(57)【要約】  【課題】  全体を小型化することが可能な電池パック及び電池パックの製造方法を提供する。  【解決手段】  電池パック１は発電要素を収容した電池１０を備え、電池１０には、電池１０に設けられた負極端子から電流を取り出す負極リード板１４が固着しており、負極リード板１４には、感熱式電流遮断素子１５が設けられており、感熱式電流遮断素子１５は、電池１０と反対側の側面が開口部となる保護ケース１６に収容されている。そして保護ケース１６の開口部周壁は、外装ケース半体１８ａ及び１８ｂからなる外装ケース１８の内壁に固着している。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素を収容した電池と、該電池から電流を取り出す電流取出用リードと、該電流取出用リードに設けられた電流遮断素子と、開口部を有し、前記電流遮断素子を収容する保護ケースと、前記電池、電流取出用リード、感熱式電流遮断素子及び保護ケースを収容する外装ケースとを備え、前記保護ケースの開口部周壁は、前記外装ケースの内壁に固着していることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
発電要素を収容した電池、該電池から電流を取り出す電流取出用リード、該電流取出用リードに設けられた電流遮断素子、及び開口部を有し、前記電流遮断素子を収容する保護ケースとを備えたコア部を形成する第１工程と、前記コア部を外装ケースに収容する第２工程と、前記外装ケースの外壁に超音波振動を加えて前記保護ケースの開口部周壁を、前記外装ケースの内壁に固着させる第３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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ビデオカメラ、モバイルコンピュータ、携帯電話機等の主として携帯電子機器の電源として利用される充放電可能なリチウムイオン二次電池等の電池パック、及び該電池パックの製造方法に関し、特にバイメタル等の感熱式電流遮断素子を用いた電池パック及び電池パックの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、急速に普及しているビデオカメラ、モバイルコンピュータ、携帯電話機等の携帯電子機器の電源としては、充放電可能な非水電解質二次電池、例えばリチウムイオン二次電池が使用されている。
【０００３】
充電可能な二次電池においては、電池パックが通常動作範囲を超えて連続充電されると、電池パック内部の構成材料の分解、短絡等の発熱により、熱暴走反応が生じて破裂、発火等の危険な現象を引き起こす。これを防ぐために電池パック内部又は表面にＰＴＣ、温度ヒューズ、サーマルプロテクタ等の感熱式の電流遮断素子を設けることが従来から提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
図５は従来の電池パックを模式的に示す断面図の一部である。図５中１００は電池パックであり、電池パック１００は、発電要素を収容した電池１０１を備え、電池１０１には、電池１０１から電流を取り出す電流取出用リード１０２が固着しており、電流取出用リード１０２には、バイメタルのスナップアクションによって接点を開閉するサーマルプロテクタ等の感熱式電流遮断素子１０３が設けられており、感熱式電流遮断素子１０３は、保護ケース１０４に収容されている。そして電池１０１、電流取出用リード１０２、感熱式電流遮断素子１０３及び保護ケース１０４は、外装ケース１０５に収容され、電池パック１００として取り扱われる。
【特許文献１】特開２００３−１０９５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながらサーマルプロテクタは、バイメタルのスナップアクションによって接点を開閉する感熱式電流遮断素子であり、低抵抗という利点があるものの、ＰＴＣ又は温度ヒューズと比較して、素子が厚いため外装ケースに組み込む際に外装ケース内部に大きな空間を要し、このため電池パック全体が大きくなるという問題がある。
【０００６】
なお電池パック全体を小型化する方法として、感熱式遮断素子を収容する保護ケースを無くした場合、湿度等の影響により、感熱式遮断素子の接点が劣化するという問題が生じる。
【０００７】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、保護ケースの壁面の一部を取り除いて開口部を設けることにより、電池パック全体を小型化し、しかも外装ケースの外壁に超音波振動を加えて、保護ケースの開口部周壁を外装ケースの内壁に固着させることにより、感熱式遮断素子の接点が劣化することを防止することが可能な電池パック、及び該電池パックの製造方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１発明に係る電池パックは、発電要素を収容した電池と、該電池から電流を取り出す電流取出用リードと、該電流取出用リードに設けられた電流遮断素子と、開口部を有し、前記電流遮断素子を収容する保護ケースと、前記電池、電流取出用リード、感熱式電流遮断素子及び保護ケースを収容する外装ケースとを備え、前記保護ケースの開口部周壁は、前記外装ケースの内壁に固着していることを特徴とする。
