CN102412413B - 锂电池及其盖板、电芯、保护线路板和装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种锂电池及其盖板、电芯、保护线路板和装配方法，包括电芯及保护线路板，所述电芯包括正极片、负极片及盖板，所述电芯还包括第一连接体和第二连接体，所述第一连接体的一端与所述正极片和负极片中之一固定并电连接，所述第二连接体的一端与所述正极片和负极片中之另一固定并电连接，所述第一、二连接体的另一端的一个与所述保护线路板固定并电连接，所述第一、二连接体的另一端的另一个与所述盖板或保护线路板固定并电连接，且所述第一连接体和第二连接体中至少之一与所述盖板绝缘。连接体可以一体直接从极片连接到保护线路板，减少了现有技术中盖板内外面的焊接工序，这一可以降低电池内阻，二可以提高产品的稳定性和质量。

Description

锂电池及其盖板、电芯、保护线路板和装配方法

技术领域

本发明是关于一种锂电池。

背景技术

成品锂电池包括电芯、保护线路板、塑胶框架(或上塑胶盖)和铭牌纸。锂电池封装方法主要有两种：1)保护线路板与电芯电连接后，电芯和保护线路板被装在塑胶框架内，铭牌纸把塑胶框架、电芯和保护线路板包裹在一起，从而使保护线路板得以定位和固定。2)保护线路板与电芯电连接后，电芯与保护线路板一同放入塑胶模具的模腔内，在保护线路板周围也即电芯的顶部成型出一个上塑胶盖，保护线路板得以定位和固定。保护线路板的作用是防止电池被过充电和被过放电。

一种现有的锂电池如图1所示，该锂电池包括电芯及保护线路板，电芯包括盖帽、外壳、卷芯及电解液，盖帽与外壳焊接而构成金属壳，电解液和卷芯被密封在该金属壳内。盖帽1包括盖板5、上密封圈11、下密封圈13、铆钉6及压板10，铆钉6的铆钉杆17从盖板上表面21依次穿过上密封圈11、盖板5、下密封圈13、压板10，并铆固在一起成为盖帽。铆接过程中，铆钉杆17长度变短和端部变形并使铆钉帽20和压板10间距变小，使上密封圈11被紧压贴在盖板5上表面21(实际为压在盖板铆钉孔的台阶平面上)，下密封圈13被紧压贴在盖板5下表面22，使铆钉6与盖板5间密封和绝缘，铆钉6除把上密封圈11、盖板5、下密封圈13、压板10紧固在一起外，还把放置在电芯密闭空间里的卷芯的正、负电极的一个电极引到电芯密闭空间外面。实际生产中，铝壳电池的上密封圈11、下密封圈13为一体制造的，用注塑技术把塑胶原料注射到盖板铆钉孔内，成型出一体密封圈；钢壳电池的上密封圈11、下密封圈13为分体制造的，用手工方法把下密封圈13装配在盖板第二下表面22上、把上密封圈11装配在盖板第二上表面21上。

现有锂电池卷芯的外引电极从极片到保护线路板的方案是：以铝壳电池为例，在负极片(铜箔)的一端焊接上负极耳的一端，负极耳的另一端焊接到盖帽的连接片上，连接带的一端焊接到盖帽的铆钉帽上，连接带的另一端焊接到保护线路板上，从极片到保护线路板要经过极耳、铆钉、连接带三个零件，需焊接4次，可以说现有电极外引技术存在材料数量多、工序多、质量控制难度大的不足。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种能够减少装配工序和提高锂电池质量的锂电池及其盖板、电芯、保护线路板和装配方法。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种锂电池，包括电芯及具有第一上表面和第一下表面的保护线路板，所述电芯包括正极片、负极片及位于所述电芯顶部的盖板，所述电芯还包括第一连接体和第二连接体，所述第一连接体的一端与所述正极片和负极片中之一固定并电连接，所述第二连接体的一端与所述正极片和负极片中之另一固定并电连接，所述第一、二连接体的另一端的一个与所述保护线路板固定并电连接，所述第一、二连接体的另一端的另一个与所述盖板或保护线路板固定并电连接，且所述第一连接体和第二连接体中至少之一与所述盖板绝缘。保护线路板可以具有正极输入端和负极输入端，正、负极输入端均通过对应的连接体与电芯正、负极片直接电连接。正、负极输入端可以设有导电体，该导电体可以是覆铜片，也可以是其它能够起到导电连接作用的结构体。导电体可以设于定位孔，如设于定位孔的孔内壁和/或周边表面。

所述第一连接体和第二连接体中至少之一与所述盖板绝缘。该绝缘方式可以是通过弹性密封件实现，即在盖板与第一连接体和第二连接体中至少之一之间设置密封件，该密封件与盖板固定。如盖板可以设有贯穿的连接体配合孔，密封件固定在该连接体体配合孔内并绝缘该连接体与盖板。

进一步的，所述盖板包括第一凸台及第二凸台，所述盖板具有第二上表面和第二下表面，所述第一凸台和第二凸台均自所述第二上表面向上一体延伸，自所述第二下表面分别向所述第一、二凸台方向延伸出第一、二连接体配合孔，所述第一连接体配合孔为通孔，所述第二连接体配合孔为通孔或盲孔，所述保护线路板具有贯穿所述第一上、下表面的两个定位孔，所述第一连接体向上伸出所述第一连接体配合孔后与所述保护线路板固定并电连接，所述第二连接体向上伸入所述第二连接体配合孔，与保护线路板或盖板固定并电连接，所述第一、二凸台分别向上伸入两个所述定位孔并与所述保护线路板固定，且径向挤压所述第一凸台后，所述第一凸台变形而与所述第一连接体固定。

第一凸台和第二凸台中可以仅有一个直接与保护线路板电连接，也可以两个均直接与保护线路板电连接。

所述第一、二连接体均与所述保护线路板固定并电连接时，第一、二连接体配合孔为通孔，第一连接体向上伸出第一连接体配合孔后与保护线路板固定并电连接，第二连接体向上伸出第二连接体配合孔后与保护线路板固定并电连接，该第一、二连接体中至少一个与盖板绝缘。

