JP4380304B2

JP4380304B2 - 電池および組電池

Info

Publication number: JP4380304B2
Application number: JP2003391211A
Authority: JP
Inventors: 和紀藤田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2003-11-20
Filing date: 2003-11-20
Publication date: 2009-12-09
Anticipated expiration: 2023-11-20
Also published as: JP2005158303A

Description

この発明は、ラミネートフィルムからなる外装材に素電池を収容してなる電池および組電池に関する。

外装材としてラミネートフィルムを用いた角形電池は、鉄カン、アルミカンを使った電池よりも薄型化と軽量化とに優れるばかりではなく、フレキシビリティと高いエネルギー密度とをも有するため、近年特に注目されている。

以下、図１６および図１７を用いて、角形電池の作製工程について説明する。まず、図１６に示すように、負極端子リード１０３と正極端子リード１０４とを、ラミネートフィルムからなる外装材１０２に挟んで外部に引き出すようにして、外装材１０２に素電池１０１を収容する。次に、図１７に示すように、収容された素電池１０１の周囲を熱溶着して、素電池１０１を外装材１０２内に封入する。次に、電極端子リード１０３，１０４が引き出された熱溶着部１０５ｃに直交する熱溶着部１０５ａ，１０５ｂを立ち上げ、電極端子リード１０３，１０４を、制御回路が備えられた回路基板に接続する。そして、上述のように作製された電池を、パック内に収納する。

このような構成を有する電池では、パック内のスペース効率を出来る限り高めることが要求される。そこで、電極端子リード１０３，１０４が引き出される熱溶着部（テラス部）１０５ｃ上に回路基板を配置した後、電池をパック内に収納することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−２６８８０７号公報

ところが、上述の構成を有する電池を用いて、２並列３直列や３並列２直列などの組電池を構成した場合には、生産効率の低下を招いてしまう、という問題が生じる。すなわち、各電池の熱溶着部１０５ｃ上に回路基板を配置して電極端子リードを溶接し、この回路基板を別の回路基板に溶接しなければならないため、部品点数および溶接回数が増加してしまう。

したがって、この発明の目的は、パック内のスペースを効率よく利用することができ、且つ、部品点数を削減することができる電池および組電池を提供することにある。

上述した課題を解決するために、第１の発明は、各電極と導通した電極端子リードを有する素電池と、
素電池を封止する外装材と
を備え、
電極端子リードを外装材に挟んで外部に引き出すようにして素電池を封止し、電極端子リードが引き出された辺と直交する２辺に沿って外装材を折り曲げて素電池の両側に側壁を形成し、側壁のうち封止部の両側に位置する部分を内側に折り込んで折り込み部を形成し、
折り込み部の上面と外装材の電極を収納する部分の上面との間の距離が封止部上に配される、素電池を制御する制御回路を備えた回路基板の厚さ以上とされることを特徴とする電池である。

第２の発明は、電極端子リードを外装材に挟んで外部に引き出すようにして素電池を封止し、電極端子リードが引き出された辺と直交する２辺に沿って外装材を折り曲げて素電池の両側に側壁を形成し、側壁のうち封止部の両側に位置する部分を内側に折り込んで折り込み部を形成し、折り込み部の上面と外装材の電極を収納する部分の上面との間の距離が封止部上に配される、素電池を制御する制御回路を備えた回路基板の厚さ以上とされてなる電池を複数個備え、
電池の複数個は、電極端子リードが引き出された封止部が一直線上に位置するように並べられ、並べられた複数の封止部をまたがって回路基板が配置されていることを特徴とする組電池である。
第３の発明は、電極端子リードを外装材に挟んで外部に引き出すようにして素電池を封止し、電極端子リードが引き出された辺と直交する２辺に沿って外装材を折り曲げて素電池の両側に側壁を形成し、側壁のうち封止部の両側に位置する部分を内側に折り込んで折り込み部を形成し、折り込み部の上面と外装材の電極を収納する部分の上面との間の距離が封止部上に配される、素電池を制御する制御回路を備えた回路基板の厚さ以上とされてなる電池を複数個備え、
電池の複数個は、電極端子リードが引き出された封止部が一直線上に位置するように並べられ、並べられた複数の封止部にそれぞれ回路基板が配置され、
複数の回路基板を接続するための他の回路基板が設けられることを特徴とする組電池である。

