(57)【要約】【課題】パックのための容積増加を極限まで小さくした。【解決手段】電池素子２が包装体５の内部に収納、密閉され、さらに接続基板３及びフレーム４とともに包装体５によって包装されてなり、電池素子２を密閉するラミネート材を電池パック１の外装として用いる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極とポリマー電解質とを有し、上記正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子と、
上記電池素子を収納する収納凹部が形成された第１の領域と、上記第１の領域に連続して設けられた第２の領域と、上記第１の領域に略直交するように上記第２の領域に連続して設けられた第３の領域とを有する包装体と、
上記電池素子が収納された収納凹部の周囲に配設されるフレームと、
上記フレームに配設され、上記端子が接続されるとともに、外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板とを備え、
上記収納凹部に上記電池素子を収納し、収納された上記電池素子の端子が導出する側とは反対側に位置する上記第２の領域を上記第１の領域に対して折曲して、上記電池素子の外部に露出している第１の面を覆い、上記第１の領域と上記第２の領域とを接合し、
上記収納凹部に収納され、上記第２の領域で覆われた電池素子の端子を上記接続基板に接続し、上記電池素子が収納された上記収納凹部の周囲に上記フレームを配設するとともに、上記フレームに上記接続基板を配設し、
上記包装体の第３の領域を上記第２の領域に対して折曲し、上記第１の領域の収納凹部に収納され、上記第１の領域と上記第２の領域とで覆われた上記電池素子の第１の面とは反対側の第２の面側を上記第３の領域で覆い、
上記第３の領域と上記第１の領域とを接合してなることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
上記第１の領域の上記収納凹部と、上記第２の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間が減圧された状態で、密閉されていることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
上記第１の領域の収納凹部と、上記第２の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間内が減圧された状態では、断面において第２の面側が短辺で、第１の面側が長辺をなすように上記第１の領域と、上記第２の領域とが接合されており、
上記フレームは、第２の面側の周辺縁部に配されていることを特徴とする請求項２記載の電池パック。
【請求項４】
上記包装体は、内側から順にポリプロピレン、アルミニウム、ナイロンが積層されてなり、ポリプロピレン側同士を対向させて熱溶着することにより接合されていることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項５】
上記フレームには、上記端子部を外部に臨ませる開口部が設けられており、上記接続基板は、上記開口部より上記端子部を外部に臨ませた状態で、上記フレームの係止部に係止されていることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項６】
正極と負極とポリマー電解質とを有し、上記正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子を、上記電池素子を収納する収納凹部が形成された第１の領域と、上記第１の領域に連続して設けられた第２の領域と、上記第１の領域に略直交するように上記第２の領域に連続して設けられた第３の領域とを有する包装体の上記収納凹部に収納する第１の工程と、
上記収納凹部に収納された電池素子の上記端子が導出する側とは反対側に位置する上記第２の領域を上記第１の領域に対して折曲して、上記電池素子の外部に露出している第１の面を覆い、上記第１の領域と上記第２の領域とを接合する第２の工程と、
上記収納凹部に収納され、上記第２の領域で覆われた電池素子の端子を、外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板に接続し、上記電池素子が収納された収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに上記接続基板を配設する第３の工程と、
上記包装体の第３の領域を上記第２の領域に対して折曲し、上記第１の領域の収納凹部に収納され、上記第１の領域と上記第２の領域とで覆われた上記電池素子の第２の面側を上記第３の領域で覆う第４の工程と、
上記第３の領域と上記第１の領域とを接合する第５の工程とを有することを特徴とする電池パックの製造方法。
【請求項７】
上記第２の工程において、上記第１の領域の収納凹部と、上記第２の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間が減圧された状態で、上記第１の領域と上記第２の領域とを接合することを特徴とする請求項６記載の電池パックの製造方法。
【請求項８】
上記第２の工程において、上記第１の領域の収納凹部と、上記第２の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間内が減圧された状態では、断面において上記電池素子の第２の面側が短辺で、第１の面側が長辺をなすように第１の領域と第２の領域を接合し、
上記第３の工程において、上記フレームを、第２の面側の周辺縁部に配することを特徴とする請求項７記載の電池パックの製造方法。
【請求項９】
上記包装体は、内側から順にポリプロピレン、アルミニウム、ナイロンが積層されてなり、ポリプロピレン側同士を対向させて熱溶着することにより接合することを特徴とする請求項６記載の電池パックの製造方法。
【請求項１０】
上記フレームには、上記端子部を外部に臨ませる開口部が設けられており、上記第３の工程において、上記接続基板を、上記開口部より端子部を外部に臨ませた状態で、上記フレームの係止部に係止することを特徴とする請求項６記載の電池パックの製造方法。
【請求項１１】
正極と負極とポリマー電解質とを有し、上記正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子と、
上記電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体と、
上記収納凹部に収納された電池素子の外部に露出している第１の面を覆う第１の領域と、上記第１の面と反対側の第２の面側を覆う第２の領域とを少なくとも有する第２の包装体と、
上記電池素子が収納された収納凹部の周囲に配設されるフレームと、
上記フレームに配設され、上記端子が接続されるとともに外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板とを備え、
上記第１の包装体の収納凹部に上記電池素子を収納し、上記電池素子の外部に露出している第１の面を上記第２の包装体の第１の領域で覆い、上記接合片と上記第１の領域とを接合し、
上記収納凹部に収納され、上記第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を上記接続基板に接続し、上記電池素子が収納された収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに接続基板を配設し、
上記第２の包装体の第２の領域を第１の領域に対して折曲し、上記第１の包装体の収納凹部に収納され、上記第１の領域で覆われた電池素子の第１の面と反対側の第２の面側を第２の領域で覆い、
上記第１の包装体と、上記第２の包装体の第２の領域とを接合してなることを特徴とする電池パック。
【請求項１２】
上記第１の包装体の上記収納凹部と、上記第２の包装体の第１の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間が減圧された状態で、密閉されていることを特徴とする請求項１１記載の電池パック。
【請求項１３】
上記第１の包装体の収納凹部と、上記第２の包装体の第１の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間内が減圧された状態では、断面において上記電池素子の第２の面側が短辺で、第１の面側が長辺をなすように上記第１の領域と上記第２の包装体の第１の領域とが接合され、
上記フレームは、第２の面側の周辺縁部に配されていることを特徴とする請求項１２記載の電池パック。
【請求項１４】
上記フレームには、上記端子部を外部に臨ませる開口部が設けられており、上記接続基板は、上記開口部より上記端子部を外部に臨ませた状態で、上記フレームの係止部に係止されていることを特徴とする請求項１１記載の電池パック。
【請求項１５】
上記第２の包装体は、上記第１の包装体よりも硬い材質からなることを特徴とする請求項１１記載の電池パック。
【請求項１６】
上記第１の包装体は、内側から順にポリプロピレン、アルミニウム、ナイロンが積層されてなり、ポリプロピレンを熱溶着することにより接合されており、
上記第２の包装体は、上記第１の包装体の接合片の外線よりも内側になるように接合して、上記第２の領域で上記第１の包装体を覆ったときに内側となる面と、上記第１の包装体の第１の面側とを対向させて接合されていることを特徴とする請求項１１記載の電池パック。
【請求項１７】
正極と負極とポリマー電解質とを有し、上記正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子を、上記電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納する第１の工程と、
上記収納凹部に収納された電池素子の外部に露出している第１の面を、上記第１の面を覆う第１の領域と、上記第１の面と反対側の第２の面側を覆う第２の領域とを少なくとも有する第２の包装体の第１の領域で上記電池素子の第１の面を覆い、上記接合片と上記第１の領域とを接合する第２の工程と、
上記収納凹部に収納され、上記第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を、外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板に接続し、上記電池素子が収納された収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに上記接続基板を配設する第３の工程と、
上記第２の包装体の第２の領域を第１の領域に対して折曲し、上記第１の包装体の収納凹部に収納され、上記第１の領域で覆われた電池素子の第１の面と反対側の第２の面側を上記第２の領域で覆う第４の工程と、
上記第１の包装体と、上記第２の包装体の第２の領域とを接合する第５の工程とを有することを特徴とする電池パックの製造方法。
【請求項１８】
上記第２の工程において、上記第１の包装体の収納凹部と、上記第２の包装体の第１の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間が減圧された状態で、上記第１の領域と上記第２の領域とを接合することを特徴とする請求項１７記載の電池パックの製造方法。
【請求項１９】
上記第２の工程において、上記第１の包装体の収納凹部と、上記第２の包装体の第１の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間内が減圧された状態では、断面において上記電池素子の第２の面側が短辺で、第１の面側が長辺をなすように上記第１の包装体と、上記第２の包装体の第１の領域とを結合し、
上記第３の工程において、上記フレームを、第２の面側の周辺縁部に配することを特徴とする請求項１８記載の電池パックの製造方法。
【請求項２０】
上記フレームには、上記端子部を外部に臨ませる開口部が設けられており、上記第３の工程において、上記接続基板を、開口部より端子部を外部に臨ませた状態で、上記フレームの係止部に係止することを特徴とする請求項１７記載の電池パックの製造方法。
【請求項２１】
上記第２の包装体は、上記第１の包装体よりも硬い材質からなることを特徴とする請求項１７記載の電池パックの製造方法。