进一步的，所述电芯还包括弹性密封件，所述密封件固定在所述第一连接体配合孔内并套住所述第一连接体，径向挤压所述第一凸台后，所述第一凸台在径向紧压所述密封件，所述密封件变形而在径向紧压所述第一连接体，所述密封件绝缘所述第一连接体和盖板。该方案界定了一种密封方式。密封件可以为密封圈或套管。

当第二连接体与保护线路板固定及电连接时，第二连接体配合孔内也可以固定有密封件，可以采用与上述相同的挤压变形方式实现该密封件、第二连接体及第二凸台的固定。

进一步的，所述第一连接体配合孔为具有内凹台阶面的台阶孔，所述台阶面位于所述第二下表面一侧，所述密封件的底部具有在径向向外延伸的下凸缘，所述下凸缘在下方贴合所述第一连接体配合孔的台阶面。

进一步的，所述第一凸台的顶端部具有便于所述第一连接体弯折的缺口。

进一步的，所述第一凸台和第二凸台的高度均与所述保护线路板的总体高度匹配。

进一步的，所述第一连接体和第二连接体均包括柱状第一导体和片状第二导体，所述第一导体位于所述第二导体上方并与所述第二导体一体成型，所述第一连接体的第一导体与所述保护线路板固定并电连接，所述第二连接体的第一导体与所述保护线路板或盖板固定并电连接，所述第一、二连接体的第二导体与对应的正极片或负极片固定并电连接。

进一步的，所述保护线路板具有位于所述第一上表面和第一下表面之间的收纳孔，所述收纳孔内安置有电路元器件。

一种锂电池盖板，具有第二上表面和第二下表面，包括第一、二凸台，所述第一凸台和第二凸台均自所述第二上表面向上一体延伸，自所述第二下表面分别向所述第一、二凸台方向延伸出第一、二连接体配合孔，所述第一连接体配合孔为通孔并用于与锂电池电芯的第一连接体配合，所述第二连接体配合孔为通孔或盲孔并用于与锂电池电芯的第二连接体配合。第一、二凸台可以在受到径向挤压力时变形。

进一步的，所述第一连接体配合孔为具有内凹台阶面的台阶孔，所述台阶面位于所述第二下表面一侧。第二连接体配合孔也可以为具有内凹台阶面的台阶孔，其也可以位于第二下表面一侧。当然，第一、二连接体配合孔也可以不为台阶孔。

一种锂电池电芯，用于与锂电池保护线路板配合，包括第一连接体、第二连接体、正极片、负极片及所述锂电池盖板，所述第一连接体的一端与所述正极片和负极片中之一固定并电连接，所述第二连接体的一端与所述正极片和负极片中之另一固定并电连接，所述第一、二连接体的另一端的一个用于与所述保护线路板固定并电连接，所述第一、二连接体的另一端的另一个与所述盖板或保护线路板固定并电连接，且所述第一连接体和第二连接体中至少之一与所述盖板绝缘。

进一步的，所述电芯还包括弹性密封件，所述密封件固定在所述盖板内部并套住所述第一连接体，径向挤压所述第一凸台后，所述第一凸台在径向紧压所述密封件，所述密封件在径向紧压所述第一连接体，所述密封件绝缘所述第一连接体和盖板。

一种保护线路板，具有第一上表面和第一下表面，贯穿所述第一上表面和第一下表面形成有两个定位孔，且还具有位于所述第一上表面和第一下表面之间的收纳孔，所述收纳孔内安置有电路元器件。该收纳孔可以是通孔也可以是盲孔。

一种锂电池装配方法，所述锂电池包括电芯及保护线路板，所述电芯包括盖板、正极片和负极片，通过第一连接体直接电连接所述负极片和正极片中之一与保护线路板，通过第二连接体直接电连接所述正极片和负极片中之另一与保护线路板。

进一步的，在所述盖板上成型出中空第一凸台和中空第二凸台，使所述第一连接体向上伸出所述第一凸台后，径向挤压所述第一凸台，使所述第一凸台和第一连接体固定；使所述第二连接体向上伸入所述第二凸台后，将所述第二凸台与所述第二连接体固定。

进一步的，在所述盖板内部设置弹性密封件，通过所述密封件绝缘所述第一连接体和盖板。

一种锂电池包括电芯和保护线路板，所述电芯包括位于其顶部的盖板，所述盖板具有一个第一凸台，所述第一凸台在盖板第二上表面一体向上延伸和在该凸台处开有贯穿该凸台和盖板的连接体配合孔，也即该凸台为开口凸台，在所述连接体配合孔里固定有一个密封件；和具有一个第二凸台，所述第二凸台在盖板第二上表面一体向上延伸，所述保护线路板设有两个贯穿第一上表面、第一下表面的定位孔。所述电芯包括两个连接体，一个连接卷芯正极片，另一个连接卷芯负极片，每个所述连接体为一体两形状，下部为片状导体，与极片焊接在一起，上部为柱状导体，两个所述柱状导体一个从盖板第二下表面伸进并穿过所述连接体配合孔，从所述第一凸台伸出，把所述第一凸台径向向内变形，就可实现该连接体与所述盖板之间的密封和隔离绝缘；另一个从盖板第二下表面伸进所述第二凸台，把所述第二凸台与该连接体柱状导体相固定及连接，就可实现该连接体与所述盖板之间的电连接。电芯制造完成需封装保护线路板时，所述第一凸台和第二凸台分别伸进保护线路板两个所述定位孔内，并均与所述保护线路板固定和建立电芯与保护线路板之间必要的电连接。

进一步的，所述柱状导体为圆柱状导体、椭圆柱状导体。当然，也可以为其它在第一凸台或第二凸台受到径向挤压力时能够与第一、二凸台固定的形状。

进一步的，盖板所述第二连接体配合孔与所述柱状导体的固定及电连接有两种情形，1、所述第二凸台为封闭凸台，即所述第二连接体配合孔为盲孔，所述柱状导体从盖板第二下表面伸进所述第二凸台，把所述第二凸台在径向挤压变形；2、所述第二凸台为开口凸台，即所述第二连接体配合孔为通孔，所述柱状导体从盖板第二下表面伸进所述开口凸台，与所述开口凸台顶端部平齐，把开口凸台所述顶端部与所述柱状导体焊接在一起并封闭开口凸台所述顶端部。

