特許 7005199 電池パック及びその製造方法

(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】

(24)【登録日】2022-01-07

(45)【発行日】2022-01-21

(54)【発明の名称】電池パック及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/209 20210101AFI20220114BHJP

   H01M 50/271 20210101ALI20220114BHJP

   H01M 50/296 20210101ALI20220114BHJP

   H01M 50/284 20210101ALI20220114BHJP

【ＦＩ】

H01M50/209

H01M50/271 B

H01M50/271 S

H01M50/296

H01M50/284

【請求項の数】 14

(21)【出願番号】P 2017137712

(22)【出願日】2017-07-14

(65)【公開番号】P2019021454

(43)【公開日】2019-02-07

【審査請求日】2020-06-04

(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】橋本 武

【審査官】森 透

(56)【参考文献】

【文献】特表平０８－５０９３２０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１１９２４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０２２８９３７（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００５－１００６８９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－００９２７７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｍ ５０／２０－５０／２９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一以上の二次電池セルを有する電池集合体と、
一端を開口端とし、前記電池集合体を収納する収納ケースと、
前記収納ケースに前記電池集合体を収納した状態で、前記収納ケースの開口端を閉塞するケース蓋部と、
前記収納ケースの内部において、前記ケース蓋部の裏面側と前記電池集合体とを接続する可撓性基板と、
を備える電池パックであって、
前記電池集合体及び前記ケース蓋部は、該電池集合体と該ケース蓋部との間に介在する前記可撓性基板による反力に抗して、該ケース蓋部を該電池集合体に接触させる姿勢に保持可能な仮止め機構を設けており、
前記仮止め機構は、前記ケース蓋部と前記収納ケースとの接合面が接合された状態で、仮止め状態を解除されるよう構成してなる電池パック。

【請求項2】

請求項１に記載の電池パックであって、
前記仮止め機構が、前記ケース蓋部と前記収納ケースとの接合面が部分的に溶着されて該ケース蓋部と該収納ケースとの間の隙間が狭くなることにより、係合状態が解除されるよう構成されてなる電池パック。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の電池パックであって、
前記ケース蓋部と前記収納ケースとの接合面が、いずれか一方の接合面に形成された凸条と、いずれか他方の接合面に形成された、前記凸条を挿入する凹条で構成されてなる電池パック。

【請求項4】

請求項３に記載の電池パックであって、
前記仮止め機構が、
前記電池集合体又は前記ケース蓋部のいずれか一方に形成され、前記電池集合体とケース蓋部との間に介在する前記可撓性基板による反力の方向と交差する方向に係止面を有する爪部と、
前記電池集合体又は前記ケース蓋部のいずれか他方に形成され、前記爪部の係止面と
係合される段差面を有する段差部で構成されてなる電池パック。

【請求項5】

請求項４に記載の電池パックであって、
前記爪部が一対、離間して対向する姿勢に設けられ、
前記対向する一対の爪部の間に、前記可撓性基板が配置されるように構成されてなる電池パック。

【請求項6】

請求項４に記載の電池パックであって、
前記爪部の係止面の方向が、前記凸条の突出方向と交差されてなる電池パック。

【請求項7】

請求項１～６のいずれか一項に記載の電池パックであって、
前記ケース蓋部が、外部の電力供給対象機器と接続するための外部コネクタを備えており、
前記可撓性基板の一端が、前記外部コネクタに接続されてなる電池パック。

【請求項8】

請求項７に記載の電池パックであって、
前記ケース蓋部が、スリットを開口しており、
前記外部コネクタは、前記スリットを通して前記ケース蓋部から表出されてなる電池パック。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載の電池パックであって、
前記電池集合体が、前記ケース蓋部と対向する面に、回路基板を備えており、
前記可撓性基板の他端が、前記回路基板に接続されてなる電池パック。

【請求項10】

請求項１～９のいずれか一項に記載の電池パックであって、
前記電池集合体が、一以上の二次電池セルを収納する電池ホルダを備える電池パック。

【請求項11】

請求項１～１０のいずれか一項に記載の電池パックであって、
前記電池集合体が、複数枚の二次電池セルを積層され、底面を正方形状とする直方体状に形成されると共に、
前記収納ケースが、前記電池集合体を収納可能な箱状に形成され、
かつ前記収納ケースが、前記電池集合体を収納する際の姿勢を、所定の向きとなるように規制する姿勢規制部を備えてなる電池パック。