【請求項２２】
上記第１の包装体は、内側から順にポリプロピレン、アルミニウム、ナイロンが積層されてなり、ポリプロピレンを熱溶着することにより接合し、
上記第２の工程において、上記第２の包装体は、上記第１の包装体の接合片の外線よりも内側になるように接合し、
上記第５の工程において、上記第２の領域で覆ったときに内側となる面と、上記第１の包装体の第１の面側とを対向させて接合することを特徴とする請求項１７記載の電池パックの製造方法。
【請求項２３】
正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子と、
上記電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体と、
上記第１の包装体の収納凹部に収納された上記電池素子の外部に露出する第１の面を覆う第１の領域と、上記第１の領域の一辺に連続して設けられた第２の領域とを有する第１の包装体よりも硬い第２の包装体と、
上記電池素子が収納された上記第１の包装体の収納凹部の周囲に配設されるフレームと、
上記フレームに配設され、上記端子が接続される接続基板とを備え、
上記第１の包装体の収納凹部に上記電池素子を収納し、上記収納凹部から露出する上記電池素子の第１の面を、上記第１の包装体の接合片と上記第２の包装体の第１の領域とを接合し、上記電池素子の端子を外部に導出させて、上記第２の包装体の第１の領域で覆い、
上記第１の包装体の収納凹部に収納され、上記第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、上記電池素子が収納された上記第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに接続基板を配設し、
上記第２の包装体の第２の領域を、上記第１の包装体の接合片と接合された第１の領域に対し、この第１の領域の上記一辺を支点にして上記第１の包装体の収納凹部に収納された上記電池素子の第１の面とは反対側の第２の面側に折り返し、上記第２の包装体の第２の領域が上記第１の包装体の収納凹部を覆い、上記第２の包装体の第２の領域と上記フレームとを接合してなることを特徴とする電池パック。
【請求項２４】
上記第２の包装体は、樹脂層と、金属層とが積層されたラミネートフィルムであり、上記金属層のビッカース硬度が５０Ｈｖ以上、１００Ｈｖ以下であることを特徴とする請求項２３記載の電池パック。
【請求項２５】
上記第１の包装体の上記収納凹部と、上記第２の包装体の第１の領域とによって形成され、上記電池素子が収納された空間が減圧された状態で、密閉されていることを特徴とする請求項２３記載の電池パック。
【請求項２６】
上記フレームに上記接続基板に設けられた外部機器と電気的に接続する端子部を外部に臨ませる開口部が形成されており、上記開口部から上記端子部が外部に臨むように、上記接続基板を固定する固定部材を備えることを特徴とする請求項２３記載の電池パック。
【請求項２７】
上記フレームの側面の一端側には、上記第１の包装体の折返された接合片の端部が係合される第１の段差部が設けられ、この第１の段差部が設けられた側面の他端側には、第２の包装体の第１の領域の端部が係合される第２の段差部が設けられ、
上記フレームの他端側には、上記第２の包装体の第２の領域の端部が係合される第３の段差部が設けられていることを特徴とする請求項２３記載の電池パック。
【請求項２８】
上記第１の包装体の接合片と、上記第２の包装体の第１の領域との接合、及び上記第２の包装体の第２の領域と、上記フレームとの接合は、互いに対向する樹脂層の樹脂材料が熱溶着されることを特徴とする請求項２４記載の電池パック。
【請求項２９】
正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体の上記収納凹部に上記電池素子を収納する第１の工程と、
上記第１の包装体の収納凹部に収納された上記電池素子の外部に露出する第１の面を覆う第１の領域と、上記第１の領域の一辺に連続して設けられた第２の領域とを有する第１の包装体よりも硬い第２の包装体の上記第１の領域で、上記電池素子の端子が外部に導出されるように、上記電池素子の第１の面を覆い、上記第１の包装体の接合片と、上記第２の包装体の第１の領域とを接合する第２の工程と、
上記第１の包装体の収納凹部に収納され、上記第２の包装体の第１の領域で覆われた上記電池素子の端子を上記接続基板に接続し、上記電池素子が収納された上記第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに上記接続基板を配設する第３の工程と、
上記第２の包装体の第２の領域を、上記第１の包装体の接合片と接合された上記第１の領域に対し、この第１の領域の上記一辺を支点にして、上記第１の包装体の収納凹部に収納された上記電池素子の第１の面とは反対側の第２の面側に折り返し、上記第２の包装体の第２の領域が上記第１の包装体の収納凹部を覆い、上記第２の包装体の第２の領域と上記フレームとを接合する第４の工程とを有することを特徴とする電池パックの製造方法。
【請求項３０】
上記第２の包装体は、樹脂層と、金属層とが積層されたラミネートフィルムであり、上記金属層のビッカース硬度が５０Ｈｖ以上、１００Ｈｖ以下であることを特徴とする請求項２９記載の電池パックの製造方法。
【請求項３１】
上記第１の包装体の上記収納凹部と、上記第２の包装体の第１の領域によって形成され、上記電池素子が収納された空間を減圧状態にし、密閉することを特徴とする請求項２９記載の電池パックの製造方法。
【請求項３２】
上記フレームには、上記接続基板に設けられた外部機器と電気的に接続する端子部を外部に臨ませる開口部が形成されており、上記開口部から上記端子部が外部に臨むように、上記接続基板を固定する固定部材を用いることを特徴とする請求項２９記載の電池パックの製造方法。
【請求項３３】
上記フレームの側面の一端側には、上記第１の包装体の折返された接合片の端部が係合される第１の段差部が設けられ、この第１の段差部が設けられた側面の他端側には、第２の包装体の第１の領域の端部が係合される第２の段差部が設けられ、
上記フレームの他端側には、上記第２の包装体の第２の領域の端部が係合される第３の段差部が設けられていることを特徴とする請求項２９記載の電池パックの製造方法。
【請求項３４】
上記第１の包装体の接合片と、上記第２の包装体の第１の領域との接合、及び上記第２の包装体の第２の領域と、上記フレームとの接合は、互いに対向する樹脂層の樹脂材料が熱溶着されることを特徴とする請求項３０記載の電池パックの製造方法。
【請求項３５】
正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極のそれぞれ端子が導出された電池素子と、
上記電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体と、
上記第１の包装体の上記収納凹部に収納された上記電池素子の外部に露出する第１の面を覆い、上記第１の包装体よりも硬い第２の包装体と、
上記電池素子の第１の面と反対側の第２の面側の上記第１の包装体の収納凹部を覆い、上記第１の包装体よりも硬い第３の包装体と、
上記電池素子が収納された上記第１の包装体の収納凹部の周囲に配設されるフレームと、
上記フレームに配設され、上記端子が接続される接続基板とを備え、
上記第１の包装体の収納凹部に上記電池素子を収納し、上記収納凹部から露出する上記電池素子の第１の面を、上記第１の包装体の接合片と上記第２の包装体とを接合することで、上記電池素子の端子が外部に導出されるように、第２の包装体で覆い、
上記収納凹部に収納され、上記第２の包装体で覆われた上記電池素子の端子を上記接続基板に接続し、上記電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設する共に、上記フレームに接続基板を配設し、
上記電池素子の第２の面側の上記第１の包装体の収納凹部を上記第３の包装体で覆い、上記電池素子の周囲に配設された上記フレームと、上記第３の包装体とを接合してなることを特徴とする電池パック。
【請求項３６】
上記第２の包装体及び上記第３の包装体は、樹脂層と、金属層とが積層されたラミネートフィルムであり、上記金属層のビッカース硬度が５０Ｈｖ以上、１００Ｈｖ以下であることを特徴とする請求項３５記載の電池パック。
【請求項３７】
上記第１の包装体の収納凹部と、上記第２の包装体とによって形成され、上記電池素子が収納された空間が減圧された状態で、密閉されていることを特徴とする請求項３５記載の電池パック。
【請求項３８】
上記フレームには、上記接続基板に設けられた外部機器と電気的に接続する端子部を外部に臨ませる開口部が形成されており、上記開口部から上記端子部が外部に臨むように、上記接続基板を固定する固定部材を備えることを特徴とする請求項３５記載の電池パック。
【請求項３９】
上記フレームの側面の一端側には、上記第１の包装体の折返された接合片の端部が係合される第１の段差部が設けられ、この第１の段差部が設けられた側面の他端側には、第２の包装体の端部が係合される第２の段差部が設けられ、
上記フレームの他端側には、上記第３の包装体の端部が係合される第３の段差部が設けられていることを特徴とする請求項３５記載の電池パック。
【請求項４０】
上記第１の包装体の接合片と、上記第２の包装体との接合、及び上記第３の包装体と、上記フレームとの接合は、互いに対向する樹脂層の樹脂材料が熱溶着されることを特徴とする請求項３６記載の電池パック。
【請求項４１】
正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体の上記収納凹部に上記電池素子を収納する第１の工程と、
上記第１の包装体の収納凹部に収納された上記電池素子の外部に露出する第１の面を覆い、上記第１の包装体よりも硬い第２の包装体で上記第１の面を覆い、上記第１の包装体の接合片と、上記第２の包装体とを接合する第２の工程と、
上記第１の包装体の収納凹部に収納され、上記第２の包装体で覆われた上記電池素子の端子を上記接続基板に接続し、上記電池素子が収納された上記第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームと上記電池素子との間に接続基板を配設する第３の工程と、
上記電池素子の第１の面と反対側の第２の面側の上記第１の包装体の収納凹部を、第１の包装体よりも硬い第３の包装体で覆い、上記電池素子が収納された上記第１の包装体の収納凹部の周囲に配設された上記フレームと、上記第３の包装体とを接合する第４の工程とを有することを特徴とする電池パックの製造方法。
【請求項４２】
上記第２の包装体及び第３の包装体は、樹脂層と、金属層とが積層されたラミネートフィルムであり、上記金属層のビッカース硬度が５０Ｈｖ以上、１００Ｈｖ以下であることを特徴とする請求項４１記載の電池パックの製造方法。
【請求項４３】
上記第１の包装体の収納凹部と、上記第２の包装体とによって形成され、上記電池素子が収納された空間を減圧状態にし、密閉することを特徴とする密閉することを特徴とする請求項４１記載の電池パックの製造方法。
【請求項４４】
上記フレームには、上記接続基板に設けられた外部機器と電気的に接続する端子部を外部に臨ませる開口部が形成されており、上記開口部から上記端子部が外部に臨むように、上記接続基板を固定する固定部材を備えることを特徴とする請求項４１記載の電池パックの製造方法。
【請求項４５】
上記フレームの側面の一端側には、上記第１の包装体の折返された接合片の端部が係合される第１の段差部が設けられ、この第１の段差部が設けられた側面の他端側には、第２の包装体の端部が係合される第２の段差部が設けられ、
上記フレームの他端側には、上記第３の包装体の端部が係合される第３の段差部が設けられていることを特徴とする請求項４１記載の電池パックの製造方法。
【請求項４６】
