【手続補正書】
【提出日】平成17年6月23日(2005.6.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】    明細書
【発明の名称】電池および電池パック
【特許請求の範囲】
【請求項１】  複数のケースからなる筐体に電池を収納した電池パックにおいて、前記ケースの嵌合部を紫外線硬化樹脂シートで被覆接合したことを特徴とする電池パック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筐体内に電池を収納した小型、軽量な電池パックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の携帯機器化に伴い、電源としての電池パックに対して強い小型・軽量化の要請がある。そのため、電池パックに使用される二次電池は、従来の鉛蓄電池、ニッケル−カドミウム電池およびニッケル／水素電池に置き換わり、最近では、エネルギー密度の高いいわゆるリチウムイオン電池などの非水電解質二次電池の比率が高まっている。このような状況の中で、さらに小型化、軽量化に適し、しかも低コストな電池パックが求められている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池を用いた従来の電池パックの組立方法および断面構造を図１〜図３に示す。図１および図２は、電池パックの製造方法として最も一般的な超音波接合方式での組立方法を示したものであり、図３はいわゆる低温成形方式に関するものである。
【０００４】
図１〜図３において、１は電池パック、２はリチウムイオン電池、３は保護回路、４は絶縁材、５ａおよび５ｂは配線材、６はＰＴＣ（正温度特性抵抗素子）やバイメタル式のサーマルプロテクターなどの保護素子、７ａは電池の負極端子、７ｂは電池の正極端子、８は電池固定用の両面接着テープ、９は上ケース、１０は下ケース、１１はコアパック、１２は低温成形用金型、１３は金型１２とコアパック１１との隙間、１４はポリアミド系樹脂である。
【０００５】
なお、ここで、電池、絶縁材、保護回路および保護素子を金属製の配線材で接合したもの、即ち、蓄電要素を「コアパック」とする。また、保護回路とは、基板にＩＣ、ＦＥＴ、サーミスター、抵抗およびコンデンサーなどを実装したものであって、リチウムイオン電池の充放電の状態を監視し、異常が生じた場合には通電を停止する機能を有する電気回路のことである。
【０００６】
保護回路は、リチウムイオン電池を用いた電池パックでは一般的に用いられており、本体機器との入出力端子も兼ねている場合が多い。入出力端子は、保護回路の基板の表面に金メッキ端子として形成する方式や保護回路からリード線を引き出して、リード線の先端にコネクターを形成する方式などがある。
【０００７】
図１および図２に示した超音波接合での製造工程は以下のとおりである。まず、図１（ａ）に示すように、電池２の側面に絶縁材４を貼り付け、保護回路３と電池の正極端子７ｂとを、金属製リードからなる配線材５ｂで接続し、電池の負極端子７ａ（図１（ａ）では図示せず）と保護回路３とを、ＰＴＣ素子などの保護素子６と金属製リードからなる配線材５ａで接続して、コアパック１１とする。
【０００８】
そして、図１（ｂ）に示したように、上ケース９とコアパック１１と下ケース１０とを配置し、下ケース１０とコアパック１１とを両面接着テープ８にて固定し、図２（ａ）に示したように、上ケース９と下ケース１０とを超音波接合して筐体とする。得られた電池パックの外観は図１（ｃ）に、また、電池パックの断面を図２（ｂ）に示した。筐体は、通常、ここで示したように、嵌合する上ケースと下ケースとを接合することで形成されるが、場合によっては３つ以上のケースを接合して形成されることもある。ケースとしては、機械的強度が高いポリカーボネート製の樹脂成形品が一般的に用いられている。
【０００９】
次に、もう一つの方法である図３に示した低温成形法について説明する。この低温成形法は、コアパックの表面に、筐体となるポリアミド系樹脂層を金型を使用して形成する方法であり、低温成形用の金型内にコアパックをセッティングし、金型とコアパックとの隙間に熱可塑性のポリアミド樹脂を充填することで製作される。
【００１０】
まず、図３（ａ）に示したように、低温成形用の金型１２の中にコアパック１１をセットし、隙間１３に液体状のポリアミド系樹脂１４を充填し、冷却後、金型１２を取り外すことにより、図３（ｂ）に示した電池パックが得られる。
