【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート状の筐体内に電池を収納した小型、軽量な電池パックおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年の電子機器の携帯機器化に伴い、電源としての電池パックに対して強い小型・軽量化の要請がある。そのため、電池パックに使用される二次電池は、従来の鉛蓄電池、ニッケル−カドミウム電池およびニッケル／水素電池に置き換わり、最近では、エネルギー密度の高いいわゆるリチウムイオン電池などの非水電解質二次電池の比率が高まっている。このような状況の中で、さらに小型化、軽量化に適し、しかも低コストな電池パックが求められている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池を用いた従来の電池パックは、超音波接合方式や低温成形方式で製造される。
【０００４】
図２および図３は、製造方法として最も一般的な超音波接合方式を示したものであり、図２は超音波接合による電池パックの組立方法を示す模式図であり、図３は超音波接合による電池パックの断面図である。
【０００５】
図２および図３において、１は電池パック、２はリチウムイオン電池、３は保護回路、４は絶縁材、５ａおよび５ｂはリチウムイオン電池２と保護回路３とを電気的に接続するための配線材、６はＰＴＣ素子（正温度特性抵抗素子）やバイメタル式のサーマルプロテクターなどの保護素子、７ａはリチウムイオン電池２の負極端子（図２（ａ）では図示せず）、７ｂはリチウムイオン電池２の正極端子、８は単電池を下ケースに固定するための両面粘着テープ、９は上ケース、１０は下ケース、１１はコアパックである。
【０００６】
なお、ここで、リチウムイオン電池２、保護回路３、絶縁材４および保護素子６を金属製の配線材５ａ、５ｂで接合したもの、即ち、蓄電要素を「コアパック」とし、１１で示した。また、保護回路３は、基板にＩＣ、ＦＥＴ、サーミスター、抵抗およびコンデンサーなどを実装したものであって、リチウムイオン電池の充放電の状態を監視し、異常が生じた場合には通電を停止する機能を有する電気回路のことである。
【０００７】
保護回路３は、リチウムイオン電池パックでは一般的に用いられており、本体機器との入出力端子も備えている場合が多い。入出力端子は、保護回路３の基板の表面に金メッキ端子として形成する方式や＜保護回路からリード線を引き出して、リード線の先端にコネクターを形成する方式などがある。
【０００８】
図２に示した超音波接合による電池パックの製造工程は以下のとおりである。まず、図２（ａ）に示すように、リチウムイオン電池２の側面に絶縁材４を貼り付け、保護回路３と電池の正極端子７ｂとを、金属製リードからなる配線材５ｂで接続し、電池の負極端子７ａ（図２（ａ）では図示せず）と回路基板３とを、ＰＴＣ素子などの保護素子６と金属製リードからなる配線材５ａで接続して、コアパック１１とする。
【０００９】
そして、図２（ｂ）に示したように、上ケース９とコアパック１１と下ケース１０とを配置し、下ケース１０とコアパック１１とを両面接着テープ８にて固定し、図３（ａ）に示したように、上ケース９と下ケース１０とを超音波接合して筐体とする。得られた電池パック１の外観は図２（ｃ）に、また、電池パックの断面を図３（ｂ）に示した。筐体となる上ケース９および下ケース１０としては、機械的強度が高いポリカーボネート製の樹脂成形品が一般的に用いられている。
【００１０】
なお、電池パック内には、通常、図２に示したように、リチウムイオン電池が１個収納されているが、電池パック内の電池の個数は１個に限らず、２個以上の複数であってもよい。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
超音波接合方式は、樹脂成形品同士の溶着が数秒という短時間で行うことができ、生産性が高いという利点を有しているが、反面、超音波によってコアパック部品に損傷をおよぼすことがある。この不具合を防ぐ対策として、筐体とコアパックの間に隙間を設けることが必要であり、このことが小型化の妨げになっていた。また、樹脂成形品自体の薄肉化が限界に来ており、筐体の厚みとしては少なくとも０．３ｍｍ以上が必要であった。
【００１２】
さらに超音波接合方式は、製造条件が安定した状態では生産性が高いという利点を有するが、最近多用される上記のような薄肉成形品を用いた場合には、始業時のホーンやアンビル受け治具の位置・高さ調整や、超音波の発振条件などに関わる超音波工程の条件出しに時間を要するため、トータルとして見ると生産性がそれほど高くないという問題がある。
【００１３】
このような従来の超音波接合方式の問題点を改善するものとして、本願出願人は特願２００２−１８５３６３号において、筐体として紫外線硬化樹脂シートを用いる方法を提案している。紫外線硬化樹脂シートは基材層／紫外線硬化樹脂層からなるシートであって、電池パック組立時は未硬化状態で柔軟性と粘着性を有することによってコアパックへの貼り付けが容易であり、しかも、組立後に紫外線を照射することで紫外線硬化樹脂が短時間の間に硬化して、筐体としての剛性が発現するものである。
【００１４】
この方式による電池パックの構造を図１に示す。図１において、１は電池パック、１１はコアパック、１２は筐体用のシート材であり、この場合は紫外線硬化樹脂シートである。コアパック１１は、図２および図３におけるものと同じであり、これを紫外線硬化樹脂からなる筐体用のシート材１２で被覆したものである。
【００１５】
この方式による電池パックは、小型、軽量で生産性が高いという利点を有しているが、従来の樹脂成形品の筐体を用いたものに比較して下記の点で劣るという問題があり、これらの現象は、電池パックの外観不具合や寸法不良の原因となる。
１）筐体用シートの基材層の材質が柔軟であるほど、コアパックへの貼り付け作業が容易である一方で、外観面に傷が付きやすい問題がある。
２）筐体用シートが折り曲げられる部分、即ち、電池パックのコーナー部では筐体用シートがコアパックから若干浮く現象があり、電池パックの外観寸法がばらつく問題がある。
３）製造工程の順序として、紫外線硬化樹脂層を保護している保護層を剥離した後にＵＶ照射すると、ＵＶ照射されるまでの未硬化の紫外線硬化樹脂層が粘着性を有しているために異物が付着しやすい問題がある。
４）保護層の材質が一般に用いられるポリエチレンテレフタレート樹脂（以後、ＰＥＴ樹脂と呼ぶ）の場合、筐体用シートが折り曲げられる部分で皺が寄りやすいという問題がある。
【００１６】
そこで本発明は、電池と筐体とを備えた電池パックおよびその製造方法に関し、紫外線硬化樹脂層を備えたシート材を筐体として用い、表面保護、異物付着の防止、皺の防止など、電池パックの外観品質の向上と外形寸法の安定化について改善策を提供することにより、電池パックの外観不具合や寸法不良を防止することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、電池と筐体とを備えた電池パックにおいて、前記筐体の少なくとも一部が、最外層が紫外線硬化樹脂層である粘着層／基材層／紫外線硬化樹脂層の３層シート材からなることを特徴とする。