上記第１の包装体の接合片と、上記第２の包装体との接合、及び上記第３の包装体と、上記フレームとの接合は、互いに対向する樹脂層の樹脂材料が熱溶着されることを特徴とする請求項４２記載の電池パックの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、外装部分の体積を極限まで抑えた電池パック及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ノート型パソコン等の情報機器や携帯電話等の移動通信機器、ビデオカメラ等、携帯型電子機器の需要が急増している。このような電子機器の電源として、ニッケル−カドミウム電池、ニッケル水素電池、リチウムイオン電池等の密閉式小形二次電池が多く使用されており、その中でもリチウムイオン二次電池は高電圧、高エネルギー密度、軽量といった特性が活かされ、多種多様な分野で採用されている。
【０００３】
特に、液系電解液を用いた場合に問題となる液漏れの対応策として、例えば、電解質として、ポリマーに非水電解液を含浸させてなるゲル状高分子膜を用いたもの、或いは全固体状の電解質を用いた、いわゆるポリマーリチウムイオン二次電池が提案されている。
【０００４】
このような電池は、通常、例えば図３７に示すように、電池素子がラミネートされてなる単セル３０１が、保護回路や端子を備えた接続基板３０１とともに、上下一対のプラスチックケース３０３，３０４の内部に収納されて、電池パック３００とされている（例えば、特許文献１を参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−８６０６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構造では、プラスチックケース３０３，３０４の肉厚は０．３〜０．４ｍｍ必要となる。また、固定のための両面テープや公差を考慮すると、電池厚みに対して０．８〜１ｍｍ程度の厚みの増加となっている。外周方向でも上下のプラスチックケース３０３，３０４を超音波溶着するための形状が必要で、そのため０．７ｍｍ程度の肉厚が求められている。そのため、電池に対して電池パック３００は１．３〜１．４倍程度の容積の増加が余儀なくされている。
【０００７】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、機械的強度、端子の信頼性を損なうことなく、パックのための容積増加を極限まで小さくした電池パックおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電池パックは、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子と、電池素子を収納する収納凹部が形成された第１の領域と、第１の領域に連続して設けられた第２の領域と、第１の領域に略直交するように第２の領域に連続して設けられた第３の領域とを有する包装体と、電池素子が収納された収納凹部の周囲に配設されるフレームと、フレームに配設され、端子が接続されるとともに、外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板とを備える。
【０００９】
そして、本発明の電池パックは、収納凹部に電池素子を収納し、収納された電池素子の端子が導出する側とは反対側に位置する第２の領域を第１の領域に対して折曲して、電池素子の外部に露出している第１の面を覆い、第１の領域と第２の領域とを接合し、収納凹部に収納され、第２の領域で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、電池素子が収納された収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに接続基板を配設し、包装体の第３の領域を第２の領域に対して折曲し、第１の領域の収納凹部に収納され、第１の領域と第２の領域とで覆われた電池素子の第１の面とは反対側の第２の面側を第３の領域で覆い、第３の領域と第１の領域とを接合してなることを特徴とする。
【００１０】
上述したような本発明に係る電池パックでは、電池素子のラミネート材をパック外装としても用いることで、体積効率が向上する。
【００１１】
また、本発明の電池パックの製造方法は、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子と、電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体と、収納凹部に収納された電池素子の外部に露出している第１の面を覆う第１の領域と、第１の面と反対側の第２の面側を覆う第２の領域とを少なくとも有する第２の包装体と、記電池素子が収納された収納凹部の周囲に配設されるフレームと、フレームに配設され、端子が接続されるとともに外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板とを備え、第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納し、電池素子の外部に露出している第１の面を第２の包装体の第１の領域で覆い、接合片と第１の領域とを接合し、収納凹部に収納され、第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、電池素子の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに接続基板を配設し、第２の包装体の第２の領域を第１の領域に対して折曲し、第１の包装体の収納凹部に収納され、第１の領域で覆われた電池素子の第１の面と反対側の第２の面側を第２の領域で覆い、第１の包装体と、第２の包装体の第２の領域とを接合してなることを特徴とする。
【００１２】
上述したような本発明に係る電池パックの製造方法では、電池素子のラミネート材をパック外装としても用いることで、体積効率を向上させることができる。
【００１３】
また、本発明の電池パックは、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子と、電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体と、
収納凹部に収納された電池素子の外部に露出している第１の面を覆う第１の領域と、第１の面と反対側の第２の面側を覆う第２の領域とを少なくとも有する第２の包装体と、電池素子が収納された収納凹部の周囲に配設されるフレームと、フレームに配設され、端子が接続されるとともに外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板とを備える。
【００１４】
そして、本発明の電池パックは、第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納し、電池素子の外部に露出している第１の面を第２の包装体の第１の領域で覆い、接合片と第１の領域とを接合し、収納凹部に収納され、第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、電池素子の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに接続基板を配設し、第２の包装体の第２の領域を第１の領域に対して折曲し、第１の包装体の収納凹部に収納され、第１の領域で覆われた電池素子の第１の面と反対側の第２の面側を第２の領域で覆い、第１の包装体と、第２の包装体の第２の領域とを接合してなることを特徴とする。
【００１５】
上述したような本発明に係る電池パックでは、電池素子のラミネート材をパック外装としても用いることで、体積効率が向上する。
【００１６】
また、本発明の電池パックの製造方法は、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子を、上記電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納する第１の工程と、収納凹部に収納された電池素子の外部に露出している第１の面を、上記第１の面を覆う第１の領域と、第１の面と反対側の第２の面側を覆う第２の領域とを少なくとも有する第２の包装体の第１の領域で電池素子の第１の面を覆い、接合片と第１の領域とを接合する第２の工程と、収納凹部に収納され、第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を、外部機器と電気的に接続する端子部が設けられた接続基板に接続し、電池素子が収納された収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに接続基板を配設する第３の工程と、第２の包装体の第２の領域を第１の領域に対して折曲し、第１の包装体の収納凹部に収納され、第１の領域で覆われた電池素子の第１の面と反対側の第２の面側を第２の領域で覆う第４の工程と、第１の包装体と、第２の包装体の第２の領域とを接合する第５の工程とを有することを特徴とする。
【００１７】
上述したような本発明に係る電池パックの製造方法では、電池素子のラミネート材をパック外装としても用いることで、体積効率を向上させることができる。
【００１８】
また、本発明の電池パックは、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子と、電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体と、第１の包装体の収納凹部に収納された電池素子の外部に露出する第１の面を覆う第１の領域と、上記第１の領域の一辺から連続して設けられた第２の領域とを有する第１の包装体よりも硬い第２の包装体と、電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲に配設されるフレームと、フレームに配設され、端子が接続される接続基板とを備える。
【００１９】
本発明の電池パックは、第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納し、収納凹部から露出する電池素子の第１の面を、第１の包装体の接合片と第２の包装体の第１の領域とを接合し、電池素子の端子を外部に導出させて、第２の包装体の第１の領域で覆い、第１の包装体の収納凹部に収納され、第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、フレームに接続基板を配設し、第２の包装体の第２の領域を、第１の包装体の接合片と接合された第１の領域に対し、この第１の領域の一方短辺を支点にして第１の包装体の収納凹部に収納された電池素子の第１の面とは反対側の第２の面側に折り返し、第２の包装体の第２の領域が第１の包装体の収納凹部を覆い、第２の包装体の第２の領域とフレームとを接合してなることを特徴とする。
【００２０】
上述したような本発明に係る電池パックでは、電池素子を包装する第２の包装体をパック外装としても用いることで、体積効率が向上する。また、この電池パックでは、パック外装となる第２の包装体が、第１の包装体よりも硬いことから、外部からの衝撃、例えば落下等の衝撃で内部の電池素子が変形して、劣化してしまうこと、や第２の包装体に傷等が発生することが抑えられ、外観不良となることが防止されている。また、この電池パックでは、第２の包装体の第２の領域で、第１の包装体の収納部を覆う際に、第２の領域を第１の領域の一方短辺を支点に折返すことから、第２の包装体の折り曲げられる部分が短くなり、折り曲げた部分にしわ等が発生することが抑えられる。
【００２１】
また、本発明の電池パックの製造方法は、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納する第１の工程と、第１の包装体の収納凹部に収納された電池素子の外部に露出する第１の面を覆う第１の領域と、上記第１の領域の一辺と連続して設けられた第２の領域とを有する第１の包装体よりも硬い第２の包装体の第１の領域で、電池素子の端子が外部に導出されるように、電池素子の第１の面を覆い、第１の包装体の接合片と、第２の包装体の第１の領域とを接合する第２の工程と、第１の包装体の収納凹部に収納され、第２の包装体の第１の領域で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームに接続基板を配設する第３の工程と、第２の包装体の第２の領域を、第１の包装体の接合片と接合された第１の領域に対し、この第１の領域の一方短辺を支点にして、第１の包装体の収納凹部に収納された電池素子の第１の面とは反対側の第２の面側に折り返し、第２の包装体の第２の領域が第１の包装体の収納凹部を覆い、第２の包装体の第２の領域とフレームとを接合する第４の工程とを有することを特徴とする。
