(57)【要約】【課題】素電池に貼着されるラベルに設けられた膨れ検知部から素電池の外面が露出し、外部短絡を起こすという課題があった。【解決手段】素電池と、素電池の外面に貼着されるラベルとを備える電池パックにおいて、ラベルは、表層から切り込んでなる膨れ検知部を備えている基材層を有し、基材層の一面は、粘着材を介して素電池の外面と貼着され、さらに、基材層の他面は、粘着材を介して透過性の保護層が貼着され、保護層は、少なくとも膨れ検知部に対向する部分を覆っていることで素電池が膨張した際に、素電池の外面が膨れ検知部から露出することを防止している。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素電池と、
前記素電池の外面に貼着されるラベルと、を備える電池パックにおいて、
前記ラベルは、表層から切り込んでなる膨れ検知部を備えている基材層を有し、前記基材層の一面は、粘着材を介して前記素電池の外面と貼着され、さらに、前記基材層の他面は、粘着材を介して透過性の保護層が貼着され、前記保護層は、少なくとも前記膨れ検知部に対向する部分を覆っていることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
請求項１に記載の電池パックが電子機器に配置された状態において、前記膨れ検知部は、前記電子機器と対向する面の反対側に位置していることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素電池の膨れを検知する機能を備える電池パック及び電池パックを備えた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、急速に普及しているビデオカメラ、モバイルコンピュータ、携帯電話機等の携帯電子機器の電源としては、充放電可能な非水電解質二次電池、例えばリチウムイオン二次電池等が主として用いられている。リチウムイオン二次電池は、正極と負極とをセパレータを介して対向させて構成した電極群、及び非水電解質を、アルミニウム又はアルミニウム合金製の外装ケースに収納して構成される。代表的な素電池の形状としては、外観形状を直方体形状とする角形電池、円柱形状とする円筒形電池、扁平型のラミネート電池等がある。
【０００３】
例えば、角形電池の場合、アルミニウム又はアルミニウム合金からなる有底箱状の外装缶に、電極群と非水電解質を収納し、外装缶の開口面を封口板で封止している。また、正極端子は、素電池の外装缶及び封口板となっており、負極端子は、封口板に絶縁されて封口板上に設けられた凸状の電極としている。
この角形電池を使用した電池パックの場合、この素電池の一側面に、過充電及び過放電を防止するために電池電圧を制御する保護回路や、素電池から外部へ電力を取り出し又は外部から電力を取り込むための入出力端子を有する保護回路基板を配置することにより電池コアが構成される。保護回路基板と素電池との間は接続用のリード板により電気的に接続されている。
【０００４】
さらに、この電池コアの四側面、すなわちアルミニウム、又はアルミニウム合金からなる角形電池の外装ケースの四側面を絶縁材料からなる樹脂製のラベルで覆い電池パックが形成される。
【０００５】
素電池は、充放電の過度の繰り返し、高温放置、又は電池パックの落下等により、前記非水電解質が分解してガスが発生し、内圧が上昇して膨れることがある。特許文献１では、角形電池の外面にラベルが巻かれるように貼着された電池パックが開示されている。この角形電池の外面に貼着されたラベルには、膨れ検出手段として機能する所定深さと所定長さを有する切り込み溝が設けられた膨れ検知部を備えている。素電池が上述した使用環境によって膨張した場合、膨張時に応力が発生し、この応力がラベルの膨れ検知部を開放させ、スリット状の裂け目を生じさせる。したがって、使用者が、このスリット状の裂け目から素電池の外面が露出することを目視することにより、容易に素電池の膨れを認識でき、劣化を判定できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−９７３４号公報
【特許文献２】特開２００９−３７９６１号公報
【特許文献３】特開２００９−２２４０４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
図７及び図８は、従来の電池パックにおける部分拡大断面図であり、図１の本発明の電池パックにおけるＡ−Ａ線の断面図に相当する箇所を示したものである。素電池２１が膨
