(57)【要約】      （修正有）【課題】外装材に電池素子を収納してなる電池パックにおいて、外装材の開口に対して嵌合されたカバーの衝撃強度を向上できるようにする。【解決手段】両端に第１および第２の開口を有する硬質の外装材１内に電池素子を収納し、第１および第２の開口に対して樹脂成型で製造された第１のカバーおよび第２のカバー３をそれぞれ嵌合する。第２のカバー３は、この第２のカバー３と電池素子との間に樹脂を充填する１または２以上の貫通孔３２と、電池素子に対向する面に設けられた溝３３とを有する。第２のカバー３と電池素子との間に樹脂を貫通孔を介して充填すると、電池素子に対向する面に設けられた溝に対して樹脂が充填されて硬化される。したがって、アンカー効果を得ることができる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に第１および第２の開口を有する硬質の外装材内に電池素子が収納され、上記第１および第２の開口に対して樹脂成型で製造された第１および第２のカバーがそれぞれ嵌合され、上記第１の開口に嵌合される上記第１のカバー内に上記電池素子の電極端子リードと接合される回路基板が収納される電池パックにおいて、
上記第２のカバーは、
該第２のカバーと上記電池素子との間に樹脂を充填する１または２以上の貫通孔と、
上記電池素子に対向する面に設けられた溝と
を有することを特徴とする電池パック。
【請求項２】
上記溝は複数設けられ、上記複数の溝が互いに接続または交差されていることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
上記溝は、上記電池素子側に対向する面のほぼ全面に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項４】
上記第２のカバーは、上記電池素子側とは反対側の面に凹部をさらに有することを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項５】
上記貫通孔は、上記凹部内に設けられていることを特徴とする請求項４記載の電池パック。
【請求項６】
両端に第１および第２の開口を有する硬質の外装材内に電池素子が収納され、上記第１および第２の開口に対して樹脂成型で製造された第１および第２のカバーがそれぞれ嵌合され、上記第１の開口に嵌合される上記第１のカバー内に上記電池素子の電極端子リードと接合される回路基板が収納される電池パックにおいて、
上記第２のカバーは、
該第２のカバーと上記電池素子との間に樹脂を充填する１または２以上の貫通孔と、
上記電池素子側の面の外周部に設けられた側壁と
を有し、
上記側壁には、１または２以上の切り欠き部が設けられていることを特徴とする電池パック。
【請求項７】
上記側壁は、上記第２のカバーの外周から上記外装材の厚さに相当する分だけ内側に入り込んだ位置に設けられていることを特徴とする請求項６記載の電池パック。
【請求項８】
上記第２の開口は、短辺を円弧状に膨らませたほぼ矩形状を有し、
上記切り欠き部は、上記短辺側に対応する部分に少なくとも設けられていることを特徴とする請求項６記載の電池パック。
【請求項９】
上記第２の開口は、短辺を円弧状に膨らませたほぼ矩形状を有し、
上記第２のカバーの外周部に設けられた側壁は、上記短辺側に対応する部分に少なくとも設けられていることを特徴とする請求項６記載の電池パック。
【請求項１０】
両端に第１および第２の開口を有する硬質の外装材内に電池素子が収納され、上記第１および第２の開口に対して樹脂成型で製造された第１および第２のカバーがそれぞれ嵌合され、上記第１の開口に嵌合される上記第１のカバー内に上記電池素子の電極端子リードと接合される回路基板が収納される電池パックにおいて、
上記第２のカバーは、
該第２のカバーと上記電池素子との間に樹脂を充填する２以上の貫通孔と、
上記電池素子側の面の外周部に設けられた側壁と
上記電池素子に対向する面に設けられた突起部と
を有し、
上記突起部は、樹脂が充填される際、充填された樹脂が入り込むための空隙を有する
ことを特徴とする電池パック。
【請求項１１】
上記突起部は１または２以上設けられることを特徴とする請求項１０記載の電池パック。
【請求項１２】
上記突起部はＬ字状であることを特徴とする請求項１０記載の電池パック。
【請求項１３】
上記側壁には、１または２以上の切り欠き部が設けられていることを特徴とする請求項１０記載の電池パック。
【請求項１４】
両端に第１および第２の開口を有する硬質の外装材内に電池素子が収納され、上記第１および第２の開口に対して樹脂成型で製造された第１および第２のカバーがそれぞれ嵌合され、上記第１の開口に嵌合される上記第１のカバー内に上記電池素子の電極端子リードと接合される回路基板が収納される電池パックにおいて、
上記第２のカバーは、
該第２のカバーと上記電池素子との間に樹脂を充填する２以上の貫通孔と、
上記電池素子側の面の外周部に設けられた側壁と
上記側壁の外周面から内周面に向けて貫通された嵌合用孔部と
を有することを特徴とする電池パック。
【請求項１５】
上記側壁には、１または２以上の上記嵌合用孔部が設けられていることを特徴とする請求項１４記載の電池パック。
【請求項１６】
両端に第１および第２の開口を有する硬質の外装材内に電池素子が収納され、上記第１および第２の開口に対して樹脂成型で製造された第１および第２のカバーがそれぞれ嵌合され、上記第１の開口に嵌合される上記第１のカバー内に上記電池素子の電極端子リードと接合される回路基板が収納される電池パックにおいて、
上記第２のカバーは、
上記電池素子側の面の外周部に設けられた側壁と
上記側壁の外周面に設けられた抜け防止用突起と
を有し、
上記抜け防止用突起によって上記硬質の外装材が押し広げられるようにして上記第２のカバーが嵌合されていることを特徴とする電池パック。
【請求項１７】
上記第２のカバーの上記電池素子に対向する面に凸部が設けられ、
上記凸部は、上記第２のカバーの上記側壁の一方の長辺から他方の長辺に向かって連続的に設けられていることを特徴とする請求項１６記載の電池パック。
【請求項１８】
両端に第１および第２の開口を有する硬質の外装材内に、電池素子が軟質の外装材で覆われ、上記電池素子の周囲３辺が封止された発電要素が収納され、上記第１および第２の開口に対して樹脂成型で製造された第１および第２のカバーがそれぞれ嵌合され、上記第１の開口に嵌合される上記第１のカバー内に上記電池素子の電極端子リードと接合される回路基板が収納される電池パックにおいて、
上記硬質の外装材は、第１の接着層、第２の接着層、金属層、表面保護層が順次積層された４層構造を有し、
上記第２のカバーは、
上記電池素子側の面の外周部に設けられた側壁と
上記側壁の外周面に設けられたスリットと
上記側壁の上記電池素子に対向する面に設けられた溶着用リブと
を有することを特徴とする電池パック。
【請求項１９】
上記第１の接着層の融点は、上記第２の接着層の融点よりも低いことを特徴とする請求項１８に記載の電池パック。
【請求項２０】
上記スリットは、上記第２のカバーの長辺部に設けられることを特徴とする請求項１８記載の電池パック。
【請求項２１】
上記溶着用リブは、上記第２のカバーの長辺部に設けられ、
上記スリットよりも短い長さで設けられることを特徴とする請求項１８記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外装材に電池素子を収納した電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ノート型パーソナルコンピュータ、携帯電話、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)等の携帯型電子機器が普及し、電源として高電圧、高エネルギー密度、軽量といった利点を有するリチウムイオン電池が広く使用されている。
【０００３】
さらに、液系電解液を用いた場合に問題となる液漏れの対策として、例えば電解質としてポリマーに非水電解液を含浸させてなるゲル状高分子膜を用いたリチウムポリマー二次電池、および電解質として全固体状の電解質を用いたリチウムポリマー二次電池が実用化されている。
【０００４】
リチウムポリマー二次電池は、正極、負極、ポリマー電解質を有し、正極および負極からそれぞれ電極リードが導出された電池素子が、外装材例えばアルミラミネートで被覆されたセルの構成とされている。さらに、セルは回路部がマウントされた配線基板と共に、上下のケースからなる箱型のプラスチックモールドケース内に収納される構成とされている。下記特許文献１には、かかる構成のリチウムイオンポリマー二次電池の一例が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２６０６０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
モールドケース内に電池素子を収納する従来の構成では、モールドケースの肉厚が０．３〜０．４ｍｍ程度となり、固定のための両面テープや公差を考慮すると、セルの厚みに対して、０．８〜１ｍｍ程度、厚みが増加していた。また、外周方向でも上下のモールドケースを超音波溶着するための形状が必要となり、そのために、０．７ｍｍ程度の肉厚が求められる。結果として、セルの容積に対して電池パックが１．３〜１．４倍の容積の増加が余儀なくされる。
【０００７】
そこで、本発明者は、両端に第１および第２の開口を有する硬質の外装材内に電池素子を収納し、この第１および第２の開口に対して樹脂成型で製造した第１および第２のカバーをそれぞれ嵌合し、第１の開口に嵌合される第１のカバー内に電池素子の電極リードと接合される回路基板を収納する電池パックを提案している。
【０００８】
この電池パックは主に単電池として取り扱われるため耐落下強度が求められるが、特に第２のカバーが、回路基板が収納される第１のカバーに比べて外れやすい傾向にある。
【０００９】
したがって、この発明の目的は、電池素子を硬質の外装材内に収納し外装材の開口部に樹脂成型カバーを嵌合して構成される体積効率の優れた電池パックにおいて、構造的強度を向上することができる電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の課題を解決するために、第１の発明は、両端に第１および第２の開口を有する硬質の外装材内に電池素子が収納され、第１および第２の開口に対して樹脂成型で製造された第１および第２のカバーがそれぞれ嵌合され、第１の開口に嵌合される第１のカバー内に電池素子の電極端子リードと接合される回路基板が収納される電池パックにおいて、
第２のカバーは、
該第２のカバーと電池素子との間に樹脂を充填する１または２以上の貫通孔と、
電池素子に対向する面に設けられた溝と
を有することを特徴とする電池パックである。
【００１１】
第１の発明では、第２のカバーは、この第２のカバーと電池素子との間に樹脂を充填する１または２以上の貫通孔と、電池素子に対向する面に設けられた溝とを有しているので、貫通孔を介して電池素子と第２のカバーとの間に樹脂を注入すると、電池素子と対向する面に設けられた第２のカバーの溝内に樹脂が充填される。したがって、第２のカバーの溝内において樹脂を硬化させることができる。
【００１２】
第１の発明では、溝は複数設けられ、この複数の溝が互いに接続または交差されていることが好ましい。また、溝は、電池素子側に対向する面のほぼ全面に設けられていることが好ましい。また、第２のカバーは、電池素子側とは反対側の面に凹部をさらに有することが好ましい。また、貫通孔は、凹部内に設けられていることが好ましい。
【００１３】
第２の発明は、両端に第１および第２の開口を有する硬質の外装材内に電池素子が収納され、第１および第２の開口に対して樹脂成型で製造された第１および第２のカバーがそれぞれ嵌合され、第１の開口に嵌合される第１のカバー内に電池素子の電極端子リードと接合される回路基板が収納される電池パックにおいて、