この発明によれば、電極端子リードを外装材に挟んで外部に引き出すようにして素電池を封止し、外装材を折り曲げて電極端子リードが引き出された封止部を挟む側壁を形成し、側壁のうち封止部の両側に位置する部分を内側に折り込むようにするため、電極端子リードが引き出された封止部が一方向に向かうようにして複数の電池を一列に並べた場合に、複数の電池の封止部をまたがるようにして１つの回路基板を配置することができる。

以上説明したように、電極端子リードが引き出された封止部が一方向に向かうようにして複数の電池を一列に並べた場合に、複数の電池の封止部をまたがるようにして１つの回路基板を配置することができる。これにより、スペースを効率よく利用することができ、且つ、部品点数を削減することができる。

以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の一実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。

図１は、この発明の一実施形態による電池の一例を示す斜視図である。この一実施形態による電池は、素電池をラミネートフィルムからなる外装材２に収容し、素電池の周囲を溶着することにより封止した構成を有する。素電池には、後述するように、電極端子リードとして負極端子リード３と正極端子リード４とが備えられ、これらの電極端子リード３，４は、外装材２に挟まれて外部へと引き出されている。また、素電池を封止した外装材２には、電極端子リード３，４が引き出された封止部１２ｃを挟む側壁１４ａ，１４ｂが形成されている。さらに、この側壁１４ａ，１４ｂのうち、電極端子リード３，４を引き出した封止部１２ｃの両側に位置する部分が内側に折り込まれている。なお、この電池は、例えば、リチウムポリマー電池などの非水電解質電池である。

図２は、素電池の一例を示す概略図である。この素電池１は、矩形状の形状を有する。この素電池１の一端面Ｓ₁には、負極と電気的に接続された負極端子リード３および、正極と電気的に接続される正極端子リード４が設けられている。

具体的には、負極端子リード３と正極端子リード４とはいずれも、一端が、渦巻き型の素電池１の最内周位置に取り付けられ、他端が、素電池１の中心部から外部へ向けて引き出された形になっている。負極端子リード３と正極端子リード４とは、いわゆるクランク状を有する。具体的には、負極端子リード３と正極端子リード４とは、素電池１の中心部から引き出された直後に素電池１の一端面Ｓ₁に沿うように屈曲された屈曲部と、素電池１の一主面Ｓ₂とほぼ同一面内となるように屈曲された引き出し部とを有する。

負極端子リード３の材料としては、銅、ニッケル、またはこれらの合金などを用いることができる。また、正極端子リード４の材料としては、高電位で溶解しない材料が用いられ、例えばアルミニウム、チタン、またはこれらの合金などを用いることができる。

図３は、素電池１の一構成例を示す断面図である。図３に示すように、この素電池１は、主として、互いに対向された正極２０および負極３０と、正極２０および負極３０の間に設けられたセパレータ４１と、正極２０およびセパレータ４１との間に設けられた電解質４２と、負極３０およびセパレータ４１との間に設けられた電解質４２とから構成される。この素電池１は、例えば、非水電解質電池であり、具体的に例えば、固体電解質電池、ゲル状電解質電池または液系電解質電池である。

正極２０は、帯状の形状を有する正極集電体２１と、この正極集電体２１の両面に形成された正極活物質層２２とを備える。この正極活物質層２２は、例えば、正極活物質と結着剤とからなる。正極活物質としては、例えば金属酸化物、金属硫化物または特定の高分子が用いられる。

