CN104064825A

CN104064825A - 用于电池组的保护装置、制造保护装置的方法及电池组

Info

Publication number: CN104064825A
Application number: CN201310559579.0A
Authority: CN
Inventors: 黄有植
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2013-03-22
Filing date: 2013-11-12
Publication date: 2014-09-24
Also published as: US20140287275A1; JP2014186996A; EP2782165A1; KR20140115756A

Abstract

本发明公开一种用于电池组的保护装置、制造保护装置的方法及电池组。所述用于电池组的保护装置包括：导电部分，包括焊盘部分以及在焊盘部分外侧并电联接到所述焊盘部分和裸电池的连接部分；和至少覆盖所述导电部分的一部分的绝缘部分，其中所述焊盘部分和所述连接部分是共面的。

Description

用于电池组的保护装置、制造保护装置的方法及电池组

相关申请的交叉引用

本申请要求2013年3月22日递交到韩国知识产权局的韩国专利申请No.10-2013-0030782的优先权和权益，该申请的全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本发明的方面涉及用于电池组的保护装置、用于制造该保护装置的方法及具有该保护装置的电池组。

背景技术

最近，二次电池被广泛地用作便携式电子器件的电源。随着便携式电子器件在各种各样的领域中使用更频繁，对二次电池的需求迅速增加。二次电池能够多次充电/放电，因此在经济上和环境上高效。因此，鼓励使用电池组。

由于通常希望电子器件具有相对小的尺寸和轻的重量，对应地希望二次电池具有小的尺寸和轻的重量。然而，由于在二次电池中常用的材料，例如锂，往往在二次电池内部具有高反应性，因此由于二次电池的安全性，二次电池小的尺寸、轻的重量受到限制。因此希望开发可以被实现为小而轻的电池组同时提高二次电池的安全性的电池组。

同时，电池组还包括保护装置等。

发明内容

本发明的实施例提供用于电池组的保护装置、用于制造该保护装置的方法及具有该保护装置的电池组，这些部件重量上相对轻并且尺寸相对小。

本发明的实施例还提供用于电池组的保护装置、用于制造该保护装置的方法及具有该保护装置的电池组，通过提供用于电池组的保护装置能够提高安全性。

根据本发明一实施例，提供一种用于电池组的保护装置，该保护装置包括：导电部分，包括焊盘部分以及在焊盘部分外侧并电联接到所述焊盘部分和裸电池的连接部分；和至少覆盖所述导电部分的一部分的绝缘部分，其中所述焊盘部分和所述连接部分是共面的。

所述导电部分可以进一步包括电联接到所述焊盘部分和所述连接部分的图案部分。

所述保护装置可以进一步包括位于所述导电部分上的电子器件，其中所述绝缘部分覆盖所述电子器件。

所述导电部分的不同区段可以通过所述电子器件被彼此电联接。

所述保护装置可以进一步包括将所述导电部分的不同区段彼此联接的布线部分。

至少所述连接部分的第一部分可以被绝缘部分覆盖，并且至少所述连接部分的第二部分可以相对于所述绝缘部分被暴露。

所述导电部分可以进一步包括至少部分被所述绝缘部分覆盖的支撑部分，并且所述支撑部分的端部相对于所述绝缘部分被暴露，其中所述支撑部分的端部处的暴露表面可以和所述绝缘部分的表面共面。

所述绝缘部分可以包括开口，所述焊盘部分通过所述开口被暴露。

电池组可以包括所述保护装置。

所述电池组可以进一步包括所述裸电池，所述裸电池具有在所述裸电池的上表面处的负电极端子，所述连接部分被联接到所述负电极端子，并且其中保护装置可以基于所述负电极端子被偏置到所述裸电池的一侧。

根据本发明的另一个实施例，提供一种用于制造用于电池组的保护装置的方法，该方法包括：图案化导电板以形成导电部分，所述导电部分包括焊盘部分和在所述焊盘部分外侧的连接部分；和至少在导电部分的一部分上形成绝缘部分。

