JP2000251945A - 電池の保護素子と保護素子を備えるパック電池 - Google Patents
電池の保護素子と保護素子を備えるパック電池Info
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Abstract
池の表面に接近させて、保護素子が電池の電極体に無理
な圧力を作用させるのを少なくする。 【解決手段】 保護素子は、電池の表面に接触されるケ
ース3と、このケース3に内蔵されて電池温度で電池に
流れる電流を制御し、あるいは電池に流れる電流を制御
する信号を出力する感熱部7とを備える。保護素子1の
ケース3は、電池の長手方向に沿って延長されてなる細
長い形状に形成されると共に、電池の表面に接触する接
触面に縦溝6を設けている。この縦溝6に電池の表面を
入れて、ケース3を電池の表面に接触するようにしてい
る。
Description
になるのを防止する保護素子と、この保護素子を内蔵し
ているパック電池に関する。
いは、過充電される等の異常な状態で使用されるとき、
高温になることがある。電池が異常な高温になるのを防
止するために、パック電池には保護素子を内蔵させてい
る。保護素子は、電池に密着して内蔵される。保護素子
は、バイメタル、PTC、温度ヒューズ、サーミスタ等
を内蔵している。バイメタル、PTC、温度ヒューズを
内蔵する保護素子は、電池温度が設定温度よりも高くな
ると、バイメタルやPTCやヒューズが電池に加熱され
る。加熱されたバイメタルは、接点を離して電流を遮断
する。PTCは、急激に抵抗が大きくなって、電流をほ
とんど流れなくする。温度ヒューズは、溶断して電流を
遮断する。サーミスタは、電池温度が高くなったことを
検出して、この信号を出力する。サーミスタの信号は、
電流を遮断するトランジスタやFETを制御して電流を
遮断する。
1に示す。この図のパック電池は、円筒電池11の境界
にできる谷間に保護素子1を配設している。保護素子1
の斜視図を図2に示してる。この図の保護素子1は、円
筒電池11の表面に密着する山形の凸条12をケース3
に設けている。ケース3の凸条12は、円筒電池11の
表面に、広い面積で接触できるように、円筒電池11の
表面に近似する曲率半径で湾曲させている。
図3の断面図に示すように、保護素子1を内蔵するため
に外装ケース4を厚くする必要がある。電池の表面より
も高く突出している保護素子1を内蔵させるために、外
装ケース4を厚くするからである。この欠点は、保護素
子1を電池の表面から突出しない大きさとして解消でき
る。しかしながら、保護素子1を電池の谷間に収納し
て、表面から突出しない大きさとすることは実際には難
しい。このため、保護素子1がパック電池全体を厚くす
る欠点がある。
できるかぎり薄いパック電池が要求される用途に極めて
大きな障害となる。全体を薄くするパック電池は、図4
の断面図に示すように、両面を平面状とする角形電池1
3を内蔵する。電池を薄い形状にするほど、電池の間に
できる谷間も狭くなる。このため、ここに保護素子1を
配設すると、外装ケース4が厚くなって、薄い角形電池
13を使用するにもかかわらず、パック電池を薄くでき
なくなる。
て、外装ケースをできる限り薄くしようとすると、外装
ケースを介して保護素子が電池に強く押圧される。保護
素子を電池に強く押圧するパック電池は、金属外装缶に
内蔵される電池のように、十分な強度のある電池を内蔵
する場合には、大きな弊害とならない。しかしながら、
非常に薄くて軽量化できるポリマー電池のように、金属
外装缶を備えない電池においては、保護素子が電池の表
面を局部的に強く押圧することは、決して好ましい状態
ではない。それは、保護素子の押圧力が、電池に内蔵さ
れる電極体の局部に無理な圧力をかけて、内部ショート
等の弊害の原因となるからである。
ような欠点を解決することを目的に開発されたもので、
本発明の重要な目的は、パック電池を薄くできると共
に、保護素子を電池の表面に接近して、しかも保護素子
が電池の電極体に無理な圧力を作用させるのを少なくで
きる電池の保護素子とこの保護素子を備えるパック電池
とを提供することにある。
素子は、電池の表面に接触されるケース3と、このケー
ス3に内蔵されて電池温度で電池に流れる電流を制御
し、あるいは電池に流れる電流を制御する信号を出力す
る感熱部7とを備える。保護素子1のケース3は、電池
の長手方向に沿って延長されてなる細長い形状に形成さ
れると共に、電池の表面に接触する接触面に縦溝6を設
けている。この縦溝6に電池の表面を入れて、ケース3
を電池の表面に接触するようにしている。
が、電池温度が設定温度になると電流を遮断するバイメ
タル10、PTCまたは温度ヒューズ8を備えている。
さらに、本発明の請求項3の保護素子1の感熱部7は、
電池温度で抵抗が変化する温度センサーである。
2の表面に、電池が異常な高温で使用されるのを防止す
る保護素子1を側部に配設している。素電池2は、両側
面を湾曲面とする角型電池である。保護素子1は、素電
池2の湾曲している側面に接触されるケース3と、ケー