【請求項12】

請求項１１に記載の電池パックであって、
前記姿勢規制部が、前記収納ケースの内部において、対向する面にそれぞれ設けられた深さ方向に延長された一対のリブで構成されてなる電池パック。

【請求項13】

電池パックの製造方法であって、
一以上の二次電池セルを有する電池集合体を準備する工程と、
前記電池集合体を、一端を開口端とする収納ケースに収納した状態で、前記収納ケースの開口端を閉塞するケース蓋部の裏面側と、前記電池集合体とを可撓性基板で接続する工程と、
前記電池集合体と前記ケース蓋部との間に介在する前記可撓性基板による反力に抗して、前記ケース蓋部を前記電池集合体に接触させる姿勢に、仮止め機構で保持する工程と、
前記ケース蓋部と前記収納ケースとの接合面を接合すると共に、前記仮止め機構の仮止め状態を解除する工程と、
を含む電池パックの製造方法。

【請求項14】

請求項１３に記載の電池パックの製造方法であって、
前記ケース蓋部と前記収納ケースとの接合面が超音波溶着されてなる電池パックの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電池パック及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電池パックは収納ケース内に、一以上の二次電池セルを積層した電池集合体を挿入して、ケース蓋部を閉塞するよう超音波溶着される。この際に、電池集合体の出力をケース外部から取り出せるよう、コネクタを設ける。このため、ケース蓋部と電池集合体とは、フレキシブルプリント基板等の可撓性基板で接続されることがある。

【0003】

しかしながら、この構成においてはケース蓋部が電池集合体と可撓性基板との間に介在されることで、可撓性基板の反力によってケース蓋部が浮き上がってしまうことがあった。この状態では超音波溶着を行うことができず、組み立て作業の支障となっていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１１９２４８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、その目的の一は、ケースの溶着の組み立て作業をスムーズに行い得る電池パック及びその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段及び発明の効果】

【0006】

本発明の第１の形態に係る電池パックによれば、一以上の角型の二次電池セルを有する電池集合体と、一端を開口端とし、前記電池集合体を収納する収納ケースと、前記収納ケースに前記電池集合体を収納した状態で、前記収納ケースの開口端を閉塞するケース蓋部と、前記収納ケースの内部において、前記ケース蓋部の裏面側と前記電池集合体とを接続する可撓性基板と、を備える電池パックであって、前記電池集合体及びケース蓋部は、該電池集合体とケース蓋部との間に介在する前記可撓性基板による反力に抗して、該ケース蓋部を電池集合体に接触させる姿勢に保持可能な仮止め機構を設けており、前記仮止め機構は、前記ケース蓋部と収納ケースとの接合面が接合された状態で、仮止め状態を解除されるよう構成できる。上記構成により、ケース蓋部と収納ケースとを溶着する際、ケース蓋部を仮止め機構で仮止めすることが可能となり、仮止めされた状態で溶着作業を行えると共に、溶着されると仮止め機構を解除することで、仮止め機構に負荷が掛かって破損される等の事態を回避できる。

【0007】

また、第２の形態に係る電池パックによれば、上記構成に加えて、前記仮止め機構が、前記ケース蓋部と収納ケースとの接合面が部分的に溶着されて該ケース蓋部と収納ケースとの間の隙間が狭くなることにより、係合状態が解除されるよう構成できる。

【0008】

さらに、第３の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記ケース蓋部と収納ケースとの接合面が、いずれか一方の接合面に形成された凸条と、いずれか他方の接合面に形成された、前記凸条を挿入する凹条で構成できる。

【0009】

さらにまた、第４の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記仮止め機構が、前記電池集合体又はケース蓋部のいずれか一方に形成され、前記電池集合体とケース蓋部との間に介在する前記可撓性基板による反力の方向と交差する方向に係止面を有する爪部と、前記電池集合体又はケース蓋部のいずれか他方に形成され、前記爪部の係止面と係合される段差面を有する段差部で構成できる。

