CN102082304A - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种二次电池。该二次电池具有保护电路模块和二次保护器件。该电池包括在保护电路模块的顶部彼此连接的保护电路模块的金属接头和二次保护器件的金属接头。至少一个接头被弯曲以使接头更接近从而有助于在其间的焊接。

Description

二次电池
技术领域
实施例涉及一种二次电池，更具体地，涉及能够减少金属接头之间的不良焊接(welding)或不良软钎焊(soldering)并同时提高保护电路模块(PCM)的金属接头与二次保护器件的金属接头之间的结合力的二次电池。
背景技术
通常，二次电池是这样的电池，其中化学能与电能之间的相互转换是可逆的，从而能够反复地进行充电和放电。由于二次电池重量降低且功能增加，所以二次电池作为移动和便携的IT设备的驱动电源已经引起人们很多的兴趣。
二次电池包括镍-镉电池、镍-氢电池、镍-锌电池、锂二次电池等。在这些电池中，由于锂二次电池可再充电并可以具有小尺寸、高容量、高操作电压和每单位重量的高能量密度，所以锂电池被广泛使用在先进电子装置领域。锂电池包括锂离子电池、锂离子聚合物电池、锂聚合物电池等。
现有技术中的二次电池包括诸如保护电路模块(PCM)和二次保护器件的安全器件，以防止温度的过度升高、过充电和过放电等。此外，PCM和二次保护器件可以一起提供。在此情形下，二次保护器件连接到PCM的一端，单元电池连接到PCM的另一端。此外，二次保护器件附接在单元电池与PCM之间并且同样地保护单元电池免受单元电池的过电流和发热损伤。
此外，二次保护器件通过焊接到位于PCM上的金属接头而连接到PCM，在此过程中经常发生问题。由于PCM外部的金属接头通常所处的位置会与二次保护器件的金属接头通常所处的位置间隔开，所以在焊接金属接头的过程中会发生不良焊接或者金属接头的一侧被间隔开。
发明内容
为了解决上述问题，通过减少在焊接过程中金属接头之间的不良焊接或不良软钎焊并防止附接到PCM的接头间隔开以改善接头之间的结合力，可以提高质量的可靠性。
在本发明的一方面中，提供了具有保护电路模块(PCM)和二次保护器件的二次电池。在该方面中，PCM的金属接头和二次保护器件的金属接头在PCM顶部上彼此连接，PCM或二次保护器件的金属接头中的至少一个被弯曲从而与另一个更紧密地接触。
根据本发明的另一方面，在PCM中形成穿过部分(passing portion)，二次保护器件的金属接头从该穿过部分穿过。
根据本发明的另一方面，该穿过部分具有凹槽或孔的形状。
根据本发明的另一方面，PCM和二次保护器件的金属接头通过焊接或软钎焊彼此连接。
根据本发明的另一方面，为了相互焊接二次保护器件和金属接头，用于焊接的孔形成在上壳的长端和侧端表面上。此外，额外的隔板可以提供在上壳中以保护PCM免受在相互焊接金属接头时产生的火花(spark)损伤。
根据本发明实施例的二次电池减少了金属接头之间的不良焊接或不良软钎焊，将附接到PCM的金属接头和二次保护器件的金属接头移到一起，并由于PCM的金属接头与二次保护器件的金属接头之间更好的结合力而改善了电池的制造工艺。
附图说明
附图与说明书一起示出了本发明的示范性实施例，并与文字描述一起用于解释本发明的原理。
图1A是现有技术中二次电池中的PCM的金属接头和二次保护器件的金属接头的截面图，示出了可能的分离；
图1B是图1A中的PCM的金属接头在焊接过程中由于图1A所示的分隔而与PCM部分分离的截面图；
图2是示出根据本发明实施例的PCM和二次保护器件的截面图；
图3是示出根据本发明另一实施例的PCM和二次保护器件的截面图；
图4A是具有孔的PCM的透视图，二次保护器件的金属接头穿过该孔；
图4B是具有凹槽的PCM的透视图，二次保护器件的金属接头穿过该凹槽；
图5是示出本发明的耦接到上壳的PCM和二次保护器件的示意图；
图6A是与本发明的一个实施例相关的上壳的示意性透视图；以及
