CN103972461A - 可再充电电池包 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可再充电电池包，该可再充电电池包被构造来在防止保护电路模块短路的同时，防止框架因外部冲击力而被损坏。在示例性实施方式中，可再充电电池包可以包括连接到框架的由可再充电电池构成的多个单元电池，该框架容纳并支撑单元电池且具有夹在单元电池之间的装载部分。可再充电电池包还可以包括连接到装载部分的电绝缘托架和电连接到单元电池并被安装到托架中的保护电路模块。

Description

可再充电电池包

技术领域

所公开的技术涉及可再充电电池包，尤其涉及用于便携式计算装置的可再充电电池包。

背景技术

与一次电池不同，可再充电电池能够被反复地充电和放电。小容量可再充电电池用于小型便携式电子装置，诸如移动电话、笔记本电脑、摄像放像机、平板电脑等。大容量可再充电电池用作用于电动自行车、踏板车、电动车辆、叉车等的电机驱动电源。

使用多个单独的电池单元和相关部件，可再充电电池常常被形成为一个包。可再充电电池可作为电连接多个单元电池的包被使用。例如，可再充电电池包包括多个单元电池、电连接所述单元电池并保护所述单元电池的保护电路模块（PCM）和容纳所述单元电池的框架。

多个袋型单元电池可以串联或并联联接以形成平板型可再充电电池包。该可再充电电池包通过将多个单元电池和电连接所述单元电池的保护电路模块容纳在框架中形成。

为了防止可再充电电池包中的保护电路模块的短路，框架由合成树脂材料形成，并且装载保护电路模块的装载部分被设置在框架的一侧。因而，当遭受外部冲击时，框架可能由于其强度不足而容易被损坏。此外，在安装可再充电电池包时，框架可能因螺钉的紧固力而被轻易地损坏。

此背景技术部分中公开的信息仅用于促进对所描述的技术的背景的理解。

发明内容

在此处描述的示例性实施方式中，一种可再充电电池包被构造来在防止保护电路模块被短路的同时，防止框架因外部冲击力而被损坏。

在一个方面，一种可再充电电池包包括：多个单元电池；框架，其包括设置在其上的装载部分，其中所述框架被构造为支撑所述多个单元电池，并且其中装载部分设置在所述多个单元电池中的相邻两个之间的交界处；电绝缘托架，其连接到装载部分；以及保护电路模块，其电连接到单元电池并且连接到托架，托架提供装载部分和保护电路模块之间的电绝缘；以及其中框架具有比托架高的强度。

在一些实施方式中，框架由金属材料形成，托架由合成树脂材料形成。

在一些实施方式中，装载部分形成有穿过其的多个第一通孔。

在一些实施方式中，托架形成有穿过其的多个第二通孔。

在一些实施方式中，装载部分包括延伸而离开第一通孔的锁定突起，并且其中托架包括设置在第二通孔中的至少一个内的锁定槽，该锁定槽构造来容纳锁定突起。

在一些实施方式中，框架包括绝缘材料层。

在一些实施方式中，框架包括四边形，该四边形具有彼此平行的一对长边和彼此平行的一对短边，其中所述一对长边的末端部分被连接到所述短边的末端部分，并且装载部分垂直于所述一对长边设置在四边形的大致中心处。

在一些实施方式中，单元电池包括第一单元电池和第二单元电池，第一单元电池和第二单元电池每个包括正电极引线接头和负电极引线接头，并且其中第一单元电池和第二单元电池的引线接头中的每一个被连接到保护电路模块。

在一些实施方式中，可再充电电池包还包括贴在第一单元电池和第二单元电池之上的绝缘带。

在一些实施方式中，长边和短边中的至少一个包括：侧壁部分，其支撑单元电池的一侧表面；支撑部分，其从侧壁部分朝内侧突出以支撑单元电池的另一侧；以及支架安装部分，其从侧壁部分朝外侧突出，支架安装部分被构造来安装在可移动电子装置内。

