(57)【要約】【課題】簡単な構造で製造コストを低減しながら、保護素子を理想的な状態で外装缶の内部に配置する。外装缶の内部に配設される保護素子によって、電池の発熱で速やかに動作させて電池を安全に保護する。【解決手段】パック電池は、電極体１８を収納している外装缶２の開口部を、凸部電極４を有する封口板３で閉塞している。この封口板３の凸部電極４は、保護素子１０を介して電極体１８の一方の電極に接続され、封口板３と電極体１８との間にはプラスチック製の絶縁スペーサ４０を配設している。保護素子１０は、第１の接続金属端子１１Ａと第２の接続金属端子１１Ｂの間に本体チップ１２を接続している。さらに、本発明のパック電池は、プラスチックで成形している絶縁スペーサ４０に本体チップ１２をインサート成形して、保護素子１０を外装缶２内に配設している。【選択図】図６
2008159395.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電極体(18)を収納している外装缶(2)の開口部が、凸部電極(4)を有する封口板(3)で閉塞され、この封口板(3)の凸部電極(4)は、保護素子(10)を介して電極体(18)の一方の電極に接続されると共に、封口板(3)と電極体(18)との間にプラスチック製の絶縁スペーサ(40)を配設しており、
保護素子(10)は、第１の接続金属端子(11A)と第２の接続金属端子(11B)の間に本体チップ(12)を接続しており、
プラスチックで成形される絶縁スペーサ(40)に本体チップ(12)がインサート成形されて、保護素子(10)を外装缶(2)内に配設してなるパック電池。
【請求項２】
保護素子(10)の第１の接続金属端子(11A)は、凸部電極(4)に接続されるリベット(5)が接続され、このリベット(5)は絶縁スペーサ(40)から突出して封口板(3)の凸部電極(4)に接続され、第２の接続金属端子(11B)は、一方の電極に接続される接続タブ(41)を絶縁スペーサ(40)から突出して、この接続タブ(41)を電極に接続している請求項１に記載されるパック電池。
【請求項３】
保護素子(10)がＰＴＣである請求項１に記載されるパック電池。
【請求項４】
絶縁スペーサ(40)が外装缶(2)の内面に沿う形状に成形されると共に、封口板(3)が安全弁(7)を備え、安全弁(7)が開弁してガスを通過させる貫通孔(42)を絶縁スペーサ(40)に設けている請求項１に記載されるパック電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護素子を備えるパック電池に関し、とくに保護素子を外装缶の内部に配設しているパック電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
パック電池は、電池と直列にＰＴＣやヒューズ等の保護素子を接続して安全性を向上できる。保護素子であるＰＴＣは、温度が上昇して設定温度よりも高くなると電気抵抗が急激に上昇する。電気抵抗が増加したＰＴＣは、電池に流れる電流を実質的に遮断する。ＰＴＣは電池で加温され、また、ＰＴＣに流れる過大な電流で加温される。したがって、電池の温度が高くなり、あるいは電池に過大な電流が流れると、ＰＴＣの電気抵抗が大きくなって電流が遮断される。ＰＴＣは設定温度よりも低温では電気抵抗が極めて小さく、電池に流れる電流を制限しない。
【０００３】
電池と直列に接続されるＰＴＣ等の保護素子は、電池の定位置に配置する必要がある。このことを実現するために、絶縁材を介して保護素子を封口板上面の定位置に配置するパック電池が開発されている。（特許文献１参照）
