(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池を電池パッケージに収容してなる電池ブロックと、
前記電池の使用状態もしくは性能に関する計測機能または前記電池を保護する保護機能を有する回路を回路パッケージに収容してなる回路ブロックと、
前記電池ブロックおよび前記回路ブロックを嵌め込んで収容可能な外殻ケースとを備え、
前記電池パッケージおよび前記回路パッケージのうち少なくとも一方は、天面に開口部を有する下部パッケージとこの下部パッケージの開口部に対応する溝を有する上部パッケージとが圧入によって嵌合された密閉性パッケージであり、
前記電池ブロックおよび前記回路ブロックが前記外殻ケースに対して互いに独立して脱着可能である
ことを特徴とするバッテリーパック。
【請求項２】
前記電池ブロックは、前記回路ブロックに対向する面に接続端子を有し、
前記回路ブロックは、前記電池ブロックに対向する面に接続端子を有する
ことを特徴とする請求項１記載のバッテリーパック。
【請求項３】
前記接続端子は、前記電池パッケージおよび前記回路パッケージにインサート成型されている
ことを特徴とする請求項２記載のバッテリーパック。
【請求項４】
前記接続端子と前記電池のタブとは、それぞれの先端に二又分岐部を有し、
前記接続端子の二又分岐部と前記電池のタブの二又分岐部とが係合されることによって前記接続端子と前記電池のタブとが接続されている
ことを特徴とする請求項２記載のバッテリーパック。
【請求項５】
タブを有する電池と、この電池の使用状態もしくは性能に関する計測機能または前記電池を保護する保護機能を有する回路とを、前記電池と前記回路とを電気的に接続するためのタブを備えた外殻ケースに収容してなるバッテリーパックであって、
前記外殻ケースの内部が、隔壁によって二つの室に完全分離され、
前記電池および前記回路が、前記二つの室のそれぞれに隔絶されて収容され、
前記外殻ケースのタブと前記電池のタブとは、それぞれの先端に二又分岐部を有し、
前記外殻ケースのタブの二又分岐部と前記電池のタブの二又分岐部とが係合されることによって前記外殻ケースのタブと前記電池のタブとが接続されている
ことを特徴とするバッテリーパック。
【請求項６】
前記外殻ケースが、
天面に開口部を有すると共に内部が下部隔壁によって複数の室に区画された下ケースと、
前記下部隔壁に対応する溝が設けられた上部隔壁を有し、前記上部隔壁の溝に前記下部隔壁が圧入されて前記隔壁を形成すると共に前記下ケースの開口部に接合されて前記二つの室が密閉構造をなすように構成された上ケースと
を備えたことを特徴とする請求項５記載のバッテリーパック。
【請求項７】
前記外殻ケースのタブが、前記下部隔壁および前記上部隔壁のうち少なくとも一方に貫設されている
ことを特徴とする請求項６記載のバッテリーパック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池およびそれに付属する回路等を外殻ケースに収容してなるバッテリーパックに係り、特に、リチウムイオン電池などの二次電池を内蔵するバッテリーパックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ノートブックコンピュータ，デジタルカメラあるいはビデオカメラなどの携帯用電子機器のポータブル電源として、充電可能なバッテリーパックが用いられている。電子機器の高性能化、小型化およびポータブル化に伴って、バッテリーパックについても、長時間駆動を可能にするための研究開発が活発に進められている。中でも、リチウムイオン二次電池を用いたバッテリーパックは、従来の鉛電池あるいはニッケルカドミウム電池を用いたものと比較して大きなエネルギー密度が得られ、またメモリ効果もほとんどないため、非常に期待されている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池は、過充電および過放電によって破壊される虞があり、また充放電には個体差があるので、特に複数個のリチウムイオン二次電池を用いたバッテリーパックには、個々の電池ごとに充放電を制御して充電状態を均一化するための回路や、過放電や過充電を防止するための回路を接続する場合が多い。このような回路は、例えば、ニッケル（Ｎｉ）からなるタブによって電池に直接溶接または半田付けされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のように電池と回路とが直接溶接または半田付けされたバッテリーパックでは、過放電または過充電によってリチウムイオン二次電池が破壊された場合に、有機溶剤からなる電解液が漏れて回路の電子部品に接触し、マイグレーションによる発煙または発火等の重大事故につながる虞があった。また、組立後に電池または回路のそれぞれに不具合が発生した場合、電池および回路をまとめて廃棄しているので、製造歩留りが低下すると共に廃棄物が増加するという問題があった。
【０００５】