【００２２】
上述したような本発明に係る電池パックの製造方法では、電池素子を包装する第２の包装体をパック外装としても用いることで、体積効率が向上する。また、この電池パックの製造方法では、パック外装となる第２の包装体が、第１の包装体よりも硬いことから、外部からの衝撃、例えば落下等の衝撃で内部の電池素子が変形したり、劣化してしまうこと、や第２の包装体に傷等が発生することが抑えられた電池パックが得られる。また、この電池パックの製造方法では、第２の包装体の第２の領域で、第１の包装体の収納部を覆う際に、第２の領域を第１の領域の一方短辺を支点に折返すことから、第２の包装体の折れ曲がる部分が短くなり、折り曲げた部分にしわ等が発生することが抑えられる。
【００２３】
また、本発明の電池パックは、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極のそれぞれ端子が導出された電池素子と、電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体と、第１の包装体の収納凹部に収納された電池素子の外部に露出する第１の面を覆い、第１の包装体よりも硬い第２の包装体と、電池素子の第１の面と反対側の第２の面側の第１の包装体の収納凹部を覆い、第１の包装体よりも硬い第３の包装体と、電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲に配設されるフレームと、フレームに配設され、端子が接続される接続基板とを備える。
【００２４】
本発明の電池パックは、第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納し、上記収納凹部から露出する電池素子の第１の面を、第１の包装体の接合片と第２の包装体とを接合することで、電池素子の端子が外部に導出されるように、第２の包装体で覆い、収納凹部に収納され、第２の包装体で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設する共に、上記フレームに接続基板を配設し、電池素子の第２の面側の第１の包装体の収納凹部を第３の包装体で覆い、電池素子の周囲に配設されたフレームと、第３の包装体とを接合してなることを特徴とする。
【００２５】
上述したような本発明に係る電池パックでは、電池素子を包装する第２の包装体をパック外装としても用いることで、体積効率が向上する。また、この電池パックでは、パック外装となる第２の包装体及び第３の包装体が、第１の包装体よりも硬いことから、外部からの衝撃、例えば落下等の衝撃で内部の電池素子が変形したり、劣化してしまうことや、第２の包装体及び第２の包装体に傷等が発生することが抑えられ、外観不良となることが防止されている。また、この電池パックでは、外側の包装体が第２の包装体と第３の包装体の２枚からなるため、第２の包装体及び第３の包装体にしわ等の発生が抑えられ、外観がよくなる。
【００２６】
また、本発明の電池パックの製造方法は、正極と負極とポリマー電解質とを有し、正極及び負極からそれぞれ端子が導出された電池素子を収納する収納凹部が形成され、上記収納凹部の周囲に接合片が設けられた第１の包装体の収納凹部に電池素子を収納する第１の工程と、第１の包装体の収納凹部に収納された電池素子の外部に露出する第１の面を覆い、第１の包装体よりも硬い第２の包装体で第１の面を覆い、第１の包装体の接合片と、第２の包装体とを接合する第２の工程と、第１の包装体の収納凹部に収納され、第２の包装体で覆われた電池素子の端子を接続基板に接続し、電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲にフレームを配設するとともに、上記フレームと電池素子との間に接続基板を配設する第３の工程と、電池素子の第１の面と反対側の第２の面側の第１の包装体の収納凹部を、第１の包装体よりも硬い第３の包装体で覆い、電池素子が収納された第１の包装体の収納凹部の周囲に配設されたフレームと、第３の包装体とを接合する第４の工程とを有することを特徴とする。
【００２７】
上述したような本発明に係る電池パックの製造方法では、電池素子を包装する第２の包装体及び第３の包装体をパック外装としても用いることで、体積効率が向上する。また、この電池パックの製造方法では、パック外装となる第２の包装体及び第３の包装体が、第１の包装体よりも硬いことから、外部からの衝撃、例えば落下等の衝撃で内部の電池素子が変形したり、劣化してしまうこと、や第２の包装体及び第３の包装体に傷等が発生することが抑えられ、外観不良となることが防止される。また、この電池パックの製造方法では、外側の包装体が第２の包装体と第３の包装体の２枚からなるため、第２の包装体及び第３の包装体にしわ等の発生が抑えられた外観がよい電池パックが得られる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した電池パックの実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２９】
〈第１の実施の形態〉
図１は、本発明を適用した電池パックの一構成例を示す斜視図であり、図２は、図１中Ｘ１−Ｘ２線における断面図である。図３〜図８は、電池パックの製造方法を説明するための図である。
【００３０】
この電池パック１は、電池素子２と、接続基板３と、フレーム４と、包装体５とから構成され、電池素子２が包装体５の内部に収納、密閉され、さらに接続基板３及びフレーム４とともに包装体５によって包装されてなる。
【００３１】
電池素子２は、帯状の正極と、帯状の負極とが、ポリマー電解質層及び／又はセパレータを介して積層され、長手方向に巻回されるとともに、正極及び負極から、それぞれ正極端子２１と負極端子２２とが外部に導出されている。
【００３２】
正極は、帯状の正極集電体上に正極活物質層が形成されてなり、さらに正極活物質層上にポリマー電解質層が形成されている。また、負極は、帯状の負極集電体上に負極活物質層が形成されてなり、さらに負極活物質層上にポリマー電解質層が形成されている。正極端子２１及び負極端子２２は、それぞれ正極集電体及び負極集電体に接合されている。
【００３３】
正極は、目的とする電池の種類に応じて、金属酸化物、金属硫化物または特定の高分子を正極活物質として用いて構成することができる。例えばリチウムイオン電池を構成する場合、正極活物質としては、ＬｉｘＭＯ２（式中Ｍは一種以上の遷移金属を表し、ｘは電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５以上１．１０以下である。）を主体とするリチウム複合酸化物等を使用することができる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金属Ｍとしては、Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎ等が好ましい。このようなリチウム複合酸化物の具体例としてはＬｉＣｏＯ２，ＬｉＮｉＯ２，ＬｉＮｉｙＣｏ１−ｙＯ２（式中、０＜ｙ＜１である。）、ＬｉＭｎ２Ｏ４等を挙げることができる。これらリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度的に的に優れた正極活物質となる。また、正極活物質としてＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＮｂＳｅ２，Ｖ２Ｏ５等のリチウムを含有しない金属硫化物あるいは酸化物を用いることもできる。正極には、これらの正極活物質の複数種を併せて使用してもよい。また、以上のような正極活物質を使用して正極を形成するに際して、公知の導電剤や結着剤等を添加することができる。
【００３４】
負極材料としては、リチウムをドープ、脱ドープできる材料を使用することができる。例えば、難黒鉛化炭素系材料や黒鉛系材料の炭素材料を使用することができる。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類（ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス）、黒鉛類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体（フェノール樹脂、フラン樹脂等を適当な温度で焼成し炭素化したもの）、炭素繊維、活性炭等の炭素材料を使用することができる。このほか、リチウムをドープ、脱ドープできる材料としては、ポリアセチレン、ポリピロール等の高分子やＳｎＯ２等の酸化物を使用することもできる。このような材料から負極を形成するに際しては、公知の結着剤等を添加することができる。
【００３５】
ポリマー電解質は、高分子材料と電解液と電解質塩とを混合してゲル状化した電解質をポリマー中に取り込んでなる。高分子材料は、電解液に相溶する性質を有し、シリコンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリフォスファゼン変性ポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、及びこれらの複合ポリマーや架橋ポリマー、変性ポリマー等、若しくはフッ素系ポリマーとして、例えばポリ（ビニリデンフルオロライド）、ポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−テトラフルオロサフルオロプロピレン）、或いはポリ（ビニリデンフルオロライド−ｃｏ−トリフルオロエチレン）等の高分子材料、及びこれらの混合物が各種使用される。
【００３６】
電解液成分は、上述した高分子材料を分散可能とし、非プロトン性溶媒として例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）やプロピレンカーボネート（ＰＣ）或いはブチレンカーボネート（ＢＣ）等が用いられる。電解質塩には、溶剤に相溶するものが用いられ、カチオンとアニオンとが組み合わされてなる。カチオンには、アルカリ金属やアルカリ土類金属が用いられる。アニオンには、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＳＣＮ−、ＣｌＯ４−、ＢＦ４−、ＰＦ６−、ＣＦ３ＳＯ３−等が用いられる。電解質塩には、具体的には六フッ化リン酸リチウムや四フッ化ホウ酸リチウムが、電解液に対して溶解可能な濃度で用いられる。
【００３７】
このような電池素子２をその内部に収納する包装体５は、図３に示すように、略長方形状の第１の領域５１と、第１の領域５１の長手方向に連続した略長方形状の第２の領域５２と、第１の領域５１に略直交するように第２の領域５２の短辺方向に連続した略長方形状の第３の領域５３とを有する、略Ｌ字形状とされている。第１の領域５１には、電池素子２が収納される収納凹部５４が予め形成されている。
【００３８】
包装体５は、後掲する図４に示すように、内側から順にポリプロピレン（ＰＰ）層５５、アルミニウム（Ａｌ）層５６、ナイロン層（Ｎｙ）５７がこの順に積層された積層構造を有する。ここで、アルミニウム層５６は内部への水分の浸入を防ぐ。ポリプロピレン層５５は、ポリマー電解質の変質を防ぐとともに、包装体５の接合面となる。すなわち、包装体５を接合する際には、このポリプロピレン層５５同士を対向させて約１７０℃で熱融着することにより行う。ナイロン層５７は包装体５に一定の強度を与える。
【００３９】
なお、包装体５の構成は、これに限定されるものではなく、各種材料及び積層構造を有するラミネートフィルム等を用いることができる。また、その接合方法も熱溶着に限定されるものではない。
【００４０】
包装体の構成材料としては、例えば、アルミニウム、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、酸変性ポリプロピレン、アイオノマー、ＯＮ等が挙げられる。
【００４１】
本発明は、電池素子２を密閉するラミネート材を、電池パック１の外装としても用いることにより、プラスチックケースを不要とし、体積効率を高めたものである。
【００４２】
まず、図３中、矢印Ａに示すように、電池素子２を、包装体５の第１の領域５１に設けられた収納凹部５４に収納する。このとき、電池素子２の端子側を、第２の領域５２とは反対側となるように配置する。
