JP4259926B2

JP4259926B2 - Thin battery pack

Info

Publication number: JP4259926B2
Application number: JP2003154742A
Authority: JP
Inventors: 秀世森田; 尉浩大野
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2003-05-30
Filing date: 2003-05-30
Publication date: 2009-04-30
Anticipated expiration: 2023-05-30
Also published as: JP2004356027A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラミネート電池を内蔵する薄型バッテリパックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリマー電池は、電極の両面に外装フィルムを積層し、両面の外装フィルムを電極の周縁で気密に密着して製作される。この構造のポリマー電池は、金属製の外装缶に電極を挿入している電池に比較すると、薄くて大きくできる特長がある。しかしながら、ポリマー電池は、金属製の外装缶がないための欠点もある。外装フィルムの強度が金属缶に比較すると弱いので、表面に損傷を受けやすいことである。この弊害を解消するために、ポリマー電池を外装ケースに入れているパック電池が開発されている（特許文献１参照）。この公報に記載されるパック電池は、図１に示すように、上下ケース２２にポリマー電池２１を収納している。上下ケース２２は、枠体２３に金属板２４を連結している。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１１１２５０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
以上の構造のパック電池は、ポリマー電池２１の両面を金属板２４で保護できるが、金属板２４をしっかりと外れないように枠体２３に連結するのが難しい。ポリマー電池２１は、金属ケースでなくて外装フィルムで電極を被覆するので、全体を薄くできる特長はある。ただ、使用条件によっては内圧が上昇して外装フィルムが膨れることがある。ポリマー電池２１の外装フィルムが、図２の鎖線で示すように膨れると、金属板２４が枠体２３の内側に抜けて外れる弊害がある。とくに、枠体に複数のポリマー電池を入れて枠体の外形が大きくなると、金属板が大きくなって変形しやすくなる。この弊害を避けるために、枠体の幅を広くすると、薄型バッテリパックの外形が大きくなってしまう。さらに、枠体の幅を広くしても、金属板が膨れるポリマー電池で変形されて枠体との結合が外れると、枠体が変形して金属板からさらに外れやすくなってしまう。とくに、プラスチックで成形される枠体は、薄型バッテリパックの外形をできるかぎり小さくするために、幅が狭くなるように成形される。この枠体は、充分な強度とすることが難しく、金属板との結合が外れると、さらに変形しやすくなって、金属板から外れやすくなる。この弊害をさけるために、枠体の幅を広くすると、薄型バッテリパックの外形が大きくなる欠点がある。薄型バッテリパックは、できるかぎりコンパクトにして容量を大きくすることが要求される。したがって、ポリマー電池を収納する部分はできるかぎり小さくすることが極めて大切である。さらに、図２の薄型バッテリパックは、枠体２３の内側に金属板２４を挿入して結合するので、枠体２４の厚さをポリマー電池よりも厚くする必要がある。したがって、薄型バッテリパック全体が厚くなってしまう欠点もある。
【０００５】
本発明は、このような欠点を解決することを目的に開発されたものである。本発明の重要な目的は、全体を小さく薄くしながら、ラミネート電池が膨れても金属板を枠体から外れないようにしっかりと連結できる薄型バッテリパックを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の薄型バッテリパックは、複数のラミネート電池１と第１金属板５と第２金属板６と枠体４とを備える。ラミネート電池１は、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂの間に電極を挟んで、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂを電極の外周でラップし、このラップ部１ａを結合して内部に電極を収納して外形を四角形としている。第１金属板５は、ラミネート電池１の第１外装フィルム１Ａ側に積層している。第２金属板６は、ラミネート電池１の第２外装フィルム１Ｂ側に積層している。枠体４は四角形で、ラミネート電池１の外周縁に沿って配設されて、第１金属板５と第２金属板６の外周縁部分を連結している。複数のラミネート電池１は、枠体４の内側に、同一平面に配置している。四角形の枠体４は、方形状の外枠４ａの中間を中間枠４ｂで連結しており、中間枠４ｂをラミネート電池１の間に配設している。さらに、枠体４は、外枠４ａの対向する外周面に、外周に沿って伸びる係止溝１１を設けている。第１金属板５と第２金属板６は弾性変形できる金属板で、枠体４の表面に沿って内側に折曲されると共に、折曲された先端縁をさらに係止溝１１に向かって内側に折曲して係止折曲片１２としている。この係止折曲片１２は、第１金属板５と第２金属板６の対向する辺に設けている。この薄型バッテリパックは、第１金属板５と第２金属板６の対向辺に設けている係止折曲片１２を枠体４の係止溝１１に入れて第１金属板５と第２金属板６を枠体４に連結し、第１金属板５と第２金属板６と枠体４とで形成しているケース内にラミネート電池１を収納している。
【０００７】
薄型バッテリパックは、第１金属板５と第２金属板６のいずれか又は両方を中間枠４ｂに連結して、金属板を枠体４に確実に連結できる。さらに、薄型バッテリパックは、ラップ部１ａに出力リード９を設けているラミネート電池１を、出力リード９を設けているラップ部１ａを同じ方向に向ける姿勢として平行に枠体４内に配置すると共に、出力リード９を設けている側に出力端子８を備える端子基板２を配置することができる。
【０００８】
さらに、薄型バッテリパックは、出力端子８を外部に表出する電極窓１６を開口している電極カバー枠４Ａを四角形のひとつの辺として、電極窓１６を階段状に配置することができる。
【０００９】
【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薄型バッテリパックを例示するものであって、本発明は薄型バッテリパックを以下のものに特定しない。
【００１０】
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。
【００１１】
図３ないし図９に示す薄型バッテリパックは、複数のラミネート電池１と、ラミネート電池１の第１外装フィルム１Ａ側に積層している第１金属板５と、第２外装フィルム１Ｂ側に積層している第２金属板６と、ラミネート電池１の外周縁に沿って配設されて、第１金属板５と第２金属板６の外周縁部分を連結している四角形の枠体４を備えている。さらに、図の薄型バッテリパックは、ラップ部１ａに出力リード９を設けているラミネート電池１を、出力リード９を設けているラップ部１ａが同じ方向を向く姿勢として平行に枠体４内に配置して、複数のラミネート電池１の出力リード９側に端子基板２を配設しており、この端子基板２と第１金属板５との間に基板ホルダー３を配設している。
【００１２】
ラミネート電池１は、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂの間に電極を挟んで、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂを電極の外周でラップし、このラップ部１ａを結合して内部に電極を内蔵している。図のラミネート電池１はポリマー電池である。ただ、本発明は、ラミネート電池をポリマー電池に特定しない。ラミネート電池には、電極を外装フィルムでラミネートしてなる他の全ての電池が使用できる。図のラミネート電池１は四角形で、その両側と一方の端部で外装フィルムのラップ部１ａを設け、ラップ部１ａで第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂとを、接着や溶着等の方法で気密に結合している。図のラミネート電池１は、１枚の外装フィルムを四角形である電極のひとつの辺で折り返して、電極の片方の面をカバーする部分を第１外装フィルム１Ａとし、電極の他方の面をカバーする面を第２外装フィルム１Ｂとしている。この構造のラミネート電池１は、四角形である電極の１辺に沿って外装フィルムを折り返すので、四角形のひとつの辺にはラップ部１ａがなく、四角形の３辺がラップ部１ａとなる。図示しないが、ラミネート電池は、四角形の４辺の外周にラップ部を設けた構造とすることもある。このラミネート電池は、電極の両面に分離された２枚の外装フィルムを重ね、四角形である電極周囲の４辺のラップ部で結合して製作される。
【００１３】
図に示すラミネート電池１は、第１外装フィルム１Ａを平面状としている。第１外装フィルム１Ａを平面状とするために、第２外装フィルム１Ｂは電極の周囲に沿って折曲され、ラップ部１ａで第１外装フィルム１Ａに結合される。図８と図９の断面図に示す薄型バッテリパックは、ラミネート電池１のラップ部１ａの表面側にできるスペースに保護素子１０を配設している。ただし、本発明の薄型バッテリパックは、図１０の断面図に示すように、第１外装フィルム１Ａと第２外装フィルム１Ｂの両方を電極に沿って折曲するラミネート電池１とすることもできる。この薄型バッテリパックは、ラップ部１ａの片側にできるスペースに保護素子１０を配設できる。
【００１４】