【０００９】
第２発明に係る電池パックの製造方法は、発電要素を収容した電池、該電池から電流を取り出す電流取出用リード、該電流取出用リードに設けられた電流遮断素子、及び開口部を有し、前記電流遮断素子を収容する保護ケースとを備えたコア部を形成する第１工程と、前記コア部を外装ケースに収容する第２工程と、前記外装ケースの外壁に超音波振動を加えて前記保護ケースの開口部周壁を、前記外装ケースの内壁に固着させる第３工程とを有することを特徴とする。
【００１０】
本発明では、保護ケースの壁面の一部を取り除いて開口部を設けることにより、壁面の厚みに相当する分の小型化を行うことができるので、全体を小型化して体積効率を向上させることが可能である。しかも外装ケースの外壁に超音波振動を加えて、保護ケースの開口部周壁を外装ケースの内壁に固着させることにより、実質的に保護ケースが密閉されるので、電流遮断素子に外気が触れることを防止することとなるため、電流遮断素子の接点が劣化することを防止することが可能である。また外装ケースと保護ケースとが一体化するので、外装ケースと保護ケースとの間の空間が無くなるため、全体を小型化して体積効率を向上させることが可能である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る電池パック及び電池パックの製造方法は、発電要素を収容した電池と、該電池から電流を取り出す電流取出用リードと、該電流取出用リードに設けられた電流遮断素子と、該電流遮断素子を収容し、開口部を有する保護ケースとを備えたコア部を形成する。そして形成したコア部を外装ケースに収容し、外装ケースの外壁に超音波振動を加えて保護ケースの開口部周壁を外装ケースの内壁に固着させることで完成させる。
【００１２】
この構成により、保護ケースの壁面の一部を取り除いて開口部を設けることにより、壁面の厚みに相当する分の小型化を行うことができるで、全体を小型化して体積効率を向上させることが可能であり、しかも外装ケースと保護ケースとが一体化するので、外装ケースと保護ケースとの間の空間が無くなるため、全体を小型化して体積効率を向上させることが可能であり、これにより例えば携帯電話機の小型化に供することが可能である等、優れた効果を奏する。
【００１３】
さらに保護ケースの開口部周壁が外装ケースの内壁に固着していることにより、実質的に保護ケースが密閉されることになるので、電流遮断素子に外気が触れることを防止することとなるため、電流遮断素子の接点が劣化することを防止することが可能であり、これにより超寿命化を実現することが可能である等、優れた効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
【００１５】
実施の形態１．
図１は本発明の実施の形態１に係る電池パックの分解斜視図である。図１中１は、分解した状態で示す直方体状をなす電池パックであり、電池パック１は、充放電可能なリチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池（以降電池パックという）である。電池パック１は、正極及び負極をセパレータを介して巻回した発電要素を収容したアルミニウム製の電池１０を備え、電池１０の一側面には負極端子１１が設けられており、負極端子１１と電池１０の表面とは電気的に絶縁されており、負極端子１１を設けた部分を除く電池１０の表面全体が正極端子となっている。
【００１６】
電池１０において、負極端子１１が設けられた一側面に対向する側面には、電池パック１の過充電及び過放電を防止する保護回路を有する板状の保護回路基板１２が設けられている。保護回路基板１２において、電池１０と対向する面には、図示しない回路素子が実装されており、電池１０と反対側の面には、正極及び負極の出力端子１２ａが設けられている。
【００１７】
また保護回路基板１２は、発電要素を収容した電池１０から電流を取り出す正極リード板１３を介して、発電要素の正極端子である電池１０の表面に接続されると共に、発電要素を収容した電池１０から電流を取り出す負極リード板１４及び負極リード板１４に設けられた感熱式電流遮断素子１５を介して負極端子１１に接続される。感熱式電流遮断素子１５は、例えばバイメタルのスナップアクションによって接点を開閉するサーマルプロテクタである。そして感熱式電流遮断素子１５は、直方体状をなし、電池１０と反対側になる一側面が開口部である保護ケース１６に収容されている。なお保護ケース１６に収容される感熱式電流遮断素子１５は、負極リード板１４の任意の位置に取り付けることが可能である。
【００１８】
負極リード板１４は、電池１０の側面に沿って設けられているが、電池１０は、正極端子を兼ねているため、負極リード板１４及び感熱式電流遮断素子１５と、電池１０の側面との間には短絡防止とのための絶縁シート１７が設けられている。
【００１９】
