CN101242092A - 保护电路组件及具有该组件的电池包 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种保护电路组件和具有保护电路组件的电池包，当外部接线端被电连接到保护电路组件上时，其具有防止连接到外部接线端的保护电路板被推压的能力。因此，外部接线端以一种可靠的方式被电连接到保护电路组件。保护电路组件包括：保护电路板，在其侧面上具有至少一个突起；和具有与所述突起相对应的至少一个孔的上壳体。另外，所述电池包包括：裸电池；与裸电池电连接且在其侧面上具有至少一个突起的保护电路板；和具有与突起相对应的至少一个孔的上壳体。

Description

保护电路组件及具有该组件的电池包
技术领域
本发明涉及一种保护电路组件和具有该种保护电路组件的电池包(battery pack)，特别是，涉及一种保护电路组件和一种具有保护电路组件的电池包，其中当外部接线端被电连接到保护电路组件时能够防止连接到外部接线端的保护电路板端子部被推压，使得外部接线端以一种可靠的方式被电连接到保护电路组件。
背景技术
近年来，紧凑的和重量轻的移动电子/电气设备，如便携式电话、笔记本电脑、便携式摄像机等已经被积极地发展和生产。电池包被设置在便携式电子、电气设备内部，使得其能在没有外部电源的情况下工作。从经济方面考虑，电池包通常可以用镍镉电池、镍氢电池或锂电池等可充电的二次电池。
其中，锂充电电池具有比镍镉电池或镍氢电池高三倍的工作电压，并且单位重量的能量密度比镍镉电池和镍氢电池大。因此，锂充电电池被广泛用于便携式电子/电气设备。根据电解质的类型锂充电电池可以分为使用液体电解质的锂离子电池和使用聚合物电解质的锂聚合物电池。根据形状锂充电电池可以分为圆柱型电池、多边型电池和袋式电池。
通常，采用锂充电电池的电池包包括裸电池和保护电路组件。裸电池包括电极组件、罐体和盖组件。电极组件包括：正极板，具有连接到正极集流体的正极耳，且正极集流体上具有正极活性物质；负极板，具有连接到负极集流体的负极耳，且负极集流体上具有负极活性物质；和置于正极板和负极板之间的间隔件。电极组件装在具有上部开口的罐体内。罐体的上部开口被盖组件密封。保护电路组件被电连接到裸电池以防止裸电池被过充电。保护电路组件包括当裸电池被充电或放电时控制电压或电流的保护电路板；放置在保护电路板和裸电池之间的下壳体，用于提供固定保护电路板的空间；和与下壳体耦接的上壳体用于防止保护电路板被外部撞击。
一般地，电池包的保护电路组件的下壳体通过模制过程制备。然而，在模制过程中，例如树脂或热熔性等模制材料渗入保护电路板的端子部以致于阻断端子部与外部接线端间的电连接。另外，模制材料不良的流动性可能导致裂缝或针孔。为了解决这些问题，提出了保护电路板被一个盖状上壳体覆盖的结构。
因此，采用盖状上壳体覆盖保护电路板的结构可以省去模制过程。然而，由于保护电路板和上壳体的耦接不够坚固，当外部接线端与保护电路板的端子部接触使得保护电路组件电连接到外部接线端时，保护电路可被推向裸电池，使得外部接线端不完美地连接到保护电路组件。
发明内容
本发明提供一种保护电路组件和电池包，其能安全地将保护电路组件的保护电路板耦接到上壳体以防止保护电路板被推压，从而以可靠的方式将保护电路组件电连接到外部端子上。
根据本发明的一个方面，一种保护电路组件包括：在其侧面有至少一个突起的保护电路板；和具有对应于上述突起的至少一个孔的上壳体。
根据本发明的另一个方面，一种电池包包括：裸电池；电连接于该裸电池且在其侧面具有至少一个突起的保护电路板；和具有对应于上述突起的至少一个孔的上壳体。
附图说明
通过结合附图参照如下详细描述，可有助于更容易同时更好地理解本发明及其相应的优点，附图中相似的参考记号代表相同或相似的部件，其中：
图1是根据本发明第一实施例的裸电池分解视图；
