CN101312238A

CN101312238A - 电池组

Info

Publication number: CN101312238A
Application number: CNA2008101086146A
Authority: CN
Inventors: 洪镇泰; 白云成
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2007-05-21
Filing date: 2008-05-21
Publication date: 2008-11-26
Anticipated expiration: 2028-05-21
Also published as: KR20080102605A; KR100882914B1; CN102208574B; US8034479B2; CN101312238B; CN102208574A; US20080292913A1

Abstract

本发明涉及一种电池组，其包括壳体，该壳体包括：具有主壁和相对侧壁的第一壳体主体；包括第二主壁和相对侧壁的第二壳体主体。第一侧壁和第二侧壁包括接合部分，用于在所述第一壳体主体与第二壳体主体被压合以形成用于容纳裸电池的空间时接合在一起。该壳体也可包括用于接合所述第一侧壁和第二侧壁的夹子。

Description

电池组

技术领域

本发明的各方面涉及一种电池组，更具体而言，涉及一种壳体(其被形成用于封装裸电池)的接合部分紧密接触的电池组，以防止在使用树脂或者热熔进行模制过程中由于从该壳体的接合部分泄漏的模制材料而引起的劣质模制。

背景技术

近来，诸如手机、笔记本电脑、可携式摄像机等的紧凑式和可携式电子/电气设备已被有效开发和生产，且需要用于可携式操作的电池组。为了节约起见，电池组通常包括可再充电的二次电池，例如，镍镉(Ni-Cd)电池、镍氢(Ni-MH)电池和锂(Li)电池。

包括锂二次电池的电池组广泛用于可携式电子/电气设备。之所以使用锂二次电池是因为锂二次电池具有三倍于Ni-Cd电池或者Ni-MH电池的工作电压，并具有高于Ni-Cd电池或者Ni-MH电池的单位重量的能量密度。根据使用的电解质类型，锂二次电池可被划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。锂二次电池也可根据形状被划分为例如圆柱形锂电池、长方形锂电池和袋型锂电池。

使用锂二次电池的电池组包括裸电池和与该裸电池电连接以防止该裸电池被过分放电和过度充电的保护电路板。为了连接裸电池与保护电路板，通常进行模制过程。模制过程使用诸如树脂、热熔等的模制材料填充形成在裸电池与保护电路板之间的空间。这里，裸电池被制成如下形式：在包括正极板和负极板的电极组件中，电极接头与涂覆有电极活性物质的电极集电体相连，并且隔板设置在正极板与负极板之间。裸电池设置在顶部打开的罐中。该罐打开的顶部通过盖组件密封。

当电池组的强度通过封装裸电池的外侧面被增强以保护裸电池免受外界碰撞时，壳体被物理接合以提高裸电池的可靠性。然而，壳体在接合部分处没有完全接合，因此模制材料从接合部分泄漏并导致电池组的劣质模制。

发明内容

本发明的各方面致力于一种电池组的电池壳体，其中该壳体的侧壁相互连结，以改善电池组的模制。

本发明的一方面提供一种用于电池组的电池壳体。该电池组可包括：裸电池；与该裸电池电连接的保护电路板；和用于封装裸电池并包括接合部分的壳体。

本发明的另一方面提供一种电池壳体，其可包括第一侧壁、第二侧壁和从该第一侧壁延伸的接片。该接片折叠在该第二侧壁上，以接合所述第一侧壁和第二侧壁。

本发明的又一方面提供一种电池壳体，其包括用于接合壳体的第一与第二侧壁的夹子。

本发明的其它方面和/或优点的一部分将在以下的描述中揭示，一部分根据该描述是明显的，或者可通过对本发明的实践获知。

附图说明

通过下文结合附图对实施例的描述，本发明的这些和/或其它技术和优点将变得显而易见和更加易于理解。

图1为示出根据本发明示意性实施例的裸电池的分解透视图；

图2A至2C为示出根据本发明示意性实施例的电池组的壳体的透视图；

图3A为示出根据本发明示意性实施例的电池组的壳体的透视图；

图3B为示出根据本发明示意性实施例的电池组的壳体的分解透视图；

图4A为示出根据本发明另一示意性实施例的电池组的壳体的透视图；和

图4B为示出根据本发明另一示意性实施例的电池组的壳体的分解透视图。

具体实施方式

现在参照附图详细描述本发明的示意性实施例，实施例的示例示于附图中，其中相同的附图标记始终代表相同的元件。以下所描述的示意性实施例通过参照附图用以阐释本发明的各方面。当描述某个部分“连接至”其它部分时，这表示“直接连接”和在这两个部分之间包括部件的“电间接连接”。