【００１１】
さらに、本願出願人は、特許願２００１−３３８１４１号において、液状の紫外線硬化樹脂を用いて二つの樹脂成形品を接合して筐体とする方法を提案している。その方法を、図４を参照して説明する。図４は液状の紫外線硬化樹脂を用いて筐体を作製する工程図を示す図である。
【００１２】
図４（ａ）に示したように、コアパック１１を下ケース１０に入れて、両面接着テープ８で固定し、下ケース１０の上ケース９との嵌合部に未硬化の液状の紫外線硬化樹脂１５を塗布し、上ケース９を下ケース１０に嵌合させ、未硬化の液状の紫外線硬化樹脂１５に紫外線を照射して硬化させ、上ケース９と下ケース１０とを接合する。図４（ｂ）は得られた電池パックの断面を示したもので、１６は硬化した紫外線硬化樹脂である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の電池パックには、それぞれつぎのような問題があった。まず、超音波接合方式に関しては、超音波によってコアパック部品が破損するのを防ぐために筐体とコアパックの間に隙間を設ける必要があり、小型化の妨げになっていた。また、超音波接合方式は、製造条件が整い状態が安定した状況下では生産性が高いという利点を有するが、最近多用される薄肉成形品を用いた場合には始業時のアンビル受け治具の位置・高さ調整や超音波の発振条件などに関わる超音波工程の条件出しに時間を要するため、生産性がそれほど高くないという問題がある。
【００１４】
次に、図３に示した低温成形法に関しては、以下の三つの問題を有している。第１は、低温成形ではポリアミド系の熱可塑性の樹脂を筐体材料として使用するが、金型内に注入する際の樹脂温度は約１６０℃以上であることが必要であるために、電池の特性に対して少なからず影響をおよぼす。例えば、小型携帯用機器の電源として多用されるリチウムイオン二次電池では、低温成形でのこのような熱的な影響によって、約３％の容量低下が生じる。ポリアミド系樹脂をこのような高温で注入する理由は、これよりも低い温度では樹脂の流動性が低下して充填不足が生じるためである。第２の問題としては、低温成形用の金型とコアパックとの間やコアパックの電池と保護回路の間など、全ての隙間に樹脂が充填されるために質量の軽減が難しいという問題がある。さらに、第３の問題として、金型内で樹脂が冷却して固化するのに時間を要するため生産性がそれほど高くない問題がある。
【００１５】
さらに、図４に示した、筐体を液状の紫外線硬化樹脂で接着する方法の場合、超音波接合における筐体とコアパックとの隙間が必要でないため、小型化に適していること、また、不要な部分に樹脂が充填されるものではないため軽量化に適していること、さらに、紫外線を照射することで筐体が接合できるため生産性が高い利点を有している。
【００１６】
しかしながら、使用する紫外線硬化樹脂が粘度を有する液状であるため、塗布の際の液量コントロールが難しい問題がある。塗布量が少ない場合には十分な強度が得られず、また、過剰の場合には溢れ出しが生じ、これが別の場所に転写して外観不良を生じる場合もあった。さらに塗布専用の設備が必要であり、そのメンテナンスも必要であった。
【００１７】
本発明は、かかる事情に対処するためになされたものであり、その目的は、従来よりもさらに小型化、軽量化が可能で、しかも生産性の良い電池パックを提供するものである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、複数のケースからなる筐体に電池を収納した電池パックにおいて、前記筐体のケースの嵌合部を紫外線硬化樹脂シートで被覆接合したことを特徴する。
【００１９】
請求項１の発明によれば、電池パックのケースの側面の肉厚を薄くできるために小型化、軽量化に適した工法である上に、筐体となる樹脂成形品の接合を簡略におこなうことが出来るため生産性の向上が可能である。また、機械的、熱的ストレスや外観不良を発生する要因が少ない工法であるため、二次電池の特性を損なうことが無く、しかも、生産工程の歩留まりを高めることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる紫外線硬化樹脂シートは、一般には半導体のダイシング工程に副資材として用いられているものであって、基材層と紫外線硬化樹脂層との二層構造からなるシートであり、ダイシングテープと呼ばれることが多い。
【００２１】
