(57)【要約】【課題】ラミネート電池を複数個配列して外装ケース内に収納した薄型のパック電池において、寸法安定性を確保しながら、より薄く、軽量化する。【解決手段】薄型パック電池１は、平板状のパック電池中間体１０が、ノートパソコンの底ケース２０の収納領域に装着されて構成される。パック電池中間体１０は、コアパック１１と、当該コアパック１１の上面を覆う金属カバー板１２と、コアパック１１の下面を覆う絶縁シート１３とからなる。コアパック１１は、絶縁性枠体３０の内側に、複数のラミネート電池４１〜４６及び回路基板５０が、平面に沿って配置されて構成されている。金属カバー板１２の外周全体にわたって、縁部分が下方に折曲されることによって外周側板部１２ａが形成され、外周側板部１２ａの内側に絶縁性枠体３０が填まり込む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一平面上に、絶縁性枠体と、当該絶縁性枠体の内側に複数のラミネート電池及び回路基板が配置されてなるコアパックと、
前記コアパックにおける一方の主面を覆う金属板とを有し、
機器本体ケースの内底面上に設けられた収納領域に、前記コアパックにおける他方の主面が当該内底面に直に対向して収納され、
当該機器本体ケースの収納領域部分及び前記金属板によって前記複数のラミネート電池及び回路基板を保護する外装ケースが構成されていることを特徴とするパック電池。
【請求項２】
前記機器本体ケースの底面は長方形状であって、
前記複数のラミネート電池が、前記底面の長辺全長に沿う状態で配列されていることを特徴とする請求項１記載のパック電池。
【請求項３】
前記絶縁性枠体は樹脂で形成され、
前記金属板の外周縁部は曲折され、その曲折部が、前記絶縁性枠体の外周を囲んでいることを特徴とする請求項１または２記載のパック電池。
【請求項４】
一平面上に、絶縁性枠体と、当該絶縁性枠体の内側に複数のラミネート電池及び回路基板が配置されてなるコアパックと、
前記コアパックにおける一方の主面を覆う金属板とを有し、
機器本体ケースの内底面上に設けられた収納領域に、前記コアパックにおける他方の主面が当該内底面に直に対向して収納されるときに、当該機器本体ケースの収納領域部分及び前記金属板によって前記複数のラミネート電池及び回路基板を保護する外装ケースが構成されることを特徴とするパック電池中間体。
【請求項５】
さらに、前記コアパックにおける他方の主面を覆う絶縁シートを有し、
前記金属板、コアパック、絶縁シートの外周部分が、テープで固定されていることを特徴とする請求項４記載のパック電池中間体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パック電池に関し、特に、複数のラミネート電池が内蔵された薄型パック電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話などの携帯機器の普及に伴い、これらの電力源として二次電池が広く利用されている。携帯機器の中でも特に、ノートパソコンにおいては、二次電池を複数個、多直多並で接続したものを、回路基板と共に外装体に収納したパック電池が電力源として内蔵している。
ところで、ノートパソコンの薄型化に伴って、それに内蔵するパック電池も薄型化に対する要請があり、それに応えるために、高エネルギー密度を有し薄型且つ軽量なラミネート電池（ラミネート外装のリチウムポリマー電池）が用いられている。そして、このラミネート電池を複数個配列して外装ケース内に収納した薄型パック電池も考案されている。
【０００３】
例えば、複数のラミネート電池を外装フィルムで被覆することによって薄く軽量なパック電池を構成することもできるが、使用条件によってラミネート電池の内圧が上昇すると、外装フィルムが膨れて変形しやすいので、寸法が安定しにくい。
