CN117461202A - 电池单体组件 - Google Patents

Abstract

提供一种电池单体组件。该电池单体组件包括：壳体，壳体配置为限定容纳空间；电池单体，电池单体容纳在容纳空间中；盖，盖配置为限定安装空间并安装在壳体上；以及元件构件，元件构件设置在安装空间中并且与盖的限定安装空间的壁间隔开，以安装在板上，从而安全地保护其中的元件构件。此外，电池单体组件包括支撑构件，支撑构件设置在比元件构件高的位置处，以保护元件构件免受外部冲击影响，此外，还应用在中部具有孔的板，以使金属板通过孔暴露于底表面，以连接到电池单体。

Description

电池单体组件

技术领域

本公开内容涉及一种电池单体组件，更具体地说，涉及一种能够安全地保护其中的元件构件的电池单体组件。

背景技术

通常，根据外部设备的类型，电池单体组件具有能够自由安装到外部设备和与外部设备分离的可拆卸结构，或者具有嵌入外部设备中的内置结构。例如，具有可拆卸结构的电池单体组件主要用于笔记本电脑等外部设备，而具有内置结构的电池单体组件主要用于智能手机、智能平板电脑等外部设备。

这里，设置在电池单体组件中的电池单体有因过度充电或过电流而发热或爆炸的风险。因此，为了控制电池单体组件的异常状态，电池单体组件中可以设置例如保护电路模块(PCM)的元件。

然而，由于该元件的耐用性较弱，当电池单体组件跌落或外部冲击作用于电池单体组件时，该元件可能很容易被打破或损坏。因此，该元件可能无法正确控制电池单体组件，从而使电池单体组件无法正常工作。

以下专利文件1中介绍了这种现有技术的示例。

(专利文件1)KR10-1650030B

发明内容

技术问题

本公开内容提供了一种能够减少施加到其中的元件构件的冲击的电池单体组件。

本公开内容还提供了一种能够通过保护其中的元件构件来提高耐用性的电池单体组件。

技术方案

根据示例性实施例，电池单体组件包括：壳体，壳体由第一侧框架和下框架构成，以在下框架上方限定容纳空间；电池单体，电池单体容纳在容纳空间中；盖，盖由第二侧框架和上框架构成，以使第二侧框架与第一侧框架接合，盖安装在壳体上，以在上框架的下部与电池单体的上部之间限定安装空间；以及元件构件，元件构件设置在安装空间中并且与上框架在垂直方向上间隔开。

元件构件可以比上框架更靠近电池单体，以在上框架与设置在元件构件中的元件之间限定预定间隔距离。

元件构件可以包括：板，板安装在电池单体上；以及元件，元件与上框架在垂直方向上间隔开并安装在板上。

上框架与元件之间的预定间隔距离可以为约0.3mm以上至约0.7mm以下。

电池单体组件可以进一步包括支撑构件，支撑构件在垂直方向上的长度比元件在垂直方向上的长度大，并安装在板与上框架之间。

支撑构件的至少一部分可以在垂直方向上可伸缩以吸收冲击。

支撑构件可以具有热量通过其从元件构件传递到盖的路径。

板可以包括印刷电路板，元件可以包括电容器和热敏电阻。

在电池单体组件中，板可以包括印刷电路板，印刷电路板可以在其中部具有孔，其中，电池单体组件可以进一步包括：金属板，金属板具有上端和下端，上端卡在印刷电路板的顶表面上，下端通过孔暴露于印刷电路板的底表面，以安装在印刷电路板上；以及电池单体，电池单体设置在印刷电路板的下方并且包括焊接部，焊接部被焊接到金属板的通过孔暴露的至少一部分区域。

金属板可以与印刷电路板的孔的内侧直接接触，并且金属板的上端可以与印刷电路板的顶表面的边缘间隔开预定距离。

有益效果

根据示例性实施例，可以减少外力施加到电池单体组件内的元件构件的冲击。因此，可以安全地保护电池单体组件内部的元件构件以提高耐用性。因此，可以延长电池单体组件的寿命，并且可以便于电池单体组件的维护。

