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JP4810180B2 - リチウムイオン電池パック - Google Patents

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Description

本発明は、外装ケースによりリチウムイオン電池と保護回路からなる組立セルを固定してなる電池パックに関する。
近年、携帯電話やデジタルスチールカメラなどの携帯機器用の電源として高容量化、小型化の要求によりリチウムイオン電池が用いられている。携帯機器においては、薄型化が要求され、それに伴いリチウムイオン電池パックも小型化、薄型化の設計が要求されてきている。
リチウムイオン電池及び保護回路基板からなる組立セルを保護する外装ケースは、構造上、上ケースと下ケースに分離した形状となっている。その上ケースと下ケースの固定方法については、通常超音波溶着を用いている。
図４は、従来のリチウムイオン電池パックを説明する分解斜視図である。リチウムイオン電池パックの製造においては、先ずリチウムイオン電池４に保護回路基板５をタブ６で接続した組立セル２を下ケース３の所定の位置に挿入する。その後、上ケース１を上側から被せ上ケース１の右側面１１と左側面１２に設けられた嵌合用溝１１３、１２３に、下ケース３の右側面３１と左側面３２に設けられた嵌合用突起３１３、３２３を嵌合し、上ケース１の後端面１３と前端面１４に設けられた超音波溶着用溝１３３、１４３に下ケース３の後端面３３と前端面３４に設けられた超音波溶着用突起３３３、３４３を嵌合し超音波溶着を行い固定する。最後に外装ラベル７を巻き完全に固定していた（特許文献１参照）。
リチウムイオン電池パックを薄型化、小型化するために、超音波溶着用突起３３３、３４３、超音波溶着用溝１３３、１４３と保護回路基板５、リチウムイオン電池４とのクリアランスを小さくすることで対応していたが、超音波溶着のエネルギーが保護回路基板５とリチウムイオン電池４に悪影響を及ぼす危険性があった。即ち、超音波溶着エネルギーにより、保護回路基板に実装している電子部品の内部の接続部分にクラックなどが入り、接触又はオープン状態となる。または、基板と電子部品を接合している半田部にクラックなどが入り、接触又はオープン状態となる。または、リチウムイオン電池の安全弁が開放したり、電極に剥離が発生し、漏液や性能の低下等の不具合が起きる恐れがあった。
図５は、従来のリチウムイオン電池パックの超音波溶着工程を説明する断面図である。上ケースの後端面に設けられた超音波溶着用溝１３３、下ケースの後端面に設けられた超音波溶着用突起３３３と保護回路基板５とのクリアランスは、１．０ｍｍ以上必要なところ、０．５ｍｍと小さくしたため、超音波溶着を完全に出来るように超音波ホーン８を超音波を完全に覆う位置に調整すると、保護回路基板５の上まで超音波ホーン８が覆ってしまい、超音波溶着のエネルギーが保護回路基板５に影響を及ぼす危険性が出てくることとなる。
特開２００５−１００６８９号公報
従来のリチウムイオン電池パックにおいては、上ケースと下ケースを超音波溶着しているためケースの側面厚さが薄型化、小型化により薄くなり、さらに保護回路基板、リチウムイオン電池とのクリアランスが小さくなると、超音波溶着のエネルギーがリチウムイオン電池及び保護回路基板に影響を及ぼすことになる。
本発明は、超音波溶着によるリチウムイオン電池及び保護回路基板への影響のない、信頼性の高い、かつ効率よく組み立てられるリチウムイオン電池パックを提供するものである。