【００１８】
請求項１の発明によれば、電池パックの筐体の表面硬度が高く、また、優れた耐摩耗性を有するものとなり、電池パック外面の傷付きを防止することができる。
【００１９】
請求項２の発明は、紫外線硬化樹脂層を備えたシート材を用いた電池パックの製造方法に関するものであり、粘着層／基材層／紫外線硬化樹脂層／保護層の４層からなり、前記紫外線硬化樹脂層が未硬化で、かつ、前記保護層が紫外線透過性である筐体用シートを、保護層が最外層になるようにコアパックに貼り付ける工程と、前記筐体用シートに紫外線を照射する工程と、紫外線照射後に保護層を取り除く工程とを有することを特徴とする。
【００２０】
請求項２の発明によれば、製造工程の大部分において、硬化後も含めてＵＶ樹脂層の表面を保護層で保護できるため、製造工程中の傷付きを防止することができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
本発明は、電池と筐体とを備えた電池パックの筐体に関するものであり、筐体の少なくとも一部が、最外層が紫外線硬化樹脂層である粘着層／基材層／紫外線硬化樹脂層の３層シート材からなることを特徴とするものである。
【００２２】
ここで、最外層の紫外線硬化樹脂層は、未硬化の紫外線硬化樹脂層に紫外線を照射して、硬化させて、硬度を高くしたものである。
【００２３】
筐体の少なくとも一部をこのような３層シート材とすることにより、シートの基材層の材質に関係なく、電池パック筐体の一部の最外層を紫外線硬化樹脂層とすることによって、筐体は表面硬度が高く、また、優れた耐摩耗性を有するものとなり、電池パック外面の傷付きを防止することができる。
【００２４】
なお、本発明の電池パックにおいては、筐体の一部に上記３層シート材を使用しない部分があってもよいが、電池パック筐体の最外層の全てを紫外線硬化樹脂層とすれば、電池パック外面の傷付きを、ほぼ完全に防止することができる。
【００２５】
本発明の電池パックは、電池と筐体とを備えたものであるが、電池の代わりに、電池にＰＴＣ素子などの保護回路を備えた「コアパック」を用いてもよい。
【００２６】
さらに、本発明では、電池または保護回路を含む電池に、直接上記３層シート材をはりつけ、筐体が上記３層シート材のみからなるものであってもよい。
【００２７】
なお、電池やコアパックと３層シート材との間に隙間があると、落下などの衝撃によってシート状筐体が破損することがある。そのため、コアパックとシート状筐体とを固着するために、３層シート材の基材層と電池やコアパックとの間にはおよそ全面を覆う粘着層を有することが望ましい。
【００２８】
３層シート材において、基材層の材質はＰＥＴ樹脂とポリオレフィン系樹脂の少なくとも一方を含むことが好ましい。基材層の材質は、ＰＥＴ樹脂とポリオレフィン系樹脂との両者を含む層でもよいし、ＰＥＴ樹脂層とポリオレフィン系樹脂層を積層したものでもよいし、さらに、ＰＥＴ樹脂層単独またはポリオレフィン系樹脂層単独でもよい。
【００２９】
なお、３層シート材において、基材層の厚みが上記の値を超えるほど、折り曲げ部で基材層が平面状態に戻ろうとする力が作用することによって、３層シート材がコアパックから浮き上がる現象が大きくなり、寸法ばらつきが大きくなる。そのため、基材層がＰＥＴ樹脂単独層の場合には、厚みは５０μｍ以下が好ましく、また、ポリオレフィン系樹脂単独層の場合には、厚みは１００μｍ以下が好ましい。
【００３０】
このように、基材層の材質や厚みの上限を規定することによって、３層シート材が電池やコアパックの外形から浮くことなく、電池やコアパックの形状に沿って貼り付けることができ、その結果、電池パックの外形寸法のばらつきが抑えられ安定したものとなる。
【００３１】
本発明によれば、シート状筐体は大量に生産できるため量産効果でコストを低く抑えることができることによってライン内での量産性を高めることができる。
【００３２】
さらに本発明は、紫外線硬化樹脂シートを用いた電池パックの製造方法に関するものであり、粘着層／基材層／紫外線硬化樹脂層／保護層の４層からなり、紫外線硬化樹脂層が未硬化で、保護層が紫外線透過性である筐体用シートを、保護層が最外層になるようにコアパックに貼り付ける工程と、前記筐体用シートに紫外線を照射する工程と、紫外線照射後に保護層を取り除く工程とを有することを特徴とするものである。
【００３３】
なお、保護層は、未硬化の段階で強い粘着性を有する紫外線硬化樹脂層に異物が付着しないように、紫外線硬化樹脂層を被覆し、保護するためのものであり、完成品の電池パックには残留しないものである。
【００３４】
本発明の電池パックの製造方法によれば、保護層を取り外す工程を製造工程の最終段階に近づけておくことによって、製造工程の大部分において、硬化後も含めて紫外線硬化樹脂層の表面を保護層で保護できるため、製造工程中の傷付きをさらに防止することができる。紫外線硬化硬化樹脂は、紫外線照射によって硬化するが、紫外線硬化照射時に硬化反応が完了するわけではなく、その後も暫くの間反応が進行して塗膜硬度が向上する特性を持っている。したがって、保護層を取り除く工程は、少なくとも紫外線照射工程よりも後に設定するとともに、可能な範囲で最終段階に近づけておくことが、傷付き防止の効果をより高めることができる。
【００３５】
なお、本発明の効果を得るためには、保護層が紫外線を透過することが必要である。紫外線を透過しない保護層を用いると、紫外線硬化樹脂層の硬化反応が不十分になることによって、十分な表面硬度が得られず、傷付きが生じやすい問題や、著しい場合には粘着性が残留して異物を吸着しやすいという問題を生じる。
【００３６】
紫外線硬化樹脂シートの一般的な用途である半導体工程では、紫外線を基材層側から照射するために、基材層の紫外線透過率については配慮されているが、保護層は紫外線を照射する前段階で取り外されるため、従来、保護層に対する紫外線透過率は配慮されていなかった。本発明の効果を効率的に得るためには、保護層の紫外線透過率は７０％以上であることが望ましい。
【００３７】
本来、紫外線硬化樹脂への紫外線の到達率を最大限に高めるには、保護層を取り除いた後に紫外線を照射することが望ましいが、この場合には、上記で述べたように、未硬化の状態の紫外線硬化樹脂層が強い粘着性を有しているために異物付着の問題が生じる。
【００３８】
本発明によれば、紫外線硬化樹脂への異物付着を防止しながら、効率的に紫外線を硬化することができる。
【００３９】
さらに、保護層の材質は、延伸性を有する樹脂であることが好ましい。保護層は、上記で述べたように、製造の最終工程付近で電池パックから取り外され、完成品の電池パックには残らないものであるが、保護層の材質がコアパックへの筐体用シートの貼り付け性に大きく影響することがわかった。
【００４０】
すなわち、従来から、半導体関連で用いられてきた紫外線硬化樹脂シートの保護層は、延伸性の無いＰＥＴ樹脂である。しかし、電池パックの筐体用途では、コアパックへの貼り付けで立体的に折り曲げられるために、保護層の材質としては延伸性を有する樹脂が適していることがわかった。