在一些实施方式中，可再充电电池包还包括置于支撑部分和侧壁部分的一侧与单元电池之间的双面胶带。

在一些实施方式中，双面胶带依所述支撑部分、所述侧壁部分和所述单元电池的轮廓形成，以与对着其一侧的支撑部分和侧壁部分粘合并且与对着其另一侧的单元电池粘合。

在一些实施方式中，支架安装部分包括螺钉孔。

在一些实施方式中，单元电池是袋型电化学电池。

附图说明

图1是示出可再充电电池包的分解透视图。

图2是示出图1中使用的框架的分解透视图。

图3是示出图1中使用的单元电池的分解透视图。

图4是示出图1的可再充电电池包的俯视图。

图5是沿图4中的线V-V截取的截面图。

图6是截面图，该截面图示出单元电池的引线接头被焊接至保护电路模块的状态。

图7是截面图，该截面图示出托架联接到装载部分的状态。

图8是沿图4中的线VIII-VIII截取的截面图。

具体实施方式

以下将参考附图更全面地描述所公开的技术，附图中显示出了本发明的示例性实施方式。如本领域技术人员将认识到的那样，所描述的实施方式可以以各种不同的方式被修改，所有修改都不脱离本公开的主旨或范围。附图和说明将被认为本质上是说明性的而非限制性的。在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的元件。

图1是示出可再充电电池包的分解透视图。图2是示出图1中使用的框架的分解透视图。参考图1和图2，在示例性实施方式中，可再充电电池包包括多个单元电池10、用于容纳并支撑单元电池10的框架20。框架20包括装载部分21、安装在装载部分21中的托架30和安装到托架30中的保护电路模块40。保护电路模块40通过托架30与装载部分21电绝缘。

单元电池10包括对称地设置在装载部分21的两侧的第一单元电池101和第二单元电池102。为了方便起见，在本示例性实施方式中，仅两个单元电池10被示出，但是可以提供更多的单元电池。虽然没有描述，但是即使应用了四个、六个、八个或者更多的单元电池，所述多个单元电池也可以被对称地设置在框架20的两面，框架20被夹在单元电池10之间。

框架20被形成为能容纳并支撑所述多个单元电池10的结构，并且被形成来提供保护可再充电电池包中的单元电池10的机械强度。托架30连接到装载部分21。托架30被按一定尺寸制造并被成形，以将保护电路模块40接收到一空间中，该空间支撑保护电路模块40并且使保护电路模块40与装载部分21和框架20绝缘。托架30可以由电绝缘材料形成，该电绝缘材料提供保护电路模块40与装载部分21和框架20之间的电绝缘。例如，托架30可以由合成树脂材料、塑料、橡胶、聚合物或任何其它所需的电绝缘材料形成。

在一些实施方式中，框架20由与托架30相比具有更高的机械强度和耐外部冲击性的材料形成。例如，框架20可以由金属材料（例如不锈钢或铝）形成，托架30可以由相比于该金属材料具有更低的机械强度的材料——诸如以上所述的那些——形成。

在一些实施方式中，框架20形成为四边形，该四边形具有彼此平行的一对长边22和将该对长边22的末端部分彼此连接的彼此平行的一对短边23。虽然在此描绘了四边形，但是其它形状也可以被有利地使用。在一些实施方式中，框架20可以由两个更小的四边形部分形成，同时装载部分21将框架20的这两个更小的部分连接在一起。框架20提供由长边22和短边23围绕的连续表面。框架20可以被构造来具有按照一定尺寸制造的加高的边缘以容纳单元电池10，或者允许单元电池10被牢固地放置在其中。在一些实施方式中，框架包括支架安装部分223，支架安装部分223具有形成于其中的固定螺钉孔224。支架安装部分223可以用于将可再充电电池包固定在电气或电子装置内。这将在下面被更详细地描述。框架20可以与单元电池10物理接触，并提供足够的表面以传导单元电池10产生的热并通过框架20消散所传导的热。

装载部分21平行于短边23地设置在框架20上或在框架20的两个更小的部分之间，并将该对长边22的中部彼此连接。装载部分21向框架20提供结构刚性，并且为托架30的安装提供空间。在可再充电电池包中，框架20增强了机械强度，但是减小框架的重量可以是有利的。因而，在一些实施方式中，装载部分21可以包含多个通孔211（其可称为“第一通孔”）。所述多个通孔可以在两侧以一个或更多个锁定突起51为边界。

