(57)【要約】本発明は電気素子を含む下部の断面が四角形または六角形であり、封口板を含む上部の断面の形状が円または楕円であるケースを使用した電池に関する。下部の形状により、電池パックの空間効率を高め、同時に上部の形状により、電池の生産性を高める。また、好ましくは、ケースの下部の角部は丸められまたは切り落とされ、電池パック内の温度上昇を抑制する。
2004503053.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気素子と、開口部を有するケースと、封口板とを含み、前記開口部を前記封口板で密封した電池であって、
前記ケースは、前記電気素子を含む下部と、前記封口板を含む上部とを含み、前記下部の断面は四角形または六角形であり、前記上部の断面は円形または楕円形である電池。
【請求項２】
前記電気素子は、正極、負極、それらの間に介在させたセパレータによって形成された、渦巻き構造、折り曲げ構造または積層構造を有する請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記開口部と前記封口板は、かしめて密封されている請求項１に記載の電池。
【請求項４】
前記下部の断面は四角形または六角形であり、角部が丸められているか、切り取られている請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池。
【請求項５】
前記断面が四角形であり、前記角部が円の一部を形成しており、その円の半径Ｒと、前記四角形に内接する円の半径ｒとの関係が０．２＜Ｒ／ｒ＜１．０である請求項４に記載の電池。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載の電池を、直列または並列に電気的に接続した電池を含む電池パック。
【請求項７】
請求項４または５に記載の電池を、直列または並列に電気的に接続した電池を含むパックであって、パックの内側表面と電池の角部により形成された空間または隣接する複数の電池の角部により形成された空間に、集熱部品、放熱部品、熱伝達部品、安全部品、電気部品のうち少なくとも１つの部品が配置されている電池パック。
【請求項８】
集熱部品が、アルミニウム、銅及び熱伝導性高分子からなる群から選択される少なくとも１つの材料から作られている請求項７記載の電池パック。
【請求項９】
放熱部品が、ヒートシンクを有する請求項７の電池パック。
【請求項１０】
熱伝達部品が、ヒートパイプを有する請求項７の電池パック。
【請求項１１】
正極と負極との間にセパレータを介在させて電気素子を形成する工程、
前記電気素子を、下部の断面は四角形または六角形であり、上部の断面は円形または楕円形であるケースに収納する工程、
円形または楕円形の封口板を前記ケースの開口部に置く工程、及び
前記ケースと前記封口板とをかしめて密封する工程
を含む電池の製造方法。
【請求項１２】
正極と負極との間にセパレータを介在させて電気素子を形成する工程、
前記電気素子を、開口を有し断面が四角形または六角形のケースに収納する工程、
前記ケースの開口部を金属成形加工して、断面を円形または楕円形に加工する工程、
円形または楕円形の封口板を前記ケースの開口部に置く工程、及び
前記ケースと前記封口板とをかしめて密封する工程
を含む電池の製造方法。
【請求項１３】
ケースの下部の断面は四角形または六角形であり、角部が丸められているか、切り取られている請求項１１または１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記断面が四角形であり、前記角部が円の一部を形成しており、その円の半径Ｒと、前記四角形に内接する円の半径ｒとの関係が０．２＜Ｒ／ｒ＜１．０である請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
金属成形加工が、ロール加工、ロールスエジング加工または加圧成形加工のいずれかである請求項１２に記載の方法。
【請求項１６】
前記電気素子が、渦巻き構造、折り曲げ構造または積層構造に形成される請求項１１または請求項１２に記載の方法。
【請求項１７】
下部の断面は四角形または六角形であり、上部の断面は円形または楕円形である電池用ケースを製造する方法であって、断面が四角形または六角形であるケースの開口部を金属加工して、断面を円形または楕円形に加工する工程を含む方法。
