(57)【要約】【課題】本発明は、多数の円筒形バッテリーセルを直列連結する導電性プレートの折曲部が、円筒形バッテリーセルの１つの電極と電気的に連結され、導電性プレートの折曲部の付近を通る導電性端子タブとの短絡を防止するバッテリーパックを提供するためのものである。【解決手段】本発明は、複数の円筒形バッテリーセルと、折曲部を有し、前記折曲部を基準にして、一側は前記セル中の少なくとも１つのセルの上面に接触固定され、他側は前記セル中の少なくとも他の１つのセルの底面に接触固定されて、前記セル中の少なくとも２つのセルを直列連結する導電性プレートと、前記円筒形バッテリーセルの１電極と電気的に連結して前記折曲部付近を通る導電性端子タブを含み、前記円筒形バッテリーセルの長手方向から見て、前記導電性プレートの前記折曲部が前記円筒形バッテリーセルの外径領域内に限定されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面と底面が互いに異なる極性を有する複数の円筒形バッテリーセルと、
折曲部を有し、前記折曲部を基準にして、一側は前記セル中の少なくとも１つのセルの上面に接触固定され、他側は前記セル中の少なくとも他の１つのセルの底面に接触固定されて、前記セル中の少なくとも２つのセルを直列連結する導電性プレートと、を含み、
前記円筒形バッテリーセルの長手方向から見て、前記導電性プレートの前記折曲部は前記円筒形バッテリーセルの外径領域内に限定されていることを特徴とするバッテリーパック。
【請求項２】
前記円筒形バッテリーセルの１つの電極と電気的に連結され、前記折曲部の付近を通る導電性端子タブを更に含んで形成されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項３】
前記円筒形バッテリーセルの長手方向から見て、前記導電性プレートの折曲は前記円筒形バッテリーセルの外径領域内でなされることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項４】
前記端子タブと前記折曲部とが離隔していることを特徴とする請求項２に記載のバッテリーパック。
【請求項５】
前記端子タブを覆う絶縁部材と前記折曲部とが離隔していることを特徴とする請求項４に記載のバッテリーパック。
【請求項６】
前記端子タブは、直列連結された円筒形バッテリーセルの最低電位端子または最高電位端子と電気的に連結されたことを特徴とする請求項２に記載のバッテリーパック。
【請求項７】
前記端子タブは、直列連結された円筒形バッテリーセルの最低電位端子と最高電位端子との間にある中間電位端子と電気的に連結されたことを特徴とする請求項２に記載のバッテリーパック。
【請求項８】
前記端子タブは、保護回路基板の保護回路と連結されたことを特徴とする請求項２に記載のバッテリーパック。
【請求項９】
前記導電性プレートの前記一側は並列に並んでいる円筒形バッテリーセルの各上面に接触固定され、前記他側は並列に並んでいる円筒形バッテリーセルの各底面に接触固定されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【請求項１０】
前記導電性プレートの前記一側と前記他側は、各々前記折曲部から離隔した位置で前記円筒形バッテリーセルの上面と前記他の円筒形バッテリーセルの底面に溶接されることを特徴とする請求項１に記載のバッテリーパック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリーパックに関し、より詳しくは、多数の円筒形バッテリーセルを直列連結する導電性プレートの折曲部が２つのバッテリーセル間に突出しないようにすることによって、円筒形バッテリーセルの１つの電極と電気的に連結され、導電性プレートの折曲部の付近を通る導電性端子タブとの短絡を防止するバッテリーパックに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ノートブックＰＣなどの場合は、１つのバッテリーセルだけでは電源用途として使用することが困難である。したがって、このようなノートブックＰＣなどに採択される電源装置は希望する電圧及び容量を得るために多数のバッテリーセルが直列及び／または並列に連結された形態を取ってバッテリーパックを構成する。この際、直列及び／または並列に多数のバッテリーセルを連結するための部材として、通常、導電性プレートが利用される。前記多数のバッテリーセルに充・放電制御回路及び／または保護回路が装着されることができ、このバッテリーセルと種々回路が所定のケースに受納されることができる。
【０００３】