【００４１】
これは、本発明の要旨として、保護層を装着したままの状態で筐体用シートを電池やコアパックに貼り付けるためである。保護層の材質が延伸性の無いＰＥＴ樹脂である場合には、面と面との継ぎ目である電池パックのコーナー部分で、保護層よりも内側に位置する紫外線硬化樹脂層に対して収縮させる力が作用して皺が寄る不具合が生じる。このような皺が著しい場合には電池パックの外観が損なわれ不良品となる。
【００４２】
これに対して、延伸性の特性を持つ保護層を用いた場合には、コアパックへの貼り付け時に保護層が伸びることによって、紫外線硬化樹脂層での皺の発生を防止することができる。延伸性を有する保護層の材質としては、ポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂などのポリオレフィン樹脂が適している。
【００４３】
本発明による電池パックの構造は図１に示したものと同じである。すなわち、コアパック１１を、粘着層／基材層／紫外線硬化樹脂層／保護層の４層からなる筐体用のシート材１２で被覆した後、保護層を取り除くことにより、電池パック１を得るものである。
【００４４】
また、図４は、本発明の電池パックの、コーナー部分のシート材の断面構造を示す。図４（ａ）は電池パック１の外観を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示した電池パック１の、矢印で示したコーナー部分の断面構造を示し、図４（ｃ）は、紫外線を照射した後に保護層を取り除いた状態、即ち、完成品の断面構造を示すものである。図４において、１３は粘着層、１４は基材層、１５は紫外線硬化樹脂層、１６は保護層である。
【００４５】
図４（ｂ）においては、粘着層／基材層／紫外線硬化樹脂層／保護層の４層からなるシート材をコアパックに貼り付けたものであり、紫外線を照射後、図４（ｃ）のように、保護層を取り除いて、電池パックとするものである。
【００４６】
このように、本発明の電池パックでは、最外層が紫外線硬化樹脂層であるため、電池パックの筐体の表面硬度が高く、また、優れた耐摩耗性を有するものとなり、電池パック外面の傷付きを防止することができる。
【００４７】
なお、本発明の電池パックに用いる電池の種類としては、リチウムイオン電池をはじめとする非水電解質二次電池が適しているが、それ以外でも、ニッケルカドミウム電池やニッケル水素電池をはじめとする水溶液系二次電池も使用可能である。
【００４８】
【実施例】
以下で、リチウムイオン二次電池を用いた本発明の実施例について詳細に説明するが、本発明は下記実施例に限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲で適宜変更して実施することが可能である。
【００４９】
実施例および比較例においては、つぎに示すコアパックを使用した。まず、リチウムイオン二次電池は以下の方法で製作した。
【００５０】
正極活物質にはリチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ２）を用いた。正極合剤は、活物質であるＬｉＣｏＯ２（９１ｗｔ％）と、導電材のアセチレンブラック（３ｗｔ％）と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン（６ｗｔ％）とを混合したものに、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（以下「ＮＭＰ」と略す）を加えて分散させ、ペースト状に調製し、このペーストを厚さ２０μｍのアルミニウム集電体の両面にドクターブレードで均一に塗布し、乾燥させた後、ロールプレスで圧縮成型して、正極板を作製した。正極リードの寸法は幅３ｍｍ、厚さ１００μｍ、電池ケースの外部に出ている部分の長さを１０ｍｍとした。正極板の寸法は厚さ１８０μｍ、幅４９ｍｍ、長さ２００ｍｍとした。
【００５１】
負極活物質にはホスト物質としてのグラファイトを用いた。負極合剤は、活物質であるグラファイト（９２ｗｔ％）と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン（８ｗｔ％）とを混合したものに、ＮＭＰを加えて分散させ、ペースト状に調製し、このペーストを厚さ１４μｍの銅集電体の両面にドクターブレードで均一に塗布し、乾燥させた後、ロールプレスで圧縮成型して、負極板を作製した。負極リードの寸法は幅３ｍｍ、厚さ１００μｍ、電池ケースの外部に出ている部分の長さを１０ｍｍとした。負極板の寸法は厚さ１７０μｍ、幅５１ｍｍ、長さ２５０ｍｍとした。
【００５２】
セパレーターには、厚み２５μｍの微多孔性ポリエチレンフィルムを用いた。非水電解液には、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）の容積比５０：５０の混合液にＬｉＰＦ６を１モル／リットル溶解したものを用いた。
【００５３】
正極板と負極板とをセパレーターを介して重ね合わせて、ポリエチレン製の巻芯を中心にして、その周囲に長円渦巻状に巻いて、巻回型極板群とし、この巻回型極板群をアルミ製の電池ケースに収納した。このリチウム２次電池の外形寸法は幅３０ｍｍ×長さ４７ｍｍ×厚さ５．１ｍｍであった。
【００５４】
次に、このようにして製作した単電池と保護回路、ＰＴＣ、絶縁材および配線材とを電気抵抗溶接にて接合してコアパックを製作した。コアパックの外形寸法は、幅３０．３×長さ５２．５×厚み５．１ｍｍである。
【００５５】
［実施例１］
実施例１の電池パックの外観は図１（ｂ）に示したのと同様であり、図４（ｂ）にコーナー部分のシート材の断面構造示したように、粘着層１３／基材層１４／紫外線硬化樹脂層１５／保護層１６からなるシート材を、保護層１６が最外面になるようにコアパック１に貼り付け、次いで紫外線を照射して紫外線硬化樹脂層１５を硬化させた後、保護層１６を取り除くことで製作した。得られた電池パックの、コーナー部分のシート材の断面構造を図４（ｃ）に示した。ここで用いたシート材は、厚み５μｍの粘着層／厚み５０μｍのＰＥＴ樹脂基材層／厚み３０μｍの紫外線硬化樹脂層／厚み４０μｍの保護層からなる４層シート材である。これを電池パックＡとした。なお、保護層１６は、延伸性のあるポリプロピレン樹脂製フィルムであり、紫外線透過率は９４％であった。
【００５６】
コアパックとシート材との隙間がゼロである場合の、電池パックの外形寸法の理論値は、幅３０．４７×長さ５２．６７×厚み５．２７ｍｍである。
【００５７】
［実施例２］
実施例２の電池パックは、シート材として、厚み５μｍの粘着層／厚み１００μｍのポリプロピレン樹脂基材層／厚み３０μｍの紫外線硬化樹脂層／厚み４０μｍで紫外線透過率が９５％のポリエチレン樹脂製の保護層からなる４層シート材を用いた以外は、全て実施例１と同様にして、電池パックＢを製作した。
【００５８】
コアパックとシート材との隙間がゼロである場合の、電池パックの外形寸法の理論値は、幅３０．５７×長さ５２．７７×厚み５．３７ｍｍである。