これに対して、図６に示すように、特許文献１に開示されている薄型パック電池は、複数のラミネート電池１０１が、外枠１０４ａと中間枠１０４ｂを有する四角形の枠体１０４に填め込まれて、端子基板１０２と共に配置され、第１金属板１０５と第２金属板１０６とで挟み込まれている。枠体１０４には、外枠１０４ａの外周面に係止溝１１１が設けられ、第１金属板１０５と第２金属板１０６の縁部が枠体１０４の表面に沿って内側に折曲され、その先端縁が係止溝１１１に係止されている。
【０００４】
このようなパック電池において、複数のラミネート電池１０１は、第１金属板１０５と第２金属板１０６と枠体１０４とで形成されたケース内に収納されているので、各ラミネート電池１０１の両主面が金属板で保護され、寸法安定性にも優れている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３５６０２７号公報
【特許文献２】特開２００４−２７３１７４号公報
【特許文献３】特開２００５−８５５４３号公報
【特許文献４】特開２００６−２１６５１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、ノートパソコンをはじめとする携帯機器において、さらなる薄型化に対する要請があり、それに伴って、薄型パック電池において、より薄く軽量化することが望まれている。
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、ラミネート電池を複数個配列して外装ケース内に収納した薄型パック電池において、寸法安定性を確保しながら、より薄く、軽量化することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係るパック電池では、一平面上に、絶縁性枠体と、当該絶縁性枠体の内側に複数のラミネート電池及び回路基板が配置されてなるコアパックと、コアパックにおける一方の主面を覆う金属板とを設け、機器本体ケースの内底面上に設けられた収納領域に、コアパックにおける他方の主面を当該内底面に直に対向させて収納し、当該機器本体ケースの収納領域部分及び金属板によって複数のラミネート電池及び回路基板を保護する外装ケースを構成することとした。
【０００８】
機器本体ケースの底面が長方形状の場合、複数のラミネート電池を、この底面の長辺全長に沿う状態で配列することが好ましい。
絶縁性枠体を樹脂で形成し、金属板の外周縁部を曲折し、その曲折部で、絶縁性枠体の外周を囲むことが好ましい。
また、上記目的を達成するために、本発明のパック電池中間体では、一平面上に、絶縁性枠体と、当該絶縁性枠体の内側に複数のラミネート電池及び回路基板が配置されてなるコアパックと、コアパックにおける一方の主面を覆う金属板とを設け、コアパックにおける他方の主面が当該内底面に直に対向して収納されるときに、当該機器本体ケースの収納領域部分及び金属板によって複数のラミネート電池及び回路基板を保護する外装ケースが形成されるようにした。
【０００９】
上記パック電池中間体において、さらに、前記コアパックにおける他方の主面を覆う絶縁シートを設け、金属板、コアパック、絶縁シートの外周部分を、テープで固定することが好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るパック電池によれば、コアパックを構成する絶縁性枠体と、複数のラミネート電池及び回路基板が、一平面上に配置されているので、基本的に厚みが薄く、また、コアパックにおける一方の主面を金属板で覆い、機器本体ケースの内底面上に設けられた収納領域に、コアパックにおける他方の主面を当該内底面に直に対向させて収納することによって、複数のラミネート電池及び回路基板は、金属板及び機器本体ケースによって挟持されて保護される。
【００１１】
このように、機器本体ケースが、複数のラミネート電池及び回路基板を保護する外装ケースの一部を兼ねるので、上記従来技術にかかる２枚の金属板でラミネート電池を挟持した薄型パック電池と比べても、厚みが低減され、重量も軽くなる。