図５に紫外線硬化樹脂シートの構造を模式的に示す。図５において、紫外線硬化樹脂シート１９は、ポリオレフィン樹脂やポリエチレンテレフタレート樹脂からなる基材層１８の上にアクリル樹脂系またはエポキシ樹脂系の紫外線硬化樹脂層１７が形成されたものである。この紫外線硬化樹脂層は、ポリマーになる途中段階のものであるが固形であり粘着性を有している（これを未硬化の状態とする）。これに、紫外線を照射すると紫外線硬化樹脂層のポリマー化が進行して、引っ張り強度および表面硬度などの機械的強度が高まる特性を有している（これを硬化後の状態とする）。
【００２２】
なお、紫外線硬化樹脂シートとしては、上記の二層構造の他に、基材層１８の両面に紫外線硬化樹脂層を有する三層構造のものもある。二層構造のものは片面粘着性のシートであり、三層構造のものは表裏の両面が粘着性のシートである。
【００２３】
本発明の電池パックに用いる電池の種類としては、リチウムイオン電池をはじめとする非水電解質二次電池が適しているが、それ以外でも、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池をはじめとする水溶液系二次電池も使用可能である。
【００２４】
本発明は、複数のケースからなる筐体に電池を収納した電池パックにおいて、ケースの嵌合部を紫外線硬化樹脂シートで被覆接合したことを特徴とする。
【００２５】
本発明に関わる紫外線硬化樹脂シートは、未硬化の段階では柔軟性を有している。したがって、これをテープ状に加工したものは一般的な片面粘着テープと同じく取り扱いが容易であり、ケースの嵌合部に貼り付けて被覆接合する作業が極めて容易におこなえるという利点を有する。また、液状ではないため転写が発生せず、不要な箇所に付着しての外観・寸法的な不具合を生じることがない。そして、紫外線硬化樹脂シートに紫外線を照射することで、紫外線硬化樹脂層の機械的強度が増加し筐体となる。
【００２６】
本発明になる電池パックについて、図６〜図９を参照して説明する。図６〜図９において、記号１〜１１は図１〜図４と同じものを示し、１９はテープ状に加工した紫外線硬化樹脂シート、２０はケースの嵌合部、２１は両面粘着テープである。
【００２７】
図６は、本発明になる電池パックの組立方法を示す模式図である。まず、図６（ａ）に示したように、電池２に絶縁材４を取り付け、保護回路３と電池の負極端子７ａとを、金属製リードからなる配線材５ａで接続し、同時に、保護回路３と電池の正極端子７ｂとを金属製リードからなる配線材５ｂで接続し、コアパック１１とする。
【００２８】
次に、コアパック１１を両面粘着テープ８で下ケース１０に固定し、上ケース９をのせて、上ケース９と下ケース１０とを嵌合させる。さらに、上ケース９と下ケース１０との嵌合部２０を含んで、上ケース９と下ケース１０の２つのケースを跨ぐ位置にテープ状の紫外線硬化樹脂シート１９を貼り付けて形状を完成させ、次いで、このテープ状の紫外線硬化樹脂シート１９に紫外線を照射すれば、その形状で硬化し、柔軟性が無くなるとともに、高い機械的強度が発現して、上ケース９および下ケース１０と接合して筐体として一体化する。得られた電池パック１１の外観を図６（ｂ）に、また、断面構造を図７に示した。
【００２９】
本発明の紫外線硬化樹脂シートを用いた電池パックは、製造時に、従来の超音波接合方式におけるような振動・衝撃ストレス、即ち電池などの内蔵物の破損や筐体の変形、筐体の傷などを発生する要因が無い。つまり、製造工程における不良率が低い工法であると言える。
【００３０】
本発明での重要な点は、紫外線硬化樹脂シートが堅さと強靱さを有しており、従来の樹脂成形品よりも薄い筐体として使用できることにある。この理由は、紫外線硬化樹脂シートが紫外線硬化樹脂層と基材層との積層構造を有していることによると考えられる。
【００３１】
なお、本発明は、複数のケースを紫外線硬化樹脂シートで被覆接合して筐体とすることを基本とするものであるが、紫外線硬化樹脂層の粘着性は紫外線照射によって幾分低下する特性があることやケースと紫外線硬化樹脂層との材質の組み合わせによってはケースとの接合強度が不足する場合がある。この場合には、ケースと紫外線硬化樹脂シートとの間に両面接着テープを介在させることで、接合強度を高く安定化することができる。この場合の電池パック筐体の積層構造は、樹脂成形品／両面接着テープ／紫外線硬化樹脂層／基材層、または、樹脂成形品／両面接着テープ／基材層／紫外線硬化樹脂層のいずれでもよい。
【００３２】