【００４３】
次に、矢印Ｂに示すように、折り曲げ線５ａにおいて、第２の領域５２を第１の領域５１に対して折曲する。これにより、収納凹部５４に収納された電池素子２の、外部に露出している第１の面が、第２の領域５２で覆われた状態となる。
【００４４】
次に、第１の領域５１と第２の領域５２とを接合する。接合は、第１の領域５１と第２の領域５２のポリプロピレン層側を対向させ、約１７０℃で熱溶着することにより行う。
【００４５】
このとき、後掲する図８に示すように、減圧ポンプ８０を用いて、接合と同時に減圧も行う。この吸引される力により、電池素子２が、第１の領域５１と第２の領域５２とで覆われて密閉される。なお、このとき、電池素子２の正極端子２１及び負極端子２２は、第１の領域５１と第２の領域５２との接合面に挟み込まれて、包装体５の外部に導出された状態となる。
【００４６】
ここで、図８に示すように、減圧を行うことによって、第１の領域５１は吸引される。これにより、収納凹部５４に収納された電池素子２は引き絞られて、収納凹部５４の底面側である第２の面側が小さく、開口側である第１の面側が大きい、断面略台形形状となる。
【００４７】
次に、正極端子２１及び負極端子２２を、接続基板３の端子部３１に接合する。この端子部３１は、外部機器と電気的に接続されるものとなる。また、接続基板３には、保護回路チップ３２等が配されている。
【００４８】
次に、図５中矢印Ｃに示すように、第１の領域５１の収納凹部５４に収納され、さらに第２の領域５２で覆われて密閉された電池素子２の周囲に、第１の領域５１側からフレーム４を配するとともに、正極端子２１及び負極端子２２が端子部３１に接合された接続基板３を上記フレーム４にはめ込む。
【００４９】
このフレーム４は、図５及び図６に示すように、電池素子２の外形形状にあわせた大きさの枠型部材であり、電池素子２の端子側に配される前壁部４ａと、電池素子２の端子とは反対側に配される後壁部４ｂと、電池素子２の側面部に配される側壁部４ｃとから構成される。電池素子２の周囲にフレーム４を配することで、例えば落下等の衝撃から、電池素子２を保護することができる。このフレーム４は、各種プラスチック材料から構成することができる。特に、包装体５との接合を考えると、包装体５の接合面であるポリプロピレンと同じ材質、すなわちポリプロピレンや、ポリプロピレンと同等の融点を有する材料が好ましいものとして挙げられる。
【００５０】
ここで、上述したように、減圧により電池素子２は断面略台形形状となっている。図８に示すように、フレーム４の側壁部４ｃは、電池素子２の第２の面側の周縁部に形成される隙間部分に配される。これによりデッドスペースを有効に活用することができ、体積効率をさらに高めることができる。
【００５１】
また、この側壁部４ｃの、電池素子２と対向する部分はＲ形状とされていることが好ましい。これにより、フレーム４の強度、耐衝撃性をより高めることができる。
【００５２】
また、フレーム４の、電池素子２の端子側に対応する前壁部４ａ側には、接続基板３が配されるとともに、前壁部４ａには開口部４１が形成されている。この開口部４１は、接続基板３の端子部３１を外部に臨ませるものであり、接続基板３は、開口部４１より端子部３１を外部に臨ませた状態でフレーム４に配される。開口部４１から外部に臨まされた端子部３１は、外部機器と電気的に接続されることとなる。ここでは、３つの開口部４１が設けられた例を示しており、これら開口部４１は、例えば正極端子用、負極端子用、その他情報端子用とすることができる。しかし、これに限定されるものではない。
【００５３】
また、このフレーム４には、略三角形状の係止部材４２が配されており、この係止部材４２に係止されることによって、接続基板３がフレーム４に配される。
【００５４】
図７に、上記係止部分の拡大図を示す。係止部材４２は、前壁部４ａ側に略垂直面４２ａを有し、開口側に向かって傾斜する斜面４２ｂを有する略直角三角形状を有している。接続基板３をこのフレーム４に配する際には、接続基板３を図７中矢印Ｅ方向に押し込んで係止部材４２の斜面４２ｂを乗り越えさせる。これによりフレーム４の前壁部４ａと、係止部材４２の垂直面４２ａとの間に接続基板３が配置される。接続基板３を取り外すには、係止部材４２の垂直面４２ａを越えなければならず、接続基板３の脱落等を防止することができる。
【００５５】
また、外部機器からの接続端子を接続基板３の端子部３１に接続する際に、上記接続端子を、開口部４１を介して押し込んだような場合など、外部から接続基板に力が加わった場合にも、係止部材４２によって接続基板３の脱落が防止されて、フレーム４に係止された状態を維持できるとともに、より確実な端子接続が可能となる。
【００５６】
このように、フレーム４を電池素子２の周囲に配することで、電池素子２をプラスチックケース内に収納しなくとも、プラスチックケースを用いた場合と同等の機械的強度、端子の信頼性を維持することができる。
【００５７】
次に、図５及び図８中矢印Ｄに示すように、折り曲げ線５ｂにおいて、第３の領域５３を第２の領域５２に対して折曲する。これにより、電池素子２を収納する第１の領域５１の、第２の領域５２と接合された側とは反対側の面、すなわち電池素子２の第２の面側が、第３の領域５３で覆われる。
【００５８】
最後に、第３の領域５３と第１の領域５１とを接合する。接合は、第３の領域５３と第１の領域５１のポリプロピレン層側を対向させ、約１７０℃で熱溶着することにより行う。
【００５９】
これにより、電池素子２が包装体５の内部に収納、密閉され、さらに接続基板３及びフレーム４が上記包装体５によって包装されて、図１及び図２に示すような電池パック１が完成する。
【００６０】
このようにして得られる電池パック１は、電池素子のラミネート材をパック外装としても用いることで、プラスチックケースを外装に用いた場合に比べて、体積効率を１０％以上向上することができる。これにより、電池パック１の体積密度を向上することができる。
【００６１】
また、電池素子の周囲にフレームを配することで、プラスチックケースを用いた場合と同等の機械的強度、端子の信頼性を維持することができ、信頼性の高いものとなる。
【００６２】
また、電池素子のラミネートをパック包装体と共用化することで、設計をシンプル化することができ、電池素子と電池パックとを一貫して生産することができ、加工費を低減することができる。また、生産時間も短縮することができ、生産効率が向上する。
【００６３】
さらに、プラスチックケースを用いる場合に必要なケースや、テープ、ラベル等の部品が不要となり、部品点数の削減、および材料費の削減を図ることができる。
【００６４】
〈第２の実施の形態〉
図９は、本発明を適用した電池パック１０の一構成例を示す斜視図であり、図１０は、図９中Ｘ５−Ｘ６線における断面図である。図１１〜図１７は、電池パック１０の製造方法を説明するための図である。
【００６５】
この電池パック１０は、電池素子２と、接続基板３と、フレーム４と、包装体とから構成され、電池素子２が包装体の内部に収納、密閉され、さらに接続基板３及びフレーム４とともに包装体によって包装されてなる。
【００６６】
電池素子、接続基板、フレームについては、上述した第１の実施の形態における電池パック１の電池素子２、接続基板３、フレーム４とほぼ同様の構成とされているので、図面中においては同一の符号を配するとともに、ここでの詳細な説明は省略する。
【００６７】
電池素子２を収納、包装する包装体は、第１の包装体６と、第２の包装体７との２枚から構成される。
【００６８】
第１の包装体６は、図１１に示すように、略長方形状を有し、電池素子２が収納される収納凹部６１が予め形成されている。そして、上記収納凹部６１の周囲は接合片６２とされている。また、長手方向の一方の端部には、短辺方向の両端に切欠部６３が形成されている。この第１の包装体６は、図１２に示すように、内側から順にポリプロピレン（ＰＰ）層６４、アルミニウム（Ａｌ）層６５、ナイロン（Ｎｙ）層６６がこの順に積層された積層構造を有し、ポリプロピレン層６４が接合面となる。
【００６９】
第２の包装体７は、図１３に示すように、略長方形状の第１の領域７１と、第１の領域７１の短辺方向に連続した略長方形状の第２の領域７２とを少なくとも有する。ここで、第１の領域７１は、第１の包装体６の収納凹部６１に収納された電池素子２の外部に露出している第１の面を覆う領域となり、第２の領域７２は、電池素子２の第２の面側を第１の包装体６とともに覆う領域となる。また、第２の包装体７にも、上記第１の包装体６に形成された切欠部６３と対応する部分に、同様に切欠部７３が形成されている。
【００７０】
第２の包装体７は、第１の包装体６よりも硬い材料からなる。第２の包装体７の材料としては、内側となる面にポリプロピレン層が形成されたアルミニウム薄板等が挙げられる。外側の包装体となる第２の包装体７に硬い材料を用いることで、強度が確保され、耐衝撃性に優れたものとすることができる。
【００７１】
なお、第１包装体６、第２の包装体７の構成は、これに限定されるものではなく、各種材料及び積層構造を有するラミネートフィルム等を用いることができる。また、その接合方法も熱溶着に限定されるものではない。
【００７２】
本発明は、電池素子２を密閉する包装体を、電池パック１０の外装としても用いることにより、プラスチックケースを不要とし、体積効率を高めたものである。
【００７３】
まず、図１１中、矢印Ｆに示すように、電池素子２を、第１の包装体６に設けられた収納凹部６１に収納する。このとき、電池素子２の端子側を、切欠部６３が形成された側とは反対側となるように配置する。
【００７４】
次に、図１３に示すように、電池素子２が収納凹部６１に収納された第１の包装体６の上に、第２の包装体７を重ねる。これにより、収納凹部６１に収納された電池素子２の、外部に露出している第１の面が、第２の包装体の第１の領域７１で覆われた状態となる。
【００７５】
なお、このとき、図１３に示すように、第２の包装体７は、第１の包装体６の接合片６２の外線よりも内側になるように、ずらして配されている。
【００７６】
次に、第１の包装体６と、第２の包装体７の第１の領域７１とを接合する。接合は、収納凹部６１に収納された電池素子２の周囲４方において、第１の包装体６と第２の包装体７の第１の領域７１のポリプロピレン面を対向させ、約１７０℃で熱溶着することにより行う。
【００７７】
このとき、後掲する図１５に示すように、減圧ポンプ８０を用いて、接合と同時に減圧も行う。これにより、電池素子２が、第１の包装体６と第２の包装体７の第１の領域７１とで覆われて密閉される。なお、このとき、電池素子２の正極端子２１及び負極端子２２は、第１の包装体６と第２の包装体７の第１の領域７１との接合面に挟み込まれて、包装体の外部に導出された状態となる。
【００７８】
ここで、減圧を行うことによって、第１の包装体６は吸引される。これにより、図１５に示すように、収納凹部６１に収納された電池素子２は引き絞られて、収納凹部６１の底面側である第２の面側が小さく、開口側である第１の面側が大きい、断面略台形形状となる。
【００７９】
次に、正極端子２１及び負極端子２２を、接続基板３の端子部３１に接合する。次に、図１４中矢印Ｇに示すように、第１の包装体６の収納凹部６１に収納され、さらに第２の包装体７の第１の領域７１で覆われて密閉された電池素子２の周囲に、第１の包装体６側からフレーム４を配するとともに、正極端子２１及び負極端子２２が端子部３１に接合された接続基板３を上記フレーム４にはめ込む。
【００８０】
フレーム４を電池素子２の周囲に配することで、電池素子２をプラスチックケース内に収納しなくとも、プラスチックケースを用いた場合と同等の機械的強度、端子の信頼性を維持することができる。
【００８１】
また、このとき、上述したように、減圧により電池素子２は断面略台形形状となっている。図１５に示すように、フレーム４の側面壁は、電池素子２の第２の面側の周縁部に形成される隙間部分に配される。これによりデッドスペースを有効に活用することができ、体積効率をさらに高めることができる。
【００８２】
次に、図１４及び図１６中矢印Ｈに示すように、折り曲げ線において、第２の包装体７の第２の領域７２を第１の領域７１に対して折曲する。これにより、第１の包装体６の収納凹部６１に収納され、第２の包装体７の第１の領域７１で覆われた電池素子２の、第１の面と対向する第２の面側が、第２の領域７２で覆われる。
