JP2012113973A - パック電池 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の角形素電池を配列してなるパック電池において、素電池及びリード板の保持機能や絶縁機能を保ちながら、部品点数を低減すると共に製造工程を簡単にする。
【解決手段】パック電池本体１は、角形の素電池２１〜２４が配列されてなる素電池群２０、素電池同士の位置を保持するホルダ部材３１〜３３、リード板４１〜４６、回路基板５０等で構成される。各ホルダ部材３１〜３３は、隣接する素電池同士の間で伸長する介挿部と、その端部から折れ曲がって素電池の負極端子周囲の上面に沿って伸長する端面被覆部分とを有する。リード板４２は、介挿部３１ａと素電池２２の側辺部２２ａとの間で伸長する縦リード部４２ａと、縦リード部４２ａの前端から曲折して端面被覆部３１ｂの表面に沿って横方向に伸長する横リード部４２ｂと、縦リード部４２ａの後端から曲折して底面２２ｃに沿って横方向に伸長する横リード部４２ｃとからなるＺ字形状の部材である。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の角形素電池が配列されリード板で接続されてなるパック電池に関する。

携帯用電子機器向けに、角形のリチウムイオン二次電池やポリマー電池が開発されている。角形電池は、扁平な四角形状の外装缶やラミネートシートに、扁平な電極体が収納されてなり、現在開発されているものは厚みが薄く設定されている。
このような角形素電池を複数配列して保護回路が組み込まれた回路基板と共にケース内に収納されてなるパック電池も、パソコンの電池用などに開発されている。

例えば特許文献１に開示されているパック電池では、複数の角形素電池を配列した素電池群を設け、薄型で高容量なパック電池を実現している。
このパック電池では、回路基板が素電池群の側辺に沿って配置され、各素電池の端子どうし及び素電池と回路基板との間にリード板が配設されている。
そして、これらのリード板が、素電池における電位の異なる部位に接触しないように、素電池とリード板との間に絶縁板を介在させている。

また、一般にこのような電池パックにおいては、複数の素電池を配列した状態で素電池同士を一定の位置関係で保持するために、ホルダ部材が設けられている。
特許文献１に開示されているパック電池においては、素電池群の外周に沿って枠状のホルダ部材を設けており、リード板も素電池の外周に沿って配設され、リード板をホルダ部材に装着できるようになっている。

また、素電池の一端面には凸状の負極端子が設けられているが、当該一端面における負極端子の周囲領域は正極性になっているので、負極端子に接続されているリード板が、この一端面の周囲領域に接触しないように、ホルダ部材が介在している。
このような形態でホルダ及びリード板を配置することはパック電池の厚みを薄く抑える上で好ましく、その厚さを素電池の厚さと同程度に薄くでき、機器に装着した時に生じるデッドスペースも少なくなる。

特開２００９−４３４６２号公報

上記のように複数の素電池を配列した素電池群を備えるパック電池において、隣接する素電池同士を直列接続して高電圧で出力することも考えられる。その場合、隣接する素電池の外装缶どうしの電位が異なるので、当該外装缶同士が互いに接触しないようにする必要がある。また、隣接する素電池間で熱連鎖が生じないようにする必要もある。
そのため、互いに直列接続された複数の角型素電池が配列されてなるパック電池において、上記のような技術を組み合わせて、素電池の位置を保持するホルダ部材を配設すると共に、素電池間に絶縁板を適宜配設し、さらに端子に接続されたリード板と素電池との間に絶縁板を適宜配設することによって、素電池の保持、素電池の外装缶同士の絶縁、熱連鎖の防止、素電池とリード板との絶縁などをなすことも可能と考えられるが、パック電池を構成する部品の点数が多くなり、パック電池を組立てる手間もかかる。

本発明は、上記課題に鑑み、複数の角型素電池を配列してなるパック電池において、上記のような素電池及びリード板の保持機能や絶縁機能を保ちながら、パック電池の構成する部品点数を低減するとともに、製造工程を簡単にすることを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明にかかる電池パックは、一端面に端子を有する角型の素電池が平面上に複数配列されてなる素電池群と、前記配列された複数の素電池同士を所定間隔で保持する１以上のホルダ部材と、複数の素電池どうしを接続する１以上のリード板とを備え、各素電池は、一端面における端子の周囲に当該端子と逆極性の領域を有するものであって、ホルダ部材の１つに、素電池群の中で互いに隣接配置され且つ直列接続される素電池同士の間隙に介挿され当該間隙に沿って伸長する介挿部と、当該介挿部の伸長方向端部から曲折して、隣接配置された一方の素電池の一端面に沿って伸長して、当該一端面における端子の周囲領域を被覆する端面被覆部とを設け、リード板の１つを、その一部が端面被覆部の表面に沿って配設し、素電池の一端面に設けられた端子に接続することとした。