图1为示出根据本发明示意性实施例的裸电池101的分解透视图。参照图1，裸电池101包括电极组件100；具有打开上端的罐200，用于容纳电解质(未示出)，以使锂离子可在电极组件100内移动；和用于密封罐200的盖组件300。电极组件100包括：正极板120，其具有与涂覆有正极活性物质(未示出)的正极集电体(未示出)电连接的正极接头150；负极板110，其具有与涂覆有负极活性物质(未示出)的负极集电体(未示出)电连接的负极接头140；和设置在正极板120与负极板110之间的隔板130。

正极活性物质可包括含Li过渡金属氧化物或者Li硫属化合物。例如，该活性物质可为LiCoO₂、LiNiO₂、LiMnO₂、LiMn₂O₄或者LiNi1-x-yCo_xM_yO₂(其中，0≤x≤1，0≤y≤1，0≤x+y≤1，且M为诸如Al、Sr、Mg、La等的金属)。负极活性物质可包括碳材料(例如，结晶碳、无定形碳、碳复合体、碳纤维等)、锂金属、或者锂合金。

正极集电体或者负极集电体可由从包括不锈钢、镍、铜、铝及其合金的组中选取的材料形成。优选地，正极集电体可由铝或者铝合金形成，负极集电体可由铜或者铜合金形成，从而使效率最大化。然而，集电体并不限于此。

隔板130设置在正极板120与负极板110之间，用于防止电短路和使锂离子能够运动。隔板130可由诸如聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)、或者多层PE和PP等的聚烯烃基聚合物层形成。

如图所示，罐200可形成为长方形形状，并替代地也可形成为圆柱形或者袋形。罐200可由金属材料制成。优选地，罐200可由轻质和弹性的金属材料制成，例如，铝、铝合金、不锈钢等，这些材料允许罐200用作端子。罐200形成用于容纳电极组件100的内部空腔。如图所示，罐200为在制造过程中不会变形的固定形状。然而，本发明也可使用由于具有柔软侧部而变形的袋型容器。

盖组件300接合至罐200的上开口，并且包括盖板350、绝缘板340、端子板330、绝缘盒320和电极端子310。盖板350为尺寸与形状与罐200的上开口相当的金属板。盖板350包括预定尺寸的端子孔、电解质注入孔、和安全通风口(未示出)。安全通风口可在不会干涉端子孔和电解质注入孔的任意区域处形成。

电极端子310插入端子孔中，并与端子板330相连。在这种情况下，为了使盖板350与电极端子310绝缘，设置由绝缘橡胶或者非导电材料形成的衬垫360，以使电极端子310与盖板350绝缘。

电解质如果为液体电解质，那么其通过电解质注入孔被注入到容纳电极组件100的罐200中，以在裸电池101的放电或者充电过程中平稳地移动锂离子。在使用盖组件300将罐200密封之后，电解质通过电解质注入孔被注入，然后用电解质注入孔塞头370密封该电解质注入孔，从而将罐200密封。然而，可以理解的是，如果使用固体电解质，则不需要使用电解质注入孔，且该电解质可被附加使用或者代替使用隔板130。

绝缘板340和端子板330顺序设置在盖板350下面。端子板330与电极端子310和负极接头140电连接，以使电极端子310与负极接头140电连接。绝缘板340设置在盖板350与端子板330之间，以使盖板350与端子板330绝缘。

绝缘盒320可由绝缘聚合树脂形成，例如，聚丙烯(PP)、聚丙烯硫化物(PPS)、聚醚砜(PES)、改性聚苯醚(PPO)等。绝缘盒320设置在罐200的上开口上，以盖在电极组件100的上端，并固定电极组件100的正极接头150和负极接头140。绝缘盒320可包括形成在其周界处的框式支架，用于可靠定位端子板330和绝缘板340。

