JP2014086342A - 電池パックとその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】素電池で発生した熱の放熱を図ることで安全性の向上および長寿命化を図りながら、高効率での生産が可能な電池パックおよびその製造方法を提供する。
【解決手段】電池パック１は、コアパック２０と外装ケース１０と熱伝達樹脂部３０とを有する。外装ケース１０のケース部材１２は、椀状をしており、コアパック２０の素電池２１〜２５は、その筒軸がケース部材１２の底壁内面に沿って配置されている。熱伝達樹脂部３０は、ケース部材１２の底壁内面から側壁開口縁までの範囲に亘り充填形成され、素電池２１〜２５の各々における両筒端の各一部と、筒外周面の一部と密に接している。素電池２１〜２５の各残り部分は、熱伝達樹脂部３０に接しておらず、少なくとも一部が外装ケース１０の空間１０ａに臨んでいる。素電池２１〜２５に接続されているリード板２７，２８も、その一部が熱伝達樹脂部３０に接している。
【選択図】図３

Description

本発明は、電池パックとその製造方法に関し、特に、素電池の放熱構造に関する。

電池パックは、電動工具、電動アシスト自転車、電動バイク、ハイブリッド電気自動車、電気自動車などの電源として、さらには家庭や店舗などでの蓄電用として幅広く用いられている。
電池パックを機器に装着して使用する際や、充電を行う際などには、内部の素電池が熱を発する。この熱を外部に放熱することが、電池パックの充放電特性および寿命特性などの観点から重要となる。内部の素電池で発生した熱を外部に放熱させるための構成の一例が、特許文献１，２，３などに開示されている。

図８に示すように、特許文献１に開示の電池パックは、ケース部材９１１，９１２と、その内部に収納されたコアパック９２０を主な要素として構成されている。ケース部材９１１，９１２は、ともに有底筒状をしており、内部空間９１１ａ，９１２ａを有する。
コアパック９２０は、複数の素電池９２１〜９２８と、それらを接続するリード板９２９，９３０と、電池ホルダ９３１と、基板９３２とから構成されている。

図８に示す電池パックでは、素電池９２１〜９２８で発生した熱は、電池ホルダ９３１を介してケース部材９１１，９１２に伝達され、ケース部材９１１，９１２の外表面から外部に放熱される。
図９に示すように、特許文献３に開示の電池パックは、ケース部材９４１，９４２と、内部に収納された素電池９５１と、素電池９５１に接続された接続端子９６１，９６２と、ケース部材９４１とケース部材９４２とで構成された内部空間９４２ａに充填された樹脂部９３０とを主な要素として構成されている。

図９に示す電池パックでは、素電池９５１で発生した熱は、樹脂部９３０を介してケース部材９４１，９４２に伝達され、ケース部材９４１，９４２の外表面から外部に放熱される。

特開２００６−１９６２７７号公報 特開２０１１−８６４７５号公報 特開２００４−３９４８５号公報

しかしながら、特許文献１〜３に開示されている発明をはじめ、従来技術では、素電池の放熱性を確保しながら、生産性の高い電池パックを提供することは困難である。具体的には、特許文献１に開示されている電池パックでは、素電池の外周面と電池ホルダとの接触面を以って熱の伝達がなされるが、生産性等の観点から素電池の外周面と電池ホルダとの間には少ないながらも間隙が空くことがあり放熱性の確保という観点から不十分である。

また、特許文献３に開示されている電池パックでは、内部空間９４２ａ全体に樹脂部９３０を形成するようにしているので、重量が増加し、また、生産時において、煩雑な作業が必要となる。即ち、内部空間９４２ａに樹脂材料を充填する際に、ケース部材９４２と素電池９５１との間などに空隙を残さないようにしなければならない。よって、樹脂部９３０の形成に際して、樹脂材料の充填速度を余り速くすることはできず、また、内部空間９４２ａの全体に樹脂部９３０を充填するために長時間の作業を要する。特に、素電池の底面が平坦ではなく、曲面となっているような場合には、時間をかけて樹脂材料を充填する必要がある。

このように、生産時において煩雑な作業を要する構成では、製造コストの高騰を招いてしまうことになる。
本発明は、上記のような問題の解決を図るべくなされたものであって、素電池で発生した熱の放熱を図ることで安全性の向上および長寿命化を図りながら、高効率での生産が可能な電池パックおよびその製造方法を提供することを目的とする。

そこで、本発明は、次の構成を採用することとした。
本発明に係る電池パックは、素電池と、外装ケースと、を備える。
・ 素電池は、筒状である。
・ 外装ケースは、複数のケース部材から構成され、これらの結合により内部に素電池の収納空間を構成する。

外装ケースを構成する複数のケース部材の中には、椀状をした一のケース部材が含まれており、素電池は、その筒軸が、前記一のケース部材における底壁内面に沿って配置されている。
本発明に係る電池パックでは、前記一のケース部材の内部空間に、その底壁内面から側壁開口縁までの範囲に亘り、素電池の熱を前記一のケース部材に伝達する熱伝達部材が充填形成されている。そして、素電池は、両筒端の各一部と、筒外周面の一部とが、熱伝達部材と密に接しているとともに、残りの部分の少なくとも一部が、熱伝達部材に接していない。