ス3に内蔵されて、電池温度で電池に流れる電流を制御
し、あるいは電池に流れる電流を制御する信号を出力す
る感熱部7とを備える。さらに、保護素子1のケース3
は、角型電池の側面に沿って長手方向に延長されてなる
細長い形状に形成されると共に、電池の側面に接触する
接触面に、湾曲している側面を嵌入できる縦溝6を設け
ている。保護素子1は、ケース3の縦溝6に素電池2の
側面を入れて、保護素子1のケース3を素電池2の側面
に接触させるようにしている。
子1のケース3の縦溝6を、素電池2の側面に沿うU溝
とし、あるいは素電池2の側面を挿入できるV溝、ある
いは底面に平面部のあるV溝のいずれかの形状としてい
る。
2としてポリマー二次電池を内蔵している。
子1の感熱部7を、電池温度が設定温度になると電流を
遮断するバイメタル10、PTCまたは温度ヒューズ8
とし、請求項8のパック電池は、保護素子1の感熱部7
を、電池温度で抵抗が変化する温度センサーとしてい
る。
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の保護素子と保護素
子を備えるパック電池を例示するものであって、本発明
は保護素子とパック電池を以下のものに特定しない。
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、「特許請求の範囲の欄」、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。
2の側面に密着するように保護素子1を固定している。
保護素子1は、テープを介して素電池2に固定され、あ
るいは、接着して素電池2の側面に接触して固定され
る。素電池2と保護素子1は、図の鎖線で示すように、
外装ケース4に入れられ、あるいは、熱収縮チューブで
被覆される。
て、両側面を湾曲面とする角型電池である。素電池2
は、正極板と負極板とをセパレータを介して積層してい
る電極体の表面を、プラスチックフィルムからなる外装
フィルムで気密に密閉している。外装フィルムは、素電
池2の平面部でラップされてラップ部を気密に密着して
筒状としている。筒状の外装フィルムは、両端部分を電
極体から突出させて突出部分を気密に溶着して、一方の
溶着部分には、電極体に接続しているリード板5を気密
に吸着している。
を図5に示すように湾曲面とするリチウムイオン二次電
池も使用できる。リチウムイオン二次電池は、アルミニ
ウム、アルミニウム合金、表面をメッキした鉄製の外装
缶に、電極体を入れて封口板で気密に密閉したものであ
る。
2を内蔵している。パック電池は、複数の素電池2を内
蔵することもできる。複数の素電池2を内蔵するパック
電池は、図6に示すように、複数の素電池2を同一平面
上に並べて横に平行に配列して、保護素子1をパック電
池の側部に配設する。
ている。ケース3はプラスチックで成形している。た
だ、ケースは金属板をプレス成形して製作することもで
きる。ケース3は、図7の平面図に示すように、素電池
2の長手方向に沿って延長されてなる細長い形状で、図
8に示すように、素電池2の側面に接触する接触面に縦
溝6を設けている。ケース3は、図5の断面図に示すよ
うに、縦溝6に素電池2の側部を入れて素電池2に接触
させる。図5と図8に示す保護素子1は、ケース3の縦
溝6の形状を、素電池2の側面に沿う湾曲面、いいかえ
ると、素電池2の側面の湾曲面にほぼ等しい曲率半径で
湾曲させている。この構造の保護素子1は、接触面をよ
り広い面積で素電池2の側面に接触できる。広い面積で
素電池2に接触する保護素子1は、電池の熱を効率よく
伝導して、高感度に電池の温度を検出できる。
に示すように、素電池2の側部を挿入できるV溝、また
は底面に平面部のあるV溝とすることもできる。図9に
示す保護素子1は、図11の断面図に示すように、素電
池2の側面に2列で接触して接近する。さらに、V溝の
底面を平面とする保護素子1は、図12に示すように、
素電池2の側面に3列で接触して接近する。
部は、ケース3を介して電池に加熱される。感熱部は、
電池の温度を検出して、電池に流れる電流を制御する。
図13に示す保護素子1は、感熱部7として温度ヒュー
ズ8を内蔵している。温度ヒューズ8は、保護素子1の
ケース3に互いに絶縁状態で固定されるリード板9に、
スポット溶接して固定される。温度ヒューズ8は、電池
に加熱されて溶断される。温度ヒューズ8は、電池温度
が設定温度まで上昇すると溶断して、電池に流れる電流
を遮断する。
部7としてバイメタル10を内蔵している。バイメタル
10はケース3を介して電池に加熱されて変形する。バ
イメタル10は、電池の温度が設定温度まで上昇する
と、熱で変形されて接点をオフに切り換えて、電池に流
れる電流を遮断する。図示しないが、保護素子は、温度
ヒューズやバイメタルに代わって、感熱部としてPTC
を使用することもできる。PTCは、電池に加熱され
て、電池温度が設定温度になると電気抵抗が急激に大き
くなって電池にほとんど電流が流れないように制御す
る。
熱部は、電池と直列に制御されて、電池に流れる電流を
