(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の電池及び当該電池に接続された電気回路が、箱形形状の第１のケースと第２のケースとによって周囲を取り囲まれて収納されてなる電池パックであって、
上記第１及び第２のケースのうち一方のケースには、内側底面部から開口側に向かって分離壁が形成され、他方のケースには、上記分離壁に対応する位置の内側底面部に分離溝が形成されており、
上記第１のケースと上記第２のケースとを開口側を対向させて組み合わせたときに、上記分離壁と上記分離溝とが組み合わされることにより、上記電池を収納する電池収納部と上記電気回路を収納する電気回路収納部とが分離され、
当該分離溝には樹脂が充填されており、分離溝と分離壁との間が当該樹脂で満たされていることを特徴とする電池パック。
【請求項２】
上記第１及び第２のケースは、熱可塑性樹脂からなり、さらに、カーボン、カーボンファイバー、アルミ粉体から選ばれる、熱伝導性が高い材料が含有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】
上記樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂から選ばれる熱可塑性樹脂、又はシリコン樹脂、シリル基含有樹脂から選ばれる湿気硬化型樹脂からなることを特徴とする請求項１記載の電池パック。
【請求項４】
１つ以上の電池が、箱形形状の第１のケースと第２のケースとによって周囲を取り囲まれて収納され、さらに当該電池に接続された電気回路をケース外部に備えた電池パックであって、
上記第１及び第２のケースのうち一方のケースは、開口部端部が外側に折り返されて折り返し部とされ、他方のケースは、開口部端部が階段形状に折り曲げられて段差部とされており、
上記第１のケースと上記第２のケースとを開口側を対向させて組み合わせたときに、上記折り返し部と上記段差部とが組み合わされ、
当該段差部には樹脂が充填されており、折り返し部と段差部との間が当該樹脂で満たされていることを特徴とする電池パック。
【請求項５】
上記第１のケースと第２のケースとは一体的に形成されており、ヒンジ構造により組み合わされ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】
上記第１及び第２のケースは、熱可塑性樹脂からなり、さらに、カーボン、カーボンファイバー、アルミ粉体から選ばれる、熱伝導性が高い材料が含有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７】
上記樹脂は、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂から選ばれる熱可塑性樹脂、又はシリコン樹脂、シリル基含有樹脂から選ばれる湿気硬化型樹脂からなることを特徴とする請求項４記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池及び／又は電気回路がケース中に収納・密閉されてなる電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子装置として、例えば電源供給のために電池パック（電池パッケージともいう）を装着し、その電池パックから機器動作用の電源を供給するようになされているものには、例えば携帯型のいわゆるノートブック型パーソナルコンピュータ（以下略してノートブックパソコンという）や、情報端末、ビデオテープレコーダ、録音機、携帯電話等がある。
【０００３】
これらの電子装置に使用される電池パックにおいては、繰り返し充放電が可能な二次電池を備えたものが多く、また、当該二次電池としては、体積エネルギ密度が高い、いわゆるリチウムイオン二次電池を使用することが多い。
【０００４】
