CN110770937B - 用于防止侵入电池组电气部件的布置 - Google Patents

Abstract

一种电池组及一种组装电池组的方法。电池组可包括：外壳体；可由外壳体支撑的电池单元模块，电池单元模块包括：模块壳体；由模块壳体支撑的多个电池单元，电池单元具有至少约60瓦‑小时的能量；可操作以控制电池组的操作的控制器；电连接到电池单元中的至少一个的导电带，连接在控制器与导电带之间的焊接带；以及电连接到电池单元并可操作以将电池单元连接到电气装置以用于电力传输的端子；以及气相沉积疏水性纳米涂层，其施加到电池单元模块的至少一部分。

Description

用于防止侵入电池组电气部件的布置

相关申请的交叉引用

本申请要求于2018年5月8日提交的美国专利申请号15/974,151、于2017年6月14日提交的美国临时专利申请号62/519,722、于2017年6月22日提交的美国临时专利申请号62/523,623、于2017年6月28日提交的美国临时专利申请号62/526,298、于2017年10月6日提交的美国临时专利申请号62/569,207、于2017年11月15日提交的美国临时专利申请号62/586,832及于2018年3月5日提交的美国临时专利申请号62/638,698的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本发明总体涉及电池组且更具体地涉及用于防止水侵入电池组的电池单元及电气连接的布置。

发明内容

流体(例如，包括如水、海水等的液体)或材料(例如，盐雾、通常包括矿物的雪等)可以通过包括例如电池组端子、机械闩锁、电池组壳体部分之间的机械接口、电池组壳体中的排水孔等的各种进入点进入电池组。若进入的流体或材料具有导电性(例如，海水)，则当该流体或材料进入电池组时，例如在单个电池单元的正极与负极之间、或在耦合到不同组的电池单元的电池单元带之间可能会发生短路。在一些情况中，短路会否发生取决于电池阻抗、电力容量及电极之间的间距/电阻。

为避免这种事件，本发明的独立实施方式可提供用于禁止或防止流体/材料侵入电池单元(例如，接头部分)、电池单元或电池组和/或电池单元(例如，接头部分)、电池单元或电池组的短路。

对于被视为具导电性的进入流体，海水具有约每米4.8西门(S/m)的导电性。在一些实施方式中，一种布置可禁止或防止在遭受具有约4.8S/m或更高的导电性或约4.5S/m或更高的导电性的流体入侵的电池组中的短路。在一些实施方式中，一种布置可禁止或防止在遭受具有在约4.0S/m与18.0S/m之间、在约4.5S/m与约18.0S/m之间或在约4.8S/m与约18.0S/m之间的导电性的流体入侵的电池组中的短路。

在一个独立方面中，电池组可总体包括外壳体；电池单元模块，其可与外壳体连接，电池单元模块包括：模块壳体，多个电池单元，其由模块壳体支撑，电池单元具有至少约60瓦-小时(Wh)的能量，控制器，其可操作以控制电池组的操作，导电带，其电气地连接到电池单元中的至少一个，焊接带，其连接在控制器与导电带之间，以及端子，其电气地连接到电池单元并且可操作以将电池单元连接到电气装置以用于电力传输；以及气相沉积涂层，其施加到电池单元模块的至少一部分。

气相沉积涂层可施加到大体上整个电池单元模块。气相沉积涂层可包括聚(对二甲苯)聚合物(例如，帕利灵)。气相沉积涂层包括疏水性气相沉积涂层。气相沉积涂层的厚度小于约20微米(μm)。

控制器可包括：基材；支撑在基材上的电子部件；以及至少施加到电子部件的基底涂层，并且其中气相沉积涂层被施加到基底涂层上。基底涂层可施加到基材和电子部件。端子可包括具有相对的接触表面的母端子，相对的接触表面可操作以接合电气装置的配合的公端子的相对面，并且其中气相沉积涂层被施加到母端子，相对的接触表面在涂覆过程中接合以防止气相沉积涂层被施加到接触表面。

电池单元模块可包括：第一电池单元及第二电池单元，第一导电带，其电气地连接到第一电池单元，以及第二导电带，其电气地连接到第二电池单元；以及第一焊接带，其电气地连接到第一导电带，以及第二焊接带，其电气地连接到第二导电带，在第一焊接带与第二焊接带之间存在电压差，第一焊接带与第二焊接带以一距离间隔开，该距离相当于在每伏特0.6毫米(mm)的电压差与每伏特约1.2mm的电压差之间。第一焊接带可与第二焊接带以在约5mm与约9mm之间的距离间隔开。气相沉积涂层可提供大于所述距离的电气间隔距离。

每个电池单元可具有至少约18mm的电池单元直径和至少约65mm的电池单元长度。每个电池单元可具有约70mm的电池单元长度。每个电池单元可具有约21mm的电池单元直径。第一焊接带可与第二焊接带以约6.5mm与约8.5mm之间的距离间隔开。

第一电池单元可与第二电池单元串联电气连接，并且其中电池单元模块包括与第一电池单元并联电气连接的第三电池单元。电池单元模块可包括与第二串的串联连接的电池单元并联电气连接的第一串的串联连接的电池单元。电池单元模块可包括与第一串和第二串的串联连接的电池单元并联电气连接的第三串的串联连接的电池单元。第一焊接带可与第二焊接带以在约6.5mm与约8.5mm之间的距离间隔开。第一导电带和第二导电带之间的电势可为至少约8.0伏(V)，且可不大于约17.0V。

模块壳体可包括壁，壁具有面向外壳体的表面，壁包括从表面朝向外壳体突出的支座，以限制外壳体和表面之间的接合区域。外壳体可为气相沉积涂层提供紫外线(UV)保护。

气相沉积涂层可被施加到模块壳体的至少一部分，并且其中模块壳体包括在组装电池组之后暴露的部分。暴露的表面可在施加气相沉积涂层期间被遮盖。在施加气相沉积涂层之前，暴露的表面的至少一部分可被粗糙化。暴露的表面可具有边缘，边缘在施加气相沉积涂层之前被粗糙化。气相沉积涂层可掺杂有抗紫外线材料。电池单元模块可包括支撑多个电池单元的第一模块壳体部分和具有暴露部分的第二模块壳体部分，气相沉积涂层被施加到第一模块壳体部分，在将气相沉积涂层施加到第一模块壳体部分之后，第二模块壳体部分连接到第一模块壳体部分。

电池单元中的一个可包括电池接头，其中电池单元模块还包括可操作以密封电池接头的密封件，并且其中气相沉积涂层被施加到密封件。密封件可包括垫圈，并且其中气相沉积涂层被施加到垫圈。电池单元模块可包括密封件，密封可操作以密封电池单元中的至少一个与导电带之间的接口，并且其中气相沉积涂层被施加到密封件。

电池组可操作以向机动的电气装置供应放电电流。电池组可操作以向电动工具和户外工具中的至少一个供应放电电流。电池组可操作以向锯供应放电电流。电动工具和户外工具中的至少一个可包括手持式工具，手持式工具在操作期间可由使用者支撑。

每个电池单元可具有锂基化学物质。气相沉积涂层的介电击穿强度可在200伏/微米(V/μm)至300V/μm之间。气相沉积涂层可被施加在多个电池单元的至少一部分上，且多个电池单元可操作以在约50℃和约110℃的工作温度向所述电气装置供应放电电流。当暴露于无机试剂或有机溶剂时，气相沉积涂层可对涂覆的部件提供小于10％膨胀的耐腐蚀性。气相沉积涂层可被施加到已至少部分地充电的电池单元上。电池单元可具有电池容量，且气相沉积涂层可被施加到被充电至电池容量的至少约20％的电池单元。

在另一独立方面中，提供了一种组装电池组的方法。电池组可包括外壳体，电池单元模块，电池单元模块包括模块壳体、至少一个电池单元、控制器、电气连接到电池单元的导电带、在控制器和导电带之间连接的焊接带，以及端子，端子电气连接到电池单元并且可操作以将电池单元连接到电气装置以用于电力传输。该方法总体上可包括：组装电池单元模块的部件；施加气相沉积涂层到电池单元模块的一个或多个部件；以及相对于外壳体安装电池单元模块。

施加可包括将气相沉积涂层施加到模块壳体、电池单元、控制器、导电带和焊接带中的至少一个。施加可包括将气相沉积涂层施加到大体上整个组装的电池单元模块。施加可包括施加聚(对二甲苯)聚合物(例如，帕利灵)。施加可包括施加疏水性气相沉积涂层。施加可包括施加具有小于约20μm的厚度的气相沉积涂层。

组装电池单元模块的部件可包括将电池单元支撑在模块壳体中，将导电带电气连接到电池单元，将焊接带电气连接到控制器和导电带，以及将端子电气连接到控制器。组装电池单元模块的部件可包括将密封件施加到电池单元的接头。施加可包括将气相沉积涂层施加到密封件。

可在支撑电池单元之前执行施加。可在支撑电池单元之后执行施加。可在连接焊接带之后执行施加。

该方法还可包括对电池单元充电。可在施加之前进行充电。电池单元可具有电池容量，并且其中充电包括将电池单元充电至电池容量的至少约20％。

控制器可包括基材，支撑在基材上的电子部件，以及至少被施加到电子部件的基底涂层，并且其中施加包括将气相沉积涂层施加到基底涂层。基底涂层可被施加到基材和电子部件。

端子可包括母端子，母端子具有相对的接触表面，相对的接触表面可操作以接合电气装置的配合的公端子的相对面，并且其中在施加期间，通过相对的接触表面的接合防止气相沉积涂层被施加到相对的接触表面。

电池单元模块可包括第一电池单元和第二电池单元，其中组装包括：将第一导电带电气连接到第一电池单元，并且将第二导电带电气连接到第二电池单元，以及将第一焊接带电气连接到第一导电带，将第二焊接带电气连接到第二导电带，在第一焊接带和第二焊接带之间存在电压差，并且其中组装包括将第一焊接带与第二焊接带以一距离间隔开，该距离相当于在每伏特0.6毫米(mm)的电压差与每伏特约1.2mm的电压差之间。间隔开可包括将第一焊接带与第二焊接带以在约5mm和约9mm之间的距离间隔开。施加可包括施加气相沉积涂层以提供大于所述距离的电间隔距离。

每个电池单元可具有在约18mm与约21mm之间的电池单元直径，并且在约65mm与约70mm之间的电池单元长度，并且其中间隔开可包括将第一焊接带与所述第一焊接带以在约6.5mm与约8.5mm之间的距离间隔开。

组装电池单元模块的部件可包括将第一串的串联的电池单元、第二串的串联的电池单元和第三串的串联的电池单元并联电气连接，并且其中间隔开包括将第一焊接带与第二焊接带以在约6.5mm与约8.5mm之间的距离间隔开。第一导电带和第二导电带之间的电势可为至少约8.0伏(V)且可不大于约17.0V。

模块壳体可包括壁，壁具有面向外壳体的表面，壁包括从表面朝向外壳体突出的支座，并且其中组装电池单元模块的部件包括经由支座与外壳体的接合，限制外壳体与表面之间的接合区域。

安装可包括相对于外壳体安装电池单元模块，外壳体为气相沉积涂层提供紫外线(UV)保护。模块壳体可包括在组装电池组之后暴露的部分，施加可包括将气相沉积涂层施加到模块壳体的至少一部分，并且其中至少以下之一：组装电池单元模块的部件包括在施加之前遮盖暴露的表面；组装电池单元模块的部件包括在施加之前使暴露的表面的至少一部分粗糙化；施加包括使用抗紫外线材料掺杂气相沉积涂层；以及施加包括将气相沉积涂层施加到第一模块壳体部分，在将气相沉积涂层施加到第一模块壳体部分之后，提供暴露部分的第二模块壳体部分连接到第一模块壳体部分。

