(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状に形成された複数の正負極板を積層してなる発電要素を外装ケース内に収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パックであって、パックケースを樹脂成形品で構成し、このパックケースの前記二次電池の平板面と対面する片面または両面が、二次電池の厚さ方向の変形に応じて弾性変形する薄肉面に形成されてなり、この薄肉面の周囲または両側部に薄肉面から所定高さに突出させた厚肉の外周部が形成されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
シート状に形成された複数の正負極板を積層してなる発電要素を外装ケース内に収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パックであって、パックケースを樹脂成形品で構成し、このパックケースの前記二次電池の平板面と対面する片面または両面が、二次電池の厚さ変化に対応して弾性変形する薄肉面に形成されてなり、この薄肉面の周囲または両側部に薄肉面から所定高さに突出させた厚肉の外周部を形成すると共に、前記薄肉面上に金属薄板が接合されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項３】
薄肉面の周辺部を残した中央面に金属薄板が接合されてなる請求項２記載の電池パック。
【請求項４】
薄肉面の周辺部の厚さが、薄肉面の他の部位の厚さと異なるように形成されてなる請求項１〜３いずれか一項に記載の電池パック。
【請求項５】
軟質材料によって形成された外装ケース内に発電要素を収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パックであって、前記パックケースは樹脂成形品で構成され、このパックケースの前記二次電池の平板面と対面する一方側の面が二次電池の厚さ方向の変形に応じて弾性変形する薄肉面に、他方側の面が剛性体からなる剛体面に形成されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項６】
軟質材料によって形成された外装ケース内に発電要素を収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パックであって、パックケースは樹脂成形品で構成され、このパックケースの前記二次電池の平板面と対面する両面が、二次電池の厚さ方向の変形に応じて弾性変形する薄肉面に形成され、且つその周縁部が二次電池の側面を取り囲む剛性体により支持されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項７】
軟質材料によって形成された外装ケース内に発電要素を収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パックであって、パックケースは樹脂成形品で構成され、前記パックケースの厚さ方向の内寸が二次電池の厚さより小さく形成され、前記二次電池の平面と対面する両面または片面が、二次電池の厚さ方向の変形に応じて弾性変形する薄肉面に形成されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項８】
軟質材料によって形成された外装ケース内に発電要素を収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パックであって、パックケースは樹脂成形品で構成され、このパックケースの前記二次電池の平板面と対面する片面または両面が、二次電池の厚さ方向の変形に応じて弾性変形する薄肉面に形成されてなり、この薄肉面の周囲または両側部に薄肉面から所定高さに突出させた厚肉の外周部が形成されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項９】
軟質材料によって形成された外装ケース内に発電要素を収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パックであって、パックケースは樹脂成形品で構成され、このパックケースの前記二次電池の平板面と対面する片面または両面が、二次電池の厚さ変化に対応して弾性変形する薄肉面に形成されてなり、この薄肉面の周囲または両側部に薄肉面から所定高さに突出させた厚肉の外周部を形成すると共に、前記薄肉面上に金属薄板が接合されてなることを特徴とする電池パック。
【請求項１０】
薄肉面の周辺部を残した中央面に金属薄板が接合されてなる請求項９記載の電池パック。
【請求項１１】
薄肉面の周辺部の厚さが、薄肉面の他の部位の厚さと異なるように形成されてなる請求項５〜１０いずれか一項に記載の電池パック。
【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要求される小型軽量化及び薄型化を達成する電池パックに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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体積及び重量中に電池が占める比率は少なくなく、携帯情報機器の小型軽量化及び薄型化の鍵を電池が握っているといっても過言ではない。
【０００３】
図１６は、従来構成に係る携帯電話機の電池装填部分の断面を示し、リチウムイオン二次電池５１を収容した電池パック４９は、電池パック４９のパックケース５０の一方面が携帯電話機７０の機器ケース４８の一部を構成している。図からもわかるように、電池パック４９は携帯電話機７０の厚さの約１／２を占め、残る厚さ方向のスペースにプッシュキー４５やキー接点回路を構成する多層回路基板４６、プッシュキー４５からの押圧力を支持すると共に電池パック４９との間を遮蔽する支持板４７が配設されている。また、電池は充放電や経年変化によって膨張するため、これを見越して電池パック４９内には間隙Ｃが設けられ、電池パック４９と携帯電話機のキー構造との間に隙間Ｇが設けられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記は携帯電話機の例であるが、モバイルコンピュータや電子手帳等も類似の構成であり、これらの携帯情報機器の小型軽量化、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。しかしながら、従来のリチウムイオン二次電池のように巻回構造に形成した正負極板を金属製の電池缶に収容した電池では、電池缶を薄く形成することに困難であるため、電池の薄型化に限界があった。
