CN102683622B - 二次电池 - Google Patents

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Abstract

一种二次电池，通过使用平引线板而具有紧凑的设计。在该二次电池中，第三引线板布置在保护电路模块的顶侧，而第一引线板和第二引线板是平的并且布置在所述保护电路模块的底侧。因此，裸单电池到所述保护电路模块的联接高度能够被最小化，以允许增大所述裸单电池的容量。该保护电路模块可包括收纳部比如槽或通孔，以将电解液注入孔的塞子收纳在盖板中。

Description

二次电池
优先权要求
本申请要求于2011年3月11日递交到美国专利商标局的临时专利申请No.61/451,838的优先权和权益，上述临时专利申请的全部内容通过引用合并于此。
技术领域
各实施例涉及对于二次电池的设计，所述设计降低了裸单电池与保护电路模块之间的联接高度。
背景技术
二次电池可包括裸单电池和联接到裸单电池的保护电路模块。裸单电池可包括收纳电极组件的罐，电极组件包括插置在正电极板和负电极板之间的隔板和密封罐的顶侧的盖组件。保护电路模块可包括充电/放电装置和保护电路装置。
由于保护电路装置可布置在保护电路模块的底面上，在保护电路模块与裸单电池之间的间隙是有必要的。因此，保护电路模块通过另外的引线板被支撑在裸单电池的顶侧。引线板具有弯曲形状并且是导电的以电连接裸单电池与保护电路模块。因此，需要的是对于二次电池的改进的设计，该改进的设计使裸单电池与保护电路模块之间的联接高度最小化。
发明内容
本发明的一个方面提供了一种二次电池，该二次电池包括平的第一引线板和第二引线板以降低在裸单电池与保护电路模块之间的联接高度，从而通过使二次电池增大与降低的联接高度相等的尺寸而允许增大所述二次电池的容量。
根据本发明的一个方面，提供了一种二次电池，包括：裸单电池，所述裸单电池包括电极端子和布置在罐内的电极组件；保护电路模块，所述保护电路模块包括布置在所述裸单电池的顶部上的第一印刷电路板；第一平引线板，所述第一平引线板将所述裸单电池电连接到所述第一印刷电路板的底侧；和上引线板，所述上引线板将所述电极端子电连接到所述第一印刷电路板的顶侧。所述第一平引线板可以直接接触所述第一印刷电路板的所述底侧。该二次电池还可包括第二平引线板，所述第二平引线板布置在所述第一印刷电路板的底侧并且位于所述第一印刷电路板的与所述第一平引线板的相对端。所述第二平引线板可不电连接到所述第一印刷电路板。所述第一印刷电路板在与所述电极端子对应的位置处可由第一通孔贯穿。
所述上引线板可包括第一接线片，所述第一接线片通过连接部连接到第二接线片，所述连接部可与所述第一接线片和所述第二接线片中的每一个形成角度。所述第一接线片可比所述第二接线片宽并且具有比所述第二接线片大的表面面积。所述上引线板的布置在所述电极端子上的部分可比所述上引线板的布置在所述第一印刷电路板的所述顶侧上的部分窄。所述上引线板可以是平的。所述电极端子的顶面可与所述第一印刷电路板的顶面平齐。
所述裸单电池还可包括布置在电解液注入孔内的塞子，所述第一印刷电路板还可包括用以收纳所述塞子的收纳部。所述收纳部可以为布置在所述第一印刷电路板的所述底侧上的凹部。所述收纳部可以为贯穿通过所述第一印刷电路板的第二通孔。
该二次电池还可包括印刷电路板型端子，所述印刷电路板型端子布置在所述第一印刷电路板的所述顶侧上，所述印刷电路板型端子可包括：第二印刷电路板；正温度系数(PTC)热敏电阻，所述正温度系数热敏电阻布置在所述第二印刷电路板内；和多个外部端子，所述多个外部端子布置在所述第二印刷电路板的顶侧上，以将所述裸单电池电连接到外部装置。该二次电池还可包括：塞子，所述塞子布置在电解液注入孔内，所述第一印刷电路板由通孔贯穿以收纳所述塞子；和绝缘构件，所述绝缘构件布置在所述通孔内并且位于所述塞子和所述第二印刷电路板之间。多个保护电路装置可布置在所述第一印刷电路板的顶侧上，以控制所述裸单电池的充电和放电操作同时防止所述裸单电池的过充电和过放电。
