(57)【要約】【課題】フィルム体からなる外装を用いる場合にも、フィルム体の破損が防止され、外観品質および安全性の高いパック電池を提供する。【解決手段】パック電池１では、素電池１０と保護回路基板４１とを有し、これらの周囲を外装チューブ３２が被着する構成を有する。また、パック電池１では、保護回路基板４１と外装チューブ３２との間に絶縁板２６が介挿されているとともに、素電池１０の外周面に沿う方向における保護回路基板４１の端において、絶縁板２６と素電池１０の外周面との間には間隙が存在する。そして、パック電池１では、素電池１０の外周面に沿う方向における保護回路基板４１の端よりも外側に向けて延設された絶縁板２６の舌部２６ｂが、素電池１０の外周面へと傾斜した構成となっている。この領域における外装チューブ３２は、舌部２６ｂ上に被着されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
素電池と、当該素電池の外表面に載置された電子素子または電子素子が実装された回路基板と、前記素電池と前記電子素子または前記回路基板とが互いに密接する状態にその周囲に張着されてなるフィルム体とを有するパック電池であって、
前記電子素子または前記回路基板と前記フィルム体との間には、絶縁板が介挿されており、
前記素電池の外表面に沿う方向における前記電子素子または前記回路基板の端よりも外側の領域では、前記素電池の外表面との間に間隙を有する前記絶縁板の位置から傾斜して前記素電池の外表面に至る傾斜構造体が設けられており、当該領域における前記フィルム体は、前記傾斜構造体上に被着されている
ことを特徴とするパック電池。
【請求項２】
前記絶縁板は、前記素電池の外表面に沿う方向における前記電子素子または前記回路基板の端から、前記外側の領域へと延びる舌部が形成されており、
前記傾斜構造体は、前記絶縁板における舌部が相当する
ことを特徴とする請求項１に記載のパック電池。
【請求項３】
前記絶縁板は、前記舌部の延出起点となる部分にミシン目加工施されており、
前記舌部は、前記ミシン目加工が施された部分を折り線として折り曲げられている
ことを特徴とする請求項２に記載のパック電池。
【請求項４】
前記傾斜構造体は、前記素電池における前記外表面に対し、その端部が当該外表面の端縁で接触する
ことを特徴とする請求項１から３の何れかに記載のパック電池。
【請求項５】
前記傾斜構造体の主面における各コーナー部分は、Ｒ加工が施されている
ことを特徴とする請求項１から４の何れかに記載のパック電池。
【請求項６】
前記フィルム体は、熱収縮性のチューブである
ことを特徴とする請求項１から５の何れかに記載のパック電池。
【請求項７】
前記素電池は、円筒形の外観形状を有し、
前記傾斜構造体は、前記素電池における軸方向に向けて傾斜した構成を有する
ことを特徴とする請求項１から６の何れかに記載のパック電池。
【請求項８】
前記素電池としてリチウムイオン電池が適用されている
ことを特徴とする請求項１から７の何れかに記載のパック電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パック電池に関し、特に、素電池の外表面に素子または回路基板を載置し、当該状態でフィルム材により外周を被覆してなるパック電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの携帯機器の普及に伴い、二次電池が普及している。二次電池の中でも、高出力なリチウムイオン電池の普及が目覚しい。リチウムイオン電池は、エネルギ密度が高いなどの優位性を有しているが、過充電・過放電や大電流に対する保護が必要であり、そのため保護回路などが組み合わされて用いられている。保護回路が組み合わされたリチウムイオン電池は、当該状態で樹脂製のケースなどに収納される形態を採ることもあるが、スペース効率の向上およびコストの低減という観点から外周を熱収縮チューブで被覆するという形態が採られることもある（例えば、特許文献１、２）。
【０００３】
リチウムイオン電池を備え、外周が熱収縮チューブで被覆されたパック電池の従来構成について、図４および図５を用い説明する。
図４に示すように、パック電池は、円筒形のリチウムイオン電池１１０に保護回路基板（図４では、不図示。）が載置され、その状態で外周が熱収縮チューブ１３２で被覆された外観を有する。熱収縮チューブ１３２の開口部分からは、保護回路基板に接続されたリード線１５１、１５２が延出され、その先端には外部接続端子１５３が接続されている。
【０００４】
