(57)【要約】【課題】複数の素電池を積層した電池パックにおいて、電池ケースの外装缶の平面部に形成した開裂溝を適切に開裂させる。【解決手段】素電池１０の電池ケース１１は、有底筒状の外装缶１２と、外装缶１２の開口を封止する蓋板１３とからなる。外装缶１２の平面部１２ａに開裂溝１７が形成されている。蓋板１３には正極端子１５及び負極端子１４が設けられている。複数の素電池１０は、蓋板１３が同じ側になるように配置されている。複数の素電池１０を電気的に接続するリード２２，２４が、蓋板１５の側に配置されている。【選択図】図４Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の扁平状の素電池をその厚さ方向に積層した電池パックであって、
前記素電池は、有底筒状の外装缶と、前記外装缶の開口を封止する蓋板とからなる電池ケースを備え、
前記外装缶の平面部に開裂溝が形成されており、
前記蓋板には正極端子及び負極端子が設けられており、
前記複数の素電池は、前記蓋板が同じ側になるように配置されており、
前記複数の素電池を電気的に接続するリードが、前記蓋板の側に配置されていることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
前記複数の素電池のうちの少なくとも１つの内圧が上昇することによって前記外装缶の前記平面部が膨らむと、前記複数の素電池は、前記蓋板とは反対側において互いに離間するように変位して、前記開裂溝が開裂するように構成されている請求項１に記載の電池パック。
【請求項３】
前記複数の素電池において、前記正極端子は、前記負極端子に対して同じ側に配置されている請求項１に記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の素電池を積層した電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電池パックは、扁平状の素電池と、保護素子及び回路基板とを備える。近年、携帯型コンピューター（例えばタブレット端末、ノート型パソコン等）、電子書籍端末、デジタルカメラなどの電子機器に使用される電池パックに対しては、電池容量の増大に関する要望が極めて高い。この要望に応えるために、複数の素電池を積層した電池パックが知られている。特許文献１には、２つの素電池を蓋板が同じ側になるように積層し、当該２つの素電池を、蓋板側の負極リード及び蓋板とは反対側（外装缶の底面側）の正極リードで、それぞれ架橋するように並列に接続した電池パックが記載されている。
【０００３】
一方、素電池の内圧が異常に上昇して電池ケースが破裂するのを防止するために、電池ケースに開裂溝（「ベント」と呼ばれることもある）が設けられることがある。特許文献２には、電池ケースの有底筒状の外装缶の平面部に開裂溝を設けることが記載されている。電池ケース内の圧力の上昇によって外装缶の平面部が膨らみ、その膨らみ量が所定の閾値を超えると、開裂溝が開裂して、電池ケース内のガスが放出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１６６０６０号公報
【特許文献２】特開２０１３−９８１７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の電池パックでは、２つの素電池の両端が正極リード及び負極リードで架橋され連結されている。従って、素電池の内圧が上昇しても、電池ケースの外装缶の膨らみが正極リード及び負極リードによって制限される可能性がある。このような電池パックを構成する素電池の外装缶に特許文献２に記載された開裂溝を形成しても、外装缶の膨らみ量が所定の閾値に到達し得ないために開裂溝が開裂せず、最悪の場合には電池ケースが破裂するという事態が起こりうる。
【０００６】
本発明は、上記の従来の問題を解決し、複数の素電池を積層した電池パックにおいて、電池ケースの外装缶の平面部に形成した開裂溝を適切に開裂させて、電池パックの安全性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の電池パックは、その厚さ方向に積層された複数の扁平状の素電池を備える。前記素電池は、有底筒状の外装缶と、前記外装缶の開口を封止する蓋板とからなる電池ケースを備える。前記外装缶の平面部に開裂溝が形成されている。前記蓋板には正極端子及び負極端子が設けられている。前記複数の素電池は、前記蓋板が同じ側になるように配置されている。前記複数の素電池を電気的に接続するリードが、前記蓋板の側に配置されている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、複数の素電池は、蓋板側ではリードによって互いに連結されているが、蓋板とは反対側では連結されていない。従って、複数の素電池のうちの少なくとも一つの電池ケース内の圧力が上昇して外装缶の平面部が膨らむと、蓋体とは反対側において複数の素電池が互いに離れるように変位することができる。このため、平面部に設けた開裂溝を意図した通りに開裂させることができる。よって、安全性が向上した電池パックを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１Ａは、本発明の一実施形態にかかる電池パックを構成する素電池の上面図、図１Ｂはその正面図である。
【図２】図２は、本発明の一実施形態にかかる電池パックの斜視図である。
【図３】図３は、本発明の一実施形態にかかる電池パックの分解斜視図である。