电池单元可包括电池接头，其中电池单元模块还包括可操作以密封电池接头的密封件，并且其中施加包括将气相沉积涂层施加到密封件。密封件可包括垫圈，并且其中施加包括将气相沉积涂层施加到垫圈。电池单元模块可包括可操作以密封电池单元和导电带之间的接口的密封件，并且其中施加包括将气相沉积涂层施加到密封件。

电池组可操作以向机动的电气装置供应放电电流。电池组可操作以向电动工具和户外工具中的至少一个供应放电电流。电池组可操作以向锯供应放电电流。电动工具和户外工具中的至少一个包括手持式工具，手持式工具在操作期间可由使用者支撑。

电池单元可具有锂基化学物质。施加可包括施加具有在200伏特/微米(V/μm)和300V/μm之间的介电击穿强度的气相沉积涂层。施加可包括将气相沉积涂层施加到电池单元，且电池组可操作以在约50℃和约110℃的工作温度向电气装置供应放电电流。施加可包括施加气相沉积涂层，气相沉积涂层在暴露于无机试剂或有机溶剂时向涂覆的部件提供小于10％膨胀的耐腐蚀性。电池组可包括由壳体支撑的多个电池单元，电池单元具有至少约60瓦-小时的能量。

在又一独立方面中，电池组可总体上包括：外壳体；以及电池单元模块，其相对于外壳体安装。电池单元模块可大体包括模块壳体，由模块壳体支撑的第一电池单元和第二电池单元，以及电气地连接到第一电池单元的第一导电带和电气地连接到第二电池单元的第二导电带，以及电气地连接到第一导电带的第一焊接带和电气地连接到第二导电带的第二焊接带，在第一焊接带和第二焊接带之间存在电压差，第一焊接带与第二焊接带以一距离间隔开，该距离相当于在每伏特0.6毫米(mm)的电压差与每伏特约1.2mm的电压差之间。

第一焊接带可与第二焊接带以在约5mm与约9mm之间的距离间隔开。每个电池单元可具有至少约18mm的电池单元直径和至少约65mm的电池单元长度。每个电池单元可具有约70mm的电池单元长度。每个电池单元可具有约21mm的电池单元直径。第一焊接带可与第二焊接带以在约6.5mm与约8.5mm之间的距离间隔开。

第一电池单元可与第二电池单元串联电气连接，并且其中电池单元模块包括与第一电池单元并联电气连接的第三电池单元。电池单元模块可包括与第二串的串联连接的电池单元并联电气连接的第一串的串联连接的电池单元。电池单元模块可包括与第一串的串联连接的电池单元和第二串的串联连接的电池单元并联电气连接的第三串的串联连接的电池单元。第一焊接带可与第二焊接带以在约6.5mm与约8.5mm之间的距离间隔开。第一导电带和第二导电带之间的电势可为至少约8.0伏(V)且可不大于约17.0V。

电池组还可包括施加到电池单元模块的至少一部分的气相沉积涂层。气相沉积涂层提供的电气间隔距离可大于所述距离。

气相沉积涂层可被施加到以下组中的至少一个：模块壳体、电池单元中的至少一个、控制器，导电带和焊接带。气相沉积涂层可被施加到大体上整个电池单元模块。气相沉积涂层可包括聚(对二甲苯)聚合物(例如，帕利灵)。气相沉积涂层可包括疏水性气相沉积涂层。气相沉积涂层的厚度小于约20微米(μm)。

控制器可包括：基材；支撑在基材上的电子部件；以及至少被施加到电子部件的基底涂层，并且其中气相沉积涂层被施加在基底涂层上。基底涂层可被施加到基材和电子部件。

端子可包括具有相对的接触表面的母端子，相对的接触表面可操作以接合电气装置的配合的公端子的相对面，并且其中气相沉积涂层被施加到母端子，相对的接触表面在涂覆过程中接合以防止气相沉积涂层被施加到接触表面。

模块壳体可包括壁，壁具有面向外壳体的表面，壁包括从表面朝向外壳体突出的支座，以限制外壳体和表面之间的接合区域。外壳体可为气相沉积涂层提供紫外线(UV)保护。

气相沉积涂层可被施加到模块壳体的至少一部分，模块壳体可包括在组装电池组之后暴露的部分，并且其中至少以下之一：暴露的表面在施加气相沉积涂层期间被遮盖；在施加气相沉积涂层之前，暴露的表面的至少一部分被粗糙化；气相沉积涂层中掺杂有抗紫外线材料；以及电池单元模块包括支撑多个电池单元的第一模块壳体部分和具有暴露部分的第二模块壳体部分，气相沉积涂层被施加到第一模块壳体部分，在将气相沉积涂层施加到第一模块壳体部分之后，第二模块壳体部分连接到第一模块壳体部分。

电池单元中的一个可包括电池接头，其中电池单元模块还包括可操作以密封电池接头的密封件，并且其中气相沉积涂层被施加到密封件。电池单元模块可包括密封件，密封件可操作以密封电池单元中的至少一个与导电带之间的接口，并且其中气相沉积涂层被施加到密封件。

气相沉积涂层可具有在200伏/微米(V/μm)至300V/μm之间的介电击穿强度。气相沉积涂层可施加到多个电池单元的至少一部分，且多个电池单元可操作以在约50℃和约110℃的操作温度向电气装置供应放电电流。当暴露于无机试剂或有机溶剂时，气相沉积涂层可向涂覆的部件提供小于10％膨胀的耐腐蚀性。

气相沉积涂层可被施加到已至少部分地充电的电池单元。电池单元具有电池容量，且气相沉积涂层可被施加到被充电至电池容量的至少约20％的电池单元。

电池组可操作以向机动的电气装置供应放电电流。电池组可操作以向电动工具和户外工具中的至少一个供应放电电流。电池组可操作以向锯供应放电电流。电动工具和户外工具中的至少一个可包括手持式工具，手持式工具在操作期间可由使用者支撑。

每个电池单元可具有锂基化学物质。电池组还可包括由壳体支撑的多个电池单元，电池单元具有至少约60瓦-小时的能量。

在再一独立方面中，电池组可总体上包括：壳体；电池单元，其由壳体支撑并包括电池接头，电池单元具有在约3.6V和约4.2V之间的标称电压，电池单元具有在约2Ah和约5Ah之间的电池容量；密封构件，其密封电池接头的接口；以及气相沉积涂层，其施加到密封件和电池单元的至少一部分。

密封构件可包括软弹性体构件。软弹性体构件可位于接口处，并且其中密封构件可包括硬塑料构件，硬塑料构件可接合以将弹性体构件压入接口中。电池组还可包括导电带，导电带可电气连接到电池接头并且可操作以将密封构件保持在一位置。导电带可被焊接到电池接头。密封件可包括粘附性地固定到电池接头的粘接密封件。

壳体可以是外壳体；并且其中电池组还可包括可相对于外壳体安装的电池单元模块，电池单元模块包括模块壳体，由模块壳体支撑的电池单元，可操作以控制电池组的操作的控制器，电气连接到电池单元的导电带，连接在控制器和导电带之间的焊接带，以及端子，其电气连接到电池单元并且可操作以将电池单元连接到电气装置以用于电力传输。

气相沉积涂层可被施加到电池单元模块的至少一部分。气相沉积涂层可被施加到大体上整个电池单元模块。模块壳体可操作以将密封构件保持在一位置。

电池组还可包括由壳体支撑的多个电池单元，电池单元具有至少约60瓦-小时的能量。

在另一独立方面中，电池组可总体上包括：外壳体；电池单元模块，其可与外壳体连接，电池单元模块包括：模块壳体；多个电池单元，其由模块壳体支撑；控制器，其可操作以控制电池组的操作；导电带，其电气地连接到电池单元中的至少一个；焊接带，其连接在控制器与导电带之间；端子，其电气地连接到电池单元且可操作以将电池单元连接到电气装置以用于电力传输；以及密封构件，其可操作以密封电池单元模块的一部分；以及气相沉积涂层，其施加到密封构件。

每个电池单元可包括电池单元接头，且密封构件可密封电池单元接头的接口。密封件可操作以密封电池单元中的至少一个与所＝述导电带之间的接口。

在又一独立方面中，电池组可总体上包括：壳体组件，其包括：上壳体部分，其限定开口；以及下壳体部分，其可连接到上壳体部分以限定空腔，所述下壳体部分大体上不间断；控制器，其支撑在上壳体部分上；焊接带，其电气连接到控制器并具有接触端；封装复合材料，其密封上壳体部分的下部，材料覆盖控制器和焊接带，其中接触端保持暴露；多个电池单元，其支撑在下壳体部分中；以及导电带，其电气连接到电池单元，暴露的接触端电气连接到导电带；其中下壳体部分密封地连接到上部壳体部分的密封的下部，以将电池单元密封在壳体组件中。

在再一独立方面中，电池组可总体上包括：壳体组件，其包括：上壳体部分，其限定开口；以及大体上不间断的下壳体部分，其可连接到上壳体部分以限定空腔；插入板，其包括具有暴露的第一接触端和相对地延伸的暴露的第二接触端的焊接带；控制器，其电气连接到第一接触端；多个电池单元，其支撑在下壳体部分中；以及导电带，其电气连接到电池单元，第二接触端电气连接到导电带；其中下壳体部分密封地连接到插入板，以将电池单元密封在下壳体部分中。

