JP2004152603A - Battery pack - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To thin to an utmost the thickness of the whole of a battery pack without changing the thickness of a thin battery. <P>SOLUTION: The battery pack is formed by mounting the thin battery 2 thinner than the width of the battery on an outer case 1. The outer case 1 has openings 3 exposing the back and the front of the thin battery 2 to the outside, and formed in a square frame shape covering both sides and both ends of the thin battery 2. The thickness of the outer case 1 is made almost equal to the thickness of the thin battery 2, or the outer case 1 is made thinner than the thin battery 2. The surface of the thin battery 2 is covered with an insulating sheet 7. The edge of the insulating sheet 7 is arranged between the thin battery 2 and the outer case 1, and the edge of the insulating sheet 7 is interposed between the thin battery 2 and the outer case 1. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

Translated fromJapanese

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ケースに薄型電池を固定している電池パックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
薄型電池の電池パックは、種々の携帯用の電気機器に装着されて便利に使用される。とくに、携帯電話のように、全体を薄く設計する必要がある電気機器に最適な形状である。この形状の電池パックは、薄型電池を薄くしないかぎり、全体を薄くできないので、いかにして薄型電池を薄くできるかの研究がなされている。現在、極めて薄い薄型電池としてポリマー電池が開発されている。ポリマー電池は、アルミのラミネートフィルムを外装に使用するので全体を極めて薄くできる。さらに、外装缶に鉄やアルミニウムを使用するリチウムイオン二次電池の薄型電池も開発されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
現在開発されているポリマー電池やリチウムイオン二次電池等の薄型電池は、すでに相当に薄く設計されている。さらに、これらの薄型電池は、充電容量を減少させることなく、より薄くするための研究も行われている。また、薄型電池を内蔵するパック電池においても、全体を薄くするための設計が行われている。とくに、携帯用の電気機器のように、より薄くすることが要求される機器に装着される電池パックは、さらに薄く設計することが要求されている。このため、薄型電池の充電容量を減少させることなく、電池パックを薄く設計することは極めて重要であり、このことを実現できる電池パックが求められている。
【０００４】
本発明は、極めて簡単な構造で、薄型電池自体を薄くすることなく、電池パックを薄くすることを目的に開発されたもので、本発明の重要な目的は、薄型電池の厚さを変えることなく電池パック全体の厚さを極限まで薄くできる電池パックを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の電池パックは、外装ケース１に、電池の厚さが電池の幅よりも薄い薄型電池２を装着している。外装ケース１は、薄型電池２の表裏面を外部に表出させる開口部３を設けて、薄型電池２の両側面と両端面とをカバーする方形枠形に成形している。外装ケース１の厚さは薄型電池２の厚さにほぼ等しく、あるいは外装ケース１を薄型電池２よりも薄くしている。さらに、本発明の電池パックは、薄型電池２の表面を絶縁シート７で被覆している。この絶縁シート７は、縁部を薄型電池２と外装ケース１との間に配置して、絶縁シート７の縁部を薄型電池２と外装ケース１とで挟着している。
【０００６】
絶縁シート７は、薄型電池２のキャップ部２Ｂに配設して、絶縁シート７でもって薄型電池２のキャップ部２Ｂを絶縁することができる。
【０００７】
外装ケース１は、薄型電池２の両側面をカバーする側面ケース部１ａと、薄型電池２の両端面をカバーする端部ケース部１ｂとを備える構造とすることができる。側面ケース部１ａは、内面に保持溝４を設けて、この保持溝４に薄型電池２の両側面の中央突出部２Ａを入れて固定できる。また、外装ケース１の端部ケース部１ｂには、出力端子８の端子ホルダ５を配設することができる。
【０００８】
さらに、外装ケース１は、薄型電池２の表裏面に分割されてなる第１ケース１Ａ及び第２ケース１Ｂとで構成できる。この外装ケース１は、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂに、側面ケース部１ａと端部ケース部１ｂとを備える構造とし、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂの側面ケース部１ａと端部ケース部１ｂとを連結して薄型電池２を保持することができる。第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂは、溶着して連結できる。
【０００９】
出力端子８を配設している端部ケース部１ｂには、保護回路を内蔵する収納室１４を設けることができ、この収納室１４に保護回路を内蔵して外部から絶縁することができる。出力端子８を定位置に配置する端子ホルダ５に保護回路を内蔵することもできる。この端子ホルダ５は、外装ケース１の端部ケース部１ｂに内蔵できる。
【００１０】
薄型電池２は、表面を絶縁材６で被覆することができる。さらに、薄型電池２は、正負の電極に保護素子１２を連結でき、また、薄型電池２は、リチウムイオン二次電池やポリマー電池とすることができる。
【００１１】
【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電池パックを例示するものであって、本発明は電池パックを以下のものに特定しない。
【００１２】
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。
【００１３】
図１に示す電池パックは、外装ケース１と、この外装ケース１に装着している薄型電池２と、薄型電池２の表面を被覆する絶縁シート７とを備える。薄型電池２は、電池の厚さを電池の幅よりも薄くしている二次電池である。薄型電池２は、リチウムイオン二次電池、又はポリマー電池である。ポリマー電池はリチウムポリマー電池である。ただ、本発明は、薄型電池をリチウムイオン二次電池やポリマー電池に特定しない。薄型電池には、これ等の電池以外の電池、たとえばニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池とすることもできる。
【００１４】
