(57)【要約】【課題】コンパクトで、生産性の高い電池パックを提供する。【解決手段】電池１と、充放電安全回路を内蔵するとともに外部接続端子１０が設けられかつ接続リード部１２ａ、１２ｂが設けられたカード型端部材５とを備え、電池１の一端面３にカード型端部材５を配置し、電池１の電極端子４と電池ケース２に接続リード部１２ａ、１２ｂを接続するとともに電池１にカード型端部材５を一体固定した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電池と、充放電安全回路を内蔵するとともに外部接続端子と電池の電極端子に対する接続部が設けられたカード型端部材とを備え、電池の一端面にカード型端部材を配置し、電池の電極端子に接続部を接続するとともに電池にカード型端部材を一体固定したことを特徴とする電池パック。
【請求項２】
カード型端部材内に、ＩＣタグを内蔵させたことを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項３】
カード型端部材の接続部と電池の一方の電極端子との間に、感熱保護素子を接続したことを特徴とする請求項１又は２記載の電池パック。
【請求項４】
カード型端部材は、表面に外部接続端子が形成され、裏面に電子部品が実装され、かつ接続リード部が延出された基板又はリードフレームを、電子部品を収容する凹部を有するケースとカバーにて挟んで接着又は溶着して構成したことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の電池パック。
【請求項５】
基板は樹脂を基材とし、この基材上に導電性インクを用いて印刷形成されている配線パターンを有することを特徴とする請求項４記載の電池パック。
【請求項６】
基板は樹脂を基材とし、この基材上に導電性インクを用いて印刷形成されている配線パターンと、抵抗率の高い導電性インクを用いて印刷形成されている抵抗素子を有することを特徴とする請求項４記載の電池パック。
【請求項７】
基板は樹脂を基材とし、この基材上に導電性インクを用いて印刷形成されている配線パターンを有し、電子部品の電気的接続が導電性接着剤を用いてなされていることを特徴とする請求項４記載の電池パック。
【請求項８】
カード型端部材のケースに、電池の一端面の少なくとも両側外周部に当接してカード型端部材を位置決めする突部を設け、電池とカード型端部材の外周を外装フィルムにて被覆したことを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池とその充放電安全回路を備えた電池パックに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電池と充放電安全回路を備えた電池パックは、種々の携帯型電子機器における電源として広く使用されている。この電池パックにおいては、特にコンパクトな構成であること、製造工程の生産性が高いことなどが要請される。
【０００３】
従来の電池パックとしては、図５に示すように、電池３１の一端面外周に凸条３２を形成して内側に凹部３３を設け、上面に端子板３５を有し、下部に電池一端面の凹部に嵌合する嵌着凸部３４ａを有する端子ホルダー３４を設け、端子ホルダー３４には保護素子３６を内蔵させるとともに、その一端３６ａを電池３１の電極端子３７に、他端３６ｂを上面の端子板３５にそれぞれ接続し、かつ端子ホルダー３４を電池３１に粘着テープ３８や熱収縮フィルムなどで連結し、その後端子板３５と電池ケースに引き出し用のリード板（図示せず）を溶着した後、ケース３９に収納し、あるいは熱収縮チューブ等で被覆して電池パック４０としたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、回路基板を有する電池パックにおいて、従来、回路基板をホルダーにて電池に仮保持した状態でリード板にて電池と回路基板を機械的及び電気的に連結していたのに対して、図６に示すように、電池４１の封口板４１ａに連結凸部４３を設け、この連結凸部４３を回路基板４２に連結し、連結凸部４３にて電池４１と回路基板４２を機械的及び電気的に連結し、これら電池４１と回路基板４２をケース４４に収納した電池パック５０が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２４３３６０号公報