あるいは、本発明にかかる電池パックは、一端面に端子を有する角型の素電池が平面上に３以上配列され且つ直列接続されてなる素電池群と、前記配列された素電池同士を所定間隔で保持する２以上のホルダ部材とを備え、各素電池は、一端面における前記端子の周囲に当該端子と逆極性の領域を有するものであって、第１ホルダ部材は、素電池群の中で互いに同じ向きで隣接配置された素電池同士の間隙に介挿され当該間隙に沿って伸長する介挿部と、当該介挿部の伸長方向一端部から曲折して、一方の素電池の一端面に沿って伸長して、当該一端面における前記端子の周囲領域を被覆する端面被覆部とからなるL字状とし、第２ホルダ部材は、素電池群の中で互いに反対向きで隣接配置された素電池同士の間隙に介挿され当該間隙に沿って伸長する介挿部と、当該介挿部の伸長方向一端部から曲折して、一方の素電池の一端面に沿って伸長して、当該一端面における前記端子の周囲領域を被覆する端面被覆部と、当該介挿部の伸長方向他端部から曲折して、他方の素電池の一端面に沿って伸長して、当該一端面における前記端子の周囲領域を被覆する端面被覆部とを有するZ字状とし、各素電池の一端面を被覆する端面被覆部の表面に沿ってリード板を配設し、当該リード板を当該一端面の端子に接続する構成とした。

上記本発明の電池パックによれば、ホルダ部材に、隣接配置され且つ直列接続される素電池同士の間隙に介挿され当該間隙に沿って伸長する介挿部と、当該介挿部の伸長方向端部から曲折して、隣接配置された一方の素電池の一端面に沿って伸長して、当該一端面における端子の周囲領域を被覆する端面被覆部とを設けている。
ここで、介挿部は、隣接配置された素電池間の間隙を確保して両者の位置関係を確保する。それによって素電池間を絶縁するとともに、熱連鎖を抑える。

また、リード板の１つは、その一部が、素電池の一端面に設けられた端子に接続されているが、端面被覆部の表面に沿って配設されているので、このリード板と素電池の一端面における周囲領域との間は、端面被覆部によって絶縁される。
このように、１つのホルダ部材で、隣接配置される素電池同士の位置関係保持と絶縁及び熱連鎖の防止、並びにリード板と素電池の一端面との絶縁を合わせて実現できる。

上記パック電池において、ホルダ部材の１つを、介挿部と端面被覆部とからなるＬ字形状の部材とすることが、ホルダ部材を簡素な構成とする上で好ましい。
ここでリード板の１つを、その一部が端面被覆部の表面上から曲折して介挿部の表面に沿って配設し、隣接配置された他方の素電池に接続すれば、このリード板と素電池の間にホルダ部材が挟み込まれた状態で、隣接配置された素電池同士を直列接続することができる。

上記素電池の一端面に設けられた端子が、凸状の端子である場合、端面被覆部に、当該凸状端子が填まり込む孔を開設し、リード板の１つと凸状端子とを、当該孔を介して接続すれば、凸状端子と孔とが嵌合するので、それによってホルダ部材を素電池に対して位置合わせ及び固定することができる。
ホルダ部材において、介挿部と端面被覆部を同一材料で一体成形すれば、当該ホルダ部材を射出成型によって容易に製造することができる。

端面被覆部の表面上に、リード板の一部を挟持するリブを形成すれば、リード板が、電池ホルダ上の所定位置で保持され、リード板の位置ずれを防止することができる。
上記パック電池において、素電池群を第１素電池群とし、第１素電池群と同じ構成の第２素電池群を、第１素電池群に積み重ねた構成とした場合、第１素電池群が備えるホルダ部材の介挿部と、第２素電池群が備えるホルダ部材の介挿部との間に、帯状のスペーサを介挿させることによって、パック電池の耐衝撃性を向上させることができる。

このスペーサは、第１素電池群が備えるホルダ部材の介挿部及び第２素電池群が備えるホルダ部材の介挿部に沿って伸長する部分を有し、当該部分が、第１素電池群を構成する素電池と、第２素電池群を構成する素電池とで挟持されないように設けることが、パック電池の耐衝撃性を向上させる上で好ましい。
また、平面上に素電池が３個以上配列され且つ互いに直列接続されたパック電池においては、上記のようにL字状のホルダ部材とZ字状のホルダ部材を組み合わせて用いることによって、パック電池の構成する部品点数を低減するとともに、製造工程を簡単にする効果も高くなる。

実施の形態１に係るパック電池の構成を示す分解斜視図である。 パック電池本体１が下ケース２に収納された状態を示す斜視図である。 パック電池本体１において、素電池群２０に対してリード板４１〜４６及びホルダ部材３１〜３３が配置される形態を示す図である。 素電池２１にホルダ部材３１及びリード板４２が装着される形成を示す図である。 ホルダ部材３１の斜視図及びその部分拡大図である。 実施の形態２に係るパック電池の構成を示す分解斜視図である。 素電池群に対してスペーサが配置される位置を示す図である。 積層された素電池群１２０，２２０に対して衝撃試験を行う様子を示す図である。 比較例にかかるスペーサを用いた電池パック本体を示す図である。 参考例にかかるリード付電池７０を示す斜視図及び上面図である。

[実施の形態１]
図１は、実施の形態１にかかるパック電池の構成を示す分解斜視図である。説明上、矢印Ｘで示す方向を前方、矢印Ｙで示す方向を横方向とする。
このパック電池は、携帯用パソコンの電源として用いられるものであって、横方向に長い長方形状のパック電池本体１が、下ケース２及び上ケース３の中に収納され、上ケース３の上面にラベル４が貼り付けられて構成されている。

下ケース２は、中に素電池群２０を含むパック電池本体１を収納するスペースを有し、その開口部を上ケース３が蓋している。
下ケース２及び上ケース３は、全体がＰＣ（ポリカーボネート）などの絶縁性材料であるプラスチックで成形されている。
ラベル４は、接着材層あるいは粘着層を介して、上ケース３の上面に接着されている。

