(57)【要約】【課題】部品点数や、組立てコストなどの削減を可能とする２次電池装置を提供する。【解決手段】樹脂製の第１の筐体３を有し、この第１の筐体３内に正極４ａ及び負極４ｂを有する電池セル４を組み込んだ２次電池部１と、第１の筐体３に分離自在に取り付けられる樹脂製の第２の筐体７を有し、この第２の筐体７内に、前記正極４ａ及び負極４ｂに電気的に接続される電極１１ａ，１１ｂを有して電池セルを保護するモジュール基板８を収納した保護モジュール部２とを具備する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂製の第１の筐体を有し、この第１の筐体内に正極及び負極を有する電池セルを組み込んだ２次電池部と、
前記第１の筐体に分離自在に取り付けられる樹脂製の第２の筐体を有し、この第２の筐体内に前記正極及び負極に電気的に接続される一対の電極を有して前記電池セルを保護するモジュール基板を収納した保護モジュール部と、
を具備することを特徴とする２次電池装置。
【請求項２】
前記保護モジュール部は、前記電池セルに対する過充電の防止、過放電の防止、過電流の防止、過電圧の防止または電池残流の防止の少なくともいずれか１つの機能を持つことを特徴とする請求項１記載の２次電池装置。
【請求項３】
樹脂製の第１の筐体を有し、この第１の筐体内に正極及び負極を有する電池セルを組み込んだ２次電池部と、
前記第１の筐体に分離自在に取り付けられ、前記正極及び負極に電気的に接続される一対の電極を有して前記電池セルを保護するモジュール基板を収納した保護モジュール部とを具備し、
前記２次電池部は前記電池セルの正極と前記モジュール基板の電極とを接続する配線部材を有し、
前記配線部材は、前記第１の筐体にインサート成形されたことを特徴とする２次電池装置。
【請求項４】
前記電池セルは前記第１の筐体内に圧入状態で収納され、
前記電池セルの正極と前記配線部材とは、前記電池セルの前記第１の筐体内への圧入時における接触圧力により接続されることを特徴とする請求項３記載の２次電池装置。
【請求項５】
樹脂製の第１の筐体を有し、この第１の筐体内に電池セルを収納してモバイル機器に組み込まれる２次電池部と、
樹脂製の第２の筐体を有し、この第２の筐体内に前記電池セルを保護するモジュール基板を収納して前記モバイル機器に組み込まれ、前記電池セルに電気的に接続される保護モジュール部と、
を具備することを特徴とする２次電池装置。
【請求項６】
樹脂製の第１の筐体を有し、この第１の筐体内に電池セルを収納してモバイル機器に組み込まれる２次電池部と、
前記モバイル機器に組み込まれ、前記電池セルに電気的に接続されて前記電池セルを保護するモジュール基板と、
を具備することを特徴とする２次電池装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、モバイル機器に用いられる２次電池を有する２次電池装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の２次電池には、リチウムイオン２次電池や、ニッケル水素２次電池などがある。
【０００３】
通常、２次電池はその電池セルの過充電、過放電の防止、過電流、過電圧の付与防止、及び電池セルの残量監視などのために用いられるモジュール基板とともに、樹脂製の筐体内に組み込まれて２次電池パックとして使用されることが多い。
【０００４】
図２は、従来の２次電池パックの構造を示すものである。
【０００５】
図中１９は樹脂製の筐体で、この筐体１９内には、２次電池の電池セル２０及び保護モジュール基板２１が配置されている。電池セル２０には、正極２０ａ及び負極２０ｂが形成されている。
【０００６】
保護モジュール基板２１には、電池パックとして必要な機能を満たすための電子部品、配線（いずれも図示しない）、モバイル機器との接続を行うための電極２２などが配設されている。さらに、保護モジュール基板２１には、電池側の電極２１ａ，２１ｂが配置されている。
【０００７】
電池セル２０の正極２０ａと保護モジュール基板２１の電池側の電極２１ａとは、Ｎｉ、Ａｌのクラッド材などから構成される配線部材２３によって接続されている。電池セル２０の負極２０ｂと保護モジュール基板２１の電池側の電極２１ｂとは直接接続されている。
【０００８】
また、電池セル２０の正極２０ａと配線部材２３の一端部、及び保護モジュール基板２１の電極２１ａと配線部材２３の他端部、さらに、電池セル２０の負極２０ｂと保護モジュール基板２１の電極２１ｂとは、それぞれスポット溶接などで接続されている。
【０００９】
さらに、電池セル２０と配線部材２３との間には、シート状の第１の絶縁部材２４が介在され、保護モジュール基板２１と配線部材２３との間には、シート状の第２の絶縁部材２５が介在され、短絡を防止するようにしている。
【００１０】
なお、上記した筐体１９は通常、２分割され、この分割された一方の筐体内に２次電池の電池セル２０、保護モジュール基板２１、及び配線部材２３、さらに絶縁部材２４，２５を一体的に組み込んだのち、他方の筐体を被せて一体化する構造が採用されている。