さらに、バッテリーパックでは一般に電池のほうが回路よりも先に消耗する場合が多いが、電池が消耗した後に電池のみを交換しようとしても、電池とタブとがスポット溶接されているので、タブを消耗した電池から取り外して新たな電池に取り付けるということは実際上できない。そのため、電池が消耗した場合には、回路には何ら劣化がないにもかかわらず電池，タブおよび回路を丸ごと廃棄するしかなかった。このため、環境面および資源保護または資源の有効活用の点でも問題があった。
【０００６】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、その目的は、電池と回路とを完全に分離することができるバッテリーパックを提供することにある。
【０００７】
また、本発明の他の目的は、無駄な廃棄物の増加を防ぐことまたは資源を有効活用することができるバッテリーパックを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明による第１のバッテリーパックは、電池を電池パッケージに収容してなる電池ブロックと、電池の使用状態もしくは性能に関する計測機能または電池を保護する保護機能を有する回路を回路パッケージに収容してなる回路ブロックと、電池ブロックおよび回路ブロックを嵌め込んで収容可能な外殻ケースとを備え、電池パッケージおよび回路パッケージのうち少なくとも一方は、天面に開口部を有する下部パッケージとこの下部パッケージの開口部に対応する溝を有する上部パッケージとが圧入によって嵌合された密閉性パッケージであり、電池ブロックおよび回路ブロックが外殻ケースに対して互いに独立して脱着可能であるものである。
【０００９】
本発明による第２のバッテリーパックは、タブを有する電池と、この電池の使用状態もしくは性能に関する計測機能または電池を保護する保護機能を有する回路とを、電池と回路とを電気的に接続するためのタブを備えた外殻ケースに収容してなるものであって、外殻ケースの内部が、隔壁によって二つの室に完全分離され、電池および回路が、二つの室のそれぞれに隔絶されて収容され、外殻ケースのタブと電池のタブとは、それぞれの先端に二又分岐部を有し、外殻ケースのタブの二又分岐部と電池のタブの二又分岐部とが係合されることによって外殻ケースのタブと電池のタブとが接続されているものである。
【００１０】
本発明による第１のバッテリーパックでは、外殻ケースが、電池ブロックおよび回路ブロックを嵌め込んで収容可能となっているので、電池ブロックおよび回路ブロックが外殻ケース内に、いわゆる入れ子的にきっちり詰め込まれ、がたつくことがない。また、電池ブロックおよび回路ブロックが外殻ケースに対して互いに独立に脱着可能となっているので、製造工程で電池ブロックまたは回路ブロックに不具合が生じた場合には、不具合の生じたブロックが取り出されて交換される。電池および回路は、それぞれ電池パッケージおよび回路パッケージに分離して収容されているので、電池から電解液が漏れた場合であっても、漏れた電解液は、電池パッケージ内に留められる。さらに、電池パッケージおよび回路パッケージのうち少なくとも一方が、下部パッケージと上部パッケージとの圧入嵌合による密閉性パッケージとされているので、電解液の漏れや浸入がいっそう確実に防止される。なお、電池ブロックに収容される電池は、一個でもよいし複数個でもよい。
【００１１】
本発明による第２のバッテリーパックは、外殻ケースの内部が、隔壁によって二つの室に完全分離され、電池および回路が、二つの室のそれぞれに隔絶されて収容されているので、電池から電解液が漏れた場合であっても、漏れた電解液は、電池の収容された室内に留められる。また、外殻ケースのタブと電池のタブとが、それぞれの先端に設けられた二又分岐部を係合させることにより接続されているので、接合強度が向上する。なお、収容される電池は、一個でもよいし複数個でもよい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
［第１の実施の形態］
図１は本発明の第１の実施の形態に係るバッテリーパックの概略構成を表すものである。このバッテリーパックは、例えば、ノートブックコンピュータのポータブル電源として使用されるものであり、電池ブロック１０および回路ブロック２０を、外殻ケース３０の内部に収容したものである。
【００１４】
電池ブロック１０は、例えば、スチロール樹脂をモールド射出成型してなる電池パッケージ１１を備えている。この電池パッケージ１１の内部には、図１には示されていないが、例えばリチウムイオン二次電池のような充放電可能な二次電池（セル）が密封して収容されている。
【００１５】
回路ブロック２０は、例えば、スチロール樹脂をモールド射出成型してなる回路パッケージ２１を備えている。この回路パッケージ２１の内部には、図１には示されていないが、電池の使用状態もしくは性能に関する計測機能または電池を保護する機能を有する計測・保護回路が収容されている。なお、回路パッケージ２１は、完全密封とすることが望ましいが、これのみには限定しない。例えば、電池パッケージ１１を密封にすれば、回路パッケージ２１には、回路の発熱によって増大した圧力を逃がすための小孔を設けるようにしてもよい。この小孔は、電池パッケージ１１内の電池の電解液が万一漏れても回路ブロック２０に悪影響が及びにくい位置、例えば、回路ブロック２０とは反対側の面に設けることが好ましい。しかし、この場合であっても、回路パッケージ２１の電池ブロック１０に対向する面は密閉とし、小孔は設けないことが好ましい。電解液が小孔から漏れて回路ブロック２０に浸入するのを防止するためである。
