CN103718343A - 二次电池组 - Google Patents

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白周桓
尹炯九
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Abstract

在本申请中公开的二次电池组包括：电池单元，该电池单元包括密封余留部，并且在电池单元的一面上具有阴极端子和阳极端子；和保护电路模块（PCM），该保护电路模块（PCM）经由阴极端子和阳极端子而电连接到电池单元。PCM包括：基板，该基板具有连接到阴极端子的阴极端子连接部和连接到阳极端子的阳极端子连接部；和电绝缘壳体，该电绝缘壳体被构造成使得借助于其一个敞开的侧面容纳基板，其中，经由阴极端子连接部和阳极端子连接部连接到电池单元的阴极端子和阳极端子基板容纳在壳体内部使得阴极端子和阳极端子通过壳体的敞开的侧面而暴露，并且安装在电池单元的密封余留部上。

Description

二次电池组
技术领域
本发明涉及一种二次电池组。
背景技术
随着移动装置的日益开发以及对这种移动装置的需求的增加，对二次电池的需求也急剧增大。这样的二次电池包括呈现高的能量密度和工作电压以及出色的保存和使用寿命特性的锂二次电池，其作为能量源已被广泛用于各种电子产品以及各种移动装置。
取决于使用二次电池的装置的种类，二次电池可以被构造成具有其中二次电池能够被容易地插入到外部设备并且从外部设备移除的可拆卸结构或者具有二次电池被嵌入在装置中的嵌入式结构。例如，在传统移动装置中使用的二次电池被构造成具有其中用户可将电池插入到各个装置中或者从各个装置移除的可拆卸结构。另一方面，在诸如一些移动电话、平板PC、智能板的装置中使用的二次电池可以被构造成具有嵌入式的结构。
锂二次电池被广泛地用作这样的二次电池。二次电池中的每一个包括被电连接到安装了该二次电池的装置的阳极端子和阴极端子和用以有效控制二次电池的诸如超载或者过电流的异常状态的安全元件。安全元件的示例可以包括正温度系数（PTC）元件、保护电路模块（PCM）、熔断器、以及热熔断路（TCO）元件。
通常，通过熔焊或钎焊经由导电镍板将诸如PCM的安全元件连接到包括阳极端子和阴极端子的电池单元。例如，通过熔焊或钎焊将镍板连接到电池单元的电极端子，将保护电路板（PCB）附接到双面胶带的一侧，将保护带附接到双面胶带的另一侧，并且在其中PCB紧密接触电池单元的状态下通过熔焊将镍板和PCB的电极突片彼此连接。这样，PCB被连接到电池单元以制造电池组。
要求PCM保持与电池单元的电极端子电连接，并且同时保持与电池单元的其它部件电绝缘。为此，绝缘带被附接到包括PCM的各种构件。另外，电池壳体的密封的部分被部分地弯曲，并且绝缘带被附接到其上或者条形码被印制在其上。即，该过程是非常复杂的。
因为要求多个绝缘带以实现如上所述的安全元件和电池单元之间的安全连接，电池组组装过程是复杂的，并且增大了制造成本。而且，当外部冲击被施加到电池组时，由于表现低的机械强度的绝缘带的使用，PCM可能被损坏或者尺寸稳定性可能极大地降低。
发明内容
技术问题
本发明的目的是为了提供一种二次电池组，其能够使用电绝缘壳体覆盖二次电池单元的保护电路板，从而保护该保护电路板免受外部冲击，使保护电路板绝缘，并且防止二次电池单元的电极端子被暴露于外部。
本发明的另一目的是为了提供一种二次电池组，其能够减少组成电池组所需部件的数目，从而简化组装过程并且表现良好的结构稳定性。
本发明的另一目的是为了提供一种二次电池组，其被构造成具有如下结构：在该结构中，包括有保护电路板和其中布置所述保护电路板的壳体的保护电路模块被安装在电池单元的外周边，从而在相同的标准下提供最大容量。
