CN104282870A - 电池组 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池组，所述电池组包括：多个单元电池，沿第一方向并排地布置，每个单元电池包括具有开口的罐和密封所述开口的盖板，所述罐容纳具有第一电极板、第二电极板以及在电极板之间的隔板的电极组件。所述多个单元电池可以沿第一方向并排地布置，同时所有的盖板朝相同的方向被暴露。电池组还可包括与盖板相邻的保护电路模块，保护电路模块具有沿第一方向延伸的电路板和结合到电路板的保护器件，其中，每个单元电池还包括：均结合到单元电池和保护电路模块的在盖板的第一区域上的第一端子以及在盖板的第二区域上的第二端子。

Description

电池组

本申请要求于2013年7月9日在美国专利商标局提交的第61/844,370号美国临时申请以及于2013年11月11日提交的第14/077,179号美国专利申请的优先权和权益，这些申请的全部内容通过引用包含于此。

技术领域

本发明涉及一种电池组。

背景技术

随着无线互联网或无线通信技术的发展，对可以通过使用电池而不使用供电装置来操作的便携式计算机的使用已经快速地增加。通常，便携式计算机因其紧凑的设计、便于携带和高移动性而被广泛地用于工作或个人目的。便携式计算机可以包括允许装置在各种场所延伸使用而不受供电装置的影响的内电池组。这些装置中的内电池组可以包括可以重复地放电和再充电的单元电池。

发明内容

本发明的一个或更多个实施例涉及一种电池组，具体地说，涉及一种电池组的结构。

根据本发明的一方面，提供一种电池组，所述电池组包括：多个单元电池，沿第一方向并排地布置，每个单元电池包括具有开口的罐和密封所述开口的盖板，所述罐容纳具有第一电极板、第二电极板以及设置在第一电极板和第二电极板之间的隔板的电极组件，其中，所述多个单元电池沿第一方向并排地布置，使得每个单元电池的盖板朝相同的方向被暴露。单元电池还可以包括与每个单元电池的盖板相邻的保护电路模块，保护电路模块具有沿第一方向延伸的电路板和结合到所述电路板的保护器件，其中，所述多个单元电池中的每个单元电池还包括：第一端子，在盖板的第一区域上并结合到单元电池和保护电路模块；以及第二端子，在盖板的第二区域上并结合到单元电池和保护电路模块。

电池组的电路板可以包括至少一个端子孔，其中，第一端子或第二端子中的至少一个的端部结合到端子孔。

电池组的第一端子或第二端子中的至少一个可以包括：第一表面，与盖板平行；第二表面，沿基本垂直于第一表面的方向从第一表面弯折；以及第三表面，沿基本垂直于第二表面的方向从第二表面弯折并基本平行于第一表面。

电池组的第一端子或第二端子的第二表面可以与盖板的第一长边相邻，电路板可以在与第二表面相邻的平面上。

电池组的保护器件的高度可以等于或小于盖板的第一长边和盖板的与第一长边平行并相对的第二长边之间的距离。

电池组的电路板可以包括至少一个端子孔，其中，第三表面结合到端子孔以将第一端子或第二端子中的至少一个电连接到电路板。

电池组的每个单元电池还可以包括具有第一极性并设置在盖板上的电极销，其中，盖板具有与第一极性不同的第二极性。

电池组的第一端子可以将电极销与保护电路模块电联接，电池组的第二端子可以将盖板与保护电路模块电联接。

电池组还可以包括设置在第一端子和盖板之间的固定件，固定件使盖板与第一端子绝缘并同时暴露电极销。

电池组的第一端子还可以包括温度断开件。

在电池组的所述多个单元电池中的相邻的单元电池的面对的表面可以彼此绝缘。

根据本发明的另一方面，提供了一种电池组，所述电池组包括：多个单元电池，每个单元电池包括具有开口并包括金属材料的罐、设置在罐内的电极组件以及密封罐的开口的盖板，其中，电极组件包括第一电极板、第二电极板以及在第一电极板和第二电极板之间的隔板；以及保护电路模块，与所述多个单元电池中的每个单元电池的盖板相邻，保护电路模块包括电路板和保护器件，其中，所述多个单元电池中的每个单元电池还包括：第一端子，将保护电路模块与具有第一极性并设置在盖板上的电极销电联接；以及第二端子，将保护电路模块与盖板电联接，盖板具有与第一极性相反的第二极性。

