CN219040555U - 电芯组件及电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电芯组件及电池，包括电芯和电路板组件，电芯包括电芯本体和极耳，电路板组件包括电路板，电路板包括连接区和功能区，连接区和极耳连接，功能区设置有BMS模块，其中，至少部分电路板为可弯折的柔性板，以使连接区和功能区相对弯折至不同平面。通过上述电路板中的可弯折的柔性板，直接连通了电路板的功能区和连接区，省去了电路板的连接区和功能区的焊接过程，简化了电池的连接工艺。

Description

电芯组件及电池

技术领域

本申请涉及电池及电池连接技术领域，尤其是一种电芯组件及电池。

背景技术

聚合物锂离子电池由于具有尺寸可定制化、超薄化、轻量化、更高的安全性以及更高的能量密度等优点，成为对重量有要求的电子设备的首选。例如无人机、手持无线吸尘器、扫地机等。

聚合物锂离子电池要作为电子设备的能量来源还需要增加电池管理系统(Battery Management System，BMS)、转接板、外壳及相关辅料包封装成电池组。BMS中各连接器都焊接在BMS板上，通过电信号智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充或过放电，监控电池状态，延长电池的使用寿命。转接板主要是为了将聚合物锂离子电池的正负极耳进行串、并连，并设置其为对单个电芯监控的采集点，转接板上也同样具有印刷电路。其中，BMS板与转接板上设有相对应的焊点，连接BMS板与转接板时，需要采用导线或镍片、铜片等材料进行焊接。

然而，BMS板与转接板连接时的焊点多，焊接工艺复杂。

实用新型内容

本申请提供一种电芯组件及电池，能够简化焊接工艺。

为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种电芯组件，包括电芯和电路板组件，所述电芯包括电芯本体和极耳，所述电路板组件包括电路板，所述电路板包括连接区和功能区，所述连接区和所述极耳连接，所述功能区设置有BMS模块，其中，至少部分所述电路板为可弯折的柔性板，以使所述连接区和所述功能区相对弯折至不同平面。

作为一种可能的实施方式，所述电路板的位于所述连接区的部分设置有连接孔，所述连接孔和所述极耳对应设置，且所述极耳穿设于所述连接孔内，以和所述电路板连接。

作为一种可能的实施方式，所述电路板组件还包括导电镍片，所述导电镍片贴设于所述电路板表面，并和所述电路板内的电路连接。

作为一种可能的实施方式，所述电路板组件还包括硬质的补强板，所述补强板贴设于所述柔性板的表面。

作为一种可能的实施方式，整个所述电路板均为可弯折的柔性板。

作为一种可能的实施方式，所述电路板为柔性电路板FPC(Flexible PrintedCircuit)。

作为一种可能的实施方式，所述电路板包括第一板体、柔性连接部和第二板体，所述柔性连接部连接于所述第一板体和所述第二板体之间，所述连接区设置于所述第一板体上，所述功能区设置于所述第二板体上。

作为一种可能的实施方式，所述柔性连接部为柔性电路板。

作为一种可能的实施方式，所述第二板体和所述柔性连接部均为至少两个，至少两个所述第二板体分别通过对应的所述柔性连接部连接于所述第一板体的相对两端，所述BMS模块的不同部分分别设置于至少两个所述第二板体上。

作为一种可能的实施方式，所述BMS模块包括至少两个连接器，不同所述连接器分别设置于不同所述第二板体上。

作为一种可能的实施方式，两个所述第二板体的一者叠设在所述第一板体的背离所述电芯的一侧，另一者设置于所述电芯的侧方。

第二方面，本申请可提供一种电池，包括前述任一项所述的电芯组件。

本申请提供一种电芯组件及电池，包括电芯和电路板组件，所述电芯包括电芯本体和极耳，所述电路板组件包括电路板，所述电路板包括连接区和功能区，所述连接区和所述极耳连接，所述功能区设置有BMS模块，其中，至少部分所述电路板为可弯折的柔性板，以使所述连接区和所述功能区相对弯折至不同平面。通过电路板中的可弯折的柔性板，直接连通了电路板的功能区和连接区，省去了焊接过程，简化了连接工艺。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的实施例一中的电芯组件结构示意图一；