（パック電池本体１の構成）
図２は、パック電池本体１が下ケース２に収納された状態を示す斜視図である。
図１，２に示すように、パック電池本体１は、平たい直方体形状である角形の素電池２１〜２４が配列されてなる素電池群２０、素電池群２０を構成する素電池同士を一定間隔で保持するホルダ部材３１〜３３、各素電池に接続されたリード板４１〜４６、回路基板５０などで構成されている。

４つの各素電池２１〜２４は、Ｚ方向の厚さがＹ方向の横幅よりも薄い角形（長方形状）の二次電池であって直列接続されている。
そして、４個の素電池２１〜２４は、側辺部２１ａ〜２４ａどうしを突き合わせた状態で、Ｘ−Ｙ平面に沿って横方向（Ｙ方向）に配列されている。
各素電池２１〜２４は、ここでは、外装缶が正極端子を兼ねたリチウムイオン電池とする。ただし、素電池のタイプは特に限定されず、リチウムポリマー電池、ニッケル−水素電池やニッケル−カドミウム電池であってもよい。

各素電池２１〜２４は、その上面２１ｂ〜２４ｂには凸状の負極端子２５を有し、底面２１ｃ〜２４ｃは正極端子となっている。
各素電池２１〜２４は、上面２１ｂ〜２４ｂ及び底面２１ｃ〜２４ｃを前後方向に向けて配列されている。ここで、各素電池２１〜２４の向きについては、素電池２４だけ上面２４ｂを前方、底面２４ｃを後方に向け、素電池２１〜２３は、上面２１ｂ〜２３ｂを後方に向け、底面２１ｃ〜２３ｃを前方に向けている。

回路基板５０は、素電池群２０の前方に取り付けられ、この回路基板５０には、素電池群２０の過充電や過放電を防止する保護回路が実装されている。
回路基板５０の前側には外部コネクタ５１が設けられている。この外部コネクタ５１は、ケース２，３に設けられた切り欠き２ａ，３ａから外部に表出される。
回路基板５０の各端子５２〜５７には、下記のようにリード板４１〜４５が接続されている。また、回路基板５０にはサーミスタ５８接続され、素電池２３の温度を測定できるようになっている。

（電池ホルダ及びリード板）
図３は、パック電池本体１において、素電池群２０に対して電池ホルダ（ホルダ部材３１〜３３）及びリード板４１〜４６が配置される形態を示す図である。
電池ホルダは、当図に示すように、複数のホルダ部材３１〜３３で構成されている。
各ホルダ部材３１〜３３は、いずれも絶縁性材料であるプラスチックで一体成形された部材であって、素電池群２０における隣接する素電池同士の間に介在して前後方向に伸長する介挿部３１ａ〜３３ａと、当該介挿部３１ａ〜３３ａの端部から折れ曲がって素電池における負極端子を有する上面に沿って伸長する端面被覆部分３１ｂ〜３３ｂ，３３ｃとを有している。

すなわち、ホルダ部材３１は、素電池２１の側辺部２１ａと素電池２２の側辺部２２ａとの間で前後方向に伸長する介挿部３１ａと、介挿部３１ａの後端から、素電池２１の上面２１ｂ（負極端子２５が突出している端面）に沿って伸長し、当該上面２１における負極端子２５の周囲領域を被覆する端面被覆部３１ｂとからなるＬ字形の部材である。
同様にホルダ部材３２は、素電池２２の側辺部２２ａと素電池２３の側辺部２３ａとの間で前後方向に伸長する介挿部３２ａと、介挿部３２ａの後端から素電池２２の上面（負極端子２５が突出している端面）に沿って伸長し、該上面２１における負極端子２５の周囲領域を被覆する端面被覆部３２ｂとからなるＬ字形の部材である。

ホルダ部材３３は、素電池２３の側辺部２３ｃと素電池２４の側辺部２４ｃとの間で前後方向に伸長する介挿部３３ａと、介挿部３３ａの後端から、素電池２３の上面２３ｂ（負極端子２５が突出している端面）に沿って伸長し、当該上面を被覆する端面被覆部３３ｂと、介挿部３３ａの前端から、素電池２４の上面２４ｂ（負極端子２５が突出している端面）に沿って伸長し、当該上面２４ｂにおける負極端子２５の周囲領域を被覆する端面被覆部３３ｃとからなるＺ字状の部材である。

各ホルダ部材３１〜３３における介挿部３１ａ〜３３ａの上下には、絶縁板３５，３６貼り付けられている。また、素電池群２０（素電池２１〜２４）と、下ケース２の底面との間には粘着性の絶縁シート３７が介挿されている。
この絶縁シート３７によって素電池群２０は、下ケース２に固定されている。
次にリード板４１〜４５について説明する。

リード板４１は、素電池２１の底面２１ｃ（正極端子）とブレーカー６１とを接続している。このブレーカー６１は、リード板４６、ポリスイッチ６２を経由して回路基板５０の端子５２に接続されている。また、リード板４１は、回路基板５０の端子５３にも接続されている。
リード板４２は、ホルダ部材３１の介挿部３１ａと素電池２２の側辺部２２ａとの間で前後方向に伸長する縦リード部４２ａと、当該縦リード部４２ａの後端から曲折してホルダ部材３１の端面被覆部３１ｂの表面に沿って横方向に伸長する横リード部４２ｂと、縦リード部４２ａの前端から曲折して素電池２２の底面２２ｃに沿って横方向に伸長する横リード部４２ｃとからなるＺ字形状の部材である。そして、横リード部４２ｂは素電池２１の負極端子２５に接続され、横リード部４２ｃは素電池２２の底面２２ｃ（正極端子）に接続され、それによって素電池２１と素電池２２が直列接続されている。

