(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非水系電解液電池と、
前記非水系電解液電池を収納・装着する外装ケースと、
前記外装ケース外表面に導出配置された外部接続端子と、
前記非水系電解液電池の突出した電極に嵌合して配置された吸油性体と
を具備する電池パックであって、
前記吸油性体が、溶解度パラメーター９以下の単量体を主成分とする分子中に１個の重合性不飽和基を有する単量体、および分子中に少なくとも２個の重合性不飽和基を有する架橋性単量体を反応組成分とした架橋重合体を疎水性の織布に担持させた構成を採っていることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
非水系電解液電池と、
前記非水系電解液電池を収納・装着する外装ケースと、
前記外装ケース外表面に導出配置された外部接続端子と、
前記非水系電解液電池の突出した電極に嵌合して配置された吸油性体と
を具備する電池パックであって、
前記吸油性体が、溶解度パラメーター９以下の単量体を主成分とする分子中に１個の重合性不飽和基を有する単量体、および分子中に少なくとも２個の重合性不飽和基を有する架橋性単量体を反応組成分とした架橋重合体を疎水性の不織布に担持させた構成を採っている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】
本発明は電池パックに係り、さらに詳しくは電池機能などの低下防止を図った非水系電解液電池を素電池とする電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電池形態の一つとして、複数個の電池を直列もしくは並列に接続し、外装ケース内に収納（収容）・装着するとともに、外装ケース外表面に電池の両極端子部を導出配置した構成の電池パックが使用されている。
【０００３】
図３は，このような電池パックの概略構造を展開して斜視的に示したもので、外装ケース内に２個の電池を収納・装着した構造例である。この電池パックにおいては、合成樹脂製の上ケース1aと下ケース1bとを超音波溶着や接着剤などにより接合して、電池を収納・装着する内部空間を備えた形の外装ケース１が形成されている。ここで、外装ケース１を形成する合成樹脂は、たとえば ABS樹脂，ポリカーボネート樹脂， ABS／ポリカーボネート樹脂系，変性ポリフェニレンオキサイド樹脂などが挙げられる。
【０００４】
そして、前記内部空間内に電池2a，2bが接続端子板3aによって直列に接続されている。また、電池2aには安全保護回路基板４に接続するタブ3bがスポット溶接されており、電池2a，2b間には、電池間を絶縁するスペーサー５が配置されている。さらに、下ケース1bの外側端部には、正極端子部および負極端子部（いずれも図示省略）が設置されている。ここで、両電極端子部は、ステンレス鋼をベースにNiメッキを施したもの、さらにその上にAuメッキを施したものなどで形成されている。なお、安全保護回路基板４と電池2a，2bとの間の絶縁、各電池端子間の絶縁なども、絶縁紙を適宜介在させて行っている。
【０００５】
ところで、近時、たとえばLiを活物質とした非水性電解液電池が注目されている。すなわち、この種のLiイオン電池は、エネルギー密度が高いこと、起電圧が高いこと、出力が高いこと、充放電サイクル寿命が長いことなど、多くの特長を有するので、電池パック化して、携帯用電源などへの実用化も図られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
電池パックとしての使用，取り扱いにおいては、電池パックの落下や電池パックに圧迫がかかることもしばしば起こる。そして、このような使用，取り扱い上の不注意によって、電池2a，2b中の電解液の液漏れが生じる恐れがある。こうした懸念に対応して、電池の構成においては、電解液注入後の液密性を確保するため、電池の封止部に（通常負極を兼ねる外缶ケースと正極導出部を成す蓋体とのかしめ封じ）絶縁性のシーリングパッキンなど介挿・配置して、液密化を図っている。しかしながら、不幸にして電解液の液漏れが起こることもある。すなわち、電気的な絶縁を確保しながら電池外缶ケース外に導出した正極もしくは負極部において、電解液が漏れる場合もある。そして、この液漏れが発生すると、次のような不都合が生じる。すなわち、電池パック内の配線・回路部に浸込み内部ショートを起こして所要の電池機能を喪失すること、電池パックの電池容量が低減することなどの問題を生じる。こうした電池機能の喪失問題は、前記高エネルギー密度，高起電圧，高出力，長い充放電サイクル寿命などの特長を有する非水性電解液電池系の電池パックでは、コスト面を含めた信頼性などから由々しき問題といえる。