【特許文献１】特開２００２−３４３３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されるパック電池が、保護素子を封口板に連結する状態を示す分解斜視図を図１に、拡大断面図を図２に示す。保護素子１１０は、感熱チップ１１２の上面でその両端にリード板１１１を固定している。この保護素子１１０を定位置に配置するために、封口板１０３は、保護素子１１０を保持する絶縁材１０６を陥入する凹部１０３Ｂを上面に設けている。絶縁材１０６は、保護素子１１０を定位置に保持するための凹部１０６Ｂを上面に開口して設けている。さらに、凸部電極１０４のリベット１０５を挿通する貫通孔１０６Ａを一端部に設けている。この絶縁材１０６の凹部１０６Ｂに入れられる保護素子１１０は、一方のリード板１１１に、リベット１０５を挿通する貫通孔１１４を設けている。封口板１０３を貫通するリベット１０５は、絶縁材１０６と保護素子１１０のリード板１１１に挿通され、その上端をカシメ加工して、封口板１０３と絶縁材１０６と保護素子１１０を連結する。さらに、リベット１０５は封口板１０３から突出して凸部電極１０４となる。リベット１０５の凸部電極１０４を封口板１０３から絶縁するために、封口板１０３の下面に絶縁シート１０７を配設し、この絶縁シート１０７は、封口板１０３の貫通孔１０３Ａに挿入される絶縁筒１０７Ａを一体構造で設けている。リベット１０５は下端に鍔１０５Ａを有し、この鍔１０５Ａを絶縁シート１０７の下面に積層している。リベット１０５は、絶縁シート１０７で封口板１０３から絶縁されて、保護素子１１０の一方のリード板１１１に連結される。リベット１０５は、図示しないが外装缶に内蔵される電極に接続される。リチウムイオン二次電池は、凸部電極１０４を負極板に接続する。この電池は、凸部電極１０４をマイナス電極とし、外装缶と封口板１０３をプラス電極とする。保護素子１１０は、マイナス電極の凸部電極１０４と直列に接続される。
【０００５】
以上の構造のパック電池は、保護素子を定位置に配置するために、保護素子と封口板との間に、保護素子を定位置に配置する絶縁材を配設する必要がある。この絶縁材は、絶縁材であるプラスチックでもって、保護素子を定位置に保持できる独特の形状に成形する必要がある。また、保護素子と封口板との間に絶縁材を配置するパック電池は、封口板と絶縁材とを定位置に配置する必要があることから、封口板には絶縁材を嵌着する凹部を設け、この凹部に嵌着できる形状に絶縁材を成形する必要がある。このため、特定の形状に成形している絶縁材を使用するので部品コストが高くなり、さらに、この絶縁材を嵌着する独特の複雑な形状に封口板を加工するために製造コストが高くなる。
【０００６】
また、保護素子が電池の外部に配設され、しかも、保護素子を封口板から絶縁するために、封口板との間に熱抵抗の大きいプラスチックが介在されることから、電池の内部発熱を速やかに保護素子に伝達するのが難しく、電池の発熱で保護素子が電流を遮断するのに時間遅れが発生する欠点がある。
【０００７】
本発明は、この欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、簡単な構造で製造コストを低減しながら、保護素子を理想的な状態で外装缶の内部に配置でき、しかも、外装缶の内部に配設される絶縁スペーサでもって、保護素子を絶縁して外装缶の内部に配設でき、さらに、外装缶の内部に配設される保護素子によって、電池の発熱で速やかに動作して電池を安全に保護できるパック電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のパック電池は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
本発明の請求項１のパック電池は、電極体１８を収納している外装缶２の開口部を、凸部電極４を有する封口板３で閉塞している。この封口板３の凸部電極４は、保護素子１０を介して電極体１８の一方の電極に接続され、封口板３と電極体１８との間にはプラスチック製の絶縁スペーサ４０を配設している。保護素子１０は、第１の接続金属端子１１Ａと第２の接続金属端子１１Ｂの間に本体チップ１２を接続している。さらに、本発明のパック電池は、プラスチックで成形している絶縁スペーサ４０に本体チップ１２をインサート成形して、保護素子１０を外装缶２内に配設している。
【０００９】
本発明の請求項２のパック電池は、保護素子１０の第１の接続金属端子１１Ａに、凸部電極４に接続されるリベット５を接続し、このリベット５を、絶縁スペーサ４０から突出させて封口板３の凸部電極４に接続すると共に、第２の接続金属端子１１Ｂは、一方の電極に接続される接続タブ４１を絶縁スペーサ４０から突出させて、この接続タブ４１を電極に接続している。