また、ラミネート電池及び回路基板の周囲が絶縁性枠体で囲まれて保持されているので、複数のラミネート電池をテープ巻きで固定する場合と比べて、全体の形状を保持する効果が高く、厚みも低減できる。
【００１２】
また、本発明のパック電池中間体においても、これと同様の効果を奏する。
上記本発明において、機器本体ケースの底面が長方形状の場合、機器本体ケースの底面の長辺全長に沿って複数のラミネート電池を配列すれば、その複数のラミネート電池を絶縁性枠体で安定して保持することができる。
絶縁性枠体を樹脂で形成すれば、パック電池組立時において、絶縁性枠体に複数のラミネート電池及び回路基板を填め込むのが容易である。また、金属板の外周縁部を曲折し、その曲折部で、絶縁性枠体の外周を囲むようにすれば、絶縁性枠体を樹脂で形成しても、寸法安定性が優れる。
【００１３】
パック電池中間体において、さらに、コアパックにおける他方の主面を覆う絶縁シートを設け、金属板、コアパック、絶縁シートの外周部分を、テープで固定すれば、ラミネート電池が金属板と絶縁シートによって挟みこまれるので、ラミネート電池が膨れようとするときにも、その膨れが抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態に係る薄型パック電池の構成を示す斜視図である。
【図２】図１に示すパック電池の中間体の組立図である。
【図３】図２に示すコアパックの組立図である。
【図４】図１に示す薄型パック電池１をＹＺ面で切断した概略断面図である。
【図５】図１に示す薄型パック電池１をＸＺ面で切断した概略断面図である。
【図６】従来技術に係る薄型パック電池の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
説明上、各図中、矢印Ｘが指す方向を前方、矢印Ｙが指す方向を横方向（右方）、矢印Ｚが指す方向を上方とする。
図１は、実施の形態にかかる薄型パック電池１の全体構成を示す斜視図である。
図１に示すように、薄型パック電池１は、平板状のパック電池中間体１０が、電子機器本体となるノートパソコンの底ケース２０の収納領域に装着されて構成され、当該ノートパソコンの電力源となるものである。
【００１６】
図１に示すように、底ケース２０は長方形の皿状部材である。
底ケース２０は、ＸＹ平面に沿った長方形状の平板からなる底板部２１と、当該底板部２１の外周４辺から上方に屈曲して設けられた外周側壁部２２ａ〜２２ｄとからなり、底板部２１上には隔壁２３ａ〜２３ｅが設けられている。
底板部２１の上面は、この隔壁２３ａ〜２３ｅによって仕切られ、隔壁２３ａ〜２３ｅ及び外周側壁部２２ａ、２２ｃ、２２ｄで囲まれた領域が、パック電池中間体１０を収納する収納領域となっている。この収納領域は、パック電池中間体１０が丁度填まり込むようにパック電池中間体１０とほぼ同じ形状である。
【００１７】
パック電池中間体１０は、図４に示すように、両面テープ１６によって底板部２１の収納領域上面に接着されて装着されており、このように装着されたときに底板部２１が薄型パック電池１の外装ケースの一部を兼ねるようになっている。当該機器本体ケースの収納領域部分及び金属板によって、複数のラミネート電池及び回路基板を保護する外装ケースが構成されている。
【００１８】
このような底ケース２０は、一般に樹脂を射出成形することによって作製されるが、金属材料を成形することによって作製してもよい。
なお、ノートパソコンは、この底ケース２０の上に、上蓋ケース（不図示）を備え、底ケース２０と上蓋ケースからなる本体ケース内に、薄型パック電池１の他に、図示しない本体回路基板、記憶装置、キーボードなどが収納される。このキーボードは、薄型パック電池１の直上に配置される。
【００１９】
（パック電池中間体１０）
パック電池中間体１０の形状は、横方向に長い長方形状の長尺部１０ａと、当該長尺部１０ａの中央部分から前方に突出する長方形状の突出部１０ｂとからなり、長尺部１０ａの横方向長さは、底ケース２０の横方向長さとほぼ同じであるが、突出部１０ｂの横方向長さはこれより短い。