上記素電池２１の負極端子２５と横リード部４２ｂとの接続に関しては、ホルダ部材３１の端面被覆部３１ｂにおける負極端子２５と対応する位置に孔３１０が開口され、この孔３１０を介して負極端子２５と横リード部４２ｂとが溶接接合されている（図４参照）。
リード板４３は、ホルダ部材３２の介挿部３２ａと素電池２３の側辺部２３ａとの間で前後方向に伸長する縦リード部４３ａと、当該縦リード部４３ａの前端から曲折してホルダ部材３２の端面被覆部３２ｂの表面に沿って横方向に伸長する横リード部４３ｂと、縦リード部４３ａの前端から曲折して素電池２３の底面２３ｃに沿って横方向に伸長する横リード部４３ｃとからなるＺ字形状の部材である。そして、横リード部４３ｂは素電池２２の負極端子２５に接続され、横リード部４３ｃは素電池２３の底面２３ｃ（正極端子）に接続され、それによって素電池２３と素電池２３が直列接続されている。

上記素電池２２の負極端子２５と横リード部４３ｂとの接続に関しても、ホルダ部材３２の端面被覆部３２ｂに孔３２０が開口され、この孔３２０を介して負極端子２５と横リード部４３ｂとが溶接接合されている。
リード板４４は、素電池２４の側辺部２４ａに沿って前後方向に伸長する縦リード部４４ａと、縦リード部４４ａの後端から曲折して素電池２４の底面２４ｃに沿って横方向に伸長する横リード部４４ｂとからなるＬ字形状の部材であって、縦リード部４４ａは回路基板５０の端子５７に接続され、横リード部４４ｂは素電池２３の負極端子２５及び素電池２４の底面２４ｃ（正極端子）及び回路基板５０の端子５５に接続され、それによって素電池２３と素電池２４が直列接続されている。

上記素電池２３の負極端子２５と横リード部４４ｂとの接続においても、ホルダ部材３３の端面被覆部３３ｂに孔３３０が開口され、この孔３３０を介して負極端子２５と横リード部４４ｂとが溶接接合されている。
リード板４５は、端面被覆部３３ｃの表面に沿って横方向に伸長し、素電池２４の負極端子２５及び回路基板５０の端子５６に接続されている。

素電池２４の負極端子２５とリード板４５との接続に関しても、ホルダ部材３３の端面被覆部３３ｃに孔３３１が開口され、この孔３３１を介して負極端子２５とリード板４５とが溶接接合されている。
上記各リード板４１〜４５と各端子との接合は、抵抗スポット溶接，レーザー溶接，半田付けなどでなされている。

なお、上記各リード板４２〜４４の横リード部４２ｂ，４３ｂ，４４ｂ及びリード板４５には、温度ヒューズが組み込まれている。
このようなリード板４１〜４５によって、素電池群２０における４つの素電池２１〜２４が直列接続され、その両端から回路基板５０の端子５２と端子５７との間に電力が出力されるようになっている。また、回路基板５０の端子５４，５５，５７には、中間電圧が入力されるようになっている。

（ホルダ部材３１〜３３の詳細）
図４に示すように、素電池２１の側辺部２１ａをホルダ部材３１の介挿部３１ａが覆い、当該介挿部３１ａの上にリード板４２の縦リード部４２ａが装着されている。
また、素電池２１の上面２１ｂをホルダ部材３１の端面被覆部３１ｂが覆い、当該端面被覆部３１ｂの上にリード板４２の横リード部４２ｂが装着されている。

また、リード板４２の横リード部４２ｃは、素電池２２の上面２２ｃの上に接合されている。
図５は、ホルダ部材３１の斜視図及びその部分拡大図である。
ホルダ部材３１の介挿部３１ａには、その両縁に沿ってリブ３１１，３１２が設けられ、このリブ３１１，３１２によってリード板４２の縦リード部４２ａが挟持されるようになっている。また、ホルダ部材３１の端面被覆部３１ｂにもその両縁に沿って、リブ３１３，３１４が設けられていて、このリブ３１３，３１４によってリード板４２の横リード部４２ｂが挟持されるようになっている。

さらに、ホルダ部材３１の端面被覆部３１ｂには突起３１５が設けられ、リード板４２の横リード部４２ｂに開口された孔４２０がこの突起３１５に填まり込むようになっている。
このような機構によって、ホルダ部材３１上に装着されるリード板４２がしっかり固定できるようになっている。

図示はしないが、ホルダ部材３２及びリード板４３も、上記のホルダ部材３１及びリード板４２と同様の構成であって、ホルダ部材３２の介挿部３２ａ及び端面被覆部３２ｂに設けられたリブによって、リード板４３の縦リード部４３ａ及び横リード部４３ｂが挟持され、さらに、ホルダ部材３２の端面被覆部３２ｂに設けられた突起に、リード板４３の横リード部４３ｂに開口された孔が填まり込むことによって、ホルダ部材３２上にリード板４３がしっかり固定されるようになっている。

