CN110311084A - 一种电芯结构及电子产品 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子器件领域，公开了一种电芯结构及电子产品，电芯结构包括裸电芯以及包装袋，包装袋包覆裸电芯，还包括输出端子，输出端子包括正、负端子以及与正、负端子电连接的连接器，正端子与裸电芯的正极导电性接触，负端子与裸电芯的负极导电性接触，连接器置于包装袋外部用于与外部主机端电连接，由于电路板的正端子与裸电芯的正极导电性接触，负端子与裸电芯的负极导电性接触能够较为简单快捷地实现裸电芯和输出端子的连接，省去背景技术中的正负极耳，能够直接简单方便地与电子产品的主板连接器电连接、安装简单方便、安全可靠性好，结构简单，Pack环节工序较少，生产效率较高。
Description
技术领域
本发明涉及电子元件领域，尤其涉及一种电芯结构及电子产品。
背景技术
Li-polymer(锂聚合物电池)是电池的正极、负极与电解质这三种主要构造中至少有一项或一项以上使用高分子材料的电池系统，具有能量密度高、小型化、超薄化、轻量化、高安全性以及低成本等优势，现已广泛应用于消费类电子产品中。
目前，现有Li-polymer的主体是电芯结构，主要由裸电芯、焊接在裸电芯上的正极极耳和负极极耳以及铝塑膜等组成，正极极耳采用铝带，负极接入采用镍带或者渡镍的铜带，在Pack(组装)环节需要在正极极耳和负极极耳端设置保护电路板，再由保护电路板引出端子与电子产品的主机端实现组装，而在Pack环节首先通过一系列的后续工序将正、负极极耳与保护电路板的焊接，接着焊接保护电路板后的电芯结构通过电路板或者端子线或者电子线与电子产品的主机端连接，后续工序主要包括：正、负极极耳与保护电路板的焊接和绝缘保护；保护电路板加工、SMT(表面贴装技术)贴元器件、电气性能测试；生产加工完的尺寸测量、电气性能测试等工序；由于Pack环节工序较多，组装工艺复杂，导致制造成本增加，降低了生产的效率和电芯结构本身的能量密度，并且Pack环节多个工序易对电芯结构造成损伤，存在品质安全隐患，产品良率较低。
发明内容
本发明提供了一种电芯结构及电子产品，该电芯结构能够直接无缝组装到电子产品内，且结构简单，Pack环节工序较少，解决了由于Pack环节多工序所导致的产品良率低的问题。
一种电芯结构，包括裸电芯以及包装袋，所述包装袋包覆所述裸电芯，还包括输出端子，所述输出端子包括正、负端子以及与所述正、负端子电连接的连接器，所述正端子与裸电芯的正极导电性接触，所述负端子与裸电芯的负极导电性接触，所述连接器置于包装袋外部用于与外部主机端电连接。
在上述电芯结构中，裸电芯包括正极、负极、隔离膜、电解质，由于输出端子的正端子与裸电芯的正极导电性接触，负端子与裸电芯的负极导电性接触，且连接器与正、负端子电连接，通过正、负端子取代传统电芯的正负极耳结构，使得输出端子与裸电芯电连接并可以直接与外部主机端电连接，故裸电芯产生电能并传导至输出端子的连接器，而由于正端子与裸电芯的正极导电性接触，负端子与裸电芯的负极导电性接触能够较为简单快捷地实现裸电芯和输出端子的连接，省去背景技术中的正负极耳，同时包装袋包覆裸电芯以及输出端子、且连接器置于包装袋外部，使得封装后的电芯结构能够直接简单方便地与外部主机端电连接，外部主机端包括使用上述电芯结构的电子终端，如手机、平板、笔记本电脑等电子产品，即上述电芯结构能够直接无缝组装到外部主机端上，与背景技术中电芯结构相比，上述电芯结构能够直接应用到电子产品上、且安装简单方便、安全可靠性好；上述电芯结构仅通过输出端子的正、负端子与裸电芯的正、负极的导电性接触、连接器与正、负端子电连接以及整体的包覆就能够完成组装，结构简单，Pack环节工序较少，生产效率较高，而且加工工序较少，制造成本较低，减少了制造过程中的品质安全隐患。
因此，上述电芯结构能够直接无缝组装到电子产品内，且结构简单，Pack环节工序较少，解决了由于Pack环节多工序所导致的产品良率低的问题。
优选地，所述正端子与所述裸电芯的正极直接接触、且焊接于裸电芯的正极，和/或，所述负端子与所述裸电芯的负极直接接触、且焊接于裸电芯的负极。
优选地，所述输出端子为柔性电路板。
优选地，所述柔性电路板包括传输层，所述传输层的一端形成第一传输层和第二传输层，所述第一传输层包括多个并行排列且并联的第一导体，所述第二传输层包括多个并行排列且并联的第二导体，其中：
所述第一传输层设有与所述多个第一导体电连接的至少一个第一金手指，所述至少一个第一金手指形成所述正端子；
