CN101425607A - 带有保护电路模块的二次电池 - Google Patents

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CN101425607A CNA2008101736248A CN200810173624A CN101425607A CN 101425607 A CN101425607 A CN 101425607A CN A2008101736248 A CNA2008101736248 A CN A2008101736248A CN 200810173624 A CN200810173624 A CN 200810173624A CN 101425607 A CN101425607 A CN 101425607A
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Abstract

本发明涉及一种带有保护电路模块的二次电池，所述保护电路模块具有用于容纳电流中断装置的孔或者槽以抵偿PTC的厚度，从而可减小二次电池的总长度。所述电流中断装置可为PTC，该PTC包括上电极、主体和下电极，且所述上电极、主体和下电极可在垂直方位上依次布置。而且，所述PTC包括第一电极、主体和第二电极，且所述第一电极、主体和第二电极可沿水平线依次布置。

Description

带有保护电路模块的二次电池
技术领域
本发明涉及一种带有保护电路模块的二次电池。
背景技术
更轻和更紧凑的便携式电/电子装置被大力开发，并被生产用于蜂窝式手机、笔记本、便携式摄像机等。便携式电/电子装置包含电池组，以便在没有安装电源的任何地方进行操作。考虑到经济方面，代表性的电池组为镍镉(Ni-Cd)、镍氢(Ni-MH)和锂电池。并且，使用能够充电/放电的二次电池的电池组已经被经常使用。
同时，锂二次电池被广泛用于便携式电的/电子装置，原因在于其工作电压比Ni-Cd或Ni-MH电池低三倍，且其每单位重量的能量密度高。根据电解液的种类，锂二次电池分为使用液体电解液的锂离子电池和使用高分子电解液的锂聚合物电池。根据制造的形状，也可以分为圆柱型、棱柱型和袋型。
通常，使用锂二次电池的电池组包括电极组件、罐、裸电池和保护电路组件。同时，电极组件包括分别与涂覆有活性物质的集电体的电极接线片相连的正电极板和负电极板，以及布置在正电极板与负电极板之间的隔板。电极组件容纳在具有顶部开口部的罐中。并且，通过用盖组件密封所述顶部开口部而形成裸电池。保护电路组件电连接至裸电池，用于防止裸电池的过充电/过放电。另外，保护电路组件包括在充电/放电裸电池时控制电压或电流的保护电路模块、提供用于布置保护电路模块的空间的下壳体、以及通过装配到下壳体来防止保护电路模块免受外部冲击等的上壳体。同时，下壳体形成在保护电路模块与裸电池之间。
以上在背景技术部分中公开的信息仅为了增强对本方面背景的理解，因此其可能包括不构成本领域技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
为了解决传统技术的问题，本发明提供一种二次电池，与改变PTC形状的方法等相比，其简化了裸电池以及保护电路模块的连接结构，从而可显著降低材料和过程成本。
而且，本发明提供一种带有保护电路模块的二次电池，所述保护电路模块具有用于布置电流中断装置的孔或者槽，以减小电池的总长度。
根据本发明的示例性实施例，一种二次电池可包括：具有两个电极和隔板的电极组件；容纳所述电极组件和电解液的罐；裸电池，具有盖组件，所述盖组件具有用于封闭所述罐的开口部的盖板；布置在所述盖板上的电流中断装置；以及布置在所述裸电池上方的保护电路模块，其中所述保护电路模块包括在与所述电流中断装置相对应的位置上的孔。
而且，根据本发明的另一示例性实施例，所述二次电池可包括：具有两个电极和隔板的电极组件；容纳所述电极组件和电解液的罐；裸电池，具有盖组件，所述盖组件具有用于封闭所述罐的开口部的盖板；布置在所述盖板上的电流中断装置；以及布置在所述裸电池上方的保护电路模块，其中所述保护电路模块包括形成在所述保护电路模块底表面上的与所述电流中断装置相对应的位置处的槽。
而且，根据本发明的又一示例性实施例，所述二次电池可包括：具有两个电极和隔板的电极组件；容纳所述电极组件和电解液的罐；；裸电池，具有盖组件，所述盖组件具有用于封闭所述罐的开口部的盖板；与所述盖板电连接的电流中断装置；以及布置在所述裸电池上方的保护电路模块，其中所述保护电路模块包括形成在所述保护电路模块上表面上的与所述电流中断装置相对应的位置处的槽。