【００８３】
このとき、第１の包装体６の接合片６２は、図１５中矢印Ｉに示すように折り曲げられ、電池素子２の周囲に配されたフレーム４に沿って配される。
【００８４】
最後に、第１の包装体６と、第２の包装体７とを対向させて接合する。
【００８５】
このとき、上述したように第１の包装体６と第２の包装体７とは、ずらされた状態で重ね合わされている。図１３及び図１５に示すように、第２の包装体７の第１の領域７１側の端部７１ａは、第１の包装体６の接合片６２よりも内側にある。
【００８６】
そのため、図１６及び図１７に示すように、フレーム４に沿って配された接合片６２は、矢印Ｊに示すようにフレーム４に沿って配された第２の包装体７の第１の領域からはみ出した状態となる。この接合片６２のはみ出している面と、第２の領域７２で第１の包装体６を覆ったときに内側となる面とを対向させて接合する。すなわち、これらの面は、第１の包装体６と第２の包装体７のポリプロピレン層側の面であり、対向させ、約１７０℃で熱溶着することにより接合する。
【００８７】
また、このとき図１７に示すように、第２の包装体７は、第１の領域７１側の端部７１ａと、第２の領域７２側の端部７２ａとが突き合わせられて接合される。
【００８８】
また、フレーム４の後端側においても、上述した側面部の場合と同様に、接合片６２のはみ出している面と、第２の領域７２で第１の包装体６を覆ったときに内側となる面とを対向させて接合される。
【００８９】
これにより、電池素子２が、第１の包装体６及び第２の包装体７からなる包装体の内部に収納、密閉され、さらに接続基板３及びフレーム４が包装体によって包装されて、図９及び図１０に示すような電池パック１０が完成する。
【００９０】
このようにして得られる電池パック１０は、電池素子のラミネート材をパック外装としても用いることで、プラスチックケースを外装に用いた場合に比べて、体積効率を１０％以上向上することができる。これにより、電池パック１０の体積密度を向上することができる。
【００９１】
また、電池素子の周囲にフレームを配することで、プラスチックケースを用いた場合と同等の機械的強度、端子の信頼性を維持することができ、信頼性の高いものとなる。
【００９２】
また、電池素子のラミネートをパック包装体と共用化することで、設計をシンプル化することができ、電池素子と電池パックとを一貫して生産することができ、加工費を低減することができる。また、生産時間も短縮することができ、生産効率が向上する。
【００９３】
さらに、プラスチックケースを用いる場合に必要なケースや、テープ、ラベル等の部品が不要となり、部品点数の削減、および材料費の削減を図ることができる。
【００９４】
〈第３の実施の形態〉
次に、上述した電池パック１及び電池パック１０とは、包装体の材料を変えた図１８及び図１９に示す電池パックについて説明する。
【００９５】
この電池パック１００は、上述した電池素子２及び接続基板３と、電池素子の周囲に配設されるフレーム１１０と、パック内部を包装する第１の包装体１２０と、パック外部を包装する第２の包装体１３０と、接続基板３を固定する固定部材１４０とを有する。電池パック１００は、第１の包装体１２０と第２の包装体１３０とによって包装された電池素子２の周囲に、接続基板３及びフレーム１１０を配設し、フレーム１１０と第２の包装体１３０とを接合することによって、第２の包装体１３０がパック外装をかねた構造となっている。
【００９６】
電池素子２、接続基板３については、上述した第１の実施の形態における電池パック１００の電池素子２、接続基板３、とほぼ同様の構成とされているので、図面中においては同一の符号を配するとともに、ここでの詳細な説明は省略する。
【００９７】
フレーム１１０は、図２０に示すように、電池素子２の外形形状にあわせた大きさの枠型部材であり、電池素子２の端子側に配される前壁部１１０ａと、電池素子２の端子とは反対側に配される後壁部１１０ｂと、電池素子２の側面部に配される側壁部１１０ｃと、上壁部１１０ｄとから構成される。前壁部１１０ａには、接続基板３を配設した際に、接続基板３に設けられている端子部３１を外部に露出させるための開口部１１１と、後述する固定部材１４０を係止させるとが設けられている。ここでは、３つの開口部１１１が設けられた例を示しており、これら開口部１１１は、例えば正極端子２１用、負極端子２２用、その他情報端子用とすることができる。しかし、これに限定されるものではない。また、係合凹部１１２は、前壁部１１０ａの内面に形成され、後述する固定部材１４０と係合される。
【００９８】
また、フレーム１１０の側壁部１１０ｃの下端側には、図２０及び図２１に示すように、第１の包装体１２０の接合片１２２の端部が係合される第１の第１の段差部１１３が設けられ、さらに、この第１の第１の段差部１１３の上側に第２の包装体１３０の接合部１３１ｂの端部が係合されている第２の段差部１１４が設けられている。また、フレーム１１０の上側端面には、第２の包装体１３０の第２の領域１３２の端部が係合される第３の段差部１１５が設けられている。
【００９９】
第１の段差部１１３は、具体的に、側壁部１１０ｃの外面と下面とで構成されるコーナー部に設けた切欠きにより形成され、この切欠きは係合される第１の包装体１２０の厚さと略同一の幅をもって、フレーム１１０の内側に向かって切り欠かれている。また、第１の段差部１１３は、第１の包装体１１３の厚さよりも狭い幅をもって、フレーム１１０の内側に向かって切欠きを設け、形成するようにしてもよい。この場合は、第１の段差部１１３の幅を後述する第１の包装体１１３のアルミニウム層１２４が露出しない幅で形成する。
【０１００】
第２の段差部１１４は、第１の段差部１１３に連続するように切欠きが設けられ、この切欠きは係合される第２の包装体１３０の厚さと略同一の幅をもって、フレーム１１０の内側に向かって切り欠かれている。また、第２の段差部１１４は、第２の包装体１３０の厚さよりも狭い幅をもって、フレーム１１０の内側に向かって切欠きを設け、形成するようにしてもよい。
【０１０１】
第３の段差部１１５は、上端の内側コーナー部に開放されて設けられている。第３の段差１１５は、係合される第２の包装体１３０の厚さと略同一の幅をもって、フレーム１１０の外部に向けって段差を形成する。また、第３の段差部１１５は、第２の包装体１３０の厚さよりも狭い幅をもって、フレーム１１０の外側に向かって段差を設け、形成するようにしてもよい。第２の段差部１１４及び第３の段差部１１５の幅を第２の包装体１３０の幅よりも狭く形成する際には、第２の包装体１３０のアルミニウム層１３４が外部に露出しない幅で形成される。
【０１０２】
これらの第１の段差部１１３及び第２の段差部１１４は、第１の段差部１１３に第１の包装体１２０の接合片１２２の端部が係合され、第１の段差部１１３より上側の第２の段差部１１４により第２の包装体１３０の接合部１３１ｂの端部が係合されることにより、第１の包装体１２０の接合片１２２の端部と、第２の包装体１３０の接合部１３１ｂの端部とは、側壁上において位置がずらされるようになり、各々の端部を構成する導電性の金属層同士が接触し、ショートすることを防止することができる。
【０１０３】
また、第３の段差部１１５に係合される第２の包装体１３０の第２の領域１３２の端部と、第２の段差部１１４に係合される第２の包装体１３０の第１の領域１３１の端部とが離間されることから、第２の包装体１３０の第２の領域１３２の端部と、第２の包装体１３０の第１の領域１３１の端部との間のショートが防止される。
【０１０４】
また、第１の段差部１１３から第３の段差部１１５をフレーム１１０に設けることによって、第１の包装体１２０の端部及び第２の包装体１３０の端部が外部に露出しないようになるため、この包装体の端部によって、電池パック１００が外部に傷害等を与えることが防止される。
【０１０５】
また、フレーム１１０を電池素子２の周囲に配することで、例えば落下等の衝撃から、電池素子２を保護することができる。このフレーム１１０は、各種プラスチック材料から構成することができる。特に、包装体との接合を考えると、包装体に用いられるポリプロピレンと同じ材質、すなわちポリプロピレンや、ポリプロピレンと同等の融点を有する材料が好ましいものとして挙げられる。
【０１０６】
第１の包装体１２０は、図２２に示すように、略矩形状を有し、電池素子２が収納される収納凹部１２１が予め形成されている。そして、この収納凹部１２１の周囲には、後述する第２の包装体１３０と接合される接合片１２２が設けられている。また。第１の包装体１２０には、一方の短辺に切欠部１２３が設けられている。
【０１０７】
この第１の包装体１２０は、図２３に示すように、内側から順にポリプロピレン（ＰＰ）層１２３、アルミニウム層（Ａｌ）１２４、ナイロン（Ｎｙ）層１２５がこの順に積層された積層構造からなるラミネートフィルムである。ポリプロピレン層１２３は、第２の包装体１３０と接合する際の接合面となる。アルミニウム層１２４は、電池パック１００の気密性を維持する。ナイロン層１２５は、突き刺し等の外部からの衝撃に耐える強度を有し、且つパック外部とアルミニウム層１２４との絶縁を維持している。
【０１０８】
第２の包装体１３０は、図２４に示すように、略矩形状に形成された第１の領域１３１と、この第１の領域１３１の一方短辺に連続して設けられた略矩形状の第２の領域１３２とを有する。
【０１０９】
第１の領域１３１は、第１の包装体１２０の収納凹部１２１に収納された電池素子２の外部に露出する第１の面を覆う被覆部１３１ａと、第１の包装体１２０の接合片１２２と接合される接合部１３１ｂとを有する。
【０１１０】
被覆部１３１ａは、電池素子２の第１の面とほぼ同面積を有する。接合部１３１ｂは、第１の包装体１２０の接合片１２２よりも、長辺方向及び短辺方向に大きく形成されている。この接合１３１ｂの第１の包装体１２０の接合片１２２よりも大きく形成された部分が、フレーム１１０の側壁部１１０ｃと接合される糊代部１３１ｃとなる。この糊代部１３１ｃは、後述するポリプロピレン層１３３が第１の包装体１２０側に露出している。
【０１１１】
したがって、第１の領域１３１は、電池素子２の第１の面を覆うことによって、被覆部１３１ａは電池パック１００の一方の主面を形成する。また、電池素子２の長辺側に位置する第１の包装体１２０の接合片１２２と、第１の領域１３１の接合部１３１ｂとの接合部分は、フレーム１１０の側壁部１１０ｃと第１の領域１３１の糊代部１３１ｃとが接合されることによって、電池パック１００の長辺側の側面を形成する。また、第１の領域１３１には、第２の領域１３２が接続されている短辺とは反対側の短辺の両端に、切欠部１３１ｄが形成されている。
【０１１２】
第２の領域１３２は、略矩形状の形成され、第１の包装体１０９ａの一方の短辺に連続して設けられている。第２の領域１３２は、電池素子２の端子部が導出されている端部とは反対側の端部と、第１の包装体１０８の収納凹部１２１とを覆う。したがって、第２の領域１３２は、電池パック１００のフレーム１１０の開口部１１１が設けられている端部とは反対側の端部の側面と、電池パック１００の他主面を形成する。
【０１１３】
このような構成からなる第２の包装体１３０は、樹脂材料からなる樹脂層と、金属からなる金属層とが積層されてなり、例えば、図２５に示すように、樹脂層としてポリプロピレン（ＰＰ）層１３３と、このポリプロピレン層１３３上に金属層として、アルミニウム層１３４があり、このアルミニウム層１３４上に樹脂層のナイロン層１３５が積層された積層構造からなるラミネートフィルムである。ポリプロピレン層１３３は、第１の包装体１２０と接合する際の接合面となる。
【０１１４】
アルミニウム層１３４は、電池パック１００の気密性を維持する。アルミニウム層１３４には、第１の包装体１２０に用いられるアルミニウム層１２４よりも硬質のアルミニウムを材料に用いる。このようなアルミニウムとしては、例えば３００４Ｈ−Ｈ１８（ＪＩＳ  Ｈ４１６０）材等がある。また、金属層として、アルミニウム層１３４の他に、例えばステンレスや銅、ニッケル、鉄等の材料を用いた層でもよい。
【０１１５】
樹脂層のナイロン層１３５は、突き刺し等の外部からの衝撃に耐え、且つパック外部とアルミニウム層１３４との絶縁を維持している。また、樹脂層としては、ナイロン層１３５の他に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）等の材料を用いた、ＰＥＴ層やＰＥＮ層であってもよい。