进一步的，所述第一凸台在顶端部可以开有一个缺口，即所述第一凸台的顶端部一部分与所述定位孔固定，另一部分开了缺口，使从所述第一凸台伸出的所述柱状导体容易在这个缺口折弯与保护线路板就近电连接，必要时，还可以把这部分柱状导体压扁，尽量减低保护线路板的高度。

进一步的，所述第一凸台、第二凸台的高度与保护线路板的总体高度(基板和基板上电路元器件的高度)匹配。该匹配包括高度相同和高度相当。

进一步的，所述盖板具有一个为通孔的连接体配合孔，所述连接体配合孔内固定有弹性密封件，所述密封件套住所述连接体柱状导体，且所述密封件密封所述连接体配合孔并隔开所述盖板与所述连接体。密封件一般是受力变形后密封连接体配合孔，该密封方式可以是密封件封堵凸台内表面和封堵位于该位置的连接体柱状导体的外表面，密封件隔开盖板与连接体而能使盖板与连接体隔离绝缘。

进一步的，所述密封件为密封圈，有两种结构，一种为圆桶-圆桶形，所述圆桶-圆桶形密封圈底部具有在其径向向外延伸的直径较大的一端，该直径较大的一端定义为下凸缘，所述下凸缘在盖板下方贴住所述盖板，该密封圈可以单独注塑成型或与盖板一体注塑成型。另一种为圆桶-圆锥桶形，所述圆桶-圆锥桶形密封圈具有在其径向向外向下延伸的直径较大的下端，该直径较大的下端定义为下凸缘，所述下凸缘在盖板下方贴住所述盖板，该密封圈可以单独注塑成型或与盖板一体注塑成型。当然，该密封圈也可以为其他能够起到密封绝缘盖板与连接体之间并能固定于连接体配合孔内的弹性结构体。

进一步的，所述密封件还可以为套管，所述套管为等壁厚管子。所述密封圈、套管材质为铁氟龙(聚四氟乙烯)及其他耐高温的塑胶。

进一步的，所述第一连接体配合孔可以为具有内凹台阶面的台阶孔，台阶面位于盖板的第二下表面，密封圈下凸缘通过该台阶面在下方贴住盖板，所述台阶面有两种形状，一种为圆环平面，与所述圆桶-圆桶形密封圈配合，另一种为圆锥面，与所述圆桶-圆锥桶形密封圈配合。所述第一连接体配合孔的台阶面当然可以有其它适宜与密封圈相配的形状。所述第二连接体配合孔也可以为具有内凹台阶面的台阶孔，台阶面位于盖板的第二下表面，所述台阶面有两种形状，一种为圆环平面，与直角连接体配合，另一种为圆锥面，与斜角连接体配合。所述第二连接体配合孔的台阶面当然可以有其他适宜与连接体相匹配的形状。

进一步的，所述连接体有两种形状，一种为直角连接体，即连接体片状导体在与柱状导体的结合处的形状是矩形，与所述圆桶-圆桶形密封圈配合使用，另一种为斜角连接体，即连接体片状导体在与柱状导体的结合处的形状是梯形，与所述圆桶-圆锥桶形密封圈配合使用。所述连接体当然可以有其他适宜与密封圈或连接体配合孔相配的形状。

进一步的，所述连接体柱状导体、第一凸台的顶端部、第二凸台的顶端部可以搪锡。

进一步的，两个所述连接体的材质，一个是铜或镍，与卷芯的负极片(如铜箔)焊接，另一个是铝或镍，与卷芯的正极片(如铝箔)焊接。当然，也可以是其他适合制造锂电池的材质。

进一步的，所述保护线路板具有至少一个位于第一上表面、第一下表面之间的用于放置电路元器件的收纳孔。

进一步的，保护线路板所述第一上表面、第一下表面均为平面。即，保护线路板可以为扁平形状。

密封原理：用外力沿径向方向把第一凸台向第一凸台上下方向的中心轴线挤压，使第一凸台向内(中心轴线)变形，从而使第一凸台从四周径向紧压密封件，密封件从四周径向紧压连接体柱状导体，并且第一凸台有一定的高度，第一凸台的径向变形部分也具有一定高度，密封效果更好。

装配工序可以是：1)首先把第一连接体(如铜连接体)与电芯负极片焊接在一起和第二连接体(如铝连接体)与电芯正极片焊接在一起；2)把正极片、隔膜、负极片做成卷芯；3)把卷芯塞进壳体，第一连接体、第二连接体的柱状部分露出壳体；4)把密封圈塞进盖板的连接体配合孔里；5)第一连接体的柱状导体从盖板的下表面伸进密封圈里，从第一凸台向上伸出，第二连接体的柱状导体从盖板的下表面伸进第二凸台；6)把盖板与壳体焊接成一体；7)把第一凸台径向向内变形、第二凸台径向向内变形或焊接(视盖板第二凸台原先为封闭凸台或开口凸台而定)；8)电芯制造完成需封装保护线路板时，把第一凸台、第二凸台分别伸进所述定位孔并固定，并建立电芯与保护线路板之间必要的电连接，即电芯正极与保护线路板正极输入端相连接，电芯负极与保护线路板负极输入端相连接。

进一步的，盖板具有所述第一凸台、第二凸台各一个，所述第一凸台内固定有圆桶-圆桶形密封圈，密封圈下凸缘贴合在该连接体配合孔台阶的圆环平面，所述连接体两个都为直角连接体，所述直角连接体的片状导体分别与卷芯的正、负极片焊接，所述直角连接体的柱状导体一个向上伸出所述第一凸台，所述第一凸台径向向内变形，另一个向上伸进所述第二凸台，所述第二凸台径向向内变形，所述第一、第二连接体配合孔的内凹台阶面为圆环面；当电芯制造完毕需封装保护线路板时，所述第一凸台、第二凸台分别伸进所述定位孔并固定及建立电芯与保护线路板之间必要的电连接。