負極３０は、帯状の形状を有する負極集電体３１と、この負極集電体３１の両面に形成された負極活物質層３２とを備える。負極活物質層３２は、負極活物質と結着剤とからなる。負極活物質層３２を構成する負極活物質としては、例えば、リチウムをドープ／脱ドープできる材料が用いられる。このような材料としては、例えば難黒鉛化炭素系材料や黒鉛系材料の炭素材料が挙げられる。

セパレータ４１は、細孔を有する薄膜であり、例えば帯状の形状を有する。このセパレータ４１を構成する材料としては、例えばポリプロプレン、ポリエチレン等が挙げられる。電解質４２としては、例えば高分子固体電解質またはゲル状電解質が挙げられる。

図４は、ラミネートフィルムからなる外装材２の一例を示す概略図である。外装材２は矩形状の形状を有し、その中央部には、外装材２を長手方向に向かって折り返すための折り返し部１５が備えられている。折り返す側の面Ａ₁には、素電池１を収容するための収容部１１が設けられている。一方、面Ａ₁を重ね合わす側の面Ａ₂は平面状の形状を有する。収容部１１は、上述の素電池１の厚さに応じた形状を有し、例えば深絞り成形により形成される。外装材２の長辺から収容部１１の側壁１１ａ，１１ｂまでの距離はそれぞれ、ｄ₁に選ばれる。外装材２の収容部１１が設けられた側の短辺から収容部１１の側壁１１ｃまでの距離はｄ₃に選ばれる。

外装材２の厚さは７０μｍ〜１５０μｍの範囲であることが好ましい。外装材２の厚さをこの範囲にすることにより、電池の体積エネルギー密度の低下を防ぐことができる。また、収容部１１の深さは、２．５ｍｍ〜８．５ｍｍの範囲であることが好ましい。深さが８．５ｍｍより大きいと、深絞り成形により収容部１１を形成することが困難になる。一方、深さが２．５ｍｍよりも小さいと、外装材２を熱溶着する際に素電池１がズレやすく、寸法不良を生じやすい。

また、外装材２には、外装材２の折り曲げを容易とするための罫線が、収容部１１の側壁１１ａ，１１ｂに沿うようにして設けられている。外装材２の長辺からこの罫線までの距離、すなわち、外装材２の長辺から収容部１１の側壁１１ａ，１１ｂまでの距離ｄ₁は、収容部１１の高さｄ₂以下に選ぶことが好ましい。

外装材２は、熱溶着樹脂層、金属層、表面保護層を順次積層した構成を有する。この熱溶着樹脂としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）が挙げられる。金属層の材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）が挙げられる。表面保護層の材料としては、例えばナイロン（Ｎｙ）が挙げられる。なお、熱溶着樹脂層側の面が、素電池１を収納する側の面となる。

図５は、外装材２の収容部１１に素電池１を収容し、封止してなる電池の一例を示す概略図である。図５に示すように、外装材２に収納された素電池１の周囲には、熱溶着樹脂層を貼り合わせてなるコの字状の熱溶着部（ヒートシール部）１２が設けられている。この熱溶着部１２は、外装材２の長辺側を熱溶着してなる熱溶着部１２ａ，１２ｂと、外装材２の短辺側を熱溶着してなる熱溶着部（テラス部）１２ｃとからなる。熱溶着部１２ｃにおいては、負極端子リード３と正極端子リード４とが外装材２に挟まれて引き出されている。なお、負極端子リード３および正極端子リード４の外装材２に挟まれる部分を、熱溶着シールド材により覆うことが好ましい。また、熱溶着部１２ａ，１２ｂ，１２ｃの幅は、外装材２への水分の侵入などを考慮して選ぶことが好ましい。

図６は、熱溶着部１２ａ，１２ｂを折り曲げた電池の一例を示す略線図である。図５で示している熱溶着部１２ａ，１２ｂを折り曲げることにより、図６の側壁１４ａ，１４ｂが形成される。すなわち、熱溶着部１２ａ，１２ｂが、収容部１１が設けられた側の面において立ち上げられて、側壁１４ａ，１４ｂが形成される。なお、この側壁１４ａ，１４ｂは、それぞれ、収容部１１の側壁１１ａ，１１ｂと略平行に保持されている。