図５の斜視図と図６の断面図に示すラミネート電池１は、電極の両側に位置するラップ部１ａを電極の端面に沿うように折曲している。ラミネート電池１は、電極両側に設けているラップ部１ａの幅を電池の厚さよりも狭くして、表面に段差スペース部７を設けている。この段差スペース部７のある枠体４は、段差スペース部７に突出するように、枠体４の内周に沿って伸びるリブ１５を内側に突出するように枠体４に一体的に成形して設けて、リブ１５をラミネート電池１の段差スペース部７に配設することができる。図に示すように、電極両側のラップ部１ａを電極に沿って折曲しているラミネート電池１は、両側のラップ部１ａを両側に突出させないので全体の幅を狭くできる。また、図５に示すように、両側の折曲ラップ部１ａが、出力リード９を設けるラップ部１ａが曲がるのを阻止する補強リブの作用をして、この部分を補強できる。
【００１５】
ラミネート電池１は、出力端子８を設けるラップ部１ａに正負の出力リード９を設けている。出力リード９は、図示しないが、第１外装フィルムと第２外装フィルムとの間に気密に挟着されて外部に引き出される。出力リード９は、保護素子１０を介して薄型バッテリパックの出力端子８に接続される。このラミネート電池１は、両面を開口している四角形である枠体４の内部に嵌入される。
【００１６】
枠体４は、全体をプラスチックで成形している。枠体４は、四角形に成形している外枠４ａの中間を中間枠４ｂで連結して梯子形状としている。中間枠４ｂは、隣接するラミネート電池１の間に位置する。中間枠４ｂは、隣接するのラミネート電池１の間にあって、隣のラミネート電池１を絶縁しながら定位置に配置させる。ラミネート電池は公差の大きい電池である。それは、金属ケースに電極を収納する電池のように、プレス成形して一定の形状に製作された外装缶に電極を入れて製造するのではなくて、２枚の外装フィルムを電極の周囲で連結して製造するからである。枠体は、中間枠を設けることなく複数のラミネート電池を平行に並べて配置することはできる。ただ、この構造で公差の大きい複数のラミネート電池を収納すると、ラミネート電池を枠体の定位置に正確に配置するのが難しくなることがある。また、ラミネート電池と枠体との間に遊びができ、あるいはまた、枠体の内側をラミネート電池で支持できなくなって、電池として組み立てた状態で強度が低下するなどの問題が発生することがある。
【００１７】
中間枠４ｂは、隣接するラミネート電池１の間にあって、外枠４ａの内側を各々のラミネート電池１を独立して嵌入できる独立枠に区画する。枠体４は、独立枠の内形を、ラミネート電池１を嵌入できる形状に成形している。さらに、枠体４は、独立枠の内面形状を、ラミネート電池１を嵌入できる凹凸形状に成形して、ラミネート電池１を枠体４に確実に固定できる。図４の薄型バッテリパックは、３個のラミネート電池１を備える。枠体４は、外枠４ａに２列の中間枠４ｂを固定して、外枠４ａの内側を３個の独立枠に区画している。３個の独立枠にラミネート電池１を嵌入して、枠体４に３個のラミネート電池１を装着している。外枠４ａに中間枠４ｂを設けた枠体４は梯子形状となって、外枠４ａと中間枠４ｂとで囲まれる独立枠にラミネート電池１を嵌入する。ただ、本発明の薄型バッテリパックは、２個、あるいは４個以上のラミネート電池を枠体に固定することができる。薄型バッテリパックは、全てのラミネート電池を独立枠に嵌入するのが理想である。ただ、本発明の薄型バッテリパックは、枠体に複数の独立枠を設けて、ひとつの独立枠に複数のラミネート電池を嵌入することもできる。また、複数の独立枠は、その一部にひとつのラミネート電池を嵌入し、他の独立枠には複数のラミネート電池を嵌入することもできる。
【００１８】
図４の薄型バッテリパックは、３個のラミネート電池１を同じ向きで平行に横に並べて枠体４内に配置している。この図において、ラミネート電池１は、出力リード９を設けているラップ部１ａを右上に向ける姿勢として独立枠に嵌入している。出力リード９を設けているラップ部１ａには、出力端子８を接続している端子基板２を配置している。
【００１９】
枠体４は、これを設けることで薄型バッテリパックを厚くしないように、嵌入されるラミネート電池１の表面と同一ないしほぼ同一面となり、あるいはラミネート電池１の表面よりも低くなる厚さに成形される。
【００２０】
さらに、枠体４は、四角形の外枠４ａの対向する外周面に、外周に沿って伸びる係止溝１１を設けている。係止溝１１は、第１金属板５と第２金属板６の先端縁に設けている係止折曲片１２を入れることができる幅としている。図の枠体４は、第１金属板５と第２金属板６の両方を１列の係止溝１１に入れている。この構造は、１列の係止溝１１に第１金属板５と第２金属板６を入れるので、枠体４の形状を簡単にできる。ただ、本発明の薄型バッテリパックは、図示しないが、第１金属板と第２金属板とを別々に入れるように２列の係止溝を平行に設けることもできる。
【００２１】
図の薄型バッテリパックは、隅部に枠体４を表出させる構造としている。したがって、枠体４は外枠４ａの隅部にコーナー突出部１４を設けて、このコーナー突出部１４の表面を第１金属板５と第２金属板６の表面とほぼ同一平面としている。枠体４は、コーナー突出部１４を除く部分に係止溝１１を設けて、この係止溝１１に第１金属板５と第２金属板６の係止折曲片１２を入れて連結している。
【００２２】
さらに枠体４は、できるかぎり幅を狭くして強い構造とするために、図６の断面図に示すように、外枠４ａと中間枠４ｂとにプラスチックでもってリブ１５を一体的に成形して設けている。リブ１５は、枠体４の内周に沿って伸び、かつラミネート電池１の段差スペース部７に突出して設けられる。リブ１５は、外枠４ａや中間枠４ｂを補強して曲げ強度を向上させる。また、ラミネート電池１の段差スペース部７に突出するようにリブ１５を設けているので、段差スペース部７を有効に利用してリブ１５で枠体４を補強する。このため、枠体４の外枠４ａ、すなわち薄型バッテリパックの外形を大きくすることなく外枠４ａと中間枠４ｂを補強できる。図のラミネート電池１は、電極の両側に段差スペース部７ができるので、電極の両側に配設される外枠４ａと中間枠４ｂにリブ１５を設けることができる。
【００２３】
図の枠体４は、出力端子８を外部に表出される電極窓１６を開口している電極カバー枠４Ａを四角形である外枠４ａのひとつの辺としている。電極カバー枠４Ａは、他の部分よりも幅を広くして、電極窓１６を開口している。図３と図４の薄型バッテリパックは、電極カバー枠４Ａに横並びに電極窓１６を開口している。図１１の薄型バッテリパックは、電極窓１６を電極カバー枠４Ａの端部に階段状に配置している。この電極窓１６は、電極カバー枠４Ａの一端に配置されて、電極カバー枠４Ａの長手方向に伸びる形状として開口される。電極窓１６を階段状に設けた薄型バッテリパックは、電極窓１６の内側に配置される出力端子８どうしの距離を長くして、絶縁距離を大きくできる。この薄型バッテリパックは、図１２に示すように、出力リード９のあるラップ部１ａに配置している端子基板２の一端に出力端子８を固定し、この出力端子８を電極窓１６から外部に表出させる。
【００２４】
さらに、図１３の薄型バッテリパックは、四角形である外枠４ａの短辺に電極カバー枠４Ａを設けている。この薄型バッテリパックは、図において外枠４ａの右側を電極カバー枠４Ａとして、ここに電極窓１６を開口している。この薄型バッテリパックは、図１４に示すように、端子基板２をＬ字状として、電極カバー枠４Ａの電極窓１６の内側に出力端子８を配置する。
【００２５】
電極カバー枠４Ａは、横断面形状をＬ字状として、内部に端子基板２と基板ホルダー３を収納している。この枠体４を備える薄型バッテリパックは、図７ないし図９に示すように、枠体４の電極カバー枠４Ａと第１金属板５との間に、端子基板２と基板ホルダー３を配設する。図４と図１３の薄型バッテリパックは２つの出力端子８を設けているので、電極カバー枠４Ａには２つの電極窓１６を開口し、図１１の薄型バッテリパックは３つの出力端子８を設けているので、電極カバー枠４Ａには３つの電極窓１６を開口している。
【００２６】
第１金属板５は、ラミネート電池１の第１外装フィルム１Ａ側に積層されて、ラミネート電池１の表面を保護し、第２金属板６は、第２外装フィルム１Ｂの表面に積層されてラミネート電池１の裏面を保護する。第１金属板５と第２金属板６は弾性変形できる金属板である。第１金属板５と第２金属板６は、厚さを０．１ｍｍとするＳＵＳ３０４のステンレス板である。この金属板は、薄くて極めて強靭な特長がある。ただし、金属板は、さらに薄くあるいは厚くすることもできる。たとえば、厚さを０．０５〜０．３ｍｍとすることもできる。金属板は、ステンレスに代わって、鉄や鉄合金、あるいはアルミニウムやアルミニウム合金等とすることもできる。
【００２７】
第１金属板５と第２金属板６は、枠体４の表面をカバーするように、外枠４ａの表面に沿って内側に折曲され、さらに折曲された先端縁を係止溝１１に向かって内側に折曲して係止折曲片１２としている。第１金属板５と第２金属板６は、対向する辺に係止折曲片１２を設けている。図に示す薄型バッテリパックは、第１金属板５と第２金属板６の全ての辺、すなわち４辺に係止折曲片１２を設けている。この薄型バッテリパックは、第１金属板５と第２金属板６の全体を理想的な状態で枠体４にしっかりと外れないように連結できる。ただし、本発明の薄型バッテリパックは、図示しないが、第１金属板と第２金属板の対向する２辺に係止折曲片を設けて、これを枠体に連結することもできる。
【００２８】
図の薄型バッテリパックは、隅部にプラスチック製の枠体４を表出させるように、枠体４の隅部にコーナー突出部１４を設けているので、第１金属板５と第２金属板６は、このコーナー突出部１４を嵌入する切欠部５ａ、６ａを設けている。切欠部５ａ、６ａにコーナー突出部１４を入れて、枠体４のコーナー突出部１４と第１金属板５及び第２金属板６を同一平面としている。
【００２９】