この構造のパック電池は、接続部分を除く保護素子１０の全ての部分を絶縁スペーサ４０に埋設して確実に絶縁し、また、絶縁スペーサ４０から突出するリベット５を封口板３に連結して、保護素子１０と絶縁スペーサ４０とを外装缶２内の定位置に配置できる。
【００１０】
本発明の請求項３のパック電池は、保護素子１０をＰＴＣとする。このパック電池は、電池が異常な状態になって内部温度が上昇すると、ＰＴＣが加熱されて電流を遮断して、電池を保護する。
【００１１】
さらに、本発明の請求項４のパック電池は、絶縁スペーサ４０の外形を、外装缶２の内面に沿う形状に成形すると共に、封口板３には安全弁７を設け、この安全弁７が開弁してガスを通過させる貫通孔４２を絶縁スペーサ４０に設けている。このパック電池は、安全弁７が開弁するときに、外装缶２内のガス等の内容物を貫通孔４２に通過させてスムーズに外部に排気できる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のパック電池は、簡単な構造で製造コストを低減しながら、保護素子を理想的な状態で外装缶の内部に配置できる特徴がある。それは、本発明のパック電池が、外装缶内の封口板と電極体との間に配設しているプラスチック製の絶縁スペーサに保護素子の本体チップをインサートしているからである。この構造は、外装缶の内部に配設される絶縁スペーサでもって、保護素子の本体チップを絶縁しながら外装缶内の定位置に配置できる。また、外装缶の内部に配設される保護素子は、電池の発熱で速やかに加熱され、電池が異常になって温度が高くなると、迅速に動作して電池を安全に保護できる特徴もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池を例示するものであって、本発明はパック電池を以下のものに特定しない。
【００１４】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲」および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１５】
図３ないし図６に示すパック電池は、携帯電話等の携帯用電子機器に使用される。このパック電池は、電池１を薄型の角型電池としている。電池１を薄型の角型電池とするパック電池は、全体をコンパクトにできるので、携帯電話などの電源に適している。ただし、本発明はパック電池の用途を携帯電話等の携帯機器には特定しない。また、図３ないし図５のパック電池は、保護素子１０を内蔵する電池１に基板２０を連結してコアパック３０とし、このコアパック３０に合成樹脂を成形してなる外装ケース３１、３２を連結し、さらに、電池１の外装缶２の表面と外装ケース３１、３２の一部にラベル３４を接着している。図のパック電池は、コアパック３０にひとつの電池１を備えるが、複数の電池を直列又は並列に接続して電池のコアパックとすることもできる。
【００１６】
図４ないし図６に示すコアパック３０は、保護素子１０を内蔵する電池１の凸部電極４と封口板３に、一対のリード板２２、２３を介して基板２０を連結している。電池１はリチウムイオン二次電池である。リチウムイオン二次電池は、アルミニウムやアルミニウム合金製の外装缶２の開口部を、アルミニウムやアルミニウム合金の封口板３で密閉している。ただし、本発明は、電池をリチウムイオン二次電池には特定しない。充電できる全ての電池を使用できるからである。封口板３はレーザー溶接して外装缶２の開口部に固定されて、外装缶２の開口部を密閉する。図の封口板３は、外周に沿って溶接用の周壁１６を設けている。この封口板３は、周壁１６で外周部を厚くしている。封口板３は、周壁１６で厚くなる外周をレーザー溶接されて、確実に安定して外装缶２に固定される。
【００１７】
封口板３は、中央部に凸部電極４を備える。図の電池１は、封口板３に固定されるリベット５で凸部電極４を構成する。ただし、本発明の電池は、封口板にリベットによらない凸部電極を設けることもできる。凸部電極４は、封口板３に絶縁して固定される。リチウムイオン二次電池は、外装缶２と封口板３をプラス側とし、凸部電極４をマイナス側としている。凸部電極４を封口板３から絶縁する構造を図６に示す。この図の封口板３は、上面に絶縁ガスケット６を積層している。凸部電極４となるリベット５は、絶縁ガスケット６と封口板３を貫通して、封口板３から絶縁される。この絶縁ガスケット６は、封口板３に設けた貫通孔３Ａに挿通される絶縁筒１７を一体的に設けている。絶縁筒１７は、封口板３の貫通孔３Ａの内面を絶縁して、その内側にリベット５を挿通させる。