図７は、側壁１４ａ，１４ｂのうち、熱溶着部１２ｃの両側に位置する部分を内側に折り込んだ電池の一例を示す概略図である。図８は、熱溶着部１２ｃの一例を示す拡大図である。電極端子リード３，４が引き出された熱溶着部１２ｃの両側には、折り込み部１３ａ，１３ｂが設けられている。この折り込み部１３ａ，１３ｂは、側壁１４ａ，１４ｂのうち、熱溶着部１２ｃの両側に位置する部分を内側に折り込むことにより形成される。すなわち、この折り込み部１３ａ，１３ｂは、電極端子リード３，４が引き出された側の一端において、側壁１４ａ，１４ｂを内側に折り込むことにより形成される。なお、収容部１１が形成された側とは反対側の一主面Ｓ₃には、印字が施されている。

電池に使われる回路基板の多くが厚さ１．５ｍｍ以上を有することを考慮すると、折り込み部１３ａ，１３ｂの折り込み深さｄ ₄は、１．５ｍｍ以上であることが好ましい。ここで、折り込み深さｄ₄は、収容部１１の上面から折り込み部１３ａ，１３ｂまでの距離を示す。熱溶着部１２ｃの幅ｄ₃は、２．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲であることが好ましい。熱溶着部１２ｃの幅ｄ₃は電池高さになるため、１０．０ｍｍよりも大きいと、体積エネルギー密度が大きく低下する。一方、２．０ｍｍ未満であると、熱溶着部から水分が侵入しやすくなるため、特性に影響を与えやすくなる。なお、この熱溶着部１２ｃ上には、後述するように回路基板が配置される。

図９は、この発明の一実施形態による組電池の一構成例を示す。図９に示すように、この組電池は、主として、熱溶着部１２ｃが一直線上に位置するように側壁１４ａ，１４ｂを合わせて一列に並べられた複数の電池と、複数の熱溶着部１２ｃにまたがって配置された回路基板５１と、この回路基板５１を接続する回路基板５２とから構成される。なお、この組電池に用いる電池は、上述の一実施形態による電池である。

複数の電池が、回路基板５２を挟んで、熱溶着部１２ｃを互いに対向させるようにして２列に並べられている。列を形成する複数の電池は、電極端子リード３，４を同一方向に向けるとともに、側壁１４ａ，１４ｂを互いに向かい合わせるようにして一列に並べられている。すなわち、複数の電池は、電極端子リード３，４が引き出される熱溶着部１２ｃが一直線上に位置するように並べられている。

回路基板５１は、一列に並べられた複数の熱溶着部１２ｃにまたがって配置される。回路基板５１は、複数の素電池１を接続するための複数の端子を有し、これらの端子に対してそれぞれ、負極端子リード３と正極端子リード４とが溶接される。具体的には、負極端子リード３と正極端子リード４とは、これらの端子リード３，４が引き出された外装材２の短辺に沿って折り返され、これらの折り返し部分が、ぞれぞれ、回路基板５１が有する端子に溶接される。溶接の方法としては、半田付け、抵抗溶接および超音波溶接などが挙げられるが、熱による熱溶着部１２ｃのダメージを考慮すると、抵抗溶接および超音波溶接などの熱影響の少ない方法を用いることが好ましい。また、回路基板５１は、接続回路５２に接続するための端子を有する。回路基板５２は、複数の回路基板５１を接続するための端子を有し、これらの端子に対して回路基板５１の端子が電気的に接続される。

回路基板５１は、例えば、電池を制御するための制御回路、より具体的には、バランス回路、保護回路および接続回路を有する。バランス回路は、各電池間の容量バランスを合わせる。保護回路は、回路基板５１の端子に接続された素電池１に対する過充電および過放電を防止する。また、接続回路は、回路基板５１の端子に接続された複数の素電池１を直列に接続する。

