(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
偏平形状に形成された二次電池と、この二次電池を保護するための保護回路を形成した回路基板及びＰＴＣ素子を備えて構成された電池保護装置とを、収納容器となる下ケースと、この下ケースの開口側を閉じる蓋体をなす上ケースとを接合して偏平形状に形成されるパックケース内に収容し、前記二次電池から引き出された正極リード及び負極リードを前記電池保護装置を介してパックケースに設けられた外部出力端子に接続してなる電池パックにおいて、
前記二次電池が、シート状の正負極板を積層して形成された発電要素を一対のラミネートシートの周辺部を溶着シールした外装ケース内に収容し、溶着シールした一辺側から正極リード及び負極リードが引き出されてなり、この二次電池の前記正極リード及び負極リードが引き出された一辺側に前記電池保護装置が配設されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
回路基板が、その板面方向が二次電池の偏平面方向と平行で、且つ外装ケースの溶着シール部分の少なくともその一部とオーバーラップした位置に配設されてなる請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
電池保護装置がパックケース内の下ケース寄りに配設され、この回路基板に接続された正極接続部材及び負極接続部材と、正極リード及び負極リードとが、ぞれぞれ上ケース寄りの位置で接続され、このリード接続位置と電池保護装置との間に電池の溶着シール部分が配設されてなる請求項１または２記載の電池パック。
【請求項４】
回路基板が、基板の一方面を部品実装面、他方面をハンダ付け面として形成され、前記ハンダ付け面を下ケースの開放面側に向けて配設されてなる請求項１〜３いずれか一項に記載の電池パック。
【請求項５】
回路基板のハンダ付け面が、接続加工の終了後に絶縁素材により被覆されてなる請求項１〜４いずれか一項に記載の電池パック。
【請求項６】
ＰＴＣ素子が板状に形成されてなり、その板面方向が二次電池の偏平面方向と平行で、且つ外装ケースの溶着シール部分の少なくともその一部とオーバーラップした位置に配設されてなる請求項１または３記載の電池パック。
【請求項７】
平板形状に形成された二次電池と、少なくとも二次電池を保護するための保護回路を形成した回路基板を備えて構成された電池保護装置とをパックケース内に収容し、前記二次電池から引き出された正極リード及び負極リードを前記電池保護装置を介してパックケースに設けられた正極外部出力端子及び負極外部出力端子に接続してなる電池パックにおいて、
前記二次電池が、発電要素を一対のラミネートシートからなる外装ケース内に収容し、溶着シールした一辺側の溶着シール部分から正極リード及び負極リードが引き出されてなり、
前記正極外部出力端子及び負極外部出力端子がパックケースのリード引き出し辺側の側面に装着固定されて配され、
回路基板が、その板面方向が二次電池の平板面方向と平行で、且つ外装ケースの前記溶着シール部分の少なくともその一部とオーバーラップするように、前記二次電池と前記外部出力端子との間に配され、
電池保護装置がパックケース内の厚さ方向の一方寄りに配設され、回路基板に接続された正極接続部材及び負極接続部材と正極リード及び負極リードがパックケース内の厚さ方向の他方寄りの位置で接続され、このリード接続位置と電池保護装置との間に外装ケースの前記溶着シール部分が配設され、
前記正極外部出力端子及び負極外部出力端子が、それぞれの延出部において、回路基板に接続されていることを特徴とする電池パック。
【請求項８】
電池保護装置がＰＴＣ素子を備えてなり、ＰＴＣ素子は板状に形成され、その板面方向が二次電池の平板面方向と平行で、且つ外装ケースの前記溶着シール部分の少なくともその一部とオーバーラップすると共にパックケース内の厚さ方向の回路基板と同一側の一方寄りに配設されてなる請求項７記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話機やモバイルコンピュータ等の携帯情報機器の電池電源として用いられる電池パックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１３（ａ）は、従来構成になる携帯電話機の電池パック４９収容部分の内部構成を示すもので、パックケース５０内にリチウムイオン二次電池により形成された電池５１を収容すると共に、この電池５１を過充電や過放電等から保護するための電池保護装置５２を備えて構成されている。