尽管未示出，包括电极组件100、罐200和盖板300的裸电池101与保护电路板(未示出)相连，以便控制裸电池的放电与再充电。该保护电路板被构造为，多个电子部件安装在印刷电路板(PCB)上(在该PCB上形成互连图案)，并且经由引线板电连接至裸电池101。这里，可在裸电池101和保护电路板之间设置二级保护装置，例如，正温度系数(PTC)、热熔丝、双金属片、或者热制动器，该二级保护装置与裸电池101和保护电路板电连接，以根据环境温度控制裸电池中的电流。

图2A至2C为示出根据本发明示意性实施例的电池组的电池壳体500a-500c的透视图。参照图2A，壳体500a用于容纳裸电池101，从而形成电池组。壳体500a包括：第一壳体主体510a，其包括包含第一接合部分515a的第一侧壁517a；和第二壳体主体520a，其包括包含第二接合部分525a的第二侧壁527a。壳体500a还包括设置在第一与第二侧壁517a与527a之间的第一和第二主壁511和521，以及设置在第一与第二壳体主体510a与520a之间底壁523。壳体500a可由强度足以增强电池组强度的材料形成。壳体500a可由不锈钢(例如，钢用不锈钢(steel use stainless，SUS))形成，以保证轻质的电池组和/或容易制造。

当裸电池101插入壳体500a中时，第一壳体主体510a和第二壳体主体520a与裸电池101的纵向侧面相接触。在壳体500a的接合区域A处，第一和第二接合部分515a和525a接合在一起。接合区域A被设置邻接裸电池101的窄侧面。第一和第二壳体主体510a和520a均朝向对方弯曲，以接合第一与第二接合部分515a与525a，从而使注入壳体500a中的模制材料(例如树脂或者热熔)不会在第一与第二接合部分515a与525a之间通过。所示的第一和第二接合部分515a和525a弯曲成连结的半圆形。第一和第二接合部分515a和525a，和/或第一和第二侧壁517a和527a，可在接合过程中弹性变形，但是通常在完成接合之后恢复到其原始形状，以维持连结关系。

图2B示出用于容纳裸电池101的壳体500b。壳体500b包括：第一壳体主体510b，其包括包含第一接合部分515b第一侧壁517b；和第二壳体主体520b，其包括包含第二接合部分525b的第二侧壁527b。除了第一和第二接合部分515b和525b的形状之外，壳体500b类似于壳体500a。所示的第一和第二接合部分515b和525b弯曲成对应的半长方形形状。第一和第二接合部分515b和525b的形状防止注入壳体500b中的模制材料(例如树脂或者热熔)在第一与第二接合部分515b与525b之间通过并离开壳体500b。第一和第二接合部分515b和525b，和/或第一和第二侧壁517b和527b，可在接合过程中弹性变形，但是通常在完成接合之后恢复到其原始形状，以维持连结关系。

图2C示出用于容纳裸电池101的壳体500c。壳体500c包括：第一壳体主体510c，其包括包含第一接合部分515c的第一侧壁517c；和第二壳体主体520c，其包括包含第二接合部分525c的第二侧壁527c。除了第一和第二接合部分515c和525c的形状之外，壳体500c类似于壳体500a。所示的第一和第二接合部分515c和525c弯曲成对应的正弦曲线或者波浪形状。第一和第二接合部分515c和525c的形状防止注入壳体500c中的模制材料(例如树脂或者热熔)在第一与第二接合部分515c与525c之间通过并离开壳体500c。第一和第二接合部分515c和525c，和/或第一和第二侧壁517c和527c，可在接合过程中弹性变形，但是通常在完成接合之后恢复到其原始形状，以维持连结关系。

第一和第二接合部分515a-c和525a-c可弯曲为任意若干形状，或者其它种连结的突起和凹进，只要防止模制或者树脂材料通过接合部分离开对应的壳体500a-c。此外，由于部分515a-c和525a-c具有多个连结槽，所以这些部分可为波纹状的。第二接合部分525a-c可接触裸电池101，或者也可与裸电池101分隔。