外装ケース１は、絶縁材を成形して製作される。外装ケース１を成形する絶縁材は好ましくはプラスチックである。図の外装ケース１は、薄型電池２の表裏面を外部に表出させる開口部３を設けて、薄型電池２の両側面と両端面とをカバーする方形枠形に成形している。外装ケース１は、薄型電池２の両側面をカバーする側面ケース部１ａと、薄型電池２の両端面をカバーする端部ケース部１ｂとを備える。側面ケース部１ａは、図２の横断面図に示すように、保持溝４を内面に設けている。外装ケース１は、側面ケース部１ａの保持溝４に、薄型電池２の両側面の中央突出部２Ａを入れている。この構造の外装ケース１は、側面ケース部１ａで薄型電池２の両側を保持して、薄型電池２が図の矢印Ａ、Ｂで示すように、表裏方向に抜けるのを防止する。図２の断面図に示すように、中央に突出部のある薄型電池２は、突出部を保持溝４に入れることにより、側面ケース部１ａを薄型電池２の表裏面に突出させることなく、表裏方向にずれるの阻止できる。リチウムイオン二次電池やポリマー電池等の薄型電池は、両側面を所定の曲率半径で湾曲する形状としている。湾曲面である薄型電池２の両側面は、コーナー縁に沿って面取り部があって、中央に突出部がある。このため、面取り部に、保持溝４の両側壁を案内する構造として、側面ケース部１ａが薄型電池２の表裏に突出しないようにしながら、薄型電池２の表裏方向のずれを阻止できる。ただ、本発明の電池パックは、側面ケース部１ａに必ずしも保持溝４を設けることなく、薄型電池の両側面を側面ケース部の内面に接着剤で接着し、あるいは粘着剤で付着し、あるいはまた両面粘着テープで付着して固定することもできる。
【００１５】
外装ケース１は、図２と図３の断面図に示すように、側面ケース部１ａと端部ケース部１ｂの両方が薄型電池２の表裏面とほぼ同一面となるように、外装ケース１の厚さを薄型電池２の厚さにほぼ等しくしている。図の外装ケース１は、側面ケース部１ａと端部ケース部１ｂの一部を薄型電池２の表裏面と同一平面に成形している。薄型電池２の表裏にラベル等の絶縁シート７を接着する電池パックは、絶縁シート７の厚さに相当するだけ外装ケース１を薄型電池２よりも厚く成形して、薄型電池２と外装ケース１とを同じ厚さにできる。ただし、本発明の電池パックは、外装ケースを薄型電池よりも薄く成形することもでき、また、外装ケースが薄型電池の表面からわずかに突出する形状とすることもできる。外装ケースが薄型電池から突出している電池パックは、突出部を嵌入する凹部を電気機器の電池装着部に設けて電気機器に装着できる。したがって、本明細書において、外装ケースの厚さを薄型電池の厚さにほぼ等しくするとは、外装ケースが薄型電池の表面からわずかに突出する程度、たとえば、１ｍｍ以下に突出する程度に外装ケースが薄型電池より厚くなる状態を含むものとする。
【００１６】
図１と図３の電池パックは、外装ケース１の端部ケース部１ｂ内に、出力端子８の端子ホルダ５を配設している。図の電池パックは、薄型電池２の凸部電極１０側をカバーする端部ケース部１ｂに端子ホルダ５を内蔵させて、ここに出力端子８を配設している。凸部電極１０と反対側の端部ケース部１ｂは、薄型電池２の底面をカバーしている。端子ホルダ５は、絶縁材を成形して製作される。端子ホルダ５を成形する絶縁材は、好ましくはプラスチックである。端子ホルダ５は、その外形を、薄型電池２の凸部電極１０のある端面の外形にほぼ等しくし、あるいは端面の外形よりも多少は小さく成形して、薄型電池２を電池端面から見る状態で、端子ホルダ５が薄型電池２から外部に突出しない形状としている。この端子ホルダ５は、電池端面との対向面の反対側に一対の出力端子８を設けている。出力端子８は金属板で、出力端子８である金属板は、端子ホルダ５に固定され、あるいは端子ホルダ５と外装ケース１との間に挟着されて定位置に固定される。
【００１７】
端子ホルダ５は、外装ケース１の端部ケース部１ｂの内部に配設される。ここに配設される端子ホルダ５は、端部ケース部１ｂの内面と薄型電池２の電池端面とに間に挟着されて定位置に固定される。外装ケース１は、端部ケース部１ｂに電極窓１３を開口している。電極窓１３は、端子ホルダ５に固定している出力端子８を外装ケース１の外部に表出させる。したがって、電極窓１３は、端子ホルダ５を外装ケース１の内部の定位置に固定して、出力端子８を外部に表出できる位置に開口される。外装ケース１に内蔵される端子ホルダ５は、薄型電池２に押されて定位置に固定されて、出力端子８を正確に定位置に配置する。
【００１８】
電池パックは、一対の出力端子８を、保護素子１２を介して、薄型電池２の正負の電極に接続している。図４は、電池パックの回路図を示す。この電池パックは、正負の電極を、保護素子１２を介して一対の出力端子８に接続している。一方の電極はＰＴＣを介して出力端子８に接続され、他方の電極はヒューズを介して出力端子８に接続している。この回路図の電池パックは、正極側の出力端子８をヒューズを介して薄型電池２の正極に接続し、負極側の出力端子８をＰＴＣを介して薄型電池２の負極に接続している。この回路図とは反対にＰＴＣとヒューズを接続することもできる。また、両方の出力端子８をヒューズを介して薄型電池２の電極に接続し、あるいはＰＴＣを介して薄型電池２の電極に接続することもできる。薄型電池２の正負の両電極に保護素子１２を接続している電池パックは、出力端子８と薄型電池２の電極とを間違ってショートしても安全に使用できる。それは、薄型電池２の何れの電極が出力端子８に接続されても、保護素子１２が動作してショート電流を遮断するからである。電池パックは、外装缶と凸部電極１０の両方の表面を絶縁している。したがって、通常の使用状態においては、ショート電流が流れることはない。ただ、薄型電池２の外装缶の表面を被覆している絶縁シート７が破損され、あるいは外装ケース１の内部に金属線が挿入されて凸部電極１０に接触すると、ショート電流が流れることがある。たとえば、薄型電池２の外装缶と負極側の出力端子８とが金属で接続されるとき、外装缶の絶縁が不完全であると、ショート電流が流れる。また、外装ケース１と薄型電池２との間に金属線が挿入され、この金属線が正極側の出力端子８に接触するとショート電流が流れる。両出力端子８と正負の電極との間に保護素子１２を接続している電池パックは、ショート電流が流れると、これが動作してショート電流を遮断する。
【００１９】
保護素子１２は、図５の断面図に示すように、端子ホルダ５の内部に配置される。図の端子ホルダ５は、薄型電池２との対向面に保護素子１２の収納室１４を設けて、ここに保護素子１２を配置している。端子ホルダ５のない電池パックは、外装ケース１の端部ケース部１ｂに収納室１４を設けて、ここに保護素子１２を内蔵させる。
【００２０】
図の電池パックは、保護回路として保護素子１２を備える。ただ、電池パックは、保護回路として、電流を検出して過電流が流れると電流を遮断する回路、電池電圧を検出して電池の過充電や過放電を検出して電流を遮断する回路等を、端子ホルダ５や外装ケース１に内蔵することもできる。保護回路を内蔵させる外装ケース１は、これを収納する収納室１４を設けて、ここに保護回路を内蔵して外部から絶縁する。保護回路は、プリント基板に電子部品を実装して実現される。保護回路を内蔵する電池パックは、出力端子８を定位置に配置する端子ホルダ５に保護回路を内蔵させて、この端子ホルダ５を外装ケース１の端部ケース部１ｂに内蔵させることもできる。
【００２１】
図１〜図３の外装ケース１は、薄型電池２の表裏面に分割されてなる第１ケース１Ａ及び第２ケース１Ｂを備える。第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂは、互いに側壁１７を連結して薄型電池２に装着される。第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂは、それぞれが側面ケース部１ａと端部ケース部１ｂとを備える。第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂは、側面ケース部１ａの側壁１７を互いに連結し、また、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂの端部ケース部１ｂも側壁１７を連結している。第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂは、互いに側壁１７の対向面を超音波溶着して簡単かつ確実に連結される。超音波溶着される第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂは、熱可塑性のプラスチックで一体的に成形されている。超音波溶着される側壁１７の対向面は、図１の斜視図と図２の断面図に示すように、一方に縦溝を設け、他方には縦溝に入れられる凸条を設け、凸条を縦溝に入れる状態で超音波溶着して、より確実に離れないように溶着して連結される。ただし、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂは、対向面を接着して連結することもできる。