【００１８】
リベット５は、下端に鍔５Ａを有し、上端をカシメ加工して封口板３に固定している。リベット５の上端はカシメ加工によって、外周に鍔状の広がるように筒状としている。このリベット５は、下端に保護素子１０を接続している。外装缶２の内部にあって、凸部電極４となるリベット５に接続される保護素子１０は、第１の接続金属端子１１Ａの先端部に貫通孔１４を設けており、この貫通孔１４にリベット５を挿通して、第１の接続金属端子１１Ａとリベット５を溶接して接続している。ただし、図示しないが、リベットと保護素子の第１の接続金属端子とを１枚の金属板をプレス加工して一体構造に製作することもできる。リベット５の上端がカシメ加工されて、保護素子１０の第１の接続金属端子１１Ａは凸部電極４に接続される。
【００１９】
封口板３の凸部電極４は、保護素子１０を介して電極体１８の一方の電極、リチウムイオン二次電池にあっては負極に接続される。電池１は、図６と図７に示すように、封口板３と電極体１８との間に、プラスチック製の絶縁スペーサ４０を配設している。この絶縁スペーサ４０は、プラスチックで成形される成形工程において、保護素子１０をインサート成形している。絶縁スペーサ４０にインサート成形されて、絶縁スペーサ４０内の定位置に配置される保護素子１０は、絶縁スペーサ４０でもって絶縁状態に埋設される。
【００２０】
図６と図８に示す保護素子１０は、第１の接続金属端子１１Ａと第２の接続金属端子１１Ｂからなる一対の接続金属端子１１の間に本体チップ１２を配置している。第１の接続金属端子１１Ａは、凸部電極４に接続されるリベット５に接続している。リベット５は、図７に示すように、プラスチック製の絶縁スペーサ４０から突出して封口板３に接続される。第２の接続金属端子１１Ｂは、先端の接続タブ４１を絶縁スペーサ４０から突出させて、接続タブ４１を電極体１８の一方の電極、リチウムイオン二次電池にあっては負極に接続している。絶縁スペーサ４０は、保護素子１０をインサート成形して、内部に絶縁状態で固定している。この絶縁スペーサ４０は、保護素子１０の本体チップ１２を内部に埋設して絶縁し、さらに、この第１の接続金属端子１１Ａと第２の接続金属端子１１Ｂの本体チップ１２との接続部分を埋設して絶縁する。第１の接続金属端子１１Ａは、リベット５の上部のみを絶縁スペーサ４０から外部に突出させて、その他の部分を絶縁スペーサ４０に埋設している。第２の接続金属端子１１Ｂは、先端部の接続タブ４１のみを絶縁スペーサ４０から外部に突出させて、その他の部分を絶縁スペーサ４０に埋設している。
【００２１】
絶縁スペーサ４０は、全体をプラスチックで一体的に成形する工程で、保護素子１０をインサート成形して内部に埋設できる。この絶縁スペーサ４０は、絶縁スペーサ４０を成形する成形室（図示せず）の定位置に保護素子１０を仮止めし、この状態で成形室に溶融状態のプラスチックを注入して保護素子１０をインサート成形できる。保護素子１０は、第１の接続金属端子１１Ａに連結しているリベット５と接続タブ４１を金型（図示せず）の一部で挟着して、成形室の定位置に仮止めできる。
【００２２】
さらに、絶縁スペーサは、図９に示すように、あらかじめ絶縁材であるプラスチック等を成形して絶縁材６２とし、この絶縁材６２の上に保護素子１０を固定して保護素子組立６１とし、この保護素子組立６１を、絶縁スペーサ６０を成形するプラスチック６３にインサート成形して埋設することもできる。この構造の絶縁スペーサ６０は、保護素子１０を金型の成形室に位置ずれしないように仮止めしながら、保護素子１０の下面を絶縁材６２で確実に絶縁できる。とくに、この図の絶縁スペーサ６０は、第２の接続金属端子１１Ｂの上面に、第２の接続金属端子１１Ｂを押圧して仮止めするために仮止め凹部６４を設けている。仮止め凹部６４は、底面に第２の接続金属端子１１Ｂを表出させている。