【特許文献２】特開２００２−２９８８０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１に記載された構成では、電池３１と保護素子３６を内蔵した端子ホルダー３４の組立体を構成した後、リード板を溶着し、ケース３９に収納して電池パック４０を構成しており、外形が大きくなるとともに、組立工数も多くなって高い生産性を確保するのが困難であるという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２に記載された構成では、電池４１の封口板に連結凸部４３を有する特殊な封口板４１ａを用いて回路基板４２を固定することで、リード板を用いない接続構成にて組立工数を低減できる構成となっているが、これら回路基板４２及び電池４１をケース４４内に収納して電池パック５０とする構成であり、その分外形が大きくなるという問題がある。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、コンパクトで、生産性の高い電池パックを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の電池パックは、電池と、充放電安全回路を内蔵するとともに外部接続端子と電池の電極端子に対する接続部が設けられたカード型端部材とを備え、電池の一端面にカード型端部材を配置し、電池の電極端子に接続部を接続するとともに電池にカード型端部材を一体固定したものである。
【０００９】
この構成によると、充放電安全回路を内蔵するとともに外部接続端子が設けられかつ接続部が設けられたカード型端部材を用い、電池の一端面にこのカード型端部材を一体固定して電池パックを構成しているので、コンパクトな構成の電池パックを実現でき、かつカード型端部材を別途に作製することで、このカード型端部材と電池との組立に際しては接続部を接続して一体固定するだけでよいため、組立工数が極めて少なく、高い生産性をもって製造することができる。
【００１０】
また、カード型端部材内に、ＩＣタグを内蔵させておくと、電池パックの製造及び流通過程の履歴等を個々に管理することができて好適である。
【００１１】
また、カード型端部材の接続部と電池の一方の電極端子との間に、感熱保護素子を接続した構成とすると、発熱に対するより高い保護機構を持たせることができて、電池パックの安全性を向上できる。
【００１２】
また、カード型端部材を、表面に外部接続端子が形成され、裏面に電子部品が実装され、かつ接続リード部が延出された基板又はリードフレームを用い、この基板又はリードフレームを電子部品を収容する凹部を有するケースとカバーにて挟んで接着又は溶着して構成すると、上記のような構成のカード型端部材自体を生産性良く、安価に製造することができる。
【００１３】
前記基板としては、導電性インクによる低温での回路形成や抵抗素子の形成、導電性接着剤を用いた電子部品の電気的接続を行うことにより、比較的耐熱温度が低く、安価なポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ノルボルネン系の非結晶性ポリオレフィン樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂などをフィルム状やシート状などの基板を好適に挙げられる。
【００１４】
また、リードフレームの材質としては、鋼板にニッケルメッキを施したものやニッケル板などを好適に挙げられる。
【００１５】
また、カード型端部材のケースに、電池の一端面の少なくとも両側外周部に当接してカード型端部材を位置決めする突部を設け、電池とカード型端部材の外周を外装フィルムにて被覆して電池パックを構成すると、電池の一端面に一方の電極端子が突出している場合でも、電池の一端面にカード型端部材を当接配置するだけで位置決めでき、その状態で外装フィルムを被覆することで簡単に電池とカード型端部材を一体固定することができて、高い生産性を確保することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の電池パックによれば、電池の一端面にカード型端部材を一体固定した構成であるため、コンパクトな構成とすることができ、またカード型端部材と電池との組立に際しては接続部を接続して一体固定するだけでよいため、組立工数が極めて少なく、高い生産性をもって製造することができる
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の電池パックの一実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。
【００１８】
図１において、１は横断面形状が扁平な長方形、若しくは隅丸長方形ないし長円形の角形の電池である。電池１はリチウムイオン電池から成り、電池ケース２の内部に発電要素としての極板群と電解液が収容されている。極板群は、帯状の正極板と負極板の間にセパレータを介装した状態で巻回することで多層に積層して構成されている。正極板はアルミニウム箔から成る芯材に正極合剤を塗着・乾燥して構成され、負極板は銅箔から成る芯材に負極合剤を塗着・乾燥して構成され、セパレータは微多孔性ポリプロピレンフィルムなどにて構成されている。
【００１９】