进一步的，盖板具有所述第一凸台、第二凸台各一个，所述第一凸台内固定有圆桶-圆锥桶形密封圈，密封圈下凸缘贴合在该连接体配合孔台阶的圆锥面，所述连接体为斜角连接体，有两个，两个所述斜角连接体的片状导体分别与卷芯的正、负极片焊接，两个斜角连接体的柱状导体一个向上伸出所述第一凸台，所述第一凸台径向向内变形，另一个伸进所述第二凸台，与所述第二凸台顶端部焊接固定及封闭顶端部，所述第一、第二连接体配合孔的内凹台阶面为圆锥面；当电芯制造完毕需封装保护线路板时，所述第一凸台、第二凸台分别伸进所述定位孔并固定及建立电芯与保护线路板之间必要的电连接。

本发明锂电池包括方形锂电池和圆柱锂电池。

本发明的有益效果是：1)连接体可以一体直接从极片连接到保护线路板，减少了现有技术中盖帽内外面的焊接工序，这一可以降低电池内阻，二可以提高产品的稳定性和质量。2)盖板连接体配合孔采用内凹结构，其改变了现有盖帽与壳体的装配方式，能有效提高卷芯高度，加大电芯容量。

附图说明

图1是现有锂电池的盖帽的结构示意图；

图2是本发明锂电池的立体结构示意图；

图3是本发明直角连接体结构示意图；

图4是本发明斜角连接体结构示意图；

图5是第一具体实施方式沿图2的A-A方向的剖面示意图；

图6是第二具体实施方式沿图2的A-A方向的剖面示意图；

图7是本发明保护线路板的平面示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图2所示，锂电池包括电芯8及保护线路板4。电芯8包括位于其顶部的盖板5及两个连接体2。盖板5包括一个第一凸台12及一个第二凸台16。两个连接体2一端分别直接焊接到电芯8的卷芯的正极片和负极片，一个连接体2(图2中位于左侧的连接体，可以定义为第一连接体)另一端从第一凸台12伸出与盖板5固定并向上延伸，其与盖板5绝缘，另一个连接体2(图2中位于右侧的连接体，可以定义为第二连接体)另一端伸进第二凸台16与盖板5固定及电连接。保护线路板4位于盖板5的上方，保护线路板4设有分别与第一凸台12、第二凸台16相配合的两个定位孔3。第一凸台12、第二凸台16分别向上伸进两个定位孔3，并均与保护线路板4焊接固定，使保护线路板4定位固定于盖板5，第一凸台12、第二凸台16之一与该保护线路板4电连接即可，从第一凸台12伸出的第一连接体2与保护线路板4电连接，伸进第二凸台16的第二连接体2与盖板电连接，第二连接体2通过盖板的第一、第二凸台中之一与保护线路板电连接。保护线路板4可以压在盖板5上，根据需要其可以选择直接压在盖板上，也可以选择通过中间部件间接压在盖板上，中间部件如起绝缘作用的片、带、膜等，中间部件具体材料可以为塑胶、纸等。

如图3所示，连接体(包括第一连接体和第二连接体)为直角连接体，连接体包括片状第二导体19和圆柱状第一导体18，该第一导体18和第二导体19的结合处的形状是矩形，该连接体可以与圆桶-圆桶形密封圈配合使用；片状第二导体19与卷芯的极片焊接在一起，圆柱状第一导体18在密封圈里的部分承接密封圈的密封和隔离。

如图4所示，连接体(包括第一连接体和第二连接体)为斜角连接体，即连接体片状第二导体19在与圆柱状第一导体18的结合处的形状是梯形，该连接体可以与圆桶-圆锥桶形密封圈配合使用；片状第二导体19与卷芯的极片焊接在一起，圆柱状第一导体18在密封圈里的部分承接密封圈的密封和隔离。

连接体当然可以有其他适宜与密封圈和连接体配合孔相配的形状。

如图5、图6所示，第一凸台12自盖板5的第二上表面21向上一体延伸，上下贯穿盖板5形成有一个第一连接体配合孔15，即该第一连接体配合孔为通孔。第一连接体配合孔15内固定有弹性密封件13，密封件13套住连接体2的圆柱状第一导体18，且密封件13密封第一连接体配合孔15并隔开盖板5与连接体2(图5、6中位于左侧的连接体，即第一连接体)。密封件一般是受力变形后密封第一连接体配合孔15，该密封方式可以是密封件封堵凸台内表面和封堵位于该位置的连接体圆柱状第一导体的外表面，密封件隔开盖板与连接体而能使盖板与连接体隔离绝缘。

如图5、图6所示，密封件为密封圈，有两种结构，一种是圆桶-圆桶形(如图5的标号13)，其上部为圆桶形，下部也为圆桶形，上下部之间以片状圆环柱体衔接，圆环柱体的内圆与上圆桶衔接，圆环柱体的外圆与下圆桶衔接，圆桶-圆桶形密封圈可以单独注塑成型或与盖板一体注塑成型，圆桶-圆桶形密封圈底部具有在其径向向外延伸的直径较大的一端，其直径较大的一端即为下凸缘，下凸缘在盖板下方贴住盖板5；另一种是圆桶-圆锥桶形(如图6的标号13)，其上部为圆桶形，下部为圆锥桶形，圆桶的下端与等直径的圆锥桶的上端衔接，可以单独注塑成型或与盖板5一体注塑成型，圆桶-圆锥桶形密封圈具有在其径向向外向下延伸的直径较大的下端，该直径较大的下端即为下凸缘，下凸缘在盖板下方贴住盖板5。当然，该密封圈也可以为其他能够起到密封绝缘盖板与连接体之间并能固定于第一连接体配合孔内的弹性结构体。

密封件除密封圈外还可以为套管，其为等壁厚的管子。套管虽没有注塑密封圈那样有规整、适配的结构，但也是可以套在连接体上和安装在盖板的第一连接体配合孔里，起到隔离、绝缘、密封连接体与盖板之间的作用，因而也是可以应用的。

密封圈、套管材质为铁氟龙(聚四氟乙烯)，及其他耐高温有一定弹性的塑胶。

如图5、图6所示，第一连接体配合孔15可以是具有内凹台阶面的台阶孔，台阶面24位于盖板5的第二下表面22，密封圈下凸缘通过该台阶面24在下方贴住盖板5，台阶面有两种形状，一种为圆环平面(如图5的标号24)，与圆桶-圆桶形密封圈配合；另一种为圆锥面(如图6的标号24)，与圆桶-圆锥桶形密封圈配合。第二连接体配合孔27也可以是具有内凹台阶面25的台阶孔，台阶面25位于盖板的第二下表面22，台阶面25有两种形状，一种为圆环平面(如图5的标号25)，与直角连接体配合，另一种为圆锥面(如图6的标号25)，与斜角连接体配合。台阶面当然可以有其他适宜与密封圈、连接体相配的形状。