一例として示すと、図８に示したように、前もってテープ状の紫外線硬化樹脂シート１９の紫外線硬化樹脂層１７側に両面接着テープ２１を貼り付けたものを準備し、これを、図９に示したように上ケースと下ケースの嵌合部を跨ぐ位置に貼り付け、次いで、紫外線を照射して被覆接合することで電池パックを製作することができる。
【００３３】
この場合、筐体を構成するそれぞれの構造体としての役割を硬化後の紫外線硬化樹脂シートとケースとが担い、それぞれの構造体であるケースと硬化後の紫外線硬化樹脂シートとの接合を両面接着テープが担うことによって筐体となる。
【００３４】
このように、本発明によれば、電池パックの形状を作る工程では柔軟な未硬化の紫外線硬化樹脂シートを使用し、形状が出来上がった後に紫外線を照射して形状を固定して筐体化することができる。
【００３５】
したがって、上記では一例として樹脂成形品のケースを用いた場合について説明したが、本発明は材質に限定されるものではなく、熱可塑性樹脂の他、熱硬化性樹脂や金属製やセラミック製のケースも使用することができる。従来の超音波接合方式では、ケース材質として熱可塑性の樹脂のみが使用可能であった。
【００３６】
さらに、既に説明したように、シート状で固体柔軟性の紫外線硬化樹脂を使用することから、液状の紫外線硬化樹脂を用いた場合のような樹脂量の過不足や転写による不具合は発生しない利点や、従来の超音波溶着におけるようなストレス、即ち電池などの内蔵物の破損や筐体の変形、筐体の傷などの不具合が発生しない利点がある。
【００３７】
さらに本発明は、複数の電気部品を一体化した保護素子ユニットを用いることで極めて単純な構造の電池パックを極めて簡易な製造工程で作製することを可能にすることができる。ここで、電気部品としては、保護回路、保護素子、入出力端子、配線材などが含まれる。
【００３８】
図１０に、本発明に関わる保護素子ユニットの断面図を模式的に示す。図１０において、２４は保護素子ユニット、２５は電池パックの入出力端子、２６は絶縁性樹脂からなる保護素子ユニットの構造体である。図１０に示した保護素子ユニット２４は、入出力端子２５を有する保護回路３とＰＴＣ素子６とが構造体である合成樹脂２６で一体化されたものであって、電池の正極および負極と接続するための配線材５ａ、５ｂが引き出されたものである。合成樹脂２６の材質としては、ポリアミド系の樹脂などが使用可である。
【００３９】
なお、保護素子ユニットに使用する保護素子としては、ＰＴＣ素子の代わりにサーマルプロテクターや温度フューズ、電流フューズを用いることも可能であり、電池パックとして必要とされる特性に応じて選択することができる。
【００４０】
この保護素子ユニットを用いた電池パックの製造方法の一例を図１１に示す。図１１において、２２は定寸に加工した紫外線硬化樹脂シートである。図１１に示すように、電池パック１を構成する部品は、電池２、保護素子ユニット２４および紫外線硬化樹脂シート２２の３点のみであり、製造工程としては、１）電池と保護素子ユニットとを電気的に接続してコアパック化する工程、２）紫外線硬化樹脂シートを巻き付ける工程、３）紫外線を照射する工程であり、僅か３工程で電池パックを製造することができる。これは、図１で示した従来の製造方法に比較して、極めて高い生産性を有する製造方法であると言える。
【００４１】
なお、図１１の電池パックは、電池の一部が露出する構造になっているが、これを避ける必要がある場合には、電池の露出する部分にキャップ状の樹脂部品を装着するなどで電池が露出しない構造とすることができる。また、ここで重要なことは、図１１からもわかるように、電池２と保護素子ユニット２４との対面する面の寸法はおよそ同等にしておくことが望ましい。このことによって、紫外線硬化樹脂シート２２で、ほぼ段差無しに、電池２と保護素子ユニット２４とを一体化することができる。
【００４２】
以上のように、本発明は、小型化、軽量化、低コスト化に適しており、工法としても不良率が低くしかも工程が簡略であることから生産性が高く、しかも開発期間および開発コストが低減できるものである。
【００４３】
【実施例】
以下で、本発明についてリチウムイオン２次電池を用いた実施例に基づいて詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。下記の実施例１、２および従来例１〜３においては以下に示す同じコアパックを使用した。
【００４４】