さらに、図の薄型バッテリパックは、第２金属板６に、出力端子８を外部に表出させる切除部６ｂを設けている。図３に示す第２金属板６は、切除部６ｂを貫通孔としており、切除部６ｂの先端縁にも係止折曲片１２を設けている。切除部６ｂの先端に設けた係止折曲片１２は、枠体４の係止溝１１に連結されて、第２金属板６を枠体４に連結する。すなわち、図に示す第２金属板６と第１金属板５は、枠体４のコーナー突出部１４を嵌入する部分を除く全ての外周縁に係止折曲片１２を設けて、この係止折曲片１２を枠体４に連結している。この第２金属板６は、しっかりと枠体４に連結できる特長がある。ただ、第２金属板は、切除部を切欠凹部として、その両側に係止折曲片を設けることもできる。切欠凹部である切除部の両側に設けた係止折曲片は、枠体の係止溝に連結されて、第２金属板を枠体に連結させる。さらに、図示しないが、薄型バッテリパックは、枠体の電極カバー枠に、出力端子を外部に表出させる電極窓を設けた電極表出部分を設けると共に、第２金属板には、電極表出部分を嵌入できる形状の切除部を設けることもできる。電極表出部分は、複数の電極窓を外部に表出させるように、全ての電極窓の開口部を含む大きさとすることができる。この薄型バッテリパックは、電極表出部分の表面を第２金属板の表面と同一平面として表面を平滑面にできる。
【００３０】
第１金属板５と第２金属板６は、弾性変形できる金属板であるから、金属板を弾性変形させて係止折曲片１２を係止溝１１に入れることができる。第１金属板５と第２金属板６は、弾性変形する復元力で、係止折曲片１２を係止溝１１に入れる状態に保持する。この構造の薄型バッテリパックは、図１５に示すように、収納しているラミネート電池１が膨れるように変形して、第１金属板５と第２金属板６の中央が矢印Ａで示されるように押圧されて変形すると、第１金属板５と第２金属板６の外周縁は、矢印Ｂで示す方向に引っ張られる。矢印Ｂで示す力は、係止折曲片１２を係止溝１１に引き込ませる方向であるから、この方向に作用する力が、係止折曲片１２を係止溝１１から外すことはなく、反対に係止折曲片１２を係止溝１１に食い込ませる力が作用して、第１金属板５と第２金属板６は、さらにしっかりと枠体４に連結される。とくに、薄型バッテリパックの枠体４は非常に薄いので、第１金属板５と第２金属板６を内側に折曲している部分の幅は極めて狭く、第１金属板５と第２金属板６が矢印Ｂで示す方向に引っ張られても、折曲部が変形することがない。したがって、係止折曲片１２を係止溝１１に入れて第１金属板５と第２金属板６を枠体４に連結する薄型バッテリパックは、第１金属板５と第２金属板６を弾性変形させることにより、簡単かつ容易に、しかも迅速に能率よく第１金属板５と第２金属板６を枠体４に連結して安価に多量生産でき、さらに連結した状態では第１金属板５と第２金属板６とを外れないようにしっかりと枠体４に固定できる特長がある。
【００３１】
第１金属板５と第２金属板６を枠体４に連結する前工程で、ラミネート電池１の出力リード９に、保護素子１０を介して端子基板２が接続される。保護素子１０は、ＰＴＣ、ブレーカ、ヒューズ等である。図８と図９に示すラミネート電池１は、ラップ部１ａが電極収納部１ｂよりも低くなって凹部となっているので、このスペースを有効に利用して保護素子１０を配設する。端子基板２は絶縁基板で、上面に薄型バッテリパックの出力端子８を固定している。出力端子８は、枠体４の電極カバー枠４Ａに設けている電極窓１６から外部に表出される。この出力端子８は、薄型バッテリパックを装着する電気機器の端子に弾性的に押圧される。押圧力に対して出力端子８をしっかりと保持するために、出力端子８を設けている端子基板２は、裏面に基板ホルダー３を配設して第１金属板５で支持している。さらに、出力端子８を第２外装フィルム１Ｂと同一面に接近させるために、背面に基板ホルダー３を配設している。
【００３２】
端子基板２は、出力端子８に加えて、ラミネート電池１の保護回路を実現する電子部品を実装することができる。この電子部品は、端子基板２の裏面に突出するように固定される。裏面の電子部品は基板ホルダー３の上面に凹部３Ｃを設けてここに配置できる。保護回路は、ラミネート電池１を過充電や過放電から防止するために充放電電流を制御する回路、過電流を検出して電流を遮断する回路、ラミネート電池１が異常に高い温度になると電流を遮断する回路等である。端子基板２は、枠体４の電極カバー枠４Ａに配設できる幅と長さの細長い形状である。図４の端子基板２は、電極カバー枠４Ａの内側に設けた凹部に嵌入できる長方形である。
【００３３】
基板ホルダー３は、全体をプラスチックで成形している。基板ホルダー３は、端子基板２の裏面と第１金属板５との間に配設されて、端子基板２の出力端子８を第２外装フィルム１Ｂの表面と同一面に接近させる。図７の基板ホルダー３は、周壁３Ａと凸部３Ｂを設けて、実質的な厚さを大きくして、出力端子８を第２外装フィルム１Ｂと同一平面に位置させる。凸部３Ｂは端子基板２に設けた出力端子８に対向する位置に設けてあり、周壁３Ａは両端と一方の側縁に沿って設けている。凸部３Ｂは、図７に示すように、出力端子８の部分に幅広く設け、あるいは図示しないが、複数箇所設けることができる。凸部３Ｂと周壁３Ａの間に凹部３Ｃができるので、この凹部３Ｃに電子部品や保護素子を配置できる。保護回路を実現する電子部品を実装する端子基板２は、電子部品を基板ホルダー３の上面にできる凹部３Ｃに配設する。基板ホルダー３は、電極カバー枠４Ａの内側に設けた凹部に嵌着できる外形に成形される。図の基板ホルダー３は、長方形に成形している。
【００３４】
以上の薄型バッテリパックは、以下のようにして製作される。
(1) ラミネート電池１に端子基板２を接続する。このとき、必要ならば保護素子１０等も接続する。ラミネート電池１は、たとえば、図４と図１２に示すように、保護素子１０を介して端子基板２に接続することができる。端子基板２の裏面に基板ホルダー３を配設する。
(2) 枠体４の内側であって、中間枠４ｂで区画された独立枠にラミネート電池１を配設し、電極カバー枠４Ａの内側に設けた凹部に端子基板２と基板ホルダー３を配設する。
(3) 枠体４に第１金属板５と第２金属板６を連結する。第１金属板５と第２金属板６は、弾性変形させて係止折曲片１２を枠体４の係止溝１１に入れて連結する。
【００３５】
係止折曲片１２が係止溝１１に入れられた第１金属板５と第２金属板６は、引っ張ると係止折曲片１２が係止溝１１に食い込むので、入れた後は枠体４から外れることはない。このため、以上の薄型バッテリパックは、第１金属板５と第２金属板６とを接着することくなく枠体４に外れないように連結できる。また、従来の薄型バッテリパックのように、表面にラベル等を付着して、ラベルで第１金属板及び第２金属板を枠体に連結する必要もない。このように、接着せず、またラベルを付着しない薄型バッテリパックは、極めて能率よく安価に多量生産しながら、第１金属板５と第２金属板６とを外れないように枠体４に連結できる特長がある。ただ、ラベルを付着しないで第１金属板５及び第２金属板６を枠体４に連結できるが、ラベルを付着して金属板と枠体とを連結し、また、金属板と枠体とを接着して連結することもできるのは言うまでもない。
【００３６】
さらに、図１６の薄型バッテリパックは、第１金属板５と第２金属板６を中間枠４ｂに連結している。図の薄型バッテリパックは、第１金属板５と第２金属板６に連結片３１を設け、この連結片３１を中間枠４ｂに連結している。図の薄型バッテリパックは、金属板をコ字状ないしＵ字状に切断して金属板から切り離した連結片３１とし、この連結片３１を内側に折曲加工して、中間枠４ｂに向かって突出させている。連結片３１は、先端にＶ字状に折曲加工している係止フック３１Ａを設けている。この連結片３１は、中間枠４ｂに設けた開口部を小さくしているアンダカット形状の連結凹部３２に挿入して、簡単に連結できる。係止フック３１Ａが、弾性的な復元力で中間枠４ｂの連結凹部３２の内面に押圧されて抜けないように係止されるからである。
【００３７】
さらに、図１７の薄型バッテリパックは、金属板に貫通孔３３を設け、この貫通孔３３に挿通される突起３４を中間枠４ｂに一体的に成形して設け、突起３４を貫通孔３３に挿通して金属板を中間枠４ｂに連結している。枠体４は、熱可塑性のプラスチックを成形して製作している。突起３４は、貫通孔３３に挿入された状態で、図の鎖線で示すように、先端を加熱押圧して変形し、金属板を抜けないように連結できる。さらに、薄型バッテリパックは、金属板と中間枠とを接着剤で接着し、あるいは両面接着テープを介して接着して固定することもできる。
【００３８】
薄型バッテリパックは、第１金属板５と第２金属板６を中間枠４ｂに連結して、第１金属板５と第２金属板６の両方を中間枠４ｂにしっかりと固定できる。ただし、薄型バッテリパックは、第１金属板と第２金属板のいずれか一方を中間枠に連結し、あるいは第１金属板と第２金属板の両方を中間枠に連結しない構造することもできる。
【００３９】
【発明の効果】
本発明の薄型バッテリパックは、枠体に複数のラミネート電池を収納して、全体を小さく薄くしながら、ラミネート電池が膨れても金属板を枠体から外れないようにしっかりと連結できる特長がある。それは、本発明の薄型バッテリパックが、複数のラミネート電池を四角形の枠体の内側に同一平面に配置すると共に、ラミネート電池の第１外装フィルム側に積層している第１金属板と、第２外装フィルム側に積層している第２金属板の対向辺に設けている係止折曲片を、枠体の外枠の外周面に外周に沿って設けている係止溝に入れて第１金属板と第２金属板を枠体に連結し、第１金属板と第２金属板と枠体とで形成しているケース内にラミネート電池を収納しているからである。
【００４０】
さらに、本発明の薄型バッテリパックは、四角形の枠体を、方形状の外枠の中間を中間枠で連結した形状として、中間枠をラミネート電池の間に配設している。このように、外枠の中間を中間枠を連結する構造は、枠体を中間枠で補強して、枠体全体の強度を確保できる特長がある。とくに、複数のラミネート電池を内蔵するために外形を大きくする枠体を、理想的に補強できる。さらに、ラミネート電池の間に中間枠を配設する構造は、この中間枠によって、複数のラミネート電池を正確に位置決めしながら枠体の内側に配置できる特長がある。ラミネート電池は、柔らかく、また寸法公差が大きい電池であるため、複数個を並べて枠体に収納すると、大きく位置ずれしたり、枠体との間に隙間が生じて、強度的にも不安定になりやすい。本発明の薄型バッテリパックは、ラミネート電池の間に中間枠を配設しているので、この中間枠によって、複数のラミネート電池を枠体の定位置に確実に固定できる。
【００４１】
