CN105990544B

CN105990544B - 电池包

Info

Publication number: CN105990544B
Application number: CN201610152866.3A
Authority: CN
Inventors: 李相州; 金炯信
Original assignee: Samsung SDI Co Ltd
Current assignee: Samsung SDI Co Ltd
Priority date: 2015-03-17
Filing date: 2016-03-17
Publication date: 2021-03-26
Anticipated expiration: 2036-03-17
Also published as: KR102283960B1; CN105990544A; US20160276647A1; KR20160111694A

Abstract

一种电池包，包括：电池单元，具有平台部分；框架，容纳电池单元；和保护电路模块，电连接到电池单元并且被容纳在框架中，其中框架和保护电路模块中的一个具有突起部分，框架和保护电路模块中的另一个具有固定部分，该突起部分被固定到该固定部分。

Description

电池包

技术领域

一个或多个示范实施方式涉及电池包。

背景技术

近来，由于电子、通信和计算机产业的快速发展使得可携式摄像机、移动电话、笔记本计算机、平板个人电脑(PC)等被广泛使用，所以愈加需要重量轻、可长期使用、高可靠性和高性能的二次电池。根据这些需求，锂二次电池受到关注并且被广泛用于各种领域。

电池包典型地以硬包的形式或内部包的形式被使用，在硬包中遮蔽壳用来保护裸电池、安全装置等，在内部包中裸电池和保护电路板之间的间隙用热熔树脂填充并且通过外部构件执行装管和/或贴标签。

根据电解质的类型，锂二次电池可以被分为使用有机溶剂电解质的锂离子电池或锂金属电池以及使用固相聚合物电解质的锂聚合物电池。此外，锂二次电池可以根据容纳电极组件和电解质的壳的类型而被分为柱型二次电池、方型二次电池和袋型二次电池。

通常，使用固相聚合物电解质的聚合物电池形成为袋形状，使用有机溶剂电解质的锂离子电池形成为柱形或方形形状。

发明内容

一个或多个示范实施方式包括电池包。

附加的方面将在随后的描述中部分地阐述，并且部分地由本实施方式的描述而明显。

根据一个或多个示范实施方式，一种电池包包括：电池单元，包括平台部分；框架，电池单元被插入且容纳在其中；和保护电路模块，电连接到电池单元并且被插入和装在框架中，其中框架和保护电路模块中的一个包括形成为向外突出的突起部分，框架和保护电路模块中的另一个包括固定部分，该突起部分被固定到该固定部分。

电池包可以还包括第一标签部分，该第一标签部分安装为覆盖电池单元的一个表面并且安装为覆盖框架的侧表面的一部分。

电池包可以还包括贴附到电池单元的平台部分的第二标签部分。

电池包可以还包括贴附到保护电路模块以与框架一起遮蔽保护电路模块的第三标签部分。

保护电路模块和电池单元可以设置在框架的相同侧上。

电池包可以还包括设置在电池单元的底表面与框架之间的垫部分。

框架可以包括：主体部分，具有形成为安装电池单元的内部空间；和座部分，形成为从主体部分延伸，保护电路模块安装在座部分中并平行于平台部分设置。

电池包可以还包括连接到保护电路模块以电连接电池包和外部器件的柔性电路板，其中框架可以包括柔性电路板被插入其中以被引出到外部的引出槽。

保护电路模块可以包括：电路板；和装置，安装在电路板上并在保护电路模块的纵向方向上被安装以被框架遮蔽。

电池单元可以是袋形单元。

框架可以由绝缘材料形成。

突起部分可以包括：第一突起部分；和第二突起部分，设置为面对第一突起部分。

第一突起部分和第二突起部分可以在形状、尺寸和位置的至少一个方面不同。

固定部分可以包括：第一固定部分，第一突起部分被插入该第一固定部分中；和第二固定部分，第二突起部分被插入该第二固定部分中。

附图说明

通过下文结合附图对示范实施方式的描述，这些和/或其他方面将变得明显且更易于理解，附图中：

图1是根据示范实施方式的电池包的透视图；

图2是图1中示出的电池包的分解透视图；

图3是沿图1的线III-III获得的截面图；

图4是图2中示出的电池单元的截面图；

图5是图2中示出的框架的一部分的透视图；和

图6是示出组合图2中示出的保护电路模块和框架的工艺的视图。

具体实施方式

现将详细参考示范实施方式，其示例在附图中示出，其中通篇相同的附图标记指代相同的元件。在这方面，本示范实施方式可具有不同的形式并且不应理解为限于在此阐述的描述。因此，示范实施方式仅在下文通过参考附图来描述，从而解释本说明的多个方面。如这里所用，术语“和/或”包括相关列举项目中的一个或多个的任意和所有组合。诸如“...中的至少一个”的表述当在一串元件之前时，修饰整个串的元件而不修饰该串中的单个元件。

