CN100336264C - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明的一种二次电池，其将上壳体、上容纳槽、电池核心组件、下容纳槽、下壳体分别依序积层堆栈成一密接结构。上容纳槽采用印刷电路板材质，并用来容纳电解物质，例如有机溶剂或非水性溶剂所构成的电解质或是电解液，或使用能够施以喷射、涂布作业方式之类的电解材料来取代电解质或是电解液。下容纳槽是采用印刷电路板材质，并用来容纳电解物质，例如有机溶剂或非水性溶剂所构成的电解质或是电解液，或使用能够施以喷射、涂布作业方式之类的电解材料来取代电解质或是电解液。二次电池核心组件夹置于上容纳槽与下容纳槽之间。由印刷电路板材质所制成的上壳体覆盖密封上容纳槽。由印刷电路板材质所制成的下壳体覆盖密封下容纳槽。

Description

二次电池
技术领域
本发明是关于一种二次电池，其特别是关于能够利用印刷电路板制造程序来制造的二次电池。
背景技术
公知二次电池的结构，诸如锂充电电池、镍氢充电电池、锂高分子充电电池，乃皆是采用金属封装的密封壳体，将该些充电池所组成的材料，例如正极、负极、隔离膜、电解物质等等封存于金属壳体其内。
本发明的发明人有鉴于公知二次电池的结构，其明显地无法采用印刷电路板制造程序来制造的二次电池，因而亟思改良发明，乃发明出一种能够利用印刷电路板制造程序来制造的二次电池。
发明内容
本发明是提供一种能够利用印刷电路板制造程序来制造的二次电池。
为达成本发明上述目的，本发明提供一种二次电池，包括：印刷电路板材质的上容纳槽是用以容纳电解物质；印刷电路板材质的下容纳槽是用以容纳电解物质；二次电池核心组件是夹置于上容纳槽与下容纳槽之间；印刷电路板材质的上壳体是覆盖密封该上容纳槽；印刷电路板材质的下壳体是覆盖密封下容纳槽；其中上壳体、上容纳槽、电池核心组件、下容纳槽、下壳体，是分别依序积层堆栈成一密接结构的二次电池。
为使熟悉该项技术人士了解本发明之目的、特征及功效，兹藉由下述具体实施例，并配合所附的附图，对本发明详加说明如后。
附图说明
图1显示本发明二次电池的立体图。
图2显示本发明二次电池的分解图。
图3显示本发明二次电池的断面图。
图4显示本发明设置有上、下止漏层的二次电池的立体图
图5A显示本发明的上止漏层的分解图。
图5B显示本发明的下止漏层的分解图。
图6A显示本发另一实施例的上止漏层的分解图。
图6B显示本发另一实施例的下止漏层的分解图。
图7显示本发明设置有金属薄板的二次电池的立体图。
图8显示本发明的金属薄板的构造图。
图9显示本发明设置有线路控制层的二次电池的立体图。
图10显示本发明的线路控制层的构造图。
图11显示本发明设置有导通孔的二次电池的立体图。
图中
10   二次电池
21   上止漏层
21a  上盖板
21b  上槽部
21c  上吸收部
23   下止漏层
23a  下盖板
23b  下槽部
23c  下吸收部
25    传感器
27    金属薄板
27a   孔洞
29    线路控制层
29a   印刷电路基板
29b   电子组件
31    导通孔
101   上壳体
103   下壳体
105   上容纳槽
105a   透气孔
107    下容纳槽
107a   透气孔
109    二次电池核心组件
109a   正极
109b   隔离件
109c   负极
109d   隔离件
111    电解物质
具体实施方式