如图2、图7所示，保护线路板4具有相对的第一上表面41和第一下表面42，保护线路板4还具有位于第一上表面41、第一下表面42之间的三个收纳孔61、62、63，每个收纳孔形状与要放置的电路元器件的形状相配，如收纳孔61容纳集成电路，收纳孔62容纳电容，收纳孔63容纳电阻。当然，收纳孔的数量、形状需要根据电路元器件的数量、形状确定。因为，保护线路板电路元器件被保护线路板基板的收纳孔(图7的标号61、62、63)容纳在基板内，保护线路板电路元器件就不会露出在基板外，这样保护线路板就可以制成第一上表面41、第一下表面42都为整体上为平面的结构，即整个保护线路板为扁平形状。保护线路板4的第一下表面42就可以平整、稳定贴合在盖板5的上表面上(需要时，保护线路板4的第一下表面42与盖板5的上表面之间需有绝缘片间隔)。为了便于加工，收纳孔可以贯穿保护线路板的第一上表面和第一下表面。当然，收纳孔也可以为非贯穿的盲孔。

如图2、图5、图6所示，锂电池包括电芯8及保护线路板4。电芯8包括两个连接体2、位于电芯顶部的盖板5及密封圈13。盖板5包括一个第一凸台12及一个第二凸台16；第二凸台16在盖板第二上表面21一体向上延伸，自所述盖板第二下表面22向第二凸台方向延伸出第二连接体配合孔27，第二连接体配合孔27为通孔或盲孔；第一凸台12在盖板第二上表面21一体向上延伸，自所述盖板第二下表面22向第一凸台方向延伸出第一连接体配合孔15，第一连接体配合孔15为通孔，在第一连接体配合孔15里固定有所述密封圈13；保护线路板设有两个贯穿第一上表面41、第一下表面42的定位孔3。两个连接体2一端(片状第二导体19)分别直接焊接到电芯8的卷芯的正极片和负极片，一个连接体2(第一连接体)的另一端(圆柱状第一导体18)从第一凸台12伸出并向上延伸，与保护线路板焊接及电连接，当把第一凸台12径向向内变形，连接体2便被固定在盖板5上；另一个连接体2(第二连接体)的另一端(圆柱状第一导体18)伸进第二凸台16，当把第二凸台16径向向内变形或焊接(视盖板第二凸台原先为封闭凸台还是开口凸台而定，若为封闭凸台，则把凸台径向向内变形，若为开口凸台，则把凸台顶端部与圆柱状第一导体18焊接在一起并把凸台顶端部封闭)，连接体2这一端(圆柱状第一导体18)便被固定在盖板5上和与盖板5电连接。保护线路板4位于盖板5的上方，保护线路板4设有分别与第一凸台12、第二凸台16相配合的两个定位孔3。第一凸台12、第二凸台16分别向上伸进两个定位孔3，并均与保护线路板4焊接固定，使保护线路板4定位固定于盖板5，第一凸台12、第二凸台16之一与该保护线路板4电连接即可。

盖板第二凸台16与圆柱状第一导体18的配合有两种情形，1)见图5，在制造盖板时，第二凸台16在盖板第二上表面21一体向上延伸且其内部自盖板第二下表面22向上中空，也即该凸台为封闭凸台，在制造电芯时，一个圆柱状导体18从盖板第二下表面22伸进该封闭凸台，把该封闭凸台径向向内变形；2)见图6，在制造盖板时，第二凸台16在盖板第二上表面21一体向上延伸和在该凸台处具有一个贯穿盖板的第二连接体配合孔27，也即该凸台为开口凸台，在制造电芯时，一个圆柱状第一导体18从盖板第二下表面22伸进该开口凸台，与该开口凸台顶端部28平齐，把该开口凸台顶端部28与圆柱状第一导体18焊接在一起并封闭该开口凸台顶端部28，即开口凸台变成封闭凸台。

如图5、图2所示，其为本发明锂电池的第一具体实施方式。锂电池包括电芯8及保护线路板4。电芯8包括两个连接体2、位于电芯顶部的盖板5及一个密封圈13。盖板5包括一个第一凸台12及一个第二凸台16，保护线路板4位于盖板5上方，两个连接体2一端(片状第二导体19)分别连接电芯8卷芯的正极片和负极片。

保护线路板4具有相对的第一上表面41和第一下表面42，定位孔3贯穿该第一上表面41和第一下表面42，定位孔3内壁、内壁的周边表面具有导电体7(口图7所示，导电体如覆铜片)。盖板5具有相对的第二上表面21和第二下表面22，第一凸台12自盖板的第二上表面21向上一体延伸，上下贯穿该盖板形成具有内凹台阶面24的台阶状第一连接体配合孔15，即第一连接体配合孔15自第二下表面22向上延伸并贯穿第一凸台12，台阶面24呈圆环形，台阶面24位于盖板5第二下表面22。第一连接体配合孔15内固定有密封圈13，密封圈呈圆桶-圆桶形，该密封圈13的底部设有在其径向延伸的下凸缘，该下凸缘贴在该台阶面24，该密封圈13套住连接体(图2、5中左侧的连接体，即第一连接体)的圆柱状第一导体18。盖板5还具有一个在盖板第二上表面21一体向上延伸的且其内部中空的封闭凸台，也即第二凸台16为封闭凸台，即自盖板第二下表面22向第二凸台16形成一个自下而上的第二连接体配合孔27，该第二连接体配合孔为盲孔，该盲孔的内凹台阶面25呈圆环形，该台阶面25位于盖板5第二下表面22。