しかし、リチウムイオン二次電池は過充電や過放電に対する許容範囲が狭く、したがって、電池パックには、通常、当該リチウムイオン二次電池の過放電や過充電を防止するための制御回路等の電池回路が併設されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような電池パックにおいて、万が一、二次電池からの電解液の液漏れが発生してしまうと、その電解液が電池回路を浸漬し、あるいはパック外部に漏れだし、電池回路や外部の電子機器等に悪影響を及ぼしてしまうという問題がある。
【０００６】
これに対し、二次電池と電気回路部分を樹脂からなる隔壁で分離する方法が提案されているが（特許第３０１４２９３号）、電極部分には隙間が発生し、毛細管現象による電解液の浸漬を防ぐことは出来ない。また、二次電池と電気回路部分とを分離するだけの壁では、二次電池から漏液した電解液がケース外部に漏れ出し、電気機器にダメージを与える可能性を有する。また、隔壁を二重構造とすると、電池パックが大型化してしまう。
【０００７】
一方、電気回路を構成するプリント配線板表面にシリコンゴム等の樹脂を塗布して、二次電池から漏れた電解液からプリント配線板を保護する構造も提案されているが（特許第３０１４２９３号）、この構造においては、基板表面の塗布膜樹脂が電解液によって溶解されその保護が破壊されてしまう。
【０００８】
また、漏れた電解液をケース外部に出さない為、吸水紙等の材料を用いて電解液の吸水する方法もあるが、吸水紙全体に電解液が浸透する場合がある。この吸水紙表面に電極、制御回路を含む電気回路が接触した場合、吸水紙が電気性能を有した物質となり絶縁することができない。漏れた電解液を安全に保持する機能を有していない場合は、水分によって電解液が分解して有害な物質を発生させるおそれがある。電気回路部分を全て防水処理する必要があるが、処理する為の装置、費用がかかってしまう。
【０００９】
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、万が一、二次電池からの電解液の液漏れが発生したとしても、電池回路やパック外部への浸出を防ぎ、信頼性に優れた電池パックを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の電池パックは、１つ以上の電池及び当該電池に接続された電気回路が、箱形形状の第１のケースと第２のケースとによって周囲を取り囲まれて収納されてなる電池パックであって、上記第１及び第２のケースのうち一方のケースには、内側底面部から開口側に向かって分離壁が形成され、他方のケースには、上記分離壁に対応する位置の内側底面部に分離溝が形成されており、上記第１のケースと上記第２のケースとを開口側を対向させて組み合わせたときに、上記分離壁と上記分離溝とが組み合わされることにより、上記電池を収納する電池収納部と上記電気回路を収納する電気回路収納部とが分離され、当該分離溝には樹脂が充填されており、分離溝と分離壁との間が当該樹脂で満たされていることを特徴とする。
【００１１】
上述したような本発明に係る電池パックでは、上記分離壁と上記分離溝とが組み合わされ、当該分離溝には樹脂が充填されているので、電池収納部と電気回路収納部とが完全に分離され、万が一、電池からの電解液の液漏れが発生したとしても、電池回路やパック外部への浸出が防止される。
【００１２】
また、本発明の電池パックは、１つ以上の電池が、箱形形状の第１のケースと第２のケースとによって周囲を取り囲まれて収納され、さらに当該電池に接続された電気回路をケース外部に備えた電池パックであって、上記第１及び第２のケースのうち一方のケースは、開口部端部が外側に折り返されて折り返し部とされ、他方のケースは、開口部端部が階段形状に折り曲げられて段差部とされており、上記第１のケースと上記第２のケースとを開口側を対向させて組み合わせたときに、上記折り返し部と上記段差部とが組み合わされ、当該段差部には樹脂が充填されており、折り返し部と段差部との間が当該樹脂で満たされていることを特徴とする。
【００１３】