所述电流中断装置可布置在孔或者槽处。进一步，所述电流中断装置可为PTC。
所述PTC可包括上电极、主体和下电极，且所述上电极、主体和下电极可在垂直方位上依次布置。
所述PTC可包括第一电极、主体和第二电极，且所述第一电极、主体和第二电极可沿水平线依次布置。
附图说明
通过参照下面结合附图的详细描述，本发明更为完整的理解及其所附带的优点将变得显而易见和更易于理解，其中相同的附图标记表示相同或相似的部件，其中：
图1A为在将现有的裸电池与保护电路模块装配之前，安装在裸电池的盖板上的质子温度装置和导板等的分解立体图；
图1B为正温度系数(PTC)与导板装配在盖板上之后的立体图；
图2A为根据本发明第一示例性实施例的二次电池的分解立体图；
图2B为图2A的装配状态的主视图；
图2C为沿图2B的线I-I的剖视图；
图2D和2E为根据本发明第一示例性实施例的PTC的形状的立体图；
图3A为根据本发明第二示例性实施例的二次电池的剖视图；
图3B为和3C为根据本发明第二示例性实施例的PTC的形状的立体图；
图4为根据本发明第三示例性实施例的二次电池的剖视图；以及
图5为根据本发明第四示例性实施例的二次电池的剖视图。
具体实施方式
图1A为在将传统的裸电池与保护电路模块装配之前，安装在裸电池的盖板上的质子温度装置和导板等的分解立体图，图1B为将盖板与正温度系数(PTC)和导板装配后的立体图。
参照图1A和1B，二次电池包括电极组件、用于容纳该电极组件的罐10、具有盖组件的裸电池、以及通过装配到裸电池以控制充电/放电时的电压或电流的保护电路模块20。
盖组件包括封闭使电极组件进入罐10中的开口部的盖板11、通过垫圈14与盖板绝缘的电极端子15，以及用于将裸电池电连接到保护电路模块20的导板17等等。另外，作为电流中断装置的PTC 16也被装配到盖板上。
进一步，电解液注入孔13形成在盖板11的一侧。盖12安装在电解液注入孔13上以便在注入电解液之后进行密封。
进一步，在用由绝缘材料形成的快换带(magic tape)将PTC与盖板绝缘之后，PTC 16可连接到盖板上方。电极端子15连接至布置在PTC 16一侧的电端子16a，形成在PTC 16另一侧的另一电端子16b连接至保护电路模块20的电端子22。盖板焊接到相对于盖板的中心而布置在与PTC 16被安装的一侧相反的一侧的导板17。导板17连接至保护电路模块的另一电端子23。用于充电/放电的电流流过串联连接在保护电路模块20与裸电池的电端子之间的PTC 16。当有任何异常电流在充电/放电时流动时，将产生热并且温度升高。接着，PTC 16可通过感应到热而切断任何相关的电路。这里，外部输入/输出端子21形成在保护电路模块20上以电连接至外部。
同时，如图1A和1B所示，在使用PTC 16的情况下，为了将PTC 16分别与电极端子15和保护电路模块的电端子22相连，需要为了形成PTC 16的电端子16a和16b的成本与空间。进一步，为了电连接至保护电路模块，与裸电池相连的导板17、PTC 16的电端子以及保护电路模块的电端子22和23均形成为L型。L型端子的水平部分通过固定到裸电池或者保护电路模块上而被焊接，而L型端子的垂直部分可用重叠的对应部分分别焊接。因此，垂直部分是增大二次电池的总长度的关键因素。这种问题减小了二次电池能够更轻并具有较高容量的可能性。
而且，为了将具有电端子16a和16b的PTC 16与盖板绝缘，用于绝缘的快换带应单独提供，且需要单独的过程将快换带连接在盖板上。因此，增加了材料和过程成本。
现在将参照示出本发明示例性实施例的附图，在下文中更为完整地描述本发明。
图2A示出根据本发明第一示例性实施例的二次电池的分解立体图，图2B为图2A的装配状态的主视图，图2C为沿图2B的线I-I的剖视图，图2D和2E示出根据本发明第一示例性实施例的PTC的形状的立体图。
参照图2A至图2C，二次电池可包括电极组件100、容纳电极组件100和电解液的罐200、具有盖组件300的裸电池、以及通过装配到裸电池用于在充电/放电时控制电流或电压的保护电路模块390。
电极组件100可通过卷绕成轮形的正电极110、隔板130和负电极120的堆叠体而形成。正电极110可形成为薄膜或者杆型。
罐200可由铝和铝合金之一制成，并可形成为类似于长方形平行管的棱柱型。电极组件100可通过顶部开口部容纳在罐200中，且罐200可用作电极组件100和电解液的容器。
