CN101752596A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

一种二次电池包括裸电池和电连接到所述裸电池的保护电路模块。所述保护电路模块包括：柔性印刷电路板，该柔性印刷电路板包括电路板主体和提供第一外部端子和第二外部端子的端子形成部；和连接到该端子形成部的支撑构件，该支撑构件具有与所述电路板主体分开的支撑表面。

Description

二次电池
技术领域
本发明涉及二次电池。
背景技术
可再充电的二次电池大量用作便携式电子设备的电源。目前，组合型电池(pack-type battery)广泛用作二次电池。组合型电池是这样一种形式的电池，其中裸电池和保护电路模块(PCM)集成在一个单元中。组型二次电池通常包括裸电池、保护电路模块和上壳。保护电路模块被连接到裸单元电池的一个表面，并且上壳被连接以覆盖保护电路模块。
为了与当前以二次电池用作电源的便携式电子设备不断小型化发展的趋势保持同步，日益需要二次电池具有更小尺寸。在传统的组型二次电池中，保护电路模块使用可能限制二次电池小型化的普通印刷电路板(PCB)。
发明内容
因此，根据本发明的实施例，提供一种具有保护电路模块的二次电池，其中，通过使用柔性印刷电路板(FPCB)，保护电路模块具有更小厚度，以实现电池的小型化。
另外，提供一种二次电池，其包括使用FPCB的保护电路模块，FPCB具有被牢固连接到电池充电器或外负载的端子结构。
在一个实施例中，提供一种二次电池，其包括裸电池和电连接到所述裸电池的保护电路模块。所述保护电路模块包括：柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板包括电路板主体和提供第一外部端子及第二外部端子的端子形成部；和连接到所述端子形成部的支撑构件，所述支撑构件具有与所述电路板主体分开的支撑表面。
所述支撑构件可以包括具有所述支撑表面的支撑板、和从所述支撑板延伸并固定到所述电路板主体的多个支撑腿。进一步，所述支撑构件的支撑腿的端部具有与所述电路板主体接触的接触表面。所述保护电路模块可以包括安装在所述电路板主体上的电路元件，所述电路元件占据所述支撑板与所述电路板主体之间的空间，并且所述空间可以具有至少0.6mm的深度。
在一个实施例中，所述电路板包括在所述电路板主体与所述端子形成部之间的连接部，并且所述电路板主体是纵向延伸的条，所述电路板主体所具有的连接部从所述电路板主体的一侧或一端延伸。
所述支撑构件可以通过焊接、粘接或表面组装技术工艺被固定到所述电路板主体，并且所述支撑构件可以由金属或注射成型的合成树脂制成。进一步，所述支撑构件的所述支撑表面可以被绝缘处理，例如通过绝缘带进行绝缘处理。
进一步，所述端子形成部可以被连接到所述支撑构件的所述支撑表面，例如通过双面胶带。另外，所述电路板主体可包括上表面和与所述上表面相对的下表面，所述上表面上安装有电路元件，所述下表面通过连接部延伸到所述端子形成部的安装有所述第一外部端子和所述第二外部端子的表面。
附图说明
图1为根据本发明一个实施例的二次电池的透视图。
图2为图1中所示二次电池的分解透视图。
图3为图1中所示二次电池的裸电池的上部沿线A-A所取的剖视图。
图4A和4B分别为具有展开的端子形成部的图2中所示保护电路模块的俯视透视图和仰视透视图。
图5为本发明的实施例的支撑构件的仰视透视图。
图6为根据本发明另一实施例的保护电路模块的透视图。
图7为具有展开的端子形成部的图6中所示保护电路模块的俯视透视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的实施例。
图1为根据本发明一个实施例的二次电池的透视图。图2为图1的二次电池的分解透视图。图3为沿图1中线A-A所取的裸电池的上部的剖视图。图4A和4B分别为具有展开的端子形成部的图2中所示保护电路模块的俯视透视图和仰视透视图。图5为图4A中所示支撑构件的透视图。
参见图1至5，二次电池100包括裸电池110、保护电路模块(PCM)120和上壳130。二次电池100可以进一步包括下壳140、粘接构件150和标签160。
二次电池100的PCM120包括由FPCB构成的电路板121，并且电路板121的端子形成部123由支撑构件126支撑，从而当电池充电器或外负载被连接到端子形成部123时减轻或防止端子形成部123被进一步推向盖组件112，由此为电连接状态提供良好的保持。
裸电池110供应电能，并包括：具有正电极、负电极和置于其间的隔板的电极组件，由金属制成的用于容纳电极组件和电解液的罐111，和用于密封罐111的开口部的盖组件112。盖组件112包括：由金属制成的盖板112a、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之间以在其间提供电绝缘的衬垫116。本实施例将例示以第一电极端子115作为负电极端子的结构构造。
罐111和盖板112a将用作第二电极端子。本实施例将例示以罐111和盖板112a作为正电极端子的结构构造。尽管在本实施例所具有的结构中，第一电极端子115用作负电极，罐111和盖板112a用作正电极，但本发明不限于此。本领域技术人员应理解，以第一电极端子115作为正电极并以罐111和盖板112a作为负电极的可替代形式也是可行的。
PCM120包括电路板121、支撑构件126、多个电路元件127、第一电极引板128、和安装在电路板121上的第二电极引板129。PCM120控制全部操作，包括二次电池100的充电/放电。
在一个实施例中，电路板121是具有布线图案且厚度约为0.1mm的FPCB。电路板121包括电路板主体122、端子形成部123和连接部124。
在一个实施例中，电路板121的主体122为纵向延伸的大致矩形条的形式。在主体122的中心提供有通孔121c。衬垫116和裸电池110的第一电极端子115被定位以对应于通孔121c。在电路板121的主体122的上表面121a上提供有支撑构件126、多个电路元件127和第一电极引板128。主体122的下表面121b通过由例如双面胶带或粘接剂之类的粘接方式形成的粘接层170被连接到裸电池110的盖板112a。