【００２２】
図の外装ケース１は、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂの側壁１７をほぼ同じ高さとしている。この外装ケース１は、第１ケース１Ａに薄型電池２を入れ、その後、第１ケース１Ａに第２ケース１Ｂの側壁１７を連結し、この状態で側壁１７を超音波溶着して連結できる。このようにして連結される外装ケース１は、側壁１７の対向面に設けている縦溝に凸条を入れることにより、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂの側壁１７を位置ずれしないように連結できる。このため、この状態で連結して両側壁１７を、正確な位置で連結できる。
【００２３】
互いに連結された第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂに収納された薄型電池２は、図２と図３の断面図に示すように、表面にラベル等の絶縁シート７を接着して被覆している。絶縁シート７は、図１に示すように、外装ケース１の開口部３の全面を塞ぐように薄型電池に接着されて、外装ケース１の外部に表出している薄型電池２の外装缶の全面を絶縁する。この構造により、表面を絶縁処理していない薄型電池の外装缶を絶縁できる。ただし、本発明の電池パックは、図６のクロスハッチングで示すように、外装缶の表面に絶縁材６を塗布して絶縁することもできる。この薄型電池２を内蔵する電池パックは、外装缶の表面を絶縁材６で絶縁し、さらに、外装缶が絶縁された薄型電池２の表面に絶縁シート７を接着して、二重に絶縁する。
【００２４】
さらに、薄型電池２に接着される絶縁シート７は、薄型電池２のキャップ部２Ｂに配設して電池端面を絶縁する部材に併用できる。薄型電池２のキャップ部２Ｂとは、薄型電池２の外装缶の開口部を閉塞している部分であって、凸部電極１０を有する側の電池端面及びその周辺部のことである。図３に示す電池パックは、薄型電池２の表面に接着された絶縁シート７の端縁をキャップ部２Ｂまでオーバーラップして配設している。すなわち、絶縁シート７は、外装缶の端縁から凸部電極１０の突出方向に突出する状態で配設している。このように、薄型電池２のキャップ部２Ｂまで延長して配設される絶縁シート７は、凸部電極１０や電池端面を有効に絶縁できる。
【００２５】
絶縁シート７は、プラスチックフィルムである。ただ、絶縁シートは絶縁材をシート状に加工した全てのものが使用できる。たとえば、プラスチックフィルムの表面を金属メッキしたもの、あるいは金属箔の表面をプラスチック等の絶縁被膜で被覆したものが使用できる。絶縁シート７は、接着面に粘着層を設けている。この絶縁シート７は、粘着層を介して接着剤を使用しないで薄型電池２の表面に接着できる。ただ、絶縁シート７は、接着剤を介して薄型電池２の表面に接着することもできる。また、接着面あるいは全体を熱可塑性のプラスチックフィルムとする絶縁シート７は、超音波溶着して、あるいは加熱して薄型電池２の表面に溶着して接着することもできる。
【００２６】
電池パックは、図１と図２に示すように２枚の絶縁シート７で薄型電池２の表面を被覆できる。また、１枚の絶縁シート７を薄型電池２にＵ曲して接着し、薄型電池２の両面を被覆することもできる。図７の断面図に示す電池パックは、１枚の絶縁シート７を薄型電池２の片側でＵ曲して薄型電池２の両面を被覆している。
【００２７】
絶縁シート７は、縁部を薄型電池２と外装ケース１との間に入れて、薄型電池２と外装ケース１とで挟着している。電池パックは、好ましくは絶縁シート７の全周縁を薄型電池２と外装ケース１との間に入れて挟着する。この電池パックは、絶縁シート７が縁部から剥離するのを理想的な状態で阻止できる。図１と図２の電池パックは、２枚の絶縁シート７の全周を薄型電池２と外装ケース１の間に挟着している。図７の電池パックは、１枚の絶縁シート７の全周を薄型電池２と外装ケース１の間に挟着している。
【００２８】
ただし、本発明の電池パックは、必ずしも絶縁シートの全周縁を薄型電池と外装ケースとの間に入れて挟着する必要はない。図８に示すように、絶縁シート７の一部の縁部を薄型電池２と外装ケース１の間に入れて挟着し、一部を外装ケース１の表面に接着して固定することもできる。絶縁シート７の縁部の一部を薄型電池２から外装ケース１の表面に接着している電池パックは、外装ケース１と薄型電池２とを絶縁シート７を介して一体的に連結できるので、これらの位置ずれを確実に防止できる特長がある。
【００２９】
さらに、第１ケース１Ａと第２ケース１Ｂを連結してなる外装ケース１は、薄型電池２の底面に位置する端部ケース部１ｂに、取出用ツメ１８を突出して設けている。図の電池パックは、取出用ツメ１８を第２ケース１Ｂに突出するように設けている。第２ケース１Ｂは、第１ケース１Ａに溶着等の方法でしっかりと連結されるので、取出用ツメ１８を設けている部分を充分な強度にできる。とくに、図３の断面図に示すように、絶縁シート７を薄型電池２と外装ケース１とで挟着して連結する構造は、外装ケース１を薄型電池２にしっかりと連結して、取出用ツメ１８のある外装ケース１と薄型電池２とをしっかりと連結できる特長がある。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の電池パックは、薄型電池を薄くすることなく、これを収納する電池パック全体の厚さを極限まで薄くできる特長がある。それは、本発明の電池パックが、薄型電池を収納する外装ケースに、薄型電池の表裏面を外部に表出させる開口部を設けて、薄型電池の両側面と両端面とをカバーする方形枠形に成形しているからである。この構造の電池パックは、従来のように薄型電池の表裏面を外装ケースで被覆しない構造であるから、外装ケースに薄型電池を収納しながら、電池パック全体の厚さを薄型電池と同じにすることも可能である。とくに、本発明の電池パックは、薄型電池の表面を絶縁シートで被覆すると共に、この絶縁シートの縁部を薄型電池と外装ケースとの間に配置して、薄型電池と外装ケースとで挟着している。したがって、薄型電池の表面を絶縁シートで絶縁できると共に、この絶縁シートが縁部から剥離するのを有効に防止できる特長がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例にかかる電池パックの分解斜視図
【図２】図１に示す電池パックの横断面図
【図３】図１に示す電池パックの縦断面図
【図４】図１に示す電池パックの回路図
【図５】薄型電池に端子ホルダを連結した状態を示す一部断面正面図
【図６】薄型電池の電池端面に絶縁リングを積層している状態を示す正面図
【図７】本発明の他の実施例にかかる電池パックの横断面図
【図８】本発明の他の実施例にかかる電池パックの横断面図
【符号の説明】
１…外装ケース １ａ…側面ケース部 １ｂ…端部ケース部
１Ａ…第１ケース １Ｂ…第２ケース
２…薄型電池 ２Ａ…中央突出部 ２Ｂ…キャップ部
３…開口部
４…保持溝
５…端子ホルダ
６…絶縁材
７…絶縁シート
８…出力端子
１０…凸部電極
１２…保護素子
１３…電極窓
１４…収納室
１７…側壁
１８…取出用ツメ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a battery pack having a thin battery fixed to a case.
[0002]
[Prior art]
