(57)【要約】【課題】外部ケースを金属板で形成してケースの強度を確保しつつケース全体の厚さを最小化して電池の容量を確保できるバッテリーパックを提供する。【解決手段】本発明のバッテリーパック１００は、電極組立体を収容したパウチ型ベアセル１０と外部入出力端子部３０を備えて電気的に接続された保護回路部材２０とを含むコアパック４０と、コアパック４０の一面をカバーして周辺部に第１樹脂モールディング部５５が形成された前方ケース５０と、コアパック４０の他の一面をカバーして周辺部に第２樹脂モールディング部６５が形成された後方ケース６０とを備え、第１樹脂モールディング部５５の端部と、第２樹脂モールディング部６５の端部とを融着して前方ケース５０及び後方ケース６０とを結合させることを特徴とする。【選択図】図２
2008084814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極組立体及び前記電極組立体を収容するための溝を有するパウチケースを備えたパウチ型ベアセルの上部に、外部入出力端子部を備えた保護回路部材を電気的に接続して形成されたコアパックと、
前記コアパックの広い一面をカバーして、周辺部に第１樹脂モールディング部が形成された前方ケースと、
前記コアパックの広い他の一面をカバーして、周辺部に第２樹脂モールディング部が形成された後方ケースとを備え、
前記第１樹脂モールディング部の端部及び前記第２樹脂モールディング部の端部を融着して前記前方ケースと前記後方ケースとを結合することを特徴とするバッテリーパック。
【請求項２】
前記パウチケースは、前面と後面とから構成され、
前記前面には、底面部と４個の側面部によって前記溝が形成され、 前記後面は、前記溝を覆うように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項３】
前記保護回路部材は、前記コアパックの前面に位置することを特徴とする請求項２に記載のバッテリーパック。
【請求項４】
前記前方ケースは、
前記コアパックの広い一面をカバーする第１平面を形成する第１金属板と、
前記コアパックの前面周囲を囲むように第１側壁を形成する第１樹脂モールディング部とを含み、
前記後方ケースは、
前記コアパックの広い他の一面をカバーする第２平面を形成する第２金属板と、
前記コアパックの後面周囲を囲むように第２側壁を形成する前記第２樹脂モールディング部と
を含むことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のバッテリーパック。
【請求項５】
前記第１側壁の第１端部と、前記第２側壁の第２端部とが超音波融着されることで、
前記前方ケースと前記後方ケースが結合されることを特徴とする請求項４に記載のバッテリーパック。
【請求項６】
前記第１側壁の第１端部と、前記第２側壁の第２端部とが接触する面を反対形状に形成することを特徴とする請求項５に記載のバッテリーパック。
【請求項７】
前記第１端部の接触面に形成された第１突出部と、
前記第２端部の接触面に形成された第２突出部とは互いに噛み合う形状に形成されていることを特徴とする請求項６に記載のバッテリーパック。
【請求項８】
前記第１端部または前記第２端部に融着突起を形成することを特徴とする請求項５から請求項７のいずれか１項に記載のバッテリーパック。
【請求項９】
前記融着突起は、垂直断面形状が三角形であることを特徴とする請求項８に記載のバッテリーパック。
【請求項１０】
前記外部入出力端子部と対応する前記前方ケースの第１樹脂モールディング部に開口部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のバッテリーパック。
【請求項１１】
前記パウチケースの前面のうち、前記底面部と、前記４個の側面部とが接する角部のうち少なくとも二つは、曲面形状に形成されていることを特徴とする請求項２から請求項１０のいずれか１項に記載のバッテリーパック。
【請求項１２】
前記第１金属板は、
前記パウチケースの前面に形成された前記底面部に対応する大きさの長方形をしており、前記底面部に対応するように形成されて前記第１平面の中心部となる第１平面部と、前記第１平面部の周囲に前記コアパックの前面に向かって折曲伸長されて形成され、前記第１平面の周縁部となる第１折曲部と
を備えていることを特徴とする請求項４から請求項１１のいずれか１項に記載のバッテリーパック。
【請求項１３】
前記第１樹脂モールディング部は、
前記第１折曲部を含んで第１平面の周縁部となる第１樹脂部と、
前記第１平面の周縁部で前記コアパックの前面に向かって垂直に折曲されて形成され、前記第１側壁となる第２樹脂部と
を備えていることを特徴とする請求項１２に記載のバッテリーパック。
【請求項１４】
前記第１折曲部は、前記パウチケースの前面の曲面形状に対応した形状の部分を有することを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載のバッテリーパック。
【請求項１５】
前記第１折曲部を囲む前記第１樹脂部の内側は、前記第１折曲部の形状に沿って前記パウチケースの前面の曲面形状に触れない厚さに形成されていることを特徴とする請求項１４に記載のバッテリーパック。
【請求項１６】
前記第１折曲部は、前記第１平面部の端で折曲された対角面と、
前記対角面の外側に前記第１平面部と平行になるように伸長された水平面とを含むことを特徴とする請求項１２から請求項１５のいずれか１項に記載のバッテリーパック。
【請求項１７】
第１金属板は、
前記保護回路部材部分を除いた前記コアパックの前面に対応する大きさの長方形をしており、前記第１平面の中心部となる第１平面部と、
前記第１平面部の前記保護回路部材側の端から一体に前記コアパックの前面に向かって折曲伸長されて形成された第１折曲部と、
前記第１平面部のその他の端から一体に前記コアパックの前面に向かって垂直折曲されて形成され、前記第１側壁となる垂直折曲部とを備えていることを特徴とする請求項４に記載のバッテリーパック。
【請求項１８】
前記第１樹脂モールディング部は、
前記第１折曲部を含んで、第１平面の周縁部となる第１樹脂部と、
