特許 6602793 電池パック

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6602793

(24)【登録日】2019年10月18日

(45)【発行日】2019年11月6日

(54)【発明の名称】電池パック

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/10 20060101AFI20191028BHJP

   H01M 2/04 20060101ALI20191028BHJP

   H01M 2/20 20060101ALI20191028BHJP

   H01M 2/30 20060101ALI20191028BHJP

   H01M 2/34 20060101ALI20191028BHJP

   H01M 10/48 20060101ALI20191028BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/10 E

   H01M2/10 M

   H01M2/04 A

   H01M2/20 A

   H01M2/30 C

   H01M2/34 A

   H01M10/48 301

【請求項の数】11

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-571856(P2016-571856)

(86)(22)【出願日】2016年1月25日

(86)【国際出願番号】JP2016000337

(87)【国際公開番号】WO2016121357

(87)【国際公開日】20160804

【審査請求日】2018年10月5日

(31)【優先権主張番号】特願2015-16629(P2015-16629)

(32)【優先日】2015年1月30日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001889

【氏名又は名称】三洋電機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104949

【弁理士】

【氏名又は名称】豊栖 康司

(74)【代理人】

【識別番号】100074354

【弁理士】

【氏名又は名称】豊栖 康弘

(72)【発明者】

【氏名】河野 宏

(72)【発明者】

【氏名】鷲田 健

(72)【発明者】

【氏名】伊知地 亮介

(72)【発明者】

【氏名】松田 卓也

【審査官】 冨士 美香

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００４−２４７１９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／１０

Ｈ０１Ｍ ２／０４

Ｈ０１Ｍ ２／２０

Ｈ０１Ｍ ２／３０

Ｈ０１Ｍ １０／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

積層状態に配置されて互いに直列に接続されてなる複数の角形電池と、前記角形電池の温度を検出して電流を遮断する保護素子とを備える電池パックであって、
前記複数の角形電池が端子面を同一方向に配置する姿勢で積層され、
前記保護素子が前記角形電池の前記端子面に対向して配置されて、隣接して積層してなる前記角形電池を直列に接続してなるリードに接続されてなることを特徴とする電池パック。

【請求項2】

請求項１に記載される電池パックであって、
前記角形電池は、一面を開口した有底筒状の外装缶と、前記外装缶の開口を閉塞する封口板とを備えており、前記封口板を前記端子面として、凸部電極である第１の電極と、第２の電極を設け、前記端子面に正負の電極を配置してなることを特徴とする電池パック。

【請求項3】

請求項２に記載される電池パックであって、
前記角形電池は、前記封口板にクラッド板を固定して前記第２の電極を形成しており、互いに隣接する前記角形電池は、前記第２の電極が非対向位置に配置されてなることを特徴とする電池パック。

【請求項4】

請求項２又は３に記載される電池パックであって、
前記角形電池は幅（ｗ）よりも厚さ（ｔ）の小さい角形電池であって、前記複数の角形電池が互い絶縁された状態で厚さ方向に積層されて電池ブロックが形成されており、
さらに、前記電池ブロックの一方の端面であって、前記角形電池の前記端子面が配置された第１の端面に対向して回路基板が配置されており、
前記第１の端面において、隣接する前記角形電池が前記リードを介して直列に接続されると共に、前記電池ブロックの正負の出力側と、直列接続された前記角形電池の中間接続点の各々が、前記回路基板に接続されてなることを特徴とする電池パック。

【請求項5】

請求項４に記載される電池パックであって、
前記電池ブロックの前記第１の端面において、前記電池ブロックの正負の出力側に接続される一対のリードと、前記中間接続点に接続されるリードが、前記第１の端面の一辺か
ら同方向に引き出されて前記回路基板に接続されてなることを特徴とする電池パック。

【請求項6】

請求項４又は５に記載される電池パックであって、さらに、
前記複数の角形電池を定位置に配置する電池ホルダを備えており、
前記電池ホルダは、隣接する前記角形電池の間に配置されて、隣接する前記角形電池を絶縁する絶縁プレート部と、前記角形電池の前記端子面に配置されて、前記端子面をカバーするカバープレート部とを備えており、
前記カバープレート部は、前記角形電池の前記第１の電極及び前記第２の電極と対向する位置に、前記電極を露出させる電極窓を開口してなることを特徴とする電池パック。

【請求項7】

請求項６に記載される電池パックであって、
前記電池ホルダが、前記カバープレート部と対向する端部に位置して、前記複数の角形電池の底面と対向する端面プレート部を備えてなることを特徴とする電池パック。

【請求項8】

請求項７に記載される電池パックであって、さらに、
前記電池ブロックの第１の端面に配置されて前記回路基板を収納するキャップ部と、
前記電池ブロックの外周面を被覆する外装シートと
を備えており、
前記キャップ部は、前記回路基板が収納される収納部の開口縁が前記電池ホルダの前記カバープレート部の外周縁に沿って連結されており、
前記外装シートが、前記端面プレート部及び前記キャップ部の外周面まで延長されて被覆してなることを特徴とする電池パック。

【請求項9】

請求項６に記載される電池パックであって、さらに、
前記電池ブロック及び前記回路基板を収納する外装ケースを備えることを特徴とする電池パック。

【請求項10】

請求項１ないし９のいずれかに記載される電池パックであって、
３又は４個の前記角形電池を備えることを特徴とする電池パック。

【請求項11】

請求項１ないし９のいずれかに記載される電池パックであって、
４個の前記角形電池を積層して２直列を２並列に、又は、２並列を２直列に接続してなることを特徴とする電池パック。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、複数の角形電池を備えて、これ等の角形電池を直列に接続してなる電池パックに関し、とくに、電池温度を検出して電流を遮断する保護素子を角形電池に接続してなる電池パックに関する。

【背景技術】

【0002】

複数の電池を備える電池パックは、これ等の電池を直列に接続することで出力電圧を高くできる。とくに、内蔵する電池を角形電池とする電池パックは、複数の角形電池を積層状態で配置することで、全体をコンパクトにして外形を小さくできる。さらに、電池パックは、電池温度を検出して電流を遮断する保護素子を電池に接続することで、過電流が流れる状態や異常な温度に加熱された状態では電流を遮断して電池を保護できる。（例えば、特許文献１及び２参照）

【0003】

複数の角形電池を備えると共に、これらの角形電池を直列に接続してなる従来の電池パックの一例を図２０に示す。この図に示す電池パックは、２個の角形電池９１と、これ等の角形電池９１に接続された保護素子９５と、積層された角形電池９１の一端に対向して配置された回路基板９４とを備えている。角形電池９１は、外装缶８１の開口部を封口板８２で閉塞すると共に、封口板８２の中央部に凸部電極８３を設けて一方の電極８０とし、外装缶８１を他方の電極８０としている。図２０の電池パックは、２個の角形電池９１を互いに逆向きの姿勢で、すなわち、凸部電極８３を設けた端子面９１Ｘが各々逆方向に配置される姿勢として積層して電池ブロック９８としている。さらに、電池パックは、電池ブロック９８の一端において、第１の角形電池９１Ａの外装缶８１の底面８１Ａと第２の角形電池９１Ｂの端子面９１Ｘに設けた凸部電極８３とをリード板９３を介して直列に接続すると共に、電池ブロック９８の他端において、第１の角形電池９１Ａの端子面９１Ｘに設けた凸部電極８３と第２の角形電池９１Ｂの外装缶８１の底面８１Ａとを、それぞれ保護素子９５を介して回路基板９４に接続している。また、電池パックは、直列に接続される中間接続点の電圧を回路基板９４に入力するために、電池ブロック９８の一端に接続されたリード板９３を回路基板９４まで延長して配置している。