図５（ａ）に示すように、従来のパック電池は、リチウムイオン電池１１０の外表面に対し電子部品１４１１、１４１２が実装されてなる保護回路基板１４１が載置されている。保護回路基板１４１には、リード板１４３が接続されており、リード板１４３は、リチウムイオン電池１１０の外周に沿って曲折加工され、リチウムイオン電池１１０の端面における一方の極に接続されている。
【０００５】
図５（ａ）に示すように、リチウムイオン電池１１０の表面の一部は、内装チューブ１３１で被覆されている。そして、保護回路基板１４１の上には、絶縁板１２６が載置され、この状態でリチウムイオン電池１１０および保護回路基板１４１を含む外周が熱収縮チューブ１３２で一まとめに被覆されている。
なお、絶縁板１２６と外装チューブ１３２との間には、外装チューブ１３２を熱収縮させる前の段階で絶縁板１２６および回路基板１４１をリチウムイオン電池１１０に仮固定しておくための、ＰＰテープ１６２が介挿され、また、リチウムイオン電池１１０の端面部における外装チューブ１３２とリード板１４３との間には、リード板１４３が外部に露出しないようにするための絶縁板１２３が介挿されている。
【０００６】
図５（ｂ）に示すように、絶縁板１２６は、例えば、短冊状の紙が用いられ、電子部品１４１１、１４１２が実装された保護回路基板１４１を覆う。
【特許文献１】特開平０８−４５４８９号公報
【特許文献２】特開平０９−７３８８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来のパック電池では、絶縁板１２６のエッジ部がリチウムイオン電池１１０の外表面との間に段差を有し（図５（ａ）のＣ部）、このために外装チューブ１３２における絶縁板１２６のエッジ部に当たる部分が局所的に引っ張られ、これにより絶縁板１２６の端部に当る部分（図５（ａ）のＣ部）やこれに続く部分（図５（ａ）のＤ部）が破損し易い。また、絶縁板１２６のエッジ部分（図５（ｂ）のＥ部分）は、絶縁板１２６を切り出した際のバリが残ることもあり、これによっても外装チューブ１３２が破損し易い。
【０００８】
さらに、パック電池の使用時においては、リチウムイオン電池１１０が発熱するが、外装チューブ１３２がリード板１４３などを介してリチウムイオン電池１１０の外表面に接触しているので、その熱が伝達され、エッジ部に続く部分（図５（ａ）のＤ部）が二次収縮されるような力が働くことも考えられる。このような原因でも、従来のパック電池では、外装チューブ１３２が破損し易い。
【０００９】
本発明は、上記問題を解決しようとなされたものであって、フィルム体で外装する場合にも、フィルム体の破損が防止され、外観品質および安全性の高いパック電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明に係るパック電池では、素電池と、当該素電池の外表面に載置された電子素子または電子素子が実装された回路基板（以下では、「回路基板等」と記載する。）と、素電池と回路基板等とが互いに密接する状態にその周囲に張着されてなるフィルム体とを有する。そして、本発明に係るパック電池では、回路基板等とフィルム体との間に絶縁板が介挿されており、素電池の外表面に沿う方向における回路基板等の端よりも外側の領域において、素電池の外表面との間に間隙を有する絶縁板の位置から傾斜して素電池の外表面に至る傾斜構造体が設けられており、当該領域における前記フィルム体が傾斜構造体上に被着されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
上記のように、本発明に係るパック電池では、 素電池の外表面に沿う方向における回路基板等の端よりも外側の領域において、傾斜構造体が設けられているので、絶縁板における上記素電池の外表面との間で間隙が存在する位置でも、フィルム体に局所的な応力がかかることがない。よって、本発明に係るパック電池では、製造時または使用時におけるフィルム体の破損を有効に抑制することができる。
【００１２】
また、本発明に係るパック電池では、上記傾斜構造体の設置により、フィルム体と素電池の外表面との間に空間を設けることができ、この空間により充電時などに生じる素電池の熱が直にフィルム体に伝達されるのを防止することができる。このため、本発明に係るパック電池では、二次収縮によるフィルム体の破損も有効に抑制することができる。
さらに、本発明に係るパック電池では、回路基板等を備えるので、この機能により素電池に対する充放電時の安全性が確保され、また、素電池および回路基板等の周囲をフィルム体で被着して、これを外装とするので、スペース効率という観点から優位である。