【００５９】
［実施例３］
実施例３の電池パックは、シート材として、厚み５μｍの粘着層／厚み７０μｍのＰＥＴ樹脂基材層／厚み３０μｍの紫外線硬化樹脂層／厚み４０μｍで紫外線透過率が９４％のポリプロピレン樹脂製の保護層からなる４層シート材を用いた以外は、全て実施例１と同様にして、電池パックＣを製作した。
【００６０】
コアパックとシート材との隙間がゼロである場合の、電池パックの外形寸法の理論値は、幅３０．５１×長さ５２．７１×厚み５．３１ｍｍである。
【００６１】
［実施例４］
実施例４の電池パックは、シート材として、厚み５μｍの粘着層／厚み１２０μｍのポリプロピレン樹脂基材層／厚み３０μｍの紫外線硬化樹脂層／厚み４０μｍで紫外線透過率が９５％のポリエチレン樹脂製の保護層からなる４層シート材を用いた以外は、全て実施例２と同様にして、電池パックＤを製作した。
【００６２】
コアパックとシート材との隙間がゼロである場合の、電池パックの外形寸法の理論値は、幅３０．６１×長さ５２．８１×厚み５．４１ｍｍである。
【００６３】
［実施例５］
実施例５の電池パックは、シート材として、厚み５μｍの粘着層／厚み５０μｍのＰＥＴ樹脂基材層／厚み３０μｍの紫外線硬化樹脂層／厚み４０μｍのＰＥＴ樹脂製の保護層からなる４層シート材を用いた以外は、全て実施例１と同様にして、電池パックＥを製作した。保護層は、延伸性の無いフィルムであり、紫外線の透過率は９５％であった。
【００６４】
コアパックとシート材との隙間がゼロである場合の、電池パックの外形寸法の理論値は、幅３０．４７×長さ５２．６７×厚み５．２７ｍｍである。
【００６５】
［比較例１］
比較例１の電池パックは、シート材として、厚み４０μｍの保護層／厚み５μｍの粘着層／厚み３０μｍの紫外線硬化樹脂層／厚み５０μｍのＰＥＴ樹脂基材層からなる４層シート材を用い、シート材から保護層を取り除いた後に、基材層が最外面になるようにコアパックに貼り付け、次いで、紫外線を照射することで製作した。
【００６６】
なお、セパレーター基材層、粘着層、紫外線硬化樹脂層および基材層の厚みや材質は実施例１におけるものと同じである。これを電池パックＦとした。
【００６７】
コアパックとシート材との隙間がゼロである場合の、電池パックの外形寸法の理論値は、幅３０．４７×長さ５２．６７×厚み５．２７ｍｍである。
【００６８】
上記のようにして製作した各電池パックについて、製造工程における外観的な傷付きの発生率、完成品でのシート状筐体の電池パックコーナー部における皺の発生率および寸法安定性を比較して表１に示す。なお、寸法安定性は、コアパックからシート状筐体が浮いた場合に、その影響が最も大きく現れると考えられる電池パック幅寸法について実測値と理論値との差を基に模式的に示した。
【００６９】
【表１】
【００７０】
表１から、最外層が紫外線硬化樹脂層である実施例１〜５の電池パックは、最外層が基材層である比較例１の電池パックＦと比較して、製造工程での傷付きが非常に少ないことがわかった。これは、表面硬度に基づく特性であり、製造工程のみではなく、通常使用時においても同等の特性を有すると考えられる。
【００７１】
次に、保護層として延伸性のものを用いた実施例１〜４の電池パックＡ〜Ｄでは、電池パックコーナー部での皺の発生も著しく抑制されることがわかった。
【００７２】
さらに、基材層として厚み５０μｍ以下のＰＥＴ樹脂層または厚み１００μｍ以下のポリオレフィン層を用いた実施例１および２の電池パックＡおよびＢは、寸法安定性も優れていることがわかった。これは、基本的に基材層の柔軟性に基づく特性である。
【００７３】
以上のように、本発明は、小形、軽量を特徴とする紫外線硬化樹脂層を有するシート材を用いた電池パックの、外観品質および寸法安定性を改善するものである。
【００７４】
なお、上記実施例では、保護層の材質として、ポリプロピレン樹脂またはポリエチレン樹脂を用いたが、本発明はこれに限定されるものでは無い。保護層の材質としては、紫外線を透過し、しかも、延伸性を有するものであれば本発明の効果を得ることができる。
【００７５】
【発明の効果】
以上のように、紫外線硬化樹脂層を備えたシート材を筐体とした電池パックおよびその製造方法に関して、最外層が紫外線硬化樹脂層であること、紫外線照射後にセパレーターフィルム層を取り除く工程順序であること、また、セパレーターフィルム層の材質が延伸性を有する樹脂であること、さらに、基材層が厚み５０μｍ以下のＰＥＴ樹脂または厚み１００μｍ以下のポリオレフィン系樹脂であることによって、外観品質および寸法安定性の良好な電池パックを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシート材を用いた電池パックの組立方法を示す模式図。
【図２】超音波接合による電池パックの組立方法を示す模式図。
【図３】超音波接合による電池パックの断面図。
【図４】本発明の電池パックの構造示す模式図。
【符号の説明】
１ 電池パック
２ リチウムイオン単電池
３ 保護回路
６ 保護素子（ＰＴＣ素子）
１１ コアパック
１２ 粘着層／基材層／紫外線硬化樹脂層／保護層からなるシート材
１３ シート材の粘着層
１４ シート材の基材層
１５ シート材の紫外線硬化樹脂層
１６ 保護層[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a small and lightweight battery pack in which a battery is housed in a sheet-like housing, and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, as electronic devices have become portable devices, there has been a demand for a battery pack as a power source to be strong in size and weight. For this reason, secondary batteries used in battery packs have been replaced by conventional lead-acid batteries, nickel-cadmium batteries and nickel / hydrogen batteries, and recently, non-aqueous electrolyte secondary batteries such as so-called lithium ion batteries having a high energy density. The ratio is increasing. Under these circumstances, there is a demand for a low-cost battery pack that is suitable for further miniaturization and weight reduction.