【００２０】
図２は、パック電池中間体１０の構成を示す組立図である。
パック電池中間体１０は、コアパック１１と、当該コアパック１１の上面を覆う金属カバー板１２と、コアパック１１の下面を覆う絶縁シート１３とからなる。
コアパック１１、金属カバー板１２、絶縁シート１３は、共にＸＹ平面に沿った平板状であって、上で説明したパック電池中間体１０の形状と同じであり、これらが積層された積層体の外周部が、図１に示すように粘着テープ１５で固定されてパック電池中間体１０が構成されている。
【００２１】
コアパック１１は、ＸＹ平面に沿った絶縁性枠体３０の内側に、複数（６個）のラミネート電池４１〜４６及び回路基板５０が、このＸＹ平面に沿って配置されて構成されている。
図３は、コアパック１１の組立図である。
絶縁性枠体３０の形状は、上で説明したパック電池中間体１０の形状と同様の形状であって、主要な構成は底面がなく外周に位置する枠体部からなり、横方向に長い長方形状の長尺枠体部３０ａと、当該長尺枠体部３０ａの中央部分から前方に突出する長方形状の突出枠体部３０ｂとからなり、全体が樹脂で形成されている。
【００２２】
長尺枠体部３０ａは、４本の枠辺（横方向に伸びる長い枠辺３１，３２及び前後方向に伸びる短い枠辺３３，３４）からなり、その内側に、５個のラミネート電池４１〜４５が同じ向きを向いた状態で、横方向に並べて安定して装着できるようになっている。
また、突出枠体部３０ｂは、枠辺３１の中央部から前方に伸びる枠辺３５，３６，３７と、その前端を結ぶように横方向に伸びる枠辺３８とからなり、その内側に、ラミネート電池４６及び回路基板５０を、横方向に並べて装着できるようになっている。
【００２３】
金属カバー板１２は、金属板（例えば、厚さ０．１５ｍｍのＳＵＳ３０４板）を成形したものであって、図２に示すように、金属カバー板１２の外周全体にわたって、縁部分が下方に折曲されることによって外周側板部１２ａが形成されている。この外周側板部１２ａの内側に絶縁性枠体３０が填まり込むようになっている。
図４は、図１に示す薄型パック電池１をＹＺ面で切断した概略断面図であり、図５は、薄型パック電池１をＸＺ面で切断した概略断面図である。
【００２４】
図４、５に示すように、金属カバー板１２の外周側板部１２ａの内側に、絶縁性枠体３０の枠辺３３，３４が填まり込んでいる。
各ラミネート電池４１〜４６は、折り返したラミネートフィルムの間に電極体を挟んで、当該フィルムの外周を溶着等で気密に封止することによって形成されたものであって、ここでは、ラミネート電池４１〜４６として、ポリマー電池を用いることとする。
【００２５】
図３に示すように、各ラミネート電池４１〜４６は長方形状であって、その短辺上には、負極端子４１ａ〜４６ａと、正極端子４１ｂ〜４６ｂとが取り付けられている。
５個の各ラミネート電池４１〜４５は、負極端子４１ａ〜４５ａと正極端子４１ｂ〜４５ｂとを前方に向けた状態で、長尺枠体部３０ａの枠辺３１と枠辺３２にまたがって、嵌め込まれている。ラミネート電池４６は、負極端子４６ａと正極端子４６ｂを左方に向けた状態で、突出枠体部３０ｂの枠辺３５と枠辺３６にまたがって嵌め込まれている。ここで、隣り合うラミネート電池４１〜４６どうしの間には、絶縁スペーサ４７が介挿されている（図４参照）。
【００２６】
なお、絶縁スペーサ４７を介挿する代わりに、隣り合うラミネート電池４１〜４５どうしを仕切る中間枠を長尺枠体部３０ａに設けてもよいが、絶縁スペーサ４７を介装する方がスペース効率を高めることができ、且つラミネート電池４１〜４５のサイズのバラツキにも対応できる。
ラミネート電池４１〜４５の上面側には両面テープ１４ａが貼り付けられ、ラミネート電池４６の上面にも両面テープ１４ｂが貼り付けられている。この両面テープ１４ａ，１４ｂによって、ラミネート電池４１〜４６の上面と金属カバー板１２の下面とが接着されている。
【００２７】