れる際に生じる応力によってラベル３１の切り込み溝である膨れ検知部３１Ｃが開放され、裂け目３１Ｓを生じさせる。したがって、この裂け目３１Ｓから素電池２１の外面が露出した状態となる。また、図７は、素電池２１が膨れる前における状態を示したものであり、図８は素電池２１が膨れた状態におけるラベル３１の膨れ検知部３１Ｃを示したものである。使用者は、このスリット状の裂け目３１Ｓから素電池２１の外面が露出することを目視することにより、容易に素電池２１の劣化を判定できる。しかしながら、素電池２１の外装ケースは、電極端子を兼用している場合があり、そのため、ラベルの膨れ検知部３１Ｃに裂け目３１Ｓが生じた場合、電池パックの外面に電極端子が露出し、外部短絡を発生させるおそれがある。その結果、電池パックの安全性を確保できないという課題が生じる。一方、電池パックの安全性を確保するため、素電池２１の外面に貼着されるラベルに切り込み溝である膨れ検知部３１Ｃを設けず、裂け目３１Ｓを生じさせないようにした場合、素電池２１の膨れを目視によって認識することができないという課題が生じる。
【０００８】
そこで、本発明は、以上の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、素電池の外面に貼着されるラベルに切り込み溝である膨れ検知部を設け、素電池の膨れによって生じるラベルの裂け目を使用者が認識し、容易に素電池の劣化を判定することがきるとしながら、ラベルの裂け目より露出する素電池の外面に起因する外部短絡を防止し、電池パックの安全性を確保したものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の一態様は、素電池と、素電池の外面に貼着されるラベルと、を備える電池パックにおいて、ラベルは、表層から切り込んでなる膨れ検知部を備えている基材層を有し、基材層の一面は、粘着材を介して素電池の外面と貼着され、さらに、基材層の他面は、粘着材を介して透過性の保護層が貼着されている。
【００１０】
本発明の電池パックを備えた電子機器において、電池パックが電子機器に装着された状態において、膨れ検知部は、電子機器と対向する面の反対側に位置している。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の電池パックでは、素電池の外面に貼着されるラベルが、表層から切り込んでなる膨れ検知部を備えている基材層を有し、基材層の一面は、粘着材を介して素電池の外面と貼着され、さらに、基材層の他面は、粘着材を介して透過性の保護層が貼着されている構造によって、規定の寸法以上に電池が膨張した際に、素電池が膨張する応力によって、基材層の膨れ検知部に裂け目が生じ、基材層の膨れ検知部から素電池の外面が露出する場合においても、基材層の膨れ検知部が透過性の保護層によって覆われているため、素電池の外面を適切に絶縁して、電池パックの外面に素電池の外面が露出することに起因する外部短絡を防止することができる。さらに、保護層が透過性であるため、使用者は、膨れ検知部を目視することによって、素電池の劣化を判定できるという効果を備える。
【００１２】
また、本発明の電池パックを備えた電子機器において、電池パックが電子機器に配置された状態において、膨れ検知部は、電子機器と対向する面の反対側に位置しているため、電池パックが電子機器に配置された状態にあっても容易に膨れ検知部を視認することができるという効果を備える。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の電池パックを示す外観斜視図である。
【図２】本発明の電池パックを示す分解斜視図である。
【図３】本発明の電池コアを示す斜視図である。
【図４】電池が膨張していない状態における図１に示す電池パックのＡ−Ａ線断面の部分拡大断面図である。
【図５】電池が膨張した状態における図１に示す電池パックのＡ−Ａ線断面の部分拡大断面図である。
【図６】本発明の電池パックが電子機器に装着された状態を示した平面図である。
【図７】従来例の電池パックにおいて、本発明の図４に対応する断面を示した部分拡大断面図である。
【図８】従来例の電池パックにおいて、本発明の図５に対応する断面を示した部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明の実施の形態を説明する。尚、当然ながら本発明は以下に示す各実施の形態に限定されず、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。＜実施の形態＞