本发明的二次电池10所强调者，乃是利用印刷电路板材质来形成上壳体101、上容纳槽105、下容纳槽107、下壳体103，所采用的印刷电路板材质，例如可以是FR4、软性电路板等(FlexiblePrinted Circuit Board)。图1显示本发明二次电池的立体图、图2显示本发明二次电池的分解图以及图3显示本发明二次电池的断面图。本发明的二次电池10主要包括有上壳体101、上容纳槽105、二次电池核心组件109、下容纳槽107、下壳体103，而这些的主要构件由上而下依序积层堆栈成一个密接结构。除了二次电池核心组109以外，本发明的其它构件皆是采用印刷电路板材质来加以制造而成，所采用的印刷电路板材质例如可以是FR4材质。在组装本发明的二次电池10时，上容纳槽105与下容纳槽107是用来容纳电解物质111，二次电池核心组件109是夹置在上容纳槽105与下容纳槽107之间，可以利用压合、黏合等叠合手段将二次电池核心组件109、上容纳槽105与下容纳槽107叠合，然后再将上壳体101覆盖且密封住上容纳槽105，下壳体103覆盖且密封住下容纳槽107，可以利用压合、黏合等叠合手段完成叠合。上述的电解物质111的选用是依据本选用何种的二次电池核心组件109而定，例如采用有机溶剂、或非水性溶剂所构成的电解质或是电解液，或采用能够施以喷射、涂布作业方式之类电解材料来取代电解质或是电解液。上述的上容纳槽105与下容纳槽107进一步在其周壁设置至少一个以上的透气孔105a、107a，乃用来排出反应后的气体。
进行二次电池核心组件109、上容纳槽105与下容纳槽107叠合，及上壳体101覆盖且密封住上容纳槽105，下壳体103覆盖且密封住下容纳槽107的叠合的具体手段可以运用环氧(化物)的树脂(Epoxy)为黏着介质，以印刷、涂布或胶片叠合方式，将二次电池核心组件109、上容纳槽105与下容纳槽107叠合，及上壳体101覆盖且密封住上容纳槽105，下壳体103覆盖且密封住下容纳槽107叠合，再送至温度约40℃~120℃、压力约2~50kg/cm2的热压机中进行压合。
本发明的二次电池核心组件109主要包括有正极109a、负极109c以及隔离件109b、190d，其中隔离件109b、190d是用来分隔开正极109a与负极109c。本发明的二次电池核心组件109是可以直接采用现有用来制造锂充电电池、镍氢充电电池、锂高分子充电电池的材料作为二次电池核心组109的材料，当然本发明并不以这些制造锂充电电池、镍氢充电电池、锂高分子充电电池的材料为局限，凡熟悉该项技术者皆可以加以变化，使用其它材料作为二次电池核心组件109的材料，凡此变化仍属于本发明的范畴之内。
图4显示本发明设置有上、下止漏层的二次电池的立体图、图5A显示本发明的上止漏层的分解图以及图5B显示本发明的下止漏层的分解图。为了进一步防止电解物质111自上容纳槽105或者自下容纳槽107外漏至外界，本发明在二次电池10的上、下两外侧再分别设置上止漏层21与下止漏层23，并且同样地亦采用积层堆栈且密接在二次电池10的上、下两外侧。在第五A图中，上止漏层21包括有上槽部21b与上盖板21a，上盖板21a是用来覆盖且密封住上槽部21b。在第五B图中，下止漏层23包括有下槽部23b与下盖板23a，下盖板23a是用来覆盖且密封住下槽部23b。此一实施方式的上槽部21b、下槽部23b、上盖板21a与下盖板23a亦皆是采用印刷电路板材质来加以制造而成。当若发生电解物质111外漏时，自上容纳槽105所外漏而出的电解物质111可由上槽部21b来承接容纳，而自下容纳槽107所外漏而出的电解物质111可由下槽部23b来承接容纳。
图6A显示本发另一实施例的上止漏层的分解图，以及图6B显示本发另一实施例的下止漏层的分解图。在图6A中，上止漏层21包括有上吸收部21c与上盖板21a，上盖板21a是用来覆盖且密封住上吸收部21c。在第六B图中，下止漏层23包括有下吸收部23c与下盖板23a，下盖板23a是用来覆盖且密封住下吸收部23c。此一实施方式的上盖板21a与下盖板23a亦皆是采用印刷电路板材质来加以制造而成，而上吸收部23c与下吸收部23c是采用吸收材质。当若发生电解物质111外漏时，自上容纳槽105所外漏而出的电解物质111可由上吸收部21c来吸收且吸附住，而自下容纳槽107所外漏而出的电解物质111可由下吸收部23c来吸收且吸附住。
