(57)【要約】【課題】複数の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に電極要素を収容した二次電池の正極リード及び負極リードを良好に配線基板の正極端子及び負極端子に接続するようにすると共に生産性を改善することを目的とする。【解決手段】絶縁性板２５を介して積層された複数金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に電池要素を収容した二次電池１０，１１と、この複数の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に電池要素を収容した二次電池１０，１１を制御する制御回路２０ａ，２０ｂ，２２が設けられた配線基板１５とをケース１２に収容したバッテリーパックにおいて、この複数の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に電池要素を収容した二次電池１０，１１の夫々の正極リード１０ａ，１１ａ及び負極リード１０ｂ，１１ｂを夫々溶接して設けたタブ１３ａ，１４ａ，１３ｂ，１４ｂを介してこの配線基板１５に設けられた端子１６ａ，１７ａ，１６ｂ，１７ｂに接続したものである。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁性板を介して積層された複数の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に発電要素を収容してなる二次電池と、前記複数の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に発電要素を収容してなる二次電池を制御する制御回路が設けられた配線基板とをケースに収容したバッテリーパックにおいて、
前記複数の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に発電要素を収容してなる二次電池の夫々の正極リード及び負極リードを夫々溶接して設けたタブを介して、前記配線基板に設けられた端子に接続したことを特徴とするバッテリーパック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は携帯用電子機器等に使用して好適な、複数例えば２個の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に発電要素を収容してなる二次電池例えばアルミラミネート外装ポリマー二次電池と、この複数の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に発電要素を収容してなる二次電池を制御する制御回路が設けられた配線基板とをケースに収容するようにしたバッテリーパックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般にノートパソコン、携帯情報端末等の携帯用電子機器の電源として電源容量を比較的大きくするため、薄形の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に発電要素を収容してなる二次電池例えばアルミラミネート外装ポリマー二次電池を複数例えば２個重ねてケースに収容したバッテリーパックが使用されている。
【０００３】
このアルミラミネート外装ポリマー二次電池１は図６に示す如く、例えばＬｉＣｏＯ２　をＡｌ箔集電体に被着した正極と、黒鉛をＣｕ箔集電体に被着した負極とをポリマー電解質フィルムを介して重ね合わせたものを金属箔と樹脂とを複合化した例えばアルミラミネート箔を使用して外装し、その外周を熱溶着して密閉したもので、この密閉したアルミラミネート外装２より正極リード１ａ及び負極リード１ｂを導出したものである。図６はこのアルミラミネート外装ポリマー二次電池１の左右側端縁のアルミラミネート外装２を折り曲げた状態を示す。
【０００４】
従来の電源容量を大きくしたバッテリーパックは、斯る薄形のアルミラミネート外装ポリマー二次電池１を２段重ねすると共に正極リード１ａ同士及び負極リード１ｂ同士を夫々溶接して並列接続し、この溶接した正極リード１ａ同士及び負極リード１ｂ同士を夫々例えばニッケルのタブを介して、保護回路等の制御回路、出力端子等が設けられた配線基板の正極端子及び負極端子に半田付等により接続する如くし、この２段重ねのアルミラミネート外装ポリマー二次電池１とこの保護回路等の制御回路が設けられた配線基板とをケースに収容する如くしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
