(57)【要約】  本出願に記載された二次電池パックは、密封剰余部を有する一面上に負極端子及び正極端子が形成されている電池セルと、前記負極端子及び正極端子を介して前記電池セルと電気的に接続される保護回路モジュール（ＰＣＭ）と、を備え、前記ＰＣＭは、保護回路が形成されており、前記負極端子及び正極端子に接続される正極端子接続部及び負極端子接続部が配置される基板を有し、該基板は、前記負極端子接続部及び正極端子接続部を介して前記電池セルの負極端子及び正極端子と結合し、前記電池セルの密封剰余部に搭載され、前記ＰＣＭ及び電池セルを包む形態で装着されるフレームを備える。
2014526129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
密封剰余部を有する一面上に負極端子及び正極端子が形成されている電池セルと、
前記負極端子及び正極端子を介して前記電池セルと電気的に接続される保護回路モジュール（ＰＣＭ）と、
を備え、
前記ＰＣＭは、保護回路が形成されており、前記負極端子及び正極端子に接続される正極端子接続部及び負極端子接続部が配置される基板を有し、
前記基板は、前記負極端子接続部及び正極端子接続部を介して前記電池セルの負極端子及び正極端子と結合して前記電池セルの密封剰余部に搭載され、
前記ＰＣＭ及び電池セルを包む形態で装着されるフレームを備える、二次電池パック。
【請求項２】
前記フレームは、ＰＣＭ及び電池セルの側面の熱融着外周面を包むように構成された、請求項１に記載の二次電池パック。
【請求項３】
前記フレームは、装着された状態で電池セルの本体表面の少なくとも一部が外部に露出される開放構造を有する、請求項１に記載の二次電池パック。
【請求項４】
前記フレームは、装着された状態で電池セルの本体表面の少なくとも一部を支持できるように追加の受け台を少なくとも一つ有する、請求項１に記載の二次電池パック。
【請求項５】
前記フレームは、下面が閉鎖されたボックス形態を有する、請求項１に記載の二次電池パック。
【請求項６】
前記フレームは、側面又は下面に一つ以上の開口部が形成されている、請求項１に記載の二次電池パック。
【請求項７】
前記フレームは、装着された状態で電池セルの本体表面の少なくとも一部を支持できるように、少なくとも一面が突出又は延長されている、請求項１に記載の二次電池パック。
【請求項８】
前記電池セルは、板状の電池セルであり、前記負極端子及び正極端子は、板状の導電性部材である、請求項１に記載の二次電池パック。
【請求項９】
前記基板は、外部入出力端子をさらに有する、請求項１に記載の二次電池パック。
【請求項１０】
前記外部入出力端子は、連結部を介して前記負極端子接続部及び正極端子接続部が形成された基板に設けられる、請求項９に記載の二次電池パック。
【請求項１１】
前記外部入出力端子は、前記負極端子接続部及び正極端子接続部が形成された基板上に設けられる、請求項９に記載の二次電池パック。
【請求項１２】
前記外部入出力端子は、前記負極端子接続部及び正極端子接続部が形成された基板の他面に形成される、請求項９に記載の二次電池パック。
【請求項１３】
前記フレームは、前記開放された一面と接する面に、前記外部入出力端子が外部に導き出されるように開口をさらに有する、請求項１０に記載の二次電池パック。
【請求項１４】
前記開口は、スリット状の開口である、請求項１３に記載の二次電池パック。
【請求項１５】
前記密封剰余部の電極端子露出部位に絶縁テープがさらに取り付けられている、請求項１に記載の二次電池パック。
【請求項１６】
前記絶縁テープは、両面テープである、請求項１５に記載の二次電池パック。
【請求項１７】
前記電池セルは、正極、負極、及び前記正極と負極との間に挟まれた分離膜からなる電極組立体が、金属層及び樹脂層を含むラミネートシートの電池ケースに密封されている、請求項１に記載の二次電池パック。
【請求項１８】
前記基板が、前記密封剰余部が形成された前記電池セルの一面と向かい合うように搭載される、請求項１に記載の二次電池パック。
【請求項１９】
前記基板の正極端子接続部と結合される正極端子の一面には、超音波溶接によりニッケルプレートがさらに取り付けられている、請求項１に記載の二次電池パック。
【請求項２０】
電池セルを包むラベルをさらに備える、請求項１に記載の二次電池パック。
【請求項２１】
前記ラベルは、電池セルの側面の密封外周面を包むように構成される、請求項２０に記載の二次電池パック。
【請求項２２】
電池セルの負極端子及び正極端子とそれぞれ接続される負極端子接続部及び正極端子接続部を有する保護回路基板と、