根据各种实施例，第一和第二接合部分515a-c和525a-c可位于裸电池101的纵向侧面处(而不是窄侧面)。在其它示意性实施例中，壳体500a-c可形成为一体。

图3A为示出根据本发明另一示意性实施例的电池组的壳体502的分解透视图，图3B为示出壳体502在被组装之前的分解透视图。参照图3A和3B，壳体502包括：包含第一侧壁555的第一壳体主体550，和包含第二侧壁565的第二壳体主体560。第一侧壁555包括接片530。第一和第二壳体主体550和560通过在接合区域B处交叠第一和第二侧壁555和565，并将接片530折叠到第二侧壁565上而接合在一起。第一壳体主体550与裸电池101的一侧相接触，第二壳体主体560与裸电池101的另一侧相接触。

壳体502可由强度足以加固裸电池101的任意材料制成。例如，壳体502可由不锈钢制成，例如钢用不锈钢(SUS)。

裸电池101(未示出)插入在第一壳体主体550与第二壳体主体560之间，以形成电池组。第一壳体主体550和第二壳体主体560与裸电池101的两个纵向侧面相接触，且第一和第二侧壁555和565位于在裸电池101的窄侧面。壳体502可形成为一体。壳体502可被构造为第一和第二侧壁555和565位于裸电池101的纵向侧面。

第一侧壁555的接片530朝向第二侧壁565弯曲，以使第一壳体主体550紧密接触第二壳体主体560。接片530的长度可影响壳体502中的裸电池101的位置和接合区域B的强度。因此，接片530的长度范围通常为接合区域B的长度的约5％至10％。

根据各种实施例，第二侧壁565可位于第一侧壁555内侧，即，更为靠近裸电池101，并且接片530可朝向裸电池101折叠。然而，当接片530朝向裸电池101弯曲时，由于在裸电池101的放电与再充电过程中发生的膨胀，接片530可能接触和/或损坏裸电池101。这样，如图3A和3B所示，第一侧壁555通常设置得比第二侧壁565更加邻近裸电池101，并且接片530远离裸电池弯曲。因此，可防止接片530接触裸电池。

根据各种实施例，第二侧壁565也可以可选地具有接片530(未示出)。然而，当第一和第二侧壁555和565均具有接片530时，会增加电池组的厚度，而不会显著改善第一与第二壳体主体550与560的接合。

图4A为示出根据本发明又一示意性实施例的电池组的壳体504的透视图，图4B为示出壳体504的分解透视图。参照图4A和4B，壳体504包括包含第一侧壁575的第一壳体主体570，包含第二侧壁585的第二壳体主体580，和用于在接合区域C处将第一侧壁575与第二侧壁585相连的夹子540。除了壳体504没有接片530之外，壳体504类似于壳体502。这里，尽管包括第一壳体主体550和第二壳体主体560的壳体504由强度足以加固电池组的任意材料制成，但是优选地，壳体504由不锈钢(例如钢用不锈钢(SUS))制成，以减轻电池组重量且容易制造。

裸电池101(未示出)插入壳体504中。第一壳体主体570和第二壳体主体580与裸电池101的两个纵向侧面相接触，且第一和第二侧壁575和585位于裸电池101的窄侧面。然而，壳体504可形成为一体，或者可构造为接合区域C邻接裸电池101的纵向侧面设置，以使第一和第二侧壁575和585邻接裸电池101的纵向侧面设置。

尽管未在附图中示出，根据对壳体500和502的描述，壳体504的第一和第二侧壁575和585可包括接合部分，用于使第一和第二侧壁575和585连结。

夹子540可为位于接合区域C处并使第一壳体主体570与第二壳体主体580相连的任意装置，用于使模制过程中引入到壳体504中的模制材料(例如树脂或者热熔)不会泄漏。夹子540也可使用在壳体500和502中。还可使用另外的夹子540，以使夹子540设置在接合区域C的两端。就夹子而言，可以理解的是，可以使用任意压合机构来结合侧壁575、585，以附加使用或者代替使用夹子540。

因此，根据本发明的各方面，壳体的各侧壁包括接合部分，或者包括接片，以将各第一与第二壳体主体接合在一起，从而防止模制过程中引入到壳体中的模制材料(例如树脂或者热熔)通过壳体的侧壁泄漏。

尽管显示和描述了一些本发明的实施例，但是本领域技术人员应该理解的是，可在这些实施例中进行改动，而不会脱离权利要求及其等同替换物中限定的本发明的原则和精神以及范围。

