起こすことがある。
【０００６】
そこで、このような問題を解決すべく、図２６Ｂに示すように、電子機器本体の回路基板が電池パック収容部１０１にて露出しないように、電池パック収容部１０１の開口部１０２をすべてプラスチック樹脂により埋めてしまうことが考えられている。しかし、このようにすると、電子機器本体の電池パック収容部１０１の設計が限定されてしまうことになる。そこで、静電気放電対策用の部品を電池パックの回路に追加する技術が提案されている。
【０００７】
図２７Ａは、ＥＳＤ対策用の部品を追加する前の回路を示す。図２７Ｂは、ＥＳＤ対策用の部品を追加した後の回路を示す。図２７Ｂに示すように、ＢＳＩ端子、またはＩＤ端子と呼ばれる識別端子１１１と、負極端子１１２との間にコンデンサが設けられている。しかし、このようにＥＳＤ対策用の部品を追加した場合であっても、十分な効果を得ることは困難である。さらに、静電気放電の大きさによっては、追加した回路が破損し、機能しなくなる虞がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−２６０６０８号公報
【０００９】
【特許文献２】特開２００７−３２３９０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
したがって、この発明の目的は、電池パックや電子機器本体の電池収容部の設計を大きく変更することなく、ＥＳＤ耐性を向上できる電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明者らは、鋭意検討の結果、外装材として導電層を有するラミネート材を用い、このラミネート材の導電層と、電池素子の正極端子または負極端子とを接続することで、電池パックや電子機器本体の電池収容部の設計を大きく変更することなく、ＥＳＤ耐性を向上できることを見出すに至った。
【００１２】
上述の課題を解決するために、第１の発明は、
外装材と、
外装材に収容された電池素子と
を備え、
外装材は、導電層を有するラミネート材であり、
電池素子の正極端子または負極端子が、導電層と電気的に接続されている電池パックである。
【００１３】
第２の発明は、
外装材と、
外装材に収容された電池素子と、
外装材を覆う表面部材と
を備え、
表面部材は金属層を有し、
電池素子の正極端子または負極端子が、表示部材の金属層と電気的に接続されている電池パックである。
【００１４】
この発明では、外装材自体が導電層を有し、この導電層と、電池素子の正極端子または負極端子とを電気的に接続しているので、外装材や電子機器本体の電池収容部の設計を大きく変更することがない。
【００１５】
外装材の導電層が正極端子に電気的に接続されている場合、ＥＳＤによる静電気が電池素子の充電方向に流れるので、静電気は電池素子を介して減衰すると推測される。したがって、静電気が電池素子に充電（吸収）された分、電池パック収容部近傍に配置された電子機器の回路基板に対して静電気が流れ込むことを抑制できる。
【００１６】
外装材の導電層が負極端子に電気的に接続されている場合、ＥＳＤによる静電気が電池素子の放電方向に流れるので、静電気は電池素子を介さず、電子機器の負極端子に流れ込むと推測される。したがって、電池パック収容部近傍に配置された電子機器の回路基板に対して静電気が流れ込むことを抑制できる。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、この発明によれば、電池パックや電子機器本体の電池収容部の設計を大きく変更することなく、ＥＳＤ耐性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
【００１９】
（１）第１の実施形態
（１−１）電池パックの構成
図１は、この発明の第１の実施形態による電池パックの外観を示す斜視図である。図２は、この発明の第１の実施形態による電池パックの一構成例を示す分解斜視図である。この電池パックは、例えば、角形または扁平型を有するリチウムイオンポリマー二次電池の電池パックである。図１に示すように、この電池パックは、外装材１に電池素子を収納し、両端開口に対してそれぞれトップカバー２およびボトムカバー３を嵌合したものである。トップカバー２には、正極端子２ａ、負極端子２ｂ、識別端子２ｃが備えられている。外装材１の表面は、表面部材であるラベルにより覆われている。
【００２０】
以下では、トップカバー２を嵌合する側の開口をトップ側開口、ボトムカバー３を嵌合する側の開口をボトム側開口と称する。電池素子から引き出された正極リード５ａと、外装材１の導電層とが、接続部材３０により電気的に接続される。これにより、外装材１の導電層が電池素子の正極と同電位に設定されている。電池パックの正極端子２ａと、外装材１の金属層との間の抵抗値Ｒを１ＭΩ以下にすることが好ましい。これにより、ＥＳＤ耐性をより向上できるからである。
【００２１】
接続部材３０としては、例えば、導電テープ、ニッケルタブなどのタブ、銅線などの線状部材、リード付抵抗などを用いることができる。接続部材３０は、これらの例に限定されるものではなく、電池素子４から引き出された正極リード５ａと、外装材１の導電層とを電気的に接続できるものであれば用いることができる。また、導電テープ、タブ、線状部材などの接続部材の材料としては、例えば、金属、導電性の機能素材、カーボンなどを用いることができるが、特に限定されるものではない。導電性の機能素材としては、例えば、樹脂とカーボンとをアロイした導電性プラスチック、ポリアセチレンなどの導電性プラスチックを用いることができる。金属としては、例えば、ニッケル、ステンレス綱（以下ＳＵＳと称する）、銅などを用いることができる。接続部材３０の接続方法としては、例えば、例えば抵抗溶接、超音波溶接、ヒートシール、粘着テープ、かしめ、半田などを用いることができるが、導電性を確保できればよく特にこれらの接続方法に限定されるものはない。
【００２２】
以下、電池素子４、外装材１、トップカバー２、およびボトムカバー３について説明する。
【００２３】
＜電池素子＞
図３は、この発明の第１の実施形態による電池素子４の外観の一例を示す斜視図である。図３に示すように、電池素子４は、例えば、角形または扁平型を有し、帯状の正極、帯状の負極とがポリマー電解質およびセパレータを介して積層され、長手方向に巻回されると共に、正極および負極からそれぞれ正極リード５ａおよび負極リード５ｂが導出されている。
【００２４】
正極は、帯状の正極集電体上に正極活物質層が形成されてなり、さらに、正極活物質層上にポリマー電解質層が形成されている。また、負極は、帯状の負極集電体上に負極活物質層が形成されてなり、さらに、負極活物質層上にポリマー電解質層が形成されている。正極および負極の正極リード５ａおよび負極リード５ｂは、それぞれ正極集電体および負極集電体に接合されている。正極活物質、負極活物質、ポリマー電解質としては、公知のものを用いることができる。
【００２５】
正極は、目的とする電池の種類に応じて金属酸化物、金属硫化物または特定の高分子を正極活物質として構成することができる。例えばリチウムイオン電池を構成する場合では、正極活物質として、ＬｉXＭＯ2（式中、Ｍは、一種以上の遷移金属を表し、Ｘは、電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５以上１．１０以下である）を主体とするリチウム複合酸化物などを使用することができる。リチウム複合酸化物を構成する遷移金属Ｍとしては、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）などが好ましい。
【００２６】
このようなリチウムイオン複合酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ2，ＬｉＮｉＯ2，ＬｉＮｉyＣｏ1-yＯ2（式中、０＜ｙ＜１である。）、ＬｉＭｎ2Ｏ4などを挙げることができる。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度が優れたものである。また、正極活物質としてＴｉＳ2、ＭｏＳ2、ＮｂＳｅ2、Ｖ2Ｏ5などのリチウムを有しない金属硫化物または酸化物を使用してもよい。正極には、これらの正極活物質の複数種を併せて使用してもよい。また、以上のような正極活物質を使用して正極を形成するに際して、導電剤や結着剤などを添加してもよい。
【００２７】