通过如下参考附图详细描述的示范实施方式，发明构思将变得明显。然而，发明构思可以以许多不同的形式实现且不应理解为限于在此阐述的示范实施方式；而是，提供这些示范实施方式使得此公开将彻底和完整，并将向本领域普通技术人员充分地传达发明构思。因此，发明构思的范围不是通过示范实施方式的详细说明来限定而是通过所附权利要求书来限定。在此使用的术语仅用于描述示范实施方式的目的，不旨在限制示范实施方式。如这里所用，单数形式“一”和“该”也旨在包括复数形式，除非上下文清楚地指示另外的意思。将理解的是，在此使用的术语“包括/包含/具有”表明所述元件、步骤、操作、或装置的存在，但不排除一个或多个其他元件、步骤、操作或装置的存在或添加。虽然术语诸如“第一”和“第二”可以在此用于描述不同的元件或部件，但这些元件或部件不应该受到这些术语的限制。这些术语仅用于区别一个元件或部件与另一个元件或部件。

图1是根据示范实施方式的电池包10的透视图。图2是图1中示出的电池包10的分解透视图。图3是沿图1的线III-III获得的截面图。

参考图1至3，电池包10可以包括电池单元100、框架400、保护电路模块200、柔性电路板300、第一标签部分500、第二标签部分600、第三标签部分700和垫部分800。

在一个实施方式中，电池单元100是袋形单元，并包括袋型外部构件110、从外部构件110延伸的正电极接片131和负电极接片132。电池单元100可以是例如锂离子聚合物电池单元。电池单元100的顶部可以包括平台部分150，电池单元100的两侧可以被弯曲。

框架400容纳电池单元100和保护电路模块200。框架400可以包括相对硬的绝缘材料。例如，框架400可以包括塑料。框架400的刚性保护电池单元100和保护电路模块200免受外部冲击。稍后将更详细地描述框架400。

保护电路模块200被装在或容纳在框架400中，并且电连接到电池单元100以防止电池单元100由于其过充电、过放电或过载电流而导致过热或爆炸。

保护电路模块200可以包括电路板210和安装在电路板210上的电路装置220、正电极引线片231、负电极引线片232、和安全装置240。电路装置220、正电极引线片231、负电极引线片232和安全装置240可以全部设置在电路板210的一个侧表面上。

正电极引线片231和负电极引线片232设置在电路板210的一个侧表面上以电连接到电池单元100。正电极引线片231通过焊接电连接到电池单元100的正电极接片131，负电极引线片232通过焊接电连接到电池单元100的负电极接片132。

电路板210包括用于通过控制电池单元100的充电/放电来保持均匀的充电状态的充电/放电电路图案、或用于防止其的过充电/过放电的保护电路图案。为充电/放电电路图案和保护电路图案的实现所安装的电路装置220可以位于电路板210的一个侧表面上。

当电池单元100的温度比容许温度高时，安全装置240中断电流以防止由电池单元100的发热所引起的故障。安全装置240可以包括正温度系数(PTC)装置。

如下文关于图5更详细的描述，框架400和保护电路模块200中的一个可以包括形成为向外突出的突起部分。此外，框架400和保护电路模块200中的另一个可以包括固定部分211，突起部分被插入且固定到该固定部分211中。详细地，当框架400包括突起部分时，保护电路模块200可以包括固定部分211。另一方面，当框架400包括固定部分211时，保护电路模块200可以包括突起部分。然而，为了方便说明，以下详细说明将集中于框架400包括突起部分而保护电路模块200包括固定部分211的情况。

突起部分和固定部分211可以形成为各种形状。例如，突起部分可具有简单突起或环形的形状。在此情况下，固定部分211可具有突起部分被插入其中的沟槽或孔形状。然而，突起部分和固定部分211不限于上述形状或结构，并且可具有允许它们被连接和固定在一起的任何其他的形状或结构。为了方便说明，以下详细说明将集中于突起部分形成为突起形状并且固定部分211形成为沟槽形状的情况。