【請求項１８】
金属加工が、ロール加工、ロールスエジング加工または加圧成形加工のいずれかである請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（技術分野）
本発明は、電池とその電池の製造方法、電池用ケースの製造方法及び電池パックに関するものである。
【０００２】
（従来の技術）
近年、各種ポータブル機器の発達に伴い、重要なキーデバイスの１つとして電池の開発が重要視されている。その中でも、充電が可能な二次電池は、携帯電話、ノートパソコンをはじめ、近年ではハイブリッド電気自動車等への搭載も進み、市場の要望も高まっている。
現在使用されている電池形状は、円筒型または四角柱型である。
【０００３】
円筒型電池は、数本の電池を収納した電池パックを構成する場合、電池パック内における空間効率が悪い。一方、角型電池ではパック内の空間効率は高い。しかし、製造工程に問題がある。すなわち、角型封口板と角型ケース開口端縁をレーザー溶接して密封する方法はレーザーを安定化するための管理が必要であり、製造コストもかかる。
一方、特開昭６３−２２１５５１号公報等に開示されている四角柱型電池、あるいは特開平９−２６６０１２号公報に開示されている六角柱型の電池は封口板とケースをかしめることにより電池を密閉している。しかし、この方法ではケース開口部をかしめる際に、コーナ部分に歪みが生じるため、円筒形の電池をかしめて封口するよりも密閉状態が低下する。
【０００４】
（発明の開示）
本発明は、このような課題を解決するものであり、電池の生産性を向上させ、且つ電池パックにした場合あるいは機器に実装した場合に、空間効率を向上させた電池を提供することを目的とする。
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の電池は、電気素子と、開口部を有するケースと、封口板とを含み、前記開口部を前記封口板で密封した電池であって、前記ケースは、前記電気素子を含む下部と、前記封口板を含む上部とを含み、前記下部の断面は四角形または六角形であり、前記上部の断面は円形または楕円形である。
【０００６】
このように電気素子を含む下部の断面の構造を四角形または六角形にしたことにより、すなわち、ケースの主要な部分の形状を四角柱型（ｓｑｕａｒｅ　ｂａｒｒｅｌ）または六角柱型（ｈｅｘａｇｏｎａｌ　ｂａｒｒｅｌ）にしたことにより、電池パックにした場合や機器に実装した場合の空間効率を向上させることができる。
【０００７】
また、開口部の上部の断面の形状を円または楕円にしたことにより、封口板をとりつける際、かしめて加工してもケースの角部に歪が生じにくく、電池の生産性を向上させ、電池の密閉性を向上させることができる。
前記した下部の断面の四角は真四角形でも長四角形であってもよい。
【０００８】
電気素子としては、正極、負極、それらの間に介在させたセパレータによって形成されて、渦巻き構造（ａ　ｃｏｉｌｅｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）、折り曲げ構造（ａ　ｆｏｌｄｅｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）または積層構造（ａ　ｌａｙｅｒｅｄ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を有する電気素子を使用することができる。渦巻き構造や折り曲げ構造は、帯状の正極と負極とセパレターを使用して；積層構造は、短冊状の正極と負極をセパレータを介して積層して、必要であれば、さらにこれらを積層して；得ることができる。
電気素子は、ニッケル水素蓄電池用、ニッケルカドニウム電池用、リチウム電池用のいずれの電池に用いられるものであってもよく、限定されない。
【０００９】
電池の容量密度を高めるには、電気素子はケースの形状と同じ四角柱型（ｓｑｕａｒｅ　ｐｉｌｌａｒ）または六角柱型（ｈｅｘａｇｏｎａｌ　ｐｉｌｌａｒ）の形状とすることが好ましい。このような形状は、たとえば、渦巻き構造の電気素子をプレス成形して得ることができる。電気素子を直接プレスしてもよいし、電気素子をケースに挿入後、ケースを圧縮プレスしてもよい。圧縮プレスにより、ケース内の電気素子もケースの形状類似とすることができる。一方、電気素子の角部と平坦部との電極反応の不均一を避けるには、電気素子は円柱型の形状が好ましい。したがって、電気素子の形状は、目的に応じて適宜設定する。