【図４Ａ】図４Ａは、本発明の一実施形態において、正極リード及び負極リードで並列に接続された２つの素電池の、蓋板側から見た斜視図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、本発明の一実施形態において、正極リード及び負極リードで並列に接続された２つの素電池の、外装缶側から見た斜視図である。
【図５】図５は、本発明の一実施形態において、回路基板が取り付けられた２つの素電池の、蓋板側から見た斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
上記の本発明の電池パックにおいて、前記複数の素電池のうちの少なくとも１つの内圧が上昇することによって前記外装缶の前記平面部が膨らむと、前記複数の素電池は、前記蓋板とは反対側において互いに離間するように変位して、前記開裂溝が開裂するように構成されていることが好ましい。これにより、素電池の内圧が上昇したときに平面部の膨らみが制限されないので、開裂溝が意図した通りに開裂する、安全性の高い電池パックを提供できる。
【００１１】
前記複数の素電池において、前記正極端子は、前記負極端子に対して同じ側に配置されていることが好ましい。これにより、複数の素電池をリードを用いて容易に並列接続することができる。
【００１２】
以下に、本発明を好適な実施形態を示しながら詳細に説明する。但し、本発明は以下の実施形態に限定されないことはいうまでもない。以下の説明において参照する各図は、説明の便宜上、本発明の実施形態の部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明は以下の各図に示されていない任意の部材を備え得る。また、以下の各図では、実際の部材の寸法および各部材の寸法比率等は忠実に表されていない。
【００１３】
＜素電池＞
図１Ａは本発明の一実施形態に係る電池パックを構成する素電池１０の上面図、図１Ｂは素電池１０の正面図である。素電池１０は、一端が開口した有底筒状の外装缶１２と、外装缶１２の開口を封止する蓋板１３とを有する電池ケース１１を備える。素電池１０は、充放電が可能な二次電池である。二次電池の種類は特に制限はないが、例えばリチウムイオン二次電池を用いることができる。素電池１０は、上下方向（図１Ｂの上下方向）寸法及び幅方向（図１Ｂの左右方向）寸法に比べて厚さ方向（図１Ａの上下方向）寸法が小さな扁平形状（薄板形状）を有している。電池ケース１１内には、発電要素及び電解液（いずれも図示せず）が封入されている。発電要素は、シート状の正極集電体の片面又は両面に正極活物質を含む正極合剤層が塗布形成された正極と、シート状の負極集電体の片面又は両面に負極活物質を含む負極合剤層が塗布形成された負極とが、セパレータを介して巻回又は積層されてなる扁平状の電極体である。
【００１４】
外装缶１２は、例えば、アルミニウム又はその合金などからなる金属製の板材を深絞り加工することで形成することができる。蓋板１３は、例えば、アルミニウム合金などからなる金属板をプレス加工して形成することができる。外装缶１２の開口の周縁と蓋板１３の周囲の端縁とは、例えばレーザ光を用いたシーム溶接によって液密に封止されている。
【００１５】
蓋板１３の幅方向の略中央位置には、負極端子１４が設けられている。負極端子１４は蓋板１３を貫通し、電池ケース１１内に収納された発電要素の負極集電体と電気的に接続されている。負極端子１４と蓋板１３との間には、両者を絶縁するための絶縁パッキン（図示せず）が介在している。蓋板１３の、負極端子１４から幅方向にわずかに離れた位置に正極端子１５が設けられている。正極端子１５は、電池ケース１１内の発電要素の正極集電体と電気的に接続されている。正極端子１５に対して負極端子１４とは反対側に、封口体１６が設けられている。封口体１６は、蓋板１３を貫通する注入口（貫通孔）を封止している。注入口を介して電池ケース１１内に電解液を注入した後、当該注入口は封口体１６で封止される。
【００１６】
外装缶１２の、厚さ方向に対向する２つの略矩形状の平面部１２ａには、開裂溝１７が形成されている。開裂溝１７は、平面部１２ａの開裂溝１７以外の部分より薄肉化されている。開裂溝１７の形成方法は任意であり、例えば、外装缶１２をプレス成形するのと同時に形成することができる。開裂溝１７の形状、数、位置は任意である。図１Ｂに示した破線の開裂溝１７は、裏面側の平面部１２ａに形成された開裂溝１７を示している。本実施形態では、外装缶１２に２つの開裂溝１７が形成されており、当該２つの開裂溝１７は負極端子１４を通る上下方向軸に対して回転対称である。開裂溝１７は、電池ケース１１内の圧力が上昇することによって平面部１２ａが膨らみ、平面部１２ａの膨らみ量が所定の閾値を超えると、開裂するように設計されている。
【００１７】
＜電池パック＞
図２は、本発明の一実施形態にかかる電池パック１の斜視図である。図３は、電池パック１の分解斜視図である。
【００１８】
図３に示されているように、電池パック１は、図１Ａ及び図１Ｂに示した２つの素電池１０を備える。２つの素電池１０は、蓋板１３を同じ側に向けて、それぞれの平面部１２ａが互いに対向するように積層される。正極端子１５は、負極端子１４に対して、２つの素電池１０で同じ側に配置される。２つの素電池１０の間には、両者間に所定の隙間（例えば１ｍｍ程度）を確保するためにスペーサ２１が設けられる。
【００１９】