本発明に係る電池パックの製造方法（以下では、仮に「本発明に係る第１製造方法」とする。）は、次の工程を備える。
・ 椀状をした一のケース部材を準備する工程
・ 前記一のケース部材の内部空間に対し、その底壁内面から側壁開口縁までの範囲に亘り、流動性を有する熱伝達部材を充填する工程
・ 流動性を有する熱伝達部材が充填された前記一のケース部材の内部空間に対し、筒状の素電池を、その筒軸が前記一のケース部材の底壁内面に沿うように収納する工程
・ 前記一のケース部材の開口を他のケース部材で封口する工程
本発明に係る電池パックの製造方法では、前記一のケース部材の内部空間への流動性を有する熱伝達部材の充填量は、素電池を収納した際に、当該流動性を有する熱伝達部材が前記一のケース部材の側壁開口縁を超えて漏れ出さない量であり、封口する工程を実行の後において、素電池は、両筒端の各一部と、筒外周面の一部とが、熱伝達部材と密に接し、残りの部分の少なくとも一部が、熱伝達部材に接していない。

また、本発明に係る電池パックの製造方法（以下では、仮に「本発明に係る第２製造方法」とする。）は、次の工程を備える。
・ 椀状をした一のケース部材を準備する工程
・ 前記一のケース部材の内部空間に対し、筒状の素電池を、その筒軸が前記一のケース部材の底壁内面に沿うように収納する工程
・ 素電池が収納された前記一のケース部材の内部空間に対し、その底壁内面から側壁開口縁までの範囲に亘り、流動性を有する熱伝達部材を充填する工程
・ 前記一のケース部材の開口を他のケース部材で封口する工程
本発明に係る電池パックの製造方法では、封口する工程を実行の後において、素電池は、両筒端の各一部と、筒外周面の一部とが、熱伝達部材と密に接し、残りの部分の少なくとも一部が、熱伝達部材に接していない。

本発明に係る電池パックでは、素電池の両筒端の各一部と、筒外周面の一部とが、熱伝達部材に密に接するので、素電池で発生した熱が熱伝達部材を介して一のケース部材へと伝達され、効果的に外部へ放熱される。よって、安全性の確保および寿命特性という観点から優れている。
また、本発明に係る電池パックでは、外装ケースにおける内部空間全体に熱伝達部材を充填形成するのではなく、素電池の上記部分を除く残り部分の少なくとも一部が熱伝達部材に接しないようにしている。このため、外装ケース内全体に熱伝達部材を充填形成する場合に比べて、重量を軽くすることができ、また、充填作業に要する時間も短くすることができる。

また、本発明に係る電池パックでは、素電池の両筒端の各一部と、筒外周面の一部とが、熱伝達部材に密に接するようにしているので、素電池から熱伝達部材への熱伝達において、熱の分布をある程度均一化することができ、寿命特性という観点から優れる。即ち、筒状の素電池では、通常、一方の筒端の側に電極体からの集電部が配される構成となっているが、本発明では、両筒端の各一部が熱伝達部材に密に接しているので、両筒端間での温度バラツキなどを生じ難い。

また、本発明に係る電池パックでは、素電池における上記残りの部分の少なくとも一部が熱伝達部材に接しておらず、生産の際の材料充填の際に、充填に係る時間を短くすることができ、また、その際にも一のケース部材における底壁内面と素電池との間に空気層が残り難い。よって、本発明に係る電池パックでは、高い作業効率により製造コストの低減を図ることができるとともに、放熱性の確保もできる。

以上のように、本発明に係る電池パックでは、素電池で発生した熱の放熱を図ることで安全性の向上および長寿命化を図りながら、高効率での生産が可能である。
本発明に係る電池パックでは、例えば、次のようなバリエーション構成を採用することができる。
本発明に係る電池パックでは、上記構成において、熱伝達部材が一のケース部材の内部空間にのみ充填形成されているという構成を採用することができる。これにより、高効率な生産が可能となり、また、重量の軽減を図ることができるとともに、上記のように、素電池で発生した熱を高効率に外部に放出することができる。

本発明に係る電池パックは、上記構成において、素電池の一方の筒端に極端子が設けられており、当該極端子にリード板が接続されており、リード板における少なくとも一部が熱伝達部材で被覆されているという構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、素電池で発生した熱がリード板を介しても熱伝達部材から一のケース部材へと伝達されることになる。よって、熱の伝達経路が増えることで、より高い放熱性を確保することができる。

本発明に係る電池パックでは、上記構成において、素電池が電池ホルダにより保持された状態で外装ケース内に収納されており、電池ホルダには窓部が設けられており、素電池は、電池ホルダにおける窓部を通して、両筒端の各一部と、筒外周面の一部とが、熱伝達部材と密に接しているという構成を採用することができる。このような構成を採用する場合には、外装ケース内での素電池を、電池ホルダで保持することで、耐衝撃性を確保することができる。そして、電池ホルダに設けられた窓部を通して素電池の外面の一部と熱伝達部材とが密に接しているので、素電池から一のケース部材への熱の伝達経路も確保できる。よって、高い安全性および長寿命化を図ることができる。