【0010】

さらにまた、第５の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記爪部が一対、離間して対向する姿勢に設けられ、前記対向する一対の爪部の間に、前記可撓性基板が配置されるように構成することができる。上記構成により、可撓性基板を挟んで両側から爪部で係止することにより、可撓性基板の反力によるケース蓋部の浮き上がりを効果的に防止することができる。

【0011】

さらにまた、第６の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記爪部の係止面の方向を、前記凸条の突出方向と交差させることができる。上記構成により、凸条が溶着によって短くなるにつれて、段差面が凸条の突出方向に沿って相対的に移動されて、爪部との係合状態を解除することができる。

【0012】

さらにまた、前記ケース蓋部と収納ケースとの接合面を超音波溶着することができる。

【0013】

さらにまた、第７の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記ケース蓋部が、外部の電力供給対象機器と接続するための外部コネクタを備えており、前記可撓性基板の一端を、前記外部コネクタに接続することができる。

【0014】

さらにまた、第８の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記ケース蓋部が、スリットを開口しており、前記外部コネクタを、前記スリットを通して前記ケース蓋部から表出させることができる。

【0015】

さらにまた、第９の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記電池集合体が、前記ケース蓋部と対向する面に、回路基板を備えており、前記可撓性基板の他端を、前記回路基板に接続することができる。

【0016】

さらにまた、第１０の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記電池集合体が、一以上の二次電池セルを収納する電池ホルダを備えることができる。

【0017】

さらにまた、第１１の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記電池集合体が、複数枚の二次電池セルを積層され、底面を正方形状とする直方体状に形成されると共に、前記収納ケースが、前記電池集合体を収納可能な箱状に形成され、かつ前記収納ケースが、前記電池集合体を収納する際の姿勢を、所定の向きとなるように規制する姿勢規制部を備えることができる。上記構成により、底面を正方形状とする直方体状の電池集合体は、収納ケースに収納する際の向きが４方向のいずれかとなる問題を、姿勢規制部によって一律の姿勢に規定することが可能となる。

【0018】

さらにまた、第１２の形態に係る電池パックによれば、上記何れかの構成に加えて、前記姿勢規制部が、前記収納ケースの内部において、対向する面にそれぞれ設けられた深さ方向に延長された一対のリブで構成することができる。

【0019】

さらにまた、第１３の形態に係る電池パックの製造方法によれば、一以上の角型の二次電池セルを有する電池集合体を準備する工程と、前記電池集合体を、一端を開口端とする収納ケースに収納した状態で、前記収納ケースの開口端を閉塞するケース蓋部の裏面側と、前記電池集合体とを可撓性基板で接続する工程と、前記電池集合体とケース蓋部との間に介在する前記可撓性基板による反力に抗して、前記ケース蓋部を電池集合体に接触させる姿勢に、仮止め機構で保持する工程と、前記ケース蓋部と収納ケースとの接合面を接合すると共に、前記仮止め機構の仮止め状態を解除する工程とを含むことができる。これにより、ケース蓋部と収納ケースとを溶着する際、ケース蓋部を仮止め機構で仮止めすることが可能となり、仮止めされた状態で溶着作業を行えると共に、溶着されると仮止め機構を解除することで、仮止め機構に負荷が掛かって破損される等の事態を回避できる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】実施形態１に係る電池パックを示す外観斜視図である。