【0004】

この電池パックは、２個の角形電池９１を直列に接続するので、積層される外装缶８１には電位差が生じる。したがって、２個の角形電池９１を絶縁するために、積層される角形電池９１の間には絶縁プレート９２を積層している。また、中間接続点の電圧を検出するリード板９３は、第１の角形電池９１Ａの外装缶８１の表面に沿って配置している。それは、このリード板９３と第２の角形電池９１Ｂの外装缶８１との間には電位差が生じているからである。また、電池ブロック９８の他端において、角形電池９１の電極８０と回路基板９４との間に接続される２個の保護素子９５は、それぞれ角形電池９１の端面に対向して配置されている。

【0005】

この電池パックは、以下のようにして製造される。
（１）２個の角形電池９１を、図２０に示すように、端子面９１Ｘが逆方向となる姿勢で積層して電池ブロック９８とする。このとき、積層される角形電池９１の間には絶縁プレート９２を配置して互いに絶縁する。さらに、図２１に示すように、積層された角形電池９１の周囲に固定テープ８７を巻き付けて、２個の角形電池９１を所定の姿勢で固定する。
（２）電池ブロック９８の第１の端面９８Ｘに２個の保護素子９５を配置する。各保護素子９５は、図２０に示すように、角形電池９１の端面に対向して配置される。第１の保護素子９５Ａは、絶縁シート８８を介して端子面９１Ｘの端部に配置されると共に、一方の接続リード板９６が第１の角形電池９１Ａの凸部電極８３にスポット溶接される。第２の保護素子９５Ｂは、絶縁シート８８を介して第２の角形電池９１Ｂの外装缶８１の底面８１Ａの端部に配置されると共に、一方の接続リード板９６が第２の角形電池９１Ｂの外装缶８１の底面８１Ａにスポット溶接して接続される。第１の保護素子９５Ａと第２の保護素子９５Ｂは互いに隣接して配置される。さらに、第１の保護素子９５Ａと第２の保護素子９５Ｂの表面、及び電極８０との接続部に固定テープ８９を付着してこれ等を電池ブロック９８の定位置に固定しながら表面を被覆して保護する。
（３）図２１に示すように、第１の保護素子９５Ａ及び第２の保護素子９５Ｂの他方の接続リード板９６をそれぞれ回路基板９４の短辺側の端部に半田付け等により接続する。さらに、回路基板９４の反対側の端部において、長辺側の側縁部であって第１の角形電池９１Ａ側の側部にリード板９３の一端を半田付け等により接続する。
（４）回路基板９４と保護素子９５との間において２本の接続リード板９６を折り返して、回路基板９４を電池ブロック９８の第１の端面９８Ｘに対向する姿勢で配置する。
（５）回路基板９４の長辺側に接続されたリード板９３を回路基板９４の近傍の折曲部９３ａで折曲して、リード板９３の延長部９３Ａを第１の角形電池９１Ａの外装缶８１の表面に沿って配置すると共に、第１の角形電池９１Ａの底面側において折曲部９３ｂで折曲して、先端に設けた接続部９３Ｂを電池ブロック９８の第２の端面９８Ｙに対向する姿勢で配置する。
（６）電池ブロック９８の第２の端面９８Ｙにおいて、リード板９３の接続部９３Ｂを第１の角形電池９１Ａの外装缶８１の底面８１Ａと第２の角形電池９１Ｂの端子面９１Ｘの凸部電極８３にスポット溶接して接続し、第１の角形電池９１Ａと第２の角形電池９１Ｂを直列に接続する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００６−０４０６２３号公報

【特許文献2】特開２００２−２９８８０５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

以上の電池パックは、２個の角形電池９１を直列に接続して出力電圧を高くしながら、それぞれの角形電池９１に接続された保護素子９５で角形電池９１を保護できる特徴がある。また、２個の角形電池９１を直列接続してなる中間接続点の電圧を回路基板９４に入力するので、回路基板９４に実装される保護回路（図示せず）によって、個々の角形電池９１の電圧を検出しながら管理することで、角形電池９１の過充電や過放電を確実に防止して電池を保護できる特徴がある。

【0008】

ただ、図２０に示す構造の電池パックは、２個の角形電池９１を端子面９１Ｘが逆方向となる姿勢で積層して電池ブロック９８とするので、２個の角形電池９１を正確に位置決めしながら逆向きに積層し、さらに、積層された２個の角形電池９１を位置ずれしないように固定テープ８７で固定する必要があり、この作業に手間がかかる問題点がある。また、回路基板９４に接続される２個の保護素子９５の接続リード板９６の延長方向と回路基板９４に接続されるリード板９３の延長方向が交差する方向となるので、２個の角形電池９１が積層された電池ブロック９８に対して回路基板９４を接続する工程が複雑になる問題点がある。とくに、中間接続点の電圧を検出するためのリード板９３の配線が複雑になる欠点がある。また、積層される角形電池９１のそれぞれに保護素子９５を接続するので、部品点数が多くなり、低コストに製造できない問題点もある。

【0009】

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、複数の角形電池を直列に接続しながら、部品点数を低減して安価に多量生産でき、しかも、製造工程を容易にして効率よく製造できる電池パックを提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明の電池パックは、積層状態に配置されて互いに直列に接続されてなる複数の角形電池１と、この角形電池１の温度を検出して電流を遮断する保護素子５とを備えており、複数の角形電池１が端子面１Ｘを同一方向に配置する姿勢で積層されると共に、保護素子５が角形電池１の端子面１Ｘに対向して配置されて、隣接して積層してなる角形電池１を直列に接続してなるリード３に接続されている。

【0011】

本発明の電池パックは、角形電池１が、一面を開口した有底筒状の外装缶１１と、この外装缶１１の開口を閉塞する封口板１２とを備えて、封口板１２を端子面１Ｘとして、凸部電極１３である第１の電極１０Ａと、第２の電極１０Ｂを設け、端子面１Ｘに正負の電極１０を配置することができる。

【0012】

本発明の電池パックは、角形電池１の封口板１２にクラッド板１９を固定して第２の電極１０Ｂを形成し、互いに隣接する角形電池１が、第２の電極１０Ｂを非対向位置に配置することができる。

【0013】

本発明の電池パックは、角形電池１を幅（ｗ）よりも厚さ（ｔ）の小さい角形電池として、複数の角形電池１を互い絶縁された状態で厚さ方向に積層して電池ブロック８を形成し、この電池ブロック８の一方の端面であって、角形電池１の端子面１Ｘが配置された第１の端面８Ｘに対向して回路基板４を配置することができる。さらに、電池パックは、第１の端面８Ｘにおいて、隣接する角形電池１をリード３を介して直列に接続すると共に、電池ブロック８の正負の出力側と、直列接続された角形電池１の中間接続点３ａの各々を回路基板４に接続することができる。

【0014】

本発明の電池パックは、電池ブロック８の第１の端面８Ｘにおいて、電池ブロック８の正負の出力側に接続される一対のリード３と、中間接続点３ａに接続されるリード３を、第１の端面８Ｘの一辺から同方向に引き出して回路基板４に接続することができる。

【0015】

本発明の電池パックは、複数の角形電池１を定位置に配置する電池ホルダ２を備えて、電池ホルダ２が、隣接する角形電池１の間に配置されて隣接する角形電池１を絶縁する絶縁プレート部２１と、角形電池１の端子面１Ｘに配置されて、端子面１Ｘをカバーするカバープレート部２２とを備えて、カバープレート部２２が、角形電池１の第１の電極１０Ａ及び第２の電極１０Ｂと対向する位置に、電極１０を露出させる電極窓２４を開口することができる。

