CN109921143A - 一种具有改进的散热结构的可充电电池 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有改进的散热结构的可充电电池，其包括壳体、电路板组件和绝缘散热层。所述壳体由金属材料制成且具有容纳腔，所述容纳腔具有开口；所述电路板组件设置在所述容纳腔中，所述电路板组件包括电路板和设置在所述电路板上的电子元件。所述电路板包括基体部和导电层，所述导电层部分地覆盖在所述基体部的外表面，所述导电层用于抵靠所述壳体的内表面而导电；所述绝缘散热层部分地覆盖在所述电路板组件的外侧，并且所述导电层至少部分地未被所述绝缘散热层覆盖。根据发明的可充电电池，通过在电路板组件的外侧设置绝缘散热层，能够提高电路板组件的散热效率，延长可充电电池的使用寿命，提高用户使用体验。

Description

一种具有改进的散热结构的可充电电池

技术领域

本发明涉及可充电电池，尤其涉及一种具有改进的散热结构的可充电电池。

背景技术

近年来，可充电电池已经广泛应用于各种便携式电气设备和电子设备中，例如玩具、手持设备灯，这对可充电电池储能能量提出越来越高的要求。特别是锂离子可充电电池由于具有能量高、可以高功率放电、环保等优点，因而正在逐渐应用在以上领域。

已有的可充电电池包括壳体以及设置在壳体内的电芯和电路板组件等。电路板组件的电路板的金属导电层用于与壳体的内表面接触以导电。但是由于电路板上的电子元件其功耗较高，导致其发热量较大，这样会对可充电电池的充电效果和使用寿命产生一定的影响，从而降低用户使用体验。

因此，需要提供一种具有改进的散热结构的可充电电池，以至少部分地解决上述问题。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

为至少部分地解决上述问题，本发明公开了一种具有改进的散热结构的可充电电池，其包括：

壳体，所述壳体由金属材料制成且具有容纳腔，所述容纳腔具有开口；

电路板组件，所述电路板组件设置在所述容纳腔中，所述电路板组件包括电路板和设置在所述电路板上的电子元件，所述电路板包括：

基体部；以及

导电层，所述导电层部分地覆盖在所述基体部的外表面，所述导电层用于抵靠所述壳体的内表面而导电；以及

绝缘散热层，所述绝缘散热层部分地覆盖在所述电路板组件的外侧，并且所述导电层至少部分地未被所述绝缘散热层覆盖。

根据发明的可充电电池，通过在电路板组件的外侧设置绝缘散热层，能够提高电路板组件的散热效率，延长可充电电池的使用寿命，提高用户使用体验。

可选地，所述绝缘散热层包括位于所述电路板组件上方的第一绝缘散热层和位于所述电路板组件下方的第二绝缘散热层。

可选地，所述第一绝缘散热层至少部分地覆盖所述电子元件，并且/或者

所述第二绝缘散热层至少部分地覆盖所述电子元件。

可选地，所述导电层位于所述基体部的外周边缘，所述导电层包括位于所述基体部的上表面的第一导电层和位于所述基体部的下表面的第二导电层。

可选地，所述第一绝缘散热层至少部分地相对于所述第一导电层位于内侧，第一导电层至少部分地相对于所述第一绝缘散热层位于外侧；并且/或者

所述第二绝缘散热层至少部分地相对于所述第二导电层位于内侧，第二导电层至少部分地相对于所述第二绝缘散热层位于外侧。

可选地，所述基体部具有通孔，所述通孔从所述基体部的上表面延伸到下表面，所述导电层包括完全覆盖所述通孔的内表面的第四导电层。

可选地，所述壳体具有扎线部，所述扎线部构造为从所述壳体的外表面向内凹陷，且所述扎线部的用于支撑所述电路板组件的表面为平面。

可选地，所述可充电电池还包括电极帽，所述电极帽设置在所述电路板组件的上方以覆盖所述开口，所述电极帽电连接至所述电路板组件，所述电极帽和所述壳体的极性相反，所述电极帽和所述壳体之间通过绝缘散热层相连，以形成完整的散热体。