【００１０】
本発明では、開口部の上部の断面の形状を円または楕円にしたことにより、ケースと封口板は、かしめて封口することができる。かしめて封口することによりレーザー溶接するよりコストを低減できる。さらに円または楕円の開口を有するケースを使用することによって、四角や六角の開口を有するケースを使用してかしめ封口するときに角部に生じる歪みが減少し、結果として、密閉性が向上する。
さらに本発明のケースは四角柱型または六角柱型であり、その角部が丸められていても、角部が切り落とされて（ｃｈａｍｆｅｒ）いてもよい。電池製造工程でのキズを防止するには、丸められていることが好ましい。
【００１１】
上記のとおり、本発明ではケースを四角柱型または六角柱型にしたことにより、電池パック内の空間効率を向上させている。しかしながら、これらの電池を使用した場合、円筒電池と比較して、電池の接触面積が大きくなり、電池パック内の温度は円筒型電池に比べて上昇してしまう。そこで、電池の角部を丸めたり、切り落としたりすることによって接触面積の減少を図ったものである。
【００１２】
好ましくは電池は四角柱型であり、すなわち、下部の断面は四角形であり、角部の断面は円の一部を形成しており、その円の半径Ｒと四角形に内接する円の半径ｒとの関係は０．２＜Ｒ／ｒ＜１．０である。好ましくは０．３＜Ｒ／ｒ＜０．８である。ここで、四角形が長四角形である場合、内接円とは、長辺と内接する円をいう。
Ｒ／ｒが０．２以下の場合、電池間の接触面積が大きくなり、電池パック内の温度を上昇させてしまう。また、電池同士の接触によるキズ発生率も高くなる。一方、Ｒ／ｒが１．０の場合、電池パック内での空間効率が低下してしまう。したがって、Ｒ／ｒは上記の範囲内にあることが好ましい。
【００１３】
さらに本発明は、上記した電池を直列または並列に電気的に接続した電池パックに関する。好ましくは、角部が丸められたまたは切り取られた四角柱型または六角柱型の電池、さらに好ましくは角部の断面が円の一部を形成しており、その円の半径Ｒと四角形に内接する円の半径ｒとの関係は０．２＜Ｒ／ｒ＜１．０、好ましくは０．３＜Ｒ／ｒ＜０．８である電池を直列または並列に電気的に接続した電池パックに関する。好ましい態様では、電池パックと内側表面と電池の角部、隣接する電池同士の角部により空間が形成され、放熱が図られる。さらに、この空間に、当技術分野において公知の（例えば特開平７−１４６１６号公報参照）集熱部品、放熱部品、熱伝達部品、安全部品、電気部品のうち少なくとも１つの部品を配置して、さらに温度上昇の防止を図ってもよい。
【００１４】
集熱部品としては例えば電池間に設置されるスペーサーが挙げられ、優れた熱伝導性を有する熱伝導高分子、アルミニウム、または銅などのうちの少なくとも一つの材料から作られるのが好ましい。
【００１５】
熱伝達部品としては、例えばヒートパイプがあげられ、同一断面積の金属と比較して約１０倍の熱伝達率を有するヒートパイプを使用するのが好ましい。
【００１６】
放熱部品としては、例えばヒートシンクが挙げられ放熱性を向上させるためにフィン型ヒートシンクが好ましい。また、このヒートシンクの材料としては、高い熱伝導性を持つアルミニウム、銅もしくは熱伝導性高分子を使用するのが好ましい。
【００１７】
安全部品とは、異常電流や異常な電池表面温度を感知したときに作動する部品であり、例えばＰＴＣあるいはサーマルプロテクタが挙げられこれらのうちの少なくとも一つ、またはその組み合わせで使用されるのが好ましい。
【００１８】
電気部品とは、異常電流や異常な電池表面温度を感知するための部品であり、例えば一次電池では放電の時間、電流値、放電パターンを制御する基板、二次電池では充放電の電流値、充放電時間、充放電電圧および充放電パターンを制御する基板と電池表面温度あるいは電池パック内の温度を測定するサーミスタが挙げられる。
【００１９】
本発明の電池は、正極と負極との間にセパレータを介在させて電気素子を形成する工程、前記電気素子を、下部の断面は四角形または六角形であり、上部の断面は円形または楕円形であるケースに収納する工程、円形または楕円形の封口板を前記ケースの開口部に置く工程、及び前記ケースと前記封口板とをかしめて封口する工程を含む方法により製造できる。
【００２０】