本发明上述的上容纳槽105、下容纳槽107、上槽部21b与下槽部23b所采用的具体构造，是可采以中空的框架构造，例如中空的矩形框架，藉由框架所封闭包围的内部空间来容纳电解物质111。
设置有上、下止漏层21、23的二次电池10经由积层堆栈且密接一起后，如果发生电解物质111外漏至上、下止漏层21、23的情况时，然而以肉眼从其外观来看，可能不易察觉出外漏已然发生，本发明为了能够进一步侦测出电解物质111外漏是否已经发生，在上槽部21b、下槽部23b、上吸收部21c与下吸收部23c分别设置有传感器25，当传感器25侦测到电解物质111时，即会产生电气讯号，来通知电解物质111的外漏情况已然发生。
图7显示本发明设置有金属薄板的二次电池的立体图，以及图8显示本发明的金属薄板的构造图。为了加强本发明的二次电池10的使用安全性与散热性，本发明在上、下盖板21a、23a的外侧面密接叠置有金属薄板27，金属薄板27设置有复数的孔洞27a，以利二次电池10内部所产生热量的排出，同时亦藉由金属薄板27的坚韧强度的物理性质，来强化本发明的二次电池10的使用安全。
图9显示本发明设置有线路控制层的二次电池的立体图，以及图10显示本发明的线路控制层的构造图。为了让本发明的二次电池10除了能够提供电力电源以外，更加提供有智能型管理电力电源的能力，本发明的二次电池10进一步包括线路控制层29，其可以采以密接叠置在金属薄板27的外侧面。线路控制层29是包括印刷电路基板29a与至少一个以上的电子组件29b，这些电子组件29b是直接焊接在印刷电路基板29a上，由这些电子组件29b所构成的电路态样可以是充电电路、电力电源管理电路等等，而印刷电路基板29是可以使用以铜箔基板(CCL)作为基础的印刷电路板材料。
图11显示本发明设置有导通孔的二次电池的立体图。在图11中，本发明的各层10、21、23、27、29皆分别设置导通孔(ViaHole)31，且各层的导通孔31彼此间能够连通一起，例如连通成一直线的导通孔。图11所显示的各层10、21、23、27、29经压合后，在各层的导通孔31施以电镀导电材料、灌注银胶、卯合导电金属铆钉、填入焊锡等导电材料来充填，藉此能够让各层10、21、23、27、29电气性连接。设置在最外层的导通孔31，例如线路控制层29的导通孔31，其再与导电垫(PAD)(图未显示)连接，透过导电垫连接至外部，如此使得位于夹层中的二次电池核心组件109能够与外部呈电气性连接，并且同时兼顾安全性，来避免使用者直接接触二次电池核心组件109。
本发明的二次电池10提供了一种截然不同于公知二次电池的结构，同时由于本发明除了二次电池核心组件109外，其它构件皆是利用印刷电路板的材质而加以制造形成，因此积层堆栈各构件成一密接结构的二次电池10所采行的手段，亦可以直接利用印刷电路板的相关制造程序手段。
本发明的制造方法以及二次电池核心组件109具备有下列的优点：
1.整合性生产制造成本与材料成本低，符合经济效应。
2.可适用于量产制造程序，具标准化。
3.对于外围是统的配合要求度低。
4.具较低之线路阻抗。
5.轻薄小的空间特性。
6.符合各种不同供应电压与供应电流的规格需求。
虽然本发明已以具体实施例揭露如上，然其所揭露的具体实施例并非用以限定本发明，任何熟悉此技术者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，其所作的更动与润饰皆属于本发明的范畴，本发明的保护范围当视后附的权利要求保护范围所界定者为准。

Claims (24)

1.一种二次电池，包括：