保護回路基板及び電池セルの外周面を包むフレームと、
を備え、
前記保護回路基板は、前記負極端子接続部及び正極端子接続部を介して前記電池セルの負極端子及び正極端子と接続し、前記電池セルの一面に形成された密封剰余部上に搭載される、保護回路モジュール。
【請求項２３】
前記フレームは、装着された状態で電池セルの本体表面が外部に露出される開放構造を有する、請求項２２に記載の保護回路モジュール。
【請求項２４】
前記保護回路基板は、前記負極端子接続部及び正極端子接続部が形成された基板に連結部を介して結合された外部入出力端子をさらに有する、請求項２２に記載の保護回路モジュール。
【請求項２５】
前記フレームは、前記開放された一面と接する一面上に、前記連結部が通過する開口をさらに有する、請求項２４に記載の保護回路モジュール。
【請求項２６】
前記フレームは、スリット状の開口を有する、請求項２５に記載の保護回路モジュール。
【請求項２７】
正極、負極、及び前記正極と負極との間に挟まれた分離膜からなる電極組立体を電池ケースに密封して電池セルを形成し、前記電池セルの前記密封外周面のうちの一面の密封面は剰余部を有する、電池セル形成過程と、
前記電池セルの密封剰余部上に負極端子及び正極端子を露出させ、前記負極端子及び正極端子に接続する負極端子接続部及び正極端子接続部を有する保護回路基板を前記密封剰余部上に搭載する過程と、
前記密封剰余部上に搭載された保護回路基板を収容し、電池セルの外周面を包むようにフレームを装着する過程と、
を含む、二次電池パックを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二次電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
モバイル機器の技術開発と需要の増加に伴い、二次電池の需要も急増している。二次電池の中でも、エネルギー密度及び作動電圧が高く、保存及び寿命特性に優れたリチウム二次電池は、各種のモバイル機器の他、様々な電子製品のエネルギー源として広く用いられている。
【０００３】
二次電池の構造には、それが使われるデバイスの種類によって、自由に挿入及び離脱が可能な着脱式構造と、デバイスの内部に組み込まれる形態の内蔵型構造がある。例えば、従来のモバイルデバイスに使われる二次電池は、使用者の必要に応じて電池の挿入及び離脱が可能に構成されるが、一部の携帯電話、タブレットＰＣ、スマートパッドなどのデバイスに使われる二次電池は内蔵型に構成されるものもある。
【０００４】
このような二次電池としてはリチウム二次電池が多用されており、これらの二次電池は、それが装着されるデバイスに電気的に連結される負極及び正極端子と、二次電池の過充電、過電流などの異常状態を效果的に制御できる安全素子などを備える。安全素子の例には、ＰＴＣ（Positive Temperature Coefficient）素子、保護回路モジュール（Protection Circuit Module：ＰＣＭ）、ヒューズ（fuse）、ＴＣＯなどがある。
【０００５】
一般に、ＰＣＭのような安全素子は、導電性ニッケルプレートを介して溶接又はソルダリング方法により、負極及び正極端子を含む電池セルに連結される。例えば、ニッケルプレートを電池セルの電極端子にそれぞれ溶接又はソルダリングし、両面テープを、一側にはＰＣＢ(printed circuit board）を溶接し、他側には保護テープを貼り付けて電池セルに密着させた状態で、ＰＣＢの電極タブとニッケルプレートとを溶接する方法によりＰＣＭを電池セルに連結して電池パックを製造する。
【０００６】
このようなＰＣＭは、電極端子と電気的接続を維持すると同時に、電池セルの他の部分とは電気的絶縁状態を維持しなければならない。そのため、ＰＣＭをはじめとするそれぞれの部材に絶縁性テープを貼り付ける他、電池セルケースのシーリング部の一部を折り曲げて絶縁性テープを貼り付けたり、バーコードをプリントするなどの非常に複雑な過程が必要となる。
【０００７】
このように、安全素子と電池セルとの安全な接続形態を構成するには多数の絶縁性テープ又は多数の部品が要求されるため、電池パックの組立工程が複雑となり、製造コストが上昇するといった問題点がある。その上、外部から衝撃が加えられると、電池パックは、機械的剛性の低い絶縁性テープの使用により、ＰＣＭが破損したり、寸法安全性が顕著に劣化するといった問題につながることもある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、二次電池セルの保護回路基板及び電池セルの外周面を電気絶縁性のフレームでカバーすることによって、外部の衝撃などから保護回路基板及び電池セルの外周面を保護及び絶縁でき、且つ二次電池セルの電極端子が外部に露出されることを防止する二次電池パックを提供する。