焊接带可与插入板嵌件成型(insert-molded)。焊接带可被支撑在入板上并密封到插入板上。上壳体部分可被组装到插入板和下壳体部分。

通过考虑详细说明及附图，本发明的独立方面可变得显而易见。

附图说明

图1是根据一些实施方式的电池单元的透视图。

图2是根据一些实施方式的电池单元的透视图。

图3是根据一些实施方式的图2中所示的电池单元的另一透视图。

图4是根据一些实施方式的核心壳体中的电池单元的侧视图。

图5是根据一些实施方式的图4中所示的核心壳体的透视图，其中包括导电带。

图6是根据一些实施方式的核心壳体中的电池单元的侧视图。

图7是根据一些实施方式的图6中所示的核心壳体的透视图，其中包括导电带。

图8是根据一些实施方式的核心壳体中的电池单元的侧视图。

图9是根据一些实施方式的图8中所示的核心壳体的透视图，其中包括导电带。

图10A至图10C是根据一些实施方式的垫圈的视图。

图11是根据一些实施方式的图8中所示的核心壳体的透视图，其中移除了导电带。

图12是根据一些实施方式的图11中所示的核心壳体的透视图，其中移除了核心壳体的一部分。

图13是根据一些实施方式的核心壳体的透视图，示出了激光焊接导电带。

图14是根据一些实施方式的图13中所示的激光焊接导电带的透视图。

图15是示出了根据一些实施方式的图13中所示的激光焊接导电带与电池单元接触的横截面图。

图16是根据一些实施方式的电池组的分解图。

图17是根据一些实施方式的电池组的壳体组件的底部的透视图。

图18是根据一些实施方式的电池组的一部分的透视图。

图19是图18中所示的电池组的一部分的透视横截面图。

图20A至图20J是密封电池组的视图，示出了组装电池组的方法。

图21A至图21H是另一密封电池组的视图，示出了组装电池组的方法。

图22是根据一些实施方式的电池单元的透视图。

图23是根据一些实施方式的电池单元的透视图。

图24是根据一些实施方式的电池单元的透视图。

图25是根据一些实施方式的电池单元的透视图。

图26A至图26B是根据一些实施方式的电池组的一部分的透视图。

图27A至图27B是根据一些实施方式的电池组的透视图。

图28A至图28C是根据一些实施方式的电池组及电气装置(例如电动工具、户外工具等)的一部分的透视图。

图29A至图29B是根据一些实施方式的电池组及电气装置(例如电动工具、户外工具等)的一部分的透视图。

图30A至图30B是根据一些实施方式的电池单元的透视图。

图31A至图31B是根据一些实施方式的电池单元的透视图。

图32是根据一些实施方式的包括垫圈的电池单元的示意图。

图33A至图33B是示出了带布线的电池组的透视图。

图34A至图34B是图33A至图33B的电池组的透视图，示出了在成对的带之间的电压差。

图35示出了替代的带布线的电池组的透视图。

图36是图35的电池组的平面图，示出了在成对的带之间的电压差。

图37是示出了带布线的电池组的替代构造的平面图。

图38是示出了核心密封的电池组的透视图。

图39是示出了核心密封的电池组的透视图。

图40A至图40B是电池组的核心壳体的视图，示出了核心壳体的多个排水孔。

图41A至图41B是在气相沉积涂层中涂覆的电池组部件的示例的视图。

图42示出了独立电池单元监测的电池组的框图。

图43是电池单元抽头柔性电路。

图44是在气相沉积涂层中涂覆的电池组部件的示意图。

图45A至图45E是在气相沉积涂层中涂覆的电池组部件的照片。

图46A至图46B是电池组的一部分的视图。

图47是电子装置(例如追踪装置)的分解图。

图48A至图48E是用于电池组的开关的视图。

图49A至图49C是根据一些实施方式的电池组的透视图。

图50A至图50B示出了包括可与图49A至图49C的电池组一起操作的各种电气装置的电气系统。

图51A至图51B是根据一些实施方式的电池组的透视图。

图52示出了包括可与图51A至图51B的电池组一起操作的各种电气装置的电气系统。

图53A至图53F是图51A的电池组的组装过程的视图。

图54A至图54E是图51B的电池组的组装过程的视图。

具体实施方式

在详细说明本发明的任何实施方式前，应理解的是，本发明的应用不限于在以下说明中阐述或在以下附图中示出的构造细节及部件布置。本发明可具有其他独立实施方式且可以各种方式实施或实行。此外，应理解的是，本文使用的术语及用语是为了说明的目的且不应被视为是限制性的。

本文使用的“包括”及“包含”及其变型表示包含以下列举的项目及其同等物以及另外的项目。本文使用的“由...构成”及其变型表示只包含以下列举的项目及其同等物。

本领域技术人员应了解关于量或条件使用的相对用语(例如“约”、“大约”、“大体上”等)包含所述值并具有由上下文表示的意义(例如，用语包括至少与测量相关的误差程度、与特定值相关的公差(例如制造、组装、使用)等)。用语还应被视为揭露由两个端点的绝对值界定的范围。例如，表示方式“由约2至约4”也公开“由2至4”的范围。

相对用语可表示加或减指示值的百分比(例如，1％、5％、10％或以上)。例如，对10％范围而言，“约20伏特”可表示18伏特(V)至22V的范围，且“约1％”可表示由0.9至1.1。相对用语的其他意义可由上下文了解，如四舍五入，因此例如“约20V”也可表示由19.5V至20.4V。

此外，本文说明为由一个部件执行的功能可以分布方式由多个部件执行。类似地，由多个部件执行的功能可由单一部件整合及执行。类似地，说明为执行特定功能的部件也可执行未于本文说明的其他功能。例如，以一种方式“配置”的装置或结构至少以该方式配置但也可以本文未列举的方式配置。

用于防止流体侵入电池单元(例如，接头部分)、电池单元或电池组和/或电池单元(例如，接头部分)、电池单元或电池组的短路的各种布置，电池单元、电池单元及电池组可操作以用作例如用于机动装置(例如，电动工具、户外工具设备、车辆等)、非机动装置(例如，照明设备、音响设备、电源供应器等)的电源。在一些构造中，提供了用于电池单元，特别是接头部分的密封布置。在一些构造中，电池组的结构(例如，核心壳体、导电带、电池壳体组件等)操作以单独地或与密封布置组合地防止流体入侵。在一些构造中，电池组的构造(例如，在电池带之间的间距)操作以在流体侵入电池组时防止短路。

图1示出了电池单元10，电池单元10包括正端子14、负端子18(参见图3)及在端子处具有圆形开口的电池单元套或电池单元罩22。通常，设有未密封电池单元接头26的垫片(washer)。如下所述，垫圈(gasket)或软弹性密封件30可取代所示垫圈且被定位并密封在电池单元端子间的间隔。垫圈/密封件30具有允许与端子电气连接的开口。在一些实施方式中，垫圈/密封件30具有小于约20kg/cm2的强度以允许电池单元排气。

在图2至图3中，粘接密封件34定位在电池单元罩22中的开口上以封闭电池单元头。在该构造中，图1所示的垫圈/密封件30可在电池单元罩22下方使用，且粘接密封件34可放置在电池单元罩22、垫圈30及接头部26上方。粘接密封件34可为贴纸、胶带或背胶橡胶(adhesive backed rubber)等。

在一些实施方式中，粘接密封件34包括具有背胶的电气绝缘材料。在一些实施方式中，粘接密封件34可包括乙烯、聚丙烯(PP)或尼龙的顶层作为电气绝缘材料，且在底侧具有亚克力粘接剂。在一些实施方式中，粘接剂可施加在电气绝缘材料层的两侧以允许密封件34粘在电池单元10及核心壳体38(或电池壳体(若没有电池单元核心))上。

如图2至图3所示，所示的粘接密封件34大体是具有开口的环形，开口暴露用于焊接至导电带42的电池单元10的端子。

在其他实施方式中(参见，例如，图31A至图31B)，粘接密封件34未包括该开口且覆盖电池端子。在该实施方式中，导电带42可通过粘接密封件34焊接(例如，点焊、激光焊接等)以电气地耦合到电池端子。焊接操作加热导电带42以在附接到电池单元接头之前热引入穿过粘接密封件34的孔。或者，在导电带42上的多个点可物理地剌穿通过密封件34的多个孔而开始焊接。不论何种方式，焊接过程都最小程度地移除密封件34的材料并提供较大密封面积。

在一些实施方式中，密封件34上的粘接的强度和/或分布足以防止密封件34在由电池组提供电力的装置的正常操作期间位移或脱落。密封件34上的粘接剂的强度和/或分布也足以防止进入流体(例如，水)穿透密封件34。

但是，在一些实施方式中，强度和/或分布低到足以允许电池单元10排气(即，即使密封件34防止进入流体进入电池单元10，气体也可通过密封件34排出电池单元10)。在该实施方式中，粘接密封件34可具有例如小于约20kg/cm2的强度。

相较于密封多组电池单元10(例如，密封整个电池组、密封电池单元核心等)，密封多个独立电池单元10有许多好处。例如，用于多个独立电池单元10的密封件34可允许灵活地制造各种不同电池组配置(例如，不论电池组配置为何均可密封各电池单元10)。作为另一示例，相较于一组电池单元10，通常可更准确地密封单个电池单元10。作为又一示例，单个电池单元密封件34可具有更大耐用性和/或密封件34由其密封位置位移的较小可能性。

在一些独立实施方式中，垫圈30例如通过多次注射成型由多个部件形成。如图4至图5所示，所示垫圈30包括两个部件：软弹性体46；以及硬塑胶50。硬塑胶50及软材料46可嵌件成型在一起。软弹性体46可为具有例如等于或高于约50的肖氏A硬度(但是，在其他构造中，这值也可低于50)的软材料(例如，硅树脂)。垫圈30延伸进入核心壳体38的开口中。硬塑胶50被下压且使软弹性体46被压入开口中，强化密封。

如图4所示，所示的软弹性体46成形为(例如，具有向内环形肋54)可填塞电池单元接头26与罩22之间的开口。所示的硬塑胶50也成形为(例如，具有向外肋)可将压力传递至软弹性体46。垫圈30(例如，软弹性体46)也具有环绕开口且可由导电带42接合的内缘58。

在图4中，所示的垫圈30具有嵌入核心壳体38中的开口内的相对较小外径。在其他构造中(参见例如图8)，垫圈30具有不同直径(例如，较大直径)且被保持在核心壳体38内。

应了解的是垫圈30可具有不同数目的向内肋及向外肋。例如，在图8中，垫圈30具有两个向内肋62(例如，径向内肋62A及径向外肋62B)且没有向外肋。在另一示例中(参见图10A至图10C)，垫圈30具有一系列径向内的向内肋66(例如，两个)、一系列径向外的向内肋70(例如，两个)，以及至少一向外肋74(例如，一个)。

在又一示例中(参见图15)，垫圈30具有一系列径向内的向内肋78(例如，两个)及一系列径向外的向内肋82(例如，四个)。肋可具有不同形状及尺寸(例如，在图15中径向向外移动，在各系列肋中的肋长度增加)。通常，对所示的垫圈30而言，肋大部分向内朝向电池单元10而非向外朝向导电带42。

垫圈30由导电带42或电池组的电池单元核心的带的焊接而被保持定位。带42可激光焊接(用于具有小于约0.15mm的厚度的带)或电阻焊接(用于具有等于或大于约0.15mm的厚度的带)。

参见图6至图7，在一些实施方式中，垫圈30由单一注射成型软弹性体46形成。垫圈30延伸进入核心壳体38的开口中。垫圈30成形为(例如，具有过大尺寸向内肋54且具有向外肋86)可填塞开口。如同图4至图5中所示的构造，所示的垫圈30由导电带42或带的焊接而被保持定位。

参见图8至图12，在一些实施方式中，垫圈30放置在核心壳体38与电池单元接头26(例如，正接头；垫圈30可放在或可不放在负接头)之间。垫圈30成形为(例如，具有径向内的和径向外的向内肋62)可填塞开口且延伸在罩22上方。如上所示，所示的垫圈30由导电带42或带的焊接而被保持定位。

参见图8至图12(及图15)，在一些实施方式中，垫圈30嵌件成型或包覆成型在核心壳体38上且与核心壳体38一体形成。在组装核心壳体38时，接头部分26(例如，正接头；垫圈30也可放在或可不放在负接头)由核心壳体38及嵌件成型的垫圈30密封。

导电带42可电阻焊接(再次，用于具有等于或大于约0.15mm的厚度的带)或激光焊接(用于具有小于约0.15mm的厚度的带)。参见图13至图15，在一些实施方式中，导电带42被激光焊接而接触电池单元10的端子。

图16示出了电池组100的分解图。包括支撑电池单元10的核心壳体38的电池单元核心104放置在主壳体108中。主壳体108的底部112可包括升高的柱和较高侧壁，升高的柱用以使电池单元10悬吊在主壳体108底板上方，较高侧壁用以允许主壳体108的顶部116安装在该升高的电池单元核心104上方。核心壳体38与主壳体108间的间距可在核心壳体38下方和/或上方等于或大于3mm。

图17示出了主壳体108的底部112的构造。主壳体108的底部112的底板120可包括斜度或斜坡以提供主壳体108内流体流到排气或排水孔124的期望方向。底板120可朝向侧壁128向外地倾斜(例如，由图17的红线开始)以允许所有流体在电池组100安装在平坦表面上时被导引离开壳体108。

在一些实施方式中，主壳体108的底部112的侧壁128可包括斜度或斜坡。主壳体108的底部112也可具有中间斜度或斜坡以便也沿中心线且朝向相关排气或排水孔124的方向引导流体。

图18至图19示出了电池组100的一部分，其包括在导电带42与核心框架或壳体38间的密封件或垫圈132。带42及核心壳体38对垫圈132提供压力以防止流体侵入至电池单元10或电池单元接头26。电池组100也可如上所述地包括在电池单元10与核心壳体38间的密封件或垫圈30和/或在核心壳体38的多个构件间的垫圈136以防止从相对侧的侵入。