【０００５】
また、電池は充放電や経年変化に伴って極板に膨張が生じ、極板を収容する電池缶にその厚さを増加させる方向の内圧が加えられる。特に巻回構造の極板を金属製の電池缶に収容した電池では、極板の膨張は電池缶の平板面に太鼓状の膨らみを生じさせるため、この電池を使用した電池パックでは、図１６に示すように、電池５１の太鼓状の膨らみを見越して電池５１とパックケース５０との間に間隙Ｃを設けている。従って、電池５１が膨張しても間隙Ｃで膨らみが吸収されるため、パックケース５０には膨らみは生じない。しかし、パックケース５０内に間隙Ｃを設ける無駄なスペースが必要となるため、電池パックを薄型化が阻害されることになる。
【０００６】
一方、ラミネートシートのような柔軟な外装体を電池ケースとした電池を採用すると、極板の膨張は電池ケースに及び、電池の厚さを均等に増加させることになるが、この電池を剛性体であるパックケースに収容すると、変形しやすい中央部を押し上げる応力を発生させ、電池の膨張がその厚さの均等な増加であってもパックケースの均等な厚さ増加とならず、電池の膨張量以上に太鼓状に膨らみが生じてしまうことになる。このようにパックケースに太鼓状の膨らみが生じると、機器を圧迫する恐れがあるばかりでなく、電池にはその周辺部だけに応力が加わり、極板に対する不均一な加重により電池性能の低下を来すことにもなる。
【０００７】
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て薄型化を実現すると共に、電池の膨張による影響を抑制した電池パックを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本願の第１発明は、シート状に形成された複数の正負極板を積層してなる発電要素を外装ケース内に収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パックであって、パックケースを樹脂成形品で構成し、このパックケースの前記二次電池の平板面と対面する片面または両面が、二次電池の厚さ方向の変形に応じて弾性変形する薄肉面に形成されてなり、この薄肉面の周囲または両側部に薄肉面から所定高さに突出させた厚肉の外周部が形成されてなることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、正負極板を積層した積層型の電池は巻回型の電池に比して薄型に形成でき、これを収容した電池パックの薄型化を向上させる。また、積層構造の発電要素をラミネートシート等の柔軟なフィルム体を外装ケースに収容した電池は、極板が膨張したとき電池全体の厚さが均等に増加するので、パックケースの電池に対面する面が薄肉面に形成されていることにより、電池パックは特定部分が膨出することなく平均的に厚さが増し、電池パックとしての外形に異常な変形を生じさせず、電池パックの膨張により機器に悪影響を与えることがない。また外周部の内側で薄肉面が膨出しても電池パックとしての外形寸法に変化を来さず、電池パックを装着する機器に外形変化による影響を及ぼさない。従って、外周部の突出高さは電池の膨張に伴う薄肉面の最大膨出量を下回らないように設定する。
【００１７】
また、本願の第２発明は、シート状に形成された複数の正負極板を積層してなる発電要素を外装ケース内に収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パックであって、パックケースを樹脂成形品で構成し、このパックケースの前記二次電池の平板面と対面する片面または両面が、二次電池の厚さ方向の変形に応じて弾性変形する薄肉面に形成されてなり、この薄肉面の周囲または両側部に薄肉面から所定高さに突出させた厚肉の外周部を形成すると共に、前記薄肉面上に金属薄板が接合されてなることを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、薄肉面上に金属薄板を接合して構成することにより、薄肉形成して形成される薄肉面が刃物等の鋭利な先端により突き破られて電池に損傷が加えられることが防止できる。この金属薄板はステンレス材等を箔状に形成して薄肉面に貼着することにより、薄肉面の変形に追従して変形するので、薄肉面が弾性変形することを阻害することはない。
【００１９】
上記薄肉面への金属薄板の貼着は、薄肉面の周辺部を残した中央面に金属薄板を接合することにより、薄肉面の変形量が大きくなる周辺部での変形が容易となると同時に、金属薄板の重量減少により電池パックとしての重量を軽減させることができる。
【００２０】
また、薄肉面の周辺部の厚さを、薄肉面の他の部位の厚さと異なるように形成することにより、電池の膨張に対する追従性を向上させたり、逆に電池の膨張を抑える圧縮力を増加させたりする作用をパックケースの構成に適合させて付加することができる。
【００２１】
また、本願の第３発明の電池パックは、軟質材料によって形成された外装ケース内に発電要素を収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パックであって、前記パックケースは樹脂成形品で構成され、このパックケースの前記二次電池の平板面と対面する一方側の面が二次電池の厚さ方向の変形に応じて弾性変形する薄肉面に、他方側の面が剛性体からなる剛体面に形成されてなることを特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、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た二次電池は、発電要素を構成する極板が膨張したとき直ちに外装ケースに膨張が及び、更にはパックケースに膨らみが及んでパックケースに変形が生じて機器に影響を与える恐れがあるが、パックケースの電池に対面する一方の面が薄肉面に形成されていることにより、電池パックは特定部分が膨出することなく平均的に厚さが増し、電池パックとしての外形に異常な変形を生じさせず、電池パックの膨張により機器に悪影響を与えることがない。前記二次電池は正負極板を巻回した巻回構造の極板を用いた発電要素で構成した場合でも、平板形状に形成された場合には厚さ方向には極板が積層された状態となり、複数の正負極板を積層した積層構造の場合と同様に、極板の膨張は二次電池の厚さを平板面で平均的に増加させるので、極板が巻回構造、積層構造いずれの場合でも同様の効果が得られる。