この電池５１は、発電要素を収容した電池缶６１が負極端子、電池缶を封口した封口板６２に正極端子を設けて構成されている。従って、負極端子及び正極端子と電池保護装置５２との間は、図示するように正極接続リード５３、負極接続リード５４により電気的な接続がなされる。また、正極接続リード５３及び負極接続リード５４はリチウムイオン二次電池５１上に電池保護装置５２を保持する支持部材としての機能を担っている。前記正極接続リード５３は、その一端がリチウムイオン二次電池５１の正極端子にスポット溶接され、負極端子である電池缶６１との間の絶縁を確保するため電池缶６１上に貼着された絶縁シート５５上を延長して、その他端を保護回路が形成された回路基板５６にハンダ付けされている。負極接続リード５４は、その一端が電池缶６１の底面にスポット溶接され、他端が前記回路基板５６にハンダ付けされている。
【０００３】
前記電池保護装置５２は、過放電や過充電あるいは短絡等から電池５１を保護するために設けられているもので、電池５１は電池保護装置５２を介して外部出力端子５７ａ〜５７ｄに接続される。また、電池保護のための回路を形成した回路基板５６に、外部出力端子５７ａ〜５７ｄ及びテスト端子５８が取り付けられた端子支持板５９の外部出力端子５７ａ〜５７ｄ及びテスト端子５８を回路基板５６にハンダ付けすることにより、回路基板５６と端子支持板５９とを一体化して電池保護装置５２が構成される。図１３（ｂ）は、電池５１及び電池保護装置５２の反対面の構成を示している。外部出力端子５７ａ〜５７ｄには、電池パックを携帯電話機に装着したとき、携帯電話機に設けられた接続プローブが接触して電池パックの携帯電話機に対する電気的接続がなされる。テスト端子５８は、その延長端が電池缶６１との絶縁を確保する絶縁シート６０上に配置され、電池缶６１に一端がスポット溶接されたテスト片６２と共にパックケース５０に設けられた開口孔から露出して、電池保護装置５２の動作テストに用いられる。動作テストの終了後に前記開口孔は被覆シートにより閉じられる。
【０００４】
このように従来構成になる電池パック４９では、図１３（ｂ）に示すように、電池５１、電池保護装置５２、外部出力端子５７ａ〜５７ｄが一体的に形成され、これを図１３（ａ）に示すようにパックケース５０に収容することにより、前記外部出力端子５７ａ〜５７ｄがパックケース５０の開口部から外部に露出するように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
携帯電話機の小型化の進展は目ざましいものがあるが、次の発展課題は薄型化である。この薄型化は携帯電話機だけでなく、モバイルコンピュータや電子手帳等の携帯情報機器についても同様に要求される課題となっている。小型化だけでは携帯の便を必ずしも満たすことはできず、薄型化が達成されてこそ携帯性が向上し、携帯電話機では胸ポケットに違和感なく挿入できるポケットイン携帯を可能にする。
【０００６】
上記従来構成になる電池パック４９は、図１４に携帯電話機の電池装着位置の断面として示すように携帯電話機７０に装着されるが、電池パック４９が携帯電話機７０の厚さの約１／２を占めている。この電池パック４９の薄型化が携帯電話機７０の薄型化を達成するための重要な要素となっている。他の携帯情報機器についても同様の電池装着状態にあり、携帯情報機器の小型軽量化及び薄型化、特に薄型化を実現するには電池の薄型化が不可欠の要素となる。
【０００７】
しかしながら、従来の電池パック４９に用いられたリチウムイオン二次電池のように正負極板を金属製の電池缶に収容した電池では、電池缶を薄型化することに限界がある。また、図１３に示したように、電池の正極端子及び負極端子と電池保護装置との間の接続に多くの部材や加工工程を必要とし、電池以外の構成要素も電池パックの薄型化を阻害している。更に、電池保護装置５２の配設構造は、パックケース５０内の厚さ方向にスペースを要するものとなり、外部出力端子５７ａ〜５７ｄの支持構造が更に厚みを増長させてしまう問題点があった。
【０００８】