[0003]
A conventional battery pack using a lithium ion secondary battery is manufactured by an ultrasonic bonding method or a low-temperature molding method.
[0004]
2 and 3 show the most common ultrasonic bonding method as a manufacturing method. FIG. 2 is a schematic diagram showing a method of assembling a battery pack by ultrasonic bonding, and FIG. 3 is an ultrasonic bonding method. 1 is a sectional view of a battery pack according to the first embodiment.
[0005]
2 and 3, 1 is a battery pack, 2 is a lithium ion battery, 3 is a protection circuit, 4 is an insulating material, 5a and 5b are wires for electrically connecting the lithium ion battery 2 and the protection circuit 3. 6 is a protection element such as a PTC element (positive temperature characteristic resistance element) or a bimetal thermal protector; 7a is a negative electrode terminal of the lithium ion battery 2 (not shown in FIG. 2A); 7b is a lithium ion battery Reference numeral 2 denotes a positive electrode terminal, 8 denotes a double-sided adhesive tape for fixing the unit cell to the lower case, 9 denotes an upper case, 10 denotes a lower case, and 11 denotes a core pack.
[0006]
Here, the lithium-ion battery 2, the protection circuit 3, the insulating material 4, and the protection element 6 joined by metal wiring members 5a and 5b, that is, the power storage element is referred to as a "core pack" and indicated by 11. . The protection circuit 3 has a substrate on which ICs, FETs, thermistors, resistors, capacitors, and the like are mounted. The protection circuit 3 monitors the state of charge / discharge of the lithium-ion battery, and stops power supply when an abnormality occurs. An electric circuit having the function of performing
[0007]
The protection circuit 3 is generally used in a lithium ion battery pack, and is often provided with an input / output terminal for a main device. As the input / output terminal, there are a method of forming a gold-plated terminal on the surface of the substrate of the protection circuit 3 and a method of drawing a lead wire from the protection circuit and forming a connector at the tip of the lead wire.
[0008]
The manufacturing process of the battery pack by the ultrasonic bonding shown in FIG. 2 is as follows. First, as shown in FIG. 2A, an insulating material 4 is attached to the side surface of the lithium ion battery 2, and the protection circuit 3 and the positive electrode terminal 7b of the battery are connected by a wiring member 5b made of a metal lead. A negative electrode terminal 7a (not shown in FIG. 2A) of the battery and the circuit board 3 are connected to a protection element 6 such as a PTC element and a wiring member 5a made of a metal lead to form a core pack 11.
[0009]
Then, as shown in FIG. 2B, the upper case 9, the core pack 11, and the lower case 10 are arranged, and the lower case 10 and the core pack 11 are fixed with the double-sided adhesive tape 8, and FIG. As shown in a), the upper case 9 and the lower case 10 are ultrasonically bonded to form a housing. The appearance of the obtained battery pack 1 is shown in FIG. 2 (c), and the cross section of the battery pack is shown in FIG. 3 (b). As the upper case 9 and the lower case 10 serving as housings, resin molded products made of polycarbonate having high mechanical strength are generally used.
[0010]
In addition, as shown in FIG. 2, one lithium ion battery is usually stored in the battery pack. However, the number of batteries in the battery pack is not limited to one, and two or more batteries are used. There may be.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
The ultrasonic bonding method has the advantage of high productivity because welding between resin molded products can be performed in a short time of several seconds, but on the other hand, ultrasonic waves can damage core pack parts. is there. As a measure to prevent this problem, it is necessary to provide a gap between the housing and the core pack, and this has hindered miniaturization. Further, the thickness of the resin molded product itself has reached its limit, and the thickness of the housing must be at least 0.3 mm or more.
[0012]
Further, the ultrasonic bonding method has an advantage that productivity is high in a state where manufacturing conditions are stable, but when a thin-walled molded product such as the one described above, which is frequently used recently, is used, a horn or anvil receiving and repairing at the start of operation is required. Since it takes time to adjust the position and height of the tool and to determine the conditions of the ultrasonic process relating to the ultrasonic oscillation conditions, there is a problem that productivity is not so high as a whole.
[0013]
In order to improve such a problem of the conventional ultrasonic bonding method, the present applicant has proposed in Japanese Patent Application No. 2002-185363 a method using an ultraviolet-curable resin sheet as a housing. The ultraviolet curable resin sheet is a sheet composed of a base material layer / ultraviolet curable resin layer. When the battery pack is assembled, since it has flexibility and adhesiveness in an uncured state, it can be easily attached to the core pack, and By irradiating ultraviolet rays after assembling, the ultraviolet curable resin is cured in a short period of time, and the rigidity as a housing is developed.
[0014]
FIG. 1 shows the structure of a battery pack according to this method. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a battery pack, 11 denotes a core pack, and 12 denotes a sheet material for a housing, in this case, an ultraviolet-curable resin sheet. The core pack 11 is the same as that shown in FIGS. 2 and 3, and is obtained by covering the core pack 11 with a housing sheet material 12 made of an ultraviolet curable resin.
[0015]
The battery pack by this method has the advantages of small size, light weight and high productivity, but there is a problem that the following points are inferior to those using a conventional resin molded product casing, These phenomena cause the appearance defect and the dimensional defect of the battery pack.
1) The softer the material of the base material layer of the housing sheet, the easier the work of attaching the base material layer to the core pack, but there is a problem that the appearance is easily damaged.
2) There is a phenomenon that the housing sheet slightly floats from the core pack at a portion where the housing sheet is bent, that is, at a corner portion of the battery pack, and there is a problem that the external dimensions of the battery pack vary.
3) As the order of the manufacturing process, when UV irradiation is performed after the protective layer protecting the UV-curable resin layer is removed, the uncured UV-curable resin layer until the UV irradiation has adhesiveness. There is a problem that foreign matter easily adheres.
