CN100428555C - 可再充电电池 - Google Patents
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Abstract
一种可再充电电池,其包括:裸电池,该裸电池具有电极组件,所述电极组件具有两个电极以及隔板;用于存放所述电极组件的壳体;用于覆盖所述壳体的开口的盖板;以及,与所述盖板组件耦合的保护电路模块。所述保护电路模块的下表面的一部分由合成树脂形成,并且与同样由合成树脂形成的盖板的一区域接触。可以通过粘合、焊接或熔化将所述保护电路模块和所述盖板耦合在一起。
Description
技术领域
本发明涉及一种可再充电电池,更具体而言,涉及一种其中保护电路模块与裸电池耦合的可再充电电池。
背景技术
由于其多种优点,对于可再充电电池的利用日益增加,所述多种优点包括可再充电性、小型化以及增大的充电容量。依据电池中电极活性材料的类型,可再充电电池可以分为Ni-MH电池或Li离子电池。
通常,可再充电电池具有裸电池,所述裸电池通过将电极组件与正电极、负电极和隔板一起安装到铝或铝合金壳体中、在壳体上安装盖板、将电解质注入到壳体中并密封壳体来制造。尽管壳体可以由铁制成,但铝或铝合金壳体可以更轻,并且即使在长时期的高电压下使用也具有改善的抗腐蚀特性。
对于金属性壳体,所述壳体可以起到电极的作用并造成与另一电极的短路。即使在所述壳体与两电极都绝缘并且所述电极独立地从所述壳体抽出时,所述壳体也可能造成与两电极的内部接触从而引起电极之间的短路。
通常,当密封在盒型可再充电电池中的裸电池与保护电路模块耦合时,裸电池存放在单独的硬壳体中或者利用热熔性树脂而被模封(molded),所述保护电路模块可以包括正温度系数(PTC)元件、热熔丝、保护电路板或其他安全部件。
通过将裸电池的每个电极端子连接到保护电路板上的保护电路模块的相应的电极端子来进行裸电池与保护电路模块之间的连接。因此,加强了裸电池与保护电路模块之间的电耦合。然而,裸电池与保护电路模块之间耦合的机械强度未被加强。为了改善连接的机械强度,可以将裸电池和保护电路放入模子(mold)中,并将熔融树脂填充到它们之间的空隙中。可选择地,可以将它们之中的每一个插入到硬壳体中。
然而,在使用后一方法时,所述硬壳体被耦合在一起,这增大了制造可再充电电池所需的制造时间和成本。此外,即使在使用前一方法时,将树脂浇注到模子中也是困难的。另外,模制树脂与金属性裸电池之间的接触很少保持其机械强度,并且可能由于扭力或弯曲力而被损坏。
发明内容
本发明提供了一种可再充电电池,其中能够在裸电池与保护电路模块之间的连接中实现高的机械强度。
本发明的附加特征将在以下的说明中进行描述,并且部分地从说明中变得明了,或者可以通过对本发明的实践而被认知。
本发明公开了一种可再充电电池,其包括:裸电池,该裸电池包括电极组件,所述电极组件具有两个电极以及插入在所述两个电极之间用于防止所述两个电极之间的短路的隔板;用于存放所述电极组件的壳体;用于覆盖所述壳体的开口的盖板;以及,与所述盖板的接触区域耦合的保护电路模块,所述保护电路模块包括保护电路,并且所述保护电路模块的下表面的一部分由第一合成树脂形成。此外,所述接触区域由第二合成树脂形成。
本发明还公开了一种可再充电电池,其包括:第一电极;第二电极;插入在所述第一电极和所述第二电极之间的隔板,所述第一电极、所述第二电极和所述隔板卷绕成果冻卷型电极组件;用于存放所述电极组件的壳体;与所述壳体的第一端耦合的盖板;以及,与所述盖板耦合的保护电路模块,所述保护电路模块包括与引线板耦合的保护电路。此外,所述盖板的一部分由第一合成树脂形成,并且与由第二合成树脂形成的所述保护电路模块的一部分相耦合。
本发明还公开了一种可再充电电池,其包括:裸电池;用于存放所述裸电池的壳体;以及,保护电路模块,所述保护电路模块包括与所述裸电池耦合的保护电路。此外,所述壳体的一部分由第一合成树脂形成,并且与由第二合成树脂形成的所述保护电路模块的一部分相耦合。
应理解的是,以上大致的说明和以下详细的说明均为示范性和解释性的,并旨在提供对于所要保护的本发明的进一步的解释。
附图说明
被包括进来以提供对于本发明进一步的理解并且被包含在本说明书中并构成本说明书的一部分的附图,示出了本发明的实施例,并且与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1示出了根据本发明一示范性实施例的通过将金属性盒体与合成树脂盖板结合而制造的可再充电电池的分解透视图;