また、回路基板５２は、例えば、接続回路を有する。この接続回路は、複数の回路基板５１を並列に接続する。すなわち、それぞれの回路基板５１において直列に接続された複数の電池を並列に接続する。

この発明の一実施形態によれば以下の効果を得ることができる。
電極端子リード３，４を外装材２に挟んで外部に引き出すようにして素電池を封止し、外装材２を折り曲げて電極端子リード３，４が引き出された熱溶着部１２ｃを挟む側壁１４ａ，１４ｂを形成し、側壁１４ａ，１４ｂのうち熱溶着部１２ｃの両側に位置する部分を内側に折り込むようにするため、複数の熱溶着部１２ｃをまたがるようにして１つの回路基板５１を配置することができる。これにより、スペースを効率よく利用することができ、且つ、部品点数を削減することができる。すなわち、スペースを効率よく利用することができ、且つ、製造時間を短縮化することができる。また、溶接回数を減らし、電池パックの生産スピードを向上することができる。

以下、本発明を適用した具体的な実施例について説明する。
＜実施例１＞
〔帯状正極板２０の作製〕
まず、正極活物質としてＬｉＣｏＯ₂８５重量部、人造黒鉛粉末５重量部、カーボンブラック５重量部を充分混練した後、この混練した材料に、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶かしたポリ弗化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を固形分として５重量部となるように加え、インク状の正極スラリーとした。

次に、この正極スラリーを、幅４８０ｍｍ、厚さ２０μｍのアルミ箔(集電体)２１の両面にピッチ約５００ｍｍ、ピッチ間約３０ｍｍで間欠塗付した。なお、ピッチ間は、正極スラリーを塗付しない金属箔露出部分とした。そして、正極スラリーを乾燥した後、ローラープレス機により圧延した。圧延後、正極原板を幅６０ｍｍに裁断し、８条の長尺の電極リールとして巻き取った。これを真空乾燥処理した。

次に、この電極リールを巻きほどき、金属箔露出部分にアルミニウムの端子リード４（幅５ｍｍ、長さ７０ｍｍ、厚さ１００μｍ）を電極の端面から２５ｍｍ以上出るように超音波溶接した後、幅１９ｍｍのポリイミドテープ（絶縁材）を端子リード４の溶接された金属箔露出部の表裏面に貼り付けた。テープは電極端面から突き出した端子リード４に０．５〜２ｍｍかかるように貼り付けた。以上の工程は連続的に行われ、長尺の電極を再び巻き取った。

次に、イオン伝導性ポリマーとして、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）に溶かしたポリ弗化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を固形分として２０重量部となるように加え、これに８重量部となるようにリチウム塩を加え、これに７２重量部となるようにエチレンカーボネート（ＥＣ）と、プロピレンカーボネート（ＰＣ）を加え、保温しながら撹拌して混合溶液とした。

次に、この混合溶液を、ホットメルトアプリケーターを用いて前記正極電極材の両面に連続的に塗工した。塗工されたイオン導電性ポリマーの混合溶液を乾燥することにより、これを活物質内部の空隙に含浸させた。また、低沸点溶媒であるＤＭＣが蒸発してゴム状のゲルポリマー膜４２が形成された。

次に、このイオン導電性ポリマーを連続的に塗工した。そして、端子リード４付きの長尺の正極電極４を、再び巻き取った。

〔帯状負極板３０の作製〕
まず、負極活物質として粒子径５〜２５μｍの天然黒鉛９０重量部（層間距離３．３５Å）、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶かしたＰＶｄＦを固形分として１０重量部になるように加え、インク状の負極スラリーとした。

次に、この負極スラリーを、幅５２０ｍｍ、厚さ１５μｍの銅箔（集電体）の両面にピッチ約５５０ｍｍ、ピッチ間約３０ｍｍで間欠塗付した。なお、ピッチ間は、負極スラリーを塗付しない金属箔露出部分とした。そして、この負極スラリーを乾燥させた後、ローラープレス機により圧延した。圧延後、負極原板を幅６４ｍｍに裁断し、８条の長尺の電極リールとして巻き取った。これを真空乾燥処理した。