上下方向に積み重ねられた２つの素電池１０の正極端子１５は略Ｊ字形状に湾曲された短冊状の薄板金属板からなる正極リード２２で接続される。それぞれの素電池１０の負極端子１４には、保護素子２３の一端が接続される。保護素子２３は、例えばポリスイッチ（ＰＴＣ）を含む。２つの保護素子２３の他端は、略Ｊ字形状に湾曲された短冊状の薄板金属板からなる負極リード２４で接続される。かくして、２つの素電池１０は並列に接続される。図４Ａは、並列に接続された２つの素電池１０の、蓋板１３側から見た斜視図であり、図４Ｂは、外装缶１２の底面１２ｂ側から見た斜視図である。２つの素電池１０は、蓋板１３側で正極リード２２及び負極リード２４を介して連結されているのに対して、蓋板１３とは反対側（底面１２ｂ側）では、何ら連結されていない。
【００２０】
図３に戻り、正極リード２２及び負極リード２４に、回路基板２５の正極端子２６ｐ及び負極端子２６ｎが接続される。回路基板２５は、保護回路（安全回路）を構成する電子部品を備える。回路基板２５には、複数の外部接続端子２７が幅方向に並んで配置されている。図５は、回路基板２５が取り付けられた２つの素電池１０の、蓋板１３側から見た斜視図である。
【００２１】
図３に戻り、回路基板２５を取り付けた２つの素電池１０は、上ケース２７ａ及び下ケース２７ｂの間に挟んで収納される。かくして、図２に示す電池パック１が得られる。２つの素電池１０は、上ケース２７ａ及び下ケース２７ｂからなる筐体２７内に収納されている。回路基板２５の外部接続端子２７が外部に露出している。
【００２２】
＜作用＞
上記のように構成された本実施形態の電池パック１の作用を説明する。
【００２３】
本実施形態の電池パック１を構成する２つの素電池１０は、蓋体１３が同じ側を向き、且つ、平面部１２ａが互いに対向するようにして積層されている。平面部１２ａには、開裂溝１７が形成されている。蓋体１３には、正極端子１５及び負極端子１４が設けられており、２つの素電池１０を電気的に接続するリード２２，２４は蓋体１３側のみに配置されている。従って、蓋体１３側では２つの素電池１０は正極リード２２及び負極リード２４を介して連結されているから、２つの素電池１０が離れるように変位することは困難である。これに対して、蓋体１３とは反対側（外装缶１２の底面１２ｂ側）では２つの素電池１０は連結されていないから、２つの素電池１０が離れるように変位することは比較的容易である。このため、２つの素電池１０のうちの少なくとも一方の電池ケース１１内の圧力が上昇してその平面部１２ａが膨らむと、２つの素電池１０は蓋体１３とは反対側において２つの素電池１０が互いに離れるように変位することができる。上述した特許文献１に記載された電池パックと異なり、本実施形態では電池ケース１１は比較的自由に膨らむことができる。従って、電池ケース１１の平面部１２ａの膨らみ量が所定の閾値に達すると開裂溝１７が開裂して、電池ケース１１内のガスが外界に放出される。
【００２４】
このように、本実施形態の電池パック１では、複数の電池ケース１１の平面部１２ａが自由に膨らむことができるように蓋体１３の側でのみ連結されているので、外装缶１２の平面部１２ａに設けた開裂溝１７を意図した通りに開裂させることができる。従って、電池パック１の安全性が向上される。
【００２５】
筐体２７は、電池ケース１１の膨らみを制限することがないように設計されていることが好ましい。例えば、筐体２７の、素電池１０の厚さ方向の内寸法は、積み重ねられた２つの素電池１０の厚さ方向の外寸法に比べて、電池ケース１１の膨らみ量を考慮して大きめに設定することができる。あるいは、電池ケース１１が膨らむと、上ケース２７ａと下ケース２７ｂとが容易に分離するように構成することができる。
【００２６】
上記の実施形態は例示に過ぎない。本発明は上記の実施形態に限定されず、適宜変更することができる。
【００２７】
上記の実施形態では、複数の素電池１０が並列に接続されていたが、本発明はこれに限定されず、複数の素電池１０が直列に接続されていてもよい。この場合、隣り合う素電池１０の異極端子同士（即ち、正極端子と負極端子）がリードで接続される。当該リードは、上記の実施形態のリード２２，２４と同様に蓋板１３の側のみに配置される。
【００２８】
電池パックを構成する素電池１０の数は２つに限定されず、３つ以上の任意の数であってもよい。
【００２９】
保護素子と回路基板とが一部品で構成されていてもよい。
【００３０】
筐体２７の構成は上記の実施形態に限定されない。筐体２７を省略することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明の利用分野は特に制限はなく、高容量が要求される電池パックとして広範囲に利用することができる。特に、携帯電話、携帯型コンピューター（例えばタブレット端末、ノート型パソコン等）、電子書籍端末、デジタルカメラなどの各種携帯型機器に使用される電池パックとして好ましく利用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  電池パック
１０  素電池
１１  電池ケース
１２  外装缶
１２ａ  平面部
１３  蓋板
１４  負極端子
１５  正極端子
１７  開裂溝
２２  正極リード
２３  保護素子
２４  負極リード
２５  回路基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５】
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