【０００９】
また、本発明は、電池パックを構成する上で必要な部品数を減らして組立工程を簡素化し、優れた構造的安全性を発揮できる二次電池パックを提供する。
【００１０】
また、本発明は、保護回路基板から構成されたＰＣＭを電池セルの外周面に搭載することによって、同一規格で最大容量を提供できる二次電池パックを提供する。
【００１１】
また、本発明は、外部衝撃から安全素子を保護し、寸法安全性に優れており、且つ電池パックの外面にシワが形成されることを防止する保護回路モジュールを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の一実施例に係る二次電池パックは、密封剰余部を有する一面上に負極端子及び正極端子が形成されている電池セルと、負極端子及び正極端子を介して前記電池セルと電気的に接続される保護回路モジュール（ＰＣＭ）と、を備えることを特徴とする。
【００１３】
一実施例において、前記ＰＣＭは、保護回路が形成されており、前記負極端子及び正極端子に接続する正極端子接続部及び負極端子接続部が配置される基板を有するとよい。
【００１４】
一実施例において、前記ＰＣＭは、前記負極端子接続部及び正極端子接続部を介して前記電池セルの負極端子及び正極端子と結合し、前記電池セルの密封剰余部に搭載されるとよい。
【００１５】
一実施例において、ＰＣＭ及び電池セルを包む形態で装着されるフレームを備えることができる。
【００１６】
一実施例において、前記フレームは、ＰＣＭ及び電池セルの側面の熱融着外周面を包むように構成されるとよい。
【００１７】
一実施例において、前記フレームは、装着された状態において電池セルの本体表面の少なくとも一部が外部に露出される開放構造になっているとよい。
【００１８】
一実施例において、前記フレームは、装着された状態において電池セルの本体表面の少なくとも一部を支持できるように追加の受け台を少なくとも一つ有する構造になっているとよい。
【００１９】
一実施例において、前記フレームは、下面が閉鎖されたボックス形態であってよい。
【００２０】
一実施例において、前記フレームは、側面又は下面に一つ以上の開口部が形成されているとよい。
【００２１】
一実施例において、前記フレームは、装着された状態において電池セルの本体表面の少なくとも一部を支持できるように、少なくとも一面が突出又は延長された構造になっているとよい。
【００２２】
一実施例において、前記電池セルは板状の電池セルであり、前記負極端子及び正極端子は、板状の導電性部材であってよい。
【００２３】
一実施例において、前記基板は外部入出力端子をさらに有してもよく、外部入出力端子は連結部を介して、負極端子接続部及び正極端子接続部が形成された基板に設けられているとよい。
【００２４】
また、前記外部入出力端子は、負極端子接続部及び正極端子接続部が形成された基板上に設けられてもよく、前記フレームは、開放された一面と接する面に、外部入出力端子が外部に導き出されるように開口をさらに有していてもよい。該開口は、スリット状の開口であってよい。
【００２５】
一実施例において、前記密封剰余部の電極端子露出部位に絶縁テープがさらに貼り付けられていてもよく、該絶縁テープは両面テープであってよい。
【００２６】
一実施例において、前記電池セルは、正極、負極、及び前記正極と負極との間に挟まれた分離膜からなる電極組立体が、金属層及び樹脂層を含むラミネートシートの電池ケースに密封されている構造であってよい。
【００２７】
一実施例において、前記基板が、密封剰余部が形成された電池セルの一面と向かい合うように搭載されるとよい。また、一実施例において、前記基板が、密封剰余部が形成された電池セルの一面と垂直に搭載されてもよい。
【００２８】
一実施例において、前記基板の正極端子接続部に結合される正極端子の一面には、超音波溶接によりニッケルプレートがさらに取り付けられてもよい。
【００２９】
一実施例において、二次電池パックは、電池セルを覆うラベルをさらに備えてもよく、前記ラベルは、電池セルの側面の密封外周面を包むようになっているとよい。
【００３０】
本発明の他の実施例に係る保護回路モジュールは、電池セルの負極端子及び正極端子とそれぞれ接続する負極端子接続部及び正極端子接続部を有する保護回路基板と、該保護回路基板及び電池セルの外周面を包むフレームと、を備えることを特徴とする。