所述第二传输层设有与所述多个第二导体电连接的至少一个第二金手指，所述至少一个第二金手指形成所述负端子；
所述传输层的另一端设有与所述多个第一导体电连接的至少一个正极针脚以及与所述多个第二导体电连接的至少一个负极针脚，所述至少一个正极针脚和至少一个负极针脚形成所述连接器。
优选地，所述第一传输层和第二传输层相互平行、且位于同一平面内。
优选地，在所述裸电芯宽面的方向上，所述传输层的宽度与所述裸电芯的宽度比为1/10～2/3。
优选地，所述电路板与裸电芯以及包装袋相对的表面上设有胶水，所述电路板热熔压合在所述裸电芯和包装袋之间。
优选地，所述胶水为PP胶。
优选地，所述连接器为线对线连接器、板对板连接器、线对板连接器。
另外，本发明还提供了一种电子产品，包括电池仓和主板连接器，还包括如上述技术方案任一项所述的电芯结构，所述电芯结构安装在所述电池仓内，所述输出端子的连接器与所述主板连接器电连接。
在上述电子产品中，电芯结构直接扣入电子产品的电池仓内，输出端子的连接器与主板连接器电连接，以向电子产品供电，故电芯结构能够较为方便地直接无缝组装到电子产品中，由于电芯结构的结构简单，加工工序较少，产品良率高，因此，具有该电芯结构的上述电子产品的装配方便，产品良率较高。
附图说明
图1为本发明一种实施例提供的一种电芯结构的结构示意图；
图2为本发明一种实施例提供的一种电芯结构的爆炸示意图；
图3为图2中柔性电路板的A-A向的一种结构示意图；
图4为图2中柔性电路板的B区域的放大示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性
如图1以及图2所示，一种电芯结构，包括裸电芯1以及包装袋2，包装袋为常规锂离子聚合物电池常规使用的包装材料铝塑膜，包装袋2包覆裸电芯1，还包括输出端子3，输出端子3包括正、负端子以及与正、负端子电连接的连接器31，正端子与裸电芯1的正极导电性接触，负端子与裸电芯1的负极导电性接触，连接器31置于包装袋2外部用于与外部主机端电连接。
在上述电芯结构中，裸电芯1包括正极、负极、隔离膜、电解质，由于正端子与裸电芯1的正极导电性接触，负端子与裸电芯1的负极导电性接触，且连接器31与正、负端子电连接，通过正、负端子取代传统电芯的正负极耳结构，使得输出端子与裸电芯1电连接并可以直接与外部主机端电连接，故电解质产生电能并传导至输出端子3的连接器31，而由于正端子与裸电芯1的正极导电性接触，负端子与裸电芯1的负极导电性接触能够较为简单快捷地实现裸电芯1和输出端子3的连接，省去背景技术中的正负极耳，同时包装袋2包覆裸电芯1以及输出端子3、且连接器31置于包装袋2外部，使得封装后的电芯结构能够直接简单方便地与外部主机端电连接，外部主机端包括使用上述电芯结构的电子终端，如手机、平板、笔记本电脑等电子产品，即上述电芯结构能够直接无缝组装到电子产品上，与背景技术中电芯结构相比，上述电芯结构能够直接应用到电子产品上、且安装简单方便、安全可靠性好，上述电芯结构仅通过输出端子3的正、负端子与裸电芯1的正、负极的导电性接触、连接器31与正、负端子电连接以及整体的包覆就能够完成组装，电芯结构的结构简单，Pack环节工序较少，生产效率较高，而且加工工序较少，制造成本较低，减少了制造过程中的品质安全隐患。
因此，上述电芯结构能够直接无缝组装到电子产品内，且结构简单，Pack环节工序较少，解决了由于Pack环节多工序所导致的产品良率低的问题。
在上述电芯结构的基础上，为了较为简便地实现输出端子3与裸电芯1之间的导电性结合，一种优选的实施方式，正端子与裸电芯1的正极直接接触、且焊接于裸电芯1的正极，和/或，负端子与裸电芯1的负极直接接触、且焊接于裸电芯1的负极。
在上述电芯结构中，焊接作为一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他材料的制造工艺，能够较为简便地实现输出端子3与裸电芯1之间的导电性结合，通过将裸电芯1的正极与正端子直接接触并焊接连接，裸电芯1的负极与负端子直接接触并焊接连接，裸电芯1内部汇流后经过裸电芯1的正、负极传导至正端子和负端子，进而通过与正端子和负端子电连接的连接器31向外电能输出。
焊接具有多种形式，可以采用激光焊接，也可以采用超声波焊接，还可以采用其他满足要求的焊接方式，可以根据电芯结构的具体实际情况选择焊接方式，在上述电芯结构中，由于超声波焊接具有焊接后导电性好、对焊接金属表面要求低、焊接时间短等优点，能够较为简便地实现输出端子3与裸电芯1之间的电连接。