柔性电路板300可以连接到正电极端子和负电极端子，并可以电连接到外部电子器件(例如，笔记本计算机、平板个人计算机(PC)或充电器)，其中该正电极端子连接到正电极引线片231，该负电极端子连接到负电极引线片232。部分的柔性电路板300可以连接到接地。在此情况下，柔性电路板300可包括用于促进外部电子器件的连接的连接器。

第一标签部分500可以取向为面对框架400，并且可以相对于框架400位于电池单元100的相反侧。在此情况下，第一标签部分500可具有敞开的中心部分和在安装模式中被弯曲以覆盖框架400的侧部分。具体地，第一标签部分500可防止电池单元100在被装在框架400中之后与框架400分离。

第一标签部分500覆盖电池单元100和框架400。在保护电路模块200和电池单元100的组合被容纳在框架400中之后，第一标签部分500可以贴附到其上以压紧电池组10并且也保护电池组10免受外部冲击。

第二标签部分600可以安装在电池单元100的平台部分150上。在此情况下，第二标签部分600可使平台部分150与外部电绝缘从而防止被插入平台部分150中的正电极接片131和负电极接片132的部分的外部暴露。

第三标签部分700可以贴附到保护电路模块200。在此情况下，第三标签部分700可以安装为覆盖一部分框架400以将保护电路模块200固定到框架400。例如，第三标签部分700可以提供为覆盖保护电路模块200的其中设置电路装置220、正电极引线片231、负电极引线片232、安全装置240和电缆的一个侧表面，以将保护电路模块200与外部电绝缘并保护保护电路模块200免受外部影响。

在下文，将更详细地描述电池单元100和框架400。

图4是图2中示出的电池单元100的截面图。

参考图4，电池单元100包括外部构件110以及容纳在外部构件110中的电极组件120和电解质。电极组件120包括正电极板121、负电极板122、以及插置在正电极板121和负电极板122之间的隔板123，该正电极板121涂覆有正活性材料添加到其中的用于正电极的浆料，该负电极板122涂覆有负活性材料添加到其中的用于负电极的浆料。

正电极板121可以包括在由诸如铝的材料形成的正电极集流体(currentcollector)上涂覆有用于正电极的浆料的正活性材料层和没有涂覆用于正电极的浆料的正电极未涂覆部。用于正电极的浆料包括正活性材料。正活性材料可以包括例如锂硫族化合物或含锂的过渡金属氧化物，诸如LiCoO₂、LiNiO₂、LiMnO₂或LiMnO₄。在示范实施方式中，正电极接片131接合到正电极未涂覆部，正电极接片131的一部分从外部构件110延伸到外面。

负电极板122可以包括在由诸如镍的材料形成的负电极集流体上涂覆有用于负电极的浆料的负活性材料层和没有涂覆用于负电极的浆料的负电极未涂覆部。用于负电极的浆料包括负活性材料。负活性材料可以包括例如锂合金、锂金属、或碳材料诸如晶体碳、非晶碳、碳复合物或碳纤维。在示范实施方式中，负电极接片132接合到负电极未涂覆部，负电极接片132的一部分从外部构件110延伸到外面。

隔板123可以包括多孔聚丙烯(PP)或多孔聚乙烯(PE)，使得锂离子可以容易地在正电极板121和负电极板122之间移动。

袋型外部构件110可以包括金属箔以及分别形成在金属箔111的顶表面和底表面上的绝缘层112和绝缘层113。例如，金属箔111可以包括诸如铝或不锈钢的材料。

平台部分150的底表面150b基本上与外部构件110的底表面110b成一体，平台部分150的顶表面150a设置在比外部构件110的顶表面110a低的位置。

正电极接片131和负电极接片132每个可以由接片粘合带140围绕以提高相对于外部构件110的密封性能并提供与外部构件110的电绝缘。

图5是图2中示出的框架400的部分的透视图。

参考图5，框架400可以由绝缘材料形成，如上所述。在此情况下，框架400可以包括主体部分410和座部分420，电池单元100被插入该主体部分410中，保护电路模块200被装在该座部分420中。

主体部分410和座部分420可以彼此成一体。在此情况下，主体部分410的中心部分可具有穿通形成的孔。此外，主体部分410的框架区可具有形成为使电池单元100的框架装在其上的电池单元座槽410a。

座部分420可以形成为从主体部分410延伸，保护电路模块座槽420a可以在相对于主体部分410的电池单元座槽410a的相同方向上形成在座部分420处以安装保护电路模块200。