【０１１６】
第２の包装体１３０の厚さは、各層の厚さがポリプロピレン層１３３が２０μｍ程度であり、アルミニウム層１３４が１００μｍ程度であり、ナイロン層１３５が３０μｍ程度であることから、全体で１５０μｍ程度である。
【０１１７】
固定部材１４０は、図２８に示すように、接続基板３を支持する支持部１４１と、この支持部１４１の外側両端に設けられ、フレーム１１０の前壁部１１０ａと係合される係合突部１４２とからなる。支持部１４１は、略コの字状に形成されており、接続基板３の両端を挟み込むことで支持している。係合突部１４２は、フレーム１１０内に配設させると、フレーム１１０の前壁部１１０ａ内部に設けられた係合凹部１１２に係合し、フレーム１１０内に固定される。しがって、固定部材１４０は、接続基板３と共に、フレーム１１０内に配設されることによって、支持部材１３１及び係合突部１４２で接続基板３を確実に固定する。また、固定部材１４０は、接続基板３の厚さが薄い場合、例えば厚さが４．０ｍｍ以下のような接続基板３を用いる場合には特に有効である。
【０１１８】
次に、上述した構成の電池パック１００の製造方法について説明する。先ず、図２２中の矢印Ｋに示すように、第１の包装体１２０の収納凹部１２１に電池素子２を収納する。このとき、電池素子２の端子部は、第１の包装体１２０の短辺側に導出されるようにする。
【０１１９】
次に、図２６に示すように、第２の包装体１３０のポリプロピレン層１３３が第１の包装体１２０側となるように、第２の包装体１３０の第１の領域１３１を電池素子２が露出している側から第１の包装体１２０に重ね、第１の包装体１２０の収納凹部１２１に収納された電池素子２の外部に露出する第１の面を覆う。この際に、第２の包装体１３０の第２の領域１３２が電池素子２の端子部が導出されている短辺とは反対側の短辺側になるように、第２の包装体１３０を重ねる。また、この状態では、第２の包装体１３０の第１の領域に設けられた糊代部１３１ｂのポリプロピレン層１３３が第１の包装体１２０側の露出している。
【０１２０】
次に、第１の包装体１２０と、第２の包装体１３０の第１の領域１３１とを接合する。接合は、第１の包装体１２０の収納凹部１２１に収納された電池素子２の周囲４方において、第１の包装体１２０の接合片１２２のポリプロピレン層１２３と、第２の包装体１３０の第１の領域１３１の接合部１３１ｂのポリプロピレン層１３３とを約１７０℃で熱溶着することで行う。
【０１２１】
このとき、図２７に示すように、減圧ポンプ８０を用いて、接合と同時に第１の包装体１２０と第２の包装体１３０とによって形成された電池素子２を収納する空間を減圧状態とする。減圧を行うことによって、電池素子２は、第１の包装体１２０と、第２の包装体１３０の第１の領域１３１とで覆われ、密閉される。なお、このとき、電池素子２の正極端子２１及び負極端子２２は、第１の包装体１２０と、第２の包装体１３０との接合面に挟み込まれて、外部に導出された状態とする。
【０１２２】
第１の包装体１２０の収納凹部１２１の内部は、減圧により吸引されるため、図２７に示すように、第１の包装体１２０の収納凹部１２１に収納された電池素子２が第１の包装体１２０によって引き絞られて、収納凹部１２１の底面側である電池素子２の第２の面側が小さく、開口側である第１の面側が大きい、断面略台形形状となる。
【０１２３】
次に、正極端子２１及び負極端子２２を接続基板の端子部に接合する。次に、図２８矢印Ｌに示すように、第１の包装体１２０と、第２の包装体１３０とによって覆われ、密閉された電池素子２の周囲に、第１の包装体１２０側からフレーム１１０を配設すると共に、正極端子２１及び負極端子２２が接続された接続基板３を支持する固定部材１４０をフレーム１１０に配設する。
【０１２４】
この際に、接続基板３は、フレーム１１０内に固定部材１４０が配設されることによって、固定部材１４０の係合突部１４２とフレーム１１０に形成された係合凹部１１２とが係合され、フレーム１１０内に固定される。また、フレーム１１０を電池素子２の周囲に配することで、電池素子２をプラスチックケース内に収納しなくとも、プラスチックケースを用いた場合と同等の機械的強度、端子の信頼性を維持することができる。また、上述したように、減圧により電池素子２は断面略台形形状となっているため、図２７に示すように、フレーム１１０の側面壁１１０ｃは、電池素子２の第２の面側の周縁部に形成される隙間部分に配される。これによりデッドスペースを有効に活用することができ、体積効率をさらに高めることができる。
【０１２５】
次に、図２８及び図２９中の矢印Ｍに示すように、第２の包装体１３０の第２の領域１３２を、第１の領域１３１との境界にそって、第２の包装体１３０の第２の領域１３２を第１の包装体１２０の収納凹部１２１に収納された電池素子２の第２の面側に折り曲げ、収納凹部１２１の周囲のフレーム１１０上に配される。次に、第１の包装体１２０の収納凹部１２１を覆った第２の包装体１３０の第２の領域１３２と、フレーム１１０の側壁部１１０ｃとを熱溶着することで、第２の包装体１３０で第１の包装体１２０の収納凹部１２１を覆う。この際に、図２１に示すように、第２の包装体１３０の第２の領域１３２の端部が第３の段差部１１５と当接される。
【０１２６】
また、このとき、第１の包装体１２０の接合片１２２と、第２の包装体１３０の第１の領域１３１の接合部１３１ｂとの接合部分を、図２７及び図２８中の矢印Ｎに示すように折り曲げられ、図２１に示すように、電池素子２の周囲に配されたフレーム１１０の側壁部１１０ｃに配される。
【０１２７】
次に、第２の包装体１３０の第１の領域１３１の糊代部１３１ｃと、フレーム１１０の側壁部１１０ｃとの熱溶着を行い、図２１に示すように、第１の段差部１１３と、第１の包装体１２０の接合片１２２とが当接され、第２の段差部１１４と、第２の包装体１３０の第１の領域１３１の糊代部１３１ｃの端部が当接され、電池パック１００が完成する。
【０１２８】
このように、第２の包装体１３０の第１の領域１３１の糊代部１３１ｃと、フレーム１１０の側壁部１１０ｃとの熱溶着により、第１の段差部１１３と、第１の包装体１２０の接合片１２２とが当接され、第２の段差部１１４と、第２の包装体１３０の第１の領域１３１の糊代部１３１ｃの端部とが当接されることによって、第１の包装体１２０と、第２の包装体１３０との短絡が防止される。
【０１２９】
また、第１の段差部１１３及び第２の段差部１１４は、第１の包装体１２０及び第２の包装体１３０の厚さと略同一に形成されているため、第１の包装体１２０及び第２の包装体１３０がフレーム１１０の側壁部１１０ｃに溶着されることによって、フレーム１１０の側壁部１１０ｃが面一となり、第１の包装体１２０及び第２の包装体１３０が剥がれてしまうことが防止される。
【０１３０】
このようにして得られる電池パック１００は、ラミネートフィルムからなる第２の包装体１３０をパック外装としても用いることで、プラスチックケースを外装に用いた場合に比べて、体積効率を１０％以上向上することができる。これにより、電池パック１００の体積密度を向上することができる。
【０１３１】
この電池パック１００では、パック内部に収納される第１の包装体１２０よりもパック外部に露出する第２の包装体１３０が硬いことから、外部からの衝撃、例えば落下等の衝撃で内部の電池素子２が変形したり、劣化してしまうことが防止され、パックの外面に傷等が発生することが抑えられている。したがって、電池パック１００では、外観不良となることが防止されている。
【０１３２】
この電池パック１００では、第２の包装体１３０の第２の領域１３２で、第１の包装体１２１の収納凹部１２１を覆う際に、第２の包装体１３０の第２の領域１３２を第１の領域１３１との境界である短辺にそって、電子素子２の第２の面側に折り曲げることから、折れ曲がる部分が短くなり、折り曲げた部分にしわ等が発生することが抑えられ、外観がよくなる。
【０１３３】
また、この電池パック１００では、第２の包装体１３０と、フレーム１１０との接合が互いのポリプロピレン層１２３,１３３を熱溶着するため、第２の包装体１３０に設けられた小面積の糊代部１３１ｃで、短時間に確実に安定した接合が図られる。
【０１３４】
〈第４の実施の形態〉
次に、上述した電池パック１００とは、パックの外部を包装する包装体を２枚から構成した図３０及び図３１に示す電池パック２００ついて説明する。
【０１３５】
この電池パック２００は、上述した電池素子２、接続基板３、及びフレーム１１０と、パックの内部を包装する第１の包装体２１０と、パックの外部を包装する第２の包装体２２０及び第３の包装体２３０と、固定部材１４０とを有する。電池パック２００は、第１の包装体２２０と第２の包装体２３０とによって包装された電池素子２の周囲に、接続基板３及びフレーム１１０を配設し、フレーム１１０上に第３の包装体２３０を接合することによって、第２の包装体２２０及び第３の包装体２３０がパック外装をかねた構造となっている。
【０１３６】
電池素子２、接続基板３、フレーム１１０、固定部材１４０については、上述した第３の実施の形態における電池パック１００の電池素子２、接続基板３、フレーム１１０、固定部材１４０とほぼ同様の構成とされているので、図面中においては同一の符号を配するとともに、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１３７】
第１の包装体２１０は、図３２に示すように、略矩形状からなり、電池素子２が収納される収納凹部２１１が予め形成されている。そして、収納凹部２１１の周囲には、後述する第２の包装体２２０と接合される接合片２１２が設けられている。また、第１の包装体２１０には、両短辺の両端に、切欠部２１３が形成されている。
【０１３８】
この第１の包装体２１０は、上述した第３の実施の形態の第１の包装体１２０と同様の材料及び構成からなるため、ここでの詳細な説明は省略する。
【０１３９】
第２の包装体２２０は、略矩形状に形成され、図３３及び図３４に示すように、第１の包装体２１０の収納凹部２１１に収納された電池素子２の外部に露出する第１の面を覆う被覆部２２１と、第１の包装体２１０の接合片２１２と接合される接合部２２２とを有する。
【０１４０】
被覆部２２１は、電池素子２の第１の面とほぼ同面積を有する。接合部２２２は、第１の包装体２１０の接合片２１２よりも、長辺方向及び短辺方向に大きく形成されている。この接合部２２２の第１の包装体２１０の接合片２１２よりも大きく形成された部分が、フレーム１１０の側壁部１１０ｃと接合される糊代部２２２ａとなる。この糊代部２２２ａは、ポリプロピレン層１３３が第１の包装体２１０側に露出している。また、第２の包装体２２０には、第１の包装体２１０と同様に一方の短辺の両端に切欠部２２３が設けられている。
【０１４１】
このような構成の第２の包装体２２０は、第１の包装体２１０と接合されることによって、電池素子２の第１の面を覆うと共に、電池パック２００の一方の主面を形成する。また、第２の包装体２２０の接合部２２２と、第１の包装体２１０の接合片２１２との結合部分は、フレーム１１０の側壁部１１０ｃと接合部２２２の糊代部２２２ａとが接合されることによって、電池パック２００の側面を形成する。
【０１４２】
第３の包装体２３０は、略矩形状に形成されており、電池素子２の第１の面とは反対側の面の第２の面側から、第１の包装体２１０の収納凹部２１１をフレーム１１０上から覆う。この第３の包装体には、一方の短辺にフレーム１１０の前壁部１１０ａに形成された凹部に合わせて切欠部２３１が形成されている。第３の包装体２３０は、フレーム１１０と接合されることによって、第１の包装体２１０の収納凹部２１１を覆うと共に、電池パック２００の他方の主面を形成する。
【０１４３】
上述した第２の包装体２２０及び第３の包装体２３０は、樹脂層と、金属層とからなり、上述した第３の実施の形態の第２の包装体１３０と同様の材料及び構成からなるため、ここでの詳細な説明を省略する。
【０１４４】
次に、上述した構成の電池パック２００の製造方法について説明する。先ず、図３２矢印Ｏに示すように、第１の包装体２１０の収納凹部２１１に電池素子２を収納する。このとき、電池素子２の端子が一方の短辺側に導出するようにする。
【０１４５】