可选地，所述可充电电池还包括绝缘环，所述绝缘环延伸穿过所述开口，并被限位在所述壳体、所述电极帽和所述电路板组件之间，以用于固定所述电路板组件并将所述壳体和所述电极帽间隔开。

可选地，所述可充电电池还包括电芯和导电基板，所述电芯和所述导电基板设置在所述容纳腔中并位于所述电路板组件的下方，所述电芯通过所述导电基板与所述电路板组件电连接。

附图说明

本发明实施方式的下列附图在此作为本发明的一部分用于理解本发明。附图中示出了本发明的实施方式及其描述，用来解释本发明的原理。在附图中，

图1为根据本发明的一个优选实施方式的可充电电池的立体分解示意图，其中，绝缘散热层未示出；

图2为图1中的可充电电池的剖视示意图；

图3为图2中的可充电电池的局部剖视示意图；

图4为图1中电路板组件的平面示意图；

图5为图1中的电路板组件的立体分解示意图；以及

图6为图1中的电路板组件的剖视示意图。

附图标记说明：

100：可充电电池 110：壳体

111：容纳腔 112：开口

113：扎线部 114：正极帽

120：电路板组件 121：电路板

122：电子元件 123：基体部

124：导电层 125：第一导电层

126：第二导电层 127：第三导电层

128：第四导电层 129：通孔

130：电极帽 140：电芯

150：导电基板 160：绝缘环

170：绝缘散热层 171:第一绝缘散热层

172:第二绝缘散热层

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员来说显而易见的是，本发明实施方式可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明实施方式发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

为了彻底了解本发明实施方式，将在下列的描述中提出详细的结构。显然，本发明实施方式的施行并不限定于本领域的技术人员所熟习的特殊细节。

本发明提供了一种具有改进的散热结构的可充电电池100，其主要包括壳体110、电路板组件120、电极帽130、电芯140、导电基板150和绝缘环160。

下面将结合图1至图6对根据本发明的可充电电池100进行详细的说明。

如图1和图3所示，壳体110由金属材料制成且具有容纳腔111。具体地，壳体110可以由钢材料制成。本实施方式示例性地示出了，壳体110大致构造为圆形柱状的薄壁结构。容纳腔111位于壳体110的内部。容纳腔111具有开口112。开口112可以位于壳体110的一端(例如，图1和图2中的上端)，壳体110包括位于另一端的正极帽114。本领域技术人员可以理解，壳体110的结构不限于本实施方式，根据需要，壳体110可以构造为长方体、正方体或者其他任何合适形状的结构。

电路板组件120设置在容纳腔111中。具体地，电路板组件120可以设置在容纳腔111中的靠近开口112的一侧。在图示实施方式中，壳体110沿竖直方向延伸，电路板组件120沿水平方向设置在容纳腔111中。电路板组件120可以用于可充电电池100的充电保护、充电指示，还可以用于放电保护、短路保护、过放保护以及控制输出电压等。

壳体110可以具有用于支撑电路板组件120的扎线部113，扎线部113构造为从壳体110的外表面向内凹陷。具体地，扎线部113可以构造为从壳体110的外表面向内凹陷的U形结构，该U形结构的两端分别连接至壳体110的主体部分。优选地，扎线部113的用于支撑电路板组件120的表面为平面。具体地，扎线部113的顶表面构造为沿水平方向延伸的平面，以用于支撑和抵靠电路板121。

如图3至图6所示，电路板组件120包括电路板121和设置在电路板121上的电子元件122。电路板121上根据其功能需要可以设置多个同种类型或者不同类型的电子元件122。电子元件122可以设置在电路板121的上侧也可以设置在电路板121的下侧。电路板121主要包括基体部123和导电层124。基体部123为绝缘基板，以起到绝缘的作用。

导电层124可以由铜材料制成。具体地，导电层124可以为镀铜层。导电层124部分地覆盖在基体部123的外表面。例如，导电层124可以用于与壳体110的内表面接触以用于导电，还可以用于与其他电子元件122进行焊接，例如，导电基板150。具体地，在本实施方式中，导电层124可以覆盖在基体部123的外周边缘，例如，外周边缘的上表面、下表面和周向侧表面。导电层124包括位于基体部123的上表面的第一导电层125和位于基体部123的下表面的第二导电层126以及位于基体部123的侧表面的第三导电层127。第三导电层127的顶端与第一导电层125相连，第三导电层127的底端与第二导电层126相连。第二导电层126可以抵靠扎线部113的上表面，第三导电层127可以抵靠壳体110的主体部分的内表面。