本发明的又一目的是为了提供一种保护电路模块，其能够保护安全元件免受外部冲击，表现尺寸稳定性，并且防止在电池组的外面处形成皱褶。
技术解决方案
根据本发明的实施例的二次电池组包括：电池单元，在该电池单元的具有密封的余留部的一面处形成有阴极端子和阳极端子；和保护电路模块（PCM），该PCM经由阴极端子和阳极端子电连接到电池单元。
在本实施例中，PCM可以包括：电路板，该电路板具有连接到阴极端子的阴极端子连接部分和连接到阳极端子的阳极端子连接部分；和电绝缘壳体，该电绝缘壳体被构造成通过其敞开面接纳电路板。
在本实施例中，经由阴极端子连接部分和阳极端子连接部分连接到电池单元的阴极端子和阳极端子的电路板可以被以如下状态安装到电池单元的密封的余留部：即，电路板被布置在壳体中，以至于阴极端子和阳极端子通过壳体的敞开面暴露。
在本实施例中，PCM的阳极端子连接部分可以经由安全元件被连接到电池单元的阳极端子。安全元件可以是第一安全元件或第二安全元件。在这样的情况下，阳极端子连接部分可以是第二安全元件连接部分。
在本实施例中，第一安全元件可以是保护电路。
在本实施例中，第二安全元件可以是正温度系数（PTC）元件、熔断器、或热熔断路（TCO）元件。
在本实施例中，电池单元可以是板状电池单元，并且阳极端子和阴极端子可以是板状导电构件。
在本实施例中，电绝缘壳体可以设置有安装凹槽，其中电路板和安全元件通过敞开面被安装在该安装凹槽中。
在本实施例中，电路板可以进一步包括外部输入和输出端子。
在本实施例中，外部输入和输出端子可以形成在形成有阳极端子连接部分和阴极端子连接部分的电路板上。
在本实施例中，外部输入和输出端子可以形成在电路板的与形成有阳极端子连接部分和阴极端子连接部分的一面相反的另一面处。
而且，外部输入和输出端子可以经由互连部分形成在形成有阳极端子连接部分和阴极端子连接部分的电路板处。
在本实施例中，二次电池组可以进一步包括绝缘带，所述绝缘带被另外地附接到壳体的外面中的至少一面。
在本实施例中，电池单元可以被构造成具有如下结构，在该结构中，电极组件以密封状态布置在由包括金属层和树脂层的层压片制成的电池壳体中，该电极组件包括阴极、阳极和分别布置在阴极和阳极之间的隔板。
在本实施例中，外部输入和输出端子可以被连接到电路板的一面，并且电路板的另一面处设置有在与阴极端子和安全元件相对应的位置处形成的阴极端子连接部分和安全元件连接部分。
在本实施例中，二次电池组可以进一步包括镍板，该镍板通过超声焊接被另外地安装到电路板的阴极端子连接部分和阳极端子连接部分。
在本实施例中，二次电池组可以进一步包括标签，该标签覆盖电池单元。该标签被构造成具有覆盖PCM和电池单元的密封的外周边的结构。
而且，该标签可以被构造成具有片状结构，该片状结构包括覆盖电池单元的相对的主面中的一个主面的第一附接面、从第一附接面延伸以覆盖电池单元的相对的侧面的第二和第三附接面、以及从第一附接面延伸以覆盖PCM的第四附接面。
根据本发明的另一实施例的保护电路模块，包括：保护电路板，该保护电路板具有阴极端子连接部分和阳极端子连接部分，该阴极端子连接部分和阳极端子连接部分分别连接到电池单元的阴极端子和阳极端子；和电绝缘壳体，该电绝缘壳体被构造成通过其敞开面接纳保护电路板。
在根据本实施例的保护电路模块中，保护电路板可以在其中保护电路板平行于电池单元的状态下被布置在电绝缘壳体中，并且可以被安装到电池单元的密封的余留部。
在根据本实施例的保护电路模块中，保护电路模块的阳极端子连接部分可以经由安全元件被连接到电池单元的阳极端子。
在根据本实施例的保护电路模块中，电绝缘壳体可以设置有安装凹槽，保护电路板和安全元件通过敞开面被安装在该安装凹槽中。
