JP2009176690A - パック電池 - Google Patents

Abstract

【課題】寸法精度の低いポリマー電池と基板組立を相対位置がずれることなく連結して電池組立とし、このポリマー電池と基板組立の両方を外装ケースの正確な位置にスムーズに収納して能率よく多量生産する。
【解決手段】パック電池は、外装ケース８と、この外装ケース８に収納してなるポリマー電池１と、基板組立２とを備える。基板組立２は、ポリマー電池１の出力リード板３が接続される接続リード板４と、外装ケース８の定位置に固定される出力端子７を備える。さらに、基板組立２は、ポリマー電池１の電極取り出し面１４に対向して配設される回路基板５と、この回路基板５を定位置に配置している基板ホルダ６とを備えている。接続リード板４は、基板ホルダ６の側面に、出力リード板３と直交する方向に配設しており、この接続リード板４と出力リード板３とを、基板ホルダ６の側面で直交する姿勢で溶接している。
【選択図】図７

Description

本発明は、外装ケースにポリマー電池を内蔵している薄いパック電池に関する。

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。ただ、ポリマー電池は、金属製の外装缶の電池に比較して十分な強度にできない。このため、ポリマー電池を外装ケースに収納しているパック電池が開発されている。（特許文献１ないし３参照）
特開２００４−２１４１４３号公報 特開２００５−８５５４３号公報 特開２００５−１８３２４２号公報

以上の特許文献に記載されるパック電池は、ポリマー電池と、このポリマー電池に接着している出力端子を有する基板組立とを外装ケースに収納している。外装ケースは、基板組立とポリマー電池を定位置に配置している。基板組立は、出力端子を定位置に配置するために、外装ケースの定位置に配置される。出力端子は、パック電池が電子機器にセットされる状態で、電子機器の電源端子に確実に安定して、すなわち接触不良を起こさない状態で接続されることが大切である。このため、出力端子は、外装ケースの正確な位置に固定される。一方、外装ケースは、ポリマー電池も内蔵している。ポリマー電池と、出力端子を有する基板組立はリード板で連結される。この構造のパック電池は、基板組立を外装ケースの正確な位置に配置しながら、リード板でポリマー電池に接続する必要がある。ところが、ポリマー電池は、密閉された金属製の外装缶に電極を収納して製造される電池に比較して寸法精度が低くなる欠点がある。それは、電極を収納する外装フィルムを、電極の周囲で熱溶着して製造されるからである。とくに、外装フィルムから引き出される一対の出力リード板の位置ずれ誤差が大きくなる。

パック電池は、ポリマー電池と基板組立を連結して電池組立とし、電池組立を外装ケースに収納して能率よく組み立てできる。電池組立は、ポリマー電池の出力リード板を基板組立に連結して制作される。電池組立は、ポリマー電池の出力リード板の位置ずれが、ポリマー電池と基板組立の相対位置をずらせる原因となる。また、基板組立の定位置に連結するために、出力リード板に無理な力が作用する原因ともなる。ポリマー電池と基板組立の相対位置がずれた電池組立は、外装ケースにスムーズに収納できず、また、基板組立とポリマー電池に無理な力が作用して故障の原因となり、また、基板組立に無理な力が作用して出力端子の位置をずらせる原因ともなる。

本発明は、以上の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、寸法精度の低いポリマー電池と基板組立を相対位置がずれることなく連結して電池組立とし、このポリマー電池と基板組立の両方を外装ケースの正確な位置にスムーズに収納して能率よく多量生産でき、さらに、電池組立が外装ケースに収納される状態で出力リード板に無理な力が作用しないパック電池を提供することにある。

本発明のパック電池は、前述の目的を達成するために以下の構成を備える。
パック電池は、外装ケース８と、この外装ケース８に収納してなるポリマー電池１と、基板組立２とを備える。基板組立２は、ポリマー電池１の出力リード板３が接続される接続リード板４を備えると共に、外装ケース８の定位置に固定されて外装ケース８の外部に露出する出力端子７を有する。基板組立２は、ポリマー電池１の電極取り出し面１４に対向して配設されると共に、出力端子７を固定している回路基板５と、この回路基板５を定位置に配置している絶縁材からなる基板ホルダ６とを備えている。接続リード板４は、基板ホルダ６の側面に、出力リード板３と直交する方向に伸びる姿勢で配設している。パック電池は、この接続リード板４と出力リード板３とを、基板ホルダ６の側面で直交する姿勢で溶接している。