在本发明中，为了改善电路板组件120的散热，在电路板组件120的外侧设置有绝缘散热层170。绝缘散热层170部分地覆盖在电路板组件120的外侧，并且导电层124至少部分地未被绝缘散热层170覆盖。绝缘散热层170可以由绝缘散热胶制成。

绝缘散热层170可以包括位于电路板组件120上方的第一绝缘散热层171和位于电路板121下方的第二绝缘散热层172。第一绝缘散热层171至少部分地相对于第一导电层125位于内侧，第一导电层125至少部分地相对于第一绝缘散热层171位于外侧；第二绝缘散热层172至少部分地相对于第二导电层126位于内侧，第二导电层126至少部分地相对于第二绝缘散热层172位于外侧。也就是说，第一绝缘散热层171并没有完全将第一导电层125覆盖，第二绝缘散热层172并没有完全将第二导电层126覆盖，以避免绝缘散热层170将导电层124与壳体110完全间隔开而失去导电功能。

可选地，第一绝缘散热层171至少部分地覆盖电子元件122，第二绝缘散热层172至少部分地覆盖电子元件122。根据需要，第一绝缘散热层171可以覆盖部分的电子元件122，也可以将电路板121上设置的多个电子元件122均覆盖，以用于对电子元件122进行散热。进一步地，图3中示例性地示出了，第一绝缘散热层171可以部分地抵靠电极帽130，并且/或者第一绝缘散热层171可以部分地抵靠绝缘环160；第二绝缘散热层172可以部分地抵靠壳体110，例如可以部分地抵靠扎线部113。由此，壳体110和电极帽130之间通过绝缘散热层170(具体地指第一绝缘散热层171和第二绝缘散热层172)相连，以形成完整的散热体，以能够将电路板121和电子元件122上的热量进行散热。

基体部123还可以具有通孔129，通孔129从基体部123的上表面延伸到下表面。具体地，在本实施方式中，基体部123可以具有多个通孔129，多个通孔129可以沿周向且间隔等间距地设置在电路板121的外周边缘处。导电层124可以包括完全覆盖通孔129的内表面的第四导电层128，第一导电层125和第二导电层126经由第四导电层128连接，以进一步地提高电路板121的导热和导电性能。图4中示例性地示出了第一绝缘散热层171的外周边缘可以大致延伸至通孔129的中心位置处。同样地，第二绝缘散热层172的外周边缘可以大致延伸至通孔129的中心位置处。

此外，壳体110的内表面设置有镀镍层(未示出)，在电路板组件120安装在壳体110中的状态中，镀镍层抵靠电路板121的导电层124。镀镍层可以设置在壳体110的整个内表面上，也可以设置在壳体110(具体地，包括扎线部113的上表面)的用于与导电层124接触的区域上，例如与第二导电层126和第三导电层127接触的区域上。

返回参照图1和图2，电芯140和导电基板150设置在容纳腔111中并位于电路板121组件120的下方，电芯140通过导电基板150与电路板121组件120电连接。具体地，电芯140具有正极连接线141和负极连接线142。正极连接线141和负极连接线142可以位于电芯140的两端。导电基板150构造为薄板状结构以能够弯折，使得其能够贴合在电芯140的外侧。负极连接线142和正极连接线141可以分别电连接至导电基板150，导电基板150可以电连接至电路板121，从而将电芯140电连接至电路板121。通过设置导电基板150，能够提高电芯140的正极连接线141、负极连接线142和电路板121之间的焊接强度，使得电芯140和电路板121之间的连接较为牢靠。

