BR102012013188B1 - Pacote de bateria secundária e método para fabricar o mesmo - Google Patents

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Abstract

pacote de bateria secundária de estrutura inédita. é aqui revelado um pacote de bateria secundária que inclui o terminal anódico e o terminal catódico de uma pilha de bateria, o terminal anódico e o terminal catódico sendo feitos de um elemento condutor em forma de chapa, o terminal anódico e o terminal catódico sendo eletricamente conectados a um módulo de circuito de proteção (pcm), uma pilha de bateria que tem o terminal anódico e o terminal catódico formados em uma extremidade dela, a pilha de bateria sendo dotada, na extremidade dela, de uma parte excedente termicamente soldada, e o pcm incluindo uma placa de circuito impresso (pcb) que tem um circuito de proteção formado nela, a pcb sendo dotada, em um lado dela, de uma parte de conexão com o terminal catódico e uma parte de conexão com o terminal anódico e, no outro lado dela, de uma parte de conexão com o terminal de entrada e o terminal de saída externo, um terminal de entrada e saída externo eletricamente conectado ao circuito de proteção da pcb por meio da parte de conexão com o terminal de entrada e saída externo da pcb, e uma caixa de pcm eletricamente isolante, em que a pcb é montada à maneira de inserção, o pcm sendo carregado sobre a parte excedente termicamente soldada da pilha de bateria em um estado no qual o pcm é eletricamente conectado à pilha de bateria.

Description

“PACOTE DE BATERIA SECUNDÁRIA E MÉTODO PARA FABRICAR O MESMO” Campo técnico A presente invenção refere-se a um pacote de bateria secundária de estrutura inédita e, mais especificamente, a um pacote de bateria secundária que inclui o terminal anódi-co e o terminal catódico de uma célula de bateria, o terminal anódico e o terminal catódico sendo feitos de um elemento condutor em forma de chapa, o terminal anódico e o terminal catódico sendo eletricamente conectados a um módulo de circuito de proteção (PCM), a célula de bateria tendo o terminal anódico e o terminal catódico formados em uma extremidade dela, a célula de bateria sendo dotada, na extremidade dela, de uma parte excedente termicamente soldada, e o PCM incluindo uma placa de circuito impresso (PCB) que tem um circuito de proteção formado nela, a PCB sendo dotada, em um lado dela, de uma parte de conexão com o terminal catódico e uma parte de conexão com o terminal anódico e, no outro lado dela, de uma parte de conexão com o terminal de entrada e o terminal de saída externo, um terminal de entrada e saída externo eletricamente conectado ao circuito de proteção da PCB por meio da parte de conexão com o terminal de entrada e saída externo da PCB, e uma caixa de PCM eletricamente isolante, em que a PCB é montada à maneira de inserção, o PCM sendo carregado sobre a parte excedente termicamente soldada da célula de bateria em um estado no qual o PCM é eletricamente conectado à célula de bateria. Técnica anterior À medida que os dispositivos móveis vêm se desenvolvendo cada vez mais e a procura por tais dispositivos móveis vem aumentando, a procura por baterias secundárias vem também aumentando de maneira acentuada. Entre tais baterias secundárias está uma bateria secundária de lítio que apresenta densidade de energia e tensão operacional elevadas e características de preservação e vida útil de serviço excelentes, a qual tem sido amplamente utilizada como uma fonte de energia para diversos produtos eletrônicos assim como para dispositivos móveis.
Dependendo das espécies de dispositivos externos nas quais as baterias secundárias são usadas, as baterias secundárias podem ser configuradas para ter uma estrutura de tipo destacável na qual as baterias secundárias podem ser facilmente inseridas nos e removidas dos dispositivos externos ou para ter uma estrutura de tipo embutido na qual as baterias secundárias são embutidas nos dispositivos externos. É possível, por exemplo, a inserção ou remoção, pelo usuário, de uma bateria em um ou de um dispositivo, tal como um computador portátil. Por outro lado, um dispositivo, tal como um telefone móvel, um tocador de áudio MPEG de camada 3 (mp3), um PC de mesa gráfica ou um smart pad, exige um pacote de bateria do tipo embutido devido à estrutura e à capacidade dele.
Entretanto, diversas espécies de material combustível são contidas na bateria secundária de lítio. Consequentemente, a bateria secundária de lítio pode ser aquecida ou explodir devido à sobrecarga da bateria, à corrente excessiva na bateria ou a outros impactos físicos externos. Ou seja, a segurança da bateria secundária de lítio é muito baixa. Consequentemente, elementos de segurança, tais como um elemento com coeficiente de temperatura positivo (PTC) e um módulo de circuito de proteção (PCM), para controlar de maneira eficaz um estado anormal da bateria secundária de lítio, tal como a sobrecarga da ba-teria secundária de lítio ou a corrente excessiva na bateria secundária de lítio, são conectados a uma célula de bateria.