【００３１】
一実施例に係る保護回路モジュールにおいて、前記保護回路基板は、負極端子接続部及び正極端子接続部を介して前記電池セルの負極端子及び正極端子と接続し、前記電池セルの一面に形成された密封剰余部上に搭載されるとよい。
【００３２】
一実施例に係る保護回路モジュールにおいて、前記フレームは、装着された状態において電池セルの本体表面が外部に露出される開放構造になっているとよい。
【００３３】
一実施例に係る保護回路モジュールにおいて、前記保護回路基板は、前記負極端子接続部及び正極端子接続部が形成された基板に連結部を介して結合されている外部入出力端子をさらに有してもよく、前記ケースは、前記開放された一面と接する一面上に、前記連結部が通過する開口をさらに有してもよい。また、前記ケースは、例えば、スリット状の開口を有するとよい。
【００３４】
本発明のさらに他の実施例に係る二次電池パックを製造する方法は、正極、負極、及び前記正極と負極との間に挟まれた分離膜からなる電極組立体を電池ケースに密封して電池セルを形成し、前記電池セルの前記密封外周面のうちの一面の密封面は剰余部を有する、電池セル形成過程と、前記電池セルの密封剰余部上に負極端子及び正極端子を露出させ、該負極端子及び正極端子に接続する負極端子接続部及び正極端子接続部を有する保護回路基板を、前記密封剰余部上に搭載する過程と、前記密封剰余部上に搭載された保護回路基板を収容し、電池セルの外周面を包むようにフレームを装着する過程と、を含むことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１は、本発明の一実施例に係る二次電池パックの分解斜視図である。
【図２】図２は、図１の二次電池パックを製造する過程を示す斜視図である。
【図３】図３は、図１の二次電池パックを製造する過程を示す斜視図である。
【図４】図４は、図１の二次電池パックを製造する過程を示す斜視図である。
【図５】図５は、図１の二次電池パックを製造する過程を示す斜視図である。
【図６】図６は、図１の二次電池パックを製造する過程を示す斜視図である。
【図７】図７は、図１の二次電池パックを製造する過程を示す斜視図である。
【図８】図８は、本発明の他の実施例に係る二次電池パックの斜視図である。
【図９】図９は、本発明のさらに他の実施例に係るフレームの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、添付の図面を参照して本発明の実施例について説明するが、これは、本発明のより容易な理解を助けるためのもので、本発明の範ちゅうを限定するものではない。
【００３７】
本発明の一実施例に係る二次電池パックは、４個の外周面が密封されている電池セルと、これらの外周面のうち、剰余部を有する密封外周面上に搭載された安全素子と、を備えてなる。本発明の一実施例に係る安全素子は、第１安全素子及び第２安全素子で構成可能であり、第１安全素子は保護回路であってよく、第２安全素子は、ＰＴＣ、ヒューズ又はＴＣＯなどであってよい。また、第２安全素子はＰＣＭ内に部品の形態で含まれるとよい。
【００３８】
本発明の一実施例に係る安全素子としては保護回路モジュール（ＰＣＭ）があり、このＰＣＭは、保護回路が形成されており、負極端子及び正極端子に接続する正極端子接続部及び負極端子接続部が配置される基板から構成されるとよい。説明の便宜上、本記載では、安全素子としてＰＣＭを採択し、ＰＣＭは保護回路基板、すなわち、ＰＣＢを有するとしたが、本発明の一実施例に係る安全素子がこれに限定されるものではない。
【００３９】
以下、図１を参照して、本発明の一実施例に係る二次電池パックについて説明する。図１は、本発明の一実施例に係る二次電池パックを模式的に示す分解斜視図である。
【００４０】
図１を参照すると、二次電池パック５００は、負極端子１２０と正極端子１１０、電池セル１００、ＰＣＭ ３００、及びフレーム４００で構成されている。
【００４１】
本発明の一実施例に係る電池セル１００は、正極／分離膜／負極構造の電極組立体が、金属層及び樹脂層を含むラミネートシートの電池ケースに密封されているパウチ型となっているが、これに限定されるものではない。
【００４２】