另外，为了实现输出端子3与裸电芯1之间的导电性结合，不仅可以通过焊接的方式，还可以通过其他能够实现导电性效果的连接方式。输出端子3与裸电芯1之间的导电性结合方式可以根据电芯结构的实际情况选择，正端子与裸电芯1的正极直接接触、负端子与裸电芯1的负极直接接触并采用相同的导电性连接方式，如焊接连接，也可以采用不同的导电性连接方式。
一种优选的实施方式，输出端子3可以为柔性电路板。
在上述电芯结构中，为了能够实现电芯结构和电子产品的主机端直接连接，输出端子3可以为WTW型(Wire to Wire，线对线型连接器，端子线的形式)，也可以为BTB型(Board to Board，板对板型连接器，柔性电路板的形式)，还可以是BTW型(Board to Wire，板对板型连接器)，WTW型端子线的输出端子3为独立线结构，相对而言密封不便，而BTB型柔性电路板为统一独立的线板，内部走线，有利于电芯结构的密封，可以优选柔性电路板；另外，输出端子3还可以为其他能够满足要求的结构形式。
具体地，如图3以及图4所示，柔性电路板包括传输层和设置在传输层一端的连接器31，传输层包括相互平行、且位于同一平面的第一传输层32和第二传输层33，其中：
第一传输层32包括多个并行排列且并联的第一导体321以及绝缘层322，多个并联的第一导体321与裸电芯1的正极电连接；
第二传输层33包括多个并行排列且并联的第二导体331以及绝缘层322，多个并联的第二导体331与裸电芯1的负极电连接；
连接器31包括与多个第一导体321电连接的至少一个正极针脚311以及与多个第二导体331电连接的至少一个负极针脚312。
柔性电路板包括传输层，传输层的一端形成第一传输层32和第二传输层33，第一传输层32包括多个并行排列且并联的第一导体321，第二传输层33包括多个并行排列且并联的第二导体331，其中：
第一传输层32设有与多个第一导体321电连接的至少一个第一金手指，至少一个第一金手指形成正端子；
第二传输层33设有与多个第二导体331电连接的至少一个第二金手指，至少一个第二金手指形成负端子；
传输层的另一端设有与多个第一导体321电连接的至少一个正极针脚311以及与多个第二导体331电连接的至少一个负极针脚312，至少一个正极针脚311和至少一个负极针脚312形成连接器31。
在上述电芯结构中，与多个第一导体321电连接的至少一个第一金手指形成正端子与裸电芯1的正极直接接触并焊接，与多个第二导体331电连接的至少一个第二金手指与裸电芯1的负极直接接触并焊接，又多个第一导体321与连接器31的至少一个正极针脚311电连接，多个第二导体331与连接器31的至少一个负极针脚312电连接，实现了正端子与裸电芯1的正极导电性接触，负端子与裸电芯1的负极导电性接触，且连接器31与正、负端子电连接，使得输出端子3与裸电芯1电连接，故电解质通过电化学反应产生的电能经过裸电芯1传导至输出端子3的连接器31，用于电能的正负输出，连接器31的正极针脚311、负极针脚312可以直接简单方便地与外部主机端电连接，因此，上述电芯结构能够直接无缝组装到电子产品内，且结构简单，Pack环节工序较少，解决了由于Pack环节多工序所导致的产品良率低的问题。
具体地，第一传输层32和第二传输层33相互平行、且位于同一平面内。
由于柔性电路板包括上下走正负线结构及左右走正负线结构，为了提高电芯结构的安全性，在上述电芯结构中，优选左右走正负线结构，相互平行、且位于同一平面的第一传输层32和第二传输层33用于左右走正负线结构，由于第一传输层32包括多个并行排列且并联的第一导体321以及第二传输层33包括多个并行排列且并联的第二导体331，使得电流并联通过，能够降低电阻及发热，有利于大电流的通过；另外，左右走线在柔性电路板弯折破裂情况下不会导致正负短路，提高安全性。
具体地，在裸电芯1宽面的方向上，传输层的宽度与裸电芯1的宽度比为1/10～2/3。
在上述电芯结构中，传输层的宽度过宽，裸电芯1和柔性电路板之间的密封区域越大，不利于裸电芯1和柔性电路板接触处与包装袋2的密封；传输层的宽度过窄，不利于大电流的通过，发热严重，影响安全性。故传输层的宽度与裸电芯1的宽度比可以为1/10、2/5、1/2、3/5、2/3，传输层的宽度不大于裸电芯1宽面的2/3，有利于兼顾大电流的输出以及密封工艺，提高气密性，简化加工工艺。
一种优选的实施方式，如图1以及图2所示，具体地，如图1以及图2所示，输出端子3与裸电芯1以及包装袋2相对的表面上设有胶水4，输出端子3热熔压合在裸电芯1和包装袋2之间。