根据本发明的另一实施例的制造二次电池组的方法，包括：形成电池单元的步骤，所述电池单元被构造成具有如下结构，在该结构中，电极组件以密封状态布置在电池壳体中，该电极组件包括阴极、阳极和分别布置在阴极和阳极之间的隔板，该电池单元的密封的外周边中的一边具有余留部；将电路板接纳到壳体中使得电池单元的阴极端子和阳极端子通过壳体的敞开面暴露的步骤，该电路板经由阴极端子连接部分和阳极端子连接部分连接到电池单元的阴极端子和阳极端子；以及将壳体安装到电池单元的密封的余留部的步骤。
有益效果
根据上面的描述显然的是，根据本发明的二次电池组被构造使得保护电路板被布置在电绝缘壳体中。因此，能够保护和绝缘保护电路板。而且，能够容易地防止电极端子被暴露于外部而不用使用附加的构件使电极端子绝缘。
而且，根据本发明的二次电池组被构造成具有如下结构：其中PCM被安装到电池单元的密封的余留部分，在该PCM中，保护电路板被布置在单个壳体中。因此，能够有效地保护PCM并且极大地提高制造效率。
此外，根据本发明的二次电池组被构造成具有其中保护电路板被安装在壳体中的结构。因此，能够容易地制造二次电池组，能够相对减少缺陷率，并且能够将二次电池组构造成使得二次电池组不具有形成在其外面处的皱褶，即，具有整洁和干净的外观。
另外，根据本发明的二次电池组被构造成具有如下结构：在该结构中，保护电路板被安装到电池单元的外周边中的一边，即安装到密封部分中的一个。因此，能够减少密封部分的长度并且增大二次电池组的每单位体积容量。
附图说明
结合附图根据下面的详细描述，将会更清楚地理解本发明的上述和其它目的、特点和其它优点，在附图中：
图1是电池单元的局部透视图；
图2是示出安全元件联接到电池单元的局部透视图；
图3是示出外部输入和输出端子联接到保护电路板（PCB）的局部透视图；
图4是示出PCB和安全元件联接到电池单元的上端的局部透视图；
图5是示出电绝缘壳体的透视图；
图6是示出图4的PCB和安全元件安装到电绝缘壳体的局部透视图；
图7是示出图6的保护电路模块（PCM）安装到电池单元的热焊接余留部的局部透视图；
图8至图10是示出标签附接过程的典型视图；并且
图11是根据本发明的另一个实施例的二次电池组的透视图。
具体实施方式
现在，将参考附图详细地描述本发明的示例性实施例。然而，应注意的是，为了更好地理解本发明将会仅描述实施例，并且因此，本发明的范围不受到图示的实施例的限制。
根据本发明的实施例的二次电池组包括：电池单元，该电池单元具有四个密封的外周；和安全元件，该安全元件安装到是外周中的一个的具有余留部的密封的外周。根据本发明的实施例的安全元件可以包括第一安全元件和第二安全元件。第一安全元件可以是保护电路，并且第二安全元件可以是正温度系数（PTC）元件、熔断器和热熔断路（TCO）元件。而且，第二安全元件可以以部件的形式安装在保护电路模块（PCM）中。
根据本发明的实施例的安全元件可以是PCM。PCM可以包括保护电路板和壳体，该保护电路板布置在该壳体中。为了便于描述，PCM将会描述为作为安全元件采用，并且在本说明书中PCM将会描述为包括保护电路板（PCB），然而，根据本发明的实施例的安全元件不限于此。
在下文中，将会参考图1至图10描述根据本发明的实施例的二次电池组。
图1是电池单元的局部透视图，图2是示出安全元件联接到电池单元的局部透视图，图3是示出外部输入和输出端子联接到保护电路板（PCB）的局部透视图，并且图4是典型地示出PCB和安全元件联接到电池单元的上端的局部透视图。
参考这些附图，电池单元10是板状电池单元，该板状电池单元具有形成在其一端处的阳极端子12和阴极端子11。
根据本发明的实施例的电池单元10是袋状电池单元，该袋状电池单元被构造成使得在密封状态下阴极/分隔物/阳极结构的电极组件布置在由包括金属层和树脂层的层压片组成的电池壳体中，然而，根据本发明的实施例的电池单元不限于此。