电路板121的端子形成部123通过从主体122的侧表面延伸的连接部124连接到主体122。如图4B中所示，端子形成部123的下表面提供有：用作负电极端子的第一外部端子123a、用作正电极端子的第二外部端子123b、和用作辅助控制端子的第三外部端子123c。端子形成部123被设置在形成于支撑构件126中的支撑表面126c上，由此，设置在端子形成部123的下表面上的第一、第二和第三外部端子123a、123b、123c面向上方远离盖组件112。端子形成部123由支撑构件126支撑，使得端子形成部123在连接到外部器件时不会被推向主体122。因此，在端子形成部123的第一、第二和第三外部端子123a、123b、123c与电池充电器或外负载之间保持良好的接触状态。
电路板121的连接部124从电路板121的主体122的侧表面向外延伸。电路板121的连接部124连接在主体122与端子形成部123之间，并允许端子形成部123被连接到支撑构件126。
支撑构件126由金属制成并包括支撑板126a和多个支撑腿126b。支撑构件126支撑电路板121的端子形成部123，并保护位于其中的多个电路元件127。
支撑板126a提供有支撑表面126c，电路板121的端子形成部123被设置在支撑表面126c上。支撑构件126的支撑表面126c和电路板121的端子形成部123通过由例如双面胶带或粘接剂之类的粘接方式形成的粘接层171相互连接。只要端子形成部123的第一、第二和第三外部端子123a、123b、123c可位于支撑表面126c上，则对支撑表面126c的尺寸和形状没有特别限制。支撑板126a以给定的距离与电路板121的主体122分开，以允许电路元件插入支撑板126a与电路板主体122之间。因此，多个电路元件127由于处于在支撑构件126的支撑板126a与电路板121的主体122之间限定的空间中而被保护。支撑构件126的支撑板126a与电路板121的主体122之间的间隔(d)可以为至少0.6mm，以提供可安置多个电路元件127的空间。
多个支撑腿126b被形成为从支撑板126a的外周边沿与支撑表面126c相反的方向延伸。支撑腿126b的端部提供有通过向外弯曲而形成的接触表面126d。接触表面126d与主体122的上表面121a接触，并固定到电路板121。支撑构件126可焊接或粘接连接到电路板121的主体122，或者可利用其它方式通过传统的表面组装技术(SMT)工艺安装。
支撑构件126的支撑表面126c被绝缘处理。在一个实施例中，绝缘带被连接到支撑构件126的支撑表面126c。在一个实施例中，支撑构件126的外表面被绝缘处理，使得支撑构件126可与电路板121和电路元件127电隔离。绝缘处理可以通过例如形成聚对二甲苯涂层、聚氨酯涂层、特氟隆涂层或UV涂层来实施，或者当支撑元件126由铝形成时通过阳极化工艺来实施。
尽管本实施例中例示的支撑构件126由金属制成，但本发明不限于此。例如，支撑元件126也可以由合成树脂的注射成型产品或其它相似的刚性材料形成。
多个电路元件127被安装在电路板121的主体122的上表面121a上。多个电路元件127通过由支撑构件126的支撑板126a覆盖而被保护。电路元件127可包括控制集成电路(IC)、充电/放电切换元件和其它无源器件。
第一电极引板128由导电材料形成。第一电极引板128通过能够当电池过热时切断电流流动的正温度系数(PTC)器件127a被电连接到电路板121，并且通过例如焊接之类的传统方法被电连接到用作裸电池110的负电极端子的第一电极端子115。第一电极引板128和PTC器件127a位于电路板121的主体122的上表面121a上。
第二电极引板129被连接为从电路板121的主体122的一端向外突出。第二电极引板129由导电材料形成，并因此在电路板121与用作裸电池110的正电极端子的盖板112a之间提供电连接。
上壳130提供有罩板131和从罩板131朝向盖组件112向下延伸的侧壁134。上壳130在其内空间中容纳PCM120，从而保护PCM120。
罩板131与裸电池110的盖板112a基本一致，并覆盖PCM120。罩板131提供有在与电路板121的第一、第二和第三外部端子123a、123b、123c对应的每个区域中形成的第一、第二和第三端子孔132a、132b、132c。第一端子孔132a至少部分地暴露设置在电路板121上的第一外部端子123a，第二端子孔132b至少部分地暴露设置在电路板121上的第二外部端子123b，第三端子孔132c至少部分地暴露设置在电路板121上的第三外部端子123c。
侧壁134被形成为从罩板131的外周边向下延伸。侧壁134提供有延伸部134a以包围裸电池110的侧表面114的上部。
下壳140提供有底板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基本一致，并利用粘接构件150被连接到裸电池110的下表面113。两个延伸部142包围裸电池110的侧表面114的下部。
标签160被连接以包围裸电池110的侧表面114。进一步，标签160被连接到上壳130的延伸部134a和下壳140的延伸部142，使得二次电池100的裸单元电池110、上壳130和下壳140相互牢固连接。
在下文中，将对根据本发明另一实施例的保护电路模块进行例示。图6为根据本发明另一实施例的保护电路模块的透视图，图7为具有展开的端子形成部的图6中所示保护电路模块的透视图。参见图6和7，保护电路模块220包括保护电路板221和支撑构件226、多个电路元件、第一电极引板228、和安装在电路板221上的第二电极引板229。
电路板221包括：电路板主体222、端子形成部223和连接部224。端子形成部223通过从主体222的一个纵向端延伸的连接部224连接到主体222。端子形成部223被形成为沿着主体222的长度方向延伸。在该情况下，电路板221大体上具有简单的矩形条形状，该形状有利于电路板221的制造和可加工性。保护电路模块220的其余构造和操作与对之前图1至5的实施例的描述基本相同，所以将在此省略其详细描述。
从以上描述中显见，本发明的构造能够实现本发明。特别是，通过使用薄FPCB的保护电路模块构造，可减小二次电池的尺寸。
进一步，由于安装支撑构件以支撑FPCB上形成的外部端子，因此，外部端子不会移位，使得与电池充电器或外部负载的连接牢靠。
另外，很多安装在FPCB上的电路元件位于支撑构件内并由支撑构件来保护，因此保护电路模块的安全性提高。
尽管为了例示目的公开了本发明的示例性实施例，不过本领域技术人员将会理解，在不背离如所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，可以进行各种修改、添加和替换。