【００２３】
また、本願の第４発明の電池パックは、軟質材料によって形成された外装ケース内に発電要素を収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パックであって、パックケースは樹脂成形品で構成され、このパックケースの前記二次電池の平板面と対面する両面が、二次電池の厚さ方向の変形に応じて弾性変形する薄肉面に形成され、且つその周縁部が二次電池の側面を取り囲む剛性体により支持されてなることを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、発電要素を構成する極板の膨張はパックケースの両面に形成された薄肉面の弾性変形によって電池パック全体の厚さが平均的に増加するので、電池パックとしての外形に異常な変形を生じさせない。前記二次電池は正負極板を巻回した巻回構造の極板を用いた発電要素で構成した場合でも、平板形状に形成された場合には厚さ方向には極板が積層された状態となり、複数の正負極板を積層した積層構造の場合と同様に、極板の膨張は二次電池の厚さを平板面で平均的に増加させるので、極板が巻回構造、積層構造いずれの場合でも同様の効果が得られる。
【００２５】
また、本願の第５発明の電池パックは、軟質材料によって形成された外装ケース内に発電要素を収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パックであって、パックケースは樹脂成形品で構成され、前記パックケースの厚さ方向の内寸が二次電池の厚さより小さく形成され、前記二次電池の平面と対面する両面または片面が、二次電池の厚さ方向の変形に応じて弾性変形する薄肉面に形成されてなることを特徴とする。
【００２６】
この構成によれば、電池の厚さより小さい厚さ方向の内寸に形成されたパックケース内に電池が収容されるので、薄肉面は弾性変形して、その応力により収容された電池には常時圧縮方向の加圧が加えられた状態となる。常時圧縮方向の加圧を受ける電池はその膨張が抑制され、電池パックとしての厚さ変化を少なくすることができる。前記二次電池は正負極板を巻回した巻回構造の極板を用いた発電要素で構成した場合でも、平板形状に形成された場合には厚さ方向には極板が積層された状態となり、複数の正負極板を積層した積層構造の場合と同様に、極板の膨張は二次電池の厚さを平板面で平均的に増加させるので、極板が巻回構造、積層構造いずれの場合でも同様の効果が得られる。
【００２７】
また、本願の第６発明の電池パックは、軟質材料によって形成された外装ケース内に発電要素を収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パックであって、パックケースは樹脂成形品で構成され、このパックケースの前記二次電池の平板面と対面する片面または両面が、二次電池の厚さ方向の変形に応じて弾性変形する薄肉面に形成されてなり、この薄肉面の周囲または両側部に薄肉面から所定高さに突出させた厚肉の外周部が形成されてなることを特徴とする。
【００２８】
この構成によれば、外周部の内側で薄肉面が膨出しても電池パックとしての外形寸法に変化を来さず、電池パックを装着する機器に外形変化による影響を及ぼさない。従って、外周部の突出高さは電池の膨張に伴う薄肉面の最大膨出量を下回らないように設定される。前記二次電池は正負極板を巻回した巻回構造の極板を用いた発電要素で構成した場合でも、平板形状に形成された場合には厚さ方向には極板が積層された状態となり、複数の正負極板を積層した積層構造の場合と同様に、極板の膨張は二次電池の厚さを平板面で平均的に増加させるので、極板が巻回構造、積層構造いずれの場合でも同様の効果が得られる。
【００２９】
また、本願の第７発明の電池パックは、軟質材料によって形成された外装ケース内に発電要素を収容して平板形状に形成された二次電池をパックケース内に収容してなる電池パックであって、パックケースは樹脂成形品で構成され、このパックケースの前記二次電池の平板面と対面する片面または両面が、二次電池の厚さ変化に対応して弾性変形する薄肉面に形成されてなり、この薄肉面の周囲または両側部に薄肉面から所定高さに突出させた厚肉の外周部を形成すると共に、前記薄肉面上に金属薄板が接合されてなることを特徴とする。
【００３０】
この構成によれば、薄肉面上に金属薄板を接合して構成することにより、薄肉形成して形成される薄肉面が刃物等の鋭利な先端により突き破られて電池に損傷が加えられることが防止できる。この金属薄板はステンレス材等を箔状に形成して薄肉面に貼着することにより、薄肉面の変形に追従して変形するので、薄肉面が弾性変形することを阻害することはない。前記二次電池は正負極板を巻回した巻回構造の極板を用いた発電要素で構成した場合でも、平板形状に形成された場合には厚さ方向には極板が積層された状態となり、複数の正負極板を積層した積層構造の場合と同様に、極板の膨張は二次電池の厚さを平板面で平均的に増加させるので、極板が巻回構造、積層構造いずれの場合でも同様の効果が得られる。
【００３１】
上記第７発明において、金属薄板は薄肉面の周辺部を残した中央面に接合してもよく、弾性変形する周辺部の変形を容易にする。
【００３２】
また、第３〜７発明において、薄肉面の周辺部の厚さが、薄肉面の他の部位の厚さと異なるように形成することができ、周辺部の厚さを薄く形成することにより変形が容易となり、厚く形成すると変形を抑制して極板の膨張を抑えることができる。
【００３３】
【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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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接合により一体化される。
【００３７】
前記電池３は、図２（ａ）にその概略構造を断面図として示すように、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、図２（ｂ）に示すように、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。
【００３８】
