(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のベアセルを有するマルチセルと、
前記マルチセルの一側に位置する保護回路組立体と、
前記マルチセルの幅狭の側面、上面、下面および前記保護回路組立体を覆い、前記マルチセルの一対の幅広の側面を外部に露出させるケースと、
前記露出する幅広の両側面にそれぞれ付着する補強テープと、
を備え、
前記ベアセルは、一対の幅狭の面と一対の幅広の面とが相互に連結される側面を備え、
各ベアセルの幅狭の一側面が接触し、
前記補強テープは、前記各ベアセルの幅狭の一側面が接触する接触部を覆う第１補強テープを備え、
前記マルチセルと前記保護回路組立体との間に位置するホルダーをさらに備え、
前記保護回路組立体は、保護回路基板、前記マルチセルおよび前記保護回路基板を電気的に連結する第１リード端子および第２リード端子を備え、
前記保護回路基板は、第１締結部を備え、
前記ホルダーは、前記第１締結部と結合する第２締結部を備え、
前記第１締結部は、
前記保護回路基板の長手方向に長く形成される長結合部と、
前記長結合部より短い短結合部と、
を備え、
前記長結合部は、前記保護回路基板の長手方向に対して直交する方向に延びる短側面から前記保護回路基板の中心部方向に長く形成される溝であり、
前記短結合部は、前記保護回路基板の長手方向に延びる長側面に形成される溝である、バッテリーパック。
【請求項２】
前記ケースは、外縁からなる四角フレームである、請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項３】
前記補強テープは、前記ベアセルの幅広の側面に付着される第２補強テープを備える、請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項４】
前記第１補強テープおよび前記第２補強テープは、一体に形成される、請求項３に記載のバッテリーパック。
【請求項５】
前記第１補強テープおよび前記第２補強テープは、分離されて形成される、請求項３に記載のバッテリーパック。
【請求項６】
前記補強テープは、前記ケースの厚さと略同一の厚さで形成される、請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項７】
前記補強テープは、前記ケースの厚さより小さい厚さで形成される、請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項８】
前記補強テープは、０．１５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下の厚さである、請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項９】
前記補強テープは、プラスチックテープである、請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項１０】
前記補強テープは、ポリエチレンテレフタレートで形成される、請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項１１】
前記第１締結部は、溝またはホールであり、
前記第２締結部は、突起である、請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項１２】
前記バッテリーパックは、前記マルチセルと前記ホルダーとの間に絶縁部材をさらに備える、請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項１３】
前記絶縁部材は、上面部、側面部および下面部を有し、
前記上面部は、前記マルチセルの上面と前記ホルダーとの間に位置して、
前記側面部は、前記マルチセルの一側面と前記第２リード端子との間に位置して、
前記下面部は、前記マルチセルの下面と前記第２リード端子との間に位置する、請求項１２に記載のバッテリーパック。
【請求項１４】
前記ベアセルは、陽極端子および陰極端子を備え、
前記第１リード端子は、前記陰極端子と連結され、
前記第２リード端子は、前記陽極端子と連結され、
前記保護回路組立体は、前記保護回路基板と第２リード端子との間にＰＴＣサーミスタをさらに備える、請求項１に記載のバッテリーパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、一度放電すると再び用いることができない一次電池とは違い、充放電が可能であり反復して用いることができる。このような二次電池は、例えばＰＤＡ、カムコーダ、携帯電話、ノート・パソコン、ＭＰ３プレーヤー等のような携帯用電子機器分野で広く用いられている。特に、リチウム二次電池は作動電圧が高く、単位重量当たりのエネルギー密度が高く、小型化および大容量化が可能であることから広く用いられている。