A battery pack of a thin battery is mounted on various portable electric devices and used conveniently. In particular, it is an optimal shape for electrical equipment that needs to be designed thin overall, such as a mobile phone. A battery pack of this shape cannot be thinned as long as the thin battery is not thinned, and research has been conducted on how to make the thin battery thinner. At present, polymer batteries are being developed as extremely thin and thin batteries. Since the polymer battery uses an aluminum laminate film for the exterior, the whole can be extremely thin. Further, a thin type lithium ion secondary battery using iron or aluminum for the outer can has been developed.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Thin batteries such as polymer batteries and lithium ion secondary batteries that are currently being developed are already designed to be quite thin. Furthermore, research is being conducted to make these thin batteries thinner without reducing the charge capacity. Also, for a battery pack having a built-in thin battery, a design for reducing the overall thickness has been made. In particular, it is required that a battery pack to be mounted on a device that needs to be thinner, such as a portable electric device, be designed to be thinner. For this reason, it is extremely important to design the battery pack thin without reducing the charge capacity of the thin battery, and a battery pack that can realize this is required.
[0004]
The present invention has been developed for the purpose of reducing the thickness of a battery pack without reducing the thickness of the thin battery itself with an extremely simple structure.The important object of the present invention is to change the thickness of the thin battery. Another object of the present invention is to provide a battery pack that can reduce the thickness of the entire battery pack to the utmost.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
In the battery pack of the present invention, athin battery 2 whose thickness is smaller than the width of the battery is mounted on theouter case 1. Theouter case 1 is provided with anopening 3 for exposing the front and back surfaces of thethin battery 2 to the outside, and is formed in a rectangular frame shape that covers both side surfaces and both end surfaces of thethin battery 2. The thickness of theouter case 1 is substantially equal to the thickness of thethin battery 2, or theouter case 1 is thinner than thethin battery 2. Further, in the battery pack of the present invention, the surface of thethin battery 2 is covered with theinsulating sheet 7. The edge of the insulatingsheet 7 is disposed between thethin battery 2 and theouter case 1, and the edge of theinsulating sheet 7 is sandwiched between thethin battery 2 and theouter case 1.
[0006]
Theinsulating sheet 7 is disposed on the cap 2B of thethin battery 2 so that the cap 2B of thethin battery 2 can be insulated by theinsulating sheet 7.
[0007]
Theouter case 1 may have a structure including a side case portion 1a that covers both side surfaces of thethin battery 2 and an end case portion 1b that covers both end surfaces of thethin battery 2. The side case portion 1a is provided with aholding groove 4 on the inner surface, and thecenter groove 2A on both sides of thethin battery 2 can be inserted into theholding groove 4 and fixed. Further, aterminal holder 5 for theoutput terminal 8 can be provided in the end case portion 1b of theouter case 1.
[0008]
Further, theouter case 1 can be composed of a first case 1A and a second case 1B that are divided on the front and back surfaces of thethin battery 2. Theouter case 1 has a structure in which a first case 1A and a second case 1B are provided with a side case 1a and an end case 1b, and the side case 1a and the end of the first case 1A and the second case 1B. Thethin battery 2 can be held by connecting to the case portion 1b. The first case 1A and the second case 1B can be connected by welding.
