CN101237031A - 二次电池的壳体和包括所述二次电池的壳体的电池封装体 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种二次电池的壳体，通过在上盖中形成的紧固凹槽防止电池的反向插入，所述槽被连接到电气/电子设备的端子上的紧固凸起。电池封装体包括所述的壳体。电池封装体还包括：裸电池；与裸电池电气连接的保护电路板；布置在裸电池外部并覆盖保护电路板的上盖，所述上盖包括台阶状的紧固凹槽。

Description

二次电池的壳体和包括所述二次电池的壳体的电池封装体
技术领域
当前发明涉及二次电池的壳体和包括所述二次电池的壳体的电池封装体(battery pack)，具体来讲，涉及在上盖具有台阶状紧固凹槽以紧固带有朝向紧固凹槽凸起的紧固凸起的电子/电气设备的端子从而避免电池的反向插入的二次电池的壳体，和包括所述二次电池的壳体的电池封装体。
背景技术
总的来讲，由于便携式无线设备如摄像机、移动电话和便携式计算机等对于重量轻并具高性能的结构的需求，用于为它们提供驱动电源的二次电池的研究近来一直比较活跃。这些二次电池的实例包括：镍镉电池、镍氢(Ni-MH)电池、锌镍电池、锂二次电池等。锂二次电池是可充电的、结构紧凑并且容量大，由于它具有工作电压高和单位重量能量密度大的优点而广泛应用于高科技电子设备。
锂二次电池生产过程：将具有包括阴极板、阳极板和隔板的电极组件、容纳所述电极组件的容器和如正温度系数元件(PTC元件)、热熔断器和保护电路模块等安全装置的电池封装体安装到裸电池(bare cell)内，其中容器的上端开口用盖组件密封；将装配后的封装体插入独立的外壳体内或用热融性树脂填充间隙；装管(tubing)并用薄的外涂材料标注。
通常电池封装体是大批量生产并如现在移动电话使用的电池那样装入硬壳体内，然后以硬封装体的形式推出。或者，电池封装体以内封装体(innerpack，行业内的人通常以此命名)的形式推出，这样用户就能够把电池封装体插入到电气/电子设备的端子中以供使用。对于后一种情况，传统的内封装体型的电池封装体已经应用在带有特殊电气/电子设备的专用设备中，但是，由于近来倾向于兼容和标准化的电池封装体，使这些电池封装体应用于不同的电气/电子端子的需求也在增加。
这种情况下，当用户把电池封装体反向插入电气/电子设备的端子时，电气/电子设备可能失效。具体来讲，这种情况下电池封装体的外部端子可能被短路，这样电池封装体可能失去作用，甚至可以由于内部温度升高而着火或爆炸。
为解决这一问题，在电池封装体上形成紧固凹槽，在电气/电子设备的端子上形成紧固凸起，所述凹槽和凸起相互紧固在一起，从而防止电池封装体反向插入端子。
电池封装体包括用于二次电池的二次电池的壳体，包括：外盒；上盖和下盖；在上盖上形成的紧固凹槽。电气/电子设备的端子包括端子上形成的固定到电池封装体的紧固凹槽的紧固凸起。
这种情况下，紧固凸起沿端子的水平方向延伸形成，紧固凹槽也沿上盖的水平方向延伸形成，以能够紧固到紧固凸起的长端。因此，紧固凹槽和紧固凸起由于它们相对应的形状而相互紧固在一起，这样电池封装体和端子也相互紧固。
这种情况下，当电池封装体被颠倒插入电气/电子设备的端子时，电池封装体上的无紧固凹槽的表面就会碰到电气/电子设备的紧固凸起，但不会紧固到紧固凸起，从而防止被反向插入。
但是，如果电池封装体的紧固凹槽沿上盖的垂直方向延伸形成，而端子上的紧固凸起沿水平方向延伸形成，则所述电池封装体不可以被紧固到电气/电子设备的端子。同样，如果电池封装体的紧固凹槽沿上盖的水平方向延伸形成，而端子上的紧固凸起沿垂直方向延伸形成，则所述的传统电池封装体也不可以被紧固到端子。
也就是说，为了生产出兼容并符合标准化要求的电池封装体，电池封装体形状必须根据电气/电子设备端子上的紧固凸起进行改变。更为具体来讲，上盖的紧固凹槽的形状必须改变。
也即，在所述电池封装体的生产过程中，紧固凹槽的形状由端子上的紧固凸起的形状所决定。
发明内容
当前发明提出了可应用于电气/电子设备的端子沿水平和垂直方向形成紧固凸起的场合的包括紧固凹槽的上盖。
当前发明也提出了在电气/电子设备的端子既不沿水平方向也不沿垂直方向延伸形成的情况下也能够使电池封装体兼容并符合标准化要求的上盖。