【０００７】
したがって、本発明は非水性電解液が漏出したときも、電池機能の喪失，低減を容易に防止し、常に所要の電池機能が維持される電池パックの提供を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、非水系電解液電池と、前記非水系電解液電池を収納・装着する外装ケースと、前記外装ケース外表面に導出配置された外部接続端子と、前記非水系電解液電池の突出した電極に嵌合して配置された吸油性体とを具備する電池パックであって、前記吸油性体が、溶解度パラメーター９以下の単量体を主成分とする分子中に１個の重合性不飽和基を有する単量体、および分子中に少なくとも２個の重合性不飽和基を有する架橋性単量体を反応組成分とした架橋重合体を疎水性の織布に担持させた構成を採っていることを特徴とする電池パックである。
【００１０】
請求項２の発明は、非水系電解液電池と、前記非水系電解液電池を収納・装着する外装ケースと、前記外装ケース外表面に導出配置された外部接続端子と、前記非水系電解液電池の突出した電極に嵌合して配置された吸油性体とを具備する電池パックであって、前記吸油性体が、溶解度パラメーター９以下の単量体を主成分とする分子中に１個の重合性不飽和基を有する単量体、および分子中に少なくとも２個の重合性不飽和基を有する架橋性単量体を反応組成分とした架橋重合体を疎水性の不織布に担持させた構成を採っていることを特徴とする電池パックである。
【００１１】
本発明は、非水系電解液電池を素電池とし、これを外装ケースに内装する電池パックであって、前記外装ケース内で、かつ少なくとも素電池の突起している正極もしくは負極の周辺部に、吸油性体を配置・装着しておくことにより、正極もしくは負極の周辺部に液漏れで浸出した非水系電解液を速やかに吸着・保持させ、内部ショートの発生など的確に防止する構成としたものである。ここで、電池パックの構成において、非水系電解液電池は１個でもよいし、少なくとも２個の非水系電解液電池を直列もしくは並列に接続した構成を採ることもできる。したがって、複数個の非水系電解液電池を封装する構成では、非水系電解液電池間を電気的に接続する配線を含む配線回路を備えることになり、この配線回路も非水系電解液電池とともに外装ケースに収納・装着される。なお、前記電池パックの構成において、充電用外部接続端子と放電用外部接続端子とを分けて、外装ケース外表面の別の位置に導出配置してもよいし、外部接続端子を充放電兼用型としてもよい。
【００１２】
本発明において、吸油性体を疎水性担持体とともに形成する架橋重合体は、溶解度パラメーター９以下の単量体を主成分とする分子中に１個の重合性不飽和基を有する単量体90〜99.999重量％、および分子中に少なくとも２個の重合性不飽和基を有する架橋性単量体10〜 0.001重量％との、懸濁重合もしくは塊状重合などで製造できる。ここで、溶解度パラメーター９以下の単量体を主成分（50重量％以上）となる分子中に１個の重合性不飽和基を有する単量体としては、たとえばメチル（メタ）アクリレート，エチル（メタ）アクリレート，t-ブチル（メタ）アクリレート，2-エチルヘキシル（メタ）アクリレート，n-オクチル（メタ）アクリレート，ドデシル（メタ）アクリレート，ステアリル（メタ）アクリレート，ジブチルマレエート，ジドシルマレエートなどの不飽和カルボン酸エステル、（ジ）ブチル（メタ）アクリルアミド，（ジ）ドデシル（メタ）アクリルアミド，（ジ）ステアリル（メタ）アクリルアミド，1-ヘキセン，イソオクテンなどの脂環式ビニル化合物、アリールエーテル類、カプロン酸ビニルなどのビニルエステル類、ブチルビニーエーテルなどの脂肪族炭化水素基を有するビニルエーテル類、スチレンなどの芳香族ビニル化合物が挙げられる。これらの中でも、少なくとも１個の炭素数 3〜30の脂肪族炭化水素基を有し、かつアルキル（メタ）アクリレート，アルキルアリール（メタ）アクリレート，アルキル（メタ）アクリルアミド，アルキルアリール（メタ）アクリルアミド，アルキルスチレンなどが好ましい。なお、50重量％を上限として、溶解度パラメーター９を超える単量体、たとえば（メタ）アクリル酸，無水マレイン酸，アクリロニトリルなどを併用することもできる。