然しながら、斯る従来のバッテリーパックにおいては、正極リード１ａ同士及び負極リード１ｂ同士を溶接したときには、この正極リード１ａ同士及び負極リード１ｂ同士は比較的長くなり、このケースに収納するときにこの正極リード１ａ同士及び負極リード１ｂ同士を夫々折り畳む必要が有り、生産性が悪い不都合があると共にショートする虞れがあり、またこの正極リード１ａ同士、負極リード１ｂ同士は各金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に電池要素を収容してなる二次電池例えばアルミラミネート外装ポリマー二次電池により長さが違うことによる断線の虞れがあった。
【０００６】
また、複数例えば２個の正極リード１ａ同士及び負極リード１ｂ同士を溶接して接続し、この正極リード１ａ同士及び負極リード１ｂ同士を夫々一つのタブを介して配線基板の正極端子及び負極端子に接続したときには、このタブに電流が集中して発熱する虞れがあった。
【０００７】
本発明は斯る点に鑑み、この複数の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に電池要素を収容した二次電池の正極リード及び負極リードをショート及び断線する虞れを改善すると共にタブの発熱を少なくし、良好に配線基板の正極端子及び負極端子に接続するようにすると共に生産性を改善することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明バッテリーパックは絶縁性板を介して積層された複数の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に要素を収容した二次電池と、この複数の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に電池要素を収容した二次電池を制御する制御回路が設けられた配線基板とをケースに収容したバッテリーパックにおいて、この複数の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に電池要素を収容した二次電池の夫々の正極リード及び負極リードを夫々溶接して設けたタブを介してこの配線基板に設けられた端子に接続したものである。
【０００９】
斯る本発明によれば、複数の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に電池要素を収容した二次電池の夫々の正極リード及び負極リードを夫々溶接して設けた夫々のタブを介して配線基板に設けられた端子に接続しているので、正極リード及び負極リードを折り畳む必要がなく生産性が向上すると共にショート及び断線の虞れが改善され、また一つのタブに電流が集中することがないのでタブの発熱を少なくできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図４を参照して本発明バッテリーパックの実施の形態の例につき説明する。この図１〜図４例は２個の薄形の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に電池要素を収容した二次電池例えばアルミラミネート外装ポリマー二次電池１０及び１１を重ねて合成樹脂製のケース１２に収容するようにしたものである。
【００１１】
このアルミラミネート外装ポリマー二次電池１０及び１１は夫々図６に示す如く、例えばＬｉＣｏＯ２　をＡｌ箔集電体に被着した正極と、黒鉛をＣｕ箔集電体に被着した負極とをポリマー電解質フィルムを介して重ね合わせたものを金属箔と樹脂とを複合化した例えばアルミラミネート箔を使用して外装し、その外周を熱溶着して密閉したもので、この密閉したアルミラミネート外装より正極リード１０ａと１１ａ及び負極リード１０ｂと１１ｂを導出したものである。
【００１２】
本例においては、このアルミラミネート外装ポリマー二次電池１０及び１１の夫々の正極リード１０ａ及び１１ａと負極リード１０ｂ及び１１ｂとに夫々ニッケルより成る所定形状の正極タブ１３ａ及び１４ａと負極タブ１３ｂ及び１４ｂとの夫々の一端を電気抵抗溶接等で溶接する。
【００１３】
この場合、この正極タブ１３ａ及び１４ａと負極タブ１３ｂ及び１４ｂとの形状はこのアルミラミネート外装ポリマー二次電池１０及び１１を図２に示す如く２段重ねとしたときに、この上側のアルミラミネート外装ポリマー二次電池１０の正極リード１０ａ及び負極リード１０ｂに夫々一端が溶接された正極タブ１３ａ及び負極タブ１３ｂの他端が後述する配線基板１５上で夫々、下側アルミラミネート外装ポリマー二次電池１１の正極リード１１ａ及び負極リード１１ｂに夫々一端が溶接された正極タブ１４ａ及び負極タブ１４ｂの他端の外側に位置する如くする。
【００１４】
この配線基板１５の上面に正極タブ１３ａ及び１４ａの夫々の他端を半田付で接続する正極端子１６ａ及び１７ａを近接して設けると共に負極タブ１３ｂ及び１４ｂの他端を半田付で接続する負極端子１６ｂ及び１７ｂを近接して設ける。この場合、正極端子１６ａを正極端子１７ａの外側に配すると共に負極端子１６ｂを負極端子１７ｂの外側に配する如くする。
【００１５】
