JP2008123758A - 電池及び電池パック - Google Patents

Abstract

【課題】電池間を接続するためのタブ、ボルトやナット等を電池に溶接する必要の無い電池及び該電池を用いた電池パックを提供する。
【解決手段】正極２５と負極２６を有する電池素子１５が収納される電池筐体を備えて構成されている。電池筐体は、第１の接続部１６と、第２の接続部１７と、を有し、第１の接続部１６及び第２の接続部１７の少なくとも一方には、同種の他の電池の第２の接続部１７又は第１の接続部１６と着脱可能に接続される嵌合凸部１８又は嵌合凹部１９を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、同種類の複数の電池を縦方向へ並べて着脱可能に接続できるようにした電池、及びその電池の複数個が縦並びに収納される電池パックに関するものである。

近年、電池を電源として用いる電子機器においては、電子機器の使用可能時間を長時間化するために、大容量化が求められている。かかる目的を達成し、電力量の大容量化を図るため、複数個の電池を１個の容器に収納して使用する電池パックが一般的に用いられている。そして、複数の電池の正極と負極を確実に、しかも効率よく接続するために、ニッケル（Ｎｉ）、銅合金や銅にニッケルメッキを施した薄板状に形成したタブが使用されている。

しかしながら、複数の電池を接続するためにタブを使用する場合には、接触点の剥がれを防止する等のために、電池の正極又は負極にタブを溶接等の接合手段により確実に接合する必要があった。そのため、タブという部品点数の増加を招くと共に、タブを溶接する工程が必要となることから組立等の工数が多くなるばかりでなく、コストアップを招いているという問題があった。

このような問題に対する対策の一つとして、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。特許文献１には、単電池間の接続を簡便に行うことができるリチウム二次電池に関するものが記載されている。この特許文献１に記載されたリチウム二次電池は、「正極板と負極板とがセパレータを介して捲回もしくは積層されてなる内部電極体、および有機電解液を用いたリチウム二次電池であって、正負各極の外部端子の接続がネジ式である」ことを特徴としている。

このような構成を有するリチウム二次電池によれば、「外部端子がネジ式で固定されるため、簡便にかつ強固な接続が可能であり、電池の組立作業性、電池接続部の安全性が向上する」（明細書の段落［００３０］）という効果が期待される。
特開２０００−７７０５７号公報

しかしながら、特許文献１に記載されたリチウム二次電池では、隣り合う電池間をボルトとナットの組み合わせからなるネジ手段によって接続していたため、電池自体にボルトやナットを固定する必要がある。その結果、電池にボルトやナットを固定するための作業が必要となり、作業工数が多くなると共に、部品点数も増加して、コストアップを生じているという問題がある。

解決しようとする問題点は、従来の電池では、タブを電池に溶接していたため、部品点数の増加を招いていると共に、タブを溶接するための工数がかかり、コストアップを生じている、という点である。また、タブの代わりに電池間の接続をネジ式で行うものとすると、電池の正極側の接続部と負極側の接続部にボルトやナットを溶接するための作業が必要となるため、作業工数が多くなるばかりでなく、部品点数も増加して、コストアップを招くことになる、という点である。

本発明の電池は、正極と負極を有する電池素子が収納された電池筐体を備えている。この電池筐体は、正極に接続された第１の接続部と、負極に接続された第２の接続部とを有している。そして、第１の接続部及び第２の接続部の少なくとも一方には、同種の他の電池の第２の接続部又は第１の接続部と着脱可能に接続される嵌合凸部又は嵌合凹部を設けたことを特徴とする。

また、本発明の電池パックは、正極と負極を有する電池素子が収納された電池筐体を備えた複数の電池が縦方向に並べられて収納される。この電池筐体は、正極に接続された第１の接続部と、負極に接続された第２の接続部と、を有している。複数の電池のうち、第１の電池の第１の接続部及び第２の接続部の少なくとも一方には、嵌合凸部または嵌合凹部を設けている。そして、第１の電池に隣り合う第２の電池の第２の接続部又は第１の接続部には、当該第１の電池に設けた嵌合凸部又は嵌合凹部に着脱可能に係合される嵌合凹部又は嵌合凸部を設けたことを特徴とする。

本発明の電池、及び電池パックによれば、電池間を接続するためのタブを電池に溶接したり、電池の正極側の接続部及び負極側の接続部にボルトやナット等を溶接したりすることなく、複数の電池を簡便な方法で着脱可能に接続することができる。