图2为本申请实施例提供的实施例一中的电芯组件结构示意图二；

图3为本申请实施例提供的实施例一中的电路板结构的俯视图；

图4为本申请实施例提供的实施例一中的电路板结构的主视图；

图5为本申请实施例提供的实施例一中的电路板结构的仰视图一；

图6为本申请实施例提供的实施例一中的电路板结构的爆炸图一；

图7为本申请实施例提供的实施例一中的电路板结构的仰视图二；

图8为本申请实施例提供的实施例一中的电路板结构的爆炸图二；

图9为本申请实施例提供的实施例二中的电路板结构的俯视图；

图10为本申请实施例提供的实施例二中的电路板结构的主视图；

图11为本申请实施例提供的实施例二中的电路板结构的仰视图；

图12为本申请实施例提供的实施例二中的电芯组件的结构示意图一；

图13为本申请实施例提供的实施例二中的电芯组件的结构示意图二；

图14为本申请实施例提供的实施例三中的电路板结构的爆炸图；

图15为本申请实施例提供的实施例三中的电路板结构的俯视图；

图16为本申请实施例提供的实施例三中的电路板结构的主视图；

图17为本申请实施例提供的实施例三中的电路板结构的仰视图；

图18为本申请实施例提供的实施例四中的电路板结构的俯视图；

图19为本申请实施例提供的实施例四中的电路板结构的主视图；

图20为本申请实施例提供的实施例四中的电路板结构的仰视图；

图21为本申请实施例提供的实施例四中的电芯组件结构示意图。

附图标记说明：

100-电芯组件；110-电芯；120-电路板组件；

1101-电芯本体；1102-极耳；1201-电路板；1202-功能区；1203-连接区；1204-连接孔、矩形连接孔、细连接孔；1205-柔性连接孔；1206-导电镍片、方形导电镍片、L型导电镍片；1207-补强板、第一补强板、第二补强板；1208-连接器；1209-第一板体；1210-第二板体；1211-柔性连接板体。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

现有技术中，聚合物锂离子电池要作为电子设备的能量来源还需要增加BMS、转接板、外壳及相关辅料包封装成电池组。BMS中包含了对电池监测的各个模块，例如：电压监测模块、电流监测模块、温度监测模块、均衡控制模块等。各连接器对应连接BMS模块电路，且将连接器焊接在BMS板上，通过电信号智能化管理及维护各个电池单元，防止电池出现过充或过放电，监控电池状态从而延长电池的使用寿命。转接板主要是为了将聚合物锂离子电池的正负极耳进行串、并连，并设置其为对单个电芯监控的采集点，转接板上也同样具有印刷电路。其中，BMS板与转接板上设有相对应的焊点，连接BMS板与转接板时，需要采用导线或镍片、铜片等材料进行焊接。然而，BMS板与转接板连接时的焊点多，焊接工艺复杂。

为了克服现有技术中的缺陷，本申请提供了一种电芯组件及电池，包括电芯和电路板组件，电芯包括电芯本体和极耳，电路板组件包括电路板，电路板包括连接区和功能区，连接区和极耳连接，功能区设置有BMS模块，其中，至少部分电路板为可弯折的柔性板，以使连接区和功能区相对弯折至不同平面。通过电路板中的可弯折的柔性板，直接连通了电路板的功能区和连接区，省去了焊接过程，简化了连接工艺。

下面将结合附图详细的对本实用新型的内容进行描述，以使本领域技术人员能够更加清楚详细的了解本实用新型的内容。

实施例一

本申请提供一种电芯组件100，包括电芯110和电路板组件120，电芯110包括电芯本体1101和极耳1102，电路板组件120包括电路板1201，电路板1201包括连接区1203和功能区1202，连接区1203和极耳1102连接，功能区1202设置有BMS模块，其中，至少部分电路板1201为可弯折的柔性板，以使连接区1203和功能区1202相对弯折至不同平面。

