JP2008016190A - パック電池 - Google Patents

Abstract

【課題】保護素子と封口板とを簡単な構造として製造コストを低減しながら、リベットの凸部電極に保護素子をカシメ加工でしっかりと固定する。
【解決手段】パック電池は、封口板３を貫通するリベット５からなる凸部電極４を設けている電池１の封口板３の外側に保護素子１０を配置して凸部電極４に連結している。保護素子１０は、第１の接続金属端子１１Ａと第２の接続金属端子１１Ｂとの間に感熱チップ１２を配置する積層構造で、封口板３との対向面に第１の接続金属端子１１Ａを配設している。第１の接続金属端子１１Ａは、感熱チップ１２から外周に突出する突出部１３に設けた貫通孔１４に、カシメ加工されたリベット５が挿通されて、凸部電極４に固定されている。保護素子１０の第２の接続金属端子１１Ｂは、表面を接続端子面１５として、パック電池の出力端子とし、又は出力端子２１を固定している基板２０に接続している。
【選択図】図６

Description

本発明は、電池と直列に保護素子を接続しているパック電池に関し、とくに保護素子を凸部電極にリベットのカシメ加工で連結しているパック電池に関する。

パック電池は、電池と直列にＰＴＣやヒューズ等の保護素子を接続して安全性を向上できる。保護素子であるＰＴＣは、温度が上昇して設定温度よりも高くなると電気抵抗が急激に上昇する。電気抵抗が増加したＰＴＣは、電池に流れる電流を実質的に遮断する。ＰＴＣは電池で加温され、また、ＰＴＣに流れる過大な電流で加温される。したがって、電池の温度が高くなり、あるいは電池に過大な電流が流れると、ＰＴＣの電気抵抗が大きくなって電流が遮断される。ＰＴＣは設定温度よりも低温では電気抵抗が極めて小さく、電池に流れる電流を制限しない。

従来のパック電池は、ＰＴＣ等の保護素子のリード板を電池の封口板にスポット溶接して、電池と直列に接続していた。この構造のパック電池は、ＰＴＣなどの保護素子の接続に手間がかかる。この欠点を解消するために、保護素子を電池の封口板に、リベットのカシメ加工で連結するパック電池が開発されている。（特許文献１参照）
特開２００２−３４３３１５号公報

以上の特許文献に記載されるパック電池が、保護素子を封口板に連結する状態を示す分解斜視図を図１に、拡大断面図を図２に示す。保護素子１１０は、感熱チップ１１２の上面でその両端にリード板１１１を固定している。この保護素子１１０を定位置に配置するために、封口板１０３は、保護素子１１０を保持する絶縁材１０６を陥入する凹部１０３Ｂを上面に設けている。絶縁材１０６は、保護素子１１０を定位置に保持するための凹部１０６Ｂを上面に開口して設けている。さらに、凸部電極１０４のリベット１０５を挿通する貫通孔１０６Ａを一端部に設けている。この絶縁材１０６の凹部１０６Ｂに入れられる保護素子１１０は、一方のリード板１１１に、リベット１０５を挿通する貫通孔１１４を設けている。封口板１０３を貫通するリベット１０５は、絶縁材１０６と保護素子１１０のリード板１１１に挿通され、その上端をカシメ加工して、封口板１０３と絶縁材１０６と保護素子１１０を連結する。さらに、リベット１０５は封口板１０３から突出して凸部電極１０４となる。リベット１０５の凸部電極１０４を封口板１０３から絶縁するために、封口板１０３の下面に絶縁シート１０７を配設し、この絶縁シート１０７は、封口板１０３の貫通孔１０３Ａに挿入される絶縁筒１０７Ａを一体構造で設けている。リベット１０５は下端に鍔１０５Ａを有し、この鍔１０５Ａを絶縁シート１０７の下面に積層している。リベット１０５は、絶縁シート１０７で封口板１０３から絶縁されて、保護素子１１０の一方のリード板１１１に連結される。リベット１０５は、図示しないが外装缶に内蔵される電極に接続される。リチウムイオン二次電池は、凸部電極１０４を負極板に接続する。この電池は、凸部電極１０４をマイナス電極とし、外装缶と封口板１０３をプラス電極とする。保護素子１１０は、マイナス電極の凸部電極１０４と直列に接続される。