図１ａを参照すれば、バッテリーセル１、２の右側面には導電性プレート２１が、バッテリーセル１、２、３、４の左側面には導電性プレート２２が、バッテリーセル３、４、５、６の右側面には導電性プレート２３が、バッテリーセル６、７、８の左側面には導電性プレート２４が、バッテリーセル７及び８の右側面には導電性プレート２５が、同時に溶接固定されている。ここで、バッテリーセルの両側面は互いに異なる極性を表すが、図面において膨らんでいる端子形態の側面が正極を表し、平な反対側面が負極を表すこととする。
【０００４】
導電性プレート２２乃至２４は、各中間地点で折曲可能であり、この折曲点を基準にして、一側は正極に接触固定され、他側は負極に接触固定されることによって、バッテリーセルの直列及び並列連結を可能にする。導電性プレート２１と２５は各々同一な極性を電気的に連結して並列連結を可能にする。
【０００５】
導電性プレート２２乃至２４の折曲点で折曲された形状が図１ｂに図示されている。図１ｂにおいて、Ｂ＋、Ｂ−は電流端子を表示し、直・並列連結されたバッテリーセルの両端部の電源部を表す。Ｂ＋は正極電源部であって最高電位端子、Ｂ−は負極電源部であって最低電位端子を表す。この電流端子には電源の引出しのための電源配線が連結されることができる。このため、導電性プレートは、図示していないが、略“┴”形状を取ることができる。ここで、“┴”形状中の“─”部分は正極または負極に溶接固定される部分であり、“│”部分は電源配線がハンダ付け固定される部分でありうる。
【０００６】
また、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３は、センシング端子を表示し、互いに異なる極性のバッテリーセルが直列連結された部分を表す。このセンシング端子は、最高電位端子と最低電位端子との間の中間電位端子を表す。このセンシング端子には、電圧検出のためのセンシング配線が連結されることができる。このために、導電性プレートは、図示してはいないが、折曲前の形状が略“┴”形状を取ることができる。ここで、“┴”形状中の“─”部分は正極または負極に溶接固定される部分であり、“│”部分はセンシング配線がハンダ付け固定される部分でありうる。
【０００７】
以下、前述した電源配線とセンシング配線を端子タブと通称して使用する場合もある。この端子タブはワイヤー形状を取ることもでき、細長板状を取ることもできる。また、端子タブはニッケル含有金属からなることができる。
【０００８】
図１ｂにおいて、センシング配線は図示が省略されており、Ｂ−端の導電性プレート２１にハンダ付け固定された電源配線３１が直列連結されたバッテリーセルの表面に沿ってＰＣＢ（保護回路基板）の回路部に連結され、Ｂ＋端の導電性プレート２５にハンダ付け固定された電源配線３２がＰＣＢの回路部に連結される。
【０００９】
図１ｂ及び図１ｃを参照して、Ｂ２端子の導電性プレート２３の折曲部を見れば、バッテリーセル４と６間に前記折曲部が突出している。そして、この折曲部の付近を前記電源配線３１が通る。したがって、前記折曲部と電源配線３１との短絡を防止するための方案が必要である。このために、バッテリーセル４と６を固定させる透明テープ４３の上に絶縁テープ４２を付着させ、絶縁性カバーレイ４１により電源配線３１を覆う。
【００１０】
しかしながら、突出した前記折曲部とこの折曲部の付近を通る端子タブ（図１ｂの電源配線３１）との間を絶縁させようとする前述の努力にも関わらず、バッテリーパックのケースとバッテリーセルとの間の空間が非常に狭くて、バッテリーパックを装着した装置の振動により種々絶縁部材（図１ｂの４１及び４２）が損傷されて導電性プレートの折曲部と端子タブが短絡する危険があり、結局、バッテリーパックは電源装置としての機能を失うことがある。
【００１１】
一方、図１ｂにおいて、Ｂ１端子とＢ３端子の導電性プレート２２と２４の折曲部もバッテリーセル間に折曲部が突出しているが、導電性プレート２２と２４の折曲部の付近には端子タブが通らないので考慮しないことにする。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、前記のような問題点を解決するためのものであって、多数の円筒形バッテリーセルを直列連結する導電性プレートの折曲部が２つのバッテリーセル間に突出しないようにすることによって、円筒形バッテリーセルの１つの電極と電気的に連結され、導電性プレートの折曲部の付近を通る導電性端子タブとの短絡を防止することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