【0016】

本発明の電池パックは、電池ホルダ２が、カバープレート部２２と対向する端部に位置して、複数の角形電池１の底面１１Ａと対向する端面プレート部２３を備えることができる。

【0017】

本発明の電池パックは、電池ブロック８の第１の端面８Ｘに配置されて回路基板４を収納するキャップ部６１と、電池ブロック８の外周面を被覆する外装シート６２とを備えることができる。キャップ部６１は、回路基板４が収納される収納部の開口縁を電池ホルダ２のカバープレート部２２の外周縁に沿って連結し、外装シート６２は、端面プレート部２３及びキャップ部６１の外周面まで延長されて被覆することができる。

【0018】

本発明の電池パックは、電池ブロック８及び回路基板４を収納する外装ケース７を備えることができる。

【0019】

本発明の電池パックは、３又は４個の角形電池１を備えることができる。さらに、本発明の電池パックは、４個の角形電池１を積層して２直列を２並列に、又は、２並列を２直列に接続することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明の電池パックは、複数の角形電池を直列に接続しながら、部品点数を低減して安価に多量生産でき、しかも、製造工程を容易にして効率よく製造できる特徴がある。それは、本発明の電池パックが、角形電池の端子面が同一方向となる姿勢で複数の角形電池を積層すると共に、角形電池の端子面に対向して保護素子を配置して、隣接して積層される角形電池を直列に接続するリードに保護素子を接続しているからである。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明の一実施例にかかる電池パックの斜視図である。

【図2】図１に示す電池パックの分解斜視図である。

【図3】図２に示す電池パックの電池ブロックの分解斜視図である。

【図4】図２に示す電池パックの角形電池と保護素子と回路基板との接続状態を示す斜視図である。

【図5】図４に示す電池パックの角形電池と保護素子と回路基板との接続状態を示す概略平面図である。

【図6】図５に示す電池パックの等価回路図である。

【図7】本発明の他の実施例にかかる電池パックの斜視図である。

【図8】図７に示す電池パックの分解斜視図である。

【図9】本発明の他の実施例にかかる電池パックの角形電池と保護素子と回路基板との接続状態を示す概略平面図である。

【図10】本発明の他の実施例にかかる電池パックの角形電池と保護素子と回路基板との接続状態を示す概略平面図である。

【図11】図９及び図１０に示す電池パックの等価回路図である。

【図12】本発明の他の実施例にかかる電池パックの角形電池と保護素子と回路基板との接続状態を示す概略平面図である。

【図13】図１２に示す電池パックの等価回路図である。

【図14】本発明の他の実施例にかかる電池パックの角形電池と保護素子と回路基板との接続状態を示す概略平面図である。

【図15】図１４に示す電池パックの等価回路図である。

【図16】本発明の他の実施例にかかる電池パックの角形電池と保護素子と回路基板との接続状態を示す概略平面図である。

【図17】図１６に示す電池パックの等価回路図である。

【図18】本発明の他の実施例にかかる電池パックの角形電池と保護素子と回路基板との接続状態を示す概略平面図である。

【図19】図１８に示す電池パックの等価回路図である。

【図20】従来の電池パックの分解斜視図である。

【図21】図２０に示す電池パックの製造工程を示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

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。さらに、この明細書は、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。

【0023】

図１ないし図６に示す電池パック１００は、積層状態に配置されて互いに直列に接続されてなる複数の角形電池１と、角形電池１の温度を検出して電流を遮断する保護素子５とを備えている。

【0024】

（角形電池１）
角形電池１は、充放電できる二次電池である。図の電池パックは、二次電池としてリチウムイオン二次電池を使用している。リチウムイオン二次電池は、容量と重量に対する充放電容量が大きく、電池パックの外形を小さく、また軽量にして充放電容量を大きくできる。ただし、本発明の電池パックは、リチウムイオン二次電池に代わって、他の充放電できる全ての二次電池も使用できる。

【0025】

図３の角形電池１は、一面を開口した有底筒状の外装缶１１と、この外装缶１１の開口を閉塞する封口板１２とを備えている。外装缶１１の開口部は、金属板をプレス加工した平板状の封口板１２により、レーザー溶接でもって密封されている。図３の角形電池１は、幅（ｗ）よりも厚さ（ｔ）の小さい外形であって、全体を薄い形状の角形電池としている。角形電池１は、外装缶１１の両側を湾曲面として、外装缶１１の四隅のコーナー部を面取りした形状としている。また、図３に示すように、角形電池１の封口板１２には、角形電池１の内圧が異常に上昇したときに開弁して外装缶１１の内部のガスを外部に放出するための安全弁１４の排出口１５を備えている。さらに、封口板１２は、外装缶１１の内部に電解液を注入するための注液部１６も備えている。図３に示す封口板１２は、一方の端部に安全弁１４の排出口１５を設けて他方の端部に注液部１６を設けている。

【0026】

さらに、角形電池１は、封口板１２を端子面１Ｘとして、その中央部に凸部電極１３を備えている。この角形電池１は、封口板１２に設けた凸部電極１３が一方の電極１０となり、封口板１２及び外装缶１１が他方の電極１０となる。図３の角形電池１は、互いに隣接する角形電池１を端子面１Ｘにおいて接続するために、封口板１２の凸部電極１３を第１の電極１０Ａとし、封口板１２を第２の電極１０Ｂとして、端子面１Ｘに正負の電極１０を設けている。図３の角形電池１は、封口板１２の一方の端部であって、注液部１６に隣接してクラッド板１９を固定して、第２の電極１０Ｂを形成している。この角形電池１は、クラッド板１９を介してリード３を確実に接続できる。なお、図３に示す角形電池１では、凸部電極１３（第１の電極１０Ａ）が負極となり、封口板１２及びクラッド板１９（第２の電極１０Ｂ）が正極となる。

【0027】

（保護素子５）
保護素子５は、角形電池１に過電流が流れると電流を遮断し、あるいは角形電池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、ブレーカやヒューズ、ＰＴＣ等である。図の保護素子５はブレーカ５Ａで、隣接する角形電池１を直列に接続するリード３に接続されている。ブレーカ５Ａである保護素子５は、図６に示すように、互いに直列に接続される角形電池１の中間電位の位置に接続されており、角形電池１の温度が異常に高くなる状態で電流を遮断して角形電池１を保護する。

【0028】

図３のブレーカ５Ａは、板状で四角形の本体部の両端から突出するリード板を備えており、一対のリード板に接続された接続リード板３Ｂを介して角形電池１の正負の電極１０に接続されている。接続リード板３Ｂを介して角形電池１の電極１０に接続される保護素子５は、角形電池１の端子面１Ｘに対向して配置されている。この保護素子５は、接続リード板３Ｂに接続された角形電池１の温度を速やかに検出して、電池温度が異常に高くなる状態では電流を遮断する。

【0029】

（電池ブロック８）
電池パック１００は、複数の角形電池１を互い絶縁された状態で厚さ方向に積層して電池ブロック８Ａを形成している。電池ブロック８Ａは、複数の角形電池１を、図３に示すように、端子面１Ｘが同一方向及び同一平面に位置する姿勢で積層している。さらに、図３の電池パック１００は、保護素子５を角形電池１の端子面１Ｘに対向して配置しており、隣接して積層してなる角形電池１を直列に接続してなるリード３の接続リード板３Ｂに保護素子５を接続している。図の電池パック１００は、互いに直列に接続される角形電池１の中間電位の位置に保護素子５を接続している。この位置に接続される保護素子５は、接続リード板３Ｂに接続された角形電池１が異常な温度に加熱されると、接続リード板３Ｂを介して角形電池１の発熱が効率よく伝導されて、電流を速やかに遮断できる。