第２のカバーは、
該第２のカバーと電池素子との間に樹脂を充填する１または２以上の貫通孔と、
電池素子側の面の外周部に設けられた側壁と
を有し、
側壁には、１または２以上の切り欠き部が設けられていることを特徴とする電池パックである。
【００１４】
第２の発明では、外装材の第２の開口に嵌合される第２のカバーは、第２のカバーと電池素子との間に樹脂を充填する１または２以上の貫通孔と、電池素子側の面の外周部に設けられた側壁とを有し、側壁には１または２以上の切り欠き部を設けているので、貫通孔より充填された樹脂を、切り欠き部を介して電池素子と外装材との間の隙間に流入させて硬化させることができる。
【００１５】
第２の発明では、側壁は、第２のカバーの外周から外装材の厚さに相当する分だけ内側に入り込んだ位置に設けられていることが好ましい。また、第２の開口は、短辺を円弧状に膨らませたほぼ矩形状を有し、切り欠き部は、短辺側に対応する部分に少なくとも設けられていることが好ましい。また、第２の開口は、短辺を円弧状に膨らませたほぼ矩形状を有し、第２のカバーの外周部に設けられた側壁は、短辺側に対応する部分に少なくとも設けられていることが好ましい。
【００１６】
第３の発明は、両端に第１および第２の開口を有する硬質の外装材内に電池素子が収納され、第１および第２の開口に対して樹脂成型で製造された第１および第２のカバーがそれぞれ嵌合され、第１の開口に嵌合される第１のカバー内に電池素子の電極端子リードと接合される回路基板が収納される電池パックにおいて、
第２のカバーは、
第２のカバーと電池素子との間に樹脂を充填する２以上の貫通孔と、
電池素子側の面の外周部に設けられた側壁と
電池素子に対向する面に設けられた突起部と
を有し、
突起部は、樹脂が充填される際、充填された樹脂が入り込むための空隙を有する
ことを特徴とする電池パック。
【００１７】
第３の発明では、外装材の第２の開口に嵌合される第２のカバーは、第２のカバーと電池素子との間に樹脂を充填する２以上の貫通孔と、電池素子に対向する面に設けられ、充填された樹脂が入り込む空隙を有する突起部とが設けられているため、貫通孔より充填された樹脂を硬化させることにより、第２のカバーの接合強度を向上させることができる。
【００１８】
第４の発明は、両端に第１および第２の開口を有する硬質の外装材内に電池素子が収納され、第１および第２の開口に対して樹脂成型で製造された第１および第２のカバーがそれぞれ嵌合され、第１の開口に嵌合される第１のカバー内に電池素子の電極端子リードと接合される回路基板が収納される電池パックにおいて、
第２のカバーは、
第２のカバーと電池素子との間に樹脂を充填する２以上の貫通孔と、
電池素子側の面の外周部に設けられた側壁と
側壁の外周面から内周面に向けて貫通された嵌合用孔部と
を有することを特徴とする電池パックである。
【００１９】
第４の発明では、外装材の第２の開口に嵌合される第２のカバーは、電池素子側面の外周部に設けられた側壁に、側壁の外周面から内周面に向けて貫通された嵌合用孔部を有し、充填された樹脂が嵌合用孔部に入り込むため、貫通孔より充填された樹脂を硬化させることにより、第２のカバーの接合強度を向上させることができる。
【００２０】
第５の発明は、両端に第１および第２の開口を有する硬質の外装材内に電池素子が収納され、第１および第２の開口に対して樹脂成型で製造された第１および第２のカバーがそれぞれ嵌合され、第１の開口に嵌合される第１のカバー内に電池素子の電極端子リードと接合される回路基板が収納される電池パックにおいて、
第２のカバーは、
電池素子側の面の外周部に設けられた側壁と
側壁の外周面に設けられた抜け防止用突起と
を有し、
抜け防止用突起によって硬質の外装材が押し広げられるようにして第２のカバーが嵌合されていることを特徴とする電池パックである。
【００２１】
第５の発明では、側壁の外周面に抜け防止用突起が設けられた第２のカバーを第２の開口に嵌合することにより、第２の開口が押し広げられる。これにより、抜け防止用突起が第２の開口の硬質の外装材を変形させ、第２のカバーに対して圧力がかかるようにすることができる。
【００２２】
第６の発明は、両端に第１および第２の開口を有する硬質の外装材内に、電池素子が軟質の外装材で覆われ、電池素子の周囲３辺が封止された発電要素が収納され、第１および第２の開口に対して樹脂成型で製造された第１および第２のカバーがそれぞれ嵌合され、第１の開口に嵌合される第１のカバー内に電池素子の電極端子リードと接合される回路基板が収納される電池パックにおいて、
硬質の外装材は、第１の接着層、第２の接着層、金属層、表面保護層が順次積層された４層構造を有し、
第２のカバーは、
電池素子側の面の外周部に設けられた側壁と
側壁の外周面に設けられたスリットと
側壁の電池素子に対向する面に設けられた溶着用リブと
を有することを特徴とする電池パックである。
【００２３】
第６の発明では、第２のカバーにスリットを設けることにより、第２のカバーと硬質の外装材を熱溶着する際に溶融された接着剤がスリットに溜まり、上質の外装材と第２のカバーの隙間から外部に漏れるのを防止することができる。また、溶着用リブを設けることにより、第２のカバーと硬質の外装材との溶着面積を大きくとることができる。
【発明の効果】
【００２４】
以上説明したように、第１の発明によれば、第２のカバーには電池素子と対向する側の面に溝を設け、この溝内に樹脂を充填し硬化するので、アンカー効果を得ることができる。したがって、外部からの衝撃等による第２のカバーの脱落を抑制することができる。
【００２５】
第２の発明によれば、第２のカバーの側壁に切り欠き部を設け、この切り欠き部を介して電池素子と外装材との間の隙間に樹脂を流入させて硬化させるので、アンカー効果を得ることができる。したがって、外部からの衝撃等による第２のカバーの脱落を抑制することができる。
【００２６】
第３の発明によれば、第２のカバーの電池素子と対向する面に例えばＬ字状の突起部を設け、樹脂を充填して硬化するので、アンカー効果を得ることができる。したがって、外部からの衝撃等による第２のカバーの脱落を抑制することができる。
【００２７】
第４の発明によれば、第２のカバーの側壁の外周面から内周面に向けて設けた嵌合用孔部に樹脂を流入させて硬化させるのでアンカー効果を得ることができる。したがって、外部からの衝撃等による第２のカバーの脱落を抑制することができる。
【００２８】
第５の発明によれば、第２のカバーの側壁に抜け防止用突起を設け、第２の開口に嵌合することにより硬質の外装材を変形させて圧力がかかるようにするため、樹脂の充填を必要とせずにアンカー効果を得ることができる。したがって、外部からの衝撃等による第２のカバーの脱落を抑制することができる。
【００２９】
第６の発明によれば、第２のカバーの側壁の外周面にスリットを設け、溶融した接着剤が溜まるように構成するため、接着剤の漏れを防止して外観、寸法の不具合を抑制することができる。また、第２のカバーの側壁に溶着用リブを設けて第２のカバーと硬質の外装材との溶着面積を大きくとることができるため、接合強度を向上させることができる。したがって、外部からの衝撃等による第２のカバーの脱落を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
（１）第１の実施形態
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の第１の実施形態による電池パックの一構成例を示す分解斜視図である。この電池パックは、例えば、角形または扁平型を有するリチウムイオンポリマー二次電池の電池パックである。図１に示すように、この電池パックは、外装材１に電池素子を収納し、両端開口に対してそれぞれトップカバー２およびボトムカバー３を嵌合したものである。トップカバー２には開口２１が設けられ、この開口２１を介して、トップカバー２に収納された回路基板の接点部が外部に臨むようになっている。以下では、トップカバー２を嵌合する側の開口をトップ側開口、ボトムカバー３を嵌合する側の開口をボトム側開口と称する。
【００３１】
以下、図２〜５を参照しながら、電池素子４、外装材１、トップカバー２、ボトムカバー３について説明する。
【００３２】
＜電池素子＞
図２は、この発明の第１の実施形態による電池素子４の外観の一例を示す斜視図である。図２に示すように、電池素子４は、例えば、角形または扁平型を有し、帯状の正極、帯状の負極とがポリマー電解質および／またはセパレータを介して積層され、長手方向に巻回されると共に、正極および負極からそれぞれ電極リード５ａおよび５ｂが導出されている。
【００３３】
正極は、帯状の正極集電体上に正極活物質層が形成されてなり、さらに、正極活物質層上にポリマー電解質層が形成されている。また、負極は、帯状の負極集電体上に負極活物質層が形成されてなり、さらに、負極活物質層上にポリマー電解質層が形成されている。正極および負極の電極リード５ａおよび５ｂは、それぞれ正極集電体および負極集電体に接合されている。正極活物質、負極活物質、ポリマー電解質としては、既に提案されている材料を使用することができる。
【００３４】
正極は、目的とする電池の種類に応じて金属酸化物、金属硫化物または特定の高分子を正極活物質として構成することができる。例えばリチウムイオン電池を構成する場合では、正極活物質として、ＬｉxＭＯ2（式中、Ｍは、一種以上の遷移金属を表し、Ｘは、電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５以上１．１０以下である）を主体とするリチウム複合酸化物等を使用することができる。リチウム複合酸化物を構成する遷移金属Ｍとしては、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）等が好ましい。
【００３５】
このようなリチウムイオン複合酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ2，ＬｉＮｉＯ2，ＬｉＮｉyＣｏ1-yＯ2（式中、０＜ｙ＜１である。）、ＬｉＭｎ2Ｏ4等を挙げることができる。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度が優れたものである。また、正極活物質としてＴｉＳ2、ＭｏＳ2、ＮｂＳｅ2、Ｖ2Ｏ5等のリチウムを有しない金属硫化物または酸化物を使用しても良い。正極には、これらの正極活物質の複数種を併せて使用してもよい。また、以上のような正極活物質を使用して正極を形成するに際して、導電剤や結着剤等を添加しても良い。
【００３６】
負極材料としては、リチウムをドープ、脱ドープできる材料を使用することができる。例えば、難黒鉛化炭素系材料や黒鉛系材料の炭素材料を使用することができる。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス）、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。さらに、リチウムをドープ、脱ドープできる材料としては、ポリアセチレン、ポリピロール等の高分子やＳｎＯ2等の酸化物を使用することができる。このような材料から負極を形成するに際して、結着剤等を添加しても良い。
【００３７】
ポリマー電解質は、高分子材料と電解液と電解質塩とを混合してゲル状化した電解質をポリマー中に取り込んだものとされている。高分子材料は、電解液に相溶する性質を有し、シリコンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリフォスファゼン変性ポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、およびこれらの複合ポリマーや架橋ポリマー、変性ポリマー等、若しくはフッ素系ポリマーとして、例えばポリ（ビニリデンフルオロライド）、ポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−ヘキサフルオロプロピレン）、或いはポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−トリフルオロエチレン）等の高分子材料、およびこれらの混合物が使用される。