图1为本申请实施例提供的实施例一中的电芯组件结构示意图一；图2为本申请实施例提供的实施例一中的电芯组件结构示意图二。

如图1-图2所示，本实施例提供的电芯组件100，包括电芯110和电路板组件120。电芯110包括电芯本体1101和极耳1102，极耳1102和电芯本体1101的端部连接，且极耳1102沿电芯本体1101的长度方向延伸。电路板组件120包括电路板1201，电路板1201包括连接区1203和功能区1202，且电路板1201中具有部分为可弯折的柔性板。可弯折的柔性板连接功能区1202和连接区1203，可使连接区1203和功能区1202相对弯折至不同平面。其中，连接区1203和电芯110中的极耳1102连接，功能区1202设有BMS模块电路，包括电压监测模块、电流监测模块、温度监测模块、均衡控制模块等。

作为一种可能的实施方式，电路板1201位于连接区1203的部分设置有连接孔1204，连接孔1204和极耳1102对应设置，且极耳1102穿设于连接孔1204内，以和电路板1201连接。

图1为本申请实施例提供的实施例一中的电芯组件结构示意图一；图2为本申请实施例提供的实施例一中的电芯组件结构示意图二；图3为本申请实施例提供的实施例一中的电路板结构的俯视图。

下面将结合图1-图3，对电路板1201进行说明。

具体的，电路板1201的连接区1203设有连接孔1204，本实施例中的连接孔1204有两种，一种为矩形连接孔1204，一种为细连接孔1204。其中，细连接孔1204与极耳1102对应设置，极耳1102通过细连接孔1204与电路板1201连接，可实现电路板1201的内部电路与电芯本体1101的连通。需要说明的是，本实施例中细连接孔1204的数量不做具体限定，可根据电芯本体1101的数量进行设置。

可选的，电路板组件120还包括导电镍片1206，导电镍片1206贴设于电路板1201表面，并和电路板1201内的电路连接。

图4为本申请实施例提供的实施例一中的电路板结构的主视图；图5为本申请实施例提供的实施例一中的电路板结构的仰视图一；图6为本申请实施例提供的实施例一中的电路板结构的爆炸图一。

如图4-图6所示，电路板组件120中还包括导电镍片1206。导电镍片1206与电路板1201上的矩形连接孔1204对应设置，导电镍片1206通过锡膏焊接在电路板1201上，由此，可以形成与电路板1201内部电路并联的电路。其中，导电镍片1206为方形导电镍片1206。本实施例中，极耳1102通过细连接孔1204穿过电路板1201，并焊接在方形导电镍片1206上。

图7为本申请实施例提供的实施例一中的电路板结构的仰视图二；图8为本申请实施例提供的实施例一中的电路板结构的爆炸图二。

如图7-图8所示，电路板1201还包括L型导电镍片1206，L型导电镍片1206同样通过锡膏焊接在电路板1201上，L型导电镍片1206也可与电路板1201内的电路形成并联关系，由此形成的并联支路能够提高电路板1201的电流流量，从而提高电路板的过流性能。

可能的，电路板组件120还包括硬质的补强板1207，补强板1207贴设于柔性板的表面。

如图3-图8所示，电路板组件120中设有两块补强板1207，其中第一补强板1207设置在功能区1202处，并位于电路板1201的底面。第二补强板1207设置在连接区1203处，并位于电路板1201的顶面。其中，第二补强板1207上也具有连接孔1204，连接孔1204的形状与设置均和电路板1201上的连接区1203的连接孔相对。补强板1207胶合贴设在电路板1201上。补强板1207可选用硬质金属件，例如：钢片等；或选用玻璃纤维绝缘板材，例如：FR-4环氧玻璃纤维布基板等。