图案化所述导电板可以进一步包括在所述焊盘部分和所述连接部分之间形成图案部分。

该方法可以进一步包括在形成所述导电部分后将电子器件安置在所述导电部分处。

所述导电部分的各区段可以通过所述电子器件被电联接。

该方法可以进一步包括在形成所述导电部分后通过布线部分电联接所述导电部分。

在形成所述绝缘部分的步骤中，所述连接部分的一部分可以被绝缘部分覆盖，并且所述连接部分的另一部分可以相对于所述绝缘部分被暴露。

该方法可以进一步包括在形成所述绝缘部分后形成穿过所述绝缘部分的开口，以暴露所述焊盘部分。

形成所述导电部分可以进一步包括：在所述焊盘部分和所述连接部分的外周形成框架部分；和形成将所述框架部分联接到所述焊盘部分和所述连接部分的支撑部分。

该方法可以进一步包括在形成所述绝缘部分后切割所述支撑部分，以将所述焊盘部分和所述连接部分与所述框架部分分离。

从下面结合附图的详细描述中，本发明的其它特征和方面将变得更充分明显。

说明书和权利要求中使用的术语或词语不应当被限制性地解释为普通含义或基于字典的含义，而应当在发明人能够适当地限定术语的概念以用最好的方式描述和解释其发明的原理的基础上被解释为符合本发明的范围的含义和概念。

根据本发明的实施例，导电部分中的焊盘部分和连接部分可以位于同一平面上，从而可以实现保护装置的小型化并在制造保护装置时提供便利。

附图说明

附图与说明书一起例示本发明的示例性实施例，并与描述一起用于解释本发明的实施例的原理。

图1是根据本发明一实施例的用于电池组的保护装置的透视图。

图2是沿着图1所示的保护装置的线A-A'截取的剖视图。

图3是示出图2所示的保护装置的改变的剖视图。

图4是示出图1所示的保护装置中的导电部分、电子器件和布线部分的平面图。

图5A至图8B是示出根据本发明一实施例的用于制造保护装置的方法的视图。

图9是根据本发明一实施例的具有保护装置的电池组的分解透视图。

具体实施例

在下述详细描述中，只简单地通过例示的形式示出和描述本发明的某些示例性实施例。如本领域技术人员将理解的那样，所描述的实施例可以以各种不同的方式修改，所有均不背离本发明的精神或范围。因此，图和描述被认为在本质上是例示性的而不是限制性的。此外，当元件被称为在另一元件“上”时，它可以直接在另一元件上，或间接在另一元件上，有一个或多个中间元件插入在它们之间。此外，当元件被称为“连接到”另一元件时，它可以直接连接到另一元件，或间接地连接到另一元件，有一个或多个中间元件插入在它们之间。在下文中，相似的附图标记指代相似的元件。在图中，为清楚起见，层的厚度或尺寸被放大，并且不一定是按比例绘制的。

图1是根据本发明一实施例的用于电池组的保护装置100的透视图。图2是沿着图1所示的保护装置100的线A-A'截取的剖视图。在下文中，将参考图1和图2描述根据本实施例的保护装置100。

如图1和图2所示，根据本实施例的保护装置100包括：包括焊盘部分或焊盘111和连接部分或连接器112的导电部分110、覆盖导电部分110的绝缘部分120、位于导电部分110上的电子器件130以及布线部分或布线140。焊盘部分111和连接部分112可以位于同一平面上。也就是，焊盘部分111和连接部分112可以是共面的。例如，焊盘部分111和连接部分112可以执行保护电路模块（PCM）的功能。

导电部分110是允许来自裸电池210（参见图9）的电能从中穿过而被传导的构件。

在这里，导电部分110可以包括焊盘部分111、以及将焊盘部分111和裸电池210彼此电联接的连接部分112。在这种情况下，焊盘部分111和连接部分112可以位于同一平面上。也就是，焊盘部分111和连接部分112可以被定位在相同的高度或者是共面的。焊盘部分111和连接部分112可以由一个传导板形成，以便由相同的材料制成。连接部分112可以位于焊盘部分111的相对的端部或侧部。因此，通过在焊盘部分111的一侧的连接部分112、焊盘部分111和在焊盘部分111的另一侧的连接部分112，来自裸电池210的电能可以从负电极端子211（参见图9）被联接到正电极端子或外壳。同时，焊盘部分111是一个在制造电池组200时变成能够将电池组200（参见图9）联接到外侧（也就是，外部部件）的部分的构件。焊盘部分111可以包P+焊盘111a、P-焊盘111b和为接地焊盘的CF焊盘111c。连接部分112可以包括被联接到负电极端子211的B-连接部分112b以及被联接到裸电池210的正电极端子或外壳的B+连接部分112a。

除了焊盘部分111和连接部分112，导电部分110可以进一步包括图案部分113。这里，图案部分113可以执行位于焊盘部分111和连接部分112之间的电路图案的功能，以将焊盘部分111联接到连接部分112。