タブを電池に溶接したりすることや、電池の正極側の接続部及び負極側の接続部にボルトやナット等を溶接したりすることなく、簡便な方法で電池間を着脱可能に接続することができる電池、及びその電池を複数個用いた電池パックを、簡単な構成により実現した。

以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図１〜９は、本発明の実施の形態の例を示すものである。即ち、図１は本発明の電池パックの第１の実施の例を示す分解斜視図、図２Ａは本発明の電池の第１の実施の例を正面側から見た斜視図、図２Ｂは背面側から見た斜視図、図２Ｃは平面図、図３は図２ＣのＴ−Ｔ線断面図である。図４Ａは同種の他の電池と接続した状態を示す説明図、図４Ｂは図４Ａの要部を拡大して断面した説明図である。

図５Ａ及び図５Ｂは嵌合凸部及び嵌合凹部の第２の実施の例を示すもので、図５Ａは係合前の状態を断面して示す説明図、図５Ｂは係合後の状態を断面して示す説明図、図６Ａ及び図６Ｂは嵌合凸部及び嵌合凹部の第３の実施の例を示すもので、図６Ａは係合前の状態を断面して示す説明図、図６Ｂは係合後の状態を断面して示す説明図である。

図７Ａは第１の接続状態の電池ユニットを示す平面図、図７Ｂは第２の接続状態の電池ユニットを示す平面図、図７Ｃは第３の接続状態の電池ユニットを示す平面図、図７Ｄは第４の接続状態の電池ユニットを示す平面図である。図８はタブを使用した接続例を正面側から見た斜視図、図９は図８に示すタブを使用した接続例における嵌合状態の要部を断面して示す説明図である。

まず、本発明の電池パックの第１の実施の例について、図１を参照して説明する。電池パック１は、中空の略直方体をなすケース２と、このケース２に収容される電池ユニット３と、制御回路基板４と、出力端子５と、外部接続用の薄板状の電極プレート６と、図示しない付勢部材等を備えて構成されている。

ケース２は、一部を切欠いた中空の略直方体として構成されている。このケース２は、一面が開口され、放熱用の開口窓７ａを有する容器状の上ケース７と、この上ケース７の開口部を閉じるように装着され、電池ユニット３が載置される板体状の下ケース８とで構成されている。下ケース８は、電池ユニット３が載置される電池載置面８ａと、この電池載置面８ａと一体に設けた基板載置面８ｂを有している。この基板載置面８ｂには、制御回路基板４及び出力端子５が載置される。電池載置面８ａには、複数の電池ガイド片９ａと一枚の仕切り板９ｂが電池ユニット３の上面に上方へ向けて突出して形成されている。

電池ユニット３は、本発明の電池の第１の実施の例を示す円柱状をなす二次電池１０を６個有している。この電池ユニット３は、第１の電池１０Ａと第２の電池１０Ｂを縦方向に並べて接続し、その接続した第１の電池１０Ａと第２の１０Ｂを横方向に３組配置することにより構成されている。しかしながら、この実施例では、６個の二次電池１０で電池ユニット３を構成した例について説明したが、電池ユニット３を構成する二次電池１０の数は、これに限定されるものではなく、５個以下でもよく、また、７個以上でもあってもよいことは勿論である。また、二次電池の配列の数も３列に限られるものではなく、４列以上であってもよく、また、２列以下であってもよい。

この電池ユニット３を構成する複数の二次電池１０は、図示しないバネ等の弾性体からなる付勢部材により縦方向に付勢されている。この付勢部材の付勢力により、第１の電池１０Ａと第２の電池１０Ｂ間の接触強度を高め、両電池１０Ａ，１０Ｂ間の接続を確実なものにしている。なお、付勢部材を設けなくても両電池間の接触力が十分に確保できる場合には、付勢部材が無くてもよいことは勿論である。電池ユニット３の両端部には、ニッケル（Ｎｉ）、銅合金又は銅にニッケルメッキを施した薄板状の３つの電極プレート６が溶接又はハンダ付けによって固定されている。