电极帽130可以由导电材料(例如金属材料)制成。电极帽130可以屏蔽电子元件产生的电磁辐射。电极帽130设置在电路板121组件120的上方以覆盖开口112，电极帽130电连接至电路板121组件120，电极帽130和壳体110的极性相反。因此，电极帽130相对于壳体110的正极帽114而言为负极帽。电极帽130可以通过焊接固定在电路板121的上表面，或者可以通过卡接的方式将电极帽130抵接至电路板121，或者通过这两种方式的结合将电极帽130安装至电路板121上。在本发明的一个未示出的实施方式中，壳体可以具有负极帽，而覆盖壳体开口的电极帽可以为与壳体的极性相反的正极帽。

绝缘环160可以由具有柔性的绝缘材料制成，且可以构造为环状结构。绝缘环160延伸穿过开口112，并被限位在壳体110、电极帽130和电路板121组件120之间，以用于固定电路板121组件120并将壳体110和电极帽130间隔开。具体地，绝缘环160用于将电路板121组件120压合在扎线部113的顶部，从而固定电路板121组件120。同时，绝缘环160用于隔离壳体110和电极帽130，以防止两者之间直接接触而导电。根据发明的可充电电池，通过在电路板组件的外侧设置绝缘散热层，能够提高电路板组件的散热效率，延长可充电电池的使用寿命，提高用户使用体验。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本发明。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本发明已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本发明限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本发明的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本发明所要求保护的范围以内。

Claims (10)

1.一种具有改进的散热结构的可充电电池，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体由金属材料制成且具有容纳腔，所述容纳腔具有开口；

电路板组件，所述电路板组件设置在所述容纳腔中，所述电路板组件包括电路板和设置在所述电路板上的电子元件，所述电路板包括：

基体部；以及

导电层，所述导电层部分地覆盖在所述基体部的外表面，所述导电层用于抵靠所述壳体的内表面而导电；以及

绝缘散热层，所述绝缘散热层部分地覆盖在所述电路板组件的外侧，并且所述导电层至少部分地未被所述绝缘散热层覆盖。

2.根据权利要求1所述的可充电电池，其特征在于，所述绝缘散热层包括位于所述电路板组件上方的第一绝缘散热层和位于所述电路板组件下方的第二绝缘散热层。

3.根据权利要求2所述的可充电电池，其特征在于，

所述第一绝缘散热层至少部分地覆盖所述电子元件，并且/或者

所述第二绝缘散热层至少部分地覆盖所述电子元件。

4.根据权利要求2所述的可充电电池，其特征在于，所述导电层位于所述基体部的外周边缘，所述导电层包括位于所述基体部的上表面的第一导电层和位于所述基体部的下表面的第二导电层。

5.根据权利要求4所述的可充电电池，其特征在于，

所述第一绝缘散热层至少部分地相对于所述第一导电层位于内侧，第一导电层至少部分地相对于所述第一绝缘散热层位于外侧；并且/或者

所述第二绝缘散热层至少部分地相对于所述第二导电层位于内侧，第二导电层至少部分地相对于所述第二绝缘散热层位于外侧。

6.根据权利要求1所述的可充电电池，其特征在于，所述基体部具有通孔，所述通孔从所述基体部的上表面延伸到下表面，所述导电层包括完全覆盖所述通孔的内表面的第四导电层。

7.根据权利要求1所述的可充电电池，其特征在于，所述壳体具有扎线部，所述扎线部构造为从所述壳体的外表面向内凹陷，且所述扎线部的用于支撑所述电路板组件的表面为平面。

8.根据权利要求2所述的可充电电池，其特征在于，所述可充电电池还包括电极帽，所述电极帽设置在所述电路板组件的上方以覆盖所述开口，所述电极帽电连接至所述电路板组件，所述电极帽和所述壳体的极性相反，所述电极帽和所述壳体之间通过绝缘散热层相连，以形成完整的散热体。

9.根据权利要求8所述的可充电电池，其特征在于，所述可充电电池还包括绝缘环，所述绝缘环延伸穿过所述开口，并被限位在所述壳体、所述电极帽和所述电路板组件之间，以用于固定所述电路板组件并将所述壳体和所述电极帽间隔开。

10.根据权利要求1所述的可充电电池，其特征在于，所述可充电电池还包括电芯和导电基板，所述电芯和所述导电基板设置在所述容纳腔中并位于所述电路板组件的下方，所述电芯通过所述导电基板与所述电路板组件电连接。