【００１１】
また、モバイル機器と電池パックとの接続用の電極は、コネクタ内部に形成されることが多く、電池パックをモバイル機器にはめ込むことで、電池とモバイル機器とが電気的に接続される（例えば、特許文献１参照。）。
【００１２】
【特許文献１】
特開２００２−１９０２８７号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、２次電池パックには、高い安全性が求められている。
【００１４】
特に、２次電池の電池セル２０から電解液の漏洩が発生すると、保護モジュール基板２１を腐食し、破損させることがある。保護モジュール基板２１が破損すると、過充電や過放電を防止する機能、過電流や過電圧の付与を防止する機能が損なわれ、電池の異常な発熱が生じて電池の使用が困難になる可能性もある。
【００１５】
これを防止するために、電解液の漏洩が生じても保護モジュール基板が破損しないように、保護モジュール基板の全体、或いは、重要部品の部分を樹脂コーティングすることもある。この場合には、保護モジュール基板のコスト高を招く。
【００１６】
また、漏れた電解液の貯蔵スペースを設けて、保護モジュール基板と電解液との接触とを防止することが考えられるが、２次電池パックには極端な軽薄短小化が要求されており、このようなスペースを設けることにも限界がある。
【００１７】
また、２次電池パックには高い衝撃強度確保が求められている。２次電池パックは、薄型化、小型化、大容量化の傾向にあり、２次電池は重量が増加する一方、樹脂製の筐体は薄型化するため、落下試験では筐体の破損か生じやすくなる。
【００１８】
特に、図２に示したように保護モジュール基板２１の周辺は、他の構造物がないため衝撃強度が低く、２次電池との境界で衝撃強度不良が生じやすい。
【００１９】
さらに、２次電池パックには低コスト化が求められており、絶縁部材などの部品点数削減、スポット溶接などの組み立て工数削減の必要がある。
【００２０】
また、モバイル機器のユーザには予備の２次電池パックのニーズもある。２次電池パックの部品の中で保護モジュール基板のコストが占める割合は高く、２次電池パックごとに保護モジュールを組み込む構造では、コスト削減は困難である。さらに、環境保護の観点からも不要な保護モジュール基板を使用していることになる。
【００２１】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、部品点数や、組立てコストの削減などを可能とする２次電池装置を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載のものは、樹脂製の第１の筐体を有し、この第１の筐体内に正極及び負極を有する電池セルを組み込んだ２次電池部と、前記第１の筐体に分離自在に取り付けられる樹脂製の第２の筐体を有し、この第２の筐体内に前記正極及び負極に電気的に接続される一対の電極を有して前記電池セルを保護するモジュール基板を収納した保護モジュール部とを具備する。
【００２３】
請求項３記載のものは、樹脂製の第１の筐体を有し、この第１の筐体内に正極及び負極を有する電池セルを組み込んだ２次電池部と、前記第１の筐体に分離自在に取り付けられ、前記正極及び負極に電気的に接続される一対の電極を有して前記電池セルを保護するモジュール基板を収納した保護モジュール部とを具備し、前記２次電池部は前記電池セルの正極と前記モジュール基板の電極とを接続する配線部材を有し、前記配線部材は、前記第１の筐体にインサート成形される。
【００２４】
請求項５記載のものは、樹脂製の第１の筐体を有し、この第１の筐体内に電池セルを収納してモバイル機器に組み込まれる２次電池部と、樹脂製の第２の筐体を有し、この第２の筐体内に前記電池セルを保護するモジュール基板を収納して前記モバイル機器に組み込まれ、前記電池セルに電気的に接続される保護モジュール部とを具備する。
【００２５】
請求項６記載のものは、樹脂製の第１の筐体を有し、この第１の筐体内に電池セルを収納してモバイル機器に組み込まれる２次電池部と、前記モバイル機器に組み込まれ、前記電池セルに電気的に接続されて前記電池セルを保護するモジュール基板とを具備する。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して詳細に説明する。
【００２７】
図１は、本発明の一実施の形態である２次電池パックを示す構成図である。
【００２８】
この２次電池パックは、２次電池部１と、この２次電池部１に分離自在に設けられる保護モジュール部２とにより構成されている。
【００２９】
２次電池部１は、樹脂製の第１の筐体３を有し、この第１の筐体３内には電池セル４が圧入状態で収納されている。第１の筐体３の肉厚部内には、配線部材５が一体的にインサート成形されている。電池セル４は正極４ａ，負極４ｂを有し、電池セル４の正極４ａと配線部材５とは電池セル４の圧入時における接触圧力により接続されている。
【００３０】