图6B是与本发明的一个实施例相关的上壳的底部透视图。
具体实施方式
在下文，将参照附图详细描述本发明的实施例。此外，本发明的实施例向本领域技术人员提供对本发明的更完整的描述，以下描述的实施例可以以各种其它形式改进，本发明的范围不限于以下描述的实施例。
图1A是示出在现有技术中PCM的金属接头和二次保护器件的金属接头彼此间隔开的状态的图，图1B是示出一个金属接头的一部分在和与其间隔开的金属接头焊接的过程中被移开(dislodge)的状态的图。这里，二次保护器件12附接在单元电池(未示出)与PCM 11之间，以保护单元电池免受过电流和单元电池的发热的影响。二次保护器件12连接到PCM 11的一端，单元电池连接到PCM 11的另一端，从而通过由外部提供的功率来控制过充电和过放电，可以长时间地使用单元电池并同时安全地保护单元电池。
然而，如图1A和图1B所示，在二次电池10中，PCM 11的金属接头11a和二次保护器件12的金属接头12a在彼此间隔开时焊接到彼此。由于PCM 11与金属接头11a所处的位置之间的距离(其是由PCM 11的制造工艺引起)，所以间隔距离d产生在金属接头11a和12a之间。通常，当该间隔距离为0.2mm或以上时，在金属接头11a和12a焊接到彼此时产生不良焊接。这会导致PCM的金属接头11a如图1B所示地从PCM 11分离，从而恶化了操作可靠性和产品质量。
图2是示出二次保护器件的金属接头121弯曲并与PCM 110紧密接触从而解决上述问题的状态的图。如图2所示，在根据本发明的二次电池100中，保护电路模块(PCM)110的金属接头111和二次保护器件120的金属接头121在PCM 110的顶部上彼此连接。如图2还示出，形成弯曲部分122，该弯曲部分122使二次保护器件120的金属接头121在PCM顶部上弯曲，从而使接头121和接头111更接近。
图3是示出PCM的金属接头111在PCM 110的顶部上弯曲而不弯曲二次保护器件的金属接头121的图，从而使接头111和121更接近地设置。如图2和图3所示，PCM 110的金属接头111和二次保护器件120的金属接头121中的任何一个可以被弯曲从而与另一个紧密接触。在图2所示的实施例中，二次保护器件120的金属接头121弯曲以与PCM 110的金属接头111紧密接触。为此，二次保护器件120的金属接头121可以具有位于PCM 110顶部上的弯曲部分122。类似地，在图3中，PCM 110的金属接头111在PCM110的顶部上弯曲以与二次保护器件120的金属接头121紧密接触。
金属接头121可以由用于电传输的各种材料制成，在一个实施例中可以使用镍接头(Ni-tab)。
弯曲部分可以通过一次弯曲形成，或者可以通过以不同方式弯曲任意次数而形成，并且可以具有各种类型的弯曲结构，使得PCM 110的金属接头111和二次保护器件120的金属接头121彼此紧密接触。
图4A和图4B是示出一个实施例的示意图，其中二次保护器件的金属接头穿过PCM。二次保护器件120位于PCM 110下方，二次保护器件120的金属接头121可以形成为延伸到PCM 110的顶部。例如，为了将二次保护器件120连接到PCM 110，在PCM 110中可以形成用于使二次保护器件120的金属接头121穿过的穿过部分。该穿过部分可以具有凹槽112’(其一侧在PCM中敞开)的形状(图4B)或者具有孔112的形状(图4A)，并且该穿过部分可以形成为具有与金属接头121的形状相应的形状。
图5是示出本发明一个实施例的耦接到上壳的PCM和二次保护器件的示意图。图6A是根据本发明一个实施例的上壳的示意性透视图，图6B是根据本发明一个实施例的上壳的底部透视图。