Geralmente, um pacote de bateria secundária do tipo embutido usa uma célula de bateria em forma de chapa, que é adequada para conexão elétrica, e um PCM é conectado à célula de bateria por meio de chapas de níquel condutoras por soldagem ou solda fraca. Ou seja, as chapas de níquel são conectadas aos terminais eletródicos da célula de bateria por soldagem ou solda fraca, uma placa de circuito impresso (PCB) é presa a um lado de uma fita adesiva de dois lados, uma fita protetora é presa ao outro lado da fita adesiva de dois lados, e as projeções eletródicas da PCB e as chapas de níquel são conectadas umas às outras por soldagem em um estado no qual a PCB fica em contato apertado com a célula de bateria. Desta maneira, o PCM é conectado à célula de bateria na fabricação de um pacote de bateria. É necessário que os elementos de segurança. Inclusive o PCM, sejam mantidos em conexão elétrica com os terminais eletródicos da célula de bateria e, ao mesmo tempo, sejam eletricamente isolados de outras peças da célula de bateria.
Para isso, fitas isolantes são presas a diversos elementos, inclusive o PCM. Além disto, a parte vedada da caixa de bateria, na qual a célula de bateria é montada, é parcialmente dobrada, e a fita isolante é presa a ela ou um código de barra é impresso nela. Ou seja, o processo é muito complicado.
Uma vez que uma série de fitas ou peças isolantes é necessária para se obter uma conexão segura, conforme descrito acima, o processo de montagem de pacote de bateria é complicado, e o custo de fabricação aumenta.
Além disso, quando um impacto externo é aplicado ao pacote de bateria, o PCM pode ser danificado ou a estabilidade dimensional pode ser consideravelmente reduzida devido ao uso das fitas isolantes, que apresentam baixa resistência mecânica.
Portanto, há uma grande necessidade de uma tecnologia que seja capaz de reduzir o número de elementos montados em uma célula de bateria de modo a simplificar o processo de montagem, obtendo-se um acoplamento estável entre os elementos localizados na célula de bateria e protegendo-se o PCM.
Além disso, há também uma grande necessidade de um pacote de bateria que seja capaz de prover grande capacidade, tendo ao mesmo tempo o mesmo tamanho, considerando-se a tendência de desenvolvimento de um dispositivo, cujos peso e tamanho são re- duzidos.
Revelação Problema técnico Portanto, a presente invenção foi fabricada para solucionar os problemas acima e outros problemas técnicos que ainda têm que ser resolvidos.
Especificamente, é um objeto da presente invenção apresentar um pacote de bate-ria secundária no qual o número de peças necessárias à fabricação do pacote de bateria secundária é reduzido, simplificando-se assim o processo de montagem, e a estabilidade estrutural do pacote de bateria é aperfeiçoada. É outro objeto da presente invenção apresentar um pacote de bateria secundária no qual a estrutura interna do pacote de bateria é alterada de modo a se obter a capacidade máxima em comparação com pacotes de bateria que têm o mesmo padrão. É outro objeto da presente invenção apresentar um módulo de circuito de proteção (PCM), que é protegido de impactos externos, cuja estabilidade dimensional é alta e que é disposto no lado externo de um pacote de bateria, tendo ao mesmo tempo uma aparência limpa, sem pregas.
Solução técnica De acordo com um aspecto da presente invenção, os objetos acima e outros podem ser alcançados pela apresentação de um pacote de bateria secundária que inclui um terminal anódico e um terminal catódico de uma célula de bateria, o terminal anódico e o terminal catódico sendo feitos de um elemento condutor em forma de chapa, o terminal anódico e o terminal catódico sendo eletricamente conectados a um módulo de circuito de proteção (PCM), a célula de bateria tendo o terminal anódico e o terminal catódico formados em uma extremidade dela, a célula de bateria sendo dotada, na extremidade dela, de uma parte excedente termicamente soldada, e o PCM incluindo uma placa de circuito impresso (PCB) que tem um circuito de proteção formado nela, a PCB sendo dotada, em um lado dela, de uma parte de conexão com o terminal catódico e de uma parte de conexão com o terminal anódico e, no outro lado dela, de uma parte de conexão com o terminal de entrada e saída externo, um terminal de entrada e saída externo eletricamente conectado ao circuito de proteção da PCB por meio da parte de conexão com o terminal de entrada e saída externo da PCB, e uma caixa de PCM eletricamente isolante, na qual a PCB é montada à maneira de inserção, o PCM sendo carregado sobre a parte excedente termicamente soldada da célula de bateria em um estado no qual o PCM fica eletricamente conectado à célula de bateria.