[0009]
In the end case portion 1b in which theoutput terminal 8 is provided, astorage room 14 having a built-in protection circuit can be provided. The protection circuit can be built in thestorage room 14 to be insulated from the outside. A protection circuit can be built in theterminal holder 5 that arranges theoutput terminal 8 at a fixed position. Theterminal holder 5 can be built in the end case portion 1b of theouter case 1.
[0010]
The surface of thethin battery 2 can be covered with theinsulating material 6. Furthermore, thethin battery 2 can connect theprotection element 12 to the positive and negative electrodes, and thethin battery 2 can be a lithium ion secondary battery or a polymer battery.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. However, the following examples illustrate a battery pack for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention does not specify a battery pack as follows.
[0012]
Further, in this specification, in order to make it easy to understand the claims, the numbers corresponding to the members shown in the embodiments are referred to as “claims” and “means for solving the problems”. Are added to the members indicated by "." However, the members described in the claims are not limited to the members of the embodiments.
[0013]
The battery pack shown in FIG. 1 includes anouter case 1, athin battery 2 attached to theouter case 1, and aninsulating sheet 7 covering the surface of thethin battery 2. Thethin battery 2 is a secondary battery in which the thickness of the battery is smaller than the width of the battery. Thethin battery 2 is a lithium ion secondary battery or a polymer battery. The polymer battery is a lithium polymer battery. However, the present invention does not specify a thin battery as a lithium ion secondary battery or a polymer battery. The thin battery may be a battery other than these batteries, for example, a nickel-hydrogen battery or a nickel-cadmium battery.
[0014]
Theouter case 1 is manufactured by molding an insulating material. The insulating material for forming theouter case 1 is preferably plastic. Theexternal case 1 shown in the figure is provided with anopening 3 for exposing the front and back surfaces of thethin battery 2 to the outside, and is formed into a rectangular frame shape that covers both side surfaces and both end surfaces of thethin battery 2. Theouter case 1 includes a side case portion 1 a that covers both side surfaces of thethin battery 2, and an end case portion 1 b that covers both end surfaces of thethin battery 2. As shown in the cross-sectional view of FIG. 2, the side case portion 1a has a holdinggroove 4 provided on an inner surface thereof. Theouter case 1 hascentral protrusions 2A on both sides of thethin battery 2 in the holdinggrooves 4 of the side case 1a. Theouter case 1 of this structure holds both sides of thethin battery 2 with the side case portion 1a, and prevents thethin battery 2 from coming off in the front and back directions as shown by arrows A and B in the figure. As shown in the cross-sectional view of FIG. 2, thethin battery 2 having the protrusion at the center can be inserted into the holdinggroove 4 so that the side case 1 a does not protrude from the front and back of thethin battery 2. It can be prevented from shifting in the direction. Thin batteries such as lithium-ion secondary batteries and polymer batteries have both side surfaces curved with a predetermined radius of curvature. Both sides of thethin battery 2 which is a curved surface have a chamfer along a corner edge and a projection at the center. For this reason, as a structure for guiding the side walls of the holdinggroove 4 to the chamfered portion, it is possible to prevent thethin battery 2 from shifting in the front and back directions while preventing the side case portion 1a from projecting to the front and back of thethin battery 2. However, in the battery pack of the present invention, both sides of the thin battery are adhered to the inner surface of the side case portion with an adhesive or an adhesive, without necessarily providing the holdinggroove 4 in the side case portion 1a. It can be attached and fixed with double-sided adhesive tape.
[0015]
As shown in the cross-sectional views of FIGS. 2 and 3, theouter case 1 is formed so that both the side case 1 a and the end case 1 b are substantially flush with the front and back surfaces of thethin battery 2. The thickness is approximately equal to the thickness of thethin battery 2. In the illustratedouter case 1, a part of the side case part 1a and a part of the end case part 1b are formed on the same plane as the front and back surfaces of thethin battery 2. In a battery pack in which an insulatingsheet 7 such as a label is adhered to the front and back of thethin battery 2, theouter case 1 is formed thicker than thethin battery 2 by a thickness corresponding to the thickness of the insulatingsheet 7. And can have the same thickness. However, in the battery pack of the present invention, the outer case can be formed to be thinner than the thin battery, or the outer case can be formed to have a shape slightly protruding from the surface of the thin battery. A battery pack having an outer case protruding from a thin battery can be mounted on an electric device by providing a concave portion for fitting the protruding portion in a battery mounting portion of the electric device. Therefore, in the present specification, the thickness of the outer case is set to be substantially equal to the thickness of the thin battery when the outer case slightly protrudes from the surface of the thin battery, for example, so that the outer case protrudes to 1 mm or less. This shall include the state where the thickness is greater than that of the thin battery.
[0016]
In the battery packs of FIGS. 1 and 3, theterminal holder 5 of theoutput terminal 8 is provided in the end case 1 b of theouter case 1. In the battery pack shown in the figure, aterminal holder 5 is built in an end case portion 1b that covers theconvex electrode 10 side of thethin battery 2, and anoutput terminal 8 is provided here. The end case portion 1 b opposite to theconvex electrode 10 covers the bottom surface of thethin battery 2. Theterminal holder 5 is manufactured by molding an insulating material. The insulating material forming theterminal holder 5 is preferably plastic. Theterminal holder 5 is formed such that its outer shape is substantially equal to or slightly smaller than the outer shape of the end face of thethin battery 2 where the protrudingelectrode 10 is provided, and thethin battery 2 is viewed from the battery end face. Theterminal holder 5 does not protrude from thethin battery 2 to the outside. Thisterminal holder 5 is provided with a pair ofoutput terminals 8 on the opposite side of the surface facing the battery end surface. Theoutput terminal 8 is a metal plate, and the metal plate serving as theoutput terminal 8 is fixed to theterminal holder 5 or is fixed between theterminal holder 5 and theouter case 1 at a fixed position.