盖组件300可包括与罐200的顶部开口部的尺寸相对应的板型盖板350。端子孔352可形成在盖板350上，以使电极端子穿过。管型垫圈360可安装在穿过盖板350的电极端子的外部，以便将电极端子310与盖板350绝缘。
绝缘板340可布置在盖板350之下，而端子板330可布置在绝缘板340之下。
进一步，正电极接线片150和负电极接线片140可在分别拉出正电极110与负电极120之后被焊接。同时，负电极接线片140可在折叠状态下被焊接。
同时，绝缘壳体320可安装在电极组件100上方，用于将电极组件100与盖组件300绝缘，并覆盖电极组件100。绝缘壳体320可为高分子树脂，优选为聚丙烯。进一步，导孔可形成在绝缘壳体的中心，以使负电极接线片140穿过。进一步，电解液穿过孔可形成在绝缘壳体的一侧。
进一步，电解液注入孔354可形成在盖板350的一侧。为了在注入电解液之后密封电解液注入孔354，可安装盖370。
进一步，盖组件300可包括盖板350，以封闭用于将电极组件100引入罐200内的顶部开口部。并且，由管型垫圈360绝缘的电极端子310可插入在盖板350中。
同时，电流中断装置的PTC可布置在盖板的一侧。
这里，PTC可用于在出现异常充电/放电时，通过感应热来切断任何相关的电路。
如图2D所示，PTC可包括上电极382、下电极381和由能够感应到上下电极之间存在的任何热的材料形成的主体。进一步，上电极382、主体380和下电极381可沿垂直线依次布置。这里，上电极和下电极可由诸如镍等的金属板制成。并且，下电极381可经由下电极381与盖板350的接触表面被焊接到盖板350。进一步，上电极382可电连接至保护电路模块390。
换言之，PTC的下电极381可直接连接至盖板350，而不需要在传统PTC被连接的位置处插入任何绝缘材料。同时，该连接可通过使用导电粘合剂、焊接等进行。因此，由于下电极381直接连接至盖板350，与传统技术不同的是，并不需要使用快换带用于将PTC与盖板绝缘。
进一步，如图2E所示，下电极381-1与主体380-1以及上电极382-1相比可水平地延伸，以形成用于焊接的端子。这里，焊接可在水平延伸的端子的区域处进行。考虑到由具有低电阻和高热导率的诸如铝等金属制成的盖板与下电极381-1，可通过传统激光焊的方法进行焊接。
同时，保护电路模块390可布置在盖板350上。在保护电路模块390上，外部输入/输出端子391可被形成以电连接至外侧。
进一步，根据本发明的第一示例性实施例，孔383可在与PTC对应的位置处形成为穿过保护电路模块390。
在保护电路模块390被装配到裸电池的情况下，如图2B所示，孔383可容纳至少一部分PTC，从而减小了保护电路模块390与盖板350之间的距离。相应地，保护电路模块可被容易地装配到裸电池。
这里，孔383可为四面体形。本领域技术人员可以理解的是，可对这里示例性实施例的孔的形状进行各种修改和改变。因此，本发明并不限于这里所述的孔的形状。
通常，电极端子310和PTC均可从盖板350突出，如图2C所示。这里，也可以通过减小电极端子310的厚度使电极端子310不从盖板350突出。然而，主体380的厚度的减小被限制，原因在于，电流中断装置的PTC由感热材料制成以在感应到热之后切断任何相关的电路。因此，二次电池的总厚度不可避免地因PTC的厚度而延长。
然而，在本发明的示例性实施例中，二次电池的总长度可通过提供孔383以抵偿PTC的厚度从而被缩短。
同时，电极端子310可如在传统技术中那样布置在盖组件300的中心，并可电连接至保护电路模块390。
进一步，与孔383类似的孔可形成在保护电路模块390上的与电极端子310相对应的位置处，以在将保护电路模块390与裸电池装配的情况下容纳电极端子310，从而减小保护电路模块390与盖板350之间的距离。
电极端子310可通过减小其厚度而不从盖板350突出。并且，即使电极端子310从盖板350突出，也有可能通过在对应于电极端子的位置处形成另一个孔而减小保护电路模块与盖板之间的距离。
因此，传统L型电端子的用于电连接并且具有相应长度的垂直部分在本发明中不再需要。特别地，二次电池的总长度可通过提供穿过保护电路模块以抵偿PTC厚度的孔而被缩短。
进一步，由于下电极381电连接至盖板350，与传统技术不同的是，不再需要使用快换带来将PTC与盖板绝缘。
图3A为根据本发明第二示例性实施例的二次电池的剖视图，图3B和3C为示出根据本发明第二示例性实施例的PTC的形状的立体图。
根据本发明示例性实施例的二次电池除了以下方面基本类似于第一示例性实施例。