Ou seja, no pacote de bateria secundária de acordo com a presente invenção, o PCM, que é configurado para ter uma estrutura na qual a PCB é montada na caixa de PCM à maneira de inserção, é carregado sobre a parte excedente termicamente soldada da célula de bateria. Comparado com um pacote de bateria secundária do tipo embutido convenci- onal, portanto, é possível proteger de maneira eficaz o PCM e reduzir consideravelmente o número de peças, aperfeiçoando-se consideravelmente assim a eficácia do processo de fabricação.
Além disso, no pacote de bateria secundária de acordo com a presente invenção, o PCM é montado na caixa de PCM à maneira de inserção. Comparado com o pacote de bateria secundária do tipo embutido convencional, no qual um PCM é isolado com uma fita convencional, portanto, é possível reduzir consideravelmente o número de peças, aperfeiçoando-se consideravelmente assim a eficácia do processo de fabricação. Consequentemente, o processo de fabricação do pacote de bateria secundária é facilmente executado, a taxa de defeitos é relativamente reduzida e o pacote de bateria apresenta uma aparência esteticamente agradável sem pregas no lado externo do pacote de bateria.
Além disso, a PCB é carregada sobre a parte excedente termicamente soldada da célula de bateria na direção na qual a PCB fica voltada para a extremidade superior do corpo principal da célula de bateria em um estado no qual a PCB fica ereta em sentido perpendicular à célula de bateria. Consequentemente, é possível encurtar a parte excedente termi-camente soldada da célula de bateria em comparação com a estrutura na qual a PCB é carregada em paralelo à parte excedente termicamente soldada da célula de bateria, aumentando-se assim a capacidade por volume unitário do pacote de bateria secundária.
De preferência, a caixa de PCM cobre o PCM com a exclusão do terminal de entrada e saída externo. Consequentemente, a caixa de PCM é carregada sobre a parte excedente termicamente soldada da célula de bateria de modo a cobrir inteiramente o PCM, assegurando-se inteiramente assim uma instalação e um isolamento estáveis.
De acordo com as circunstâncias, um elemento de segurança pode ser também montado na região de conexão elétrica entre um (o terminal anódico, por exemplo) dos terminais eletródicos da célula de bateria e a PCB, de modo a se assegurar também a segurança do pacote de bateria secundária. Neste caso, o elemento de segurança pode ser montado na caixa de PCM juntamente com a PCB à maneira de inserção. O elemento de segurança é um elemento para interromper a corrente quando a temperatura da célula de bateria sobe, assegurando-se assim a segurança da célula de ba-teria. Por exemplo, o elemento de segurança pode ser um elemento com coeficiente de temperatura positivo (PTC), cuja resistência aumenta com o aumento da temperatura, ou um fusível, que é cortado com o aumento da temperatura. Entretanto, o elemento de segurança não está limitado ao elemento PTC ou ao fusível.
Em um exemplo concreto, a caixa de PCM pode ser configurada para ter uma estrutura de caixa oca, da qual uma extremidade é aberta sob a forma de um rasgo, através do qual a PCB é inserida. Consequentemente, a estabilidade dimensional da caixa de PCM é aumentada e a PCB pode ser facilmente montada na caixa de PCM.
Além disso, uma vez que a caixa de PCM cobre o PCM com a exclusão do terminal de entrada e saída externo, é possível proteger facilmente o PCM de impactos externos.
Além disso, uma vez que a PCB é montada na caixa de PCM à maneira de inserção, é possível reduzir consideravelmente o tempo e o processo de montagem em comparação com um PCM do tipo de montagem que utiliza ganchos.
De preferência, uma fita isolante é também presa à região de exposição aos terminais eletródicos da parte excedente termicamente soldada. Consequentemente, é possível obter de maneira mais eficaz o isolamento na região dobrada. A fita isolante é de preferência uma fita de dois lados. A fita isolante de dois lados proporciona uma força de acoplamento entre a caixa de PCM e a parte excedente termicamente soldada quando a caixa de PCM é montada, aperfeiçoando-se também assim a estabilidade estrutural.
Em um exemplo concreto, a caixa de PCM pode ser configurada para ter uma estrutura de caixa oca, da qual uma extremidade é aberta sob a forma de um rasgo, através do qual a PCB é inserida. Consequentemente, a estabilidade dimensional da caixa de PCM é aumentada e a PCB pode ser facilmente inserida através do rasgo da caixa de PCM.