負極活物質としては、リチウムをドープ、脱ドープできる材料を使用することができる。例えば、難黒鉛化炭素系材料や黒鉛系材料の炭素材料を使用することができる。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス）、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン樹脂などを適当な温度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性炭などの炭素材料を使用することができる。さらに、リチウムをドープ、脱ドープできる材料としては、ポリアセチレン、ポリピロールなどの高分子やＳｎＯ2などの酸化物を使用することができる。このような材料から負極を形成するに際して、結着剤などを添加してもよい。
【００２８】
ポリマー電解質は、例えば、高分子材料と電解液と電解質塩とを混合してゲル状化した電解質をポリマー中に取り込んだものである。高分子材料は、電解液に相溶する性質を有するものであり、例えば、シリコンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリフォスファゼン変性ポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、およびこれらの複合ポリマーや架橋ポリマー、変性ポリマーなど、若しくはフッ素系ポリマーとして、例えばポリ（ビニリデンフルオロライド）、ポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−ヘキサフルオロプロピレン）、或いはポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−トリフルオロエチレン）などの高分子材料、およびこれらの混合物を使用することができる。
【００２９】
電解液成分は、上述した高分子材料を分散可能なものであり、非プロトン性溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）などが用いられる。電解質塩には、溶剤に相溶するものが用いられ、カチオンとアニオンとが組み合わされてなる。カチオンには、アルカリ金属やアルカリ土類金属が用いられる。アニオンには、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＳＣＮ-、ＣｌＯ4-、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＣＦ3ＳＯ3-などが用いられる。電解質塩には、具体的には六フッ化リン酸リチウムや四フッ化ホウ酸リチウムが電解液に対して溶解可能な濃度で用いられる。
【００３０】
＜外装材＞
図４は、電池素子４を被覆する外装材１の一形状例を示す展開図である。図４に示すように、この外装材１は、電池素子４を収納するための収納部１５が設けられた軟質ラミネート材（第１のラミネート材）１ａと、この軟質ラミネート材１ａ上に収納部１５を覆うようにして重ねられる硬質ラミネート材（第２のラミネート材）１ｂとからなる。また、収納部１５の底面に相当する位置の外側表面には熱溶着シート１５ａが配置されている。軟質ラミネート材１ａに設けられた収納部１５は、例えば、予め金型で絞り加工を施して電池素子４の形状に応じて凹状に形成される。
【００３１】
軟質ラミネート材１ａは、絞り加工により電池素子４を挿入する収納部１５を形成するのに適し、かつ、硬質ラミネート材１ｂに比して軟質のものである。
【００３２】
図５は、外装材１を構成する軟質ラミネート材１ａの一構成例を示す断面図である。軟質ラミネート材１ａは、接着層としてのポリプロピレン（ＰＰ）層１６ａ、導電層（金属層）としての軟質アルミ金属層１７ａ、表面保護層としてのナイロン層またはＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）層１８ａを順次積層した積層構造を有し、ポリプロピレン層１６ａが内側（硬質ラミネート材１ｂと接する側）となる。
【００３３】
ポリプロピレン層１６ａは、ポリマー電解質の変質を防ぐ機能を有する。ポリプロピレン層１６ａとして、例えば、無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）などが使用される。ポリプロピレン（ＰＰ）層１６ａの厚さは、例えば３０μｍ程度である。
【００３４】
軟質アルミ金属層１７ａは、内部への水分の侵入を防ぐ機能を有する。軟質アルミ金属層１７ａの材料としては、例えば、焼きなまし処理済のアルミニウム（ＪＩＳ  Ａ８０２１Ｐ−Ｏ）または（ＪＩＳ  Ａ８０７９Ｐ−Ｏ）などを使用できる。また、軟質アルミ金属層１７ａの厚さは、例えば、３０μｍ〜１３０μｍ程度の範囲に選ばれる。ナイロン層またはＰＥＴ層１８ａは、表面保護の機能を有する。ナイロン層またはＰＥＴ層１８ａの厚さは、例えば、厚みが１０〜３０μｍ程度の範囲に選ばれる。導電層である軟質アルミ金属層１７ａは、導電テープなどの接続部材３０を介して、電池素子４から引き出された正極リード５ａに対して電気的に接続されている。
【００３５】
硬質ラミネート材１ｂは、曲げた後の形状を維持し、外部からの変形に耐えることができるものである。硬質ラミネート材１ｂは、接着層としてのポリプロピレン層、導電層（金属層）としての硬質アルミ金属層、表面保護層としてのナイロン層またはＰＥＴ層を順次積層した積層構造を有する。
【００３６】
硬質ラミネート材１ｂのポリプロピレン層およびナイロン層またはＰＥＴ層は、軟質ラミネート材１ａと同様のものである。硬質アルミ金属層は、例えば、焼きなまし処理なしのアルミニウム（ＪＩＳ  Ａ３００３Ｐ−Ｈ１８）または（ＪＩＳ  Ａ３００４Ｐ−Ｈ１８）などを用いて厚みが３０μｍ〜１３０μｍ程度の範囲のものが使用される。なお、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂの各層の厚みは、総厚を考慮して適切なものに選定される。
【００３７】
収納部１５の開口面を覆うように、軟質ラミネート材１ａに対して硬質ラミネート材１ｂを重ねて配する。この場合、図４Ａに示すように、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂの位置関係をずらしたものとする。ここで、軟質ラミネート材１ａが互いに等しい長さのトップ側長辺１１ａ、ボトム側長辺１２ａを有し、また、互いに等しい長さの左側短辺１３ａおよび右側短辺１４ａを有する。同様に、硬質ラミネート材１ｂが互いに等しい長さのトップ側長辺１１ｂ、ボトム側長辺１２ｂを有し、また、互いに等しい長さの左側短辺１３ｂおよび右側短辺１４ｂを有する。なお、左右は、図面に向かって見た場合の位置関係を示している。
【００３８】
硬質ラミネート材１ｂの長辺１１ｂおよび１２ｂの長さは、電池素子４が収納された収納部１５を包み込んだ状態において、その短辺１３ｂおよび１４ｂ同士が当接するか、僅かな隙間を隔てて対向するように設定されている。軟質ラミネート材１ａの長辺１１ａおよび１２ａの長さは、硬質ラミネート材１ｂの長辺１１ｂおよび１２ｂの長さより短く選ばれ、例えば、電池素子４が収納された収納部１５を包み込んだ状態において、その短辺１３ａおよび１４ａ同士が当接するか、隙間を隔てて対向するように設定されている。ここで、この軟質ラミネート材１ａの隙間は、僅かな幅のものに限られず、ある程度の幅のものとしてもよい。
【００３９】
軟質ラミネート材１ａの短辺１３ａ、１４ａは、硬質ラミネート材１ｂの短辺１３ｂ、１４ｂよりやや短いものとされている。したがって、トップ側に硬質ラミネート材１ｂのみが存在するように、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂを積層することができる。このようにした場合、トップ側の開口に設けられたトップカバー２の周面を硬質ラミネート材１ｂのポリプロピレン層により熱溶着できるという利点を得ることができる。なお、ボトム側おいても、硬質ラミネート材１ｂの接着層がむき出しになるようにして、ボトム側の開口に設けられたボトムカバー３の周面を硬質ラミネート材１ｂのポリプロピレン層により熱溶着できるようにしてもよい。
【００４０】
