JP3625704B2 - パック電池 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リード線を内蔵しているパック電池に関し、とくに、軽量にして電気抵抗の小さいリード線を内蔵しているパック電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
パック電池は、二次電池を出力端子に接続するためのリード線を内蔵している。従来のパック電池は、図１に示すように、二次電池２に隣接して、薄い金属板１４の表面を絶縁皮膜１５で被覆したリード線１６を内蔵している。絶縁皮膜１５には熱収縮チューブや絶縁チューブを使用している。薄い金属板１４をリード線とするのは、電気抵抗を小さくして、パック電池の外形を小さくするためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
パック電池は、携帯電気機器等に使用されるので、できるかぎり軽量化できることが大切である。リード線を軽くするために薄く、あるいは幅を狭くすると電気抵抗が大きくなる。リード線の電気抵抗が大きくなると、パック電池の出力電圧が低下すると共に、リード線が電力を消費して電力損失が大きくなる。リード線の電気抵抗を小さくするために、リード線を厚く幅を広くすると重くなる。リード線は、軽量化することと電気抵抗を小さくすることが、互いに相反する特性であって、両方を満足することが極めて難しい。
【０００４】
本発明は、独特の構造でこの欠点を解決することに成功したもので、本発明の重要な目的は、内蔵されるリード線を軽量にして電気抵抗を小さくできるパック電池を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のパック電池は、内蔵している二次電池２にリード線４を電気的に接続しており、このリード線４を二次電池２の表面に配設している。さらに、パック電池は、リード線４を金属棒材とし、この金属棒材のリード線４を絶縁状態で二次電池２の外装缶に装着するために、二次電池２とリード線４との間に位置して、二次電池２の外装缶の表面に第１絶縁シート材１２を接着している。さらに、この第１絶縁シート材１２の表面には、リード線４を被覆するように第２絶縁シート材１３を接着している。金属棒材のリード線４を第１絶縁シート材１２と第２絶縁シート材１３で挟着して絶縁状態で二次電池２に固定している。
【０００６】
本発明の請求項２のパック電池は、金属棒材を、銅合金または銅としている。また、本発明の請求項３のパック電池は、金属棒材を、銅とニッケルを含むキュプロニッケルとしている。
【０００７】
本発明の請求項４のパック電池は、第１絶縁シート材１２と第２絶縁シート材１３を、ポリエチレンフィルムとしている。
【０００８】
本発明の請求項５のパック電池は、リード線４と第１絶縁シート材１２と第２絶縁シート材１３を、角型二次電池２の側面に配設している。
【０００９】
本発明の請求項６のパック電池は、第１絶縁シート材１２を、両面接着テープとしている。また、本発明の請求項７のパック電池は、第２絶縁シート材１３を金属棒材の両側で第１絶縁シート材１２の表面に接着している。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池を例示するものであって、本発明はパック電池を以下のものに特定しない。
【００１１】
さらに、この明細書は、特許請求の範囲を理解しやすいように、実施例に示される部材に対応する番号を、「特許請求の範囲の欄」、および「課題を解決するための手段の欄」に示される部材に付記している。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の部材に特定するものでは決してない。
【００１２】
図２と図３の分解斜視図に示すパック電池は、上下のプラスチックケース１に二次電池２を内蔵しており、二次電池２の電極端子３をリード線４で出力端子５に接続している。
【００１３】
ケース１に内蔵される二次電池２は薄型の角型電池である。二次電池２は、リチウムイオン二次電池である。ただ、二次電池は、ニッケル−水素電池、ニッケル−カドミウム電池、その他の充電できる電池とすることもできる。
【００１４】
二次電池２は、リード線４を表面に配設している。リード線４を二次電池２に配設する部分の拡大図を図４に示し、断面図を図５に示している。これ等の図に示すリード線４は、銅合金または銅の金属棒材である。図のリード線４は、断面形状を円形とする金属棒材である。断面を円形とする金属棒材は、市販されている金属ロッドを使用できるので安価にできる特長がある。ただ、リード線とする金属棒材は、断面形状を四角形以上の多角形とすることもできる。
【００１５】