前記第１平面の周縁部で前記コアパックの前面に向かって垂直折曲されて形成され、第１側壁の一部となる第２樹脂部と、
前記垂直折曲部を含んで前記第１側壁の他の一部となる第３樹脂部と
を備えていることを特徴とする請求項１７に記載のバッテリーパック。
【請求項１９】
前記垂直折曲部は、前記パウチケースの前面の角部外側に位置するように形成されていることを特徴とする請求項１８に記載のバッテリーパック。
【請求項２０】
前記第２金属板は、
前記コアパックの後面に対応する大きさの長方形をしており、前記コアパックの後面に対応するように形成された第２平面部と、
前記第２平面部の端から一体に前記コアパックの後面方向に垂直折曲されて形成された第２折曲部と
を備えていることを特徴とする請求項４に記載のバッテリーパック。
【請求項２１】
第２樹脂モールディング部は、前記第２折曲部を含んでいることを特徴とする請求項２０に記載のバッテリーパック。
【請求項２２】
前記第２折曲部は、前記パウチケースの後面の角部外側に位置するように形成されていることを特徴とする請求項２１に記載のバッテリーパック。
【請求項２３】
前記第２折曲部は、前記パウチケースの後面から前記パウチケースの前面に形成された底面部までの高さの１/３乃至２/３の高さに形成されていることを特徴とする請求項２０から請求項２２のいずれか１項に記載のバッテリーパック。
【請求項２４】
前記第１及び第２金属板は、０．１乃至０．２ｍｍの厚さに形成されていることを特徴とする請求項４から請求項２３のいずれか１項に記載のバッテリーパック。
【請求項２５】
前記第１及び第２金属板は、ステンレススチール(ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌ)材質で形成されていることを特徴とする請求項４から請求項２４のいずれか１項に記載のバッテリーパック。
【請求項２６】
前記第１樹脂モールディング部及び第２樹脂モールディング部は、プラスチック樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項２５のいずれか１項に記載のバッテリーパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーパックに関し、より詳しくは、外部ケースの平面の一部を金属板で形成することにより、ケースの強度を確保しつつケース全体の厚さを最小化することができ、電池の容量を確保することのできるバッテリーパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、二次電池は、充電が不可能な一次電池とは異なり、充電と放電が可能な電池として、バッテリーパックの形態で製作されて携帯電話、ノート型ＰＣ及びカムコーダのような携帯用電子機器の電源として広く使用されている。
【０００３】
特に、二次電池のうちリチウム二次電池は、作動電圧と単位重量に対するエネルギー密度が高いことから携帯用電子機器分野にさらに適合し、リチウム二次電池のうち高分子電解質を使用するリチウムポリマー電池は、柔軟性を有することから形状が比較的に自由で、重さが軽いという点から携帯用電子機器のスリム化及び軽量化に有利である。
【０００４】
通常、バッテリーパックは、正極板と負極板がセパレータを介して巻回された電極組立体と、正極端子及び負極端子を露出させて電極組立体を封止する内臓ケースとを備えたベアセルを基本構成として、ベアセル外面に保護回路基板のような安全装置を実装した状態で外部ケースに封止して完成する。
【０００５】
上記構造のバッテリーパックが携帯用電子機器の電源として用いられる際には、電池自体の高効率特性も非常に重要であるが、機構的な安全性と堅固性が確保されていなければならない。また、携帯用電子機器のスリム化及び小型化のためにバッテリーパック自体もスリム化されなければならないのに、バッテリーパックのスリム化には、バッテリーパックの外観を構成する外部ケースの構造が重要である。
【０００６】
詳しく説明すると、バッテリーパックのスリム化は、ベアセル電池、保護回路基板及び外部ケースのそれぞれの厚さによって規定される。ベアセル電池の容量が大きくなる分だけバッテリーパックの厚さが増加するので、バッテリーパックの高容量化及びスリム化を同時に達成するためには、外部ケースを薄くする必要がある。
【０００７】
しかしながら、従来、樹脂で形成された外部ケースの場合、外部ケースの強度を確保する観点からケースの厚さを減少させることに制約がある。例えば、外部ケースを構成する前方ケース及び後方ケースのそれぞれの厚さを０．４ｍｍ以下に薄くすることは事実上困難であった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、外部ケースの平面の一部を金属板で形成してケースの強度を確保しつつケース全体の厚さを最小化することができ、電池の容量を確保することができるバッテリー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】
【０００９】
上述した目的を達成するために本発明に係るバッテリーパックは、電極組立体及び前記電極組立体を収容するための溝を有するパウチケースを備えたパウチ型ベアセルの上部に、外部入出力端子部を備えた保護回路部材を電気的に接続して形成されたコアパックと、前記コアパックの広い一面をカバーして、周辺部に第１樹脂モールディング部が形成された前方ケースと、前記コアパックの広い他の一面をカバーして、周辺部に第２樹脂モールディング部が形成された後方ケースとを備え、前記第１樹脂モールディング部の端部及び前記第２樹脂モールディング部の端部を融着して前記前方ケースと前記後方ケースとを結合することを特徴とする。
【００１０】
前記パウチケースは、前面と後面とから構成され、前記前面には底面部と４個の側面部によって前記溝が形成され、前記後面は前記溝を覆うように形成されていることを特徴とする。
【００１１】
前記保護回路部材は、前記コアパックの前面に位置することを特徴とする。
【００１２】