このような目的を達成するための本発明のバッテリーパックは、上面と底面が互いに異なる極性を有する複数の円筒形バッテリーセルと、折曲部を有し、前記折曲部を基準にして、一側は前記セル中の少なくとも１つのセルの上面に接触固定され、他側は前記セル中の少なくとも他の１つのセルの底面に接触固定されて、前記セル中の少なくとも２つのセルを直列連結する導電性プレートを含み、前記円筒形バッテリーセルの長手方向から見て、前記導電性プレートの前記折曲部は前記円筒形バッテリーセルの外径領域内に限定されていることを特徴とする。
【００１４】
この場合、前記円筒形バッテリーセルの長手方向から見て、前記導電性プレートの折曲は前記円筒形バッテリーセルの外径領域内でなされることができる。
【００１５】
また、本発明に係るバッテリーパックは、前記円筒形バッテリーセルの１つの電極と電気的に連結され、前記折曲部の付近を通る導電性端子タブを更に含んで形成されることができる。
【００１６】
また、前記導電性端子タブと前記折曲部は離隔することができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明に係るバッテリーパックは、多数の円筒形バッテリーセルを直列連結する導電性プレートの折曲部が２つのバッテリーセル間に突出しないようにすることによって、円筒形バッテリーセルの１つの電極と電気的に連結され、導電性プレートの折曲部の付近を通る導電性端子タブとの短絡を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付の図面を参照しつつ本発明に係るバッテリーパックに関する好ましい実施形態を詳細に説明する。
【００１９】
図２は、本発明の一実施形態に係るバッテリーパックの構造を示す概略図である。
【００２０】
図面を参照すれば、本発明の一実施形態に係るバッテリーパックは、８個の円筒形バッテリーセル１、２、３、４、５、６、７、８と、このバッテリーセルを直列及び／または並列に連結する導電性プレート１２１、１２２、１２３、１２４、１２５と、端子タブ１３１とを含む。また、ＰＣＢ（保護回路基板）を更に含むこともでき、前記部品の外装材としてケースを更に含むことができる。
【００２１】
円筒形バッテリーセルの各々は、上面と底面が互いに異なる極性を有するように設計される。ここではバッテリーセルの上面がセル内の電極組立体の正極と電気的に連結され、底面がセル内の電極組立体の負極と電気的に連結されると仮定する。このような円筒形バッテリーセルは、充電及び放電可能な円筒形二次電池が使われることができ、特に作動電圧が３．６Ｖと高くて、単位重量当たりエネルギー密度の高い円筒形のリチウム二次電池が使われることができる。
【００２２】
導電性プレート１２２、１２３、１２４は折曲部を有し、前記折曲部を基準にして、一側は前記円筒形バッテリーセル中の２つのセルの上面に接触固定され、他側は前記セル中の他の２つの円筒形バッテリーセルの底面に接触固定されて、前記セルのうち、４つのセルを直列及び並列連結する。導電性プレート１２１は円筒形バッテリーセル１と２の底面に接触固定されて並列連結を可能にし、導電性プレート１２５は円筒形バッテリーセル７と８の上面に接触固定されて並列連結を可能にする。
【００２３】
図２では、各バンクに２つのバッテリーセルが導電性プレート１２１、１２２、１２３、１２４、１２５により並列連結されているが、バッテリーセルの個数を本発明に限るのではない。また、各バンクに１つのバッテリーセルが導電性プレート１２２、１２３、１２４により直列に連結される場合にも本発明が適用されることができる。
【００２４】
図２において、Ｂ＋、Ｂ−は電流端子を表示し、直・並列連結されたバッテリーセルの両端部の電源部を表す。Ｂ＋は正極電源部であって最高電位端子を表し、Ｂ−は負極電源部であって最低電位端子を表す。この電流端子には電源の引出しのための電源配線が連結されることができる。このために、導電性プレートは、図示してはいないが、略“┴”形状を取ることができる。ここで、“┴”形状中の“─”部分は正極または負極に溶接固定される部分であって、略直四角形のプレートであり、“│”部分は電源配線がハンダ付け固定される部分でありうる。
【００２５】
また、Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３はセンシング端子を表し、互いに異なる極性のバッテリーセルが直列に連結された部分を表す。このセンシング端子は最高電位端子と最低電位端子との間の中間電位端子を表す。このセンシング端子には電圧検出のためのセンシング配線が連結されることができる。このために、導電性プレートは、図示してはいないが、折曲前の形状が略“┴”形状を取ることができる。ここで、“┴”形状中の“─”部分は正極または負極に溶接固定される部分であって、略直四角形のプレートであり、“│”部分はセンシング配線がハンダ付け固定される部分でありうる。