また、リード板４４の横リード部４４ｂも、ホルダ部材３３の端面被覆部３３ｂに設けられたリブで挟持されて端面被覆部３３ｂ上に固定され、リード板４５も、ホルダ部材３３の端面被覆部３３ｃに設けられたリブで挟持されて端面被覆部３３ｂ上に固定されている。
このように、各リード板４２〜４５は、各ホルダ部材３１〜３３の表面上に固定されることによって、各リード板４２〜４５と各ホルダ部材３１〜３３とが互いに位置ずれしにくくなっている。

（パック電池の製造方法）
パック電池本体１を組み立てる際には、素電池群２０を構成する各素電池２１〜２４に対して、ホルダ部材３１〜３３及びリード板４１〜４６などを装着すると共に、素電池２１〜２４を配列する。また、リード板４１〜４５と素電池２１〜２４の端子とを接続する。

具体的には、図４（ａ）に示すように、素電池２１にホルダ部材３１及びリード板４２を装着し、横リード部４２ｂと負極端子２５との接続を行う。
ここで、ホルダ部材３１には、介挿部３１ａと端面被覆部３１ｂを備えているので、ホルダ部材３１を装着することによって、介挿部３１ａと端面被覆部３１ｂが同時に装着される。

図４（ｂ）は、素電池２１にホルダ部材３１及びリード板４２が装着された状態のものを示す。
同様に、素電池２２にホルダ部材３２及びリード板４３を装着する。
また素電池２３及び素電池２４にホルダ部材３３を装着する。そして、リード板４４の横リード部４４ｂと素電池２３の負極端子２５との接続、横リード部４４ｂと素電池２４の底面２４ｃとの接続を行う。また、素電池２４の負極端子２５とリード板４５との接続も行う。

このように、素電池にホルダ部材及びリード板を装着したものを準備しておけば、後は、これらを組合わせて接続することによって、容易にパック電池本体１を組み立てることができる。
すなわち、ホルダ部材３１及びリード板４２，４６付きの素電池２１、ホルダ部材３２及びリード板４３付きの素電池２２、ホルダ部材３３及びリード板４４，４５付きの素電池２３，２４をそれぞれ作製しておいて、これらを配列して素電池群２０を形成し、リード板４２の横リード部４２ｃと素電池２２の底面２２ｃとの接続、並びにリード板４３の横リード部４３ｃと素電池２３の底面２３ｃとの接続を行う。

そして、素電池群２０の前辺に沿って回路基板５０を配置し、リード板４１〜４６と、回路基板５０の端子５２〜５７との接続を行うことによって、パック電池本体１ができあがる。
このパック電池本体１に対して、素電池群２０の下面に絶縁シート３７を貼り付け、これを下ケース２の底面上に貼り付ける。そして、上ケース３を覆いかぶせることによって、パック電池が完成する。

（ホルダ部材３１〜３３による効果）
ホルダ部材３１〜３３を用いることによる効果について、代表的に素電池２１，２２に装着されるホルダ部材３１を例にとって説明する。
まず、ホルダ部材３１の介挿部３１ａの役割について述べると、互いに隣接する各素電池２１，２２において、側辺部２１ａ，２２ａは、底面（正極端子）２１ｃ，２２ｃと導通して同電位となっており、隣接する素電池同士は直列接続されているので、側辺部２１ａ，２２ａ同士を絶縁する必要があるが、ホルダ部材３１の介挿部３１ａは、素電池２１の側辺部２１ａと素電池２２の側辺部２２ａとの間に介在して、両者の間に一定間隔を確保しながら両者間の絶縁をなすとともに、素電池２１と素電池２２との間の熱伝達を抑えて熱連鎖を防止する働きもなす。

また、この介挿部３１ａは、素電池２１の側辺部２１ａとリード板４２の縦リード部４２ａとの間にも介在して、両者の間隙を確保しながら両者間の絶縁をなしている。
次に、ホルダ部材３１の端面被覆部３１ｂの役割について述べると、素電池２１の上面２１ｂにおける負極端子２５の周囲領域は正極端子と導通しているので、素電池２１の負極端子２５に接続されたリード板４２と絶縁する必要があるが、ホルダ部材３１の端面被覆部３１ｂが、素電池２１の負極端子２５に接続されたリード板４２の横リード部４２ｂと、素電池２１の上面２１ｂとの間に介在して、両者の絶縁をなしている。

このように、１つのホルダ部材３１によって、隣接する素電池２１,２２間の絶縁及び熱連鎖防止をなし、リード板４２と素電池２１との間の絶縁もなしている。
また、ホルダ部材３１は、素電池２１の負極端子２５及び素電池２２の底面２２ｃに接続されたリード板４２と、素電池２１の側辺部２１ａ及び上面２１ｂの間に挟まれて固定された状態となっており、ホルダ部材３１が素電池２１に対して位置ずれしにくいので、ホルダ部材としての機能を長く維持できる。

また、素電池２１の上面２１ｂに設けられた負極端子２５が、ホルダ部材３１の端面被覆部３１ｂに開設された孔３１０に填まり込んで嵌合しているので、ホルダ部材３１の素電池２１に対する位置合わせが容易で、固定もしっかりなされる。
また、リード板４２が、ホルダ部材３１のリブ３１１，３１２及びリブ３１３、３１４に挟まれていること、並びに、ホルダ部材３１の突起３１５にリード板４２の孔４２０が填まり込んでいるため、リード板４２とホルダ部材３１との位置ずれも生じにくくなっており、ホルダ部材３１の機能を安定して維持することができる。