１、電池パック１の外観構成
本発明の実施の形態に係る電池パック１の外観構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、電池パック１を上面側から見た外観斜視図であり、図２は、電池パック１の分解斜視図を示している。
【００１５】
電池パック１は、図２で示すように扁平角形の素電池２を備えており、素電池２の封口板２ａに対向するように長尺状の回路基板５が配置され、底面を素電池２の封口板２ａと略同形状とした有底筒状のキャップ４が、回路基板５を外側から覆うように素電池２の封口板２ａ側に配置されている。また、電池パック１は、素電池２の封口板２ａ側にキャップ４が配置された状態で、素電池２の外周及びキャップ４の一部を覆うようにラベル３が貼着されて構成されている。
【００１６】
２、電池パック１の内部構成
電池パック１の内部構成について、図２を用い説明する。
【００１７】
図２に示すように、素電池２は、外観を厚みのある扁平角形の形状としており、扁平角形の有底筒状の外装缶と、その開口を塞ぐ封口板２ａを以って外装が構成されている。この封口板２ａは、封口板２ａの外面よりも外方向に向けて突出した負極端子２ｃが設けられている。封口板２ａと負極端子２ｃとは、互いに電気的に絶縁されており、封口板２ａが正極となっている。そして、封口板２ａの外面の一部には、クラッド板２ｂが接合されている。クラッド板２ｂは、一方の主面がアルミニウムまたはその合金材料からなり、他方の主面がニッケルからなる。封口板２ａは、アルミニウムまたはその合金材料からなり、封口板２ａとクラッド板２ｂの一方の主面とが密着するように接合されている。
【００１８】
図２、３に示すように、回路基板５は、厚みのある長尺形状をしており、回路基板５の主面と封口板２ａとが対向するように配置されている。回路基板５の封口板２ａと対向する面に、素電池２の過充電及び過放電等を防止するための保護回路が実装されている。また、回路基板５の他方の面には、外部機器との電気接続を行う正負極端子からなる外部接続端子５Ａ及びテスト端子５Ｔが設けられている。
【００１９】
図２、３に示すように、封口板２ａに溶着されたクラッド板２ｂは、正極端子として断面視コの字状をした正極リード板８を介して回路基板５の正極側ランドに電気接続されている。また、負極端子２ｃは、保護素子６を介して回路基板５の負極側ランドに電気接続された構成となっている。このようにして、長尺状の回路基板５が素電池２の封口板２ａに対向するように配置されており、回路基板５と封口板２ａとの間に、正極リード板８と保護素子６とが配置されている。また、図示はしないが、回路基板５の正極側ランドと負極側ランドとは、回路基板５の封口板２ａと対向する面に設けられている。
【００２０】
図３で示す電池コアは、以下のように電気接続される。回路基板５の正極側ランド（図示せず）と正極リード板８とがスポット溶接によって電気接続される。また、保護素子６は、素子本体に電気接続された端子側リード板６Ｂと基板側リード板６Ａとを備えている。この保護素子６は、負極端子２ｃに隣接するように絶縁カバー７を介して封口板２ａに配置されている。保護素子６の端子側リード板６Ｂは、負極端子２ｃにスポット溶接によって電気接続され、基板側リード板６Ａは、回路基板５の負極側ランド（図示せず）にスポット溶接によって電気接続されている。保護素子６の基板側リード板６Ａは、正極リード板８と同様に、断面視コの字状をしている。この正極リード板８及び保護素子６の基板側リード板６Ａは、回路基板５の正極側ランドと負極側ランドとにスポット溶接される際は、それぞれ平面のリード板である。また、回路基板５が封口板２ａに隣接して配置され、正極リード板８及び保護素子６の基板側リード板６Ａは、回路基板５の各ランドとスポット溶接された後に、回路基板５が封口板２ａと対向するように折り返され、図３の電池コアを形成している。
【００２１】
図３の電池コアが形成された後、有底筒状をしたキャップ４は、封口板２ａ及び回路基板５を覆うように配され、さらにキャップ４の開口周縁は、素電池２の外縁部を覆っている。このキャップ４が、電池コアに配置された状態で、素電池２の外面を覆うようにラベル３が貼着される。このラベル３は、素電池２の外縁部を覆っているキャップ４の開口周縁に貼着されるため、このラベル３によって、キャップ４と素電池２とは接合されている。