【0030】

さらに、電池ブロック８Ａは、図３と図５に示すように、互いに隣接する角形電池１を、第２の電極１０Ｂが非対向位置となる姿勢で、すなわち、図５において隣接する角形電池１の第２の電極１０Ｂが点対称の位置となるように積層している。この電池ブロック８Ａは、封口板１２の一方の端部であって、第２の電極１０Ｂが配置されない領域において、互いに隣接する角形電池１を接続リード板３Ｂで直列に接続しながら、このスペースに保護素子５を理想的に配置できる。

【0031】

さらに、図３の電池パック１００は、複数の角形電池１を定位置に配置する電池ホルダ２Ａを備えている。図３の電池パック１００は、２個の角形電池１を、電池ホルダ２Ａを介して所定の姿勢で積層して電池ブロック８Ａとしている。

【0032】

（電池ホルダ２）
電池ホルダ２は、全体を絶縁材のプラスチックで成形している。図３の電池ホルダ２Ａは、隣接する角形電池１の間に配置されて、隣接する角形電池１を絶縁する絶縁プレート部２１と、角形電池１の端子面１Ｘに配置されて、端子面１Ｘをカバーするカバープレート部２２と、カバープレート部２２と対向する端部に位置して、複数の角形電池１の底面１１Ａと対向する端面プレート部２３とを備えている。図３に示す電池ホルダ２Ａは、絶縁プレート部２１とカバープレート部２２と端面プレート部２３とをプラスチックで一体成形している。

【0033】

絶縁プレート部２１は、角形電池１の幅広面である主面をほぼ等しい大きさであって、積層される角形電池１を絶縁している。図３の絶縁プレート部２１は、中央凹に成形しており、充電時に厚さが変化する角形電池１の膨れを吸収できるようにしている。さらに、図３に示す絶縁プレート部２１は、両側縁に沿って低い側壁を設けており、両側を湾曲面としてコーナー部を面取りした外装缶１１を位置決めしながら定位置に配置できるようにしている。絶縁プレート部２１に配置される角形電池１は、両面テープを介して、あるいは接着して定位置に固定される。

【0034】

カバープレート部２２は、絶縁プレート部２１の一端に沿って、絶縁プレート部２１の両側に突出して設けられており、絶縁プレート部２１の両側に積層される角形電池１の端子面１Ｘに対向して設けられている。カバープレート部２２は、電池ブロック８Ａの一方の端面において、角形電池１の端子面１Ｘに設けた電極１０を露出させるために電極窓２４を開口している。図３に示すカバープレート部２２は、第１の電極１０Ａである凸部電極１３と対向する位置と、封口板１２の一方の端部に設けた第２の電極１０Ｂと対向する位置に各々電極窓２４を設けている。互いに隣接する角形電池１の第２の電極１０Ｂは、平面視において点対称の位置に配置されているので、カバープレート部２２に開口される複数の電極窓２４も、図３に示すように、点対称の位置に設けられている。

【0035】

このカバープレート部２２は、電池ホルダ２Ａの定位置に角形電池１をセットする状態で、電極窓２４から第１の電極１０Ａである凸部電極１３と第２の電極１０Ｂであるクラッド板１９とを露出させる。電池ブロック８Ａは、この電極窓２４において、角形電池１の第１の電極１０Ａと第２の電極１０Ｂにリード３が接続される。以上のカバープレート部２２は、端子面１Ｘの電極１０以外の領域を電極窓２４が開口されない部分で被覆するので、カバープレート部２２の外側表面に配置されるリード３と端子面１Ｘとが不意に接触する弊害を有効に防止できる特徴がある。

【0036】

端面プレート部２３は、絶縁プレート部２１の他端に沿って、絶縁プレート部２１の両側に突出して設けられており、絶縁プレート部２１の両側に積層される角形電池１の底面１１Ａに対向して設けられている。電池パック１００は、電池ホルダ２Ａのカバープレート部２２の電極窓２４から表出する第１の電極１０Ａ及び第２の電極１０Ｂに、リード３を溶接して接続する。このとき、角形電池１の電極１０の表面には、リード３が重ねられ、その表面に溶接電極を押圧して、リード３が電極１０にスポット溶接して連結される。溶接電極がリード３を電極１０の表面に押圧してスポット溶接する状態では、電池ホルダ２Ａの端面プレート部２３が溶接電極の押圧力を支える台となる。したがって、電池ホルダ２Ａの端面プレート部２３は、好ましくは、溶接電極の押圧力に耐える強度に成形される。ただ、リード３を角形電池１の端子面１Ｘに押圧する状態で、リード３の表面にレーザービームを照射して、リード３を端子面１Ｘにレーザー溶接して接続することもできる。

【0037】

以上の電池ホルダ２Ａは、絶縁プレート部２１の両端に設けられるカバープレート部２２と端面プレート部２３とを互いに平行な姿勢で配置している。この電池ホルダ２Ａは、カバープレート部２２と端面プレート部２３の間に配置される角形電池１の両端面の位置を位置決めしながら定位置に配置できる。

【0038】

（回路基板４）
さらに、電池パック１００は、図２に示すように、電池ブロック８Ａの一方の端面であって、角形電池１の端子面１Ｘが配置された第１の端面８Ｘに対向して回路基板４を配置している。回路基板４は、ガラスエポキシ基板などの絶縁基板で、電池ブロック８Ａの端面の外形にほぼ等しい四角形としている。この回路基板４は、角形電池１を過充電・過放電から保護するための保護回路を実現する電子部品（図示せず）を実装している。保護回路は、角形電池１を過充電や過放電から防止するために、直列に接続された角形電池１の中間接続点３ａから入力される電圧を検出している。この保護回路は、放電している電池の電圧が最低電圧よりも低下すると放電電流を遮断し、また充電している電池の電圧が最高電圧よりも高くなると充電電流を抑制して電池を保護する。回路基板４に保護回路を実装する電池パックは、保護回路で角形電池１を保護しながら充放電できる。

【0039】

さらに、回路基板４は、図３に示すように、外部と接続するための出力端子４１及び信号端子４２を表面に備えている。出力端子４１及び信号端子４２は、回路基板４の表面上に設けられて、プリント配線と接続した金属薄膜として回路基板４に固定されている。回路基板４に設けられた出力端子４１及び信号端子４２は、後述するキャップ部６１や外装ケース７の端子窓６１Ａ、７１Ａから露出して外部に接続される。

【0040】

回路基板４は、図２に示すように、電池ブロック８Ａの第１の端面８Ｘに対向して定位置に配置される。電池ホルダ２Ａのカバープレート部２２は、図２ないし図４に示すように、回路基板４を定位置に配置するために、回路基板４に向かって突出する支持リブ２５及び外周リブ２６を備えている。支持リブ２５は、カバープレート部２２の中央部分に設けられており、先端を回路基板４の裏面に当接させて、回路基板４をカバープレート部２２から離間させた姿勢で支持する。外周リブ２６は、カバープレート部２２の外周縁に沿って設けられている。図において第１の端面８Ｘの長辺側に位置する外周リブ２６は、支持リブ２５と同じ高さとしており、長方形状の回路基板４の長辺側の端縁部を裏面側から支持する。また、第１の端面８Ｘの短辺側に位置する外周リブ２６は、支持リブ２５より高く形成されており、その先端部の内側に沿って長方形状の回路基板４の短辺側の端縁を配置することで、回路基板４の両端を位置決めして電池ホルダ２Ａの定位置に配置する。この電池ホルダ２Ａは、支持リブ２５の先端と、第１の端面８Ｘの長辺側に位置する外周リブ２６の先端とを回路基板４の裏面に当接させて、回路基板４をカバープレート部２２に対して平行な姿勢で定位置に配置する。この構造は、回路基板４をカバープレート部２２から離間させた姿勢として、カバープレート部２２との間に、回路基板４に実装される電子部品やリード３等を配置するスペースを形成しながら、電池ホルダ２Ａの定位置に確実に配置できる。さらに、回路基板４の表面側に出力端子４１及び信号端子４２を設ける構造においては、出力端子４１及び信号端子４２の背面側を電池ホルダ２Ａの支持リブ２５及び外周リブで支持するので、電池パック１００がセットされる機器側の接続端子に対して出力端子４１及び信号端子４２を確実に接触させることができる。