上述したような本発明に係る電池パックでは、上記第１のケースと上記第２のケースとを組み合わせたときに、上記折り返し部と上記段差部とが組み合わされ、当該折り返し部と段差部との間が樹脂で満たされているので、電池と電気回路とが完全に分離され、万が一、電池からの電解液の液漏れが発生したとしても、電池回路やパック外部への浸出が防止される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００１５】
〈第１の実施の形態〉
本実施の形態に係る電池パック１の一構成例を図１〜図４に示す。なお、図１は、電池パック１の展開斜視図であり、図２は、図１中Ａ−Ａ’線における断面図であり、図３は、図１中Ｂ−Ｂ’線における断面図である。また、図４は、電池がケース内に収納、密閉された状態を示す断面図である。
【００１６】
この電池パック１は、図１に示すように、平角形の電池２ａ〜２ｃ及び電気回路３が、第１のケース４及び第２のケース５の内部に収納、密閉されてなる。
【００１７】
電池２ａ〜２ｃは、電力発生源であり、例えばリチウムイオン電池等が挙げられる。この電池２ａ〜２ｃは、例えば、フィルム状の正極と負極とがセパレータを介して密着状態で巻回された巻層体が、例えば平角形の電池缶の内部に非水電解液とともに密閉されてなる。
【００１８】
電気回路３は、電池２ａ〜２ｃから発生した電力が伝えられ、その出力を制御する制御回路等から構成される。この電気回路３は、配線パターンが形成された実装基板上に、半導体等の能動部品、及びコンデンサ等の受動部品が実装されて形成される。電池２ａ〜２ｃと電気回路３とは、接続電極６によって接続されている。
【００１９】
第１のケース４は、図２に示すように、電池２ａ〜２ｃの底面を覆う底面部４ａと、電池２ａ〜２ｃの側面を覆う側壁部４ｂ，４ｃとを備えて中空の箱形形状に構成されている。この中空部分に、上記電池２ａ〜２ｃ及び電気回路３が収納される。
【００２０】
第２のケース５は、図３に示すように、電池２ａ〜２ｃの上面を覆う上面部５ａと、電池２ａ〜２ｃの側面を覆う側壁部５ｂ，５ｃとを備えて中空の箱形形状に構成されている。この中空部分に、上記電池２ａ〜２ｃ及び電気回路３が収納される。
【００２１】
第１及び第２のケース４，５は、絶縁体材料から構成され、電池の数や形態に合わせて大きさ、形状が決められる。
【００２２】
絶縁材料としては、例えば、ポリカーボネート等のエンジニアリングプラスチックが好適に挙げられる。しかし、エンジニアリングプラスチックだけでは熱伝導性が劣るため、電池が発熱した場合、密閉ケース内部では電池の温度が上昇してしまう。そこで、ポリカーボネート（以下ＰＣと略す）等の絶縁材料に、熱伝導性が高いアルミ粉体、カーボン、カーボンファイバー等の材料を添加することが好ましい。
【００２３】
アルミ粉体、カーボン、カーボンファイバー等の熱伝導性材料は、同時に導電性を有している。ケースの絶縁性を確保しながら、熱伝導性を向上させるためには、図５に示すように、分子配列的にアルミ粉体、カーボン、カーボンファイバー等の分子２０の回りにはＰＣ材の分子２１が配置されることが望ましい。また、ＰＣ材への熱伝導性材料の配合は、全体量の２０％以下とする。
【００２４】
そして、図２に示すように、第１のケース４の側壁部端部４ｂ’，４ｃ’は凹形状に形成され、図３に示すように、第２のケース５の側壁部端部５ｂ’，５ｃ’は凸形状に形成されており、この凹形状と凸形状とを噛み合わせることにより、図４に示すように第１のケース４と第２のケース５とが噛み合わせられて、上記電池２ａ〜２ｃ及び電気回路３がその内部に収納、密閉される。
【００２５】
そして、本発明の電池パック１は、第１のケース４及び第２のケース５と一体に形成された電解液漏洩防止構造を備えている。この電解液漏洩防止構造により、ケース内において電池２ａ〜２ｃが収納される電池収納部と、電気回路３が収納される電気回路収納部とをほぼ完全に分離することができ、万が一、電池２ａ〜２ｃから電解液が漏洩したとしても、電解液が電気回路部へと侵入するのを防止することができる。
【００２６】
この電解液漏洩防止構造は、第１のケース４と一体に形成された分離溝７ａ，７ｂと、第２のケース５と一体に形成された分離壁８ａ、８ｂと、上記分離溝７ａ，７ｂに充填された樹脂９とから構成される。