また、ラミネート電池４１〜４６の下面側にも両面テープ１３ａ（図４参照）が貼り付けられ、この両面テープ１３ａによってラミネート電池４１〜４６の下面と絶縁シート１３の上面とが接着されている。
回路基板５０は、長方形状であって、突出枠体部３０ｂの枠辺３６と枠辺３７にまたがるように填め込まれて装着されている。なお、絶縁性枠体３０には枠辺３６と枠辺３７との間にまたがって絶縁カバー部３９が形成されており、回路基板５０はこの絶縁カバー部３９の下側に装着されている。
【００２８】
回路基板５０には、ラミネート電池４１〜４６を保護する保護回路を実現する電子部品が実装されている。この保護回路は、ラミネート電池４１〜４６を過充電や過放電から防止するために充放電電流を制御する回路、過電流を検出して電流を遮断する回路、ラミネート電池４１〜４６が異常高温になったときに電流遮断する回路等である。
また、回路基板５０の上面には、ラミネート電池４１〜４６から電力を入力する正入力端子５１ａ，負入力端子５１ｂ、及び、パック電池の中間電圧を入力するための中間端子５２ａ,５２ｂ、及びノートパソコン本体に出力するコネクタ５３が設けられている。
【００２９】
コネクタ５３は、絶縁カバー部３９に形成された切欠３９ａ及び金属カバー板１２に形成された切欠１２ｂを貫通して、図１に示すようにパック電池中間体１０の上面に露出している。
このコネクタ５３には、ノートパソコンの本体回路基板に接続されたプラグ（不図示）が接続される。
【００３０】
また、回路基板５０には、感熱素子であるサーミスタ素子５４が取り付けられ、このサーミスタ素子５４は、絶縁カバー部３９に形成された切欠３９ｂを貫通して、図２に示すように、先端の感熱部が、ラミネート電池４１〜４６の温度を測定するのに適した位置に固定されている。
（ラミネート電池、回路基板の接続）
６個のラミネート電池４１〜４６は、金属板導体に絶縁フィルムがラミネートされてなる電源バス６１〜６４によって、３直列２並列で接続され、その両端が、回路基板５０の正入力端子５１ａと負入力端子５１ｂに接続されている。そして、ラミネート電池４１〜４６から、電源バス６１〜６４、回路基板５０及びコネクタ５３を介して、ノートパソコン本体回路基板に電力が供給されるようになっている。
【００３１】
具体的には、各電源バス６１〜６４は、以下のように各端子を接続している。
電源バス６１は横方向に直線状に伸びて、正極端子４１ｂ，４２ｂを接続している。そして、この電源バス６１に設けられた正極端子６１ａは、絶縁カバー部３９に形成された切欠３９ｃを貫通して、正入力端子５１ａに接続されている。
電源バス６２は横方向に直線状に伸びて、負極端子４１ａ，４２ａ，正極端子４４ｂ，４５ｂを接続し、この電源バス６２に設けられた中間端子６２ａは、上記切欠３９ｃを貫通して、中間端子５２ａに接続されている。
【００３２】
電源バス６３は横方向及び前後方向にＬ字状に伸びて、負極端子４４ａ，４５ａ、正極端子４３ｂ，４６ｂを接続し、この電源バス６３に設けられた中間端子６３ａは、絶縁カバー部３９に形成された切欠３９ｂを貫通して、中間端子５２ｂに接続されている。
電源バス６４は横方向と前後方向にＬ字状に伸びて、負極端子４３ａ，４６ａを接続し、この電源バス６４に設けられた負極端子６４ａは、上記切欠３９ｂを貫通して、負入力端子５１ｂに接続されている。両端の２セルが並列、中央の２セルが並列、これらを直列に接続している。
【００３３】
（薄型パック電池１の製造方法）
薄型パック電池１は、以下のようにして作製することができる。
（１）ラミネート電池４１〜４６を、絶縁スペーサ４７を介挿しながら平面上に配列して、これに両面テープ１３ａ，１４ａ，１４ｂを貼り付ける。また、ラミネート電池４１〜４６の各端子に電源バス６１〜６４を接続する。
（２）絶縁性枠体３０に、上記ラミネート電池４１〜４６と、回路基板５０とを填め込み、電源バス６１〜６４の各端子６１ａ〜６４ａと回路基板５０の各端子５１ａ，５２ｃ，５２ｂ，５１ｂとを接続することによって、コアパック１１を作製する。