本発明の電池パックは、リチウムイオン電池と保護回路基板からなる組立セルを上ケースと下ケースで固定してなるリチウムイオン電池パックにおいて、前記上ケース或いは前記下ケースの左右側面に設けた嵌合用突起と、前記下ケース或いは前記上ケースの左右側面に設けた嵌合用溝が嵌合し、前記上ケース或いは前記下ケースの端面に設けた嵌合用爪と前記下ケース或いは前記上ケースの端面に設けた嵌合用穴が嵌合、係止している。
また、本発明の電池パックは、前記上ケースおよび前記下ケースは長方形の外枠を除く中央部に開口部を有し、前記開口部に前記組立セルを配し、前記上ケース、前記下ケースおよび前記組立セルを外装ラベルで覆うことができる。
更に、本発明の電池パックは、前記上ケース或いは前記下ケースの左右側面にラッチ爪を有し、前記下ケース或いは前記上ケースの左右側面にラッチ穴を有することがある。
本発明のリチウムイオン電池パックによれば、上下ケースの側面の嵌合用溝と嵌合用突起および端面の嵌合用爪と嵌合用穴で嵌合、係止することにより上下ケースが固定され、超音波溶着作業が無くなる為、超音波溶着エネルギーがリチウムイオン二次電池及び保護回路基板に対する影響を回避できる。又、溶着バリ、超音波溶着時に発生するケースキズ等も無くなり外観不良率も少なくなる。さらに超音波溶着設備も必要無くなり、簡単に組立可能となる等の効果がある。
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、本発明のリチウムイオン電池パックの分解斜視図であり、図２は本発明のリチウムイオン電池パックの組立工程の一部を説明する斜視図であり、図３は本発明のリチウムイオン電池パックのケース側面嵌合部の断面図である。
リチウムイオン電池パックの製造について説明する。先ず、例えば幅３０．０ｍｍ、高さ４８．０ｍｍ、厚さ４．０ｍｍのアルミニウム合金からなる缶に電池要素を収納したリチウムイオン電池４に保護回路基板５をタブ６で接続した組立セル２を、幅３０．８ｍｍ、高さ４８．８ｍｍのＰＣ、ＰＣ／ＡＢＳ等の樹脂を射出成型してなる開口部を有し長方形の外枠からなる下ケース３の所定の位置に挿入する。即ち保護回路基板５は、下ケース３の後端面３３に沿って挿入し、組立セル２は下ケース３の右側面３１、左側面３２、前端面３４に沿って挿入する。
その後、図２に示すように、下ケース３と同様の樹脂からなる幅３０．８ｍｍ、高さ４８．８ｍｍの上ケース１の左右側面の下側に側面の長手方向に沿って断面凸状に設けた突起部の幅１．０ｍｍの嵌合用突起１１１、１２１を下ケース３の左右側面の長手方向に沿って断面凹状に設けた嵌合用溝３１１、３２１に上ケース１の後端面１３から下ケース３の前端面３４に嵌合させながら挿入する。
次いで、図３に示すように、上ケース１の左右側面１１、１２にそれぞれ設けた嵌合用突起１１１、１２１と下ケース３の左右側面３１、３２にそれぞれ設けた嵌合用溝３１１、３２１が嵌合した状態で上ケース１を下ケース３上でスライドさせる。この左右方向の動きが制限された状態でスライドさせていくと、上ケース１の後端面１３の上部と前端面１４の下部にそれぞれ中央部と左右に１個、計３個設けた嵌合用爪１３１、１４１が、下ケース３の後端面３３と前端面３４にそれぞれ上ケースの嵌合用爪の対応する位置に設けた０．４×１．０ｍｍの嵌合用穴３３１、３４１に挿入されて前後方向の動きが制限され、左右前後方向の動きが制限され固定されることになる。その際、上ケース１の左右側面１１、１２の略中央部にそれぞれ設けたラッチ爪１１２、１２２が下ケース３の左右側面３１、３２の対応する位置に設けた０．４２×１．０２ｍｍのラッチ穴３１２、３２２に挿入されると、前後方向の動きが側面の中央付近でも制限されることになり、より確実に上ケース１と下ケース３が固定されることとなる。