本発明の請求項２のパック電池は、複数のポリマー電池１を、電極取り出し面１４を同一面とする姿勢に積層して外装ケース８に収納し、積層される複数のポリマー電池１の電極取り出し面１４に対向して基板組立２を配設している。さらに、この基板組立２の基板ホルダ６の両側面に接続リード板４を配設して、各々のポリマー電池１の出力リード板３を接続している。

本発明の請求項３のパック電池は、ポリマー電池１の出力リード板３を接続リード板４にスポット溶接して接続している。

本発明の請求項４のパック電池は、基板組立２の外形を、ひとつ又は二つ以上のポリマー電池１の電極取り出し面１４の外形と同じ形状としている。

本発明の請求項５のパック電池は、基板組立２が、回路基板５の表面に出力端子７を有する出力コネクタ１６を固定して、裏面に基板ホルダ６を配設しており、この基板ホルダ６の側面に接続リード板４を配置している。

本発明の請求項６のパック電池は、基板ホルダ６が、回路基板５を定位置に連結する係止片２３を有し、この係止片２３でもって回路基板５を基板ホルダ２３の定位置に連結している。

本発明の請求項７のパック電池は、複数のポリマー電池１を、両面接着テープ１７を介して接着している。

本発明の請求項８のパック電池は、ポリマー電池１の片面を、両面接着テープ１９を介して外装ケース８の内面に接着している。

本発明のパック電池は、寸法精度の低いポリマー電池と基板組立を相対位置がずれることなく連結しながら、このポリマー電池と基板組立の両方を外装ケースの正確な位置にスムーズに収納して能率よく多量生産できる特徴がある。それは、本発明のパック電池が、外装ケースに収納されるポリマー電池に基板組立を連結しており、この基板組立が、ポリマー電池の出力リード板が接続される接続リード板を備えると共に、出力端子を固定している回路基板を定位置に配置している基板ホルダとを備えており、接続リード板を基板ホルダの側面に、出力リード板と直交する方向に伸びる姿勢で配設して、接続リード板と出力リード板とを、基板ホルダの側面で直交する姿勢で溶接しているからである。このように、出力リード板に対して、交差する状態で接続リード板を配設する構造は、ポリマー電池に設けている出力リード板の位置ずれを接続リード板で吸収しながら溶接できるので、寸法精度の低いポリマー電池の出力リード板であっても、基板組立に対して正確な位置に確実に連結できる。このように、ポリマー電池と基板組立とを正確な位置で連結できるパック電池は、ポリマー電池と基板組立の両方を外装ケースの正確な位置にスムーズに収納して能率よく多量生産できる。さらに、この構造のパック電池は、ポリマー電池と基板組立の両方を外装ケースに収納する状態で、出力リード板に無理な力が作用するのを極減して、無理な力が作用して出力リード板の位置がずれたり、故障するのを有効に防止できる。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施例は、本発明の技術思想を具体化するためのパック電池を例示するものであって、本発明はパック電池を以下のものに特定しない。

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」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。

図１ないし図１５に示すパック電池は、電池組立９を外装ケース８に収納している。電池組立９は、ポリマー電池１と基板組立２からなる。ポリマー電池１の出力リード板３が基板組立２の接続リード板４に溶接されて、ポリマー電池１と基板組立２とを互いに連結している。

外装ケース８はプラスチック製で、電池組立９を収納する箱形に成形している第１ケース８Ａと第２ケース８Ｂからなる。第１ケース８Ａと第２ケース８Ｂは、電池組立９を収納できる四角形の表面プレートの周囲に周壁を設けた箱形に成形している。第１ケース８Ａと第２ケース８Ｂは、互いに周壁を超音波溶着して連結して、内部に電池組立９を内蔵する。周壁には、基板組立２の出力端子７を外部に露出させる電極窓１５を開口している。また、外装ケースは、周壁のみを設けた枠形状として、電池組立を収納した状態で、外側に晒されるポリマー電池の表面を、シール状のラベルを貼ることで覆う構造とすることもできる。