図１を参照すると、電池セル１００は、一面に形成されている密封剰余部１３０と、この密封剰余部１３０側に露出して配置されている負極端子１２０及び正極端子１１０と、を有する。本記載でいう「面」とは、概略的に４個の面を有する四面体において任意の面を指すもので、側面、端面或いは端部を含むことと理解すればよい。また、本記載では、電極組立体がラミネートシートの電池ケースに密封される時に形成される密封された外周面のうちの一面に形成された余分の空間を持つ密封部を、密封剰余部１３０と称する。しかし、この密封剰余部は、同じ意味を内包するものであれば、シーリング剰余部、熱融着剰余部、シーリングテラス、密封テラスなどの用語に取り替えてもよいことは、当該技術の分野における一般の知識を有する者には理解されるであろう。
【００４３】
本発明の一実施例に係る負極端子１２０及び正極端子１１０は、板状の導電性部材であり、以下に説明するＰＣＭ ３００のＰＣＢ２００と電気的に連結される。
【００４４】
図１を参照すると、ＰＣＢ２００は、保護回路を有する基板であり、保護回路基板或いは基板と呼ばれることもある。ＰＣＢ２００は、電池の過充電、過装填、過電流などを制御する保護回路に加え、電池セル１００の負極端子１２０と正極端子１１０にそれぞれ接続する負極端子接続部２２０と正極端子接続部２３０を基板上にさらに備えていてもよい。ＰＣＢ２００は、このような保護回路及び２つの接続部２２０，２３０に加え、図１に示すように、基板の一端部に連結された連結部２１１を介して基板と連結された外部入出力端子２１０をさらに備えていてもよい。
【００４５】
本発明の一実施例に係る外部入出力端子２１０は、ＰＣＢ２００に電気的に連結され、充電器などの外部デバイスから電池セル１００に電流を供給したり、又は電池セル１００から携帯電話、ＭＰ３などの外部デバイスに電流を提供できる形態であれば特に制限されないが、端部にコネクター２１２が装着されているプレート構造であればよい。
【００４６】
また、図１に示した実施例と違い、外部入出力端子は、連結部を介してＰＣＢ２００に連結されず、負極端子接続部及び正極端子接続部が形成されている基板上に設けられてもよい。この実施例に係る本発明の二次電池パックが図８に示されている。外部入出力端子がＰＣＢ上に設けられる実施例では、ＰＣＢを収容するＰＣＭケース（例えば、図８の４２０）に外部入出力端子（例えば、図８の４３０）に該当する部位に開口が設けられており、この開口を通して外部入出力端子と外部デバイスとを電気的に連結すればよい。
【００４７】
本発明の一実施例に係る負極端子接続部２２０と正極端子接続部２３０は、ＰＣＢ２００に結合される部分と、電池セル１００の負極端子１２０及び正極端子１１０に連結される過程で折り曲げ可能な延長部と、からなるとよい。
【００４８】
本発明の一実施例に係る外部入出力端子２１０は、図１に示すように、一端部にコネクター２１２が装着されているプレート構造になっているが、これに限定されるものではない。また、図１には、外部入出力端子２１０が負極端子接続部２２０及び正極端子接続部２３０と反対方向を向くように構成されているが、これは一例に過ぎず、本発明の他の実施例によれば、外部入出力端子２１０は、負極端子接続部２２０及び正極端子接続部２３０と同じ方向を向くように構成されてもよく、位置も、正極端子接続部側にしてもよい。
【００４９】
本発明の一実施例に係るフレーム４００は、ＰＣＢ２００及び電池セルの外周面を包み、電池セルの本体表面が外部に露出される開放構造になっている。そのため、寸法安全性に優れており、装着時間及び工程を大幅に短縮できる。ここでいう装着時間とは、フレーム４００にＰＣＢ２００及び電池セルを収納して組み立てる組立工程にかかる時間を意味する。したがって、装着時間が短縮するという意味は、組立工程にかかる時間が短縮するという意味であり、工程を大幅に短縮させることができる。
【００５０】
フレーム４００の大きさとサイズは、電池セル１００の外周面、及び電池セル１００の密封剰余部１３０上に搭載されたＰＣＢ２００を収容して包むような適切な大きさとサイズにすればよい。また、フレームの形態は、ＰＣＢ及び電池セルを収容できる様々な形態であってよく、図９に示すように、下面が支持台の役割を担うように追加の受け台を少なくとも一つ有する形態（例えば、図９の４４０，４５０，４６０，４７０，４８０）、下面が閉鎖されたボックス形態（例えば、図９の４４０）、面部には一部開放された空間が存在する形態（例えば、図９の４７０）、これらを組み合わせた形態などが可能であるということは、この分野における通常の知識を有する者にとっては明らかであろう。また、フレームは、電池セルをさらに支持できるように、少なくとも一面に延長された構造（例えば、図９の４５０）を少なくとも一つ有してもよい。なお、図１に示したように、ＰＣＢ２００が連結部２１１を介して外部入出力端子２１０を含む構造では、フレーム４００の開放された一面と接する面に、外部入出力端子２１０が露出されるための開口、例えば、スリット状の開口(例えば、図６の４１０)が形成されるとよい。