前記前方ケースは、前記コアパックの広い一面をカバーする第１平面を形成する第１金属板と、前記コアパックの前面周囲を囲むように第１側壁を形成する第１樹脂モールディング部とを含み、前記後方ケースは、前記コアパックの広い他の一面をカバーする第２平面を形成する第２金属板と、前記コアパックの後面周囲を囲むように第２側壁を形成する前記第２樹脂モールディング部とを含むことを特徴とする。
【００１３】
前記第１側壁の第１端部と、前記第２側壁の第２端部とが超音波融着されることで、前記前方ケースと前記後方ケースが結合されることを特徴とする。
【００１４】
前記第１側壁の第１端部と、前記第２側壁の第２端部とが接触する面を反対形状に形成することを特徴とする。
【００１５】
前記第１端部の接触面に形成された第１突出部と、前記第２端部の接触面に形成された第２突出部とは、互いに噛み合う形状に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
前記第１端部または第２端部に融着突起を形成することを特徴とする。
【００１７】
前記融着突起は、垂直断面形状が三角形であることを特徴とする。
【００１８】
前記外部入出力端子部と対応する前記前方ケースの第１樹脂モールディング部に開口部が形成されていることを特徴とする。
【００１９】
前記パウチケースの前面のうち、前記底面部と、前記４個の側面部とが接する角部のうち少なくとも二つは、曲面形状に形成されていることを特徴とする。
【００２０】
前記第１金属板は、前記パウチケースの前面に形成された前記底面部に対応する大きさの長方形をしており、前記底面部に対応するように形成されて前記第１平面の中心部となる第１平面部と、前記第１平面部の周囲に前記コアパックの前面に向かって折曲伸長されて形成され、前記第１平面の周縁部となる第１折曲部とを備えていることを特徴とする。
【００２１】
前記第１樹脂モールディング部は、前記第１折曲部を含んで第１平面の周縁部となる第１樹脂部と、前記第１平面の周縁部で前記コアパックの前面に向かって垂直に折曲されて形成され、前記第１側壁となる第２樹脂部とを備えていることを特徴とする。
【００２２】
前記第１折曲部は、前記パウチケースの前面の曲面形状に対応した形状の部分を有することを特徴とする。
【００２３】
前記第１折曲部を囲む前記第１樹脂部の内側は、前記第１折曲部の形状に沿って前記パウチケースの前面の曲面形状に触れない厚さに形成されていることを特徴とする。
【００２４】
前記第１折曲部は、前記第１平面部の端で折曲された対角面と、前記対角面の外側に前記第１平面部と平行になるように伸長された水平面とを含むことを特徴とする。
【００２５】
第１金属板は、前記保護回路部材部分を除いた前記コアパックの前面に対応する大きさの長方形をしており、前記第１平面の中心部となる第１平面部と、前記第１平面部の前記保護回路部材側の端から一体に前記コアパックの前面に向かって折曲伸長されて形成された第１折曲部と、前記第１平面部のその他の端から一体に前記コアパックの前面に向かって垂直折曲されて形成され、前記第１側壁となる垂直折曲部とを備えていることを特徴とする。
【００２６】
前記第１樹脂モールディング部は、前記第１折曲部を含んで、第１平面の周縁部となる第１樹脂部と、前記第１平面の周縁部で前記コアパックの前面に向かって垂直折曲されて形成され、、第１側壁の一部となる第２樹脂部と、前記垂直折曲部を含んで前記第１側壁の他の一部となる第３樹脂部とを備えていることを特徴とする。
【００２７】
前記垂直折曲部は、前記パウチケースの前面の角部外側に位置するように形成されていることを特徴とする。
【００２８】
前記第２金属板は、前記コアパックの後面に対応する大きさの長方形をしており、前記コアパックの後面に対応するように形成された第２平面部と、前記第２平面部の端から一体に前記コアパックの後面方向に垂直折曲されて形成された第２折曲部とを備えていることを特徴とする。
【００２９】
第２樹脂モールディング部は、前記第２折曲部を含んでいることを特徴とする。
【００３０】
前記第２折曲部は、前記パウチケースの後面の角部外側に位置するように形成されていることを特徴とする。
【００３１】
前記第２折曲部は、前記パウチケースの後面から前記パウチケースの前面に形成された底面部までの高さの１/３乃至２/３の高さに形成されていることを特徴とする。
【００３２】
前記第１及び第２金属板は、０．１乃至０．２ｍｍの厚さに形成されていることを特徴とする。
【００３３】
前記第１及び第２金属板は、ステンレススチール(ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌ)材質で形成されていることを特徴とする。
【００３４】
前記第１樹脂モールディング部及び第２樹脂モールディング部は、プラスチック樹脂で形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明に係るバッテリーパックは、外部ケースの平面の一部を金属板で形成することによりケースの強度を確保しつつケース全体の厚さを最小化することができるとともに、電池の容量を確保することができる。
【００３６】
また、本発明に係るバッテリーパックは、パウチベアセルの角部を曲面形状にしたことによって確保された余裕空間に、外部ケースの樹脂モールディング部を形成したので、電池の小型化を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３８】
図１は、本発明の一実施形態に係るバッテリーパックを示した斜視図であり、図２は、図１のバッテリーパックを部分分解した分解斜視図であり、図３は、図１のパウチ型ベアセルをパウチケースで封止する前の状態を示す斜視図であり、図４は、図３のパウチ型ベアセルをパウチケースで封止した後の状態を示す斜視図である。
【００３９】
図１及び図２に示すように、本発明の一実施形態に係るバッテリーパック１００は、パウチ型ベアセル１０及びパウチ型ベアセル１０の上部に外部入出力端子部３０を有して電気的に接続された保護回路部材２０を備えたコアパック４０と、保護回路部材２０が位置するコアパック４０の前面をカバーする前方ケース５０と、コアパック４０の後面をカバーする後方ケース６０とを備えている。
【００４０】