【図2】図１の電池パックの収納ケースとケース蓋部を分離した状態を示す分解斜視図である。

【図3】図１の電池パックのＩＩＩ－ＩＩＩ線における垂直断面図である。

【図4】図１の収納ケースのＩＶ－ＩＶ線における水平断面図である。

【図5】図５Ａはケース蓋部を斜め下方から見た斜視図であり、図５Ｂは要部拡大斜視図である。

【図6】図１に係る電池パックの分解斜視図である。

【図7】図２の電池集合体を背面側から見た斜視図である。

【図8】図７の電池集合体の分解斜視図である。

【図9】図２のケース蓋部から外部コネクタを分離した状態を示す斜視図である。

【図10】ケース蓋部を裏面側から見た斜視図である。

【図11】図１０のケース蓋部を電池集合体に接続する様子を示す分解斜視図である。

【図12】図１１のケース蓋部を折り返して電池集合体に被せる状態を示す斜視図である。

【図13】電池ホルダの要部拡大斜視図である。

【図14】図３の電池パックにおいて、超音波溶着前の状態を示す断面図である。

【図15】図１４の電池パックの要部拡大断面図である。

【図16】図３の電池パックの要部拡大断面図である。

【図17】実施形態２に係る電池パックを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施形態は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下のものに特定されない。また、本明細書は特許請求の範囲に示される部材を、実施形態の部材に特定するものでは決してない。特に実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさや位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。さらに以下の説明において、同一の名称、符号については同一若しくは同質の部材を示しており、詳細説明を適宜省略する。さらに、本発明を構成する各要素は、複数の要素を同一の部材で構成して一の部材で複数の要素を兼用する態様としてもよいし、逆に一の部材の機能を複数の部材で分担して実現することもできる。
（実施形態１）

【0022】

実施形態１に係る電池パックを図１～図５Ｂに示す。これらの図において、図１は実施形態１に係る電池パック１００を示す外観斜視図、図２は図１の電池パック１００の収納ケース３０とケース蓋部２０を分離した状態を示す分解斜視図、図３は図１の電池パック１００のＩＩＩ－ＩＩＩ線における断面図、図４は図１の収納ケース３０のＩＶ－ＩＶ線における水平断面図、図５Ａはケース蓋部２０を斜め下方から見た斜視図、図５Ｂは要部拡大斜視図を、それぞれ示している。これらの図に示す電池パック１００は、外観を箱形とし、内部に一以上の二次電池セル１を収納している。箱形の収納ケース３０は、図１～図３に示すようにその一面（図において正面）に、外部の電力供給対象機器に接続して電力を供給するための外部コネクタ２６を設けている。また電池パック１００は、図２の分解斜視図に示すように、一端を開口する箱状の収納ケース３０と、収納ケース３０の開口端を閉塞するケース蓋部２０と、収納ケース３０に収納される電池集合体１０とを備える。収納ケース３０とケース蓋部２０は、絶縁性や断熱性に優れた材質、例えば樹脂製とする。
（収納ケース３０）

【0023】

収納ケース３０は、図２に示すように外形を縦長の長方形状として、上方の端縁を開口している。またケース蓋部２０は、収納ケース３０の開口端を閉塞する大きさ及び形状の箱形としている。具体的には、下端側を開口した有底箱形で、その高さを底面の一辺よりも小さくした薄型としている。また収納ケース３０及びケース蓋部２０とも、底面の形状を等しくしている。この例では図４等に示すように底面形状を正方形状とし、隅部を適宜面取りしている。
（外部コネクタ２６）

【0024】

さらにケース蓋部２０の上面には、図２、図５Ａ等に示すようにスリット２２を設け、このスリット２２から外部コネクタ２６を突出させている。外部コネクタ２６は、収納ケース３０に収納される電池集合体１０の上面に設けられる。外部コネクタ２６は、ケース蓋部２０のスリット２２を通じて収納ケース３０内部側から外部に向かって突出している。また外部コネクタ２６は、ケース蓋部２０の裏面側からスリット２２を通過できる大きさに形成される。この外部コネクタ２６の下端は、外形をスリット２２よりも大きくして、スリット２２から外部コネクタ２６が抜け落ちないようにしている。なお外部コネクタ２６は、ケース蓋部２０に固定する構成に限らず、スリットの内面と摺動自在とする構成としてもよい。

【0025】

また収納ケース３０とケース蓋部２０は、超音波溶着によって溶着される。このため収納ケース３０とケース蓋部２０の接合面には、接合のための構造、例えばいずれか一方の接合面に凸条２１を、他方の接合面に凹条３１を、それぞれ形成して、凸条２１を凹条３１に挿入して超音波溶着する。図３等の例では、ケース蓋部２０の接合面に、凸条２１を形成している。凸条２１の先端面は、超音波溶着され易いよう、断面形状を先細りとしている。また収納ケース３０側には、この凸条２１に応じた凹条３１が形成されている。なお、凸条２１と凹条３１は、図３や後述する図１５等の例では凸条２１を壁状とし、凹条３１を溝状としているが、この構成に限らず、例えば係合面を階段状としたり、凸条を断面視三角形状とするなど、超音波溶着可能な任意の形状とすることもできる。また、凸条を収納ケース側に、凹条をケース蓋部側に設けてもよい。