图2示出了图1的裸电池的局部剖面图;
图3和图4示出了图1和图2所示的根据本发明一示范性实施例的可再充电电池的示意性透视图,该可再充电电池具有裸电池以及含有合成树脂制成的外表面的保护电路模块;
图5和图6示出了根据本发明另一示范性实施例的具有裸电池和保护电路模块的可再充电电池的示意性透视图;
图7和图8示出了图3所示的可再充电电池的前部和侧部的局部剖面图,以及根据本发明一示范性实施例的裸电池和保护电路模块的配置。
具体实施方式
以下将参照附图更充分地描述本发明,附图中示出了本发明的实施例。然而,本发明可以以多种不同形式实施,而不应解释为仅限于在此描述的实施例。而且,提供这些实施例是为了使本公开彻底,并将本发明的范围充分告知本领域技术人员。附图中,为清楚起见可能夸大层和区域的尺寸以及相对尺寸。附图中相同的附图标记表示相同的元件。
应理解的是,当比如层、膜、区域或衬底的一个元件被称为在另一元件“上”时,其可以直接在另一元件上,或者也可以存在插入元件。相反,当一个元件被称为“直接在”另一元件“上”时,则不存在插入元件。
图1示出了根据本发明一示范性实施例的可再充电电池的分解透视图,其中将金属性盒体与合成树脂盖板彼此结合,图2示出了图1的可再充电电池的局部剖面。
现将参照图1和图2描述根据本发明一示范性实施例的可再充电电池。比如锂可再充电电池或Ni-MH可再充电电池的盒型可再充电电池可以包括具有六面体形状的金属性盒体100、设置在盒体100中的电极组件12以及由合成树脂形成的盖板110。盖板110可以固定于盒体100的开口以密封盒体100的上端。
可以通过顺序堆叠或者堆叠并弯曲第一电极板13、隔板14以及第二电极板15来形成电极组件12。第一电极板13和第二电极板15可以具有薄板或薄膜的形状。第一电极接头16可以与第一电极板13的其上未涂敷活性材料的电荷收集器电耦合。第二电极接头17可以与第二电极板15的其上未涂敷活性材料的电荷收集器电耦合。绝缘带18可以环绕第一电极接头16和第二电极接头17从电极组件12延伸出来的第一电极接头16和第二电极接头17的部分而卷绕。绝缘带18可以防止第一电极接头16或第二电极接头17与第一电极板13或第二电极板15之间的短路。隔板14可以具有比第一电极板13或第二电极板15更宽的表面从而有助于防止第一电极板13与第二电极板15之间的短路。
此外,为了防止第一电极板13或第二电极板15与盒体100之间的短路,可以用隔板和带(separator and tape)(未示出)覆盖图1所示的果冻卷型电极组件12的最外表面,并且用抛光带(finish tape)(未示出)覆盖果冻卷型电极组件12的下端。
盒体100可以由铝或铝合金形成并可以具有六面体形状。电极组件12可以插入到盒体100的开口中使得盒体100用作存放电极组件12和电解质(未示出)的容器。
盖板110可以是具有对应于盒体100的开口的平板形状的合成树脂板,第一电极接头16和第二电极接头17通过其延伸。可以通过应用热焊接来密封盖板110和盒体100的开口的接触部分。然而,由于盖板110与盒体100的材料可以不同,所以焊接法可以不同。因此,可以使用另一方法以固定盖板110与盒体100,比如粘合剂。注入孔114可以用于将电解质注入到盒体100中。
当盖板110与盒体100耦合时,第一电极接头16和第二电极接头17通过透孔112延伸。可以密封透孔112与第一电极接头16之间的间隙以及透孔112与第二电极接头117之间的间隙。可以应用比如环氧树脂的粘合剂或者可执行焊接来密封这些间隙。从透孔112延伸出来的第一电极接头16和第二电极接头17的部分可以弯曲以靠近盖板110,从而提供裸电池的第一电极端子16’和第二电极端子17’,如图3所示。
图3和图4示出了图1和图2所示的根据本发明示范性实施例的可再充电电池的示意性透视图,该可再充电电池具有裸电池以及由合成树脂制成的保护电路板。
参照图3和图4,第一电极接头16的弯曲部分可以形成第一电极端子16’且第二电极接头17的弯曲部分可以形成裸电池的第二电极端子17’。保护电路模块200具有保护电路板和其他安全部件(未示出)。可以通过用热熔体加工保护电路板和引线板(lead plate)或者通过将保护电路板安装在由合成树脂制成的单独的注射成型产品上来形成保护电路模块200。
在保护电路模块200的顶表面上设置有用于将电池连接到外部装置的外部端子212。保护电路模块200的顶表面可以设置为与面对裸电池的表面相反。在面对裸电池的表面上,引线板214与保护电路模块200耦合并且与裸电池的第一电极端子16’和第二电极端子17’接触。