以上の構造のパック電池は、保護素子を定位置に配置するために、保護素子と封口板との間に、保護素子を定位置に配置する絶縁材を配設する必要がある。この絶縁材は、絶縁材であるプラスチックでもって、保護素子を定位置に保持できる独特の形状に成形する必要がある。また、保護素子と封口板との間に絶縁材を配置するパック電池は、封口板と絶縁材とを定位置に配置する必要があることから、封口板には絶縁材を嵌着する凹部を設け、この凹部に嵌着できる形状に絶縁材を成形する必要がある。このため、特定の形状に成形している絶縁材を使用するので部品コストが高くなり、さらに、この絶縁材を嵌着する独特の複雑な形状に封口板を加工するために製造コストが高くなる。また、この保護素子は、感熱チップを封口板から絶縁するために、封口板との対向面をプラスチックで被覆しており、熱抵抗の大きいプラスチックを介して、しかも狭い面積で封口板に接触させているので、電池の封口板の発熱を均一に感熱チップに伝達できず、電池の発熱で保護素子が電流を遮断するのに時間遅れが発生する欠点がある。

本発明は、こ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、保護素子と封口板とを簡単な構造として製造コストを低減しながら、リベットの凸部電極に保護素子をカシメ加工でしっかりと固定でき、さらに電池が異常な温度に発熱するときに保護素子で速やかに電流を遮断できるパック電池を提供することにある。

本発明の請求項１のパック電池は、電極体を収納している外装缶２の開口部を封口板３で閉塞している電池１と、この電池１の封口板３の外側に配置されて第１の接続金属端子１１Ａ、８１Ａを電池１の凸部電極４に連結している保護素子１０、８０とを備える。電池１は、封口板３を貫通し、かつ絶縁ガスケット６を介して封口板３から絶縁されて、封口板３に固定してなるリベット５からなる凸部電極４を設けている。保護素子１０、８０は、第１の接続金属端子１１Ａ、８１Ａと第２の接続金属端子１１Ｂ、８１Ｂとの間に感熱チップ１２、８２を配置する接続金属端子１１、８１と感熱チップ１２、８２の積層構造で、封口板３との対向面に第１の接続金属端子１１Ａ、８１Ａを配設している。第１の接続金属端子１１Ａ、８１Ａは、感熱チップ１２、８２の表面から外周に突出する突出部１３、８３を有し、この突出部１３、８３には貫通孔１４、８４を設けている。第１の接続金属端子１１Ａ、８１Ａは、貫通孔１４、８４にカシメ加工された凸部電極４のリベット５が挿通されて、リベット５を介して突出部１３、８３を凸部電極４に固定している。さらに、保護素子１０、８０の第２の接続金属端子１１Ｂ、８１Ｂは、感熱チップ１２、８２の表面に積層された表面を接続端子面１５、８５として、この接続端子面１５、８５をパック電池の出力端子とし、又は出力端子２１を固定している基板２０に接続している。

本発明のパック電池は、電池１の封口板３と対向する姿勢の基板２０を備え、この基板２０と封口板３との間に保護素子１０を配設し、この保護素子１０を介して電池１の凸部電極４と基板２０を連結すると共に、電池１の封口板３に一端を連結しているリード板２３を介して電池１と基板２０を連結することができる。

本発明のパック電池は、封口板３が安全弁７を備えると共に、この安全弁７が開弁してガスを外部に排気する排出口８を閉塞する位置に保護素子１０、８０を配設することができる。

本発明のパック電池は、封口板３が、上面の外周に沿って溶接用の周壁１６を有し、この周壁１６を外装缶２の開口部にレーザ溶接して、外装缶２の開口部を封口板３で密閉すると共に、この周壁１６の内側に保護素子１０、８０を配設することができる。

本発明の請求項５のパック電池は、電極体を収納している外装缶２の開口部を封口板３で閉塞している電池１と、この電池１の封口板３の内側に配置されて第１の接続金属端子１１Ａを電池１の凸部電極５４に連結している保護素子１０とを備える。電池１は、封口板３を貫通し、かつ絶縁ガスケット６を介して封口板３から絶縁されて、封口板３に固定してなるリベット５５からなる凸部電極５４を設けている。保護素子１０は、第１の接続金属端子１１Ａと第２の接続金属端子１１Ｂとの間に感熱チップ１２を配置する接続金属端子１１と感熱チップ１２の積層構造で、封口板３との対向面に第１の接続金属端子１１Ａを配設している。第１の接続金属端子１１Ａは、感熱チップ１２の表面から外周に突出する突出部１３を有し、この突出部１３には貫通孔１４を設けている。第１の接続金属端子１１Ａは、貫通孔１４にカシメ加工された凸部電極５４のリベット５５が挿通されて、リベット５５を介して突出部１３を凸部電極５４に固定している。さらに、保護素子１０の第２の接続金属端子１１Ｂを、外装缶２に内蔵してなる電極体に接続している。