如图19所示，焊接带42及电池单元核心壳体38的构件夹持垫圈132的材料以防止到电池单元10的侵入。符号132、136示出了可能的第二密封件/垫圈的位置。

图20A至图20J示出了密封的电池组100。在所示构造中，电池组100通过封装整个上壳体部分116及移除在下壳体部分112的底部的多个排水孔124来密封。

如图20C至图20F所示，通过上壳体区域116且进入壳体空腔的多个开口被密封且，为配合密封布置，独立的焊接带140与电池单元核心104的导电带42机械地且电气地连接(参见图20D与图20F至图20H)。类似地，通过下壳体区域112的多个排水/排气孔124被消除或封闭(参见图201)。如图20J所示，密封或垫圈144设置(例如，超音波地焊接、嵌件成型、机械地保持)在上壳体部分116与下壳体部分112之间。

如图20A至图20B所示，上壳体部分116及电池组闩锁148组装在一起。闩锁盖152(参见图20C)由用于发光二极管(LED)的透明材料或LED盖嵌件成型。在图20D中，包括控制器的印刷电路板组件(PCBA)156组装在上壳体部分116上。独立的焊接带140与PCBA 156电气地连接。各个焊接带140包括用于连接到电池单元核心104的自由端160。

靠近端子且在上壳体116接触PCBA 156的区域中的空间被填满(参见图20E)。如图20F所示，封装化合物材料164覆盖PCBA 156及端子连接部且填满上壳体区域116的底侧，只有焊接带140的自由端160被暴露。

如图20G至图20H所示，包括电池单元10、核心壳体38及导电带42的电池单元核心104组装到上壳体部分116，且焊接带140与导电带42电气地且机械地连接。密封下壳体部分112与上壳体部分116连接(参见图201)，且在所示构造中连接到下壳体部分112(例如，由超音波焊接)的垫圈132(橡胶发泡体)密封接口。

在一些实施方式中，在电池组100内的导电元件(例如，焊接带140、导电带42等)间的间距增加以减少当导电流体进入电池组100时短路的可能性，通常，在电池组100内的导电元件间的间距越大，需要产生短路的进入流体越多。因此，在焊接带140间(参见例如图20D)和/或在导电带42间(参见例如图20H)的间距可能增加；但是，该导电部件的间距未增加到负面地影响导电部件的电气性能(例如，明显地增加电阻和/或热)。

在现有电池组中，在焊接带间的间距可小至约1.0mm。由上述增加的间距，在一些实施方式中，在焊接带140(和/或导电带42)间的间距可在约0.5mm/1V电压差至约1.5mm/1V电压差之间。在其他实施方式中，间距可在约0.55mm/1V电压差与约1.2mm/1V电压差之间。在另外实施方式中，间距可在约0.7mm/1V电压差与约1.125mm/1V电压差之间。例如，在焊接带140间的间距可为约1mm/1V电压差。

在一些示例中，在焊接带140间的电压差可为约8V，且对于该示例，对应间距至少等于或大于约3.5mm或至少等于或大于约7.5mm。在一些实施方式中，间距在约5mm与约9mm之间。在其他实施方式中，间距可在约6.5mm与约8.5mm之间。在另外实施方式中，间距在约7.0mm与约8.0mm之间。在一些实施方式中，上述在带140间的示例性间隔距离可在任一种电池组100(例如，具有单一电池单元串(1P)、两个并联电池单元串(2P)、三个并联电池单元串(3P)等的电池组100；包括18650电池单元、20700电池单元、21700电池单元等的电池组100)上实施。

在一些实施方式中，在焊接带140和/或导电带42间的间隔距离可随着电池组100的配置而不同。换言之，在焊接带140和/或导电带42间的间隔距离可随着电池组100的阻抗及电力容量中的至少一个(例如，在电池组100(例如，单一电池单元串(1P)、两个并联电池单元串(2P)、三个并联电池单元串(3P)等)中的电池单元10的数目及布置；电池单元10(例如18650电池单元、20700电池单元、21700电池单元等)的尺寸等)而不同。

在一些实施方式中，与具有较低电力容量及较高阻抗的电池组相比，具有较高电力容量及较低阻抗的电池组100可具有较大的在带140和/或导电带42间的间隔距离。例如，具有两组并联的五个电池单元10(2P)的第一电池组100可具有比具有三组并联的五个电池单元10的第二电池组100(例如，约6.5mm至约8.5mm的间距)更靠近在一起地间隔的多个带140(例如，约3.5mm的间距)，因为第二电池组100具有比第一电池组100大的电力容量。

在一些实施方式中，在带140和/或导电带42间的间隔距离可根据电池单元10的种类(例如18650电池单元、20700电池单元、21700电池单元等)改变。在另一示例中，具有两组并联的五个18650电池单元10的第一电池组100可具有比具有两组并联的五个21700电池单元10的第二电池组100(例如，约6.5mm至约8.5mm的间距)更靠近在一起地间隔的带140(例如，约3.5mm的间距)，因为第二电池组100具有比第一电池组100大的电力容量。

图21A至图21H示出了另一密封电池组100。在所示构造中，电池组100由定位且密封在下壳体部分116与上壳体部分120间的插入件168来密封。如图21A与图21G所示，与焊接带140的“蛛足架(spider)”成型在一起的插入板168与密封的下壳体部分112密封地连接(例如，超音波焊接)。在其他构造(未图示)中，焊接带140可与插入板168组合或连接且(例如，用于容纳暴露接触端的)所有开口被密封。

如上所述，插入件168包括板，且焊接带140嵌件成型于板中。焊接带140包括用于PCBA 156的暴露接触端172及用于导电带42的(例如，向下地)相对地延伸的暴露接触端160。如图21B所示，具有电池组端子块176的PCBA与上接触端172电气地连接(例如焊接)。焊接的区域被填满(例如，使用胶；参见图21C)。

如图21D所示，插入件168与核心壳体38连接，且焊接带140的下接触端160与导电带42电气地连接(例如，焊接)(参见图21E)。电池单元核心104定位在密封的下壳体部分112内(参见图21F)，且如图21G所示，插入件168及下壳体部分112密封地连接(例如，超音波地焊接)。密封构件180(例如，垫圈、室温硫化(RTV)硅树脂等；参见图21G)在插入件168与下壳体部分112间的接口密封。电池组100的下部分形成密封单元。

如图21H所示，上壳体子组件组装在电池组100的下部上(示出在图21G中)。如上所述(参见图20A至图20C)，上壳体子组件包括上部壳体部分112、闩锁148及闩锁盖152。

图22示出了具有密封布置的电池单元10。禁止或防止在电池端子间的电流流动、腐蚀等的材料可填充或喷洒在板、涂层等、电池单元接头或电池单元的相邻负极部分上。材料可包括硅树脂、电气绝缘发泡体等。

图23示出了具有密封套184的电池单元10。电池单元套184可包括基底套或可为附加的套且可禁止、防止和/或封闭环绕电池单元阳极(batt+)的开放空间。该套184禁止或防止流体进入阳极下方的空间及在阴极与阳极间的空间。在所示构造中，套184的直径减少至batt+阳极的直径且抵靠阳极密封。

如图24中设置地，在一些构造中，无论密封的方法为何，电池单元10仍可排出多余气体且不修改或改变电流中断装置(CID)或压力释放装置的排气压力/特性。在粘接密封件34的示例中，粘接剂可弱到(例如，具有如小于20kg/cm2的强度)足以允许气体逸出。在密封件30(例如，橡胶)的示例中，密封件可柔性到足以允许气体逸出。

如图25所示，电池单元10可包括机械连接特征188来取代在正电池端子14上的焊接表面。特征188可包括突起、螺纹紧固件、铆钉孔等。特征188可提供坚固机械连接，同时促进密封、垫圈等与电池单元头的连接来防止入侵。

如图26A至图26B所示，利用聚酰胺、聚烯烃(热熔物)、封装化合物等材料192的低压成型(LPM)过程可封装电池单元核心104以保护电池单元10不受环境影响。材料192可禁止或防止流体侵入电池单元接头26或侵入电池单元接头26及导电带42。如图26A所示，若在焊接前添加材料192，加入材料的孔194可允许电池单元接头26焊接在带42上。

在一些实施方式中，带42焊接在电池单元10上后，可在电池单元核心104(例如，两侧)上施加涂层(例如，橡胶化涂层)。涂层可完全密封每一电池单元10的两端，由此防止流体接触在电池单元10上的所有暴露导电材料(例如，金属)。涂层可由例如喷雾、浸入等来施加。涂层可包括疏水性或抗水性材料。在一些实施方式中，可在焊接带及电池单元后涂覆整个电池单元核心104。

涂层材料通常不应干涉电池单元的排气特征且应为非导电。此外，涂层材料应结合在电池单元核心中的材料上且产生水封密封。大范围的材料可适用于涂层。示例性材料包括聚氨酯、FKM氟弹性体、乙烯丙烯二烯单体(M级)橡胶(EPDM)、腈、硅树脂及其组合。在一特定示例中，柔性橡胶涂层可以液体施加且接着干燥成低硬度橡胶。涂层可类似于由美国伊利诺伊州弗农希尔斯的Rust-oleum公司制造的柔性橡胶涂层。

在一些构造中(参见图27A至图27B)，电池组100可包括多个侧壳体196，而非下壳体112。可在电池单元核心104与侧壳体196之间提供及压紧密封件或密封材料200。例如，密封200可类似于图20J所示的上壳体与下部壳体部分间的密封件144。在另一示例中，密封件200可类似于图11至图12所示的垫圈30且可被放置在核心壳体38与侧壳体196之间。如同以上参照图11至图12所述的垫圈30，垫圈30可嵌件成型或包覆成型在核心壳体38上且与核心壳体38一体形成并且定向成在核心壳体38与侧壳体196之间。在又一示例中，密封材料(例如，密封发泡体)可引入电池单元核心104与侧壳体196之间。

在一些构造(未示出)中，可封闭或密封现有未密封的电池组100。独立的盖、帽或类似装置可包围或覆盖现有电池组100的未密封部分以禁止或防止一程度的流体侵入电池组100。密封装置可具有柔性、刚性或其组合。

在一示例中，套罩(例如，柔性橡胶罩)可组装在电池组壳体108上以密封一个或多个排水孔，覆盖机械连接部分、按钮，封闭及密封端子间隙(至少在该部分)等。与电池组100接合时，工具端子(例如，公端子)会推开间隙以到达电池组端子。在另一示例中，也可使用刚性壳体来只覆盖排水孔或与更柔性的上部组合。

图28A至图28C示出了与电气装置204(例如电动工具、户外工具等)密封在一起的电池组100。当与电气装置204或密封盖接合时，电池组100可部分地密封或完全地密封。如图28A所示，垫圈或密封装置208设置在电气装置204接口上，且当电气装置204接合电池组100时，接口被完全密封。在其他构造中，插入件可使电气装置204相对电池组100密封。

图29A至图29B示出了具有可调节(例如，可移动、可滑动等)的密封装置212的电池组100。当电池组100与电气装置204分离时，密封装置212呈密封状态。当电池组100安装在电气装置204上时，密封装置204呈未密封状态(例如，移动脱离密封状态、密封被破坏或避开等)。当移除电池组100时，密封装置212可再呈密封状态(例如，移动或返回密封状态)。

图30A至图30B示出了密封的电池单元10。各电池单元10独立地密封或封装在防侵入或抗侵入的壳体或材料216中。因为各电池单元10被密封，所以可能不需要用于电池单元核心104或电池组100的单独密封布置。