参照图3A至图3C，在根据本发明第二示例性实施例的二次电池中，保护电路模块390可布置在盖板350上，外部输入/输出端子391可形成在保护电路模块390上以电连接至外侧。进一步，在根据本发明第二示例性实施例的二次电池，如本发明的示例性实施例，孔383可在与PTC相对应的位置处形成为穿过保护电路模块390。
这里，电流中断装置的PTC可以布置在保护电路模块390的一侧。
在根据本发明的第一示例性实施例中，PTC可装配到保护电路模块，同时PTC被装配到盖板上。然而，在根据本发明的第二示例性实施例中，PTC也可连接到保护电路模块上。
换言之，在根据本发明的第二示例性实施例中，PTC可从保护电路模块的顶部插入保护电路模块的孔383中并直接连接至盖板。因此，由于下电极381直接连接到盖板350，与传统技术不同的是，不再需要快换带来将PTC与盖板绝缘。
PTC可包括上电极382-2、下电极381-2以及主体380-2。进一步，上电极382-2、主体380-2以及下电极381-2可沿垂直线依次布置。这里，如图3B所示，上电极382-2与主体380-2和下电极382-2相比可水平地延伸，以便在从保护电路模块的顶部装配PTC时形成用于放置在保护电路模块上的端子。
进一步，上、下电极可由金属薄膜制成，下电极381-2可连接到盖板350并且具有表面接触，而上电极380-2可电连接到保护电路模块390。
考虑到由具有低电阻和高导热性的诸如铝等金属制成的盖板350和下电极381-2，可通过传统激光焊方法进行焊接。进一步，上电极380-2的端子可通过使用导电粘合剂、钎焊或焊接等连接在保护电路模块390上。
进一步，在本发明的第二示例性实施例中，上电极382-2、主体380-2和下电极381-2也可以不沿垂直线依次布置。第一电极382-3、主体380-3和第二电极381-3可沿水平线依次布置。
此时，第一电极382-3与第二电极381-3的上部均可突出，以便在将PTC连接到保护电路模块的过程中使得PTC被布置在保护电路模块上。第一电极382-3与第二电极381-3的垂直部分均可形成为“
Figure A200810173624D0013141823QIETU
”或“
Figure A200810173624D0013141830QIETU
”的形状，从而PTC可通过第一电极382-3与第二电极381-3的突出的上部被布置在保护电路模块上。
因此，传统L型电端子的用于电连接并且具有相应长度的垂直部分不再需要。特别地，二次电池的总长度可通过提供穿过保护电路模块以抵偿PTC厚度的孔而缩短
进一步，由于下电极381直接连接至盖板350，与传统技术不同的是，不再需要快换带将PTC与盖板绝缘。
图4为根据本发明第三示例性实施例的二次电池的剖视图。
根据本发明示例性实施例的二次电池除了以下方面可基本类似于第一示例性实施例。
参照图4，在根据本发明第三示例性实施例的二次电池中，外部输入/输出端子391可形成在保护电路模块390上以电连接至外侧。进一步，不同于根据本发明第一示例性实施例的二次电池，槽384可形成在保护电路模块390的底表面上的与PTC对应的位置处。
这里，槽384可为四面体形。本领域技术人员可以理解的是，可对这里的示例性实施例的孔的形状进行各种修改和改变。因此，本发明并不限于这里所述的孔的形状。
在保护电路模块390被装配到裸电池的情况下，如图4所示，槽384可容纳PTC，从而减小保护电路模块390与盖板350之间的距离。因此，保护电路模块可被容易地与裸电池装配。
如图2D所示，PTC可包括上电极382、下电极381和由能够感应上下电极之间存在的任何热的材料形成的主体380，并可被形成为如图2E所示。因此，本发明并不限定PTC的形状。这里，上、下电极可由金属薄膜制成，下电极381可连接到盖板350并且具有表面接触，而上电极380可电连接至保护电路模块390。
因此，传统L型电端子的用于电连接并且具有相应长度的垂直部分不再需要。特别地，二次电池的总长度可通过提供穿过保护电路模块以抵偿PTC厚度的孔而缩短
进一步，由于下电极381电连接至盖板350，与传统技术不同的是，不再需要快换带将PTC与盖板绝缘。
图5为根据本发明第四示例性实施例的二次电池的剖视图。
根据本发明示例性实施例的二次电池除了以下方面可基本类似于第一示例性实施例。
参照图5，在根据本发明第四示例性实施例的二次电池中，保护电路模块390可布置在盖板350上，外部输入/输出端子391可形成在保护电路模块390上以电连接至外侧。进一步，不同于本发明的第一示例性实施例，槽385可形成在保护电路模块390的顶表面上的与PTC对应的位置处。