さらに好ましくは本発明の電池は帯状の正極と負極との間にセパレータを介在させ、正極の先端部分を上方へ突出させ、かつ負極の先端部分を下方へ突出させて渦巻き状に巻回して電気素子を構成する工程と、前記電気素子の前記正極板の先端部分と前記負極板の先端部分に集電体を接合する工程と、上部断面が円または楕円で下部断面が四角形または六角形のケース内部に電気素子を収納する工程と、前記負極集電体とケースとを接合させる工程と、前記ケースの開口部に上部が円または楕円形状の封口板で密閉する工程と、前記ケースと前記封口板とをかしめて封口する工程を含む方法により製造できる。
【００２１】
また、前記電気素子の正極に集電リードを予め設け、下部負極集電体を接合せず、電気素子の最外周負極をケース内部に接触させ、集電させても良い。
【００２２】
また、本発明の電池は、正極と負極との間にセパレータを介在させて電気素子を形成する工程、前記電気素子を、断面が四角形または六角形のケースに収納する工程、前記ケースの開口部を金属成形加工して、断面を円形または楕円形に加工する工程、円形または楕円形の封口板を前記ケースの開口部に置く工程、及び前記ケースと前記封口板とをかしめて密封する工程を含む方法により製造できる。
【００２３】
さらに好ましくは本発明の電池は帯状の正極と負極との間にセパレータを介在させ、正極板の先端部分を上方へ突出させ、かつ負極の先端部分を下方へ突出させて渦巻き状に巻回して電気素子を構成する工程と、前記電気素子の前記正極の先端部分と前記負極の先端部分に集電体を接合する工程と、断面が四角形または六角形の形状のケース内部に電気素子を収納する工程と、前記負極集電体とケースとを接合させる工程と、上部の開口部を円または楕円形状の内型に被せ、下から押し上げながら回転させ、反対方向に回転するロール型により押さえつけて上部を円または楕円形状にするロール加工；上部の開口部を２または３つの加圧用外型で叩いて円または楕円形状にするロール・スエジング加工または上部の開口部を円または楕円形状の型を用いて加圧成形加工して円または楕円形状にする工程と、円または楕円形状の封口板で密閉した後、前記ケースと前記封口板とをかしめて封口する工程とを含む方法により製造できる。
【００２４】
前者の方法は、既に上部の形状が加工されたケースに電気素子を挿入するものであり、ケース内の空間効率は後者より劣るものの、製造しやすい。後者の方法は、電気素子を挿入してからケースの上部の形状を加工するものであり、製造しにくいものの、電気素子に対するケース内の空間効率は高い。目的に応じていずれかの方法を選択することができる。
【００２５】
上記のいずれの方法においても、電気素子としては前述した渦巻き構造、折り曲げ構造、積層構造を有するものが使用される。四角柱のケースを使用する後者の方法では、開口部の形状も四角形であるので、折り曲げ構造や積層構造の電気素子も簡単に挿入できる。また、電気素子が挿入されるケースの下部の形状は、好ましくは先に記載したとおりであり、角部が丸められたまたは切り取られた四角柱型または六角柱型であり、さらに好ましくは角部の断面が円の一部を形成しており、その円の半径Ｒと四角形に内接する円の半径ｒとの関係は０．２＜Ｒ／ｒ＜１．０好ましくは０．３＜Ｒ／ｒ＜０．８である。かかる形状は当業者に公知の金属加工により形成される。
【００２６】
さらに、前者の方法で使用したケースの上部の構造は、断面が四角形または六角形であるケースの開口部を金属加工して、好ましくは、断面が円または楕円である内型に、断面が四角形または六角形のケースの開口部をかぶせて、ロール加工するか、または円または楕円形状を形成できる２ダイ型または３ダイ型の加圧用外型で開口部を叩いて加工するロール・スエジング加工により、または円または楕円形状の金型を用いて加圧成形する加圧成形加工により得ることができる。
【００２７】
また、前者の方法において、ケース上部の円または楕円の断面の大きさは挿入される電気素子の大きさに応じて適宜設定されるが、ケース下部の断面の大きさに対して６０−９５％を占めることが好ましい。
【００２８】
（発明を実施するための最良の形態）
次に、本発明の具体例について説明する。しかしながら本発明はかかる実施例により限定されるものではない。
【００２９】
（実施例１）
帯状の正極１と帯状の負極２との間にセパレータ３を介在させ、正極１の先端部分１ａを上方に突出させ、かつ負極２の先端部分２ａの下方へ突出させて渦巻状に巻回して電気素子４を構成した。