【００２７】
分離溝７ａは、図２に示すように、第１のケース４の底面部４ａから内側に向かって略垂直に形成された凸部７ａ１，７ａ２と、その間の底面部４ａによって囲まれてなる凹部から構成されている。また、分離溝７ｂは、第１のケース４の底面部４ａから内側に向かって略垂直に形成された凸部７ｂ１，７ｂ２と、その間の底面部４ａによって囲まれてなる凹部から構成されている。
【００２８】
このように、第１のケース４には２つの分離溝７ａ，７ｂが形成されており、分離溝７ａと分離溝７ｂとの間が、電池２ａ〜２ｃが収納される電池収納部となり、分離溝７ａと側壁部４ｂとの間の空間が、電気回路３が収納される電気回路収納部となる。また、この分離溝７ａ，７ｂに樹脂９が充填されている。
【００２９】
一方、分離壁８ａ，８ｂは、図３に示すように、第２のケース５の上面部５ａから内側に向かって略垂直に伸びて形成された壁からなる。この分離壁８ａ，８ｂは、第１のケース４に形成された分離溝７ａ，７ｂとそれぞれ対応する位置に形成される。
【００３０】
そして、図４に示すように、第１のケース４と第２のケース５とが組み合わされたときに、分離壁８ａ，８ｂは、分離溝７ａ，７ｂと噛み合うことになる。これにより、電池収納部と電気回路収納部とは、分離壁８ａ，８ｂ及び分離溝７ａ、７ｂによって隔離される。なお、電池２ａ〜２ｃと電気回路３とを接続する接続電極６は、図２及び図４に示すように、分離溝７ａの底部を通って導出される。
【００３１】
この電解液漏洩防止構造を構成する分離溝７ａ，７ｂ及び分離壁８ａ，８ｂは、実際は、図１に示すように、ケース内部に形成される電池収納部の周囲に閉曲線の形状を有して配置される。
【００３２】
しかし、電池収納部と電気回路収納部とを分離壁８ａ，８ｂ及び分離溝７ａ，７ｂによって隔離するだけでは隙間が生じるため、電池２ａ〜２ｃから漏れた電解液が毛細管現象により電気回路を浸漬したり、また、電解液がケース外部に漏れ出し、電気機器にダメージを与える可能性があり、不十分である。
【００３３】
そこで、本発明の電池パック１では、分離溝７ａ，７ｂに樹脂９を充填している。分離溝７ａ，７ｂに樹脂９を充填することで、分離溝７ａ，７ｂと分離壁８ａ，８ｂとの隙間が当該樹脂９で満たされることになり、電池収納部と電子回路収納部とを完全に隔離することができる。また、分離溝７ａ，７ｂに樹脂９を充填することで、万が一、電池２ａ〜２ｃから電解液が漏洩したときに、当該電解液が毛細管現象によって電気回路収納部へと浸入することを防止することができる。
【００３４】
分離溝７ａ，７ｂに充填される樹脂９としては、ポリアミド、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂、シリコン樹脂、シリル基含有特殊ポリマー等の湿気硬化型樹脂等、多くの硬化性樹脂を選択することができる。
【００３５】
電池２ａ〜２ｃから漏れだした電解液が電池回路側へと浸入するのを防ぐためには、例えば電解液の遮断、電解液の補液・吸収、電解液の中和等の方法が考えられる。そして、樹脂９としては、電解液の遮断という観点からは、アクリル樹脂等の電解液に溶解しない防水性の樹脂、電解液の補液・吸収という観点からは、シリル基含有特殊ポリマー等、電解液に対して化学反応を起こして電解液を膨潤させる樹脂、また、電解液の中和という観点からは、電解液に対して化学反応をおこし、その電解液性能を中和させる樹脂等、多くの樹脂を選択することができる。
【００３６】
このように、本発明の電池パック１では、分離溝７ａ，７ｂ及び分離壁８ａ、８ｂと、当該分離溝７ａ，７ｂに充填された樹脂９とから構成される電解液漏洩防止構造を備えているので、電池収納部と電気回路収納部とを完全に分離することができ、万が一、電池２ａ〜２ｃから電解液が漏洩したとしても、電解液が電気回路側へと侵入したり、ケース外部に漏出したりするのを防止することができる。これにより本発明の電池パック１は、万が一、内部に収納された電池から電解液が漏洩したとしても、外部の電気機器等へ与える影響がほとんどない、信頼性に優れた電池パックとなる。