附图说明

图1是示出根据示例性实施例的电池单体组件的结构的视图。

图2是示出根据示例性实施例的元件与盖间隔开的结构的视图。

图3是示出根据示例性实施例的在盖与板之间安装有支撑构件的结构的视图。

图4是示出根据另一示例性实施例的在盖与板之间安装有支撑构件的结构的视图。

图5是示出根据示例性实施例的支撑构件与盖一体形成的结构的视图。

图6是示出根据相关技术的圆柱形电池单体组件的概念图。

图7是示出根据示例性实施例的圆柱形电池单体组件的概念图。

具体实施方式

以下，将参考附图详细描述实施例。然而，本公开可以以不同的形式体现，不应理解为仅限于本文中描述的实施例。相反，提供这些实施例是为了使本公开彻底和完整，并将本公开的范围完全传达给本领域的技术人员。以清楚地说明，附图中的各层和区域的尺寸被夸大。在附图中相同的附图标记指代相同的元件。

图1是示出根据示例性实施例的电池单体组件的结构的视图，图2是示出根据示例性实施例的元件与盖间隔开的结构的视图。以下，将描述根据示例性实施例的电池单体组件。

根据示例性实施例的电池单体组件是用于向电子设备提供电力的装置。参考图1，电池单体组件100包括壳体110、电池单体120、盖130以及元件构件140。

壳体110包括第一侧框架111和下框架112。第一侧框架111限定壳体110的外部外观的侧面的圆周，而下框架112连接到第一侧框架111的下部，以限定壳体110的外部外观的下部。因此，可以在下框架112上方限定容纳空间。也就是说，由下框架112和第一侧框架包围的空间可以是容纳空间。例如，壳体可以被制造成在其中限定的容纳空间的软包的形式，并且壳体的顶表面可以被开口以限定第一开口。然而，壳体110的形状和结构不限于此，并可以变化。

电池单体120容纳在壳体110内部的容纳空间中。例如，电池单体120可以沿着容纳空间的形状设置为矩形板形状，并且电池单体120的体积可以小于或等于容纳空间的体积。因此，电池单体120可以通过第一开口插入容纳空间。

此外，电池单体120具有这样的结构：正极和负极之间层叠有介二其间的隔膜，并设有包括负极引线和正极引线的引线部。然而，电池单体120的形状和结构不限于此，并可以变化。

盖130包括第二侧框架131和上框架132。第二侧框架131限定盖130的外部外观中侧面的圆周，并且上框架131与第二侧框架131的上部连接以限定盖130的外部外观的上部。因此，可以在上框架132的下部与电池单体120的上部之间限定安装空间。也就是说，由上框架132的下部、电池单体120的上部和第二侧框架131包围的空间可以是安装空间。因此，盖130的底表面可以被开口以限定第二开口。

此外，盖130可以可拆卸地安装在壳体110上。也就是说，第二侧框架131的下部和第一侧框架111的上部可以彼此接合，从而使盖130和壳体110的内部被密封。由于第一开口被限定在壳体110的顶表面中，第二开口被限定在盖130的底表面中，所以容纳空间和安装空间S可以通过开口彼此连通。然而，盖130的形状和结构不限于此，并可以变化。

元件构件140设置在盖130内部的安装空间S中。例如，元件构件140可以是保护电路模块(PCM)，电池单体120的引线部可以电连接到元件构件140。因此，元件构件140可以检测电池单体120的异常状态，如过度充电或过电流。当检测到电池单体120的异常状态时，可以控制电池单体120，以抑制或防止发热和爆炸。

此外，元件构件140在安装空间S中与盖130的上框架132在垂直方向上间隔开。因此，元件构件140可以设置为比上框架132更靠近电池单体120，并且可以在设置在元件构件140中的元件142与上框架132之间限定预定间隔距离。因此，当外力作用于盖130时，由于可以防止冲击力直接作用于元件142，从而抑制或防止元件142被损坏。元件构件140包括板141和元件142。