【００３０】
電気素子４の正極１の先端部分１ａに中央に穴の開いた上部集電体５を抵抗溶接し、さらに負極２の先端部分２ａに、舌片６ａを有した下部集電体６を抵抗溶接した。
封口板７は、弁口７ａを有したフィルタ部７ｂとゴム弁体８を配置し、キャップ状の端子７ｃをその上に置き、フィルタ部７ｂとキャップ状の端子７ｃとを抵抗溶接して構成した。
【００３１】
金属ケース９は、四角柱型のケースを下から押し上げながら回転させ、円形状の内型に開口部を被せ、反対方向に回転するロール型により押さえつけ、上部を円形状にし、加工により生じた偏肉部を金属カッターで切断し、電池用金属ケース９とした。
【００３２】
また、ロール加工の代わりに、円形状を形成できる２ダイ型あるいは３ダイ型の加圧用外型で叩いて加工するロール・スエジング加工または加圧成形加工を用いても良い。
【００３３】
電気素子４を上部の断面が円形状で下部の断面が四角形の金属ケース９の内部に収納し、上部集電体５の中央の穴より電極棒を挿入して下部集電体６の舌片６ａを押しながら金属ケース９の底部に舌片６ａを抵抗溶接した。
【００３４】
絶縁リング１０ａ、フィルタ部７ｂの順で電気素子４の上に配置し、金属ケース９の上部に溝入れし、上部集電体５の中央の穴よりアルカリ電解液を電気素子４に注入した。
【００３５】
タブ端子１１の一端を上部集電体５に抵抗溶接し、タブ端子１１の他端を封口板７のフィルタ部７ｂに抵抗溶接した。
【００３６】
金属ケース９と封口板７のフィルタ部７ｂの間に絶縁リング１０ｂを介して金属ケース９の上部を内側にかしめて封口して電池Ａを構成した。その電池Ａの斜視図を図１に、電池Ａの幅方向の中央部を縦に切断したときの断面図を図２に、同じく長さ方向の中央部を横に切断したときの断面図を図３に示す。
【００３７】
電動工具用のパックに実施例の電池Ａと比較例として円筒型電池Ｂをそれぞれ３本ずつ３列に電池パックケース１２に９本収納した時の上面図を図４に示す。
【００３８】
実施例の比較電池Ｂと比べて本発明の電池Ａを収納した電池パックは、電池パック内の空間が少なく、空間効率が高いことがわかる。
【００３９】
（実施例２）
実施例１では、既にケースの上部の形状が加工されたケースに電気素子を挿入する例を説明したが、本実施例では図５に示す模式図を用いて電気素子を挿入後、ケースの形状を加工する電池製造工程を説明する。なお、下記の説明において、図５上、表示されていない参照符号がある。
【００４０】
図５を参照して帯状の正極１と帯状の負極２との間にセパレータ３を介在させ、正極１の先端部分を上方に突出させ、かつ負極２の先端部分の下方へ突出させて渦巻状に巻回して電気素子４を構成した。構成された電気素子４の正極１の先端部分１ａに、中央に穴が開いた上部集電体５を抵抗溶接し、さらにタブ端子１１を抵抗溶接した。負極板２の先端部分２ａに、舌片６ａを有した下部集電体６を抵抗溶接した。
【００４１】
封口板７は、フィルタ部７ｂとゴム弁体８を配置し、キャップ状の端子７ｃをその上に置き、フィルタ部７ｂとキャップ状の端子７ｃとを抵抗溶接して構成した。
【００４２】
電気素子４を角型形状の金属ケース９の内部に収納し、上部集電体５の中央の穴より電極棒を挿入して下部集電体６の舌片６ａを押しながら金属ケース９の底部に舌片６ａを抵抗溶接した。
【００４３】
電気素子４の上に絶縁リング１０ａを配置し、角型形状の金属ケース９の上部をロール加工により円形状に変形させ、金属ケース９の上部に溝入れし、上部集電体５の中央の穴よりアルカリ電解液を電気素子４に注入した。
【００４４】
次いで、タブ端子１１の他端を封口板７のフィルタ部７ｂに抵抗溶接し、金属ケース９と封口板７のフィルタ部７ｂの間に絶縁リング１０ｂを介して金属ケース９の上部を内側にかしめて封口して電池を構成した。
【００４５】
（実施例３）
六角柱型のケースを用い、実施例２と同様にして電池Ｃを製造した。電池Ｃの斜視図を図６に示す。電池Ｃを俵積みにして構成した電動工具用電池パックの上面図を図７に示す。比較例として、従来使用されている比較例の円筒型電池Ｂを用いた場合の電池パックもあわせて示した。
【００４６】
電池パック内の空間利用率は、比較例の電池Ｂと比較して、本発明の上部が円形状で、その下部は六角形である電池を用いた電池パックの方が高く、電池パック内の空間を効率的に利用できることが分かる。
【００４７】
（実施例４）