この保護素子組立６１は、絶縁材６２とリベット５を上下で挟着し、さらに、絶縁材６２と第２の接続金属端子１１Ｂを上下で挟着して、金型の成形室にしっかりと、注入される溶融状態のプラスチックで位置ずれしないように仮止めできる。この構造の絶縁スペーサ６０は、保護素子１０を正確な位置に固定してインサート成形できる。成形室に仮止めされる保護素子１０が、保護素子１０のみでなく、絶縁材６２とリベット５、さらに絶縁材６２と第２の接続金属端子１１Ｂを介して成形室の定位置に仮止めできると共に、絶縁材６２の下面を成形室に接触させる状態で、成形室に溶融状態のプラスチックを注入できるからである。成形室の内面に接触する保護素子組立６１は、注入されるプラスチックで位置ずれすることがなく、絶縁スペーサ６０の正確な位置にインサートして固定される。このため、保護素子１０の下面にあらかじめ成形している絶縁材６２を配設して、保護素子１０と絶縁材６２を一緒にインサート成形して製作される絶縁スペーサ６０は、保護素子１０を理想的な状態で内部に埋設できる。なお、図９に示す実施例において、前述の実施例と同じ構成要素については、同符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００２３】
絶縁スペーサ４０は、図６に示すように、電極体１８と封口板３の間にあって、電極体１８を封口板３から絶縁すると共に、電極体１８が外装缶２の内部で上昇するのを阻止して、外装缶２内の定位置に配置する。この絶縁スペーサ４０は、外形を外装缶２の内形に沿う形状、すなわち、外形を外装缶２の内形にほぼ等しい形状、正確には、外装缶２内に配置できるように、外形を外装缶２の内形よりもわずかに小さく成形している。絶縁スペーサ４０の厚さは、外装缶２の内部に配置されて、電極体１８の上方移動を阻止できるように、封口板３と電極体１８の間隔にほぼ等しくしている。さらに、絶縁スペーサ４０は、ガス等の内容物を上下に透過させるために、上下に貫通して貫通孔４２を設けている。この絶縁スペーサ４０は、封口板３の安全弁７が開弁してガスを外部に排気するとき、ガス等の内容物を、貫通孔４２を通過させてスムーズに排気できる。とくに、絶縁スペーサ４０の外形を外装缶２の内形にほぼ等しくして、外装缶２の内面と絶縁スペーサ４０との隙間を狭くする電池においても、外装缶２の内部で発生するガスを安全弁７からスムーズに排気できる。
【００２４】
絶縁スペーサ４０にインサート成形して埋設される保護素子１０は、リベット５の上端をカシメ加工して、第１の接続金属端子１１Ａを封口板３の凸部電極４に接続する。第２の接続金属端子１１Ｂは、接続タブ４１を電極体１８の一方の電極に接続する。
【００２５】
保護素子１０は、電池１の熱を感知して電流を遮断する温度感知電流遮断素子である。温度感知電流遮断素子の保護素子１０は、本体チップ１２を感熱チップとするＰＴＣである。ＰＴＣは、電池１の温度が異常に高くなるときに電流を遮断するので、電池１を高温障害から保護し、またパック電池を安全に充放電できる。温度感知電流遮断素子のＰＴＣは、温度が設定温度よりも高くなると電気抵抗が著しく大きくなって、電池１の電流を実質的に遮断する保護素子である。ただ、温度感知電流遮断素子の保護素子は、ＰＴＣに代わって、ヒューズやブレーカ等の温度感知電流遮断素子も使用できる。ヒューズである保護素子は、たとえば、過電流が流れたときに発生するジュール熱で溶断されて電流を遮断する金属線を本体チップに内蔵する。ブレーカである保護素子は、たとえば、過電流や周囲の熱に反応して接点を切り離して電流を遮断する回路を本体チップに内蔵する。
【００２６】
図８の保護素子１０は、本体チップ１２の両面に第１の接続金属端子１１Ａと第２の接続金属端子１１Ｂを積層して、接続金属端子１１を本体チップ１２に電気接続している。本体チップ１２は細長い直方体で、図において、上面に第１の接続金属端子１１Ａを、下面に第２の接続金属端子１１Ｂを設けて、本体チップ１２と接続金属端子１１の積層構造としている。本体チップ１２は、下面と上面に金属泊からなる接続層（図示せず）を設けており、この接続層に、接続金属端子１１をリフロー半田等の方法で接続している。接続金属端子１１は、たとえば厚さを０．３ｍｍとするニッケル板である。ただ、接続金属端子には導電性の全ての金属、たとえば銅板、表面をニッケル等でメッキした鉄や鉄合金等も使用できる。