【０００３】
リチウム二次電池は多様な形状で製造されており、例えば、円筒形、角形、パウチ型等の形状に形成されている。リチウム二次電池は、外装材および外装材に収容される電極組立体を備え、外装材を密封して形成される。このとき、電極組立体は、陽極板と陰極板間にセパレーターを介在した状態で積層されたものを巻き取って形成することができる。二次電池が円筒形または角形に形成される場合、外装材はキャップ組立体によって密封される。また、二次電池がパウチ型に形成される場合には、外装材は縁をシーリングすることで密封される。
【０００４】
このように形成された二次電池を通常ベアセルといい、１または複数個のベアセルがパック単位で形成される二次電池をバッテリーパックという。複数個のベアセルがバッテリーパックを形成する場合、バッテリーパックは相互に連結された複数個のベアセルに外縁のみ形成されたフレームケースを付着することによって形成することができる。また、バッテリーパックは、相互に連結された複数個のベアセルを四角形状の上下射出ケースに挿入した後、ケースを結合することによって形成することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開１９９９−２９７３６６号公報
【特許文献２】特開２０００−１００４０２号公報
【特許文献３】大韓民国特許公開第２００６−００２７２６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記のように、ベアセルに外縁のみ形成されたフレームケースを付着することによって形成されたバッテリーパックは、ベアセル間の連結部が外部衝撃に弱いという問題点があった。また、相互に連結された複数個のベアセルを四角形状の上下射出ケースに挿入した後ケースを結合すると、ケースの広い面が射出において脆弱であるため、ケースを薄く形成することが難しく、バッテリーパックの厚さが増加するという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、厚さを減らすことができ、強度を向上させることが可能な、新規かつ改良されたバッテリー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】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、複数のベアセルを有するマルチセルと、マルチセルの一側に位置する保護回路組立体と、マルチセルの幅狭の側面、上面、下面および保護回路組立体を覆い、マルチセルの一対の幅広の側面を外部に露出させるケースと、露出する幅広の両側面にそれぞれ付着する補強テープとを備える、バッテリーパックが提供される。
【０００９】
ここで、ケースは、外縁からなる四角フレームとすることができる。
【００１０】
また、ベアセルは、一対の幅狭の面と一対の幅広の面とが相互に連結される側面を備え、各ベアセルの幅狭の一側面が接触するように設けることもできる。このとき、補強テープは、各ベアセルの幅狭の一側面が接触する接触部を覆う第１補強テープを備える。また、補強テープは、ベアセルの幅広の側面に付着される第２補強テープを備える。第１補強テープおよび第２補強テープは、一体に形成してもよく、分離して形成してもよい。
【００１１】
補強テープは、ケースの厚さと略同一の厚さ、またはケースの厚さより小さい厚さで形成することができる。補強テープは、例えば０．１５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下の厚さとすることができる。また、補強テープは、プラスチックテープや、ポリエチレンテレフタレートから形成してもよい。
【００１２】
また、マルチセルと保護回路組立体との間に位置するホルダーをさらに備えることもできる。保護回路組立体は、保護回路基板、マルチセルおよび保護回路基板を電気的に連結する第１リード端子および第２リード端子を備え、保護回路基板は、第１締結部を備え、ホルダーは、第１締結部と結合する第２締結部を備えるようにしてもよい。
【００１３】
このとき、第１締結部は、保護回路基板の長手方向に長く形成される長結合部と、長結合部より短い短結合部と、を備えることもできる。第１締結部は、溝またはホールであり、第２締結部は、突起とすることができる。
【００１４】
また、例えば、長結合部は、保護回路基板の長手方向に長く形成されるホールであり、短結合部は、保護回路基板の長手方向に延びる長側面に形成される溝であってもよい。あるいは、長結合部は、保護回路基板の長手方向に対して直交する方向に延びる短側面から保護回路基板の中心部方向に長く形成される溝であり、短結合部は、保護回路基板の長手方向に延びる長側面に形成される溝であってもよい。さらに、長結合部は、保護回路基板の長側面に形成される溝であり、短結合部は、保護回路基板の長側面に形成される溝であってもよい。