図３及び図４に示すように、コアパック４０を構成するパウチ型ベアセル１０を説明すると、次のようになる。
【００４１】
図３に示すように、パウチ型ベアセル１０は、電極組立体１と、前記電極組立体１を収容するパウチケース１１とを備えている。
【００４２】
電極組立体１は、両面に正極活物質がコーティングされた正極板２と、セパレータ３と、両面に負極活物質がコーティングされた負極板４とを備えている。
【００４３】
また、正極板２には、一定の長さだけ突き出て正極として作用する正極タップ５が接合されている。負極板４には、一定の長さだけ突き出て負極として作用する負極タップ６が接合されている。また、正極タップ５及び負極タップ６とパウチケース１１との間の短絡を防止するために、絶縁テープ７をさらに備えるようにすることもできる。また、上記正極タップ５及び負極タップ６は、パウチケース１１のいずれか一方の面から外部に引き出され、このような正極タップ５及び負極タップ６は、保護回路部材２０と電気的に接続される。さらに、電極組立体１の両側の面には、電極組立体１がパウチケース１１と接触することを防止するための絶縁プレート(図示せず)をさらに付着させることも可能である。
【００４４】
一方、本発明において、パウチ型ベアセル１０の正極タップ５及び負極タップ６が引き出された方向を"上部"方向と称することとする。
【００４５】
パウチケース１１は、パウチマックの中間が摺綴されて前面１２と、上記前面１２と結合された後面１３とから形成されている。前面１２には、プレス(ｐｒｅｓｓ)加工などを介して電極組立体１を収容することができる溝１４が形成される。ここで、溝１４は、図３に示すように、前面１２の底面部１２ａと４個の側面部１２ｂとから形成される。
【００４６】
電極組立体１は、正極板２、セパレータ３、負極板４が配置された状態で一方向に巻かれている。ゼリーロール(Ｊｅｌｌｙ  Ｒｏｌｌ)形に巻かれた電極組立体１は、溝１４が形成されたパウチケース１１の前面１２に装着される。この際、電極組立体１の各極板２、４から引き出された正極タップ５と負極タップ６の端部は、封止されたパウチケース１１の外部へ露出される。
【００４７】
電極組立体１が装着された後、パウチケース１１の後面１３で前面１２を覆って溝１４の端１５に沿って熱融着を行い、パウチケース１１の前面１２と後面１３とを結合して封止することにより、パウチ型ベアセル１０が完成する。ここで、図４に示すように、パウチ型ベアセル１０の両側の端部に位置する端１５aは、パウチ型ベアセル１０の幅を最小にするように所定角度折り曲げられる。このようなパウチ型ベアセル１０は、最新の電子機器の外部が曲面形状の場合に、溝１４を構成する底面部１２ａと４個の側面部１２ｂとが接する部分のうち少なくとも二つは、図４に示すように曲面形状に形成される。
【００４８】
上記のようにして完成したパウチ型ベアセル１０の上部には、露出したタップ５、６が電池の安全性のために設置されている保護回路部材２０と電気的に接続されている。このようにパウチ型ベアセル１０の上部に保護回路部材２０が設置されて電気的に接続されてコアパック４０が形成される。ここで、保護回路部材２０は、パウチ型ベアセル１０の上部のうち、パウチケース１１の前面１２に位置している。
【００４９】
コアパック４０を構成する保護回路部材２０は、印刷回路基板２１を備えている。印刷回路基板２１には、電池に対して充電及び放電を制御することで、充電状態を均一にする回路(図示せず)、または過放電及び過充電を防止する回路(図示せず)のような保護回路が形成されている。また、保護回路部材２０は、サーミスタ(ｔｈｅｒｍｉｓｔｏｒ)または温度ヒューズのような保護素子を含むようにすることができ、これらも電池の高温上昇や過度な充放電などで電池の電圧、電流が規定以上になった場合などに電流を遮断して電池の破裂、発火などの危険を防止する。
【００５０】
また、保護回路部材２０は、パウチ型ベアセル１０と外部器機(図示せず)との間で電気信号を交換するためのもので、このために上部に保護回路部材２０と外部器機との間の電気的媒介体の役割をする外部入出力端子部３０をさらに備えている。このような外部入出力端子部３０は、金属部３１と、この金属部３１を囲むハウジング部３２とを備えている。
【００５１】
金属部３１は、伝導性の材質である金(Ａｕ)でメッキされており、パウチ型ベアセル１０と外部器機(図示せず)との間に電気を流す役割を有し、ハウジング部３２は、絶縁性材質であるプラスチック材質で形成されてハウジング部３２に一定の間隔で介在する金属部３１を相互に絶縁する役割を有する。
【００５２】
上記のような構成を有して形成されたコアパック４０を外部から保護するため、コアパック４０を間に置いて前方ケース５０と後方ケース６０を融着によって結合させると、バッテリーパック１００が完成する。
【００５３】
前方ケース５０は、コアパック４０の広い一面、即ち前面をカバーし、周辺部に第１樹脂モールディング部５５が形成されている。そして、後方ケース６０は、コアパック４０のもう一方の広い一面、即ち後面をカバーし、周辺部には第２樹脂モールディング部６５が形成されている。前方ケース５０の外観形状は片面が開口した蓋形状に形成されている。本発明において、前方ケース５０がコアパック４０を覆う場合にコアパック４０の前面と対応する部分を前方ケース５０の第１平面と称し、コアパック４０の側面を覆うために第１平面から一定の厚さを有して垂直に折曲された部分を第１側壁と称する。ここで、コアパック４０の前面は、パウチケース１１の前面１２と同一な方向に位置する面である。
【００５４】
同様に、後方ケース６０の外観形状は片面が開口した蓋形状に形成されている。後方ケース６０がコアパック４０を覆う場合にコアパック４０の後面１３と対応する部分を後方ケース６０の第２平面と称し、コアパック４０の側面を覆うために第２平面から一定の厚さを有して垂直に折曲された部分を第２側壁と称する。ここで、コアパック４０の後面は、パウチケース１１の後面１３と同一な方向に位置する面である。
【００５５】
一方、図２に示すように、前方ケース５０は、外部入出力端子部３０を露出させるために外部入出力端子部３０と対応する第１樹脂モールディング部５５の一部に開口部５６を備えている。