可能的，整个电路板1201均为可弯折的柔性板。

作为一种可能的实施方式，电路板1201为柔性电路板FPC。

下面给将结合1-图8对电路板1201的结构进行整体说明。

电路板1201整体为可弯折的柔性电路板FPC，包括连接区1203以及功能区1202。其中，连接区1203上设置有第二补强板1207以及导电镍片1206。连接区1203还设有连接孔1204，连接孔1204按照形状分为矩形连接孔以及细连接孔。同样的第二补强板1207上也设有连接孔1204，第二补强板1207上的连接孔1204的形状与位置均与连接区1203上的连接孔1204一致。另外，导电镍片1206按形状分为方形导电镍片以及L型导电镍片。功能区1202包括第一补强板1207以及连接器1208，连接器1208焊接在电路板1201的功能区1202上。

需要说明的是，功能区1202还设置有BMS模块，并以控制电路的形式印制在柔性电路板FPC内部。连接器1208和对应的BMS模块的电路连通，通过电信号呈现对BMS模块对电池各板块的监测结果并作为外部电路的输入端和输出端。

此外，在电路板1201上还设有柔性连接孔1205，柔性连接孔1205位于电路板1201可弯折的柔性区域，柔性连接孔1205的设置能够减小可弯折部分的面积，便于柔性电路板FPC的弯折。

实施例二

本实施例中的电芯组件100包括前述实施例中的电路板1201，区别在于本实施例中的电路板1201包括第一板体和第二板体。

可选的，本实施例中的电路板1201包括第一板体1209、柔性连接部1211和第二板体1210，柔性连接部1211连接于第一板体1209和第二板体1210之间，连接区1203设置于第一板体1209上，功能区1202设置于第二板体1210上。

作为一种可能的实施方式，柔性连接部1211为柔性电路板FPC。

图9为本申请实施例提供的实施例二中的电路板结构的俯视图；图10为本申请实施例提供的实施例二中的电路板结构的主视图；图11为本申请实施例提供的实施例二中的电路板结构的仰视图；图12为本申请实施例提供的实施例二中的电芯组件的结构示意图一；图13为本申请实施例提供的实施例二中的电芯组件的结构示意图二。

如图9-13所示，电路板1201包括第一板体1209、柔性连接部1211和第二板体1210，柔性连接部1211连接于第一板体1209和第二板体1210之间，连接区1203设置于第一板体1209上，功能区1202设置于第二板体1210上。柔性连接部1211为柔性电路板FPC，且柔性连接部1211上设有柔性连接孔1205。

其中，第一板体1209上设有连接孔1204、导电镍片1206；第二板体1210上设有连接器1208。需要说明的是，本实施例中的第一板体1209和第二板体1210为印制电路板PCB。由于印制电路板PCB的刚性比柔性电路板FPC，因此可以为电子元件提供稳定的支撑结构，不需要再增加补强板1207。即本实施例中的电路板1201的第一板体1209上仅设置有连接孔1204以及导电镍片1206；第二板体1210上仅设置有连接器1208。柔性电路板FPC连接在两个印制电路板PCB之间，由此电路板1201的内部电路可连通，并使第一板体1209以及第二板体1210通过柔性连接部1211弯折至不同平面，以和电芯110连接。此外，本实施例中的第一板体1209对应连接区1203，第二板体1210对应功能区1202，连接区1203和功能区1202的作用以及内部电路均与前述实施例相同，连接器1208、连接孔1204、导电镍片1206以及柔性连接孔1205在本实施例中的连接方式以及各结构的作用均与前述实施例相同，因此本实施例中未对以上内容进行说明。

实施例三

本实施例提供一种电芯组件100，包括的部件与实施例一相同，结构与实施例二类似，区别在于，本实施例中的第二板体和柔性连接部至少为两个。

可选的，本实施例提供一种电芯组件100，第二板体1210和柔性连接部1211均为至少两个，至少两个第二板体1210分别通过对应的柔性连接部1211连接于第一板体1209的相对两端，BMS模块的不同部分分别设置于至少两个第二板体1210上。