まず、リチウムイオン２次電池は以下の方法で製作した。正極活物質にはリチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ２）を用いた。正極合剤は、活物質であるＬｉＣｏＯ２（９１ｗｔ％）と、導電材のアセチレンブラック（３ｗｔ％）と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン（６ｗｔ％）とを混合したものに、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを加えて分散させ、ペースト状に調製し、このペーストを厚さ２０μｍのアルミニウム集電体の両面にドクターブレードで均一に塗布し、乾燥させた後、ロールプレスで圧縮成型して、正極板を作製した。正極板の寸法は厚さ１８０μｍ、幅４９ｍｍ、長さ２００ｍｍとした。
【００４５】
負極活物質にはホスト物質としてのグラファイトを用いた。負極合剤は、活物質であるグラファイト（９２ｗｔ％）と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン（８ｗｔ％）とを混合したものに、Ｎ−メチル−２−ピロリドンを加えて分散させ、ペースト状に調製し、このペーストを厚さ１４μｍの銅集電体の両面にドクターブレードで均一に塗布し、乾燥させた後、ロールプレスで圧縮成型して、負極板を作製した。負極板の寸法は厚さ１７０μｍ、幅５１ｍｍ、長さ２５０ｍｍとした。
【００４６】
セパレータには、厚み２５μｍの微多孔性ポリエチレンフィルムを用いた。非水電解液には、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）の容積比５０：５０の混合液にＬｉＰＦ６を１モル／リットル溶解したものを用いた。
【００４７】
正極板と負極板とをセパレータを介して重ね合わせて、ポリエチレン製の巻芯を中心にして、その周囲に長円渦巻状に巻いて、巻回型極板群とし、この巻回型極板群をアルミ製の電池ケースに収納した。このリチウム二次電池の外形寸法は幅３０ｍｍ×長さ４７ｍｍ×厚さ５．１ｍｍであった。
【００４８】
次に、このようにして製作した電池と保護回路、ＰＴＣ、絶縁材および配線材とを電気抵抗溶接にて接合してコアパックを製作した。コアパックの外形寸法は、幅３０．３×長さ５２．５×厚み５．１ｍｍである。なお、このコアパックの電気容量は７４０ｍＡｈであり、質量は１７．４ｇであった。
【００４９】
［実施例１］
実施例１では、ポリカーボネート製ケースにコアパックを収納した電池パックを作製した。実施例１の電池パックは、図６に示したように、電池パックの下ケース１０とコアパックとを厚み０．０３ｍｍの両面接着テープで固定した後、上ケース９を嵌合させ、次いで、図６（ｂ）に示したように、２つのケースの嵌合部に未硬化で柔軟性を有するアクリル系紫外線硬化樹脂シートのテープ状物１９を貼り付け、さらに、紫外線を照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させたものである。
【００５０】
得られた電池パックの断面構造は図７に示したのと同様である。これを電池パックＡとする。電池パックの外形寸法は、幅３１．２４×長さ５３．４４×厚み５．７３ｍｍであり、コアパックと筐体との隙間はゼロである。用いたケースの厚みは、電池の幅広面であるいわゆる天面部が０．３ｍｍであり、側面部は０．３５ｍｍである。電池パックの質量は１９．０３ｇであった。
【００５１】
なお、使用した紫外線硬化樹脂シートはトーヨーアドテック（株）製ＵＤＰ−０９２８Ｆ８（厚み：約０．１２ｍｍ）であり、幅３．５ｍｍのテープ状に加工して使用した。紫外線照射量は積算で５００ｍＪ／ｃｍ２とした。
【００５２】
［実施例２］
実施例２の電池パックは、図８に示したように、テープ状のアクリル系紫外線硬化樹脂シート１９の片側に両面接着テープ２１を貼り合わせたものを用いた以外は、全て実施例１と同様にして電池パックを製作した。得られた電池パックの断面構造は図９に示したのと同様である。これを電池パックＢとする。
【００５３】
用いた紫外線硬化樹脂シートおよび紫外線の照射条件は、実施例１におけるものと同じである。電池パックの外形寸法は、幅３１．３６×長さ５３．５６×厚み５．７３ｍｍであり、コアパックと筐体との隙間はゼロである。電池パックの質量は１９．０５ｇであった。なお、紫外線硬化樹脂シートに貼り合わせた両面接着テープの厚みは０．０３ｍｍであった。
