JP4259926B2 - Thin battery pack - Google Patents
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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
[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
[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
[0007]
In the thin battery pack, either or both of the
[0008]
Further, in the thin battery pack, the
[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
[0012]
The
[0013]
In the
[0014]
In the
[0015]
In the
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
In the thin battery pack of FIG. 4, three
[0019]
The
[0020]
Furthermore, the
[0021]
The thin battery pack shown in the figure has a structure in which the
[0022]
Further, in order to make the
[0023]
In the
[0024]
Furthermore, the thin battery pack of FIG. 13 is provided with an
[0025]
The
[0026]
The
[0027]
The
[0028]
The thin battery pack shown in the figure has
[0029]
Further, the thin battery pack shown in the figure is provided with a cut-out
[0030]
Since the
[0031]
In the previous step of connecting the
[0032]
In addition to the
[0033]
The
[0034]
The above thin battery pack is manufactured as follows.
(1) Connect the
(2) The
(3) Connect the
[0035]
When the
[0036]
Further, the thin battery pack of FIG. 16 connects the
[0037]
Further, the thin battery pack of FIG. 17 is provided with a through
[0038]
The thin battery pack can connect both the
[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
1a ...
2 ... Terminal board
3 ...
3C ... recess
4 ...
4a ...
5 ...
6 ...
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 (4)
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).
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