作为一种可能的实施方式，BMS模块包括至少两个连接器1208；连接器1208为多个时，不同的连接器1208分别设置于不同的第二板体1210上。

可选的，两个第二板体1210的一者叠设在第一板体1209的背离电芯110的一侧，另一者设置于电芯110的侧方。

图14为本申请实施例提供的实施例三中的电路板结构的爆炸图；图15为本申请实施例提供的实施例三中的电路板结构的俯视图；图16为本申请实施例提供的实施例三中的电路板结构的主视图；图17为本申请实施例提供的实施例三中的电路板结构的仰视图。

如图14-17所示，本实施例所提供的电芯组件100，包括第一板体1209、第二板体1210以及柔性连接部1211。其中，第二板体1210和柔性连接部1211为两个，且连个第二板体1210分别通过对应的柔性连接部1211连接在第一板体1209的两端。两个第二板体1210分别对应BMS模块的不同部分，且两个第二板体1210上分别设置有两个不同的连接器1208。需要说明的是，两个第二板体1210上集成的BMS模块不同，例如，图16中左侧的第二板体1210可集成BMS模块中的电压监测模块、电流监测模块、温度监测模块等，右侧的第二板体1210上可集成BMS模块中的均衡控制模块以及其他的模块。两个第二板体1210上集成的BMS模块需要根据实际情况进行选择设计，本实施例中不做具体限定。

另外，本实施例提供了两个不同的连接器1208。需要说明的是，在实际工况下，连接器1208的数量可以为一个或多个。当连接器1208为一个时，连接器可设置于任意一个第二板体1210上。当连接器1208为多个时，例如：连接器1208为三个时，其中两个连接器1208可并联后连接在第二板体1210上，另一个连接器1208设置在另一个第二板体1210上。本实施例中的连接器1208的数量以及连接器1208在多个第二板体1210上的连接情况，不做具体限定，需要按照实际设计要求进行选择。

另外，本实施例中的电路板1201整体为可弯折的柔性电路板FPC，包括了前述实施例一中的电路板1201上的所有结构，且各部分结构的作用均与实施例一完全相同，因此，本实施例中不再对相同部分做出说明。

本实施例提供了一种电芯组件，包括了电芯及电路板组件，其中电路板组件包括两个第二板体，两个柔性连接部以及第一板体。功能区设置在两个第二板体上，连接区设置在第一板体上，且电路板整体为柔性电路板FPC。通过上述结构设计，提供了一种BMS模块多功能分区的电路板，且两个第二板体在弯折后分别位于电芯的不同位置，适用于装配空间有限，或电芯数量较多时，且一个第二板体无法集成所有BMS模块的情况。

实施例四

本实施例同样提供一种电芯组件，包括前述实施例一、实施例二以及实施例三中的各部分组件，且本实施例中的电芯组件的结构与前述实施例三的结构类似。区别在于，本实施例中的第一板体和第二板体为印制电路板PCB。

图18为本申请实施例提供的实施例四中的电路板结构的俯视图；图19为本申请实施例提供的实施例四中的电路板结构的主视图；图20为本申请实施例提供的实施例四中的电路板结构的仰视图；图21为本申请实施例提供的实施例四中的电芯组件结构示意图。

如图18-图21所示，本实施例提供一种电芯组件100，包括前述实施例中的所有组件，且本实施例中也包括两个第二板体和两个柔性连接部。需要说明的是，本实施例中的各组件的结构以及连接方式均与实施例三相同，因此在本实施例中将不再对各组件的结构及作用进行说明。

具体的，本实施例中两个第二板体1210和第一板体1209均为印制电路板PCB，柔性连接部1211为柔性电路板FPC。如图19所示，两个第二板体分别通过对应的柔性连接部1211连接于对应的第一板体1209的相对两端。