托架30包括多个通孔31（其可称为“第二通孔”）。通孔31可以设置在托架30上以对应于装载部分的夹持片。夹持片可以配置为延伸穿过通孔31的一部分。夹持片可以按一定尺寸制造以在通孔31内提供摩擦配合，从而将托架30牢固地夹持在装载部分21上。托架30被连接至框架20的装载部分21，并提供与装载部分21和框架20的电绝缘。

保护电路模块40包括连接器43，在保护电路模块40被连接到托架30时，连接器43延伸而超出框架20，从而连接器43能够被连接到电气或电子装置。保护电路模块40包括正电极接头连接部分41和负电极接头连接部分42，正电极接头连接部分41和负电极接头连接部分42被构造和设置为在单元电池10被连接至框架20时，接触单元电池10的正电极引线接头141和负电极引线接头151。正电极引线接头141和负电极引线接头151可以通过焊接连接到保护电路模块40。当保护电路模块40被连接到托架30，在单元电池10的正电极引线接头141和负电极引线接头151与正电极接头连接部分41和负电极接头连接部分42接触时，能够通过穿过装载部分21的通孔211和托架30的通孔31插入焊条并且接触保护电路模块40来进行焊接。通过经由正电极接头连接部分41和负电极接头连接部分42将正电极引线接头141和负电极引线接头151连接到保护电路模块40，经由连接器43，电力能够被供给到单元电池，或者从单元电池供出。保护电路模块40通过在印刷电路板上安装电路元件来形成，并且被构造来控制电池电路，使得单元电池10能够被保护而没有过充电、过放电、过电流和外部短路。

图3是示出图1中使用的单元电池10的分解透视图。参考图3，单元电池10可以是可再充电电池中的袋型电化学电池。在袋型可再充电电池中，电池材料可以被储存在外壳或袋内，该外壳或袋具有自其伸出的电极。单元电池10包括进行再充电和放电操作的电极组件11和装电极组件11的袋12。

电极组件11是隔板13夹在正电极14和负电极15之间的果冻卷型。正电极14和负电极15被卷绕。作为一示例，隔板13可以由能允许锂离子通过的聚合物膜形成。

正电极14包括金属薄膜集流体上具有活性材料的涂层部分、以及被设置为暴露的集流体而没有活性材料的非涂覆部分。例如，正电极14由铝薄膜形成。正电极引线接头141被连接到正电极14的非涂覆部分。

负电极15包括金属薄膜集流体上的涂层部分和被设置为暴露的集流体的非涂覆部分，该涂层部分具有与正电极14的活性材料不同的活性材料。在一些实施方式中，负电极15由铜薄膜形成。负电极引线接头151与正电极引线接头141隔开，然后被连接到负电极15的非涂覆部分。

袋12具有呈凹入形状的一侧和平坦的另一侧，从而形成装盛电极组件11的空间。袋12包装电极组件11，并且能够通过热焊接彼此相对的边缘而被密封。

袋12被形成为多层片结构，且例如包括形成内表面且用于绝缘和热焊接的聚合物片121、以及形成外表面且用于保护的PET（聚对苯二甲酸乙二醇酯）片、尼龙片或PET-尼龙复合物片122。

此外，袋12包括设置在聚合物片121和PET-尼龙复合物片122之间以提供机械强度的金属片123。作为一示例，金属片123可以是铝片。

在一些实施方式中，正电极引线接头141和负电极引线接头151在电极组件11的同一侧伸出。绝缘构件161和162连接到正电极引线接头141和负电极引线接头151，并电绝缘正电极引线接头141和负电极引线接头151。绝缘构件161和162包覆袋20上的正电极引线接头141和负电极引线接头151，使得正电极引线接头141和负电极引线接头151之间的绝缘性能提高。在一些实施方式中，正电极引线接头141和负电极引线接头151在袋12的同一侧伸出，袋12的该侧被热焊接，电极组件11可以被电连接到袋12的外部。