制御回路基板４の配線パターンと３つの電極プレート６とは、図示しない接続手段によって電気的に接続されている。更に、制御回路基板４の配線パターンには、出力端子５の各端子片がそれぞれ電気的に接続されている。この出力端子５は、外部装置である各種の電子機器（例えば、パーソナルコンピュータ、カメラ一体型ＶＴＲ等）と着脱可能に接続される。その接続により、電池ユニット３を構成する二次電池１０の電力が、接続された電子機器に供給されると共に、その電子機器との間で所定の情報（例えば、バッテリー容量の残量、その特性等）をデータ通信可能に構成されている。更に制御回路基板４には、ヒューズ、サーミスタ等の温度保護素子、充放電制御ＦＥＴ１、二次電池１０の監視と充放電制御ＦＥＴ１の制御を行うＩＣを含む保護回路等がマウントされている。

次に図２Ａ〜図２Ｃ及び図３を参照して、本発明の電池の第１の実施の例を示す二次電池について説明する。図２及び図３に示す二次電池１０は、中空の円柱状をなす電池筐体１１と、この電池筐体１１に収納される電池素子１５と、安全弁機構２１等を備えて構成されている。電池筐体１１は、一面に開口部１２ａを有する中空の円柱状をなす電池缶１２と、この電池缶１２の開口部１２ａを密閉するように装着される電池蓋１３とで構成されている。そして、電池筐体１１は、後述する第１の接続部１６及び第２の接続部１７を除く外側の面全てが絶縁性のフィルムにより被覆されている。なお、この実施の例では電池筐体１１の形状を円柱状として説明しているが、電池筐体１１の形状はこれに限定されるものではなく、電池筐体１１の形状を直方体、六角柱、八角柱等の角柱としてもよいことは勿論である。

電池缶１２は、例えばニッケル（Ｎｉ）メッキが施された鉄（Ｆｅ）からなり、一端面が開口された開口部１２ａを有する中空の円柱状をなす筒体として構成されている。電池缶１２の開口部１２ａの反対側に位置する閉鎖部１２ｂには、第２の接続部１７が設けられている。この第２の接続部には、後述する電池素子１５の負極２６と電気的に接続される。更に、第２の接続部１７の中央には、嵌合凸部１８が設けられている。この嵌合凸部１８は、閉鎖部１２ｂから外側に向けて円柱形に突出した凸部として形成されている。更に、この電池缶１２の内部には、巻回体状の電池素子１５が収納されている。電池素子１５の巻心方向の両側には、巻回体を挟むように一対の絶縁板２７，２７が配置されている。

電池缶１２の開口部１２ａには、電池蓋１３と、この電池蓋１３の内側に設けられた安全弁機構２１及び熱感抵抗素子２２とが、ガスケット２３を介してかしめられることにより取り付けられている。これにより、電池缶１２の開口部１２ａが電池蓋１３によって密閉されている。電池蓋１３は、例えば電池缶１２と同様のニッケルメッキが施された鉄（Ｆｅ）からなり、円形をなす蓋体として構成されている。この電池蓋１３には、第１の接続部１６が設けられている。この第１の接続部１６は、後述する電池素子１５の正極２５と電気的に接続される。

この第１の接続部１６の中央には、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、同種の他の二次電池１０Ｂの嵌合凸部１８が着脱可能に係合（嵌合）される嵌合凹部１９が設けられている。この嵌合凹部１９は、電池蓋１３の一面から安全弁機構２１側に向けて円錐台形に凹んだ凹部として形成されている。嵌合凹部１９は、その底面が嵌合凸部１８の端面とほぼ等しい大きさか、或いはやや小さく形成されている。そして、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、嵌合凸部１８と嵌合凹部１９との間に、互いに押し合うように力が加えられると、嵌合凹部１９のテーパ面に嵌合凸部１８がガイドされて噛み合うような関係となる。その結果、嵌合凸部１８と嵌合凹部１９が強固に嵌合されることになり、高い接触圧を保持して確実に係合（嵌合）される。

また、本実施例では、嵌合凸部１８を円柱形の凸部として形成した例について説明したが、これに限定されるものではない。図５Ａ及び図５Ｂに示す第２の実施の例は、嵌合凸部１８Ａの形状を、嵌合凹部１９の形状に合わせ、嵌合凹部１９の円錐台形の凹部に対応する円錐台形の凸部として形成したものである。嵌合凸部１８Ａは、嵌合凹部１９と相似形をなしているが、少し小形に形成されており、図５Ｂに示すように、嵌合凹部１９の適当な深さまで嵌合凸部１８Ａが嵌り込むことができるようにしている。この実施の例によれば、嵌合凸部１８Ａのテーパ面と嵌合凹部１９のテーパ面の略全面を用いて両者を接触することができるため、互いの接触性を高めて確実に係合（嵌合）することが可能となる。