図６は、外装材１の表面を覆うラベル４１の一構成を示す。ラベル４１は、例えば、外装材１の表面に文字や図柄など、より具体的には、取り扱いや安全規格の情報などを表示するための記銘板である。図６に示すように、ラベル４１は、フィルム状またはシート状を有する基材５２と、この基材５２の一方の主面に順次積層されたインク接着剤層５３、インク層５４、およびＵＶコーティング層５５と、他方の主面に積層された粘着剤層５１とを備える。基材５２としては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分とするＰＥＴ基材を用いることができるが、特にこれに限定されるものではなく、所望とするラベル４１の特性に応じて適宜選択することができる。ラベル４１は、その粘着剤層５１を介して外装材１に貼り合わされている。なお、本明細書では、基材５２としてＰＥＴ基材を用いたラベル４１をＰＥＴラベルと称する。
【００４１】
図７Ａに示すように、外装材１の金属が露出していると、この露出部を介して、ＥＳＤによる静電気が電池パック収容部近傍に配置された電子機器の回路基板に対して流れ込む虞がある。したがって、この第１の実施形態による電池パックでは、図７Ｂに示すように、ラベル４１により外装材１の表面全体を覆い、外装材１の金属が露出しないようにすることが好ましい。これにより、ＥＳＤによる電子機器の誤動作や故障などをさらに抑制することができる。
【００４２】
＜トップカバー＞
トップカバー２は、外装材１のトップ側開口に嵌合して、このトップ側開口を塞ぐものである。トップカバー２は、トップカバー本体２１と、回路基板２２と、リレータブ２３と、ヒューズ２４と、正極タブ２５と、負極タブ２６と、ホルダー２７とを備える。トップカバー２は、電池素子４と対向する側の面に収容部を有する。この収容部に、回路基板２２と、リレータブ２３と、ヒューズ２４と、正極タブ２５と、負極タブ２６とが収容される。これらの収容部品は、トップカバー本体２１にホルダー２７を嵌合させることによりトップカバー本体２１内に保持される。また、トップカバー２と外装材１との間に絶縁テープ２８、絶縁テープ２９を配置するようにしてもよい。
【００４３】
電池素子４から引き出された正極リード５ａが、正極タブ２５を介して回路基板２２に対して接続される。電池素子４から引き出された負極リード５ｂが、負極タブ２６、ヒューズ２４、およびリレータブ２３を介して回路基板２２に対して接続される。
【００４４】
回路基板２２には、例えば、ヒューズ２４、熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ）、サーミスタなどの温度保護素子を含む保護回路、電池パックを識別するためのＩＤ抵抗などがマウントされている。また、保護回路には、二次電池の監視とＦＥＴ（Field Effect Transistor）の制御を行うＩＣ（Integrated Circuit）、および充放電制御ＦＥＴが含まれている。
【００４５】
ＰＴＣは、電池素子４と直列に接続され、電池素子４の温度が設定温度に比して高くなると、電気抵抗が急激に高くなって電池素子４に流れる電流を実質的に遮断する。ヒューズ２４や、サーミスタも電池素子４と直列に接続され、電池素子４の温度が設定温度より高くなると、電池素子４に流れる電流を遮断する。また、電池素子４の監視とＦＥＴの制御を行うＩＣおよび、充放電制御ＦＥＴを含んだ保護回路は、電池素子４の端子電圧が例えば４．３Ｖ〜４．４Ｖを超えると、発熱・発火など危険な状態になる可能性があるので、電池素子４の電圧を監視し、例えば４．３〜４．４Ｖを越えると充電制御ＦＥＴをオフし、充電を禁止する。電池素子４の端子電圧が放電禁止電圧以下まで過放電し、二次電池電圧が０Ｖになると電池素子４が内部ショート状態となり再充電不可能となる可能性があるので、二次電池電圧を監視し、放電禁止電圧を下回ると放電制御ＦＥＴをオフし、放電を禁止する。
【００４６】
＜ボトムカバー＞
ボトムカバー３は、外装材１のボトム側の開口を塞ぐものである。ボトムカバー３は、ボトムカバー本体３１と、ボトムプレート３２とを備える。ボトムプレート３２は、ボトムカバー本体３１と電池素子４との間に配置される。ボトムカバー本体３１には、ボトムカバー３と電池素子との間に溶融樹脂を注入するための１または２以上の貫通孔が設けられている。
【００４７】
（１−２）電池パックの製造方法
次に、この発明の第１の実施形態による電池パックの製造方法の一例について説明する。
【００４８】
＜電池素子作製工程＞
まず、例えば、ゲル電解質層が両面に形成された正極および負極と、セパレータとを、負極、セパレータ、正極、セパレータの順に順次積層し、この積層体を平板の芯に巻き付けて、長手方向に多数回巻回して巻回型の電池素子４を作製する。
【００４９】
＜外装材被覆工程＞
次に、例えば予め深絞成形により、電池素子４を入れるための収納部１５を軟質ラミネート材１ａに成形する。この際、図４Ａに示すように、軟質ラミネート材１ａの収納部１５は、例えば、中心位置に対してやや右側にずれた位置に形成する。そして、電池素子４を軟質ラミネート材１ａに形成された収納部１５内に収納する。
【００５０】
次に、図４Ａに示すように、硬質ラミネート材１ｂを、軟質ラミネート材１ａに対してやや右側にずれた位置に積層する。これにより、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂが積層された状態では、図４Ａに示すように、軟質ラミネート材１ａのみが位置する左側領域と、硬質ラミネート材１ｂのみが位置する右側領域とが生じる。このように位置をずらしているのは、後述するように、軟質ラミネート材１ａの収納部１５の底面外側へ向けて軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂの端部を折り込んだ後、軟質ラミネート材１ａのポリプロピレン層と硬質ラミネート材１ｂのポリプロピレン層とが、ある程度の幅でもって接着されるようにするためである。
【００５１】
次に、図４Ａに示すような配置関係の状態で、収納部１５の開口の周辺の４辺を減圧しながら熱溶着する。この場合、ポリプロピレン層同士が重なっている部分全体を熱溶着するようにしてもよい。このようにして、収納部１５の周囲を熱溶着することにより、電池素子４が封止される。
【００５２】
次に、図４Ａに示すように、収納部１５の底面の外側に、所定の形状とした熱溶着シート１５ａを設ける。熱溶着シート１５ａは、軟質ラミネート材１ａのナイロン層またはＰＥＴ層同士を高温をかけることで接着させるための補助的部材である。好ましくは、厚みは、総厚の関係から１０〜６０μｍ程度で、１００度前後の融点のものが用いられる。熱溶着シート１５ａの融点は、電池素子４に対して熱の影響を与えない程度のものが好ましい。
【００５３】
次に、図８に示すように、軟質ラミネート材１ａの収納部１５の底面外側へ向けて、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂの両端、すなわち、短辺１３ａ、１４ａおよび１３ｂ、１４ｂを内側に折り込む。そして、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂの端部を熱溶着するとともに、収納部１５の底面外側に対して軟質ラミネート材１ａを熱溶着する。これにより、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂが、電池素子４が収納された収納部１５を包み込むように閉じた状態で固定される。すなわち、トップ側開口およびボトム側開口が形成される。
【００５４】
図９に示されるように、電池素子４を包み込んだ状態では、硬質ラミネート材１ｂの短辺１３ｂおよび１４ｂ同士が接するか、または僅かな隙間を介して互いの端面が対向してなる継ぎ目Ｌ１が生じ、また、硬質ラミネート材１ｂの内側には、軟質ラミネート材１ａの短辺１３ａおよび１４ａ同士が接するか、または僅かな隙間を介して互いの端面が対向してなる継ぎ目Ｌ２が生じる。なお、図９において、参照符号１６ｂは、硬質ラミネート材１ｂのポリプロピレン層を示し、参照符号１７ｂは、硬質アルミ金属層を示し、参照符号１８ｂは、ナイロン層またはＰＥＴ層を示す。ここでは、軟質ラミネート材１ａの短辺１３ａおよび１４ａ同士が接するか、または僅かな隙間を介して互いの端面が対向する場合について、図示および説明をしているが、軟質ラミネート材１ａの短辺１３ａおよび１４ａ同士がある程度の幅の隙間を介して互いの端面が対向するようにしてもよい。
【００５５】