実施例１と同様にして本発明の電池Ｄを製造した。ただし、電池Ｄのケースとして、四角柱型であって、その角部をｒ＝１１、Ｒ＝８となるようにすなわちＲ／ｒ＝０．７３となるように金属加工したケースを用いた。この電池Ｄの斜視図を図８に示す。
【００４８】
この電池Ｄを使用して製造した電池パックの縦断面図と横断面図を図９に示した。かかる電池パックは、電動ドリル、電動かんな、電動グラインダー、電動やすりなど、電池で駆動する電動工具の電源として好適に使用されるものである。
【００４９】
このような電動道具では、電池の放電時（すなわち、電動工具が動作している時）、電動工具の中のモーターが動作し、電池パック内の電池が放電する。この放電により、約１０〜７０Ａの電流「Ｉ」が流れる。複数の電池が直列あるいは並列に接続された場合、それぞれの電池の内部抵抗、およびそれぞれの電池１間を電気的に接続する接続リードの抵抗などの抵抗「Ｘ」により、ジュール熱が発生する。ジュール熱「Ｑ」は、Ｑ＝Ｉ２Ｘで示される。
【００５０】
したがって、電動工具の駆動力がハイパワー化するにしたがって、発熱量が増大してしまう。そこで、電動工具用の電池パックはハイパワー化に伴う高容量化と共に、電池パック内の発熱を抑制することが要望される。
【００５１】
図９に示した電池パック１３は、先に記載した通り角型電池の角部に設けているＲとケースの半径ｒとの関係が、Ｒ／ｒ＝０．７３のニッケル水素電池１４を複数個もちい構成したものである。図９に示すように、中央部に位置する電池１４ａは、他の電池１４ｂにより囲まれている。しかしながら、角部が丸められているので、隣接する電池の角部により形成された空間により、通常の四角柱型電池を用いた場合と比べて放熱性が改良される。さらに、この実施例では、その中央の電池１４ａは、例えば熱伝導性の優れた金属で形成された金属スペーサーのような集熱部品１６により覆われている。
【００５２】
電池の放電により電池１４から発生した熱は、集熱部品１６において効率的に集熱される。その集熱された熱は、優れた熱伝達率を持ち、集熱部品１６に接するように設置されたヒートパイプのような熱伝達部品１７に伝えられ、次いでフィン型ヒートシンクのような電池ケース１５の外側に設置された放電部品１８により放熱される。
【００５３】
図１０に示すように電池パック１３が電動工具２０に嵌合されている状態においては、熱伝達部品１７と電動工具２０に設けられた外集熱部品２２とが互いに密着するように設置される。
【００５４】
そのため、集熱部品１６に集熱された熱は容易に、熱伝達部品１７を経て外集熱部品２２に伝わり、さらに、同じく電動工具２０に設けられた外ヒートパイプ１９を経て、外ヒートシンク２３へ伝わる。このようにして、電池パック１において発生した熱は、外ヒートシンク２３から工具外に放熱される。
【００５５】
なお、上記実施例に用いた外ヒートシンク２３の冷却能力は、約１０〜１２Ｗの冷却能力である。その結果、上記実施例の構造にしたことにより電池２の放電時において、少なくとも約１０℃の温度上昇を抑制することができた。
【００５６】
また、上記実施例の電池パック１３は、ヒートシンク１８としてフィン型の放熱部品を使用し、電動工具２０の外ヒートシンク２３として格子型の放熱部品を使用したが、これに限定されることなく、これらと同等の冷却能力を発揮する形状の放熱部品を使用することができる。
【００５７】
さらに、上記実施例で用いたヒートシンク１８、熱伝達部品１７、集熱部品１６、外集熱部品２２および外ヒートシンク２３の材料としては、アルミニウムや銅あるいは熱伝導性高分子のいずれか、もしくは、それらを組み合わせた材料が使用できる。
【００５８】
熱伝導性高分子材料としては、優れた熱伝導性を持つアルミナや窒化ホウ素等を、シリコンゴムや樹脂等の高分子に混合した複合高分子材料が使用できる。
【００５９】
また、上記実施例においては、Ｒ／ｒ＝０．７３の電池を使用したが、０．２Ｒ／ｒ＜１．０の電池でも同様な効果が得られる。
【００６０】
（実施例５）
本発明の実施例における携帯電話の前面図と背面図を図１１に示し、また携帯電話用電池パックの内部構造図と断面図を図１２に示し、以下に詳細を説明する。
【００６１】
近年の情報化社会に伴い、携帯電話の普及率は、年々増加している。また、ユーザからの要望として小型軽量、さらには長時間使用できることが強く望まれている。
【００６２】