绝缘部分120是位于导电部分110上的构件，以覆盖导电部分110的至少一部分。

这里，绝缘部分120可以通过例如模制等的工艺被安置在导电部分110上，从而至少覆盖导电部分110的一部分。在这种情况下，焊盘部分111和图案部分113可以几乎完全被绝缘部分120覆盖，连接部分112可以延伸到绝缘部分120外侧。因此，只有一部分连接部分112可以被绝缘部分120覆盖。因此，连接部分112可以具有突出或延伸到绝缘部分120外侧的形状，使得连接部分112的一部分相对于绝缘部分120暴露。突出的连接部分112可以被连接到裸电池210。

同时，外部设备可以被联接到焊盘部分111，因此，焊盘部分111可以被暴露到外侧。因此，开口121可以被形成在绝缘部分120中，焊盘部分111可以通过开口121被暴露到外侧。导电部分110可以被提供有具有向外突出的形状的支撑部分114。

支撑部分114是被联接到框架部分的部分，这将在后面关于用于制造保护装置100的方法进行描述。支撑部分114可以被暴露到绝缘部分外侧。在这种情况下，支撑部分114的突出的端部，也就是，支撑部分114的外表面，可以构成与绝缘部分120的外表面相同的平面。也就是，支撑部分114被联接到焊盘部分111、图案部分113和连接部分112，以便被绝缘部分120覆盖。在这种情况下，只是支撑部分114的端部的表面可以被暴露到外侧。支撑部分114是与焊盘部分111、连接部分112和图案部分113整体形成并然后与焊盘部分111、连接部分112和图案部分113分离的构件。支撑部分114可以被形成为构成与焊盘部分111、连接部分112和图案部分113相同的平面（即，与它们共面）（也就是，位于与焊盘部分111、连接部分112和图案部分113高度相同的高度）（参见图1和图4）。

图3是示出图2所示的保护装置100的改变的剖视图。在下文中，将参考图3描述改变后的保护装置100'的绝缘部分120'。

在图2中，已经描述了绝缘部分120围绕导电部分110的两个表面（也就是，覆盖相对的表面），因此，焊盘部分111暴露通过的开口121应当被单独地形成在绝缘部分120中。然而，如图3所示，绝缘部分120'可以被实现为只覆盖导电部分110的一个表面的一部分。在这种情况下，将明显的是，焊盘部分111可以通过在其上没有形成绝缘部分120'的表面朝外侧暴露。因此，单独形成开口121的工艺被省略，从而进一步提高生产率。

图4是显示图1所示的保护装置100中的导电部分110、电子器件130和布线部分140的平面图。在下文中，将参考图4描述根据本实施例的电子器件130和布线部分140。这里，图4是显示在图1所示的保护装置100中绝缘部分120被移除的状态的视图。图4所示的导电部分110、电子器件130和布线部分140的布置仅仅是一个示例。

电子器件130是位于导电部分110上的构件。电子器件130与导电部分110共同构成电路，从而控制裸电池210的充电和放电中的电压或电流。

这里，电子器件130能够执行控制裸电池210中的电极组件或当电极组件异常操作时切断电路的功能。具体地说，电子器件130能够阻止电池组200的过充电、过放电、短路和反向电压，从而防止或基本上防止电池组200的爆炸、过热和泄漏以及充电/放电特性的降低。此外，电子器件130能够防止或基本上防止电气性能的退化和异常操作，从而消除危险因素并延长电池组200的寿命。电子器件130可以是开关装置，诸如集成电路（IC）134或金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）。可代替地，电子器件130可以是电阻器131、电容器132、变阻器135等。如图2所示，电子器件130可以被绝缘部分120覆盖。

同时，导电部分110可以通过电子器件130彼此联接。例如，CF焊盘111c和P-焊盘111b可以通过电阻器131和变阻器135彼此联接，P-焊盘111b、图案部分113和B-连接部分112b可以通过IC134彼此联接。图案部分113可以通过电阻器131、电容器132等彼此联接。电子器件130的布置可以被适当安排，使得保护装置100可以作为电池组200的PCM来操作。

布线部分140是将导电部分110彼此联接的构件，并且可以被实现为例如金属丝、引线等。例如，P+焊盘111a和图案部分113可以通过布线部分140彼此联接，通过布线部分140和电子器件130之间的联接，根据本实施例的保护装置100可以帮助电池组200被相对安全地使用。

图5A至图8B是示出根据本发明一实施例的用于制造保护装置100的方法的视图。在下文中，将参考图5A至图8B描述根据本实施例的方法。这里，图5A、图6A、图7A和图8A显示剖视图，图5B、图6B、图7B和图8B显示平面图。