本発明が目的とするところは、正負電極を軟質材料によって形成された外装ケース内に収容して構成された電池を用いることにより薄型化を図ると共に、他の構成要素を電池の薄型形状に合わせて配設して、電池パックの薄型化を実現することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本願の第１発明は、偏平形状に形成された二次電池と、この二次電池を保護するための保護回路を形成した回路基板及びＰＴＣ素子を備えて構成された電池保護装置とを、収納容器となる下ケースと、この下ケースの開口側を閉じる蓋体をなす上ケースとを接合して偏平形状に形成されるパックケース内に収容し、前記二次電池から引き出された正極リード及び負極リードを前記電池保護装置を介してパックケースに設けられた外部出力端子に接続してなる電池パックにおいて、前記二次電池が、シート状の正負極板を積層して形成された発電要素を一対のラミネートシートの周辺部を溶着シールした外装ケース内に収容し、溶着シールした一辺側から正極リード及び負極リードが引き出されてなり、この二次電池の前記正極リード及び負極リードが引き出された一辺側に前記電池保護装置が配設されてなることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、正負極板を積層構造にした二次電池は正極リード及び負極リードを外装ケースであるラミネートシートを溶着シールした一辺側から引き出すことができ、このリード引き出し辺側に電池保護装置を配設することにより、二次電池と電池保護装置との間の接続が最短距離でなされてシンプルな構造となり、構成部材や加工工程を削減すると共に、電池パックの薄型化を容易にする。
【００１１】
上記構成において、回路基板は、その板面方向が二次電池の偏平面方向と平行で、且つ外装ケースの溶着シール部分の少なくともその一部とオーバーラップした位置に配設されるので、電池保護装置を薄いパックケース内に収容し、且つ溶着シール部分の収容スペースを設けて電池パックの小型薄型化を達成することができる。
【００１２】
また、電池保護装置がパックケース内の下ケース寄りに配設され、この回路基板に接続された正極接続部材及び負極接続部材と、正極リード及び負極リードとが、ぞれぞれ上ケース寄りの位置で接続され、このリード接続位置と電池保護装置との間に電池の溶着シール部分が配設されるように構成することにより、電池保護装置上にリード接続位置を配しても溶着シール部分がその間に介在してリード接続部分と電池保護装置との間の絶縁を確保することができる。
【００１３】
また、回路基板は、基板の一方面を部品実装面、他方面をハンダ付け面として形成され、前記ハンダ付け面を下ケースの開放面側に向けて配設されるように構成することにより、ハンダ付け面に対する接続及び絶縁処理等を容易に行うことができる。
【００１４】
また、回路基板のハンダ付け面は、接続加工の終了後に絶縁素材により被覆されるように構成することにより、電池から電解液が漏出した場合に回路基板に液絡や腐食が生じることを防止することができる。
【００１５】
また、ＰＴＣ素子が板状に形成されてなり、その板面方向は二次電池の偏平面方向と平行で、且つ外装ケースの溶着シール部分の少なくともその一部とオーバーラップした位置に配設されるように構成することにより、薄いパックケース内に収容し、且つ溶着シール部分の収容スペースを設けて電池パックの小型薄型化を達成することができる。
【００１６】
また、本願の第２発明は、平板形状に形成された二次電池と、少なくとも二次電池を保護するための保護回路を形成した回路基板を備えて構成された電池保護装置とをパックケース内に収容し、前記二次電池から引き出された正極リード及び負極リードを前記電池保護装置を介してパックケースに設けられた正極外部出力端子及び負極外部出力端子に接続してなる電池パックにおいて、前記二次電池が、発電要素を一対のラミネートシートからなる外装ケース内に収容し、溶着シールした一辺側の溶着シール部分から正極リード及び負極リードが引き出されてなり、前記正極外部出力端子及び負極外部出力端子がパックケースのリード引き出し辺側の側面に装着固定されて配され、回路基板が、その板面方向が二次電池の平板面方向と平行で、且つ外装ケースの前記溶着シール部分の少なくともその一部とオーバーラップするように、前記二次電池と前記外部出力端子との間に配され、電池保護装置がパックケース内の厚さ方向の一方寄りに配設され、回路基板に接続された正極接続部材及び負極接続部材と正極リード及び負極リードがパックケース内の厚さ方向の他方寄りの位置で接続され、このリード接続位置と電池保護装置との間に外装ケースの前記溶着シール部分が配設され、前記正極外部出力端子及び負極外部出力端子が、それぞれの延出部において、回路基板に接続されていることを特徴とする。
【００１７】
この構成によれば、発電要素を構成する正極板及び負極板に接続された正極リード及び負極リードを外装ケースであるラミネートシートを溶着シールした一辺側から引き出し、このリード引き出し辺側のパックケース側面に装着固定された外部出力端子と二次電池との間に電池保護装置を配設することにより、二次電池と電池保護装置と外部出力端子との間の接続が最短距離でなされてシンプルな構造となり、構成部材や加工工程を削減すると共に、電池パックの薄型化を容易にする。