次に、この電極リールを巻きほどき、金属箔露出部分にニッケルの端子リード３（幅５ｍｍ、長さ７０ｍｍ、厚さ１００μｍ）を電極の端面から２５ｍｍ出るように超音波溶接した後、幅１９ｍｍのポリイミドテープ(絶縁材)を端子リード３の溶接された金属箔露出部の表裏面に貼り付けた。ポリイミドテープは電極端面から突き出した端子リードに０．５〜２ｍｍかかるように貼り付けた。以上の工程は連続的に行われ、長尺の電極を再び巻き取った。

イオン伝導性ポリマーとして、上述の正極電極に用いたのと同じ混合溶液を準備した。この混合溶液を、ホットメルトアプリケーターを用いて前記負極電極材の両面に塗工した。塗工されたイオン導電性ポリマーの混合溶液を乾燥することにより、これを活物質内部の空隙に含浸させた。また、低沸点溶媒であるＤＭＣが蒸発して、ゴム状のゲルポリマー膜４２が形成された。

次に、このイオン導電性ポリマーを連続的に塗工した。そして、イオン導電性ポリマーで覆われた端子リード３付きの長尺の負極電極を、再び巻き取った。

〔素電池１の作製〕
次に、上述のようにして作製した正極４と負極３とを、内周で正極端子リード４と負極端子リード３とが平行して並ぶようにセパレータ４１を介して楕円状に巻回し、素電池１を作製した。

〔素電池１の封止〕
次に、捲き廻された内側から出ている端子リード３，４を、素電池１の片側に寄せるように型押した後、この素電池１を、アルミラミネートフィルムからなる外装材２の収容部１１に収めた。なお、この収容部１１は、深絞り成形により、素電池１の外形に合うように予め成形したものである。

次に、折り返し部１５を起点として、アルミラミネートフィルムからなる外装材２を折り返し、素電池１を包み込むようにして収納した。そして、開いた３方の辺を各々、ヒートシール機および真空ヒートシール機を用いて溶着した。

次に、電極端子リード３，４が引き出された辺と直交する２辺に沿って熱溶着部１２ａ，１２ｂを折り曲げて、素電池の両側に側壁１４ａ，１４ｂを形成した。そして、側壁１４ａ，１４ｂのうち、電極端子リード３，４が引き出された熱溶着部１２ｃの両側に位置する部分を内側に折り込んだ。

〔組電池の作製〕
図１０に示すように、上述のようにして得られた電池を用いて、１並列３直列（１Ｐ３Ｓ）の組電池を作製した。ここで、回路基板５１は、保護回路などの機能と１Ｐ３Ｓ接続機能を有する回路である。

＜比較例１＞
側壁１４ａ，１４ｂのうち、熱溶着部１２ｃの両側に位置する部分を内側に折り込む工程を省略する以外はすべて実施例１と同様に行い、電池を作製した。そして、図１１に示すように、作製された電池の熱溶着部１２ｃ上に回路基板６１を載置した。その後、この回路基板６１を回路基板６２に接続した。ここで、回路基板６１は、保護回路などを有する回路である。また、回路基板６２は、電池を１Ｐ３Ｓで接続するための回路である。

＜実施例２＞
図１２に示すように、２並列３直列にする以外はすべて実施例１と同様に行い、組電池を作製した。ここでの回路基板５２は、２Ｐの接続機能を有する回路である。

＜比較例２＞
図１３に示すように、２並列３直列にする以外はすべて比較例１と同様に行い、組電池を作製した。ここでの回路基板６２は、２Ｐ３Ｓの接続機能を有する回路基板である。

＜実施例３＞
図１４に示すように、４並列４直列にする以外はすべて実施例１と同様に行い、組電池を作製した。ここでの回路基板５１は、保護回路などの機能と４Ｓ接続機能を有した回路である。また、回路基板５２は、４Ｐの接続機能を有する回路である。