首先，如图5A和图5B所示，通过制备导电板和图案化该导电板形成导电部分110。

在这种情况下，可以通过切割或蚀刻导电板图案化导电板。可以通过图案化导电板形成包括焊盘部分111和连接部分112的导电部分110。导电部分110可以进一步包括图案部分113、框架部分115和支撑部分114。具体地说，图案部分113可以被形成在焊盘部分111与连接部分112之间，框架部分115可以位于焊盘部分111、连接部分112和图案部分113外侧或外周，支撑部分114可以将焊盘部分111、连接部分112和图案部分113联接到框架部分115。因此，由支撑部分114和框架部分115图案化的焊盘部分111、连接部分112和图案部分113能够维持焊盘部分111、连接部分112和图案部分113被整体联接的状态。

接下来，如图6A和图6B所示，电子器件130被安装在导电部分110上或安置在导电部分110处，导电部分110通过布线部分140彼此联接。

在这种情况下，每一个都包括焊盘部分111、连接部分112和图案部分113的导电部分110可以通过电子器件130的安装和布线部分140的安置彼此电联接。电子器件130的安装和布线部分140的安置可以和加工顺序无关地执行。

接下来，如图7A和图7B所示，形成绝缘部分120，以至少覆盖导电部分110的一部分。

在这种情况下，绝缘部分120可以通过例如模制工艺被形成。导电部分110的两个表面可以被模制，或只有导电部分110的一个表面可以被模制。同时，在绝缘部分120被形成的情况下，焊盘部分111和图案部分113可以完全被绝缘部分120覆盖。框架部分115可以完全不被覆盖，支撑部分114和连接部分112只有一部分可以被覆盖。也就是，连接部分112可以保持连接部分112在绝缘部分120的相对的端部或侧部被暴露的状态。

将导电部分110联接到电子器件130的布线部分140可以位于导电部分110上，并且可以被绝缘部分120完全覆盖或封装，以便不被暴露到外侧。

接下来，如图8A和图8B所示，在绝缘部分120中形成开口121，并切割支撑部分114。

在这种情况下，焊盘部分111暴露到外侧通过的开口121可以被形成在绝缘部分120中。开口121可以通过例如激光工艺或蚀刻工艺被形成。在焊盘部分111被提供有三个焊盘部分的情况下，开口121也可以被配置为有三个开口，以允许各自的焊盘部分111通过开口而暴露。同时，在绝缘部分120中形成开口121的工艺并不需要一定被包括。例如，在如图3所示的绝缘部分120被形成为只覆盖导电部分110的一个表面的一部分的情况下，焊盘部分111可以被暴露到外侧，而不需要任何单独的形成开口的工艺。

焊盘部分111、连接部分112和图案部分113可以通过切割将焊盘部分111等联接到框架部分115的支撑部分114而与框架部分115分离。因此，焊盘部分111、连接部分112和图案部分113彼此分离，或通过电子器件130和布线部分140彼此联接，从而执行电路图案的功能。在这种情况下，绝缘部分120被首先形成，然后支撑部分114被切割。因此，支撑部分114的端部的外表面可以被暴露到绝缘部分120外侧。支撑部分114的端部的外表面或暴露的表面可以形成和绝缘部分120的表面相同的表面（也就是，可与其共面）（在图1中示出）。

同时，形成开口121的工艺和切割支撑部分114的工艺可以和加工顺序无关地执行，根据本实施例的保护装置可以通过这两个工艺被制造。在这种情况下，不像通过在绝缘材料上电镀电路图案形成的现有保护电路模块，本发明的保护电路模块通过使用先图案化一个导电板并用绝缘部分120覆盖导电板的方法被形成。因此，可以更精确和方便地制造保护装置100，并实现保护装置100的小型化。

图9是根据本发明一实施例的具有保护装置100的电池组200的分解透视图。在下文中，将参考图9描述根据本实施例的电池组200。

如图9所示，根据本实施例的电池组200可以包括裸电池210和提供在裸电池210的一侧处的保护装置100。

裸电池210通过离子或电子的移动产生电化学能。裸电池210可以通过在电池外壳中容纳电极组件和电解液被制造。这里，电极组件通过卷绕或堆叠正电极板、负电极板和插入在这些电极板之间的隔板被形成。电极组件通过电极组件和电解液之间的电化学反应产生能量，所产生的能量通过形成在裸电池210的上表面上的负电极端子211以及正电极端子或外壳被传送到外侧。例如，电池壳体可以是袋型、棱柱形或圆柱形壳体。