【００１８】
また、回路基板は、その板面方向が二次電池の平板面方向と平行で、且つ外装ケースの溶着シール部分の少なくともその一部とオーバーラップした位置に配設されるので、電池保護装置を薄いパックケース内に収容し、且つ溶着シール部分の収容スペースを設けて電池パックの小型薄型化を達成することができる。
【００１９】
また、電池保護装置がパックケース内の厚さ方向の一方寄りに配設され、回路基板に接続された正極接続部材及び負極接続部材と正極リード及び負極リードとがそれぞれパックケース内の厚さ方向の他方寄りの位置で接続され、このリード接続位置と電池保護装置との間に二次電池の溶着シール部分が配設されるように構成されているので、電池保護装置上にリード接続位置を配しても溶着シール部分がその間に介在してリード接続部分と電池保護装置との間の絶縁を確保することができる。
【００２０】
また、外装ケースの少なくとも溶着シール部分と電池保護装置との間に絶縁部材を配設して構成することにより、電池保護装置上にオーバーラップして配置される外装ケースの溶着シール部分が回路基板等に接触して、振動や衝撃が加わったときにラミネートシートの樹脂層が破壊されて金属層に導電部位が接触する事故が防止される。
【００２１】
また、電池保護装置がＰＴＣ素子を備えてなり、ＰＴＣ素子は板状に形成され、その板面方向が二次電池の平板面方向と平行で、且つ外装ケースの溶着シール部分の少なくともその一部とオーバーラップした位置に配設されるように構成することにより、薄いパックケース内に無駄なスペースが発生せず、電池パックの小型薄型化を可能とする。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明し、本発明の理解に供する。尚、以下に示す実施形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２３】
本実施形態に係る電池パックは、携帯電話機の電池電源として構成した例を示すものである。
【００２４】
図１は、実施形態に係る電池パックの構成を分解して示すもので、電池パック１は、上ケース２ａと下ケース２ｂとからなるパックケース２内にリチウムポリマー二次電池として構成された電池３、この電池３を保護する保護回路を構成したセーフティユニット（以下、ＳＵ）４及び臨界温度抵抗素子であるＰＴＣ５を備えて構成された電池保護装置８を収容し、電池パック１を携帯電話機に電気接続するための外部出力端子６ａ、６ｂ、６ｃを備えて構成されている。
【００２５】
この電池パック１は、携帯電話機に着脱自在に装填できるように構成されており、パックケース２を構成する上ケース２ａは携帯電話機の外装ケースの一部を構成する。従って、上ケース２ａは機器外装としての強度と美観を呈するように形成される。この上ケース２ａ及び下ケース２ｂは樹脂成形により形成され、電池３及び電池保護装置８を収容して両ケース間は超音波接合により一体化される。
【００２６】
前記電池３は、図２にその概略構造を示すように、シート状に形成された正極板と負極板とをポリマー電解質シートを介して複数層に積層して形成された発電要素１０を、ラミネートシートからなる柔軟な外装ケース１１内に収容して構成されている。この外装ケース１１は短冊状に切断されたラミネートシートを二つ折りにして、両サイドの斜線部を溶着シールして袋状に形成し、この中に発電要素１０を収容し、発電要素１０を構成する正極板から正極リード１２、負極板から負極リード１３を引き出し、リード引き出し辺１１ｂを溶着シールし、外装ケース１１内を密閉して形成される。両サイドのシール辺１１ａは、図１に示すように上面側に折り返して無駄な平面スペースの増加を減少させている。このように構成された電池３は、従来のリチウムイオン二次電池等のように正負極板を巻回構造にした構造に比して薄型の平板状に構成することができ、電池パック１としても薄く形成できるので、機器の薄型化に寄与できるものとなる。
【００２７】
また、前記電池保護装置８は、充放電を制御して過放電や過充電から電池３を保護する保護回路を回路基板１４上に構成したＳＵ４及び短絡等による過大な放電電流から電池３を保護するためのＰＴＣ素子５を備えて構成され、図示するように組み立てられた状態で供給される。この電池保護装置８は、図３に示すように、下ケース２ｂの所定位置に回路基板１４及びＰＴＣ素子５の板面方向を電池３の平板面と平行にして装着される。この電池保護装置８が下ケース２ｂに装着された後、図４に示すように、電池３を下ケース２ｂ内に収容して、電池３から引き出された正極リード１２及び負極リード１３と電池保護装置８側の正極接続リード３０及び負極接続リード３３とを接続した後、上ケース２ａを下ケース２ｂに接合して電池パック１が完成される。