【００３８】
電解液成分は、上述した高分子材料を分散可能とし、非プロトン性溶媒として例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）やプロピレンカーボネート（ＰＣ）或いはブチレンカーボネート（ＢＣ）等が用いられる。電解質塩には、溶剤に相溶するものが用いられ、カチオンとアニオンとが組み合わされてなる。カチオンには、アルカリ金属やアルカリ土類金属が用いられる。アニオンには、Ｃｌ-、Ｂｒ-、Ｉ-、ＳＣＮ-、ＣｌＯ4-、ＢＦ4-、ＰＦ6-、ＣＦ3ＳＯ3-等が用いられる。電解質塩には、具体的には六フッ化リン酸リチウムや四フッ化ホウ酸リチウムが電解液に対して溶解可能な濃度で用いられる。
【００３９】
＜外装材＞
図３は、電池素子４を被覆する外装材１の形状の一例を示す展開図である。図３に示すように、この外装材１は、電池素子４を収納するための収納部１５が設けられた軟質ラミネート材１ａと、この軟質ラミネート材１ａ上に収納部１５を覆うようにして重ねられる硬質ラミネート材１ｂとからなる。また、収納部１５の底面に相当する位置の外側表面には熱溶着シート１５ａが配置されている。軟質ラミネート材１ａに設けられた収納部１５は、例えば、予め金型で絞り加工を施して電池素子４の形状に応じて凹状に形成される。
【００４０】
軟質ラミネート材１ａは、絞り加工により電池素子４を挿入する収納部１５を形成するのに適し、かつ、硬質ラミネート材１ｂに比して軟質のものである。
【００４１】
図４は、外装材１を構成する軟質ラミネート材１ａの一構成例を示す断面図である。軟質ラミネート材１ａは、接着層１６ａ、金属層１７ｂ、表面保護層１８ａを順次積層した防湿性、絶縁性を有する積層構造を有し、表面保護層１８ａが硬質ラミネート材１ｂと接する側となる。
【００４２】
接着層１６ａは、ポリマー電解質の変質を防ぐ機能を有するとともに、熱や超音波で溶け、互いに融着する部分であり、ポリエチレン（ＰＥ）、無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナイロン（Ｎｙ）の他、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が使用可能であり、これらから複数種類選択して用いることも可能である。接着層１６ａの厚さは、例えば３０μｍ程度である。
【００４３】
金属層１７ａは、軟質の金属材料が用いられ、外装材の強度向上の他、水分、酸素、光の進入を防ぎ内容物を守る役割を担っている。軟質の金属材料としては、軽さ、伸び性、価格、加工のしやすさからアルミニウムが最も好適であり、特に８０２１Ｏまたは８０７９Ｏ等のアルミニウムを用いるのが好ましい。また、金属層１７ａの厚さは、例えば、３０μｍ〜１３０μｍ程度の範囲に選ばれる。
【００４４】
表面保護層１８ａは、表面保護の機能を有する。外観の美しさや強靱さ、柔軟性などからポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル等が用いられる。具体的には、ナイロン（Ｎｙ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）が用いられ、これらから複数種類選択して用いることも可能である。表面保護層１８ａの厚さは、例えば、厚みが１０〜３０μｍ程度の範囲に選ばれる。
【００４５】
硬質ラミネート材１ｂは、曲げた後の形状を維持し、外部からの変形に耐えることができるものである。硬質ラミネート材１ｂは、接着層１６ｂ、金属層１７ｂ、表面保護層１８ｂを順次積層した積層構造を有する。
【００４６】
硬質ラミネート材１ｂの接着層１６ｂおよび表面保護層１８ｂは、軟質ラミネート材１ａと同様のものである。金属層１７ｂは、例えば、硬質の金属材料が用いられ、特に３００３−Ｈ１８、３００４−Ｈ１８等のアルミニウムを用いるのが好ましい。なお、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂの各層の厚みは、総厚を考慮して適切なものに選定される。
【００４７】
収納部１５の開口面を覆うように、軟質ラミネート材１ａに対して硬質ラミネート材１ｂを重ねて配する。この場合、図３Ａに示すように、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂの位置関係をずらしたものとする。ここで、軟質ラミネート材１ａが互いに等しい長さのトップ側長辺１１ａ、ボトム側長辺１２ａを有し、また、互いに等しい長さの左側短辺１３ａおよび右側短辺１４ａを有する。同様に、硬質ラミネート材１ｂが互いに等しい長さのトップ側長辺１１ｂ、ボトム側長辺１２ｂを有し、また、互いに等しい長さの左側短辺１３ｂおよび右側短辺１４ｂを有する。なお、左右は、図面に向かって見た場合の位置関係を示している。
【００４８】
硬質ラミネート材１ｂの長辺１１ｂおよび１２ｂの長さは、電池素子４が収納された収納部１５を包み込んだ状態において、その短辺１３ｂおよび１４ｂ同士が当接するか、僅かな隙間を隔てて対向するように設定されている。軟質ラミネート材１ａの長辺１１ａおよび１２ａの長さは、硬質ラミネート材１ｂの長辺１１ｂおよび１２ｂの長さより短く選ばれ、例えば、電池素子４が収納された収納部１５を包み込んだ状態において、その短辺１３ａおよび１４ａ同士が当接するか、隙間を隔てて対向するように設定されている。ここで、この軟質ラミネート材１ａの隙間は、僅かな幅のものに限られず、ある程度の幅のものとしてもよい。
【００４９】
軟質ラミネート材１ａの短辺１３ａ、１４ａは、硬質ラミネート材１ｂの短辺１３ｂ、１４ｂよりやや短いものとされている。したがって、トップ側に硬質ラミネート材１ｂのみが存在するように、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂを積層することができる。このようにした場合、トップ側の開口に設けられたトップカバー２の周面を硬質ラミネート材１ｂの接着層１６ｂにより熱溶着できるという利点を得ることができる。なお、ボトム側おいても、硬質ラミネート材１ｂの接着層１６ｂがむき出しになるようにして、ボトム側開口に設けられたボトムカバー３の周面を硬質ラミネート材１ｂの接着層１６ｂにより熱溶着できるようにしてもよい。
【００５０】
＜トップカバー＞
トップカバー２は、外装材１のトップ側開口に嵌合して、このトップ側開口を塞ぐものである。このトップカバー２には回路基板が備えられ、この回路基板に対して電池素子４から引き出された電極リード５ａおよび５ｂが接続される。
【００５１】
回路基板には、ヒューズ、ＰＴＣ、サーミスタ等の温度保護素子を含む保護回路、電池パックを識別するためのＩＤ抵抗等がマウントされ、更に複数例えば３個の接点部が形成されている。また、保護回路には、二次電池の監視とＦＥＴ（Field Effect Transistor）の制御を行うＩＣ、および充放電制御ＦＥＴが含まれている。
【００５２】
ＰＴＣは、電池素子４と直列に接続され、電池素子４の温度が設定温度に比して高くなると、電気抵抗が急激に高くなって電池に流れる電流を実質的に遮断する。ヒューズや、サーミスタも電池素子４と直列に接続され、電池素子４の温度が設定温度より高くなると、電池に流れる電流を遮断する。また、電池素子４の監視とＦＥＴの制御を行うＩＣおよび、充放電制御ＦＥＴを含んだ保護回路は、電池素子４の端子電圧が４．３Ｖ〜４．４Ｖを超えると、発熱・発火等危険な状態になる可能性があるので、電池素子４の電圧を監視し、４．３〜４．４Ｖを越えると充電制御ＦＥＴをオフし、充電を禁止する。電池素子４の端子電圧が放電禁止電圧以下まで過放電し、二次電池電圧が０Ｖになると電池素子４が内部ショート状態となり再充電不可能となる可能性があるので、二次電池電圧を監視し、放電禁止電圧を下回ると放電制御ＦＥＴをオフし、放電を禁止する。
【００５３】
＜ボトムカバー＞
図５Ａは、ボトムカバー３の側面図である。図５Ｂは、電池素子４と対向する側の面を示す平面図である。図５Ｃは、電池素子４と対向する側とは反対側の面を示す平面図である。ボトムカバー３は、ボトム側開口を塞ぐものであり、電池素子４に対向される側とは反対の方向から見ると、全体としては矩形状を有し、その短辺側の両側が外側に向かって楕円の円弧をなすように膨らんでいる。ボトムカバー３の電池素子４の側となる面には、ボトム側開口に嵌合するための側壁３１が設けられている。この側壁３１は、ボトムカバー３の外周の一部または全部に沿って設けられている。また、側壁３１は、ボトムカバー３の外周から僅かに内側に入り込んだ位置、例えば、ボトムカバー３の外周から外装材１の厚さに相当する分だけ内側に入り込んだ位置に設けられている。また、ボトムカバー３の電池素子４の側となる面には、溝３３のパターンが設けられている。この溝３３のパターンは、ボトムカバー３の電池素子４側の一部または全面に設けられ、好ましくは全面に設けられる。全面に設けることにより、ボトムカバー３と電池素子４との間に充填される樹脂がこの溝３３にも充填されることでアンカー効果をより向上させることができる。
【００５４】
溝３３のパターンは、例えば、１または２以上の方向に向けて延びる直線状の溝からなり、具体的には例えば、格子状のパターンである。なお、溝３３のパターンは、規則的なパターンに限定されるものではなく、不規則なパターンであってもよい。また、アンカー効果をより高めるためには、複数の溝３３を互いに接続または交差させた溝のパターンとすることが好ましく、このような溝のパターンとしては、例えば、直線状の溝をＴ字状に接続した溝のパターン、または、直線状の溝を十字状に交差させた溝のパターンが挙げられる。
【００５５】
また、ボトムカバー３には、電池素子４に対向する側の面からそれとは反対側の面に向けて貫通する貫通孔３２が、１以上、好ましくは２以上設けられている。貫通孔３２を２以上設けた場合には、樹脂注入時において、少なくとも１つの貫通孔３２を電池素子４とボトムカバー３との間の空気を抜くためのものとして用いることができるので、樹脂の充填性を向上させることができる。
【００５６】
さらに、電池素子４と対向する側とは反対側の面には、凹部３４が設けられている。このように凹部３４を設けることにより、ボトムカバー３自体を強度アップすることができ、外部からの衝撃等によるボトムカバー３の脱落をより抑制することができる。なお、ボトムカバー３に凹部３４を設ける場合には、ホットメルト樹脂等を注入するための貫通孔３２を凹部３４内に設けることが好ましい。このようにすることで、ホットメルト樹脂等を注入して硬化させた後に、貫通孔３２からホットメルト樹脂等がはみ出している場合であっても、電池パックの外径寸法増大を防止することができる。
【００５７】
次に、この発明の第１の実施形態による電池パックの製造方法について説明する。
【００５８】
＜電池素子作製工程＞
まず、例えば、ゲル電解質層が両面に形成された正極および負極と、セパレータとを、負極、セパレータ、正極、セパレータの順に順次積層し、この積層体を平板の芯に巻き付けて、長手方向に多数回巻回して巻回型の電池素子４を作製する。
【００５９】
＜外装材被覆工程＞
次に、例えば予め深絞成形により、電池素子４を入れるための収納部１５を軟質ラミネート材１ａに成形する。この際、図３Ａに示すように、軟質ラミネート材１ａの収納部１５は、例えば、中心位置に対してやや右側にずれた位置に形成する。そして、電池素子４を軟質ラミネート材１ａに形成された収納部１５内に収納する。
【００６０】