図に示すパック電池は、ポリマー電池１としてリチウムポリマー電池を使用している。ただ、本発明は、ポリマー電池をリチウムポリマー電池には特定しない。以下、ポリマー電池をリチウムポリマー電池とする実施例について詳述する。

ポリマー電池１は、図１５に示すように、第１外装フィルム１１Ａと第２外装フィルム１１Ｂの間に電極１０を挟んで、第１外装フィルム１１Ａと第２外装フィルム１１Ｂを電極１０の外周でラップし、このラップ部１２を結合して内部に電極１０を内蔵している。図のポリマー電池１は、四角形で、その両側と一方の端部で外装フィルム１１のラップ部１２を設け、ラップ部１２で第１外装フィルム１１Ａと第２外装フィルム１１Ｂとを、接着や溶着等の方法で気密に結合している。図のポリマー電池１は、１枚の外装フィルム１１を電極１０のひとつの辺で折り返して、電極１０の一方の面をカバーする部分を第１外装フィルム１１Ａとし、電極１０の他方の面をカバーする面を第２外装フィルム１１Ｂとしている。この構造のポリマー電池１は、電極１０の１辺に沿って外装フィルム１１を折り返すので、ひとつの辺にはラップ部がなく、３辺がラップ部１２となる。図示しないが、ポリマー電池は、４辺の外周にラップ部を設けた構造とすることもある。このポリマー電池は、電極の両面に分離された２枚の外装フィルムを重ね、電極周囲の４辺のラップ部で結合して製作される。さらに、ポリマー電池１は、電極が四角形であっても、出力リード板の取り出し方やラップ部の折り返し方によっては、外形が四角形と異なる形状となることもある。したがって、ポリマー電池１は、外形を四角形以外の形状、たとえば、多角形状、長円形状、部分的に湾曲部を有する多角形状とすることもできる。

図１５に示すポリマー電池１は、第１外装フィルム１１Ａを平面状としている。第１外装フィルム１１Ａを平面状とするために、第２外装フィルム１１Ｂは電極１０の周囲に沿って折曲され、ラップ部１２で第１外装フィルム１１Ａに密着状態で結合される。

図１５のポリマー電池１は、電極１０の両側に位置する一対の折曲ラップ部１２Ａを、第２外装フィルム１１ＢをＵ曲するように折り曲げて、電極１０の両面に沿うように折曲している。一対の折曲ラップ部１２Ａの間に位置する突出ラップ部１２Ｂは、電極１０の側面に沿って折曲することなく電極表面に平行な平面状として電極１０から突出している。電極１０から突出する突出ラップ部１２Ｂと、突出ラップ部１２Ｂの両側にある折曲ラップ部１２Ａとは互いにコ字状に連結される形状となって、突出ラップ部１２Ｂと折曲ラップ部１２Ａとで溝形に折曲されてなる溝形突出部１３としている。

ポリマー電池１は、突出ラップ部１２Ｂを電極取り出し面１４として正負の出力リード板３を設けている。出力リード板３は、第１外装フィルム１１Ａと第２外装フィルム１１Ｂとの間に気密に挟着されて外部に引き出される。ポリマー電池１は、出力リード板３を介して基板組立２の接続リード板４に電気接続される。

