CN101752594B - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种二次电池。本发明的目的在于提供一种二次电池，其具有由金属构成的纤薄上壳体。所述二次电池包括裸电池；具有电路板的保护电路模块；上壳体，其由金属构成并具有用于覆盖所述保护电路模块的所述电路板的罩板；和形成在所述上壳体的所述罩板的外表面上的壳体绝缘层。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及一种二次电池。更具体而言，本发明涉及一种具有由金属构成的上壳体的二次电池。
背景技术
随着电子、信息通信和计算机产业领域的迅速进步和发展，便携式电子设备的使用不断增加。可再充电的二次电池被主要用作便携式电子设备的电源。
目前，组型电池(pack-type battery)被广泛用作二次电池。组型电池是将裸电池和保护电路模块(PCM)集成为一个单元的电池形式。组型二次电池包括裸电池、保护电路模块和上壳体。保护电路模块被附接到裸电池的一个表面上，并且上壳体被附接为覆盖保护电路模块。常规的组型二次电池的上壳体由合成树脂注模材料构成，因此该二次电池具有以下问题：
第一，常规的上壳体由注模材料构成，因此其具有的厚度不能薄于注模加工所需的厚度。由于该原因，限制了具有注模上壳体的二次电池能够被小型化的程度。
第二，存在在注模材料中普遍观察到的外观问题。也就是，例如焊接线、在注模时产生在树脂交汇处的细痕、产品的应力致白、和气泡纹(bubblemark)等缺陷出现在注模部件中。
发明内容
因此，本发明鉴于上述问题而提出，本发明的目的在于提供一种二次电池，其通过使用由金属构成的上壳体而具有减小的尺寸。
本发明的另一目的在于提供一种二次电池，其包括由金属构成的上壳体且具有良好的绝缘性能以由此防止可能的短路。
本发明的进一步目的在于提供一种上壳体牢固附接的二次电池。
根据本发明，以上以及其它目的能够通过提供一种二次电池来实现，该二次电池包括：裸电池；具有电路板的保护电路模块；上壳体，其由金属构成并具有用于覆盖所述保护电路模块的所述电路板的罩板；和壳体绝缘层，其形成在所述上壳体的所述罩板的外表面上。
所述上壳体的所述罩板包括与所述保护电路模块的所述电路板相对的下表面，并且所述壳体绝缘层可以形成在所述上壳体的所述罩板的所述下表面上。
所述保护电路模块的所述电路板具有与所述上壳体的所述罩板相对的上表面，并且可以进一步包括形成在所述保护电路模块的所述电路板的所述上表面上的电路板绝缘层。进一步，所述上壳体的所述罩板包括与所述保护电路模块的所述电路板相对的下表面和与该下表面的背侧对应的上表面，并且所述壳体绝缘层可以形成在所述上壳体的所述罩板的所述上表面上。可替代地，所述壳体绝缘层可以形成在所述上壳体的所述罩板的所述下表面上。所述电路板绝缘层可以由附接到所述电路板的所述上表面上的绝缘带构成。所述绝缘带可以是双面胶带，其还被贴到所述上壳体的所述罩板的下表面。
所述电路板包括两个或更多个端子盘。在所述电路板绝缘层上设置有与所述电路板的每个端子盘对应形成的两个或更多个暴露孔。在所述上壳体上设置有与所述电路板的每个端子盘对应形成的两个或更多个端子孔。形成在所述电路板绝缘层上的两个或更多个暴露孔中的至少一个可以小于形成在所述上壳体上的对应端子孔。进一步，所述端子盘的与形成为尺寸比设置在所述上壳体上的端子孔小的暴露孔对应的极性，可以与所述裸电池中的与所述上壳体接触的区域的极性相反。
所述壳体绝缘层可以为聚对二甲苯涂层、氨基甲酸乙酯涂层、特氟隆涂层、陶瓷涂层或UV涂层。
所述上壳体由铝构成，并且所述壳体绝缘层由阳极化工艺形成。
所述上壳体由不锈钢构成。
所述上壳体由压制工艺制成。
附图说明
图1为根据本发明的一个实施例的二次电池的透视图；
图2为图1中所示的二次电池的分解透视图；
图3为沿着图1中的线A-A截取的二次电池的上壳体的剖视图；
图4为从图2中所示的保护电路模块分离的绝缘带的透视图；