如图3所示,两引线板214在保护电路板200的面对裸电池的下表面之下弯曲,从而与在盖板110的顶表面上弯曲的第一电极端子16’和第二电极端子17’相对。因此,当保护电路模块200与裸电池耦合时,第一电极端子16’和第二电极端子17’每一个都与引线板214电耦合并且其进一步弯曲从而平行于盖板110的顶表面设置。
由合成树脂形成并与引线板214耦合的保护电路模块200的边缘突出体210的下表面设置成面对同样由合成树脂形成的盖板110的顶表面。以这种配置,保护电路模块200和盖板110的接触部分可以通过超声焊接或直接热焊接而结合。图4示出了在沿着盖板110和保护电路模块200的焊接部分通过焊接结合盖板110的顶表面与保护电路模块200的边缘突出体210的下表面之后的可再充电电池。然后,可以对可再充电电池的侧表面或下表面设置管材(tubing)(未示出),以形成完整的电池外部。
可以沿着结合部分118使用例如焊接或粘合剂将盖板110和盒体100结合在一起。可以利用例如粘合剂或焊接来密封盖板110的透孔112与电极接头16或17之间的密封部分116。可以沿着焊接部分150利用例如焊接将盖板110与保护电路模块200结合在一起。
图5和图6示出了根据本发明另一示范性实施例的具有裸电池和保护电路板的可再充电电池的示意性透视图。
在图5和图6所示的示范性实施例中,与上述示范性实施例不同,存放电极组件12的壳体101由合成树脂形成。通过将盖板110插入到壳体101的开口内部并对盖板110和壳体101的接触表面施加粘合剂或将其焊接而使盖板110覆盖壳体101的开口。
如上所述,可以利用粘合剂或焊接来密封透孔112与电极接头16或17之间的密封部分116。延伸超过盖板110的第一电极接头16的部分可以弯曲以形成第一电极端子16’,延伸超过盖板110的第二电极接头17的部分可以弯曲以形成第二电极端子17’。也可以如上所述设置包括保护电路和安全装置的保护电路模块200。
与之前的示范性实施例不同,盖板110的边缘部分设置在合成树脂壳体101侧壁的顶部边缘之下,或者与合成树脂壳体101侧壁的顶部边缘共面并被其包围。由于根据本示范性实施例,壳体101由合成树脂制成,所以壳体101可以容易地焊接于保护电路模块200的边缘突出体210,从而在盖板110与壳体101之间形成焊接部分150’。可选择地,可以利用不同的方法将壳体101与保护电路模块200结合,比如向壳体101和保护电路模块200的接触部分施加粘合剂。在壳体101和保护电路模块200由相同的材料、比如合成树脂形成的情况下,可以通过熔化将其结合。
图7和图8示出了图3所示的可再充电电池的前部和侧部的局部剖面图,以及根据本发明一示范性实施例的裸电池和保护电路模块的配置。
保护电路模块200具有有助于与盖板110接触的边缘突出体210。已部分弯曲的引线板214分别面对通过弯曲第一电极接头16和第二电极接头17的端部而形成的第一电极端子16’和第二电极端子17’。然后向下按压保护电路模块200使得边缘突出体210可以接触盖板110的边缘和壳体101的开口的外表面。此外,引线板214、第一电极端子16’和第二电极端子17’弯曲以平行于盖板110的顶表面。
在本发明的可选示范性实施例中,可以在盖板110的顶表面上形成用于存放第一电极端子16’和第二电极端子17’的沟槽。并且,可以在保护电路模块200的下部内表面上形成用于存放一个或多个引线板214的沟槽。因此在该示范性实施例中,在将盖板110与保护电路模块200耦合在一起时,可以在盖板110的顶表面与合成树脂板200的下部内表面之间形成用于存放已经弯曲的引线板214、第一电极端子16’和第二电极端子17’的区域。因此,盖板110和保护电路模块200可以耦合在一起而没有保护电路模块200的边缘突出体210。
可以将与金属性材料、或者在由相同材料形成的部件之间具有出众的可焊性和可加工性的工程塑料用作合成树脂。近来发展的工程塑料可以具有比铝更轻的重量且还可保持高的机械强度。而且,粘合剂可具有耐化学性或耐热性,以防止与电解质接触所致的变形或退化。
例如,可以将环氧树脂或类似材料用作粘合剂以密封金属性盒体100和塑料盖板110。此外,环氧树脂可具有短的固化时间以增大制造产量。