なお、本実施例では、嵌合凹部１９を円錐台形に凹んだ凹部として形成した例について説明したが、これに限定されるものではなく、円柱状に凹んだ凹部として形成してもよいことは勿論である。更に、前記実施例では、嵌合凸部１８及び嵌合凹部１９を円柱形又は円錐台形の凸部又は凹部としたが、これに限定されるものではなく、例えば、四角柱、六角柱、八角柱等の角柱形や楕円形の凹部又は凸部として形成してもよいことは勿論である。また、嵌合凸部１８は、別部材を溶接する等して設ける構成とすることもできる。

図６Ａ及び図６Ｂは、本発明の第３の実施の例を示すものである。この第３の実施の例は、嵌合凸部に突起を設けると共に、その嵌合凸部が嵌合される嵌合凹部に、前記突起が着脱可能に係合される切り欠きを設けたものである。嵌合凸部１８Ｂを円柱形の凸部として形成されており、その円柱形凸部の側面に抜け止め用の切り欠き３１が設けられている。切り欠き３１は、略半球形をなす凹部として構成することができ、その半球形凹部は１個のみでもよく、また、周方向に適当な間隔をあけて複数個設ける構成とすることもできる。更に、切り欠き３１は、略半球形をなす断面形状が周方向に連続する環状溝として構成することもできる。

嵌合凹部１９Ｂには、嵌合凸部１８Ｂの切り欠き３１に見合う形状を有する突起３２が設けられている。即ち、嵌合凹部１９Ｂの突起３２は、嵌合凸部１８の切り欠きに対応した形状を有している。例えば、切り欠き３１が半球形凹部であれば突起３２は、これに係合可能な半球形凸部である。この際、突起３２の数は、半球形凹部に対応した数であって、対応した位置に設けられていることは勿論である。また、切り欠き３１が環状溝であれば、突起３２は、これに係合可能な環状の凸条部である。この環状凸条部は、半球形凸部が周方向に連続したリング状の突条である。

また、この実施例では、切り欠き３１を嵌合凸部１８Ｂに設けると共に、突起３２を嵌合凹部１９Ｂに設けた例について説明したが、これとは逆に、切り欠き３１を嵌合凹部１９Ｂに設けると共に、突起３２を嵌合凸部１８Ｂに設ける構成とすることもできる。

図３に示す、安全弁機構２１は、ディスク板２１ａとストリッパーディスク２１ｂとを絶縁体であるディスクホルダ２１ｃとから構成されている。この安全弁機構２１は、ディスク板２１ａとストリッパーディスク２１ｂとをディスクホルダ２１ｃを介して嵌合して形成されている。更に、安全弁機構２１は、熱感抵抗素子２２を介して電池蓋１３と電気的に接続されている。そして、安全弁機構２１は、例えば内部短絡或いは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板２１ａが反転して電池蓋１３と電池素子１５との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子２２は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット２３は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。

電池素子１５は、帯状の正極２５と帯状の負極２６とをセパレータ２８を介して積層して、巻回したものである。この電池素子１５の中心には、ステンレス鋼等よりなるセンターピン２９が挿入されている。電池素子１５の正極２５にはアルミニウム（Ａｌ）などよりなる正極リード２５ａが接続されており、負極２６にはニッケルなどよりなる負極リード２６ａが接続されている。正極リード２５ａは、安全弁機構２１に溶接されることにより電池蓋１３の第１の接続部１６と電気的に接続されている。そして、負極リード２６ａは電池缶１２の閉鎖部１２ｂに溶接されることにより第２の接続部１７と電気的に接続されている。

正極２５は、正極活物質を含有する正極活物質層と正極集電体とから構成されている。正極活物質層は、正極集電体の両面上に形成されている。また、正極活物質層は、例えば正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。正極集電体は、例えばアルミニウム（Ａｌ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔或いはステンレス（ＳＵＳ）箔などの金属箔により構成されている。

負極２６は、負極活物質を含有する負極活物質層と負極集電体とから構成されている。負極活物質層は、負極集電体の両面上に形成されている。また、負極活物質層は、例えば負極活物質と、導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。負極集電体は、例えば銅（Ｃｕ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔或いはステンレス（ＳＵＳ）箔などの金属箔により構成されている。