参考图1，电池单元10包括：密封余留部13，该密封余留部13形成在其一面处；和阳极端子12和阴极端子11，该阳极端子12和该阴极端子11暴露于密封余留部13。在本说明书中使用的术语“面”指示在具有四个面的四面体中的任意一个面，并且被理解为包括侧面、部分和端部。而且，在本说明书中，密封部被称为密封余留部13，该密封部具有形成在当在密封状态下电极组件布置在由层压片组成的电池壳体中时形成的密封的外周中的一个处的余留空间。然而，本发明所属的领域的普通技术人员将会理解，通过诸如热焊接余留部和密封平台的术语可以替换密封余留部，只要指定的术语具有与密封余留部相同的意义。
此外，如在图1中所示，通过使得形成在电池单元的任意的面处的密封部沿着与所述面的纵向方向垂直的方向延伸，可以形成密封余留部13。
如在图1至图4中所示，镍板15可以通过超声波焊接进一步安装到电池单元10的阴极端子11的与阴极端子连接部101联接的一面。
同时，外部输入和输出端子110可以连接到PCB100的一端，外部输入和输出端子110包括以电线的形状形成的互连部112和安装到互连部112的一端处的连接器111，并且由镍板制成的阴极端子连接部101和由镍板制成的安全元件连接部102可以形成在与阴极端子11和安全元件120相对应的位置处。
此外，外部输入和输出端子110的互连部112可以形成为除了电线之外的各种形状，诸如板。而且，在没有第二安全元件添加到PCB的情况下，PCB可以包括阴极端子连接部和阳极端子连接部。
如在图4中所示，连接到PCB100的安全元件连接部102被弯曲。安全元件120的实例可以是正温度系数（PTC）元件或者熔断器。
图5是示出电绝缘壳体的透视图，图6是示出图4的PCB和安全元件安装到电绝缘壳体的局部透视图，并且图7是示出图6的保护电路模块（PCM）安装到电池单元的热焊接余留部的状态的局部透视图。
参考这些附图，根据本发明的实施例的二次电池组可以包括壳体210，该壳体210接纳PCB100和安全元件120，同时包围PCB100和安全元件120。
如在图5中所示，对于壳体210的实例，电绝缘壳体210在其一面处敞开。而且，电绝缘壳体210可以具有安装凹槽211，通过敞开面，PCB100和安全元件120安装在该安装凹槽211中。
此外，如在图7中所示，在根据本发明的实施例的二次电池组中，包括布置在壳体210中的PCB100和安全元件120的PCM200可以安装到电池单元10的密封余留部13。
此外，根据本发明的实施例的壳体210可以被大致形成具有与电池单元的形成有密封余留部的一面的长度相对应的长度的盒形状。替代地，壳体210的长度可以大于或者小于密封余留部的长度。
具体地，如在图7中所示，在根据本发明的实施例的二次电池组中，例如，通过弯曲电极端子11和12，包括布置在壳体210中的PCB100和安全元件120的PCM200可以安装到电池单元10的密封余留部13。
因此，根据本发明的实施例的二次电池组被构造成使得其中电连接到电池单元的阴极端子和阳极端子的保护电路板布置在壳体中的PCM200安装到形成在电池单元的一面处的密封余留部。因此，与常规的二次电池组相比较，能够有效地保护PCM并且大大地减少组成二次电池组的部件的数目，从而大大地改善制造效率。
此外，根据本发明的二次电池组被构造成使得保护电路板布置在电绝缘壳体中。因此，能够保护包括保护电路板的PCM和使PCM绝缘。而且，能够在没有通过附加的构件的使用而使电极端子绝缘的情况下容易地防止电极端子向外侧暴露。
此外，根据本发明的二次电池组被构造成使得保护电路板安装在壳体中。因此，与使用胶带将PCM绝缘的常规的二次电池组相比较，能够容易地制造二次电池组，以相对减少缺陷率，并且构造二次电池组使得二次电池组不具有形成在其外面处的皱褶，即，具有干净和整洁的外观。