本発明に係る電池パックは、上記構成において、機器への装着時に、一のケース部材はその底壁外面の少なくとも一部が外部露出した状態となるという構成を採用することができる。これにより、素電池から熱伝達部材を介して一のケース部材へと伝達された熱が、外部露出した一のケース部材の底壁外面から放熱されることになる。よって、熱が籠ることがなく、外部へ放熱されることになる。

また、機器装着時に底壁外面が外部露出する一のケース部材の内部空間に熱伝達部材を充填形成することにより、外部から衝撃力などが加わった際などに、熱伝達部材が衝撃力吸収材としても機能することになると考えられる。よって、本発明に係る電池パックでは、上記構成を採用する場合に、外装ケースおよび内部に収納された素電池などへの外部からの衝撃力などの影響を抑えることができる。

本発明に係る電池パックは、上記構成において、素電池における一方の筒端に安全弁が設けられており、当該安全弁は、少なくとも一部が熱伝達部材に被覆されていないという構成を採用することができる。このような構成を採用することにより、素電池の外面全体を熱伝達部材で被覆するような構成に対して、熱伝達部材により安全弁の動作が妨げられることがなく、高い安全性を確保することができる。

本発明に係る電池パックは、上記構成において、熱伝達部材が電気的絶縁性を有する樹脂材料からなるという構成を採用することができる。このような構成を採用することにより、素電池やリード板などの周囲を、別途、絶縁体で被覆する必要がなく、部品点数の削減を図ることができ、また、生産時における作業効率を高くすることができる。よって、製造コストの削減を図ることができる。

本発明に係る第１製造方法では、一のケース部材の内部空間に対し、熱伝達部材を充填した後、素電池を収納する。よって、一のケース部材における開口から熱伝達部材を充填することができ、この状態では素電池が収納されていないので、熱伝達部材の充填速度を低くしなくても空隙などが残り難い。即ち、図９に示す従来技術では、先に素電池を収納しておく必要があり、そこに熱伝達部材（樹脂材料）を充填するに際しては、ケース底壁内面と素電池との間などに空隙が残らないように、熱伝達部材の充填速度を低く抑える必要がある。

一方、本発明に係る第１製造方法では、素電池を収納する前に熱伝達部材を充填するので、熱伝達部材の充填速度を低く抑えなくても、空隙が残るという問題を生じ難い。また、本発明に係る第１製造方法では、素電池の外面の一部についてだけ熱伝達部材に対して密に接するようにし、残りの部分の少なくとも一部については熱伝達部材に接することがない、ように熱伝達部材の量を調整している。このため、外装ケースの内部全体を熱伝達部材で満たす場合に比べて、重量の軽減を図ることができるとともに、熱伝達部材の量の削減および作業時間の低減を図ることもでき、製造コストの低減を図ることができる。

また、本発明に係る第1製造方法では、一のケース部材に素電池を固定して、その後の組み立て工程を実行することができるので、加工性が向上する。
なお、熱伝達部材の充填量を素電池収納時にも、一のケース部材の側壁開口縁を超えない量としている。
本発明に係る第２製造方法では、一のケース部材の内部空間に素電池を収納した後に、熱伝達部材を充填するのであるが、熱伝達部材の充填量について、素電池の外面の一部が熱伝達部材に密に接するが、残りの部分の少なくとも一部が熱伝達部材に接しないようにしている。即ち、一のケース部材に対する熱伝達部材の充填が、一のケース部材の側壁開口縁よりも底面側の位置までで留めているので、熱伝達部材の充填量を少なく抑えることで完成後における重量の低減を図ることができる。

また、熱伝達部材の充填量を抑えているので、充填に係る時間および作業の低減を図ることができ、製造コストの低減を図ることができる。
さらに、本発明に係る第2製造方法でも、上記第1製造方法と同様に、一のケース部材に素電池を固定して、その後の組み立て工程を実行することができるので、加工性が向上する。

本発明に係る第１製造方法および第２製造方法（以下では、纏めて「本発明に係る製造方法」とする。）では、次のようなバリエーション方法を採用することができる。
本発明に係る製造方法では、上記方法において、上記封口する工程の実行の後に、熱伝達部材が上記一のケース部材の内部空間にのみ充填形成されているという方法を採用することができる。これにより、高効率な生産が可能となり、また、電池パックの重量の軽減を図ることができるとともに、上記のように、素電池で発生した熱を高効率に外部に放出することができる電池パックとすることができる。

本発明に係る製造方法では、上記方法において、素電池の一方の筒端には極端子が設けられており、当該極端子にはリード板が接続されており、一のケース部材の内部空間への素電池の収納および熱伝達部材の充填の後には、リード板における少なくとも一部が熱伝達部材で被覆されるという方法を採用することができる。これにより、素電池で発生した熱がリード板および熱伝達部材を介して一のケース部材へ熱伝達することができ、より高い放熱性が確保された電池パックを製造することができる。

