CN100420084C - 可充电电池组 - Google Patents

Abstract

一种可充电电池组，其中位于电池顶部、由树脂模制的保护电路模块具有增强的连接强度，该可充电电池组包括一电极部件、一容器以及一顶部组件。在引线板上形成的加固槽支持含有保护电路模块的模制部分，并能够提高模制部分与电池之间的连接强度。

Description

可充电电池组

相关申请

本发明要求韩国专利申请No.2004-0046269、申请日为2004年6月21日的优先权，这里将其合并以供参考。

技术领域

本发明涉及一种可充电电池组，尤其涉及一种含有增强的连接强度的保护电路模块的可充电电池组，该保护电路模块由树脂模制，并位于包括电极部件、容器和顶部组件在内的电池的顶部。

背景技术

近年来，由于可充电电池组可以再次充电，并且能够在紧凑的尺寸中制作出很大的容量，因而可充电电池组被广泛的研究和开发。新近开发并投入使用的典型的可充电电池组包括镍氢(Ni-MH)电池、锂(Li)电池以及锂离子电池。

一般来讲，电池组的电池(可充电或非充电)是通过如下方法制备的：将包括正极板、负极板以及隔板在内的电极部件放入由铝或者铝合金制成的容器中。用顶部组件将该容器的顶部盖上，将电解液注入该容器内，并将其密封。当该容器由铝或铝合金制备时，由于铝的质地较轻，该电池的重量就会较小，同时，即便在较高的电压下工作较长时间，该电池也不会腐蚀。

与外界环境绝缘的所述电池通常包括一个位于顶部的电极端子。该电极端子与位于电池内部电极部件中的一个电极相连，并充当电池的正极或负极。而该容器本身则作为与该电极端子极性相对的电极。

在某些情况下，电池能够一次性释放出大量的能量。特别是，充完电的可充电电池组中储存着大量在充电过程中由其他能量源提供的电能。一旦该可充电电池组发生诸如短路等故障，储存在电池中的能量就会在短时间内释放出来，并可能引发包括燃烧或者爆炸。

在近年来广泛应用的锂金属基可充电电池组中，锂金属本身具有较高的活性，并且当电池发生故障时很容易发生燃烧或爆炸。而对于锂离子电池，其中的锂不是以金属状态存在的，而是以更安全的离子状态存在。但是，用作负极的材料以及非水性的电解液都是可燃性的，当电池发生故障时很容易发生燃烧或爆炸。

基于上述原因，人们设计了各种不同的安全装置，来防止可充电电池组在充电完成或充电过程中，由于其自身的故障而发生燃烧或爆炸。此类安全装置可以在由于过充电/过放电而使电池的温度或者电压升高时切断电流，以防止发生诸如破损或燃烧等危险。这些安全装置包括与电池相连、用来探测异常电流或电压并切断电流的保护电路模块，可以被由于异常电流产生的过热所激发的正温度系数(PTC)热敏电阻，以及一个双金属器件。

一般来说，考虑到电池的形状和材质，将电池的电极通过直接焊接的方法与保护电路模块很好地进行电连接并不容易。因此，人们用一种被称为“引线板”的导电结构来将电池的正、负极与安全装置的电路端子相连。该引线板通常由镍、镍合金或镀镍不锈钢等材料制成。一般情况下，电池与所还保护电路模块是利用焊接的方式互相形成电连接的。

图1是说明在利用模制树脂固定前的普通锂离子可充电电池组的分解透视图；图2是具有用模制树脂成型并与电池相连接的保护电路模块的可充电电池组的结构透视图。

参照图1和图2，一个罐状可充电电池组包括一个电池10以及一个保护电路模块20。其中，电池10包括一个内部装有电极部件的容器12，该容器的顶部用盖状极板13密封。

所述盖状极板13具有与容器12顶部开口部分相对应的尺寸和形状。在该盖状极板13的中间有一个负极端子14，同时，在其顶面的两侧分别连有一个负极引线端16和引线板18。其中，所述负极引线端16的一端与该负极端子14相连，而其另一侧的表面凸出到上述盖状极板13的顶面。同时，引线端18的一个表面也延伸到该盖状极板13的顶面上。

图1中的编号15是一种用于在负极引线端16与盖状极板13之间进行电绝缘的绝缘板。

所述保护电路模块20包括：一个带有外部输入和输出端子22和23的顶面。该保护电路模块的底面上带有电路部分(图中未标出)、连接端子26和28。其中，所述连接端子26和28包括一个正极连接端子26和负极连接端子28，以及一个用于将上述接线端子分别与盖状极板13上的引线板16和18进行电连接的L型结构。盖状极板13上的上述引线板16和18通常是利用电阻点焊与接线板26和28相连。

如图2所示，所述保护电路模块20是由模制部分30制备成模，并安装在电池的顶部。外部输入输出端子22和23露置于该模制部分30的顶面。

将所述保护电路模块20通过由树脂成模的模制部分30而安装固定在电池10的顶部。然而，盖状极板13和与模制部分30相接触的引线板18由金属制成，并且接触面积不大。因而，上述结构与电池10的连接强度比较弱。