【００２２】
また、キャップ４には、回路基板５の外部接続端子５Ａ及びテスト端子５Ｔに対応した端子用窓部４１とテスト端子用窓部４２が設けられている。このテスト端子用窓部４２には、出荷前の検査の後、水没判定ラベル５ＴＬが貼着され、テスト端子５Ｔが露出しないようになっている。
【００２３】
本実施例では、この封口板２ａが設けられた面に回路基板５及びキャップ４を配置しているが、特に封口板２ａが設けられた面以外の外装缶の底面や底面に隣接する側面であってもよいが、その場合は、素電池２の負極端子２ｃと回路基板５との接続に供されるリード板の形状が長くなる。
【００２４】
３、電池パック１のラベル３の構成
図１に示す本実施例における電池パック１では、ラベル３が、素電池２の外面を幅方向から巻回するように貼着されている。すなわち、図３に示す電池コアにおいて、素電池２の外面を幅方向から巻回するようにラベル３が貼り付けられている。このラベル３が、素電池２の封口板２ａ側に配置されたキャップ４と素電池とを固着させている。さらに、ラベル３は、素電池の封口板２ａ及び封口板２ａに対向する端面の一部を覆うようにラベル３の長手方向の端縁から突出した複数の突出片３Ｔを備えており、この突出片３Ｔの一つは、素電池２に配置されたキャップ４の外面を覆うように貼着されるため、キャップ４と素電池２との接着強度を向上させている。また、この複数の突出片３Ｔのうち粘着材３Ｄが設けられていない突出片３Ｔが設けられており、この粘着材３Ｄが設けられていない突出片３Ｔがラベル３の外面に表出するように配置されることで、図１に示すように取り出し用ラベル３Ｌとしての機能を有している。
【００２５】
図４に示すラベル３の部分拡大断面図は、図１に示された電池パック１を幅方向に横断したＡ−Ａ線における断面図のうち、膨れ検知部３Ｃが設けられたラベル３と素電池２との断面図を示したものであり、素電池２が膨張する前における状態を示したものである。なお、素電池２の断面について、正負の電極群および非水電解液等を便宜上省略している。図４に示すように、ラベル３は、主な構成要素として、基材層３Ａと基材層３Ａの表層に粘着材３Ｄを介して積層される保護層３Ｂとしている。基材層３Ａと保護層３Ｂ及び基
材層３Ａと素電池２の外面とは、粘着材３Ｄを介して積層されることで固着されている。また、基材層３Ａには、基材層３Ａの厚み方向に貫通している切り込みが形成されており、この切り込みが膨れ検知部３Ｃとして機能する。本実施例では、膨れ検知部３Ｃは、基材層３Ａを貫通した切り込みとなっているが、特にこの構造に限定する必要はなく、素電池２が膨張した際に、膨れ検知部３Ｃに裂け目３Ｓが生じる程度の切り込みが基材層３Ａの表層に設けられていれば良い。また、膨れ検知部３Ｃが、基材層３Ａを貫通しない程度の切り込みの場合、素電池２が膨張した際、基材層３Ａの膨れ検知部３Ｃが薄くなった状態を認識することで反り検知を行うことができる。このような膨れ検知部３Ｃの基材層３Ａが極めて薄くなったような状態においても、保護層３Ｂが膨れ検知部３Ｃを覆うことで、素電池２の外面に起因する外部短絡を防止し、電池パック１の安全性を確保できる。
【００２６】
図５は、電池が膨張した状態における図１に示す電池パックのＡ−Ａ線断面の部分拡大断面図である。なお、本来であれば、膨張した素電池の外面は、一部湾曲した形状となるが、図５においては、都合上、素電池の外面を直線で示している。また、図８においても、図５と同様に都合上、素電池の外面を直線で示している。
図５に示す膨れ検知部３Ｃは、素電池２が膨れる際に生じる応力によって、水平方向に広がり、裂け目３Ｓが生じた状態である。したがって、図５に示す裂け目３Ｓが生じた膨れ検知部３Ｃは、素電池２の外面若しくは粘着材３Ｄが一部付着した状態の素電池２の外面を露見させた状態となり、使用者は、この裂け目３Ｓから素電池２の外面を目視することにより、容易に素電池２の劣化を判定できる。さらに図５に示すように、このような裂け目３Ｓが生じた状態の膨れ検知部３Ｃにおいても、保護層３Ｂは、裂け目３Ｓを完全に覆った状態となっており、裂け目３Ｓから露出する素電池２の外面が電池パック１の外面に対して、開放された状態になることを防止している。
【００２７】
さらに、ラベル３の保護層３Ｂは、素電池２の外面が露出することを防止しながら、透過性の材質であるため、膨れ検知部３Ｃの状態を的確に目視することができる。この保護層３Ｂにおける透過性とは、透過率が５０％から１００％であるものが好ましいが、この数値に限定されるものではなく、保護層３Ｂを通して、膨れ検知部３Ｃの状態を確認できる状態であれば足りる。