【００２８】
上記電池保護装置８、電池３及び外部出力端子６ａ〜６ｃを下ケース２ｂ内に配設する手順は、以下に説明するように実施される。
【００２９】
図１に示すように、下ケース２ｂの側面から裏面側にかけた９０度方向に、端子装着部１９ａ、１９ｂ、１９ｃがそれぞれ凹部として形成されており、この凹部の底面には、図５に示すように、上下２か所にスリット状の端子挿入孔２２が下ケース２ｂ内に貫通するように形成されている。この端子挿入孔２２に、図１に示すように、コの字状に形成された各外部出力端子６ａ、６ｂ、６ｃを、それぞれの両先端部から圧入する。正極端子となる外部出力端子６ａは、その先端部の一方が特に長く形成されているので、下ケース２ｂに装着されたとき、下ケース２ｂに形成された接合穴２３の上に挿入先端が位置し、接合穴２３から挿入先端が覗くようになる。この接合穴２３上の挿入先端に図１に示す正極接続リード（正極接続部材）３０の端部を重ね合わせ、スポット溶接により両者を接合する。図６は、外部出力端子６ａの装着状態を示す断面図で、外部出力端子６ａの挿入先端の上に正極接続リード３０の端部が載置され、上下矢印で示すように溶接電極の一方を前記接合穴２３から挿入して外部出力端子６ａの挿入先端に当て、他方を前記正極接続リード３０に当ててスポット溶接がなされ、両者は接合される。
【００３０】
外部出力端子６ａ〜６ｃは、上下の端子挿入孔２２、２２から圧入されて下ケース２ｂに嵌合すると共に、下ケース２ｂ内に配設される各構成要素に接合されるので確実な取付け構造となる。また、図６に示すように、端子装着部１９ａ〜１９ｃの底面に密着した状態に装着されるので、電池パック１を携帯電話機に装填したときに電気的接続のために圧接される接続プローブ４４からの加圧を受けても確実な接続状態が得られ、接触抵抗の少ない電気的接続がなされる。
【００３１】
次に、図３に示すように、電池保護装置８に設けられたテスト端子２４ａ、２４ｂを下ケース２ｂに形成されたテスト端子窓２９ａ、２９ｂに嵌入することにより位置決めして、電池保護装置８を下ケース２ｂの端部に配設する。図７は、前記テスト端子２４ｂの配設状態を示す断面図で、テスト端子２４ｂの先端をコの字状に折り曲げた部分をテスト端子窓２９ｂの一辺に嵌入して位置決めすると同時に先端を下ケース２ｂに固定している。このテスト端子２４ａ、２４ｂの先端は、テスト端子窓２９ａ、２９ｂを通して外部から覗く位置にあるので、電池パック１完成後の製造検査時に検査プローブ４３を当接させて電気的な検査の用に供される。テスト端子２４ｂの基部はＰＴＣ素子５との接続部を形成し、更に直角方向に延長形成された負極接続リード（負極接続部材）３３は、電池３の負極リード１３との接合部位を形成する。
【００３２】
電池保護装置８が下ケース２ｂに位置決めされると、図８に示すように、ＳＵ４を構成した回路基板１４は、下ケース２ｂに装着された各外部出力端子６ａ、６ｂ、６ｃの下に配置され、回路基板１４に形成されたハンダ付けランド３１ａ、３１ｂ、３１ｃ上にそれぞれ外部出力端子６ａ、６ｂ、６ｃの先端部が当接した状態になる。この各ハンダ付けランド３１ａ、３１ｂ、３１ｃにそれぞれ外部出力端子６ａ、６ｂ、６ｃをハンダ付けすることにより端子接続がなされると同時に、外部出力端子６ａ〜６ｃ及び電池保護装置８が下ケース２ｂ上に位置固定される。
【００３３】
図８（ｂ）に示すように、回路基板１４及びＰＴＣ素子５の板面は、下ケース２ｂの底面と平行に配設されているので、電池保護装置８を収容した部分の厚さ方向のスペースを減少させることができる。更に、図４に示すように、電池３のリード引き出し辺１１ｂを電池保護装置８上に収容する厚さ方向のスペースをつくることができ、パックケース２内に無駄なスペースをつくることなく電池パック１の小型化を向上させている。また、リード引き出し辺１１ｂが電池保護装置８の上面を覆うことにより、電池３から引き出された正極リード１２、負極リード１３が電池保護装置８に接触することを防止している。この電池保護装置８を配設した状態では、電池保護装置８に設けられている負極接続リード３３及び正極接続リード３０は下ケース２ｂの端部に直立した状態に配置される。外部出力端子６ａ〜６ｃがハンダ付けされた回路基板１４のハンダ付け面は絶縁素材により被覆するオーバーコート処理がなされ、電気的絶縁を確保すると共に、電池３から電解液が漏出したような場合に液絡や腐食が生じることを防止する。