Claims

1、一种电池组，包括：

裸电池；

与所述裸电池电连接的保护电路板；和

用于封装所述裸电池的壳体，该壳体包括波纹状接合部分，用于连结所述壳体以使模制材料不能沿该被连结壳体的接合部分通过。

2、如权利要求1所述的电池组，其中所述壳体包括：

用于封装所述裸电池一部分的第一壳体主体，其包括第一主壁和相对的第一侧壁，所述第一侧壁包含第一接合部分；和

用于封装所述裸电池相反一部分的第二壳体主体，其包括第二主壁和相对的第二侧壁，所述第二侧壁包含第二接合部分；

其中，当所述第一与第二壳体主体被压合以形成用于容纳所述裸电池的空间时，所述第一接合部分与相应的第二接合部分相连结。

3、如权利要求2所述的电池组，其中所述第一和第二接合部分为所述第一和/或第二侧壁的弯曲部分。

4、如权利要求3所述的电池组，其中每个所述弯曲部分均具有正弦曲线形状。

5、如权利要求3所述的电池组，其中每个所述弯曲部分均具有半圆形状。

6、如权利要求3所述的电池组，其中每个所述弯曲部分均具有半长方形形状。

7、如权利要求2所述的电池组，其中所述第一与第二侧壁和/或所述第一与第二接合部分弹性变形以连结。

8、如权利要求2所述的电池组，进一步包括与所述第一和第二主壁的边缘相连的底壁。

9、如权利要求2所述的电池组，其中所述第一和第二侧壁在连结时形成所述壳体的第一和第二壳体壁，并且所述第一和第二接合部分沿所述第一和第二壳体壁的中心部设置。

10、如权利要求1所述的电池组，其中所述壳体由不锈钢制成。

11、一种电池组，包括：

裸电池；

与所述裸电池电连接的保护电路板；和

用于封装所述裸电池且包括接合部分的壳体，

其中所述接合部分具有接片，该接片沿纵向伸出预定距离并被弯曲。

12、如权利要求11所述的电池组，其中所述壳体包括：

用于封装所述裸电池一部分的第一壳体主体，其包括第一主壁和相对的第一侧壁；和

用于封装所述裸电池相反一部分的第二壳体主体，其包括第二主壁和相对的第二侧壁。

13、如权利要求12所述的电池组，其中所述接片从所述第一侧壁的边缘延伸，并折叠到所述第二侧壁上，以接合所述第一侧壁和第二侧壁。

14、如权利要求12所述的电池组，其中所述第一侧壁和第二侧壁当接合在一起时相互交叠，并且所述第一侧壁设置在所述第二侧壁的内侧。

15、如权利要求12所述的电池组，进一步包括与所述第一主壁和第二主壁的边缘相连的底壁。

16、如权利要求12所述的电池组，其中所述接片的长度在所述壳体纵向长度的5％至10％范围内。

17、如权利要求11所述的电池组，其中所述壳体由不锈钢制成。

18、一种电池组，包括：

裸电池；

与所述裸电池电连接的保护电路板；

用于封装所述裸电池的壳体；和

位于所述壳体的接合部分中的压合元件。

19、如权利要求18所述的电池组，其中所述壳体包括：

用于封装所述裸电池相反一部分的第二壳体主体，其包括第二主壁和相对的第二侧壁；并且

其中，当所述第一与第二壳体主体被压合以形成用于容纳所述裸电池的空间时，所述压合元件接合所述第一侧壁和第二侧壁。

20、如权利要求19所述的电池组，其中所述第一侧壁和第二侧壁在接合在一起时交叠。

21、如权利要求19所述的电池组，进一步包括与所述第一主壁和第二主壁的边缘相连的底壁。

22、如权利要求19所述的电池组，其中所述第一侧壁和第二侧壁包括接合部分，所述接合部分的形状形成为在被压合时相互连结。

23、如权利要求19所述的电池组，其中每个所述第一侧壁均包括从其边缘延伸的接片，用于接合所述第一侧壁和第二侧壁。

24、如权利要求23所述的电池组，其中所述接片的长度在所述第一侧壁长度的5％至10％范围内。

25、如权利要求19所述的电池组，其中所述壳体由不锈钢制成。