本発明のパック電池は、保護素子と封口板とを簡単な構造として製造コストを低減しながら、リベットの凸部電極に保護素子をカシメ加工でしっかりと固定できる特長がある。それは、本発明のパック電池が、電池の凸部電極に連結する保護素子を、第１の接続金属端子と第２の接続金属端子との間に感熱チップを配置する積層構造として、封口板との対向面に第１の接続金属端子を配設しており、この第１の接続金属端子の突出部にカシメ加工されたリベットを挿通して凸部電極に固定しているからである。この構造のパック電池は、保護素子の感熱チップの互いに対向する面に接続金属端子を積層し、封口板と対向する第１の接続金属端子を凸部電極に固定するので、従来のように、封口板や絶縁剤を、凹部を有する特定の形状に成形することなく、封口板や絶縁ガスケットを簡単な構造として製造コストを低減できる。

さらに、本発明のパック電池は、保護素子が、封口板との対向面に配設した第１の接続金属端子を介して封口板の熱を感熱チップに伝達するので、従来のように、熱抵抗の大きいプラスチックを介して熱を伝達する構造に比較して、熱伝導に優れた金属を介して封口板や凸部電極等の熱を速やかに、しかも均一に感熱チップに伝達できる特長がある。とくに、第１の接続金属端子は、感熱チップの表面から外周に突出部を突出させて、感熱チップよりも広い面積として封口板との対向面に配設しているので、広い面積の第１の接続金属端子の全体で封口板の熱を受け取って、しかも速やかに感熱チップに伝達できる。したがって、本発明のパック電池は、電池の発熱を効率よく感熱チップに伝導して、保護素子で速やかに電流を遮断できる。

また、第１の接続金属端子と第２の接続金属端子との間に感熱チップを配置する保護素子は、感熱チップの互いに対向する面に第１の接続金属端子と第２の接続金属端子とを別々に接続するので、感熱チップと接続金属端子との接触面積を広くして、感熱チップと接続金属端子との連結強度を強くできる。これに対して、従来のパック電池は、保護素子として、一方の面の両端にリード板を固定しているので、保護素子とリード板との連結部分を広くできず、感熱チップとリード板との連結強度が弱くなる欠点があった。このため、従来のパック電池では、封口板や絶縁材の上面に凹部等を設けることにより、保護素子を所定の位置に配置していた。本発明のパック電池では、保護素子の感熱チップと接続金属端子との連結強度を強くできるので、凸部電極のリベットに連結される第１の接続金属端子を介して保護素子を所定の位置に確実に配置できる。したがって、従来のように、封口板や絶縁材の上面を複雑な構造とすることなく、保護素子と封口板とを簡単な構造として、製造コストを低減しながら確実に定位置に配置できる。また、この保護素子は、感熱チップの他方の表面に積層される第２の接続金属端子についても強固に連結できる。このため、保護素子を封口板の外側に配置するパック電池においては、第２の接続金属端子の表面を接続端子面として、パック電池の出力端子とすることも、基板に安定して接続することもできる。また、保護素子を封口板の内側に配置するパック電池においては、第２の接続金属端子を外装缶に内蔵してなる電極体に安定して接続することができる。さらにまた、感熱チップと接続金属端子との接触面積を広くできる保護素子は、感熱チップと接続金属端子との連結強度を強くできることに加えて、接続金属端子から感熱チップへ効率よく熱伝導できる特長もある。

さらに、本発明の請求項３のパック電池は、封口板に設けた安全弁の排出口を閉塞する位置に保護素子を配設しているので、開弁した安全弁から排出されるガスで、保護素子を加熱して速やかに電流を遮断できる特長がある。

さらに、本発明の請求項４のパック電池は、封口板の上面の外周に沿って設けた周壁の内側に保護素子を配設するので、この周壁を介して保護素子を封口板の所定の位置に位置決めしながら配置できる特長がある。