＜比較例３＞
図１５に示すように、４並列４直列にする以外はすべて比較例１と同様に行い、組電池を作製した。ここでの回路基板６２は、４Ｐ４Ｓの接続機能を有する回路である。

＜評価結果＞
表１は、実施例１〜３および比較例１〜３の組電池の構成および評価結果を示す。なお、表１の接続形式欄において、「Ｐ」は、並列（Parallel）、「Ｓ」は、直列（Series）を示す。

表１から、熱溶着部１２ｃの両端に形成された側壁１４ａ，１４ｂを内側へ折り込むことによって、溶接回数および部品点数を削減でき、製造時間を短縮化できることが分かる。

また、比較例１〜３および実施例１〜３より以下のことが分かる。すなわち、電池を１並列３直列（１Ｐ３Ｓ）に接続する場合、比較例１では、３個の電池をそれぞれ３つの回路基板６１に接続し、これらの回路基板６１を１つの回路基板６２に接続しなければならないのに対して、実施例１では、３つの電池を１つの回路基板５１に接続するだけでよい。

また、電池を２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続する場合、比較例２では、６個の電池をそれぞれ６つの回路基板６１に接続し、これらの回路基板６１を１つの回路基板６２に接続しなければならないのに対して、実施例２では、２つの回路基板５１に対してそれぞれ３つの電池を接続し、これらの回路基板５１を１つの回路基板５２に接続するだけでよい。

また、電池を４並列４直列（４Ｐ４Ｓ）に接続する場合、比較例３では、１６個の電池をそれぞれ１６個の回路基板６１に接続し、これらの回路基板６１を１つの回路基板６２に接続しなければならないのに対して、実施例３では、４つの回路基板５１に対してそれぞれ４つの電池を接続し、これらの回路基板５１を１つの回路基板５２に接続するだけでよい。

以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の一実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。

例えば、上述の一実施形態において挙げた数値はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる数値を用いてもよい。

また、この発明の一実施形態による電池の接続形式は、上述の一実施形態で示した接続形式だけに限定されるものではない。また、電池のサイズおよび電解質なども、上述の一実施形態に限定されるものではない。

また、熱溶着部１２ａ，１２ｂの形状は、上述の一実施形態に示した例に限られるものでなく、熱溶着部１２ａ，１２ｂを１回以上折り畳んで、罫線を折り曲げの開始位置として折り曲げるようにしてもよい。これにより、熱溶着部１２ａ，１２ｂの幅ｄ₁が収容部１１の高さｄ₂よりも高い場合にも、電池の外径寸法を小さくすることができ、パックなどに電池を無理なく納めることができる。

また、上述の一実施形態では、熱溶着部１２ｃの両端に形成された側壁１４ａ，１４ｂの両方を内側に折り込む例について示したが、熱溶着部１２ｃの両端に形成された側壁１４ａ，１４ｂの一方のみを内側に折り込むようにしてもよい。なお、側壁１４ａ，１４ｂの一方のみを内側に折り込んだ電池を複数並べて使用する場合には、この電池を一列に並べられた電池の一端側および／または他端側に配置し、折り込まれていない側壁１４ａ，１４ｂが回路基板５１を配置する障害とならないようにすることが好ましい。

また、この発明は、一次電池および二次電池のいずれにも適用可能であることは言うまでもない。

この発明の一実施形態による電池の概略図である。この発明の一実施形態による電池に備えられた素電池の概略図である。この発明の一実施形態による電池に備えられた素電池の一構成例を示す断面図である。この発明の一実施形態による電池に備えられた外装材の概略図である。熱溶着部を折り曲げる前における電池の概略図である。熱溶着部を折り曲げた後における電池の概略図である。この発明の一実施形態による電池の概略図である。この発明の一実施形態による電池の熱溶着部の拡大図である。この発明の一実施形態による組電池の一構成例を示す略線図である。実施例１の組電池を示す略線図である。比較例１の組電池を示す略線図である。実施例２の組電池を示す略線図である。比較例２の組電池を示す略線図である。実施例３の組電池を示す略線図である。比較例３の組電池を示す略線図である。従来例の電池の分解斜視図である。従来例の電池の斜視図である。