また、ホルダ部材３１が、介挿部３１ａと端面被覆部３１ｂとを有しているので、パック電池本体１を組み立てる工程においても、このホルダ部材３１を用いれば、図４（ａ），（ｂ）に示すように、介挿部３１ａと端面被覆部３１ｂとを同時に素電池２１に装着できる。従って、介挿部３１ａ及び端面被覆部３１ｂに相当する別々の部材を装着する場合と比べて、製造工程を容易に実施できる。

以上のような効果は、ホルダ部材３２、ホルダ部材３３においても同様に奏する。
また、上記実施形態の製造工程で説明したように、素電池２１にホルダ部材３１及びリード板４２，４６を装着し、素電池２２にホルダ部材３２及びリード板４３を装着し、素電池２３，２４にホルダ部材３３及びリード板４４，４５を装着しておいて、これらを組み合わせる方法によって、パック電池本体１を容易に組み立てることができる。

このように本実施形態のパック電池では、L字状のホルダ部材３１，３２とZ字状のホルダ部材３３を組み合わせて用いており、それによって、パック電池の構成する部品点数を低減する効果とともに、製造工程を簡単にできる効果も高められる。
同様に、一般に平面上に素電池が３個以上配列され且つ互いに直列接続された素電池群を備えパック電池において、L字状のホルダ部材とZ字状のホルダ部材とを組み合わせて用いることによって、パック電池の構成する部品点数を低減する効果とともに、製造工程を簡単にする効果が高められる。

なお、本実施形態では、各素電池２１〜２４の上面２１ｂ〜２４ｂに凸状の負極端子２５を有し、上面２１ｂ〜２４ｂにおける負極端子２５の周囲が正極性であったが、逆に、素電池の上面に凸状の正極端子を有し、その上面における正極端子の周囲が負極性である場合も、同様に実施可能である。
[実施の形態２]
本実施形態では、パック電池本体において、実施の形態１の素電池群２０と同様の構成の素電池群を２つ積み重ねた構成としている。そして、下段の素電池群が備えるホルダ部材の介挿部と、上段の素電池群が備えるホルダ部材の介挿部との間に、帯状のスペーサを介挿させており、これによって、以下に説明するように、下段の素電池群が備えるホルダ部材の介挿部と、帯状のスペーサと、上段の素電池群が備えるホルダ部材の介挿部が、支柱の役割をなすので、パック電池の耐衝撃性を向上させることができる。

図６は、実施の形態２に係るパック電池の構成を示す図であって、パック電池本体１が下ケース１０２に収納される状態を示している。
上記実施の形態１では、４個の素電池２１〜２４が横方向（Ｙ方向）に配列されて素電池群２０が構成されていたが、本実施の形態におけるパック電池本体１０１においては、４個の素電池１２１〜１２４が横方向に配列されてなる素電池群１２０、及び４個の素電池２２１〜２２４が横方向に配列されてなる素電池群２２０が、上下２段に積み重ねられている。すなわち、下段の素電池群１２０は、４個の素電池１２１〜124が横方向に配列されてなり、上段の素電池群220も４個の素電池２２１〜２２４が横方向に配列されてなる。

下段の素電池群１２０において４つの素電池１２１〜１２４が配列されている形態は、上記実施の形態１の素電池２１〜２４が配列されている形態と同じであって、隣接する素電池１２１〜１２４同士の間にホルダ部材１３１〜１３３の介挿部１３１ａ〜１３３ａが介在している。そして、これら４つの素電池１２１〜１２４同士は直列接続されている。
また、上段の素電池群２２０において、４つの素電池２２１〜２２４が配列されている形態も、素電池２１〜２４が配列されている形態と同じであって、隣接する素電池２２１〜２２４同士の間にホルダ部材の介挿部２３１ａ〜２３３ａが介在し、４つの素電池２２１〜２２４同士は直列接続されている。

なお、上下に積み重ねられている素電池同士（すなわち、素電池１２１と素電池２２１、素電池１２２と素電池２２２、素電池１２３と素電池２２３、素電池１２４と素電池２２４）は、リード板によって互いに並列接続され、回路基板１５０にも接続されている。
下段の素電池群１２０の上面と、上段の素電池群２２０の下面との間には、スペーサ４０１〜４０３、４１１〜４１８が介挿されている。

図７は、素電池群に対してスペーサが配置される位置を示す図である。
図７（ａ），（ｂ）に示すように、スペーサ４０１〜４０３は、隣接する素電池１２１〜１２４同士の間に介在する介挿部１３１ａ〜１３３ａの上に配置されている。
また、スペーサ４１１〜４１４は、各素電池１２１〜１２４の前端に沿って配置され、スペーサ４１５〜４１８は各素電池１２１〜１２４の後端に沿って配置されている。

図７には上段の素電池群２２０は示していないが、上段の素電池群２２０に対しても同様の位置に配置されている。すなわち、スペーサ４０１〜４０３は、隣接する素電池２２１〜２２４同士の間に介在する介挿部２３１ａ〜２３３ａの下に配置され、スペーサ４１１〜４１４は、各素電池２２１〜２２４の前端に沿って側面１２１ｄ〜１２４ｄ上に配置され、スペーサ４１５〜４１８は各素電池２２１〜２２４の後端に沿って側面１２１ｄ〜１２４ｄ上に配置されている。