Diversas espécies de célula de bateria podem ser utilizadas no pacote de bateria secundária de acordo com a presente invenção. A célula de bateria utilizada no pacote de bateria secundária de acordo com a presente invenção pode ser uma bateria secundária em forma de bolsa, que tem uma montagem de eletrodo de uma estrutura de cáto-do/separador/ânodo montada em uma caixa de bateria feita de uma folha laminada que inclui uma camada de metal e uma camada de resina em um estado de vedação, cuja espessura e peso são pequenos.
De preferência, a PCB é uma placa de circuito impresso (PCB) flexível. Consequentemente, a PCB pode ser facilmente dobrada conforme necessário. Para fins de referência, a FPCB significa uma placa de circuito impresso que utiliza uma placa isolante flexível.
Conforme definido acima, a PCB, que tem o circuito de proteção para controlar a sobrecarga, a descarga excessiva, a corrente excessiva, etc., da bateria, é dotada, em um lado dela, da parte de conexão com o terminal catódico e da parte de conexão com o terminal anódico e, no outro lado dela, da parte de conexão com o terminal de entrada e saída externo.
De acordo com as circunstâncias, um elemento de segurança pode ser também montado entre o terminal anódico e/ou o terminal catódico e a PCB, de modo a se assegurar também a segurança do pacote de bateria secundária. De preferência, o elemento de segurança é posicionado entre o terminal anódico da célula de bateria e a PCB. Além disto, o elemento de segurança pode ser montado na caixa de PCM juntamente com a PCB à maneira de inserção, assegurando-se assim a estabilidade estrutural.
Consequentemente, é possível conectar o terminal catódico da célula de bateria à parte de conexão com o terminal catódico da PCB sem alterar a conformação ou sem usar elementos adicionais e conectar um lado do elemento de segurança à parte de conexão com o elemento de segurança da PCB localizada no mesmo lado do PCM em um estado no qual o terminal anódico da célula de bateria é conectado ao outro lado do elemento de segurança. Consequentemente, o elemento de segurança, cuja resistência estrutural é baixa, é montado de maneira estável na PCB, reduzindo-se assim a taxa de defeitos no processo de fabricação e aperfeiçoando-se assim a eficácia do processo de fabricação. O elemento de segurança é um elemento para interromper a corrente quando a temperatura da célula de bateria sobe, assegurando-se assim a segurança do pacote de bateria. Por exemplo, o elemento de segurança pode ser um elemento com coeficiente de temperatura positivo (PTC), cuja resistência aumenta com o aumento da temperatura, ou um fusível, que é cortado com o aumento da temperatura. Entretanto, o elemento de segurança não está limitado ao elemento PTC ou ao fusível.
Em um exemplo, o terminal de entrada e saída externo pode ser conectado a um lado da PCB, e a parte de conexão com o terminal anódico e a parte de conexão com o terminal catódico podem ser formadas no outro lado da PCB de modo que a parte de conexão com o terminal anódico e a parte de conexão com o terminal catódico correspondam ao terminal anódico e ao terminal catódico, respectivamente.
Em outro exemplo, a forma do terminal de entrada e saída externo não é especificamente restringida desde que o terminal de entrada e saída externo possa ser eletricamente conectado à PCB de modo a fornecer corrente de um dispositivo externo, tal como um carregador, à célula de bateria ou a fornecer corrente da célula de bateria a um telefone móvel, um tocador de mp3, etc. De preferência, o terminal de entrada e saída externo é configurado para ter uma estrutura de chapa na qual um conector é montado em uma extremidade dela.
Uma chapa de níquel pode ser também montada no topo do terminal catódico, que é acoplado à parte de conexão com o terminal catódico, por soldagem ultrassônica. Consequentemente, previne-se uma soldagem precária entre o terminal catódico da célula de bateria, que é geralmente feito de alumínio, e a parte de conexão com o terminal catódico, que é feira de níquel, devida a propriedades diferentes entre eles.
Entretanto, um rótulo pode ser preso ao PCM, excluindo-se o terminal de entrada e saída externo, e ao lado externo da célula de bateria, de modo a cobrir o PCM e a célula de bateria. Especificamente, o rótulo pode ser configurado para ter uma estrutura para cobrir o PCM, com a exclusão do terminal de entrada e saída externo, e a as circunferências externas termicamente soldadas apresentadas nos lados da célula de bateria. Consequentemente, é possível fixar de maneira estável as circunferências externas termicamente soldadas no corpo principal da célula de bateria, mantendo-se geralmente ao mesmo tempo um esta- do de isolamento, assegurando-se assim de maneira mais estável a conexão elétrica entre os terminais eletródicos da célula de bateria e a PCB.
De preferência, o pacote de bateria secundária de acordo com a presente invenção é um pacote de bateria secundária do tipo embutido.