符号の説明

１素電池
２外装材
３負極端子リード
４正極端子リード

Claims

各電極と導通した電極端子リードを有する素電池と、
上記素電池を封止する外装材と
を備え、
上記電極端子リードを上記外装材に挟んで外部に引き出すようにして上記素電池を封止し、上記電極端子リードが引き出された辺と直交する２辺に沿って上記外装材を折り曲げて上記素電池の両側に側壁を形成し、上記側壁のうち封止部の両側に位置する部分を内側に折り込んで折り込み部を形成し、
上記折り込み部の上面と上記外装材の電極を収納する部分の上面との間の距離が上記封止部上に配される、上記素電池を制御する制御回路を備えた回路基板の厚さ以上とされることを特徴とする電池。
上記外装材は、上記素電池を収容するための収容部を予め備えることを特徴とする請求項１記載の電池。
上記素電池は四角形状を有し、
上記電極端子リードが上記四角形状の一辺から引き出されていることを特徴とする請求項１記載の電池。
上記外装材は、上記素電池を収容する側の面に熱溶着樹脂層を有し、
上記封止部は、上記熱溶着樹脂層を熱溶着して上記外装材を貼り合わせてなる熱溶着部であることを特徴とする請求項１記載の電池。
上記素電池の厚さが２．５ｍｍ以上８．５ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１記載の電池。
上記封止部の幅が２．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項１記載の電池。
電極端子リードを外装材に挟んで外部に引き出すようにして素電池を封止し、上記電極端子リードが引き出された辺と直交する２辺に沿って上記外装材を折り曲げて上記素電池の両側に側壁を形成し、上記側壁のうち封止部の両側に位置する部分を内側に折り込んで折り込み部を形成し、上記折り込み部の上面と上記外装材の電極を収納する部分の上面との間の距離が上記封止部上に配される、上記素電池を制御する制御回路を備えた回路基板の厚さ以上とされてなる電池を複数個備え、
上記電池の複数個は、上記電極端子リードが引き出された上記封止部が一直線上に位置するように並べられ、並べられた複数の上記封止部をまたがって上記回路基板が配置されていることを特徴とする組電池。
電極端子リードを外装材に挟んで外部に引き出すようにして素電池を封止し、上記電極端子リードが引き出された辺と直交する２辺に沿って上記外装材を折り曲げて上記素電池の両側に側壁を形成し、上記側壁のうち封止部の両側に位置する部分を内側に折り込んで折り込み部を形成し、上記折り込み部の上面と上記外装材の電極を収納する部分の上面との間の距離が上記封止部上に配される、上記素電池を制御する制御回路を備えた回路基板の厚さ以上とされてなる電池を複数個備え、
上記電池の複数個は、上記電極端子リードが引き出された上記封止部が一直線上に位置するように並べられ、並べられた複数の上記封止部にそれぞれ上記回路基板が配置され、
複数の上記回路基板を接続するための他の回路基板が設けられることを特徴とする組電池。
上記外装材は、上記素電池を収容するための収容部を予め備えることを特徴とする請求項７または８記載の組電池。
上記素電池は四角形状を有し、
上記電極端子リードが上記四角形状の一辺から引き出されていることを特徴とする請求項７または８記載の組電池。
上記外装材は、上記素電池を収容する側の面に熱溶着樹脂層を有し、
上記外装材は、上記熱溶着樹脂層を熱溶着して上記外装材を貼り合わせてなる熱溶着部であることを特徴とする請求項７または８記載の組電池。
上記素電池の厚さが２．５ｍｍ以上８．５ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項７または８記載の組電池。
上記封止部の幅が２．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下の範囲であることを特徴とする請求項７または８記載の組電池。