次に、図３３示すように、第２の包装体２２０のポリプロピレン層１３３が第１の包装体２１０側となるように、電池素子２が露出する側から第２の包装体２２０を第１の包装体２１０に重ね、第１の包装体２１０の収納凹部２１１に収納された電池素子２の外部に露出する第１の面を覆う。
【０１４６】
次に、第１の包装体２１０と、第２の包装体２２０とを接合する。接合は、収納凹部２１１に収納されて電池素子２の周囲４方において、第１の包装体２１０の接合片２１２のポリプロピレン層１２３と、第２の包装体２２０の接合部２２２のポリプロピレン層１３３とを約１７０℃で熱溶着することで行う。
【０１４７】
このとき、図３４に示すように、減圧ポンプ８０を用いて、接合と同時に減圧も行う。これにより、電池素子２は、第１の包装体２１０と、第２の包装体２２０とで覆われ、密閉される。なお、このとき、電池素子２の正極端子２１及び負極端子２２は、第１の包装体２１０と、第２の包装体２２０との接合面に挟み込まれて、包装体の外部に導出された状態となる。
【０１４８】
ここで、減圧の際、第１の包装体２１０の収納凹部２１１の内部は吸引される。これにより、図３４に示すように、収納凹部２１１に収納された電池素子２は第１の包装体１２０によって引き絞られて、収納凹部２１の底面側である電池素子２の第２の面側が小さく、開口側である第１の面側が大きい、断面略台形形状となる。
【０１４９】
次に、正極端子２１及び負極端子２２を接続基板３の端子部に接合する。次に、図３５矢印Ｐに示すように、第１の包装体２１０と、第２の包装体２２０とによって覆われ、密閉された電池素子２の周囲に、第１の包装体２１０側からフレーム１１０を配設すると共に、正極端子２１及び負極端子２２が接続され接続基板３を支持する固定部材１４０をフレーム１１０に配設する。
【０１５０】
この際に、接続基板３は、固定部材１４０と共に、フレーム１１０に配設されることによって、固定部材１４０の係合突部１４２がフレーム１１０に形成された係合凹部１１２に係合され、フレーム１１０に固定される。また、フレーム１１０を電池素子２の周囲に配することで、電池素子２をプラスチックケース内に収納しなくとも、プラスチックケースを用いた場合と同等の機械的強度、端子の信頼性を維持することができる。また、上述したように、減圧により電池素子２は断面略台形形状となっているため、図３４に示すように、フレーム１１０の側面壁１１０ｃは、電池素子２の第２の面側の周縁部に形成される隙間部分に配される。これによりデッドスペースを有効に活用することができ、体積効率をさらに高めることができる。
【０１５１】
次に、図３５矢印Ｑに示すように、第３の包装体２３０のポリプロピレン層１３３が収納凹部２１１側となるように、第１の包装体２１０の収納凹部２１１の周囲に配設されたフレーム１１０の上壁部１１０ｄに第３の包装体２３０を配する。そして、第３の包装体２３０のポリプロピレン層１１３と、フレーム１１０とを１７０℃で熱溶着する。溶着により、図３６に示すように、第３の包装体２３０の端部が、フレーム１１０に設けられた第３の段差部１１５に当接され、フレーム１１０の上壁部１１ｄは面一となる。
【０１５２】
このとき、第１の包装体２１０の接合片２１２と、第２の包装体２２０の接合部２２２との結合部分を、図３４の矢印Ｒに示すように、折曲げ、電池素子２の周囲に配されたフレーム１１０の側壁部１１０ｃに沿って配される。次に、第２の包装体２２０の糊代部２２２ａと、フレーム１１０の側壁部１１０ｃとを熱溶着する。溶着により、図３６に示すように、第１の包装体２１０の接合片２１２と、第１の段差部１１３とが当接され、第２の包装体２２０と第２の段差部１１４とが当接され、フレーム１１０の側壁部１１０ｃが面一となり、電池パック２００が完成する。
【０１５３】
このように、第２の包装体２２０の糊代部２２２ａと、フレーム１１０の側壁部１１０ｃとの熱溶着により、第１の段差部１１３と、第１の包装体２１０の接合片２１２とが当接され、第２の段差部１１４と、第２の包装体２２０の糊代部２２２ａの端部が当接されるようになり、第１の包装体２１０と、第２の包装体２２０との短絡が防止される。また、第１の段差部１１３及び第２の段差部１１４の幅は、第１の包装体２１０及び第２の包装体２２０の厚さと略同一の幅で形成されているため、第１の包装体２１０及び第２の包装体２２０がフレーム１１０の側壁部１１０ｃに溶着されることによって、フレーム１１０の側壁部１１０ｃが面一となり、第１の包装体２１０及び第２の包装体２２０が剥がれてしまうことが防止される。
【０１５４】
このようにして得られる電池パック２００は、ラミネートフィルムからなる第２の包装体２２０と、第３の包装体２３０とをパック外装としても用いることで、プラスチックケースを外装に用いた場合に比べて、体積効率を１０％以上向上することができる。
【０１５５】
この電池パック２００では、パックの外部を包装する第２の包装体２２０及び第３の包装体２３０が、パック内部に収納される第１の包装体２１０よりも硬いことから、外部からの衝撃、例えば落下等の衝撃で内部の電池素子２が変形したり、劣化してしまうことが防止され、パックの外面に傷等が発生することが抑えられている。したがって、電池パック２００では、外観不良となることが防止されている。
【０１５６】
また、この電池パック２００では、第２の包装体２２０と、フレーム１１０との接合が互いのポリプロピレン層１２３,１３３を熱溶着するため、第２の包装体２２０に設けられた小面積の糊代部２２２ａで、短時間に確実に安定した接合が図られる。
【０１５７】
以上、本発明を適用した電池パックについて説明してきたが、本発明はこれらの例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、必要に応じて適宜変更が可能である。
【０１５８】
【発明の効果】
本発明では、電池素子のラミネート材をパック外装としても用いることで、プラスチックケースを外装に用いた場合に比べて、体積効率を１０％以上向上することができる。これにより、体積密度の向上した電池パックを実現することができる。さらに、プラスチックケースを用いる場合に必要なケースや、テープ、ラベル等の部品が不要となり、部品点数の削減、および材料費の削減を図ることができる。
【０１５９】
また、本発明では、電池素子の周囲にフレームを配することで、プラスチックケースを用いた場合と同等の機械的強度、端子の信頼性を維持することができ、信頼性の高い電池パックとなる。
【０１６０】
また、本発明では、電池素子のラミネートをパック包装体と共用化することで、設計をシンプル化することができ、電池素子と電池パックとを一貫して生産することができ、加工費を低減することができる。また、生産時間も短縮することができ、生産効率が向上する。
【０１６１】
さらに、本発明を適用した電池パックでは、パックの外側となる包装体をパック内部に収納される包装体よりも硬いものを用いることによって、電池素子を包装する従来の軟らかい包装体の絞り性を有効に活用しながら、外部からの衝撃、例えば落下等の衝撃で内部の電池素子が劣化してしまうことや、パック外装に傷等が発生して、外観不良となることを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した電池パックの一構成例を示す斜視図である。
【図２】図１中Ｘ１−Ｘ２線における断面図である。
【図３】収納凹部に電池素子を収納する様子を示す斜視図である。
【図４】包装体の積層構造を示す断面図である。
【図５】収納された電池素子の周囲にフレームを配する様子を示す斜視図である。
【図６】フレームの構成を示す斜視図である。
【図７】図６中Ｘ３−Ｘ４線における断面図である。
【図８】収納された電池素子の周囲にフレームが配された状態を示す断面図である。
【図９】本発明を適用した電池パックの一構成例を示す斜視図である。
【図１０】図９中Ｘ５−Ｘ６線における断面図である。
【図１１】収納凹部に電池素子を収納する様子を示す斜視図である。
【図１２】包装体の積層構造を示す断面図である。
【図１３】第１の包装体に第２の包装体を重ね合わせた状態を示す平面図である。
【図１４】収納された電池素子の周囲にフレームを配する様子を示す斜視図である。
【図１５】収納された電池素子の周囲にフレームが配された状態を示す断面図である。
【図１６】電池素子の周囲を第２の包装体で覆う様子を示す断面図である。
【図１７】電池素子の周囲が第２の包装体で覆われた様子を示す断面図である。
【図１８】本発明を適用した電池パックの一構成例を示す斜視図である。
【図１９】図１８中Ｘ７−Ｘ８線における断面図である。
【図２０】フレームの構成を示す斜視図である。
【図２１】図１８中Ｘ９−Ｘ１０線における断面図である。
【図２２】収納凹部に電池素子を収納する様子を示す斜視図である。
【図２３】第１の包装体の積層構造を示す断面図である。
【図２４】第２の包装体の斜視図である。
【図２５】第２の包装体の積層構造を示す断面図である。
【図２６】第１の包装体に第２の包装体を重ね合わせた状態を示す斜視図である。
【図２７】収納された電池素子の周囲にフレームが配された状態を示す断面図である。
【図２８】収納された電池素子の周囲にフレーム及び固定部材を配する様子を示す分解斜視図である。
【図２９】電池素子の周囲を第２の包装体で覆う様子を示す断面図である。
【図３０】本発明を適用した電池パックの一構成例を示す斜視図である。
【図３１】図３１中Ｘ１１−Ｘ１２線における断面図である。
【図３２】収納凹部に電池素子を収納する様子を示す斜視図である。
【図３３】第１の包装体に第２の包装体を重ね合わせた状態を示す斜視図である。
【図３４】第１の包装体に第２の包装体を重ね合わせた状態を示す断面図である。
【図３５】収納された電池素子の周囲にフレームを配する様子を示す分解斜視図である。
【図３６】図３０中Ｘ１３−Ｘ１４線における断面図である。
【図３７】プラスチックケースを用いた従来の電池パックの構成を示す分解斜視図である。
【符号の説明】
１，１０  電池パック、  ２  電池素子、  ２１  正極端子、  ２２  負極端子、  ３  接続基板、  ３１  端子部、３２  保護回路チップ、  ４  フレーム、  ４１  開口部、  ４２  係止部材、  ５  包装体、  ５１  第１の領域、  ５２  第２の領域、  ５３  第３の領域、  ５４  収納凹部、  ６  第１の包装体、  ６１  収納凹部、  ６２  接合片、  ６３  切欠部、  ７  第２の包装体、  ７１  第１の領域、  ７２  第２の領域、  ７３  切欠部
【図１】
2004165134.tif 000003
【図２】
2004165134.tif 000004
【図３】
2004165134.tif 000005
【図４】
2004165134.tif 000006
【図５】
2004165134.tif 000007
【図６】
2004165134.tif 000008
【図７】
2004165134.tif 000009
【図８】
2004165134.tif 000010
【図９】
2004165134.tif 000011
【図１０】
2004165134.tif 000012
【図１１】
2004165134.tif 000013
【図１２】
2004165134.tif 000014
【図１３】
2004165134.tif 000015
【図１４】
2004165134.tif 000016
【図１５】
2004165134.tif 000017
【図１６】
2004165134.tif 000018
【図１７】
2004165134.tif 000019
【図１８】
2004165134.tif 000020
【図１９】
2004165134.tif 000021
【図２０】
2004165134.tif 000022
【図２１】
2004165134.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
2004165134.tif 000027
【図２６】
2004165134.tif 000028
【図２７】
2004165134.tif 000029
【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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