图2是根据本发明第一实施例的电池包的分解视图；
图3A是根据本发明第二实施例的电池包的分解视图；
图3B是根据本发明第三实施例的电池包的分解视图；
图3C是根据本发明第四实施例的电池包的分解视图；
图3D是根据本发明第五实施例的电池包的分解视图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明作全面的描述，附图中展示了本发明的实施例。然而，本发明可以以不同的形式被实施，并不局限于以下阐述的实施例。为了清楚起见，附图中层的厚度和区域被放大了。在整个详细描述中同样的标记对应于相同的部件。
图1是根据本发明第一实施例裸电池的分解视图。
参照图1，本发明第一实施例中的裸电池包括电极组件100、上部具有开口端并容纳电解质(未示出)使得锂离子可以在电极组件100和罐体200间运动的罐体200、以及用于密封罐体200并具有电连接到电极组件100上的电极端子310的盖组件300。在这个过程中，电极组件100包括具有正极极耳150的正极板120，正极极耳150连接到涂覆有正极活性物质(未示出)的正极集流体(未示出)上；具有负极极耳140的负极板110，负极极耳140连接到涂覆有负极活性物质(未示出)的负极集流体(未示出)上；和置于正极板120和负极板110之间的间隔件130。在图1中，所示出的负极极耳140被设置在电极组件100的内部中心上，所示出的正极极耳150被设置在电极组件100的边缘，并且如图所示负极极耳140被电连接到电极端子310上。然而，正极极耳150和负极极耳140的位置是可以变化的。作为选择，正极极耳150和负极极耳140中的任一个可以向罐体200的下部突出使其电连接到罐体200上。
正极活性物质可以包括含锂的过渡金属氧化物和锂硫属化合物，例如，典型的金属氧化物如LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4或LiNi1-x-yCoxMyO2(其中0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1，M选自Al、Sr、Mg和La等金属)。负极活性物质可以包括结晶碳、无定形碳、碳化合物、碳纤维等碳材料、金属锂或锂合金。
正极集流体或负极集流体可以由不锈钢、镍、铜、铝或它们的合金制成。优选地，正极集流体可以是铝或铝合金制成，负极集流体可以由铜或铜合金制成，从而使效率最大化。
间隔件130放置在正极板120和负极板110之间以防止电短路，并使锂离子能移动。间隔件130可以是诸如聚乙烯、聚丙烯制成的聚烯烃基聚合物层，或者是它们制成的多层结构。
如图1所示，罐体200可以是多边型金属材料、圆柱型或袋型金属材料的形式，且罐体200具有上部开口。金属材料可包括质量轻和挠性的材料如铝、铝合金、不锈钢，或者类似的材料，使得罐体200具有作为端子的功能。
耦接到罐体200上部开口的盖组件300包括盖板350、绝缘板340、端子板330、绝缘框架320、和电极端子310。盖板350是具有与罐体200上部开口相应尺寸和形状的金属片，并且包括预定尺寸的端子孔352、电解质注入孔354和安全出口(未示出)。安全出口可以形成在不妨碍端子孔352和电解质注入孔354的任何区域，并可形成在罐体200的侧面上。
电解质注入354便于将电解质注入到容纳有电极组件100的罐体内，使得锂离子平稳地运动。用盖组件300密封罐体200后，电解质通过注入孔354被注入到罐体200内，而后用电解质注入孔塞370将电解质注入孔354封住以密封罐体200。
端子孔352用于插入电极端子310，使得电极端子310通过端子孔352被电连接到设置在盖板350下面的端子板330上。为了将电极端子310与盖板350绝缘，由绝缘橡胶或不导电材料制成的垫圈360设置在电极端子310的外侧。