【００５１】
本発明の他の実施例に係る二次電池パックは、電池セルの負極端子及び正極端子の少なくとも一つの電極端子とＰＣＢとの間に安全素子がさらに装着されてもよい。この場合、安全素子は、例えば、電池セルの負極端子とＰＣＢとの間に配置されるとよく、この安全素子はＰＣＢと共にＰＣＭケースに収納装着されることで、構造的安全性を確保することができる。
【００５２】
したがって、形状を変形したりその他の部材をさらに使用することなく、電池セルの正極端子をＰＣＢの正極端子接続部に直接連結し、負極端子を安全素子の一側に連結した状態で安全素子の他側をＰＣＢの同一面に位置している安全素子接続部に連結することができ、構造的強度などが弱い安全素子を安定してＰＣＢに搭載し、製造工程上の不良発生の可能性を減らし、製造工程性を向上させることができる。
【００５３】
安全素子は、電池セルの温度上昇時に電流を遮断して安全性を確保するための部材であり、例えば、温度上昇に伴って抵抗が増加するＰＴＣ素子、又は温度上昇時に切れるヒューズが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００５４】
以下、図２乃至図７を参照して、図１に示した二次電池パックを構成する方法について説明する。図２乃至図７はそれぞれ、二次電池パックを製造する各過程を説明するための二次電池パックの斜視図である。
【００５５】
まず、図２を参照すると、電池セル１００の密封面のうち一密封面に剰余部、すなわち、密封剰余部１３０を形成し、この密封剰余部１３０上に電池セル１００の負極端子１２０及び正極端子１１０を配置する。密封剰余部１３０の大きさは、ＰＣＢ２００を収容できるような大きさであり、電池セルの容量と形状によって適切に調整可能であるということが、当該技術の分野における一般の知識を有する者には理解できるであろう。
【００５６】
次に、図２に示すように、正極端子１１０の一部分上にニッケルプレート１４０が、例えば、超音波溶接により結合されるとよい。ニッケルプレート１４０をさらに正極端子１１０に装着することにより、一般にアルミニウムで構成された電池セルの正極端子とニッケルで構成されたＰＣＢ正極端子接続部との溶接性が、両者間の素材特性の相違により低下することを未然に防止することができる。
【００５７】
また、上述したように、本発明の他の実施例では、負極端子１２０と負極端子接続部２２０との間にＰＴＣなどのさらなる安全素子を選択的に装着することで、安全性を強化することもできる。
【００５８】
次に、図３を参照すると、ＰＣＢ２００に設けられた負極端子接続部２２０と正極端子接続部２３０を、例えばスポット溶接により電池セル１００の負極端子１２０と正極端子１１０にそれぞれ溶接する。図２に示すように、ニッケルプレート１４０が正極端子１１０に溶接されている場合には、正極端子接続部２３０はニッケルプレート１４０と溶接する。
【００５９】
上述したように、負極端子接続部２２０と正極端子接続部２３０はＰＣＢ２００に結合されている部分と、折り曲げ可能な延長部とで構成されているため、図３に示すように、ＰＣＢ２００は、密封剰余部１３０が形成された電池セル１００の一面と向かい合う形態でＰＣＢ２００の負極端子接続部２２０及び正極端子接続部２３０が電池セル１００の負極端子１２０及び正極端子１１０と溶接にて結合可能となる。
【００６０】
図４を図１と共に参照すると、負極端子接続部２２０と正極端子接続部２３０を折り曲げた後、電池セル１００本体の密封剰余部１３０の電極端子露出部位に、絶縁テープの役割を担う接着テープ１６０を貼り付けるとよい。このように、密封剰余部１３０の電極端子露出部位に絶縁テープをさらに貼り付けることによって、電極端子露出部位の絶縁性をより效果的に達成できる。また、絶縁テープを両面テープとすれば、両面テープは、ＰＣＭケースをＰＣＢに装着する時にＰＣＭケースと密封剰余部間に結合力を提供し、構造的安全性をより増大させることができる。
【００６１】
図４に示すように、ＰＣＢ２００が電池セル１００と平行な方向に置かれることで、ＰＣＢ２００の負極端子接続部２２０及び正極端子接続部２３０は上方に向かい、外部入出力端子２１０は下方に向かって位置するようになる。また、ＰＣＢは電池セルと垂直な方向に置かれてもよいことは勿論である。