【0026】

図６～図９に、電池パック１００の内部構造を示す。これらに図において、図６は図１に係る電池パック１００の分解斜視図、図７は図２の電池集合体１０を背面側から見た斜視図、図８は図７の電池集合体１０の分解斜視図、図９は図２のケース蓋部２０から外部コネクタ２６を分離した状態の斜視図を、それぞれ示している。
（電池集合体１０）

【0027】

電池集合体１０は、一以上の二次電池セル１を有する。二次電池セル１は、外装缶を角型としている。角型の外装缶は、幅よりも厚さを薄くした板状に構成され、複数枚の積層に適した外形としている。この二次電池セル１は、リチウムイオン二次電池やニッケル水素電池等が利用できる。また外装缶は角型の金属ケースとする他、円筒型の金属ケース、ラミネート樹脂等としてもよい。
（電池ホルダ１２）

【0028】

二次電池セル１は、電池ホルダ１２に収納される。図６～図９等に示す電池集合体１０は、６個の二次電池セル１を電池ホルダ１２に収納している。電池ホルダ１２は、箱形に形成されて一面を開口しており、この開口面から二次電池セル１を差し込んで保持できるように内部を区画されている。なお図６の例では、電池ホルダ１２の底面側も開口されている。一方天面側は、回路基板を配置するために閉塞されている。

【0029】

また二次電池セル１同士の間に、スペーサ２を配置する空間を設けている。スペーサ２は、隣接する二次電池セル１同士の間に介在されて、これらを絶縁する部材である。このようなスペーサ２には樹脂製シート等が用いられる。また、スペーサ２は、電池ホルダに１２と一体化されていても良い。

【0030】

さらに二次電池セル１同士は、リード板３を介して直列又は並列に電気的に接続される。さらに必要に応じてブレーカやＰＴＣ等の保護素子４が接続される。

【0031】

電池ホルダ１２の上面、すなわち電池集合体１０がケース蓋部２０と対向する面には、回路基板５０が配置される。回路基板５０は、二次電池セル１と電気的に接続されて、充放電を行う充放電回路や保護回路等を実装している。
（姿勢規制部）

【0032】

この電池ホルダ１２は、収納ケース３０の形状に応じて、収納ケース３０内に収納できる大きさ及び形状に設計される。上述の通り、収納ケース３０の底面を正方形状としたことで、これに応じて電池ホルダ１２も、底面を正方形状とする直方体状に形成している。この場合、電池パック１００の組み立て時に、電池集合体１０を収納ケース３０に収納する際、意図しない姿勢に回転する可能性がある。そこで、電池集合体１０を収納ケース３０に収納する際の姿勢を、所定の向きとなるように規制する姿勢規制部を設ける。姿勢規制部は、図６の分解斜視図及び図４の水平断面図に示すように、収納ケース３０の内面にリブ３２を突出させて、電池ホルダ１２の、二次電池セル１を挿入する側の端面と当接するように構成している。リブ３２は、収納ケース３０の内部において、対向する面にそれぞれ設けられた深さ方向に延長された一対のリブ３２で構成することが好ましい。これにより、収納ケース３０に収納可能な電池ホルダ１２の向きを一義的に規定でき、他の姿勢では挿入不可能として、組立時に収納ケース３０の内部で電池集合体１０が異なる向きに挿入される事態を回避できる。
（可撓性基板４０）

【0033】

また収納ケース３０の内部において、ケース蓋部２０の裏面側と電池集合体１０とが、可撓性基板４０で接続されている。可撓性基板４０は、柔軟性を有する材質で構成される。好適には、絶縁性を有する薄くて柔軟なフィルム素材（例えばポリイミド等）と銅箔等の導電性金属を貼り合わせた基材に電気回路を形成した基板、例えばＦＰＣ等が利用できる。可撓性基板４０は、一方向延長された帯状に形成される。図６、図８の例では、Ｕ字状に折曲させた帯状の端部を折曲している。このように可撓性基板４０を長く形成することで、組立時の作業性を向上させている。ただ、可撓性基板の長さはこのような長尺に限らず、短くしても良い。