【００１６】
このように電池は電池パッケージ１１に、計測・保護回路は回路パッケージ２１にそれぞれ分離して収容されており、かつ少なくとも電池パッケージ１１は密封されているので、電池から電解液が漏れた場合であっても、漏れた電解液は、電池パッケージ２１内に留められ、回路パッケージ２１内の計測・保護回路に到達しにくくなる。また、電池パッケージ１１および回路パッケージ２１によって、高負荷放電時における電池ブロック１０内の電池から発生した熱の回路ブロック２０への伝達が遮断されると共に、回路ブロック２０内の計測・保護回路で発生した熱の電池ブロック１０への伝達も遮断されるので、熱の影響で電池の性能が劣化することまたは不均衡になることを防ぐことができる。
【００１７】
外殻ケース３０は、例えばスチロール樹脂をモールド射出成型してなるものであり、例えば図示しないノートブックコンピュータ本体と同じ色の着色が施されている。外殻ケース３０は、天面が開口部となっている下ケース３１と、側面が互いに重なり合うように下ケース３１に覆い被される上ケース３２とを組合せて構成されている。下ケース３１の側面には、後述する回路ブロック２０の外部コネクタ２７を通すための切欠き３１Ａが設けられている。上ケース３２の側面には、下ケース３１の切欠き３１Ａに対応して、切欠き３２Ａが設けられている。この切欠き３１Ａと切欠き３２Ａの形状は、下ケース３１に上ケース３２を覆い被せたときに外部コネクタ２７を通す貫通孔が形成されるように設定されている。
【００１８】
また、外殻ケース３０は、電池ブロック１０および回路ブロック２０を嵌め込んで収容可能となっている。これにより、電池ブロック１０および回路ブロック２０が、外殻ケース３０内に、いわゆる入れ子的にきっちり詰め込まれ、がたつくことがない。そのためには、例えば、図１に示したように、外殻ケース３０の下ケース３１の内寸を、電池ブロック１０および回路ブロック２０の外寸の合計と同じにしておき、下ケース３１に電池ブロック１０および回路ブロック２０を押し込んで収容するようにしてもよい。あるいは、図示は省略するが、下ケース３１の内寸を、電池ブロック１０および回路ブロック２０の外寸の合計よりも少し大きめに設定しておき、下ケース３１の内面に、電池ブロック１０および回路ブロック２０を支持する突起または隆条を設け、この突起または隆条の間の隙間に指を入れて電池ブロック１０および回路ブロック２０を容易に押し込めるようにしてもよい。さらに、下ケース３１と電池ブロック１０または回路ブロック２０との間に適当なクッション材を配設し、衝撃を和らげるようにしてもよい。また、下ケース３１の側面または底面には、電池ブロック１０と回路ブロック２０との境目の位置に、位置決めを容易にするための仕切りを設けるようにしてもよい。
【００１９】
さらに、電池ブロック１０および回路ブロック２０は、外殻ケース３０に対して互いに独立に脱着可能となっている。すなわち、電池ブロック１０だけを取り外し、または回路ブロック２０だけを取り外して交換することが可能となっている。これにより、製造工程で電池ブロック１０または回路ブロック２０に不具合が生じた場合に、不具合の生じたブロックだけを取り出して交換することができる。あるいは、電池ブロック１０の電池が劣化または消耗したが回路ブロック２０は何も故障していないといった場合には、ユーザは新たな電池ブロック１０を購入して交換し、回路ブロック２０はそのまま引き続き利用することができる。
【００２０】
そのような交換作業を容易にするためには、外殻ケース３０は、開閉可能であり、かつ、使用中または運搬中に下ケース３１と上ケース３２とが容易に外れないような構成とすることが好ましい。例えば、上ケース３２の側面に図示しない爪を設け、下ケース３１の側面に図示しない切欠きを設け、上ケース３２の爪を下ケース３１の切欠きに係止させることによって閉じるようにすることが可能である。あるいは、上ケース３２の内寸を下ケース３１の外寸と同じにしておき、上ケース３２に下ケース３１を押し込んで閉じ、開けるときには両者を反対方向に引張って上ケース３２を取り外すようにしてもよい。ただし、運搬時などにおける不用意な分解または子供のいたずら等による外殻ケース３０の分離を防ぐため、下ケース３１と上ケース３２とを接着剤で密着させるようにしてもよい。このようにした場合には、電池ブロック１０を交換しながら外殻ケース３０を引き続き使用することはできなくなるが、使用済みの電池ブロック１０が内蔵されたバッテリーパックを回収した際に、下ケース３１と上ケース３２とをこじ開けて、回路ブロック２０を新たなバッテリーパックに再利用することなどが可能である。
【００２１】