【００１３】
一方、架橋性単量体としては、たとえばエチレングリコールジ（メタ）アクリレート，ジエチレングリコールジ（メタ）アクリレート，ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート，ポリエチレングリコール−ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート，プロピレングリコールジ（メタ）アクリレート，ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート， N,N′−メチレンビスアクリルアミド， N,N′−プロピレンビスアクリルアミド，グリセリン（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
【００１４】
本発明において、前記架橋重合体（微粒子）を担持する疎水性の織布および不織布は、架橋重合体を有効に担持できる広い面積および油成分を吸着・保持する空隙を有する基材であれば特に限定されないが、たとえばポリプロピレンやポリエチレンなどポリオレフィン，ポリエステル，ポリアミド類，ポリウレタンなどを素材としたものなどが好ましい。
【００１５】
本発明に係る吸油性層の形成は、架橋重合体（微粒子）を、たとえば疎水性担持体に被着・担持させるか、あるいは疎水性担持体の間に挟持させることで行われる。なお、疎水性担持体への被着・担持は、架橋重合体の分散（懸濁）液に、疎水性担持体を浸漬して処理することで容易に行える。
【００１６】
本発明においては、外装ケース内に装着された電池の突出した正極部もしくは負極部に所要の吸油性体を配置してある。そして、この吸油性体、すなわち疎水性の多孔質体に担持された架橋重合体によって、その周辺部に漏出した非水性の電解液が容易に、かつ全面的に吸収・保持される。つまり、織布および不織布が疎水性であるとともに、担持される架橋重合体も特定の親油性単量体成分を主体としたもので吸油性体が形成されているので、非水性液に対して良好な吸収・保持性を呈する。したがって、何らかの原因で、内装されている電池の突出正極もしくは負極部で非水系電解液の漏洩が発生しても、速やかに、かつ確実に漏洩した非水系電解液を吸収・保持して、近傍の配線回路におけるショート発生など回避するし、また、非水系電解液の飽和的な吸収・保持によって、その後の非水系電解液の漏洩を防止・抑制する。こうした非水系電解液の吸収・保持性、および非水系電解液の漏洩を防止・抑制作用によって、電池パックは所定の電池機能を常に呈するので、信頼性の高い携帯用電源などとして、安心して使用できることになる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
先ず、分子中に１個の重合性不飽和基を有する単量体としての溶解度パラメーター 7.9のドデシルアクリレートと、分子中に少なくとも２個の重合性不飽和基を有する架橋性単量体としてのエチレングリコールジアクリレートとを反応成分として、架橋重合体粒子を製造した。一方、連続孔を有するポリプロピレン発泡体を用意し、前記架橋重合体粒子を被着・担持させた厚さ 0.2mmのシート状吸油性体を作成した。なお、ここで、シート状吸油性体は、ポリプロピレン発泡体／架橋重合体粒子の重量比が 100／20である。
【００１８】
次に、前記シート状吸油性体を80mm×50mmの試験片に切断し、各試験片に、スポイトで採取したLiイオン電池用電解液 0.5ml， 1.0ml， 1.5ml， 2.0mlもしくは 3.0mlを滴下して、滴下液が試験片表面から吸収される経時的な推移を目視観察した結果を図１にそれぞれ示す。図１において、曲線Ａは電解液 0.5ml滴下した場合を、曲線Ｂは電解液 1.0ml滴下した場合を、曲線Ｃは電解液 1.5ml滴下した場合を、曲線Ｄは電解液 2.0ml滴下した場合を、曲線Ｅは電解液 3.0ml滴下した場合をそれぞれ示す。なお、前記Liイオン電池用電解液は、エチレンカーボネート，プロピレンカーボネートおよび1,2-ジメトキシエタンの等量混合溶媒に、LiPF6 を1mol/lの割合で溶解させた溶液である。
【００１９】
