CN102082252B - 电池组件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池组件，该电池组件包括：裸电池；电连接到所述裸电池并具有第一端子部的保护电路模块；在所述裸电池与所述保护电路模块之间的保持架壳体，所述保持架壳体具有：第二端子部；连接到所述第二端子部的端子连接部；以及绝缘支撑件，其中所述保护电路模块联结到所述保持架壳体，以使所述第一端子部电联结到所述端子连接部。

Description

电池组件
相关申请的交叉引用
本申请要求在美国专利商标局于2009年11月30日递交的美国临时申请61/265,265和2010年9月10日递交的美国非临时申请12/879,975的权益，其全部内容通过引用并入本文。
技术领域
本发明的各方面涉及一种电池组件，具体而言，涉及一种可再充电电池组件。
背景技术
二次电池组通常包括：可充电/可放电的裸电池、电联结到该裸电池以控制充电/放电并在过充电/过放电时断开电路的保护电路模块(PCM)、位于裸电池与保护电路模块之间的保持架壳体、以及被模制成通过包装裸电池和保护电路模块能安装到外部设备上的形状的顶部壳体。
保持架壳体用于电绝缘裸电池和保护电路模块彼此接触的区域，但排除裸电池的正电极和负电极与保护电路模块彼此电联结所在的区域。保护电路模块通常坐落在保持架壳体顶部上。另外，裸电池和保护电路模块通过使用具有能安装到外部设备上的形状的顶部壳体而被整体地包装。
外部输入/输出端子部典型地形成在电池组中保护电路模块的一侧，端子暴露部形成在与外部输入/输出端子部接触的顶部壳体中以暴露出外部输入/输出端子部。然而，当电池组的外部输入/输出端子部和保护电路模块在装配电池组时被整体组装时，在垫(pad)式电池的情形下，端子的摇动可能相对不明显，但在电池组的端子突出的电池类型中，如果端子部被摇动或者如果保护电路模块未被紧固地固定到电池组件，即使可能会稍后装配顶部壳体来包装裸电池和保护电路模块，但保护电路模块会弯曲或移位。
发明内容
因此，各实施例提供一种包括具有新结构的保持架壳体的电池组件，其中保护电路模块通过滑动或通过配合能紧固地联结到保持架壳体。
进一步，各实施例提供一种电池组件，该电池组件能够通过将所述保护电路模块紧固地固定到所述保持架壳体来防止所述保护电路模块移位，并在装配所述电池组时省去将所述保护电路模块附接到所述保持架壳体的过程。
根据本发明的一方面，电池组件包括：裸电池；电连接到所述裸电池并具有第一端子部的保护电路模块；在所述裸电池与所述保护电路模块之间的保持架壳体，所述保持架壳体具有：第二端子部；连接到所述第二端子部的端子连接部；以及绝缘支撑件，其中所述保护电路模块被联结到所述保持架壳体，以使所述第一端子部电联结到所述端子连接部。
在一个实施例中，所述第二端子部在所述绝缘支撑件上，并且所述端子连接部与所述绝缘支撑件隔开。进一步，所述保护电路模块可进一步包括垫部，所述保护电路模块的所述垫部可在所述端子连接部与所述绝缘支撑件之间，其中所述垫部包括所述第一端子部。
在一个实施例中，所述绝缘支撑件包括被配置为使所述保护电路模块在所述绝缘支撑件上的位置紧固的支撑部。另外，所述保护电路模块具有被配置为将所述保护电路模块紧固到所述保持架壳体的突出部。
所述电池组件可进一步包括：在所述裸电池上的电极端子；将所述保护电路模块电连接到所述电极端子的第一连接接线片；和将所述保护电路模块电连接到所述裸电池的第二连接接线片。另外，所述保持架壳体和所述保护电路模块可具有适于允许所述第二连接接线片被焊接到所述裸电池的开口。在一个实施例中，所述第一端子部和所述端子连接部被焊接在一起，并且所述保持架壳体可通过绝缘带被联结到所述裸电池。进一步，所述保护电路模块包括柔性印刷电路板。