そして電池１０、保護回路基板１２、正極リード板１３、負極リード板１４、感熱式電流遮断素子１５及び保護ケース１６は、コア部を形成し、コア部を、合成樹脂製の直方体状の外装ケース１８（外装ケース半体１８ａ及び１８ｂ）に収納することで電池パック１が形成される。なお外装ケース半体１８ａの一側面には、保護回路基板１２の出力端子１２ａに合わせた貫通孔１８ｃが形成されている。
【００２０】
図２は本発明の実施の形態１に係る電池パック１が備える感熱式電流遮断素子１５及び保護ケース１６の分解斜視図である。感熱式遮断素子１５は、切断された負極リード板１４，１４間を開閉するアーチ板状のバイメタル１５ａを有し、バイメタル１５ａの一端は固定端１５ｂとして、一方の負極リード板１４に固定されており、バイメタル１５ａの他端は開閉端１５ｃとなっている。感熱式遮断素子１５の開閉端１５ｃは、室温では他方の負極リード板１４に接触しているが、温度が上昇すると、バイメタル１５ａの婉曲により、負極リード板１４から離脱する。また図２中左手前となる保護ケース１６の一面は開口部となっており、開口部周壁は外装ケース１８の内壁に固着することで密閉状態となる。
【００２１】
図３は本発明の実施の形態１に係る電池パック１を模式的に示す断面図の一部である。図３中１は電池パックであり、電池パック１は発電要素を収容した電池１０を備え、電池１０には、図３において電池１０の左方に設けられた図示しない負極端子から電流を取り出す負極リード板１４が固着しており、負極リード板１４には、感熱式電流遮断素子１５が設けられており、感熱式電流遮断素子１５は、電池１０と反対側の側面が開口部となる保護ケース１６に収容されている。そして保護ケース１６の開口部周壁は、外装ケース半体１８ａ及び１８ｂからなる外装ケース１８の内壁に固着している。
【００２２】
図１、図２及び図３を用いて説明した本発明の実施の形態１に係る電池パック１の製造方法について説明する。先ず発電要素を収容した電池１０、保護回路基板１２、正極リード板１３、負極リード板１４、感熱式電流遮断素子１５及び保護ケース１６から第１工程としてコア部を形成する。そして形成したコア部を、第２工程として外装ケース半体１８ａ及び１８ｂからなる外装ケース１８に収容する。最後に第３工程として、外装ケース半体１８ａ及び１８ｂの接合部に超音波振動を加えて接合し、更に外装ケース１８の外壁におけるコア部の保護ケース１６の開口部に対応する箇所に超音波振動を加えて外装ケース１８の内壁に保護ケース１６の開口部周壁を固着させる。
【００２３】
実施の形態２．
実施の形態２は、実施の形態１において外装ケースが接合タイプではなく、一面が開放された外装ケースを用いる形態である。図４は本発明の実施の形態２に係る電池パックの分解斜視図である。図４中１は、分解した状態で示す直方体状をなす電池パックであり、電池パック１は、発電要素を収容した電池１０、負極リード板１４、感熱式電流遮断素子１５及び保護ケース１６等の部材を備えるコア部と、一面が開放された箱状の外装ケース１８ｄとを備えている。
【００２４】
次に本発明の実施の形態２に係る電池パック１の製造方法を説明する。第１工程としてコア部を形成する。そして第２工程として、形成したコア部を外装ケース１８ｄの開口部から挿嵌することで外装ケース１８ｄ内に収容する。最後に第３工程として、外装ケース１８ｄの開口部をコア部に固着させ、更に外装ケース１８ｄの外壁におけるコア部の保護ケース１６の開口部に対応する箇所に超音波振動を加えて外装ケース１８ｄの内壁に保護ケース１６の開口部周壁を固着させる。
【００２５】
前記実施の形態では、負極が設けられた面に感熱式遮断素子及び保護ケースを設ける形態を説明したが、本発明はこれに限らず、負極が設けられた面と接する面に感熱式遮断素子及び保護ケースを設ける形態でもよく、更にその場合、板状の外装ケースをコア部に巻回し、巻回した外装ケースの内壁に保護ケースの開口部周壁を固着させる様にしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る電池パックの分解斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る電池パックが備える感熱式電流遮断素子及び保護ケースの分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る電池パックを模式的に示す断面図の一部である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る電池パックの分解斜視図である。
【図５】従来の電池パックを模式的に示す断面図の一部である。
【符号の説明】
【００２７】
１  電池パック
１０  電池
１１  負極端子
１２  保護回路基板
１３  正極リード板
１４  負極リード板
１５  感熱式電流遮断素子
１６  保護ケース
１７  絶縁シート
１８，１８ａ，１８ｂ，１８ｄ  外装ケース
【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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