図１ないし図５のパック電池は、ふたつのポリマー電池１を積層して電池ブロック２０とし、電池ブロック２０を基板組立２に連結して電池組立９としている。図４と図５の電池ブロック２０は、第１のポリマー電池１Ａと第２のポリマー電池１Ｂからなるふたつのポリマー電池１を、電極取り出し面１４を同一面とする姿勢に積層して接着している。互いに積層されるふたつのポリマー電池１は、絶縁シート１８と両面接着テープ１７を介して絶縁状態で接着している。図に示す絶縁シート１８は、ポリマー電池１の積層面と側面の全体を被覆できるように、両側部を折曲する形状としている。この絶縁シート１８は、一方の面に接着面を設けて、この面を第１のポリマー電池１の積層面に接着すると共に、反対側の面を、両面接着テープ１７を介して第２のポリマー電池１の積層面に接着している。この構造は、極めて簡単な構造で、ふたつのポリマー電池１を位置ずれしないように連結できる。ただ、複数のポリマー電池は、両面接着テープ以外の方法、たとえば、接着材を介して、あるいは外側にラベルを巻く等して、互いに積層状態で連結することもできる。さらに、図に示すパック電池は、第１のポリマー電池１Ａの外側の片面を両面接着テープ１９を介して外装ケース８の内面に接着している。この構造は、極めて簡単な構造で、ポリマー電池１を外装ケース８の内部に位置ずれしないように配置できる。ただ、ポリマー電池は、接着材でケースに接着することもできる。図５の電池ブロック２０は、出力リード板３を外側面に位置するように第１のポリマー電池１Ａと第２のポリマー電池１Ｂを積層している。この電池ブロック２０は、ふたつの出力リード板３を互いに離してして配置できるので、隣接するポリマー電池１の出力リード板３が接触するのを防止できる。図のパック電池は、ふたつのポリマー電池１を積層しているが、３つ以上のポリマー電池を積層して電池ブロックとし、電池ブロックを基板組立に連結して外装ケースに収納することもできる。

基板組立２は、ポリマー電池１の出力リード板３を接続する接続リード板４を備える。また、基板組立２は、外装ケース８の定位置に固定されて外装ケース８の外部に露出する出力端子７を有する。図の基板組立２は、出力端子７を固定している回路基板５と、この回路基板５を定位置に固定して、接続リード板４を両側に固定している絶縁材からなる基板ホルダ６とを備える。基板組立２は、ポリマー電池１の電極取り出し面１４に対向して配設されて、ポリマー電池１に接続されて電池組立９となる。

回路基板５は、表面に出力端子７を有する出力コネクタ１６を固定している。回路基板５は、ガラスエポキシ基板などの絶縁基板で、表面に出力コネクタ１６を固定している。回路基板５が外装ケース８の定位置に配置されて、出力端子７は外装ケース８の電極窓１５から外部に露出する。外装ケース８は、出力コネクタ１６を定位置に配置するための電極窓１５を開口している。回路基板５に固定している出力コネクタ１６は、電極窓１５に嵌着されて、出力端子７を外装ケース８の外部に露出させる。出力端子７は、パック電池を装着する電気機器の端子に弾性的に押圧される。なお、出力端子は、回路基板の表面上に、プリント配線と接続した金属薄膜とすることもできる。このような出力端子は、回路基板に固定される。

回路基板５は、出力端子７に加えて、ポリマー電池１の保護回路を実現する電子部品２８を実装することができる。保護回路は、ポリマー電池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、ポリマー電池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。回路基板５は、ポリマー電池１の基板ホルダ６の外形にほぼ等しい幅と長さの細長い四角形としている。

基板ホルダ６は、全体を絶縁材のプラスチックで成形している。図５ないし図１２の基板ホルダ６は、図において回路基板５を上に固定する連結部２１と、この連結部２１の下方に設けてなる連結部２１よりも外形を小さくしている配線部２２とからなる。連結部２１は、外形を長方形として、内部を中空状としている。長方形である連結部２１の外形は、その長さをポリマー電池の幅にほぼ等しく、その厚さを積層しているポリマー電池の厚さよりもわずかに広くしている。連結部２１は、上面を平面状として、この上に回路基板５を連結している。図の基板ホルダ６は、連結部２１の上面に突出して、回路基板５を定位置に連結する一対の係止片２３を一体的に成形して設けている。係止片２３は、回路基板５の両端を弾性的に挟着して、定位置に連結する。図の係止片２３は、フック状に成形して回路基板５を係止する形状としている。

さらに、図の基板ホルダ６は、図６ないし図１１に示すように、接続リード板４を両側の定位置に連結するための連結スリット２４と連結孔２５を連結部２１に設けている。連結スリット２４と連結孔２５は、図のおいて上下、回路基板５に対して垂直な方向に伸びるように設けられて、接続リード板４の折曲部４ａを案内して、接続リード板４を連結部２１の両側の定位置に連結する。接続リード板４は、両端部を内側に折曲して折曲部４ａとし、この折曲部４ａを連結スリット２４や連結孔２５に入れて、連結部２１の定位置に連結される。