De acordo com outro aspecto da presente invenção, é apresentado um módulo de circuito de proteção de estrutura específica que é utilizado para constituir o pacote de bate-ria secundária com a construção acima referida.
Especificamente, é apresentado um módulo de circuito de proteção (PCM) a ser montado no topo de uma célula de bateria em forma de chapa que tem terminais eletródi-cos, cada um dos quais é feito de um elemento condutor em forma de chapa, formado na extremidade superior dele, em que o PCM inclui uma placa de circuito impresso (PCB) que tem um circuito de proteção formado nela, a PCB sendo dotada, em um lado dela, de uma parte de conexão com o terminal catódico e uma parte de conexão com o terminal anódico e, no outro lado dela, de uma parte de conexão com o terminal de entrada e o terminal de saída externo, um terminal de entrada e saída externo eletricamente conectado ao circuito de proteção da PCB por meio da parte de conexão com o terminal de entrada e saída externo da PCB, e uma caixa de PCM eletricamente isolante, em que a PCB é montada à maneira de inserção em um estado no qual um terminal anódico e um terminal catódico são eletricamente conectados à PCB.
No processo geral de montagem de um pacote de bateria secundária do tipo embutido, um elemento de conexão e um PCM são acoplados e uma fita isolante é presa em cada etapa, de modo que um conjunto de PCM é montado em uma célula de bateria. Ou seja, o conjunto de PCM é montado na célula de bateria com o uso de um grande número de peças. Consequentemente, é necessário um grande número de processos. Além disto, a resistência mecânica e a estabilidade estrutural do pacote de bateria são baixas.
Por outro lado, o módulo de circuito de proteção de acordo com a presente invenção é configurado para ter uma estrutura na qual a PCB é montada na caixa de PCM. Consequentemente, a estabilidade estrutural do pacote de bateria é aperfeiçoada e o processo de fabricação do pacote de bateria é consideravelmente simplificado.
Além disso, a PCB é carregada sobre a parte excedente termicamente soldada da célula de bateria na direção na qual a PCN fica voltada para a extremidade superior do corpo principal da célula de bateria através da estrutura específica acima mencionada e, portanto, é possível aumentar ao máximo a capacidade da célula de bateria em comparação com os pacotes de bateria que têm o mesmo padrão.
Em um exemplo preferido, o terminal de entrada e saída externo pode ser conectado a um lado da PCB, e a parte de conexão com o terminal anódico e a parte de conexão com o terminal catódico podem ser formadas no outro lado da PCB de modo que a parte de conexão com o terminal anódico e a parte de conexão com o terminal catódico correspondam ao terminal anódico e ao terminal catódico, respectivamente.
De preferência, o terminal de entrada e saída externo é configurado para ter uma estrutura de chapa na qual um conector é montado em uma extremidade dela.
De preferência, a caixa de PCM é configurado para ter uma estrutura de caixa oca, uma extremidade da qual é aberta sob a forma de um rasgo, através do qual a PCB é inserida.
De acordo com outro aspecto da presente invenção, é apresentado um método para fabricar o pacote de bateria secundária com a construção acima referida.
Especificamente, o pacote de bateria secundária de acordo com a presente invenção pode ser fabricado utilizando-se um método para fabricar um pacote de bateria secundária que inclui (a) conectar uma chapa de níquel ao topo de um terminal catódico de uma célula de bateria por soldagem ultrassônica, (b) conectar um terminal anódico e o terminal catódico da célula de bateria a uma parte de conexão com o terminal anódico e uma parte de conexão com o terminal catódico, formadas na parte posterior de uma PCB, por solda-gem por pontos, (c) dobrar um PCM de modo que a parte de conexão com o terminal anódi-co e a parte de conexão com o terminal catódico sejam dispostas em paralelo com relação à célula de bateria, (d) inserir o PCM em uma caixa de PCM configurada para ter uma estrutura de caixa oca formada de modo que um terminal de entrada e saída externo se estenda para fora, (e) dobrar os terminais eletródicos da célula de bateria e montar o PCM em uma parte excedente termicamente soldada da célula de bateria e (f) cobrir o PCM, excluindo-se o terminal de entrada e saída externo, e o lado externo da célula de bateria com um rótulo.
Comparado com o método de fabricação de um pacote de bateria secundária do tipo embutido convencional, o método de fabricação do pacote de bateria secundária de acordo com a presente invenção pode reduzir o número de processos de fabricação e obter um pacote de bateria secundária que apresenta estabilidade estrutural aperfeiçoada.