根据本发明的另一个方面，提供了一种二次电池，包括：裸单电池，所述裸单电池包括电极端子和布置在罐内的电极组件；保护电路模块，所述保护电路模块包括布置在所述裸单电池的顶部上的第一印刷电路板；第一平引线板，所述第一平引线板将所述裸单电池电连接到所述第一印刷电路板的底侧；上引线板，所述上引线板将所述电极端子电连接到所述第一印刷电路板的顶侧；和绝缘膜，所述绝缘膜布置在所述裸单电池与所述第一印刷电路板之间。所述绝缘膜的厚度可等于所述第一平引线板的厚度。
根据本发明的再一个方面，提供了一种二次电池，包括：裸单电池，所述裸单电池包括电极端子和布置在罐内的电极组件，所述裸单电池具有电解液注入孔；保护电路模块，所述保护电路模块包括布置在所述裸单电池的顶部上的第一印刷电路板；第一平引线板，所述第一平引线板将所述裸单电池电连接到所述第一印刷电路板的底侧；上引线板，所述上引线板将所述电极端子电连接到所述第一印刷电路板的顶侧；和塞子，所述塞子布置在所述电解液注入孔内，所述第一印刷电路板进一步包括凹部或孔用以收纳所述塞子。所述第一引线板可以为平引线板。
附图说明
本发明的更完整的理解及本发明的许多附带优点将变得容易清楚，因为当结合附图考虑下面的详细说明时，本发明的更完整的理解及本发明的许多附带优点将通过参照下面的详细说明被更好地理解。在附图中，类似的附图标记表示相同或类似的部件，在附图中：
图1为示出根据本发明的第一实施例的二次电池的分解透视图；
图2为示出根据本发明的第一实施例的二次电池的局部侧视图；
图3为示出在根据本发明的第一实施例的二次电池中的所述保护电路模块的中央部分的局部放大透视图，第三引线板包括在所述二次电池中；
图4为示出本发明的各实施例的二次电池中的所述裸单电池的一部分和所述保护电路模块的一部分的局部放大透视图，所述裸单电池的一部分和所述保护电路模块的一部分与电解液注入孔塞子收纳部相对应；和
图5为示出根据本发明的第二实施例的二次电池的第三引线板的放大透视图。
具体实施方式
现在将在下文中参照附图更完整地说明各示例性实施例，但是，它们可以以不同的形式被体现并且不应被理解为将本发明局限于这里提出的各实施例。相反，提供这些实施例以使本公开将会彻底和完整，并且将更为完整地向本领域技术人员传达本发明的范围。
下文中，将参照根据本发明的第一实施例的附图说明二次电池。
现在转向图1至图4。图1为示出根据本发明的第一实施例的二次电池100的分解透视图，图2为示出根据本发明的第一实施例的二次电池100的局部侧视图，图3为示出在本发明的第一实施例的二次电池100中的保护电路模块120的局部放大透视图，所述二次电池包括第三引线板，和图4为示出本发明的第一实施例的二次电池100中的裸单电池和保护电路模块的局部放大透视图，所述裸单电池和所述保护电路模块包括电解液注入孔塞子收纳部。
如图1所示，第一实施例的二次电池100包括裸单电池110、保护电路模块120、第一引线板130和第二引线板140。另外，二次电池100可进一步包括第三引线板124(即上引线板)。裸单电池110包括电极组件(未示出)、罐112、盖板114、电极端子116、垫片117、电解液注入孔塞子118和绝缘膜119。所述电极组件(未示出)包括正电极板、负电极板和布置在所述正电极板与所述负电极板之间的隔板。
罐112可具有矩形形状或带圆角的椭圆形状。罐112可由金属材料制成。例如，罐112可由轻的可延展的金属制成，比如铝或铝合金。铝罐或铝合金罐112能够通过深冲压技术生产。罐112提供了使电极组件(未示出)和电解液被收纳在其内的内部空间。罐112电连接到电极组件(未示出)的正极接线片，从而罐112可作用为正极端子。