【００５６】
次に、コアパック４０を覆う前方ケース５０及び後方ケース６０の構造及び作用について図５乃至図８を参照しながら、詳しく説明する。
【００５７】
図５は、図２の前方ケース５０と後方ケース６０とを結合させるための構造を示した斜視図であり、図６は、図２のコアパック４０を間に置いて前方ケース５０と後方ケース６０とを結合させる前の状態を示した部分断面図であり、図７は、図６の前方ケース５０と後方ケース６０とを結合させた後の状態を示した部分断面図である。
【００５８】
図５に示すように、本発明の一実施形態に係るバッテリーパックの前方ケース５０は、第１平面を形成する第１金属板５１と、コアパック４０の前面の周囲を囲むように第１側壁を形成する第１樹脂モールディング部５５とを備えており、後方ケース６０は、第２平面を形成する第２金属板６１と、コアパック４０の後面の周囲を囲むように第２側壁を形成する第２樹脂モールディング部６５とを備えている。
【００５９】
図６に示すように、前方ケース５０の第１金属板５１は、第１平面の中心部となる第１平面部５１ａ及び第１平面部５１ａの端で一体に伸長されて第１平面の周縁部となる第１折曲部５１ｂを備えている。
【００６０】
第１平面部５１ａは、図４のパウチケース１１の前面１２に形成された底面部１２ａに対応した大きさの長方形に形成され、このような第１平面部５１ａは、前方ケース５０がコアパック４０の前面に結合される時にパウチケース１１の前面１２の底面部１２ａに対応する。
【００６１】
第１折曲部５１ｂは、第１平面部５１ａの周囲に一体に形成され、コアパック４０の前面、即ちパウチケース１１の前面１２側に向かって折曲伸長されて形成されている。この第１折曲部５１ｂは、さらに第１平面部５１ａの周囲に折曲された対角面５１ｂａと、この対角面５１ｂａの外側に第１平面部５１ａと平行な方向に伸長された水平面５１ｂｂとを含んでいる。図７に示すように、このような第１折曲部５１ｂは、前方ケース５０がコアパック４０の前面を覆った時に、曲面形状に形成されたパウチケース１１の前面１２の角部に生じた空間に設置されるので、バッテリーパックの内側空間を有効に活用できる利点がある。よって、バッテリーパック全体の厚さを増加させないようにすることが可能である。ここで、第１折曲部５１ｂは、前方ケース５０がコアパック４０を覆った時に、パウチケースの前面１２から後面１３の方向に向けて曲面形状の角部と重なる部分を有する。
【００６２】
上記のような構造の第１金属板５１は、ステンレススチール(ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌ)材質、特に、外部ケースとして引張強度が高くて内腐食性が良いＪＩＳ(一工業規格：Ｊａｐａｎ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｔａｎｄａｒｄ)ＳＵＳ３０１、ＪＩＳ  ＳＵＳ３０４及び ＪＩＳ  ＳＵＳ４３０などからなり、０．１乃至０．２ｍｍの厚さを有する。これは、第１金属板５１の厚さが０．１ｍｍ以下である場合には、前方ケース５０の強度を確保することが難しく、０．２ｍｍ以上である場合には、前方ケース５０の強度を確保することはできるが、厚くて重くなるという短所が生じるからである。また、０．１乃至０．２ｍｍの薄い厚さを有する第１金属板５１は、ほぼ０．５ｍｍの厚さのプラスチック樹脂と同じ強度レベルを有するので、第１金属板５１を備えた第１平面を有する前方ケース５０は、平面を薄くできるとともに強度を確保することができる。これによって、本発明に係るバッテリーパックは、プラスチック樹脂のみで形成されたケースを有する従来のバッテリーパックよりも厚さを薄くでき、さらに大きなケース強度を確保することができる。
【００６３】
図６に示すように、第１樹脂モールディング部５５は、上記第１折曲部５１ｂを含んで第１平面の周縁部となる第１樹脂部５２と、第１平面の周縁部からパウチケース１１の前面１２に向かって垂直に折曲されて上記第１側壁を形成する第２樹脂部５３とを含んでいる。
【００６４】
第１樹脂部５２は、第１金属板５１の第１平面部５１ａから伸長形成された第１折曲部５１ｂをプラスチック樹脂で囲んで形成され、外力によって曲がったり、ねじれたりしやすい第１金属板５１の第１折曲部５１ｂを支持する役割を有する。このような第１折曲部５１ｂを囲む第１樹脂部５２の内側は、第１折曲部５１ｂの形状に沿って形成される。そして、図７に示すように、第１樹脂部５２の内側は、前方ケース５０がコアパック４０の前面を覆う時に、曲面形状となるパウチケース１１の前面１２の角部に触れないような厚さに形成されている。上記のように第１折曲部５１ｂと共に第１平面の周縁部を形成する第１樹脂部５２は、第１折曲部５１ｂと同じく、前方ケース５０がコアパック４０の前面を覆う時に、曲面形状となるパウチケース１１の前面１２の角部によって生じた余裕空間に形成され、バッテリーパックの内側空間を有効に活用することができ、電池の小型化を実現することができる。
【００６５】
第２樹脂部５３は、コアパック４０を覆うために第１平面の周縁部からコアパック４０の前面、即ちパウチケース１１の前面１２に向かって垂直に折曲されて形成されている。ここで、第２樹脂部５３は、第１樹脂部５２と同じく、プラスチック材質で形成され、第１樹脂部５２と一体に形成される。このように第２樹脂部５３で構成された第１側壁の端に第１端部が形成され、この第１端部には以下に示す第２側壁の端に形成された第２端部に接続される第１突出部５３ａが備えられている。
【００６６】
上記のような前方ケース５０の第１樹脂モールディング部５５は、強度特性を有するステンレススチール(ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌ)に形成された第１折曲部５１ｂを樹脂で囲んで形成され、樹脂のみで形成した場合よりもさらに堅固に形成することができる。
【００６７】
一方、図６に示すように、後方ケース６０の第２金属板６１は、第２平面となる第２平面部６１ａ及び第２平面部６１ａの端部で一体に伸長されて第２側壁となる第２垂直折曲部６１ｂを備えている。第２金属板６１は、第１金属板５１と同じくステンレススチール(ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌ)材質で形成される。