如上所述，如图31A至图31B所示，在一些构造中，导电带42可通过密封34焊接而不需要用于进入(access)电池单元端子的开口。例如，粘接密封34定位在电池单元10的端部。密封34通过电阻或激光焊接导电带42及电池单元端子来直接焊接。

图32大体示出了集成在电池单元结构本身中的垫圈220。如图32所示，垫圈220包覆接头盖26及焊接板224以隔离正极部件与负极殻罩228。在图32中，斜线示出了电流中断装置(CID)232，且虚线示出机械排气板236。

在一些实施方式中，电池单元10的排气板236可作成具有高可腐蚀性，因此在导电流体或材料(例如，海水)存在的情形下，排气板会腐蚀并使电池组100失效而不是使电池组100产生短路。

CID 232连接焊接板到正端子14且随着压力增加，CID 232会断裂(例如，通常在约10kg/cm2)，从而使电池单元10失效。机械排气板236是CID 232的备用设备且当压力上升得非常快且迅速到达其断裂临界值(例如，通常约20kg/cm2)时会断裂。

应了解的是，如上所述，在一些实施方式中，防止流体侵入的上述密封、垫圈等可具有例如小于约20kg/cm2(例如，低于机械排气板的断裂临界值)的强度，以便如上所述地允许电池单元10排气(即，即使密封、垫圈等防止进入流体进入电池组100，气体也可通过密封、垫圈等排出电池单元10/电池组100)。在其他实施方式中，密封、垫圈等可具有小于不同值(例如，小于约10kg/cm2，CID 232的断裂临界值)的强度。

如上所述，各电池单元10可具有在约3伏特(V)与约5V间的标称电压且可具有在约3安培小时(Ah)与约5Ah或以上(例如，到约9Ah)间的标称电池容量。电池单元10可为任何可充电电池单元化学物质类型，例如，锂(Li)、锂离子(Li-ion)、其他锂基的化学物质、镍镉(NiCd)、镍金属氢化物(NiMH)等。

图33A至图33B示出了例如，在具有20个串联连接电池单元(20S1P)的电池组100中使用的带布线(routing)技术。图33A示出了电池组100的左侧并示出使电池单元10互相连接或与焊接点244连接的带240。类似地，图33B示出了电池组100的右侧并示出使电池单元10互相连接且与焊接点244连接的多个带240。

在所示构造中，在各带240间存在电压差。图34A至图34B示出了在相邻对的带240及焊接点244间的电压差。在所示示例中，在相邻对的带240间的最大电压差以白色示出并被圈起。如图所示，在相邻对的带间的最大电压差为约16.8V。

图35至图36示出了例如，在20S1P电池组100中使用的替代带布线技术。图35至图36示出了电池组100的右侧且示出互相连接电池单元10的多个带240。参见图36，在右侧的带240的定向及连接以实线示出，且在左侧的带240的定向及连接以虚线示出。在所示实施方式中，在大部分带240之间具有约8.4V的恒定电压差。在电池组100的一端(例如，在图36中的顶部右角落)的带240具有16.8V的最大电压差。

图37示出了电池组100的替代构造及例如，在20S1P电池组中使用的带布线技术。图37示出了电池组100的右侧且以实线示出使电池单元10互相连接的多个带240；以虚线示出在左侧的带240的定向及连接。在所示实施方式中，来自顶部右角落的两个电池单元100(例如，在图36所示的设计中)移动至电池组100的右方(在图37中)。当电池组100的长度相较于图33A至图36所示的构造延伸时，图37的电池组100在使电池单元10互相连接的全部带240间提供约8.4V的恒定电压差。

在一些实施方式中，另外地或替代地设置在电池单元10中或电池单元10上的密封件(例如，粘接密封件34)，密封布置也可设置在核心壳体38上以便为连接电池单元10的带240提供侵入保护。图38至图39示出了具有不同配置的核心密封248。类似用于电池单元10的粘接密封件34，核心密封件248可包括贴纸、胶带、背胶橡胶等。核心密封件248产生密封以防止流体(例如，水)接触带240且因此防止桥接。核心密封件248可放在电池单元核心104的各侧上。在一些实施方式中，核心壳体件38的电压抽头252可设置在核心密封件248外侧。可在电池组100的其他位置使用类似的粘接密封件来密封其他部件。

在一些实施方式中，粘接密封件34及核心密封件248可不被焊穿(例如，以将导电带焊接在电池单元端子)，且在该构造中，焊接在安装各密封件前完成。在其他实施方式中，粘接密封件34可被焊穿，且核心密封件248可附加在焊接带240的顶部。任何暴露的电池单元抽头可被覆盖在胶中。在另一实施方式中，粘接密封件34及核心密封件248都可(例如，同时地)被焊穿。暴露的电池单元抽头可用胶选择地覆盖。

在一些实施方式中，多个排水孔256可设置在电池组100的核心壳体38中以允许流体排出。图40A至图40B示出核心壳体38中的多个排水孔256。排水孔256可在适当位置(例如，在核心的中间部分)加入以促进和/或允许流体在电池单元主体间排出且远离电池单元电极区域。

在一些实施方式中(参见图41A至图41B)，封装或保形(conformal)涂层材料260可施加在电池单元核心104的侧面上(例如，在图33B所示的核心上)。保形涂层260使流体远离带240。但是，在一些实施方式中，电压抽头252仍可暴露以便焊接。保形涂层260也可用于电池组100的其他部件。市售材料(例如由ShinEtsu上市且售卖的硅树脂或其他材料)可用于保形涂层260。

硅树脂保形涂层260可具有在约8伏特/微米(V/μm)至约30V/μm间的介电击穿强度。

在一些实施方式中，作为替代或附加于保形涂层260、其他密封布置等，气相沉积薄膜或涂层264可施加在电池组100的部件上(参见示出电池组电子设备的气相沉积涂层的图44至图45E)。该电池组100通常是高功率构造(例如，大于12V)而非使用纳米涂层的典型低功率用途(例如，移动电话)。

如上所述，在导电部件(例如，焊接带140、导电带42等)间的间距可增加。在一些实施方式中，气相沉积涂层264可与电池组100中的导电部件的上述间距组合使用以便，例如，减少当导电流体进入电池组100时短路的可能性。气相沉积涂层264可在导电部件间提供比该部件间的真正间距大的有效电气间距。

通常，气相沉积涂层是气相沉积层(例如，具有氟化化学物质)。气相沉积涂层264可为疏水性或抗水性材料，使得沉积有涂层264的基材防流体或抗流体。气相沉积涂层264可施加在电池组100的全部部件上(通常不含外壳体)以便大体禁止或防止流体侵入和/或进入间隙区域。例如，电池单元核心104、电子设备及端子块176可被纳米涂覆。气相沉积涂层允许在全部表面上产生均一厚度。

市售材料(例如由Diamon MT上市且出售的帕利灵(parylene)或由P2i、Liquipel等上市且出售的其他材料)可用于气相沉积涂层264。帕利灵表示作为水分及介电屏障使用的化学气相沉积聚(对二甲苯)聚合物族。气相沉积涂层264可包括帕利灵N、C、D、F及其组合。

如以下表1所示，帕利灵对会严重腐蚀电子设备的各种酸及其他一般化学品提供耐化学性(以薄膜或涂层的膨胀％来测量)。由于气相沉积涂层264，电池组100可具有类似的耐腐蚀性。在以下表中的信息及关于帕利灵的其他信息可在科罗拉多州Broomfield的VSI帕利灵https://vsiparylene.com/parylene-advantages/properties/获得，且其全部内容通过引用并入本文。

表1

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在一些构造中，气相沉积涂层264可具有与聚丙烯(PP)或聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)材料相当的耐腐蚀性。若涂覆整个组件，则气相沉积涂层264可不必使用用于独立部件的特殊材料。气相沉积涂层264也有助于使用由于可能腐蚀而不适合的材料/构造(例如，铜压印)。

当暴露于UV光时或由于磨损，一些气相沉积涂层材料(例如，具有低粘着性及高内聚力的帕利灵)会劣化。为防止劣化，由UV级塑胶(如亚克力、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氯乙烯(PVDF)等)形成的盖(例如，覆盖气相沉积涂层的外壳体或壳体的一些部分)可对涂层264提供UV保护。在所示构造中，主壳体108为气相沉积涂层264及涂层部件提供UV保护外罩。

在一些实施方式中，核心壳体38的部分可通过电池组壳体108暴露。例如，核心壳体38的底部可通过核心壳体38暴露以例如减少电池组100的尺寸。但是，在该构造中，在暴露的表面上的气相沉积涂层会有磨损、暴露于破坏UV光等的风险。暴露气相沉积涂层264会磨损及成片剥落，且磨损会扩大且剥离至电池单元核心104的内表面中。

为禁止或防止这些事件，在一些构造中，可在涂覆时遮盖核心壳体38的暴露的表面，使得暴露的表面上没有气相沉积涂层。在一些构造中，包括边缘及侧面的暴露的表面可具有较大表面粗度(例如，在施加气相沉积涂层264前粗化)；粗化表面可防止气相沉积涂层264由暴露的表面的剥离扩大至核心壳体38的覆盖表面。

在一些构造中，气相沉积涂层264可掺杂其他材料以增进气相沉积涂层264的UV性能(例如，对UV光的耐受性)。

在一些构造中，核心壳体38可包括支撑电池单元的壳体部分且气相沉积涂层264施加在壳体部分上。包括暴露的表面的底壳体部分可在施加气相沉积涂层264后附接在核心104的其他部分上。

上述技术也可使用在核心壳体38未暴露的电池组100中以增加粘着性和/或耐用性。上述技术可使用在具有顶壳体与底壳体、蛤壳式壳体等的电池组100中。

电池组100可具有非导电底层(例如，塑胶)。若电池组100的底部不是非导电塑胶，电池组100会更不容易保护且难以固定供腔室放置。

在一些实施方式中，只有电路板156用气相沉积涂层264涂覆且暴露电池单元抽头及带240。在一个示例中，可使用约1微米至等于或大于约20μm(例如，22μm)的涂层264的层来涂覆部件。尺寸的涂层可防止所有流体渗透，提供结构强度/抗劣化性(例如，在掉落或粗暴处理时)等。在其他实施方式中，涂层264的层可能较薄(例如，在约5μm与约15μm之间；在约1μm与约8μm之间(例如，约6μm)等)。在其他实施方式中，涂层264的层可能更薄(例如，在约100纳米(nm)与约1,000nm之间；在约10nm至约30nm之间等)。

此外，可使用气相沉积涂层264改变电池组100的几何形状。例如，可提供气相沉积涂层264使得斜度形成在电子部件(例如，电子设备)上，由此促使流体流出至排水区域(例如，排水孔)和/或远离该部件或电池单元。即使在最薄位置，斜度也可提供足够厚度的涂层。

在一些构造中，气相沉积涂层264可施加在端子构件上。例如，图45D示出具有气相沉积涂层264的蟹钳式端子。在该构造中，接头的两个相向侧互相保护，使其免受非导电介电涂层的影响，由此在涂覆后维持被保护接触部分的导电性。因此，接头不需要遮盖来进行涂覆，因此可减少时间及成本。在其他构造(未图示)中，没有保护结构(例如，公端子)的端子可具有气相沉积涂层264，且在该构造中，可在涂覆前遮盖或保护接触部分。

对进行多次插入/移除的部件(例如，端子)而言，保护材料(例如，油脂)可施加在涂层上。使用均一热传送材料(例如，铜等)可较佳地维护气相沉积涂层264。相反地，非均一或多个材料部件会造成涂层断裂、变脆、熔化。

图45E示出另一部件，即用气相沉积涂层264涂覆的按钮268(例如，用于例如充电状态(SOC)指示器的密封“起伏圆顶”式按钮)。所示密封开关设计允许在非高成本地用密封遮盖来保护内部部件不受涂层影响的情形下进行涂覆。