盖板114具有近似矩形的形状和与罐112的上部开口对应的尺寸。绝缘板(未示出)和端子板(未示出)布置在盖板114的底面上。与罐112类似，盖板114可由导电的金属材料制成，比如铝或铝合金。在这种情况下，通过将盖板114焊接到罐112的上部开口，盖板114可以被联接到罐112以密封罐112。盖板114可以用作正电极或负电极。在当前实施例中，电极组件(未示出)的正极接线片电连接到盖板114，以使盖板114可作用为正极端子。
电极端子116布置在盖板114的中央部分。电极端子116电连接到电极组件(未示出)的负极接线片，因此电极端子116作用为负极端子。在当前实施例中，盖板114作用为正极端子，而电极端子116作用为负极端子，然而，极性可转换且仍在本发明的范围内。
垫片117布置在电极端子116与盖板114之间，以使电极端子116与盖板114电绝缘。
电解液注入孔塞子118被提供在电解液通过电解液注入孔被注入罐112内之后闭合盖板114中的电解液注入孔。电解液注入孔塞子118被提供在盖板114的顶侧。电解液注入孔塞子118具有圆形形状并且具有预定的尺寸。
二次电池100还包括绝缘膜119，绝缘膜119具有板形形状并且布置在盖板114与保护电路模块120的印刷电路板122(即第一印刷电路板)之间。绝缘膜119比印刷电路板122短。绝缘膜119可具有与第一引线板130的厚度相等的厚度，并且还可以具有与第二引线板140的厚度相等的厚度。当绝缘膜119具有与第一引线板130和第二引线板140两者的厚度相等的厚度时，且当第一引线板130和第二引线板140两者均是平的时，形成空间有效的紧凑连接设计，为更高容量的裸单电池提供了更多的空间。绝缘膜119包括位于与电极端子116和垫片117对应的位置处的端子穿透孔119a。端子穿透孔119a具有矩形形状，使得电极端子116和垫片117通过该端子穿透孔穿过。
保护电路模块120包括印刷电路板122、保护电路装置123、第三引线板124、接收部125(即第一通孔)和印刷电路板型端子126。保护电路模块120布置在裸单电池110上方并且电连接到裸单电池110中的每个电极。保护电路模块120包括在印刷电路板122的顶侧上的保护电路装置123，以控制裸单电池110的充电和放电并且防止裸单电池110的过充电和过放电。
印刷电路板122具有板形形状。各保护电路装置123、第三引线板124和印刷电路板型端子126全部布置在印刷电路板122的顶侧。
收纳部122a布置在第三引线板124与第二引线板140之间，并且可以布置在印刷电路板122的底侧上。收纳部122a可具有圆形形状、椭圆形状或者矩形形状。在图4中，收纳部122a示出为具有圆形形状。电解液并不直接通过收纳部122a注入。收纳部122a具有与电解液注入孔塞子118的突出部分的尺寸对应的尺寸，并用以收纳电解液注入孔塞子118的突出部分。通过将收纳部122a包括在印刷电路板122中，能够减小保护电路模块120与盖板114之间的间隙。
收纳部122a可以是印刷电路板122的底面中的槽或者凹部，或者可以替代地是穿过印刷电路板122的通孔(即第二通孔或通孔或孔)。如果收纳部122a是通孔，则另外的绝缘构件可布置在该通孔中并在电解液注入孔塞子118与印刷电路板型端子126的外部端子126c之间，以使外部端子126c与电解液注入孔塞子118绝缘。另外，由于印刷电路板型端子126布置在收纳部122a的顶侧上，因此电解液不可能通过收纳部122a泄漏。
保护电路装置123布置在印刷电路板122的顶侧上，同时布置在第三引线板124与第一引线板130之间。保护电路装置123提供裸单电池110的均一的充电和放电处理，同时防止所述裸单电池被过充电和过放电。
第三引线板124包括第一接线片124a、连接部124b和第二接线片124c。第三引线板124近似地布置在印刷电路板122的中央部分。第三引线板124的至少一部分布置在印刷电路板122的顶面上。第一接线片124a电连接到印刷电路板122的顶面上的负电极布线，第二接线片124c电连接到电极端子116，而连接部124b将第一接线片124a连接到第二接线片124c。