本発明に係る製造方法では、上記方法において、素電池が電池ホルダにより保持された状態で一のケース部材の内部空間に収納され、電池ホルダには窓部が設けられており、素電池は、電池ホルダにおける窓部を通して、両筒端の各一部と、筒外周面の一部とが、熱伝達部材と密に接するという方法を採用することもできる。このような方法を採用する場合には、外装ケース内での素電池が電池ホルダで保持され、これにより耐衝撃性が確保された電池パックを製造することができる。そして、電池ホルダに設けられた窓部を通して素電池の外面の一部と熱伝達部材とが密に接することになるので、素電池から一のケース部材への熱の伝達経路も確保され、高い安全性および長寿命化が図られた電池パックを製造することができる。

本発明の実施の形態に係る電池パック１の外観構成を示す模式斜視図である。 電池パック１の内部構成を示す模式展開斜視図である。 電池パック１の内部構成を示す模式断面図である。 電池パック１の内部構成の一部を示す模式断面図である。 （ａ）は、実施の形態に係る電池パックでの素電池２１と熱伝達樹脂部３０との位置関係を示す模式図であり、（ｂ）は、比較例に係る電池パックでの素電池８２１，８２２と熱伝達樹脂部８３０との位置関係を示す模式図である。 電池パック１の製造方法を説明するための模式工程図であって、（ａ）は、樹脂材料の充填工程を示し、（ｂ）は、コアパック２０の収納工程を示す。 変形例に係る電池パック１の製造方法を説明するための模式工程図であって、（ａ）は、コアパック２０の収納工程を示し、（ｂ）は、樹脂材料の充填工程を示す。 従来技術に係る電池パックの構成を示す展開斜視図である。 従来技術に係る電池パックの構成を示す断面図である。

以下では、本発明を実施するための形態について、図面を用い説明する。なお、以下で示す具体例は、本発明の構成およびその構成から奏される作用・効果を分かりやすく説明するために用いる一例であって、本発明は、発明の本質とする構成部分以外について、以下の具体例に何ら限定を受けるものではない。
［実施の形態］
１．電池パック１の構成
本発明の実施の形態に係る電池パック１の構成について、図１および図２を用い説明する。

図１に示すように、本実施の形態に係る電池パック１は、扁平角形の外観形状を有する外装ケース１０により外装が構成されている。外装ケース１０は、２つのケース部材１１，１２の接合により構成されている。ケース部材１１，１２は、ともに有底浅皿状をしており、互いの開口縁を突き合わせた状態で開口縁同士が接合されている。
ここで、本実施の形態に係る電池パック１では、機器への装着時において、ケース部材１１の側を機器の装着部に挿入し、ケース部材１２の底壁外面（Ｚ軸方向下側の外面）の少なくとも一部は、機器の装着部から外部に露出した状態となる。

図２に示すように、ケース部材１１，１２で構成される内部空間１１ａ，１２ａには、コアパック２０が収納されている。コアパック２０は、５本の素電池２１〜２５と、電池ホルダ２６と、素電池２１〜２５間を接続するリード板２７，２８とを主な要素として構成されている。素電池２１〜２５は、それぞれ円筒形の外観形状を有するものであって、両端面に正負極端子が構成され、また、一方の端面に安全弁が形成されている（詳しい図示を省略）。なお、素電池２１〜２５の種類は、例えば、リチウムイオン電池である。

素電池２１〜２５は、それぞれ筒軸がケース部材１２の底壁内面に沿う状態で配置されている。具体的には、Ｘ軸方向に沿って配置されている。
電池ホルダ２６は、５本の素電池２１〜２５の各々に対応した円筒形の保持空間を有しており、各素電池２１〜２５が収納される部分の各Ｚ軸方向下側部分に窓部２６ａが設けられている。この窓部２６ａから素電池２１〜２５の各外周面２１ａ，・・の一部が外方に露出するようになっている。また、素電池２１〜２５の両端面は、リード板２７，２８の接合のために外方に露出するようになっている。

図２に示すように、外装ケース１０を構成する一方のケース部材１２の内部空間１２ａには、熱伝達樹脂部３０が充填形成されている。熱伝達樹脂部３０は、例えば、シリコーン系樹脂材料、エポキシ系樹脂材料、あるいはウレタン系樹脂材料などから構成されている。また、熱伝達樹脂部３０は、コアパック２０をケース部材１２の内部空間１２ａに収納した際に、４側壁の開口縁１２ｂ〜１２ｅを超えないよう（漏れ出ないよう）容量で充填されている。