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３ないし図５に示すパック電池は、携帯電話等の携帯用電子機器に使用される。このパック電池は、電池１を薄型の角型電池としている。電池１を薄型の角型電池とするパック電池は、全体をコンパクトにできるので、携帯電話などの電源に適している。ただし、本発明はパック電池の用途を携帯電話等の携帯機器には特定しない。また、図３と図４のパック電池は、電池１に保護素子１０と基板２０を連結してコアパック３０とし、このコアパック３０に合成樹脂を成形してなる外装ケース３１、３２を連結し、さらに、電池１の外装缶２の表面と外装ケース３１、３２の一部にラベル３４を接着している。図のパック電池は、コアパック３０にひとつの電池１を備えるが、複数の電池を直列又は並列に接続して電池のコアパックとすることもできる。

図４と図５に示すコアパック３０は、電池１と、この電池１の凸部電極４に連結している保護素子１０と、この保護素子１０を介して電池１に連結している基板２０とを備える。電池１はリチウムイオン二次電池である。リチウムイオン二次電池は、アルミニウムやアルミニウム合金製の外装缶２の開口部を、アルミニウムやアルミニウム合金の封口板３で密閉している。ただし、本発明は、電池をリチウムイオン二次電池には特定しない。充電できる全ての電池を使用できるからである。封口板３はレーザー溶接して外装缶２の開口部に固定されて、外装缶２の開口部を密閉する。図の封口板３は、外周に沿って溶接用の周壁１６を設けている。この封口板３は、周壁１６で外周部を厚くしている。封口板３は、周壁１６で厚くなる外周をレーザー溶接されて、確実に安定して外装缶２に固定される。

封口板３は、中央部に凸部電極４を設けている。凸部電極４は封口板３に固定されるリベット５で構成される。リベット５の凸部電極４は、封口板３に絶縁して固定される。リチウムイオン二次電池は、外装缶２と封口板３をプラス側とし、凸部電極４をマイナス側としている。凸部電極４のリベット５を封口板３から絶縁する構造を図６に示す。この図の封口板３は、上面と下面に絶縁ガスケット６を積層する。リベット５は、上下の絶縁ガスケット６と封口板３を貫通して、封口板３から絶縁される。下面の絶縁ガスケット６は、封口板３に設けた貫通孔１４に挿通される絶縁筒１７を一体的に設けている。絶縁筒１７は、封口板３の貫通孔３Ａの内面を絶縁して、その内側にリベット５を挿通させる。

リベット５は、下端に鍔５Ａを有し、上端をカシメ加工して封口板３に固定される。リベット５の上端はカシメ加工によって、外周に鍔状の広がるように筒状としている。このリベット５は、上端をカシメ加工して保護素子１０を連結している。保護素子１０は、第１の接続金属端子１１Ａの突出部１３に貫通孔１４を設けており、この貫通孔１４にリベット５を挿通している。リベット５の上端がカシメ加工されて、保護素子１０の第１の接続金属端子１１Ａを凸部電極４のリベット５に固定する。図６のコアパック３０は、封口板３の上面に保護素子１０を固定している。

図７のコアパック５０は、保護素子１０を、封口板３の内側に配置している。このコアパック５０は、リベット５５の上端に鍔５５Ａを設け、下端部を筒状として、ここをカシメ加工して、保護素子１０を連結する。保護素子１０は、第１の接続金属端子１１Ａに設けた貫通孔１４にリベット５５を挿通し、リベット５５をカシメ加工して、凸部電極５４に連結される。このパック電池は、保護素子１０の第２の接続金属端子１１Ｂを、外装缶２に内蔵する電極体（図示せず）に接続する。この保護素子は、図示しないが、第２の接続金属端子の表面に連結される極板連結板を介して電極体に接続され、あるいは、第２の接続金属端子を感熱チップの外周から突出する極板連結板として電極体に接続される。

保護素子１０は、電池１の熱を感知して電流を遮断する温度感知電流遮断素子である。温度感知電流遮断素子の保護素子１０はＰＴＣである。ＰＴＣは、電池１の温度が異常に高くなるときに電流を遮断するので、電池１を高温障害から保護し、またパック電池を安全に充放電できる。温度感知電流遮断素子のＰＴＣは、温度が設定温度よりも高くなると電気抵抗が著しく大きくなって、電池１の電流を実質的に遮断する保護素子である。ただ、温度感知電流遮断素子の保護素子は、ＰＴＣに代わって、ヒューズやブレーカ等の温度感知電流遮断素子も使用できる。