根据当前发明的一个方面，二次电池的壳体包括采用台阶状紧固凹槽的上盖。
根据当前发明的另外一个方面，电池封装体包括：裸电池；与裸电池电气连接的保护电路板；布置在裸电池外并覆盖保护电路板的上盖，所述上盖包括台阶状紧固凹槽。
紧固凹槽可以在上盖的上部左侧和上部右侧形成。紧固凹槽可以在上盖的上部左侧或上部右侧形成。
附图说明
结合附图并参考下面的详细描述，可以对当前发明有更为完整的认识，并且由于更为充分的理解，其中许多伴随的优点也将变得明显，附图中相似的参考序号标识相同的或相似的组件，其中：
图1A是电池封装体实例的透视图；
图1B是电气/电子设备的端子上的紧固凸起的实例的透视图；
图1C是如图1A所述的电池封装体与如图1B所述的电气/电子设备的端子处于紧固状态的透视图；
图2A是电池封装体另一实例的透视图；
图2B是电气/电子设备的端子上的紧固凸起的另一实例的透视图；
图2C是如图2A所述的电池封装体与如图2B所述的电气/电子设备的端子处于紧固状态的透视图；
图3A是说明依据当前发明的示例性实施例的电池封装体的结构的分解透视图；
图3B是依据当前发明的示例性实施例的电池封装体的结构的透视图；
图3C是是图3B的区域“A”的放大透视图；
图4A和4B是依据当前发明的示例性实施例的电池封装体和电气/电子设备的端子上的紧固凸起处于紧固状态的透视图；和
图5A和5B是依据当前发明的另一个示例性实施例的电池封装体和电气/电子设备的端子上的紧固凸起处于紧固状态的透视图。
具体实施方式
下文中对于当前发明上述和其它目的、特性和功能进行更为充分的描述。在附图中，为清晰起见可能夸大显示层和区域的厚度和长度。在全部附图中，相似的部件用相似的参考序号进行标识。
图1A是电池封装体的实例的透视图，图1B是电气/电子设备端子上的紧固凸起的实例的透视图，图1C是如图1A所述的电池封装体和图1B所述的电气/电子设备的端子处于紧固状态的透视图。
参考图1A，电池封装体包括：包括外盒10、上盖11和下盖12的二次电池的壳体；以及形成在上盖11上的紧固凹槽13a。参考图1B，电气/电子设备的端子20包括：端子上形成的紧固至电池封装体的紧固凹槽的紧固凸起21a。
这种情况下，紧固凸起21a沿附图中端子的水平方向延伸形成，紧固凹槽13a也沿上盖11的水平方向延伸形成，以能够紧固到紧固凸起21a的长端。因此，如图1C所示，紧固凹槽13a和紧固凸起21a由于它们相对应的形状而相互紧固，这样也就实现了电池封装体和端子的相互紧固。
这种情况下，当电池封装体被颠倒插入电气/电子设备的端子时，电池封装体上的无紧固凹槽13a的表面碰到电气/电子设备的紧固凸起21a，但不能紧固到紧固凸起21a，由此防止反向插入。
图2A是电池封装体的另一实例的透视图，图2B是电气/电子设备的端子上的紧固凸起的另一实例的透视图，图2C是图2A所述的电池封装体和图2B所述的电气/电子设备的端子的紧固状态的透视图。
参考图2A，电池封装体包括：包括外盒10、上盖11和底盖12的二次电池的壳体；以及在上盖11上形成的紧固凹槽13b。参考图2B，所述电气/电子设备端子20具有紧固到紧固凹槽13b的紧固凸起21b。
这种情况下，紧固凸起21b沿图2A中所述端子的水平方向延伸形成，而紧固凹槽13B也沿上盖11的水平方向形成，以紧固到紧固凸起21b的长端。因此，紧固凹槽13b和紧固凸起21b由于它们对应的形状而紧固在一起，这样电池封装体和端子就实现了如图2C所示的紧固。
图3A是依据当前发明的示例性实施例的电池封装体的结构的分解透视图，图3B是说明依据当前发明的示例性实施例的电池封装体的结构的透视图，图3C是图3B中的区域“A”的放大透视图。
参考图3A和图3B，依据当前发明的示例性实施例的电池封装体包括：裸电池100；保护电路板180；二次电池的壳体。二次电池的壳体可以包括：外盒241a和241b；上盖251和下盖252。裸电池100是二次电池，如镍氢(Ni-MH)电池、镍镉电池等，但并不仅限于此。
保护电路板180与裸电池100电气连接。保护电路板180通常包括：各种保护电路；在印制电路板(PCB)上的正温度系数(PTC)热敏电阻器160。几个向外暴露的外部端子183也形成在保护电路板180的表面上。