これらのスペーサ４０１〜４０３、４１１〜４１８は、絶縁性材料からなる帯状部材であって、両面テープで下段の素電池群１２０に貼り付けられている。また、これらスペーサ４０１〜４０３、４１１〜４１８の上面も両面テープで上段の素電池群２２０に貼り付けられている。
スペーサ４０１〜４０３、４１１〜４１８の素材としては、アラミドポリマーで作られた絶縁紙（Nomex、デュポン社）が挙げられる。スペーサの厚さは例えば０．５１ｍｍであり、両面テープの厚さは例えば０．４ｍｍである。

図８（ａ），（ｂ）は、スペーサ４０１〜４０３、４１１〜４１８を介して積層された素電池群１２０，２２０に対して衝撃試験を行う様子を示す図であって、（ａ）は、素電池群１２０，２２０を横方向に切断した断面、（ｂ）は、素電池群１２０，２２０を、素電池１２３，２２３のところで前後方向に切断した断面を示している。
図９は、比較例にかかるスペーサを用いた電池パック本体を示す図であって、下段の素電池群１２０の上面と、上段の素電池群２２０の下面との間に、スペーサ５０１〜５０４が介挿されている。

この比較例にかかるスペーサ５０１〜５０４も、絶縁板で形成されているが、各素電池１２１〜１２４の側面１２１ｄ〜１２４ｄの外周部に積層されている枠体状の部材である。
上記のスペーサ４０１〜４０３、４１１〜４１８を用いて素電池群１２０，２２０を積み重ねた実施例と、スペーサ５０１〜５０４を用いて素電池群１２０，２２０を積み重ねた比較例について、衝撃試験を行った。

衝撃試験の方法は、積み重ねた素電池群１２０，２２０を、台の上に置いて、素電池群２２０の上に丸棒（Φ１６ｍｍ）を載置し、丸棒に対して一定の高さから重りを落下して衝撃Fを加え、素電池群１２０，２２０に損傷が生じたか否かを観察した。
その結果、比較例では、素電池１２１〜１２４、２２１〜２２４の側片部（図９（ａ）において破線で囲んだ領域Ａ1〜Ａ5）に変形が発生したものがあり、特に両端の領域Ａ1，Ａ5には変形が発生しやすかったが、実施例では、素電池１２１〜１２４、２２１〜２２４に変形は発生しなかった。

その理由を、実施例にかかる図８（ａ），（ｂ）と、比較例にかかる図９（ｂ）とを比較参照しながら説明する。
実施例にかかるパック電池本体１０１においては、図８（ａ），（ｂ）に示すように、介挿部２３１ａ〜２３３ａ、スペーサ４０１〜４０３、介挿部１３１ａ〜１３３ａが、上下方向に貫通する支柱のように存在しているので、パック電池本体１０１に上下から圧縮力が加えられても、素電池１２１〜１２４、２２１〜２２４には、あまり力がかからない。

すなわち、スペーサ４０１〜４０３は、ホルダ部材１３１〜１３３の介挿部１３１ａ〜１３３ａと、ホルダ部材２３１〜２３３の介挿部２３１ａ〜２３３ａとに沿って伸長し、この介挿部１３１ａ〜１３３ａと介挿部２３１ａ〜２３３ａとの間に介在している。
一方、丸棒の真下において、上下に重ねられた素電池同士の間にはスペーサが介在していない。言いかえると、介挿部１３１ａ〜１３３ａ及び介挿部２３１ａ〜２３３ａに沿って伸長するスペーサ４０１〜４０３は、素電池群１２０を構成する素電池１２１〜１２４と、素電池群２２０を構成する素電池２２１〜２２４によって挟持されていない。

従って、例えば、丸棒に上から衝撃力Ｆが加えられた場合、主に介挿部２３１ａ〜２３３ａ、スペーサ４０１〜４０３、介挿部１３１ａ〜１３３ａを経由して台に伝達され、素電池１２１〜１２４、２２１〜２２４にはあまり衝撃力が加わらない。
また、丸棒の真下においては、上下に重ねられた素電池同士の間に間隙が存在するので、素電池に押圧力がかかったときにも、図８（ｂ）に破線Ｌで示すように、素電池が撓むことができる。

よって、実施例では、圧縮力や衝撃力が加わっても、素電池１２１〜１２４、２２１〜２２４に変形は生じにくい。
一方、比較例のパック電池本体では、図９（ｂ）に示すように、丸棒の真下において、上下に重ねられた素電池２２１〜２２４の側辺部と素電池１２１〜１２４の側辺部の間にスペーサ５０１〜５０４が介在している。

従って、このパック電池本体に圧縮力が加えられたり、丸棒に衝撃力Fが加わったりすると、素電池２２１〜２２４の側辺部、スペーサ５０１〜５０４、素電池１２１〜１２４の側辺部を経由して台に伝達されるので、素電池１２１〜１２４、２２１〜２２４の側辺部に対して、上下から圧縮される力が加わる。
[参考例]
図１０（ａ）は、参考例にかかるリード付電池７０を示す斜視図、図１０（ｂ）はその上面図である。

角形の素電池７１と、当該素電池７１に取り付けられたリード板７５とから構成されている。
リード板７５は、素電池７１の側辺部７１ａに沿って伸びる縦リード部７５ａと、素電池７１の上面７１ｂに沿って伸びる横リード部７５ｂとを有するＬ字形の部材である。
上記素電池７１の上面７１ｂには正極端子としてクラッド板７２が貼り付けられ、横リード部７５ｂはこのクラッド板７２に溶接接合されている。