【００２７】
第１の接続金属端子１１Ａと第２の接続金属端子１１Ｂは、本体チップ１２の幅に等しく、本体チップ１２よりも長い帯状の細長い金属板で、この金属板の一端部を本体チップ１２の表面に積層して接続層を連結している。第１の接続金属端子１１Ａと第２の接続金属端子１１Ｂは、その先端部分が、本体チップ１２から互いに反対方向に突出する姿勢で接続している。第１の接続金属端子１１Ａは、図において本体チップ１２の左側に伸びる形状であって、絶縁スペーサ４０から外部に突出するリベット５を先端部に連結している。図の第１の接続金属端子１１Ａは、先端部に、リベット５を挿入する貫通孔１４を設けており、この貫通孔１４に挿通されるリベット５を溶接して接続している。第２の接続金属端子１１Ｂは、第１の接続金属端子１１Ａの反対側、すなわち図において本体チップ１２の右側に伸びる形状であって、その先端を下方に折曲して接続タブ４１として、電極体１８の一方の電極に接続している。
【００２８】
さらにパック電池は、一対のリード板２２、２３を介して、凸部電極４と封口板３を基板２０に接続している。凸部電極４に接続される一方のリード板２２は、リベット６にカシメ加工して連結され、他方のリード板２３は、スポット溶接等の方法で封口板３に接続される。
【００２９】
図６と図７の封口板３は、端部に排出口８となる開口部を設けて、ここに電池１の内圧が設定圧力に上昇すると開弁する安全弁７を設けている。安全弁７は、電池１の内圧で破壊される薄膜９で構成される。薄膜９の安全弁７は、電池１の内圧が設定圧力よりも低い状態で、排出口８を気密に閉塞している。電池１が異常な状態で充放電されて、内圧が設定圧力よりも高くなると、安全弁７の薄膜９が破壊される。薄膜９が破壊されて安全弁７が開弁されると、封口板３の排出口８を通過してガスが排出され、電池１の内圧が低下する。この構造の安全弁７を備える電池１は、電池１の内圧が設定圧力よりも高くなって、外装缶２や封口板３が破壊されるのを防止できる。安全弁７は、薄膜９に代わって、設定圧力で開弁する全ての構造、たとえば、開閉される弁体を弾性体で押圧して、電池の内圧が設定圧力よりも低い状態では閉弁し、設定圧力よりも高くなると開弁する構造とすることもできる。
【００３０】
図のパック電池は、封口板３に安全弁７を設けると共に、絶縁スペーサ４０には貫通孔４２を設けている。このパック電池は、安全弁７が開弁する状態で、絶縁スペーサ４０の貫通孔４２を通過するガスを安全弁７から外部に排気する。外装缶２の内部に配設される保護素子１０は、外装缶２の内部発熱で速やかに加熱されて、確実に電流を遮断する。
【００３１】
図３に示すように、外装ケース３１、３２を低温成形するパック電池は、電池１のコアパック３０を、外装ケース３１、３２を成形する金型の成形室に仮止めし、成形室に溶融するプラスチックを充填して外装ケース３１、３２を成形する。このパック電池は、外装ケース３１、３２にしっかりとコアパック３０を連結できる。ただ、パック電池は、外装ケースを溶融樹脂でインサート成形することなく、別に成形された外装ケースを電池のコアパックに連結することもできる。
【００３２】
図５のパック電池は、電池１の封口板３に対向して基板２０を連結している。この基板２０は、一対のリード板２２、２３を介して電池１に連結している。基板２０は、電池１を保護しなが充放電させる保護回路の電子部品２５を、図における下面であって、封口板３との対向面に固定している。この基板２０に実装される保護回路は、電池１に過電流が流れると、電流を遮断し、また放電している電池１の電圧が設定電圧まで低下すると放電電流を遮断し、さらに充電している電池１の電圧が設定電圧まで上昇すると充電電流を遮断する保護機能等の回路である。さらに保護回路は、電池１の温度を検出して、電流を遮断し、電池１の温度による弊害を防止することもできる。基板２０に実装される保護回路は、電池１のタイプに最適なように設計される。パック電池の電池１は、リチウムイオン二次電池に特定されず、ニッケル水素電池やニッケルカドミウム電池も使用できる。これらの電池１を内蔵するパック電池は、基板２０に実装される保護回路を簡単にできる。また、基板には保護回路を実現する電子部品を実装しないで、電池と直列に接続される保護素子のみで電池を保護しながら充放電することもできる。