保護素子１０を図８に示す。この保護素子１０は、感熱チップ１２の両面に第１の接続金属端子１１Ａと第２の接続金属端子１１Ｂを積層して、接続金属端子１１を感熱チップ１２に電気接続している。感熱チップ１２は細長い直方体で、図において、下面に第１の接続金属端子１１Ａを、上面に第２の接続金属端子１１Ｂを設けて、感熱チップ１２と接続金属端子１１の積層構造としている。感熱チップ１２は、下面と上面に金属泊からなる接続層（図示せず）を設けており、この接続層に、接続金属端子１１をリフロー半田等の方法で接続している。接続金属端子１１は、たとえば厚さを０．３ｍｍとするニッケル板である。ただ、接続金属端子には導電性の全ての金属、たとえば銅板、表面をニッケル等でメッキした鉄や鉄合金等も使用できる。

第１の接続金属端子１１Ａは、感熱チップ１２の表面から外側に突出する突出部１３を有する。図８の保護素子１０は、感熱チップ１２の長手方向に突出するように、突出部１３を設けている。この保護素子１０は、第１の接続金属端子１１Ａを、感熱チップ１２の幅に等しく、感熱チップ１２よりも長い帯状の細長い金属板とし、この金属板の一端部を感熱チップ１２に積層して接続層を連結している。突出部１３は、電池１の凸部電極４であるリベット５に連結される。したがって、突出部１３は、リベット５を挿通する貫通孔１４を設けている。

第２の接続金属端子１１Ｂは、感熱チップ１２の表面に積層状態で固定されて、表面を接続端子面１５としている。第２の接続金属端子１１Ｂは、第１の接続金属端子１１Ａと同じ金属板であるが、外形を感熱チップ１２の外形と同じにして、感熱チップ１２の表面に積層している。第２の接続金属端子１１Ｂは、感熱チップ１２の表面に固定される接続端子面１５を、パック電池の出力端子とし、又は出力端子２１を固定している基板２０に接続される。図のパック電池は、第２の接続金属端子１１Ｂの接続端子面１５を、リード板２２で基板２０に接続している。リード板２２は、スポット溶接等の方法で第２の接続金属端子１１Ｂに接続される。ただし、第２の接続金属端子の接続端子面は、図示しないが、パック電池の出力端子とすることもできる。出力端子に使用される第２の接続金属端子は、表面を金メッキして接触不良を少なくする。

図３ないし図６に示すように、封口板３の上面に固定される保護素子１０は、封口板３の周壁１６の内側に配置される。この保護素子１０は、その幅を、封口板３の両側に設けている周壁１６の間隔よりも狭くして、周壁１６の間に配設される。図７に示すように、封口板３の内側に配設される保護素子１０は、外装缶２の内部に配設されるので、その幅を外装缶２の内幅よりも狭くしている。

図４と図６に示すパック電池は、封口板３に設けている安全弁７と凸部電極４との間に保護素子１０を配設している。保護素子は、図９に示すように、封口板３に設けている安全弁７を覆う位置に配置することもできる。このコアパック７０は、上面の絶縁ガスケット７６と保護素子８０の第１の接続金属端子８１Ａの突出部８３とを長くして、安全弁７の排出口８であって、封口板３に開口された開口部を閉塞する位置に連結される。この絶縁ガスケット７６と保護素子８０は、安全弁７の排出口８よりも大きな外形を有する。保護素子８０は、安全弁７が開弁する状態で、排出部７からガスを排気できるように、安全弁７の排出口８を塞ぐが密閉しないように第１の接続金属端子８１Ａが凸部電極４のリベット５に連結される。なお、図９において、８１は接続金属端子を、８１Ｂは第２の接続金属端子を、８２は感熱チップ、８４は貫通孔を、８５は接続端子面をそれぞれ示している。

図４、図６、図７及び図９の封口板３は、端部に排出口８となる開口部を設けて、ここに電池１の内圧が設定圧力に上昇すると開弁する安全弁７を設けている。安全弁７は、電池１の内圧で破壊される薄膜９で構成される。薄膜９の安全弁７は、電池１の内圧が設定圧力よりも低い状態で、排出口８を気密に閉塞している。電池１が異常な状態で充放電されて、内圧が設定圧力よりも高くなると、安全弁７の薄膜９が破壊される。薄膜９が破壊されて安全弁７が開弁されると、封口板３の排出口８を通過してガスが排出され、電池１の内圧が低下する。この構造の安全弁７を備える電池１は、電池１の内圧が設定圧力よりも高くなって、外装缶２や封口板３が破壊されるのを防止できる。安全弁７は、薄膜９に代わって、設定圧力で開弁する全ての構造、たとえば、開閉される弁体を弾性体で押圧して、電池の内圧が設定圧力よりも低い状態では閉弁し、設定圧力よりも高くなると開弁する構造とすることもできる。