さらに、本発明の薄型バッテリパックは、枠体を絶縁材で製作して、中間枠の両側に配置されるラミネート電池を、中間枠で確実に絶縁できる特長がある。ラミネート電池は、電極の周囲を外装フィルムで絶縁被覆して製造されているので、外装フィルムが破れると電極が露出して電池間で接触してショートする恐れがある。本発明の薄型バッテリパックは、枠体をプラスチック等の絶縁材で製作することにより、中間に設けた中間枠で隣接するラミネート電池を絶縁状態に配置でき、これらのショートを有効に防止しながら安心して使用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の薄型バッテリパックの分解斜視図
【図２】図１に示す薄型バッテリパックの断面図
【図３】本発明の一実施例にかかる薄型バッテリパックの斜視図
【図４】図３に示す薄型バッテリパックの背面分解斜視図
【図５】図３に示す薄型バッテリパックに内蔵されるラミネート電池の斜視図
【図６】図３に示す薄型バッテリパックの分解断面図
【図７】図３に示す薄型バッテリパックのＡ−Ａ線断面図
【図８】図３に示す薄型バッテリパックのＢ−Ｂ線断面図
【図９】図３に示す薄型バッテリパックのＣ−Ｃ線断面図
【図１０】本発明の他の実施例にかかる薄型バッテリパックの端部の拡大断面図
【図１１】本発明の他の実施例にかかる薄型バッテリパックの枠体の平面図
【図１２】図１１に示す枠体に配置されるラミネート電池と端子基板の平面図
【図１３】本発明の他の実施例にかかる薄型バッテリパックの枠体の平面図
【図１４】図１３に示す枠体に配置されるラミネート電池と端子基板の平面図
【図１５】図３に示す薄型バッテリパックが膨れる状態を示す断面図
【図１６】枠体の中間枠と金属板の連結構造の一例を示す拡大断面図
【図１７】枠体の中間枠と金属板の連結構造の他の一例を示す拡大断面図
【符号の説明】
１…ラミネート電池１Ａ…第１外装フィルム１Ｂ…第２外装フィルム
１ａ…ラップ部１ｂ…電極収納部
２…端子基板
３…基板ホルダー３Ａ…周壁３Ｂ…凸部
３Ｃ…凹部
４…枠体４Ａ…電極カバー枠
４ａ…外枠４ｂ…中間枠
５…第１金属板５ａ…切欠部
６…第２金属板６ａ…切欠部６ｂ…切除部
７…段差スペース部
８…出力端子
９…出力リード
１０…保護素子
１１…係止溝
１２…係止折曲片
１４…コーナー突出部
１５…リブ
１６…電極窓
２１…ポリマー電池
２２…上下ケース
２３…枠体
２４…金属板
３１…連結片３１Ａ…係止フック
３２…連結凹部
３３…貫通孔
３４…突起[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a thin battery pack incorporating a laminated battery.
[0002]
[Prior art]
A polymer battery is manufactured by laminating an exterior film on both sides of an electrode and hermetically adhering the exterior films on both sides at the periphery of the electrode. The polymer battery having this structure has a feature that it can be made thinner and larger than a battery in which an electrode is inserted into a metal outer can. However, polymer batteries also have drawbacks due to the lack of metal outer cans. Since the strength of the exterior film is weaker than that of a metal can, the surface is easily damaged. In order to eliminate this problem, a battery pack in which a polymer battery is placed in an outer case has been developed (see Patent Document 1). The battery pack described in this publication has a polymer battery 21 housed in an upper and lower case 22 as shown in FIG. The upper and lower cases 22 connect the metal plate 24 to the frame body 23.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-111250
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
The battery pack having the above structure can protect both surfaces of the polymer battery 21 with the metal plates 24, but it is difficult to connect the metal plate 24 to the frame body 23 so that the metal plates 24 do not come off firmly. Since the polymer battery 21 is not a metal case but covers an electrode with an exterior film, the polymer battery 21 has an advantage that the whole can be thinned. However, depending on use conditions, the internal pressure may increase and the exterior film may swell. When the exterior film of the polymer battery 21 swells as shown by the chain line in FIG. 2, there is a problem that the metal plate 24 comes off inside the frame body 23 and comes off. In particular, when a plurality of polymer batteries are put in the frame and the outer shape of the frame is increased, the metal plate is increased and is likely to be deformed. If the width of the frame is increased in order to avoid this problem, the outer shape of the thin battery pack becomes larger. Further, even if the width of the frame is widened, if the metal plate is deformed by the polymer battery that swells and the bond with the frame is released, the frame is deformed and becomes more easily detached from the metal plate. In particular, the frame body made of plastic is formed to have a narrow width in order to make the outer shape of the thin battery pack as small as possible. This frame body is difficult to have sufficient strength, and when it is uncoupled from the metal plate, the frame body is more easily deformed and easily detached from the metal plate. If the width of the frame is increased in order to avoid this harmful effect, there is a drawback that the outer shape of the thin battery pack becomes larger. Thin battery packs are required to be as compact and large as possible. Therefore, it is very important to make the portion for accommodating the polymer battery as small as possible. Furthermore, since the thin battery pack of FIG. 2 inserts and bonds the metal plate 24 inside the frame 23, it is necessary to make the thickness of the frame 24 thicker than that of the polymer battery. Therefore, there is a drawback that the entire thin battery pack becomes thick.