第二方面，本申请可提供一种电池，包括前述所有的电芯组件。

本实施例中的电池包括电池壳体以及前述电芯组件100，电芯组件100中的电路板通过柔性弯折部的连接，简化了电路板之间的焊接工艺，可减小电路板的功能区和连接区的装配空间，使得电池的整体尺寸减小，从而提高电池空间的有效利用率。

应当指出，在说明书中提到的“一个实施例”、“实施例”、“示例性实施例”、“一些实施例”等表示所述的实施例可以包括特定特征、结构或特性，但未必每个实施例都包括该特定特征、结构或特性。此外，这样的短语未必是指同一实施例。此外，在结合实施例描述特定特征、结构或特性时，结合明确或未明确描述的其他实施例实现这样的特征、结构或特性处于本领域技术人员的知识范围之内。

一般而言，应当至少部分地由语境下的使用来理解术语。例如，至少部分地根据语境，文中使用的术语“一个或多个”可以用于描述单数的意义的任何特征、结构或特性，或者可以用于描述复数的意义的特征、结构或特性的组合。类似地，至少部分地根据语境，还可以将诸如“一”或“所述”的术语理解为传达单数用法或者传达复数用法。

应当容易地理解，应当按照最宽的方式解释本公开中的“在……上”、“在……以上”和“在……之上”，以使得“在……上”不仅意味着“直接处于某物上”，还包括“在某物上”且其间具有中间特征或层的含义，并且“在……以上”或者“在……之上”不仅包括“在某物以上”或“之上”的含义，还可以包括“在某物以上”或“之上”且其间没有中间特征或层(即，直接处于某物上)的含义。

此外，文中为了便于说明可以使用空间相对术语，例如，“下面”、“以下”、“下方”、“以上”、“上方”等，以描述一个元件或特征相对于其他元件或特征的如图所示的关系。空间相对术语意在包含除了附图所示的取向之外的处于使用或操作中的器件的不同取向。装置可以具有其他取向(旋转90°或者处于其他取向上)，并且文中使用的空间相对描述词可以同样被相应地解释。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种电芯组件，其特征在于，包括电芯和电路板组件，所述电芯包括电芯本体和极耳，所述电路板组件包括电路板，所述电路板包括连接区和功能区，所述连接区和所述极耳连接，所述功能区设置有BMS模块，其中，至少部分所述电路板为可弯折的柔性板，以使所述连接区和所述功能区相对弯折至不同平面。

2.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述电路板的位于所述连接区的部分设置有连接孔，所述连接孔和所述极耳对应设置，且所述极耳穿设于所述连接孔内，以和所述电路板连接。

3.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述电路板组件还包括导电镍片，所述导电镍片贴设于所述电路板表面，并和所述电路板内的电路连接。

4.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述电路板组件还包括硬质的补强板，所述补强板贴设于所述柔性板的表面。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电芯组件，其特征在于，整个所述电路板均为可弯折的柔性板。

6.根据权利要求5所述的电芯组件，其特征在于，所述电路板为柔性电路板FPC。

7.根据权利要求1-4任一项所述的电芯组件，其特征在于，所述电路板包括第一板体、柔性连接部和第二板体，所述柔性连接部连接于所述第一板体和所述第二板体之间，所述连接区设置于所述第一板体上，所述功能区设置于所述第二板体上。

8.根据权利要求7所述的电芯组件，其特征在于，所述柔性连接部为柔性电路板。

9.根据权利要求7所述的电芯组件，其特征在于，所述第二板体和所述柔性连接部均为至少两个，至少两个所述第二板体分别通过对应的所述柔性连接部连接于所述第一板体的相对两端，所述BMS模块的不同部分分别设置于至少两个所述第二板体上。

10.根据权利要求9所述的电芯组件，其特征在于，所述BMS模块包括至少两个连接器，不同所述连接器分别设置于不同所述第二板体上。

11.根据权利要求9或10所述的电芯组件，其特征在于，两个所述第二板体的一者叠设在所述第一板体的背离所述电芯的一侧，另一者设置于所述电芯的侧方。

12.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-11任一项所述的电芯组件。

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