第一接线片124a从连接部124b的上端延伸，而第二接线片124c从连接部124b的下端沿远离第一接线片124a的方向上延伸。第一接线片124a可具有比电连接到电极端子116的第二接线片124c的面积大的面积，以提供到保护电路模块120的稳定的电连接。此外，第一接线片124a(即上引线板的布置在第一印刷电路板的顶侧上的部分)可以比第二接线片124c(即上引线板的布置在电极端子116上的部分)宽。
接收部125近似地布置在印刷电路板122的中央部分的与所述电极端子相对应的位置处。接收部125可以为具有近似矩形形状的孔。在第一实施例中，所述电极端子可以布置在接收部125的下方，或者电极端子116的至少一部分可插入接收部125中。接收部125具有允许电极端子116的至少一部分将被插入在接收部125中的尺寸和深度。在本发明的第一实施例中，第三引线板124的第二接线片124c也可以插入在接收部125中。因此，由于第三引线板124的第二接线片124c能够收纳在接收部125中，能够减小印刷电路板122与盖板114之间的距离。
印刷电路板型端子126包括印刷电路板126a(即第二印刷电路板)、正温度系数(PTC)热敏电阻126b和外部端子126c。印刷电路板型端子126具有近似矩形的形状，并且布置在第三引线板124与第二引线板140之间且遮盖收纳部122a。由于收纳部122a被印刷电路板型端子126遮盖，因此防止了裸单电池110内的电解液通过收纳部122a泄漏出。
印刷电路板126a具有近似矩形的形状，并且布置在印刷电路板122的顶面上。印刷电路板126a收纳电连接到印刷电路板122的PTC热敏电阻126b。
PTC热敏电阻126b布置在印刷电路板126a内，并且电连接到印刷电路板122和外部端子126c。当二次电池100由于过电流或过电压而被加热至预设的温度或更高温度时，PTC热敏电阻126b可切断电流以保护二次电池100不过热。
外部端子126c布置在印刷电路板126a的顶面的顶侧，印刷电路板126a布置在印刷电路板122的顶侧上。外部端子126c用以将印刷电路板122电连接到外部电子装置(未示出)。
第一引线板130可由镍制成。第一引线板130可具有从印刷电路板122延伸的平板形状。第一引线板130包括第一平面130a和与第一平面130a相对的第二平面130b。第一平面130a电连接到保护电路模块120，而第二平面130b电连接到盖板114。由于第一引线板130是平的，因此能够降低盖板114与保护电路模块120之间的联接高度。第一引线板130通过电连接到保护电路模块120的印刷电路板122上的正电极布线(未示出)而联接到保护电路模块120的底面。另外，第一引线板130延伸到裸单电池110的顶面，以将裸单电池110的电极组件的正电极电连接到保护电路模块120。第一引线板130可通过由激光焊接技术产生的焊接部而更为牢固地连接到保护电路模块120和裸单电池110。
第二引线板140布置在印刷电路板122的底面上，并且位于印刷电路板122的与第一引线板130的相对端。第二引线板140可联接到保护电路模块120。第一引线板130和第二引线板140可以是对称的。第二引线板140包括第一平面140a和与第一平面140a相对的第二平面140b。第一平面140a可电连接到保护电路模块120，而第二平面140b可电连接到盖板114。由于第二引线板140是平的，因此能够使盖板114与保护电路模块120之间的联接高度最小化。
第二引线板140可用以提高裸单电池110和保护电路模块120之间的联接稳定性。类似于第一引线板130，第二引线板140还可作用为正电极引线板。替代地，第二引线板140可是虚设引线板(a dummy lead plate)，但具有与第一引线板130的结构相对应的结构。如果第二引线板140是虚设引线板，则第二引线板140用以保持裸单电池110与保护电路模块120之间的间隙，但不用以电连接裸单电池110与保护电路模块120。虚设第二引线板140的示例可以为，第二引线板140仅由绝缘材料构成使得第二引线板140不电连接到印刷电路板122。如果这样的虚设第二引线板140具有与第一引线板130相同的尺寸和形状，这样的虚设第二引线板140将用以保持裸单电池110与保护电路模块120之间的间隙，并用以保持保护电路模块120平行于裸单电池110的顶侧。
