DE102011084692A1

DE102011084692A1 - Wasserdichte Batterie

Info

Publication number: DE102011084692A1
Application number: DE102011084692A
Authority: DE
Inventors: Ho-Yuan Lin; Ching-Feng Hsieh
Original assignee: Askey Computer Corp
Current assignee: Askey Computer Corp
Priority date: 2010-12-03
Filing date: 2011-10-18
Publication date: 2012-06-06
Also published as: FR2968459A1; CN102487130B; TW201225378A; CN102487130A; TWI424602B; US20120141838A1

Abstract

Eine wasserdichte Batterie weist auf: ein Gehäuse mit einer Öffnung, einen im Gehäuse aufgenommenen Batteriekörper, eine im Gehäuse angeordnete Verbindungseinheit, wobei die Verbindungseinheit eine elektrisch mit dem Batteriekörper verbundene Leiterplatte und einen elektrisch mit der Leiterplatte verbundenen und aus der Öffnung vorstehenden Verbinder aufweist, und eine wasserdichte Klebeschicht zum Befestigen und daher zum Verbinden einer inneren Oberfläche des Gehäuses und einer Unterseite der Leiterplatte, um die Öffnung hermetisch zu dichten. Dementsprechend ist die wasserdichte Batterie in der Lage, zu verhindern, dass Wasser oder eine Flüssigkeit in den Batteriekörper eindringt und diesen beschädigt. Das heißt, sie weist eine eingebaute Wasserdichtigkeit auf.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft wasserdichte Batterien und insbesondere eine wasserdichte Batterie zur Verwendung mit einer mobilen elektronischen Vorrichtung, die in der Lage ist, zu verhindern, dass Wasser oder eine Flüssigkeit in einen Batteriekörper durch eine darin ausgebildete Verbindung eindringt.
Eine große Vielzahl tragbarer elektronischer Vorrichtungen ist heutzutage unverzichtbar im Alltag der Menschen. Wegen ihres Fortschritts und ihrer Verbreitung stellen tragbare elektronische Vorrichtungen zunehmend strengere Anforderungen an die Wasserabdichtung. Wasserdichte tragbare elektronische Produkte, wie mobile Telefone, PDAs, Multimedia-Player, Digitalkameras und elektronische Uhren, sind auf dem Markt im Überfluss vorhanden. Die Wasserabdichtung eines tragbaren elektronischen Produkts wird gewöhnlich durch sein Gehäuse gewährleistet. Die in den tragbaren elektronischen Produkten vorhandenen Batterien sind jedoch nicht wasserdicht und können daher Wasser eindringen lassen, wodurch Teile und Komponenten der Batterien beschädigt werden können oder ihre Kontakte kurzgeschlossen werden können. Die elektrischen Eigenschaften der durch Wasser beschädigten Batterien bleiben selbst nach dem Verdampfen von eingedrungenem Wasser verschlechtert. Hochentwickelte präzise elektronische Produkte, wie Notebooks, sind meistens mit einem nicht wasserdichten Gehäuse versehen und sind daher für Spritzer oder Eintauchen in Wasser anfällig, welche den Computer beschädigen können oder den Ausfall einer Batterie hervorrufen können oder sogar dazu führen können, dass die Batterie durchbrennt, was eine Gefahr für persönliche Sicherheit darstellt.
1 ist eine schematische Ansicht der Verbindung zwischen einem Gehäuse 110 und einer Verbindungseinheit 120 einer herkömmlichen Batterie 1. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, weist die Batterie 1 das Gehäuse 110, die Verbindungseinheit 120, ein flexibles Flachkabel (FFC) 150 und einen Batteriekörper 160 auf. Das Gehäuse 110 weist einen oberen Abschnitt und einen unteren Abschnitt. Der obere und der untere Abschnitt des Gehäuses 110 definieren zusammen einen Aufnahmeraum zum Aufnehmen der Verbindungseinheit 120, des FFC 150 und des Batteriekörpers 160. Die Verbindungseinheit 120 weist einen Verbinder 130 und eine gedruckte Leiterplatte 140 auf. Der Verbinder 130 ist elektrisch mit der gedruckten Leiterplatte 140 verbunden, steht aus einer Öffnung 111 des Gehäuses 110 vor und ist so konfiguriert, dass er Leistung zu einem mit dem Verbinder 130 verbundenen elektronischen Produkt zuführt. Die gedruckte Leiterplatte 140 ist elektrisch über das FFC 150 mit dem Batteriekörper 160 verbunden. Der obere und der untere Abschnitt des Gehäuses 110 sind durch Ultraschalllamination miteinander verbunden, so dass das Gehäuse 110 in hohem Maße wasserdicht ist. Die Öffnung 111 des Gehäuses 110 befindet sich jedoch nicht im nahtlosen Kontakt mit der Verbindungseinheit 120, welche aus der Öffnung 111 vorsteht. Stattdessen gibt es dazwischen einen kleinen Zwischenraum. Folglich kann Wasser in den Batteriekörper 160 durch den Zwischenraum eindringen, wodurch die Batterie 1 beschädigt oder verbrannt werden kann.