図１１に本発明の実施例における携帯電話の前面図と背面図を示し、図１２に本発明の角型電池の角部のＲとケースの半径ｒとの関係がＲ／ｒ＝０．５の電池を用いた電池パック２５の内部構造図と断面図を示し、比較例として現在携帯電話の電池パックとして用いられている円筒型電池を用いた電池パック２４の内部構造図と断面図を示す。
【００６３】
現在使用されている電池パック２４の内部には、本発明の電池を用いた電池パック２５の内部と比較して、空間が多く存在する。つまり、空間効率が悪いことがわかる、空間効率を最大に高くするには、角部にＲを持たない角型電池を用いること考えられるが、電池パック内には、充放電可能な複数の二次電池と充放電の制御および異常電流や異常な電池表面温度の時に作動する安全部品２６が必要となる。以上の部品を収納するための空間を改めて設けなければならない。
【００６４】
本発明の電池パックは、図１２に示した通り角型電池の角部をあらかじめまるめて、電池パック構成時、隣接する角型電池の角部により生じる空間を充放電制御などを行なう電気部品、異常電流や電池表面温度の急激な上昇時に作動する安全部品を収納する空間に用いることでパック内の空間をより有効に使うことができた。
【００６５】
（実施例６）
本発明の実施例におけるノート型パソコンを図１３、ノート型パソコンに搭載されている電池パックの断面図を図１４に示し、以下に詳細を説明する。
【００６６】
ノート型パソコン本体２７に収納されている電池パック２８は、パソコン本体の発熱により約６０℃にまで上昇する。電池の雰囲気温度が常温以上、特に５０℃以上になると放電特性および充電特性が低下し、さらには充放電サイクル寿命特性を低下させてしまう。そのことから、本発明の角部のＲと電池ケースの半径ｒとの関係がＲ／ｒ＝０．４５の四角柱型電池２９を用い、電池パック内の空間を有効に使用し、電池パック内の温度上昇を最小限するために、図１４に示した断面図のように電池パックを構成した。
【００６７】
電池パック内には、充電および放電を制御するための電気部品３０、パソコン本体の発熱および電池本体の発熱を抑えるための放熱部品３１、異常電流や異常な電池表面温度の時に作動する安全部品３２が収納されている。また、放熱部品３１と安全部品３２を、隣接する本発明の角型電池の角部により生じる空間に収納することにより、電池パック内の空間を最大限に使用することができた。
【００６８】
（産業上の利用可能性）
以上のように本発明によれば、電池の生産性を向上させ、かつパックあるいは機器に実装上、空間効率を向上させた電池を提供できる。さらにかかる電池において角部を丸めたり、切りおとしたりすることによって電池パック内の温度上昇を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１における電池の斜視図
【図２】図１の電池の縦断面図
【図３】図１の電池の横断面図
【図４】本発明の実施例１における電池と従来の円筒型電池のパック内での空間効率を比較した模式上面図
【図５】本発明の実施例２における電池製造工程の流れ図
【図６】本発明の実施例３における電池の斜視図
【図７】本発明の実施例３における電池と従来の円筒型電池のパック内での空間効率を比較した模式上面図
【図８】本発明の実施例４における電池の斜視図
【図９】本発明の実施例４の電動工具用電池パックの縦と横の断面図
【図１０】本発明の実施例４の電動工具の縦断面図
【図１１】本発明の実施例５における携帯電話の前面と背面を示す図
【図１２】同携帯電話用電池パックの断面図
【図１３】本発明の実施例６におけるノート型パソコンの斜視図
【図１４】同ノート型パソコン用電池パックの断面図
【図４】
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【図５】
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【図７】
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【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成13年7月9日(2001.7.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気素子と、開口部を有するケースと、封口板とを含み、前記開口部を前記封口板で密封した電池であって、