図９に示すように、保護素子８０が安全弁７を覆う位置に配置される電池のコアパック７０は、開弁した安全弁７から排出されるガスで、保護素子８０を加熱して速やかに電流を遮断できる。また、保護素子８０で安全弁７を覆うコアパック７０は、外装ケースを低温成形するパック電池において、外装ケースを成形する樹脂が安全弁７を破壊するのを防止できる。

図３に示すように、外装ケース３１、３２を低温成形するパック電池は、電池１のコアパック３０を、外装ケース３１、３２を成形する金型の成形室に仮止めし、成形室に熔融するプラスチックを充填して外装ケース３１、３２を成形する。このパック電池は、外装ケース３１、３２にしっかりとコアパック３０を連結できる。ただ、パック電池は、外装ケースを熔融樹脂でインサート成形することなく、別に成形された外装ケースを電池のコアパックに連結することもできる。

図５のパック電池は、電池１の封口板３に対向して基板２０を連結している。この基板２０と封口板３との間に保護素子１０を配設し、保護素子１０とリード板２２を介して基板２０を電池１に連結している。この基板２０は、電池１を保護しなが充放電させる保護回路の電子部品２５を、図における下面であって、封口板３との対向面に固定している。この基板２０に実装される保護回路は、電池１に過電流が流れると、電流を遮断し、また放電している電池１の電圧が設定電圧まで低下すると放電電流を遮断し、さらに充電している電池１の電圧が設定電圧まで上昇すると充電電流を遮断する保護機能等の回路である。さらに保護回路は、電池１の温度を検出して、電流を遮断し、電池１の温度による弊害を防止することもできる。基板２０に実装される保護回路は、電池１のタイプに最適なように設計される。パック電池の電池１は、リチウムイオン二次電池に特定されず、ニッケル−水素電池やニッケルカドミウム電池も使用できる。これらの電池１を内蔵するパック電池は、基板２０に実装される保護回路を簡単にできる。また、基板には保護回路を実現する電子部品を実装しないで、電池と直列に接続される保護素子のみで電池を保護しながら充放電することもできる。

基板２０は、図５において、上面に出力端子２１を固定している。出力端子２１は、図３に示すように、外装ケース３１に設けられる電極窓３３から外部に表出される。基板２０は、外装ケースに内蔵して固定され、あるいは外装ケース３１を成形するプラスチックにインサートして固定される。基板２０は、封口板３５の幅よりも幅を狭くし、また、長さを封口板３の全長よりも短くする。

パック電池は、電池１の凸部電極４にリベット５をカシメ加工して保護素子１０を連結し、この保護素子１０の第２の接続金属端子１１Ｂにリード板２２を連結し、さらに封口板３にもリード板２３を連結し、保護素子１０と封口板３に連結しているリード板２２、２３を基板２０に連結して電池１のコアパック３０とする。電池１のコアパック３０は、電池１に保護素子１０と基板２０を連結したものである。この電池１のコアパック３０は以下の工程で組み立てられる。
（１）封口板３の凸部電極４となるリベット５の先端を、保護素子１０の第１の接続金属端子１１Ａの突出部１３に設けている貫通孔１４を挿通し、リベット５の先端をカシメ加工して、保護素子１０を封口板３に連結する。
（２）基板２０にふたつのリード板２２、２３をハンダ付け等の方法で連結し、あるいは基板２０にハンダ付けして連結しているタブにふたつのリード板２２、２３をスポット溶接などの方法で連結する。
（３）一方のリード板２２を、保護素子１０の第２の接続金属端子１１Ｂにスポット溶接して接続すると共に、別のリード板２３を、電池１の封口板３にスポット溶接して接続する。
（４）リード板２２、２３をＵ曲して、基板２０を封口板３と平行な姿勢とする。

外装ケース３１にコアパック３０をインサートして製造されるパック電池は、電池１のコアパック３０を金型の成形室に仮止して、外装ケース３１を成形する。外装ケース３１は、金型の成形室に充填される熔融状態の樹脂で成形される。外装ケース３１は、基板２０と封口板３の隙間に充填されて、保護素子１０をインサートする状態で成形されて、電池１と基板２０と保護素子１０を一体構造に連結する。