Além disso, no método de fabricação do pacote de bateria secundária, é possível obter proteção e isolamento do PCM com o uso da caixa de PCM sem um elemento adicional, tal como um rótulo ou uma fita isolante, e a caixa é montada depois que a PCB for eletricamente conectadas aos terminais eletródicos e o processo de dobramento for completado. Consequentemente, nenhuma região de exposição é formada durante o processo de dobramento e, portanto, não é necessário material isolante adicional.
De acordo com as circunstâncias, o método de fabricação do pacote de bateria secundária pode incluir também prender uma fita isolante à região de exposição aos terminais eletródicos da parte excedente termicamente soldada antes da etapa de dobramento.
Efeitos vantajosos Como é evidente da descrição acima, no pacote de bateria secundária de acordo com a presente invenção, o módulo de circuito de proteção (PCM), que inclui a caixa de PCM, e carregado sobre a parte excedente termicamente soldada da célula de bateria. Consequentemente, é possível simplificar o processo de montagem do pacote de bateria e aperfeiçoar a estabilidade estrutural do pacote de bateria.
Além disso, o pacote de bateria secundária de acordo com a presente invenção tem uma estrutura interna específica, obtendo-se assim a capacidade máxima em comparação com a de pacotes de bateria que têm o mesmo padrão.
Além disso, no PCM de acordo com a presente invenção, o PCM é protegido de impactos externos, a estabilidade dimensional do PCM é elevada e o PCM é disposto no lado externo do pacote de bateria tendo ao mesmo tempo uma aparência limpa, sem pregas.
Descrição resumida dos desenhos Os objetos acima e outros objetos, feições e outras vantagens da presente invenção serão mais claramente entendidos com a descrição detalhada seguinte, considerada em conjunto com os desenhos anexos, nos quais: A Figura 1 é uma vista em perspectiva detalhada de um pacote de bateria secundária de acordo com uma modalidade da presente invenção;
As Figuras 2 a 7 são vistas em perspectiva que mostram o processo de fabricação do pacote de bateria secundária da Figura 1; e A Figura 8 é uma vista em perspectiva ampliada que mostra a região A da Figura 6.
Melhor modo Modalidades exemplares da presente invenção serão agora descritas em detalhe com referência aos desenhos anexos. Deve-se observar, contudo, que o alcance da presente invenção não está limitado pelas modalidades mostradas. A Figura 1 é uma vista em perspectiva explodida de um pacote de bateria secundária de acordo com uma modalidade da presente invenção.
Com referência à Figura 1, um pacote de bateria secundária 900 inclui um célula de bateria 100 que tem um terminal anódico 120 e um terminal catódico 110, um módulo de circuito de proteção (PCM) 500 e um rótulo 400. O terminal anódico 120 e o terminal catódico 110 da célula de bateria 100 são elementos condutores em forma de chapa. O terminal anódico 120 e o terminal catódico 110 da célula de bateria 100 são eletricamente conectados a uma placa de circuito impresso (PCB) 200 do PCM 500. O terminal anódico 120 e o terminal catódico 110 são formados em uma extremidade da célula de bateria 100. Uma parte excedente termicamente soldada 130 é formada na parte de extensão de extremidade superior da caixa da célula de bateria 100. O PCM 500 inclui uma PCB 200 que tem um circuito de proteção formado nela, um terminal de entrada e saída externo 210 eletricamente conectado ao circuito de proteção da PCB 200 e uma caixa de PCM eletricamente isolante 300, na qual a PCB 200 é montada à maneira de inserção.
Além disso, o PCM 500 é carregado sobre a parte excedente termicamente soldada 130 da célula de bateria 100 em um estado no qual o PCM 500 é eletricamente conectado à célula de bateria 100.
No pacote de bateria secundária do tipo embutido de acordo com a presente invenção, portanto, o PCM 500, no qual a PCB 200 eletricamente conectada ao terminal catódico 110 e ao terminal anódico 120 da célula de bateria 100 é montada, é carregado sobre a parte excedente termicamente soldada 130, localizada na parte de extensão de extremidade superior da caixa da célula de bateria 100. Comparado com um pacote de bateria secundária do tipo embutido convencional, portanto, é possível proteger de maneira eficaz o PCM 500 e reduzir consideravelmente o número de peças, aperfeiçoando-se consideravelmente assim a eficácia do processo de fabricação. A caixa de PCM 300 é configurada para ter uma estrutura de caixa oca, uma extremidade da qual é aberta sob a forma de um rasgo. Consequentemente, a PCB 200 é inserida de maneira estável e fácil na caixa. A célula de bateria 100 é uma bateria secundária em forma de bolsa que tem uma montagem de eletrodo de uma estrutura de cátodo/separador/ânodo montada em uma caixa de bateria feita de uma folha laminada que inclui uma camada de metal e uma camada de resina em estado de vedação. O terminal de entrada e saída externo 210 é conectado a um lado da PCB 200, que é uma placa de circuito impresso flexível. Uma parte de conexão com o terminal anódico 220 e uma parte de conexão com o terminal catódico 230 são formadas no outro lado da PCB 200 de modo que a parte de conexão com o terminal anódico 220 e a parte de conexão com o terminal catódico 230 correspondam ao terminal anódico 120 e ao terminal catódico 110, respectivamente.