[0017]
Theterminal holder 5 is disposed inside the end case portion 1 b of theouter case 1. Theterminal holder 5 provided here is sandwiched between the inner surface of the end case portion 1b and the battery end surface of thethin battery 2 and is fixed at a fixed position. Theouter case 1 has anelectrode window 13 opened in the end case portion 1b. Theelectrode window 13 exposes theoutput terminal 8 fixed to theterminal holder 5 to the outside of theouter case 1. Therefore, theelectrode window 13 is opened at a position where theterminal holder 5 is fixed at a fixed position inside theouter case 1 and theoutput terminal 8 can be exposed to the outside. Theterminal holder 5 built in theouter case 1 is pressed by thethin battery 2 and fixed at a fixed position, and precisely arranges theoutput terminal 8 at the fixed position.
[0018]
In the battery pack, the pair ofoutput terminals 8 are connected to the positive and negative electrodes of thethin battery 2 via theprotection element 12. FIG. 4 shows a circuit diagram of the battery pack. In this battery pack, positive and negative electrodes are connected to a pair ofoutput terminals 8 via aprotection element 12. One electrode is connected to theoutput terminal 8 via the PTC, and the other electrode is connected to theoutput terminal 8 via the fuse. In the battery pack of this circuit diagram, thepositive output terminal 8 is connected to the positive electrode of thethin battery 2 via a fuse, and thenegative output terminal 8 is connected to the negative electrode of thethin battery 2 via a PTC. Contrary to this circuit diagram, a PTC and a fuse can be connected. Further, bothoutput terminals 8 can be connected to the electrodes of thethin battery 2 via a fuse, or can be connected to the electrodes of thethin battery 2 via a PTC. The battery pack in which theprotection element 12 is connected to both the positive and negative electrodes of thethin battery 2 can be used safely even if theoutput terminal 8 and the electrode of thethin battery 2 are short-circuited by mistake. This is because, regardless of which electrode of thethin battery 2 is connected to theoutput terminal 8, theprotection element 12 operates to cut off the short-circuit current. The battery pack insulates both surfaces of the outer can and theconvex electrode 10. Therefore, no short-circuit current flows in a normal use state. However, if the insulatingsheet 7 covering the surface of the outer can of thethin battery 2 is damaged or a metal wire is inserted into theouter case 1 and comes into contact with the protrudingelectrode 10, a short-circuit current may flow. . For example, when the outer case of thethin battery 2 is connected to theoutput terminal 8 on the negative electrode side with a metal, short-circuit current flows if insulation of the outer case is incomplete. Further, a metal wire is inserted between theouter case 1 and thethin battery 2, and when this metal wire contacts theoutput terminal 8 on the positive electrode side, a short-circuit current flows. When a short-circuit current flows, the battery pack in which theprotection element 12 is connected between the bothoutput terminals 8 and the positive and negative electrodes operates to cut off the short-circuit current.
[0019]
Theprotection element 12 is arranged inside theterminal holder 5 as shown in the cross-sectional view of FIG. In theterminal holder 5 shown in the figure, astorage chamber 14 for theprotection element 12 is provided on the surface facing thethin battery 2, and theprotection element 12 is arranged here. In the battery pack without theterminal holder 5, thestorage chamber 14 is provided in the end case portion 1b of theouter case 1, and theprotection element 12 is built therein.
[0020]
The illustrated battery pack includes aprotection element 12 as a protection circuit. However, the battery pack has a protection circuit that detects the current and shuts off the current when an overcurrent flows, a circuit that detects the battery voltage and detects the overcharge or overdischarge of the battery, and shuts off the current. , Theterminal holder 5 and theexterior case 1. Theouter case 1 in which the protection circuit is built is provided with astorage chamber 14 for housing the protection case, and the protection circuit is built therein to insulate it from the outside. The protection circuit is implemented by mounting electronic components on a printed circuit board. In a battery pack having a built-in protection circuit, the protection circuit may be built in theterminal holder 5 that arranges theoutput terminal 8 at a fixed position, and theterminal holder 5 may be built in the end case portion 1b of theouter case 1.
[0021]
Theouter case 1 shown in FIGS. 1 to 3 includes a first case 1A and a second case 1B which are divided on the front and back surfaces of athin battery 2. The first case 1A and the second case 1B are attached to thethin battery 2 by connecting theside walls 17 to each other. Each of the first case 1A and the second case 1B includes a side case 1a and an end case 1b. The first case 1A and the second case 1B connect theside wall 17 of the side case 1a to each other, and the end case 1b of the first case 1A and the second case 1B also connect theside wall 17. The first case 1A and the second case 1B are easily and reliably connected to each other by ultrasonically welding the opposing surfaces of theside walls 17 to each other. The first case 1A and the second case 1B to be ultrasonically welded are integrally formed of thermoplastic plastic. As shown in the perspective view of FIG. 1 and the cross-sectional view of FIG. 2, the opposed surface of theside wall 17 to be ultrasonically welded is provided with a vertical groove on one side and a convex line on the other side. Are ultrasonically welded in a state where they are put in the vertical grooves, and are welded and connected so as not to separate more reliably. However, the first case 1A and the second case 1B can be connected by bonding the opposing surfaces.
[0022]
In the illustratedexterior case 1, theside walls 17 of the first case 1A and the second case 1B have substantially the same height. In theouter case 1, thethin battery 2 is placed in the first case 1A, and then theside wall 17 of the second case 1B is connected to the first case 1A, and in this state, theside wall 17 can be connected by ultrasonic welding. Theouter case 1 connected in this manner is connected so that theside walls 17 of the first case 1A and the second case 1B are not displaced by forming a ridge in a vertical groove provided on the facing surface of theside wall 17. it can. Therefore, the twoside walls 17 can be connected at an accurate position by being connected in this state.
[0023]
Thethin battery 2 accommodated in the first case 1A and the second case 1B connected to each other is covered with an insulatingsheet 7 such as a label on the surface as shown in the sectional views of FIGS. I have. As shown in FIG. 1, the insulatingsheet 7 is adhered to the thin battery so as to cover the entire surface of theopening 3 of theouter case 1, and the entire surface of the outer can of thethin battery 2 exposed outside theouter case 1. Insulate. With this structure, the outer can of a thin battery whose surface is not subjected to insulation treatment can be insulated. However, the battery pack of the present invention can be insulated by applying an insulatingmaterial 6 to the surface of the outer can as shown by cross-hatching in FIG. In the battery pack containing thethin battery 2, the surface of the outer can is insulated with the insulatingmaterial 6, and furthermore, the insulatingsheet 7 is adhered to the surface of thethin battery 2 in which the outer can is insulated, to thereby provide double insulation. .