图5为图3中的具有外部端子的区域的放大剖视图；
图6为图2中所示的电路板的俯视图，其示出形成在上壳体上的端子孔的位置；
图7为根据本发明的另一个实施例的电路板的俯视图，其示出形成在上壳体上的端子孔的位置；并且
图8和图9分别为根据本发明的另一个实施例的上壳体的剖视图。
具体实施方式
下文中，将参照附图对本发明的各实施例进行详细描述。
图1为根据本发明的一个实施例的二次电池的透视图。图2为图1中所示的二次电池的分解透视图。图3为沿着图1中的线A-A截取的二次电池的上壳体的剖视图。图4为从图2中所示的保护电路模块分离的绝缘带的透视图。图5为图3中的具有外部端子的区域的放大剖视图。图6为图2中所示的电路板的俯视图，其示出形成在上壳体上的端子孔的位置。
参见图1至图3，二次电池100包括裸电池110、保护电路模块(PCM)120、上壳体130、下壳体140、粘接构件150和标签160。
上壳体130由金属构成，并且上壳体130的与PCM 120的电路板121相对的表面被绝缘处理，由此阻止上壳体130和PCM 120之间可能发生的短路。进一步，PCM 120的电路板121的与上壳体130相对的表面也被绝缘处理，由此阻止上壳体130和PCM 120之间可能发生的短路。
裸电池110供应电能，并包括具有正极、负极和置于该正、负极之间的隔板的电极组件(未示出)、由金属制成且用于容纳电极组件和电解液(未示出)的罐111、和用于密封罐111的敞口部分的盖组件112。盖组件112包括由金属构成的盖板112a、形成为从盖板112a突出的第一电极端子115、和设置在盖板112a与第一电极端子115之间以提供这二者之间的电绝缘的衬垫116。本实施例将例示第一电极端子115用作负极端子的结构构造。
罐111和盖板112a将用作第二电极端子。本实施例将例示罐111和盖板112a用作正极端子的结构构造。尽管本实施例被给定为具有第一电极端子115用作负极、罐111和盖板112a用作正极的结构，但本发明并不限于此。本领域技术人员将理解的是，可替代的形式也是可以的，其中第一电极端子115为正极，罐111和盖板112a用作负极。
PCM 120包括电路板121、第一电极引线板128、第一支撑构件129a和第二支撑构件129b。PCM 120控制包括二次电池100的充/放电的全部操作。
电路板121是其上印刷有布线图的印刷电路板(PCB)，并且是沿裸电池110的盖板112a的长度方向延伸的大致矩形板形状。电路板121包括上表面122和与上表面122的背侧对应的下表面123。电路板121的上表面122为与上壳体130的罩板131相对的表面。在电路板121的上表面122上设置有第一、第二和第三端子盘(terminal pad)126a、126b、126c。电路板121的第一端子盘126a用作正极端子，第二端子盘126b用作负极端子，而第三端子盘126c用作辅助控制端子。每个端子盘126a、126b、126c均被形成为具有相同的尺寸。在电路板121的上表面122上设置有电路板绝缘层124。
如图4所示，通过将绝缘带124附接到电路板121上形成电路板绝缘层124。电路板绝缘层124使电路板121与金属制的上壳体130绝缘，从而导致二次电池100的安全性提高。
在绝缘带124上设置有形成在与电路板121的第一、第二、第三端子盘126a、126b、126c对应的各个区域中的第一、第二、第三暴露孔124a、124b、124c。第一暴露孔124a至少部分地暴露设置在电路板121上的第一端子盘126a。第二暴露孔124b部分地暴露电路板121的第二端子盘126b。第三暴露孔124c暴露电路板121的第三端子盘126c。
绝缘带124的第一暴露孔124a被形成为与电路板121的第一端子盘126a的形状和尺寸大致相符，并将第一端子盘126a暴露于外部。绝缘带124的第二暴露孔124b被形成为具有的尺寸小于其它暴露孔124a、124c和电路板121的第二端子盘126b的尺寸，并且部分地暴露第二端子盘126b的内部区域。绝缘带124的第三暴露孔124c被形成为与电路板121的第三端子盘126c的形状和尺寸大致相符，并将第三端子盘126c暴露于外部。