【0041】

（リード３）
さらに、電池パック１００は、図３ないし図５に示すように、隣接する角形電池１を直列に接続し、あるいは角形電池１の電極１０を回路基板４に接続するためのリード３を備えている。リード３は、図３ないし図６に示すように、電池ブロック８Ａの出力側を回路基板４に接続する出力リード板３Ａと、隣接する角形電池１を直列に接続する接続リード板３Ｂとを備えている。リード３は、金属板を所定の形状に裁断して製作される。なお、図５においては、角形電池１の電極１０と保護素子５と回路基板４とを接続するリード３を簡略化して太線で示している。

【0042】

出力リード板３Ａは、直列に接続された角形電池１の両端に位置する電極１０に接続されて、電池ブロック８Ａの正負の出力側を回路基板４に接続する。出力リード板３Ａは、一端がスポット溶接等の溶接により角形電池１の電極１０に固定され、他端が半田付けして、あるいは溶接して回路基板４に固定される。

【0043】

接続リード板３Ｂは、隣接して配置された角形電池１の電極１０に接続されて、隣接する角形電池１を直列に接続する。図３に示す接続リード板３Ｂは、中間に保護素子５が接続されており、保護素子５の両端から突出する一対のリード板に一対の接続リード板３Ｂが接続されている。一対の接続リード板３Ｂは、一方が第１の角形電池１Ａの第２の電極１０Ｂに接続され、他方が第２の角形電池１Ｂの第１の電極１０Ａに接続されて、第１の角形電池と第２の角形電池を直列に接続する。接続リード板３Ｂは、スポット溶接やレーザー溶接等の溶接により角形電池１の電極１０に固定される。

【0044】

さらに、保護素子５の両端に接続された一対の接続リード板３Ｂのうち一方の接続リード板３Ｂは、中間接続点３ａの電圧を回路基板４に出力する検出リード部３ｂを備えている。検出リード部３ｂは、先端部が回路基板４に接続されて、直列接続された角形電池１の中間電位を回路基板４に出力する。

【0045】

この電池パック１００は、図３ないし図６に示すように、電池ブロック８Ａの第１の端面８Ｘにおいて、隣接する角形電池１をリード３を介して直列に接続すると共に、電池ブロック８Ａの正負の出力側と、直列接続された角形電池１の中間接続点３ａの各々を、リード３を介して回路基板４に接続している。第１の角形電池１Ａは、一方の電極１０である第１の電極１０Ａに出力リード板３Ａを、他方の電極１０である第２の電極１０Ｂに接続リード板３Ｂを溶接して連結している。第２の角形電池１Ｂは、一方の電極１０である第１の電極１０Ａに接続リード板３Ｂを、他方の電極１０である第２の電極１０Ｂに出力リード板３Ａを溶接して連結している。２個の角形電池１は、中間に保護素子５が接続された接続リード板３Ｂ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個の角形電池１の正負の出力は、出力リード板３Ａを介して回路基板４に接続している。さらに、接続リード板３Ｂから延長された検出リード部３ｂ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４に接続している。

【0046】

電池ブロック８Ａの第１の端面８Ｘにおいて、電池ブロック８Ａの正負の出力側に接続される一対の出力リード板３Ａと、中間接続点３ａに接続される検出リード部３ｂは、図４と図５に示すように、第１の端面８Ｘの一辺（図において、第１の角形電池１Ａの幅広面側）から同方向に引き出されて回路基板４に接続される。この構造は、図４に示す姿勢で電池ブロック８Ａの第１の端面８Ｘの一辺に隣接して回路基板４を接続した後、一対の出力リード板３Ａ及び検出リード部３ｂを折り返すことで回路基板４を電池ブロック８Ａの対向位置に簡単に配置できる。また、図４に示す一対の出力リード板３Ａと検出リード部３ｂは、角形電池１の幅方向に離間して配置している。この構造は、リード３同士の接触を有効に防止して安全性を確保できる。

【0047】

さらに、電池パック１００は、電池ブロック８Ａの第１の端面８Ｘにおいて、複数の角形電池１を直列接続すると共に、電池ブロック８Ａの正負の出力と、角形電池１の中間接続点３ａの各々を電池ブロック８Ａの第１の端面８Ｘ側において回路基板４に接続している。このため、複数の角形電池１の電極１０とリード３との接続やリード３と回路基板４との接続を全て電池ブロック８Ａの第１面側で行うことができ、スポット溶接等の接続工程を簡単かつ容易にできる。

【0048】

ただ、電池ブロック８Ａは、第１の端面８Ｘにおいて、電池ブロック８Ａの正負の出力側に接続される一対の出力リード板３Ａと、中間接続点３ａに接続される検出リード部３ｂとを、必ずしも第１の端面８Ｘの一辺から同方向に引き出す必要はなく、第１の端面８Ｘの異なる辺から引き出して回路基板４に接続することもできる。リード３を第１の端面８Ｘの異なる辺から外側に引き出す構造は、例えば、回路基板を電池ブロックの対向位置に配置した状態で、異なる辺から引き出されたリードを回路基板の表面側に接続し、あるいは、異なる辺から引き出されたリードを回路基板の裏面又は表面に接続されたリードに接続して回路基板に接続することができる。

【0049】

また、電池ブロックは、電池ブロックの正負の出力側に接続される一対の出力リード板と、中間接続点に接続される検出リード部の全てを第１の端面から外側に引き出すことなく、一部のリードを第１の端面上で回路基板に接続することもできる。この構造は、詳細には後述するが（図１０参照）、回路基板を短くカットし、あるいは、回路基板に切欠部を設けて電池ブロックの第１の端面の一部を回路基板から表出させると共に、この表出部分において、回路基板の裏面又は表面に接続されたリードを、第１の端面に配置される角形電池の電極や、この電極に接続されたリードに接続して電池ブロックを回路基板に接続する。

【0050】

このように、リードを第１の端面の異なる辺から引き出して回路基板に接続し、あるいは、リードを第１の端面から外側に引き出すことなく第１の端面上で回路基板に接続する構造は、電池ブロックの第１の端面に配線される複数のリードが接触するのを有効に防止できる特徴がある。

【0051】

（外装体）
以上の電池パック１００は、電池ブロック８Ａの外周を外装体６で被覆している。図１に示す外装体６は、電池ブロック８Ａの第１の端面８Ｘに配置されたキャップ部６１と、電池ブロック８Ａの第２の端面８Ｙに配置された端面プレート部２３と、電池ブロック８Ａの外周面を被覆する外装シート６２とを備えている。この電池パック１００は、電池ホルダ２Ａの端面プレート部２３を外装体６の一部に兼用している。すなわち、図１の電池パック１００は、一端に配置されたキャップ部６１で回路基板４を被覆し、他端に配置された電池ホルダ２の端面プレート部２３で角形電池１の外装缶１１の底面１１Ａを被覆している。