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、図８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。
【００３９】
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。
【００４０】
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の装着状態及び正極接続リード３０との接合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。
【００４１】
各外部出力端子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。
【００４２】
次に、図３に示すように、電池保護装置８に設けられた一対のテスト端子２４ａ、２４ｂを下ケース２ｂに形成された一対のテスト端子窓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。このテスト端子２４ｂの基部はＰＴＣ素子５との接続部を形成し、更にその直角方向に延長された部分は電池３の負極リード１３を接合するための負極接続リード３３に形成されている。
【００４３】
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。
【００４４】
ハンダ付けが終了した回路基板１４のハンダ付け面は絶縁材料によりオーバーコートして電気的な絶縁性を確保すると同時に、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している。
【００４５】
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の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及び負極リード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。
【００４６】
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。
【００４７】
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、これに接合する面は同種のリン青銅の面を合わせてスポット溶接されている。正極リード１２とはアルミニウムの面で対面するので、この間をスポット溶接すると同種材質間の溶接により良好な接合がなされる。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。
【００４８】
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外部出力端子６ａ〜６ｃのハンダ付け後にオーバーコートが施こされているので絶縁性はより確実に確保される。
【００４９】
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。
【００５０】
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４３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。
【００５１】
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薄肉面（以下このように薄肉形成されて弾性的に変形する面を弾性変形面と称す。）１５に形成されている。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厚肉の外周部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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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、電池と対面する面が剛性体で形成されている場合には電池の膨張で円弧状の膨らみが生じ、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装填する機器に悪影響を与えることはない。
【００５６】
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１６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。
【００５７】
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。
【００５８】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図１３は、第２の実施形態に係る電池パック２１の構成を示す断面図である。この電池パック２１は、図１４に示すように、携帯電話機２７に設けられた電池収容口２８に挿入して装填できるように構成されている。
【００５９】
電池パック２１は、積層形のリチウムポリマー二次電池として形成された電池３を収容するパックケース２０は、樹脂成形により対照的な同一形状に形成された上ケース２０ａと下ケース２０ｂとを接合して一体的に構成されている。このパックケース２０の電池３と対面する両面は、薄肉形成された弾性変形面２５ａ、２５ｂとして形成され、それぞれの周囲には外周部２６ａ、２６ｂが突出形成されている。また、弾性変形面２５ａ、２５ｂそれぞれの表面には、周辺部を除いてステンレス薄板７、７が貼着されている。
【００６０】
この構成になる電池パック２１の電池３が膨張したとき、弾性変形面２５ａ、２５ｂは弾性変形して外方に膨らむが、それらの周囲には外周部２６ａ、２６ｂがあって弾性変形面２５ａ、２５ｂの外方には空間が形成されているため、電池３の膨張による弾性変形面２５ａ、２５ｂの膨らみは電池パック２１としての最大厚さとなる外周部２６ａ、２６ｂを越えることはない。また、弾性変形面２５ａ、２５ｂは全体的に薄肉形成され、積層形の電池３の厚さが平均的に膨張することから弾性変形面２５ａ、２５ｂはそれぞれ外周部２６ａ、２６ｂに接する周辺部で弾性変形して、平面状態を保って膨出する。また、弾性変形面２５ａ、２５ｂそれぞれの表面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っても、内面側で電池３に密着した状態で周囲の弾性変形により平面状態を保って均等に膨出する。従って、機器の電池収容口の開口径は外周部２６ａ、２６ｂ間の高さで決定される電池パック２１の厚さＤを基準に開口させておけばよく、電池３の膨張で挿入が不可能になることはない。また、従来構成になる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ることはない。