图4是示出图1的可再充电电池包的俯视图，图5是沿图4中的线V-V截取的截面图。参考图4和图5，且如上所述，保护电路模块40的一侧设置有连接正电极引线接头141和负电极引线接头151的正电极接头连接部分41和负电极接头连接部分42。

设置在托架30上的多个第二通孔31对应地形成并设置在托架30上，以对应于保护电路模块40的正电极接头连接部分41和负电极接头连接部分42。通孔使得穿过第二通孔31的焊接设备的操作或插入成为可能。

在一些实施方式中，第一单元电池101和第二单元电池102对称地设置在装载部分21的两侧。第一单元电池101和第二单元电池102的引线接头以负电极引线接头、正电极引线接头、正电极引线接头、负电极引线接头例如151、141、141和151的顺序设置。按此顺序，保护电路模块40的接头连接部分以负电极接头连接部分、正电极接头连接部分、正电极接头连接部分和负电极接头连接部分例如42、41、41和42的顺序设置。

图6是示出单元电池的焊接在保护电路模块40上的引线接头的截面图。参考图6，下焊接设备T1可以穿过托架30的第二通孔31插入。在下焊接设备T1与保护电路模块40接触的情况下，正电极引线接头141与正电极接头连接部分41接触，并且正电极引线接头141被上焊接设备T2接触。于是，正电极接头连接部分41和正电极引线接头141可以通过电阻焊接而被彼此焊接在一起。

图7是示出联接到装载部分21的托架30的截面图。参考图7，框架20的装载部分21包括朝第一通孔211的一侧突出的锁定突起51。托架30在第二通孔31的一侧包括与锁定突起51对应的凹入的锁定槽52。

锁定突起51能一体地形成在框架20的装载部分21中，并且能在第一通孔211的直径方向上具有弹性。因而，当从装载部分21的上侧压托架30时，托架30下降，使锁定突起51弯曲而沿第一通孔211的直径方向离开锁定槽52。在托架30与装载部分21接触时，锁定突起51通过其自身的弹力恢复，并且被紧固至锁定槽52。

锁定突起51被形成，从而接近第一通孔211，锁定槽52靠近或围绕第二通孔31形成。在一些实施方式中，第一通孔211和第二通孔31被形成为彼此对应。于是，因为多个锁定突起51和多个锁定槽52彼此紧扣，所以托架30和装载部分21被牢固地夹持和卡在一起。

图8是沿图4中的线VIII-VIII截取的截面图。参考图8，绝缘材料涂层24可以形成在框架20的外表面上。涂层24能够使单元电池10和框架20之间电绝缘。

将描述框架20的沿框架20的长边22的截面结构。长边22包括支撑第一单元电池101的一侧表面的侧壁部分221、从侧壁部分221向内侧伸出以支撑第一单元电池101的另一侧表面的支撑部分222、以及从侧壁部分221向外侧伸出且被安装在电气或电子装置的支架中的支架安装部分223。

侧壁部分221和支撑部分222相当于支撑第一单元电池101的部分，并且是承受第一单元电池101的载荷的部分。侧壁部分221和支撑部分222中的至少一个被设置有双面胶带61。双面胶带61被置于侧壁部分221和支撑部分222的一侧与第一单元电池101之间。在一实施方式中，双面胶带61可以依支撑部分、侧壁部分和单元电池的轮廓形成，以与对着其一面的支撑部分和侧壁部分粘合并与对着其另一面的单元电池粘合。

框架20的支架安装部分223能够根据该支架的结构被不同地形成。例如，支架安装部分223可以被形成为凸缘，或者可以提供有穿过该凸缘的螺钉孔224。因为支架安装部分223由金属材料形成，所以在螺钉经由螺钉孔224被紧固到电子装置的支架上时，支架安装部分223的损坏能够被防止。

再次参考图1和图5，在第一单元电池101和第二单元电池102被对称地安装到装载部分21的两侧的情形下，装载部分21的另两侧能够被绝缘带62和63覆盖。

上绝缘带62能够贴至第一单元电池101和第二单元电池上，以通过覆盖正电极引线接头141和负电极引线接头151以及保护电路模块40来形成绝缘结构。因为装载部分21被下绝缘带63覆盖，并且第一通孔211被封闭和密封，所以可以防止因异物的穿过导致的短路。