一印刷电路板材质的上容纳槽，其用以容纳一电解物质；
一印刷电路板材质的下容纳槽，其用以容纳该电解物质；
一二次电池核心组件，其夹置于该上容纳槽与该下容纳槽之间；
一印刷电路板材质的上壳体，其覆盖密封该上容纳槽；
一印刷电路板材质的下壳体，其覆盖密封该下容纳槽；
一上止漏层，其覆盖密封该上壳体，以及用以防止容纳于该上容纳槽的电解物质外漏至外部；
一下止漏层，其覆盖密封该下壳体，以及用以防止容纳于该下容纳槽的电解物质外漏至外部；
其中该上止漏层、该上壳体、该上容纳槽、该电池核心组件、该下容纳槽、该下壳体、该下止漏层，分别依序积层堆栈成一密接结构的二次电池。
2.如权利要求1所述的二次电池，其中该电解物质是有机溶剂或非水性溶剂所构成的电解质。
3.如权利要求1所述的二次电池，其中该电解物质是有机溶剂或非水性溶剂所构成的电解液。
4.如权利要求1所述的二次电池，其中该电解物质是能够施以喷射、涂布作业方式的电解材料。
5.如权利要求1所述的二次电池，其中该上容纳槽的结构是一矩形中空框架。
6.如权利要求1所述的二次电池，其中该上容纳槽进一步包含一透气孔。
7.如权利要求1所述的二次电池，其中该下容纳槽的结构是一矩形中空框架。
8.如权利要求1所述的二次电池，其中该下容纳槽进一步包含一透气孔。
9.如权利要求1所述的二次电池，其中该二次电池核心组件，是选自于用来制造锂充电电池、镍氢充电电池、锂高分子充电电池的电池核心组件。
10.如权利要求1所述的二次电池，其中该二次电池核心组件包括：一正极、一隔离件、一负极。
11.如权利要求1所述的二次电池，其中该上止漏层包括：
一印刷电路板材质的上槽部，其用以容纳自该上容纳槽外漏的电解物质；
一印刷电路板材质的上盖板，其覆盖密封该上槽部。
12.如权利要求1所述的二次电池，其中该上止漏层包括：
一吸收材质的的上吸收部，其用以吸附自该上容纳槽外漏的电解物质；
一印刷电路板材质的上盖板，其覆盖密封该上吸收部。
13.如权利要求1所述的二次电池，其中该下止漏层包括：
一印刷电路板材质的下槽部，其用以容纳自该下容纳槽外漏的电解物质；
一印刷电路板材质的下盖板，其覆盖密封该下槽部。
14.如权利要求1所述的二次电池，其中该下止漏层包括：
一吸收材质的下吸收部，其用以吸附自该下容纳槽外漏的电解物质；
一印刷电路板材质的下盖板，其覆盖密封该下吸收部。
15.如权利要求1所述的二次电池，进一步包括：一传感器，其设置该上止漏层中，并用以侦测该上止漏层是否已经容纳有外漏的电解物质。
16.如权利要求1所述的二次电池，进一步包括：一传感器，其设置该下止漏层中，并用以侦测该下止漏层是否已经容纳有外漏的电解物质。
17.如权利要求1所述的二次电池，进一步包括：一金属薄板，其覆盖密封该上止漏层。
18.如权利要求1所述的二次电池，进一步包括：一金属薄板，其覆盖密封该下止漏层。
19.如权利要求1所述的二次电池，进一步包括：一线路控制层，其包括一印刷电路基板，以及设置在该印刷电路基板的至少一个以上的电子组件，其中该线路控制层是与该二次电池积层堆栈呈密接结构。
20.如权利要求1所述的二次电池，进一步包括一导通孔，其分别设置在该上容纳槽、该上容纳槽、该二次电池核心组件、该上壳体、该下壳体上。
21.如权利要求1所述的二次电池，进一步包括一导通孔，其设置在该上止漏层上。
22.如权利要求1所述的二次电池，进一步包括一导通孔，其设置在该下止漏层上。
23.如权利要求19所述的二次电池，进一步包括一导通孔，其设置在该线路控制层上。
24.如权利要求19所述的二次电池，其中该印刷电路板材质是选自于FR4、软性电路板(Flexible Printed Circuit Board)。
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