銅合金の金属棒材は、銅とニッケルを含むキュプロニッケルである。キュプロニッケルは、１０〜３０重量％のニッケルを含む銅合金である。この金属棒材は、銅に比較して優れた強度があるので、細くて強靭なリード線にできる。また、耐腐食性に優れているので、経時的に発生するリード線の腐食を少なくできる特長もある。
【００１６】
さらにまた、キュプロニッケル製のリード線は、電気抵抗も十分に小さくできる。本発明者が使用したキュプロニッケル製のリード線は、直径を０．５ｍｍφ、長さを５０ｍｍとして、電気抵抗がわずか８ｍΩと極めて低くでき、しかも重さを０．１ｇと極めて軽量化できた。ちなみに従来のリード板は、重さが０．２ｇと２倍の重さとなる厚さと幅にして、電気抵抗は２２ｍΩと２倍以上と大きくなった。
【００１７】
銅製の金属棒材を使用するリード線は、キュプロニッケル製のリード線に比較してさらに電気抵抗を小さくできる。ただ、耐腐食性や強度を考慮すると、リード線の金属棒材にはキュプロニッケルが最適である。
【００１８】
図のパック電池は、金属棒材でリード線４を折曲することなく両端を二次電池２とプリント基板６とに連結している。リード線４の一端は、図４の拡大斜視図に示すように、ポリスイッチ７のリード８に接続されて、ポリスイッチ７を介して二次電池２の電極端子３に接続される。ポリスイッチ７のリード８は、二次電池２のコーナーに沿って折曲されて、先端部を角型電池の側面に配設している。側面に位置するリード８の折曲片の表面に、金属棒材であるリード線４の端部を、溶接あるいは半田付等の方法で接続している。リード線４を接続しているポリスイッチ７のリード８は、絶縁材９を介して電池のコーナー部に配設している。
【００１９】
金属棒材であるリード線４の他端は、プリント基板６のリードプレート１０に接続している。リードプレート１０は、Ｌ字状に折曲して一方の折曲片をプリント基板６に半田付して固定しており、他方の折曲片を、直線状で折曲されない金属棒材のリード線４を接続できる位置に配設している。リード線４とリードプレート１０は、溶接または半田付等の方法で接続される。
【００２０】
プリント基板６は、パック電池の出力端子５と電池の保護回路１１を備える。リードプレート１０を介して接続されるリード線４は、保護回路１１のスイッチング素子（図示せず）を介して出力端子５に接続される。
【００２１】
以上の構造のパック電池は、金属棒材のリード線４を直線状として折曲しないので、金属棒材のリード線４が電池のコーナーの局部に無理な力を作用させない特長がある。金属棒材のリード線４を電池のコーナーに沿って直角に折曲すると、折曲部がコーナーの局部に点接触する。点接触する金属棒材は、電池のコーナーの局部を変形させることがある。直線状の金属棒材であるリード線４をリード８を介して接続する構造はこの欠点がない。さらに、直線状の金属棒材のリード線４は、キュプロニッケル等の硬い金属棒材のリード線に最適である。それは、硬いリード線は、小さい曲率半径で折曲するのが難しいからである。さらに、直線状の金属棒材のリード線４は、両端を簡単かつ容易に、しかも正確にリードに接続できる特長もある。リード線４の両端とリードとの相対位置が正確に合うように、高い精度で加工するのに都合がよいからである。
【００２２】
リード線４は、第１絶縁シート材１２と第２絶縁シート材１３を介して二次電池２の表面に固定される。図のパック電池は、第１絶縁シート材１２と第２絶縁シート材１３とリード線４を、角型二次電池２の側面に固定している。ただ、本発明のパック電池は、リード線を、図示しないが、二次電池の幅の広い表面に固定することもできる。第１絶縁シート材１２と第２絶縁シート材１３は、薄いポエチレンフィルムである。第１絶縁シート材１２は、両面に粘着層を設けている両面接着テープである。第１絶縁シート材１２は、図５の断面図に示すように、二次電池２の側面から表面に延長して付着できる幅、すなわち、二次電池２の側面幅よりも広くしている。両面接着テープの第１絶縁シート材１２は、簡単に二次電池２の表面に付着できる。また、リード線４と第２絶縁シート材１３も簡単に付着できる特長がある。
【００２３】
さらに、図５に示す第１絶縁シート材１２は、二次電池２の側面から延長して付着された第１絶縁シート材１２の表面に、もう１枚の第１絶縁シート材１２を積層して付着している。二次電池２に付着された第１絶縁シート材１２の表面に積層して付着される第１絶縁シート材１２は、二次電池２の側面よりも幅を小さくして側面の中央部にされている。このように、複数の第１絶縁シート材１２を介して付着されるリード線４は、二次電池２の外装缶から確実に絶縁できる特長がある。ただ、第１絶縁シート材は、複数枚を積層することなく１枚とすることもできる。
【００２４】