図９に示すように、熱溶着シート１５ａの上側に接して、軟質ラミネート材１ａのナイロン層またはＰＥＴ層１８ａが位置する。したがって、ナイロン層またはＰＥＴ層１８ａが熱溶着シート１５ａを挟んだ構造となり、外側から熱を加えることで、ナイロン層またはＰＥＴ層１８ａ同士を接着することができる。また、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂの互いのポリプロピレン層１６ａおよび１６ｂが対向接触するので、外側から熱を加えることで、これらのポリプロピレン層１６ａおよび１６ｂを接着することができる。
【００５６】
＜カバー嵌合工程＞
次に、正極リード５ａおよび負極リード５ｂなどを例えば抵抗溶接または超音波溶接によって回路基板２２などに接続するとともに、トップカバー２の各部品を組み合わせることにより、トップカバー２を形成する。次に、図１０Ａに示すように、導電テープ３０ａの一端を、電池素子４から引き出された正極リード５ａに対して接続する。次に、図１０Ｂに示すように、導電テープ３０ａの他端をトップカバー２の上面に配置する。次に、図１０Ｃに示すように、正極リード５ａおよび負極リード５ｂを適宜折り返しながら、トップカバー２を外装材１のトップ側開口に嵌合する。これにより、図１０Ｄに示すように、外装材１のトップ側開口がトップカバー２により塞がれるとともに、導電テープ３０ａの他端がトップカバー２と硬質ラミネート材１ｂとの間に挟み込まれる。なお、トップカバー２を外装材１のトップ側開口に嵌合する際に、トップカバー２と外装材１との間に、絶縁テープ２８、２９を配置するようにしてもよい。次に、ボトムカバー３の各部品を組み合わせてボトムカバー３を形成し、このボトムカバーを外装材１のボトム側開口に嵌合する。
【００５７】
＜熱溶着工程＞
次に、治具にて全長をおさえ、熱溶着を行う。すなわち、銅などの金属からなるヒーターブロックを外装材１のトップ側の端の近傍に上下から押し当て、トップカバー２の周面と、硬質ラミネート材１ｂの内面のポリプロピレン層とを熱溶着する。これにより、ポリプロピレン層が溶融し、トップカバー２の上面と外装材１との間に挟み込まれた導電テープ３０ａの他端が、硬質アルミ金属層と電気的に接合する。また、同様に、ヒーターブロックを外装材１のボトム側の端の近傍に上下から押し当て、ボトムカバー３の周面と、硬質ラミネート材１ｂの内面のポリプロピレン層とを熱溶着するようにしてもよい。
【００５８】
＜樹脂注入工程＞
次に、貫通孔を介して電池素子４とボトムカバー３との間に溶融樹脂を充填し、固化させる。これにより、ボトムカバー３が電池素子４の端面に接着される。なお、充填される樹脂は、注形時に低粘度状態を有すればよく、特に限定されるものではなく、例えばポリアミド系ホットメルト、ポリオレフィン系ホットメルト、ナイロン、ＰＰ、ＰＣ、ＡＢＳなどを使用することができる。
【００５９】
なお、トップカバー２と電池素子４との間にも溶融樹脂を充填するようにしてもよい。この場合、トップカバー２に対して１または２以上の貫通孔を設けて、この貫通孔から溶融樹脂を注入するようにすればよい。
以上の工程により、この発明の第１の実施形態による電池パックが製造される。
【００６０】
図１１は、ＥＳＤが発生したときの静電気の流れを示す。図１２は、ＥＳＤが発生したときの静電気の流れを示す電池パックの等価回路を示す。以下、図１１に示すように、ＥＳＤが発生し、静電気が外装材１に入り込んだ場合について説明する。
【００６１】
上述のように外装材１の導電層をプラスの電位に設定した場合、外装材１に入り込んだ静電気は、電池素子４の充電方向に流れるので、静電気は電池素子４により減衰すると考えられる。したがって、静電気が電池素子４に充電（吸収）された分、電池パックを収容した筐体に対する影響が小さくなる。静電気の一部は、筐体側のＧＮＤに流れることもあるが、この場合には電池素子４に入り込む分と分割されるので、電池パックを収容した筐体に対する影響が小さくなる。
【００６２】
物質は、原子または分子から構成され、分子は１または複数の原子から構成される。原子は、電気的にマイナスの電子が原子核（プラスの陽子）を取り囲むように構成されている。その外郭の電子は外に出やすい状態にある。この外郭の電子が飛び出しやすい物質はプラスに帯電しやすい物質であり、外郭に電池を取り込みやすい物質はマイナスに帯電しやすい物質である。プラスに帯電しても、マイナスに帯電しても、電気の流れは同じである。したがって、本明細書ではＥＳＤに対する帯電極性については特に言及しない。
【００６３】
この発明の第１の実施形態によれば、電池素子４の正極リード５ａと外装材１の導電層とを電気的に接続しているので、外装材１をプラス電位に設定することができる。このように外装材１が、ニュートラルではなく、プラス電位に設定されていると、電池パックに流れ込んだ静電気は電池素子４の充電方向に流れるので、静電気は電池素子４を介して減衰すると推測される。したがって、静電気が電池素子４に充電（吸収）された分、電子機器の電池パック収容部近傍に配置された回路基板に対して静電気が流れ込むことを抑制できる。
【００６４】
また、電池素子４の正極リード５ａと外装材１の導電層とを電気的に接合した場合には、電池素子４の負極リード５ｂと外装材１の導電層とを電気的に接合した場合に比べて、ＥＳＤ耐性をより向上することができる。特に、その効果の違いは、ＥＳＤ放電の電圧が±１５ｋＶを超える領域において顕著となる。
【００６５】
また、電池パックの構成をわずかに変更するだけで、ＥＳＤ耐性を向上することができる。したがって、携帯電話などの電子機器の筐体の設計を変更せずに、ＥＳＤ耐性を向上することができる。すなわち、電子機器の筐体の構造に左右されず、静電対策を図ることができる。
【００６６】
また、外装材１がニュートラルではなく帯電しているので、静電気が電子機器の回路基板に放電（拡散）することがない。また、電子機器の筐体のすき間から放電された静電気が、電池パックを媒体として電子機器に機能障害などをもたらすことを抑制できる。また、外装材１の金属層と電池パックの正極端子２ａまたは負極端子２ｂとの間の接触抵抗を小さく、好ましくは１ＭΩ以下にすることで、静電拡散モードを抑制することができる。したがって、電子機器の筐体の形態に依存せず、ＥＳＤ耐性を向上することができる。
【００６７】
（２）第２の実施形態
この第２の実施形態による電池パックは、電池素子４の負極リード５ｂと外装材１の導電層とを電気的に接合している点において、第１の実施形態のものとは異なっている。電池パックの負極端子２ｂと、外装材１の金属層との間の抵抗値Ｒを５００Ω以下にすることが好ましい。これにより、ＥＳＤ耐性をより向上できるからである。
【００６８】
図１３は、電池素子４の負極リード５ｂと、外装材１の硬質アルミ金属層（金属層）との接合の一例を示す。まず、図１３Ａに示すように、導電テープ３０ａの一端を、電池素子４から引き出された負極リード５ｂに対して接続する。次に、図１３Ｂに示すように、導電テープ３０ａの他端をトップカバー２の上面に配置する。次に、図１３Ｃに示すように、正極リード５ａおよび負極リード５ｂを適宜折り返しながら、トップカバー２を外装材１のトップ側開口に嵌合する。これにより、図１３Ｄに示すように、外装材１のトップ側開口がトップカバー２により塞がれるとともに、導電テープ３０ａの他端がトップカバー２と硬質ラミネート材１ｂとの間に挟み込まれる。
【００６９】
次に、治具にて全長をおさえ、熱溶着を行う。すなわち、銅などの金属からなるヒーターブロックを外装材１のトップ側の端の近傍に上下から押し当て、トップカバー２の周面と、硬質ラミネート材１ｂの内面のポリプロピレン層とを熱溶着する。これにより、ポリプロピレン層が溶融し、トップカバー２の上面と外装材１との間に挟み込まれた導電テープ３０ａの他端が、硬質アルミ金属層と電気的に接合する。
【００７０】
図１４は、ＥＳＤが発生したときの静電気の流れを示す電池パックの等価回路を示す。上述のように外装材１の導電層をマイナスの電位に設定した場合、外装材１に入り込んだ静電気は、電池素子４の放電方向に流れるので、静電気は電池素子４を介さず、反射される方向に作用すると考えられる。したがって、電池パックを収容した筐体に対する影響は大きい。但し、この方式は筐体側の電位が、外装材1の導電層と本体筐体間のギャップ（すき間）がなくマイナス電位に設定されていれば、外装材１と本体筐体ＥＳＤ間で放電が起こり、対策としては有用となる。
【００７１】
この発明の第２の実施形態によれば、電池素子４の負極リード５ｂと外装材１の導電層とを電気的に接続しているので、外装材１をマイナス電位に設定することができる。このように外装材１がマイナス電位に設定されていると、ＥＳＤによる静電気が電池素子４の放電方向に流れるので、静電気は電池素子４を介さず、電子機器の負極端子に流れ込むと推測される。したがって、電子機器の電池パック収容部近傍に配置された回路基板に対して静電気が流れ込むことを抑制できる。