当上述模制部分30受到横向的剪切力时，或者施加在该模制部分接触表面的外部弯曲力变大时，该模制部分也可能会很容易从该电池上脱落。

发明内容

本发明提供了一种可充电电池组，其位于电池顶部、由树脂模制的保护电路模块具有增强的连接强度。其中，所述可充电电池组包括一电极部件、一容器以及一顶部组件。

本发明的优势在于：连接到模制部分的引线板上形成有加固槽，该模制部分包括保护电路模块，用以增加模制部分与电池的连接强度。此外，即使在受到横向剪切力的情况下，该加固槽仍然支持着该模制部分，并防止其发生扭曲。

本发明的其它特性将在下面的描述中加以阐述，并将从下述描述中部分呈现，或者通过实施本发明而获得。

本发明公开了一种可充电电池组，包括如下结构：一个具有顶部组件的电池，该顶部组件包括将中间插有隔板的正极板和负极板缠绕起来所形成的电极部件。该可充电电池组进一步包括用于容纳电极部件和电解液的容器，以及用于对该容器的顶部进行密封的、其一侧焊接有与保护电路模块相连的引线板的盖状极板。该可充电电池组还包括与电池的顶端相连的保护电路模块。其中，所述引线板具有一个底面以及一个从该底面向上延伸的、并在预定位置形成有加固槽的侧壁。

应该理解，前述的概括描述和后续的详细描述是示例性和解释性的，下面将提供进一步的解释说明。

附图说明

下述附图表明了本发明的实施例，并且与所作的描述一起，用来解释本发明的原则。采用这些附图来进一步理解本发明，将它们结合起来，构成本说明书的一部分。

图1是利用模制树脂固定前的普通锂离子可充电电池组的分解透视图；

图2是具有用模制树脂成模并与电池相连接的保护电路模块的可充电电池组透视图；

图3是本发明一个实施例的可充电电池组的分解透视图；

图4是本发明一个实施例的引线板透视图；

图5是本发明另一个实施例的引线板透视图；

图6是本发明另一个实施例的引线板透视图；

图7是本发明另一个实施例的引线板透视图；

图8a是本发明另一个实施例的引线板侧视图；

图8b是图8a中所示引线板的正视图。

具体实施方式

图3是本发明一个实施例的可充电电池组的分解透视图。

如图3所示，本发明的罐状可充电电池组包括电池100和保护电路模块200。其中，电池100进一步包括一个容纳有电极部件(图中未标出)的容器120，在该容器的顶部由顶部组件140加以密封。

可充电电池组包括成模部分(图中未示出，参见图2)，形成于电池的顶部，并模制出保护电路模块。

用在矩形锂离子电池中的容器120是一个顶端开口的棱形金属容器，通常是由质量轻且耐腐蚀的铝或铝合金制成。该容器120容纳着电极部件和电解液，该电极部件包括一个正极、一个隔板和一个负极。其中，该电极部件通过开口的顶部(即顶端开口)插入到容器120中，然后利用顶部组件140将该开口封闭。

所述顶部组件140包括一个盖状极板150和一个电极端子160。

所述盖状极板150与容器120的顶端开口具有相对应的平面大小和形状。该盖状极板的中间位置有一个接线通孔(图中未标出)，并且在极板的一侧还有一个电解液注入孔154。电极端子160被插入到该接线通孔中，并与该接线通孔相结合。所述电解液注入孔154用于向以顶部组件140密闭的容器120中注入电解液。在注入完成后，用一个盖将该注入孔封闭。所述盖状极板150较佳地采用与容器120相同的材料制成(即铝或铝合金)，以便改善容器120的焊接性能。

电极端子160在上述接线通孔中延伸，并与该接线通孔相结合。在该电极端子160的外侧安放一个管状密封垫162，以便在电极端子160与盖状极板150之间提供电绝缘。该电极端子160通常作为负极端子。在靠近该接线通孔的盖状极板150的底面，安装一个绝缘极板(图中未标出)。再在该绝缘极板的底面安装一个端子板(图中未标出)。在电极端子160的顶端上形成一个负极引线端164，该引线端与所述保护电路模块200的连接端子202焊接在一起，以将电极端子160与保护电路模块200的负极进行电连接。

图3中的标号168代表在负电极端子160与盖状极板150之间提供绝缘的绝缘板。

如图4所示，所述引线板170包括一个底面171和一个从该底面171的一侧向上延伸的侧壁172。在该侧壁172上有一个加固槽173a。该引线板170还可以包括从该底面171的另一侧向上延伸的另一个侧壁176。特别是，该引线板170在底面171的每一侧至少有一个向上延伸的侧壁172。将所述保护电路模块200的连接端子204与该引线板170的侧壁172进行焊接，以将盖状极板150电连接到保护电路模块200上。

利用激光焊接，将该引线板170的底面171安装在电解液注入孔154的顶部。考虑到盖状极板150和引线板170的厚度和组成材料，当焊接引线板170时，焊接的厚度可以为0.15～0.50mm.。