また、セパレータ２８は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）或いはポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン系の材料によりなる多孔質膜、あるいはセラミック製の不織布などの無機材料よりなる多孔質膜により構成されている。このセパレータ２８は、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造としてもよい。特に、セパレータ２８は、ポリエチレン、ポリプロピレンの多孔質フィルムで構成されるのが好ましい。

また、本実施例では、電池缶１２の閉鎖部１２ｂに負極２６が接続される第２の接続部１７を設け、電池蓋１３に正極２５が接続される第１の接続部１６を設けた例を説明した。しかしながら、これとは逆に、電池缶１２の閉鎖部１２ｂに正極２５が接続される第１の接続部１６を設け、電池蓋１３に負極２６が接続される第２の接続部１７を設けてもよいことは勿論である。

このような構成を有する二次電池１０は、例えば次のようにして組み立てることができる。まず、図２及び図３に示すように、電池缶１２を絞り（プレス）加工により形成する。このとき、第２の接続部１７に嵌合凸部１８も同時に形成される。同様に、電池蓋１３も絞り（プレス）加工により形成する。このとき第１の接続部１６に嵌合凹部１９も同時に形成される。そのため、嵌合凸部１８及び嵌合凹部１９を絞り（プレス）加工により極めて容易に形成することができ、二次電池１０の作業工程の削減及び製造作業の単純化を図ることができる。

次に、帯状の正極２５と、帯状の負極２６との間にセパレータ２８を介在させて積層する。この積層された正極２５、負極２６及びセパレータ２８を巻回して、電池素子１５を形成する。この巻回した電池素子１５の中心にセンターピン２９を挿入する。そして、図３に示すように、電池素子１５を一対の絶縁板２７，２７で挟み、負極リード２６ａを電池缶１２の閉鎖部１２ｂに溶接すると共に、正極リード２５ａを安全弁機構２１に溶接して、電池素子１５を電池缶１２内に収納する。この電池素子１５が収納された電池缶１２内に電解液を注入し、セパレータ２８に含侵させる。更に、電池缶１２の開口部１２ａに電池蓋１３、安全弁機構２１及び熱感抵抗素子２２を設置すると共に、ガスケット２３を介してかしめることにより固定して電池缶１２の開口部１２ａを電池蓋１３で密閉する。そして、電池蓋１３の第１の接続部１６と電池缶１２の第２の接続部１７を除く電池筐体１１の外側の面を全て絶縁性のフィルムにより被覆する。これにより、電池の組立が完了する。

本発明の第１の実施の例として示す電池パック１は、例えば次のようにして組み立てることができる。まず、図１に示すように、上述した構成を有する第１の電池１０Ａ、第２の電池１０Ｂを縦方向に並べて配置する。第１の電池１０Ａの第１の接続部１６に設けた嵌合凹部１９に、第２の電池１０Ｂの第２の接続部１７に設けた嵌合凸部１８を係合（嵌合）させる。これにより、第１の電池１０Ａと第２の電池１０Ｂとをタブやネジを用いることなく容易に接続することができ、組立工数の削減を図ることができる。しかも、タブやネジという部品点数を削減できるため、コストダウンを図ることができる。このように、縦方向に接続した第１の電池１０Ａ及び第２の電池１０Ｂを横方向に３組配置して、電池ユニット３を形成する。

次に、３つの電極プレート６と制御回路基板４の配線パターンとを図示しない接続手段によって電気的に接続させる。ここで、予め制御回路基板４の配線パターンと出力端子５の各端子は、それぞれ電気的に接続されており、下ケース８の基板載置面に８ｂに載置されている。この電極プレート６を電池ユニット３の両端部に溶接又はハンダ付け等により固定する。この電極プレート６が固定された電池ユニット３を下ケース８に設けた電池ガイド片９ａと仕切り板９ｂに沿って電池載置面８ａに載置する。そして、付勢部材により第１の電池１０Ａと第２の電池１０Ｂを縦方向に付勢する。この付勢部材の付勢力により、第１の電池１０Ａと第２の電池１０Ｂ間の接触強度を高め、両電池１０Ａ，１０Ｂ間を確実に接続させることができる。更に、上ケース７と下ケース８を重ね合わせる。この上ケース７と下ケース８の重ね合わせた部分を接着剤、又は熱溶着等により接合させる。ここで、下ケース８と上ケース７の接合方法は、その他の接合方法を用いることができることは勿論である。これにより、電池パック１の組立が完了する。