另外，根据本发明的二次电池组被构造成使得保护电路板安装到形成在电池单元的一面处的密封余留部。因此，与常规的二次电池组相比较，能够减少密封余留部的长度并且增加每单位体积的电池组的容量。
同时，在组装二次电池组的一般过程中，连接构件和PCM联接，并且在每一步骤中附接绝缘带以使PCM组件安装到电池单元，如前面所描述的。即，通过使用多个部件而使PCM组件安装到电池单元，因此要求有多个过程，并且结构稳定性和机械强度低。
另一方面，根据本发明的保护电路模块被构造成具有下述结构，在该结构中，保护电路板安装在壳体中，并且因此，能够改善电池组的结构稳定性，以大大地简化制造电池组的过程，以确保优异的绝缘性，并且最大化在具有与常规的电池组相同的标准的电池组中的电池单元的容量。
图8至图10是典型地示出将标签附接到如在图7中所示的制造出的电池单元的视图。
参考这些附图，标签400可以被构造成具有片结构，该片结构包括：第一附接面410，该第一附接面410覆盖电池单元10的相对的主面中的一个；第二和第三附接面420和430，该第二和第三附接面420和430从第一附接面410延伸以覆盖电池单元110的相对的侧面；以及第四附接面440，该第四附接面440从第一附接面410延伸以覆盖PCM200。
因此，电池单元10的相对的主面中的一个放置在第一附接面410上，第二和第三附接面420和430被弯曲并且附接到电池单元10的相对的侧面以便覆盖电池单元10的相对的侧面，并且第四附接面440被弯曲并且附接到PCM以便覆盖PCM。这样，标签400可以附接到电池单元10。
示出产品信息的标签400更稳固地确保在电池单元的电极端子和PCB之间的电连接状态，同时维持在电池单元10的相对的侧面以及电池单元10的外面处的绝缘状态。
图11是根据本发明的另一个实施例的二次电池组的透视图，其被构造成使得外部输入和输出端子安装到PCB。参考图11，如前面所描述的，二次电池组600被构造成具有下述结构，在该结构中，外部连接端子310形成在PCB（未示出）的一面处使得外部连接端子310通过PCM壳体220向外侧暴露。
尽管为了说明性目的已经公开了本发明的示例性实施例，但本技术领域的技术人员将会认识到，在不脱离如本发明的所附权利要求书中公开的精神和范围的情况下，各种变型、添加和替代是可能的。

Claims (22)

1.一种二次电池组，包括：
电池单元，在所述电池单元的具有密封余留部的一面处形成有阴极端子和阳极端子；以及
保护电路模块（PCM），所述保护电路模块经由所述阴极端子和所述阳极端子电连接到所述电池单元，其中
所述保护电路模块包括：
电路板，所述电路板具有连接到所述阴极端子的阴极端子连接部分和连接到所述阳极端子的阳极端子连接部分；以及
电绝缘壳体，所述电绝缘壳体被构造成通过其敞开面接纳所述电路板，并且
经由所述阴极端子连接部分和所述阳极端子连接部分连接到所述电池单元的阴极端子和阳极端子的所述电路板被以如下状态安装到所述电池单元的所述密封余留部，即：所述电路板被布置在所述壳体中，以至于所述阴极端子和所述阳极端子通过所述壳体的所述敞开面暴露。
2.根据权利要求1所述的二次电池组，其中，所述保护电路模块的所述阳极端子连接部分经由安全元件被连接到所述电池单元的所述阳极端子。
3.根据权利要求2所述的二次电池组，其中，所述安全元件是第一安全元件或第二安全元件。
4.根据权利要求3所述的二次电池组，其中，所述第一安全元件是保护电路。
5.根据权利要求3所述的二次电池组，其中，所述第二安全元件是正温度系数（PTC）元件、熔断器或热熔断路（TCO）元件。
6.根据权利要求1所述的二次电池组，其中，所述电池单元是板状电池单元，并且所述阳极端子和所述阴极端子是板状导电构件。