【００３４】
次に、図４に示すように、電池３をそのリード引き出し辺１１ｂを電池保護装置８側に向けて下ケース２ｂ内に収容する。電池３は、そのリード引き出し辺１１ｂが電池保護装置８上を覆うように配置され、下ケース２ｂに形成された凹部３２と位置決め凸部３４との間で収容位置が位置決めされる。この電池３のリード引き出し辺１１ｂから引き出された正極リード１２は正極接続リード３０に、負極リード１３は負極接続リード３３にそれぞれ対面するようになる。この正極リード１２と正極接続リード３０との間、負極リード１３と負極接続リード３３との間は、スポット溶接または超音波溶接により接合される。
【００３５】
図９は、正極リード１２と正極接続リード３０との間の接合を示すもので、正極リード１２は厚さ８０μｍのアルミニウムで形成されているため、接合が確実になされるようにするため、正極接続リード３０はアルミニウムとリン青銅とを圧延接合したクラッド材により形成されている。前記外部出力端子６ａ〜６ｃは外部接続の接続性を考慮してリン青銅で形成されており、これに接合される正極接続リード３０はリン青銅の面で外部出力端子６ａと当接させてスポット溶接される。一方、正極リード１２とはクラッド材のアルミニウムの面で対面させているので、正極リード１２と正極接続リード３０との間の接合はアルミニウム間の同種金属間の溶接となり、安定した接合がなされる。また、正極接続リード３０を銅系金属とし、正極リード１２と超音波溶接しても良好な接合が得られる。尚、負極リード１３は厚さ８０μｍの銅で形成されているので、リン青銅との接合性に問題はなく、従って負極接続リード３３はリン青銅で形成してスポット溶接または超音波溶接により確実に接合することができる。
【００３６】
図９（ａ）に示すように、正極リード１２と正極接続リード３０とが接合された後、図９（ｂ）に示すように、電池３のリード引き出し辺１１ｂ上に折り曲げられる。負極リード１３と負極接続リード３３との接合部位についても同様に折り曲げられる。この折り曲げられた部分と電池保護装置８との間にはリード引き出し辺１１ｂがあるので、正極リード１２及び負極リード１３が電池保護装置８に接触して異常を生じさせることはない。また、回路基板１４のハンダ付け面は前述したようにオーバーコートが施されているので、絶縁性はより確実に確保される。
【００３７】
このように電池３は、その一方の同一辺から正極リード１２及び負極リード１３が引き出され、このリード引き出し辺側に電池保護装置８が配設されるので、電池３と電池保護装置８との間の接続のために従来構成のようなリードの引回しがなく、外部出力端子６ａ〜６ｃ及び電池保護装置８は下ケース２ｂの所定位置に固定されるので、パックケース２内に収容される各構成要素間の接続が堅牢且つ確実になされ、電池パック１として携帯機器に用いるための薄型化に加えて堅牢性を備えたものとなる。
【００３８】
以上説明した工程により下ケース２ｂ内に各構成要素が収容された後、下ケース２ｂに上ケース２ａが超音波溶着により接合され、図１０に示すように、薄型形状の電池パック１に組み立てられる。この組み立て後にテスト端子窓２９ａ、２９ｂに検査用プローブを挿入してテスト端子２４ａ、２４ｂにコンタクトし、電池保護装置８が正常に動作するか否かの検査が実施される。検査合格となった電池パック１のテスト端子窓２９ａ、２９ｂ、接合窓２３等が設けられた凹部３５には目隠しシートが貼着され、各開口部分は閉じられる。
【００３９】
図１０（ａ）は電池パック１を下ケース２ｂ側から見た平面図で、電池３の平板面に対面する面は薄肉形成されて、電池３が膨張によりその厚さが変化した場合に弾性的に変形する弾性変形面１５が形成されている。また、この弾性変形面１５を取り囲むように突出形成された外周部１６が形成されている。更に、弾性変形面１５は薄肉形成されているので、刃物等による突き刺しにより電池３が損傷を受けることを防止するため、弾性変形面１５の周辺部分を除いた部分にステンレス薄板（金属薄板）７が貼着されている。このステンレス薄板７の角部には、外周部１６に当接する突出部７ａが形成され、ステンレス薄板７を弾性変形面１５に貼着するときの位置決めができるように構成されている。
【００４０】
尚、このステンレス薄板７は弾性変形面１５の全面に貼着してもよく、ステンレス薄板７の厚さを突き刺しに対する強度が得られる最低厚にすれば、変形量が大きくなる弾性変形面１５の周辺部においても弾性変形面１５の変形に追従して変形するので、弾性変形面１５の弾性変形を阻害することはない。
【００４１】