电池组的电路板可以包括至少一个端子孔。

电池组的第一端子的一部分以及第二端子的一部分可被结合到端子孔。

电池组还可以包括设置在第一端子和盖板之间的固定件，固定件使盖板与第一端子绝缘并同时暴露电极销。

电池组的第一端子可以包括：第一表面，结合到电极销；第二表面，从第一表面弯折；以及第三表面，从第二表面弯折并与第一表面基本平行。

电池组的第一端子的第一表面可以包括第一部分和第二部分，其中，第一部分和第二部分通过设置在第一部分和第二部分之间的温度断开件彼此电联接。

电池组的第二端子可以包括：第一表面，结合到盖板；第二表面，从第一表面弯折；以及第三表面，从第二表面弯折并与第一表面基本平行。

电池组还可以包括在盖板上的连接片，连接片与第二端子直接结合，并且包括与第二端子的材料相同的材料。

电池组的多个单元电池中的相邻的单元电池的面对的表面可以彼此绝缘。

附图说明

图1是示意性地示出根据本发明实施例的电池组的透视图。

图2是图1中示出的电池组的局部分解透视图。

图3是图1中示出的电池组的部分III的放大透视图。

图4是示出根据本发明实施例的单元电池的分解透视图。

具体实施方式

现在将参照附图更充分地描述本发明，在附图中示出了本发明的实施例。然而，应当理解的是，不意图将本发明的实施例限制为公开的具体形式，而是相反，本发明的这些实施例将覆盖落入本发明的精神和范围内的全部修改、等同物和替代物。在下面的本发明的描述中，当这里所包括的已知的功能和构造的详细描述会使本发明的主题不清楚时，将省略对它们的详细描述。将理解的是，虽然在这里可以使用术语“第一”、“第二”等来描述不同的元件，但是这些元件不应受这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件与另一元件区分开。这里使用的术语仅出于描述特定的实施例的目的，而不意图限制本发明的实施例。如在这里使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式的“一个(种)”和“所述(该)”也意图包括复数形式。还将理解的是，当在这里使用术语“包含”和/或“包括”时，表示存在所述特征、整体、步骤、操作、元件、部件或它们的组合，但是不排除存在或附加一个或更多个其它特征、整体、步骤、操作、元件、部件或它们的组合。根据其中使用功能标记“/”的上下文，功能标记“/”可以用于表示“和”或“或”。

相同的标号始终表示相同的元件。还将理解的是，当层、膜、区域或板被称作“在”另一层、膜、区域或板“上”时，该层、膜、区域或板可以直接在所述另一层、膜、区域或板上，或者在它们之间也可以存在中间层、膜、区域或板。

图1是示意性地示出根据本发明实施例的电池组的透视图。图2是图1中示出的电池组的局部分解透视图。图3是图1中示出的电池组的部分III的放大透视图。

参照图1和图2中示出的实施例，电池组包括多个单元电池1和保护电路模块60。这些实施例中的每个单元电池1包括第一端子30和第二端子40，并且每个单元电池1直接电连接到保护电路模块60。

这些实施例中的每个单元电池1是可再充电二次电池，并且可以是例如锂离子电池。在图1和图2中示出的实施例中，每个单元电池1被制造为具有棱柱形状，例如，在一个实施例中，每个单元电池1具有基本上六面体形状。这些实施例中的每个单元电池1包括罐10(如图4中所示)和密封罐10的侧表面的盖板20(如图4中所示)。单元电池1可以沿第一方向D1并排布置，使得盖板20沿相同的方向被暴露，如图1中所示。例如，如图1中示出的实施例中所示，可以沿第一方向D1并排地布置四个单元电池1，使得朝第二方向D2暴露盖板20，并且两个单元电池1可以沿第一方向D1并排地布置，使得朝与第二方向D2相反的反第二方向-D2暴露它们的盖板20。