如所示出的，为了将PCM的金属接头111和二次保护器件的金属接头121相互焊接到彼此并彼此连接，额外的间隔部分(spacing portion)210可以形成在上壳200上壳中。间隔部分210是用于设置相互焊接金属接头111和121的焊条(welding rod)的空间。间隔部分210可以形成在上壳200的长端和侧端表面上。在本发明的一个实施例中，PCM 110的金属接头111和二次保护器件120的金属接头121可以通过焊接或软钎焊彼此连接，从而更稳定和准确地连接到彼此。或者，接头通过被热量加热而彼此连接，并可以通过由导电材料制成的介质构件(medium member)而彼此连接。这里使用的焊接可以包括电阻焊或通过允许高电流流过而以电阻热进行焊接。
图6A和图6B是更具体地示出根据本发明一个实施例的上壳的示意图。在本发明中，用于电阻焊的额外的间隔部分210可以形成在上壳200中，并且额外的隔板220可以形成在上壳200的顶表面内侧，以保护PCM 110不受焊接过程中产生的火花等的损伤。焊条位于隔板220之间，使得当金属接头111和121彼此相互焊接时，隔板220用作保护壁以减少对PCM的其它部分的损伤。在图6中，附图标记230表示端子孔。
此外，根据本发明的二次电池100可以是这样的电池，其外壳具有容纳电极组件的圆柱形状或者矩形形状，二次电极100也可以由聚合物型形成。
以下将描述具有上述结构的根据本发明的二次电池100的操作。
PCM 110的金属接头111和二次保护器件120的金属接头121可以在PCM 110顶部上彼此连接，从而通过减小或消除金属接头111和121之间的距离，可以减少焊接或软钎焊金属接头中的不良接近(access)，同时改善金属接头111和121之间的结合力。
此外，PCM 110的金属接头111和二次保护器件120的金属接头121中的任何一个可以被弯曲以与另一个紧密接触。弯曲部分例如通过弯曲二次保护器件120的金属接头121形成，使得二次保护器件120的金属接头121的形状与PCM 110的金属接头111的形状一致。因此，附接到PCM 110的金属接头121更靠近PCM 110顶部上的金属接头111以提高可焊性。或者，金属接头111被弯曲以使接头111和121更靠近地在一起用于焊接。此外，通过在上壳200中形成额外的焊接间隔部分210，有助于焊接，此外，可以额外地在上壳200中形成额外的隔板230，用于保护诸如PCM 110的器件不受焊接时产生的火花的损伤。
根据本发明的二次电池100通过改善PCM 110与二次保护器件120之间的连接的可靠性而使制造工艺稳定，并进一步改善了电池110的装配及其可靠性和操作。
如上所述，尽管已经详细描述了具体实施例，但是可以进行各种改进而不脱离本发明的精神。因此，本发明的范围不应基于描述的实施例来限定，而应根据权利要求书及其等同物来确定。
本申请要求于2009年11月30日提交的美国临时申请No.61/265238的权益，其全部内容通过引用整体结合于此。

Claims (20)

1.一种用于二次电池的保护组件，所述保护组件包括：
保护电路模块，具有第一表面和第二表面；
二次保护器件，邻近所述保护电路模块的第一表面设置；
保护电路模块接头，具有从所述保护电路模块的第二表面向外延伸的部分；
二次保护器件接头，具有从所述二次保护器件向外延伸从而朝向所述保护电路模块延伸的部分，其中所述二次保护器件接头包括从所述保护电路模块的第二表面向外延伸的部分，使得所述保护电路模块接头的第一端和所述二次保护器件接头的第一端彼此最接近地设置并连接在一起，并且其中所述保护电路模块接头和所述二次保护器件接头中的至少一个包括横向轮廓，所述横向轮廓减小所述保护电路模块接头和所述二次保护器件接头的从所述保护电路模块的第二表面向外延伸的部分之间的距离，从而有助于其间的连接。
2.如权利要求1所述的保护组件，其中所述保护电路模块限定有开口，所述二次保护器件接头的延伸部分穿过所述开口延伸，从而从所述保护电路模块的第二表面向外延伸。
3.如权利要求2所述的保护组件，其中所述开口包括邻近所述保护电路模块的侧边缘形成的凹槽。
4.如权利要求2所述的保护组件，其中所述开口包括穿过所述保护电路模块延伸的开口从而与所述保护电路模块的侧边缘间隔开。