板141可以安装在电池单体120上。板141可以是印刷电路板(PCB)。因此，电池单体120的引线部和元件142可以安装在板141上。向电池单体120供电或与外部电子设备电连接的外部输入/输出端子(未示出)从电池单体120接收电源，可以结合到板141。然而，板141的结构不限于此，并可以变化。

元件142可以安装在板141上。元件142可以配置为由有源元件或其中设置有集成电路的保护元件组成的安全元件，以防止电池单体120因过度充电、过度放电或过电流而过热和爆炸。例如，元件142可以包括电容器142a和热敏电阻142b。

此外，元件142可以设置为面对上框架132，并且可以与上框架132在垂直方向上间隔开。因此，可以限定能够通过元件142和上框架132之间的距离吸收施加到元件142的冲击的空间。因此，可以通过防止施加到盖130的外力直接传递到元件142而保护元件142。

例如，当电池单体组件100跌落，从而盖130与地板碰撞时，盖130被元件142与盖130的壁之间的距离挤压变形以吸收冲击。因此，可以使施加到元件142的冲击最小化，这种冲击在电池单体组件100跌落时发生。因此，元件142可以被稳定地保护，以抑制或防止元件142被损坏。

这里，当壁与盖130的板141之间的一个方向(或垂直方向)的距离A约为1.2mm以上至约0.8mm以下时，上框架132与元件142之间在垂直方向上的间隔距离B可以为约0.3mm以上至约0.7mm以下。如果上框架132与元件142之间在垂直方向上的间隔距离B小于约0.3mm，则不能提供足够的空间来吸收施加到元件142的冲击，因此可能无法安全地保护元件免受外力的冲击。当上框架132与元件142之间垂直方向上的间隔距离B超过约0.7m时，盖130的尺寸可能变得过大，从而降低了电池单体组件100的空间利用率。因此，上框架132与元件142之间的间隔距离B可以被设定为在稳定地保护元件142的同时，防止电池单体组件100的空间利用率降低。

与上框架132之间的间隔距离可以根据元件142而不同地设置。例如，当热敏电阻142b比电容器142a具有更好的耐用性时，热敏电阻142b在垂直方向上的长度可以比电容器142a在垂直方向上的长度长。也就是说，上框架132与热敏电阻142b之间在垂直方向上的间隔距离可以比上框架132与电容器142a之间在垂直方向上的间隔距离小。因此，当盖130被冲击挤压变形时，上框架132可以与耐用性强的热敏电阻142b碰撞，而上框架132可以不被热敏电阻142b挤压变形至电容器142a的位置的程度，因此电容器142a可以不与上框架132碰撞。因此，具有可以更安全地保护耐用性弱的元件。然而，设置元件142在一个方向上的长度的方法并不限于此，并可以变化。

如上所述，上框架132与元件构件140可以彼此间隔开，以减少施加到电池单体组件100内的元件构件140的冲击。因此，可以安全地保护电池单体组件100内的元件构件140，从而改善了耐用性。因此，可以延长电池单体组件100的寿命，并且可以便于电池单体组件100的维护。

图3是示出根据示例性实施例在盖与板之间安装有支撑构件的结构的视图，图4是示出根据另一示例性实施例在盖与板之间安装有支撑构件的结构的视图。以下，将描述根据示例性实施力的支撑构件。

参考图3和图4，电池单体组件100可以进一步包括支撑构件150。支撑构件150与元件构件140一起设置在安装空间S中。支撑构件150可以在垂直方向上延伸。支撑构件150在垂直方向上的长度可以比元件142在垂直方向上的长度长，并且支撑构件150可以安装在板141与盖130的壁之间。

例如，如图3所示，支撑构件150可以设置为圆杆形。由于支撑构件150在垂直方向上比元件142长，所以元件142和上框架132可以通过支撑构件150与元件142之间在垂直方向上的长度在垂直方向上彼此间隔开。因此，支撑构件150可以将上框架132与元件142稳定地间隔开。因此，即使在对盖130施加冲击时，由于盖130的外部外观被支撑构件150稳定地保持，所以可以更有效地抑制或防止冲击被传递到元件142。