【００１５】
さらに、バッテリーパックは、マルチセルと前記ホルダーとの間に絶縁部材を備えることもできる。このとき、絶縁部材は、上面部、側面部および下面部を有し、上面部はマルチセルの上面とホルダーとの間に位置して、側面部はマルチセルの一側面と第２リード端子との間に位置して、下面部はマルチセルの下面と第２リード端子との間に位置するようにしてもよい。
【００１６】
また、ベアセルは、陽極端子および陰極端子を備える。第１リード端子は陰極端子と連結され、第２リード端子は陽極端子と連結される。そして、保護回路組立体は保護回路基板と第２リード端子との間にＰＴＣサーミスタをさらに備えるようにしてもよい。
【００１７】
本発明によれば、マルチセルの側面に補強テープを具備することによって、強度を向上させることができる。強度を向上させることにより、厚いケースを用いなくても良く、バッテリーパックの厚さを減らすことができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明によれば、厚さを減らすことができ、強度を向上させることが可能なバッテリーパックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１Ａ】本発明の実施形態にかかるバッテリーパックを示す分離斜視図である。
【図１Ｂ】外装材をチュービングする前の図１Ａのバッテリーパックを示す結合斜視図である。
【図２Ａ】同実施形態にかかる保護回路基板の形状の一例を示す平面図である。
【図２Ｂ】同実施形態にかかる保護回路基板の形状の他の例を示す平面図である。
【図２Ｃ】同実施形態にかかる保護回路基板の形状の他の例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
まず、図１Ａおよび図１Ｂに基づいて、本発明の実施形態にかかるバッテリーパックについて説明する。なお、図１Ａは、本実施形態にかかるバッテリーパックを示す分離斜視図である。図１Ｂは、外装材をチュービングする前の図１Ａのバッテリーパックを示す結合斜視図である。
【００２２】
図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、バッテリーパック１００は、一面が互いに接触する複数個のベアセル１１１、１１３を含むマルチセル１１０と、マルチセル１１０の一側に位置する保護回路組立体１２０と、マルチセル１１０と保護回路組立体１２０との間に位置するホルダー１３０とを備える。また、バッテリーパック１００は、マルチセル１１０とホルダー１３０との間に位置する絶縁部材１４０と、相互に連結されたマルチセル１１０と保護回路組立体１２０とを被覆するケース１５０とを備える。さらに、バッテリーパック１００は、マルチセル１１０の幅広の両側面に付着される補強テープ１６０と、チュービングまたはラベリングのための外装材１７０とを備える。
【００２３】
ベアセル１１１、１１３は、一面が開口部を形成している缶１１１ａ、１１３ａと開口部に結合するキャップ組立体とによりその外観が形成される。ベアセル１１１、１１３は、缶１１１ａ、１１３ａの内部に収容される電極組立体と電解液とを有し、電極組立体は陽極板、陰極板およびセパレーターを積層し、これらを巻き取ることによって形成することができる。缶１１１ａ、１１３ａは、角柱または角に曲面が形成された柱等の形状を有することができる。ベアセル１１１、１１３は、相対向する一対の幅狭の面と、相対向する一対の幅広の面とが相互に連結される側面を有しており、ベアセル１１１、１１３の幅狭の一の面が互いに接触している。
【００２４】
ベアセル１１１、１１３は、第１電極端子１１１ｂ、１１３ｂおよび第２電極端子１１１ｃ、１１３ｃを備える。以下、第１電極端子１１１ｂ、１１３ｂを陰極端子といい、第２電極端子１１１ｃ、１１３ｃを陽極端子という。
【００２５】
ベアセル１１１、１１３の形成過程によって、缶１１１ａ、１１３ａが陽極端子として機能することができ、缶１１１ａ、１１３ａの一面に付着された電極プレートが陽極端子の役割をすることもできる。本実施形態では、電極プレート１１１ｃ、１１３ｃが陽極端子の役割をしており、電極端子の形成過程によって極性は反対となることができる。第１電極端子１１１ｂ、１１３ｂおよび第２電極端子１１１ｃ、１１３ｃは、それぞれ同一方向に形成される。
【００２６】
以下、第１電極端子１１１ｂ、１１３ｂが形成されたベアセル１１１、１１３の一面をマルチセル１１０の上面といい、第２電極端子である電極プレート１１１ｃ、１１３ｃが形成されたベアセルの一面をマルチセル１１０の下面という。
【００２７】