在一个实施例中，所述保持架壳体具有沿所述保持架壳体的接触所述裸电池的表面的每个纵向边缘延伸的肋，并且所述肋可仅沿所述每个纵向边缘的一部分延伸。另外，所述电池组件可包括覆盖所述保护电路模块并适于暴露所述第二端子部的顶部壳体。进一步，标签片可被包括以部分地覆盖所述裸电池和所述顶部壳体。
在一个实施例中，所述保护电路模块进一步包括在所述肋之间并在所述保持架壳体与所述裸电池之间的第二连接接线片，并还可包括在所述电极端子与所述保护电路模块之间的正温度系数构件。
附图说明
附图和说明书一起例示本发明的各示例性实施例，并与描述一起用于解释本发明的实施例的原理。
图1为显示根据本发明实施例的电池组件的分解透视图。
图2A为更具体地显示图1的保护电路模块和保持架壳体的一个实施例的透视图。
图2B为图1的保护电路模块和保持架壳体的另一实施例的透视图。
图3A为显示根据本发明实施例的保护电路模块和保持架壳体彼此联结的状态的底部透视图。
图3B为显示保护电路模块和保持架壳体彼此联结的状态的另一实施例的透视图。
图4A显示根据本发明实施例的保护电路模块和保持架壳体彼此联结的状态的透视图。
图4B为本发明又一实施例的电池组件的透视图。
图5为沿图4A的线A-A’截取的横截面示意图。
图6为显示根据本发明再一实施例的电池组件的透视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的某些示例性实施例。当第一元件被描述成联结到第二元件时，该第一元件不仅可以直接联结到第二元件，而且还可以经由第三元件间接联结到第二元件。进一步，对完全理解本发明不重要的一些元件为了清楚被省略。此外，相似的附图标记自始至终指代相似的元件。
在下文中，将参照例示出本发明各实施例的附图来详细描述根据本发明各实施例的电池组件。
当裸电池和保护电路模块彼此联结时，得到的结构典型地被称为芯组。在以下描述中，术语“芯组”用于指代这样的结构：裸电池、保护电路模块以及位于裸电池和保护电路模块之间的保持架壳体彼此联结。
图1为显示根据本发明实施例的电池组件的分解透视图。
参见图1，根据本发明实施例的电池组件包括裸电池10、保持架壳体20、保护电路模块30、顶部壳体40和标签片50。这里，保护电路模块30与裸电池10电联结。具有内端子部(或第一端子部)34a的垫部34形成在保护电路模块30的一侧，电路安装部33形成在保护电路模块30的另一侧。另外，保持架壳体20安装在裸电池10与保护电路模块30之间。保持架壳体20包括支撑件26、形成在支撑件26的一个表面上的外部输入/输出端子部(或第二端子部)21以及与外部输入/输出端子部21连接的端子连接部22，以使保护电路模块30容纳在保持架壳体20中并固定到保持架壳体20，从而使保护电路模块30的内端子部34a接触端子连接部22。
根据各实施例，裸电池10可以是罐形或袋形，但在本发明的本实施例中，罐形的裸电池将作为示例进行描述。
裸电池10包括电极组件和容纳该电极组件的罐。电极组件包括在两个表面上涂覆有正极活性物质的正极板、隔板以及在两个表面上涂覆有负极活性物质的负极板。电极接线片被接合到从正极板和负极板延伸出的区域。电极接线片中的一个连接到罐或连接到盖板，而另一个连接到电极端子11并从罐突出，以与保护电路模块30电联结。为了将保护电路模块30和裸电池10电连接，第一连接接线片31形成在保护电路模块30的一端，第二连接接线片32形成在保护电路模块30的下部。如将会认识的那样，诸如“上”和“下”的方向术语与附图中电池组件的方位以及在此所述的各部件的相对位置有关。
保持架壳体20被绝缘带60附接到裸电池10。保持架壳体20的主体部分包括：由绝缘体形成并支撑保护电路模块30的支撑件26、外部输入/输出端子部21以及与外部输入/输出端子部21电和物理地连接的端子连接部22。外部输入/输出端子部21整体地形成在支撑件26的一侧上，以用作电介质来传递和接收裸电池10与外部设备之间的电信号。