保护装置100可以使用如图1或图3所示的保护装置100。保护装置100包括导电部分110和绝缘部分120，焊盘部分111和连接部分112可以位于同一平面上。在保护装置100中，导电部分110由一个导电板形成。因此，不像现有的保护装置，保护装置100通过减小其尺寸可以仅位于裸电池210的一侧。例如，保护装置100可以被安置成基于位于裸电池210的中心处的负电极端子211被偏置到任何一侧，因此，可以实现保护装置100的小型化。在这种情况下，B-连接部分112b可以被联接到裸电池210的负电极端子211，B+连接部分112a可以被联接到裸电池210的外壳或壳体。同时，例如，正温度系数（PTC）器件可以被进一步位于连接部分112和裸电池210之间。因此，如果从电池组200产生的热量过多，则裸电池210和保护装置100之间的电能被切断，从而提高电池组200的安全性。

覆盖保护装置100的上盖220位于裸电池210的具有其上安装有保护装置100的上部分处，从而从外侧保护保护装置100。在这种情况下，开口221可以被形成在上盖220中，导电部分110的焊盘部分111通过开口221被暴露到外侧以便被联接到外部设备，从而将电池组200的电能供给到外部设备。

尽管已经结合某些示例性实施例描述了本发明，应当理解，本发明并不局限于所公开的实施例，而是相反，意在覆盖所附权利要求的精神和范围内包括的各种修改和等同方案以及它们的等同物。

Claims

1.一种用于电池组的保护装置，该保护装置包括：

导电部分，包括焊盘部分以及在所述焊盘部分外侧并电联接到所述焊盘部分和裸电池的连接部分；和

至少覆盖所述导电部分的一部分的绝缘部分，

其中所述焊盘部分和所述连接部分是共面的。

2.如权利要求1所述的保护装置，其中所述导电部分进一步包括电联接到所述焊盘部分和所述连接部分的图案部分。

3.如权利要求1所述的保护装置，进一步包括位于所述导电部分处的电子器件，其中所述绝缘部分覆盖所述电子器件。

4.如权利要求3所述的保护装置，其中所述导电部分的不同区段通过所述电子器件彼此电联接。

5.如权利要求1所述的保护装置，进一步包括将所述导电部分的不同区段彼此联接的布线部分。

6.如权利要求1所述的保护装置，其中至少所述连接部分的第一部分被所述绝缘部分覆盖，并且至少所述连接部分的第二部分相对于所述绝缘部分被暴露。

7.如权利要求1所述的保护装置，其中所述导电部分进一步包括至少部分被所述绝缘部分覆盖的支撑部分，并且所述支撑部分的端部相对于所述绝缘部分被暴露，

其中所述支撑部分的所述端部处的暴露表面和所述绝缘部分的表面共面。

8.如权利要求1所述的保护装置，其中所述绝缘部分包括开口，所述焊盘部分通过所述开口被暴露。

9.一种包括权利要求1至8中任一项的保护装置的电池组。

10.如权利要求9所述的电池组，进一步包括所述裸电池，所述裸电池具有位于所述裸电池的上表面的负电极端子，所述连接部分被联接到所述负电极端子，并且

其中所述保护装置基于所述负电极端子被偏置到所述裸电池的一侧。

11.一种用于制造用于电池组的保护装置的方法，该方法包括：

图案化导电板以形成导电部分，所述导电部分包括焊盘部分和在所述焊盘部分外侧的连接部分；和

至少在所述导电部分的一部分上形成绝缘部分。

12.如权利要求11所述的方法，其中图案化所述导电板进一步包括在所述焊盘部分和所述连接部分之间形成图案部分。

13.如权利要求11所述的方法，进一步包括在形成所述导电部分后将电子器件安置在所述导电部分处。

14.如权利要求13所述的方法，其中所述导电部分的各区段通过所述电子器件彼此电联接。

15.如权利要求11所述的方法，进一步包括在形成所述导电部分后通过布线部分电联接所述导电部分。

16.如权利要求11所述的方法，其中，在形成所述绝缘部分的步骤中，所述连接部分的一部分被所述绝缘部分覆盖，并且所述连接部分的另一部分相对于所述绝缘部分被暴露。

17.如权利要求11所述的方法，进一步包括在形成所述绝缘部分后形成穿过所述绝缘部分的开口，以暴露所述焊盘部分。

18.如权利要求11所述的方法，其中形成所述导电部分进一步包括：

在所述焊盘部分和所述连接部分的外周形成框架部分；和

形成将所述框架部分联接到所述焊盘部分和所述连接部分的支撑部分。

19.如权利要求18所述的方法，进一步包括在形成所述绝缘部分后切割所述支撑部分，以将所述焊盘部分和所述连接部分与所述框架部分分离。