这里，槽385可为四面体形。本领域技术人员可以理解的是，可对这里示例性实施例的孔的形状进行各种修改和改变。因此，本发明并不限于这里所述的孔的形状。
进一步，PTC的上电极382可电连接至盖板350，而PTC的下电极381可电连接到保护电路模块390。
在本发明的第四示例性实施例中，当保护电路模块390被装配到裸电池上时，PTC不再布置在保护电路模块与盖板之间。相应地，槽385可容纳PTC，从而减小了保护电路模块390与盖板350之间的距离。因此，保护电路模块可被容易地装配到裸电池。
因此，传统L型电端子的用于电连接并且具有相应长度的垂直部分不再需要。特别地，二次电池的总长度可通过提供穿过保护电路模块以抵偿PTC厚度的孔而缩短
进一步，由于下电极381直接连接至盖板350，与传统技术不同的是，不再需要快换带将PTC与盖板绝缘。
本领域技术人员可以理解的是，在不背离本发明的精神和范围的情况下，可对这里的示例性实施例的槽进行各种修改和改变。
尽管参照特定示例性实施例对本发明进行了描述，但是本领域技术人员可以理解的是，在不背离由所附权利要求及其等同替换所限定本发明的原则和精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和改变。

Claims (20)

1、一种二次电池，包括：
电极组件，具有两个电极和隔板；
罐，容纳所述电极组件和电解液；
裸电池，具有盖组件，所述盖组件具有用于封闭所述罐的盖板；
电流中断装置，布置在所述盖板上；和
保护电路模块，布置在所述裸电池上方，其中所述保护电路模块包括定位在与所述电流中断装置相对应的位置处的孔。
2、如权利要求1所述的二次电池，其中所述电流中断装置被布置在所述孔内。
3、如权利要求1所述的二次电池，其中所述电流中断装置为PTC。
4、如权利要求3所述的二次电池，其中所述PTC包括上电极、主体和下电极。
5、如权利要求4所述的二次电池，其中所述上电极、所述主体和所述下电极在垂直方位上依次布置。
6、如权利要求4所述的二次电池，其中围绕所述下电极的部分与所述主体和所述上电极相比水平地向一侧延伸。
7、如权利要求4所述的二次电池，其中围绕所述上电极的部分与所述主体和所述下电极相比水平地向一侧延伸。
8、如权利要求7所述的二次电池，其中所述上电极布置在所述保护电路模块上。
9、如权利要求3所述的二次电池，其中所述PTC包括第一电极、主体和第二电极；并且
其中所述第一电极、所述主体和所述第二电极沿水平线依次布置。
10、如权利要求9所述的二次电池，其中所述第一电极和所述第二电极在垂直部分具有
Figure A200810173624C00021
或
Figure A200810173624C00022
的形状。
11、如权利要求1所述的二次电池，其中所述裸电池还包括电极端子，所述保护电路模块包括在与所述电极端子相对应的位置上的孔。
12、一种二次电池，包括：
电极组件，具有两个电极和隔板；
罐，容纳所述电极组件和电解液；
裸电池，具有盖组件，所述盖组件具有用于封闭所述罐的盖板；
电流中断装置，布置在所述盖板上；和
保护电路模块，布置在所述裸电池上方，其中所述保护电路模块包括槽，所述槽形成在所述保护电路模块的底表面上的与所述电流中断装置相对应的位置处。
13、如权利要求12所述的二次电池，其中所述电流中断装置被布置在所述槽中。
14、如权利要求12所述的二次电池，其中所述电流中断装置为PTC。
15、如权利要求14所述的二次电池，其中所述PTC包括上电极、主体和下电极。
16、如权利要求15所述的二次电池，其中围绕所述下电极的部分与所述主体和所述上电极相比水平地向一侧延伸。
17、一种二次电池，包括：
电极组件，具有两个电极和隔板；
罐，容纳所述电极组件和电解液；
裸电池，具有盖组件，所述盖组件具有用于封闭所述罐的盖板；
电连接至所述盖板的电流中断装置；和
保护电路模块，布置在所述裸电池上方，其中所述保护电路模块包括槽，所述槽形成在所述保护电路模块的上表面上的与所述电流中断装置相对应的位置处。
18、如权利要求17所述的二次电池，其中所述电流中断装置布置在所述槽中。
19、如权利要求17所述的二次电池，其中所述电流中断装置为PTC。
20、如权利要求19所述的二次电池，其中所述PTC包括上电极、主体和下电极。
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