【００１３】
以上より、本発明に係るパック電池では、高い安全性およびスペース効率を確保しながらフィルム体の破損を確実に防ぐことができ、内装される回路基板等や素電池の端子などが外部に露出するのを有効に防ぐことができることから、高い安全性と外観品質とを有する。
上記本発明に係るパック電池では、次に挙げるようなバリエーションを採用することが可能である。
【００１４】
上記本発明に係るパック電池では、絶縁板を、素電池の外表面に沿う方向における回路基板等の端からその外側の領域へと延びる舌部が形成されてなる構成とし、この舌部を傾斜構造体とする、というバリエーションを採用することができる。なお、傾斜構造体を絶縁板とは別体とすることもできるが、絶縁板の一部として構成する場合には、製造時における部品数の低減を図ることができ、製造時における工数の低減に寄与することになる。
【００１５】
また、上記のように絶縁板の一部として形成された舌部が傾斜構造体に相当するという構成を採用する場合には、舌部の延出起点となる部分にミシン目加工を施しておき、このミシン目加工が施された部分を折り線として舌部を折り曲げることで、傾斜構造体とすることができる。この場合には、ミシン目を施すことで折り曲げ加工が容易となり、また、その寸法精度の確保という観点から優れる。なお、絶縁板に設けるミシン目については、絶縁板における外周辺に対しオープンとなるものとすることもできるが、加工時などにミシン目の破断により舌部（傾斜構造体）がとれてしまうことを防止するのに、外周辺に対しクローズとなる構成を採用することが望ましい。
【００１６】
また、上記本発明に係るパック電池では、傾斜構造体の端部が、素電池における外表面に対し、その端縁で接触する、という構成を採用することができる。この構成を採用する場合には、フィルム体における局所的なテンションを最も有効に抑制することができるので、フィルム体の破損を有効に防ぐことが可能となる。
また、上記本発明に係るパック電池では、傾斜構造体の主面における各コーナー部分を、Ｒ（角円）加工しておく、という構成を採用することもできる。これにより、傾斜構造体の各コーナー部分におけるフィルム体への局所的な応力も緩和することができる。
【００１７】
ここで、本発明に係るパック電池では、外装を構成するフィルム体として、熱収縮性のチューブ（熱収縮チューブ）を採用することができる。このような材料を採用することにより、本発明に係るパック電池では、樹脂製ケースなどを外装とする場合に比べて、高いスペース効率と低いコストを実現することができ、また、製造の容易性も確保することができる。
【００１８】
上記本発明に係るパック電池では、素電池として角形電池や扁平角形電池を採用することも勿論可能ではあるが、特に、円筒形の外観形状を有する素電池を採用する場合に、上記効果が特に顕著なものとなる。ここで、素電池として円筒形電池を採用する場合には、絶縁板の舌部を、素電池における軸方向に向けてしておくという構成を採用することができる。これにより、本発明に係るパック電池は、緩やかな傾斜を以ってフィルム体を被覆させることができる。
【００１９】
また、上記本発明に係るパック電池では、素電池の種類に特に限定を受けるものではないが、特に、素電池としてリチウムイオン電池を採用する場合にはエネルギ効率の高さという観点から優れ、また、上記構成を採用することで高い安全性の確保もできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下では、本発明を実施するための最良の形態について、一例を示して説明する。なお、以下の説明で用いる実施の形態は、本発明の構成および効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、その本質的な特徴部分以外、何ら以下の形態に限定を受けるものではない。
１．パック電池１の全体構成
本実施の形態に係るパック電池１の全体構成について、図１を用い説明する。図１は、パック電池１の全体構成を模式的に示すための展開斜視図である。
【００２１】
図１に示すように、パック電池１は、素電池として円筒形のリチウムイオン電池１０を備える。リチウムイオン電池１０は、一方の端面１０ａにリング状の絶縁リング２１を装着し、この状態で外周を内装チューブ３１で被覆されている。内装チューブ３１は、熱収縮性のチューブである。