【００６８】
第２平面部６１ａは、図４のパウチケース１１の後面１３に対応する大きさの長方形に形成され、このような第２平面部６１ａは、後方ケース６０がコアパック４０の後面に結合される時に、パウチケース１１の後面１３に対応するように形成されている。
【００６９】
第２折曲部６１ｂは、第２平面部６１ａの端で一体にコアパック４０の後面、即ち、パウチケース１１の後面１３に向かって垂直に折曲されて伸長される。このような第２折曲部６１ｂは、パウチケース１１の後面１３の角部外側に位置してコアパック４０を外力から保護することが可能な強度を確保することができる。ここで、第２折曲部６１ｂの高さは、パウチケース１１の後面１３から前面１２に形成された底面部１２ａまでの高さの１/３乃至２/３を有する。これは、第２折曲部６１ｂの高さがパウチケース１１の後面１３から前面１２に形成された底面部１２ａまでの高さの１/３より小さい場合には以下に示す第２樹脂モールディング部６５が第２折曲部６１ｂを囲んで後方ケース６０の第２側壁を形成した場合に、第２側壁の強度を充分に確保することができないからであり、第２折曲部６１ｂの高さがパウチケース１１の後面１３から前面１２に形成された底面部１２ａまでの高さの２/３よりも大きい場合には、第２折曲部６１ｂを囲むことができる樹脂の高さが制限され、ステンレススチール材質の第２折曲部６１ｂの重さによってバッテリーパックの重さが重くなるからである。
【００７０】
上記のように、第２樹脂モールディング部６５がステンレススチール(ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌ)材質で形成された第２折曲部６１ｂを含んで後方ケース６０の第２側壁を形成することにより、第２折曲部６１ｂは、第２側壁の強度をさらに強化する役割を果たすことができ、 第２平面部６１ａと第２樹脂モールディング部６５との間の連結性を高める役割も有することができる。
【００７１】
上記のような構造を有する第２金属板６１は、第１金属板５１のように０．１乃至０．２ｍｍの厚さを有する。これは、第２金属板６１の厚さが０．１ｍｍ以下である場合には、後方ケース６０の強度を確保することが難しく、０．２ｍｍ以上である場合には、後方ケース６０の強度を確保することはできるが厚くて重くなってしまうという短所があるためである。また、０．１乃至０．２ｍｍの厚さを有する第２金属板６１は、ほぼ０．５ｍｍの厚さのプラスチック樹脂と同じ強度レベルを有するので、第２金属板６１を備えた第２平面を有する後方ケース６０は、厚さの薄い平面を有しながら、強度を確保することができる。これによって、本発明のバッテリーパックは、プラスチック樹脂のみで形成されたケースを有する従来のバッテリーパックよりも薄くできるとともに、大きなケース強度を確保することができる。
【００７２】
第２樹脂モールディング部６５は、第２折曲部６１ｂをプラスチック樹脂で囲んで形成され、第２折曲部６１ｂと共に第２側壁を形成する。
【００７３】
このように形成された後方ケース６０の第２側壁の第２端部には、図６に示すように、前方ケース５０の第１側壁の端部と結合するように形成された第２突出部６５ａを備えている。この第２突出部６５ａは第１側壁の第１端部と反対形状を有し、本発明においては、第１端部の片側に第１突出部５３ａを形成し、この第１突出部５３ａと噛み合うように第２端部の片側に第２突出部６５ａが形成される。このように形成された第１突出部５３ａと第２突出部６５ａとは、前方ケース５０と後方ケース６０との結合時に、お互いに噛み合うようになり、前方ケース５０と後方ケース６０との結合力を高める。
【００７４】
また、上記のような前方ケース５０と後方ケース６０とを結合するため、前方ケース５０または後方ケース６０の端部に融着突起を形成することができる。本発明では、図６に示すように、前方ケース５０の第１端部の片側に融着突起５３ｂを形成する。このような融着突起５３ｂは、垂直な断面形状が三角形に形成され、前方ケース５０に形成された第１側壁の第１端部と、後方ケース６０に形成された第２側壁の第２端部とを超音波で融着する時に、その融着を容易にする。
【００７５】
上記のような構造を有する前方ケース５０及び後方ケース６０は、図７に示すように、上記コアパック４０を間に置いて超音波で融着されて結合される。この際、前方ケース５０の融着突起５３ｂは、超音波によって融着されながら、後方ケース６０と結合する。
【００７６】
このように、本発明の一実施形態に係るバッテリーパックは、コアパック４０を覆う前方ケース５０と後方ケース６０の平面の一部が０．１ｍｍ乃至０．２ｍｍの厚さを有する金属板から形成されている。したがって、従来のバッテリーパックではコアパックを覆う前方ケース及び後方ケースの平面が０．４ｍｍ程度のプラスチック樹脂で形成されていたので、これと比較して本発明のバッテリーパックでは、バッテリーパック全体の厚さを０．３ｍｍ乃至０．２ｍｍ減らすことができる。これによって、前方ケース５０及び後方ケース６０の平面を薄くできる分だけ有効空間が増加して、その有効空間によってバッテリー容量を増加させることができる。したがって、本発明の一実施形態に係るバッテリーパックは、バッテリーパックの全体の厚さを減らしながら、同時に高容量のバッテリーパックを実現することができる。
【００７７】
図８は、本発明の他の実施形態に係るバッテリーパックを示した斜視図であり、図９は、図８のバッテリーパックを部分的に分解した分解斜視図であり、図１０は、図９におけるＡ−Ａ′線に沿って切断した前方ケースの部分断面図であり、図１１は、図９におけるＢ−Ｂ′線に沿って切断した前方ケースの部分断面図であり、図１２は、図９のコアパックを間に置いて前方ケースと後方ケースとを結合する前の状態を示した部分断面図であり、図１３は、図１２の前方ケースと後方ケースの結合された後の状態を示す断面図である。
【００７８】