２．素電池２１〜２５と熱伝達樹脂部３０
電池パック１における素電池２１〜２５と熱伝達樹脂部３０との関係について、図３および図４を用い説明する。
図３に示すように、電池パック１における外装ケース１０の内部空間１０ａでは、コアパック２０が収納された状態で、ケース部材１２の底壁内面から側壁開口縁までの範囲に亘り熱伝達樹脂部３０が充填形成されている。換言すると、コアパック２０における各素電池２１〜２５は、外周の全体が熱伝達樹脂部３０で被覆されるのではなく、両端面の一部、および外周面の一部が熱伝達樹脂部３０で被覆され、残りの部分は、熱伝達樹脂部３０に接していない。熱伝達樹脂部３０に接していない部分には、各素電池２１〜２５における安全弁が設けられた箇所も含まれている。これにより、素電池の異常時などに安全弁が作動する際にも、熱伝達樹脂部３０がこれを阻害することはなく、高い安全性を確保することができる。

なお、熱伝達部材３０に接していない部分は、その少なくとも一部がケース部材１１の内面との間に空隙を有することになる。
電池パック１では、素電池２１〜２５同士の間を接続するリード板２７，２８についても各一部が熱伝達樹脂部３０に密に接している。
図４に示すように、電池ホルダ２６により保持された素電池２１〜２５（図４では、素電池２１，２２のみを図示。）は、電池ホルダ２６に設けられた窓部２６ａを通して、各外周面２１ａ，・・の一部が露出し、熱伝達樹脂部３０に密に接するようになっている（矢印Ａ部分を参照）。これにより、素電池２１〜２５の各外周面２１ａ，・・と熱伝達樹脂部３０との接触面積の増大を図っている。

３．電池パック１における放熱形態
電池パック１における放熱形態について、図５を用い説明する。なお、図５（ａ）では、本実施の形態に係る電池パック１の構成を模式的に示し、図５（ｂ）では、比較例として素電池８２１，８２２の姿勢を変えた形態を模式的に示す。
図５（ａ）に示すように、本実施の形態に係る電池パック１では、ケース部材１２の底壁内面に筒軸が沿う状態で素電池２１〜２５（図５（ａ）では、素電池２１だけを図示。）を配置しており、熱伝達樹脂部３０は、素電池２１〜２５のおける両端面２１ｂ，２１ｃ，・・の各一部、外周面２１ａ，・・の各一部に対して密に接するようになっている。

ここで、筒形の外観形状を有する素電池２１〜２５においては、外装缶の内部において、一方の端部（例えば、封口板が接合された側の端部）で電極体における正負極板の集電がなされている。よって、このような形態を採用する素電池２１〜２５では、矢印Ｂ１で指し示す部分が、矢印Ｂ２で指し示す部分に比べて、充放電時などに多く発熱することになる。

本実施の形態では、矢印Ｂ１で指し示す部分も矢印Ｂ２で指し示す部分も、各一部が熱伝達樹脂部３０に密に接しているので、素電池２１〜２５における温度の不均一を生じ難く、長寿命化という観点、および安全性という観点から望ましい。
なお、素電池２１の端面２１ｂにおける極端子２１ｄおよび端面２１ｃに接合されたリード板２７，２９についても、各一部が熱伝達樹脂部３０に密に接するので、リード板２７，２９を介した経路での放熱もなされ、これによっても温度の不均一を生じ難い。ここで、本実施の形態に係る電池パック１では、素電池２１〜２５の極端子に接続されている全てのリード板２７〜２９，・・について、少なくともその一部が熱伝達樹脂部３０に密に接している。

なお、図３などに示すように、本実施の形態に係る電池パック１では、機器装着時において、底壁外面の少なくとも一部が外部露出するケース部材１２に対し、その内部空間に熱伝達樹脂部３０を充填形成している。このような構成を採用することで、素電池２１〜２５で発生した熱は、熱伝達樹脂部３０を介して、底壁外面の少なくとも一部が外部露出したケース部材１２から外部に放熱される。よって、高い放熱効果を得ることができる。

また、機器装着時に外部露出する側のケース部材１２に対し熱伝達樹脂部３０を形成することで、素電池２１〜２５で発生した熱を、選択的にケース部材１２へと導き、機器側であるケース部材１１への熱伝達を抑制している。これにより、本実施の形態に係る電池パック１を用いた場合、装着機器への熱的な影響を抑えることもできる。
一方、図５（ｂ）に示す比較例では、素電池８２１，８２２は、その筒軸が、ケース部材（図示を省略。）の底壁内面に対して直交する向き（Ｚ軸方向）に沿って配されている。そして、素電池８２１と素電池８２２とは、長手方向の向きがＺ軸方向に逆向きとなっている。具体的には、素電池８２１においては、封口板が接合された端面８２１ｂがＺ軸方向上側にあり、外装缶の底面である端面８２１ｃがＺ軸方向下側にある。一方、素電池８２２においては、封口板が接合された端面８２２ｂがＺ軸方向下側にあり、外装缶の底面である端面８２２ｃがＺ軸方向上側にある。

比較例では、熱伝達樹脂部８３０が、素電池８２１の端面８２１ｃおよび外周面８２１ａの一部と、素電池８２２の端面８２２ｂおよび外周面８２２ａの一部とに対して密に接している。他方、素電池８２１における端面８２１ｂ、および素電池８２２における端面８２２ｃ、さらには、素電池８２１，８２２の各外周面８２１ａ，８２２ａのＺ軸方向上側部分については、熱伝達樹脂部８３０に接していない。