4) When the material of the protective layer is a commonly used polyethylene terephthalate resin (hereinafter referred to as a PET resin), there is a problem that wrinkles are likely to be formed at a portion where the casing sheet is bent.
[0016]
Therefore, the present invention relates to a battery pack including a battery and a housing, and a method for manufacturing the same, using a sheet material provided with an ultraviolet-curable resin layer as a housing, and protecting the surface, preventing adhesion of foreign matter, preventing wrinkles, and the like. An object of the present invention is to provide a measure for improving the appearance quality and stabilizing the external dimensions of a battery pack, thereby preventing appearance defects and dimensional defects of the battery pack.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is a battery pack including a battery and a housing, wherein at least a part of the housing has an adhesive layer / base layer / UV-curable resin layer whose outermost layer is an ultraviolet-curable resin layer. It is characterized by being composed of a layer sheet material.
[0018]
According to the first aspect of the present invention, the surface of the battery pack housing has a high surface hardness and has excellent abrasion resistance, so that the outer surface of the battery pack can be prevented from being damaged.
[0019]
The invention according to claim 2 relates to a method for manufacturing a battery pack using a sheet material provided with an ultraviolet-curable resin layer, comprising four layers of an adhesive layer, a base material layer, an ultraviolet-curable resin layer, and a protective layer. A step of attaching a housing sheet in which the UV-curable resin layer is uncured and the protective layer is UV-permeable to a core pack so that the protective layer is the outermost layer; And a step of removing the protective layer after the ultraviolet irradiation.
[0020]
According to the invention of claim 2, the surface of the UV resin layer can be protected by the protective layer even after curing in most of the manufacturing process, so that scratches during the manufacturing process can be prevented.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The present invention relates to a battery pack housing including a battery and a housing, wherein at least a part of the housing has an adhesive layer / substrate layer / ultraviolet curable resin layer whose outermost layer is an ultraviolet curable resin layer. Characterized by a three-layer sheet material.
[0022]
Here, the outermost ultraviolet-curable resin layer is obtained by irradiating an uncured ultraviolet-curable resin layer with ultraviolet rays and curing the same to increase the hardness.
[0023]
By making at least a part of the casing a three-layer sheet material, regardless of the material of the base layer of the sheet, a part of the outermost layer of the battery pack casing is made of an ultraviolet curable resin layer, The housing has a high surface hardness and excellent wear resistance, and can prevent the outer surface of the battery pack from being damaged.
[0024]
In the battery pack of the present invention, there may be a part of the case where the three-layer sheet material is not used, but if the entire outermost layer of the battery pack case is an ultraviolet-curable resin layer, Damage to the outer surface of the battery pack can be almost completely prevented.
[0025]
Although the battery pack of the present invention includes a battery and a housing, a “core pack” including a battery and a protection circuit such as a PTC element may be used instead of the battery.
[0026]
Further, in the present invention, the three-layer sheet material may be directly attached to the battery or the battery including the protection circuit, and the housing may be formed of only the three-layer sheet material.
[0027]
If there is a gap between the battery or the core pack and the three-layer sheet material, the sheet-like housing may be damaged by an impact such as dropping. Therefore, in order to fix the core pack and the sheet-shaped casing, it is desirable to have an adhesive layer covering substantially the entire surface between the base layer of the three-layer sheet material and the battery or the core pack.
[0028]
In the three-layer sheet material, the material of the base layer preferably contains at least one of a PET resin and a polyolefin-based resin. The material of the base material layer may be a layer containing both a PET resin and a polyolefin resin, or may be a laminate of a PET resin layer and a polyolefin resin layer, or may be a PET resin layer alone or a polyolefin resin layer. It may be alone.
[0029]
In the three-layer sheet material, as the thickness of the base material layer exceeds the above value, the force for returning the base material layer to the flat state at the bent portion acts, so that the three-layer sheet material rises from the core pack. The phenomenon increases, and the dimensional variation increases. Therefore, when the base material layer is a PET resin single layer, the thickness is preferably 50 μm or less, and when the base material layer is a polyolefin resin single layer, the thickness is preferably 100 μm or less.
[0030]
In this way, by defining the upper limit of the material and the thickness of the base layer, the three-layer sheet material can be stuck along the shape of the battery or the core pack without floating from the outer shape of the battery or the core pack, As a result, variations in the external dimensions of the battery pack are suppressed and the battery pack becomes stable.
[0031]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, since a sheet-shaped housing | casing can be mass-produced, the cost can be held down by mass production effect, and the mass productivity in a line can be improved.
[0032]
Further, the present invention relates to a method for manufacturing a battery pack using an ultraviolet-curable resin sheet, comprising four layers of an adhesive layer / a base material layer / an ultraviolet-curable resin layer / a protective layer, wherein the ultraviolet-curable resin layer is uncured. Attaching a housing sheet having a protective layer that is transparent to ultraviolet light to a core pack so that the protective layer is the outermost layer; irradiating the housing sheet with ultraviolet light; And a step of removing
[0033]
The protective layer covers and protects the UV-curable resin layer so that foreign matter does not adhere to the UV-curable resin layer having strong adhesiveness at the uncured stage. Does not remain.
[0034]
According to the battery pack manufacturing method of the present invention, the step of removing the protective layer is brought close to the final stage of the manufacturing process, thereby protecting the surface of the ultraviolet curable resin layer even after curing in most of the manufacturing process. Since the layer can be protected, damage during the manufacturing process can be further prevented. The ultraviolet-curable resin is cured by ultraviolet irradiation, but the curing reaction is not completed at the time of ultraviolet-curing irradiation, and has a property that the reaction proceeds for a while and the coating film hardness is improved. Therefore, the step of removing the protective layer is set at least after the step of irradiating the ultraviolet ray, and the effect of preventing damage can be further enhanced by setting the step as close to the final stage as possible.
[0035]
In order to obtain the effect of the present invention, it is necessary that the protective layer transmits ultraviolet light. When a protective layer that does not transmit ultraviolet rays is used, the curing reaction of the ultraviolet-curable resin layer becomes insufficient, so that sufficient surface hardness cannot be obtained, and the problem that the surface is apt to be scratched or, in the case of extreme cases, the tackiness remains. As a result, there is a problem that foreign substances are easily adsorbed.
[0036]
In the semiconductor process, which is a general use of an ultraviolet-curable resin sheet, ultraviolet rays are radiated from the side of the base material layer. Since it is removed at the stage, the ultraviolet transmittance to the protective layer has not been considered in the past. In order to obtain the effect of the present invention efficiently, it is desirable that the ultraviolet transmittance of the protective layer is 70% or more.