[0024]
Further, the insulatingsheet 7 bonded to thethin battery 2 can be used as a member disposed on the cap portion 2B of thethin battery 2 to insulate the battery end face. The cap portion 2B of thethin battery 2 is a portion that closes the opening of the outer can of thethin battery 2 and is a battery end surface on the side having theconvex electrode 10 and its peripheral portion. In the battery pack shown in FIG. 3, the edge of the insulatingsheet 7 adhered to the surface of thethin battery 2 is disposed so as to overlap with the cap portion 2B. That is, the insulatingsheet 7 is provided so as to protrude from the edge of the outer can in the direction in which the protrudingelectrode 10 protrudes. As described above, the insulatingsheet 7 provided so as to extend to the cap portion 2B of thethin battery 2 can effectively insulate theconvex electrode 10 and the battery end face.
[0025]
The insulatingsheet 7 is a plastic film. However, as the insulating sheet, any material obtained by processing an insulating material into a sheet shape can be used. For example, a plastic film whose surface is metal-plated, or a metal foil whose surface is covered with an insulating coating such as plastic can be used. The insulatingsheet 7 has an adhesive layer on the adhesive surface. This insulatingsheet 7 can be adhered to the surface of thethin battery 2 via the adhesive layer without using an adhesive. However, the insulatingsheet 7 can be bonded to the surface of thethin battery 2 via an adhesive. Also, the insulatingsheet 7 whose adhesive surface or the whole is made of a thermoplastic plastic film can be adhered by ultrasonic welding or by welding to the surface of thethin battery 2 by heating.
[0026]
The battery pack can cover the surface of thethin battery 2 with two insulatingsheets 7 as shown in FIGS. 1 and 2. In addition, one insulatingsheet 7 can be bent and adhered to thethin battery 2 to cover both surfaces of thethin battery 2. In the battery pack shown in the sectional view of FIG. 7, one insulatingsheet 7 is bent in one side of thethin battery 2 to cover both surfaces of thethin battery 2.
[0027]
The insulatingsheet 7 has an edge portion inserted between thethin battery 2 and theouter case 1 and is sandwiched between thethin battery 2 and theouter case 1. In the battery pack, preferably, the entire periphery of the insulatingsheet 7 is sandwiched between thethin battery 2 and theouter case 1. This battery pack can prevent the insulatingsheet 7 from peeling off from the edge in an ideal state. In the battery packs of FIGS. 1 and 2, the entire circumference of two insulatingsheets 7 is sandwiched between thethin battery 2 and theouter case 1. In the battery pack of FIG. 7, the entire circumference of one insulatingsheet 7 is sandwiched between thethin battery 2 and theouter case 1.
[0028]
However, in the battery pack of the present invention, it is not always necessary to insert the entire periphery of the insulating sheet between the thin battery and the outer case and to sandwich it. As shown in FIG. 8, a part of the edge of the insulatingsheet 7 can be inserted and sandwiched between thethin battery 2 and theouter case 1, and a part can be fixed to the surface of theouter case 1 by bonding. . In the battery pack in which a part of the edge of the insulatingsheet 7 is adhered from thethin battery 2 to the surface of theouter case 1, theouter case 1 and thethin battery 2 can be integrally connected via the insulatingsheet 7. There is a feature that these displacements can be reliably prevented.
[0029]
Further, theexterior case 1 formed by connecting the first case 1A and the second case 1B has anextraction claw 18 protrudingly provided on an end case portion 1b located on the bottom surface of thethin battery 2. The battery pack shown in the figure is provided with theextraction claw 18 protruding from the second case 1B. Since the second case 1B is firmly connected to the first case 1A by welding or the like, the portion provided with theextraction claw 18 can have sufficient strength. In particular, as shown in the cross-sectional view of FIG. 3, the structure in which the insulatingsheet 7 is sandwiched and connected between thethin battery 2 and theouter case 1 is such that theouter case 1 is firmly connected to thethin battery 2 and There is a feature that theouter case 1 having theclaws 18 and thethin battery 2 can be firmly connected.
[0030]
【The invention's effect】
The battery pack of the present invention has a feature that the thickness of the entire battery pack for housing the thin battery can be reduced to the utmost without reducing the thickness. That is, the battery pack of the present invention is provided with an opening for exposing the front and back surfaces of the thin battery to the outside in an outer case for accommodating the thin battery, and has a rectangular frame shape covering both side surfaces and both end surfaces of the thin battery. It is because it is molded. Since the battery pack of this structure has a structure in which the front and back surfaces of the thin battery are not covered with the outer case as in the related art, the thickness of the entire battery pack is made the same as that of the thin battery while storing the thin battery in the outer case. It is also possible. In particular, in the battery pack of the present invention, the surface of the thin battery is covered with an insulating sheet, and the edge of the insulating sheet is arranged between the thin battery and the outer case, and is sandwiched between the thin battery and the outer case. are doing. Accordingly, there is a feature that the surface of the thin battery can be insulated by the insulating sheet and the insulating sheet can be effectively prevented from peeling off from the edge.
[Brief description of the drawings]
1 is an exploded perspective view of a battery pack according to one embodiment of the present invention; FIG. 2 is a cross-sectional view of the battery pack shown in FIG. 1; FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the battery pack shown in FIG. FIG. 5 is a circuit diagram of the battery pack shown in FIG. 1. FIG. 5 is a partial cross-sectional front view showing a state where a terminal holder is connected to a thin battery. FIG. 6 is a front view showing a state where an insulating ring is laminated on a battery end face of the thin battery. FIG. 7 is a cross-sectional view of a battery pack according to another embodiment of the present invention. FIG. 8 is a cross-sectional view of a battery pack according to another embodiment of the present invention.