此外，引出槽420b可以形成在座部分420处以将柔性电路板300引出到外面。

突起部分440可以形成在座部分420处。详细地，突起部分440可以形成在保护电路模块座槽420a处。

突起部分440可以包括可形成为彼此面对的第一突起部分440a和第二突起部分440b。在一个实施方式中，第一突起部分440a和第二突起部分440b可以例如形成在座部分420的相对侧表面上。具体地，第一突起部分440a和第二突起部分440b可以形成在保护电路模块座槽420a处以彼此面对。

第一突起部分440a和第二突起部分440b可以形成为彼此不同。详细地，第一突起部分440a和第二突起部分440b可以形成为在形状、尺寸和取向的至少一个方面不同。

例如，当第一突起部分440a具有直线式突起的形状时，第二突起部分440b可具有斜线式突起的形状。在另一个示例中，当第一突起部分440a具有12mm宽度时，第二突起部分440b可具有10mm宽度。将理解的是本发明不限于在此提供的示例，而是如本领域技术人员所理解的可以被修改。

在一个实施方式中，第一突起部分440a和第二突起部分440b可以形成为彼此交叉。例如，第一突起部分440a可以形成在保护电路模块座槽420a的上侧上，第二突起部分440b可以形成在保护电路模块座槽420a的侧表面上。在另一示范实施方式中，第一突起部分440a可以位于相对于座部分420的纵向方向上的中心线的上侧，第二突起部分440b可以位于相对于座部分420的纵向方向上的中心线的下侧。

另外，第一突起部分440a和第二突起部分440b可以形成在不同的位置和/或以不同的取向形成，并且具有不同的形状和不同的尺寸。然而，为了方便说明，以下详细说明将集中于第一突起部分440a和第二突起部分440b具有不同的尺寸的情况。

框架400可以包括形成在主体部分410和座部分420中至少一个处的外部装置固定部分430。然而，为了方便说明，以下详细说明将集中于外部装置固定部分430仅形成在座部分420处的情况。

外部装置固定部分430可具有形成为在其中容纳诸如螺钉或螺栓的构件的开口。在此情况下，外部装置固定部分430可以对称地形成在座部分420的两端处。

图6是示出装配图2中示出的保护电路模块200和框架400的工艺的视图。

参考图2和6，为了装配电池包10，在制造电池单元100之后，第二标签部分600可以贴附到电池单元100的平台部分150。此后，电池单元100可以插入主体部分410中，然后第一标签部分500可以贴附到电池单元100的一个表面以覆盖框架400的侧表面。在此情况下，电池单元100可以被插入并固定到框架400中。

当完成上述工艺时，电池单元100的正电极接片131和负电极接片132可以附接到保护电路模块200的正电极引线片231和负电极引线片232。此后，正电极接片131和负电极接片132可以沿着座部分420的顶表面弯曲，然后保护电路模块200可以被插入座部分420中。在此情况下，一部分柔性电路板300可以通过框架400的引出槽420b暴露于外部。

当保护电路模块200被插入保护电路模块座槽420a中时，第一突起部分440a和第二突起部分440b可以连接到保护电路模块200以固定保护电路模块200。详细地，固定部分211可以包括第一固定部分211a和第二固定部分211b，分别对应于第一突起部分440a和第二突起部分440b。在此情况下，第一固定部分211a可以形成为对应于第一突起部分440a，第二固定部分211b可以形成为对应于第二突起部分440b。

因为第一突起部分440a和第二突起部分440b如上所述被不同地形成，所以更少可能发生保护电路模块200被不正确地装配。例如，如果保护电路模块200被向后插入保护电路模块座槽420a中，第一突起部分440a可以对应于第二固定部分211b，第二突起部分440b可以对应于第一固定部分211a。在此情况下，第一突起部分440a和第二固定部分211b具有不同的尺寸，第二突起部分440b和第一固定部分211a具有不同的尺寸。因此，第一突起部分440a不会被插入第二固定部分211b中，或第二突起部分440b不会被插入第一固定部分211a中。因此，电池包10可以防止保护电路模块200的误装配。

当完成保护电路模块200的设置时，第三标签部分700可以贴附到保护电路模块200的一个表面以遮蔽保护电路模块200不受外部影响。在此情况下，第三标签部分700可以面对座部分420并且保护电路模块200在它们之间，一部分的第三标签部分700可以安装为覆盖座部分420的侧表面以固定保护电路模块200到座部分420。

在此情况下，当保护电路模块200被装在座部分420中时，安装在电路板210上的电路装置220和安全装置240中的至少一个可以取向在座部分420的纵向方向上。具体地，电路装置220和安全装置240中至少一个可以通过座部分420和第三标签部分700中至少一个被完全地遮蔽不受外部影响。因为电路装置220和安全装置240与外部完全电绝缘，所以可以防止由外界因素所引起的故障。