【００７２】
（３）第３の実施形態
図１５は、この発明の第３の実施形態による電池パックの一構成例を示す分解斜視図である。図１５に示すように、この電池パックは、ラベルとして金属ラベル６１を用いる点において、第１の実施形態のものとは異なっている。
【００７３】
金属ラベル６１は、例えば、外装材１の表面に文字や図柄など、より具体的には、取り扱いや安全規格の情報などを表示するとともに、電池パックの外装強度を向上させるための記銘板である。金属ラベル６１は、金属を主成分とする基材を少なくとも備えるものである。金属ラベル６１の機械的強度は、電池パック全体の機械的強度を向上する観点からすると、外装材１の機械的強度より強いことが好ましい。金属ラベル６１は、例えば、外装材１の外側に貼り付けられている。金属ラベル６１の大きさは特に限定されるものではなく、外装材１より小さくしてもよいが、電池パックの外装強度を向上する観点からすると、外装材１と同程度とすることが好ましい。
【００７４】
図１６は、金属ラベルの第１の構成例を示す。図１６に示すように、金属ラベル６１は、シート状またはフィルム状を有する金属基材７２と、この金属基材７２の一方の主面に順次積層された粘着剤層７３、樹脂基材７４、インク層７５、およびＵＶコーティング層７６と、他方の主面に積層された粘着剤層７１とを備える。金属基材７２としては、ＳＵＳを主成分とするＳＵＳ基材を用いることが好ましいが、特にこれに限定されるものではなく、所望とする金属ラベル６１の特性に応じて適宜選択することができる。樹脂基材７４としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分とするＰＥＴ基材を用いることができるが、特にこれに限定されるものではなく、所望とする金属ラベル６１の特性に応じて適宜選択することができる。金属ラベル６１は、その粘着剤層７１を介して外装材１に貼り合わされている。なお、本明細書では、金属基材７２としてＳＵＳ基材を用いたラベル４１をＳＵＳラベルと称する。
【００７５】
図１７は、金属ラベルの第２の構成例を示す。図１７に示すように、金属ラベル６１は、シート状またはフィルム状を有する金属基材７２と、この金属基材７２の一方の主面に順次積層された、粘着剤層５１、基材５２、インク接着剤層５３、インク層５４、およびＵＶコーティング層５５と、他方の主面に積層された粘着剤層５１と、他方の主面に積層された粘着剤層７１とを備える。
【００７６】
この発明の第３の実施形態によれば、外装材１の表面に金属ラベル６１が設けられているので、電池パック全体の機械的強度を向上することができる。
【００７７】
（４）第４の実施形態
この第４の実施形態は、外装材１の導電層と電池素子４の正極リード５ａとを電気的に接続する代わりに、金属ラベル６１の金属基材７２と電池素子４の正極リード５ａとを電気的に接続する点において、第３の実施形態のものとは異なっている。
【００７８】
図１８は、この発明の第４の実施形態による電池パックの一構成例を示す。図１８に示すように、外装材１は、そのトップ側開口の近傍に開口部６５を有し、この開口部６５から金属ラベル６１の金属基材７２が露出している。この露出部分と、回路基板２２の正極端子６３とが接続部材６２により電気的に接続されている。接続部材６２としては、第３の実施形態における接続部材３０と同様のものを用いることができる。また、回路基板２２の正極端子６３は、電池パックを収容した電子機器の正極端子６４に対して電気的に接合可能となっている。
【００７９】
この発明の第４の実施形態によれば、図１８に示すように、回路基板２２の正極端子６３と、金属ラベル６１の金属基材７２とが接続部材６２により電気的に接続されているので、金属ラベル６１をプラス電位に設定することができる。このように金属ラベル６１がプラス電位に設定されていると、電池パックに流れ込んだ静電気は電池素子４の充電方向に流れるので、静電気は電池素子４を介して減衰すると推測される。したがって、静電気が電池素子４に充電（吸収）された分、電子機器の電池パック収容部近傍に配置された回路基板９１に対して静電気が流れ込むことを抑制できる。
【００８０】
これに対して、図１９に示すように、回路基板２２の正極端子６３と、金属ラベル６１の金属基材７２とが接続部材６２により電気的に接続されていない場合には、電子機器の電池パック収容部近傍に配置された回路基板９１に対して静電気が流れ込んでしまう。
【実施例】
【００８１】
以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。図２０は、実施例１〜６の電池パックの等価回路を示す。図２１は、実施例６〜１０の電池パックの等価回路を示す。
【００８２】
（実施例１）
まず、図３に示した電池素子４を準備した。次に、電池素子４を外装材１に収納した後、軟質ラミネート材１ａに設けられた収納部１５の底面外側へ向けて、外装材１の短辺側を折り込んで、外装材１の短辺側を熱溶着するとともに、軟質ラミネート材１ａに設けられた収納部１５の底面に対して外装材１を熱溶着させた。これにより、トップ側開口およびボトム側開口が形成された。
【００８３】
次に、電池素子４から引き出された正極リード５ａ、および負極リード５ｂをそれぞれ、トップカバー２の正極端子、および負極端子に対して電気的に接続した。次に、図１０Ａに示すように、導電テープ３０ａの一端を、電池素子４から引き出された正極リード５ａに対して接続した。次に、図１０Ｂに示すように、導電テープ３０ａの他端をトップカバー２の上面に配置した。次に、図１０Ｃに示すように、正極リード５ａおよび負極リード５ｂを適宜折り返しながら、トップカバー２を外装材１のトップ側開口に嵌合した。次に、外装材１のボトム側開口にボトムカバー３を嵌合した。
【００８４】
次に、ヒーターブロックを外装材１のトップ側の端の近傍に上下から押し当て、トップカバー２の周面と、硬質ラミネート材１ｂの内面のポリプロピレン層とを熱溶着した。これにより、ポリプロピレン層が溶融し、トップカバー２の上面と外装材１との間に配置した導電テープ３０ａの他端が、硬質アルミ金属層１７ｂと電気的に接合した。次に、ボトムカバー３に設けられた貫通孔よりホットメルト樹脂を注入し、硬化させた。次に、電池パックの正極端子２ａと、外装材１の硬質アルミ金属層１７ｂとの間の抵抗値Ｒを測定したところ、１００Ωであった。
以上の工程により目的とする電池パックが得られた。
【００８５】
（実施例２）
電池パックの正極端子２ａと、外装材１の硬質アルミ金属層１７ｂとの間の抵抗値Ｒを５００Ωとする以外のことは、実施例１と同様にして電池パックを得た。
【００８６】
（実施例３）
電池パックの正極端子２ａと、外装材１の硬質アルミ金属層１７ｂとの間の抵抗値Ｒを１００ｋΩとする以外のことは、実施例１と同様にして電池パックを得た。
【００８７】
（実施例４）
電池パックの正極端子２ａと、外装材１の硬質アルミ金属層１７ｂとの間の抵抗値Ｒを１ＭΩとする以外のことは、実施例１と同様にして電池パックを得た。
【００８８】
（実施例５）
電池パックの正極端子２ａと、外装材１の硬質アルミ金属層１７ｂとの間の抵抗値Ｒを１０ＭΩとする以外のことは、実施例１と同様にして電池パックを得た。
【００８９】
（ＥＳＤ耐性試験）
次に、実施例１〜５の電池パックをそれぞれ５個準備し、これらの電池パックを電子機器に収容し、ＥＳＤ耐性試験を行い、電子機器に異常が発生するか否かを判定した。なお、耐性試験は、ＩＥＣ６１０００−４−２に準拠して行った。また、耐久試験は、ＥＳＤ放電の試験電圧を±８ｋＶ、±１５ｋＶ、±２５ｋＶに変えて行った。その結果を表１に示す。
【００９０】
【表１】
2010044954.tif 000003
【００９１】
（実施例６）
図１３Ａに示すように、導電テープ３０ａの一端を、電池素子４から引き出された負極リード５ｂに対して接続し、導電テープ３０ａの他端を、硬質アルミ金属層１７ｂと電気的に接合し、電池パックの負極端子２ｂと、外装材１の硬質アルミ金属層１７ｂとの間の抵抗値Ｒを１００Ωとする以外は、実施例１と同様にして電池パックを得た。
【００９２】
（実施例７）
電池パックの負極端子２ｂと、外装材１の硬質アルミ金属層１７ｂとの間の抵抗値Ｒを５００Ωとする以外のことは、実施例６と同様にして電池パックを得た。
【００９３】
（実施例８）