在电路板121的各个端子盘126a、126b、126c中，由绝缘带124的各个暴露孔124a、124b、124c暴露的暴露区域125a、125b、125c与电池充电器(未示出)或设置在外部负载(未示出)上的端子接触。
本发明的实施例将参照绝缘带124为双面胶带的情况进行描述。也就是，绝缘带124的一侧被附接到电路板121，且其另一侧被附接到上壳体130的罩板131，从而导致上壳体130牢固附接。另外，电路板绝缘层124可以通过在电路板121上涂覆绝缘材料而形成。
电路板121的下表面123是与裸电池110的盖板112a相对的表面。尽管未示出，多个电子电路元件被安装在电路板121的下表面123上。电子电路元件可以包括控制IC、充/放电开关、热熔丝等。第一支撑构件129a和第二支撑构件129b被附接到下表面123的两端。下表面123与裸电池110的盖板112a相对，并与裸电池110的盖板112a分隔开。
在电路板121的中心设置有通孔126。第一电极引线板128通过通孔126焊接到裸电池110的第一电极端子115。
第一电极引线板128与电路板121电连接，并通过例如焊接或类似手段与裸电池110的第一电极端子115电连接。焊接过程通过电路板121的通孔126实现。第一电极引线板128在电路板121和用作裸电池110的负极的第一电极端子115之间提供电连接。
第一支撑构件129a和第二支撑构件129b被分别设置在电路板121的两端。第一支撑构件129a包括支撑部129c、第一连接部129d和第二连接部129e。支撑部129c从电路板121大致向下延伸。第一连接部129d与支撑部129c的顶部相连，第二连接部129e与支撑部129c的底部相连。两个连接部129d、129e与支撑部129c大致成直角。第一连接部129d从支撑部129c的延伸方向与第二连接部129e从支撑部129c的延伸方向相反。第一连接部129d被附接到电路板121的下表面123。第二连接部129e与电路板121分隔开。第二连接部129e通过焊接或类似手段连接到裸电池110的盖板112a。第二支撑构件129b的构造与第一支撑构件129a的构造相同，所以将在此省略第二支撑构件129b的细节。
电路板121通过第一支撑构件129a和第二支撑构件129b被附接到裸电池110的盖板112a以被支撑在盖板112a上。因此，PCM 120被附接到裸电池110。两个支撑构件129a、129b中的至少一个由导电材料构成，从而用作第二电极引线板，用于将电路板121电连接到用作裸电池110的正极端子的罐111和盖板112a。
在上壳体130上设置有罩板131和从罩板131向下延伸的侧壁134。上壳体130将PCM 120容纳在其内部空间中从而保护PCM 120。上壳体130可以通过例如铝等金属的压制工艺来制造。因此，与具有至少0.4mm厚度的注模产品形式的常规上壳体相比，上壳体130能够被制造为具有约0.1mm的相对较薄的厚度，从而可以减小二次电池100的尺寸。上壳体130也可以由在相同厚度情况下具有优良强度的不锈钢(SUS)构成。在希望使用不锈钢的情况下，即使在壳体绝缘层130b(将在下文中说明)脱落时也没有腐蚀的危险。参见图5，在上壳体130的整个外表面上设置有壳体绝缘层130b。壳体绝缘层130b使由金属制成的上壳体130具有绝缘性能，从而提高安全性。壳体绝缘层130b可以为聚对二甲苯涂层、氨基甲酸乙酯涂层、特氟隆涂层、陶瓷涂层或UV涂层。进一步，当上壳体130由铝构成时，壳体绝缘层130b可以通过阳极化工艺来形成。壳体绝缘层130b使金属制的上壳体130与电极板121绝缘，从而提高二次电池100的安全性。