[0005]
The present invention has been developed for the purpose of solving such drawbacks. An important object of the present invention is to provide a thin battery pack that can be securely connected so that the metal plate does not come off the frame body even when the laminated battery swells while being thin and thin as a whole.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The thin battery pack of the present invention includes a plurality of laminated batteries 1, a first metal plate 5, a second metal plate 6, and a frame body 4. The laminated battery 1 has an electrode sandwiched between the first exterior film 1A and the second exterior film 1B, wraps the first exterior film 1A and the second exterior film 1B on the outer periphery of the electrode, and bonds the wrap portion 1a. The electrode is housed inside and the outer shape is rectangular. The first metal plate 5 is laminated on the first exterior film 1 A side of the laminated battery 1. The second metal plate 6 is laminated on the laminated battery 1 on the second exterior film 1B side. The frame body 4 is rectangular and is disposed along the outer peripheral edge of the laminated battery 1 to connect the outer peripheral edge portions of the first metal plate 5 and the second metal plate 6. The plurality of laminated batteries 1 are arranged on the same plane inside the frame body 4. In the rectangular frame 4, the middle of the rectangular outer frame 4 a is connected by the intermediate frame 4 b, and the intermediate frame 4 b is disposed between the laminated batteries 1. Further, the frame body 4 is provided with a locking groove 11 extending along the outer periphery on the opposing outer peripheral surface of the outer frame 4a. The first metal plate 5 and the second metal plate 6 are elastically deformable metal plates that are bent inward along the surface of the frame body 4, and the bent tip edge is further directed toward the locking groove 11. The locking bent piece 12 is bent inward. The locking bent piece 12 is provided on the opposite sides of the first metal plate 5 and the second metal plate 6. In this thin battery pack, the first metal plate 5 and the second metal plate 5 and the second metal plate 5 are inserted into the engagement groove 11 of the frame body 4 with the engagement bent pieces 12 provided on opposite sides of the first metal plate 5 and the second metal plate 6. The metal plate 6 is connected to the frame body 4, and the laminated battery 1 is housed in a case formed by the first metal plate 5, the second metal plate 6 and the frame body 4.
[0007]
In the thin battery pack, either or both of the first metal plate 5 and the second metal plate 6 are connected to the intermediate frame 4b, and the metal plate can be reliably connected to the frame body 4. Further, the thin battery pack has the laminated battery 1 provided with the output lead 9 in the wrap portion 1a arranged in the frame 4 in parallel so that the wrap portion 1a provided with the output lead 9 is oriented in the same direction. The terminal board 2 including the output terminals 8 can be arranged on the side where the output leads 9 are provided.
[0008]
Further, in the thin battery pack, the electrode window 16 can be arranged in a stepped manner with the electrode cover frame 4A opening the electrode window 16 that exposes the output terminal 8 to the outside as one side of the rectangle.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the embodiment described below exemplifies a thin battery pack for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify the thin battery pack as follows.
[0010]
Further, in this specification, in order to facilitate understanding of the scope of claims, the numbers corresponding to the members shown in the examples are referred to as “the scope of claims” and “the means for solving the problems”. It is added to the member shown by. However, the members shown in the claims are not limited to the members in the embodiments.
[0011]
The thin battery pack shown in FIGS. 3 to 9 is laminated on a plurality of laminated batteries 1, a first metal plate 5 laminated on the first exterior film 1A side of the laminate battery 1, and a second exterior film 1B side. And a rectangular frame 4 that is disposed along the outer periphery of the laminated battery 1 and connects the first metal plate 5 and the outer periphery of the second metal plate 6. ing. Further, in the illustrated thin battery pack, the laminated battery 1 in which the output lead 9 is provided in the wrap portion 1a is arranged in the frame body 4 in parallel so that the wrap portion 1a in which the output lead 9 is provided faces in the same direction. The terminal substrate 2 is disposed on the output lead 9 side of the plurality of laminated batteries 1, and the substrate holder 3 is disposed between the terminal substrate 2 and the first metal plate 5.
[0012]
The laminated battery 1 has an electrode sandwiched between the first exterior film 1A and the second exterior film 1B, wraps the first exterior film 1A and the second exterior film 1B on the outer periphery of the electrode, and bonds the wrap portion 1a. The electrode is built in. The illustrated laminate battery 1 is a polymer battery. However, the present invention does not specify a laminated battery as a polymer battery. As the laminated battery, all other batteries obtained by laminating electrodes with an exterior film can be used. The laminated battery 1 shown in the figure has a quadrangular shape, and is provided with a wrap portion 1a for an exterior film on both sides and one end, and the first exterior film 1A and the second exterior film 1B are bonded or welded by the wrap portion 1a. Are tightly coupled. In the illustrated laminate battery 1, one exterior film is folded at one side of a rectangular electrode, and a portion covering one surface of the electrode is defined as a first exterior film 1 A, and the other surface of the electrode is covered. The surface is the second exterior film 1B. In the laminated battery 1 having this structure, the exterior film is folded along one side of the quadrangular electrode, so that one side of the quadrangle does not have the wrap portion 1a, and the three sides of the quadrangle become the wrap portion 1a. Although not shown, the laminated battery may have a structure in which a wrap portion is provided on the outer periphery of four sides of a quadrangle. This laminated battery is manufactured by stacking two separated outer films on both sides of an electrode and bonding them with four side wraps around the electrode.
[0013]
In the laminated battery 1 shown in the figure, the first exterior film 1A has a planar shape. In order to make the first exterior film 1A into a planar shape, the second exterior film 1B is bent along the periphery of the electrode, and is bonded to the first exterior film 1A at the lap portion 1a. In the thin battery pack shown in the cross-sectional views of FIGS. 8 and 9, the protective element 10 is disposed in a space formed on the surface side of the lap portion 1 a of the laminated battery 1. However, as shown in the cross-sectional view of FIG. 10, the thin battery pack of the present invention can be a laminated battery 1 in which both the first exterior film 1A and the second exterior film 1B are bent along the electrodes. In this thin battery pack, the protective element 10 can be disposed in a space formed on one side of the wrap portion 1a.
[0014]
In the laminated battery 1 shown in the perspective view of FIG. 5 and the cross-sectional view of FIG. 6, the lap portions 1a located on both sides of the electrode are bent along the end face of the electrode. The laminated battery 1 is provided with a step space portion 7 on the surface by making the width of the lap portion 1a provided on both sides of the electrode narrower than the thickness of the battery. The frame body 4 with the step space portion 7 is formed integrally with the frame body 4 so that the rib 15 extending along the inner periphery of the frame body 4 protrudes inward so as to protrude into the step space portion 7. The rib 15 can be disposed in the step space portion 7 of the laminated battery 1. As shown in the figure, the laminated battery 1 in which the wrap portions 1a on both sides of the electrode are bent along the electrodes does not project the wrap portions 1a on both sides to both sides, so that the overall width can be reduced. Further, as shown in FIG. 5, the bent lap portions 1a on both sides act as reinforcing ribs that prevent the wrap portion 1a provided with the output lead 9 from bending, thereby reinforcing this portion.
[0015]
In the laminated battery 1, positive and negative output leads 9 are provided on a lap portion 1 a where the output terminal 8 is provided. Although not shown, the output lead 9 is airtightly sandwiched between the first exterior film and the second exterior film and pulled out. The output lead 9 is connected to the output terminal 8 of the thin battery pack through the protective element 10. The laminate battery 1 is inserted into a frame 4 that is a quadrangle having both sides open.
[0016]
The entire frame 4 is formed of plastic. The frame 4 is formed in a ladder shape by connecting the middle of the outer frame 4a formed into a quadrangle with an intermediate frame 4b. The intermediate frame 4 b is located between the adjacent laminated batteries 1. The intermediate frame 4b is located between the adjacent laminated batteries 1 and is disposed at a fixed position while insulating the adjacent laminated batteries 1. Laminated batteries are batteries with large tolerances. It is not made by putting an electrode in an outer can made by pressing and molding into a fixed shape like a battery containing an electrode in a metal case, but by connecting two outer films around the electrode It is because it manufactures. The frame can arrange a plurality of laminated batteries in parallel without providing an intermediate frame. However, if a plurality of laminated batteries having large tolerances are accommodated in this structure, it may be difficult to accurately arrange the laminated batteries at a fixed position of the frame. In addition, there is a possibility that there is a play between the laminated battery and the frame, or that the inner side of the frame cannot be supported by the laminated battery, and the strength is lowered in the assembled state as the battery. .
[0017]
The intermediate frame 4b is between the adjacent laminated batteries 1, and divides the inside of the outer frame 4a into independent frames into which the respective laminated batteries 1 can be fitted independently. The frame 4 is formed so that the inner shape of the independent frame can be inserted into the laminated battery 1. Further, the frame body 4 can securely fix the laminated battery 1 to the frame body 4 by forming the inner surface shape of the independent frame into an uneven shape into which the laminated battery 1 can be inserted. The thin battery pack of FIG. 4 includes three laminated batteries 1. In the frame body 4, two rows of intermediate frames 4b are fixed to the outer frame 4a, and the inside of the outer frame 4a is partitioned into three independent frames. The laminated battery 1 is fitted into three independent frames, and the three laminated batteries 1 are attached to the frame 4. The frame body 4 provided with the intermediate frame 4b on the outer frame 4a has a ladder shape, and the laminated battery 1 is inserted into an independent frame surrounded by the outer frame 4a and the intermediate frame 4b. However, the thin battery pack of the present invention can fix two or four or more laminated batteries to the frame. In a thin battery pack, it is ideal that all laminated batteries are fitted into an independent frame. However, the thin battery pack of the present invention can be provided with a plurality of independent frames on the frame body, and a plurality of laminated batteries can be inserted into one independent frame. Further, a plurality of independent batteries can be inserted into a part of the independent frames, and a plurality of laminated batteries can be inserted into the other independent frames.