次に、図３Ａに示すように、硬質ラミネート材１ｂを、軟質ラミネート材１ａに対してやや右側にずれた位置に積層する。これにより、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂが積層された状態では、図３Ａに示すように、軟質ラミネート材１ａのみが位置する左側領域と、硬質ラミネート材１ｂのみが位置する右側領域とが生じる。このように位置をずらしているのは、後述するように、軟質ラミネート材１ａの収納部１５の底面外側へ向けて軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂの端部を折り込んだ後、軟質ラミネート材１ａの接着層と硬質ラミネート材１ｂの接着層とが、ある程度の幅でもって接着されるようにするためである。
【００６１】
次に、図３Ａに示すような配置関係の状態で、収納部１５の開口の周辺の４辺を減圧しながら熱溶着する。この場合、接着層同士が重なっている部分全体を熱溶着するようにしても良い。このようにして、収納部１５の周囲を熱溶着することにより、電池素子４が封止される。
【００６２】
次に、図３Ａに示すように、収納部１５の底面の外側に、所定の形状とした熱溶着シート１５ａを設ける。熱溶着シート１５ａは、軟質ラミネート材１ａの表面保護層同士を高温をかけることで接着させるための補助的部材である。好ましくは、厚みは、総厚の関係から１０〜６０μｍ程度で、１００℃前後の融点のものが用いられる。熱溶着シート１５ａの融点は、電池素子４に対して熱の影響を与えない程度のものが好ましい。
【００６３】
次に、図６に示すように、軟質ラミネート材１ａの収納部１５の底面外側へ向けて、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂの両端、すなわち、短辺１３ａ、１４ａおよび１３ｂ、１４ｂを内側に折り込む。そして、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂの端部を熱溶着するとともに、収納部１５の底面外側に対して軟質ラミネート材１ａを熱溶着する。これにより、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂが、電池素子４が収納された収納部１５を包み込むように閉じた状態で固定される。すなわち、トップ側開口およびボトム側開口が形成される。
【００６４】
図７に示されるように、電池素子４を包み込んだ状態では、硬質ラミネート材１ｂの短辺１３ｂおよび１４ｂ同士が接するか、または僅かな隙間を介して互いの端面が対向してなる継ぎ目Ｌ１が生じ、また、硬質ラミネート材１ｂの内側には、軟質ラミネート材１ａの短辺１３ａおよび１４ａ同士が接するか、または僅かな隙間を介して互いの端面が対向してなる継ぎ目Ｌ２が生じる。ここでは、軟質ラミネート材１ａの短辺１３ａおよび１４ａ同士が接するか、または僅かな隙間を介して互いの端面が対向する場合について、図示および説明をしているが、軟質ラミネート材１ａの短辺１３ａおよび１４ａ同士がある程度の幅の隙間を介して互いの端面が対向するようにしてもよい。
【００６５】
図７に示すように、熱溶着シート１５ａの上側に接して、軟質ラミネート材１ａの表面保護層１８ａが位置する。したがって、表面保護層１８ａが熱溶着シート１５ａを挟んだ構造となり、外側から熱を加えることで、表面保護層１８ａ同士を接着することができる。また、軟質ラミネート材１ａおよび硬質ラミネート材１ｂの互いの接着層１６ａおよび１６ｂが対向接触するので、外側から熱を加えることで、これらの接着層１６ａおよび１６ｂを接着することができる。
【００６６】
以上のようにして、樹脂製の箱型のケースを使用することなく、また、両サイドに樹脂製のフレームを配することなく、ラミネート材が外装材を兼ねる電池パックを製造することができる。
【００６７】
＜トップカバー嵌合工程＞
次に、図８に示すように、電極リード５ａおよび５ｂが、例えば抵抗溶接または超音波溶接によって回路基板２２に対して接続される。次に、図９に示すように、トップカバー２の開放面側に回路基板２２を挿入して、回路基板２２を覆うように、回路基板２２に対してトップカバー２が取り付ける。このトップカバー２は、例えば、別工程の射出成型等によって製造された樹脂モールド品である。
【００６８】
なお、トップカバー２の内部には、回路基板２２を水平に保持する保持部が設けられている。また、トップカバー２の上面には、回路基板２２の接点部２３と対応する位置に３個の開口２１が設けられている。この開口２１を介して接点部２３が外部に臨むことになる。また、トップカバー２の幅は、外装材１のトップ側の端面の開口の高さの内寸よりやや小に選定されている。
【００６９】
次に、図１０に示すように、トップカバー２に対してホルダー２４を組み込む。ホルダー２４は、例えば、別工程の射出成型等によって製造された樹脂モールド品である。このホルダー２４の両端および中央部にそれぞれトップカバー２に向かって突出するリブ２５ａ、２５ｂおよび２５ｃが設けられている。これらのリブ２５ａ、２５ｂおよび２５ｃの端面がトップカバー２内の回路基板２２を受ける面となるので、回路基板４を確実に支持することができる。
【００７０】
次に、図１１において矢印Ｒで示すように、嵌合されたトップカバー２およびホルダー２４を手または治具によって時計方向に９０°回転させる。その結果、水平に位置していた回路基板２２が垂直に位置することになる。この場合、回路基板２２がトップカバー２とホルダー２４によって挟持されており、外部に露出していないので、回路基板４に触れずに回転させることができる。
【００７１】
次に、図１２に示すように、電極リード５ａおよび５ｂを折り曲げながらトップカバー２およびホルダー２４をトップ側開口に向けて（矢印Ｓ1の方向）に押し込む。これにより、トップ側開口に対してトップカバー２およびホルダー２４が嵌合される。トップカバー２の幅は、上述したように、開口の内寸よりやや小とされているので、外装材１の端面付近の硬質ラミネート材１ｂで形成されるスペース内に、回路基板２２を挟持するトップカバー２およびホルダー２４を収納することができる。
【００７２】
＜ボトムカバー嵌合工程＞
次に、図１２示すように、ボトムカバー３の側壁３１を外装材１のボトム側端面の開口に向けて（矢印Ｓ2の方向）に向けて押し込む。これにより、ボトム側開口に対してボトムカバー３の側壁３１が嵌合されるとともに、ボトムカバー３の本体によってボトム側開口が覆われる。このボトムカバー３は、例えば、別工程の射出成型等によって製造された樹脂モールド品である。
【００７３】
＜熱溶着工程＞
次に、治具にて全長をおさえ、熱溶着を行う。すなわち、銅等の金属からなるヒーターブロックを外装材１のトップ側の端の近傍に上下から押し当て、トップカバー２の周面と、硬質ラミネート材１ｂの内面の接着層とを熱溶着する。また、同様に、ヒーターブロックを外装材１のボトム側の端の近傍に上下から押し当て、ボトムカバー３の周面と、硬質ラミネート材１ｂの内面の接着層とを熱溶着するようにしてもよい。
【００７４】
＜樹脂注入工程＞
次に、貫通孔３２を介して電池素子４とボトムカバー３との間に溶融樹脂を充填し、硬化させる。これにより、ボトムカバー３が電池素子４の端面に接着される。なお、充填される樹脂は、注形時に低粘度状態を有すればよく、特に限定されるものではなく、例えばポリアミド系ホットメルト、ポリオレフィン系ホットメルト、ナイロン、ＰＰ、ＰＣ、ＡＢＳ等を使用することができる。
【００７５】
なお、トップカバー２と電池素子４との間にも溶融樹脂を充填するようにしてもよい。この場合、トップカバー２に対して１または２以上の貫通孔を設けて、この貫通孔から溶融樹脂を注入するようにすればよい。
以上の工程により、この発明の第１の実施形態による電池パックが製造される。
【００７６】
この発明の第１の実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
ボトムカバー３にはホットメルト樹脂等を注入するための貫通孔３２が少なくとも１つ以上設けられ、電池素子４と対向する側の面に溝３３が設けられているので、ボトム側開口にボトムカバー３を嵌合し、このボトムカバー３に設けられた貫通孔３２から、ボトムカバー３より低温で成型できるホットメルト樹脂（例えば、ポリアミド系樹脂）等を充填して硬化すると、ホットメルト樹脂等がボトムカバーの溝３３に充填されて硬化される。これより、所謂アンカー効果を奏することができ、ボトムカバー３が外れにくくなる。特に、Ｔ字状や十字状に接続または交差された溝３３のパターンを形成した場合には、高い耐外部衝撃強度を得ることができる。また、ボトムカバー３の電池素子４側となる面のほぼ全面に対して溝３３のパターンを形成した場合にも、高い耐外部衝撃強度を得ることができる。
【００７７】
（２）第２の実施形態
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態は、ボトムカバー３の外周部に切り欠き部を設け、この切り欠き部を介してホットメルト樹脂等を、電池素子４を収納した収納部１５と外装材１との間の僅かな隙間に流入させて硬化させることにより、アンカー効果を得るものである。
【００７８】
ボトムカバー３以外のことは、上述の第１の実施形態と同様であるので、以下ではボトムカバー３について説明する。
【００７９】
図１３は、ボトムカバー３の形状の一例を示す。図１３に示すように、ボトムカバー３は、ボトム側開口を塞ぐものであり、電池素子４に対向される側とは反対の方向から見ると、全体としては矩形状を有し、その短辺側の両側が外側に向かって楕円の円弧をなすように膨らんでいる。ボトムカバー３の電池素子４の側となる面には、ボトム側開口に嵌合するための側壁３１が設けられている。
【００８０】
この側壁３１は、ボトムカバー３の外周の一部または全部に沿って設けられている。この側壁３１の高さは、例えば、外装材１のボトム側開口の深さと等しく選ばれる。このような高さにすると、ボトムカバー３をボトム側開口に嵌合した場合、側壁３１の端面が、電池素子４のボトム側の端面に当接することになる。
【００８１】
また、側壁３１は、ボトムカバー３の外周から僅かに内側に入り込んだ位置、例えば、ボトムカバー３の外周から外装材１の厚さに相当する分だけ内側に入り込んだ位置に設けられている。この側壁３１には、１または２以上の切り欠き部３５が設けられている。２以上の切り欠き部３５が設けられている場合には、切り欠き部３５は、例えば、ボトムカバー３の長手方向の両端、すなわち、ボトムカバー３の短辺側に少なくとも設けられる。
【００８２】
また、ボトムカバー３には、電池素子４に対向する側の面から、それとは反対側の面に向けて貫通する貫通孔３２が１以上、好ましくは２以上設けられている。貫通孔３２を少なくとも２以上設けた場合には、樹脂注入時において、少なくとも１つの貫通孔３２を電池素子４とボトムカバー３との間の空気を抜くためのものとして用いることができるので、樹脂の充填性を向上させることができる。
【００８３】
さらに、ボトムカバー３の電池素子４側の面に、溝３３をさらに設けるようにしてもよい。このように溝３３を設けることにより、外部からの衝撃等によるボトムカバー３の脱落をさらに抑制することができる。なお、溝３３のパターンとしては、上述の第１の実施形態と同様のものを用いることができる。さらにまた、ボトムカバー３には、電池素子４側とは反対側となる面に対して、凹部をさらに設けるようにしてもよい。このように凹部を設けることにより、外部からの衝撃等によるボトムカバー３の脱落をさらに抑制することができる。
【００８４】
この発明の第２の実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
ボトムカバー３にはホットメルト樹脂等を注入するための貫通孔３２が少なくとも１以上設けられ、ボトム側開口と嵌合する外周部の側壁３１に１または２以上の切り欠き部３５が形成されているので、貫通孔３２よりホットメルト樹脂等を注入すると、注入されたホットメルト樹脂等が切り欠き部３５を介して収納部１５と外装材１との間の僅かな隙間に流入されて硬化される。したがって、アンカー効果を奏することができ、外部からの衝撃等によるボトムカバー３の脱落を抑制することができる。