電池１の一端面３の中央部には電極端子４が突出して配設されている。電極端子４は電池ケース２の一端面３を絶縁状態で密封貫通し、電池１の負極の電極端子を構成している。電池１の正極の電極端子は、電池ケース２にて構成されている。
【００２０】
５は、電池１の一端面３上に配置されたカード型端部材であり、充放電安全回路が内蔵され、その表面には３つの外部接続端子１０が設けられている。３つの外部接続端子１０の内、２つは正極と負極の外部接続端子、残りの１つは、識別抵抗の検出やICタグのＩ／Ｏ（入出力ポート）の接続端子や温度検知を行うサーミスタの接続端子としても用いられることがある識別用の接続端子である。
【００２１】
カード型端部材５は、図２に示すように、表面に外部接続端子１０となる電極１０ａが形成され、裏面に各種電子部品１１が実装され、さらに長手方向両端から接続リード部１２ａ、１２ｂが延出されているポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂のフィルムからなる基板６と、基板６に実装された電子部品１１を収容する凹部８を有するケース７と、基板６の表面を覆うカバー９とから成り、ケース７とカバー９にて基板６を挟んで接着又は溶着して一体的に構成されている。ケース７とカバー９の材質としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリカーボネート（ＰＣ）樹脂などが好適に挙げられる。外部接続端子１０は、カバー９に開口形成された３つの接続窓９ａから外部に露出している。
【００２２】
基板６の表面には、図３（ａ）に示すように、上記外部接続端子１０となる電極１０ａが形成され、基板６の裏面には、図３（ｂ）に示すように、ＦＥＴ１３、制御ＩＣ１４、容量素子１５が実装されるとともに抵抗１６が印刷形成されて充放電安全回路１７が構成されており、また本実施形態ではＩＣタグ１８が実装されている。本実施形態において、基板６に実装されている電子部品１１は、ＦＥＴ１３、制御ＩＣ１４、容量素子１５、及びＩＣタグ１８であり、これら電子部品１１の電気的接続は導電性接着剤を用いて行っている。
【００２３】
カード型端部材５の長手方向の両端から延出された一方の接続リード部１２ａは、電池１の一端面３の中央部に突出している電極端子４にスポット溶接等にて接続され、他方の接続リード部１２ｂは、電池ケース２の一側にスポット溶接等にて接続されている。また、一方の接続リード部１２ａが電池１の一端面３に接触して短絡を生じるのを防止するため、カード型端部材５と電池１の一端面３との間に絶縁板１９が配置されている。
【００２４】
カード型端部材５のケース７の下面両側部には、電池１の一端面３に当接してカード型端部材５を一端面３上の電極端子４と干渉しない所定位置に位置決めする平面視略コ字状の突部２０が突設されている。なお、一側部の突部２０には、接続リード部１２ａをケース７の下面に沿わせて延設するための切欠２０ａが設けられている。この突部２０にて電池１に対してカード型端部材５を位置決めし、接続リード部１２ａ、１２ｂを接続した状態で、電池１とカード型端部材５の外周が筒状の熱収縮性フィルムなどからなる外装フィルム２１にて被覆され、電池１とカード型端部材５が一体的に固定されて電池パック２２が構成されている。
【００２５】
次に、以上の構成の電池パック２２の組立工程を説明する。まず、カード型端部材５を電池１の一端面３上に位置させ、一方の接続リード部１２ａを電極端子４にスポット溶接し、次に電池１の一端面３上に絶縁板１９を配置した後、突部２０を一端面３の両側部上に当接させてカード型端部材５を位置決めし、他方の接続リード部１２ｂを電池ケース２の側面にスポット溶接し、その後外装フィルム２１を電池１とカード型端部材５の外周に套嵌し、加熱収縮させて被覆することで、電池パック２２が完成する。
【００２６】
また、上記カード型端部材５の製造工程について説明すると、まず外部接続端子１０となる電極１０ａや接続リード部１２ａ、１２ｂを含めて回路パターンが形成され、抵抗１６が印刷形成された基板６を作製し、この基板６に対して、充放電安全回路１７を構成するＦＥＴ１３、制御ＩＣ１４、容量素子１５や、ＩＣタグ１８などの電子部品１１を実装する。この基板６を、実装された電子部品１１が凹部８に収容されるようにケース７上に配置し、基板６をケース７とカバー９の間に挟んで一体的に接着又は溶着することで生産性良く製造することができる。
【００２７】
なお、基板に導電性インクにより回路パターンや抵抗を低温の印刷形成することで、半田リフローの高温炉の温度に耐えないポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）樹脂、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）樹脂、ノルボルネン系の非結晶性ポリオレフィン樹脂、シクロオレフィンポリマー樹脂、液晶ポリマー樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂などをフィルム状やシート状などの基板を用いることができる。