本発明の他の実施形態に係るバッテリーパック２００は、上述した本発明の一実施形態に係るバッテリーパック１００と比較する時、前方ケース１５０及び後方ケース１６０の構造のみが異なるだけであり、同一な構成要素を有する。したがって、本発明の他の実施形態において、本発明の一実施形態に係るバッテリーパック１００と同一な構成要素に対する説明は省略し、前方ケース１５０及び後方ケース１６０に対して説明する。
【００７９】
本発明の他の実施形態に係るバッテリーパック２００は、図９及び図１０に示すように、パウチ型ベアセル１１０及びパウチ型ベアセル１１０の上部に外部入出力端子部１３０を有して電気的に接続された保護回路部材１２０を備えているコアパック１４０と、保護回路部材１２０が位置するコアパック１４０の前面を覆う前方ケース１５０と、コアパック１４０の後面を覆う後方ケース１６０とを含んでいる。
【００８０】
本発明の他の実施形態に係るバッテリーパック２００の前方ケース１５０は、第１平面を形成する第１金属板１５１と、コアパック１４０の前面を囲むように第１側壁を形成する第１樹脂モールディング部１５５とを備えており、後方ケース１６０は、第２平面を形成する第２金属板１６１と、コアパック１４０の後面を囲むように第２側壁を形成する第２樹脂モールディング部１６５とを備えている。
【００８１】
図１０及び図１１に示すように、前方ケース１５０の第１金属板１５１は、第１平面の中心部となる第１平面部１５１ａと、第１平面部１５１ａの端で一体に伸長されて第１平面の周縁部となる第１折曲部１５１ｂとを備えている。また、図１１に示すように第１平面部１５１ａの別の端から伸長されて第１側壁の一部となる垂直折曲部１５１ｃを備えている。
【００８２】
第１平面部１５１ａは、図９の保護回路部材１２０の部分を除いたコアパック１４０の前面、即ちパウチケース１１１の前面１１２に対応した大きさの長方形に形成され、このような第１平面部１５１ａは、前方ケース１５０がコアパック１４０の前面に結合される時に保護回路部材１２０の部分を除いたパウチケース１１１の前面１１２に対応するように形成されている。
【００８３】
第１折曲部１５１ｂは、図１０に示すように、第１平面部１５１ａのうち保護回路部材１２０が形成されている側の端から一体にコアパック４０の前面、即ちパウチケース１１１の前面１１２側に向かって折曲伸長されて形成されている。この第１折曲部１５１ｂは、さらに第１平面部１５１ａの端から折曲された対角面１５１ｂａと、この対角面１５１ｂａの外側に第１平面部１５１ａと平行な方向に伸長された水平面１５１ｂｂとを含んでいる。
【００８４】
このような第１折曲部１５１ｂは、本発明の一実施形態で形成された前方ケース５０の第１折曲部５１ｂと同様な構造を有しており、同一な役割を有するので、重複した説明は省略する。ここで、第１折曲部１５１ｂは、コアパック１４０の上部側のみに形成される。
【００８５】
垂直折曲部１５１ｃは、図１１及び図１２に示すように、第１平面部１５１ａの別の端から一体にコアパック1４０の前面、即ちパウチケース１１１の前面１１２側に向かって垂直に折曲されて第１側壁の一部となる。このような垂直折曲部１５１ｃは、パウチケース１１１の角部外側に位置して第１側壁の強度を強化する役割を有し、第１平面部１５１ａと以下に示す第１樹脂モールディング部１５５との連結性を高める役割を有している。
【００８６】
本発明の他の実施形態に係るバッテリーパックにおいて、垂直折曲部１５１ｃは前方ケース１５０の周囲のうちコアパック１４０の下部及び両側部に対応する部分に形成されて第１側壁の一部を形成するが、コアパック１４０の上部に対応する第１側壁の部分には、垂直折曲部１５１ｃが形成されていない。これは、コアパック１４０の上部に対応する第１平面部分には外部入出力端子部１３０が露出するように開口部１５６を形成しなければならないからである。ここで、コアパック１４０の上部に対応する第１側壁の部分に垂直折曲部１５１ｃを形成すると、コアパック１４０の上部に対応する第１平面部分にまで第１金属板１５１の第１平面部１５１ａを延長させなければならないので開口部１５６を形成できなくなるからである。即ち、外部入出力端子部１３０に対応する部分の前方ケース１５０は、樹脂で形成することが好ましい。
【００８７】
上記のような構造で形成された第１金属板１５１は、上述した本発明の一実施形態に係る第１金属板５１と同じくステンレススチール(ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌ)材質からなり、０．１乃至０．２ｍｍの厚さを有する。これによって、本発明の他の実施形態に係るバッテリーパックは、プラスチック樹脂のみで形成された従来のバッテリーパックよりも薄く形成できるとともに、大きなケース強度を確保することができる。
【００８８】
第１樹脂モールディング部１５５は、図１０乃至図１３に示すように、第１折曲部１５１ｂを囲んで第１平面の周縁部となる第１樹脂部１５２と、第１平面の周縁部でコアパックの前面、即ちパウチケース１１１の前面１１２に向かって垂直に折曲される第２樹脂部１５３と、垂直折曲部１５１ｃを囲んで垂直折曲部１５１ｃと共に第１側壁の一部となる第３樹脂部１５４とを備えている。
【００８９】
第１樹脂部１５２及び第２樹脂部１５３は、上述した本発明の一実施形態に係る第１樹脂部５２及び第２樹脂部５３と同様な構造及び材質で形成されて同一な役割を有するので、重複した説明は省略する。
【００９０】
第３樹脂部１５４は、垂直折曲部１５１ｃをプラスチック樹脂で囲んで垂直折曲部１５１ｃと共に第１側壁の一部を形成する。 
【００９１】
第１樹脂部１５２、第２樹脂部１５３及び第３樹脂部１５４は、一体に形成されている。ここで、第１側壁の一部となる第３樹脂部１５４は、垂直折曲部１５１ｃを含んで形成され、垂直折曲部１５１ｃが前方ケース１５０からコアパック１４０の前面、即ちパウチケース１１１の前面１１２に向かって延長された長さよりも長く形成されている。さらに、第１側壁の他の一部を形成する第２樹脂部１５３も、図１０及び図１１に示すように、第３樹脂部１５４の長さと同様に形成される。
【００９２】