DESCRIPTION OFSYMBOLS 1 ... Outer case 1a ... Side case part 1b ... End case part 1A ... First case 1B ...Second case 2 ...Thin battery 2A ... Central protruding part 2B ...Cap part 3 ... Openingpart 4 ... Holdinggroove 5 ... Terminal holder DESCRIPTION OFSYMBOLS 6 ... Insulatingmaterial 7 ... Insulatingsheet 8 ...Output terminal 10 ...Convex electrode 12 ...Protective element 13 ...Electrode window 14 ...Storage chamber 17 ...Side wall 18 ... Removal tab

Claims (11)

Translated fromJapanese

外装ケース（１）に、電池の厚さが電池の幅よりも薄い薄型電池（２）を装着してなる電池パックにおいて、
外装ケース（１）に薄型電池（２）の表裏面を外部に表出させる開口部（３）を設けて、外装ケース（１）を薄型電池（２）の両側面と両端面とをカバーする方形枠形に成形しており、外装ケース（１）の厚さを薄型電池（２）の厚さにほぼ等しく、あるいは外装ケース（１）を薄型電池（２）よりも薄くしており、
さらに、薄型電池（２）の表面を絶縁シート（７）で被覆すると共に、この絶縁シート（７）は縁部を薄型電池（２）と外装ケース（１）との間に配置して、絶縁シート（７）の縁部を薄型電池（２）と外装ケース（１）とで挟着していることを特徴とする電池パック。In a battery pack including a thin battery (2) whose thickness is smaller than the width of the battery, the battery case is mounted on the outer case (1).
An opening (3) for exposing the front and back surfaces of the thin battery (2) to the outside is provided in the outer case (1), and the outer case (1) covers both side surfaces and both end surfaces of the thin battery (2). The thickness of the outer case (1) is substantially equal to the thickness of the thin battery (2), or the outer case (1) is thinner than the thin battery (2);
Further, the surface of the thin battery (2) is covered with an insulating sheet (7), and the edge of the insulating sheet (7) is arranged between the thin battery (2) and the outer case (1) to insulate the battery. A battery pack characterized in that an edge of a sheet (7) is sandwiched between a thin battery (2) and an outer case (1).絶縁シート（７）を薄型電池（２）のキャップ部（２Ｂ）に配設して、絶縁シート（７）でもって薄型電池（２）のキャップ部（２Ｂ）を絶縁している請求項１に記載される電池パック。The insulating sheet (7) is disposed on the cap (2B) of the thin battery (2), and the cap (2B) of the thin battery (2) is insulated by the insulating sheet (7). Battery pack described.外装ケース（１）が、薄型電池（２）の両側面をカバーする側面ケース部（１ａ）と、薄型電池（２）の両端面をカバーする端部ケース部（１ｂ）とを備え、側面ケース部（１ａ）は、内面に保持溝（４）を設けており、この保持溝（４）に、薄型電池両側面の中央突出部（２Ａ）を入れている請求項１に記載される電池パック。The outer case (1) includes a side case portion (1a) covering both side surfaces of the thin battery (2), and an end case portion (1b) covering both end surfaces of the thin battery (2). The battery pack according to claim 1, wherein the portion (1a) has a holding groove (4) provided on an inner surface thereof, and the holding groove (4) has central protruding portions (2A) on both side surfaces of the thin battery. .外装ケース（１）の端部ケース部（１ｂ）に、出力端子（８）の端子ホルダ（５）を配設している請求項３に記載される電池パック。The battery pack according to claim 3, wherein a terminal holder (5) for the output terminal (8) is provided in an end case portion (1b) of the outer case (1).外装ケース（１）が、薄型電池（２）の表裏面に分割されてなる第１ケース（１Ａ）及び第２ケース（１Ｂ）を備え、第１ケース（１Ａ）と第２ケース（１Ｂ）は側面ケース部（１ａ）と端部ケース部（１ｂ）とを備え、第１ケース（１Ａ）と第２ケース（１Ｂ）が側面ケース部（１ａ）と端部ケース部（１ｂ）とを連結して薄型電池（２）を保持している請求項１に記載される電池パック。The outer case (1) includes a first case (1A) and a second case (1B) that are divided on the front and back surfaces of a thin battery (2), and the first case (1A) and the second case (1B) A side case (1a) and an end case (1b) are provided, and a first case (1A) and a second case (1B) connect the side case (1a) and the end case (1b). The battery pack according to claim 1, wherein the battery pack holds the thin battery (2).第１ケース（１Ａ）と第２ケース（１Ｂ）とを溶着して連結している請求項５に記載される電池パック。The battery pack according to claim 5, wherein the first case (1A) and the second case (1B) are welded and connected.出力端子（８）を配設している端部ケース部（１ｂ）に、保護回路を内蔵する収納室（１４）を設けており、収納室（１４）に保護回路を内蔵して外部から絶縁している請求項１に記載される電池パック。A storage room (14) containing a protection circuit is provided in the end case (1b) in which the output terminal (8) is provided. The protection circuit is built in the storage room (14) and is isolated from the outside. The battery pack according to claim 1, wherein:出力端子（８）を定位置に配置する端子ホルダ（５）が保護回路を内蔵しており、この端子ホルダを外装ケース（１）の端部ケース部（１ｂ）に内蔵させている請求項１に記載される電池パック。The terminal holder (5) for arranging the output terminal (8) in a fixed position has a built-in protection circuit, and the terminal holder is built in an end case portion (1b) of the outer case (1). Battery pack described in.薄型電池（２）の表面を絶縁材（６）で被覆している請求項１に記載される電池パック。The battery pack according to claim 1, wherein the surface of the thin battery (2) is covered with an insulating material (6).薄型電池（２）の正負の電極に保護素子（１２）を連結している請求項１に記載される電池パック。The battery pack according to claim 1, wherein the protection element (12) is connected to the positive and negative electrodes of the thin battery (2).薄型電池（２）が、リチウムイオン二次電池、またはポリマー電池である請求項１に記載される電池パック。The battery pack according to claim 1, wherein the thin battery (2) is a lithium ion secondary battery or a polymer battery.

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