绝缘板340和端子板330依次设置在盖板350下面。端子板330电连接到电极组件100的负极极耳140上，使得电极端子310电连接到负极极耳140上。绝缘片340将端子板330与盖板350电绝缘，从而即使当盖板350被电连接到电极组件100的正极极耳150上时，也可以防止盖板350与端子板330短路。
绝缘框架320被放置在罐体200的上部开口处以固定电极组件100的正极极耳150和负极极耳140。绝缘框架320可以由聚丙烯(PP)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚砜(PES)、改性聚苯醚(PPO)或类似的不导电的聚合物树脂制成。为了提供固定端子板330和绝缘片340的空间，可以在绝缘框架320外围形成支撑架。
图2是根据本发明第一实施例中电池包的分解视图。
参见图2，根据本发明第一实施例中的电池包包括如图1所示具有电极端子310的裸电池500和与裸电池500电连接的并具有保护电路板610和上壳体630的保护电路组件。通过第一引线板540和第二引线板550，保护电路板610被电连接到电极端子310和盖板350。绝缘部件530被设置在电连接到电极端子310上的第一引线板540和盖板350之间。
在这个过程中，尽管未示出，可以在保护电路板610和裸电池500之间设置板固定器(未示出)，以提供保护电路板610和裸电池500间可靠的支撑。板固定器由绝缘材料制成，以防止裸电池500与保护电路板610间的短路。另外，裸电池500可以用诸如标签等外部材料包围。另一方面，为了防止外部对裸电池500的冲击，裸电池500可以用不锈钢(SUS)材料制成的外部罐体包围。
保护电路板610包括电连接到裸电池500的端子部620，和形成在其两个侧面上的至少一个突起650。上壳体630包括面对端子部620敞开的开口640，和与突起650相对应的至少一个孔660。
为了确保保护电路板610和上壳体630间的耦接，保护电路板610上的突起650可以突出与上壳体630厚度相对应的一段距离。为了方便地检测耦接，突起650可以具有半圆形或多边形形状，或者上壳体630的孔660可以为矩形。
图3A是本发明第二实施例中电池包的分解视图，图3B是本发明第三实施例中电池包的分解视图。
参见图3A和图3B，根据本发明第一实施例的与裸电池500电连接的保护电路组件中，包括分别形成在保护电路板610和上壳体630上的至少一个突起650和至少一个孔660。突起650和孔660可以形成在保护电路板610和上壳体630的一个长侧面上(图3A)或两个短侧面上(图3B)，使得保护电路板610能被容易地耦接到上壳体630上。另外，突起650和孔660可以分别形成在保护电路板610和上壳体630的一个短侧面或两个长侧面上。当突起650和孔660形成在保护电路板610和上壳体630的短侧面或长侧面中的一个侧面上时，上壳体630的另一个侧面可以部分凹进以使保护电路板610能容易地被固定。
图3C是根据本发明第四实施例的电池包的分解视图，图3D是根据本发明第五实施例的电池包的分解视图。
参见图3C和3D，根据本发明第一实施例的与裸电池500电连接的保护电路组件中包括分别形成在保护电路板610和上壳体630上的至少一个突起650和至少一个孔660。突起650和孔660可以形成在保护电路板610和上壳体630的一个长侧面和两个短侧面上(图3C)或者两个长侧面和两个短侧面上(图3D)。另外，与图3C和3D相比，突起650和孔660可形成在保护电路板610和上壳体630的一个短侧面和两个长侧面上。在突起650和孔660不减弱保护电路板610和上壳体630之间耦接的条件下，突起650和孔610可以形成在保护电路板和上壳体630的任何位置。