電池パックの負極端子２ｂと、外装材１の硬質アルミ金属層１７ｂとの間の抵抗値Ｒを１００ｋΩとする以外のことは、実施例６と同様にして電池パックを得た。
【００９４】
（実施例９）
電池パックの負極端子２ｂと、外装材１の硬質アルミ金属層１７ｂとの間の抵抗値Ｒを１ＭΩとする以外のことは、実施例６と同様にして電池パックを得た。
【００９５】
（実施例１０）
電池パックの負極端子２ｂと、外装材１の硬質アルミ金属層１７ｂとの間の抵抗値Ｒを１０ＭΩとする以外のことは、実施例６と同様にして電池パックを得た。
【００９６】
（ＥＳＤ耐性試験）
次に、実施例６〜１０の電池パックをそれぞれ５個準備し、これらの電池パックを電子機器に収容し、ＥＳＤ耐性試験を行い、電子機器に異常が発生するか否かを判定した。なお、耐性試験は、ＩＥＣ６１０００−４−２に準拠して行った。また、耐久試験は、ＥＳＤ放電の試験電圧を±８ｋＶ、±１５ｋＶ、±２５ｋＶに変えて行った。その結果を表２に示す。
【００９７】
【表２】
2010044954.tif 000004
【００９８】
表１および表２から以下のことがわかる。
電池素子４の正極リード５ａまたは負極リード５ｂと、外装材１の導電層とを電気的に接続し、外装材１の導電層をプラスまたはマイナスに設定することで、ＥＳＤ耐性が向上することがわかる。
電池素子４の正極リード５ａと、外装材１の導電層とを電気的に接続した電池パックは、電池素子４の負極リード５ｂと、外装材１の導電層とを電気的に接続した電池パックに比べて、ＥＳＤ耐性に優れていることがわかる。特に、その違いは、ＥＳＤ放電の電位が±１５ｋＶを超える領域において顕著になることがわかる。
電池素子４の正極リード５ａと、外装材１の導電層とを電気的に接続した電池パックでは、電池パックの正極端子２ａと、外装材１の金属層との間の抵抗値Ｒを１ＭΩ以下にすることで、ＥＳＤ耐性を向上できることがわかる。
電池素子４の負極リード５ｂと、外装材１の導電層とを電気的に接続した電池パックでは、電池パックの負極端子２ｂと、外装材１の金属層との間の抵抗値Ｒを５００Ω以下にすることで、ＥＳＤ耐性を向上できることがわかる。
【００９９】
一般的に、ＥＳＤ対策として使用されている帯電防止シートは、数ＭΩの表面抵抗を有している。このような高い表面抵抗は、静電拡散を促す効果があることが知られている。
一方、外装材１の導電層と電池素子１の電極リードとを接続する接続部材３０の導体抵抗が大きくなると、静電貫通ではなく、静電拡散と同等の状態となる。特に、抵抗が１５ｋＶを超える領域では、上述の実施例の測定結果から推測すると、外装材１の導電層をＧＮＤに接続した場合には、完全に静電貫通に至らずに、静電拡散が一部始まり、その結果、電流は筐体に流れ込み、ＥＳＤ破壊につながると考えられる。
以上により、接続抵抗を制限し、静電拡散を抑える効果を定量的に定義することで、筐体の形態に依存せず、ＥＳＤ耐性を向上させることができると考えられる。
【０１００】
（実施例１１）
外装材１に対してＰＥＴラベル４１を貼り合わせ、ＰＥＴラベル４１により外装材１の表面全体を覆う以外は、実施例１と同様にして電池パックを得た。
【０１０１】
（実施例１２）
外装材１に対してＳＵＳラベル６１を貼り合わせ、ＳＵＳラベル６１により外装材１の表面全体を覆う以外は、実施例１と同様にして電池パックを得た。
【０１０２】
（自由落下試験）
上述のようにして得られた実施例１１、および実施例１２の電池パックに対して自由落下試験を以下のようにして行った。１．５ｍの高さから、電池パック表面部６面×２サイクル、合計１２回の落下試験を行い、電池パックを構成する全ての部品にクラックや外れがあるか否かを確認した（図２２、図２４参照）。
【０１０３】
（ランダム自由落下試験）
上述のようにして得られた実施例１１、および実施例１２の電池パックに対してランダム自由落下試験を以下のようにして行った。１．０ｍの高さから電池パックを厚さ３ｍｍの鉄板上に２００回落下し、電池パックを構成する全ての部品にクラックや外れがあるか否かを確認した（図２２、図２４参照）。
【０１０４】
（パンチング耐性試験）
上述のようにして得られた実施例１１、および実施例１２の電池パックに対してパンチン耐性試験を以下のようにして行った。パンチング治具（鉄製Φ８ｍｍ、先端Φ３ｍｍ、４５°カット）９２を用いて、荷重４００Ｎ、スピード１．５ｍｍ／ｍｉｎの条件でパンチング試験を行い、電池パックに内部ショートが発生しているか否かを確認した（図２３、図２５参照）。
【０１０５】
以上の試験結果から以下のことがわかった。
実施例１１では、ＰＥＴラベルが柔らかいため、電池パックの機械的強度をあまり向上できなかった。これに対して、実施例１２では、ＳＵＳラベルがＰＥＴラベルより硬質であるため、電池パックの機械的強度を大幅に向上することができた。
【０１０６】
以上、この発明の実施形態および実施例について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態および実施例に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１０７】
例えば、上述の実施形態および実施例において挙げた数値、形状、および構成などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値、形状、および構成などを用いてもよい。
【０１０８】
また、上述の第１〜第４の実施形態の各構成は、この発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【０１０９】
また、上述の第１〜第４の実施形態では、正極と負極との間に、電解質層を介在させて、正極と負極とを巻回してなる巻回型の電池に対して本発明を適用する例について説明したが、正極、電解質層、負極を順次積層する積層型（スラック型）の電池に対しても本発明は適用可能である。
【０１１０】
また、上述の第１〜第４の実施形態では、二次電池の電池パックに対して本発明を適用する例について説明したが、一次電池の電池パックに対しても本発明は適用可能である。
【０１１１】
また、上述の第１〜第４の実施形態では、電解質としてゲル状電解質を備える電池に対して本発明を適用した例について説明したが、電解質として電解質塩を含有させた固体電解質を備える電池に対しても本発明は適用可能である。また、電解質として非水電解液などの電解液を備える電池に対しても本発明は適用可能である。
【０１１２】
また、上述の第１〜第２の実施形態では、電池素子４の正極リード５ａまたは負極リード５ｂと外装材１の導電層とを電気的に接続する例について説明したが、外装材１の導電層と電池素子４の正極または負極とを電気的に接続できればよく、外装材１の導電層と電気的に接続される部分は特にこの例に限定されるものではない。例えば、電池パックの正極端子２ａまたは負極端子２ｂ、もしくは回路基板２２の正極端子または負極端子と、外装材１の導電層とを電気的に接続するようにしてもよい。
【０１１３】
また、上述の第４の実施形態では、回路基板２２の正極端子と金属ラベル６１の金属基材とを電気的に接続する例について説明したが、回路基板２２の負極端子と金属ラベル６１の金属基材とを電気的に接続するようにしてもよい。
【０１１４】
また、上述の第４の実施形態では、回路基板２２の電極端子と金属ラベル６１の金属基材とを電気的に接続する例について説明したが、金属ラベル６１の金属基材と電池素子４の電極とを電気的に接続できればよく、金属ラベル６１の金属基材と電気的に接続される部分は特にこの例に限定されるものではない。例えば、電池パックの電極端子、または電池素子４の電極リードと、金属ラベル６１の金属基材とを電気的に接続するようにしてもよい。
【０１１５】
また、上述の第３〜第４の実施形態において、金属ラベル６１の金属基材と、外装材１の導電層との両方を、電池素子４の正極または負極と電気的に接合することが好ましい。この接触の方法としては、例えば、金属ラベル６１の金属基材の両主面のうち、外装材１と対向する主面に１または複数の突起を設け、この突起を外装材１の導電層と電気的に接触させるようにする方法、または、外装材の金属層の両主面のうち、金属ラベル６１と対向する主面に１または２以上の突起を設け、この突起を金属ラベル６１の金属基材と電気的に接触させるようにする方法が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】図１は、この発明の第１の実施形態による電池パックの外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、この発明の第１の実施形態による電池パックの一構成例を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、この発明の第１の実施形態による電池素子の外観の一例を示す斜視図である。