【００６２】
図５を参照すると、負極端子接続部２２０及び正極端子接続部２３０を介して電池セル１００の負極端子１２０及び正極端子１１０と結合されたＰＣＢ２００を、電池セル１００の密封剰余部１３０上に装着するために、まず、負極端子接続部及び正極端子接続部が配置されたＰＣＢ２００の一面が、密封剰余部１３０が形成された電池セル１００の一面と向かい合うように折り曲げた後、負極端子接続部２２０及び正極端子接続部２３０の折り曲げ可能に構成された延長部を折り曲げ、ＰＣＢ２００を、負極端子１２０及び正極端子１１０と負極端子接続部２２０及び正極端子接続部２３０との結合部分上に位置させる。次に、負極端子１２０及び正極端子１１０を、密封剰余部１３０が形成された電池セルの一面の方向に折り曲げることで、ＰＣＢ２００を密封剰余部１３０上に搭載する。このとき、負極端子接続部及び正極端子接続部が形成された面と反対側のＰＣＢ２００の他面が前記電池セル１００の一面と対面し、電池セル１００の負極端子１２０及び正極端子１１０は電池セル１００の外部に向かうこととなる。
【００６３】
以上のように、ＰＣＢ２００が電池セル１００の一面に形成された密封剰余部１３０上に搭載される時、密封剰余部１３０上に垂直に装着されるため、充分な大きさの密封剰余部１３０を構成できない場合にはＰＣＢ２００を小さくしても構わない。
【００６４】
図６及び図７を参照して、電池セル１００の密封剰余部１３０に搭載されたＰＣＢ２００及び電池セル１００の外周面をフレーム４００で包む過程を説明する。図１で上述したように、フレーム４００は、ＰＣＢ２００及び電池セル１００の外周面を包み、電池セル１００の本体表面が外部に露出される開放構造になっている。また、図６に示すように、ＰＣＢ２００の接続部に連結部を介して外部入出力端子２１０が含まれた場合には、この外部入出力端子２１０を外部に露出させるために、ＰＣＢ２１０の連結部２１１に該当するフレーム４００の一面に開口、例えば、スリット状の開口４１０が形成されるとよい。このスリット状の開口４１０をＰＣＢ２００の連結部２１１が通過し、連結部２１１で連結された外部入出力端子２１０が外部に露出されることが可能となる。
【００６５】
また、図６からわかるように、フレーム４００の形状及び大きさは、密封剰余部１３０内のＰＣＢ２００を収容し、且つ電池セル１００の外周面を収容できるように密封剰余部１３０及び電池セル１００の外周面によって適切にすればよい。また、フレーム４００の一面に形成されたスリット状の開口４１０の形状及び大きさは、図６に示した例に限定されず、外部入出力端子２１０の連結部２１１が通過できる形状及び大きさであれば、特に制限されない。
【００６６】
また、フレーム４００の、ＰＣＭ２００及び電池セル１００の外周面への装着は、フレーム４００の内面４１１に粘着性物質を貼り付けることによってなるとよい。該粘着性物質は、両部材間に介在されて両部材を結合させる物質であり、例えば、両面接着テープでよいが、これに限定されるものではない。
【００６７】
図７は、電池セル１００の密封剰余部１３０上に搭載されたＰＣＢ２００及び電池セル１００の外周面をフレーム４００に収容させた様子を示している。本発明に係るフレーム４００は、密封剰余部１３０上に搭載されたＰＣＢ２００及び電池セル１００の外周面を包むとともに、外部入出力端子が外部に露出されるように構成されるとよい。例えば、図７に示すように、フレーム４００は、ＰＣＢ２００及び電池セル１００の外周面を包み、且つ電池セル１００の本体表面が外部に露出される開放構造になっている。
【００６８】
フレーム４００を電池セルに装着することによって、全般的に絶縁状態を維持しながら、電池セルの密封外周面を電池セル本体上に安定して固定し、電池セルの電極端子とＰＣＢとの電気的連結状態をより安定して保障することができる。
【００６９】
図８は、本発明のさらに他の実施例によって、外部入出力端子をＰＣＢ上に装着した二次電池パックの斜視図である。上述したように、図８を参照すると、二次電池パック６００において、外部接続端子４３０はＰＣＢ（図示せず）の一面に形成されており、フレームの上端部４２０を介して外部に露出されるようになっている。
【００７０】
以上の通り、本発明の一実施例に係る二次電池パックは、電池セルの正極端子及び負極端子に電気的に連結された保護回路基板を有するＰＣＭを、電池セルの一面に形成された密封剰余部上に搭載するので、従来の二次電池パックに比べて、ＰＣＭを效果的に保護できる他、部品数が顕著に減り、製造工程性を大幅に向上させることができる。
【００７１】