当裸电池100的温度高于预定温度时，保护电路180的PTC热敏电阻器160的电阻几乎是无限大。因此，当裸电池100暴露于高温环境，所述PTC热敏电阻器160调节裸电池100的充/放电过程，并且当裸电池100过充电/放电时，PTC热敏电阻器160断开电路以防止裸电池100爆炸。
这种情况下，绝缘体140布置在裸电池100和保护电路板180之间使裸电池100与保护电路板180绝缘。也就是说，绝缘体140用以防止保护电路板180的个别电子器件与裸电池100的表面直接接触，从而防止短路。
保护电路板180分别通过第一和第二电极导线161和163电气连接到裸电池100。也就是说，第一电极导线161和第二电极导线163被分别连接到裸电池100的第一电极端子151和第二电极端子153，其中，所述第一电极导线161可以焊接到第一电极端子151，第二电极导线163可以焊接到第二电极端子153。第一电极导线161可以采用铝(Al)材料形成，第二电极导线可以采用镍(Ni)材料形成，但当前发明并不仅限于此。同时，所述当前发明的二次电池的壳体可以由外盒241a和241b、上盖251和下盖252组成。
外盒241a和241b分为保护裸电池100侧面的第一外盒241a和第二外盒241b。这种情况下，所述外盒241a、241b可以用金属材料或塑料树脂形成。当外盒241a、241b采用塑料树脂时，所形成的外盒要比采用金属材料形成时更轻、更薄。另外，由于外盒241a、241b形成时采用圆角结构，当包括裸电池100的电池封装体安装进电子设备时，它们的接触面积减少，进而电池封装体和电子设备之间的摩擦也得以降低。
作为可选方案，所述外盒241a、241b可以容纳裸电池100，而不是分为第一和第二外盒(附图中未示出这一可选方案)。但是，当前发明的外盒241a、241b的形状和结构并不仅限于此。
虽然在附图中未示出，所述外盒241a、241b也可以省略，如果省略外盒，下面将要描述的包装标签可以用来保护裸电池100。
上盖251也可以布置在裸电池100上，下盖252可以布置在裸电池100下面。这种情况下，由于形成外盒241a、241b以保护裸电池100的底部，下盖252可以省略。
上盖251可以采用单体式、嵌入式或覆盖式。单体式的上盖251的形成可以通过连接保护电路板180至电池单元的顶面，并在低温和低压下将酰基合成树脂喷射并沉积在电池单元的保护电路板180的外部而得以实现。
嵌入式的上盖251的形成可以通过将保护电路板180嵌入进合成树脂，然后连接上盖251至电池单元的顶面而实现。
覆盖式的上盖251可以通过连接保护电路板180至电池单元的顶面，然后将可由合成树脂预先形成的上盖251连接至已连接保护电路板180的电池单元而形成。
也就是说，当前发明的上盖251可以通过如上所述的多种方法形成，但并不仅限于此。
这种情况下，上盖251具有可以连接到电气/电子设备的端子上的紧固凸起的紧固凹槽251a。如图3C所示，紧固凹槽251a可以在上盖251的上部右侧和左侧形成，或虽未在图中说明，可以在上盖251的上部右侧或左侧中的任一个位置形成。
参考图3C，紧固凹槽251a可以采用从上盖251的侧面看去(也即Y轴方向)为台阶形状的结构。
也就是说，由于紧固凹槽251a沿上盖251的水平方向和垂直方向形成，也即从上盖251的顶部看(从X轴方向看)形成“”或“”形状(下文中，当前发明的这一结构称作台阶状结构)，而另一紧固凹槽可形成“丨”或“—”形状。
在电池封装体中，当紧固凹槽形成“丨”形状时，即沿上盖的垂直方向延伸形成时，紧固凹槽不能紧固到具有形成“—”形状，即沿水平方向延伸形成的紧固凸起的电气/电子设备的端子。同样，当紧固凹槽形成“—”形状时，即沿上盖的水平方向延伸形成时，紧固凹槽不能紧固到具有形成“丨”形状，即沿垂直方向延伸形成的紧固凸起的电气/电子设备的端子。
但是，在如上描述的当前发明的台阶状结构中，紧固凹槽为“”或“ ”形状，即沿上盖251的水平和垂直方向延伸形成，这样所述凹槽251a就可以紧固至具有沿垂直方向延伸形成的紧固凸起或沿水平方向延种形成的紧固凸起的端子。