在一些构造(参见图46A至图46B)中，除了外壳体108以外，基本上全部电池组组件100(包括电子部件)都被气相沉积涂层264涂覆。

气相沉积涂层264容易受到磨损。如图46A所示，电池单元模块壳体38包括支座272以便例如由减少在组装(例如，插入)期间和/或通过掉落、撞击、振动等时的接合面积来防止或禁止外壳体壁涂层的磨损。所示电池单元模块构造(参见图46A至46B)允许涂覆的电池组在不破坏涂层264的情形下安全地插入外壳体108。支座272(例如，如图所示，在带间的S形肋)高于导电带42，由此允许在没有刮伤带42、其他部件等上的涂层的风险或风险较小的情形下插入电池单元核心104。支座272也可有助于施加涂层264至带42。若在支座272(例如，肋)上的涂层264本身在插入时被刮伤，因为电池单元模块壳体是非导电塑胶，这不会成为问题。

在其他构造(未图示)中，可用气相沉积涂层264涂覆多个独立电池单元10，以例如至少防止流体(水)侵入电池单元接头26中。虽然导电带42的焊接会从涂覆的电池单元10移除一些涂层材料，但仍可改进防止侵入的性能。利用气相沉积涂层264，可能不需要通常用来保持电池单元套的垫片。

涂层264的材料可为透明或半透明以允许看到涂覆电池单元的部件(例如，套)。涂层264的材料可依需要或要求染色或着色。涂层264的材料可允许在不损害材料的性能的情形下，在材料的外表面上印刷、着色等。

在一些构造中，气相沉积涂层264可取代电池单元套。在一些构造中，导电电池单元可提供电池单元10的导电部分(例如，负端子)。气相沉积涂层264可覆盖及隔离殻罩的至少一些部分(例如，殻罩的暴露导电部分)。

在所示构造中，各电池单元10可排气(如有必要)，以例如用于保护电池单元10、电池组100等。气相沉积涂层材料具有可提供所需侵入防止、耐用性等，同时允许电池单元排气的构造(例如，厚度)。此外，对具有电流中断装置(CID)232的电池单元10而言，涂层264未影响在电池单元10内的CID 232的性能。

在一些构造中，涂层264可施加在电池单元接头26上。在该构造中，涂层264具有可提供所需侵入防止、耐用性等，同时允许电池单元排气、CID 232的操作等，且未防止电池单元10的性能的构造。涂层材料具有厚度使得涂层264不影响电池单元10的热传送(可忽略涂层264的热传导性)，且涂层264未与空气绝缘/具有类似空气的性质。

在一些构造中，气相沉积涂层264具有在约1微米与约20μm或更大间的厚度。在一些构造中，气相沉积涂层264的厚度在约5μm与约15μm之间。在一些构造中，气相沉积涂层264的厚度在约1μm与约8μm之间(例如，约6μm)。在一些构造中，气相沉积涂层264的厚度在约10μm与约22μm之间(例如，对电量计按钮而言为小于约22μm)。

气相沉积涂层264可提供导电部件的较佳绝缘。利用产生的绝缘，可减少导电部件间的电压电位及间距，由此减少涂覆的部件(例如，电池单元模块)及整个组件(例如，电池组)的尺寸。涂层264可有助于减少电池组100的尺寸，同时仍允许足够流体排出/阻止流体入侵或短路。

间距取决于电压且在高达约15V为约0.8mm；在高达约32V为约1.5mm；在高达约60V为约2.0mm蠕变及约1.5mm间隙；在高达约130V为约2.5mm蠕变及约1.5mm间隙。间隙是在两个导电部件间空气通过的最短距离，且蠕变是在两个导电部件间沿两部件共用的任一绝缘材料的表面的最短距离。气相沉积涂层264可在施加至交流(AC)产品的部件时提供类似的性能。

利用气相沉积涂层264及使用非密封外壳体108，电池组100至少具有防尘功能使得，虽然未完全防止灰尘侵入，但灰尘的进入量不足以完全防止接触，从而干涉电池组100的操作。类似地，电池组100将具有液体保护，液体保护至少可防止在强力喷头(12.5mm喷嘴)中从任何方向喷向外壳体108的水且没有有害影响。

在一些构造中，利用气相沉积涂层264，电池组100可完全防尘使得没有灰尘侵入而具有完全的接触保护。电池组100将具有用于长期浸泡超过1m的液体保护，对在特定条件下连续浸泡在水中而言这可表示电池组100相当于被气密地密封或水只可以不产生有害影响的方式进入。

没有纳米涂覆部件的未密封电池组可在浸入水槽时立即反应。相反地，当测试时，具有多个纳米涂覆部件的未密封电池组100在浸泡约10秒到及超过24小时后仍具有功能(例如，具有可操作的电量计)。电池组100可在液体存在下耐受至约75℃。气相沉积涂层材料(例如，帕利灵)通常耐受至少这温度及更高温度且不会劣化。

电池组100的电池单元的高操作温度在约50℃与约110℃之间。在一些构造中，当气相沉积涂层264包括各提供良好热性质的帕利灵C或帕利灵N时，电池单元核心104及电池组100可耐受连续暴露于到达约75℃与约85℃间的温度(约80℃)及短期暴露于到达约90℃与约100℃间的温度(约95℃)。

其他帕利灵气相沉积涂层264可耐受连续暴露于到达100℃、200℃或350℃。在一些实施方式中，具有气相沉积涂层264的电池单元核心104可耐受连续暴露于到达80℃、100℃、120℃、150℃、200℃、250℃、300℃或350℃。

帕利灵气相沉积涂层264具有在200伏特/微米(V/μm)与300V/μm间的介电击穿强度。对具有6μm厚度的涂层而言，气相沉积涂层264可在击穿前在1200V与1800V之间耐受。在一些实施方式中，气相沉积涂层264具有到达200V/μm、250V/μm或300V/μm的介电击穿强度。通常，帕利灵N及帕利灵F具有比帕利灵C高的介电击穿强度。

在一些构造中，气相沉积涂层264可与聚碳酸酯(PC)/塑胶组合使用。

具有有锂离子化学物质的电池单元的电池组100可能会受到运送规定的约束。运送规定会限制被运送的电池组的电压和/或电力容量。为了符合该规定，电池组100可用互相分离的电池单元10的子核心来运送。在其他构造中，电池组可包括可以不同配置(例如，串联、并联、串联并联组合等)选择性地连接的多个电池单元10，以便为电池组提供不同的选择输出能力(例如，标称电压、电池容量等)。

电池组100可包括当电池组100使用时和/或在选择的使用配置时，将电池单元10/子核心选择性地连接在一起的开关1315(参见图48A至图48E)。类似开关及切换布置描述和说明在2016年12月16日提交的美国临时专利申请号62/435,453中及在2017年12月18日提交的美国专利申请号15/845,068中，其全部内容通过引用并入本文。

气相沉积涂层264可施加在开关1315的多个部分上，留下最小部分暴露以便操作开关1315(例如，只有开关1315的线路保持暴露而非整个母线)。在一些构造中，开关1315的操作部分(例如，导电部分)可在施加气相沉积涂层264时被遮盖。在一些构造中，开关的操作部分可在施加涂层264时接合，且接合防止气相沉积涂层264施加在操作部分上。在施加涂层264后，开关1315可操作多次(例如，十次)以例如确认或确保开关1315在其各种位置中的操作。

开关1315被配置成可在第一位置(参见图48A或图48D；例如断开连接或“关(OFF)”)及第二位置(参见图48B或图48E；例如已连接或“开(ON)”)。所示开关1315包括外壳1500、端子605a、605b、605c、...605n、导电母线1505及非导电层1510。外壳1500可包括一个或多个凹部1515、前止挡构件1520及后止挡构件1525。

如图48A至图48B所示，在一些实施方式中，导电母线1505及非导电层1510通过保护构件1530耦合到使用者界面1330，且保护构件1530具有一个或多个突起1535并形成孔1540。突起1535与外壳1500的一个或多个凹部1515接合以防止在第一位置与第二位置间的不必要移动。如图48C所示，导电母线1505及非导电层1510可形成板1542。虽然导电母线1505示出为具有四个导电构件1544，但在其他实施方式中，导电母线1505可具有更多或更少导电构件1544。

在图48C的所示实施方式中，导电构件1544与非导电层1510大致齐平或连续。该实施方式有助于使端子605在与非导电层1510的连接及与导电母线1505的导电构件1544的连接间移动。在一些实施方式中，如图48C所示，导电母线1505由连续导电材料(例如，铜)形成。

图48D至图48E示出导电母线1505及非导电层1510在另一实施方式中与端子1546a、1546b电气地和/或物理地连接。每个所示端子1546包括通过汇流排1549连接的第一端子部分1548a及第二端子部分1548b。在一些实施方式中，汇流排1549提供在端子部分1548a、1548b间的并联连接，同时减少通过子核心的连接产生的电阻及热。

如图所示，每个端子部分1548包括上脚640与下脚645，上脚640与下脚645大体上类似于端子605的上脚640与下脚645。包括汇流排1549的端子1546允许在第一多个子核心与第二多个子核心间产生单一电气连接。在其他实施方式中，端子1546可包括两个以上的端子部分1548。

如上所述，当开关1315在第二位置(参见图48B或图48E；例如已连接或“开(ON)”)时可施加涂层264。端子605a、605b、605c、...605n与导电构件1544的接合防止涂层264施加在导电构件1544的至少一些部分(例如，要在第二位置与相应端子605接合的导电构件1544的至少一些操作部分)上。

在其他构造(未图示)中，开关1315可具有对应于第一操作配置(例如，约20V的标称电压及约4Ah的电池容量)的第一位置及对应于第二操作配置(例如，约40V的标称电压及约2Ah的电池容量)的第二位置。开关1315可包括附加位置(例如，附加操作配置、非操作配置(例如，“关(OFF)”)等)。

利用气相沉积涂层264，在运送、售卖或使用前通常被移除(例如，在工厂)以例如防止短路的电池组电子设备的部件(例如，编码接头、高4针连接器(参见图45C)等)可保持安装，由此减少用于移除的人工成本。

金属壳体/核心可设置成环绕电池组来加压/涂覆以避免磨损及提供良好散热。在一些构造中，在被涂覆时可由超音波固定部件。

气相沉积涂层264在导电部件上提供另一绝缘层以协助防止在电池组100内的部件间的静电放电(ESD)。因为电压电弧会集中在角落或锐利边缘的部件上，所以涂层264也可在高电压场环境(例如，靠近电源线)中提供好处。涂层264可在边缘上提供绝缘。

在一些构造中，气相沉积涂层264可施加在散热器上，以便省略或减少绝缘材料。这也可允许移除或减少任何间隙使得散热器直接安装以改善热传送及减少成本(即，较不昂贵的阳极化)。散热器(及其他涂覆部件)可在组装前与后涂覆以提供所需的涂层特性及性能。

在例如用于照明应用的一些构造中，可施加气相沉积涂层264以控制电子设备同时允许更大的空气流。涂层264可施加在LED板上，因此不需要密封隔室(例如，通过垫圈)。

在一些构造中，气相沉积涂层264可施加在蓝牙低能量(BLE)模块上。相较于保形涂层，气相沉积涂层264不干涉BLE模块的操作、范围。图47示出包括BLE模块的追踪装置274。可涂覆装置的部件以使得维持部件的性能同时不需要另外的密封(例如，O型圈)。类似的追踪装置在2017年11月29日提交的美国临时专利申请号62/592,181中描述及说明，其全部内容通过引用并入本文。