なお、本発明の第１の実施の例に係る電池１０は、第１の接続部１６に嵌合凹部１９を設け、第２の接続部１７に嵌合凸部１８を設けた例について説明したが、これに限定されるものではなく、種々に変更することが可能である。これにより、電池ユニットを構成する電池の配置及び接続状態は、種々に変更することができる。図７Ａ〜図７Ｄを参照して、二次電池を縦方向に３個並べて構成される電池ユニットにおける接続状態のバリエーションを説明する。

図７Ａは、第１の接続状態の電池ユニット４３を示すものであり、上述した構成を有する二次電池１０を３個用いている。この電池ユニット４３の一端に配置された第１の電池１０Ａの第１の接続部１６に設けた嵌合凹部１９に、電池ユニット４３の中間に配置された第２の電池１０Ｂの第２の接続部１７に設けた嵌合凸部１８が係合（嵌合）される。そして、第２の電池１０Ｂの第１の接続部１６に設けた嵌合凹部１９に、電池ユニット４３の他端に配置された第３の電池１０Ｃの第２の接続部１７に設けた嵌合凸部１８が係合される。このようにして、電池ユニット４３が形成される。

図７Ｂは、第２の接続状態の電池ユニット５３を示すものである。図７Ｂに示す電池ユニット５３を構成する３個の二次電池５０Ａ，１０Ｂ，５０Ｃのうち、電池ユニット５３の一端に配置された第１の電池５０Ａは、電池ユニット５３の中間に配置された第２の電池１０Ｂ側に設けられた第１の接続部１６にのみ嵌合凹部１９を設けている。この第１の電池５０Ａの第２の接続部１７には、嵌合凸部１８又は嵌合凹部１９を設けていない。更に、電池ユニット５３の他端に配置された第３の電池５０Ｃは、第２の電池１０Ｂ側に設けられた第２の接続部１７にのみ嵌合凸部１８を設けている。第１の電池５０Ａと同様に、この第３の電池５０Ｃの第１の接続部１６には嵌合凸部１８又は嵌合凹部１９を設けていない。その他の構成は前記電池ユニット４３と同一の構成を有しているため説明を省略する。

図７Ｃは、第３の接続状態の電池ユニット６３を示すものである。この電池ユニット６３を構成する３つの電池５０Ａ，６０Ｂ，６０Ｃのうち、電池ユニット６３の中間に配置された第２の電池６０Ｂは、第１の接続部１６及び第２の接続部１７の両方に嵌合凸部１８を設けている。更に、電池ユニット６３の他端に配置された第３の電池６０Ｃは、第２の電池６０Ｂ側の第２の接続部１７にのみ嵌合凹部１９を設けている。この第３の電池６０Ｃの第１の接続部１６には、嵌合凸部１８又は嵌合凹部１９を設けていない。電池ユニット６３の一端に配置された第１の電池５０Ａは、図７Ｂに示す電池ユニット５３を構成する第１の電池５０Ａと同一の構成を有しているため説明を省略する。

このとき、電池ユニット６３の一端に配置された第１の電池５０Ａの第１の接続部１６に設けた嵌合凹部１９に、電池ユニット６３の中間に配置された第２の電池６０Ｂの第２の接続部１７に設けた嵌合凸部１８が係合される。同様に、電池ユニット６３の他端に配置された第３の電池６０Ｃの第１の接続部１６に設けた嵌合凹部１９に、第２の電池６０Ｂの第１の接続部１６に設けた嵌合凸部１８が係合される。このようにして、電池ユニット６３が形成される。

また、図７Ｄには、第４の接続状態の電池ユニット７３を示すものである。この電池ユニット７３を構成する３つの電池７０Ａ，７０Ｂ，５０Ｃのうち電池ユニット７３の中間に配置された第２の電池７０Ｂは、第１の接続部１６及び第２の接続部１７の両方に嵌合凹部１９を設けている。更に、電池ユニット７３の一端に配置された第１の電池７０Ｃは、第２の電池６０Ｂ側の第１の接続部１６にのみ嵌合凸部１８を設けている。この第１の電池７０Ａの第２の接続部１７には、嵌合凸部１８又は嵌合凹部１９を設けていない。電池ユニット７３の他端に配置された第３の電池５０Ｃは、図７Ｂに示す電池ユニット５３を構成する第３の電池５０Ｃと同一の構成を有しているため説明を省略する。