電極プレート１１１ｃ、１１３ｃは、アルミニウム層とメタル層で構成されるクラッド金属構造で形成することができ、アルミニウム層が缶１１１ａ、１１３ａに超音波溶接等により付着される。陰極端子１１１ｂ、１１３ｂは第１リード端子１２３と連結され、電極プレート１１１ｃ、１１３ｃのニッケル層は第２リード端子１２５と連結される。なお、本実施形態ではベアセルが角形の形態である場合を例に挙げて説明しているが、本発明はかかる例に限定されず、例えばパウチ型または円筒形等とすることができる。
【００２８】
保護回路組立体１２０は、印刷回路基板に保護回路、外部連結端子等を実装して形成される保護回路基板１２１と、第１リード端子１２３および第２リード端子１２５とを備える。保護回路基板１２１は、ホルダー１３０の第２結合部１３１と結合するために形成される第１結合部１２１ａを備え、第１結合部１２１ａおよび第２結合部１３１は１つまたは複数設けることができる。また、第１結合部１２１ａは、溝またはホールとすることができ、第２結合部１３１は突起とすることができる。第１結合部１２１ａが複数の場合、第１結合部１２１ａは、保護回路基板１２１の長手方向に長く形成される長結合部１２１ａ＿１と、長結合部１２１ａ＿１に比べて相対的に短い短結合部１２１ａ＿２とを有するように構成することができる。
【００２９】
図２Ａ〜図２Ｃに、第１結合部が形成された保護回路基板の形状の例を示す。
【００３０】
例えば、図２Ａに示すように、第１結合部は、保護回路基板１２１の長手方向に長く形成される長結合部であるホール１２１ａ＿１および保護回路基板の長手方向に延びる一対の長側面に形成される短結合部である第１溝１２１ａ＿２を有するように構成することができる。本実施形態では、長結合部である１つのホール１２１ａ＿１が形成され、短結合部である２つの第１溝１２１ａ＿２が一対の長側面にそれぞれ１つずつ形成されている。しかし、本発明はかかる例に限定されない。
【００３１】
また、図２Ｂに示すように、第１結合部は、保護回路基板の長手方向に対して直交する方向に延びる短側面に保護回路基板の長手方向に長く切り欠いて形成された長結合部である第２溝１２１ａ＿１’および保護回路基板の一対の長側面に形成される短結合部である第３溝１２１ａ＿２’を有するように構成することができる。本実施形態では、長結合部である１つの第２溝１２１ａ＿１’が保護回路基板の一短側面に形成され、短結合部である２つの第３溝１２１ａ＿２’が一対の長側面にそれぞれ１つずつ形成されている。しかし、本発明はかかる例に限定されない。
【００３２】
さらに、図２Ｃに示すように、第１結合部は、保護回路基板の一対の長側面に形成される長結合部である第４溝１２１ａ＿１’’および保護回路基板の一対の長側面に形成される短結合部である第５溝１２１ａ＿２’’を有するように構成することができる。本実施形態では、長結合部である２つの第４溝１２１ａ＿１’’が保護回路基板の一対の長側面にそれぞれ１つずつ形成され、短結合部である２つの第５溝１２１ａ＿２’’が一対の長側面にそれぞれ１つずつ形成されている。しかし、本発明はかかる例に限定されない。
【００３３】
また、第１結合部の形状および位置は本実施形態に示すものに限定されず、ホルダー１３０の第２結合部１３１と結合可能に多様に形成することができる。したがって、第１結合部が長結合部を含むため、加工誤差による工程の損失を防止することができる。
【００３４】
第１リード端子１２３および第２リード端子１２５は、マルチセル１１０と保護回路基板１２１とを電気的に連結する。すなわち、第１リード端子１２３は、一側が保護回路基板１２１と連結され、他の一側が陰極端子１１１ｂ、１１３ｂと連結される。また、第２リード端子１２５は一側が保護回路基板１２１と連結され、他の一側が電極プレート１１１ｃ、１１３ｃと連結される。保護回路は、過充電、過放電、過温度等の異常動作が発生すると、内部回路を短絡させてこれ以上の電流が流れないようにすることで電池の発火または爆発を防止する。また、保護回路組立体１２０は、保護回路基板１２１と第２リード端子１２５との間に位置するＰＴＣサーミスタ１２７をさらに備える。
【００３５】
ホルダー１３０は、マルチセル１１０と保護回路基板１２１との間に位置して、保護回路基板１２１が結合できる形状を有する。ホルダー１３０は、例えばプラスチック材質で形成することができる。ホルダー１３０は、保護回路基板１２１の第１結合部１２１ａと結合するために形成される第２結合部１３１とを備える。第２結合部１３１は、第１結合部１２１ａと対応するようにホルダー１３０のいずれの位置にも形成することができる。本実施形態のように、第１結合部１２１ａは溝またはホールとすることができ、第２結合部１３１は突起とすることができる。
【００３６】