[0037]
Originally, it is desirable to irradiate with ultraviolet rays after removing the protective layer in order to maximize the rate of arrival of ultraviolet rays to the ultraviolet-curable resin, but in this case, as described above, the uncured state The ultraviolet curable resin layer has strong adhesiveness, and thus causes a problem of foreign matter adhesion.
[0038]
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an ultraviolet-ray can be hardened | cured efficiently, preventing adhesion of a foreign substance to an ultraviolet-ray cured resin.
[0039]
Further, the material of the protective layer is preferably a resin having stretchability. As described above, the protective layer is removed from the battery pack in the vicinity of the final manufacturing process, and does not remain in the completed battery pack. It has been found that this has a great effect on the sticking property.
[0040]
That is, the protective layer of the ultraviolet curable resin sheet conventionally used in the semiconductor field is a PET resin having no stretchability. However, in the case of a battery pack case, it has been found that a stretchable resin is suitable as the material of the protective layer because it is three-dimensionally bent by being attached to the core pack.
[0041]
This is because, as a gist of the present invention, the housing sheet is attached to the battery or the core pack with the protective layer still attached. When the material of the protective layer is a PET resin having no extensibility, the force to shrink the ultraviolet curable resin layer located inside the protective layer at the corner of the battery pack, which is a seam between the surfaces. Causes wrinkles to occur. When such wrinkles are remarkable, the appearance of the battery pack is impaired, resulting in a defective product.
[0042]
On the other hand, when a protective layer having the property of extensibility is used, the protective layer is stretched at the time of sticking to the core pack, thereby preventing wrinkles in the ultraviolet curable resin layer. As a material of the protective layer having stretchability, a polyolefin resin such as a polypropylene resin or a polyethylene resin is suitable.
[0043]
The structure of the battery pack according to the present invention is the same as that shown in FIG. That is, the battery pack 1 is obtained by covering the core pack 11 with a sheet material 12 for a housing composed of four layers of an adhesive layer / base layer / ultraviolet curable resin layer / protective layer, and then removing the protective layer. Things.
[0044]
FIG. 4 shows a sectional structure of a sheet material at a corner portion of the battery pack of the present invention. FIG. 4A shows an external view of the battery pack 1, and FIG. 4B shows a cross-sectional structure of a corner portion of the battery pack 1 shown in FIG. () Shows the state in which the protective layer has been removed after the irradiation with ultraviolet rays, that is, the cross-sectional structure of the finished product. In FIG. 4, 13 is an adhesive layer, 14 is a base material layer, 15 is an ultraviolet curable resin layer, and 16 is a protective layer.
[0045]
In FIG. 4B, a sheet material composed of four layers of an adhesive layer, a base material layer, an ultraviolet curable resin layer, and a protective layer is adhered to a core pack. The battery pack is obtained by removing the protective layer.
[0046]
As described above, in the battery pack of the present invention, since the outermost layer is the ultraviolet curable resin layer, the surface hardness of the battery pack housing is high, and the battery pack has excellent abrasion resistance. Sticking can be prevented.
[0047]
As the type of battery used in the battery pack of the present invention, a non-aqueous electrolyte secondary battery such as a lithium ion battery is suitable, but other than that, an aqueous solution such as a nickel cadmium battery or a nickel hydride battery can be used. A system secondary battery can also be used.
[0048]
【Example】
Hereinafter, an example of the present invention using a lithium ion secondary battery will be described in detail, but the present invention is not limited to the following example, and the present invention is implemented by appropriately changing the scope without changing the gist. It is possible.
[0049]
In Examples and Comparative Examples, the following core packs were used. First, a lithium ion secondary battery was manufactured by the following method.
[0050]
The positive electrode active material is a lithium-cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) Was used. The positive electrode mixture is LiCoO as an active material. 2 (91 wt%), acetylene black (3 wt%) as a conductive material, and polyvinylidene fluoride (6 wt%) as a binder are mixed with N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter abbreviated as “NMP”). ) Was added and dispersed to prepare a paste. The paste was uniformly applied to both sides of a 20 μm-thick aluminum current collector with a doctor blade, dried, and then compression-molded by a roll press to form a positive electrode plate. Was prepared. The dimensions of the positive electrode lead were 3 mm in width and 100 μm in thickness, and the length of the part protruding outside the battery case was 10 mm. The dimensions of the positive electrode plate were 180 μm in thickness, 49 mm in width, and 200 mm in length.
[0051]
Graphite as a host material was used as the negative electrode active material. The negative electrode mixture was prepared by mixing NMP to a mixture of graphite (92% by weight) as an active material and polyvinylidene fluoride (8% by weight) as a binder and dispersing the mixture into a paste. Was uniformly applied to both surfaces of a 14 μm-thick copper current collector with a doctor blade, dried, and then compression-molded by a roll press to produce a negative electrode plate. The dimensions of the negative electrode lead were 3 mm in width and 100 μm in thickness, and the length of the part protruding outside the battery case was 10 mm. The dimensions of the negative electrode plate were 170 μm in thickness, 51 mm in width, and 250 mm in length.
[0052]
As the separator, a 25 μm-thick microporous polyethylene film was used. For the non-aqueous electrolyte, a mixture of ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) in a volume ratio of 50:50 was used as LiPF. 6 Was dissolved at 1 mol / liter.
[0053]
The positive electrode plate and the negative electrode plate are overlapped with a separator interposed therebetween, and are wound around the polyethylene core in an elliptical spiral around the core, thereby forming a wound electrode plate group. The group was housed in an aluminum battery case. The external dimensions of the lithium secondary battery were 30 mm wide × 47 mm long × 5.1 mm thick.
[0054]
Next, the unit cell thus manufactured and the protection circuit, the PTC, the insulating material and the wiring material were joined by electric resistance welding to produce a core pack. The outer dimensions of the core pack are width 30.3 × length 52.5 × thickness 5.1 mm.
[0055]
[Example 1]
The external appearance of the battery pack of Example 1 is the same as that shown in FIG. 1B, and as shown in the cross-sectional structure of the sheet material at the corner portion in FIG. After the sheet material composed of the / UV-curable resin layer 15 / protective layer 16 is attached to the core pack 1 so that the protective layer 16 is the outermost surface, and then the UV-curable resin layer 15 is cured by irradiating ultraviolet rays, It was manufactured by removing the protective layer 16. FIG. 4C shows a cross-sectional structure of a sheet material at a corner portion of the obtained battery pack. The sheet material used here is a four-layer sheet material comprising a 5 μm-thick adhesive layer / a 50 μm-thick PET resin base layer / a 30 μm-thick ultraviolet curable resin layer / a 40 μm-thick protective layer. This was designated as battery pack A. The protective layer 16 was a stretchable polypropylene resin film, and had an ultraviolet transmittance of 94%.