图4A和4B是依据当前发明的示例性实施例的电池封装体和电气/电子设备的端子上的紧固凸起处于紧固状态的透视图，而图5A和5B是依据当前发明的另一个示例性实施例的电池封装体和电气/电子设备的端子上的紧固凸起处于紧固状态的透视图
在这一实例中，图4A是依据当前发明的示例性实施例的电池封装体与具有“—”形状，即沿水平方向延伸形成的紧固凸起紧固之前的透视图，而图4B是如图4A所述的电池封装体和端子紧固后的透视图。
同样，图5A是依据当前发明的示例性实施例的电池封装体与具有“丨”形状，即沿垂直方向延伸形成的紧固凸起紧固之前的透视图，而图5B是如图5A所述的电池封装体和端子紧固后的透视图。
也就是说，如图4A和4B所示，由于电气/电子设备的端子20的紧固凸起21b沿水平方向延伸形成，台阶状紧固凹槽251a沿上盖251的水平方向延伸形成以能够紧固到紧固凸起21b。同样，如图5A和5B所示，由于电气/电子设备的端子20的紧固凸起21a沿垂直方向延伸形成，当前发明的台阶状紧固凹槽251a沿上盖251的垂直方向延伸形成以能够紧固到紧固凸起21a。
这样，包括当前发明的台阶状凹槽的上盖可以应用于具有沿垂直方向延伸形成的紧固凸起和沿水平方向延伸形成的紧固凸起的端子。
虽然在附图中只说明了所述电气/电子设备的端子上的紧固凸起为“—”或“丨”的形状，但紧固凸起可以采用和紧固凹槽同样的形状。
也就是说，所述电气/电子设备的端子上的紧固凸起可以采用“”或“”形状，即，依据紧固凹槽在上盖中的位置而沿水平方向和垂直方向延伸形成。
在这种情况中，与“—”或“丨”形状的紧固凸起相比，紧固凹槽的单位接触面积增加，从而增强了电池封装体和端子的紧固强度，能够有效防止电池封装体向左和向右的移动。
此外，还可以包括覆盖外盒的包装标签，这在图中未示出。在这种情况下，包装标签可以覆盖相互装配在一起的容纳电池单元的外盒、上盖、保护电路板和下盖。
即使在省略外盒时，包装标签也可以覆盖并保护相互装配的电池单元、上盖、保护电路板和下盖。这种情况下，上盖的底部和下盖的顶部由于包装标签的覆盖而连接在一起，这样上盖、下盖和电池单元的结合强度可以得到提高。
依据当前发明，包括紧固凹槽的上盖可以应用于电气/电子设备端子上的沿水平方向延伸形成和沿垂直方向延伸形成的两种紧固凸起。
依据当前发明，不论电气/电子设备的端子上的紧固凸起是沿水平方向延伸形成或沿垂直方向延伸形成，都可以实现电池封装体的兼容和标准化。
同样，电池封装体被反向插入电气/电子设备的端子的情况也可以由于上盖的紧固凹槽的结构而得以防止。
依据当前发明，紧固凸起可以采用与紧固凹槽同样的形状，从而强化了电池封装体和端子的紧固强度，有效防止电池封装体向左和向右的移动。
虽然这里参考特定的示例性实施例描述了当前发明，但允许本领域技术人员在不偏离当前发明的精神或范围的前提下作出各种修改和变更，定义见权利要求和等效物。

Claims (11)

1、一种二次电池的壳体，包括具有台阶状紧固凹槽的上盖。
2、如权利要求1所述的壳体，其中，从所述上盖的顶部看，所述紧固凹槽为“”和“”形状中的一种形状。
3、如权利要求1所述的壳体，其中，所述紧固凹槽形成在所述上盖的上部左侧和上部右侧。
4、如权利要求1所述的壳体，其中，所述紧固凹槽形成在所述上盖的上部左侧和上部右侧中的一个位置上。
5、一种电池封装体，包括：
裸电池；
电气连接到所述裸电池的保护电路板；和
布置在所述裸电池外部并覆盖所述保护电路板的上盖，其中，所述上盖包括台阶状紧固凹槽。
6、如权利要求5所述的电池封装体，其中，从所述上盖的顶部表面看，所述紧固凹槽采用“”和“”形状中的一种形形状。
7、如权利要求5所述的电池封装体，其中，所述紧固凹槽形成在所述上盖的上部左侧和上部右侧。
8、如权利要求5所述的电池封装体，其中，所述紧固凹槽形成在所述上盖的上部左侧和上部右侧中的一个位置上。
9、如权利要求5所述的电池封装体，其中，所述上盖包括单体式盖。
10、如权利要求5所述的电池封装体，其中，所述上盖包括嵌入式盖。
11、如权利要求5所述的二次电池的壳体，其中，所述上盖包括覆盖式盖。
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