基板ホルダ６の連結部２１は、その両側に配設される接続リード板４に、ポリマー電池１の出力リード板３が溶接して連結される。ポリマー電池１の出力リード板３は、接続リード板４の表面に重ねられ、その表面に溶接電極を押圧して、接続リード板４にスポット溶接して連結される。溶接電極が出力リード板３を接続リード板４の表面に押圧してスポット溶接する状態で、連結部２１は溶接電極の押圧力を支える台となる。したがって、基板ホルダ６の連結部２１は、溶接電極の押圧力に耐える強度に成形される。出力リード板３を接続リード板４に押圧する状態で、出力リード板３の表面にレーザービームを照射して、出力リード板３を接続リード板４にレーザー溶接して接続することもできる。この基板ホルダ６は、出力リード板３を接続リード板４にレーザー溶接するための押圧力に耐える強度に成形される。

配線部２２は、連結部２１に固定している接続リード板４に接続する配線リード板３０を表面に配線する。図に示す配線リード板３０は、保護素子３１を備えており、この保護素子３１を介してポリマー電池１の出力リード板３が接続される接続リード板４を回路基板５に接続している。保護素子３１は、ポリマー電池１に過電流が流れると電流を遮断し、あるいはポリマー電池１が異常な温度に加熱されると電流を遮断する素子であって、ヒューズやＰＴＣ等である。図の保護素子３１はＰＴＣで、２個のＰＴＣを接続リード３２を介して互いに直列に接続して配線リード板３０としている。ＰＴＣである保護素子３１は、板状で四角形である素子本体の両面に接続リード３２を接続している。２個のＰＴＣは、図１１ないし図１３に示すように、一方の面に接続している接続リード３２同士を溶着して、互いに直列に接続すると共に、中間で折曲して全体の形状をコ字状として配線部２２の外周面に配設している。

配線部２２は、長さと幅を連結部２１よりも小さくする長方形、すなわち外形を連結部２１よりも小さい長方形として、連結部２１よりも内側に配置している。配線部２２は、表面に配設される配線リード板３０を連結部２１の接続リード板４に連結される出力リード板３よりも内側に配置する。出力リード板３と配線リード板３０との間に絶縁材である絶縁シート３４を配設して絶縁し、しかも出力リード板３を外側に突出させないためである。図に示す絶縁シート３４は、配線部２２の下面、両側面、及び一方の端面の表面に配設しており、配線部２２の表面に配設される配線リード板３０の全体を被覆して絶縁している。さらに、基板ホルダ６は、絶縁シート３４で絶縁している配線部２２を、互いに対向して積層されるポリマー電池１の溝形突出部１３で形成される凹部２７に嵌入している。この構造は、配線部２２に配線される配線リード板３０を絶縁シート３４で絶縁しながら、配線部２２を電池ブロック２０の電極取り出し面１４に形成される凹部２７に嵌入して、基板ホルダ６を電池ブロック２０の定位置に配置できる。図の基板ホルダ６は、連結部２１と配線部２２の上下幅をほぼ同じ幅として、連結部２１の表面に配設される接続リード板４と、配線部２２の表面に配設される配線リード板３０とをほぼ等しい幅としている。

接続リード板４は、金属板を所定の幅の細長い形状に切断して、その両端部を内側に折曲して折曲部４ａを設けている。接続リード板４は、ポリマー電池１の出力リード板３よりも厚い金属板で制作される。この接続リード板４は、出力リード板３を溶接電極で押圧して確実に出力リード板３をスポット溶接できる。それは、出力リード板３を溶融して、厚い金属板からなる接続リード板４の溶接できるからである。また、出力リード板３を接続リード板４にレーザー溶接するパック電池においては、出力リード板３を溶融して、確実に接続リード板４にレーザー溶接できる。

接続リード板４は、基板ホルダ６の連結部２１の側面に、出力リード板３と直交する方向に伸びる姿勢で配設される。図において、出力リード板３は、上下方向に伸びるので、接続リード板４は、連結部２１の表面に水平方向に伸びる姿勢で配設される。水平方向に伸びる接続リード板４は、ポリマー電池１に設けている一対の出力リード板３の水平方向の位置ずれを吸収して、上下方向に伸びる出力リード板３が溶接される。すなわち、出力リード板３と接続リード板４は、基板ホルダ６の連結部２１の側面で直交する姿勢で溶接される。