【0052】

（キャップ部６１）
キャップ部６１は、電池ブロック８Ａの第１の端面８Ｘ側に配置されて、回路基板４を収納する。回路基板４を収納するキャップ部６１は、回路基板４の外側面と対向する端面壁と、この端面壁の外周に沿って形成された周壁とからなる浅い容器状に形成されており、その内部を、回路基板４を収納する収納部としている。端面壁は、端子窓６１Ａを開口しており、収納部に収納される回路基板４の表面に設けた出力端子４１及び信号端子４２を表出させている。

【0053】

さらに、キャップ部６１は、回路基板４が収納される収納部の開口縁であって、周壁の端縁を電池ホルダ２Ａのカバープレート部２２に連結して、電池ホルダ２Ａの定位置に固定されている。図２ないし図４に示す電池ホルダ２Ａは、カバープレート部２２の外周縁に沿って外周リブ２６を設けており、この外周リブ２６の外側面に係止凸部２７を設けている。キャップ部６１は、この係止凸部２７を周壁に設けた係止部６１Ｂに係止させて連結できるようにしている。図の係止凸部２７はフック状に成形してキャップ部６１を係止する形状としており、係止部６１Ｂはフック形状の係止凸部２７を係合させる貫通孔としている。ただ、係止部は周壁の内面に設けた係止凹部とすることもできる。

【0054】

（外装シート６２）
外装シート６２は、片面に接着層を設けたラベルシートとしている。この外装シート６２は、両側縁をキャップ部６１の外周と端面プレート部２３の外周にラップさせる状態で、付着されて電池ブロック８Ａの外周を被覆する。図２の外装シート６２は、角形電池１の外周面を被覆する本体シート部６２Ｘの両側縁から電池ブロック８Ａの第１の端面８Ｘ側に突出する突出片６２Ａと第２の端面８Ｙ側に突出する突出片６２Ｂとを有している。この外装シート６２は、本体シート部６２Ｘの中央部分で電池ブロック８Ａの片側面を被覆すると共に、第１の端面８Ｘ側の突出片６２Ａでキャップ部６１の表面を被覆し、第２の端面８Ｙ側の突出片６２Ｂで端面プレート部２３の表面を被覆し、さらに、電池ブロック８Ａの裏側面において各々の突出片６２Ａ、６２Ｂの先端部に本体シート部６２Ｘの先端部をラップさせて電池ブロック８Ａの外周を被覆している。

【0055】

この構造の外装体６は、角形電池１の表面を外部に露出させることなく、角形電池１の外周面を外装シート６２で被覆しながら、電池ブロック８Ａの両端にキャップ部６１と端面プレート部２３を配置することにより角形電池１を保護できる特徴がある。とくに、キャップ部６１と端面プレート部２３をプラスチック製とすることで、落下等の衝撃による耐衝撃強度を高くできる。また、電池パック１００の両端面は、図示しないが、電池パック１００をデジタルカメラ等の携帯機器の電池収納部に挿入する状態で、電池収納部の底面や電池収納部の開口部に設けた抜け止め防止用の係止フックと当接する部位であるため、強度と耐久性が要求される部分である。したがって、この部分をプラスチック製の部材であるキャップ部や端面プレート部で被覆することで、携帯機器に繰り返し出し入れされて使用される用途においても優れた耐久性を実現でき、長期間にわたって安心して使用できる。

【0056】

さらに、外装体６として外装シート６２を使用する構造は、電池パック１００の外形を大きくすることなく、また、別部材の外装ケースを使用することなく、簡単な構造で電池ブロック８Ａを被覆する構造を実現できる。ただ、電池パックは、回路基板が連結された電池ブロックを外装ケースに収納する構造とすることもできる。

【0057】

図７と図８に示す電池パック２００は、電池ブロック８Ｂの定位置に回路基板４が配置された電池組立９を外装ケース７に収納している。

【0058】

（外装ケース７） 外装ケース７はプラスチック製で、上方開口で箱形に成形している本体ケース７１と、この本体ケース７１の開口部を閉塞する蓋ケース７２からなる。本体ケース７１と蓋ケース７２は、電池組立９を収納できる大きさの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。本体ケース７１と蓋ケース７２は、互いの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。本体ケース７１は、収納される電池組立９の回路基板４と対向する周壁に、回路基板４の出力端子４１及び信号端子４２を外部に露出させる端子窓７１Ａを開口している。

【0059】

ここで、図８に示す電池ブロック８Ｂの電池ホルダ２Ｂは、角形電池１の間に配置される絶縁プレート部２１の後端に端面プレート部を設けていない。この電池ホルダ２Ｂは、電池ブロックの全長を短くすることができ、電池組立９が収納される外装ケース７の外形を小さくできる特徴がある。ただ、外装ケースに収納される電池組立は、電池ホルダの絶縁プレート部の後端に端面プレート部を設けることもできる。この電池パックは、電池ブロックの第２の端面側を二重壁構造として、落下等の衝撃に対する強度を高くできる。

【0060】

以上の電池パックは、２個の角形電池１を積層して直列に接続している。ただし、本発明の電池パックは、積層する角形電池の個数、及び直列に接続する角形電池の個数を２個には限定しない。電池パックは、３個以上の角形電池を積層すると共に、これ等の角形電池を直列に接続することも、あるいは、４個以上の角形電池を積層して、これ等の角形電池を多直列を多並列に、又は、多並列を多直列に接続することもできる。ここで、電池パックは、直列接続される角形電池の個数で出力電圧を調整でき、並列接続する角形電池の個数で容量を調整できる。したがって、電池パックは、使用される用途に最適な出力電圧や容量となるように、積層する角形電池の個数とその接続状態を決定する。

【0061】

図９ないし図１１は、３個の角形電池１を備える電池パック３００、４００の例を示している。ここで、図９と図１０は、電池パック３００、４００の端子面１Ｘ側における、角形電池１の電極１０と保護素子５と回路基板４との接続構造を示しており、図１１は、これ等の電池パック３００、４００の等価回路図を示している。なお、図９においては、角形電池１の電極１０と保護素子５と回路基板４とを接続するリード３を簡略化して太線で示している。

【0062】

図９と図１０に示す電池パック３００、４００は、第１、第２、第３の角形電池１Ａ、１Ｂ、１Ｃからなる３個の角形電池１を、端子面１Ｘが同一方向となる姿勢で積層すると共に、互いに隣接する角形電池１の第２の電極１０Ｂが非対向位置となる姿勢で積層して電池ブロック８Ｃとしている。隣接する３個の角形電池１は、端子面１Ｘ側において、接続リード板３Ｂを介して直列に接続されている。互いに直列に接続される角形電池１の中間電位の位置には、保護素子５を接続している。電池パック３００、４００は、直列接続された角形電池１の両端に位置する電極１０と、中間接続点３ａの各々を、電池ブロック８Ｃの端面（端子面１Ｘ側の端面）において回路基板４、４’に接続している。

【0063】

図９の電池パック３００は、電池ブロック８Ｃの正負の出力側に接続される一対の出力リード板３Ａと、中間接続点３ａに接続される２本の検出リード部３ｂとを、電池ブロック８Ｃの端面の一辺（図において、第１の角形電池１Ａの幅広面側）から同方向に引き出して回路基板４に接続している。リード３が近接する箇所においては、図９の一点鎖線で示すように、リード３とリード３との間に絶縁シート６３を配置して絶縁している。この構造の電池パック３００も、端子面１Ｘ側において角形電池１に回路基板４を接続した後、一対の出力リード板３Ａ及び２本の検出リード部３ｂを折り返すことで回路基板４を電池ブロック８Ｃの対向位置に簡単に配置できる。