在一些构造中，使用气相沉积涂层264可根据部件的结构/热需求省略封装电子设备的需求。当封装船的结构保留时，封装材料可省略或减少至协助散热所需的量。

电池组100组装过程可如下：如有必要，粘接标签/密封件34可施加在各个电池单元接头26上。接着将电池单元10安装在电池单元模块框架38中，且将多个紧固件安装在框架上。将导电带42组装在框架上且焊接(例如，电阻焊接)在电池单元接头上。安装、焊接且软焊包括PCB 156的电子设备以提供必要的电气连接。在焊接及软焊电子设备后，将气相沉积涂层264施加在组合的电池单元模块的部件上。在涂覆后，将多个紧固件安装在下壳体112上且接着安装在上壳体116上。

在一些构造中，气相沉积涂层264可取代或省略附加在各电池单元10上的粘接标签/密封件34的需求。在一些构造中，在安装至电池单元模块框架38中前，可由气相沉积涂层264涂覆多个单独电池单元10，因此不需要电池单元标签或密封件34来保护电池单元接头26。在一些构造中，除了密封件/垫圈30和/或粘接密封件34以外，也可提供气相沉积涂层264。在构造中，除了垫圈30和/或粘接密封件34以外，气相沉积涂层264也可提供侵入保护层。气相沉积涂层264覆盖包括垫圈30及电池单元接头部分26的电池单元10的全部暴露电池单元表面。

在一些构造中，可由气相沉积涂层264涂覆多个独立导电带42、焊接带140等以增加电压间的间距。若涂层(例如，帕利灵)足够薄(例如，小于或等于约20μm适合于焊接且不会影响任何相关部件(例如，电量计按钮)的操作)，则可通过气相沉积涂层264进行电阻焊接，且虽然这会在焊接点暴露电压电位，但整体带至带的有效电气间距会增加。

在一些构造中，施加气相沉积涂层264(例如，帕利灵)以涂覆PCBA 156。涂层264对例如感测电阻器、高电容器、大电阻器、环形大电感器等的复杂几何形状(在部件间的差异、不同形状(例如，圆柱体、矩形棱柱体、复杂多边形等)、多个堆叠部件等)提供均一涂层覆盖。

在一些构造中，马达部件可包括气相沉积涂层264。例如，可在定子叠片上施加气相沉积涂层264，由此可减少/调节(增加)自然共振频率(例如，由于质量改变)。

在另一示例中，马达磁铁(例如，烧结主磁铁、感测磁铁等)可包括气相沉积涂层264。这样的涂层可增加磁铁的强度(例如，铁氧体感测磁铁可能会变得非常脆且若断裂/破裂则会掉落)。对主磁铁而言，气相沉积涂层264可取代用以防止生锈的镍-铜-镍涂层，由此减少成本。相较于镍涂层，气相沉积涂层264也可增加对胶的粘着力。磁铁可在插入后涂覆定位，因此节省潜在的成本。涂覆过程可允许在未磁化时整体涂覆磁铁。

气相沉积涂层264可施加在绕组线上。涂层264可减少在小绕组线的引线(tangleads)上的断裂。

在一些构造中，气相沉积涂层264可取代在定子中的槽衬纸/介电体。通常，纸是绝缘体且不会良好地传送热。相反地，利用一些性质，气相沉积涂层264可改善由线圈至定子的热传送。气相沉积涂层264也可取代胶带，由此减少在磁铁线、转子及定子间的间距。气相沉积涂层264可有助于防止灰尘、碎屑、金属等堆积在涂覆的马达部件中。

在一些构造中，气相沉积涂层264可用于强化部件的安装。例如，气相沉积涂层264可用于强化电子部件在PCBA基材上的安装。具有等于或大于6μm的厚度的涂层可改善在部件间的安装。

在一些构造中，气相沉积涂层264包含环绕电池单元10的相变化材料。当物质改变相(例如，冷冻、熔化等)时，相变化材料储存及释放大量能量。相变化材料用于改善热管理，例如，在电池组100放电时散热。

相变化材料可与帕利灵一起使用来形成气相沉积涂层264以改善电池组100的热管理。因此，可使用气相沉积涂层264而非环绕包含相变化材料的电池单元10的套或封套。

在一些构造中，核心壳体38的一个或多个表面可由塑胶或其他非导电材料形成。使用塑胶或其他非导电材料减少或防止可能短路的风险且允许在施加气相沉积涂层264时将核心壳体38放置在金属夹具上。

在一些构造中，将气相沉积涂层264施加在一个或多个已至少部分地充电的电池单元10上。例如，在施加气相沉积涂层264前(例如，直接施加在电池单元10上、在将电池单元10组装在核心壳体38中后施加在电池单元核心104上等)，电池单元10被充电至充电状态(SOC)的约20％。在一些构造中，将气相沉积涂层264施加在已被充电到至少约10％SOC、约20％SOC、约25％SOC、约30％SOC、或以上的电池单元10上。电池单元10可被充电到约75％SOC或甚至约100％SOC。

电池组100可包括互相串联地或并联地连接的电池单元10的多个串联串276。各串联串276包括互相串联地连接的数个电池单元10。电池组100的各独立电池单元10可由模拟前端(AFE)280各自监测，如图42所示。

电池单元抽头柔性电路284用于连接独立电池单元10到AFE280。如图43所示，电池单元抽头柔性电路284包括连接到电池组100的单独电池单元10的多个电池单元抽头288(在电路板上用数字1至12示出)。在电池单元抽头柔性电路284的所示构造中，全部电池单元抽头288都在电池组100的一侧；在其他构造(未图示)中，电池单元抽头288可在电池组100的两侧。迹线292由各电池单元抽头288延伸至共同连接点296以将电池单元10电气地连接到连接点296。连接点296连接到AFE 280。

为了施加气相沉积涂层264，PCB 156组装在电池单元核心104上且放入涂覆机的腔室中。涂覆机减少腔室中的空气压力且供应无定形(amorphous)形式的气相沉积涂层(例如，帕利灵)，以将其施加在腔室的内容物上。接着将气相沉积涂层264施加在电池单元核心104及PCB 156的每个暴露的表面上。

如图43所示，迹线292可在电池单元抽头柔性电路284上互相非常靠近地延伸。因此，迹线292可能会在导电流体存在下短路。例如，进入电池组100且到电池单元抽头柔性电路284上的导电流体或材料(例如，海水)可能会使迹线292中的两个或更多个短路。

当迹线292短路时，电路部件(例如，电池单元10、迹线292、连接点296等)的温度可能会快速增加。所示电池单元抽头柔性电路284包括连接在迹线292上且在电池单元抽头288与连接点296间的电阻器300(在电路板上用R1至R12示出)。各迹线292包括至少一个电阻器300。若且当短路发生时，电阻器300会故障且故障地断路，因此使电池单元抽头288与连接点296间的连接中断以禁止或防止电池组100过热。

在一些实施方式中，电阻器300由正温系数电阻器/热阻器(PTC)取代。PTC的特征在于其电阻随着温度增加而增加。因此，若且当短路发生时，PTC的电阻增加，因此防止过大电流通过迹线292。即，PTC不会如电阻器300般地故障，而是PTC随着温度增加而增加其电阻。这可禁止或防止电池组100过热同时因为短路情况缓和后电路可再操作，所以可增加电池组100的使用寿命。

在一些构造中，在电力系统中的部件(例如，电池组100、电气装置204(电动工具、充电器等))及要涂覆和/或以其他方式密封的相关部件(例如，在电池单元接头上的粘接密封等)可基于系统的用途/应用来确定。例如，若系统将在涉及流体的应用(例如，水输送、管道、海运等)或其他污染物的应用中使用，相对于通常未涉及流体、污染物等的应用中使用的系统，可涂覆或密封相对较多的系统的元件的部件。

图49A至图49C与图51A至图51B示出可操作以为无线电气装置(参见图50A至图50B与图52；例如，电气装置，诸如电动工具、户外工具、其他机动装置、非机动装置等)供电的电池组100的多个实施方式。

各个电池组10包括具有标称电压(例如，在约3伏特(V)与约5V之间)及标称电池容量(例如，在约3安培小时(Ah)与约5Ah或更大(例如，到约9Ah)之间)的电池单元10。电池单元10可为任何可再充电电池单元化学类型，例如，锂(Li)、锂离子(Li-ion)、其他锂基的化学物质、镍镉(NiCd)、镍金属氢化物(NiMH)等。

电池组100包括多个电池单元10及其布置以提供所需输出(例如，标称电压、电池容量等)。电池组100可具有至少约12V至高达约100V的标称电压。

在图49A至图49C中，电池组100A至100C具有在约16V与约21V间的标称电压，且电池组100A的电池容量是电池组100C的电池容量的约三倍(例如，相较于约3Ah为约9Ah)。电池组100A具有在约140瓦-小时(Wh)与约190Wh间的能量，电池组100B具有在约95Wh与约130Wh间的能量，且电池组100C具有在约45Wh与约65Wh间的能量。

在图51A至图51B中，电池组100D至100E具有在约72V与约84V间的标称电压，且电池组100E的电池容量是电池组100D的电池容量的约两倍(例如，相较于约3Ah为约6Ah)。电池组100D具有在约215Wh与约255Wh间的能量，且电池组100E具有在约430Wh与约505Wh间的能量。

高功率电池组100包括可操作以输出在约20安培(A)与约130A间(例如，在约40A与约60A间、在约60A与约120A间、在约80A与约110A间等)的持续操作放电电流。电池单元可操作以输出高达约200A的尖峰放电电流。

在图49A至图49C中，电池组100A至100C具有在约18毫欧姆至约23毫欧姆的范围内的交流内阻(ACIR)。电池组100A至100C具有在约15mΩ至约25mΩ的范围内的直流内阻(DCIR)。在一些实施方式中，电池组100A至100C的DCIR为约21mΩ。在图51A中，电池组100D具有在约150mΩ至约160mΩ的范围内的交流内阻(ACIR)。电池组100D具有在约220mΩ至约260mΩ的范围内的直流内阻。在图51B中，电池组100E具有在约75mΩ至约80mΩ的范围内的交流内阻(ACIR)。电池组100E具有在约130mΩ至约170mΩ的范围内的直流内阻。

图49A示出具有“5S3P”配置(三个并联连接串的五个串联连接电池单元)的电池组100A，图49B示出具有“5S2P”配置(两个并联连接串的五个串联连接电池单元)的电池组100B，且图49C示出具有“5S1P”配置(一串的五个串联连接电池单元)的电池组100C。类似电池组在2017年7月25日提交的美国临时专利申请号62/536,807及2017年10月11日提交的美国临时专利申请号62/570,828，名称为“高功率电池供电的系统(HIGH POWER BATTERY-POWERED SYSTEM)”的申请中描述及说明，其全部内容通过引用并入本文。

图50A至图50B示出包括与电池组100A至100C一起使用的各种高功率电气装置的高功率电气系统1000、1100。例如，系统1000包括机动的电动工具(例如，圆锯(例如，蜗轮锯1010)、往复锯1014、台锯1018、斜切锯1022、角研磨机1026、SDS Max锤1030、压缩机1034、吸尘器1038等)、户外工具(例如，链锯1042、线式修剪机、树篱修剪机、鼓风机、割草机等)、其他机动装置(例如，车辆、收纳推车(utility cart)、越野车、休闲车等)等及非机动电气装置(例如，电源供应器、灯1046、测试装置、音响装置1050等)。

电气装置的系统1100可操作以由现有电池组1104或高功率电池组100A至100C提供电力。所示电气装置包括各种电动工具(例如，圆锯1110、往复锯1114、研磨机1126、吸尘器1138、电钻1154、钉枪1158、冲击驱动器/扳手1162等)、户外工具(例如，线式修剪机1166、树篱修剪机、鼓风机1170等)等及非机动电气装置(例如，音响装置1150、灯1174、测试装置等)。