虽然在图1中示出的实施例中，四个单元电池1被排列为使它们的盖板20朝第二方向D2被暴露，并且两个单元电池1被排列为使它们的盖板20朝反第二方向-D2被暴露，从而彼此面对，但是单元电池1的个数和布置不限于此。可选地，例如，在其它实施例中，两个或更多个单元电池1可以沿第一方向D1并排地布置。

在图1和图2中示出的实施例中，第一端子30和第二端子40位于每个单元电池1的侧表面上，即，在盖板20上。在这些实施例中，第一端子30或第二端子40中的任意一个可以是其对应的单元电池1的负极，而另一个端子30或40为单元电池1的正极。将假设第一端子30是负极并且第二端子40是正极来进一步地描述图1。

在图1和图2中示出的实施例中，第一端子30位于盖板20上，同时第一端子30的被设置为远离盖板20的端部朝向保护电路模块60延伸。在本实施例中，第一端子30的朝向保护电路模块60延伸的端部是弯曲的。

在图1和图2中示出的实施例中，第二端子40位于盖板20上，同时第二端子40的被设置为远离盖板20的端部朝向保护电路模块60延伸。在本实施例中，第二端子40的朝向保护电路模块60延伸的端部是弯曲的。

图1和图2中示出的实施例中的第一端子30和第二端子40的弯曲的端部插入到保护电路模块60中的端子孔61h中。当第一端子30和第二端子40的弯曲的端部插入到端子孔61h中时，这些实施例中的每个单元电池1电连接到保护电路模块60。

保护电路模块60可以与单元电池1的盖板20相邻地设置，并且可以电连接到单元电池1，以控制单元电池1的放电和再充电。在这些实施例中，保护电路模块60因此可以防止过热并降低由于过再充电、过放电或过电流导致的爆炸的风险。这些实施例中的保护电路模块60包括电路板61和结合到电路板61的多个保护器件62。

在图1和图2中示出的实施例中，电路板61包括至少一个端子孔61h。端子孔61h可以位于电路板61的边缘处，当第一端子30和第二端子40插入到端子孔61h中时，每个单元电池1可以在端子孔61处直接连接到保护电路模块60。

如图3中示出的实施例中所示，第一端子30和第二端子40的弯曲的端部可以插入到电路板61中的端子孔61h中，并且在实施例中，端子孔61h可以具有沿第一方向D1延伸的狭缝形状。在该实施例中，第一端子30的弯曲的端部和第二端子40的弯曲的端部均被插入到它们的对应的端子孔61h中并被焊接。

由于图1至图3中示出的实施例中的每个单元电池1通过设置在盖板20上的第一端子30和第二端子40直接地连接到保护电路模块60，所以每个单元电池1的再充电和放电可以通过保护电路模块60来控制，并且每个单元电池1可以通过保护电路模块60上的引线来并联和/或串联连接。在该实施例中，由于每个单元电池1直接连接到保护电路模块60，所以不需要用于将多个单元电池1并联和/或串联连接的中间构件。因此，在该实施例中，不需要用于容纳中间构件的额外空间，从而使制造根据本发明的实施例的电池组所需的部件的总数量减少。

在图1至图3中示出的实施例中，电路板61与盖板20相邻地设置，并且沿第一方向D1延伸。在该实施例中，电路板61可以分别设置在与第一端子30和第二端子40的第二表面32和42(如图4中所示)相邻的平面上，第二表面32和42可以例如设置在与每个单元电池1的底表面基本相同的平面上。在以上述方式设置电路板61的实施例中，可以在电路板61的顶表面和盖板20之间形成空间，并且多个保护器件62可以位于该空间中。每个保护器件62的高度可以等于或小于每个单元电池1的沿第三方向D3的厚度，所述厚度被测量为盖板20的第一长边l1和与第一长边l1相对的第二长边l2之间的距离(如图4中所示)。在该实施例中，保护器件62可以有效地结合到电路板61，而不增加电池组的厚度或宽度。

在这些实施例中的保护器件62可以包括集成电路或者安全元件，安全元件为例如诸如电阻器或电容器的无源元件和诸如场效应晶体管(FET)的有源元件。在这些实施例中的保护电路模块60还可包括用于向外部电子装置供电的连接件63。连接件63可以设置在保护电路模块60的侧部处。