另外,尽管根据上述示范性实施例,可以将用于通过盖板110抽出电极接头16或17的透孔112基本设置在盖板110的中心,但透孔112也可以设置在盖板110的边缘附近或者在用于结合盖板110与盒体100的开口的接触区域附近。如果盒体100由金属性材料制成,则可以将用于防止电极接头16或17与盒体100之间短路的绝缘材料插入到电极接头16或17与盒体100之间的间隙中。
根据本发明,能够提供一种可再充电电池,其中保护电路能够方便地以高机械强度与裸电池结合。
此外,能够提供一种用于结合保护电路和裸电池的简单而方便的结合工艺。
另外,如果壳体101或盖板110由合成树脂制成,则与常规的金属性盒型可再充电电池相比,可以减小盖板110的部件的数目。因此,能够减小制造成本。
对于本领域技术人员而言显而易见的是,在不偏离本发明的精神或范围的前提下,可以对本发明进行各种修改和变化。因此,本发明旨在覆盖所述的本发明的修改和变化,只要其落入权利要求及其等同物的范围内。
Claims (19)
1.一种可再充电电池,包括:
裸电池,该裸电池包括电极组件,所述电极组件具有两个电极以及插置在所述两个电极之间用于防止所述两个电极之间短路的隔板;
用于存放所述电极组件的壳体;
用于覆盖所述壳体的开口的盖板;以及
包括保护电路的保护电路模块,所述保护电路模块的下表面的一部分由第一合成树脂形成,并且该部分与一接触区域耦合,
其中所述接触区域设置在所述壳体的一部分或所述盖板的一部分上,并且由第二合成树脂形成。
2.根据权利要求1所述的可再充电电池,其中所述接触区域和所述保护电路模块通过熔化所述第一合成树脂和所述第二合成树脂而结合。
3.根据权利要求2所述的可再充电电池,其中通过热熔化或超声熔化来熔化所述第一合成树脂和所述第二合成树脂。
4.根据权利要求1所述的可再充电电池,其中利用粘合剂将所述接触区域和所述保护电路模块相结合。
5.根据权利要求1所述的可再充电电池,其中所述第一合成树脂和所述第二合成树脂包括相同的材料。
6.根据权利要求5所述的可再充电电池,其中所述第一合成树脂和所述第二合成树脂包括工程塑料。
7.根据权利要求1所述的可再充电电池,其中所述盖板设置在所述壳体上,所述壳体由金属制成。
8.根据权利要求1所述的可再充电电池,其中所述盖板设置在所述壳体的开口中,所述壳体由合成树脂制成。
9.根据权利要求1所述的可再充电电池,其中所述盖板包括透孔,与电极耦合的电极接头延伸通过所述透孔,并且所述电极接头用作所述裸电池的电极端子。
10.根据权利要求9所述的可再充电电池,其中所述保护电路模块包括与所述电极接头耦合的引线板,所述引线板弯曲从而与所述盖板的顶表面基本平行。
11.根据权利要求1所述的可再充电电池,其中所述第一合成树脂和所述第二合成树脂包括工程塑料。
12.根据权利要求1所述的可再充电电池,其中所述保护电路模块包括从所述保护电路模块延伸出来的边缘突出体。
13.一种可再充电电池,包括:
第一电极;
第二电极;
插置在所述第一电极和所述第二电极之间的隔板,所述第一电极、所述第二电极和所述隔板卷绕成果冻卷型电极组件;
用于存放所述电极组件的壳体;
与所述壳体的第一端耦合的盖板;以及
与所述盖板耦合的保护电路模块,所述保护电路模块包括与引线板耦合的保护电路;
其中所述盖板的一部分由第一合成树脂形成,并且该部分与所述保护电路模块的由第二合成树脂形成的一部分相耦合。
14.根据权利要求13所述的可再充电电池,其中所述盖板的所述部分焊接到所述保护电路模块的所述部分上。
15.根据权利要求13所述的可再充电电池,其中利用粘合剂将所述盖板的所述部分与所述保护电路模块的所述部分耦合。
16.一种可再充电电池,包括:
裸电池;
用于存放所述裸电池的壳体;以及
保护电路模块,所述保护电路模块包括与所述裸电池耦合的保护电路,
其中所述壳体的一部分由第一合成树脂形成,并且该部分与所述保护电路模块的由第二合成树脂形成的一部分相耦合。
17.根据权利要求16所述的可再充电电池,其中所述壳体的所述部分焊接到所述保护电路模块的所述部分上。
18.根据权利要求16所述的可再充电电池,其中利用粘合剂将所述壳体的所述部分与所述保护电路模块的所述部分耦合。
19.根据权利要求16所述的可再充电电池,其中所述裸电池包括:
第一电极;
第二电极;
插置在所述第一电极和所述第二电极之间的隔板,所述第一电极、所述第二电极和所述隔板卷绕成果冻卷型电极组件;
耦合在所述第一电极与所述保护电路模块的第一引线板之间的第一电极端子;以及
耦合在所述第二电极与所述保护电路模块的第二引线板之间的第二电极端子。
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