【００２８】
また、ラベル３の保護層３Ｂは、素電池２の膨れに対応するように伸張する材料からなるものであり、最適な材料としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製やＰＰ（ポリプロピレン）製等の伸縮性に富む樹脂製のものが好ましい。また、本実施例では、厚みを約２５μｍとしている。また、基材層３Ａの材料も、保護層３Ｂと同様に、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）製やＰＰ（ポリプロピレン）製等の伸縮性に富む樹脂製のものが好ましく、その厚みを約２５μｍとしている。
また、基材層３Ａと保護層３Ｂ及び基材層３Ａと素電池２の外面を固着する粘着材としては、アクリル樹脂等の接着材を使用している。この接着材の厚みは、各々約２０μｍとなり、ラベル３の厚みは、約９０μｍ前後となる。ただし、接着材の厚みは、寸法誤差が生じるため、最大厚みは、約１００μｍ程度を想定している。
【００２９】
図１に示すように、ラベル３の基材層３Ａに設けられた膨れ検知部３Ｃは、素電池２の外面のうち面積の大きい平面の中央に位置している。これは、素電池２が膨張した際に、素電池２の平面の中央部が最も大きく変形するため、ラベル３の膨れ検知部３Ｃを素電池２の平面の中央部にかかるように配置することで、膨れ検知部３Ｃに対する応力が効率よくかかり、膨れ検知部３Ｃが効果的に機能する。
【００３０】
図１及び図２に示すように膨れ検知部３Ｃは、基材層３Ａに平面視において十字状をなすように切り込まれている。しかし、膨れ検知部３Ｃの形状は十字状以外であってもよく、貼着された素電池２の平面の中央部から放射線状に設けられて複数の線分であっても良
い。
【００３１】
図６は、本実施例の電池パック１が電子機器９の電池パック収納スペースに装着された状態を示したものである。図６に示すように、電池パック１が電子機器９に装着された状態において、電池パック１の膨れ検知部３Ｃは、電子機器９と対向する面の反対側に位置している。すなわち、電子機器９の外面側に位置しているため、電子機器９の電池パックカーバー（図示せず）を取りはずした際に、電池パック１を取り出すことなく、電池パック１の膨れ検知部３Ｃを視認することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明に係る電池パックは、例えばノート型コンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ、タブレット、ポータブルＤＶＤプレーヤ、携帯型ＧＰＳ、トランシーバ等の携帯型電子機器等の主電源またはバックアップ用電源として幅広く利用できる。或いはパワーアシスト自転車の主電源としても利用できる。
【符号の説明】
【００３３】
１        …電池パック
２、２１  …素電池
２ａ      …封口板
２ｂ      …クラッド板
２ｃ        …負極端子
３、３１    …ラベル
３Ａ        …基材層
３Ｂ        …保護層
３Ｃ、３１Ｃ…膨れ検知部
３Ｄ        …粘着材
３Ｓ、３１Ｓ…裂け目
３Ｔ        …突出片
３Ｌ        …取り出し用ラベル
４          …キャップ
４１        …端子用窓部
４２        …テスト端子用窓部
５          …回路基板
５Ａ        …外部接続端子
５Ｔ        …テスト端子
５ＴＬ      …水没判定ラベル
６          …保護素子
６Ａ        …基板側リード板
６Ｂ        …端子側リード板
７          …絶縁カバー
８          …正極リード板
９          …電子機器
【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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【図７】
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【図８】
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