这里，外部输入/输出端子部21被限制(circumscribed)在支撑件26的一个表面上，端子连接部22与支撑件26的顶面隔开预定间隙，以在它们之间形成空间。保护电路模块30的具有内端子部34a的垫部34随后被滑动插入或配合插入到上述空间中。
进一步，如下述图2B所示，支撑部23被进一步提供在面向外部输入/输出端子部21的位置处。在这种构造中，保护电路模块30的带有内端子部34a的垫部34被插入到位于外部输入/输出端子部21与支撑部23之间的端子连接部22的下部，以接触端子连接部22的底部。以下将会更详细地对其进行详细描述。
另外，在本发明的实施例中，外部输入/输出端子部21被限制在支撑件26的一个表面上，并且在该实施例中，支撑件26的一个表面竖直地延伸以被限制到外部输入/输出端子部21，其突出到裸电池的一个上侧。这里，在支撑件26的一个表面上向上延伸并且未被限制到外部输入/输出端子部21的金属部21a中的部分将被称为纵向延伸部(或绝缘部)21b，并被单独描述。
也就是说，外部输入/输出端子部21包括绝缘部21b和限制到绝缘部21b的一部分的金属部21a。这里，金属部21a镀有导电物质，例如金(Au)、铜(Cu)等，以允许电信号在裸电池10与外部设备之间流动。另外，绝缘部21b由为绝缘物质的塑性物质制成，以用于使以规则间隔介于绝缘部21b之间的金属部21a相互绝缘。
进一步，电路安装部33被进一步提供在坐落在保持架壳体20上并固定到保持架壳体20的保护电路模块30的印刷电路板上。保护电路形成在电路安装部33中，例如用于始终如一地保持电池的充电状态的电路或用于通过控制电池的充电和放电来防止过放电和过充电的电路。进一步，保护电路模块30可包括诸如热敏电阻或温度保险丝的保护元件。可替代地，可进一步包括在电极端子11和保护电路模块30之间的正温度系数构件。安全装置在电池的电压和电流因高温的增加或电池的过度充电/放电而上升超过标准或更大时通过切断电流来防止诸如电池的爆炸、起火等危险。
另外，保护电路模块30的内端子部34a可被插入并固定到在保持架壳体20的支撑件26的顶部上的端子连接部22的下部。因此，突出部35另外形成在保护电路模块30中且与外部输入/输出端子部21的两个端部接触。突出部35允许插入在端子连接部22与保持架壳体20之间的保护电路模块30被紧固地固定到保持架壳体20。将参照图3至图5详细描述保护电路模块30被固定到保持架壳体20的结构。
覆盖连接到裸电池10的保护电路模块30并形成电池组件的外部的一部分的顶部壳体40被联结到芯组。进一步，覆盖裸电池10和顶部壳体40的外部部分的标签片50进一步形成在芯组中。通过这种构造，可以加强裸电池10与顶部壳体40之间的联结力。另外，在顶部壳体40和标签片50中分别提供用于将外部输入/输出端子部21暴露到外部的端子暴露部41和槽部51。
图2A为更具体地显示图1的保护电路模块和保持架壳体的透视图。
参见图2A，保护电路模块30的内端子部34a沿B方向滑动插入到保持架壳体20与端子连接部22之间，以接触保持架壳体20的端子连接部22的下部。插入方向作为一个示例被显示。此外，内端子部34a可通过强制配合方案或各种接合方法沿相反方向被插入并联结到保持架壳体20的外部输入/输出端子部21。
用于连接裸电池10(见图1)的电极端子11(见图1)的第一连接接线片31形成在保护电路模块30的一端上，并且用于连接裸电池10的外表面的第二连接接线片32形成在保护电路模块30的下部上。裸电池10和保护电路模块30可通过第一连接接线片31和第二连接接线片32电联结。
在一个实施例中，第二连接接线片32通过焊接被附接到裸电池10的外表面上。为此，第一孔(或开口)24和第二孔(或开口)36分别形成在保持架壳体20和保护电路模块30的第二连接接线片32所在的部分上。在该构造中，当第二连接接线片32焊接到裸电池10时，第二连接接线片32被暴露于外部，可以容易地被焊接。