最终，根据本发明的示例性实施例，保护电路板和具有该保护电路板的电池包包括形成在保护电路板侧面上的至少一个突起和与突起对应的至少一个孔，使得保护电路板和上壳体通过突起和孔彼此耦接在一起，从而当保护电路板的端子部与外部接线端接触时，可防止保护电路板被推向裸电池。
如前所述，根据本发明的实施例，保护电路板和具有该保护电路板的电池包包括至少一个形成在保护电路板侧面上的突起，和至少一个对应于突起的孔，使得保护电路板和上壳体通过突起和孔彼此耦接在一起，从而当保护电路板的端子部与外部接线端接触时，可以防止保护电路板被推向裸电池。因此，能以一种可靠的方式将包括保护电路板和上壳体的保护电路组件与外部接线端电连接。
尽管本发明是参照某些实施例进行描述的，但所属领域技术人员应理解，在不偏离本发明的精神和范围的条件下可以对本发明做出各种修改和变化，本发明由所附权利要求及其等同方案限定。

Claims (25)

1、一种保护电路组件，包括：
保护电路板，在其侧面具有至少一个突起；和
上壳体，其具有与所述突起相对应的至少一个孔。
2、如权利要求1所述的保护电路组件，其中，所述突起的数量等于所述孔的数量。
3、如权利要求1所述的保护电路组件，其中，所述至少一个突起的长度等于所述上壳体的厚度。
4、如权利要求1所述的保护电路组件，其中，所述至少一个突起被形成在所述保护电路板的短侧面和长侧面其中之一上。
5、如权利要求4所述的保护电路组件，其中，所述至少一个突起被形成在所述保护电路板的短侧面和长侧面其中之一的两侧上。
6、如权利要求1所述的保护电路组件，其中，所述至少一个突起被形成在所述保护电路板的短侧面和长侧面上。
7、如权利要求6所述的保护电路组件，其中，所述至少一个突起被形成在所述保护电路板的两个短侧面和两个长侧面上。
8、如权利要求6所述的保护电路组件，其中，所述至少一个突起被形成在所述保护电路板的短侧面和长侧面中的一个侧面的一侧和另一个侧面的两侧上。
9、如权利要求1所述的保护电路组件，其中，所述至少一个孔是矩形的。
10、如权利要求1所述的保护电路组件，其中，所述至少一个突起具有半圆形和多边形之一的形状。
11、一种电池包，包括：
裸电池；
与所述裸电池电连接且在其侧面上具有至少一个突起的保护电路板；和
具有至少一个与所述突起相对应的孔的上壳体。
12、如权利要求11所述的电池包，其中，所述突起的数量等于所述孔的数量。
13、如权利要求11所述的电池包，其中，所述至少一个突起被形成在所述保护电路板的短侧面和长侧面其中之一上。
14、如权利要求13所述的电池包，其中，所述至少一个突起被形成在所述保护电路板的短侧面和长侧面其中之一的两侧上。
15、如权利要求11所述的电池包，其中，所述至少一个突起被形成在所述保护电路板的短侧面和长侧面上。
16、如权利要求15所述的电池包，其中，所述至少一个突起被形成在所述保护电路板的两个短侧面和两个长侧面上。
17、如权利要求15所述的电池包，其中，所述至少一个突起被形成在保护电路板的短侧面和长侧面中的一个侧面的一侧和另一个侧面的两侧上。
18、如权利要求11所述的电池包，其中，所述至少一个突起具有半圆形和多边形之一的形状。
19、如权利要求11所述的电池包，其中，所述至少一个孔是矩形的。
20、如权利要求11所述的电池包，其中，所述至少一个突起的长度等于所述上壳体的厚度。
21、如权利要求11所述的电池包，其中，还包括包围所述裸电池的外部材料。
22、如权利要求21所述的电池包，其中，所述外部材料包括标签。
23、如权利要求11所述的电池包，其中，还包括设置在所述裸电池和保护电路板之间的板固定器。
24、如权利要求23所述的电池包，其中，所述板固定器由绝缘材料制成。
25、如权利要求11所述的电池包，其中，所述上壳体具有形成在一个短侧面上或两个短侧面上的防颠倒插入槽。
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