図１１は、図１０（ａ）のＡ−Ａ線矢視断面を示し、前記弾性変形面１５は本構成においては厚さ０．２２ｍｍに薄肉形成され、この弾性変形面１５の周囲には、所定高さに外周部１６が形成されている。この外周部１６の頂部と弾性変形面１５に貼着されたステンレス薄板７の表面との間には段差Ｈができるように外周部１６の突出高さが形成される。尚、本構成での段差Ｈは０．４ｍｍに設定されている。
【００４２】
電池３は、充放電の繰り返しや経年変化により電極板が膨張して電池３の厚さが増加する。電池３の膨張によりその厚さが増加して上ケース２ａと下ケース２ｂとの間の電池収容空間の高さを越えたとき、電池３の膨張による圧力は薄肉形成されて変形しやすくなっている弾性変形面１５を押し出して弾性変形させる。
【００４３】
極板を積層構造にした電池３の極板の膨張は電池３全体の厚さ変化として生じるので、弾性変形面１５は電池３と接触する面が平均的に押し上げられ、変形は図１１（ｂ）に示すように、外周部１６に接する周辺部で弾性変形する。本構成におけるリチウムポリマー二次電池の厚さは３．９１ｍｍで、これが充放電を繰り返した全寿命経過における膨張による厚さは４．３１ｍｍとなり、０．４ｍｍの膨張が生じるデータが取得されている。前述したように、弾性変形面１５上には外周部１６に囲まれた高さ０．４ｍｍの段差Ｈによる空間が形成されているため、電池パック１の全寿命が経過した状態でも電池パック１の最大厚さに変化は生じない。また、弾性変形面１５の表面には、その周囲を残してステンレス薄板７が貼着されていることにより、電池３の平均的な厚さ変化と相まって周囲の弾性変形により平面状態を保って均等に外周部１６内に膨出する。従って、電池の膨張で円弧状の膨らみが生じて電池パックとしての形状に違和感を与えたり、円弧状の膨らみにより機器に悪影響を与えることはない。
【００４４】
上記構成になる電池パック１は、図１２に断面図として示すように、携帯電話機９に装填される。先に図１４に示した従来構成になる電池パックに比して薄型化されているため携帯電話機９自体も薄型化され、ポケットに挿入できるまでのスリムな形態の携帯電話機９が実現される。携帯電話機９内の電池パック１が装填される反対面（表面側）には、プッシュキー１７、このプッシュキー１７による接点回路が形成された多層回路基板１８、この多層回路基板１８を支持する支持板１９が配設され、この支持板１９と電池パック１との間は、外周部１６との間に約０．０５ｍｍの間隙、弾性変形面１５上に貼着されたステンレス薄板７との間に約０．４５ｍｍの間隙が設けられている。
【００４５】
この構成によって、携帯電話機９の表面側から強い押圧が加わったときには外周部１６が支持板１９の変形を支える作用をなす。また、電池３は充放電あるいは経年変化により極板の膨張が生じて電池の厚さが増加するが、弾性変形面１５は電池３の膨張に対応して弾性変形し、前述したように外周部１６で囲まれた中に形成された空間で膨張による厚さ変化が収まり、膨張の影響を機器側に及ぼすことがない。
【００４６】
上記構成において、パックケース２内の電池３の収容空間の厚さ方向の寸法は、電池３の厚さ寸法誤差を考慮して電池３の厚さよりやや大きな寸法にすることを基本構成とするが、弾性変形面１５が弾性変形するように構成されているので、パックケース２内の電池３の収容空間の厚さ方向の寸法を、電池３の厚さ寸法より小さく形成することもできる。このように形成されたパックケース２内に電池３を収容することによって、電池３は弾性変形面１５により常時両面から圧縮方向に加圧を受けていることになり、電極板の膨張が抑制される効果が得られる。
【００４７】
また、電池３が膨張しない状態においては、弾性変形面１５、２５から圧縮方向に加圧を受けない状態の厚さ寸法に形成しておき、電池３が膨張したとき弾性変形面１５、２５を押し出そうとする力により圧縮方向の加圧を受けるようにしても電極板の膨張を抑制する効果が得られる。
【００４８】
また、電池３の膨張により弾性変形面１５が弾性変形するとき、最も変形量が大きくなる周辺部の厚さを他の部位の厚さより薄く形成すると周辺部の弾性変形が容易となり、電池３の膨張に対する追従性を向上させることができる。逆に、周辺部の厚さを他の部位の厚さより厚く形成すると変形し難くなるので、電池３の膨張に抗して電池３に圧縮力を加え、電池３の極板が膨張するのを抑制する加圧することになり、電池３の膨張を抑えることができる。
【００４９】
以上説明した電池パック１の構成は、携帯電話機の電池電源として適用した例について述べたが、モバイルコンピュータや電子手帳、トランシーバ等においても同様の構成を適用することができる。
【００５０】