【００８５】
電池素子４が角形または扁平型であるときには、電池素子４を外装材１により被覆した場合に外装材１の短辺側が外側に膨らむため、電池素子４と収納部１５との短辺側に隙間が形成される。したがって、電池素子４が角形または扁平型であるときには、少なくとも収納部１５の両短辺側に側壁３１の切り欠き部３５を設けることで、ホットメルト樹脂等を収納部１５と外装材１との間に樹脂をより容易に流し込むことができる。すなわち、アンカー効果をより高めることができ、外部からの衝撃等によるボトムカバー３の脱落をより抑制することができる。
【実施例】
【００８６】
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【００８７】
まず、電池素子４に対向する面に設けられたボトムカバー３の溝３３の効果を検証するための実施例および比較例について説明する。図１４〜図２０は、実施例１〜８および比較例のボトムカバー３の形状を説明するための斜視図である。なお、図１４〜１８は、電池素子４と対向する側となる面の形状を示し、図１９，２０は、電池素子４と対向する側とは反対側となる面の形状を示す斜視図である。
【００８８】
実施例１
まず、図１４および図１９に示す形状を有するボトムカバー３を作製した。すなわち、ボトムカバー３の電池素子４側となる面には、図１４に示すように、長手方向の一方から他方に向かって延びる１つの線状の溝３３を設けた。一方、電池素子４側とは反対側となる面には、図１９に示すように、中央から外周部に向かって広がり、かつ、一様な深さを有する凹部３４を設けた。
【００８９】
次に、外装材１に電池素子４を収納した後、軟質ラミネート材１ａに設けられた収納部１５の底面外側へ向けて、外装材１の短辺側を折り込んで、外装材１の短辺側を熱溶着するとともに、軟質ラミネート材１ａに設けられた収納部１５の底面に対して外装材１を熱溶着させた。これにより、トップ側開口およびボトム側開口が形成される。その後、外装材１のトップ側開口にトップカバー２を嵌合し、ボトム側開口にボトムカバー３を嵌合した。
【００９０】
次に、ヒーターブロックを外装材１のトップ側の端の近傍に上下から押し当て、トップカバー２の周面と、硬質ラミネート材１ｂの内面の接着層１６ｂとを熱溶着した。次に、ボトムカバー３に設けられた貫通孔３２よりホットメルト樹脂を注入し、硬化させた。以上の工程により目的とする電池パックが得られた。
【００９１】
実施例２
まず、図１５に示すように、ボトムカバー３の電池素子４側となる面に、長手方向の一方から他方に向かって延びる２つの線状の溝３３を設ける以外のことは実施例１と全て同様にしてボトムカバーを作製した。そして、このボトムカバー３を用いる以外のことは実施例１と全て同様にして電池パックを得た。
【００９２】
実施例３
まず、図１６に示すように、ボトムカバー３の電池素子４側となる面に、長手方向の一方から他方に向かって延びる２つの線状の溝３３と、短手方向の一方から他方に向かって延びる複数の線状の溝３３とを、これらが互いにＴ字状に接続されるように設ける以外のことは、実施例１と全て同様にしてボトムカバー３を作製した。そして、このボトムカバー３を用いる以外のことは実施例１と全て同様にして電池パックを得た。
【００９３】
実施例４
まず、図１７に示すように、ボトムカバー３の電池素子４側となる面に対して、ほぼ全面にわたって格子状に溝３３を設ける以外のことは、実施例１と全て同様にしてボトムカバー３を作製した。そして、このボトムカバー３を用いる以外のことは上述の実施例１と全て同様にして電池パックを得た。
【００９４】
実施例５
まず、図２０に示すように、電池素子４側とは反対側となる面に凹部３４を設けずに平面状とする以外のことは、実施例１と全て同様にしてボトムカバー３を作製した。そして、このボトムカバー３を用いる以外のことは上述の実施例１と全て同様にして電池パックを得た。
【００９５】
実施例６
まず、図２０に示すように、電池素子４側とは反対側となる面に凹部３４を設けずに平面状とする以外のことは、実施例２と全て同様にしてボトムカバー３を作製した。そして、このボトムカバー３を用いる以外のことは上述の実施例２と全て同様にして電池パックを得た。
【００９６】
実施例７
まず、図２０に示すように、電池素子４側とは反対側となる面に凹部３４を設けずに平面状とする以外のことは、実施例３と全て同様にしてボトムカバー３を作製した。そして、このボトムカバー３を用いる以外のことは上述の実施例３と全て同様にして電池パックを得た。
【００９７】
実施例８
まず、図２０に示すように、電池素子４側とは反対側となる面に凹部３４を設けずに平面状とする以外のことは、実施例４と全て同様にしてボトムカバー３を作製した。そして、このボトムカバー３を用いる以外のことは上述の実施例４と全て同様にして電池パックを得た。
【００９８】
比較例
まず、図１８に示すように、ボトムカバー３の電池素子４側となる面に溝３３を設けずに平面状とする以外のことは、実施例１と同様にしてボトムカバー３を作製した。そして、このボトムカバー３を用いる以外のことは上述の実施例１と全て同様にして電池パックを得た。
【００９９】
次に、上述のようにして得られた電池パックの落下試験を行った。落下試験は、電池パックをコンクリート上１．５ｍの位置からボトムカバー３側を下方に向けた状態で５０回落下させて、ボトムカバー３の外れ状況を確認することにより行った。
【０１００】
表１に落下試験の結果を示す。なお、表１における状態Ａ〜Ｆは、以下の状態を示す。
状態Ａ：ボトムカバー３の脱落および、ボトムカバー３と外装材１との剥離もない。
状態Ｂ：ボトムカバー３の脱落は無いが、ボトムカバー３と外装材１との剥離がボトムカバー３外周の１／４未満の範囲で発生する。
状態Ｃ：ボトムカバー３の脱落は無いが、ボトムカバー３と外装材１との剥離がボトムカバー３外周の１／４以上１／２未満の範囲で発生する。
状態Ｄ：ボトムカバー３の脱落は無いが、ボトムカバー３と外装材１との剥離がボトムカバー３外周の１／２以上３／４未満の範囲で発生する。
状態Ｅ：ボトムカバー３の脱落は無いが、ボトムカバー３と外装材１との剥離がボトムカバー３外周の３／４以上の範囲で発生する。
状態Ｆ：ボトムカバー３が脱落する。
【０１０１】
【表１】
2006228714.tif 000003
【０１０２】
表１に示した試験結果を比較検討することにより以下のことが分かる。
（１）実施例１〜８と比較例との試験結果を比較することにより、電池素子４と対向する側となる面に溝３３を設けることにより、アンカー効果を得ることができ、外部衝撃によるボトムカバー３の脱落を抑制できることが分かる。
（２）実施例１〜４または実施例５〜８の測定結果を比較することにより、溝３３をＴ字状に接続させたり十字状に交差させたりして、電池素子４と対向する側となる面における溝３３の密度を高くするほど、アンカー効果をより向上することができ、外部衝撃によるボトムカバー３の脱落をより抑制できることが分かる。
（３）実施例１〜４と実施例５〜８との測定結果を比較することにより、電池素子４と対向する側とは反対の面に、凹部３４を設けることにより、外部衝撃によるボトムカバー３の脱落をより抑制できることが分かる。
【０１０３】
次に、電池素子４に対向する面に設けられたボトムカバー３の切り欠き部３５の効果を検証するための実施例について説明する。図２１および図２２はそれぞれ、実施例９および実施例１０のボトムカバー３の形状を示す斜視図である。
【０１０４】
実施例９
まず、図２１に示すように、ボトムカバー３の電池素子４側となる面には、長手方向の両端部にコの字状の側壁３１を設け、この側壁３１に切り欠き部３５を設ける以外のことは、実施例６と全て同様にしてボトムカバー３を作製した。そして、このボトムカバー３を用いる以外のことは上述の実施例１と全て同様にして電池パックを得た。
【０１０５】
実施例１０
まず、図２２に示すように、切り欠き部３５の形成を省略する以外のことは実施例９と全て同様にしてボトムカバー３を作製した。そして、このボトムカバー３を用いる以外のことは上述の実施例１と全て同様にして電池パックを得た。
【０１０６】
次に、上述のようにして得られた電池パックの落下試験を行った。なお、落下試験は、上述の実施例１〜８および比較例に対する落下試験と同様にして行った。また、表２中における状態Ａ〜Ｆは、表１と同様であるので説明を省略する。
【０１０７】
【表２】
2006228714.tif 000004
【０１０８】
表２に示した試験結果を比較検討することにより以下のことが分かる。
実施例９と実施例１０を比較することにより、側壁３１に切り欠き部３５を設けることにより、アンカー効果を向上でき、外部衝撃によるボトムカバー３の脱落を抑制できることが分かる。
【０１０９】
（３）第３の実施形態
次に、この発明の第３の実施形態について説明する。この第３の実施形態は、ボトムカバー３に、ホットメルト樹脂等を注入するための貫通孔３２を２以上設け、ボトムカバー３の電池素子４の側となる面に例えばＬ字状など、樹脂が充填される際、充填された樹脂が入り込むための空隙を有する突起部３６を設けたものであり、ホットメルト樹脂等の充填性および注入安定性を向上させるとともに、ボトムカバー３とホットメルト樹脂との接合強度を向上させることができるものである。
【０１１０】
ボトムカバー３以外のことは、上述の第１の実施形態と同様であるので、以下ではボトムカバー３について説明する。
【０１１１】
図２３は、ボトムカバー３の形状の一例を示す。また、図２４は、第３の実施形態によるボトムカバー３の形状の一例を示す斜視図である。図２３に示すように、ボトムカバー３は、ボトム側開口を塞ぐものであり、電池素子４に対向される側とは反対の方向から見ると、全体としては矩形状を有し、その短辺側の両側が外側に向かって楕円の円弧をなすように膨らんでいる。ボトムカバー３の電池素子４の側となる面には、ボトム側開口に嵌合するための側壁３１が設けられている。
【０１１２】
この側壁３１は、ボトムカバー３の外周の一部または全部に沿って設けられている。この側壁３１の高さは、例えば、外装材１のボトム側開口の深さと等しく選ばれる。このような高さにすると、ボトムカバー３をボトム側開口に嵌合した場合、側壁３１の端面が、電池素子４のボトム側の端面に当接することになる。
【０１１３】
また、側壁３１は、ボトムカバー３の外周から僅かに内側に入り込んだ位置、例えば、ボトムカバー３の外周から外装材１の厚さに相当する分だけ内側に入り込んだ位置に設けられている。図２３に示すように、この側壁３１には、必要に応じて１または２以上の切り欠き部３５が設けられていてもよい。２以上の切り欠き部３５が設けられている場合には、切り欠き部３５は、例えば、ボトムカバー３の長手方向の両端、すなわち、ボトムカバー３の短辺側に少なくとも設けられる。
【０１１４】
また、ボトムカバー３には、電池素子４に対向する側の面から、それとは反対側の面に向けて貫通する貫通孔３２が２以上設けられている。図２３では、２つの貫通孔３２ａおよび３２ｂを設けている。この場合、例えば貫通孔３２ａをホットメルト樹脂の注入のためのものとし、貫通孔３２ｂを電池素子４とボトムカバー３との間の空間部に存在していた空気を抜くためのものとすることができる。このような構成とすることにより、空間部の空気によってホットメルト樹脂の充填が妨げられるのを防止することができる。
【０１１５】