在上述电芯结构中，在输出端子3局部的上下表面涂覆一层胶水4，然后热熔压合包装袋2、输出端子3以及裸电芯1，在胶水的作用下，输出端子3能够较好地固定在裸电芯1和包装袋2之间，可以保证柔性线路板与包装袋2之间的密封性，防止电解质泄露。输出端子3还可以采用其他方式通过胶水固定在裸电芯1和包装袋2之间。输出端子3固定设置在裸电芯1和包装袋2之间，保证了电芯结构的稳定性，避免了输出端子3与裸电芯1连接不良的问题
具体地，胶水4可以为PP(聚丙烯)胶。
PP胶是采用环保溶剂及树脂合成的单组份粘合剂，主要用于塑胶、橡胶与金属，各种塑胶之间的快速粘合，粘合力强。粘接后可在常温下自然固化，快速粘合强度，采用PP胶能够保证柔性线路板与包装袋2之间的密封性。胶水4可以为PP(聚丙烯)胶，还可以为其他能够满足要求的胶水4。
一种优选的实施方式，连接器可以为线对线连接器、板对板连接器、线对板连接器或者板对线连接器。
在上述电芯结构中，根据电芯结构的具体结构以及与电芯结构相连接的外部主机端的具体实际情况选择连接器的类型，连接器可以为线对线连接器，也可以为板对板连接器、也可以为线对板连接器。
另外，本发明还提供了一种电子产品，包括电池仓和主板连接器，还包括如上述技术方案任一项的电芯结构，电芯结构安装在电池仓内，输出端子3的连接器31与主板连接器电连接。
在上述电子产品中，电芯结构直接扣入电子产品的电池仓内，输出端子3的连接器31与主板连接器电连接，以向电子产品供电，故电芯结构能够较为方便地直接无缝组装到电子产品中，由于电芯结构的结构简单，加工工序较少，产品良率高，因此，具有该电芯结构的上述电子产品的装配方便，产品良率较高。
显然，本领域的技术人员可以对本发明实施例进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种电池结构，包括裸电芯以及包装袋，所述包装袋包覆所述裸电芯，其特征在于，还包括输出端子，所述输出端子包括正、负端子以及与所述正、负端子电连接的连接器，所述正端子与裸电芯的正极导电性接触，所述负端子与裸电芯的负极导电性接触，所述连接器置于包装袋外部用于与外部主机端电连接。
2.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，所述正端子与所述裸电芯的正极直接接触、且焊接于裸电芯的正极，和/或，所述负端子与所述裸电芯的负极直接接触、且焊接于裸电芯的负极。
3.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，所述输出端子为柔性电路板。
4.根据权利要求3所述的电芯结构，其特征在于，所述柔性电路板包括传输层，所述传输层的一端形成第一传输层和第二传输层，所述第一传输层包括多个并行排列且并联的第一导体，所述第二传输层包括多个并行排列且并联的第二导体，其中：
所述第一传输层设有与所述多个第一导体电连接的至少一个第一金手指，所述至少一个第一金手指形成所述正端子；
所述第二传输层设有与所述多个第二导体电连接的至少一个第二金手指，所述至少一个第二金手指形成所述负端子；
所述传输层的另一端设有与所述多个第一导体电连接的至少一个正极针脚以及与所述多个第二导体电连接的至少一个负极针脚，所述至少一个正极针脚和至少一个负极针脚形成所述连接器。
5.根据权利要求4所述的电芯结构，其特征在于，所述第一传输层和第二传输层相互平行、且位于同一平面内。
6.根据权利要求3所述的电芯结构，其特征在于，在所述裸电芯宽面的方向上，所述柔性电路板的宽度与所述裸电芯的宽度比为1/10～2/3。
7.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，所述电路板与裸电芯以及包装袋相对的表面上设有胶水，所述电路板热熔压合在所述裸电芯和包装袋之间。
8.根据权利要求7所述的电芯结构，其特征在于，所述胶水为PP胶。
9.根据权利要求1所述的电芯结构，其特征在于，所述连接器为线对线连接器、板对板连接器、线对板连接器。
10.一种电子产品，包括电池仓和主板连接器，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一项所述的电芯结构，所述电芯结构安装在所述电池仓内，所述输出端子的连接器与所述主板连接器电连接。
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