【００６１】
上記第１及び第２の各実施形態の構成において、パックケース２、２０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、パックケース２の場合では片面の弾性変形面１５、パックケース２０の場合では両面の弾性変形面２５ａ、２５ｂが弾性変形するように構成されているので、図１５（ａ）に模式的に示すように、パックケース２、２０内の電池３の収容空間の厚さ方向の寸法Ｌを、電池３の厚さ寸法Ｍより小さく形成することができる。このように形成されたパックケース２、２０内に電池３を収容することによって、図１５（ｂ）に示すように、電池３は弾性変形面１５、２５ａ、２５ｂ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。
【００６２】
また、電池３が膨張しない状態においては、弾性変形面１５、２５ａ、２５ｂ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、２５ａ、２５ｂ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。
【００６３】
また、電池３の膨張により弾性変形面１５、２５ａ、２５ｂ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。
【００６４】
以上説明した電池パック１、２１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。
【００６５】
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形のもので構成した場合について述べ、極板を巻回した巻回形のものでは、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、発電要素１０を構成する極板が巻回形のものでは、弾性変形面１５の効果は得られないものと説明した。しかし、その後の研究によって巻回形の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、積層形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正負極板は積層形と同じ積層状態にあり、膨張したときに積層形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、弾性変形面１５は、発電要素１０は積層形、巻回形のいずれの極板で構成された場合であっても説明した作用効果が得られることになる。
【００６６】
【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内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、機器の薄型化に寄与するものとなる。また、樹脂成形品であるパックケースの電池の平板面に対面する片面または両面が、二次電池の厚さ方向の変形に応じて弾性変形する薄肉面に形成されているので、経年変化による極板の膨張を薄肉面の変形により平面状態を保った厚さ変化で保持すると共に、薄肉面の加圧により電池の膨張を抑制する効果も得られる。更に、電池の膨張に伴って薄肉面が膨出しても、その周囲に突出形成されている厚肉の外周部の高さを越えることはなく、電池パックの全体厚さに変化を来すことはなく、この電池パックを装着する機器に影響を及ぼすことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の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（ａ）は断面図、（ｂ）は平面図。
【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】外部接続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】テスト端子及び負極接続リード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】（ａ）は正極リードと正極接続リードとの接合状態、（ｂ）はリードの格納状態を示す断面図。
【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】薄肉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】第２の実施形態に係る電池パックの構成を示す断面図。
【図１４】第２の実施形態に係る電池パックの携帯電話機への装填を示す斜視図。
【図１５】薄肉面により電池を圧縮方向に加圧する構成を説明する模式図。
【図１６】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、２１  電池パック
２、２０  パックケース
２ａ、２０ａ  上ケース
２ｂ、２０ｂ  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
７  ステンレス薄板（金属薄板）
８  電池保護装置
１０  発電要素
１１  外装ケース
１２  正極リード
１３  負極リード
１５、２５ａ、２５ｂ  弾性変形面（薄肉面）
１６、２６ａ、２６ｂ  外周部
【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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【図１５】
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【図１６】
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