两个连接体2均为直角连接体，连接体片状第二导体19在与圆柱状第一导体18的结合处的形状是矩形，片状第二导体19与卷芯的极片焊接在一起。一个圆柱状第一导体18从下往上穿过密封圈13(圆柱状第一导体18同时穿过盖板5)，从第一凸台12向上伸出，圆柱状第一导体18在第一凸台12里的部分承接密封圈13的密封和隔离。用外力沿径向方向把第一凸台12向第一凸台上下方向的中心轴线挤压，使第一凸台向内(中心轴线)变形，从而使第一凸台12从四周径向紧压密封件13，密封件13从四周径向紧压连接体圆柱状第一导体18，并且第一凸台12有一定的高度，第一凸台12的径向变形部分也具有一定高度，密封效果更好，同时也把连接体2固定在第一连接体配合孔15里面。密封圈13呈圆桶-圆桶形，其下凸缘贴合在第一连接体配合孔的圆环状台阶面24上，密封圈13把连接体片状第二导体19与盖板5隔离开，密封圈13的圆管部(位于下凸缘之上的部位)的外表面贴合在第一连接体配合孔15的内表面上，把连接体圆柱状第一导体18与盖板5隔离开，从而实现了连接体与盖板之间的隔离绝缘。另一个连接体(位于右侧的连接体，即第二连接体)的圆柱状第一导体18通过第二连接体配合孔从下往上穿入第二凸台16，用外力沿径向方向把盖板5第二凸台16向第二凸台上下方向的中心轴线挤压，使第二凸台向内(中心轴线)变形，从而使第二凸台16从四周径向紧压连接体圆柱状第一导体18，实现了这个连接体与盖板之间的电连接，并且第二凸台16有一定的高度，第二凸台16径向变形部分也具有一定高度，紧固连接效果更好，同时也把连接体2固定在第二凸台16，即与盖板5固定。

在电芯制造完成需封装保护线路板时，第一凸台12、第二凸台16各自向上伸进与其对应的定位孔3并与该定位孔焊接固定，具体可以是预先在第一凸台12、第二凸台16搪锡，再与定位孔3内壁、内壁的周边表面的覆铜片(图7的标号7)锡焊在一起。从第一凸台12伸出的第一连接体第一导体18与保护线路板4一个输入端焊接固定及电连接，伸进第二凸台16的第二连接体第一导体18在制造电芯工序时已与盖板固定及电连接，现只要第一凸台12、第二凸台16之一与保护线路板另一个输入端电连接即可，因为，第一凸台12、第二凸台16都与盖板5为同一体，所以第一凸台12、第二凸台16之一与保护线路板电连接就行了，当然两个凸台都电连接也可以。就铝壳电池而言，第一凸台12、第二凸台16的电极是正极，连接到保护线路板的正极输入端，从第一凸台12伸出的连接体2的电极是负极，连接到保护线路板的负极输入端。

如图6、图2所示，其为本发明锂电池的第二具体实施方式。锂电池包括电芯8及保护线路板4。电芯8包括两个连接体2、位于电芯顶部的盖板5及密封圈13。盖板5包括一个第一凸台12及一个第二凸台16，保护线路板4位于盖板5上方，两个连接体2一端(片状第二导体19)分别连接电芯8卷芯的正极片和负极片。

保护线路板4具有相对的第一上表面41和第一下表面42，定位孔3贯穿该第一上表面41和第一下表面42，定位孔3内壁、内壁的周边表面具有导电体(如覆铜片)。盖板5具有相对的第二上表面21和第二下表面22，第一凸台12自盖板的第二上表面一体向上延伸，自第二下表面22向上延伸并贯穿第一凸台12形成有具有内凹台阶面24的台阶状第一连接体配合孔15，台阶面24位于盖板5第二下表面22，台阶面24呈圆锥形。第一连接体配合孔15内固定有密封圈13，呈圆桶-圆锥桶形，该密封圈13的底部设有在其径向延伸的下凸缘，该下凸缘贴在该台阶面24，该密封圈13套住连接体圆柱状导体18。盖板5还具有一个在盖板第二上表面21一体向上延伸的第二凸台16，自第二下表面22向上延伸并贯穿第二凸台16形成有具有内凹台阶面25的第二连接体配合孔27，即第二凸台为开口凸台，第二连接体配合孔的内凹台阶面25为圆锥形，该台阶面25位于盖板5第二下表面22。

两个连接体2为斜角连接体，连接体片状第二导体19在与圆柱状第一导体18的结合处的形状是梯形，片状第二导体19与卷芯的极片焊接在一起。一个连接体(第一连接体)的圆柱状第一导体18从下穿过密封圈13(圆柱状第一导体18同时穿过盖板5)，从第一凸台12伸出，圆柱状第一导体18在第一凸台12里的部分承接密封圈13的密封和隔离。用外力沿径向方向把第一凸台12向第一凸台上下方向的中心轴线挤压，使第一凸台向内(中心轴线)变形，从而使第一凸台12从四周径向紧压密封件13，密封件13从四周径向紧压连接体圆柱状第一导体18，并且第一凸台12有一定的高度，第一凸台12的径向变形部分也具有一定高度，密封效果更好，同时也把连接体2固定在第一连接体配合孔15里面。密封圈13呈圆桶-圆锥桶形，其下凸缘贴合在第一连接体配合孔的圆锥形台阶面24上，把连接体片状第二导体19与盖板5隔离开，密封圈13的圆管部(位于下凸缘之上的部位)的外表面贴合在第一连接体配合孔15的内表面上，把连接体圆柱状第一导体18与盖板5隔离开。实现了这个连接体与盖板之间的隔离绝缘。另一个连接体(即第二连接体)的圆柱状第一导体18从下穿入第二凸台16，把第二凸台16顶端部28与这个圆柱状第一导体18焊接在一起并把第二凸台16顶端部28封闭，实现了这个连接体与盖板之间的电连接，同时也把这个连接体2固定在第二凸台16，即与盖板5固定，具体焊接方法可以是锡焊、激光焊，也可以是其他能把圆柱状第一导体与第二凸台顶端部牢固焊接在一起的焊接方法。