また、空気抜き用の貫通孔３２ｂからホットメルト樹脂が出るまで注入することにより、目視によるホットメルト樹脂の注入状況の確認が可能となる。さらに、ホットメルト樹脂の注入機は吐出量にばらつきがあるため、適量を吐出するようにしてもホットメルト樹脂の注入量が少なかったり、また空間部の体積より多い量が注入されたりするおそれがある。貫通孔３２が１つしかない場合、空間部の体積より多い量が注入されることでボトムカバー３と外装材１との熱溶着部の剥がれが生じるおそれもある。このため、空気抜き用の貫通孔３２ｂを設け、ホットメルト樹脂の注入量を空間部の体積より多くすることにより、余分なホットメルト樹脂を貫通孔３２ｂから出して調整することが可能となる。
【０１１６】
また、ボトムカバー３の電池素子４の側となる面には、図２４に示すように、例えばＬ字状の突起部３６ａ〜３６ｄ（以下、特に限定しない場合は突起部３６と適宜称する。）を１または２以上設ける。図２５Ａは、ボトム側開口にボトムカバー３を嵌合して熱溶着した時の、貫通孔３２ａ部分の断面図を示す。また、図２５Ｂは、ボトムカバー３の貫通孔３２ａからホットメルト樹脂を注入した後の様子を示す。図２５Ｂに示すように、ボトムカバー３の貫通孔３２ａからホットメルト樹脂を注入し、硬化させることにより、Ｌ字状の突起部３６ａおよび３６ｂが樹脂に引っかかる。これにより、ボトムカバー３の脱落を抑制し、接合強度を向上させることができる。
【０１１７】
なお、上述のようにボトムカバー３に突起部３６を設けた場合、突起部３６によって接合強度を向上させることができるため、第１および第２の実施形態でボトムカバー３の電池素子４側の面に設けたような溝３３は設けなくてもよい。溝３３を設けないことにより、貫通孔３２ａから貫通孔３２ｂに向かうホットメルト樹脂の流れが向上し、より樹脂の充填性を向上させることができる。
【０１１８】
このような突起部３６を有するボトムカバー形状としては、図２３および図２４に示すボトムカバー３の他、図２６および図２７に示すような構成としてもよい。この場合、図２６および図２７に示すようにボトムカバー３には必要に応じて切り欠き部を設けてもよい。
【０１１９】
この発明の第３の実施形態によれば以下の効果を得ることができる。ボトムカバー３にはホットメルト樹脂等を注入するための貫通孔３２が２以上設けられ、かつボトムカバー３の電池素子４の側となる面に例えばＬ字状の突起部が設けられているので、ホットメルト樹脂の充填性を向上させるとともにボトムカバー３の接合性を向上させることができる。また、目視にてホットメルト樹脂の注入状況の確認が可能となり、さらにホットメルト樹脂の充填性を向上させることができる。このため、外部からの衝撃等によるボトムカバー３の脱落を抑制することができる。
【０１２０】
また、電池素子４が角形または扁平型であるときには、電池素子４と収納部１５との短辺側に隙間が形成される。したがって、電池素子４が角形または扁平型であるときには、少なくとも収納部１５の両短辺側に側壁３１の切り欠き部３５を設けることで、ホットメルト樹脂等を収納部１５と外装材１との間に樹脂をより容易に流し込むことができる。すなわち、アンカー効果をより高めることができ、外部からの衝撃等によるボトムカバー３の脱落をより抑制することができる。
【０１２１】
なお、第３の実施形態による突起部の形状は、樹脂が充填される際、充填された樹脂が入り込むための空隙を有する構造であればＬ字状に限ったものではない。
【０１２２】
（４）第４の実施形態
次に、この発明の第４の実施形態について説明する。この第４の実施形態は、ボトムカバー３に、ホットメルト樹脂等を注入するための貫通孔３２を２以上設け、ボトムカバー３の電池素子４の側となる面に設けられた側壁３１の外周面から内周面にかけて貫通するように嵌合用孔部を設けたものであり、ホットメルト樹脂等の充填性および注入安定性を向上させるとともに、ボトムカバー３とホットメルト樹脂との接合強度を向上させることができるものである。
【０１２３】
図２８は、ボトムカバー３の形状の一例を示す。図２８に示すように、ボトムカバー３は、ボトム側開口を塞ぐものであり、電池素子４に対向される側とは反対の方向から見ると、全体としては矩形状を有し、その短辺側の両側が外側に向かって楕円の円弧をなすように膨らんでいる。ボトムカバー３の電池素子４の側となる面には、ボトム側開口に嵌合するための側壁３１が設けられている。また、必要に応じて切り欠き部３５を設けることができる。
【０１２４】
この側壁３１は、ボトムカバー３の外周の一部または全部に沿って設けられている。この側壁３１の高さは、例えば、外装材１のボトム側開口の深さと等しく選ばれる。このような高さにすると、ボトムカバー３をボトム側開口に嵌合した場合、側壁３１の端面が、電池素子４のボトム側の端面に当接することになる。
【０１２５】
また、側壁３１は、ボトムカバー３の外周から僅かに内側に入り込んだ位置、例えば、ボトムカバー３の外周から外装材１の厚さに相当する分だけ内側に入り込んだ位置に設けられている。図２３に示すように、この側壁３１には、必要に応じて１または２以上の切り欠き部３５が設けられていてもよい。２以上の切り欠き部３５が設けられている場合には、切り欠き部３５は、例えば、ボトムカバー３の長手方向の両端、すなわち、ボトムカバー３の短辺側に少なくとも設けられる。
【０１２６】
ボトムカバー３の側壁３１には、接合用孔部３７ａ〜３７ｆ（以下、特に限定しない場合は接合用孔部３７と適宜称する。）を設ける。接合用孔部３７は側壁３１の長辺部に、１もしくは２以上設ける。また、好ましくは対向する長辺部のそれぞれに１以上の接合用孔部３７を設ける。このような構成のボトムカバー３では、貫通孔３２ａから注入されたホットメルト樹脂が、接合用孔部３７に入り込みながら充填される。このため、ホットメルト樹脂を硬化させることにより、接合用孔部３７に入り込んだ樹脂によってアンカー効果を得ることができ、ボトムカバー３の脱落を抑制し、接合強度を向上させることができる。
【０１２７】
第４の実施形態のボトムカバー３では、第３の実施形態と同様に、貫通孔３２が２以上設けられている。このため、空間部の空気によってホットメルト樹脂の充填が妨げられるのを防止することができる。また、空気抜き用の貫通孔３２ｂからホットメルト樹脂が出るまで注入することにより、目視によるホットメルト樹脂の注入状況の確認が可能となる。
【０１２８】
この発明の第４の実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
ボトムカバー３にはホットメルト樹脂等を注入するための貫通孔３２が２以上設けられ、かつボトムカバー３の電池素子４の側壁３１にホットメルト樹脂が入り込むことができる嵌合用孔部が設けられているため、ホットメルト樹脂の充填性を向上させるとともにボトムカバー３の接合性を向上させることができる。また、目視にてホットメルト樹脂の注入状況の確認が可能となり、さらにホットメルト樹脂の充填性を向上させることができる。このため、外部からの衝撃等によるボトムカバー３の脱落を抑制することができる。
【０１２９】
（５）第５の実施形態
次に、この発明の第５の実施形態について説明する。この第５の実施形態は、ホットメルト樹脂を注入することなくボトムカバー４０を外装材１と接合するものであり、ボトムカバー４０の側壁４１に抜け防止用突起を設け、さらにボトムカバー４０と外装材１とを熱溶着することにより、接合強度を向上させたものである。
【０１３０】
樹脂注入工程を省略したこと、およびボトムカバー４０の構成以外のことは、上述の第１の実施形態と同様であるので、以下ではボトムカバー４０について説明する。
【０１３１】
図２９は、ボトムカバー４０の形状の一例を示す。また、図３０は抜け防止用突起４２ａを詳細に示す模式図である。図２９に示すように、このボトムカバー４０は、ボトム側開口を塞ぐものであり、電池素子４に対向される側とは反対の方向から見ると、全体としては矩形状を有し、その短辺側の両側が外側に向かって楕円の円弧をなすように膨らんでいる。ボトムカバー４０の電池素子４の側となる面には、ボトム側開口に嵌合するための側壁４１が設けられている。
【０１３２】
この側壁４１は、ボトムカバー４０の外周の一部または全部に沿って設けられている。この側壁４１の高さは、例えば、外装材１のボトム側開口の深さと等しく選ばれる。このような高さにすると、ボトムカバー４０をボトム側開口に嵌合した場合、側壁４１の端面が、電池素子４のボトム側の端面に当接することになる。
【０１３３】
また、側壁４１は、ボトムカバー４０の外周から僅かに内側に入り込んだ位置、例えば、ボトムカバー４０の外周から外装材１の厚さに相当する分だけ内側に入り込んだ位置に設けられている。この側壁４１の短辺側の外周部には、ボトムカバー４０を固定するための抜け防止用突起４２ａおよび４２ｂ（以下、特に限定しない場合は抜け防止用突起４２と適宜称する。）が設けられている。
【０１３４】
ボトムカバー４０の電池素子４と対向する面には、熱溶着時にヒーターブロックによる加圧に対する強度を向上させるため、ボトムカバー４０の長辺に対して垂直方向に伸びる凸部４３を複数設ける。なお、第５の実施形態のボトムカバー４０では、ホットメルト樹脂の注入は行わないため、樹脂注入用の貫通孔および樹脂が充填される空間を設ける必要はない。
【０１３５】
このとき、図３１に示すように、ボトムカバー４０に設けられた側壁４１の短辺側の円弧状部と、この円弧状部に対向する、外装材１によって形成されたボトム側開口の円弧状部には、カーブ形状に差が設けられて形成されている。また、ボトムカバー４０の嵌合前において、抜け防止用突起４２の外側が、外装材１の内周部と重なるような寸法とされており、例えば抜け防止用突起の最も凸となる部分と、外装材の内周部が０．０５ｍｍ〜０．１ｍｍ程度重なるようにする。
【０１３６】
このようなボトムカバー４０は、抜け防止用突起４２によって外装材１が押し広げられるようにして外装材１のボトム側開口に嵌合される。このようにして嵌合することにより、図３２に示すように外装材１が変形して軽く圧力がかかり、ボトムカバー４０がボトム側開口に固定される。続いて、ボトムカバー４０の長辺部のそれぞれをヒータヘッドにて加熱、加圧して側壁４１と外装材１とを熱溶着することにより、さらに接合強度を向上させることができる。
【０１３７】
この発明の第５の実施形態によれば以下の効果を得ることができる。ホットメルト樹脂の注入工程を省いたため、製造コストの削減を図ることができる。また、樹脂注入用設備への設備投資が不要となり、人員削減効果が期待できる。また、工程を簡略化することができ、生産性の向上を図ることができる。
【０１３８】
さらに、樹脂注入工程を省くとともに、樹脂注入用の貫通孔や樹脂との接合性を向上させるための突起部などの構造が不要となるため、部品構造を簡素化することができ、部品精度の安定性を向上させることができる。
（６）第６の実施形態
次に、この発明の第６の実施形態について説明する。この第６の実施形態では、より密封性の高い電池セルに上述の第３の実施形態によるボトムカバー３を用いるようにしたものである。
【０１３９】
図３３は、この発明の第３の実施形態による電池パック５０の外観を示す。この電池パック５０は、外装材としての硬質ラミネートフィルム５１に発電要素５３を収容し、両端開口部に樹脂成型カバーであるトップカバー２およびボトムカバー３を嵌合したものであり、必要に応じて製品ラベル５５が設けられている。なお、図３３において、上述した第１ないし第５の実施形態と共通する部分には、同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。
【０１４０】
図３４は、この発明の第６の実施形態による電池セル５４の一例の構成を示す。電池パック５０は、電池素子が軟質ラミネート材で外装された発電要素５３と、回路基板２２と、トップカバー２およびボトムカバー３から構成されており、発電要素５３が硬質ラミネート材５１で被覆されて電池セルとされている。
【０１４１】
トップカバー２は、正極および負極が導出されるトップ部に設けられ、電池セルのトップ側開口に嵌合される樹脂成型カバーである。トップカバー２には、さらにホルダー２５ａが嵌合され、トップカバー２とホルダー２５ａとの間には回路基板２２が配置される。また、ボトムカバー３は、電池セル５４のボトム側開口に嵌合される樹脂成型カバーである。トップカバー２およびボトムカバー３は、電池セル５４の開口部に嵌合した後、熱溶着等で電池セル５４に接着される。