在下面将参照图4中示出的实施例更详细地解释包括第一端子30和第二端子40的每个单元电池1的结构。

图4是示出根据本发明的实施例的单元电池的分解透视图。

参照图4中示出的实施例，单元电池1包括：罐10，包括通过罐10中的开口容纳的电极组件；盖板20，密封罐10的开口；第一端子30和第二端子40。

在图4中示出的实施例中，罐10具有在一侧具有开口的大体上为六面体的形状，并且可由金属材料形成，以增加其强度。例如，在一个实施例中，罐10可由铝或铝合金形成。在电极组件被插入到罐10中之后，开口可以利用盖板20被密封。盖板20与罐10相似，可以由诸如铝或铝合金的金属材料形成。在一些实施例中，盖板20和罐10之间的接触的点可以通过激光焊接来结合，以保持密封接合。

在一些实施例中，罐10和盖板20中的每个由金属材料形成，但是没有绝缘膜或标签围绕罐10的外周表面。因此，在这些实施例中，当单元电池1如图1中所示地并排布置时，由于可能在不具有围绕罐10的外表面的绝缘膜或标签的相邻的单元电池1之间出现短路，所以可能需要在相邻的电池单元1的面对的表面彼此之间的绝缘件来防止短路。例如，在一些实施例中，罐10的朝第一方向D1暴露的沿第二方向D2的两个侧表面可以通过使用绝缘带I来绝缘。可选地，在其它实施例中，罐10的两个侧表面可以通过在相邻的单元电池1之间设置绝缘障来绝缘。

在图1至图4中示出的实施例中，电极组件可以包括均涂覆有电极活性物质的第一电极板和第二电极板以及设置在第一电极板和第二电极板之间的隔板。电极组件可以通过顺序地堆叠第一电极板、隔板和第二电极板并且以果子冻卷的形状卷绕第一电极板、隔板和第二电极板来制造。

虽然上述电极组件可以具有果子冻卷形状，但是本发明的实施例不限于此。可选地，例如，在一些实施例中，电极组件可以具有第一电极板、隔板和第二电极板顺序地堆叠的堆叠结构。

在图4中示出的实施例中，电极销21形成在盖板20上。在这些实施例中，电极组件的第一电极板电连接到电极销21，第二电极板电连接到盖板20。由于第一电极板和第二电极板具有不同的极性，所以电极销21和盖板20在这些实施例中具有不同的极性。例如，在一个实施例中，电极销21可以具有负极极性，盖板20可以具有正极极性。在该实施例中，衬垫23可以位于电极销21和盖板20之间，以防止电极销21和盖板20之间的短路。在该实施例中，衬垫23可由绝缘材料形成，以防止电极销21和盖板20之间的短路。

在图4中示出的实施例中，第一端子30和第二端子40设置在盖板20上。在这些实施例中，第一端子30设置在盖板20的一部分(第一区域)上，第二端子40设置在盖板20的不同部分(第二区域)上。在实施例中，第一端子30可以位于盖板20的第一区域上，以电连接到电极销21，第二端子40可以位于盖板20的第二区域上，以电连接到盖板20。在该实施例中，连接片22可以结合到盖板20，以增大可以各自由不同材料形成的盖板20与第二端子40之间的焊接表面。连接片22可以由与第二端子40相同的材料形成。例如，在实施例中，连接片22与第一端子30和第二端子40均可由镍形成。

在图4中示出的实施例中，第一端子30可以包括与盖板20平行的第一表面31、从第一表面31弯折的第二表面32以及弯折第二表面32并基本平行于第一表面31的第三表面33。

在图4中示出的实施例中，第一端子30可以包括温度断开件(TCO)35。在该实施例中，第一端子30的第一表面31可以分为第一部分31a和第二部分31b。第一部分31a和第二部分31b可以设置在相同的平面上，TCO 35可以在第一部分31a和第二部分31b之间电连接到第一端子30的第一表面31。例如，在实施例中，如图4中所示，TCO 35的第一端35a可以连接到第一表面31的第一部分31a的端部，TCO 35的第二端35b可以连接到第一表面31的第二部分31b的端部。