【００２６】
以下、前述した電源配線とセンシング配線を端子タブと通称して使用する場合もある。この端子タブはワイヤー形状を取ることもでき、細長板状を取ることもできる。また、端子タブは、ニッケル、銅、または、アルミニウム含有金属からなることができるが、本発明にその材質を限るのではない。
【００２７】
図２において、センシング配線は、図示が省略されたのであり、Ｂ−端の導電性プレート１２１にハンダ付け固定された電源配線１３１が直列に連結されたバッテリーセルの表面に沿ってＢ２端子の導電性プレート１２３の折曲部の付近を通ってＰＣＢ（保護回路基板）の保護回路に連結され、Ｂ＋端の導電性プレート１２５にハンダ付け固定された電源配線１３２がＰＣＢの保護回路に連結される。ＰＣＢを含まないバッテリーパックの場合、前記電源配線１３１は、外部電気装置と接続するバッテリーパックの外部端子（図示していない）に直接または間接的に連結されることができる。
【００２８】
図２を参照してＢ２端子の導電性プレート１２３の折曲部を見れば、従来とは異なり、バッテリーセル４と６間に前記折曲部が突出していない。言い換えると、バッテリーセル４または６を前記円筒形バッテリーセルの長手方向から見て、導電性プレート１２３の折曲部は円筒形バッテリーセル４または６の外径領域内に限定されている。
【００２９】
したがって、この折曲部の付近を前記電源配線１３１が通っても前記折曲部と電源配線１３１とは互いに離隔していて、これら間に短絡が発生する虞はない。これによって、バッテリーセル４と６を固定させる透明テープ１４３の上に付着された絶縁部材１４２と、電源配線１３１を覆う絶縁部材１４１が必ずしも必要ではない。但し、バッテリーパックの使用中、端子タブの変形などによる短絡の危険などを防止するために、前記絶縁部材１４１及び１４２が使われることができる。
【００３０】
本実施形態では最低電位端子であるＢ−端子の導電性プレート１２１にハンダ付け固定された電源配線１３１を例として説明したが、本発明の内容はこれに限られるものではない。例えば、最高電位端子であるＢ＋端子と連結された電源配線の場合にも適用されることができ、また中間電位端子であるＢ１端子の導電性プレート１２２にハンダ付け固定されたセンシング配線（図示していない）がＢ２端子の導電性プレート１２３の折曲部の付近を通る場合にも前記センシング配線と前記折曲部は離隔しているので短絡の虞がない。
【００３１】
一方、図２において、Ｂ１端子とＢ３端子の導電性プレート１２２、１２４の折曲部もバッテリーセル間に折曲部が突出しているが、導電性プレート１２２、１２４の折曲部の付近には端子タブが通らないので考慮しないことにする。
【００３２】
図３は本発明の一実施形態によって治具を利用して導電性プレートを折り曲げる様子を示す概略図であり、図４ａは図３に示す図面において、バッテリーセル４と６を拡大して従来に比べて折曲部が凹んでいる量を計算した概略図であり、図４ｂは図４ａに示す図面において、バッテリーセル４または６をバッテリーセルの長手方向から見た概略図である。
【００３３】
導電性プレートの折曲部が円筒形バッテリーセルの長手方向から見て、円筒形バッテリーセルの外径領域内に限定されるためには、図１ａに示した既存のバッテリー製作方法とは異なる方法が必要である。
【００３４】
前述したように、図２において、Ｂ１端子とＢ３端子の導電性プレート１２２と１２４の折曲部の付近には端子タブが通らないので、考慮の対象から除外し、Ｂ１端子とＢ３端子の導電性プレート１２２、１２４をバッテリーセルに接触固定する方法は既存の方法を使用することにし、Ｂ２端子の導電性プレート１２３をバッテリーセルに接触固定する方法に対してのみ議論することにする。但し、バッテリーセルに外装ケースを更に密着させる必要がある場合などには、直列連結されたバッテリーセル間に導電性プレートの折曲部が突出しないようにするために、以下の方法を使用することができる。
【００３５】
図３及び図４を参照すれば、従来の導電性プレートの折曲部はＸ部分である一方、本発明の一実施形態に係るバッテリーパックの導電性プレートの折曲部はＹ部分である。Ｚ部分はバッテリーセルの直列配列時に折曲される折曲部でなく、導電性プレート１２３をバッテリーセル４及び６に容易に溶接するために別途の機構などにより押圧する位置を表示したものであるが、作業の途中、臨時に折曲されることができ、実際に折曲されなくても下記の計算の便宜上、折曲された形態で図示した。
【００３６】
本実施形態では、治具を使用してバッテリーセル５、６、７、８を安定するように支えることができるので、前記Ｚ部分を容易に押圧して導電性プレート１２３をバッテリーセル３、４、５、６に容易に溶接することができる。