【0064】

図１０の電池パック４００は、電池ブロック８Ｃの正負の出力のうち、負極側の出力（図において、第１の角形電池１Ａの第１の電極１０Ａ）に接続される出力リード板３Ａと、中間接続点３ａに接続される２本の検出リード部３ｂとを、電池ブロック８Ｃの端面の一辺（図において、第１の角形電池１Ａの幅広面側）から引き出して回路基板４’に接続している。電池ブロック８Ｃの正負の出力のうち、正極側の出力（図において、第３の角形電池１Ｃの第２の電極１０Ｂ）に接続される出力リード板３Ａは、電池ブロック８Ｃの端面の一辺から引き出すことなく、電池ブロック８Ｃの端面上（図においては、第３の角形電池１Ｃの端子面１Ｘ上）で回路基板４’に接続する構造としている。

【0065】

図１０に示す回路基板４’は、電池ブロック８Ｃの端面の一辺から引き出される出力リード板３Ａ及び２本の検出リード部３ｂが接続される端部と反対側の端部を部分的に切り欠いて切欠部４ａを設けている。切欠部４ａは、回路基板４’を電池ブロック８Ｃの端面に対向して配置する状態で、第３の角形電池１Ｃの第２の電極１０Ｂと対向する位置に設けており、この切欠部４ａに配置される出力リード板３Ａを回路基板４’の裏面側に接続している。この電池パック４００は、電池ブロック８Ｃの端面の一辺から引き出された出力リード板３Ａと２本の検出リード部３ｂとを図１０の矢印で示すように折り返して、回路基板４を電池ブロック８Ｃの対向位置に配置する状態で、回路基板４’の切欠部４ａにおいて、電池ブロック８Ｃの正極側の出力である第３の角形電池１Ｃの第２の電極１０Ｂと、回路基板４’の裏面側に接続された出力リード板３Ａとをスポット溶接やレーザー溶接等により接続する。回路基板４’と出力リード板３Ａとの接続部分は、絶縁シールや絶縁塗料等の絶縁部材６４により絶縁されており、近接するリード３等との接触を回避している。この回路基板４’は、表面側において、切欠部４ａが形成されない領域に、出力端子（図示せず）と信号端子（図示せず）が形成される。この構造の電池パック４００は、電池ブロック８Ｃの端面において、角形電池１に接続されるリード３が近接するのを防止できるので、図９に示すような絶縁シート６３を配置することなく配線できる。

【0066】

図１２ないし図１９は、４個の角形電池１を備える電池パック５００、６００、７００、８００の例をそれぞれ示している。図１２、図１４、図１６及び図１８は、電池パック５００、６００、７００、８００の端子面１Ｘ側における、角形電池１の電極１０と保護素子５と回路基板４との接続構造を示しており、図１３、図１５、図１７及び図１９は、これ等の電池パック５００、６００、７００、８００の等価回路図を示している。ここで、図１２と図１３に示す電池パック５００は、４個の角形電池１を直列に接続する例を示しており、図１４ないし図１９に示す電池パック６００、７００、８００は、４個の角形電池１を２直列を２並列に、又は、２並列を２直列に接続する例を示している。なお、図１２、図１４、図１６、及び図１８においては、角形電池１の電極１０と保護素子５と回路基板４とを接続するリード３を簡略化して太線で示している。

【0067】

図１２に示す電池パック５００は、第１、第２、第３、第４の角形電池１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄからなる４個の角形電池１を、端子面１Ｘが同一方向となる姿勢で積層すると共に、互いに隣接する角形電池１の第２の電極１０Ｂが非対向位置となる姿勢で積層して電池ブロック８Ｄとしている。隣接する４個の角形電池１は、端子面１Ｘ側において、接続リード板３Ｂを介して直列に接続されている。さらに、図１２と図１３に示す電池パック５００は、第１の角形電池１Ａと第２の角形電池１Ｂの中間電位の位置と、第３の角形電池１Ｃと第４の角形電池１Ｄの中間電位の位置に保護素子５を接続している。この電池パック５００は、４個の角形電池１に対して２個の保護素子５を配置している。この構造は、保護素子５の個数を少なくしながら、いずれかの角形電池１が異常な温度に加熱される状態では、角形電池１の温度を速やかに検出して電流を遮断できる。ただ、電池パックは、図１２と図１３の鎖線で示すように、第２の角形電池１Ｂと第３の角形電池１Ｃの中間電位の位置にも保護素子５を接続することができる。この電池パックは、４個の角形電池１に対して３個の保護素子５を配置して保護する。

【0068】

さらに、図１２に示す電池パック５００は、直列接続された角形電池１の両端に位置する電極１０と、中間接続点３ａの各々を、電池ブロック８Ｄの端面（端子面１Ｘ側の端面）において回路基板４に接続している。図１２の電池パック５００は、電池ブロック８Ｄの正負の出力側に接続される一対の出力リード板３Ａと、中間接続点３ａに接続される３本の検出リード部３ｂとを、電池ブロック８Ｄの端面の一辺（図において、第１の角形電池１Ａの幅広面側）から同方向に引き出して回路基板４に接続している。リード３が近接する箇所においては、図１２の一点鎖線で示すように、リード３とリード３との間に絶縁シート６３を配置して絶縁している。この構造の電池パック５００も、端子面１Ｘ側において角形電池１に回路基板４を接続した後、一対の出力リード板３Ａ及び３本の検出リード部３ｂを折り返すことで回路基板４を電池ブロック８Ｄの対向位置に簡単に配置できる。

【0069】

図１４と図１５に示す電池パック６００は、第１、第２、第３、第４の角形電池１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄからなる４個の角形電池１を、端子面１Ｘが同一方向となる姿勢で積層して電池ブロック８Ｅとしている。図１４と図１５に示す電池パック６００は、並列接続された２個の角形電池１で１つの並列ユニット３１を構成すると共に、２つの並列ユニット３１を直列に接続して、４個の角形電池１を２並列を２直列に接続している。図１４の電池パック６００は、並列ユニット３１を構成する２個の角形電池１については、第２の電極１０Ｂが対向位置となる姿勢で積層しており、互いに隣接する並列ユニット３１においては、対向する角形電池１の第２の電極１０Ｂが非対向位置となる姿勢で積層している。図１４の電池パック６００は、第１の角形電池１Ａと第２の角形電池１Ｂを並列に接続して第１の並列ユニット３１Ａとし、第３の角形電池１Ｃと第４の角形電池１Ｄを並列に接続して第２の並列ユニット３１Ｂとしている。２つの並列ユニット３１は、端子面１Ｘ側において、接続リード板３Ｂを介して直列に接続されている。さらに、図１４と図１５の電池パック６００は、第１の並列ユニット３１Ａと第２の並列ユニット３１Ｂの中間電位の位置に保護素子５を接続している。この電池パック６００は、４個の角形電池１に対して１個の保護素子５を配置している。この構造は、保護素子５の個数を最少にしながら、いずれかの角形電池１が異常な温度に加熱される状態では、角形電池１の温度を速やかに検出して電流を遮断できる。

【0070】

さらに、図１４に示す電池パック６００は、直列に接続された２つの並列ユニット３１の両端に位置する電極１０と、中間接続点３ａの各々を、電池ブロック８Ｅの端面（端子面１Ｘ側の端面）において回路基板４に接続している。図１４の電池パック６００は、電池ブロック８Ｅの正負の出力側に接続される一対の出力リード板３Ａと、中間接続点３ａに接続される検出リード部３ｂとを、電池ブロック８Ｅの端面の一辺（図において、第１の角形電池１Ａの幅広面側）から同方向に引き出して回路基板４に接続している。この電池パック６００は、中間接続点３ａに接続される検出リード部３ｂから並列ユニット３１の平均電圧を検出して、各々の角形電池１を保護する。この構造の電池パック６００も、端子面１Ｘ側において角形電池１に回路基板４を接続した後、一対の出力リード板３Ａ及び検出リード部３ｂを折り返すことで回路基板４を電池ブロック８Ｅの対向位置に簡単に配置できる。