なお、下ケース３１および上ケース３２の形状は、図１に示したように側面が互いに重なり合うようになっているものに限られない。例えば、図２に示したように、下ケース３１をほぼ平板状の形状とし、その上に上ケース３２を覆い被せたような形状としてもよい。この場合、上ケース３２には、切欠き３２Ａの代わりに外部コネクタ２７に合わせた形状の貫通孔３２Ｂを設けるようにしてもよい。また、反対に、図示はしないが、上ケース３２をほぼ平板状の形状とすると共に下ケース３１を天面が開口した箱状のものとし、上ケース３２を蓋として用いて下ケース３１の開口を塞ぐようにしてもよい。この場合、下ケース３１には、切欠き３１Ａの代わりに外部コネクタ２７に合わせた形状の貫通孔を設けるようにしてもよい。
【００２２】
図３は、電池ブロック１０および回路ブロック２０の内部構成の一例を表している。電池パッケージ１１は、天面に開口部を有するほぼ箱型の下部パッケージ１２と、下部パッケージ１２の開口部に組み付けられて密封構造をなす上部パッケージ１３とによって構成されている。回路パッケージ２１は、天面に開口部を有する下部パッケージ２２と、下部パッケージ２２の開口部に組み付けられて密封構造をなす上部パッケージ２３とによって構成されている。電池パッケージ１１および回路パッケージ２１は、密閉性パッケージであることが好ましい。電解液の漏れまたは浸入をいっそう確実に防ぐことができると共に、運搬時における不用意な分解または子供のいたずら等によるパッケージ１１，２１の分離を防止することができるからである。具体的には、例えば、上部パッケージ１３，２３の端縁に、下部パッケージ１２，２２の開口部に対応する溝１３Ａ，２３Ａが設けられており、この溝１３Ａ，２３Ａに下部パッケージ１２，２２が圧入によって嵌合されて密閉構造をなすようにすることができる。圧入の際には、上部パッケージ１３，２３の溝１３Ａ，２３Ａに接着剤を塗布したり、あるいは圧着することによって、下部パッケージ１２，２２を強固に接着するようにしてもよい。なお、電池パッケージ１１および回路パッケージ２１の密閉構造は、図３に示したもののみには限られないことは言うまでもない。
【００２３】
電池パッケージ１１の下部パッケージ１２内には、電池１４が収容されている。電池１４は、所定の極性に従って配列され、タブ１５によって互いに接続されている。また、タブ１５は、回路ブロック２０との接続をとるための接続端子１６に接続されているが、この接続については後述する。なお、電池１４の個数は、このバッテリーパックが用いられるノートブックコンピュータの使用電力量および電圧に適する容量および出力電圧が得られるように設定されている。したがって、一個でもよいし複数個でもよい。
【００２４】
電池１４は、例えば、円筒型のリチウムイオン二次電池であり、帯状の正極と負極とが電解液を含浸したセパレータを間にして積層されたものが多数回巻回された巻回電極体を、ほぼ中空円柱状の電池缶の内部に収容したものである。また、電池１４の各構成部分は公知の材料を用いることができ、例えば、電池缶は、ニッケルのめっきがされた鉄によって構成することができ、正極は、活物質であるリチウム複合酸化物と黒鉛などの導電材とポリフッ化ビニリデンなどのバインダ樹脂とからなる合剤層と、アルミニウム（Ａｌ）箔などの集電体層とによって構成することができ、負極は、黒鉛などの炭素粉末とポリフッ化ビニリデンなどのバインダ樹脂とからなる合剤層と、銅（Ｃｕ）箔などの集電体層とによって構成することができる。電解液としては、例えば、ＬｉＰＦ６  などのリチウム塩を、エチレンカーボネートなどの非水溶媒に溶解させたものが用いられる。セパレータには、例えばポリプロピレンなどのポリオレフィン系の材料を主成分とする多孔質薄膜が用いられる。
【００２５】
タブ１５は、例えばニッケル等の金属板材を短冊状に打ち抜いて、所定の形状に折曲加工してなるものである。
【００２６】
接続端子１６は、電池パッケージ１１の回路ブロック２０に対向する面に配列形成されており、電池１４の正極および負極に接続された電源端子，電池１４の温度を検出するための図示しない温度センサに接続された信号入出力端子などを含んでいる。接続端子１６は、電池１４と後述の計測・保護回路２４との間の結線に必要な個数を設ければよいことは言うまでもない。接続端子１６の電池パッケージ１１の外側に露出した部分は、例えば、略正方形の板ばねとなっている。また、接続端子１６の電池パッケージ１１の内側の部分は、例えば、接片状となっており、その部分でタブ１５に接続されている。接続端子１６は、電池パッケージ１１の下部パッケージ１２にインサート成型によって配置されていることが好ましい。下部パッケージ１２と接続端子１６との間の隙間から電解液が漏れるのを防ぐことができるからである。
【００２７】
回路パッケージ２１の下部パッケージ２２内には、計測・保護回路２４が収容されている。計測・保護回路２４は、電池ブロック１０との接続をとるための接続端子２５に接続されている。また、計測・保護回路２４は、フレキシブル配線板２６を介して、図示しないノートブックコンピュータ本体に接続するための外部コネクタ２７に接続されている。
【００２８】
計測・保護回路２４は、電池１４の電気抵抗を検出して所定値以上となった場合に蓄電能力が低下したことを判定する機能，電池１４の温度を感知して所定値以上となった場合に警報を発する機能，電池１４の過放電・過充電を防止して電池１４を保護する機能などを備えたものである。
【００２９】