【００３３】
基板２０は、図５において、上面に出力端子２１を固定している。出力端子２１は、図３に示すように、外装ケース３１に設けられる電極窓３３から外部に表出される。基板２０は、外装ケースに内蔵して固定され、あるいは外装ケース３１を成形するプラスチックにインサートして固定される。基板２０は、封口板３の幅よりも幅を狭くし、また、長さを封口板３の全長よりも短くする。
【００３４】
パック電池は、電池１の内部に絶縁スペーサ４０を配設して保護素子１０を内蔵させる。この電池の凸部電極４となるリベット５をカシメ加工してリード板２２を凸部電極４に連結し、さらに封口板３にもリード板２３を連結し、リード板２２、２３を基板２０に連結して電池１のコアパック３０とする。電池１のコアパック３０は、保護素子１０を内蔵する電池１に基板２０を連結したものである。このパック電池は以下の工程で組み立てられる。
（１）プラスチックで成形する絶縁スペーサ４０に保護素子１０をインサート成形して埋設する。
（２）絶縁スペーサ４０に埋設される保護素子１０の第２の接続金属端子１１Ｂの接続タブ４１を一方の電極（リチウムイオン二次電池の負極）の芯体に接続している集電タブ１９に接続すると共に、第１の接続金属端子１１Ａに連結しているリベット５をカシメ加工して、封口板３に連結する。このとき、リベット５の上端に、回路基板２０に連結されるリード板２２を連結する。
（３）電極体１８を外装缶２に挿入して、封口板３を外装缶２の開口部を閉塞する位置に配置する。このとき、電極体１８の最外周に設けている他方の電極（リチウムイオン二次電池の正極）の芯体に接続している集電タブ（図示せず）を外装缶２と封口板３の間に挟着する。
（４）封口板３の外周縁に沿ってレーザ溶接して、封口板３を外装缶２の開口部に連結する。この工程で、外装缶２の開口部が封口板３で閉塞される。
（５）封口板３に設けている電解液の注入孔（図示せず）から電解液を注入した後、この注入孔を気密に閉塞する。
【００３５】
以上の工程で、内部に保護素子１０を内蔵する電池１が組み立てられる。その後、以下の工程でパック電池が組み立てられる。
（１）封口板３にリード板２３をスポット溶接などの方法で連結して、凸部電極４に連結されるリード板２２と、封口板３に連結されるリード板２３をハンダ付け等の方法で基板２０に連結し、あるいは基板にハンダ付けして連結しているタブにふたつのリード板をスポット溶接などの方法で連結して電池のコアパック３０とする。
（２）外装ケース３１に、コアパック３０をインサートして製造されるパック電池は、電池１のコアパック３０を金型の成形室に仮止して、外装ケース３１を成形する。外装ケース３１は、金型の成形室に充填される溶融状態の樹脂で成形される。外装ケース３１は、基板２０と封口板３の隙間に充填されて、電池１と基板２０と保護素子１０を一体構造に連結する。
【００３６】
コアパック３０をインサートする外装ケース３１、３２は、以下の工程で成形される。
（１）コアパック３０が金型の成形室に仮止めされる。仮止め状態で、基板２０と電池１を定位置に保持するために、基板２０の外周縁の一部を金型に設けた係止部で支持し、また電池１を局部的に押圧して定位置に支持する支持部で支持する。この状態で、電池１と基板２０は成形室の定位置に保持される。
（２）コアパック３０を仮止めする状態で成形室を閉塞し、閉鎖された成形室に溶融樹脂を充填する。溶融樹脂は低温で溶融状態となるウレタンなどの樹脂が使用される。充填された溶融樹脂は、基板２０と電池１の間に充填されて、成形室の空隙に充填される。
（３）溶融樹脂を硬化させた後、金型を開いて完成されたパック電池を成形室から取り出す。
【００３７】
以上の工程で、電池１の端部に外装ケース３１、３２がインサート成形されたパック電池は、図３に示すように、電池１の外装缶２の表面にラベル３４が付着される。このラベル３４は、プラスチックシート等の絶縁シートである。絶縁シートであるラベル３４は、外装缶２の全面にわたって接着されて、外装缶２を絶縁する。さらに、図３に示すラベル３４は、外装缶２の表面から外装ケース３１、３２の一部まで延長して付着している。この構造は、ラベル３４で外装ケース３１、３２が電池１から外れるのを防止できる特長もある。