[0018]
In the thin battery pack of FIG. 4, three laminated batteries 1 are arranged in the frame 4 in parallel in the same direction in parallel. In this figure, the laminated battery 1 is fitted into an independent frame so that the lap portion 1a provided with the output lead 9 is directed to the upper right. A terminal substrate 2 to which the output terminal 8 is connected is disposed in the wrap portion 1a where the output lead 9 is provided.
[0019]
The frame 4 is formed to have a thickness that is the same as or substantially the same as the surface of the laminated battery 1 to be inserted or lower than the surface of the laminated battery 1 so that the thin battery pack is not thickened by providing this. The
[0020]
Furthermore, the frame 4 is provided with a locking groove 11 extending along the outer periphery on the opposing outer peripheral surface of the rectangular outer frame 4a. The locking groove 11 has a width that allows the locking bent piece 12 provided at the leading edge of the first metal plate 5 and the second metal plate 6 to be inserted. In the illustrated frame 4, both the first metal plate 5 and the second metal plate 6 are placed in one row of locking grooves 11. In this structure, since the first metal plate 5 and the second metal plate 6 are put in one row of the locking grooves 11, the shape of the frame body 4 can be simplified. However, although not shown, the thin battery pack of the present invention can also be provided with two rows of locking grooves in parallel so that the first metal plate and the second metal plate can be inserted separately.
[0021]
The thin battery pack shown in the figure has a structure in which the frame 4 is exposed at the corner. Therefore, the frame body 4 is provided with corner protrusions 14 at the corners of the outer frame 4 a, and the surfaces of the corner protrusions 14 are substantially flush with the surfaces of the first metal plate 5 and the second metal plate 6. The frame body 4 is provided with a locking groove 11 in a portion other than the corner protrusion 14, and the locking bent pieces 12 of the first metal plate 5 and the second metal plate 6 are inserted into the locking groove 11 and connected. ing.
[0022]
Further, in order to make the frame 4 as narrow as possible and to have a strong structure, as shown in the cross-sectional view of FIG. 6, ribs 15 are integrally formed of plastic on the outer frame 4a and the intermediate frame 4b. Provided. The rib 15 extends along the inner periphery of the frame body 4 and is provided so as to protrude from the step space portion 7 of the laminated battery 1. The rib 15 reinforces the outer frame 4a and the intermediate frame 4b to improve the bending strength. Further, since the rib 15 is provided so as to protrude from the step space portion 7 of the laminated battery 1, the frame body 4 is reinforced by the rib 15 by effectively using the step space portion 7. For this reason, the outer frame 4a and the intermediate frame 4b can be reinforced without enlarging the outer frame 4a of the frame 4, that is, the outer shape of the thin battery pack. Since the laminate battery 1 shown in the figure has stepped space portions 7 on both sides of the electrode, ribs 15 can be provided on the outer frame 4a and the intermediate frame 4b disposed on both sides of the electrode.
[0023]
In the frame body 4 in the figure, the electrode cover frame 4A that opens the electrode window 16 that exposes the output terminal 8 to the outside is used as one side of the outer frame 4a that is a rectangle. The electrode cover frame 4A is wider than the other parts and opens the electrode window 16. The thin battery pack of FIGS. 3 and 4 has an electrode window 16 opened side by side in the electrode cover frame 4A. In the thin battery pack of FIG. 11, the electrode windows 16 are arranged stepwise at the end of the electrode cover frame 4 A. The electrode window 16 is disposed at one end of the electrode cover frame 4A and is opened as a shape extending in the longitudinal direction of the electrode cover frame 4A. In the thin battery pack in which the electrode windows 16 are provided stepwise, the distance between the output terminals 8 arranged inside the electrode windows 16 can be increased to increase the insulation distance. In this thin battery pack, as shown in FIG. 12, an output terminal 8 is fixed to one end of a terminal board 2 disposed in a lap portion 1a having an output lead 9, and the output terminal 8 is externally connected from an electrode window 16. Make it appear.
[0024]
Furthermore, the thin battery pack of FIG. 13 is provided with an electrode cover frame 4A on the short side of a rectangular outer frame 4a. In this thin battery pack, the right side of the outer frame 4a in the figure is the electrode cover frame 4A, and an electrode window 16 is opened here. In this thin battery pack, as shown in FIG. 14, the terminal board 2 is L-shaped, and the output terminal 8 is disposed inside the electrode window 16 of the electrode cover frame 4A.
[0025]
The electrode cover frame 4A has an L-shaped cross section and houses the terminal substrate 2 and the substrate holder 3 therein. As shown in FIGS. 7 to 9, in the thin battery pack including the frame body 4, the terminal substrate 2 and the substrate holder 3 are disposed between the electrode cover frame 4 A of the frame body 4 and the first metal plate 5. To do. Since the thin battery pack of FIGS. 4 and 13 has two output terminals 8, two electrode windows 16 are opened in the electrode cover frame 4A, and the thin battery pack of FIG. 11 has three output terminals 8. Therefore, three electrode windows 16 are opened in the electrode cover frame 4A.
[0026]
The first metal plate 5 is laminated on the first exterior film 1A side of the laminate battery 1 to protect the surface of the laminate battery 1, and the second metal plate 6 is laminated on the surface of the second exterior film 1B and laminated. The back surface of the battery 1 is protected. The first metal plate 5 and the second metal plate 6 are metal plates that can be elastically deformed. The first metal plate 5 and the second metal plate 6 are SUS304 stainless steel plates having a thickness of 0.1 mm. This metal plate is thin and extremely strong. However, the metal plate can be made thinner or thicker. For example, the thickness can be 0.05 to 0.3 mm. The metal plate can be made of iron, iron alloy, aluminum, aluminum alloy or the like instead of stainless steel.
[0027]
The first metal plate 5 and the second metal plate 6 are bent inwardly along the surface of the outer frame 4 a so as to cover the surface of the frame body 4, and further, the bent leading edge is engaged with the locking groove 11. The inside is bent inward to form a locking bent piece 12. The first metal plate 5 and the second metal plate 6 are provided with locking bent pieces 12 on opposite sides. The thin battery pack shown in the figure is provided with locking bent pieces 12 on all sides of the first metal plate 5 and the second metal plate 6, that is, on the four sides. In this thin battery pack, the entire first metal plate 5 and second metal plate 6 can be connected to the frame body 4 in an ideal state so as not to come off firmly. However, although the thin battery pack of the present invention is not shown, it is also possible to provide locking bent pieces on two opposing sides of the first metal plate and the second metal plate and connect them to the frame.
[0028]
The thin battery pack shown in the figure has corner protrusions 14 at the corners of the frame 4 so that the plastic frame 4 is exposed at the corners, so the first metal plate 5 and the second metal plate 6 is provided with notches 5a and 6a into which the corner protrusions 14 are inserted. The corner protrusions 14 are inserted into the notches 5a and 6a, and the corner protrusions 14 of the frame body 4, the first metal plate 5 and the second metal plate 6 are flush with each other.
[0029]
Further, the thin battery pack shown in the figure is provided with a cut-out portion 6b on the second metal plate 6 for exposing the output terminal 8 to the outside. The 2nd metal plate 6 shown in FIG. 3 makes the cut part 6b the through-hole, and has provided the latching bending piece 12 also at the front-end edge of the cut part 6b. The locking bent piece 12 provided at the tip of the cut portion 6 b is connected to the locking groove 11 of the frame body 4 to connect the second metal plate 6 to the frame body 4. That is, the second metal plate 6 and the first metal plate 5 shown in the figure are provided with the locking bent pieces 12 on all outer peripheral edges except the portion where the corner protrusions 14 of the frame body 4 are fitted, and this locking The bent piece 12 is connected to the frame 4. The second metal plate 6 has a feature that it can be firmly connected to the frame 4. However, the 2nd metal plate can also provide a latching bending piece in the both sides by making a cutting part into a notch recessed part. The locking bent pieces provided on both sides of the cut-out portion that is the cutout recess are connected to the locking groove of the frame body, and the second metal plate is connected to the frame body. Further, although not shown, the thin battery pack is provided with an electrode exposing portion provided with an electrode window for exposing the output terminal to the outside on the electrode cover frame of the frame body, and the second metal plate has an electrode exposing portion. It is also possible to provide an excision part having a shape capable of inserting the part. The electrode exposed portion can be sized to include the openings of all the electrode windows so that the plurality of electrode windows are exposed to the outside. In this thin battery pack, the surface of the electrode exposed portion can be made flush with the surface of the second metal plate to make the surface smooth.