【００３７】
なお、上述した実施の形態では、平角形のリチウムイオン二次電池を３個収納した電池パックを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、リチウムイオン二次電池以外の電池を用いてもよいし、電池の数や配置も限定されるものではない。また、電池の形状も平角形のものに限定されず、例えばラミネート平型形状ものや円筒形状のものでもよい。
【００３８】
また、上述した実施の形態では、第１のケースと第２のケースとが分離された構造の場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１のケースと第２のケースとが側壁部端部において一体的に形成され、ヒンジ構造によって組み合わされてなる構造としても構わない。その他にも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００３９】
〈第２の実施の形態〉
本実施の形態に係る電池パック３０の一構成例を図６〜図９に示す。なお、図６は、電池パック３０の平面図であり、図７は、図６中Ｃ−Ｃ’線における断面図である。また、図８は、電池がケース内に収納、密閉された状態を示す斜視図であり、図９は、図８中Ｅ−Ｅ’線における断面図である。
【００４０】
この電池パック３０は、図８に示すように電池３１ａ〜３１ｃが第１のケース３２及び第２のケース３３の内部に収納、密閉されてなる。そして、ケースの外部に電気回路３４が配されている。
【００４１】
電池３１ａ〜３１ｃは、電力発生源であり、上述した電池２ａ〜２ｃと同様に例えばリチウムイオン電池等が挙げられる。
【００４２】
第１のケース３２は、図７に示すように、電池の底面を覆う底面部３２ａと、電池の側面を覆う側壁部３２ｂとを備えて中空の箱形形状に構成されている。この中空部分に、上記電池３１ａ〜３１ｃが収納される。また、この第１のケース３２は、側壁部３２ｂの端部が階段状に折り曲げられて段差部３５ａ，３５ｂが形成されている。この段差部３５ａ，３５ｂには樹脂３６が供給されている。
【００４３】
第２のケース３３は、図９に示すように、電池の上面を覆う上面部３３ａと、電池の側面を覆う側壁部３３ｂとを備えて中空の箱形形状に構成されている。この中空部分に、上記電池３１ａ〜３１ｃが収納される。また、この第２のケース３３は、側壁部３３ｂの端部が折り返されて折り返し部３７ａ，３７ｂが形成されている。
【００４４】
この第１及び第２のケース３２，３３は、上述した第１及び第２のケース４，５と同様に、絶縁体材料から構成され、電池の数や形態に合わせて大きさ、形状が決められる。
【００４５】
そして、図６及び図７に示すように、この第１のケース３２と第２のケース３３は、長辺の一方において、折り曲げることが可能なヒンジ構造によって一体的に接続されている。そして図６中Ｄ−Ｄ’線で折り曲げることにより第１のケース３２と第２のケース３３とが対向して組み合わされ、電池３１ａ〜３１ｃがその内部に収納、密閉される。このとき、図７に示すように、第１のケース３２の段差部３５ａ，３５ｂと第２のケース３３の折り返し部３７ａ，３７ｂとが組み合わせられる。
【００４６】
さらに、段差部３５ａ，３５ｂには樹脂３６が供給されているので、段差部３５ａ，３５ｂと折り返し部３７ａ，３７ｂとの間に樹脂３６が充填される。この樹脂３６は段差部３５ａ，３５ｂと折り返し部３７ａ，３７ｂ、すなわち第１のケース３２と第２のケース３３とを接合する接合剤としてのはたらきも有している。
【００４７】
段差部３５ａ，３５ｂに供給される樹脂３６としては、上述した樹脂９と同様に、ポリアミド、ポリオレフィン等の熱可塑性樹脂、シリコン樹脂、シリル基含有特殊ポリマー等の湿気硬化型樹脂等、多くの硬化性樹脂を用いることができる。
【００４８】