次に、内装チューブ３１で被覆されたリチウムイオン電池１０の外周面１０ｃ上に、絶縁板２４を間に挟んで保護回路部４０を載置する。この保護回路部４０は、保護回路基板４１に対しリード板４２、４３が接続されたものであり、保護回路基板４１には、他にコネクタ５３に繋がるリード線５１、５２が接続されている。また、リード板４２とリード線５１、５２との間には、絶縁板２５が介挿されている。
【００２２】
リード板４２、４３は、それぞれＬ字状に曲折加工されており、それぞれに先端でリチウムイオン電池１０の両極端子（端面１０ａと端面１０ｂの各端子）に対し接続されている。リチウムイオン電池１０の外周面１０ｃ上に載置された保護回路基板４１の上には、絶縁板２６が被覆され、また、リード板４２、４３が接続されたリチウムイオン電池１０の各端面１０ａ、１０ｂは、それぞれ円板状の絶縁板２２、２３により被覆されている。
【００２３】
なお、絶縁板２６は、例えば、厚み０．３５［ｍｍ］の紙からなり、両側がハの字に曲折された本体部２６ａとその一端辺から延設された舌部２６ｂとから構成されている。絶縁板２６は、リチウムイオン電池１０の外表面１０ｃを被覆する内装チューブ３１に対しＰＰテープ６１、６２で仮止めされる。
パック電池１は、リチウムイオン電池１０の外周面１０ｃに保護回路部４０が載置された状態で、その外側が外装チューブ３２で被覆されることで構成されている。なお、外装チューブ３２には、ラベル７０が貼付され、開口部分からはリード線５１、５２が延出された構成となっている。
【００２４】
２．絶縁板２６の構成
絶縁板２６の構成について、図２および図３を用い説明する。
図２（ａ）に示すように、本実施の形態におけるパック電池１では、上述のように、絶縁板２６が本体部２６ａと舌部２６ｂとから構成されている。そして、舌部２６ｂを含めた絶縁板２６の各コーナーは、Ｒ加工が施されている。
【００２５】
また、図２（ｂ）および図３に示すように、絶縁板２６の舌部２６ｂは、本体部２６ａから離れるにしたがってリチウムイオン電池１０の外周面１０ｃ（図１を参照。）へと傾斜するように曲折加工されている。また、絶縁板２６においては、本体部２６ａもチャネル状に折り曲げ加工が施されている。
図２（ａ）に示すように、絶縁板２６における各折り曲げ加工に際しての折り曲げ線の部分には、ミシン目２６ｃが形成されている。このミシン目２６ｃを形成することにより、絶縁板２６の構成材料に厚みのあるものを用いた場合にあっても、容易に、且つ、正確に折り曲げ加工を施すことが可能となる。
【００２６】
なお、図２（ａ）に示すように、本実施の形態に係る絶縁板２６では、その外周辺に対しミシン目２６ｃをクローズとして形成している、これは、ミシン目２６ｃを外周辺に対しオープンで形成する場合に比べて、加工時などでの破損を防止し、舌部２６ｂがとれてしまうのを防止売るためである。
３．パック電池１の優位性
本実施の形態に係るパック電池１の優位性について、図３と図５（ａ）、（ｂ）とを比較対照しながら説明する。
【００２７】
先ず、図５（ａ）に示すように、従来のパック電池では、平板状の絶縁板１２６を用いているので、その各外周辺の部分で外装チューブ１３２に局所的な引っ張りを受ける。また、上述のように、絶縁板１２６の端部Ｅ（図５（ｂ））にはその作製時にバリが発生することもあり、これによっても図５（ａ）のＣ部などで外装チューブ１３２が破損し易い。さらに、保護回路基板１４１が載置された領域よりも図５（ａ）の右側の領域では、リード板１４３などを間に挟んだ状態で、リチウムイオン電池１１０の外周面に外装チューブ１３２が密着しているので、駆動時にリチウムイオン電池１１０から発生する熱が直に外装チューブ１３２へと伝達される。このため、従来にパック電池では、外装チューブ１３２の二次収縮という問題も生じる。
【００２８】
これに対して、図３に示すように、本実施の形態に係るパック電池１では、絶縁板２６における舌部２６ｂが傾斜して配され（図３のＡ部）、その端部がリチウムイオン電池１０における外周面１０ｃ（図１を参照。）の端縁で接触している。そして、外装チューブ３２は、保護回路基板４１が載置された領域よりも図３における右側の領域において、絶縁板２６の舌部２６ｂ上に被着されている。このため、本実施の形態に係るパック電池１では、絶縁板２６における本体部２６ａ（図２（ａ）、（ｂ）を参照。）と舌部２６ｂとの境界部分（図５（ａ）のＣ部に相当する部分など）で外装チューブ３２が局所的に引っ張り力を受けることがなく、破損し難い。
【００２９】
また、本実施の形態に係るパック電池１では、絶縁板２６の舌部２６ｂがリチウムイオン電池１０の外周面１０ｃに対し傾斜しながらその端部が接触するように構成されているので、舌部２６ｂの部分における外装チューブ３２とリチウムイオン電池１０の外周面１０ｃとの間には空間が空くことになる。このため、パック電池１においては、充放電時などにリチウムイオン電池１０から発生する熱が直に外装チューブ３２へと伝達されることはなく、外装チューブ３２の二次収縮という問題を生じ難い。