[0030]
Since the first metal plate 5 and the second metal plate 6 are metal plates that can be elastically deformed, the metal plate can be elastically deformed so that the locking bent piece 12 can be inserted into the locking groove 11. The 1st metal plate 5 and the 2nd metal plate 6 hold | maintain the state which puts the latching bending piece 12 in the latching groove | channel 11 with the restoring force which elastically deforms. As shown in FIG. 15, the thin battery pack having this structure is deformed so that the laminated battery 1 accommodated is expanded, and the center of the first metal plate 5 and the second metal plate 6 is indicated by an arrow A. When pressed and deformed, the outer peripheral edges of the first metal plate 5 and the second metal plate 6 are pulled in the direction indicated by the arrow B. Since the force indicated by the arrow B is a direction for pulling the locking bent piece 12 into the locking groove 11, the force acting in this direction does not remove the locking bent piece 12 from the locking groove 11. On the other hand, a force that bites the locking bent piece 12 into the locking groove 11 acts, and the first metal plate 5 and the second metal plate 6 are more firmly connected to the frame body 4. In particular, since the frame 4 of the thin battery pack is very thin, the width of the portion where the first metal plate 5 and the second metal plate 6 are bent inward is extremely narrow, and the first metal plate 5 and the second metal Even if the plate 6 is pulled in the direction indicated by the arrow B, the bent portion is not deformed. Therefore, the thin battery pack in which the engagement bent piece 12 is inserted into the engagement groove 11 and the first metal plate 5 and the second metal plate 6 are connected to the frame body 4 is the first metal plate 5 and the second metal plate 6. By elastically deforming, the first metal plate 5 and the second metal plate 6 can be easily and quickly and efficiently connected to the frame body 4 for mass production at a low cost. There is an advantage that the plate 5 and the second metal plate 6 can be firmly fixed to the frame body 4 so as not to be detached.
[0031]
In the previous step of connecting the first metal plate 5 and the second metal plate 6 to the frame body 4, the terminal substrate 2 is connected to the output lead 9 of the laminated battery 1 via the protective element 10. The protection element 10 is a PTC, a breaker, a fuse, or the like. In the laminated battery 1 shown in FIGS. 8 and 9, since the wrap portion 1a is lower than the electrode storage portion 1b to form a concave portion, the protective element 10 is disposed using this space effectively. The terminal board 2 is an insulating board, and the output terminal 8 of the thin battery pack is fixed on the upper surface. The output terminal 8 is exposed to the outside from the electrode window 16 provided in the electrode cover frame 4 A of the frame body 4. The output terminal 8 is elastically pressed against a terminal of an electric device on which the thin battery pack is mounted. In order to hold the output terminal 8 firmly against the pressing force, the terminal substrate 2 provided with the output terminal 8 is supported by the first metal plate 5 with the substrate holder 3 disposed on the back surface. Furthermore, in order to make the output terminal 8 approach the same surface as the second exterior film 1B, the substrate holder 3 is disposed on the back surface.
[0032]
In addition to the output terminal 8, the terminal substrate 2 can be mounted with an electronic component that realizes a protective circuit for the laminated battery 1. This electronic component is fixed so as to protrude from the back surface of the terminal board 2. The electronic component on the back surface can be disposed here by providing a recess 3 C on the upper surface of the substrate holder 3. The protection circuit is a circuit that controls the charge / discharge current to prevent the laminate battery 1 from being overcharged or overdischarged, a circuit that detects the overcurrent and interrupts the current, and the current that is supplied when the laminated battery 1 reaches an abnormally high temperature. A circuit that shuts off. The terminal board 2 has a long and narrow shape that can be disposed on the electrode cover frame 4 A of the frame 4. The terminal board 2 of FIG. 4 is a rectangle that can be fitted into a recess provided inside the electrode cover frame 4A.
[0033]
The substrate holder 3 is entirely made of plastic. The substrate holder 3 is disposed between the back surface of the terminal substrate 2 and the first metal plate 5, and brings the output terminal 8 of the terminal substrate 2 close to the same surface as the surface of the second exterior film 1B. The substrate holder 3 shown in FIG. 7 is provided with a peripheral wall 3A and a convex portion 3B to increase the substantial thickness so that the output terminal 8 is positioned in the same plane as the second exterior film 1B. The convex portion 3B is provided at a position facing the output terminal 8 provided on the terminal substrate 2, and the peripheral wall 3A is provided along both ends and one side edge. As shown in FIG. 7, the convex portions 3B can be provided widely in the portion of the output terminal 8, or can be provided at a plurality of locations, although not shown. Since the concave portion 3C is formed between the convex portion 3B and the peripheral wall 3A, an electronic component and a protective element can be disposed in the concave portion 3C. The terminal board 2 on which the electronic component that realizes the protection circuit is mounted is disposed in the recess 3 C that is formed on the upper surface of the substrate holder 3. The substrate holder 3 is formed in an outer shape that can be fitted into a recess provided inside the electrode cover frame 4A. The illustrated substrate holder 3 is formed in a rectangular shape.
[0034]
The above thin battery pack is manufactured as follows.
(1) Connect the terminal board 2 to the laminate battery 1. At this time, the protection element 10 or the like is also connected if necessary. Laminated battery 1 can be connected to terminal board 2 via protective element 10 as shown in FIGS. 4 and 12, for example. A substrate holder 3 is disposed on the back surface of the terminal substrate 2.
(2) The laminated battery 1 is disposed inside the frame body 4 in an independent frame partitioned by the intermediate frame 4b, and the terminal substrate 2 and the substrate holder 3 are disposed in the recess provided inside the electrode cover frame 4A. Set up.
(3) Connect the first metal plate 5 and the second metal plate 6 to the frame 4. The first metal plate 5 and the second metal plate 6 are elastically deformed and the engagement bent piece 12 is inserted into the engagement groove 11 of the frame body 4 to be connected.
[0035]
When the first metal plate 5 and the second metal plate 6 in which the locking bent piece 12 is put in the locking groove 11 are pulled, the locking bent piece 12 bites into the locking groove 11. It does not come off the body 4. For this reason, the above thin battery pack can be connected to the frame body 4 without being bonded to the first metal plate 5 and the second metal plate 6. In addition, unlike the conventional thin battery pack, it is not necessary to attach a label or the like to the surface and connect the first metal plate and the second metal plate to the frame with the label. In this way, the thin battery pack that does not adhere and does not adhere to the label is connected to the frame 4 so that the first metal plate 5 and the second metal plate 6 are not detached while being mass-produced extremely efficiently and inexpensively. There is a feature that can be. However, the first metal plate 5 and the second metal plate 6 can be connected to the frame 4 without attaching a label, but the label is attached to connect the metal plate and the frame, and the metal plate and the frame Needless to say, they can be bonded together.
[0036]
Further, the thin battery pack of FIG. 16 connects the first metal plate 5 and the second metal plate 6 to the intermediate frame 4b. In the illustrated thin battery pack, a connecting piece 31 is provided on the first metal plate 5 and the second metal plate 6, and the connecting piece 31 is connected to the intermediate frame 4b. The thin battery pack shown in the figure has a connection piece 31 cut from a metal plate by cutting the metal plate into a U-shape or a U-shape, and the connection piece 31 is bent inward, toward the intermediate frame 4b. It is protruding. The connecting piece 31 is provided with a locking hook 31A bent into a V shape at the tip. The connecting piece 31 can be easily connected by being inserted into an undercut-shaped connecting recess 32 having a small opening provided in the intermediate frame 4b. This is because the locking hook 31 A is pressed against the inner surface of the coupling recess 32 of the intermediate frame 4 b by an elastic restoring force so as not to come off.
[0037]
Further, the thin battery pack of FIG. 17 is provided with a through hole 33 in a metal plate, and a protrusion 34 inserted into the through hole 33 is formed integrally with the intermediate frame 4b, and the protrusion 34 is inserted into the through hole 33. The metal plate is connected to the intermediate frame 4b. The frame 4 is manufactured by molding a thermoplastic plastic. As shown by the chain line in the figure, the protrusion 34 is deformed by being heated and pressed at the tip, and can be connected so as not to come out of the metal plate. Further, the thin battery pack can be fixed by adhering the metal plate and the intermediate frame with an adhesive or by adhering via a double-sided adhesive tape.
[0038]
The thin battery pack can connect both the first metal plate 5 and the second metal plate 6 to the intermediate frame 4b and firmly fix both the first metal plate 5 and the second metal plate 6 to the intermediate frame 4b. However, the thin battery pack may have a structure in which one of the first metal plate and the second metal plate is connected to the intermediate frame, or both the first metal plate and the second metal plate are not connected to the intermediate frame. .