在这种情况下，支撑构件150可以设置为中空形状。因此，在支撑构件150使上框架132和元件142彼此间隔开的同时，可以减轻重量。因此，可以尽量减少电池单体组件100的重量的增加。然而，支撑构件150的形成和结构并不限于此，并可以变化。

此外，可以设置多个支撑构件150。元件142可以设置在板141的中部，而支撑构件150可以设置在板141的外部处，以沿着板141的圆周设置。因此，支撑构件150可以支撑上框架132的不同部分，因此可以更稳定地保持盖130的外部外观。然而，设置支撑构件150的结构并不限于此，并可以变化。

这里，支撑构件150可以由导热材料制成。因此，支撑构件150可以提供热量通过其从元件构件140传递到盖130路径。因此，从元件142或电池单体120产生的热量可以转移到板141，而转移到板141的热量可以通过支撑构件150转移到盖130，然后辐射到外部。支撑构件150可以有效抑制或防止元件142或电池单体120过热。

此外，当设置多个支撑构件150时，元件构件140的不同区域的热量可以通过不同的支撑构件150辐射到外部。因此，可以整体上均匀地散发元件构件140的热量，可以抑制或防止元件142或电池单体120局部过热。

如图4所示，支撑构件150’可以设置为至少一部分能够在垂直方向上被伸缩的形状。例如，支撑构件150’可以设置为能够在垂直方向上伸缩的弹簧的形式。因此，当对盖130施加冲击时，支撑构件150’可以吸收冲击，同时在安装空间S中在垂直方向上伸缩，以更多地抑制或防止冲击传递到元件142。

这里，支撑构件150’在垂直方向上的最大收缩长度可以比元件142的长度长。因此，即使当支撑构件150’收缩时，也可以防止盖130的壁与元件142接触，从而防止元件142因与盖130的壁碰撞而损坏。

此外，弹簧状的支撑构件150’可以设置为多个。因此，由于支撑构件150’在不同的区域吸收冲击，即使冲击被施加到盖130的任意位置，支撑构件150’也可以容易地吸收冲击。因此，支撑构件150’可以更有效地抑制或防止冲击力传递到元件142。然而，支撑构件150’可以不设置为弹簧的形状，而是可以由能够伸缩的材料制成，而且可以有各种实施例的组合。

如上所述，支撑构件150可以使上框架132与元件构件140稳定地间隔开。因此，当盖130收到冲击时，支撑构件150可以更有效地抑制或防止盖130的壁和元件构件140彼此碰撞。因此，可以安全地保护电池单体组件100内的元件构件140，以延长电池单体组件100的寿命并且便于维护。

根据示例性实施例的支撑构件150可以与盖130一体形成，如图5中所示。当从上框架132延伸的最远的一端被支撑在板141的顶表面时，从一体形成的支撑构件150到上框架132的高度可以设置为大于从板141向上突出的各个元件142的高度，以保护元件免受上部的冲击。

如图5所示，支撑构件150可以具有与第二侧框架131的内周部间隔开预定距离的格子结构。在这种情况下，支撑构件150可以执行增强盖130的横向刚性的功能。

与图2至图4所示的支撑构件150不同，延伸部的从上框架132沿垂直方向的延伸部的端部可以延伸到板141的侧部与第二侧框架131之间的空间中，而不与板141的顶部表面接触。在这种情况下，支撑构件150的高度被限定为大体上与第二侧框架131的高度相同，以使支撑构件150与盖130一体形成，并且当盖130与电池单体组件组装时，延伸部在垂直方向上的端部可以与第二侧框架131的下部和第一侧框架111的上部接合并支撑在第二侧框架131的下部和第一侧框架111的上部，从而被电池单体120的顶部表面支撑。在这种情况下，支撑构件150的高度和第二侧框架131的长度大于元件142的高度和板141的厚度之和。

在示例性实施例中，另外，可以改进金属板1200与印刷电路板电连接的结构，以提供增强了其刚性的电池单体组件，从而解决易受外部冲击的缺点。此外，可以不进行弯曲加工，以防止由于弯曲加工而发生的组装误差，并且可以不使用绝缘胶带，以实现成本节约。