このとき、電池ユニット７３の中間に配置された第２の電池７０Ｂの第２の接続部１７に設けた嵌合凹部１９、電池ユニット７３の一端に配置された第１の電池７０Ａの第１の接続部１６に設けた嵌合凸部１８が係合される。同様に、第２の電池７０Ｂの第１の接続部１６に設けた嵌合凹部１９に、電池ユニット７３の他端に配置された第３の電池６０Ｃの第２の接続部１７に設けた嵌合凸部１８が係合される。このようにして、電池ユニット７３が形成される。

図７Ａ〜図７Ｄに示すような構成を有する、電池ユニット４３、５３，６３，７３を電池パックに用いても、前記第１の実施の例に係る電池パック１と同様の効果を得ることができる。

図８及び図９は、タブを介して電池間を並列に接続した例を説明するものである。この実施の例で示す電池ユニット８３は、図７Ｂに示した第１の電池５０Ａと第３の電池５０Ｃをそれぞれ２個ずつ有している。この電池ユニット８３は、横並びに配置した２つの第１の電池５０Ａと、横並びに配置した２つの第３の電池５０Ｃとを、薄平板状のタブ３４を介して縦方向に接続して構成されている。そして、電池ユニット８３の両端部には、２つの電極プレート６が溶接又はハンダ付けによって固定されている。

本発明のタブの一実施例として示すタブ３４は、例えば電極プレート６と同様のニッケル、銅合金又はニッケルメッキを施した銅からなり、２つの貫通穴３５を有する薄平板状の板体として構成されている。このタブ３４は、２つの貫通穴３５に２つの第１の電池１０Ａの嵌合凸部１８がそれぞれ圧入されて、第１の電池５０Ａと第３の電池５０Ｃとの間に介在されている。これにより、タブ３４を介して、２つの第１の電池５０Ａと２つの第３の電池５０Ｃを並列に接続することができる。更に、タブ３４を第１の電池５０Ａ及び第３の電池５０Ｃに溶接やハンダ付けをして固定する必要がないため、組立工数を削減することができる。

なお、本実施例では、タブ３４を２つの貫通穴３５を設けた例について説明したが、これに限定されるものではなく、嵌合凸部１８が嵌め込まれると共に、嵌合凹部１９に嵌め込むことのできる膨出部を設けてもよい。

以上説明してきたように、本発明の電池及び電池パックによれば、縦方向に並べられた第１の電池１０Ａの嵌合凹部１９と第２の電池１０Ｂの嵌合凸部１８を係合（嵌合）させることによって第１及び第２の電池１０Ａ，１０Ｂを接続している。これにより、２つの電池１０Ａ，１０Ｂ間を接続するためのタブを電池に溶接することなく、簡便な方法で着脱可能に接続することができる。

嵌合凸部１８又は嵌合凹部１９は、電池缶１２及び電池蓋１３を絞り（プレス）加工で形成するときに、同時に形成される。その結果、従来例のような第１の接続部１６及び第２の接続部１７にボルトやナット等を溶接する工程が必要ないため、二次電池１０の作業工数の削減及び製造作業の単純化を図ることができる。

また、二次電池１０を横に並べて並列に接続する時には、タブ３４の貫通穴３５を嵌合凸部１８に圧入することにより、溶接又はハンダ付け等を行うことなく、二次電池１０間の並列接続を簡便に行うことができ、組立工数の削減を図ることができる。

尚、本発明は前述しかつ図面に示した実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内で種々の変形実施が可能である。例えば、前記実施例では、本発明の電池を二次電池として説明したが、一次電池でもよいことは勿論である。更に、本発明の電池及び電池パックは、デジタルスチルカメラ、パーソナルコンピュータ、電子辞書、ＤＶＤプレーヤその他各種の電子機器に適用できるものである。

本発明の電池パックの第１の実施の例を分解して示す斜視図である。 本発明の電池の第１の実施の例を示すもので、図２Ａは正面側から見た斜視図、図２Ｂは背面側から見た斜視図、図２Ｃは平面図である。 本発明の電池の第１の実施の例を示す図２ＣのＴ−Ｔ線断面図である。 本発明の電池の第１の実施例を示すもので、図４Ａは同種の他の電池と接続した状態を示す説明図、図４Ｂは図４Ａの要部を拡大して断面した説明図である。 本発明の嵌合凸部及び嵌合凹部の第２の実施の例を示すもので、図５Ａは係合前の状態を断面して示す説明図、図５Ｂは係合後の状態を断面して示す説明図である。 本発明の嵌合凸部及び嵌合凹部の第３の実施の例を示すもので、図６Ａは係合前の状態を断面して示す説明図、図６Ａは係合後の状態を断面して示す説明図である。 本発明の電池を縦方向に３個並べて構成される電池ユニットにおける接続形態のバリエーションを説明するものであり、図７Ａは第１の接続状態の電池ユニットを示す平面図、図７Ｂは第２の接続状態の電池ユニットを示す平面図、図７Ｃは第３の接続状態の電池ユニットを示す平面図、図７Ｄは第４の接続状態の電池ユニットを示す平面図である。 タブを使用して本発明の電池を並列に接続した例を正面側から見た斜視図である。 図８に示すタブを使用した接続例における嵌合状態の要部を断面して示す説明図である。