7.根据权利要求1所述的二次电池组，其中，所述电绝缘壳体设置有安装凹槽，所述电路板和安全元件通过所述敞开面被安装在所述安装凹槽中。
8.根据权利要求1所述的二次电池组，其中，所述电路板还包括外部输入和输出端子。
9.根据权利要求8所述的二次电池组，其中，所述外部输入和输出端子形成在形成有所述阳极端子连接部分和所述阴极端子连接部分的所述电路板上。
10.根据权利要求8所述的二次电池组，其中，所述外部输入和输出端子形成在所述电路板的与形成有所述阳极端子连接部分和所述阴极端子连接部分的一面相反的另一面处。
11.根据权利要求8所述的二次电池组，其中，所述外部输入和输出端子经由互连部分形成在形成有所述阳极端子连接部分和所述阴极端子连接部分的所述电路板处。
12.根据权利要求1所述的二次电池组，还包括绝缘带，所述绝缘带被另外地附接到所述壳体的外面中的至少一面。
13.根据权利要求1所述的二次电池组，其中，所述电池单元被构造成具有如下结构，在该结构中，电极组件以密封状态布置在由包括金属层和树脂层的层压片制成的电池壳体中，所述电极组件包括阴极、阳极和分别布置在所述阴极和所述阳极之间的分隔物。
14.根据权利要求8所述的二次电池组，其中，所述外部输入和输出端子被连接到所述电路板的一面，并且所述电路板的另一面设置有在与所述阴极端子和安全元件相对应的位置处形成的所述阴极端子连接部分和安全元件连接部分。
15.根据权利要求14所述的二次电池组，还包括镍板，所述镍板通过超声波焊接被另外地安装到所述电路板的所述阴极端子连接部分和所述阳极端子连接部分。
16.根据权利要求1所述的二次电池组，进一步包括标签，所述标签覆盖所述电池单元。
17.根据权利要求16所述的二次电池组，其中，所述标签被构造成具有覆盖所述保护电路模块和所述电池单元的密封的外周的结构。
18.根据权利要求17所述的二次电池组，其中，所述标签被构造成具有片状结构，所述片状结构包括覆盖所述电池单元的相对的主面中的一个主面的第一附接面、从所述第一附接面延伸以覆盖所述电池单元的相对的侧面的第二和第三附接面、以及从所述第一附接面延伸以覆盖所述保护电路模块的第四附接面。
19.一种保护电路模块，包括：
保护电路板，所述保护电路板具有阴极端子连接部分和阳极端子连接部分，所述阴极端子连接部分和所述阳极端子连接部分分别连接到电池单元的阴极端子和阳极端子；以及
电绝缘壳体，所述电绝缘壳体被构造成通过其敞开面接纳所述保护电路板，其中
经由所述阴极端子连接部分和所述阳极端子连接部分连接到所述电池单元的阴极端子和阳极端子的所述保护电路板被以如下状态安装到所述电池单元的密封余留部，即：所述保护电路板被布置在所述壳体中，以至于所述阴极端子和所述阳极端子通过所述壳体的所述敞开面暴露。
20.根据权利要求19所述的保护电路模块，其中，所述保护电路模块的所述阳极端子连接部分经由安全元件被连接到所述电池单元的所述阳极端子。
21.根据权利要求19所述的保护电路模块，其中，所述电绝缘壳体设置有安装凹槽，所述保护电路板和安全元件通过所述敞开面被安装在所述安装凹槽中。
22.一种制造二次电池组的方法，包括：
形成电池单元的步骤，所述电池单元被构造成具有如下结构，在该结构中，电极组件以密封状态布置在电池壳体中，所述电极组件包括阴极、阳极和分别布置在所述阴极和所述阳极之间的分隔物，所述电池单元的密封的外周边中的一边具有余留部；
将电路板接纳到壳体中使得所述电池单元的阴极端子和阳极端子通过所述壳体的敞开面暴露的步骤，其中所述电路板经由阴极端子连接部分和阳极端子连接部分连接到所述电池单元的阴极端子和阳极端子；以及
将所述壳体安装到所述电池单元的密封的余留部的步骤。
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