接続端子２５は、回路パッケージ２１の電池ブロック１０に対向する面に配列形成されている。各々の接続端子２５は、電池ブロック１０の接続端子１６の各々に対応している。接続端子２５の回路パッケージ２１の外側に露出した部分は、例えば、略正方形の板ばねとなっている。また、接続端子２５の回路パッケージ２１の内側の部分は、例えば、接片状となっており、その端部は、計測・保護回路２４に設けられた図示しないパッドに、例えば半田付けによって接続されている。接続端子２５は、回路パッケージ２１の下部パッケージ２２にインサート成型によって配置されていることが好ましい。回路パッケージ２１の下部パッケージ２２と接続端子２５との間の隙間から電解液が回路ブロック２０内へと浸入するのを防ぐことができるからである。
【００３０】
外部コネクタ２７は、出力端子をはじめ、電池１４の状態に関する各種情報を入出力するための端子を備えている。電池１４の状態に関する各種情報としては、例えば電池１４の表面に配設されたサーミスタからの出力信号、あるいは電池１４の内部抵抗を計測するための信号などがある。なお、外部コネクタ２７は必ずしもコネクタには限られず、通常の突起状のいわゆる端子を設けるようにしてもよい。
【００３１】
なお、接続端子１６，２５は図３に示した構成に限られない。例えば、接続端子１６の電池パッケージ１１の外側に露出した部分を板ばねとすると共に、接続端子２５の回路パッケージ２１の外側に露出した部分には、表面を円滑な形状にした突起部を設け、接続端子１６，２５が互いに押しつけ合うことによって確実に接続されるようにしてもよい。あるいは、この場合、さらに接続端子２５の突起部を回路パッケージ２１の外側に向かって付勢するつるまきばねを装着して、接続端子１６，２５の押しつけ合う力を一層強めるようにしてもよい。
【００３２】
図４は、接続端子１６とタブ１５との接続後の状態を表している。また、図５Ａ）は接続前の接続端子１６およびタブ１５を上から見た状態、図５（Ｂ）は側面から見た状態をそれぞれ表している。図５に示したように、接続端子１６は、その先端に二又分岐部１６Ａ，１６Ｂを有している。また、タブ１５も、その先端に二又分岐部１５Ａ，１５Ｂを有している。接続端子１６の二又分岐部１６Ａ，１６Ｂとタブ１５の二又分岐部１５Ａ，１５Ｂとを係合させ、両者の接合面を半田付けまたは溶接することによって、図４に示したように、接続端子１６とタブ１５とが接続されている。これにより、タブ１５と接続端子１６との接合強度を高めることができる。
【００３３】
なお、接続端子２５と計測・保護回路２４との間にも、電池ブロック１０のタブ１５と同様のタブを設け、このタブの一端を計測・保護回路２４のパッドに半田付けすると共に、そのタブの他端と接続端子２５とを、図４に示したタブ１５と接続端子１６との接続と同様にして接続するようにしてもよい。
【００３４】
このバッテリーパックでは、電池ブロック１０および回路ブロック２０を、外殻ケース３０の下ケース３１に嵌め込み、上ケース３２を覆い被せて外殻ケース３０を閉じる。製造工程で電池ブロック１０または回路ブロック２０に不具合が生じた場合には、不具合の生じたブロックのみ取り出して交換する。電池ブロック１０の電池が劣化または消耗した場合には、電池ブロック１０のみ交換し、回路ブロック２０は、まだ利用可能であれば継続して使用する。また、電池１４から電解液が漏れた場合であっても、電池パッケージ１１が密封構造となっているので、漏れた電解液は電池パッケージ１１内に留められる。
【００３５】
このように本実施の形態では、外殻ケース３０が、電池ブロック１０および回路ブロック２０を嵌め込んで収容可能となっているので、電池ブロック１０および回路ブロック２０を外殻ケース３０内に、いわゆる入れ子的にきっちり詰め込むことができ、がたつかないようにすることができる。また、電池ブロック１０および回路ブロック２０が外殻ケース３０に対して互いに独立に脱着可能となっているので、製造工程で電池ブロック１０または回路ブロック２０に不具合が生じた場合には、不具合の生じたブロックのみ取り出して交換することができ、製造歩留りが向上すると共に、廃棄物が低減され、環境面での利点も大きい。さらに、電池ブロック１０の電池１４が劣化または寿命等によって消耗した場合に、電池ブロック１０のみを交換して、機能に支障のない回路ブロック２０は引き続き使用することができるので、資源の無駄な廃棄を回避することができる。
【００３６】
加えて、電池１４は電池パッケージ１１に、計測・保護回路２４は回路パッケージ２１にそれぞれ分離して収容されているので、電池１４から電解液が漏れた場合であっても、漏れた電解液は、電池パッケージ２１内に留められ、回路パッケージ３１内の計測・保護回路２４に到達しにくくなる。よって、マイグレーションによる発煙・発火等の重大事故が防止され、安全性が向上する。また、電池パッケージ１１および回路パッケージ２１によって、高負荷放電時における電池ブロック１０内の電池１４から発生した熱の回路ブロック２０への伝達が遮断されると共に、回路ブロック２０内の計測・保護回路２４で発生した熱の電池ブロック１０への伝達も遮断されるので、熱の影響で電池の性能が劣化することや不均衡になることを防ぐことができる。
【００３７】