Claims (17)

1.一种二次电池，包括：
裸电池；和
电连接到所述裸电池的保护电路模块，所述保护电路模块包括：
柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板包括电路板主体和具有第一外部端子及第二外部端子的端子形成部；和
连接到所述端子形成部的支撑构件，所述支撑构件具有与所述电路板主体分开的支撑表面。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述支撑构件包括具有所述支撑表面的支撑板、和从所述支撑板延伸并固定到所述电路板主体的多个支撑腿。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述支撑构件的支撑腿的端部具有与所述电路板主体接触的接触表面。
4.根据权利要求2所述的二次电池，其中所述保护电路模块包括安装在所述电路板主体上的电路元件，所述电路元件占据所述支撑板与所述电路板主体之间的空间。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其中所述支撑板与所述电路板主体之间的距离为至少0.6mm。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电路板包括在所述电路板主体与所述端子形成部之间的连接部。
7.根据权利要求6所述的二次电池，其中所述电路板主体是纵向延伸的条。
8.根据权利要求6所述的二次电池，其中所述电路板的所述连接部从所述电路板主体的一侧延伸。
9.根据权利要求6所述的二次电池，其中所述电路板的所述连接部从所述电路板主体的一端延伸。
10.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述支撑构件通过焊接、粘接或表面组装技术工艺被固定到所述电路板主体。
11.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述支撑构件由金属制成。
12.根据权利要求11所述的二次电池，其中所述支撑构件的所述支撑表面被绝缘处理。
13.根据权利要求11所述的二次电池，其中绝缘带被连接到所述支撑构件的所述支撑表面。
14.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述支撑构件由注射成型的合成树脂形成。
15.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述端子形成部被连接到所述支撑构件的所述支撑表面。
16.根据权利要求15所述的二次电池，其中所述支撑表面和所述柔性印刷电路板的端子形成部通过双面胶带相互连接。
17.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述电路板主体包括上表面和与所述上表面相对的下表面，所述上表面上安装有电路元件，所述下表面通过连接部延伸到所述端子形成部的安装有所述第一外部端子和所述第二外部端子的表面。
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