また、比較例では、素電池８２１の端面８２１ｃに接続されたリード板８２９、素電池８２２の端面８２２ｂの極端子８２２ｄに接続されたリード板８３１は、熱伝達樹脂部８３０に接しているが、素電池８２１の端面８２１ｂにおける極端子８２１ｄと素電池８２２の端面８２２ｃとに接続されたリード板８２７については、熱伝達樹脂部８３０に接していない。

よって、比較例では、素電池８２１の矢印Ｃ１部分と矢印Ｃ２部分との間、および素電池８２２の矢印Ｄ１部分と矢印Ｄ２部分との間の各々に、温度の分布が生じてしまい、安全性の観点および長寿命化の観点から問題を有する。
以上より、本実施の形態に係る電池パック１では、素電池２１〜２５で生じた熱の放熱特性に優れ、安全性の確保、および長寿命化という観点から優れている。

また、本実施の形態では、機器装着時に機器の装着部から底壁外面の少なくとも一部が外部露出するケース部材１２の内部空間に熱伝達樹脂部３０を充填形成することとしているので、外部から衝撃力を受けた際などに熱伝達樹脂部３０が衝撃力の緩衝部となり、素電池２１〜２５などへの衝撃力の影響を抑えることができる。これからも安全性に優れる。

４．製造方法
本実施の形態に係る電池パック１の製造方法について、図６を用い説明する。なお、以下の説明では、電池パック１の製造過程の一部だけを説明する。説明を省略する部分については、公知の技術を適用することが可能である。
先ず、図６（ａ）に示すように、有底浅皿状のケース部材１２を準備し、開口がＺ軸方向上向きとなるように配置する。そして、ケース部材１２の内部空間１２ａに対し、流動性を有する熱伝達樹脂部用の樹脂材料を充填する（矢印Ｅ）。このとき、樹脂材料の充填量は、この後、コアパック２０を収納した時にも、ケース部材１２の側壁開口縁１２ｂ〜１２ｅを樹脂材料が超えない（溢れ出さない）量としている。

次に、図６（ｂ）に示すように、流動性を有する熱伝達樹脂部３０用の樹脂材料を充填したケース部材１２の内部空間１２ａに対し、コアパック２０を収納する。このとき、上述のように、樹脂材料が漏れ出すことはない。
ここで、図６（ｂ）に示すコアパック２０の収納時においては、熱伝達樹脂部３０用の樹脂材料は硬化前であって流動性を有した状態である。

この後、図示を省略しているが、ケース部材１１でケース部材１２の開口を塞いで、電池パック１の製造が完了する。
このように、本実施の形態に係る電池パック１の製造方法では、熱伝達樹脂部３０の充填形成に際して、ケース部材１２の広い開口から樹脂材料を充填することができるので、高い作業効率を確保することができる。また、樹脂材料の充填に際して、コアパック２０が未収納であるので、ケース部材１２の底壁内面とコアパック２０の底面部分との間に空隙（空気溜り）が残留するという問題も生じない。

［変形例］
電池パック１の製造方法に関する変形例について、図７を用い説明する。なお、以下の説明でも、電池パック１の製造過程の一部だけを説明する。説明を省略する部分については、公知の技術を適用することが可能である。
先ず、図７（ａ）に示すように、本変形例に係る製造方法では、準備したケース部材１２の内部空間１２ａに対し、コアパック２０を収納する。本変形例では、この時点において、内部空間１２ａには熱伝達樹脂部３０用の樹脂材料を充填していない。

次に、図７（ｂ）に示すように、コアパック２０が収納されたケース部材１２の内部空間１２ａに対し、ケース部材１２の側壁内面とコアパック２０との間の隙間から、熱伝達樹脂部３０用の樹脂材料を充填する（矢印Ｆ）。このときも、樹脂材料の充填量は、ケース部材１２の側壁開口縁１２ｂ〜１２ｅを樹脂材料が超えない（溢れ出さない）量とする。

この後、上記同様に図示を省略しているが、ケース部材１１でケース部材１２の開口を塞いで、電池パック１の製造が完了する。
［その他の事項］
上記実施の形態および変形例では、素電池２１〜２５を電池ホルダ２６で保持した状態で外装ケース１０内に収納することとしたが、電池ホルダ２６については必ずしも必須の構成要素ではない。リード板で接続した素電池を電池ホルダで保持せずに、そのまま外装ケース内に収納することもできる。

また、上記実施の形態および変形例では、電池ホルダ２６に窓部２６ａを設け、これにより素電池２１〜２５と熱伝達樹脂部３０との接触面積を増大させることとしたが、図２などに示すような形態の窓部２６ａでなくてもよい。例えば、多数の孔が開けられた多孔状の電池ホルダなどを採用することもできる。
また、上記実施の形態および変形例では、円筒形の外観形状を有する素電池２１〜２５を採用することとしたが、素電池の外観形状は筒形であれば、これに限定を受けるものではない。例えば、角筒状の素電池を採用することもできる。