Além disso, o terminal de entrada e saída externo 210 tem uma estrutura de chapa na qual um conector é montado em uma extremidade dela.
As Figuras 2 a 7 são vistas em perspectiva que mostram tipicamente um processo de fabricação d pacote de bateria secundária da Figura 1, e a Figura 8 é uma vista em perspectiva ampliada que mostra tipicamente a região A da Figura 6. O processo de fabricação do pacote de bateria secundária será descrito com referência a estes desenhos juntamente com a Figura 1.
Em primeiro lugar, com referência à Figura 2, uma chapa de níquel 140 é conectada ao topo de um terminal catódico 110 de uma célula de bateria 100, que será acoplado a uma parte de conexão com o terminal catódico 230 de uma PCB 200, por soldagem ultras- sônica.
Em seguida, com referência à Figura 3, um terminal anódico 120 e o terminal catódico 110 da célula de bateria 100 são conectados a uma parte de conexão com o terminal anódico 220 e à parte de conexão com o terminal anódico 230, formadas no lado posterior da PCB 200, por soldagem por pontos.
Com referência à Figura 4, a PCB 200 do PCM 500 é dobrada para baixo de modo que a parte de conexão com o terminal anódico 220 e a parte de conexão com o terminal catódico 230 sejam dispostas em paralelo com relação à célula de bateria 100, e em seguida uma fita adesiva de dois lados 160 é presa à região de exposição aos terminais eletródi-cos de uma parte excedente termicamente soldada 130, que é a extremidade superior do corpo principal da célula de bateria 100.
Com referência à Figura 5, uma caixa de PCM 300, configurada para ter uma estrutura de caixa oca, da qual uma extremidade (não mostrada) é aberta sob a forma de um rasgo, através do qual um terminal de entrada e saída externo 210 se estende, é encaixada na PCB 200 do PCM 500 a partir da frente da célula de bateria 100.
Especificamente, a caixa de PCM 300 é encaixada na PCB 200 de modo a cobrir o PCM 500 com exclusão do terminal de entrada e saída externo 210.
Com referência às Figuras 6 e 8, o terminal catódico 110 e o terminal anódico 120 da célula de bateria 100 são dobrados em sentido perpendicular para cima, e o PCM 500 é montado na parte excedente termicamente soldada 130 da célula de bateria 100.
Finalmente, com referência à Figura 7, o PCM 500, excluindo-se o terminal de entrada e saída externo 210, as circunferências externas termicamente soldadas apresentadas nos lados da célula de bateria 100 são cobertos por um rótulo 400.
Consequentemente, o rótulo 400 fixa de maneira apertada as circunferências externas termicamente soldadas no corpo principal da célula de bateria 100 mantendo ao mesmo tempo o isolamento com a célula de bateria 100, assegurando-se de maneira mais estável assim a conexão elétrica entre o terminal catódico 110 e o terminal anódico 120 da célula de bateria 100 e a PCB 200.
Embora as modalidades exemplares da presente invenção tenham sido reveladas para fins de ilustração, os versados na técnica entenderão que diversas modificações, acréscimos e substituições são possíveis, sem que se abandonem o alcance e o espírito da invenção revelados nas reivindicações anexas.
REIVINDICAÇÕES

Claims (17)

1. Pacote de bateria secundária (900) compreendendo: uma célula de bateria (100) tendo um terminal anódico (120) e um terminal catódico (110) formado em um lado tendo uma parte excedente termicamente soldada (130); e um módulo de circuito de proteção -PCM (500) eletricamente conectado à célula de bateria (100) através do terminal anódico (120) e do terminal catódico (110), em que o PCM (500) compreende: uma placa de circuito impresso - PCB tendo um circuito de proteção formado nela, a PCB sendo fornecida com uma parte de conexão com o terminal anódico (220) e uma parte de conexão com o terminal catódico (230) conectadas ao terminal anódico (120) e ao terminal catódico (110), respectivamente; e uma caixa de PCM (300) configurada para receber a PCB através de um lado aberto nela de forma que a caixa de PCM (300) envolva a PCB, e a PCB é acoplada ao terminal anódico (120) e ao terminal catódico (110) da célula de bateria (100) através da parte de conexão com o terminal anódico (220) e da parte de conexão com o terminal catódico (230), a PCB é disposta na caixa de PCM (300), e a caixa de PCM (300), na qual a PCB é disposta, é montada na parte excedente termicamente soldada (130) da célula de bateria (100), CARACTERIZADO pelo fato de que a caixa de PCM (300) recebe a PCB em um estado no qual a PCB é disposta em paralelo a uma extremidade superior da célula de bateria (100), o terminal catódico (110) e o terminal anódico (120) são expostos através do lado aberto da caixa de PCM (300), e o pacote de bateria secundária (900) compreende ainda pelo menos uma ranhura formada em uma borda do lado aberto da caixa de PCM (300).