【0071】

さらに、図１６ないし図１９に示す電池パック７００、８００は、第１、第２、第３、第４の角形電池１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄからなる４個の角形電池１を、端子面１Ｘが同一方向となる姿勢で積層して電池ブロック８Ｆ、８Ｇとしている。図１６ないし図１９に示す電池パック７００、８００は、直列接続された２個の角形電池１で１つの直列ユニット３２を構成すると共に、２つの直列ユニット３２を並列に接続して、４個の角形電池１を２直列を２並列に接続している。図１６と図１８の電池パック７００、８００は、互いに隣接する第１の角形電池１Ａと第２の角形電池１Ｂを直列に接続して第１の直列ユニット３２Ａとし、互いに隣接する第３の角形電池１Ｃと第４の角形電池１Ｄを直列に接続して第２の直列ユニット３２Ｂとしている。直列ユニット３２を構成する２個の角形電池１は、端子面１Ｘ側において、接続リード板３Ｂを介して直列に接続されている。それぞれの直列ユニット３２は、互いに直列接続される角形電池１の中間電位の位置に保護素子５を接続している。これらの電池パック７００、８００は、４個の角形電池１に対して２個の保護素子５を配置している。

【0072】

図１６に示す電池パック７００は、直列ユニット３２を構成する２個の角形電池１については、第２の電極１０Ｂが非対向位置となる姿勢で積層しており、互いに隣接する直列ユニット３２についても、対向する角形電池１の第２の電極１０Ｂが非対向位置となる姿勢で積層している。すなわち、互いに隣接する角形電池１の第２の電極１０Ｂが交互に非対向位置となる姿勢で積層している。さらに、図１６に示す電池パック７００は、電池ブロック８Ｆの端面（端子面１Ｘ側の端面）において、２つの直列ユニット３２を出力リード板３Ａを介して並列に接続すると共に、２つの直列ユニット３２を並列接続してなる一対の出力リード板３Ａと、中間接続点３ａに接続される２本の検出リード部３ｂとを、電池ブロック８Ｆの端面の一辺（図において、第１の角形電池１Ａの幅広面側）から同方向に引き出して回路基板４に接続している。リード３が近接し、あるいはラップする箇所においては、リード３とリード３との間に絶縁シート６３を配置して絶縁している。この電池パック７００は、各々の直列ユニット３２の中間接続点３ａにおける中間電位を、検出リード部３ｂを介して回路基板４に出力するので、個々の角形電池１の電圧を検出しながら角形電池１を保護できる。この構造の電池パック７００も、端子面１Ｘ側において角形電池１に回路基板４を接続した後、一対の出力リード板３Ａ及び２本の検出リード部３ｂを折り返すことで回路基板４を電池ブロック８Ｅの対向位置に簡単に配置できる。

【0073】

図１８に示す電池パック８００は、直列ユニット３２を構成する２個の角形電池１については、第２の電極１０Ｂが非対向位置となる姿勢で積層しており、互いに隣接する直列ユニット３２については、対向する角形電池１の第２の電極１０Ｂが対向位置となる姿勢で積層している。すなわち、この電池ブロック８Ｇは、図１８に示す平面視において、第２の角形電池１Ｂと第３の角形電池１Ｃの境界ラインを対称の軸として線対称な配置となるように４個の角形電池１を積層している。さらに、図１８に示す電池パック８００は、２つの直列ユニット３２の一端（図においては負極側）を電池ブロック８Ｇの端面（端子面１Ｘ側の端面）において出力リード板３Ａで互いに接続するが、２つの直列ユニット３２の他端（図においては正極側）は電池ブロック８Ｇの端面（端子面１Ｘ側の端面）で互いに接続することなく、各々を出力リード板３Ａを介して回路基板４に接続している。すなわち、２つの直列ユニット３２の他端（図においては正極側）は回路基板４上で接続されて、２つの直列ユニット３２が並列に接続される。

【0074】

さらに、図１８に示す電池パック８００は、２つの直列ユニット３２の一端を接続する出力リード板３Ａと、２つの直列ユニット３２の他端に接続される２本の出力リード板３Ａと、中間接続点３ａに接続される２本の検出リード部３ｂとを、電池ブロック８Ｇの端面の一辺から同方向に引き出すが、前述の実施例のように、角形電池１の幅広面側に引き出すのではなく、角形電池１の側面である幅狭面側から同方向に引き出して回路基板４に接続している。リード３が近接し、あるいはラップする箇所においては、リード３とリード３との間に絶縁シート６３を配置して絶縁している。この構造の電池パック８００も、端子面１Ｘ側において角形電池１に回路基板４を接続した後、３本の出力リード板３Ａ及び２本の検出リード部３ｂを折り返すことで回路基板４を電池ブロック８Ｇの対向位置に簡単に配置できる。

【0075】

なお、図１４、図１６、及び図１８に示す電池パック６００、７００、８００は、互いに隣接する角形電池１を並列接続して並列ユニット３１とし、あるいは、互いに隣接する角形電池１を直列接続して直列ユニット３２としている。ただ、本発明の電池パックは、積層された複数の角形電池のうち、離れた位置にある角形電池同士を接続して並列ユニットや直列ユニットとすることもできる。例えば、４個の角形電池を積層してなる電池パックにおいては、第１の角形電池と第４の角形電池を接続して並列ユニットや直列ユニットとすることもできる。

【0076】

さらに、本発明の電池パックは、図示しないが、６個の角形電池を積層すると共に、これ等の角形電池を２直列を３並列に、２並列を３直列に、あるいは、３直列を２並列に、３並列を２直列に接続することもできる。

【産業上の利用可能性】

【0077】

本発明は、複数の角形電池を直列に接続しながら、角形電池の温度が異常に高くなる状態では電流を遮断する保護素子を備える電池パックとして好適に使用できる。

【符号の説明】

【0078】

１００、２００、３００、４００、５００、６００、７００、８００…電池パック
１…角形電池
１Ａ…第１の角形電池
１Ｂ…第２の角形電池
１Ｃ…第３の角形電池
１Ｄ…第４の角形電池
１Ｘ…端子面
２、２Ａ、２Ｂ…電池ホルダ
３…リード
３Ａ…出力リード板
３Ｂ…接続リード板
３ａ…中間接続点
３ｂ…検出リード部
４、４’…回路基板
４ａ…切欠部
５…保護素子
５Ａ…ブレーカ
６…外装体
７…外装ケース
８、８Ａ、８Ｂ、８Ｃ、８Ｄ、８Ｅ、８Ｆ、８Ｇ…電池ブロック
８Ｘ…第１の端面
８Ｙ…第２の端面
９…電池組立
１０…電極
１０Ａ…第１の電極
１０Ｂ…第２の電極
１１…外装缶
１１Ａ…底面
１２…封口板
１３…凸部電極
１４…安全弁
１５…排出口
１６…注液部
１９…クラッド板
２１…絶縁プレート部
２２…カバープレート部２３…端面プレート部
２４…電極窓
２５…支持リブ
２６…外周リブ
２７…係止凸部
３１…並列ユニット
３１Ａ…第１の並列ユニット
３１Ｂ…第２の並列ユニット
３２…直列ユニット
３２Ａ…第１の直列ユニット
３２Ｂ…第２の直列ユニット
４１…出力端子
４２…信号端子
６１…キャップ部
６１Ａ…端子窓
６１Ｂ…係止部
６２…外装シート
６２Ｘ…本体シート部
６２Ａ、６２Ｂ…突出片
６３…絶縁シート
６４…絶縁部材
７１…本体ケース
７１Ａ…端子窓
７２…蓋ケース

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】