由于在图1至图4中示出的实施例中示出的第一端子30电连接到电极销21，所以在这些实施例中的第一端子30具有负极极性。相比之下，由于在图1至图4中示出的实施例中示出的盖板20具有正极极性，所以在盖板20和设置在盖板20上的第一端子30之间可能容易出现短路。因此，在这些实施例中，如图4中所示，固定件50可以位于第一端子30和盖板20之间，以使第一端子30与盖板20之间电绝缘。

在图4中示出的实施例中的固定件50直接设置在盖板20上，并且包括第一开口OP1，第一端子30的第一表面31通过第一开口OP1电连接到电极销21。固定件50还可包括设置在固定件50的面对TCO 35的表面上的第二开口OP2，以使结合到第一端子30的TCO 35对单元电池1的温度有效地作出响应。

图4的实施例中示出的固定件50可以包括凸起51，以使固定件50与第一端子30结合。在第一端子30安装到固定件50的实施例中，第一端子30的第一表面31的第一部分31a可以焊接到电极销21，第一端子30的第一表面31的第二部分31b可以结合到凸起51。孔30h可以形成在第一表面31的第二部分31b中。在该实施例中，当凸起51插入到孔30h中并且热被施加到凸起51的上端的一部分时，凸起51的上端的该部分可以熔化，以将第一端子30结合到固定件50。如图3和图4中示出的实施例中所示，还可将结合到固定件50的带55附着到单元电池1，以防止结合到固定件50并焊接到电极销21的第一端子30与单元电池1分开。

在图4中示出的实施例中，第一端子30的第二表面32可以沿基本垂直于第一表面31的方向弯曲，第三表面33可以沿基本垂直于第二表面32的方向弯曲。在这些实施例中，第二表面32与盖板20的第一长边l1相邻。在这些实施例中，如上面参照图1至图3所描述的，第一端子30的第三表面33作为第一端子30的端部插入到保护电路模块60的端子孔61h中。

在图4中示出的实施例中，第二端子40可以包括与盖板20平行的第一表面41、从第一表面41弯折的第二表面42以及弯折第二表面42并基本平行于第一表面41的第三表面43。第二端子40的第二表面42可以沿基本垂直于第一表面41的方向弯曲，第三表面43可以沿基本垂直于第二表面42的方向弯曲。在这些实施例中，如上面参照图1至图3所描述的，第二端子40的第三表面43作为第二端子40的端部插入到保护电路模块60的端子孔61h中。

根据本发明的一个或更多个实施例，由于每个单元电池1通过第一端子30和第二端子40直接连接到保护电路模块60，所以单元电池1可以通过保护电路模块60来控制被放电和再充电，并且可以通过保护电路模块60上的引线并联和/或串联连接。因此，不需要将多个单元电池1并联和/或串联连接的中间构件，并且也不需要用于中间构件的额外空间，使得能够减小用于制造电池组的部件的总数。

虽然已经参照本发明的实施例具体地示出并描述了本发明，但是以示出的目的提供这些实施例，并且本领域普通技术人员应当理解，可以根据本发明做出各种修改和等同的其它实施例。

附图标记的描述

1：单元电池

10：罐

20：盖板

21：电极销

22：连接片

23：衬垫

30：第一端子

30h：形成在第一表面的第二部分中的孔

31：第一端子的第一表面

31a：第一端子的第一表面的第一部分

31b：第一端子的第一表面的第二部分

32：第一端子的第二表面

33：第一端子的第三表面(第一端子的端部)

35：温度断开件(TCO)

35a：TCO的第一端

35b：TCO的第二端

40：第二端子

41：第二端子的第一表面

42：第二端子的第二表面

43：第二端子的第三表面(第二端子的端部)

50：固定件

51：凸起

55：固定到固定件的带

OP1：固定件上的第一开口

OP2：固定件上的第二开口

60：保护电路模块

61：电路板

61h：端子孔

62：保护器件

63：连接件

I：绝缘带

Claims (20)

1.一种电池组，所述电池组包括：

多个单元电池，每个单元电池包括具有开口的罐和密封所述开口的盖板，所述罐容纳包括第一电极板、第二电极板以及设置在第一电极板和第二电极板之间的隔板的电极组件，其中，所述多个单元电池沿第一方向并排地布置，使得每个单元电池的盖板朝相同的方向被暴露；以及