【００５４】
［従来例１］
従来例１の電池パックは、図１および図２に示した超音波接合方式にて製作した。図１に示すように、ポリカーボネート製の樹脂成形品からなる下ケース１０に両面接着テープ８を用いてコアパック１１を固定した後、上ケース９を組み合わせ、次いで上ケース９と下ケース１０とを超音波溶着にて接合することによって製作した。筐体の厚みは、天面部では０．３ｍｍであり、一方、側面部は０．７ｍｍである。また、電池パックの外形寸法は、幅３１．８×長さ５４×厚み５．７８ｍｍである。なお、本電池パックでは、超音波接合の工程で内容物が破損するのを防ぐために、超音波ホーン側の筐体天面（上ケース９）および筐体の側面（上ケース９および下ケース１０）とコアパックとの間にはそれぞれ０．０５ｍｍの隙間を設けてある。これを電池パックＤとした。電池パックの質量は１９．３９ｇであった。
【００５５】
［従来例２］
従来例２の電池パックは、図３に示した低温成形方式にて製作した。図３に示すように、低温成形用の金型１２に実施例に用いたのと同じコアパック１１を装填した後、金型内に１５０℃に加熱して溶融させたポリアミド系の樹脂（マクロメルト６７９０Ｓ、ヘンケルジャパン製）を注入し、次いで、冷却後に金型から取り出す方法で製作した。なお、ポリアミド樹脂は、コアパック最外面から０．３ｍｍの範囲で充填してある。したがって、ポリアミド樹脂層の厚みは基本的に０．３ｍｍであるが、電池と保護回路の隙間など部品間の凹み部分にも樹脂が充填されている。電池パックの外形寸法は幅３０．９×長さ５３．１×５．７ｍｍであり、質量は１８．８９ｇであった。これを電池パックＥとする。
【００５６】
［従来例３］
従来例３の電池パックは、図４に示したように、電池パックの下ケース１０とコアパックとを厚み０．０３ｍｍの両面接着テープで固定した後、下ケース１０の上ケース９との嵌合部に液状の紫外線硬化樹脂ロックタイト３１０６（ヘンケルジャパン製）を塗布した後、上ケース９を組み合わせ、次いで紫外線を照射して、紫外線硬化樹脂を硬化させて製作した。紫外線の積算照射量は１０００ｍＪ／ｃｍ２とした。電池パックの断面構造は図４（ｂ）に示したのと同様であり、外形寸法は幅３１．４×長さ５３．６×厚み５．７３ｍｍ、コアパックと筐体との隙間はゼロである。なお、用いたケースの厚みは、天面部が０．３ｍｍ、側面部は０．５５ｍｍである。これを電池パックＦとする。電池パックの質量は１９．１９ｇであった。
【００５７】
次に、保護素子ユニットを用いた実施例について説明する。
【００５８】
［実施例３］
実施例３の電池パックは、図１０に示した保護素子ユニットを用い、図１１に示したように、電池２と保護素子ユニット２４とを電気的に接合した後、アクリル系紫外線硬化樹脂シート２２を巻き付け、次いで、紫外線を照射して紫外線硬化樹脂を硬化させることによって製作した。電池は上記の実施例１、２と同じものであるが、保護素子ユニットからのプラス側リードは電池の側面部にて接続してある。電池パックは、外形寸法が３０．８１×５３．１×５．６９（ｍｍ）であり、質量は１９．０４ｇであった。これを電池パックＣとする。
【００５９】
なお、保護素子ユニットに使用した保護回路およびＰＴＣ素子は上記の実施例および従来例と同じものである。保護素子ユニットは、本体部分の寸法が３０×６×５．１（ｍｍ）であり、質量は１．３４ｇであった。
【００６０】
次に、以上のようにして製作した、実施例の電池パックＡ、Ｂ、Ｃおよび従来例の電池パックＤ、Ｅ、Ｆの放電容量を測定した。放電容量は、上限電圧４．２Ｖ、最大充電電流７４０ｍＡにて定電圧−定電流充電を３時間おこなった後に、７４０ｍＡ定電流で２．７５Ｖまで放電して求めた。
【００６１】
表１に各電池パックの外形寸法を示し、表２に放電容量の測定値およびこれらの数値を基に算出した各電池パックのエネルギー密度を示す。また、表２には各電池パック製造における生産性をも併せて示す。
【００６２】
【表１】
2004031104.tif 000001
【００６３】
【表２】
2004031104.tif 000002
【００６４】
表１および表２から、本発明の実施例の電池パックＡ、ＢおよびＣは、従来例の電池パックＤ、Ｅ、Ｆよりも体積当たりおよび質量当たりのエネルギー密度が大きいことがわかった。特に、実施例の電池パックＣは、電池パックの体積および質量の両方が従来例よりも小さく、小型化、軽量化により適していると言える。なお、従来例２の電池パックＥの放電容量がその他の電池パックよりも低い理由は、低温樹脂成形における熱的な影響によって、電池の容量が低下したことによる。