また、上記実施の形態および変形例では、５本の素電池２１〜２５を備える構成を採用したが、素電池の和については、これに限定されるものではない。例えば、１〜４本の素電池を具備する構成とすることもできるし、６本以上の素電池を具備する構成を採用することもできる。
また、上記実施の形態および変形例では、素電池２１〜２５の種類をリチウムイオン電池としたが、電池種類はこれに限定されるものではない。例えば、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池などのアルカリ電池を採用することもできる。

また、上記実施の形態および変形例では、外装ケース１０内に収納するコアパック２０について、５本の素電池２１〜２５を電池ホルダ２６で保持したものとしたが、これに加えて回路基板も具備した構成とすることもできる。この場合には、回路基板の防水性を考慮して、熱伝達樹脂部３０中に回路基板が埋没する構成とすることが安全性向上という観点から望ましい。

また、上記実施の形態および変形例では、外装ケース１０を２つのケース部材１１，１２の組み合わせを以って構成することとしたが、３つ以上のケース部材の組み合わせを以って外装ケースを構成することとしてもよい。
また、上記実施の形態および変形例では、素電池の外面の一部とともに、リード板２７〜２９についても、その一部が熱伝達樹脂部３０に密に接することとしたが、リード板については、必ずしも熱伝達樹脂部に接する必要はない。ただし、放熱性の確保という観点からは、リード板も少なくとも一部が熱伝達樹脂部に密に接することが望ましく、また、リード板における素電池との接続部を除く全体が熱伝達樹脂部に密に接するようにしておくことが望ましい。

また、上記実施の形態および変形例では、ケース部材１２の底壁内面から高さ方向に一定の範囲に亘り熱伝達樹脂部３０を充填形成することとしたが、逆に、ケース部材１１の底壁内面から高さ方向に一定の範囲に亘り熱伝達樹脂部３０を充填形成することも可能である。ただし、電池パックを機器に装着した際に、底壁外面などが外部露出するケース部材の内部空間に熱伝達樹脂部を充填形成することが、放熱性を確保する上で望ましい。

また、図３などに示すように、上記実施の形態および変形例では、素電池２１〜２５の両端面の一部について、熱伝達樹脂部３０に接しないこととし、この熱伝達樹脂部３０に接しない部分に各素電池２１〜２５の安全弁が設けられた箇所も含まれることとした。よって、素電池の形態などによって、安全弁が設けられる箇所が上記実施の形態などとは異なるような場合には、当該箇所を考慮して素電池の配置および熱伝達樹脂部の形成形態などを適宜設定することができる。

また、上記実施の形態および変形例では、熱伝達部材として、樹脂材料からなる熱伝達樹脂部３０を採用したが、必ずしも樹脂材料だけから熱伝達部材が構成されている必要はない。例えば、高熱伝導性ファイバー（Ｃｕ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｗなど）と樹脂材料との複合材料から熱伝達部材を構成することとしてもよいし、高熱伝導性ファイバーの代わりに、Ｃｕ−Ｗ、Ｃｕ−Ｍｏなどの合金や、ＡｌＮなどのセラミックスや、Ａｌ−ＳＣ、Ｓｉ−ＳｉＣなどのセラミックス−金属などを用いることもできる。

さらに、熱伝達部材を構成する材料として、電気的な絶縁性を有するフィラーを混入させた樹脂材料を用いることもできる。この場合、電気的な絶縁性を有するフィラーとしては、酸化金属（例えば、酸化アルミニウム、酸化亜鉛）や、水酸化金属（例えば、水酸化アルミニウム）、窒化金属（例えば、窒化アルミニウム、窒化ホウ素）、酸窒化金属（例えば、酸窒化アルミニウム）などを採用することができる。

なお、熱伝達部材が導電性を有するような場合には、素電池やリード板などの表面に電気的な絶縁処理を施しておけばよい。
また、上記実施の形態および変形例では、一方のケース部材（ケース部材１２）の内部空間にのみ熱伝達樹脂部３０を充填形成し、他方のケース部材（ケース部材１１）の側においては、素電池２１〜２５が接していない構成を採用したが、本発明は、ケース部材１１の側において、素電池２１〜２５の少なくとも一部が熱伝達樹脂部３０に接していないという構成であればよい。例えば、ケース部材１２の内部空間に熱伝達部材３０および素電池２１〜２５を収納し、ケース部材１１を組み付けた後、その状態で当該組み付け体をゆっくりと震盪することとしてもよい。この場合には、素電池２１〜２５におけるケース部材１１の側の全てが熱伝達樹脂部３０に接しないのではなく、一部は接し、残りが接しないこととなる。このような構成においても、上記同様の効果を得ることができる。