[0056]
The theoretical value of the external dimensions of the battery pack when the gap between the core pack and the sheet material is zero is 30.47 × 52.67 × 5.27 mm in thickness.
[0057]
[Example 2]
The battery pack of Example 2 has a sheet material made of a 5 μm-thick adhesive layer / 100 μm-thick polypropylene resin base material layer / 30 μm-thick ultraviolet-curable resin layer / 40 μm-thick polyethylene resin having a 95% UV transmittance. A battery pack B was produced in the same manner as in Example 1 except that a four-layer sheet material composed of layers was used.
[0058]
The theoretical value of the external dimensions of the battery pack when the gap between the core pack and the sheet material is zero is 30.57 x width 52.77 x thickness 5.37 mm.
[0059]
[Example 3]
The battery pack of Example 3 is made of a sheet material made of a polypropylene resin having a thickness of 5 μm, a PET resin base layer having a thickness of 70 μm, an ultraviolet-curing resin layer having a thickness of 30 μm, a thickness of 40 μm, and a UV transmittance of 94%. A battery pack C was produced in the same manner as in Example 1 except that a four-layer sheet material composed of layers was used.
[0060]
The theoretical value of the outer dimensions of the battery pack when the gap between the core pack and the sheet material is zero is 30.51 in width × 52.71 in length × 5.31 mm in thickness.
[0061]
[Example 4]
The battery pack of Example 4 has a sheet material made of a polyethylene resin with a thickness of 5 μm / a polypropylene resin base material layer with a thickness of 120 μm / a UV curable resin layer with a thickness of 30 μm / a thickness of 40 μm and a UV transmittance of 95%. A battery pack D was produced in the same manner as in Example 2 except that a four-layer sheet material composed of layers was used.
[0062]
The theoretical value of the outer dimensions of the battery pack when the gap between the core pack and the sheet material is zero is 30.61 × 52.81 × 5.41 mm in thickness.
[0063]
[Example 5]
The battery pack of Example 5 has a four-layer sheet material including a 5 μm-thick adhesive layer, a 50 μm-thick PET resin base material layer, a 30 μm-thick ultraviolet-curable resin layer, and a 40 μm-thick PET resin protective layer. A battery pack E was manufactured in the same manner as in Example 1 except that was used. The protective layer was a film having no stretchability, and the transmittance of ultraviolet rays was 95%.
[0064]
The theoretical value of the external dimensions of the battery pack when the gap between the core pack and the sheet material is zero is 30.47 × 52.67 × 5.27 mm in thickness.
[0065]
[Comparative Example 1]
The battery pack of Comparative Example 1 uses, as a sheet material, a four-layer sheet material including a protective layer having a thickness of 40 μm, an adhesive layer having a thickness of 5 μm, an ultraviolet-curable resin layer having a thickness of 30 μm, and a PET resin base layer having a thickness of 50 μm. After the protective layer was removed from the material, it was attached to a core pack so that the base material layer was the outermost surface, and then the substrate was irradiated with ultraviolet rays.
[0066]
The thicknesses and materials of the separator base material layer, the adhesive layer, the ultraviolet curable resin layer and the base material layer are the same as those in Example 1. This was designated as battery pack F.
[0067]
The theoretical value of the external dimensions of the battery pack when the gap between the core pack and the sheet material is zero is 30.47 × 52.67 × 5.27 mm in thickness.
[0068]
For each of the battery packs manufactured as described above, the occurrence rate of appearance damage in the manufacturing process, the occurrence rate of wrinkles and dimensional stability at the corners of the battery pack of the sheet-like casing in the finished product are compared. It is shown in Table 1. The dimensional stability is schematically shown based on the difference between the measured value and the theoretical value for the width of the battery pack, which is considered to have the greatest effect when the sheet-shaped casing floats from the core pack. .
[0069]
[Table 1]
[0070]
From Table 1, the battery packs of Examples 1 to 5 in which the outermost layer is an ultraviolet-curable resin layer have less damage in the manufacturing process than the battery pack F of Comparative Example 1 in which the outermost layer is a base material layer. It turned out to be very small. This is a characteristic based on the surface hardness, and is considered to have the same characteristic not only in the manufacturing process but also in normal use.
[0071]
Next, it was found that in the battery packs A to D of Examples 1 to 4 using a stretchable protective layer, the generation of wrinkles at the corners of the battery pack was also significantly suppressed.
[0072]
Furthermore, it was found that the battery packs A and B of Examples 1 and 2 using the PET resin layer having a thickness of 50 μm or less or the polyolefin layer having a thickness of 100 μm or less as the base layer also had excellent dimensional stability. This is basically a characteristic based on the flexibility of the base material layer.
[0073]
As described above, the present invention is to improve the appearance quality and dimensional stability of a battery pack using a sheet material having an ultraviolet curable resin layer characterized by its small size and light weight.
[0074]
In the above embodiment, a polypropylene resin or a polyethylene resin is used as the material of the protective layer, but the present invention is not limited to this. As the material of the protective layer, the effect of the present invention can be obtained as long as the material transmits ultraviolet rays and has stretchability.
[0075]
【The invention's effect】
As described above, with respect to the battery pack and the method for manufacturing the battery pack having the sheet member provided with the ultraviolet-curable resin layer as the housing, the outermost layer is the ultraviolet-curable resin layer, and the process sequence is to remove the separator film layer after the ultraviolet irradiation. That the material of the separator film layer is a stretchable resin, and that the base material layer is a PET resin having a thickness of 50 μm or less or a polyolefin resin having a thickness of 100 μm or less, so that the appearance quality and dimensional stability are improved. A good battery pack can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing a method for assembling a battery pack using the sheet material of the present invention.
FIG. 2 is a schematic view showing a method of assembling a battery pack by ultrasonic bonding.
FIG. 3 is a sectional view of a battery pack formed by ultrasonic bonding.
FIG. 4 is a schematic view showing the structure of a battery pack according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 Battery pack
2 Lithium ion cells
3 Protection circuit
6 Protection element (PTC element)
11 core pack
12 Sheet material composed of adhesive layer / substrate layer / ultraviolet curable resin layer / protective layer
13 Adhesive layer of sheet material
14 Sheet material base layer
15 UV curable resin layer of sheet material
16 Protective layer