【００３８】
図示しないが、電池のコアパックに、別に成形された外装ケースを連結するパック電池にあっては、電池のコアパックの上端と下端とに外装ケースを連結し、外装ケースと電池の表面にラベルを接着して外装ケースを外れないようにコアパックに連結する。
【００３９】
以上のように、電池１の外装缶２をラベル３４で被覆して絶縁するパック電池は、電池１の極性を持つ外装缶２が表出するのを有効に防止できる。しかしながら、外装缶２をラベル３４で被覆して絶縁するパック電池は、ラベル３４が経時的に剥がれたり、ユーザーによって故意に剥がされたりすると、外装缶２が表出するおそれがある。ただ、本発明のパック電池は、いかなる状態にあっても、内蔵される保護素子１０でショート電流が流れるのを確実に阻止できる。それは、このパック電池が、電池１の凸部電極４と電極体１８との間に保護素子１０を接続しているからである。この構造のパック電池は、仮にラベル３４が剥がされる等して外装缶２が表出し、互いに極性が異なる外装缶２と出力端子２１との間でショートが生じても、このショート電流は必ず保護素子１０を通過するので、このときに保護素子１０によってショート電流が遮断される。したがって、このパック電池は、外装缶２の表面を確実に絶縁できる構造、たとえば、コアパック全体を樹脂にインサートしたり、プラスチック製の外装ケースに収納することなく、ラベル等で簡易に被覆する構造とし、あるいは、外装缶の表面をラベルで被覆しない構造としても、外装缶と出力端子との間に大きなショート電流が流れるのを確実に阻止して電池の安全性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】従来のパック電池の封口板に保護素子を連結する状態を示す分解斜視図である。
【図２】従来のパック電池の封口板に保護素子を連結した状態を示す拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施例にかかるパック電池の斜視図である。
【図４】図３に示すパック電池のコアパックの分解斜視図である。
【図５】図３に示すパック電池のコアパックの正面図である。
【図６】図５に示すコアパックの要部拡大断面図である。
【図７】電池の分解斜視図である。
【図８】保護素子の斜視図である。
【図９】本発明の他の実施例にかかるパック電池のコアパックの要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１…電池
２…外装缶
３…封口板                  ３Ａ…貫通孔
４…凸部電極
５…リベット                ５Ａ…鍔
６…絶縁ガスケット
７…安全弁
８…排出口
９…薄膜
１０…保護素子
１１…接続金属端子          １１Ａ…第１の接続金属端子
１１Ｂ…第２の接続金属端子
１２…本体チップ
１４…貫通孔
１６…周壁
１７…絶縁筒
１８…電極体
１９…集電タブ
２０…基板
２１…出力端子
２２…リード板
２３…リード板
２５…電子部品
３０…コアパック
３１…外装ケース
３２…外装ケース
３３…電極窓
３４…ラベル
４０…絶縁スペーサ
４１…接続タブ
４２…貫通孔
６０…絶縁スペーサ
６１…保護素子組立
６２…絶縁材
６３…プラスチック
６４…仮止め凹部
１０３…封口板              １０３Ａ…貫通孔
１０３Ｂ…凹部
１０４…凸部電極
１０５…リベット            １０５Ａ…鍔
１０６…絶縁材              １０６Ａ…貫通孔
１０６Ｂ…凹部
１０７…絶縁シート          １０７Ａ…絶縁筒
１１０…保護素子
１１１…リード板
１１２…感熱チップ
１１４…貫通孔
【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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