【0034】

これら図６、図８に示すように、可撓性基板４０の一端は、外部コネクタ２６に接続され、他端は回路基板５０に接続されている。外部コネクタ２６は、図１０に示すように、ケース蓋部２０の裏面側で、ケース蓋部２０と固定される。ここでは、可撓性基板４０の一端と接続した外部コネクタ２６を、ケース蓋部２０の裏面側からスリット２２に通した状態で、可撓性基板４０の一端を、裏面側から端子ホルダ２８で押圧するよう、ネジ２７を用いて固定する。端子ホルダ２８は、可撓性基板４０の一端を押圧できるよう平板状に形成され、両端にねじ穴を開口している。また端子ホルダ２８を金属板などの導電性部材で構成する場合は、端子ホルダ２８と可撓性基板４０との間に、絶縁性のスペーサ材２９を介在させる。

【0035】

一方、可撓性基板４０の他端は、回路基板５０に接続されている。回路基板５０は、図１１、図１２等に示すように、可撓性基板４０の他端を挿入するための内部コネクタ５２を実装している。また、加工上、回路基板に実装された内部コネクタを用いて接合しているが、回路基板に直接半田付けにより可撓性基板を接合させても良い。

【0036】

この可撓性基板４０は、可撓性を有することから、折曲可能であるものの、折曲状態から元の状態に復元しようとする応力が働く。ここで、外部コネクタ２６と接続された可撓性基板４０は、復元力によって外部コネクタ２６を押し上げようとする。この結果、ケース蓋部２０のスリット２２を通じて収納ケース３０内部側から外部に表出された外部コネクタ２６の下端が、ケース蓋部２０を押し上げる格好となる。この状態では、ケース蓋部２０を収納ケース３０と溶着する際、ケース蓋部２０の位置決め阻害される。すなわち、ケース蓋部２０を収納ケース３０の開口面に載せた状態では、可撓性基板４０の反力によってケース蓋部２０が浮いた状態となってしまい、ケース蓋部２０と収納ケース３０との接合面が離れた状態となって、溶着ができなくなる。溶着に超音波溶着を用いる場合は、溶着時に接合面を重ね合わせた状態に維持する必要がある。また治具を用いて固定する方法もあるが、治具を別途用意したり、治具のセットなどの手間がかかる。
（仮止め機構）

【0037】

そこで本実施形態においては、ケース蓋部２０を電池集合体１０に接触させる姿勢に保持可能な仮止め機構を設けている。仮止め機構によって、電池集合体１０とケース蓋部２０の接合面を、電池集合体１０とケース蓋部２０の間に介在する可撓性基板４０による反力に抗して、接触させた姿勢に維持することが可能となる。一方で仮止め機構は、ケース蓋部２０と収納ケース３０との接合面が接合された状態では、仮止め状態を解除されるよう構成している。このようにすることで、ケース蓋部２０と収納ケース３０とを溶着する際には、ケース蓋部２０を仮止め機構で仮止めすることが可能となり、仮止めされた状態で溶着作業を行える一方で、溶着されると仮止め機構を解除することで、電池パック１００の使用時に仮止め機構に負荷が掛かって破損される等の事態を回避できる。

【0038】

このような仮止め機構の一例を、図５Ｂ、図１３～図１６に示す。これらの図において、図１３は電池ホルダ１２の要部拡大斜視図、図１４は図３の電池パック１００において、超音波溶着前の状態を示す断面図、図１５は図１４の電池パック１００の要部拡大断面図、図１６は図３の電池パック１００の要部拡大断面図を、それぞれ示している。これらの図に示す仮止め機構は、電池ホルダ１２の上面に形成された爪部１４と、ケース蓋部２０の内面に形成された段差部２４で構成される。爪部１４は、電池集合体１０とケース蓋部２０との間に介在する可撓性基板４０による反力の方向と交差する方向に係止面１５を有している。また段差部２４は、この爪部１４の係止面１５と係合される段差面２５を有している。
（段差部２４）