【００３７】
Ｂ２端子の導電性プレート１２３をバッテリーセル３、４、５、６に各々溶接固定し、かつ、Ｙ部分で折曲部が形成されなければならないので、導電性プレート１２３とバッテリーセル６が接触する部分の全てを溶接してはならない。また、導電性プレート１２３をバッテリーセル４に溶接できる最大位置はＺ部分までである。
【００３８】
したがって、導電性プレート１２３の一側は折曲部Ｙから離隔した位置でバッテリーセル４の上面に溶接され、導電性プレート１２３の他側は折曲部Ｙから離隔した位置でバッテリーセル６の底面に溶接される。
【００３９】
図４ｂに示すように、導電性プレートの折曲部が円筒形バッテリーセルの長手方向から見て、円筒形バッテリーセル４または６の外径領域内に限定されるために、０．６５ｍｍ以上凹んでいなければならないと仮定する。
【００４０】
図４ａに示すように、治具を利用して円筒形バッテリーセル４と６の円筒部がなす角が６０゜を維持する。そして、バッテリーセル６に溶接固定される導電性プレートの位置を前記６０゜の角を維持しながら従来より２．３ｍｍ上に移動する。即ち、図面符号２３は従来の導電性プレートを表し、図面符号１２３は本発明に係る導電性プレートを表す。
【００４１】
図４ａに示すように、折曲部はＹ部分であるので、折曲後に導電性プレートが凹む量は（Ｂ−Ａ）／２となる。
【００４２】
これを求めれば下記の通りである。
Ａ＝２．３／ｔａｎ６０゜＝１．３２ｍｍ
Ｂ＝２．３／ｓｉｎ６０゜＝２．６６ｍｍ
Ｂ−Ａ＝１．３４ｍｍ
（Ｂ−Ａ）／２＝０．６７ｍｍ
【００４３】
図４ｂを参照すれば、円筒形バッテリーセルの長手方向から見て、導電性プレートの折曲は円筒形バッテリーセルの外径領域内でなされる。円筒形バッテリーセルの長手方向から見て、導電性プレートの折曲部が円筒形バッテリーセル４または６の外径領域内に限定されるために、０．６５ｍｍ以上凹んでいなければならないが、本実施形態では０．６７ｍｍ凹む。
【００４４】
したがって、導電性プレート１２３の折曲部が両バッテリーセル間に突出しなくなって、円筒形バッテリーセルの１つの電極と電気的に連結され、導電性プレート１２３の折曲部の付近を通る導電性端子タブと干渉が生じる虞がない。また、前記端子タブを覆う絶縁部材と前記折曲部とも干渉が生じなくなる。
【００４５】
一方、図２に示すバッテリーパックの構造において、電源配線１３１をバッテリーセル１、３、５、７側に移動させるならば、Ｂ１とＢ３の導電性プレート１２２、１２４の折曲部が本発明によって円筒形バッテリーセルの外径領域内に限定されるはずである。
【００４６】
本発明は、図示された実施形態を中心にして説明されたが、これは例示的なことに過ぎないものであり、本発明の技術分野で通常の知識を有する者が実施することができる多様な変形及び均等な他の実施形態を本発明が包括することができることを理解するはずである。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１ａ】従来の導電性プレートにより直列及び並列に連結されたバッテリーセルを示す概略図である。
【図１ｂ】従来のバッテリーパックの構造を示す概略図である。
【図１ｃ】図１ｂで直列連結されたバッテリーセル間に導電性プレートの折曲部が突出したことを示す斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るバッテリーパック構造を示す概略図である。
【図３】本発明の一実施形態によってジグを利用して導電性プレートを折り曲げる形態を示す概略図である。
【図４ａ】図３で示す図面の中、バッテリーセル４、６を拡大して従来に比べて折曲部が凹んだ量を計算した概略図である。
【図４ｂ】図４ａで示す図面の中、バッテリーセル４または６をバッテリーセルの長手方向から見た概略図である。
【符号の説明】
【００４８】
１、２、３、４、５、６、７、８  バッテリーセル
１２１、１２２、１２３、１２４、１２５  導電性プレート
１３１  電源配線
１４１、１４２  絶縁部材
１４３  透明テープ
２００  治具
Ｂ＋、Ｂ−  電流端子
Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３  センシング端子
【図１ａ】
2007087944.tif 000003
【図１ｂ】
2007087944.tif 000004
【図１ｃ】
2007087944.tif 000005
【図２】
2007087944.tif 000006
【図３】
2007087944.tif 000007
【図４ａ】
2007087944.tif 000008
【図４ｂ】
2007087944.tif 000009