なお、上記実施の形態および変形例では、組み付け体を震盪することは特にしていないので、ケース部材１２の内部空間にのみ熱伝達樹脂３０が充填形成されている。

本発明は、素電池の放熱性を確保しながら、生産性の高い電池パックを実現するのに有用である。

１．電池パック
１０．外装ケース
１１，１２．ケース部材
２０．コアパック
２１〜２５．素電池
２６．電池ホルダ
２７〜２９．リード板
３０．熱伝達樹脂部

Claims (12)

1. 筒状の素電池と、
   複数のケース部材から構成され、これらの結合により内部に前記素電池の収納空間を構成する外装ケースと、
   を備え、
   前記外装ケースを構成する前記複数のケース部材には、椀状をした一のケース部材が含まれており、
   前記素電池は、その筒軸が前記一のケース部材における底壁内面に沿って配置されており、
   前記一のケース部材の内部空間には、その底壁内面から側壁開口縁までの範囲に亘り、前記素電池の熱を前記一のケース部材に伝達する熱伝達部材が充填形成されており、
   前記素電池は、両筒端の各一部と、筒外周面の一部とが、前記熱伝達部材と密に接しており、残りの部分の少なくとも一部が、前記熱伝達部材には接していない
   ことを特徴とする電池パック。
2. 前記熱伝達部材は、前記一のケース部材の内部空間にのみ充填形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載の電池パック。
3. 前記素電池の一方の筒端には、極端子が設けられており、当該極端子には、リード板が接続されており、
   前記リード板は、少なくとも一部が前記熱伝達部材で被覆されている
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の電池パック。
4. 前記素電池は、電池ホルダにより保持された状態で前記外装ケース内に収納されており、
   前記電池ホルダには、窓部が設けられており、
   前記素電池は、前記電池ホルダにおける窓部を通して、前記両筒端の各一部と、筒外周面の一部とが、前記熱伝達部材と密に接している
   ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の電池パック。
5. 機器への装着時において、前記一のケース部材は、その底壁外面の少なくとも一部が外部露出した状態となる
   ことを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載の電池パック。
6. 前記素電池は、一方の筒端に安全弁が設けられており、
   前記安全弁は、少なくとも一部が前記熱伝達部材に被覆されていない
   ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載の電池パック。
7. 前記熱伝達部材は、電気的絶縁性を有する樹脂材料からなる
   ことを特徴とする請求項１から請求項６の何れかに記載の電池パック。
8. 椀状をした一のケース部材を準備する工程と、
   前記一のケース部材の内部空間に対し、その底壁内面から側壁開口縁までの範囲に亘り、流動性を有する熱伝達部材を充填する工程と、
   前記流動性を有する熱伝達部材が充填された前記一のケース部材の内部空間に対し、筒状の素電池を、その筒軸が前記一のケース部材の底壁内面に沿うように収納する工程と、
   前記一のケース部材の開口を他のケース部材で封口する工程と、
   を備え、
   前記一のケース部材の内部空間への前記流動性を有する熱伝達部材の充填量は、前記素電池を収納した際に、当該流動性を有する熱伝達部材が前記一のケース部材の側壁開口縁を超えて漏れ出さない量であり、
   前記封口する工程を実行の後において、前記素電池は、両筒端の各一部と、筒外周面の一部とが、前記熱伝達部材と密に接し、残りの部分の少なくとも一部が、前記熱伝達部材とは接していていない
   ことを特徴とする電池パックの製造方法。
9. 椀状をした一のケース部材を準備する工程と、
   前記一のケース部材の内部空間に対し、筒状の素電池を、その筒軸が前記一のケース部材の底壁内面に沿うように収納する工程と、
   前記素電池が収納された前記一のケース部材の内部空間に対し、その底壁内面から側壁開口縁までの範囲に亘り、流動性を有する熱伝達部材を充填する工程と、
   前記一のケース部材の開口を他のケース部材で封口する工程と、
   を備え、
   前記封口する工程を実行の後において、前記素電池は、両筒端の各一部と、筒外周面の一部とが、前記熱伝達部材と密に接し、残りの部分の少なくとも一部が、前記熱伝達部材とは接していていない
   ことを特徴とする電池パックの製造方法。
10. 前記封口する工程を実行の後において、前記熱伝達部材は、前記一のケース部材の内部空間にのみ充填形成されている
    ことを特徴とする請求項８または請求項９に記載の電池パックの製造方法。
11. 前記素電池の一方の筒端には、極端子が設けられており、当該極端子には、リード板が接続されており、
    前記一のケース部材の内部空間への前記素電池の収納および前記熱伝達部材の充填の後には、前記リード板は、少なくとも一部が前記熱伝達部材で被覆される
    ことを特徴とする請求項８から請求項１０の何れかに記載の電池パックの製造方法。
12. 前記素電池は、電池ホルダにより保持された状態で前記一のケース部材の内部空間に収納され、
    前記電池ホルダには、窓部が設けられており、
    前記素電池は、前記電池ホルダにおける窓部を通して、前記両筒端の各一部と、筒外周面の一部とが、前記熱伝達部材と密に接する
    ことを特徴とする請求項８から請求項１１の何れかに記載の電池パックの製造方法。

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