（３）コアパック１１の上面に金属カバー板１２、下面に絶縁シート１３を貼り付け、その外周部を粘着テープ１５で固定することによって、パック電池中間体１０を作製する。
（４）パック電池中間体１０を、両面テープ１６を介して底ケース２０の収納領域に貼り付けることによって薄型パック電池１を作製する。
【００３４】
（薄型パック電池１による効果）
本実施形態の薄型パック電池１においては、絶縁性枠体３０と、ラミネート電池４１〜４６及び回路基板５０が一平面上に配置されているので、厚みを薄くできる。
ノートパソコン本体において、薄型パック電池１の直上にはキーボードが配置されるが、ラミネート電池４１〜４６及び回路基板５０の上面側は、金属カバー板１２で覆われているため、この金属カバー板１２によって保護される。
【００３５】
一方、ラミネート電池４１〜４６及び回路基板５０の下面側は、絶縁シート１３を介して底板部２１に接しており、金属板が存在しないが、底板部２１が強度を有しているため、ラミネート電池４１〜４６及び回路基板５０の下面側も保護される。
このように薄型パック電池１の下面側では、金属板が存在せず、底板部２１が薄型パック電池１の外装ケースとして機能するので、従来技術で述べた２枚の金属板でラミネート電池を挟持した薄型パック電池と比べて、さらに厚みが低減され、重量も軽くなる。
【００３６】
また、パック電池中間体１０において、ラミネート電池４１〜４６は、金属カバー板１２と絶縁シート１３とで挟まれてその外周部が粘着テープ１５で留められているので、ラミネート電池４１〜４６が膨れようとする場合にも、その膨れが抑えられる。
また、ラミネート電池４１〜４６及び回路基板５０が、絶縁性枠体３０に填め込まれて保持されているので、全体の形状を保持する機能が高く、複数個の電池をテープ巻きで固定する場合と比べて厚みも低減できる。
【００３７】
また、絶縁性枠体３０は樹脂製なので、パック電池中間体１０の組立時においては、絶縁性枠体３０を弾性変形させてラミネート電池４１〜４６及び回路基板５０を容易に装着することができる。一方、パック電池中間体１０の組立後においては、絶縁性枠体３０は、その外周が外周側板部１２ａによって囲まれているので、変形しにくく、寸法安定性に優れる。
【００３８】
（変形例など）
上記実施の形態では、絶縁性枠体３０に６個のラミネート電池と１個の回路基板を填め込む例を示したが、絶縁性枠体に填め込むラミネート電池の数は２個以上の任意の数で同様に実施することができる。また、絶縁性枠体に填め込む回路基板の数も１個に限らず、２個以上でも同様に実施することができる。
【００３９】
上記実施の形態では、ノートパソコンに内蔵する薄型パック電池について説明したが、本発明は、一般的な携帯電子機器に内蔵する薄型パック電池に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明にかかるパック電池中間体及びパック電池によれば、パック電池の厚みを小さくすることができるので、薄型のノートパソコンをはじめとする携帯機器用の電力源として適している。
【符号の説明】
【００４１】
１    薄型パック電池
１０    パック電池中間体
１１    コアパック
１２    金属カバー板
１２ａ  外周側板部
１３    絶縁シート
１５    粘着テープ
２０    底ケース
２１    底板部
２２ａ〜２２ｄ  外周側壁部
２３ａ〜２３ｅ  隔壁
３０    絶縁性枠体
３０ａ  長尺枠体部
３０ｂ  突出枠体部
４１〜４６  ラミネート電池
４１ａ〜４６ａ  負極端子
４１ｂ〜４６ｂ  正極端子
４７    絶縁スペーサ
５０    回路基板
６１〜６４  電源バス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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