图2B为图2A的修改实施例。如图所示，额外的支撑部23被进一步提供在面向保持架壳体20的外部输入/输出端子部21的位置处。具有内端子部34a的垫部34用于引导保护电路模块30被插入到位于外部输入/输出端子部21与支撑部23之间的端子连接部22的下部。另外，支撑部23能够支撑保护电路模块30以被更紧固地安装到保持架壳体20上。
图3A为显示根据本发明的实施例保护电路模块和保持架壳体彼此联结的状态的底部透视图。
参见图3A，保持架壳体20可通过使用诸如粘合带、焊接等各种方法被附接到裸电池10。在一个实施例中，一对肋25a被额外形成为大致沿保持架壳体20的底部(也就是支撑架26的底部)的边缘延伸。形成在保护电路模块30的一个下部处的第二连接接线片32可坐落在该对肋25a之间。该对肋25a可用于形成用于诸如第二连接接线片32等次级板的坐落空间。
进一步，可以通过使用肋25a将保持架壳体20坐落在裸电池10的精确位置处，以将保持架壳体引导到正确位置。也就是，保持架壳体20底部上的肋25a被形成为覆盖裸电池10的上外部，从而可以在联结裸电池10和保持架壳体20时有利于位置对准并修改形状合成(shape synthesis)。
另外，本发明的保护电路模块30的基底物质可由柔性印刷电路板(FPCB)形成。结果是，可以减小保护电路模块30的高度，以实现更紧凑的电池组件。
图3B为图3A的另一修改示例。在图3B中，该对肋25b沿支撑件26的底部的边缘形成，但它们可与支撑件26的底部的任一端隔离开。尽管如上所述部分地隔开，诸如第二连接接线片32等另外的板仍可坐落在支撑件26的下方，并且该肋仍可提供足够大的空间来稳定地支撑保护电路模块30防备其在裸电池10顶部上移动。
图4A为显示根据本发明另一实施例的保护电路模块和保持架壳体彼此联结的状态的透视图，图4B为本发明又一实施例的电池组件的透视图，图5为沿图4A的线A-A’截取的横截面图。
参见图4A、图4B和图5，端子连接部22由形成在保持架壳体20的表面上的面向被限制在保持架壳体20的一个表面上的外部输入/输出端子部21的支撑部23支撑。在这种构造中，端子连接部22与保持架壳体20的支撑件26隔开预定间隙。
形成在保护电路模块30的一端处的垫部34被插入到如上所述彼此隔开的保持架壳体20的支撑件26与端子连接部22之间，以使内端子部34a接触端子连接部22的底部并与其电联结。因此，内端子部34a可将来自裸电池10的电信号传递到端子连接部22。另外，由于端子连接部22被连接到暴露在电池组件外部的外部输入/输出端子部21，因此来自裸电池10的电信号可通过外部输入/输出端子部21被传递到外部设备。
也就是，保护电路模块30的内端子部34a可将来自裸电池10的电信号通过端子连接部22传递到保持架壳体20的外部输入/输出端子部21。
另外，突出部35形成在保护电路模块30中且与外部输入/输出端子部21的端部和支撑部23接触，从而将插入在保持架壳体20与端子连接部22之间的保护电路模块30固定。
由于突出部35具有大致圆形形状，在将保护电路模块30插入到保持架壳体20时由施加的压力生成干涉配合，突出部35被固定到保持架壳体20。因此，保护电路模块30被基本防止因配合联结以及将保护电路模块30固定到保持架壳体20而被推动或移动，从而基本防止外部输入/输出端子部21移动或移位。进一步，通过省去将保护电路30附接到保持架壳体20的过程，过程的数量减少，由此提高生产力。
现在参见图4B，裸电池10包括沿裸电池的表面的电极端子11，该表面与支撑保持架壳体20的表面相对。电极端子11通过连接接线片52和31电联结到保护电路模块30。
图6为显示根据本发明实施例的电池组件的透视图。