[0039]
【The invention's effect】
The thin battery pack of the present invention has a feature that a plurality of laminated batteries are housed in a frame body, and the metal plate can be firmly connected so as not to be detached from the frame body even when the laminated battery swells while making the whole thin and thin. . The thin battery pack of the present invention includes a first metal plate in which a plurality of laminated batteries are arranged on the same plane inside a rectangular frame, and are laminated on the first exterior film side of the laminated battery, and a second The locking bent piece provided on the opposite side of the second metal plate laminated on the exterior film side is put in the locking groove provided along the outer periphery of the outer peripheral surface of the outer frame of the frame body to be the first. This is because the metal plate and the second metal plate are connected to the frame, and the laminated battery is housed in a case formed by the first metal plate, the second metal plate, and the frame.
[0040]
Furthermore, in the thin battery pack of the present invention, the intermediate frame is disposed between the laminated batteries in a rectangular frame having a shape in which the middle of the rectangular outer frame is connected by the intermediate frame. As described above, the structure in which the intermediate frame is connected to the middle of the outer frame has the advantage that the strength of the entire frame can be ensured by reinforcing the frame with the intermediate frame. In particular, it is possible to ideally reinforce a frame that increases the outer shape in order to incorporate a plurality of laminated batteries. Further, the structure in which the intermediate frame is disposed between the laminated batteries has a feature that a plurality of laminated batteries can be positioned inside the frame body while accurately positioning the intermediate frame. Laminated batteries are soft and have large dimensional tolerances. If a plurality of batteries are stored side by side in a frame, they will be displaced greatly or a gap will be created between them, making the strength unstable. Prone. In the thin battery pack of the present invention, since the intermediate frame is disposed between the laminated batteries, the plurality of laminated batteries can be securely fixed to the fixed position of the frame body by the intermediate frame.
[0041]
Further, the thin battery pack of the present invention has a feature that the frame body is manufactured with an insulating material, and the laminated battery arranged on both sides of the intermediate frame can be reliably insulated with the intermediate frame. Since the laminate battery is manufactured by insulatingly coating the periphery of the electrode with an exterior film, if the exterior film is torn, the electrodes are exposed, and there is a risk of shorting due to contact between the batteries. In the thin battery pack of the present invention, the laminated body is made of an insulating material such as plastic, so that adjacent laminated batteries can be placed in an insulated state by an intermediate frame provided in the middle. Can be used with heart.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view of a conventional thin battery pack.
2 is a cross-sectional view of the thin battery pack shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view of a thin battery pack according to an embodiment of the present invention.
4 is an exploded rear perspective view of the thin battery pack shown in FIG. 3;
5 is a perspective view of a laminated battery built in the thin battery pack shown in FIG.
6 is an exploded cross-sectional view of the thin battery pack shown in FIG.
7 is a cross-sectional view taken along line AA of the thin battery pack shown in FIG.
8 is a cross-sectional view of the thin battery pack shown in FIG. 3 taken along line BB.
9 is a cross-sectional view taken along line CC of the thin battery pack shown in FIG.
FIG. 10 is an enlarged sectional view of an end portion of a thin battery pack according to another embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a plan view of a frame of a thin battery pack according to another embodiment of the present invention.
12 is a plan view of a laminated battery and a terminal board arranged in the frame shown in FIG.
FIG. 13 is a plan view of a frame of a thin battery pack according to another embodiment of the present invention.
14 is a plan view of a laminated battery and a terminal board arranged in the frame shown in FIG.
15 is a cross-sectional view showing a state where the thin battery pack shown in FIG. 3 is swollen.
FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view showing an example of a connection structure between an intermediate frame of a frame and a metal plate
FIG. 17 is an enlarged cross-sectional view showing another example of the connection structure between the intermediate frame of the frame and the metal plate.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Laminated battery 1A ... 1st exterior film 1B ... 2nd exterior film
1a ... Lap part 1b ... Electrode storage part
2 ... Terminal board
3 ... Substrate holder 3A ... Peripheral wall 3B ... Projection
3C ... recess
4 ... Frame 4A ... Electrode cover frame
4a ... Outer frame 4b ... Intermediate frame
5 ... 1st metal plate 5a ... Notch
6 ... 2nd metal plate 6a ... Notch 6b ... Cut part
7 ... Step space
8 ... Output terminal
9 ... Output lead
10 ... Protective element
11 ... Locking groove
12 ... Folding piece
14 ... Corner protrusion
15 ... Ribs
16 ... electrode window
21 ... Polymer battery
22 ... Upper and lower cases
23 ... Frame
24 ... Metal plate
31 ... Connecting piece 31A ... Locking hook
32 ... Connection recess
33 ... Through hole
34 ... Protrusions

Claims

第１外装フィルム(1A)と第２外装フィルム(1B)の間に電極を挟んで、第１外装フィルム(1A)と第２外装フィルム(1B)を電極の外周でラップし、このラップ部(1a)を結合して内部に電極を収納して外形を四角形としている複数のラミネート電池(1)と、ラミネート電池(1)の第１外装フィルム(1A)側に積層している第１金属板(5)と、第２外装フィルム(1B)側に積層している第２金属板(6)と、ラミネート電池(1)の外周縁に沿って配設されて、第１金属板(5)と第２金属板(6)の外周縁部分を連結している四角形の枠体(4)を備えており、
複数のラミネート電池(1)は枠体(4)の内側に同一平面に配置しており、四角形の枠体(4)は、方形状の外枠(4a)の中間を中間枠(4b)で連結したものであって、中間枠(4b)をラミネート電池(1)の間に配設しており、さらに四角形の枠体(4)は、
外枠(4a)の対向する外周面に、外周に沿って伸びる係止溝(11)を設けており、第１金属板(5)と第２金属板(6)は弾性変形できる金属板で、枠体(4)の表面に沿って内側に折曲されると共に、折曲された先端縁をさらに係止溝(11)に向かって内側に折曲して係止折曲片(12)としており、この係止折曲片(12)は第１金属板(5)と第２金属板(6)の対向する辺に設けており、
第１金属板(5)と第２金属板(6)の対向辺に設けている係止折曲片(12)を枠体(4)の係止溝(11)に入れて第１金属板(5)と第２金属板(6)を枠体(4)に連結し、第１金属板(5)と第２金属板(6)と枠体(4)とで形成されるケース内にラミネート電池(1)を収納している薄型バッテリパック。The electrode is sandwiched between the first exterior film (1A) and the second exterior film (1B), and the first exterior film (1A) and the second exterior film (1B) are wrapped around the outer periphery of the electrode. 1a), a plurality of laminated batteries (1) having a rectangular outer shape with electrodes accommodated therein, and a first metal plate laminated on the first exterior film (1A) side of the laminated battery (1) (5), a second metal plate (6) laminated on the second exterior film (1B) side, and a first metal plate (5) disposed along the outer periphery of the laminated battery (1). And a rectangular frame (4) connecting the outer peripheral edge portions of the second metal plate (6),
The plurality of laminated batteries (1) are arranged on the same plane inside the frame (4), and the rectangular frame (4) is an intermediate frame (4b) between the rectangular outer frame (4a). The intermediate frame (4b) is disposed between the laminated batteries (1), and the rectangular frame (4)
The outer peripheral surface of the outer frame (4a) is provided with a locking groove (11) extending along the outer periphery, and the first metal plate (5) and the second metal plate (6) are elastically deformable metal plates. The bent piece (12) is bent inward along the surface of the frame (4), and the bent end edge is further bent inward toward the locking groove (11). The locking bent piece (12) is provided on opposite sides of the first metal plate (5) and the second metal plate (6).
The first metal plate is inserted into the locking groove (11) of the frame (4) with the locking bent piece (12) provided on the opposite side of the first metal plate (5) and the second metal plate (6). (5) and the second metal plate (6) are connected to the frame (4), and in the case formed by the first metal plate (5), the second metal plate (6) and the frame (4). A thin battery pack containing a laminated battery (1).

第１金属板(5)と第２金属板(6)のいずれか又は両方を中間枠(4b)に連結している請求項１に記載される薄型バッテリパック。The thin battery pack according to claim 1, wherein either or both of the first metal plate (5) and the second metal plate (6) are connected to the intermediate frame (4b).

ラップ部(1a)に出力リード(9)を設けているラミネート電池(1)を、出力リード(9)を設けているラップ部(1a)を同じ方向に向ける姿勢として平行に枠体(4)内に配置すると共に、出力リード(9)を設けている側に出力端子(8)を備える端子基板(2)を配置している請求項１に記載される薄型バッテリパック。Laminate battery (1) provided with output lead (9) on lap part (1a), frame body (4) in parallel with posture in which wrap part (1a) provided with output lead (9) is directed in the same direction The thin battery pack according to claim 1, wherein the terminal board (2) including the output terminal (8) is disposed on the side provided with the output lead (9).

枠体(4)が、出力端子(8)を外部に表出する電極窓(16)を開口している電極カバー枠(4A)を四角形のひとつの辺としており、電極窓(16)を階段状に配置している請求項１に記載される薄型バッテリパック。The frame body (4) has an electrode cover frame (4A) that opens an electrode window (16) that exposes the output terminal (8) to the outside as one side of a square, and the electrode window (16) is a staircase. The thin battery pack according to claim 1 arranged in a shape.