【0039】

段差部２４は、図５Ｂに示すように、蓋部の内面、具体的には蓋部の底面から延長された垂直壁の内面に、コ字状に開口されている。コ字状に開口された開口面の底面が、段差面２５となる。段差部２４は、少なくとも２つ以上設けられる。好ましくは、対向する２辺にそれぞれ設ける。これにより、電池ホルダ１２の両側でケース蓋部２０を仮止めできる。
（爪部１４）

【0040】

爪部１４は、図１３に示すように、電池ホルダ１２の上面において、周囲側に配置されて、上面側に突出するように設けられる。爪部１４は、好ましくは電池ホルダ１２と一体に形成される。例えば樹脂成形される爪部１４は弾性変形することで、段差部２４との係合や解除が可能となる。爪部１４も、電池ホルダ１２の上面で、段差部２４と対応する部位に設けられる。爪部１４も少なくとも２箇所に設けられ、好ましくは対向する２辺にそれぞれ設ける。この場合、爪部１４が設けられた対向する２辺の間に可撓性基板４０が配置される。すなわち、対向する２辺は、可撓性基板４０の反力の方向と交差するような位置となる構造である。このような構造とすることで、可撓性基板４０の反力によるケース蓋部２０の浮き上がりを効果的に防止することができる。また爪部１４は、裏面側に形成される係止面１５が水平方向に伸びるよう、電池ホルダ１２から上方に突出させた先端から、外側すなわち電池ホルダ１２の周囲方向に向かって斜めに傾斜させている。これにより、図１４に示すようにケース蓋部２０を収納ケース３０の上面から押し当てて、蓋部の内面、具体的には蓋部の底面から延長された垂直壁の内面に開口された段差部２４に、爪部１４の突起を係止させ易くできる。

【0041】

爪部１４と段差部２４の係合による仮止めは、図１５に示すように、ケース蓋部２０と収納ケース３０との溶着が行われる前の状態で可能となる。いいかえると、ケース蓋部２０と収納ケース３０との溶着が行われた後では、係合が解かれて仮止めが解除されるように予め設計される。このような仮止め機構の、溶着後の自動解除機能を実現するため、ケース蓋部２０と収納ケース３０との接合面が部分的に溶着されて、これらケース蓋部２０と収納ケース３０との間の隙間が狭くなると、係合状態が解除されるように構成している。すなわち、ケース蓋部２０と収納ケース３０との接合面に形成された凸条２１が凹条３１に挿入されて当接された状態で、爪部１４と段差部２４の係合が成立する。いいかえると、ケース蓋部２０と収納ケース３０との接合面における隙間Ｄ₁が確保されている状態で、係合が成立するように、爪部１４や段差部２４の大きさや形状が予め設計される。そして、超音波溶着により凸条２１が溶融されて徐々に隙間が小さくなると、これに連れて爪部１４と段差部２４とが徐々に離間される。図１６に示すように、ケース蓋部２０と収納ケース３０とが接合された状態での隙間Ｄ₂に至った状態では、爪部１４と段差部２４とが距離Ｄ₁－Ｄ₂だけ離間されて、仮止め状態が解除される。この結果、電池ケースが完成して使用される段階では、爪部１４と段差部２４が接触していないことから、この部分に負荷が掛からず、経年劣化や衝撃等でこれらが破損する事態が回避される。言い換えると、ケース蓋部２０と収納ケース３０の溶着時にのみ仮止めできる強度であれば足りるので、簡単な係合で仮止め機構を構成でき、電池パック１００が組み上がった後は仮止めを解除させることで、電池パックの信頼性には影響を与えないようにできる。

【0042】

図１５の例では、段差部２４の段差面２５と、凸条２１の突出方向とを略直交させている。これにより、凸条２１が溶着によって短くなるにつれて、段差面２５が凸条２１の突出方向に沿って移動するため、爪部１４との相対的な距離を効率良く変化させることができる。