与第二引线板140是否是正电极引线板或虚设引线板无关，第二引线板140可具有与第一引线板130相同的形状、尺寸、材料和结构。由于第二引线板140和第一引线板130的缘故，布置在裸单电池110上方的保护电路模块120能够被水平地保持。在一些情况中，通过省略第二引线板140，仅第一引线板130可被提供在保护电路模块120的一端。如果省略第二引线板140，二次电池100并不劣化，因为保护电路模块120可经由第一引线板130和第三引线板124而被联接到裸单电池110的电极组件的每个电极。
在任意方案中，由于布置在保护电路模块120与盖板114之间的第一引线板130和第二引线板140是平的，因此能够使保护电路模块120与盖板114之间的间隙或空间最小化，以降低保护电路模块120与盖板114之间的联接高度。
下文中，将给出根据本发明的第二实施例的二次电池200的说明。现在转向图5，图5为示出根据本发明的第二实施例的二次电池200的第三引线板224的放大透视图。
本发明的第二实施例的二次电池200包括裸单电池110、保护电路模块120、第一引线板130和第二引线板140以及第三引线板224。第二实施例的二次电池200的裸单电池110、保护电路模块120、第一引线板130和第二引线板140与参照图1至图3说明的第一实施例的二次电池100中的这些元件相同。由此，这些元件以相同的附图标记表示，并且这里不再重复对其的详细说明。第二实施例的二次电池200的仅第三引线板224与参照图1至图3说明的第一实施例的二次电池100的第三引线板124不同。因此，下面对于本发明的第二实施例的讨论将集中于第三引线板224。
第二实施例的第三引线板224可以是如图5中所示的平引线板形状。第三引线板224布置在接收部125上方。为实现与印刷电路板122的顶侧上的负电极布线连接的平的第三引线板224设计，电极端子116的高度必须比第一实施例中的高度更高，使得第二实施例中的电极端子116的顶面与保护电路模块120的印刷电路板122的顶面平齐。当二次电池200的第二实施例的电极端子116的顶面与印刷电路板122的顶面平齐时，第三引线板224可以具有平的设计。
根据各实施例，由于所述二次电池的所述第一引线板和所述第二引线板是平的，因此能够降低所述裸单电池与所述保护电路模块之间的联接高度，并由此能够通过使二次电池增大与降低的联接高度一样多的尺寸而增大二次电池的容量。
这里已经公开了各示例性实施例，并且尽管采用了特定的术语，但它们仅在一般性的和说明性的意义上被使用和被解释，并不用于限制的目的。因此，本领域普通技术人员将理解，在不偏离如所附权利要求提出的本公开的精神和范围的前提下，可以在形式上和细节上作出各种改变。

Claims (16)

1.一种二次电池，包括：
裸单电池，所述裸单电池包括电极端子和布置在罐内的电极组件；
保护电路模块，所述保护电路模块包括布置在所述裸单电池的顶部上的第一印刷电路板；
第一平引线板，所述第一平引线板将所述裸单电池电连接到所述第一印刷电路板的底侧；
上引线板，所述上引线板将所述电极端子电连接到所述第一印刷电路板的顶侧；和
印刷电路板型端子，所述印刷电路板型端子布置在所述第一印刷电路板的所述顶侧上；
其中所述印刷电路板型端子包括：
第二印刷电路板；
正温度系数热敏电阻，所述正温度系数热敏电阻布置在所述第二印刷电路板内；和
多个外部端子，所述多个外部端子布置在所述第二印刷电路板的顶侧上，以将所述裸单电池电连接到外部装置；
其中所述裸单电池进一步包括布置在电解液注入孔内的塞子，所述第一印刷电路板进一步包括用以收纳所述塞子的收纳部，并且