【図４】図４は、電池素子４を被覆する外装材の一形状例を示す展開図である。
【図５】図５は、外装材を構成する軟質ラミネート材の一構成例を示す断面図である。
【図６】図６は、外装材の表面を覆うラベルの一構成を示す断面図である。
【図７】図７Ａは、外装材の金属が露出している電池パックの斜視図、図７Ｂは、外装材の金属が露出していない電池パックの斜視図である。
【図８】図８は、外装材による被覆された電池素子の一構成例を示す斜視図である。
【図９】図９は、外装材の継ぎ目部分を示す断面図である。
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｂは、電池パックの製造方法を説明するための工程図である。
【図１１】図１１は、ＥＳＤが発生したときの静電気の流れを示す斜視図である。
【図１２】図１２は、ＥＳＤが発生したときの静電気の流れを示す電池パックの等価回路図である。
【図１３】図１３Ａ〜図１３Ｂは、電池パックの製造方法を説明するための工程図である。
【図１４】図１４は、ＥＳＤが発生したときの静電気の流れを示す電池パックの等価回路図である。
【図１５】この発明の第３の実施形態による電池パックの一構成例を示す分解斜視図である。
【図１６】図１６は、金属ラベルの第１の構成例を示す断面図である。
【図１７】図１７は、金属ラベルの第２の構成例を示す断面図である。
【図１８】この発明の第４の実施形態による電池パックの一構成例を示す断面図である。
【図１９】この発明の第４の実施形態による電池パックの作用効果を説明するための断面図である。
【図２０】図２０は、実施例１〜６の電池パックの等価回路図である。
【図２１】図２１は、実施例６〜１０の電池パックの等価回路図である。
【図２２】図２２Ａ、図２２Ｂは、実施例１１の電池パックに対する自由落下試験およびランダム自由落下試験を説明するための概略図である。
【図２３】図２３Ａ、図２３Ｂは、実施例１１の電池パックに対するパンチング耐性試験を説明するための概略図である。
【図２４】図２４Ａ、図２４Ｂは、実施例１２の電池パックに対する自由落下試験およびランダム自由落下試験を説明するための概略図である。
【図２５】図２５Ａ、図２５Ｂは、実施例１２の電池パックに対するパンチング耐性試験を説明するための概略図である。
【図２６】図２６Ａ、図２６Ｂは、電子機器の電池パック収容部を示す概略図である。
【図２７】図２７Ａは、ＥＳＤ対策用の部品を追加する前の回路図、図２７Ｂは、ＥＳＤ対策用の部品を追加した後の回路図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１      外装材
１ａ    軟質ラミネート材
１ｂ    硬質ラミネート材
２      トップカバー
２ａ    正極端子
２ｂ    負極端子
２ｃ    識別端子
３      ボトムカバー
４      電池素子
５ａ    正極リード
５ｂ    負極リード
１５    収納部
１５ａ  熱溶着シート
１６ａ  ポリプロピレン層
１６ｂ  ポリプロピレン層
１７ａ  軟質アルミ金属層
１７ｂ  硬質アルミ金属層
１８ａ  ＰＥＴ層
１８ｂ  ナイロン層またはＰＥＴ層
２１    トップカバー本体
２２    回路基板
４１    ラベル
４２    絶縁テープ
５１    粘着剤層
５２    基材
５３    インク接着剤層
５４    インク層
５５    ＵＶコーティング層
６１    ラベル（ＳＵＳ）
６２    接続部材
６３    正極端子
６４    正極端子
６５    開口部
７１    粘着材
７２    基材
７３    粘着材
７４    基材
７５    インク
７６    ＵＶコーティング
８１    金属ラベル
９１    回路基板
【図１】
2010044954.tif 000005
【図２】
2010044954.tif 000006
【図３】
2010044954.tif 000007
【図４】
2010044954.tif 000008
【図５】
2010044954.tif 000009
【図６】
2010044954.tif 000010
【図７】
2010044954.tif 000011
【図８】
2010044954.tif 000012
【図９】
2010044954.tif 000013
【図１０】
2010044954.tif 000014
【図１１】
2010044954.tif 000015
【図１２】
2010044954.tif 000016
【図１３】
2010044954.tif 000017
【図１４】
2010044954.tif 000018
【図１５】
2010044954.tif 000019
【図１６】
2010044954.tif 000020
【図１７】
2010044954.tif 000021
【図１８】
2010044954.tif 000022
【図１９】
2010044954.tif 000023
【図２０】
2010044954.tif 000024
【図２１】
2010044954.tif 000025
【図２２】
2010044954.tif 000026
【図２３】
2010044954.tif 000027
【図２４】
2010044954.tif 000028
【図２５】
2010044954.tif 000029
【図２６】
2010044954.tif 000030
【図２７】
2010044954.tif 000031
【手続補正書】
【提出日】平成21年11月2日(2009.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装材と、
上記外装材に収容された電池素子と
を備え、
上記外装材は、導電層を有するラミネート材であり、
上記電池素子の正極端子または負極端子が、上記導電層と電気的に接続されている電池パック。
【請求項２】
上記電池素子の正極端子が、上記外装材の導電層と電気的に接続されている請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
上記正極端子と、上記外装材の導電層との間の抵抗が１ＭΩ以下である請求項２記載の電池パック。
【請求項４】
上記電池素子の負極端子が、上記外装材の導電層と電気的に接続され、
上記負極端子と、上記外装材の導電層との間の抵抗が５００Ω以下である請求項１記載の電池パック。
【請求項５】
上記外装材の開口に嵌合されるカバーと、
上記電池素子の正極端子または負極端子と、上記外装材の導電層とを電気的に接続する接続部材と
をさらに備え、
上記接続部材の一端は上記電池素子の正極端子または負極端子に対して接続され、
上記接続部材の他端は上記外装部材と上記カバーとの間に挟み込まれている請求項１記載の電池パック。
【請求項６】
上記外装材を覆う表面部材をさらに備え、
上記表面部材は金属層を備える請求項１記載の電池パック。
【請求項７】
上記金属層は、ステンレス鋼を主成分とする請求項６記載の電池パック。
【請求項８】
上記電池素子の正極端子または負極端子が、上記表面部材の金属層と電気的に接続されている請求項６記載の電池パック。
【請求項９】
上記外装材は、略同一サイズの第１および第２のラミネート材を備え、
上記第１および上記第２のラミネート材は導電層を有し、
上記第１のラミネート材に形成された凹部に電池素子が収容され、
上記凹部の開口を上記第２のラミネート材が覆うように、上記第１および第２のラミネート材が重ねられ、上記開口の周囲において、上記第１および上記第２のラミネート材の対向面が熱溶着され、
上記ラミネート材の上記凹部の底面の外側において、上記第１のラミネート材の両端部同士が接合されている請求項１記載の電池パック。
【請求項１０】
上記第１のラミネート材の導電層は軟質アルミ金属層であり、
上記第２のラミネート材の導電層は硬質アルミ金属層である請求項９記載の電池パック。
【請求項１１】
上記第１のラミネート材と上記第２のラミネート材とがずらして重ね合わされ、
上記第１のラミネート材および上記第２のラミネート材のずれた部分が、上記第１のラミネート材の上記凹部の底面の外側において、重ね合わされている請求項９記載の電池パック。