図５ないし図１１の基板組立２は、第１の接続リード板４Ａと、第２の接続リード板４Ｂと、第３の接続リード板４Ｃを基板ホルダ６の連結部２１の表面に連結している。第１の接続リード板４Ａは、金属板を所定の幅に切断して、連結部２１の両面に配設されるように、全体をコ字状に折曲して、先端部に折曲部４ａを設けている。図の基板ホルダ６は、折曲部４ａを連結スリット２４に入れて、第１の接続リード板４Ａを連結部２１の片方、図６ないし図９において連結部２１の右側（図１０と図１１において左側）に配設している。この第１の接続リード板４Ａは、図２と図３に示すように、連結部２１の両側で２本の出力リード板３を溶接する。第２の接続リード板４Ｂと第３の接続リード板４Ｃは、金属板を所定の幅に切断して両端に折曲部４ａを設けている。第２の接続リード板４Ｂは、両端の折曲部４ａを連結スリット２４に入れて、基板ホルダ６の対向する連結部２１の片側、図６ないし図９において左側の前面（図１０と図１１において右側の背面）に連結される。第２の接続リード板４Ｂは、折曲部４ａを内側にコ字状に折曲している。コ字状の折曲部４ａは、連結スリット２４に案内されて、連結部２１の内側と外側を挟着して第２の接続リード板４Ｂを確実に連結部２１に連結する。第３の接続リード板４Ｃは、両端の折曲部４ａを連結孔２５に入れて、基板ホルダ６の対向する連結部２１の片側、図６ないし図９において左側の背面（図１０と図１１において右側の前面）に連結される。第３の接続リード板４Ｃは、折曲部４ａを連結孔に２５に挿入すると共に、連結部２１の内面に沿って折曲されて、外れないように確実に連結部２１に連結される。第２の接続リード板４Ｂと第３の接続リード板４Ｃは、それぞれ１本の出力リード板３を溶接している。

さらに、第１ないし第３の接続リード板４は、回路基板５に連結される連結片４ｂを上方に突出するように設けている。回路基板５は、連結片４ｂを挿通する貫通孔５ａを設けて、貫通孔５ａの周囲にハンダ付けするための導電部（図示せず）を設けている。この接続リード板４は、連結片４ｂを回路基板５の貫通孔５ａに挿通し、これを回路基板５にハンダ付けしてしっかりと固定される。また、接続リード板４を回路基板５に連結し、回路基板５の保護回路や出力端子７に接続される。

図の基板組立２は、回路基板５を係止片２３で基板ホルダ６の定位置に連結すると共に、接続リード板４を基板ホルダ６の連結スリット２４や連結孔２５に入れて接続リード板４と基板ホルダ６とを連結し、さらに接続リード板４を回路基板５にハンダ付けして連結しているので、基板ホルダ６と回路基板５と接続リード板４とを確実に定位置に固定できる。

さらに、基板組立２は、図１０ないし図１２に示すように、配線部２２に配置する配線リード板３０の一端を第３の接続リード板４Ｃに連結すると共に、配線リード板３０の他端を金属板３３を介して回路基板５に連結している。図に示す配線リード板３０は、保護素子３１である２個のＰＴＣを接続リード３２を介して互いに直列に接続しており、一端に接続している接続リード３２を第３の接続リード板４Ｃに接続し、他端に接続している接続リード３２を金属板３３に連結している。図の第３の接続リード板４Ｃは、配線リード板３０に連結される接続片４ｃを下方に突出するように設けている。配線リード板３０は配線部２２の表面に配設しているので、第３の接続リード板４Ｃは、接続片４ｃを配線部２２の表面まで延長して設けている。金属板３３は、下部を配線リード板３０に連結すると共に、上部を連結部２１に貫通させて、上端部を回路基板５に連結している。図の金属板３３は、上部の幅を狭くして中間部に段差部３３ａを設けると共に、この幅狭部を連結部２１の底面に設けた貫通孔２６に挿入しており、この段差部３３ａを連結部２１の下面に当接させて貫通孔２６への挿通位置を特定している。さらに、金属板３３は、先端部に、回路基板５に連結される連結片３３ｂを設けている。この金属板３３は、連結片３３ｂを回路基板５の貫通孔５ａに挿通し、これを回路基板５にハンダ付けしてしっかりと固定される。配線リード板３０が配設された配線部２２は、表面に絶縁シート３４が配設されて、電池ブロック２０に連結される。