このように、第１のケース３２と第２のケース３３との接合部分が段差形状とされ、さらにその部分に樹脂３６が充填されているので、第１のケース３２と第２のケース３３との間の隙間がほぼ完全に埋められ、万が一、電池３１ａ〜３１ｃから電解液が漏洩したとしても、毛細管現象による電解液の漏洩を防止することができる。
【００４９】
電池３１ａ〜３１ｃと電気回路３４との接続は、ケース封口側に、外部に導かれた接続電極３８ａ〜３８ｄによって行われる。この接続電極３８ａ〜３８ｄは、第１のケース３２と第２のケース３３との接合部分に挟み込まれている。
【００５０】
このように、本発明の電池パック３０では、段差部３５ａ，３５ｂ及び折り返し部３７ａ，３７ｂと、当該段差部３５ａ，３５ｂに供給された樹脂３６とから構成される電解液漏洩防止構造を備えているので、電池３１ａ〜３１ｃをケース内にほぼ完全に密閉することができ、万が一、電池３１〜３１ｃから電解液が漏洩したとしても、ケース外部に漏出したりするのを防止することができる。これにより本発明の電池パック３０は、万が一、内部に収納された電池から電解液が漏洩したとしても、外部の電子回路や電気機器等へ与える影響がほとんどない、信頼性に優れた電池パックとなる。
【００５１】
なお、上述した実施の形態では、平角形のリチウムイオン二次電池を３個収納した電池パックを例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、リチウムイオン二次電池以外の電池を用いてもよいし、電池の数や配置も限定されるものではない。また、電池の形状も平角形のものに限定されず、例えばラミネート平型形状ものや円筒形状のものでもよい。
【００５２】
また、上述した実施の形態では、第１のケースと第２のケースとが側壁部端部において一体的に形成され、ヒンジ構造によって組み合わされてなる構造の場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１のケースと第２のケースとが分離された構造としても構わない。その他にも、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００５３】
【発明の効果】
本発明の電池パックは、隙間に樹脂が充填されてなる電解液漏洩防止構造を備えているので、電池をケース内に完全に隔離して密閉することができ、万が一、電池から電解液が漏洩したとしても、電子回路を浸積したりケース外部に漏出したりするのを防止することができる。これにより本発明の電池パックは、万が一、内部に収納された電池から電解液が漏洩したとしても、電子回路や電気機器等へ与える影響がほとんどない、信頼性に優れた電池パックとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電池パックの一構成例を示す展開斜視図である。
【図２】本発明の電池パックの一構成例を示す図であり、図１中Ａ−Ａ’線における断面図である。
【図３】本発明の電池パックの一構成例を示す図であり、図１中Ｂ−Ｂ’線における断面図である。
【図４】本発明の電池パックの一構成例を示す図であり、電池がケース内に収納、密閉された状態を示す断面図である。
【図５】本発明の電池パックに用いられるケース材料の分子構成を模式的に示す断面図である。
【図６】本発明の電池パックの一構成例を示す平面図である。
【図７】本発明の電池パックの一構成例を示す図であり、図６中Ｃ−Ｃ’線における断面図である。
【図８】本発明の電池パックの一構成例を示す図であり、電池がケース内に収納、密閉された状態を示す斜視図であり、
【図９】本発明の電池パックの一構成例を示す図であり、図８中Ｅ−Ｅ’線における断面図である。
【符号の説明】
１  電池パック、  ２ａ〜２ｃ  電池、  ３  電気回路、  ４  第１のケース、  ５  第２のケース、  ６  接続電極、  ７ａ，７ｂ  分離溝、  ８ａ，８ｂ  分離壁、  ９  樹脂
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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