リード板７５における横リード部７５ｂは、その先端部分７５１が幅狭に形成され、先端部分７５１の幅Ｗ２は、クラッド板７２の幅Ｗ１と同等に設定されている。
そして、リード板７５の先端部分７５１は、クラッド板７２と位置合わせされた状態で接合されている。
このように、リード板７５の先端部分７５１の幅Ｗ２と、クラッド板７２の幅Ｗ１とを同等に設定しておくことによって、リード板７５を素電池７１に接合するときに、リード板７５の先端部分７５１と素電池７１上のクラッド板７２とを容易に位置合わせすることができる。従って、接合工程を容易に行うことができる。

本発明は、携帯電子機器用のパック電池、特に複数の角形素電池を配列し直列接続したパック電池に適している。

１ パック電池本体
２ 下ケース
３ 上ケース
２０ 素電池群
２１〜２４ 素電池
２１ａ〜２４ａ 側辺部
２１ｂ〜２４ｂ 上面
２１ｃ〜２４ｃ 底面
２５ 負極端子
３１〜３３ ホルダ部材
３１ａ〜３３ａ 介挿部
３１ｂ〜３３ｂ 端面被覆部
４１〜４６ リード板
４２ａ，４３，４４ａ 縦リード部
４２ｂ，４３ｂ，４４ｂ，４２ｃ 横リード部
５０ 回路基板
５１ 外部コネクタ
３１１，３１２ リブ
３１３，３１４ リブ

Claims (9)

1. 一端面に端子を有する角型の素電池が平面上に複数配列されてなる素電池群と、前記配列された複数の素電池同士を所定間隔で保持する１以上のホルダ部材と、前記複数の素電池どうしを接続する１以上のリード板とを備え、
   前記各素電池は、一端面における前記端子の周囲に当該端子と逆極性の領域を有し、
   前記ホルダ部材の１つは、
   前記素電池群の中で互いに隣接配置され且つ直列接続される素電池同士の間隙に介挿され当該間隙に沿って伸長する介挿部と、
   当該介挿部の伸長方向端部から曲折して、隣接配置された一方の素電池の一端面に沿って伸長して、当該一端面における前記端子の周囲領域を被覆する端面被覆部とを有し、
   前記リード板の１つは、
   その一部が前記端面被覆部の表面に沿って配設され、
   前記素電池の一端面に設けられた端子に接続されていることを特徴とするパック電池。
2. 前記ホルダ部材の１つは、
   前記介挿部と前記端面被覆部とからなるＬ字形状の部材であることを特徴とする請求項１記載のパック電池。
3. 前記リード板の１つは、その一部が前記端面被覆部の表面から前記介挿部の表面に沿って配設され、隣接配置された他方の素電池に接続されていることを特徴とする請求項２記載のパック電池。
4. 前記素電池の一端面に設けられた端子は、凸状の端子であって、
   前記端面被覆部には、当該凸状端子が填まり込む孔が開設され、
   前記リード板の１つと凸状端子とは、当該孔を介して接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか記載のパック電池。
5. 前記ホルダ部材において、
   介挿部と端面被覆部は同一材料で一体成形されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか記載のパック電池。
6. 前記端面被覆部の表面上に、前記リード板の一部を挟持するリブが形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか記載のパック電池。
7. 前記素電池群を第１素電池群とし、
   第１素電池群と同じ構成の第２素電池群が、第１素電池群に積み重ねられ、
   第１素電池群が備えるホルダ部材の介挿部と、第２素電池群が備えるホルダ部材の介挿部との間に、帯状のスペーサが介挿されていることを特徴とする請求項１記載のパック電池。
8. 前記スペーサは、
   第１素電池群が備えるホルダ部材の介挿部及び第２素電池群が備えるホルダ部材の介挿部に沿って伸長する部分を有し、
   当該部分は、第１素電池群を構成する素電池と、第２素電池群を構成する素電池とで挟持されることなく設けられていることを特徴とする請求項７記載のパック電池。
9. 一端面に端子を有する角型の素電池が平面上に３以上配列され且つ直列接続されてなる素電池群と、前記配列された素電池同士を所定間隔で保持する２以上のホルダ部材とを備え、
   前記各素電池は、一端面における前記端子の周囲に当該端子と逆極性の領域を有し、
   第１ホルダ部材は、
   前記素電池群の中で互いに同じ向きで隣接配置された素電池同士の間隙に介挿され当該間隙に沿って伸長する介挿部と、
   当該介挿部の伸長方向一端部から曲折して、一方の素電池の一端面に沿って伸長して、当該一端面における前記端子の周囲領域を被覆する端面被覆部とからなるL字状であり、
   第２ホルダ部材は、
   前記素電池群の中で互いに反対向きで隣接配置された素電池同士の間隙に介挿され当該間隙に沿って伸長する介挿部と、
   当該介挿部の伸長方向一端部から曲折して、一方の素電池の一端面に沿って伸長して、当該一端面における前記端子の周囲領域を被覆する端面被覆部と、当該介挿部の伸長方向他端部から曲折して、他方の素電池の一端面に沿って伸長して、当該一端面における前記端子の周囲領域を被覆する端面被覆部とを有するZ字状であって、
   各素電池の一端面を被覆する端面被覆部の表面に沿ってリード板が配設され、当該リード板が当該一端面の端子に接続されていることを特徴とするパック電池。

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