较佳地，该引线板170由镍、镍合金或镀镍不锈钢等材料制成，厚度约为0.05～0.45mm.。引线板170的厚度与容器120以及焊接点的厚度相关。如果该厚度较大，该引线板170就可以较好地充当支撑，并能够在可充电电池组受到扭曲或弯折时增强对外力的阻抗能力，其中，所述可充电电池组是通过将树脂填充到以顶部组件140密封的容器体120与保护电路模块200之间的空隙后制成的。

在侧壁172一侧的上端和下端之间的预定高度上，形成一个具有预定形状和尺寸的加固槽173a。本发明中的术语“加固槽”是指侧壁上的移出部分或者突出部分，加固槽包括但不限于：槽口、挖出部分以及突出部分、如图4所示，该加固槽173a可以制成矩形形状。当保护电路模块200的连接端子202和204焊接到该侧壁172时，该加固槽173a必须保证必要的焊接空间。

所述保护电路模块200包括一个带有外部输入、输出端子210和220的顶面，一个带有电路部分(图中未标出)以及连接端子202和204的底面。负极连接端子202和正极连接端子204包含一个用于将上述连接端子与负极引线板164和引线板170进行连接的L型结构。盖状极板150上的引线板164和170通常利用电阻点焊与连接端子202和204相连接。

如图3所示，所述保护电路模块200由安装在电池上部的模制部分制备成模。外部输入、输出端子210和220都露置于模制部分的顶面。

图5是本发明的另一个实施例。

如图5所示，加固槽173b可以呈三角形。该加固槽173b也可以制成其他形状，包括但不限于：矩形和其它多边形。此外，加固槽173b可以是曲线形。

图6是本发明的另一个实施例。

如图6所示，也可以同时在侧壁172的另一端制备加固槽173c。此时，加固槽173c的形状可以与在相对一端形成的加固槽173a相同，也可以不同。

图7是本发明的另一个实施例。

如图7所示，加固槽173d也可以在底面171的另一侧所形成的侧壁176上制备。加固槽173d可以制成各种形状。

图8a和图8b所示的是本发明的另一个实施例。

如图8a和图8b所示，当向内突出时，加固槽173e可以位于侧壁172侧面的预定位置，并向内突出。这样，侧壁与树脂之间的接触面积进一步增加，并同时使附着力增强。根据该侧壁172的面积和该加固槽173e的尺寸，至少可以形成一个加固槽173e。当该加固槽173e的尺寸较小时，如本实施例中的情况，就成为侧壁上的一个小凸起。可以在位于底面171另一侧的侧壁176上，形成与侧壁172上的加固槽173e相似的加固槽。

下面将根据本发明，对可充电电池组的工作过程进行详细说明。

通过将连接端子202和204，引线端164或引线板170分别焊接在一起，所述保护电路模块200被结合到电池100的顶部。其中，所述引线板170在每个侧壁都开有加固槽173a、173b、173c、173d以及～173e。如图2所示，将所述电池100以及保护电路模块200放入模具中，倒入树脂，形成模制部分。在该树脂填充到电池100与所述模制部分中的保护电路模块200之间的空间时，也会流入并填充到该加固槽173a中。这个过程提高了所述模制部分与引线板170之间的接合强度。特别是，在加固槽173a中填充的树脂降低了沿与电池100相垂直的方向移动的趋势，同时增强了模制部分与电池100之间的接合强度。

熟悉本领域的技术人员可以在不背离本发明所述的技术范围和精髓的情况下，对本发明进行修改和变换。因此，认为本发明所覆盖的修改和变化属于由所附权利要求及其等同替换所构成的范围之内。

Claims (10)

1. 一种可充电电池组，包括：

一电池；

一保护电路模块，与所述电池相连接；以及

一引线板，与所述电池的一侧和所述保护电路模块相连接，

其中所述电池包括一电极部件，一用于容纳所述电极部件以及电解液的容器和用于密封所述容器的顶部组件，并且

其中所述引线板包括一底面和一由所述底面向上延伸、并含有加固槽的第一侧壁。

2. 如权利要求1所述的可充电电池组，其中，所述电池包括一模制部分，形成于所述电池的顶部，并模制出所述保护电路模块和所述引线板。

3. 根据权利要求1所述的可充电电池组，其中所述引线板具有一第二侧壁。

4. 根据权利要求3所述的可充电电池组，其中所述第二侧壁上形成有加固槽。

5. 根据权利要求1所述的可充电电池组，其中所述第一侧壁上形成有至少一个额外的加固槽。

6. 根据权利要求1所述的可充电电池组，其中所述加固槽的形状为矩形。

7. 根据权利要求1所述的可充电电池组，其中所述加固槽的形状为多边形或者曲线形。

8. 根据权利要求1所述的可充电电池组，其中所述加固槽从侧壁向内突出。

9. 根据权利要求1所述的可充电电池组，其中所述引线板由镍或者镍合金制成。

10. 根据权利要求9所述的可充电电池组，其中所述引线板的厚度为0.05～0.45mm。

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