また、この配線基板１５に図５に示す如き制御回路等を設ける如くする。即ち図５においては正極端子１６ａ及び１７ａを互に接続すると共に負極端子１６ｂ及び１７ｂを互に接続し、アルミラミネート外装ポリマー二次電池１０及び１１を互に並列に接続して電源容量を増大する如くする。
【００１６】
この正極端子１６ａ及び１７ａの接続点を保護用のヒューズ１８を介して一方の充放電端子である正極外部接続端子１９に接続し、また負極端子１６ｂ及び１７ｂの接続点を過放電、過充電の保護回路構成するスイッチ回路２０ａ及び２０ｂを介して他方の充放電端子である負極外部接続端子２１に接続する。
【００１７】
この図５において、２２は過放電及び過充電検出回路を示し、この過放電及び過充電検出回路２２の出力信号により過放電・過充電の保護回路を構成するスイッチ回路２０ａ及び２０ｂを制御し、過放電過充電の保護を行う如くする。
【００１８】
本例バッテリーパックは、図１に示す如く、合成樹脂より成る上ケース１２ａ及び下ケース１２ｂより成るケース１２内に、絶縁性板２５を介して２段重ねしたアルミラミネート外装ポリマー二次電池１０及び１１と、この２個のアルミラミネート外装ポリマー二次電池１０及び１１の夫々の正極リード１０ａ，１１ａ及び負極リード１０ｂ，１１ｂに夫々一端が溶接された正極タブ１３ａ，１４ａ及び負極タブ１３ｂ，１４ｂの夫々の他端が正極端子１６ａ，１７ａ及び負極端子１６ｂ，１７ｂに接続された配線基板１５とを収容し、その外観斜視図を図３に示す如くその底面を図４に示す如く構成する。
【００１９】
図１において２６及び２７は絶縁用のノーメックステープである。
【００２０】
本例によるバッテリーパックは２個のアルミラミネート外装ポリマー二次電池１０，１１の夫々の正極リード１０ａ，１１ａ及び負極リード１０ｂ，１１ｂに夫々一端を溶接した正極タブ１３ａ，１４ａ及び負極タブ１３ｂ，１４ｂの夫々の他端を夫々配線基板１５の正極端子１６ａ，１７ａ及び負極端子１６ｂ，１７ｂに接続しているので、正極リード１０ａ，１１ａ及び負極リード１０ｂ，１１ｂを折り畳む必要がなく、ケース１２に収容でき生産性が向上すると共に正極リード１０ａ，１１ａ及び負極リード１０ｂ，１１ｂのショート、断線が改善される。
【００２１】
また本例によれば、複数のアルミラミネート外装ポリマー二次電池１０，１１の夫々の正極リード１０ａ，１１ａ及び負極リード１０ｂ，１１ｂを夫々正極タブ１３ａ，１４ａ及び負極タブ１３ｂ，１４ｂを介して配線基板１５の正極端子１６ａ，１７ａ及び負極端子１６ｂ，１７ｂに接続しているので一つのタブに電流が集中することなくタブ１３ａ，１３ｂ，１４ａ，１４ｂの発熱を小さくできる。
【００２２】
尚、上述例は、２個のアルミラミネート外装ポリマー二次電池を積層した例につき述べたが上述と同様にして３個以上のアルミラミネート外装ポリマー二次電池を積層するようにしても良いことは容易に理解できよう。
【００２３】
また、上述例は金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器としてアルミラミネート外装電池容器を用いたがこの金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器としては以下のものを挙げることができる。
ラミネートフィルムの構成としては、たとえば下記に示される材料を使用することができる。
ここで、使用するプラスチック材料として、次の略称を使う。
すなわち、ポリエチレンテレフタレート：ＰＥＴ、溶融ポリプロピレン：ＰＰ、無延伸ポリプロピレン：ＣＰＰ、ポリエチレン：ＰＥ、低密度ポリエチレン：ＬＤＰＥ、高密度ポリエチレン：ＨＤＰＥ、直鎖状低密度ポリエチレン：ＬＬＤＰＥ、ナイロン：Ｎｙである。
また、耐透湿性のバリア膜として用いる金属材料のアルミニウムにＡＬの略称を用いる。
【００２４】
最も一般的な構成は、外装層／金属膜／シーラント層＝ＰＥＴ／ＡＬ／ＰＥである。
また、この組み合わせばかりでなく、以下に示すような他の一般的なラミネートフィルムの構成を採用することができる。
すなわに、外装層／金属膜／シーラント層＝Ｎｙ／ＡＬ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／ＡＬ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／ＡＬ／ＰＥＴ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／Ｎｙ／ＡＬ／Ｎｙ／ＰＥ、Ｎｙ／ＰＥ／ＡＬ／ＬＬＤＰＥ、ＰＥＴ／ＰＥ／ＡＬ／ＰＥＴ／ＬＤＰＥ、またはＰＥＴ／Ｎｙ／ＡＬ／ＬＤＰＥ／ＣＰＰとすることができる。
なお、金属膜としてはＡＬ以外の金属を採用することができることは勿論である。
【００２５】