【0043】

なお、以上の例では、爪部１４を電池ホルダ１２側に、段差部２４をケース蓋部２０側に、それぞれ形成して仮止め機構を構成しているが、本発明はこの構成に限らず、爪部をケース蓋部側に、段差部を電池ホルダ側に、それぞれ形成してもよい。同様にケース蓋部と収納ケースとの接合面についても、以上の例ではケース蓋部側に凸条２１を、収納ケース側に凹条３１を、それぞれ形成しているが、この構成に限らずケース蓋部側に凹条を、収納ケース側に凸条を、それぞれ形成してもよい。
（電池パック１００の製造方法）

【0044】

以上の電池パック１００の製造方法を説明する。まず、一以上の角型の二次電池セル１を有する電池集合体１０を準備する。次に電池集合体１０を、一端を開口端とする収納ケース３０に収納した状態で、収納ケース３０の開口端を閉塞するケース蓋部２０の裏面側と、電池集合体１０とを可撓性基板４０で接続する。さらに、電池集合体１０とケース蓋部２０との間に介在する可撓性基板４０による反力に抗して、ケース蓋部２０を電池集合体１０に接触させる姿勢に、仮止め機構で保持する。収納ケース３０とケース蓋部２０とが仮止め機構で仮止めされた状態では、非溶着状態にある該収納ケース３０とケース蓋部２０との間に隙間が形成される。

【0045】

そして、ケース蓋部２０と収納ケース３０との接合面を接合すると共に、仮止め機構の仮止め状態を解除する。ここでは、ケース蓋部２０と収納ケース３０との接合面には、凸条２１と凹条３１とが設けられている。仮止め機構で仮止めされた収納ケース３０とケース蓋部２０とを、凸条２１と凹条３１とを超音波溶着により溶着する。このように、収納ケース３０とケース蓋部２０とが溶着された状態では、該収納ケース３０とケース蓋部２０との間が、隙間よりも幅狭にされると共に、仮止め機構は非係合状態とされる。これにより、ケース蓋部２０と収納ケース３０とを溶着する際、仮止め機構で仮止めが可能となり、仮止めされた状態で溶着作業を行えると共に、溶着されると仮止め機構を解除することで、仮止め機構に負荷が掛かって破損される等の事態を回避できる。

【0046】

以上のように仮止め機構を設けたことで、ケース蓋部２０と収納ケース３０とを溶着する際には、仮止め機構でこれらの仮止めが可能となる。特にケース蓋部側が電池集合体と可撓性基板で接続されている場合は、可撓性基板が復元しようとする反力によってケース蓋部の位置決めが阻害され、ケース蓋部と収納ケースとの溶着に際して支障となる問題があった。これに対して、仮止め機構でケース蓋部を仮止め可能としたことで、溶着をスムーズに行え、作業性が向上する利点が得られる。また、仮止めされた状態で溶着作業を行いつつ、溶着されると仮止め機構を解除するようにしたことで、電池パック１００の使用時に仮止め機構に負荷が掛かって破損される等の事態を回避できる。
（実施形態２）

【0047】

以上の例では、電池集合体として６枚の角型の二次電池セルを積層した構成について説明したが、本発明は二次電池セルの数をこれに限定せず、７枚以上、あるいは５枚以下としてもよい。例えば図１７の断面図に示す実施形態２に係る電池パック２００のように、二次電池セル１を１枚とすることもできる。この図において、上述した実施形態１と同様の部材については同じ符号を付して、詳細説明を省略する。このように、二次電池セルの数に応じて、電池ホルダや外装ケースなどの大きさや形状を変更することで、異なる容量の電池パックを構成できる。

【産業上の利用可能性】

【0048】

本発明に係る電池パック及びその製造方法は、アシスト自転車や電動バイク、電動カート等の動力用、あるいは携帯型の電子機器、例えばスマートフォンやタブレット、音楽プレーヤやカメラ等の電源として好適に利用できる。

【符号の説明】

【0049】

１００、２００…電池パック
１…二次電池セル
２…スペーサ
３…リード板
４…保護素子
１０…電池集合体
１２…電池ホルダ
１４…爪部
１５…係止面
２０…ケース蓋部
２１…凸条
２２…スリット
２４…段差部
２５…段差面
２６…外部コネクタ
２７…ネジ
２８…端子ホルダ
２９…スペーサ材
３０…収納ケース
３１…凹条
３２…リブ
４０…可撓性基板
５０…回路基板
５２…内部コネクタ

【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】