コアパック３０をインサートする外装ケース３１、３２は、以下の工程で成形される。
（１）コアパック３０が金型の成形室に仮止めされる。仮止め状態で、基板２０と電池１を定位置に保持するために、基板２０の外周縁の一部を金型に設けた係止部で支持し、また電池１を局部的に押圧して定位置に支持する支持部で支持する。この状態で、電池１２と基板２０は成形室の定位置に保持される。
（２）コアパック３０を仮止めする状態で成形室を閉塞し、閉鎖された成形室に熔融樹脂を充填する。熔融樹脂は低温で熔融状態となるウレタンなどの樹脂が使用される。充填された熔融樹脂は、基板２０と電池１の間に充填され、保護素子１０を埋設するように充填され、さらに成形室の空隙に充填される。このとき、図９に示すように、保護素子８０が安全弁７を覆う位置に配置される電池のコアパック７０は、封口板３の安全弁７が保護素子８０で覆われて保護されているので、安全弁７の排出口８に溶融樹脂が流れ込んで閉塞されるのが阻止される。
（３）熔融樹脂を硬化させた後、金型を開いて完成されたパック電池を成型室から取り出す。

以上の工程で、電池１の端部に外装ケース３１、３２がインサート成形されたパック電池は、図３に示すように、電池１の外装缶２の表面にラベル３４が付着される。このラベル３４は、プラスチックシート等の絶縁シートである。絶縁シートであるラベル３４は、外装缶２の全面にわたって接着されて、外装缶２を絶縁する。さらに、図３に示すラベル３４は、外装缶２の表面から外装ケース３１、３２の一部まで延長して付着している。この構造は、ラベル３４で外装ケース３１、３２が電池１から外れるのを防止できる特長もある。

図示しないが、電池のコアパックに、別に成形された外装ケースを連結するパック電池にあっては、電池のコアパックの上端と下端とに外装ケースを連結し、外装ケースと電池の表面にラベルを接着して外装ケースを外れないようにコアパックに連結する。

以上のように、電池１の外装缶２をラベル３４で被覆して絶縁するパック電池は、電池１の極性を持つ外装缶２が表出するのを有効に防止できる。しかしながら、外装缶２をラベル３４で被覆して絶縁するパック電池は、ラベル３４が経時的に剥がれたり、ユーザーによって故意に剥がされたりすると、外装缶２が表出するおそれがある。ただ、本発明のパック電池は、この場合においても、極性を持つ外装缶２と、異なる極性の出力端子２１との間にショート電流が流れるのを有効に防止できる。それは、このパック電池が、電池１の凸部電極４に接続された保護素子１０を介して凸部電極４と出力端子２１とを接続しているからである。この構造のパック電池は、仮にラベル３４が剥がされる等して外装缶２が表出し、互いに極性が異なる外装缶２と出力端子２１との間でショートが生じても、このショート電流は必ず保護素子１０を通過するので、このときに保護素子１０によってショート電流が遮断される。したがって、このパック電池は、外装缶２の表面を確実に絶縁できる構造、たとえば、コアパック全体を樹脂にインサートしたり、プラスチック製の外装ケースに収納することなく、ラベル等で簡易に被覆する構造とし、あるいは、外装缶の表面をラベルで被覆しない構造としても、外装缶と出力端子との間に大きなショート電流が流れるのを確実に阻止して電池の安全性を向上できる。

従来のパック電池の封口板に保護素子を連結する状態を示す分解斜視図である。 従来のパック電池の封口板に保護素子を連結した状態を示す拡大断面図である。 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３に示すパック電池の分解斜視図である。 本発明の一実施例にかかるパック電池のコアパックの正面図である。 図５に示すコアパックの要部拡大断面図である。 本発明の他の実施例にかかるパック電池の要部拡大断面図である。 保護素子の斜視図である。 本発明の他の実施例にかかるパック電池の要部拡大断面図である。

符号の説明

１…電池
２…外装缶
３…封口板 ３Ａ…貫通孔
４…凸部電極
５…リベット ５Ａ…鍔
６…絶縁ガスケット
７…安全弁
８…排出口
９…薄膜
１０…保護素子
１１…接続金属端子 １１Ａ…第１の接続金属端子
１１Ｂ…第２の接続金属端子
１２…感熱チップ
１３…突出部
１４…貫通孔
１５…接続端子面
１６…周壁
１７…絶縁筒
２０…基板
２１…出力端子
２２…リード板
２３…リード板
２５…電子部品
３０…コアパック
３１…外装ケース
３２…外装ケース
３３…電極窓
３４…ラベル
５０…コアパック
５４…凸部電極
５５…リベット ５５Ａ…鍔
７０…コアパック
７６…絶縁ガスケット
８０…保護素子
８１…接続金属端子 ８１Ａ…第１の接続金属端子
８１Ｂ…第２の接続金属端子
８２…感熱チップ
８３…突出部
８４…貫通孔
８５…接続端子面
１０３…封口板 １０３Ａ…貫通孔
１０３Ｂ…凹部
１０４…凸部電極
１０５…リベット １０５Ａ…鍔
１０６…絶縁材 １０６Ａ…貫通孔
１０６Ｂ…凹部
１０７…絶縁シート １０７Ａ…絶縁筒
１１０…保護素子
１１１…リード板
１１２…感熱チップ
１１４…貫通孔