其中所述收纳部形成为通孔，并且所述收纳部被所述第二印刷电路板覆盖。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述第一平引线板直接接触所述第一印刷电路板的所述底侧。
3.根据权利要求1所述的二次电池，进一步包括第二平引线板，所述第二平引线板布置在所述第一印刷电路板的底侧，并且位于所述第一印刷电路板的与所述第一平引线板的相对端。
4.根据权利要求3所述的二次电池，其中所述第二平引线板未电连接到所述第一印刷电路板。
5.根据权利要求1所述的二次电池，所述第一印刷电路板在与所述电极端子对应的位置处由第一通孔贯穿。
6.根据权利要求5所述的二次电池，所述上引线板包括第一接线片，所述第一接线片通过连接部连接到第二接线片，所述连接部与所述第一接线片和所述第二接线片中的每一个形成角度。
7.根据权利要求6所述的二次电池，所述第一接线片比所述第二接线片宽并且具有比所述第二接线片大的表面面积，其中所述第二接线片布置在所述第一通孔中。
8.根据权利要求5所述的二次电池，所述上引线板的布置在所述电极端子上的部分比所述上引线板的布置在所述第一印刷电路板的所述顶侧上的部分窄。
9.根据权利要求1所述的二次电池，所述上引线板是平的。
10.根据权利要求9所述的二次电池，所述电极端子的顶面与所述第一印刷电路板的顶面平齐。
11.根据权利要求1所述的二次电池，进一步包括：
绝缘构件，所述绝缘构件布置在所述通孔内并且位于所述塞子和所述第二印刷电路板之间。
12.根据权利要求1所述的二次电池，进一步包括多个保护电路装置，所述多个保护电路装置布置在所述第一印刷电路板的顶侧上，以控制所述裸单电池的充电和放电操作同时防止所述裸单电池的过充电和过放电。
13.一种二次电池，包括：
裸单电池，所述裸单电池包括电极端子和布置在罐内的电极组件；
保护电路模块，所述保护电路模块包括布置在所述裸单电池的顶部上的第一印刷电路板；
第一平引线板，所述第一平引线板将所述裸单电池电连接到所述第一印刷电路板的底侧；
上引线板，所述上引线板将所述电极端子电连接到所述第一印刷电路板的顶侧；
绝缘膜，所述绝缘膜布置在所述裸单电池与所述第一印刷电路板之间；和
印刷电路板型端子，所述印刷电路板型端子布置在所述第一印刷电路板的所述顶侧上；
其中所述印刷电路板型端子包括：
第二印刷电路板；
正温度系数热敏电阻，所述正温度系数热敏电阻布置在所述第二印刷电路板内；和
多个外部端子，所述多个外部端子布置在所述第二印刷电路板的顶侧上，以将所述裸单电池电连接到外部装置；
其中所述裸单电池进一步包括布置在电解液注入孔内的塞子，所述第一印刷电路板进一步包括用以收纳所述塞子的收纳部，并且
其中所述收纳部形成为通孔，并且所述收纳部被所述第二印刷电路板覆盖。
14.根据权利要求13所述的二次电池，其中所述绝缘膜的厚度等于所述第一平引线板的厚度。
15.一种二次电池，包括：
裸单电池，所述裸单电池包括电极端子和布置在罐内的电极组件，所述裸单电池具有电解液注入孔；
保护电路模块，所述保护电路模块包括布置在所述裸单电池的顶部上的第一印刷电路板；
第一引线板，所述第一引线板将所述裸单电池电连接到所述第一印刷电路板的底侧；
上引线板，所述上引线板将所述电极端子电连接到所述第一印刷电路板的顶侧；
塞子，所述塞子布置在所述电解液注入孔内，所述第一印刷电路板进一步包括孔用以收纳所述塞子；和
印刷电路板型端子，所述印刷电路板型端子布置在所述第一印刷电路板的所述顶侧上；
其中所述印刷电路板型端子包括：
第二印刷电路板；
正温度系数热敏电阻，所述正温度系数热敏电阻布置在所述第二印刷电路板内；和
多个外部端子，所述多个外部端子布置在所述第二印刷电路板的顶侧上，以将所述裸单电池电连接到外部装置；
其中所述第一印刷电路板的所述孔被所述第二印刷电路板覆盖。
16.根据权利要求15所述的二次电池，其中所述第一引线板为平引线板。
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