图6是示出根据相关技术的圆柱形电池单体组件的概念图。

参考图6，根据相关技术的圆柱形电池单体组件包括电池单体10、金属板20、印刷电路板30、绝缘胶带40、帽盖50以及泡沫胶带60。

具体而言，为了制造根据相关技术的圆柱形电池单体组件，将金属板20和电池单体10的正极彼此焊接，然后将金属板20弯曲两次，以环绕印刷电路板30的顶表面、侧面和底表面。然后，绝缘胶带40设置在金属板20与印刷电路板30的底表面之间。此后，帽盖50被组装在印刷电路板30上，泡沫胶带60被粘附在帽盖50上。

根据相关技术的圆柱形电池单体组件具有这样的缺点：由于弯曲的组装误差、组装强度等原因，其刚性较弱，因此电池单体组件容易受到外部冲击，并且由于绝缘胶带40的额外成本，成本增加。

图7是示出根据示例性实施例的圆柱形电池单体组件的概念图，其说明了改善上述缺点的结构。

参考图7，根据示例性实施例的电池单体组件包括印刷电路板1100、金属板1200和电池单体1300。

印刷电路板1100在其中部设置有孔1110。印制电路板1100是用于电路元件的表面贴装技术(SMT)的部分。中部孔1110是安装(或组装)金属板1200的部分。

金属板1200具有上端1210和下端，上端1210卡在印刷电路板1100的顶表面上，下端通过孔1110暴露于印刷电路板1100的底表面，以安装在印刷电路板1100上。金属板1200与印刷电路板1100一起构成集成的保护电路模块(PCM)。

电池单体1300设置在印刷电路板1100的下方并且包括焊接部1310，该焊接部1310焊接到金属板1200的通过孔1110暴露的至少一部分区域。

在根据示例性实施例的电池单体组件中，由于上述结构，可以增强保护电路模块(PCM)与电池单体之间的固定力，可以防止由于根据相关技术的电池单体组件的弯曲工序而产生的组装误差，并且不需要单独的绝缘胶带。因此，可以降低成本并保证较小的整体包装尺寸，以满足客户需求。

作为一个示例，在电池单体1300中，正极设置在焊接部1310上。也就是说，焊接部1310是电池单体1300的正极与金属板1200彼此焊接的部分。

金属板1200与印刷电路板1100的孔1110的内侧直接接触。在示例性实施例中，术语“直接接触”表示在金属板1200与孔1110的内侧之间不包括其他构件。

在一个实施例中，金属板1200的上端1210可以与印刷电路板1100的顶表面的边缘间隔开预定距离。由于没有执行根据相关技术的圆柱形电池单体组件的弯曲工序，所以金属板1200可以设置为与印刷电路板1100的边缘间隔开。另一方面，参考图6，由于根据相关技术的圆柱形组件经受了弯曲工序，所以金属板20设置为围绕印刷电路板30的边缘。

作为另一示例，金属板1200具有焊接到印刷电路板1100的焊接表面。例如，焊接表面可以是与孔1110的内侧直接接触的表面。

根据示例性实施例的电池单体可以是圆柱形电池单体。作为圆柱形电池单体的组件，使用各种已知的材料，并且没有特别的限制。

此外，根据本申请的电池单体组件包括围绕电池单体外部的电池单体盖(未示出)以及覆盖板的上部的同时与电池单体盖组装在一起的帽盖1400。

此外，电池单体组件可包括粘附在帽盖1500的上部的泡沫胶带1500。泡沫胶带1500通过被压缩实现了整体尺寸的自由度，并用于保护电池单体组件免受外部冲击。

本公开的描述和附图中使用的符号的含义如下。

100：电池单体组件 110：壳体

120、1300：电池单体 130：盖

S：安装空间 140：元件构件

141、1100：板(PCB) 142：元件

150：支撑构件 1200：金属板

Claims (18)