保護モジュール部２は、樹脂製の第２の筐体７を有し、この第２の筐体７内には、電池セル４に対する過充電、過放電の防止、渦電流、過電圧の付与防止、及び電池残量の監視などの機能を持つ保護モジュール基板８が組み込まれている。
【００３１】
保護モジュール基板８の例えば、一面側には、モバイル機器と接続されるコネクタ１０が設けられ、また、例えば、他面側には、電極１１ａ，１１ｂが配設されている。電極１１ａ，１１ｂは、第２の筐体７から外部に露出されている。
【００３２】
上記した２次電池部１の第１の筐体３と、保護モジュール部２の第２の筐体７との対向面部には係合用の凹部３ａ，３ａが形成されるとともに、突起部７ａ，７ｂが突設されている。
【００３３】
保護モジュール部２はその第２の筐体７の突起部７ａ，７ｂを２次電池部１の第１の筐体３の凹部３ａ，３ａ内に係脱自在に係合させることにより取付けられる。この取付時には２次電池部１の電池セル４の正極４ａ，負極４ｂと、保護モジュール部２の保護モジュール基板８の電極１１ａ，１１ｂとが接触され、電気的に接続されるようになっている。
【００３４】
上記したように、２次電池部１の電池セル４を第１の筐体３、保護モジュール部２の保護モジュール基板８を第２の筐体７内にそれぞれ収納するため、電池セル４から電解液の漏洩があったとしても、電解液が保護モジュール基板８に流れ込むことがない。
【００３５】
従って、電解液による保護モジュール基板８の腐食を完全に防止することが可能となり、安全性を高めることができる。
【００３６】
また、保護モジュール部２の第２の筐体７の突起部７ａ，７ｂを２次電池部１の第１の筐体３の凹部３ａ，３ａから外すことにより、保護モジュール部２を２次電池部１から分離することができるため、落下試験を行う場合等には、保護モジュール部２だけを単独で落下させて試験することができる。
【００３７】
従って、保護モジュール部２は、軽量状態で衝撃を受けることになり、筐体７にダメージを与えることがなく、衝撃強度の向上が可能となる。
【００３８】
また、２次電池部１の電池セル４を第１の筐体３内に圧入状態で収納するため、第１の筐体３と電池セル４との間に空間領域がほとんど生じることがなく、第１の筐体３の破損を防止することができる。
【００３９】
さらに、２次電池部１と保護モジュール部２とを分離可能とするため、予備電池用には２次電池部１のみを交換することができる。
【００４０】
従って、保護モジュール部２を無駄に破棄する必要がなく、経済的であるとともに、環境保護の面でも優れる。
【００４１】
また、配線部材５を絶縁物である樹脂製の第１の筐体３内にインサート成形して一体化するため、配線部材５と電池セル４との間、及び配線部材５と保護モジュール基板８との間を第１の筐体３自体によって絶縁することができる。
【００４２】
従って、絶縁部材を別途特別に必要とすることがなく、部品点数を削減できるとともに、その組込工数も削減することが可能となる。
【００４３】
また、電池セル４を第１の筐体３内に圧入し、その圧入力により電極４ａと配線部材５とを接続するため、従来のようなスポット溶接工程を削減することも可能となる。
【００４４】
なお、上記した実施の形態では、角型の電池セル４を使用した場合の例を示したが、本発明は、これに限られることなく、円筒型、ラミネート型、或いはその他の形状であっても、２次電池部１と保護モジュール部２とを分離する構造の適用は可能である。また、２次電池部１は、電池セル４を複数個使用するものであっても良い。
【００４５】
さらに、２次電池部１と保護モジュール部２とを事前に固定する方式でなくても、それぞれを個別にモバイル機器に組み込む方式としても良い。
【００４６】
例えば、モバイル機器側に２次電池部１と保護モジュール部２をそれぞれ組み付ける方式としても同様の効果を得ることができる。
【００４７】
また、上記した実施の形態では、保護モジュール基板８を第２の筐体７内に組み込む方式としたが、保護モジュール基板８と２次電池部１との電気的接続が可能であれば、保護モジュール基板８を直接、モバイル機器に取り付ける方式とする方式でも良い。
【００４８】
また、電子部品／配線が基板の両面に配設されるものであっても良い。
【００４９】
その他、本発明はその要旨の範囲内で種々変形実施可能なことは勿論である。
【００５０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、２次電池装置の安全性向上、コスト削減、産業廃棄物削減、衝撃強度の向上を図ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である２次電池パックを示す構成図。
【図２】従来の２次電池パックを示す構成図。
【符号の説明】
１…２次電池部、２…保護モジュール部、３…第１の筐体、４…電池セル、４ａ…正極、４ｂ…負極、５…配線部材、７…第２の筐体、８…モジュール基板、１１ａ，１１ｂ…電極。
【図１】
2004235024.tif 000003
【図２】
2004235024.tif 000004