在第一单元电池101和第二单元电池102被安装到框架20内的情形下，修整带（finishing tape）64能够被贴附上，以围绕第一单元电池101和第二单元电池102的轮廓、以及框架20的长边22和短边23，从而形成平板型可再充电电池包。

参考图1，修整带64能够通过切割与支架安装部分223对应的部分来形成，从而不贴附到支架安装部分223上。框架20的长边22和短边23将修整带64容纳到槽65中以使修整带导致的朝框架20的两侧的突出最小。因而，可再充电电池包的厚度上的增加能被最小化。

虽然已经联系优选实施方式描述了本发明，但是显然本发明不限于优选实施方式，而是相反，本发明旨在在所附权利要求、详细说明和附图的主旨和范围内进行各种变更。本发明的范围由所附权利要求及其等同物定义。

Claims (14)

1.一种可再充电电池包，包括：

多个单元电池；

框架，其包括形成在其上的装载部分，其中所述框架被构造来支撑所述多个单元电池，并且其中所述装载部分被设置在所述多个单元电池中的相邻两个单元电池之间的交界处；

电绝缘托架，其被连接到所述装载部分；以及

保护电路模块，其被电连接到所述单元电池并且被连接到所述托架，

其中所述托架提供所述装载部分和所述保护电路模块之间的电绝缘；以及

其中所述框架具有比所述托架高的强度。

2.根据权利要求1所述的可再充电电池包，其中所述框架由金属材料形成，所述托架由合成树脂材料形成。

3.根据权利要求2所述的可再充电电池包，其中所述装载部分形成有穿过其的多个第一通孔。

4.根据权利要求3所述的可再充电电池包，其中所述托架形成有穿过其的多个第二通孔。

5.根据权利要求4所述的可再充电电池包，其中所述装载部分包括延伸而离开所述第一通孔的锁定突起，并且其中所述托架包括设置在所述第二通孔中的至少一个内的锁定槽，所述锁定槽被构造来容纳所述锁定突起。

6.根据权利要求1所述的可再充电电池包，其中所述框架包括绝缘材料层。

7.根据权利要求1所述的可再充电电池包，其中所述框架包括四边形，该四边形具有彼此平行的一对长边和彼此平行的一对短边，其中所述一对长边的末端部分被连接到所述短边的末端部分，并且所述装载部分大致在所述四边形的中心处垂直于所述一对长边设置。

8.根据权利要求7所述的可再充电电池包，其中所述单元电池包括第一单元电池和第二单元电池，所述第一单元电池和所述第二单元电池每个包括正电极引线接头和负电极引线接头，并且其中所述第一单元电池和所述第二单元电池的引线接头中的每一个被连接到所述保护电路模块。

9.根据权利要求8所述的可再充电电池包，还包括贴在所述第一单元电池和所述第二单元电池之上的绝缘带。

10.根据权利要求7所述的可再充电电池包，其中：

所述长边和所述短边中的至少一个包括：

侧壁部分，其支撑所述单元电池的一侧表面，

支撑部分，其从所述侧壁部分朝内侧突出以支撑所述单元电池的另一侧，以及

支架安装部分，其从所述侧壁部分朝外侧突出，所述支架安装部分被构造来安装在可移动电子装置内。

11.根据权利要求10所述的可再充电电池包，还包括被置于所述支撑部分和所述侧壁部分的一侧与所述单元电池之间的双面胶带。

12.根据权利要求11所述的可再充电电池包，其中所述双面胶带依所述支撑部分、所述侧壁部分和所述单元电池的轮廓形成，以与对着其一面的所述支撑部分和所述侧壁部分粘合并与对着其另一面的所述单元电池粘合。

13.根据权利要求10所述的可再充电电池包，其中所述支架安装部分包括螺钉孔。

14.根据权利要求1所述的可再充电电池包，其中所述单元电池是袋型电化学电池。