符号の説明

１…電池パック、 ２…ケース、 ３，４３，５３，６３，７３，８３…電池ユニット、 １０…二次電池（電池）、 １０Ａ，２０Ａ，３０Ａ，５０Ａ，７０Ａ…第１の電池（電池）、 １０Ｂ，２０Ｂ，３０Ｂ，６０Ｂ，７０Ｂ…第２の電池（同種の他の電池）、 １０Ｃ，５０Ｃ，６０Ｃ，…第３の電池、 １１…電池筐体、 １２…電池缶、 １２ａ…開口部、 １３…電池蓋、 １５…電池素子、 １６…第１の接続部、 １７…第２の接続部、 １８，１８Ａ，１８Ｂ…嵌合凸部、 １９，１９Ｂ…嵌合凹部、 ２５…正極、 ２６…負極、 ３１…切り欠き、 ３２…突起、 ３４…タブ、 ３５…貫通穴

Claims (7)

1. 正極と負極を有する電池素子が収納された電池筐体を備え、
   前記電池筐体は、
   前記正極に接続された第１の接続部と、
   前記負極に接続された第２の接続部と、を有し、
   前記第１の接続部及び前記第２の接続部の少なくとも一方には、同種の他の電池の第２の接続部又は第１の接続部と着脱可能に接続される嵌合凸部又は嵌合凹部を設けたことを特徴とする電池。
2. 前記第１の接続部には、前記嵌合凸部又は前記嵌合凹部を設け、前記第２の接続部には、同種の他の電池の嵌合凸部又は嵌合凹部が着脱可能に係合される前記嵌合凹部又は前記嵌合凸部を設け、
   前記第１の接続部と前記第２の接続部とを略同一軸線上に配置したことを特徴とする請求項１記載の電池。
3. 前記嵌合凸部は、円錐台形又は円柱形の凸部からなり、前記嵌合凹部は、前記円錐台形の凸部又は前記円柱形の凸部が嵌合される円錐台形凹部又は円柱形凹部からなることを特徴とする請求項１記載の電池。
4. 前記嵌合凸部又は前記嵌合凹部には、抜け止め用の切り欠き又は突起を設け、同種の他の電池の嵌合凹部又は嵌合凸部には、前記切り欠き又は突起に着脱可能に係合される突起又は切り欠きを設けたことを特徴とする請求項１記載の電池。
5. 前記電池筐体は、一端が開口した筒状の電池缶と、前記電池缶の開口部を密閉する電池蓋からなり、
   前記電池缶及び前記電池蓋の一方に前記第１の接続部を設け、前記電池缶及び前記電池蓋の他方に前記第２の接続部を設けたことを特徴とする請求項１記載の電池。
6. 正極と負極を有する電池素子が収納された電池筐体を備えた複数の電池が縦方向に並べられて収納される電池パックにおいて、
   前記電池筐体は、
   前記正極に接続された第１の接続部と、
   前記負極に接続された第２の接続部と、を有し、
   前記複数の電池のうち、第１の電池の前記第１の接続部及び前記第２の接続部の少なくとも一方には、嵌合凸部または嵌合凹部を設け、前記第１の電池に隣り合う第２の電池の第２の接続部又は第１の接続部には、当該第１の電池に設けた前記嵌合凸部又は前記嵌合凹部に着脱可能に係合される嵌合凹部又は嵌合凸部を設けたことを特徴とする電池パック。
7. 前記第１の電池と前記第２の電池との間に介在されるタブを設け、
   前記第１の電池の前記嵌合凸部又は前記嵌合凹部と前記第２の電池の前記嵌合凹部又は前記嵌合凸部との嵌合により前記タブを介して第１の電池と第２の電池を電気的に接続したことを特徴とする請求項６記載の電池パック。

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