因此，电池包10可以被快速安装在保护电路模块200的正确位置。此外，在电池包10中，因为突起部分440和固定部分211被装配在一起，所以可以防止保护电路模块200相对于框架400的误装配，以最小化其出错率。

此外，因为保护电路模块200的电路装置220和安全装置240被完全遮蔽不受外部影响，所以由外部湿气等所引起的故障可以被最小化。

如上所述，根据一个或多个上述示范实施方式，可以实现快速装配。

应当理解，在此描述的示范实施方式应当仅以描述的意思理解，而不为限制的目的。对于每个示范实施方式内的特征或方面的描述应该典型地被认为是可用于其他示范实施方式中的其他相似的特征或方面。

虽然已经参考附图描述了一个或多个示范实施方式，然而本领域的普通技术人员将理解在不脱离由权利要求所界定的精神和范围的情况下，可以作出形式和细节上的不同变化。

本申请要求于2015年3月17日提交的韩国专利申请No.10-2015-0036680的优先权，其全部内容通过引用结合于此。

Claims

1.一种电池包，包括：

电池单元，具有平台部分，所述平台部分在垂直于所述电池单元的顶表面的方向上延伸；

框架，容纳所述电池单元；和

保护电路模块，电连接到所述电池单元并且被容纳在所述框架中，

其中所述框架和所述保护电路模块中的一个包括突起部分，所述框架和所述保护电路模块中的另一个包括固定部分，所述突起部分被固定到所述固定部分，

其中所述框架包括：

主体部分，具有配置为容纳所述电池单元的内部空间；和

座部分，从所述主体部分延伸，所述保护电路模块安装在所述座部分中并平行于所述平台部分设置，

所述保护电路模块包括第一表面和与所述第一表面相反的第二表面，装置及所述电池单元的第一电极接片和第二电极接片形成在所述第一表面上；

所述保护电路模块的所述第二表面面向所述框架的所述座部分并且第三标签部分设置在所述保护电路模块的所述第一表面上；

所述第三标签部分与所述框架的所述座部分一起围绕所述装置及所述第一电极接片和所述第二电极接片。

2.如权利要求1所述的电池包，还包括第一标签部分，所述第一标签部分覆盖所述电池单元的一个表面以及所述框架的侧表面的一部分。

3.如权利要求1所述的电池包，还包括贴附到所述电池单元的所述平台部分的第二标签部分。

4.如权利要求1所述的电池包，所述第三标签部分贴附到所述保护电路模块以与所述框架一起遮蔽所述保护电路模块。

5.如权利要求1所述的电池包，其中所述保护电路模块和所述电池单元设置在所述框架的相同侧上。

6.如权利要求1所述的电池包，还包括位于所述电池单元的底表面与所述框架之间的垫部分。

7.如权利要求1所述的电池包，还包括连接到所述保护电路模块以电连接所述电池包和外部器件的柔性电路板，

其中所述框架包括所述柔性电路板从其可引出的引出槽。

8.如权利要求1所述的电池包，其中所述保护电路模块包括：

电路板；和

所述装置，安装在所述电路板上并在所述保护电路模块的纵向方向上被安装以被所述框架遮蔽。

9.如权利要求1所述的电池包，其中所述电池单元是袋形单元。

10.如权利要求1所述的电池包，其中所述框架包括绝缘材料。

11.如权利要求1所述的电池包，其中所述突起部分包括：

第一突起部分；和

第二突起部分，面对所述第一突起部分。

12.如权利要求11所述的电池包，其中所述第一突起部分和所述第二突起部分在形状、尺寸和取向的至少一个方面不同。

13.如权利要求11所述的电池包，其中所述固定部分包括：

第一固定部分，所述第一突起部分被容纳在所述第一固定部分中；和

第二固定部分，所述第二突起部分被容纳在所述第二固定部分中。

14.如权利要求1所述的电池包，还包括连接到所述保护电路模块以电连接所述电池包和外部器件的柔性电路板，

其中所述保护电路模块包括：

电路板；和

所述装置，安装在所述电路板上并在所述保护电路模块的纵向方向上被安装以被所述框架遮蔽，

其中所述框架包括从所述座部分突出的侧壁以覆盖所述装置的侧表面，引出槽形成在所述侧壁中，所述柔性电路板从所述引出槽沿着垂直于所述保护电路模块的所述纵向方向的方向从所述保护电路模块朝向外部器件可引出。