また上述例では発電要素として正極と負極とをポリマー電解質フィルムを介して重ね合わせたポリマー電池としたが、この代りに例えば、帯状の正極集電体の両面に正極活物質を被着してなる正極と、帯状の負極集電体の両面に負極活物質を被着してなる負極とが、固体電解質もしくは液状電解質及びセパレータを介して巻回されてなる巻回電極体としても良い。
このとき、発電要素から導出されたリード体は同一の辺から延出されてなる電池であることが好適であることは上述例で示されている様により好適である。
【００２６】
また上述例においてはＬｉＣｏＯ２　を正極活物質として用いたが正極活物質として用いることのできる材料としてはアルカリ金属を含有する遷移金属とのカルコゲン化合物、この中では特にアルカリ金属と遷移金属との酸化物を用いることができる、化合物の結晶構造として層状化合物やスピネル型化合物がよく用いられる。一般式としてＬｉｘ　ＭＯ２　（０．５≦ｘ≦１．１、Ｍは具体的には、鉄、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、チタン（Ｔｉ）、からなる群のうちの少なくとも１種以上を含む）が用いられる。
【００２７】
また上述例においては黒鉛を負極活物質として用いたが、この負極活物質材料として用いる材料にはリチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料としては、例えば、リチウムと合金あるいは化合物を形成可能な金属あるいは半導体、またはこれらの合金あるいは化合物が挙げられる。リチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料としては、また、炭素材料、金属酸化物あるいは高分子材料なども挙げられる。炭素材料としては、例えは、難黒鉛化性炭素、人造黒鉛、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭あるいはカーボンブラック類などが挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークスなどがあり、有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール類やフラン類などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいう。また、金属酸化物としては、酸化鉄、酸化化ルテニウム、酸化モリブデンあるいは酸化化スズなどが挙げられ、高分子材料としてはポリアセチレンあるいはポリピロールなどが挙げられる。
【００２８】
また非水電解質としては非水溶媒や固定電解質や高分子電解質や高分子化合物に電解質を混合／溶解させた液状電解質や、固体状もしくはゲル状電解質等を用いることができる。
【００２９】
また、本発明は上述に限ることなく本発明の要旨を逸脱することなく、その他種々の構成が採り得ることは勿論である。
【００３０】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の金属箔と樹脂との複合化したラミネート外装電池容器に電池要素を収容した二次電池の夫々の正極リード及び負極リードに夫々一端を溶接した正極タブ及び負極タブの夫々の他端を夫々配線基板の正極端子及び負極端子に接続しているので、正極リード及び負極リードを折り畳む必要がなく、ケースに収容でき生産性が向上すると共に正極リード及び負極リードのショート、断線が改善される。
【００３１】
また本発明によれば、複数の金属箔と樹脂とを複合化したラミネート外装電池容器に電に要素を収容した二次電池の夫々の正極リード及び負極リードを夫々正極タブ及び負極タブを介して配線基板の正極端子及び負極端子に接続しているので一つのタブに電流が集中することなくタブの発熱を小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明バッテリーパックの実施の形態の例を示す分解斜視図である。
【図２】本発明の要部の例を示す斜視図である。
【図３】図１の外観の例を示す斜視図である。
【図４】図３の底面を示す平面図である。
【図５】配線基板の回路構成例を示す回路構成図である。
【図６】アルミラミネート外装ポリマー二次電池の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，１１‥‥アルミラミネート外装ポリマー二次電池、１０ａ，１１ａ‥‥正極リード、１０ｂ，１１ｂ‥‥負極リード、１２‥‥ケース、１３ａ，１４ａ‥‥正極タブ、１３ｂ，１４ｂ‥‥負極タブ、１５‥‥配線基板、１６ａ，１７ａ‥‥正極端子、１６ｂ，１７ｂ‥‥負極端子、１８‥‥ヒューズ、１９‥‥正極外部接続端子、２０ａ，２０ｂ‥‥スイッチ回路、２１‥‥負極外部接続端子、２２‥‥検出回路、２５‥‥絶縁性板
【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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