ここで、上ケース１と下ケース３はそれぞれ開口部を有し、上ケース１と下ケース３を嵌合されたときの外枠の厚さはリチウムイオン電池４の厚さと同じとなるようにし、電池パックの厚さを抑えている。上下ケース１、３の外枠により、組立セル２を固定し、組立セル２の側面部と、上下ケース１、３の外枠とが同一平面上に位置するように、開口部に組立セル２の側面が配置する。さらに、最後に製品の絶縁、外装表示とケースの固定のため外装ラベル７で組立セル２と上下ケース１、３を覆い完全に固定し、完成品とする。
これにより、超音波溶着を用いなくとも上下ケースが固定したリチウムイオン電池パックが得られる。なお、ここではラッチ爪とラッチ穴を用いた形態を説明したが、ラッチ爪とラッチ穴がなくとも上下ケースは固定される。ラッチ爪、ラッチ穴を設けることにより、より確実強固に固定することができる。
また、嵌合用突起、嵌合用溝の形状、嵌合用爪、嵌合用穴、ラッチ爪、ラッチ穴の位置、数量等は一例であり、本発明を限定するものではない。
本発明のリチウムイオン電池パックの分解斜視図。 本発明のリチウムイオン電池パックの組立工程の一部を説明する斜視図。 本発明のリチウムイオン電池パックのケース側面嵌合部の断面図。 従来のリチウムイオン電池パックを説明する分解斜視図。 従来のリチウムイオン電池パックの超音波溶着工程を説明する断面図。
符号の説明
１ 上ケース
２ 組立セル
３ 下ケース
４ リチウムイオン電池
５ 保護回路基板
６ タブ
７ 外装ラベル
８ 超音波ホーン
１１ （上ケース）右側面
１２ （上ケース）左側面
１３ （上ケース）後端面
１４ （上ケース）前端面
３１ （下ケース）右側面
３２ （下ケース）左側面
３３ （下ケース）後端面
３４ （下ケース）前端面
１１１ （右側面）嵌合用突起
１１２ （右側面）ラッチ爪
１１３ （右側面）嵌合用溝
１２１ （左側面）嵌合用突起
１２２ （左側面）ラッチ爪
１２３ （左側面）嵌合用溝
１３１ （後端面）嵌合用爪
１３３ （後端面）超音波溶着用溝
１４１ （前端面）嵌合用爪
１４３ （前端面）超音波溶着用溝
３１１ （右側面）嵌合用溝
３１２ （右側面）ラッチ穴
３１３ （右側面）嵌合用突起
３２１ （左側面）嵌合用溝
３２２ （左側面）ラッチ穴
３２３ （左側面）嵌合用突起
３３１ （後端面）嵌合用穴
３３３ （後端面）超音波溶着用突起
３４１ （前端面）嵌合用穴
３４３ （前端面）超音波溶着用突起

Claims (3)

  1. リチウムイオン電池と保護回路基板からなる組立セルを上ケースと下ケースで固定してなるリチウムイオン電池パックにおいて、前記上ケース或いは前記下ケースの左右側面に設けた嵌合用突起と、前記下ケース或いは前記上ケースの左右側面に設けた嵌合用溝が嵌合し、前記上ケース或いは前記下ケースの端面に設けた嵌合用爪と前記下ケース或いは前記上ケースの端面に設けた嵌合用穴が嵌合、係止したことを特徴とするリチウムイオン電池パック。
  2. 前記上ケースおよび前記下ケースは長方形の外枠を除く中央部に開口部を有し、前記開口部に前記組立セルを配し、前記上ケース、前記下ケースおよび前記組立セルを外装ラベルで覆うことを特徴とする請求項１記載のリチウムイオン電池パック。
  3. 前記上ケース或いは前記下ケースの左右側面にラッチ爪を有し、前記下ケース或いは前記上ケースの左右側面にラッチ穴を有することを特徴とする請求項１または２記載のリチウムイオン電池パック。
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