特に、電池パッケージ１１および回路パッケージ２１が密閉性パッケージとなっているので、電解液の漏れや浸入をいっそう確実に防止することができる。
【００３８】
［第２の実施の形態］
図６は本発明の第２の実施の形態に係るバッテリーパックの断面構造を表すものである。このバッテリーパックは、外殻ケース４０の内部が、隔壁４１によって電池室４２と回路室４３との二つの室に完全分離され、電池１４および計測・保護回路２４が、電池室４２と回路室４３とのそれぞれに隔絶されて収容されていることを除き、第１の実施の形態で説明したバッテリーパックと同一である。したがって、同一の構成要素には同一の符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００３９】
外殻ケース４０は、例えば、スチロール樹脂をモールド射出成型してなるものであり、天面に開口部を有する下ケース４４と、この下ケース４４の開口部に接合されて密閉構造をなす上ケース４５とからその主要部が構成されている。下ケース４４は、下部隔壁４６によって、内部が電池室４２と回路室４３とに区画されている。電池室４２には、電池１４が収容され、回路室４３には、計測・保護回路２４が収容されている。電池室４２内の電池１４は、タブ１５によって互いに接続されている。
【００４０】
上ケース４５は、下ケース４４の下部隔壁４６に対向する位置に上部隔壁４７を有している。上部隔壁４７には、下部隔壁４６に対応して溝４７Ａが設けられており、この溝４７Ａに下部隔壁４６が圧入されることによって隔壁４１を形成すると共に下ケース４４の開口部に上ケース４５が接合されて電池室４２および回路室４３が密閉構造をなすように構成されている。従来では、外殻ケース内の隔壁としては、例えば上部隔壁と下部隔壁とが超音波接合によって接合されたものがあったが、接着状態のばらつきおよびダイレクタ構造のため、電池室と回路室との完全分離は不可能であった。また、外殻ケース内に嵌め殺し隔壁を設けた場合も、やはり完全分離化は不可能であり、外殻ケースと嵌め殺し隔壁との接合面から電解液が回路室に流入することを避けられなかった。本実施の形態のように上部隔壁４７の溝４７Ａに下部隔壁４６を圧入して隔壁４１を形成するようにしたことによって、電池室４２と回路室４３とが完全分離され、電池１４から漏れ出た電解液は電池室４２に留まり、回路室４３への浸入を確実に防止することができる。また、隔壁４１によって外殻ケース４０の構造的な強度を高めることも可能である。なお、圧入の際には、上部隔壁４７の溝４７Ａに接着剤を塗布したり、あるいは圧着することによって、下部隔壁４６を強固に接着するようにしてもよい。
【００４１】
図７は、外殻ケース４０の上ケース４５を取り外した状態を表している。下ケース４４の下部隔壁４６には、電池１４と計測・保護回路２４とを電気的に接続するタブ４８が貫設されている。本実施の形態では、タブ４８は三つ配列されており、両端のタブ４８は、電池１４の正極と負極にそれぞれ接続され、中央のタブ４８は中点リード１７が接続されている。中点リード１７は、例えば二本の電池１４の間の電位を計測するために設けられている。タブ４８は、下部隔壁４６にインサート成型によって配置されていることが好ましい。下部隔壁４６とタブ４８との間の隙間から電解液が回路室４３に浸入するのを防ぐことができるからである。なお、タブ４８は、上部隔壁４７に設けてもよいが、下部隔壁４６に設けるほうが、タブ４８と電池１４のタブ１５との接続、およびタブ４８と計測・保護回路２４との接続作業を容易に行うことができるので好ましい。
【００４２】
電池１４のタブ１５と外殻ケース４０のタブ４８とは、接合強度を向上させるため、第１の実施の形態で図４および図５を参照して説明した電池１４のタブ１５と接続端子１６との接続と同様にして接続されているようにしてもよい。すなわち、外殻ケース４０のタブ４８の先端に二又分岐部４８Ａ，４８Ｂが形成されており、外殻ケース４０のタブ４８の二又分岐部４８Ａ，４８Ｂと電池１４のタブ１５の二又分岐部１５Ａ，１５Ｂとが係合され、接合面が半田付けまたは溶接されることによって、両者が接続されているようにしてもよい。
【００４３】
このように本実施の形態によれば、外殻ケース４０の内部が、隔壁４１によって電池室４２と回路室４３との二つの室に完全分離され、電池１４および計測・保護回路２４が、電池室４２および回路室４３のそれぞれに隔絶されて収容されているので、電池１４から電解液が漏れた場合であっても、漏れた電解液は、電池室４２内に留められ、回路室４３内の計測・保護回路２４に到達しにくくなる。よって、マイグレーションによる発煙・発火等の重大事故が防止され、安全性が向上する。また、外殻ケース４０に隔壁４１を設けたことによって、外殻ケース４０の構造的な強度を高めることができる。
【００４４】
以上、実施の形態を挙げて本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、種々変形可能である。例えば、上記実施の形態では、ノートブックコンピュータのバッテリーパックを例として説明したが、本発明は、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話等の他の携帯用電子機器のバッテリーパックについても同様に適用することができる。