罩板131与裸电池110的盖板112a的形状大致相符，并覆盖PCM 120。在罩板131上设置有形成在与电路板绝缘层124的第一、第二、第三暴露孔124a、124b、124c对应的各个区域中的第一、第二、第三端子孔132a、132b、132c。三个端子孔132a、132b、132c被大致形成为具有相同的尺寸。参见图6，第一端子孔132a至少部分地暴露设置在电路板121上的第一端子盘126a的暴露区域125a。第二端子孔132b完全暴露设置在电路板121上的第二端子盘126b的暴露区域125b。在此，第二端子孔132b被形成为具有的尺寸大于端子盘126b的暴露区域125b的尺寸，由此电路板绝缘层124被暴露于第二端子孔132b的内部。因此，可以阻止在第二端子盘126b和具有可能与第二端子盘126b的极性相反的极性的上壳体130之间可能发生的短路。第三端子孔132c至少部分地暴露设置在电路板121上的第三端子盘126c的暴露区域125c。
侧壁134被形成为从罩板131的外周向下延伸。在侧壁134上设置有延伸部134a以封装裸电池110的侧表面114的上部。
在下壳体140上设置有底板141和从底板141向上延伸的两个延伸部142。底板141与裸电池110的下表面113的形状大致相符，并通过粘接构件150附接到裸电池110的下表面113。两个延伸部142封装裸电池110的侧表面114的下部。与上壳体130相似，下壳体140由金属构成且形成有绝缘层(未示出)。也就是，下壳体140可以由金属构成，例如不锈钢或铝。与上壳体130相似，形成在下壳体140上的绝缘层也可以为聚对二甲苯涂层、氨基甲酸乙酯涂层、特氟隆涂层、陶瓷涂层或UV涂层。当下壳体140由铝构成时，形成在下壳体140上的绝缘层也可以通过阳极化工艺形成。下壳体140由金属构成且形成有绝缘层，因此可以进一步减小二次电池的尺寸。
标签160被附接为封装裸电池110的侧表面114。进一步，标签160被附接到上壳体130的延伸部134a和下壳体140的延伸部142，使得二次电池的裸电池110、上壳体130和下壳体140被牢固地相互连接。
图7示出本发明的另一实施例。参加图7，所有的端子孔232a、232b、232c被分别形成为尺寸均大于电路板221的对应端子盘的暴露区域225a、225b、225c。在该情况下，提高了所有端子盘的暴露区域225a、225b、225c的绝缘性能，从而进一步增加二次电池的安全性。本实施例的其余构造和操作与图1至图6的前述实施例相同，所以其细节在此将被省略。
图8和图9分别示出本发明的另一实施例。参见图8，壳体绝缘层330b可以仅形成在上壳体330的与电路板321相对的下表面331a上。在该情况下，上壳体330的厚度能够被进一步减小。进一步，如图9所示，壳体绝缘层430b也可以仅形成在上壳体430的设置在电路板421的相对侧上的上表面431a上。同样在该情况下，上壳体430的厚度能够被进一步减小。本实施例的其余构造和操作与图1至图6的前述实施例相同，所以其细节在此将被省略。
通过以上描述可以清楚的是，本发明的构造使得本发明的前述目的得以实现。特别是，用于覆盖电路板的上壳体由金属构成，由此壳体的厚度能够被进一步减小。因此，二次电池的尺寸能够被减小。
进一步，由于在金属制的上壳体上设置有绝缘层，即使在与电路板接触时上壳体的绝缘性能也被确保，从而防止电路板与上壳体之间可能发生的短路。另外，由于将绝缘带附接到电路板上，电路板与金属制的上壳体的绝缘被进一步提高。
进一步，绝缘带为双面胶带，由此上壳体被附接到电路板，导致上壳体被进一步牢固地附接到二次电池上。
尽管出于例示目的公开了本发明的优选实施例，但本领域技术人员将理解的是，可以进行各种修改、添加和替换，而不背离如所附权利要求中公开的本发明的范围和精神。

Claims (14)

1.一种二次电池，包括：
裸电池；
具有电路板的保护电路模块；
上壳体，其由金属构成并具有用于覆盖所述保护电路模块的所述电路板的罩板；和
壳体绝缘层，其形成在所述上壳体的所述罩板的外表面上，
其中所述保护电路模块的所述电路板具有与所述上壳体的所述罩板相对的上表面，并且进一步包括形成在所述保护电路模块的所述电路板的所述上表面上的电路板绝缘层，