制御する。感熱部には、サーミスタも使用できる。サー
ミスタは、電池の温度で抵抗が変化する。ただ、サーミ
スタは直接に電池の電流を制御しない。サーミスタは電
池の温度を検出する信号を出力し、この信号で電池と直
列に接続しているトランジスタやFETを制御して、電
池に流れる電流を制御する。
えるパック電池は、パック電池を薄くできると共に、保
護素子を電池の表面に接近させて配設できる特長があ
る。それは、本発明の保護素子とこの保護素子を備える
パック電池が、保護素子のケースを、電池の長手方向に
沿って延長して細長い形状に形成すると共に、電池と接
触する接触面に縦溝を設けており、この縦溝に電池の表
面を入れてケースを電池の表面に接触させているからで
ある。この構造の保護素子は、ケースに設けられた縦溝
に電池の表面を入れる状態で配設できるので、電池の表
面に接近して配設できると共に、広い表面積で電池に接
触できる特長がある。したがって、本発明の保護素子と
保護素子を備えるパック電池は、保護素子を電池の表面
に接近して配設してパック電池を薄くできると共に、広
い接触面積で電池に接触する保護素子の感熱部で電池温
度を正確に検出できる特長がある。
電池は、パック電池を薄くできることに加えて、保護素
子が電池の電極体に無理な圧力を作用させるのを極減で
きる特長がある。それは、本発明の保護素子を備えるパ
ック電池が、内蔵する素電池を、両側面を湾曲面とする
角型電池としており、この角型電池の湾曲する側面を保
護素子のケースの縦溝に嵌入して、ケースを素電池の側
面に接触させているからである。側面に配設される保護
素子は、従来のようにパック電池を厚くすることなく、
薄い角型電池を理想の状態で内蔵してパック電池を薄く
できる。さらに、角型電池は、平面状の両面に比べて、
湾曲する両側面の方が押圧力に対して強い性質があるの
で、この部分に保護素子を配設することによって、電池
の電極体に無理な圧力を作用させるのを極減できる特長
が実現できる。
示す平面図
斜視図
例を示す断面図
の断面図
電池の断面斜視図
斜視図
断面図
の断面図
を示す平面図
示す断面図
Claims (8)
- 【請求項1】 電池の表面に接触されるケース(3)と、
このケース(3)に内蔵されて電池温度で電池に流れる電
流を制御し、あるいは電池に流れる電流を制御する信号
を出力する感熱部(7)とを備える保護素子において、 ケース(3)が、電池の長手方向に沿って延長されてなる
細長い形状に形成されると共に、電池の表面に接触する
接触面に縦溝(6)を設けており、この縦溝(6)に電池の表
面を入れてケース(3)を電池の表面に接触するように構
成してなることを特徴とする電池の保護素子。 - 【請求項2】 感熱部(7)が、電池温度が設定温度にな
ると電流を遮断するバイメタル(10)、PTCまたは温度
ヒューズ(8)を備える請求項1に記載される電池の保護
素子。 - 【請求項3】 感熱部(7)が、電池温度で抵抗が変化す
る温度センサーである請求項1に記載される電池の保護
素子。 - 【請求項4】 素電池(2)の表面に、電池が異常な高温
で使用されるのを防止する保護素子(1)を側部に配設し
ているパック電池であって、 素電池(2)は、両側面を湾曲面とする角型電池で、 保護素子(1)は、素電池(2)の湾曲している側面に接触さ
れるケース(3)と、ケース(3)に内蔵されて、電池温度で
電池に流れる電流を制御し、あるいは電池に流れる電流
を制御する信号を出力する感熱部(7)とを備え、 保護素子(1)のケース(3)は、角型電池の側面に沿って長
手方向に延長されてなる細長い形状に形成されると共
に、電池の側面に接触する接触面に、湾曲している側面
を嵌入できる縦溝(6)を設けており、縦溝(6)に素電池
(2)の側面を入れて、保護素子(1)のケース(3)を素電池
(2)の側面に接触させるように構成してなることを特徴
とする保護素子を備えるパック電池。 - 【請求項5】 縦溝(6)が素電池(2)の側面に沿うU溝、
あるいは素電池(2)の側面を挿入できるV溝または底面
に平面部のあるV溝のいずれかである請求項4に記載さ
れる保護素子を備えるパック電池。 - 【請求項6】 素電池(2)がポリマー二次電池である請
求項4に記載される保護素子を備えるパック電池。 - 【請求項7】 感熱部(7)が、電池温度が設定温度にな
ると電流を遮断するバイメタル(10)、PTCまたは温度
ヒューズ(8)を備える請求項4に記載される保護素子を
備えるパック電池。 - 【請求項8】 感熱部(7)が、電池温度で抵抗が変化す
る温度センサーである請求項4に記載される保護素子を
備えるパック電池。
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1999
- 1999-02-25 JP JP04772199A patent/JP3634657B2/ja not_active Expired - Fee Related
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