【００４５】
また、上記第１の実施の形態では、電池パッケージ１１および回路パッケージ２１の両方を密閉性パッケージとした場合と、電池パッケージ１１を密封として回路パッケージ２１に小孔を設けた場合とについて説明したが、回路パッケージ２１のみを完全な密閉性パッケージとし、電池パッケージ１１には、電池１４の発熱によって増大した圧力を逃がすための小孔を設けるようにしてもよい。この小孔は、電池１４の電解液が万一漏れても回路ブロック２０または接続端子１６，２５に悪影響が及びにくい位置、例えば、回路ブロック２０とは反対側の面に設けることが好ましい。しかし、この場合であっても、電池パッケージ１１の回路ブロック２０に対向する面、すなわち、接続端子１６が設けられている面は密閉とし、小孔は設けないことが好ましい。電解液が小孔から漏れて回路ブロック２０に浸入するのを防止するためである。
【００４６】
同様に、上記第２の実施の形態では、外殻ケース４０の電池室４２および回路室４３の両方が密閉構造をなすようにしたが、回路室４３のみを完全な密閉構造とし、電池室４２には上述した小孔を設けるようにしてもよい。
【００４７】
また、上記第１の実施の形態では、同じ外殻ケース３０を用いて、電池ブロック１０または回路ブロック２０を交換する場合について説明したが、本発明では、電池ブロック１０または回路ブロック２０を、同じ形状であるが材料の異なる別の外殻ケース３０に入れ替えることも可能である。例えば、デジタルカメラでは、寒冷地仕様と温暖地仕様とで外殻ケース３０の材質を変え、寒冷地仕様では断熱材により構成して電池１４の発熱を保持し、温暖地仕様ではアルミニウム（Ａｌ）により構成して放熱性を高めるようにすることなども可能である。あるいは、電池パッケージ１１または回路パッケージ２１の材質を、寒冷地仕様と温暖地仕様とで変えることなども可能である。
【００４８】
加えて、上記第１の実施の形態では、電池パッケージ１１および回路パッケージ２１の材質は、スチロール樹脂をモールド射出成型したものとしたが、その他、例えばＡＢＳ樹脂，ポリエチレン，ポリエステルなどの成型・加工が容易でかつ絶縁性，耐候性の良好な材料も使用可能である。
【００４９】
さらに、上記第１の実施の形態では、電池ブロック１０だけを取り外し、または回路ブロック２０だけをバッテリーパックから取り外して交換する場合について説明したが、電池ブロック１０および回路ブロック２０の両方を一度に取り外して交換することも可能であることは言うまでもない。そのような場合としては、例えば、電池１４のバージョンアップに伴い計測・保護回路２４も全面的に変更される場合などがある。また、電池ブロック１０および回路ブロック２０の両方を取り外し可能とすることによって、外殻ケース３０をいわばダミーバッテリーパックとして使用することも可能となる。すなわち、例えば、自宅やオフィスなど交流電源が設置されている場所でしか使用しないユーザは、ノートブックコンピュータに外殻ケース３０だけを装着した状態で使用することによって内部に埃などが入るのを防ぐことができ、かつ必要に応じて電池ブロック１０および回路ブロック２０を後から購入して使用することができるようにしてもよい。
【００５０】
また、上記各実施の形態では、例えば、電池１４として円筒型リチウムイオン二次電池を用いた場合について説明したが、円筒型に限らず、扁平型やコイン型のものを用いてもよい。また、ゲル状の電解質を用いた巻回電極体をラミネートフィルムからなる外装部材に封入したリチウムイオン二次電池を用いてもよい。このようなリチウムイオン二次電池では、電池１４と別体のタブ１５を用いる必要はなく、電池内部から導出されているタブ自体をタブ１５として用いて、図４および図５に示したように接続端子１６に接続することができる。さらに、本発明は、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケルカドミウム電池，ニッケル水素電池など他の二次電池、さらには一次電池を用いたバッテリーパックにも適用可能である。
【００５１】
また、上記第１の実施の形態では、タブ１５と接続端子１６との接合面を溶接または半田付けするようにした場合について説明したが、タブ１５の二又分岐部１５Ａ，１５Ｂと接続端子１６の二又分岐部１６Ａ，１６Ｂとを、互いに摩擦力によって噛み合うように設定しておくようにすることで、タブ１５と接続端子１６とを溶接せずとも両者の接続を強固に固着することができる。このようにすることにより、バッテリーパックを廃棄する際に、電池１４を簡易に取り外すことなどが可能となる。なお、第２の実施の形態における外殻ケース４０のタブ４８の二又分岐部４８Ａ，４８Ｂと、電池１４のタブ１５の二又分岐部１５Ａ，１５Ｂについても、同様の変形が可能である。
【００５２】
なお、上記第２の実施の形態では、外殻ケース４０の下ケース４４には隔壁４１のみを造り付けた場合について説明したが、下ケース４４の内面に、隔壁４１以外にも、例えば、電池１４を支持する突起または隆条を設け、この突起または隆条の間の隙間に指を入れて電池１４を容易に下ケース４４にセットできるようにしてもよい。