このように形成された前方ケース１５０の第１側壁の第１端部は、以下に示す第２側壁の端に形成される第２端部と接続される面に第１突出部１５３ａ、１５４ａを有する。そして、第１側壁の第１端部と第２側壁の第２端部の超音波融着が容易に行われるように、第１端部の別の側に、図１０及び図１１に示すように、融着突起１５３ｂ、１５４ｂが形成される。
【００９３】
本発明の他の実施形態に係るバッテリーパックにおいて、コアパック１４０の保護回路部材１２０の部分に対応する前方ケース１５０と後方ケース１６０の結合は、図５及び図６に示した本発明の一実施形態に係るバッテリーパックの前面ケース５０と後方ケース６０との結合と同様である。これに加えて、図１２及び図１３において、コアパック１４０の前方ケース１５０と後方ケース１６０の結合形態のみを図示した。
【００９４】
上記のような前方ケース１５０の第１樹脂モールディング部１５５は、強度特性を有するステンレススチール(ｓｔａｉｎｌｅｓｓ  ｓｔｅｅｌ)で形成された第１折曲部１５１ｂ及び垂直折曲部１５１ｃを樹脂で囲んで形成され、樹脂のみで形成される場合よりもさらに堅固である。
【００９５】
後方ケース１６０は、上述した本発明の一実施形態に係る後方ケース６０と比較すると、第２側壁の高さが前方ケース１５０の第１側壁の高さによって少し低くなったことのみを除いて同様である。従って、重複した説明は省略する。
【００９６】
上記のような構造を有する前方ケース１５０及び後方ケース１６０は、図１３に示すように、コアパック１４０を間に置いて超音波で融着されて結合される。この時、第１樹脂モールディング部１５５に形成された融着突起１５４ｂが超音波によって融着され、前方ケース１５０と後方ケース１６０とを結合させる
【００９７】
このように、本発明の他の実施形態に係るバッテリーパックは、コアパック１４０を覆う前方ケース１５０と後方ケース１６０の平面の一部が０．１乃至０．２ｍｍの厚さの金属板からなり、従来のバッテリーパックにおいてコアパックを覆う前方ケース及び後方ケースの平面が ０．４ｍｍ程度のプラスチック樹脂で形成されている場合よりもバッテリーパック全体の厚さを０．３乃至０．２ｍｍ減らすことができる。これによって、前方ケース１５０及び後方ケース１６０の平面が薄くなった分だけ有効空間が増加して、その有効空間によってバッテリー容量を増加させることができ、バッテリーパックの高容量化を実現することができる。よって、本発明の他の実施形態に係るバッテリーパックは、バッテリーパックの全体の厚さを減らしながら、同時に高容量のバッテリーパックを実現することができる。
【００９８】
以上、本発明は、上述した特定の好ましい実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲で請求する本発明の基本概念に基づき、当該技術分野における通常の知識を有する者であれば、様々な実施形態が可能であり、そのような変形は本発明の特許請求の範囲に属するものである。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の一実施形態に係るバッテリーパックの構造を示す斜視図である。
【図２】図１のバッテリーパックを部分的に分解した分解斜視図である。
【図３】図１のパウチ型ベアセルをパウチケースで封止する前の状態を示した斜視図である。
【図４】図３のパウチ型ベアセルをパウチケースで封止した後の状態を示した斜視図である。
【図５】図２の前方ケースと後方ケースとを結合するための構造を示した斜視図である。
【図６】図２のコアパックを間に置いて前方ケースと後方ケースを結合する前の状態を示した部分断面図である。
【図７】図６の前方ケースと後方ケースの結合された後の状態を示した断面図である。
【図８】本発明の他の実施形態に係るバッテリーパックの構造を示す斜視図である。
【図９】図８のバッテリーパックを部分的に分解した分解斜視図である。
【図１０】図９のＡ−Ａ′線に沿って切断した前方ケースの部分断面図である。
【図１１】図９のＢ−Ｂ′線に沿って切断した前方ケースの部分断面図である。
【図１２】図９のコアパックを間に置いて前方ケースと後方ケースを結合する前の状態を示した部分断面図である。
【図１３】図１２の前方ケースと後方ケースを結合した後の状態を示した断面図である。
【符号の説明】
【０１００】
１…電極組立体 
２…正極板
３…セパレータ 
４…負極板
５、１０５…正極タップ 
６、１０６…負極タップ
７…絶縁テープ 
１０…パウチ型ベアセル
１１、１１１…パウチケース 
１２、１１２…パウチケースの前面
１３、１１３…パウチケースの後面 
１４…溝
１５、１１５…端 
２０、１２０…保護回路部材
３０、１３０…外部入出力端子部 
３１、１３１…金属部
３２、１３２…ハウジング部 
４０、１４０…コアパック
５０、１５０: 前方ケース 
５１、１５１: 第１金属板
５１ａ、１５１ａ…第１平面部 
５１ｂ、１５１ｂ…第１折曲部
５１ｂａ、１５１ｂａ…対角面 
５１ｂｂ、１５１ｂｂ…水平面
５２、１５２…第１樹脂部 
５３、１５３…第２樹脂部
５３ａ、１５３ａ、１５４ａ…第１突出部 
５３ｂ、１５４ｂ…融着突起
５５、１５５…第１樹脂モールディング部 
５６、１５６…開口部
６０、１６０…後方ケース 
６１、１６１…第２金属板
６１ａ、１６１ａ…第２平面部
６１ｂ、１６１ｂ…第２折曲部
６５、１６５…第２樹脂モールディング部 
６５ａ、１６５ａ…第２突出部
１００、２００…バッテリーパック
【図１】
2008084814.tif 000003
【図２】
2008084814.tif 000004
【図３】
2008084814.tif 000005
【図４】
2008084814.tif 000006
【図５】
2008084814.tif 000007
【図６】
2008084814.tif 000008
【図７】
2008084814.tif 000009
【図８】
2008084814.tif 000010
【図９】
2008084814.tif 000011
【図１０】
2008084814.tif 000012
【図１１】
2008084814.tif 000013
【図１２】
2008084814.tif 000014
【図１３】
2008084814.tif 000015