【００２８】
以上の構成の電池パック２２によれば、充放電安全回路１７を内蔵するとともに外部接続端子１０が設けられかつ接続リード部１２ａ、１２ｂが延出されたカード型端部材５を用い、電池１の一端面３にこのカード型端部材５を一体固定して電池パック２２を構成しているので、コンパクトな構成の電池パック２２を実現できる。また、カード型端部材５を別途に作製することで、このカード型端部材５と電池１との組立に際しては接続リード部１２ａ、１２ｂを接続して外装フィルム２１にて一体固定するだけでよいため、組立工数が極めて少なく、高い生産性をもって製造することができる。
【００２９】
また、カード型端部材５内に、ＩＣタグ１８を内蔵させているので、電池パック２２の製造及び流通過程の履歴等を個々に管理することができる。
【００３０】
なお、以上の説明では、ケース７に突部２０が一体的に突出形成されている例を示したが、別部材の取付枠を電池１の一端面３とカード型端部材５との間に介装し、必要に応じて固定又は仮固定した後、外装フィルム２１にて電池１と取付枠とカード型端部材５を一体的に固定するようにしても良い。
【００３１】
また、以上の実施形態の説明では、接続リード部１２ａを直接電極端子４に接続した例を示したが、図４に示すように、接続リード部１２ａと電極端子４との間に、温度ヒューズやＰＴＣ素子などの感熱保護素子２３を接続して配置した構成とすることもできる。この構成によれば、発熱に対するより高い保護機構を持たせることができて、電池パック２２の安全性を向上できる。
【００３２】
また、上記実施形態のカード型端部材５においては、基板６に設けた接続リード部１２ａ、１２ｂを長手方向両端から両側に延出させて接続部とした例を示したが、接続部の構成としてはこれに限定されるものではなく、例えばケース７に接続部となる接続端子をインサート成形しておき、ケース７とカバー９の間に基板６を挟んでカード型端部材５を構成する際に基板６の回路パターンを接続端子に接続し、このカード型端部材５の接続端子を、電池１の一端面３に設けられた電極端子に接続するようにしても良い。
【００３３】
また、上記実施形態のカード型端部材５においては、基板６を用いた例を示したが、基板６に代えて外部接続端子１０となる電極１０ａを含めて回路パターンを形成したリードフレームを用い、リードフレームに対してＦＥＴ１３及び制御ＩＣ１４などのＩＣ素子を実装してコートし、次いで抵抗や容量素子１６などのチップ部品を装着してリフロー半田付けしたものを用い、この部品を実装したリードフレームをケース７とカバー９にて外装してカード型端部材５を構成してもよい。
【００３４】
このようにリードフレームを用いた構成では、耐熱性のある高価なポリイミド樹脂などを用いたフィルムからなる基板６に比して安価に構成することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明の電池パックは、電池の一端面にカード型端部材を一体固定した構成であるため、コンパクトな構成とすることができ、またカード型端部材と電池との組立に際しては接続部を接続して一体固定するだけでよいため、組立工数が極めて少なく、高い生産性をもって製造することができ、携帯電子機器用などの小型の電池パックに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の一実施形態の電池パックの要部構成を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は部分断面正面図。
【図２】同電池パックにおけるカード型端部材の分解斜視図。
【図３】同カード型端部材における基板を示し、（ａ）は上面図、（ｂ）は下面図。
【図４】本発明の他の実施形態の電池パックの要部構成を示す部分断面正面図。
【図５】従来例の電池パックの要部構成を示す縦断正面図。
【図６】他の従来例の電池パックの要部構成を示す縦断正面図。
【符号の説明】
【００３７】
１  電池
２  電池ケース（電極端子）
３  一端面
４  電極端子
５  カード型端部材
６  基板
７  ケース
８  凹部
９  カバー
１０  外部接続端子
１２ａ、１２ｂ  接続リード部（接続部）
１７  充放電安全回路
１８  ＩＣタグ
２０  突部
２１  外装フィルム
２２  電池パック
２３  感熱保護素子
【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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