【請求項１２】
上記第１のラミネート材は、接着層と、軟質アルミ金属層と、表面保護層とがこの順序で積層されてなり、
上記第２のラミネート材は、接着層と、硬質アルミ金属層と、表面保護層とがこの順序で積層されてなり、
上記第１のラミネートの接着層と、上記第２のラミネート材の接着層とが、対向する請求項９記載の電池パック。
【請求項１３】
外装材と、
上記外装材に収容された電池素子と、
上記外装材を覆う表面部材と
を備え、
上記表面部材は金属層を有し、
上記電池素子の正極端子または負極端子が、上記表面部材の金属層と電気的に接続されている電池パック。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
図２６Ａは、携帯電話などの電子機器の電池パック収容部を示す概略図である。図２６Ａに示すように、電池パック収容部１０１には一般的に開口部１０２が設けられ、この開口部１０２から電子機器の回路基板が露出している。このような構成を有する電子機器では、ＥＳＤが発生すると、外装材表面に配した導電層が静電ルートとなり、開口部１０２から露出する回路基板に静電気が流れ、電子回路の誤作動や半導体素子の損傷を引き起こすことがある。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
第２の発明は、
外装材と、
外装材に収容された電池素子と、
外装材を覆う表面部材と
を備え、
表面部材は金属層を有し、
電池素子の正極端子または負極端子が、表面部材の金属層と電気的に接続されている電池パックである。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
物質は、原子または分子から構成され、分子は１または複数の原子から構成される。原子は、電気的にマイナスの電子が原子核（プラスの陽子）を取り囲むように構成されている。その外郭の電子は外に出やすい状態にある。この外郭の電子が飛び出しやすい物質はプラスに帯電しやすい物質であり、外郭に電子を取り込みやすい物質はマイナスに帯電しやすい物質である。プラスに帯電しても、マイナスに帯電しても、電気の流れは同じである。したがって、本明細書ではＥＳＤに対する帯電極性については特に言及しない。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７４】
図１６は、金属ラベルの第１の構成例を示す。図１６に示すように、金属ラベル６１は、シート状またはフィルム状を有する金属基材７２と、この金属基材７２の一方の主面に順次積層された粘着剤層７３、樹脂基材７４、インク層７５、およびＵＶコーティング層７６と、他方の主面に積層された粘着剤層７１とを備える。金属基材７２としては、ＳＵＳを主成分とするＳＵＳ基材を用いることが好ましいが、特にこれに限定されるものではなく、所望とする金属ラベル６１の特性に応じて適宜選択することができる。樹脂基材７４としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を主成分とするＰＥＴ基材を用いることができるが、特にこれに限定されるものではなく、所望とする金属ラベル６１の特性に応じて適宜選択することができる。金属ラベル６１は、その粘着剤層７１を介して外装材１に貼り合わされている。なお、本明細書では、金属基材７２としてＳＵＳ基材を用いた金属ラベル６１をＳＵＳラベルと称する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７５】
図１７は、金属ラベルの第２の構成例を示す。図１７に示すように、金属ラベル８１は、シート状またはフィルム状を有する金属基材７２と、この金属基材７２の一方の主面に順次積層された、粘着剤層５１、基材５２、インク接着剤層５３、インク層５４、およびＵＶコーティング層５５と、他方の主面に積層された粘着剤層７１とを備える。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８１】
以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。図２０は、実施例１〜５の電池パックの等価回路を示す。図２１は、実施例６〜１０の電池パックの等価回路を示す。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１６】
【図１】図１は、この発明の第１の実施形態による電池パックの外観を示す斜視図である。
【図２】図２は、この発明の第１の実施形態による電池パックの一構成例を示す分解斜視図である。
【図３】図３は、この発明の第１の実施形態による電池素子の外観の一例を示す斜視図である。
【図４】図４は、電池素子４を被覆する外装材の一形状例を示す展開図である。
【図５】図５は、外装材を構成する軟質ラミネート材の一構成例を示す断面図である。
【図６】図６は、外装材の表面を覆うラベルの一構成を示す断面図である。
【図７】図７Ａは、外装材の金属が露出している電池パックの斜視図、図７Ｂは、外装材の金属が露出していない電池パックの斜視図である。
【図８】図８は、外装材による被覆された電池素子の一構成例を示す斜視図である。
【図９】図９は、外装材の継ぎ目部分を示す断面図である。
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｄは、電池パックの製造方法を説明するための工程図である。
【図１１】図１１は、ＥＳＤが発生したときの静電気の流れを示す斜視図である。
【図１２】図１２は、ＥＳＤが発生したときの静電気の流れを示す電池パックの等価回路図である。
【図１３】図１３Ａ〜図１３Ｄは、電池パックの製造方法を説明するための工程図である。
【図１４】図１４は、ＥＳＤが発生したときの静電気の流れを示す電池パックの等価回路図である。
【図１５】この発明の第３の実施形態による電池パックの一構成例を示す分解斜視図である。
【図１６】図１６は、金属ラベルの第１の構成例を示す断面図である。
【図１７】図１７は、金属ラベルの第２の構成例を示す断面図である。
【図１８】この発明の第４の実施形態による電池パックの一構成例を示す断面図である。
【図１９】この発明の第４の実施形態による電池パックの作用効果を説明するための断面図である。
【図２０】図２０は、実施例１〜５の電池パックの等価回路図である。
【図２１】図２１は、実施例６〜１０の電池パックの等価回路図である。
【図２２】図２２Ａ、図２２Ｂは、実施例１１の電池パックに対する自由落下試験およびランダム自由落下試験を説明するための概略図である。
【図２３】図２３Ａ、図２３Ｂは、実施例１１の電池パックに対するパンチング耐性試験を説明するための概略図である。
【図２４】図２４Ａ、図２４Ｂは、実施例１２の電池パックに対する自由落下試験およびランダム自由落下試験を説明するための概略図である。
【図２５】図２５Ａ、図２５Ｂは、実施例１２の電池パックに対するパンチング耐性試験を説明するための概略図である。
【図２６】図２６Ａ、図２６Ｂは、電子機器の電池パック収容部を示す概略図である。
【図２７】図２７Ａは、ＥＳＤ対策用の部品を追加する前の回路図、図２７Ｂは、ＥＳＤ対策用の部品を追加した後の回路図である。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１１７】
１      外装材
１ａ    軟質ラミネート材
１ｂ    硬質ラミネート材
２      トップカバー
２ａ    正極端子
２ｂ    負極端子
２ｃ    識別端子
３      ボトムカバー
４      電池素子
５ａ    正極リード
５ｂ    負極リード
１５    収納部
１５ａ  熱溶着シート
１６ａ  ポリプロピレン層
１６ｂ  ポリプロピレン層
１７ａ  軟質アルミ金属層
１７ｂ  硬質アルミ金属層
１８ａ  ＰＥＴ層
１８ｂ  ナイロン層またはＰＥＴ層
２１    トップカバー本体
２２    回路基板
４１    ラベル
４２    絶縁テープ
５１    粘着剤層
５２    基材
５３    インク接着剤層
５４    インク層
５５    ＵＶコーティング層
６１    金属ラベル（ＳＵＳ）
６２    接続部材
６３    正極端子
６４    正極端子
６５    開口部
７１    粘着剤層
７２    金属基材
７３    粘着剤層
７４    樹脂基材
７５    インク層
７６    ＵＶコーティング層
８１    金属ラベル
９１    回路基板