参见图6，顶部壳体40具有端子暴露部41，用于暴露出外部输入/输出端子部21，以覆盖进一步形成在芯组外部的保护电路模块30。另外，进一步形成用于覆盖芯组和顶部壳体40的外部部分的标签片50。槽部51形成在标签片的与端子暴露部41对应的部分中，从而将外部输入/输出端子部21暴露于外部。
标签片50用于增强芯组与顶部壳体40之间的联结力。标签片50可具有仅部分地覆盖顶部壳体40与芯组之间的接合部的形状，即部分地覆盖裸电池10和顶部壳体40，或可具有覆盖顶部壳体40和芯组的整个外部的单个薄片形状。在此，标签片50的形状不受限制。
标签片50可印刷有二次电池的放电容量、制造日期等，并可以是包含用于保护二次电池或使其绝缘的功能的包装标签片。包装标签片的材料可包括典型为包装材料的合成树脂、纸或典型地为包装材料但在一个实施例中具有收缩槽(contraction tub)或能够被收缩薄膜包装(shrink-wrapped)的类似物。
虽然本发明已结合目前被视为是可应用的示例性实施例进行了描述，本领域技术人员应理解，本发明不限于所公开的各实施例，相反，而是意在覆盖包括在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等同设置。

Claims (15)

1.一种电池组件，包括：
裸电池；
电连接到所述裸电池并具有第一端子部的保护电路模块；
在所述裸电池与所述保护电路模块之间的保持架壳体，所述保持架壳体具有：第二端子部；连接到所述第二端子部的端子连接部；以及绝缘支撑件，
其中所述保护电路模块被联结到所述保持架壳体，以使所述第一端子部电联结到所述端子连接部；
其中所述保护电路模块进一步包括垫部，所述保护电路模块的所述垫部在所述端子连接部与所述绝缘支撑件之间，并且所述垫部包括所述第一端子部。
2.根据权利要求1所述的电池组件，其中所述第二端子部在所述绝缘支撑件上，并且所述端子连接部与所述绝缘支撑件隔开。
3.根据权利要求1或2所述的电池组件，其中所述绝缘支撑件包括被配置为使所述保护电路模块在所述绝缘支撑件上的位置紧固的支撑部。
4.根据权利要求1或2所述的电池组件，其中所述保护电路模块具有被配置为将所述保护电路模块紧固到所述保持架壳体的突出部。
5.根据权利要求1或2所述的电池组件，进一步包括：
在所述裸电池上的电极端子；
将所述保护电路模块电连接到所述电极端子的第一连接接线片；和
将所述保护电路模块电连接到所述裸电池的第二连接接线片。
6.根据权利要求5所述的电池组件，其中所述保持架壳体和所述保护电路模块具有适于允许所述第二连接接线片被焊接到所述裸电池的开口。
7.根据权利要求1或2所述的电池组件，其中所述第一端子部和所述端子连接部被焊接在一起。
8.根据权利要求1或2所述的电池组件，其中所述保持架壳体通过绝缘带被联结到所述裸电池。
9.根据权利要求1或2所述的电池组件，其中所述保护电路模块包括柔性印刷电路板。
10.根据权利要求1或2所述的电池组件，其中所述保持架壳体具有沿所述保持架壳体的接触所述裸电池的表面的每个纵向边缘延伸的肋。
11.根据权利要求10所述的电池组件，其中所述肋仅沿所述每个纵向边缘的一部分延伸。
12.根据权利要求10所述的电池组件，其中所述保护电路模块进一步包括在每个肋之间并在所述保持架壳体与所述裸电池之间的第二连接接线片。
13.根据权利要求1或2所述的电池组件，进一步包括覆盖所述保护电路模块并适于露出所述第二端子部的顶部壳体。
14.根据权利要求13所述的电池组件，进一步包括部分地覆盖所述裸电池和所述顶部壳体的标签片。
15.根据权利要求5所述的电池组件，进一步包括在所述电极端子与所述保护电路模块之间的正温度系数构件。
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