在一些构造中，电池组100具有高达约20V(例如，约18V至约20V)的标称电压，且可操作以输出只在约1000瓦(W)至约1400W之间约50A至约70A间的电流。在一些构造中，电池组100可操作以输出高功率(例如，约1800W至约2400W或更高(2.4马力(hp)至3.0hp或更高)的尖峰功率)。为了实现这尖峰功率，高电流(例如，等于或大于约100A)由电池组100通过施加有气相沉积涂层264的互连及部件放电。

图51A示出具有“20S1P”配置(一串的二十个串联连接电池单元)的电池组100D，且图51B示出具有“20S2P”(两个并联连接串的二十个串联连接电池单元)的电池组100E。类似的电池组在2017年6月30日提交的美国临时专利申请号62/527,735，名称为“高功率电池供电的系统(HIGH POWER BATTERY-POWERED SYSTEM)”中描述及说明，其全部内容通过引用并入本文。

图52示出包括与电池组100D至100E一起使用的各种高功率电气装置的高功率电气系统1000。例如，系统1000包括手持式装置(即，被配置成可在使用期间由操作者支撑的装置)及非手持式装置(即，在使用期间被支撑在工作表面或支撑件上而非由操作者支撑的装置)。这种装置包括机动的电动工具(例如，电钻、冲击驱动器、冲击扳手、旋转锤、锤钻机、电锯(圆锯、切割锯1010、往复锯、斜切锯1014、台锯1018等)、取芯钻1022、电镐1026、破碎锤、压缩机1030、泵等)、户外工具(例如，链锯1034、线式修剪机、树篱修剪机、割草机等)、排水清洁及配管工具、建筑工具、混凝土工具、其他机动装置(例如，车辆、收纳推车、有轮和/或自走式工具等)等及非机动电气装置(例如，电源供应器1038、灯1042、AC/DC适配器1046、发电机等)。

在其他构造中，电池组100D至100E具有到达约80伏特(V)的标称电压。在构造中，电池组100D至100E可操作而输出高功率(例如，约2760W至等于或大于约3000W(3.7马力(hp)至等于或大于4.0hp的功率)一些持续的时间(例如，至少5至6分钟或更多)。为了执行这持续功率，高持续电流(例如，约50安培(A)或更多)由电池组100D至100E通过施加气相沉积涂层264的互连及部件放电。

图53A至图53E示出电池组100D的组装过程。组装由将电池单元10支撑在核心壳体38中来执行(如图53A所示)。将导电带42加入电池单元10以串联地或并联地连接电池单元10(如图53B所示)。将PCBA 156加入核心壳体38(如图53C所示)。在这步骤中可加入或可不加入端子块176。

接着将电池单元核心104放在涂覆机中且如上所述地执行气相沉积涂层264。一旦涂覆电核心组件104后，将核心密封件248加入核心壳体38以密封电池单元10(如图53D所示)。核心密封件248包括延伸在核心密封件248外以用于连接至PCBA 156及端子块176的电池单元电压抽头252。接着将柔性电路284加入核心组件104以将电池单元10耦合到PCBA156及端子块176(如图53E所示)。接着将核心组件104放置在电池组壳体108中(如图53F所示)。

在一些实施方式中，可在加入密封件248和/或柔性电路284后执行气相沉积涂覆。在这些实施方式中，可在气相沉积涂覆前或后加入端子块176。

图54A至图54E类似地示出了电池组100E的组装过程。组装由将电池单元10支撑在核心壳体38中来执行(如图54A所示)。将导电带42加入电池单元10以串联地或并联地连接电池单元10(如图54B所示)。将PCBA 156加入核心壳体38(如图54C所示)。在这步骤中可加入或可不加入端子块176。

接着将核心组件104放在涂覆机中且如上所述地执行气相沉积涂覆。一旦涂覆核心组件104后，将核心密封件248加入核心壳体38以密封电池单元10(如图54D所示)。核心密封件248包括延伸在核心密封件248外以用于连接至PCBA 156及端子块176的电池单元电压抽头252。接着将柔性电路284加入电池单元核心104以将电池单元10耦合到PCBA 156及端子块176(未示出)。接着将核心组件104放置在电池组壳体108中(如图54E所示)。在一些实施方式中，可在加入密封件248和/或柔性电路284后执行气相沉积涂覆。在这些实施方式中，可在气相沉积涂覆前或后加入端子块176。

因此，本发明可提供用于防止水侵入电池组100中的电池单元10或多个电池单元10的布置等。布置可包括用于电池组100的密封布置和/或电池组100的结构，其可操作而防止水入侵。

虽然本发明已参照一些优选实施方式来详细说明，但所述的本发明的一个或多个独立方面的范围及精神内存在多种变化及修改。

可在权利要求中阐述本发明的一个或多个独立特征和/或独立优点。

Claims (37)

1.一种电池组，包括：

外壳体；以及

电池单元模块，其相对于所述外壳体安装，所述电池单元模块包括

模块壳体，

多个电池单元，

第一导电元件，其电气地耦合到所述多个电池单元中的至少第一对，以及

第二导电元件，其相邻所述第一导电元件，并电气地耦合到所述多个电池单元中的至少第二对；在所述第一导电元件和所述第二导电元件之间存在电压差，所述第一导电元件与所述第二导电元件以一距离间隔开，所述距离相当于在每伏特0.6mm的电压差与每伏特1.2mm的电压差之间；

其中所述第一导电元件和所述第二导电元件之间的电势不大于17.0V；

还包括施加到所述电池单元模块的至少一部分的气相沉积涂层。

2.根据权利要求1所述的电池组，其中所述第一导电元件与所述第二导电元件以在5mm与9mm之间的距离间隔开。

3.根据权利要求1所述的电池组，其中每个电池单元具有至少18mm的电池单元直径和至少65mm的电池单元长度。

4.根据权利要求3所述的电池组，其中每个电池单元具有70mm的电池单元长度。

5.根据权利要求4所述的电池组，其中每个电池单元具有21mm的电池单元直径。

6.根据权利要求5所述的电池组，其中所述第一导电元件与所述第二导电元件以在6.5mm与8.5mm之间的距离间隔开。

7.根据权利要求1所述的电池组，其中所述多个电池单元包括第一电池单元与第二电池单元，所述第一电池单元与所述第二电池单元串联电气连接，并且其中所述电池单元模块包括与所述第一电池单元并联电气连接的第三电池单元。

8.根据权利要求7所述的电池组，其中所述电池单元模块包括第一串的串联连接的电池单元，所述第一串的串联连接的电池单元与第二串的串联连接的电池单元并联电气连接。

9.根据权利要求8所述的电池组，其中所述电池单元模块包括第三串的串联连接的电池单元，所述第三串的串联连接的电池单元与所述第一串和所述第二串并联电气连接。

10.根据权利要求9所述的电池组，其中所述第一导电元件与所述第二导电元件以在6.5mm与8.5mm之间的距离间隔开。

11.根据权利要求1所述的电池组，其中所述第一导电元件和所述第二导电元件之间的电势为至少8.0V。

12.根据权利要求1所述的电池组，其中所述气相沉积涂层提供大于所述距离的电气间隔距离。

13.根据权利要求1所述的电池组，其中所述气相沉积涂层被施加到以下组中的至少一个：所述模块壳体、所述多个电池单元中的至少一个、控制器、所述第一导电元件、和所述第二导电元件。

14.根据权利要求13所述的电池组，其中所述气相沉积涂层被施加到上整个所述电池单元模块。

15.根据权利要求1所述的电池组，其中所述气相沉积涂层包括聚（对二甲苯）聚合物。

16.根据权利要求15所述的电池组，其中所述气相沉积涂层包括帕利灵。

17.根据权利要求1所述的电池组，其中所述气相沉积涂层包括疏水性气相沉积涂层。

18.根据权利要求1所述的电池组，其中所述气相沉积涂层的厚度小于20μm。

19.根据权利要求1所述的电池组，还包括控制器，所述控制器包括：基材；支撑在所述基材上的电子部件；以及至少施加到所述电子部件的基底涂层，并且其中所述气相沉积涂层被施加在所述基底涂层上。

20.根据权利要求19所述的电池组，其中所述基底涂层被施加到所述基材和所述电子部件。

21.根据权利要求1所述的电池组，还包括电气地连接到所述多个电池单元的端子，该端子可操作以将所述多个电池单元连接到电气装置以用于电力传输；其中所述端子包括具有相对的接触表面的母端子，所述相对的接触表面可操作以接合所述电气装置的配合的公端子的相对面，并且其中所述气相沉积涂层被施加到所述母端子，所述相对的接触表面在涂覆过程中接合以防止所述气相沉积涂层被施加到所述接触表面。

22.根据权利要求1所述的电池组，其中所述模块壳体包括壁，所述壁具有面向所述外壳体的表面，所述壁包括从所述表面朝向所述外壳体突出的支座，以限制所述外壳体和所述表面之间的接合区域。

23.根据权利要求1所述的电池组，其中所述外壳体为所述气相沉积涂层提供紫外线保护。

24.根据权利要求1所述的电池组，其中所述气相沉积涂层被施加到所述模块壳体的至少一部分，其中所述模块壳体包括在组装所述电池组之后暴露的部分，并且其中至少以下之一：

所述暴露的部分的表面在施加所述气相沉积涂层期间被遮盖；

在施加所述气相沉积涂层之前，所述暴露的部分的表面的至少一部分被粗糙化；

所述气相沉积涂层掺杂有抗紫外线材料；以及

所述电池单元模块包括支撑所述多个电池单元的第一模块壳体部分和具有所述暴露的部分的第二模块壳体部分，所述气相沉积涂层被施加到所述第一模块壳体部分，在将所述气相沉积涂层施加到所述第一模块壳体部分之后，所述第二模块壳体部分连接到所述第一模块壳体部分。

25.根据权利要求1所述的电池组，其中所述多个电池单元中的一个包括单元接头，其中所述电池单元模块还包括可操作以密封所述单元接头的密封件，并且其中所述气相沉积涂层被施加到所述密封件。

26.根据权利要求1所述的电池组，其中所述电池单元模块包括密封件，所述密封件可操作以密封所述多个电池单元中的至少一个与所述第一和第二导电元件之间的接口，并且其中所述气相沉积涂层被施加到所述密封件。

27.根据权利要求1所述的电池组，其中所述气相沉积涂层具有在200V/μm和300V/μm之间的介电击穿强度。

28.根据权利要求21所述的电池组，其中所述多个电池单元可操作以在50℃和110℃的操作温度向所述电气装置供应放电电流。

29.根据权利要求1所述的电池组，其中当暴露于无机试剂或有机溶剂时，所述气相沉积涂层向涂覆的部件提供小于10％膨胀的耐腐蚀性。

30.根据权利要求1所述的电池组，其中所述多个电池单元中的至少一个具有电池容量，并且其中所述气相沉积涂层被施加到已至少部分地充电的电池单元。

31.根据权利要求30所述的电池组，其中所述气相沉积涂层被施加到被充电至所述电池容量的至少20％的电池单元。

32.根据权利要求1所述的电池组，其中所述电池组可操作以向机动的电气装置供应放电电流。

33.根据权利要求32所述的电池组，其中所述电池组可操作以向电动工具和户外工具中的至少一个供应放电电流。

34.根据权利要求33所述的电池组，其中所述电池组可操作以向锯供应放电电流。

35.根据权利要求33所述的电池组，其中所述电动工具和所述户外工具中的至少一个包括手持式工具，所述手持式工具在操作期间可由使用者支撑。

36.根据权利要求1所述的电池组，其中所述多个电池单元中的每一个具有锂基化学物质。

37.根据权利要求1所述的电池组，其中所述多个电池单元具有至少60Wh的能量。