保护电路模块，与每个单元电池的盖板相邻，保护电路模块包括沿第一方向延伸的电路板和结合到所述电路板的保护器件，

其中，所述多个单元电池中的每个单元电池还包括：

第一端子，在盖板的第一区域上并结合到电极组件和保护电路模块；以及

第二端子，在盖板的第二区域上并结合到电极组件和保护电路模块。

2.如权利要求1所述的电池组，其中，电路板包括至少一个端子孔，并且

其中，第一端子或第二端子中的至少一个的端部结合到端子孔。

3.如权利要求1所述的电池组，其中，第一端子或第二端子中的至少一个包括：

第一表面，与盖板平行；

第二表面，沿基本垂直于第一表面的方向从第一表面弯折；以及

第三表面，沿基本垂直于第二表面的方向从第二表面弯折并基本平行于第一表面。

4.如权利要求3所述的电池组，其中，第二表面与盖板的第一长边相邻，电路板在与第二表面相邻的平面上。

5.如权利要求4所述的电池组，其中，保护器件的高度等于或小于盖板的第一长边和盖板的与第一长边平行并相对的第二长边之间的距离。

6.如权利要求3所述的电池组，其中，电路板包括至少一个端子孔，并且

其中，第三表面结合到端子孔以将第一端子或第二端子中的所述至少一个电连接到电路板。

7.如权利要求1所述的电池组，其中，每个单元电池还包括具有第一极性并设置在盖板上的电极销，

其中，盖板具有与第一极性不同的第二极性。

8.如权利要求7所述的电池组，其中，第一端子将电极销与保护电路模块电联接，第二端子将盖板与保护电路模块电联接。

9.如权利要求7所述的电池组，所述电池组还包括设置在第一端子和盖板之间的固定件，固定件使盖板与第一端子绝缘并同时暴露电极销。

10.如权利要求1所述的电池组，其中，第一端子还包括温度断开件。

11.如权利要求1所述的电池组，其中，在所述多个单元电池中的相邻的单元电池的面对的表面彼此绝缘。

12.一种电池组，所述电池组包括：

多个单元电池，每个单元电池包括具有开口并包括金属材料的罐、设置在罐内的电极组件以及密封罐的开口的盖板，其中，电极组件包括第一电极板、第二电极板以及在第一电极板和第二电极板之间的隔板；以及

保护电路模块，与所述多个单元电池中的每个单元电池的盖板相邻，保护电路模块包括电路板和保护器件，

其中，所述多个单元电池中的每个单元电池还包括：

第一端子，将保护电路模块与具有第一极性并设置在盖板上的电极销电联接；以及

第二端子，将保护电路模块与盖板电联接，盖板具有与第一极性相反的第二极性。

13.如权利要求12所述的电池组，其中，电路板包括至少一个端子孔。

14.如权利要求13所述的电池组，其中，第一端子的一部分以及第二端子的一部分被结合到端子孔。

15.如权利要求12所述的电池组，所述电池组还包括设置在第一端子和盖板之间的固定件，固定件使盖板与第一端子绝缘并同时暴露电极销。

16.如权利要求12所述的电池组，其中，第一端子包括：

第一表面，结合到电极销；

第二表面，从第一表面弯折；以及

第三表面，从第二表面弯折并与第一表面基本平行。

17.如权利要求16所述的电池组，其中，第一表面包括第一部分和第二部分，并且

其中，第一部分和第二部分通过设置在第一部分和第二部分之间的温度断开件彼此电联接。

18.如权利要求12所述的电池组，其中，第二端子包括：

第一表面，结合到盖板；

第二表面，从第一表面弯折；以及

第三表面，从第二表面弯折并与第一表面基本平行。

19.如权利要求12所述的电池组，所述电池组还包括在盖板上的连接片，连接片与第二端子直接结合，并且包括与第二端子的材料相同的材料。

20.如权利要求12所述的电池组，其中，所述多个单元电池中的相邻的单元电池的面对的表面彼此绝缘。