絶縁部材１４０は上面部１４１、側面部１４３および下面部１４５を有して形成される。上面部１４１は、マルチセル１１０の上面とホルダー１３０との間に位置し、マルチセル１１０とホルダー１３０の附着力を増加させる。側面部１４３は、マルチセル１１０の一側面と第２リード端子１２５間に位置し、下面部１４５は、マルチセル１１０の下面と第２リード端子１２５との間に位置する。側面部１４３および下面部１４５は、マルチセル１１０と第２リード端子１２５の附着力を増加させる。
【００３７】
ケース１５０は、マルチセル１１０の幅狭の側面、上面、下面および保護回路組立体１２０を覆うように外縁のみ形成された四角フレームの形状とすることができる。ケース１５０は一体に形成することができ、本実施形態のように上部ケースおよび下部ケースに分離して形成された後、互いに結合することもできる。したがって、ケース１５０は、マルチセル１１０の幅広の両側面を外部に露出させる。ケース１５０は、ポリアミド、ポリウレタン、プラスチック、繊維強化プラスチック、エンジニアリングプラスチック、ホットメルトレジンまたはその等価物を射出成形して形成することができる。
【００３８】
補強テープ１６０は、外部に露出されるマルチセル１１０の幅広の両側面にそれぞれ付着され、強度を高めて側面を補強する役割をする。補強テープ１６０は、押出成形された薄膜のプラスチックテープであることが望ましく、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）またはその等価物のうちいずれか１つで形成することができる。しかし、本発明はかかる材質に限定されるものではない。補強テープ１６０の厚さは、ケース１５０の厚さと同一もしくは小さいのが望ましい。また、補強テープ１６０は、あまりに厚いとバッテリーパックの全体厚さを増加させてしまう。一方、あまりに薄いと補強の役割をすることができない。このため、補強テープ１６０の厚さは、約０．１５ｍｍ以上０．２５ｍｍ以下であることが望ましい。
【００３９】
補強テープ１６０は、ベアセル１１１、１１３の接触部位を覆う第１補強テープ１６１を含む。したがって、外部衝撃によりベアセル１１１、１１３の接触部位が外れたり容易に脱落するのを防止できる。また、補強テープ１６０は、ベアセル１１１、１１３の幅広の側面に位置する第２補強テープ１６３、１６５を含む。これにより、強度が弱い側面を保護し、側面の強度を向上させて、外部衝撃により容易に損傷されることを防止できる。第１補強テープ１６１と第２補強テープ１６３、１６５とは一体に形成することもでき、分離して形成することもできる。
【００４０】
外装材１７０は、マルチセル１１０の側面を覆うように付着するテープ型ラベルまたは熱収縮チューブを用いることができる。
【００４１】
以上、本発明の実施形態にかかるバッテリーパックについて説明した。本実施形態によれば、マルチセルの側面に補強テープを具備することによって、強度を向上させることができる。強度を向上させることにより、厚いケースを用いなくても良く、バッテリーパックの厚さを減らすことができる。
【００４２】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００４３】
１００                バッテリーパック
１１１、１１３        マルチセル
１１１、１１３        ベアセル
１１１ａ、１１３ａ    缶
１１１ｂ、１１３ｂ    第１電極端子
１１１ｃ、１１３ｃ    第２電極端子
１２０                保護回路組立体
１２１                保護回路基板
１２１ａ              第１結合部
１２１ａ＿１、１２１ａ＿１’、１２１ａ＿１’’  長い結合部
１２１ａ＿２、１２１ａ＿２’、１２１ａ＿２’’  短い結合部
１２３                第１リード端子
１２５                第２リード端子
１２７                ＰＴＣサーミスタ
１３０                ホルダー
１３１                第２結合部
１４０                絶縁部材
１４１                上面部
１４３                側面部
１４５                下面部
１５０                ケース
１６０                補強テープ
１６１                第１補強テープ
１６３                第２補強テープ
１７０                外装材
【図１Ａ】
0005534678.tif 000002
【図１Ｂ】
0005534678.tif 000003
【図２Ａ】
0005534678.tif 000004
【図２Ｂ】
0005534678.tif 000005
【図２Ｃ】
0005534678.tif 000006