2. Pacote de bateria secundária (900), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que célula de bateria (100) é uma célula de bateria em forma de chapa, e o terminal anódico (120) e o terminal catódico (110) são elementos condutores em forma de chapa.
3. Pacote de bateria secundária (900), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a PCB compreende ainda um terminal de entrada e saída externo (210)
4. Pacote de bateria secundária (900), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o terminal de entrada e saída externo (210) é formado na PCB na qual a parte de conexão com o terminal anódico (220) e a parte de conexão com o terminal catódico (230) são formadas através de uma parte de interconexão.
5. Pacote de bateria secundária (900), de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o terminal de entrada e saída externo (210) é formado na PCB na qual a parte de conexão com o terminal anódico (220) e a parte de conexão com o terminal catódico (230) são formadas.
6. Pacote de bateria secundária, de acordo com a reivindicação 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o terminal de entrada e saída externo (210) é formado no outro lado da PCB na qual a parte de conexão com o terminal anódico (220) e a parte de conexão com o terminal catódico (230) são formadas.
7. Pacote de bateria secundária (900), de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADO pelo fato de que caixa de PCM (300) compreende ainda uma abertura formada em um lado adjacente ao lado aberto da mesma.
8. Pacote de bateria secundária (900), de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que a abertura (310) é uma abertura do tipo rasgo.
9. Pacote de bateria secundária (900), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO por compreender ainda uma fita isolante adicionalmente fixada à região de exposição aos terminais dos eletrodos da parte excedente termicamente soldada (130).
10. Pacote de bateria secundária (900), de acordo com a reivindicação 9, CARACTERIZADO pelo fato de que a fita isolante é uma fita de dois lados.
11. Pacote de bateria secundária (900), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma fita isolante adicionalmente fixada a pelo menos um dentre os lados externos da caixa de PCM (300).
12. Pacote de bateria secundária (900), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que célula de bateria (100) é configurada para ter uma estrutura na qual uma montagem de eletrodo, compreendendo cátodos, ânodos e separadores respectivamente dispostos entre os cátodos e os ânodos, é disposta em uma caixa de bateria feita de uma folha laminada compreendendo uma camada de metal e uma camada de resina em um estado de vedação.
13. Pacote de bateria secundária (900), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda chapa de níquel (140) adicionalmente montada em um lado do terminal catódico (110), ao qual a parte de conexão com o terminal catódico (230) da PCB é acoplada, por soldagem ultrassônica.
14. Pacote de bateria secundária (900), de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda um rótulo (400) para cobrir a célula de bateria (100).
15. Pacote de bateria secundária (900), de acordo com a reivindicação 14, CARACTERIZADO pelo fato de que o rótulo (400) é configurado para ter uma estrutura para cobrir as circunferências externas termicamente soldadas da célula de bateria (100).
16. Método para fabricar um pacote de bateria secundária (900), conforme definido na reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: uma etapa de formar uma célula de bateria (100) configurada para ter uma estrutura na qual uma montagem de eletrodo, compreendendo cátodos, ânodos e separadores respectivamente dispostos entre os cátodos e os ânodos, é disposta em uma caixa de bateria em um estado de vedação, uma das circunferências externas termicamente soldadas da célula de bateria (100) tendo uma parte excedente (130); uma etapa de receber uma PCB dentro de uma caixa aberta em um de seus lados em uma direção de extensão idêntica à direção de extensão da parte excedente termicamente soldada (130) em um estado em que a PCB é paralela à célula de bateria (100); e uma etapa de montar a caixa na parte excedente termicamente soldada (130) da célula de bateria (100).
17. Método, de acordo com a reivindicação 16, CARACTERIZADO pelo fato de que a etapa de montar a caixa na parte excedente termicamente soldada (130) da célula de bateria (100) compreende uma etapa de dobrar um terminal catódico e um terminal anódico como se o terminal catódico (110) e o terminal anódico (120) são enrolados em direção à parte excedente termicamente soldada (130) da célula de bateria (100).
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