5.如权利要求1所述的保护组件，其中所述二次保护器件接头包括横向轮廓，所述横向轮廓使所述二次保护器件接头朝所述保护电路模块接头延伸。
6.如权利要求5所述的保护组件，其中所述横向轮廓包括形成在所述二次保护器件接头的从所述保护电路模块的第二表面向外延伸的部分中的弯，曲。
7.如权利要求1所述的保护组件，其中所述保护电路模块接头包括使所述保护电路模块接头朝所述二次保护器件接头延伸的横向轮廓。
8.如权利要求7所述的保护组件，其中所述横向轮廓包括形成在所述保护电路模块接头的从所述保护电路模块的第二表面向外延伸的部分中的弯曲。
9.如权利要求8所述的保护组件，其中所述保护电路模块接头包括安装在所述保护电路模块上的第一部分和从其向外延伸的第二部分，其中所述弯曲插设在所述第一部分和所述第二部分之间。
10.如权利要求9所述的保护组件，其中所述弯曲包括垂直插设在所述第一部分和所述第二部分之间的第三部分，其中所述第三部分在垂直于所述第二部分的延伸方向的方向延伸。
11.如权利要求1所述的保护组件，还包括置于所述保护电路模块和所述二次保护器件上方的上壳。
12.如权利要求11所述的保护组件，其中所述上壳包括侧壁，该侧壁限定接收所述保护电路模块和所述二次保护器件的凹陷。
13.如权利要求12所述的保护组件，其中至少一个开口形成在所述上壳的邻近所述保护电路模块接头与所述二次保护器件接头之间的界面的侧壁中，从而有助于在连接接头的过程中接近所述界面。
14.如权利要求13所述的保护组件，其中至少一个隔板形成在所述凹陷中，从而将所述接头与所述保护电路模块分离，以在连接接头的过程中提供对所述保护电路模块的保护。
15.一种二次电池，包括：
裸电池；
保护电路模块，具有电耦接到所述裸电池的第一表面和第二表面；
二次保护器件，邻近所述保护电路模块的第一表面设置；
保护电路模块接头，具有从所述保护电路模块的第二表面向外延伸的部分；
二次保护器件接头，具有从所述二次保护器件向外延伸从而朝向所述保护电路模块延伸的部分，其中所述二次保护器件接头包括从所述保护电路模块的第二表面向外延伸的部分，使得所述保护电路模块接头的第一端和所述二次保护器件接头的第一端彼此靠近地设置并连接在一起，并且其中所述保护电路模块接头和所述二次保护器件接头中的至少一个包括横向轮廓，所述横向轮廓减小所述保护电路模块接头和所述二次保护器件接头的从所述保护电路模块的第二表面向外延伸的部分之间的距离，从而有助于其间的连接。
16.如权利要求15所述的二次电池，其中所述保护电路模块限定有开口，所述二次保护器件接头的延伸部分穿过所述开口延伸，以从所述保护电路模块的第二表面向外延伸，其中所述开口包括邻近所述保护电路模块的侧边缘形成的凹槽，或包括穿过所述保护电路模块延伸从而与所述保护电路模块的侧边缘间隔开的开口。
17.如权利要求15所述的二次电池，其中所述二次保护器件接头包括使所述二次保护器件接头朝向所述保护电路模块接头延伸的横向轮廓，其中所述横向轮廓包括形成在所述二次保护器件接头的从所述保护电路模块的第二表面向外延伸的部分中的弯曲。
18.如权利要求15所述的二次电池，其中所述保护电路模块接头包括使所述保护电路模块接头朝向所述二次保护器件接头延伸的横向轮廓，其中所述横向轮廓包括形成在所述保护电路模块接头的从所述保护电路模块的第二表面向外延伸的部分中的弯曲。
19.如权利要求15所述的二次电池，还包括置于所述保护电路模块和所述二次保护器件上方的上壳。
20.如权利要求19所述的二次电池，其中所述上壳包括侧壁，所述侧壁限定接收所述保护电路模块和所述二次保护器件的凹陷，其中至少一个开口形成在所述上壳的邻近所述保护电路模块接头与所述二次保护器件接头之间的界面的侧壁中，从而有助于在连接所述接头的过程中接近所述界面，并且其中至少一个隔板形成在所述凹陷中，从而将所述接头与所述保护电路模块分离，以在连接所述接头的过程中提供对所述保护电路模块的保护。
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