【０１４２】
回路基板２２は、保護回路が予めマウントされており、発電要素５３から導出された電極リード５ａおよび５ｂと保護回路とが抵抗溶接、超音波溶接等で接続されている。保護回路は、ＰＴＣ素子やサーミスタ等、電池が高温となった場合に電池の電流回路を遮断する温度保護素子を有する。なお、回路基板２２については、上述の第１ないし第５の実施形態と同様のものを用いることができるため、詳細な説明を省略する。
【０１４３】
以下、電池パック５０の構成について説明する。
【０１４４】
＜電池素子＞
電池素子４は、例えば角形または扁平型を有し、帯状の正極、帯状の負極とがポリマー電解質および／またはセパレータを介して積層され、長手方向に巻回されると共に、正極および負極からそれぞれ電極リード５ａおよび５ｂが導出されている。電池素子４としては、第１の実施形態と同様のものを用いることができるため、詳細な説明を省略する。
【０１４５】
＜外装材＞
軟質ラミネート材５２は、電池素子を外装して内部への水分の浸入防ぐ機能を有するものであり、深絞成形等により電池素子を収納するための収納部が設けられている。軟質ラミネート材５２としては、第１の実施形態と同様のものを用いることができるため、詳細な説明を省略する。
【０１４６】
硬質ラミネート材５１は、電池素子が軟質ラミネート材５２で外装された発電要素５３をさらに外装するものであり、曲げた後の形状を維持し、外部からの変形に耐えることができるものである。
【０１４７】
図３５に示すように、硬質ラミネート材５１は、第１の接着層５１ａ、第２の接着層５１ｂ、金属層５１ｃ、表面保護層５１ｄを順次積層した、防湿性、絶縁性を有する積層構造を有する。
【０１４８】
金属層５１ｃは、硬質の金属材料が用いられ、アルミニウム、ステンレスあるいは銅、チタン、ブリキ、トタン、ニッケルメッキを施した鉄等を材料として適宜用いることができる。中でも、アルミニウム（Ａｌ）およびオーステナイト系ステンレスが最も好適であり、特に３００３−Ｈ１８、３００４−Ｈ１８、１Ｎ３０−Ｈ１８等のアルミニウム、もしくはＳＵＳ３０４等のステンレスを用いるのが好ましい。
【０１４９】
表面保護層５１ｄは、第１の実施形態と同様の材料を用いることができる。また、第２の接着層５１ｂは、第１の実施形態の接着層１６ｂと同様の材料を用いることができる。
【０１５０】
第１の接着層５１ａは、別に接着用部材を設けることなく、軟質ラミネート材５２で外装された発電要素５３と硬質ラミネート材５１とを接着するためのものである。第１の接着層５１ａとしては、軟質ラミネート材５２の表面保護層として用いられるＮｙ，ＰＥＴ、ＰＥＮ等との接着性に優れ、その溶融温度が電池素子に影響を与えない程度である樹脂材料が用いられる。また、第１の接着層５１ａは、第２の接着層５１ｂに用いる材料よりも低い融点の樹脂材料を用いる。
【０１５１】
第１の接着層５１ａとして、具体的には、エチレンビニルアルコール樹脂（ＥＶＡ）、酸変成したポリプロピレン、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、アクリル酸エチルコポリマー、アクリル酸メチルコポリマー、メタクリル酸コポリマー、メタクリル酸メチルコポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、アイオノマーが使用可能であり、これらから複数種類選択して用いることも可能である。第１の接着層５１ａは、これら材料をフィルム状として貼り合せる方法、熱により溶融した樹脂材料（ホットメルト樹脂）を塗布し、冷却する方法、ホットメルト樹脂を溶剤で希釈し、塗布後、溶剤を乾燥させる方法等を用いることができる。
【０１５２】
このような硬質ラミネート材５１において、第１の接着層５１ａは、１〜５μｍ程度の厚さで設けられる。また、金属層５１ｃは、電池パック５０の最外装に用いて電池パック５０の強度を保持するという機能を有することから、５０〜１００μｍ程度の厚さで用いられる。また、表面保護層５１ｄは９〜１５μｍ程度、第２の接着層５１ｂは２５〜３５μｍ程度の厚さで用いられる。
【０１５３】
第２の接着層５１ｂは、後にトップカバー２およびボムカバー５３を熱溶着する際に溶着層として用いられる。このため、トップカバー２およびボトムカバー３と接着性のよい樹脂材料が選択される。また、第２の接着層５１ｂは、硬質ラミネート材５１を発電要素５３に接着する際のクッション機能も有する。すなわち、発電要素５３の外装材である軟質ラミネート材５２と、硬質ラミネート材５１を、第１の接着層５１ａを介して熱溶着する際、ラミネートフィルムそれぞれが表面に微細な凹凸を有していることから接着性に優れない場合が生じる。２５〜３５μｍ程度の厚さを有する第２の接着層５１ｂが設けられていることにより、第２の接着層５１ｂがクッションの役割を果たし、表面の微細な凹凸を有するラミネートフィルム同士を良好に接着させることができる。
【０１５４】
＜トップカバー＞
トップカバー２は、電池セル５４のトップ側開口に嵌合して、このトップ側開口を塞ぐものである。トップカバー２には回路基板２２が収容され、このトップカバー２と嵌合するように作製されたホルダー２４を組み込むことにより、回路基板２２が保持される。この回路基板２２に対して電池素子４から引き出された電極リード５ａおよび５ｂが接続される。トップカバー２としては、第１の実施形態と同様のものを用いることができるため、詳細な説明を省略する。
【０１５５】
＜ボトムカバー＞
ボトムカバー３は、電池セル５４のボトム側開口に嵌合して、このボトム側開口を塞ぐものであり、電池素子４に対向される側とは反対の方向から見ると、全体としては矩形状を有し、その短辺側の両側が外側に向かって楕円の円弧をなすように膨らんでいる。ボトムカバー３としては、第３の実施形態と同様のものを用いることができるため、詳細な説明を省略する。
【０１５６】
＜電池素子作製工程＞
電池素子４は、第１の実施形態と同様の工程により作製することができるため、詳細な説明を省略する。
【０１５７】
＜発電要素作製工程＞
第１の実施形態と同様にして作製された電池素子４を、軟質ラミネート材５２にて外装し、成型することにより、図３６で示すような発電要素５３を作製する。
【０１５８】
図３７に示すように、軟質ラミネート材５２は深絞成形により凹部５２ａを形成し、この凹部５２ａに電池素子４を収容した後、軟質ラミネート材５２を折り返して軟質ラミネート材５２が凹部５２ａの開口部を覆うようにする。次いで、電池素子４の周辺部の、折り返し辺を除く三辺を減圧下で熱溶着することにより封止して、発電要素５３とする。
【０１５９】
電解液を用いた電池の場合は、このときに電解液を注液する。まず、電池素子の周辺部の、折り返し辺を除く二辺を熱溶着した後、残る開口部から所定量の電解液を注液し、最後にこの開口部を熱溶着することにより、発電要素が得られる。
【０１６０】
発電要素５３は、後の製造工程を考慮して、電極リード５ａおよび５ｂの導出辺であるトップ部の不必要な部分をトリミングにより削除してもよい。図３８Ａおよび図３８Ｂに示すように、参照符号Ｐの線に沿ってトリミングを施すことにより、例えばトップカバー２と軟質ラミネート材５２との干渉を減少させることができる。
【０１６１】
＜電池セル作製工程＞
このようにして作製した発電要素５３を硬質ラミネート材５１で外装し、電池セル５４を作製する。まず、図３９Ａに示すように、発電要素５３の底面部に硬質ラミネート５１を載置した後、発電要素５３を包みこむようにして硬質ラミネート材５１を曲げ、発電要素５３の上面で硬質ラミネート材５１の端部が合うように外装する。次いで、発電要素５３の上面および底面からヒーターブロックをあて、第１の接着層５１ａの樹脂材料が溶融する程度の温度で加圧しながら加熱する。第１の接着層５１ａの樹脂材料は溶融されて接着剤となり、硬質ラミネート材５１と発電要素５３とを接着する。これにより、断面を図３９Ｂに示す電池セル５４が作製される。
【０１６２】
ヒーターブロックの温度は第１の接着層５１ａの樹脂材料により変化するが、第１の接着層５１ａの樹脂材料の溶融温度以上であり、第２の接着層５１ｂに用いた樹脂材料の溶融温度よりも低い温度とする。これにより、第２の接着層５１ｂの樹脂材料を溶融させることなく、第１の接着層５１ａの樹脂材料のみを溶融させ、接着することができる。
【０１６３】
また、加熱温度が１２０℃を超える場合、電池素子４に影響を与えることが考えられる。例えば電池素子４に用いられるセパレータ５３ａおよび５３ｂは、ポリエチレン（ＰＥ）を用いることが多いが、ＰＥの融点が１２０℃程度であることから安全性や電池機能の低下を引き起こすことが考えられる。これより、ヒーターブロックの温度は、１１０℃程度を上限として加熱する。
【０１６４】
なお、硬質ラミネート材５１は図３９Ａおよび図３９Ｂで示すような構成だけでなく、図４０〜図４３に示すような構成としてもよい。
【０１６５】
図４０Ａおよび図４０Ｂは、硬質ラミネート材５１を、発電要素５３の底面部を覆うように設けて電池セル５４とした構成であり、電池セル５４の上面部に硬質ラミネート材５１の合わせ目が設けられる。なお、図３２の電池セルは、サイド部を丸くなるように成型しているのに対し、図３３の電池セルは断面が略長方形形状となるようになされている。
【０１６６】
図４１Ａおよび図４１Ｂは、硬質ラミネート材５１を、発電要素５３の一方のサイド部を覆うように設けて電池セル５４とした構成であり、電池セル５４の一方のサイド部に硬質ラミネート材５１の合わせ目が設けられる。
【０１６７】
図４２Ａおよび図４２Ｂは、２枚の硬質ラミネート材５１を、発電要素５３の両サイド部を覆うように設けて電池セル５４とした構成であり、電池セル５４の上面部および底面部に硬質ラミネート材５１の合わせ目が設けられる。
【０１６８】
図４３Ａおよび図４３Ｂは、２枚の硬質ラミネート材５１を、発電要素５３の上面部および底面部をそれぞれ覆うように設けて電池セル５４とした構成であり、電池セル５４の両サイド部に硬質ラミネート材５１の合わせ目が設けられる。
【０１６９】
＜トップカバー嵌合工程＞
トップカバー２は、回路基板２２を収容し、ホルダー２４を組み込んだ状態で電池セル５４に嵌合する。電極リード５ａおよび５ｂと回路基板２２とを接合し、トップカバー２に収容後、トップカバー２を電池セル５４に嵌合するまでの工程は第１の実施形態と同様である。
【０１７０】
硬質ラミネートフィルム５１と発電要素５３とを接着する際に加熱され、溶融した第１の接着層５１ａは、トップカバー２が嵌合される際にトップカバー２の側壁で押され、電池セル５４の奥に移動する。上述のとおり、第１の接着層５１ａには第２の接着層５１ｂに比して低い溶融温度の樹脂材料が用いているため、硬質ラミネートフィルム５１と発電要素５３との接着の際には、第１の接着層５１ａのみが溶融することになる。このため、トップカバー２と接着するために用いる第２の層７３を移動させることなく、第１の接着層５１ａを移動させることができ、第２の接着層５１ｂと、トップカバーとが対向した状態で嵌合させることができる。
【０１７１】
＜ボトムカバー嵌合工程＞
ボトムカバー３は、第１の実施形態と同様の工程で嵌合することができる。なお、このとき、上述のトップカバー２の場合と同様に、溶融した第１の接着層５１ａがボトムカバー３で押されて電池セル５４の奥に移動するため、第２の接着層５１ｂとボトムカバー３とが対向した状態で嵌合させることができる。
【０１７２】
＜熱溶着工程＞
熱溶着は、第１の実施形態と同様の工程で行うことができる。このとき、ヒータヘッドの温度は、電池セル作製工程時よりも高く、第２の接着層５１ｂの樹脂材料の溶融温度以上となるように設定する。これにより、硬質ラミネート材５１を発電要素に接着する際には溶融しなかった第２の接着層５１ｂが溶融し、トップカバー２およびボトムカバー３と第２の接着層５１ｂとが溶着される。以上の工程により、この発明の第６の実施形態による電池パック５０が製造される。