【００３０】
また、パック電池１では、絶縁板２６の舌部２６ｂの端部が、リチウムイオン電池１０における外周面１０ｃに対し、その端縁で接触するように構成されているので、舌部２６ｂの傾斜が可能な範囲で緩やかになっており、外装チューブ３２の破損防止という観点から優れる。
また、パック電池１は、保護回路部４０を備えるので、充放電時におけるリチウムイオン電池１０の安全性確保という観点から優れるとともに、外装を熱収縮チューブで構成するため、高いスペース効率およびコスト低減という観点から優れる。
【００３１】
４．バリエーション
先に記載したように、本実施の形態は、本発明における構成上の特徴およびそこから奏される作用効果を分かりやすく説明するために一例として採用したものであり、本発明は、その本質的な特徴部分以外の構成について、何ら上記実施の形態に限定を受けるものではない。即ち、本発明に係るパック電池では、素電池の外表面に沿う方向における回路基板等の端よりも外側の領域において、素電池の外表面との間に間隙を有する絶縁板の位置から傾斜して素電池の外表面に至る傾斜構造体が設けられており、当該領域におけるフィルム体が傾斜構造体上に被着されていることを本質的な特徴とし、これ以外の構成については適宜の変更が可能である。例えば、以下のようなバリエーションを採用することができる。
【００３２】
上記実施の形態に係るパック電池１では、素電池としてリチウムイオン電池１０を適用したが、ニッケル−カドミウム電池やニッケル−水素電池などのアルカリ電池を採用することも可能であり、また、上記実施の形態に係るパック電池１では、リチウムイオン電池１０を１個備える構成としたが、２本以上の素電池を備える構成とすることもできる。
また、上記実施の形態に係るパック電池１では、素電池として円筒形の電池を用いたが、角形の電池や扁平タイプの電池等を用いることも可能である。この場合にも、上記優位性を有することができる。
【００３３】
また、上記実施の形態に係るパック電池１では、外装を熱収縮チューブで構成することとしたが、必ずしも熱収縮チューブでなくてもフィルム体であればよい。
また、上記実施の形態に係るパック電池１では、絶縁板２６の一部である舌部２６ｂを傾斜構造体として有することとしたが、傾斜構造体が絶縁板２６と別部材である構成を採用することもできる。
【００３４】
さらに、図２（ｂ）に示すように、上記実施の形態においては、絶縁板２６の本体部２６ａをチャネル状とするとともに、舌部２６ｂをリチウムイオン電池１０の軸方向に対して傾斜するように構成しているが、本体部２６ａをチャネル状とする構成と舌部２６ｂを有する構成とのどちらか一方を採用するだけでも、従来のパック電池よりも外装チューブの破損防止という効果を得るのに優位である。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明は、ハンディターミナルなどのポータブル機器の電源として用いられるパック電池において、より高い安全性およびより高い外観品質を実現するのに有効である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態に係るパック電池１の構造を示す展開斜視図である。
【図２】（ａ）は保護回路基板４１上に配される絶縁板２６を示す平面図であって、（ｂ）はその側面図である。
【図３】パック電池１の部分構造を示す断面図である。
【図４】従来のパック電池の外観を示す斜視図である。
【図５】（ａ）は従来のパック電池の部分構造を示す断面図であり、（ｂ）は保護回路基板１４１およびリード板１４２、１４３と絶縁板１２６との配置関係を示す展開斜視図である。
【符号の説明】
【００３７】
１．パック電池
１０．素電池
２１．絶縁リング
２２〜２６．絶縁板
３１．内装チューブ
３２．外装チューブ
４０．保護回路部
４１．保護回路基板
４２、４３．リード板
５１、５２．リード線
５３．コネクタ
６１、６２．ＰＰテープ
７０．ラベル
４１１、４１２．素子
【図１】
2008123950.tif 000003
【図２】
2008123950.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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