【００５３】
さらに、上記実施の形態では、電池１４の高分子材料、電解質塩および溶媒について具体的に例を挙げて説明したが、他の材料を用いてもよい。
【００５４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の第１のバッテリーパックによれば、外殻ケースが、電池ブロックおよび回路ブロックを嵌め込んで収容可能となっているので、電池ブロックおよび回路ブロックを外殻ケース内に、いわゆる入れ子的にきっちり詰め込むことができ、がたつかないようにすることができる。また、電池ブロックおよび回路ブロックが外殻ケースに対して互いに独立に脱着可能となっているので、製造工程で電池ブロックまたは回路ブロックに不具合が生じた場合には、不具合の生じたブロックのみ取り出して交換することができ、製造歩留りが向上すると共に、廃棄物が低減され、環境面での利点も大きい。さらに、電池ブロックの電池が劣化または寿命等によって消耗した場合に、電池ブロックのみを交換して、機能に支障のない回路ブロックは引き続き使用することができるので、資源の無駄な廃棄を回避することができる。また、電池パッケージおよび回路パッケージのうち少なくとも一方が密閉性パッケージとなっているので、電解液の漏れや浸入をいっそう確実に防止することができる。
【００５５】
加えて、電池は電池パッケージに、回路は回路パッケージにそれぞれ分離して収容されているので、電池から電解液が漏れた場合であっても、漏れた電解液は、電池パッケージ内に留められ、回路パッケージ内の回路に到達しにくくなる。よって、マイグレーションによる発煙・発火等の重大事故が防止され、安全性が向上する。また、電池パッケージおよび回路パッケージによって、高負荷放電時における電池ブロック内の電池から発生した熱の回路ブロックへの伝達が遮断されると共に、回路ブロック内の回路で発生した熱の電池ブロックへの伝達も遮断されるので、熱の影響で電池の性能が劣化することや不均衡になることを防ぐことができる。
【００５７】
本発明の第２のバッテリーパックによれば、外殻ケースの内部が、隔壁によって二つの室に完全分離され、電池および回路が、二つの室のそれぞれに隔絶されて収容されているので、電池から電解液が漏れた場合であっても、漏れた電解液は、電池の収容された室内に留められ、回路に到達しにくくなる。よって、マイグレーションによる発煙・発火等の重大事故が防止され、安全性が向上する。また、外殻ケースに隔壁を設けたことによって、外殻ケースの落下強度を高めることができる。また、外殻ケースのタブと電池のタブとを、それぞれの先端に設けた二又分岐部を係合させることによって接続するようにしたので、接合強度を向上させることができる。
【００５８】
特に、上部隔壁の溝に下部隔壁を圧入して隔壁を形成するようにすることにより、超音波接合によって形成された隔壁または嵌め殺し隔壁と異なり、接合面の隙間から電解液が流入して回路に付着するのを確実に防止することができる。
【００５９】
また、特に、外殻ケースのタブをインサート成型によって配置することにより、タブと隔壁との間の隙間から電解液が漏れるのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るバッテリーパックの概略構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示した外殻ケースの変形例を表す斜視図である。
【図３】図１に示した電池ブロックおよび回路ブロックの内部構成の一例を表す断面図である。
【図４】図３に示した接続端子とタブとの接続後の状態を表した上面図である。
【図５】図４に示した接続端子とタブとの接続前の状態を表した図であり、（Ａ）は上面図、（Ｂ）は側面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係るバッテリーパックの概略構成を表す断面図である。
【図７】図６に示したバッテリーパックの上ケースを取り外した状態を表す斜視図である。
【符号の説明】
１０…電池ブロック、１１…電池パッケージ、１２…下部パッケージ、１３…上部パッケージ、１４…電池、１５…タブ、１５Ａ，１５Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ…二又分岐部、１６…接続端子、２０…回路ブロック、２１…回路パッケージ、２２…下部パッケージ、２３…上部パッケージ、２４…計測・保護回路、２５…接続端子、２６…フレキシブル配線板、２７…外部コネクタ、３０，４０…外殻ケース、３１…下ケース、３２…上ケース、４１…隔壁、４２…電池室、４３…回路室、４４…下ケース、４５…上ケース、４６…下部隔壁、４７…上部隔壁、４７Ａ…溝、４８…タブ、４８Ａ，４８Ｂ…二又分岐部
【図１】
0003614158.tif 000002
【図２】
0003614158.tif 000003
【図３】
0003614158.tif 000004
【図４】
0003614158.tif 000005
【図５】
0003614158.tif 000006
【図６】
0003614158.tif 000007
【図７】
0003614158.tif 000008