1.一种电池单体组件，包括：

壳体，所述壳体由第一侧框架和下框架构成，以在所述下框架上方限定容纳空间；

电池单体，所述电池单体容纳在所述容纳空间中；

盖，所述盖由第二侧框架和上框架构成，以使所述第二侧框架与所述第一侧框架接合，所述盖安装在所述壳体上，以在所述上框架的下部与所述电池单体的上部之间限定安装空间；以及

元件构件，所述元件构件设置在所述安装空间中并且与所述上框架在垂直方向上间隔开。

2.根据权利要求1所述的电池单体组件，其中，所述元件构件设置为比所述上框架更靠近所述电池单体，以在所述上框架与设置在所述元件构件中的元件之间限定预定间隔距离。

3.根据权利要求2所述的电池单体组件，其中，所述元件构件包括：

板，所述板安装在所述电池单体上；以及

元件，所述元件与所述上框架在垂直方向上间隔开并安装在所述板上。

4.根据权利要求2所述的电池单体组件，其中，所述上框架与所述元件之间的所述预定间隔距离为约0.3mm以上至约0.7mm以下。

5.根据权利要求3所述的电池单体组件，还包括支撑构件，所述支撑构件在垂直方向上的长度大于所述元件在垂直方向上的长度，并安装在所述板与所述上框架之间。

6.根据权利要求5所述的电池单体组件，其中，所述支撑构件与所述盖一体形成。

7.根据权利要求5所述的电池单体组件，其中，所述支撑构件与所述盖一体形成，并具有从所述第二侧框架的内周部延伸的格子结构，

其中，所述支撑构件在垂直方向上的长度大于所述元件在垂直方向上的长度与所述板的厚度之和，并且

在所述板的侧部与所述第二侧框架之间限定有空间。

8.根据权利要求5所述的电池单体组件，其中，所述支撑构件的至少一部分能够在垂直方向上伸缩以吸收冲击。

9.根据权利要求5所述的电池单体组件，其中，所述支撑构件具有热量通过其从所述元件构件传递到所述盖的路径。

10.根据权利要求3至7中任意一项所述的电池单体组件，其中，所述板包括印刷电路板，并且

所述印刷电路板在其中部具有孔，

其中，所述电池单体组件还包括：

金属板，所述金属板具有上端和下端，所述上端卡在所述印刷电路板的顶表面上，所述下端通过所述孔暴露于所述印刷电路板的底表面，以安装在所述印刷电路板上；以及

电池单体，所述电池单体设置在所述印刷电路板的下方并且包括焊接部，所述焊接部被焊接到所述金属板的通过所述孔暴露的至少一部分区域。

11.一种电池单体组件，包括：

印刷电路板，所述印刷电路板在其中部具有孔，

金属板，所述金属板具有上端和下端，所述上端卡在所述印刷电路板的顶表面上，所述下端通过所述孔暴露于所述印刷电路板的底表面，以安装在所述印刷电路板上；以及

电池单体，所述电池单体设置在所述印刷电路板的下方并且包括焊接部，所述焊接部被焊接到所述金属板的通过所述孔暴露的至少一部分区域，所述金属板。

12.根据权利要求11所述的电池单体组件，其中，在所述电池单体中，正极设置在所述焊接部上。

13.根据权利要求12所述的电池单体组件，其中，所述金属板与所述印刷电路板的所述孔的内侧直接接触。

14.根据权利要求11所述的电池单体组件，其中，所述金属板的所述上端与所述印刷电路板的所述顶表面的边缘间隔开预定距离。

15.根据权利要求11所述的电池单体组件，其中，所述金属板具有焊接到所述印刷电路板的焊接表面。

16.根据权利要求11所述的电池单体组件，其中，所述电池单体包括圆柱形电池单体。

17.根据权利要求11所述的电池单体组件，还包括：

电池单体盖，所述电池单体盖被配置为围绕电池单体的外部，以及

帽盖，所述帽盖在覆盖所述板的上部的同时与所述电池单体盖组装在一起。

18.根据权利要求17所述的电池单体组件，还包括泡沫胶带，所述泡沫胶带粘附在所述帽盖的上部。