基板組立２は、図１２に示すように、２個の保護素子３１を配線部２２の外周面に対向して、すなわち、配線部２２の両側に配設している。この位置に配置される保護素子３１は、基板組立２を電池ブロック２０に連結する状態で、配線部２２の両側に位置するポリマー電池１の一方の出力リード板３に対向して配置される。したがって、ポリマー電池１が異常な温度に加熱されると、出力リード板３を介して電池の発熱を保護素子３１であるＰＴＣに効率よく伝導して、電流を速やかに遮断できる。

以上のパック電池は、図２ないし図５の斜視図、及び図１４の回路図に示すように、２個のポリマー電池１の出力リード板３を、接続リード板４を介して回路基板５に接続している。第１のポリマー電池１Ａは、一方の出力リード板３である正極リード板３Ａを第３の接続リード板４Ｃに、他方の出力リード板３である負極リード板３Ｂを第１の接続リード板４Ａに溶接して連結している。第２のポリマー電池１Ｂは、一方の出力リード板３である正極リード板３Ａを第１の接続リード板４Ａに、他方の出力リード板３である負極リード板３Ｂを第２の接続リード板４Ｂに溶接している。２個のポリマー電池１は、第１の接続リード板４Ａを介して互いに直列に接続している。さらに、互いに直列に接続される２個のポリマー電池１のプラス側の出力は、保護素子３１を備える配線リード板３０を介して回路基板５に接続している。図のパック電池は、第１のポリマー電池１Ａの正極リード板３Ａに接続される第３の接続リード板４Ｃを、配線リード板３０と金属板３３を介して回路基板５に接続している。このパック電池は、図１４の回路図に示すように、充電時には、金属板３３と第２の接続リード板４Ｂとを正負の出力として回路基板５に接続して保護素子３１を経由して充電を行い、放電時には、電流値が大きく保護素子３１の許容電流を超えるので、保護素子３１を経由することなく、第３の接続リード板４Ｃ（連結片４ｂ）と第２の接続リード板４Ｂとを正負の出力として回路基板５に接続して放電を行う。さらに、第１の接続リード板４Ａの連結片４ｂを電池間の中間電位である電池電圧の検出端子として回路基板５に接続している。以上のパック電池は、２個のポリマー電池１を直列に接続している。ただし、本発明のパック電池は、複数のポリマー電池を内蔵する構造として、ポリマー電池を並列に接続し、あるいは直列に接続することができる。

基板組立２は、電池ホルダ６の電極取り出し面１４と対向する姿勢に配設されて、ポリマー電池１の出力リード板３が接続リード板４に溶接される。この状態で、接続リード板４は出力リード板３に対して直交する姿勢にあって、出力リード板３の接続リード板４の長さ方向の位置ずれ、すなわち一対の出力リード板３の位置ずれを吸収する。ポリマー電池１の出力リード板３が基板組立２の接続リード板４に溶接されて、ポリマー電池１と基板組立２とが連結されて電池組立９となる。この電池組立９が、外装ケース８に収納されて、外装ケース８の第１ケース８Ａと第２ケース８Ｂとが超音波溶着などの方法で連結されてパック電池となる。

本発明の一実施例にかかるパック電池の斜視図である。 図１に示すパック電池の分解斜視図である。 図２に示すパック電池の電池組立の斜視図である。 図３に示す電池組立の分解斜視図である。 図１に示すパック電池の分解斜視図である。 図５に示す基板組立の分解斜視図である。 基板組立の拡大斜視図である。 図７に示す基板組立の分解斜視図である。 図８に示す基板組立の基板ホルダと接続リード板の連結構造を示す分解斜視図である。 図９に示す基板ホルダと接続リード板の連結構造を示す背面斜視図である。 図１０に示す基板ホルダと接続リード板の連結構造を示す分解斜視図である。 図９に示す基板ホルダの底面斜視図である。 図１２に示す配線リード板の展開図である。 ポリマー電池と回路基板との接続状態を示す回路図である。 ポリマー電池の製造工程を示す斜視図である。