在电芯制造完成需封装保护线路板时，第一凸台12、第二凸台16各自向上伸进与其对应的定位孔3并与该定位孔焊接固定，具体可以是预先在第一凸台12、第二凸台16搪锡，再与定位孔3内壁、内壁的周边表面的覆铜片(图7的标号7)锡焊在一起。从第一凸台12伸出的第一连接体第一导体18与保护线路板4一个输入端焊接固定及电连接，伸进第二凸台16的第二连接体第一导体18在制造电芯工序时已与盖板固定及电连接，现只要第一凸台12、第二凸台16之一与保护线路板另一个输入端电连接即可，因为，第一凸台12、第二凸台16都与盖板5为同一体，所以第一凸台12、第二凸台16之一与保护线路板电连接就行了，当然两个凸台都电连接也可以。就铝壳电池而言，第一凸台12、第二凸台16的电极是正极，连接到保护线路板的正极输入端，从第一凸台12伸出的连接体2的电极是负极，连接到保护线路板的负极输入端。

第二具体实施方式第一凸台12的顶端右边有一个缺口26(比第一凸台12顶端左边低的部分)，有了这个缺口26，连接体圆柱状第一导体18就容易向右弯曲，就近与保护线路板接触和焊接，没有这个缺口26，连接体圆柱状导体18就要在保护线路板上表面90度折弯，这加大了工作难度和增加了电池高度。假如连接体圆柱状第一导体18要在保护线路板第一上表面90度折弯并贴合在保护线路板第一上表面41，显然，把伸出第一凸台12和贴合在保护线路板第一上表面41的这部分连接体圆柱状导体18压扁，有助于降低电池高度。

从第一具体实施方式、第二具体实施方式可看出，第一凸台、第二凸台的高度与保护线路板的总体高度(该总体高度指保护线路板的基板和基板上电路元器件的高度和)相同或相当为合适。如第一凸台、第二凸台的高度高于保护线路板的总体高度，当保护线路板的两个定位孔套进第一凸台、第二凸台后，第一凸台、第二凸台就露出保护线路板上表面，增加了电池的高度，该种结构不是很合适；第一凸台、第二凸台的高度低于保护线路板的总体高度，当保护线路板的两个定位孔套进第一凸台、第二凸台后，第一凸台、第二凸台的顶端部与保护线路板定位孔的接触距离就小或相离开，保护线路板就不能牢固地装配在第一凸台、第二凸台上，也不是很合适。

第一具体实施方式、第二具体实施方式举的例子都是第一连接体从第一凸台伸出后与保护线路板固定及电连接，第二连接体伸进第二凸台与第二凸台固定及与盖板电连接，盖板通过凸台与保护线路板电连接，盖板第一、第二凸台有一个与保护线路板4电连接即可。根据需要第一、二连接体可以都与保护线路板固定和电连接，第一、二连接体配合孔为通孔，第一连接体从第一凸台伸出后与保护线路板固定及与保护线路板电连接，第二连接体从第二凸台伸出后与保护线路板固定及与保护线路板电连接，第一、二连接体配合孔内至少一个固定有密封件，至少一个连接体与盖板绝缘，采用挤压变形方式实现密封件、连接体及凸台的固定，第一、二连接体直接与保护线路板正、负极输入端连接。

本发明连接体圆柱状第一导体、第一凸台的顶端部、第二凸台的顶端部可以预先搪锡。连接体圆柱状第一导体、第一凸台的顶端部、第二凸台的顶端部预先搪锡后，当封装保护线路板时，保护线路板与电芯相关部位的锡焊就会快速、牢固。

本发明连接体的材质，一个是铜或镍，与卷芯的负极片(铜箔)焊接，另一个是铝或镍，与卷芯的正极片(铝箔)焊接。当然，也可以是其他适合制造锂电池的材质。

对于本发明锂电池，保护线路板通过盖板的凸台紧固装配在电芯后，再装配上、下塑胶盖(这时上塑胶盖可以单独制造，不需要与电芯一体注塑成型)和贴上铭牌纸，就可以制成成品锂电池。

对普通的保护线路板，本发明好象有点靠占用电芯外部空间(指凸台占用电芯外空间)来利用电芯壳体内部空间。但实际上，电池盖板上方的保护线路板一般一面是光面(平面)，另一面才有电路元器件，光面的一面向外，有电路元器件的一面才与盖板相贴合，如果合理安排好电路元器件在保护线路板的位置，是可以使盖板的凸台与保护线路板的电路元器件相互错位，达到既利用了电芯壳体内部空间，又不提高保护线路板与盖板的间距，使盖板的凸台没有影响。对有收纳孔的本发明保护线路板，因为保护线路板两面都是光面(平面)，保护线路板可穿过盖板的凸台贴合在电芯盖板上，保护线路板下表面与盖板上表面面对面相贴合。

本发明图2显示的是方形电池，其实本发明除方形锂电池外还包括圆柱锂电池，圆柱锂电池的盖板为圆形，在圆形盖板上表面也具有第一凸台、第二凸台。

本发明的连接体可以一体直接从极片连接到保护线路板，减少了现有技术中盖帽内外面的焊接工序，这一可以降低电池内阻，二可以提高产品的稳定性。本发明改变了现有盖帽与壳体的装配方式，即先把两个极耳焊接到盖帽上，再把盖帽扣回到壳体上，这种方式的不足是，盖帽下表面有密封圈和连接片，额外增加了盖帽的高度，加上要留装配间距，使得卷芯的高度要低于壳体有效高度，本发明的装配方式是，先把盖板套入两个连接体，再把盖板扣回到壳体上，这种方式的优点是，盖板下表面没有密封圈和连接片，不会额外增加盖板的高度，盖板是顺着连接体从上往下扣在壳体上，不需留装配间距，加上盖板连接体配合孔采用内凹结构，能有效提高卷芯高度，加大电芯容量。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种锂电池，包括电芯及具有第一上表面和第一下表面的保护线路板，所述电芯包括正极片、负极片及位于所述电芯顶部的盖板，其特征在于：所述电芯还包括第一连接体和第二连接体，所述第一连接体的一端与所述正极片和负极片中之一固定并电连接，所述第二连接体的一端与所述正极片和负极片中之另一固定并电连接，所述第一连接体的另一端和第二连接体的另一端的一个与所述保护线路板固定并电连接，所述第一连接体的另一端和第二连接体的另一端的另一个与所述盖板或保护线路板固定并电连接，且所述第一连接体和第二连接体中至少之一与所述盖板绝缘；所述第一连接体和第二连接体均由柱状第一导体和片状第二导体组成，所述第一导体位于所述第二导体上方并与所述第二导体一体成型，所述第一连接体的第一导体与所述保护线路板固定并电连接，所述第二连接体的第一导体与所述保护线路板或盖板固定并电连接，所述第一连接体的第二导体和第二连接体的第二导体直接焊接到对应的正极片或负极片并电连接；所述第一导体和第二导体的结合处的形状是矩形或梯形；所述第一导体的宽度小于所述第二导体的宽度。