【００６５】
次に電池パック製造における生産性について比較して説明する。ここでは、生産性＝一定の工数当たりの良品電池パックの生産数であり、従来例の超音波接合方式での良品の生産数を１００としてその比率で表示した。一定の工数には、例えば、超音波接合方式における超音波条件の調整などの、仕掛かりの工数も含めた。
【００６６】
表１から、紫外線硬化樹脂シートを用いた本発明の電池パックＡ、ＢおよびＣは従来例の電池電池パックよりも生産性が高く、紫外線硬化樹脂シートを筐体として用いる本発明の工法は、従来の超音波接合、低温成型および液状の紫外線硬化樹脂を用いた工法に比較して、量産性が優れていると言える。この理由は、生産工程が簡略であることや不良品の発生率が小さいためである。特に、保護素子ユニットを用いた電池パックＣの生産性は極めて良好である。
【００６７】
なお、実施例１の電池パックＡに比較して、実施例２電池パックＢの生産性が高い理由は、テープ状の紫外線硬化樹脂シートの筐体側表面に両面接着テープを貼り合わせてあることで接着力が高くなり、作業がより安定したものと考えられる。
【００６８】
【発明の効果】
以上のように、本発明になる、筐体となるケースの嵌合部を紫外線硬化樹脂シートで被覆・接合したことを特徴する電池パックおよび電池パックの筐体が紫外線硬化樹脂シートからなることを特徴とする電池パックは、小型化、軽量化に適しており、また、工法としても工程が簡略であることから生産性が高く、しかも開発期間および開発コストが低減できるものである。つまり、低コスト化にも適した工法であると言える。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の超音波接合による電池パックの組立方法示す模式図。
【図２】図２の方法で得られた電池パックの断面図。
【図３】従来の低温成形法による電池パックの断面図。
【図４】液状の紫外線硬化樹脂を用いてケースを接合する工法の工程図およびその断面図。
【図５】紫外線硬化樹脂シートの構造の模式図。
【図６】本発明の電池パックの一例の組立方法を示す模式図。
【図７】本発明の電池パックの一例の断面図。
【図８】紫外線硬化樹脂シートの片側に両面接着テープを貼り付けた一例の構造の模式図。
【図９】本発明の電池パックの断面構造の一例を示す図。
【図１０】本発明に関わる保護素子ユニットの断面の模式図。
【図１１】保護素子ユニットを用いた本発明の電池パックの製造方法の一例を示す図。
【符号の説明】
１  電池パック
２  リチウムイオン電池
３  保護回路
４  絶縁材
５ａ、５ｂ  配線材
６  保護素子（ＰＴＣ素子）
７ａ  リチウムイオン電池の負極端子
７ｂ  リチウムイオン電池の正極端子
８  固定用両面接着テープ
９  上ケース
１０  下ケース
１１  コアパック
１２  低温成形用金型
１３  低温成形用金型とコアパックの隙間（樹脂充填部）
１４  低温成形樹脂からなる筐体
１５  未硬化の液状の紫外線硬化樹脂
１６  紫外線硬化樹脂
１７  紫外線硬化樹脂層
１８  基材層
１９  紫外線硬化樹脂シート
２０  ケースの嵌合部
２１  両面接着テープ
２２  アクリル系紫外線硬化樹脂シート
２４  保護素子ユニット
２５  電池パックの入出力端子
２６  保護素子ユニットの構造体
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図８】
2004031104.tif 000003
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図９】
2004031104.tif 000004
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１０】
2004031104.tif 000005
【手続補正５】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１１】
2004031104.tif 000006
【手続補正６】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１２
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１４
【補正方法】削除
【補正の内容】