前記ケースは、前記電気素子を含む下部と、前記封口板を含む上部とを含み、前記下部の断面は四角形であり、その角部は切り取られているか、または円の一部を形成しており、その円の半径Ｒと、前記四角形に内接する円の半径ｒとの関係が０．２＜Ｒ／ｒ＜１．０であり、あるいは前記下部の断面は六角形であり、その角部が丸められているか、または切り取られており、前記上部の断面は円形または楕円形である電池。
【請求項２】
前記電気素子は、正極、負極、それらの間に介在させたセパレータによって形成された、渦巻き構造、折り曲げ構造または積層構造を有する請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記開口部と前記封口板は、かしめて密封されている請求項１に記載の電池。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池を、直列または並列に電気的に接続した電池を含む電池パック。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の電池を、直列または並列に電気的に接続した電池を含むパックであって、パックの内側表面と電池の角部により形成された空間または隣接する複数の電池の角部により形成された空間に、集熱部品、放熱部品、熱伝達部品、安全部品、電気部品のうち少なくとも１つの部品が配置されている電池パック。
【請求項６】
集熱部品が、アルミニウム、銅及び熱伝導性高分子からなる群から選択される少なくとも１つの材料から作られている請求項５記載の電池パック。
【請求項７】
放熱部品が、ヒートシンクを有する請求項５の電池パック。
【請求項８】
熱伝達部品が、ヒートパイプを有する請求項５の電池パック。
【請求項９】
正極と負極との間にセパレータを介在させて電気素子を形成する工程、
前記電気素子を、下部の断面は四角形であり、その角部は切り取られているか、または円の一部を形成しており、その円の半径Ｒと、前記四角形に内接する円の半径ｒとの関係は０．２＜Ｒ／ｒ＜１．０であり、あるいは前記下部の断面は六角形であり、その角部が丸められているか、または切り取られており、上部の断面は円形または楕円形であるケースに収納する工程、
円形または楕円形の封口板を前記ケースの開口部に置く工程、及び
前記ケースと前記封口板とをかしめて密封する工程
を含む電池の製造方法。
【請求項１０】
正極と負極との間にセパレータを介在させて電気素子を形成する工程、
前記電気素子を、開口を有し、断面が四角形であってその角部は切り取られているか、または円の一部を形成しており、その円の半径Ｒと、前記四角形に内接する円の半径ｒとの関係は０．２＜Ｒ／ｒ＜１．０であり、あるいは断面が六角形であってその角部は丸められているか、または切り取られているケースに収納する工程、
前記ケースの開口部を金属成形加工して、断面を円形または楕円形に加工する工程
円形または楕円形の封口板を前記ケースの開口部に置く工程、及び
前記ケースと前記封口板とをかしめて密封する工程
を含む電池の製造方法。
【請求項１１】
金属成形加工が、ロール加工、ロールスエジング加工または加圧成形加工のいずれかである請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記電気素子が、渦巻き構造、折り曲げ構造または積層構造に形成される請求項９または請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
下部の断面は四角形であり、その角部は切り取られているか、または円の一部を形成しており、その円の半径Ｒと、前記四角形に内接する円の半径ｒとの関係は０．２＜Ｒ／ｒ＜１．０であり、あるいは前記下部の断面は六角形であり、その角部が丸められているか、または切り取られており、上部の断面は円形または楕円形である電池ケースを製造する方法であって、断面が四角形または六角形であるケースの開口部を金属加工して断面を円形、または楕円形に加工する工程を含む方法。
【請求項１４】
金属加工が、ロール加工、ロールスエジング加工または加圧成形加工のいずれかである請求項１３に記載の方法。
【国際調査報告】
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2004503053.tif 000050