Claims (5)

1. 電極体を収納している外装缶(2)の開口部が封口板(3)で閉塞され、この封口板(3)を貫通し、かつ絶縁ガスケット(6)、(76)を介して封口板(3)から絶縁されて封口板(3)に固定してなるリベット(5)からなる凸部電極(4)を設けている電池(1)と、この電池(1)の封口板(3)の外側に配置されて第１の接続金属端子(11A)、(81A)を凸部電極(4)に連結している保護素子(10)、(80)とを備えるパック電池であって、
   保護素子(10)、(80)が、第１の接続金属端子(11A)、(81A)と第２の接続金属端子(11B)、(81B)との間に感熱チップ(12)、(82)を配置する接続金属端子(11)、(81)と感熱チップ(12)、(82)の積層構造で、封口板(3)との対向面に第１の接続金属端子(11A)、(81A)を配設すると共に、この第１の接続金属端子(11A)、(81A)は感熱チップ(12)、(82)の表面から外周に突する突出部(13)、(83)を有し、この突出部(13)、(83)には貫通孔(14)、(84)が設けられており、この貫通孔(14)、(84)にカシメ加工された凸部電極(4)のリベット(5)が挿通されて、リベット(5)を介して突出部(13)、(83)を凸部電極(4)に固定しており、さらに、保護素子(10)、(80)の第２の接続金属端子(11B)、(81B)は、感熱チップ(12)、(82)の表面に積層された表面を接続端子面(15)、(85)として、この接続端子面(15)、(85)をパック電池の出力端子とし、又は出力端子(21)を固定している基板(20)に接続してなるパック電池。
2. 電池(1)の封口板(3)と対向する姿勢の基板(20)を備え、この基板(20)と封口板(3)との間に保護素子(10)を配設しており、保護素子(10)が電池(1)の凸部電極(4)と基板(20)を連結すると共に、電池(1)の封口板(3)に一端を連結しているリード板(23)を介して電池(1)と基板(20)を連結してなる請求項１に記載されるパック電池
3. 封口板(3)が安全弁(7)を備え、この安全弁(7)が開弁してガスを外部に排気する排出口(8)を閉塞する位置に保護素子(80)を配設している請求項１に記載されるパック電池。
4. 封口板(3)が、上面の外周に沿って溶接用の周壁(16)を有し、この周壁(16)を外装缶(2)の開口部にレーザ溶接して、外装缶(2)の開口部を封口板(3)で密閉すると共に、この周壁(16)の内側に保護素子(10)、(80)を配設している請求項１に記載されるパック電池。
5. 電極体を収納している外装缶(2)の開口部を封口板(3)で閉塞して、この封口板(3)を貫通し、かつ絶縁ガスケット(6)を介して封口板(3)から絶縁されて封口板(3)に固定してなるリベット(55)からなる凸部電極(54)を設けている電池(1)と、この電池(1)の封口板(3)の内側に配置されて第１の接続金属端子(11A)を凸部電極(4)に連結している保護素子(10)とを備えるパック電池であって、
   保護素子(10)が、第１の接続金属端子(11A)と第２の接続金属端子(11B)との間に感熱チップ(12)を配置する接続金属端子(11)と感熱チップ(12)の積層構造で、封口板(3)との対向面に第１の接続金属端子(11A)を配設すると共に、この第１の接続金属端子(11A)は感熱チップ(12)の表面から外周に突出する突出部(13)を有し、この突出部(13)には貫通孔(14)が設けられており、この貫通孔(14)にカシメ加工された凸部電極(54)のリベット(55)が挿通されて、リベット(55)を介して突出部(13)を凸部電極(54)に固定しており、さらに、保護素子(10)の第２の接続金属端子(11B)を、外装缶(2)に内蔵してなる電極体に接続しているパック電池。
   

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