また、本発明に係る二次電池パックは、保護回路基板が電気絶縁性のフレームに収納されて装着されるため、保護回路基板を含むＰＣＭの保護及び絶縁が可能であり、別の部材を使って電極端子を絶縁しなくとも、電極端子が外部に露出されることを容易に防止することができる。
【００７２】
なお、本発明に係る二次電池パックは、保護回路基板及び電池セルの外周面がフレームに内蔵される構造になっているため、従来のテープを使ってＰＣＭを絶縁する電池パックに比べて、作業が容易であり、不良率が相対的に低減し、電池パックの外面にシワが形成されない、すっきりした外観にすることができる。
【００７３】
なお、保護回路基板を、電池セルの一面に形成された密封剰余部上に搭載する構造になっているため、従来の電池セル構造に比べて密封剰余部を短くでき、電池パックの単位体積当たりの容量を増加させることができる。
【００７４】
上述したように、一般の二次電池パックの組立過程では、接続部材、ＰＣＭなどを結合し、各段階ごとに絶縁性テープを貼り付けることによって電池セル上にＰＣＭアセンブリーを取り付ける。そのため、多数の部品などを用いてＰＣＭアセンブリーを電池セル上に装着するだけに、多数の工程が要求され、機械的剛性の他、構造的安全性も低いという不具合があった。
【００７５】
これに対し、本発明に係る保護回路モジュールは、保護回路基板及び電池セルの外周面がフレームに装着された構造になっているため、電池パックの構造的安全性が向上し、電池パックの製造工程を大幅に簡素化でき、優れた絶縁性を確保でき、従来と同一の規格の電池パックにおいて電池セルの容量を最大化できる。
【００７６】
また、本発明に係る製造方法は、ラベル又は絶縁テープのような別の部材無しで、フレームを使ってＰＣＭ及び電池セルの外周面の保護と絶縁を可能にし、且つ、電極端子に保護回路基板を電気的に接続させ、折り曲げ工程を完了した後にフレームに装着するから、折り曲げ工程で発生しうる露出部位がなく、別の絶縁部材を必要としない。
【００７７】
本発明の属した分野における通常の知識を有する者にとっては上記の内容に基づいて本発明の範ちゅう内で様々な応用及び変形を行うことが可能であろう。
【産業上の利用可能性】
【００７８】
以上説明した通り、本発明に係る二次電池パックは、電池セルへのＰＣＭの固着のためにＰＣＭ及び電池セルを包む形態で装着されるパックフレームを備えることによって、以上説明した通り、本発明に係る二次電池パックは、ＰＣＢ及び電池セルの外周面を包む形態で装着されるフレームを備えているため、ＰＣＢ及び電池セルの保護及び絶縁が可能であり、別の部材を使って電極端子を絶縁しなくとも電極端子が外部に露出されることを容易に防止することができる。
【００７９】
また、本発明に係る二次電池パックは、ＰＣＭを電池セルの密封剰余部上に搭載した構造になっているため、従来の内蔵型二次電池パックに比べて、ＰＣＭを效果的に保護でき、且つ製造工程性を大きく向上させることができる。
【００８０】
なお、本発明に係る二次電池パックは、ＰＣＢがフレームに装着される構造になっているため、従来のテープを使ってＰＣＭを絶縁する内蔵型電池パックに比べて、作業が容易であり、不良率が相対的に低減し、且つ電池パックの外面にシワのないすっきりとした外観にすることができる。
【００８１】
なお、ＰＣＢを電池セルの上端の密封剰余部上に搭載する構造になっているため、従来のＰＣＢを搭載する構造に比べて、密封剰余部を短く構成でき、二次電池パックの単位体積当たりの容量を増大させることができる。
【符号の説明】
【００８２】
１００  電池セル
１１０  正極端子
１２０  負極端子
２００  ＰＣＢ
２１０  外部入出力端子
２１１  連結部
２１２  コネクター
２２０  負極端子接続部
２３０  正極端子接続部
【図１】
2014526129.tif 000003
【図４】
2014526129.tif 000004
【図５】
2014526129.tif 000005
【図６】
2014526129.tif 000006
【図７】
2014526129.tif 000007
【図８】
2014526129.tif 000008
【図９】
2014526129.tif 000009
【図２】
2014526129.tif 000010
【図３】
2014526129.tif 000011
【国際調査報告】
2014526129.tif 000012
2014526129.tif 000013
2014526129.tif 000014
2014526129.tif 000015