2.如权利要求1所述的锂电池，其特征在于：所述盖板包括第一凸台及第二凸台，所述盖板具有第二上表面和第二下表面，所述第一凸台和第二凸台均自所述第二上表面向上一体延伸，自所述第二下表面向所述第一凸台方向延伸出第一连接体配合孔，自所述第二下表面向所述第二凸台方向延伸出第二连接体配合孔，所述第一连接体配合孔为通孔，所述第二连接体配合孔为通孔或盲孔，所述保护线路板具有贯穿所述第一上表面和第一下表面的两个定位孔，所述第一连接体向上伸出所述第一连接体配合孔后与所述保护线路板固定并电连接，所述第二连接体向上伸入所述第二连接体配合孔，所述第一凸台和第二凸台分别向上伸入两个所述定位孔并与所述保护线路板固定，且径向挤压所述第一凸台后，所述第一凸台变形而与所述第一连接体固定。

3.如权利要求2所述的锂电池，其特征在于：所述第一连接体与所述盖板绝缘，所述第二连接体的所述另一端与所述盖板固定并电连接，所述盖板与所述保护线路板固定，所述第一凸台和第二凸台中至少之一与所述保护线路板电连接。

4.如权利要求2所述的锂电池，其特征在于：所述电芯还包括弹性密封件，所述密封件固定在所述第一连接体配合孔内并套住所述第一连接体，径向挤压所述第一凸台后，所述第一凸台在径向紧压所述密封件，所述密封件在径向紧压所述第一连接体，所述密封件绝缘所述第一连接体和盖板。

5.如权利要求4所述的锂电池，其特征在于：所述第一连接体配合孔为具有内凹台阶面的台阶孔，所述台阶面位于所述第二下表面一侧，所述密封件的底部具有在径向向外延伸的下凸缘，所述下凸缘在下方贴合所述第一连接体配合孔的台阶面。

6.如权利要求2所述的锂电池，其特征在于：所述第一凸台的顶端部具有便于所述第一连接体弯折的缺口。

7.如权利要求2所述的锂电池，其特征在于：所述第一凸台和第二凸台的高度均与所述保护线路板的总体高度匹配。

8.如权利要求1所述的锂电池，其特征在于：所述保护线路板具有位于所述第一上表面和第一下表面之间的收纳孔，所述收纳孔内安置有电路元器件。

9.一种锂电池盖板，具有第二上表面和第二下表面，其特征在于：包括第一凸台和第二凸台，所述第一凸台和第二凸台均自所述第二上表面向上一体延伸，自所述第二下表面向所述第一凸台方向延伸出第一连接体配合孔，自所述第二下表面向所述第二凸台方向延伸出第二连接体配合孔，所述第一连接体配合孔为通孔并与权利要求1所述的锂电池的电芯的第一连接体配合，所述第二连接体配合孔为通孔或盲孔并与权利要求1所述的锂电池的电芯的第二连接体配合；所述第一连接体配合孔、第二连接体配合孔为具有内凹台阶面的台阶孔，所述台阶面位于所述第二下表面一侧。

10.一种锂电池电芯，用于与锂电池保护线路板配合，包括正极片和负极片，其特征在于：还包括第一连接体、第二连接体及权利要求9所述的锂电池盖板，所述第一连接体的一端与所述正极片和负极片中之一固定并电连接，所述第二连接体的一端与所述正极片和负极片中之另一固定并电连接，所述第一连接体的另一端和第二连接体的另一端的一个与所述保护线路板固定并电连接，所述第一连接体的另一端和第二连接体的另一端的另一个与所述盖板或保护线路板固定并电连接，且所述第一连接体和第二连接体中至少之一与所述盖板绝缘；所述第一连接体和第二连接体均由柱状第一导体和片状第二导体组成，所述第一导体位于所述第二导体上方并与所述第二导体一体成型，所述第一连接体的第一导体用于与所述保护线路板固定并电连接，所述第二连接体的第一导体与所述保护线路板或盖板固定并电连接，所述第一连接体的第二导体和第二连接体的第二导体直接焊接到对应的正极片或负极片并电连接；所述第一导体和第二导体的结合处的形状是矩形或梯形；所述第一导体的宽度小于所述第二导体的宽度。

11.如权利要求10所述的锂电池电芯，其特征在于：还包括弹性密封件，所述密封件固定在所述盖板内部并套住所述第一连接体，径向挤压所述第一凸台后，所述第一凸台在径向紧压所述密封件，所述密封件在径向紧压所述第一连接体，所述密封件绝缘所述第一连接体和盖板。

12.一种权利要求1所述的锂电池的装配方法，所述锂电池包括电芯及具有定位孔的保护线路板，所述电芯包括正极片和负极片，其特征在于：包括如下步骤：

a)把第一连接体的片状第二导体与电芯负极片焊接在一起和第二连接体的第二导体与电芯正极片焊接在一起；

b)把正极片、隔膜、负极片做成卷芯；

c)把卷芯塞进壳体，第一连接体、第二连接体的柱状第一导体露出壳体其中，第一导体的宽度小于第二导体的宽度，所述第一导体和第二导体的连接处是矩形或梯形；

d)把密封圈塞进盖板的连接体配合孔里；

e)第一连接体的柱状导体从盖板的下表面伸进密封圈里，从第一凸台向上伸出，第二连接体的柱状导体从盖板的下表面伸进第二凸台；

f)把盖板与壳体焊接成一体；

g)把第一凸台径向向内变形、第二凸台径向向内变形或焊接；

h)电芯制造完成需封装保护线路板时，把第一凸台、第二凸台分别伸进定位孔并固定，并建立电芯与保护线路板之间必要的电连接，即电芯正极与保护线路板正极输入端相连接，电芯负极与保护线路板负极输入端相连接。