一般的に、Liイオン電池１個からの非水性電解液の漏洩量は、高々 0.5ml程度であり、また、その漏洩も徐々に起こることから、前記吸収能力は、電解液漏洩による問題解消に十分な作用効果を呈するものであった。さらに、前記試験片に、非水性電解液を十分吸収させた状態で、ほぼ垂直に吊り下げ放置したが、非水性電解液の滴下は認められず、すぐれた吸収・保持性を有することも確認された。  上記において、疎水性の発泡体を担持体とする代りに、ポリプロピレンを素材とした不織布もしくは織布を担持体とした場合も、同様の作用効果が認められた。  次に、複数個のLiイオン電池を直列に接続，装着した電池パックの例を説明する。
【００２０】
図２はこの実施例の電池パックの要部構成を平面的に示したものである。ここで、６は外装ケースで、下ケース6aと上ケース（図示省略）とで形成される。7a，7bは前記外装ケース６の一部を成す下ケース6a内に収納・装着された２個の非水系電解液電池（たとえばLiイオン電池）、８は同じく外装ケース６の一部を成す下ケース6a内に収納・装着され、かつ前記非水系電解液電池7a，7bを直列に接続する配線を含む配線回路である。また、９は前記外装ケース６の一部を成す下ケース6a外表面に導出配置された外部接続端子で、正極端子部9a，負極端子部9bおよび温度検出素子用端子部9cを備えている。さらに、10は前記非水系電解液電池7aの突出した正極に嵌合して配置された吸油性体、8aは前記配線回路８に挿入された安全回路、11（点線表示）は前記配線回路８−非水系電解液電池7a，7b間を電気的に絶縁する絶縁体層、12は非水系電解液電池7a，7b間のスペーサーである。なお、前記吸油性体10は、上記ポリプロピレン発泡体／架橋重合体粒子であり、また、Liイオン電池用電解液として、エチレンカーボネート，プロピレンカーボネートおよび1,2-ジメトキシエタンの等量混合溶媒に、LiPF6 を1mol/lの割合で溶解させた溶液を用いたものである。
【００２１】
上記構成の電池パックを、たとえば高さ 200cmの高さからコンクリート床面に電極部が衝突するように、自然落下させて電池パックに衝撃を与え、もしくは電池パックを外部から圧迫して電解液の漏洩状況など評価試験したところ、電解液漏れが発生しても、ほぼ完全に吸油性体10で吸収・保持されて、電池パック内でのショート発生や電池パックの容量低下など認められなかった。
【００２２】
本発明は、上記例示に限定されるものでなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲でいろいろの変形を採ることができる。たとえば非水系電解液電池は、Liイオン電池に限られず、他の非水系電解液電池でもよいし、また、非水系電解液電池は並列に接続した構成であっても、あるいは単数をパック化した構成でもよい。さらに、非水系電解液電池では、一般的に、過充電，過放電もしくは過剰充電電流による電池のダメージを防止するため、保護回路（安全保護回路）を併設しているが、保護回路の有無に拘らない。
【００２３】
【発明の効果】
上記説明から分るように、請求項１および２記載のいずれの発明の場合も、電池パックに収納・装着された非水系電解液電池が、電池パックの落下などによって、予想外に正極もしくは負極突出部などにおいて、非水系電解液の液漏れ起こったとき、容易にかつ確実に、漏洩した非水系電解液を吸収・保持して、漏洩した非水系電解液によるパック内部回路のショート発生を回避する一方、電池容量の低減も防止する。つまり、懸念される電解液漏洩が起こったとしても、容易に着実に対応処置が採られるので、電池パック内の回路短絡や電池容量の低減など不都合な問題が回避もしくは解消されるので、機能的な信頼性の高い電池パックの提供が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で使用する吸油性体について非水系電解液の吸収特性例を示す曲線図。
【図２】本発明に係る電池パックの要部構成例を展開して示す平面図。
【図３】従来の電池パックの要部構成を展開して示す斜視図。
【符号の説明】
１，６……外装ケース
1a……上ケース
1b，6a……下ケース
2a，2b，7a，7b……電池
３……接続端子板
４……保護回路基板
５，12……スペーサー
８……配線回路
8a……安全回路
９……外部接続端子部
9a……正極端子部
9b……負正極端子部
9c……温度検出素子用端子部
10……吸油性体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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