また、本発明の構成では、電池保護装置８上に電池３のリード引き出し辺１１ｂが配設されるので、これらの間に絶縁部材、例えば樹脂シートを配置すると好適である。外装ケース１１を形成するラミネートシートは、アルミニウム層の両面に複数層に樹脂層が形成されており、振動や衝撃が加わったときに電池保護装置の金属部分と接触したとき、樹脂層が破壊されて金属層に触れると短絡が生じる恐れがある。前述のように絶縁部材を配置すると、リード引き出し辺１１ｂと電池保護装置との接触が防止される。また、リード引き出し辺１１ｂの両面に絶縁性のシートを配置すると、正極リード１２と正極接続リード３０及び負極リード１３と負極接続リード３３それぞれの接合部位とリード引き出し辺１１ｂとの接触も防止することができる。
【００５１】
また、以上の説明において、電池３は、その発電要素１０を複数の正負極板を積層した積層構造に構成した場合について述べ、極板を巻回した巻回構造のものでは、薄型の極板が得がたく、また極板が膨張したとき、その厚さが平均的に変化せず、弾性変形面１５が弧状に膨らむので、巻回構造の極板では弾性変形面１５の効果は得られないものとして説明した。しかし、その後の研究によって巻回構造のものであっても極板を平板状に圧縮形成したものにあっては、経年変化により極板が膨張したとき、積層構造の場合と同様に厚さが平均的に増加することが確かめられた。これは極板の厚さ方向では積層構造と同じ積層状態にあり、膨張したときに積層構造と同様に平均的な厚さ変化を呈するものと考えられる。従って、発電要素は積層構造、巻回構造のいずれの極板構成であっても説明した作用効果が得られることになる。
【００５２】
【発明の効果】
以上の説明の通り本発明によれば、発電要素をラミネートシートのような軟質の外装ケースに収容して平板状に形成された電池をパックケースに収容して構成しているので、電池パックの薄型化が可能となり、機器の薄型化に貢献できるものとなる。また、電池の正負それぞれのリードが同一辺側から引き出されるので、このリード引き出し辺側に電池保護装置及び外部出力端子を配設することにより、パックケース内のリードの引回しが簡略化され、電気絶縁等が確実になされ不良発生の少ない電池パックを構成することができる。また、電池保護装置を構成するＳＵを形成した回路基板及びＰＴＣ素子は、その板面方向を電池の平板面と平行に配設されるので、電池の厚さを収容だけの薄いパックケースへの収容を可能とし、更に、電池保護装置上に前記リード引き出し辺を収容して電池パックの小型化にも寄与するものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る電池パックの構成を示す分解斜視図。
【図２】電池の概略構成を示す平面図。
【図３】下ケースに電池保護装置を配設した状態を示す斜視図。
【図４】下ケースに電池保護装置及び電池を配設した状態を示す斜視図。
【図５】端子装着部の構成を示す下ケースの側面図。
【図６】外部出力端子の装着及び正極接続リードとの接合を説明する断面図。
【図７】テスト端子の装着構造を説明する断面図。
【図８】電池保護装置の配設状態を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
【図９】正極リードと正極接続リードとの接合（ａ）及びリードの格納状態（ｂ）を示す断面図。
【図１０】電池パックの完成状態を示す（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図。
【図１１】弾性変形面の変形を説明する（ａ）は平常時、（ｂ）は電池膨張時のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図１２】電池パックを携帯電話機に装填した状態を示す断面図。
【図１３】従来構成になる電池パックの（ａ）は内部配置、（ｂ）は電池の裏面側を示す平面図。
【図１４】従来構成になる電池パックの携帯電話機への装填状態を示す断面図。
【符号の説明】
１  電池パック
２  パックケース
２ａ  上ケース
２ｂ  下ケース
３  電池
４  保護回路（ＳＵ）
５  ＰＴＣ素子
６ａ、６ｂ、６ｃ  外部出力端子
１０  発電要素
１１  外装ケース
１１ｂ  引き出し辺
１２  正極リード
１３  負極リード
１４  回路基板
３０  正極接続リード（正極接続部材）
３３  負極接続リード（負極接続部材）
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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