其中所述电路板包括两个或更多个端子盘，在所述电路板绝缘层上设置有与所述电路板的各个端子盘对应形成的两个或更多个暴露孔，在所述上壳体上设置有与所述电路板的各个端子盘对应形成的两个或更多个端子孔，并且形成在所述电路板绝缘层上的两个或更多个暴露孔中的至少一个小于形成在所述上壳体上的对应端子孔。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述上壳体的所述罩板包括与所述保护电路模块的所述电路板相对的下表面和与该下表面的背侧对应的上表面，并且所述壳体绝缘层形成在所述上壳体的所述罩板的所述上表面上。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述上壳体的所述罩板包括与所述保护电路模块的所述电路板相对的下表面，并且所述壳体绝缘层形成在所述上壳体的所述罩板的所述下表面上。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电路板绝缘层由附接到所述电路板的所述上表面上的绝缘带构成。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其中所述绝缘带是双面胶带，该双面胶带还被贴到所述上壳体的所述罩板的下表面。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中与形成为尺寸比设置在所述上壳体上的所述端子孔小的暴露孔对应的所述端子盘的极性，与所述裸电池中的与所述上壳体接触的区域的极性相反。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述壳体绝缘层为聚对二甲苯涂层、氨基甲酸乙酯涂层、特氟隆涂层、陶瓷涂层或UV涂层。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述上壳体由铝构成，并且所述壳体绝缘层通过阳极化工艺形成。
9.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述上壳体由不锈钢构成。
10.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述上壳体通过压制工艺制成。
11.一种二次电池，包括：
具有第一端的裸电池；
具有电路板的保护电路模块，该保护电路模块安装在所述裸电池的所述第一端上；
由金属构成的上壳体，被设置为与所述裸电池的所述第一端相邻，从而覆盖所述具有电路板的保护电路模块，其中所述上壳体与所述保护电路模块绝缘，并限定用于覆盖所述保护电路模块的所述电路板的罩板，以及
形成在所述上壳体的外表面上的壳体绝缘层，
其中所述保护电路模块的所述电路板具有与所述上壳体的所述罩板相对的上表面，并进一步包括形成在所述保护电路模块的所述电路板的所述上表面上的电路板绝缘层,
其中所述电路板包括两个或更多个端子盘，在所述电路板绝缘层上设置有与所述电路板的各个端子盘对应形成的两个或更多个暴露孔，在所述上壳体上设置有与所述电路板的各个端子盘对应形成的两个或更多个端子孔，并且形成在所述电路板绝缘层上的两个或更多个暴露孔中的至少一个小于形成在所述上壳体上的对应端子孔。
12.根据权利要求11所述的二次电池，其中所述上壳体的所述罩板包括与所述保护电路模块的所述电路板相对的下表面和与该下表面的背侧对应的上表面，并且所述壳体绝缘层形成在所述上壳体的所述罩板的所述上表面上。
13.根据权利要求11所述的二次电池，其中所述上壳体的所述罩板包括与所述保护电路模块的所述电路板相对的下表面，并且所述壳体绝缘层形成在所述上壳体的所述罩板的所述下表面上。
14.根据权利要求11所述的二次电池，其中所述电路板绝缘层由附接到所述电路板的所述上表面上的绝缘带形成。
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