リード線４は、二次電池２の側面に沿って第１絶縁シート材１２の表面に付着される。図のリード線４は、二次電池２の側面のほぼ中央に沿って配設している。リード線４は、両面接着テープである第１絶縁シート材１２の表面に接着して仮止めできる。この状態で、リード線４の表面に第２絶縁シート材１３を付着する。第２絶縁シート材１３はリード線４の両側で第１絶縁シート材１２に接着して、リード線４を被覆する状態で第１絶縁シート材１２に接着される。この構造は第１絶縁シート材１２とリード線４と第２絶縁シート材１３を能率よく電池に固定できる特長がある。
【００２５】
リード線４は、図６の断面図に示すように、第２絶縁シート材１３の片側を第１絶縁シート材１２に付着して二次電池２の表面に固定することもできる。この図のパック電池は、第１絶縁シート材１２と第２絶縁シート材１３とを１枚のフィルムで構成している。第１絶縁シート材１２は、接着材を介して二次電池２の表面に接着され、また、接着材を介してリード線４を被覆する状態で、第２絶縁シート材１３を第１絶縁シート材１２に接着している。この構造の電池は、リード線４を確実に絶縁できる特長がある。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のパック電池は、内蔵されるリード線を軽量にして電気抵抗を小さくできる特長がある。それは、本発明のパック電池が、内蔵されるリード線を金属棒材としており、この金属棒材のリード線を、第１絶縁シート材と第２絶縁シート材で挟着して絶縁状態で二次電池の表面に固定しているからである。金属棒材であるリード線は、従来の薄い金属板の表面を絶縁皮膜で被覆したリード線に比較して、軽量にできるにもかかわらず、電気抵抗を小さくできる特長がある。したがって、本発明のパック電池は、軽量で、かつ電気抵抗の小さいリード線を内蔵して、理想的に軽量化できる特長がある。さらに、本発明のパック電池は、金属棒材のリード線を第１絶縁シート材と第２絶縁シート材で挟着して二次電池の表面に固定するので、極めて簡単に、所定の位置に絶縁状態で固定できる特長もある。
【００２７】
さらに、本発明の請求項５のパック電池は、リード線と第１絶縁シート材と第２絶縁シート材を、角型二次電池の側面に配設しているので、パック電池の全体の厚さを大きくすることなく、パック電池を薄くできる特長がある。また、リード線を電池に沿わせることで、電池の電極やパック電池の外部端子との接続等の配線が容易で、かつ、電池と金属棒材とが分離してしまうこともないので、パック電池のケースに収納する際も容易に行えて組立性を向上できる特長もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のパック電池に内蔵されるリード線の断面斜視図
【図２】本発明の実施例のパック電池の分解斜視図
【図３】図２に示すパック電池の上下左右を反転させた状態を示す分解斜視図
【図４】図２に示すパック電池の要部拡大斜視図
【図５】図４に示す二次電池とリード線の連結構造を示す断面図
【図６】本発明の実施例のパック電池の二次電池とリード線の連結構造を示す断面図
【符号の説明】
１…ケース
２…二次電池
３…電極端子
４…リード線
５…出力端子
６…プリント基板
７…ポリスイッチ
８…リード
９…絶縁材
１０…リードプレート
１１…保護回路
１２…第１絶縁シート材
１３…第２絶縁シート材
１４…金属板
１５…絶縁皮膜
１６…リード線

Claims (7)

1. 内蔵している二次電池（２）にリード線（４）を電気的に接続しており、このリード線（４）を二次電池（２）の表面に配設しているパック電池において、
   リード線（４）を金属棒材とし、この金属棒材のリード線（４）を絶縁状態で二次電池（２）の外装缶に装着するために、二次電池（２）とリード線（４）との間に位置して、二次電池（２）の外装缶の表面に第１絶縁シート材（１２）を接着しており、さらに、この第１絶縁シート材（１２）の表面には、リード線（４）を被覆するように第２絶縁シート材（１３）を接着しており、金属棒材のリード線（４）を第１絶縁シート材（１２）と第２絶縁シート材（１３）で挟着して絶縁状態で二次電池（２）に固定していることを特徴とするパック電池。
2. 金属棒材が銅合金または銅である請求項１に記載されるパック電池。
3. 金属棒材が銅とニッケルを含むキュプロニッケルである請求項２に記載されるパック電池。
4. 第１絶縁シート材（１２）と第２絶縁シート材（１３）が、ポリエチレンフィルムである請求項１に記載されるパック電池。
5. リード線（４）と第１絶縁シート材（１２）と第２絶縁シート材（１３）を、角型二次電池（２）の側面に配設している請求項１に記載されるパック電池。
6. 第１絶縁シート材（１２）が両面接着テープである請求項１に記載されるパック電池。
7. 第２絶縁シート材（１３）を金属棒材の両側で第１絶縁シート材（１２）の表面に接着している請求項１に記載されるパック電池。

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