符号の説明

１…ポリマー電池 １Ａ…第１のポリマー電池
１Ｂ…第２のポリマー電池
２…基板組立
３…出力リード板 ３Ａ…正極リード板
３Ｂ…負極リード板
４…接続リード板 ４Ａ…第１の接続リード板
４Ｂ…第２の接続リード板
４Ｃ…第３の接続リード板
４ａ…折曲部
４ｂ…連結片
４ｃ…接続片
５…回路基板 ５ａ…貫通孔
６…基板ホルダ
７…出力端子
８…外装ケース ８Ａ…第１ケース
８Ｂ…第２ケース
９…電池組立
１０…電極
１１…外装フィルム １１Ａ…第１外装フィルム
１１Ｂ…第２外装フィルム
１２…ラップ部 １２Ａ…折曲ラップ部
１２Ｂ…突出ラップ部
１３…溝形突出部
１４…電極取り出し面
１５…電極窓
１６…出力コネクタ
１７…両面接着テープ
１８…絶縁シート
１９…両面接着テープ
２０…電池ブロック
２１…連結部
２２…配線部
２３…係止片
２４…連結スリット
２５…連結孔
２６…貫通孔
２７…凹部
２８…電子部品
３０…配線リード板
３１…保護素子
３２…接続リード
３３…金属板 ３３ａ…段差部
３３ｂ…連結片
３４…絶縁シート

Claims (8)

1. 外装ケース(8)と、この外装ケース(8)に収納してなるポリマー電池(1)と、このポリマー電池(1)の出力リード板(3)が接続される接続リード板(4)を備えると共に、前記外装ケース(8)の定位置に固定されて外装ケース(8)の外部に露出する出力端子(7)を有する基板組立(2)とを備えるパック電池であって、
   前記基板組立(2)は、ポリマー電池(1)の電極取り出し面(14)に対向して配設されると共に、前記出力端子(7)を固定している回路基板(5)と、この回路基板(5)を定位置に配置している絶縁材からなる基板ホルダ(6)とを備えており、
   前記接続リード板(4)は、前記基板ホルダ(6)の側面に、前記出力リード板(3)と直交する方向に伸びる姿勢で配設されて、この接続リード板(4)と前記出力リード板(3)とが、基板ホルダ(6)の側面で直交する姿勢で溶接されてなることを特徴とするパック電池。
2. 複数のポリマー電池(1)が、電極取り出し面(14)を同一面とする姿勢に積層されて外装ケース(8)に収納され、積層される複数のポリマー電池(1)の電極取り出し面(14)に対向して前記基板組立(2)が配設され、この基板組立(2)の基板ホルダ(6)の両側面に接続リード板(4)を配設して、各々のポリマー電池(1)の出力リード板(3)を接続している請求項１に記載されるパック電池。
3. 前記ポリマー電池(1)の出力リード板(3)が接続リード板(4)にスポット溶接して接続されてなる請求項１又は２に記載されるパック電池。
4. 前記基板組立(2)の外形が、ひとつ又は二つ以上のポリマー電池(1)の電極取り出し面(14)の外形と同じ形状である請求項１に記載されるパック電池。
5. 前記基板組立(2)が、回路基板(5)の表面に出力端子(7)を有する出力コネクタ(16)を固定して、裏面に基板ホルダ(6)を配設しており、この基板ホルダ(6)の側面に接続リード板(4)を配置している請求項１に記載されるパック電池。
6. 前記基板ホルダ(6)が、回路基板(5)を定位置に連結する係止片(23)を有し、この係止片(23)でもって回路基板(5)を基板ホルダ(6)の定位置に連結している請求項１に記載されるパック電池。
7. 複数のポリマー電池(1)が両面接着テープ(17)を介して接着されてなる請求項２に記載されるパック電池。
8. 前記ポリマー電池(1)の片面が両面接着テープ(19)を介して外装ケース(8)の内面に接着されてなる請求項１又は２に記載されるパック電池。

Images