【０１７３】
この発明の第６の実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
ボトムカバー３にはホットメルト樹脂等を注入するための貫通孔３２が２以上設けられ、かつボトムカバー３の電池素子４の側となる面に例えばＬ字状の突起部が設けられているので、ホットメルト樹脂の充填性を向上させるとともにボトムカバー３の接合性を向上させることができる。このため、外部からの衝撃等によるボトムカバー３の脱落を抑制することができる。
【０１７４】
また、電池素子が軟質ラミネート材によって外装され、さらに硬質ラミネート材で外装された電池セルを用いることにより、水分の浸入等を防止することができる。
【０１７５】
なお、第６の実施形態においては、上述のボトムカバー３のみでなく、第１、第２および第４、第５の実施形態で用いた形状のボトムカバーを用いることも可能である。
【０１７６】
（７）第７の実施形態
次に、この発明の第７の実施形態について説明する。この第７の実施形態は、第６の実施形態で用いた構成の電池パック５０において、従来問題となっていたボトムカバーの熱溶着時に発生する接着剤の漏れおよびボトムカバーの反りを解消することを目的とする。ボトムカバーの熱溶着時には、例えばＥＶＡ層のような第１の接着層が溶融するが、ボトムカバーを嵌合する際、図４４Ａに示すように、接着剤の逃げるスペースがなく、ボトムカバーと外装材の隙間から外部に接着剤が漏れることがあった。また、ボトムカバーは溶着範囲Ｗ1が０．７〜１．０ｍｍ程度と狭く、ボトムカバーと外装材との接合強度が不充分となる場合があった。また、ボトムカバー自体の部品強度が安定せず、落下時の変形を抑制することが難しかった。さらに、図４４Ｂに示すように部品に反りが発生するなどの問題もあった。
【０１７７】
第７の実施形態では、ボトムカバーの側壁にスリットを設けることにより、第１の接着層が溶融した場合であっても寸法および外観不良を防止することができるものである。
【０１７８】
また、第７の実施形態は、ホットメルト樹脂を注入することなくボトムカバーを外装材と接合するものであり、ボトムカバーの側壁に溶着用リブを設けて外装材と熱溶着することにより、接合強度を向上させたものである。
【０１７９】
樹脂注入工程を省略したこと、およびボトムカバーの構成以外は、上述の第６の実施形態と同様であるので、以下ではボトムカバーについて説明する。
【０１８０】
図４５Ａは、第７の実施形態によるボトムカバー６０の形状の一例を示す上面図である。また、図４５Ｂは、第７の実施形態によるボトムカバー６０の形状の一例を示す側面図である。このボトムカバー６０は、ボトム側開口を塞ぐものであり、電池素子４に対向される側とは反対の方向から見ると、全体としては矩形状を有し、その短辺側の両側が外側に向かって楕円の円弧をなすように膨らんでいる。ボトムカバー６０の電池素子４の側となる面には、ボトム側開口に嵌合するための側壁６１が設けられている。
【０１８１】
また、側壁６１は、ボトムカバー６０の外周から僅かに内側に入り込んだ位置、例えば、ボトムカバー６０の外周から硬質ラミネート材５１の厚さに相当する分だけ内側に入り込んだ位置に設けられている。この側壁６１の長辺には、溶着用リブ６２ａおよび６２ｂ（以下、特に限定しない場合は溶着用リブ６２と適宜称する。）が設けられており、より広い面積で硬質ラミネート材５１と溶着することができるように構成されている。例えば、溶着Ｗ2は１．３〜２．０ｍｍ程度とすることができる。
【０１８２】
また、ボトムカバー６０の側壁６１の長辺側の外周部には、スリット６３ａおよび６３ｂ（以下、特に限定しない場合はスリット６３と適宜称する。）が設けられている。図４６に示すように、ボトムカバー６０を嵌合した際、硬質ラミネート材５１の端部付近にスリット６３ａおよび６３ｂが位置するため、ボトムカバー６０と硬質ラミネート材５１とを溶着する際に溶融したＥＶＡ等の接着剤が、ボトムカバー６０と硬質ラミネート材５１の隙間から外部に漏れそうになった際、スリット６３ａおよび６３ｂに接着剤が溜まるようになっている。
【０１８３】
この発明の第７の実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
ボトムカバー６０にスリット６３を設けることにより、熱溶着時においてボトムカバー６０と外装材の隙間から接着剤が漏れるのを防止することができる。このため、寸法および外観不良を防止することができ、品質の向上を図ることができる。また、温度条件、加圧条件を広く取ることができるため、より安定した熱溶着が可能となる。さらに、漏れた接着剤の除去工程が不要となるため、生産性の向上および人員の削減を図ることができる。
【０１８４】
また、溶着用リブ６２を設けたことにより、ボトムカバー６０と硬質ラミネート材５１との溶着面積が拡大し、接合強度を向上させることができる。また、ボトムカバー６０自体の強度を向上させることができ、電池パック５０の落下時における変形を抑制することができる。さらに、ボトムカバー６０に反りが発生するのを防止することができる。
【０１８５】
以上、この発明の実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述したこの発明の第１ないし第７の実施形態に限定されるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【０１８６】
例えば、上述の第１ないし第７の実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。
【０１８７】
また、上述の第１ないし第７の実施形態では、帯状の外装材により電池素子を被覆してなる電池パックに対してこの発明を適用した場合を例として示したが、この発明はこの例に限定されるものではなく、両端に開口を有する外装材に電池素子を収納してなる電池パックであればこの発明を適用することができる。例えば、筒状を有する外装材に電池素子を収納してなる電池パックに対してもこの発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１８８】
【図１】この発明の第１の実施形態による電池パックの一構成例を示す分解斜視図である。
【図２】この発明の第１の実施形態による電池素子の外観の一例を示す斜視図である。
【図３】電池素子を被覆する外装材の形状の一例を示す展開図である。
【図４】外装材を構成する軟質ラミネート材の一構成例を示す断面図である。
【図５】この発明の第１の実施形態による電池パックに備えられたボトムカバーの形状の一例を示す側面図および平面図である。
【図６】外装材により被覆された電池素子の外観の一例を示す斜視図である。
【図７】電池素子を被覆した外装材の拡大断面図である。
【図８】この発明の第１の実施形態による電池パックの製造方法を説明するための斜視図である。
【図９】この発明の第１の実施形態による電池パックの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１０】この発明の第１の実施形態による電池パックの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１１】この発明の第１の実施形態による電池パックの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１２】この発明の第１の実施形態による電池パックの製造方法を説明するための斜視図である。
【図１３】この発明の第２の実施形態による電池パックに備えられるボトムカバーの形状の一例を示す斜視図である。
【図１４】電池素子と対向する側のボトムカバー形状を示す斜視図である。
【図１５】電池素子と対向する側のボトムカバー形状を示す斜視図である。
【図１６】電池素子と対向する側のボトムカバー形状を示す斜視図である。
【図１７】電池素子と対向する側のボトムカバー形状を示す斜視図である。
【図１８】電池素子と対向する側のボトムカバー形状を示す斜視図である。
【図１９】電池素子と対向する側とは反対側のボトムカバー形状を示す斜視図である。
【図２０】電池素子と対向する側とは反対側のボトムカバー形状を示す斜視図である。
【図２１】電池素子と対向する側のボトムカバー形状を示す斜視図である。
【図２２】電池素子と対向する側のボトムカバー形状を示す斜視図である。
【図２３】この発明の第３の実施形態による電池パックに備えられるボトムカバーの形状の一例を示す模式図である。
【図２４】この発明の第３の実施形態による電池パックに備えられるボトムカバーの形状の一例を示す斜視図である。
【図２５】この発明の第３の実施形態による電池パックに備えられるボトムカバーの嵌合状態を示す断面図である。
【図２６】この発明の第３の実施形態による電池パックに備えられるボトムカバーの形状の一例を示す斜視図である。
【図２７】この発明の第３の実施形態による電池パックに備えられるボトムカバーの形状の一例を示す斜視図である。
【図２８】この発明の第４の実施形態による電池パックに備えられるボトムカバーの形状の一例を示す斜視図である。
【図２９】この発明の第５の実施形態による電池パックに備えられるボトムカバーの形状の一例を示す斜視図である。
【図３０】この発明の第５の実施形態による電池パックに備えられるボトムカバーの形状の一例を示す模式図である。
【図３１】この発明の第５の実施形態によるボトムカバーおよびボトム側開口を示す模式図である。
【図３２】この発明の第５の実施形態によるボトムカバーの嵌合状態を示す模式図である。
【図３３】この発明の第６の実施形態による電池パックの構成を示す模式図である。
【図３４】この発明の第６の実施形態による電池パックの構成を示す模式図である。
【図３５】この発明の第６の実施形態による硬質ラミネートフィルムの構成を示す模式図である。
【図３６】この発明の第６の実施形態による発電要素の構成を示す模式図である。
【図３７】この発明の第６の実施形態による発電要素の構成を示す模式図である。
【図３８】この発明の第６の実施形態による発電要素の構成を示す模式図である。
【図３９】この発明の第６の実施形態による電池セルの構成を示す模式図である。
【図４０】この発明の第６の実施形態による電池セルの構成を示す模式図である。
【図４１】この発明の第６の実施形態による電池セルの構成を示す模式図である。
【図４２】この発明の第６の実施形態による電池セルの構成を示す模式図である。
【図４３】この発明の第６の実施形態による電池セルの構成を示す模式図である。
【図４４】従来の実施形態によるボトムカバー形状を示す模式図である。
【図４５】この発明の第７の実施形態によるボトムカバー形状を示す模式図である。
【図４６】この発明の第７の実施形態によるボトムカバー形状を示す模式図である。
【符号の説明】
【０１８９】
１  外装材
１ａ、５２  軟質ラミネート材
１ｂ、５１  硬質ラミネート材
２  トップカバー
３，４０  ボトムカバー
４  電池素子
５ａ，５ｂ  電極リード
３１，４１，６１  側壁
３２，３２ａ，３２ｂ  貫通孔
３３  溝
３４  凹部
３５  切り欠き部
３６，３６ａ，３６ｂ，３６ｃ，３６ｄ  突起部
３７，３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ，３７ｅ，３７ｆ  接合用孔部
４２ａ，４２ｂ  抜け防止用突起
４３  凸部
５０  電池パック
５３  発電要素
５４  電池セル
６２ａ，６２ｂ  溶着用リブ
６３ａ，６３ｂ  スリット
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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