Dementsprechend ist es unbedingt erforderlich, eine wasserdichte Batterie zur Verwendung mit einer mobilen elektronischen Vorrichtung bereitzustellen, die in der Lage ist, zu verhindern, dass Wasser oder eine Flüssigkeit in die wasserdichte Batterie eindringt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine wasserdichte Batterie bereitzustellen, um zu verhindern, dass Wasser oder eine Flüssigkeit in die wasserdichte Batterie durch eine Verbindung zwischen einer Öffnung eines Gehäuses und einer Verbindungseinheit der wasserdichten Batterie eindringt, so dass die wasserdichte Batterie in unabhängiger Weise wasserdicht gemacht wird.
Um die vorstehenden und andere Aufgaben zu lösen, sieht die vorliegende Erfindung eine wasserdichte Batterie vor. Die wasserdichte Batterie umfasst: ein Gehäuse mit einer Öffnung, einen im Gehäuse aufgenommenen Batteriekörper, eine im Gehäuse angeordnete Verbindungseinheit, wobei die Verbindungseinheit eine elektrisch mit dem Batteriekörper verbundene Leiterplatte und einen elektrisch mit der Leiterplatte verbundenen und aus der Öffnung vorstehenden Verbinder aufweist, und eine wasserdichte Klebeschicht zum Befestigen und daher zum Verbinden einer inneren Oberfläche des Gehäuses und einer Unterseite der Leiterplatte, um die Öffnung hermetisch zu dichten.
Die wasserdichte Batterie weist ferner eine auf der anderen Seite der wasserdichten Klebeschicht angeordnete Isoliermatte und ein Übertragungselement zum elektrischen Verbinden der Leiterplatte und des Batteriekörpers auf. Die wasserdichte Klebeschicht ist an die innere Oberfläche des Gehäuses, die Unterseite der Leiterplatte und die Isoliermatte befestigt und verbindet daher diese, um die Öffnung vollständig zu schließen. Die Isoliermatte hat ein Durchgangsloch, wobei das Übertragungselement elektrisch mit der Leiterplatte verbunden ist. Das Übertragungselement ist ein flexibles Flachkabel (FFC) oder eine flexible Leiterplatte (FPC).
Die wasserdichte Klebeschicht der wasserdichten Batterie klebt an einen an die Öffnung angrenzenden Abschnitt der inneren Oberfläche des Gehäuses und gleichzeitig an einen peripheren Abschnitt der Leiterplatte, so dass das sich umfänglich zwischen der Verbindungseinheit und dem Gehäuse befindende Zwischenraum gedichtet wird.
Was die wasserdichte Batterie angeht, ist ein Ausnehmungsabschnitt an einer Seitenwand der Öffnung des Gehäuses angeordnet, um die Leiterplatte der Verbindungseinheit aufzunehmen.
Der Verbinder der wasserdichten Batterie ist ein oberflächenmontierter Verbinder auf der Grundlage einer Oberflächenmontagetechnologie (SMT-Technologie).
Dementsprechend verhindert die wasserdichte Batterie gemäß der vorliegenden Erfindung, dass Wasser oder eine Flüssigkeit in die wasserdichte Batterie eindringt und diese beschädigt.
Um es Fachleuten zu ermöglichen, Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung vollständig zu verstehen, wird die vorliegende Erfindung nachstehend anhand spezifischer Ausführungsformen und anliegender Zeichnung dargestellt. Es zeigen:
1 (STAND DER TECHNIK) eine schematische Ansicht der Verbindung zwischen einem Gehäuse und einer Verbindungseinheit einer herkömmlichen Batterie,
2 eine schematische Ansicht einer wasserdichten Batterie gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
3 eine schematische Ansicht einer wasserdichten Batterie gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine schematische Ansicht einer wasserdichten Batterie 2 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, weist die wasserdichte Batterie 2 ein Gehäuse 210, eine Verbindungseinheit 220, eine wasserdichte Klebeschicht 270 und einen Batteriekörper 260 auf. Das Gehäuse 210 hat eine Öffnung 211. Der Batteriekörper 260 ist im Gehäuse 210 aufgenommen. Die Verbindungseinheit 220 ist im Gehäuse 210 angeordnet. Die Verbindungseinheit 220 weist einen Verbinder 230 und eine Leiterplatte 240 auf. Der Verbinder 230 ist elektrisch mit der Leiterplatte 240 verbunden und steht aus der Öffnung 211 vor. Die Leiterplatte 240 ist elektrisch mit dem Batteriekörper 260 verbunden. Der Verbinder 230 verbindet elektrisch den Batteriekörper 260 und eine elektronische Vorrichtung und übermittelt die vom Batteriekörper 260 erzeugte Leistung über die Verbindungseinheit 220 zur elektronischen Vorrichtung. Die wasserdichte Klebeschicht 270 ist an die innere Oberfläche des Gehäuses 210 und die Unterseite der Leiterplatte 240 befestigt und verbindet daher diese. Genauer gesagt, klebt eine Seite der wasserdichten Klebeschicht 270 an einen an die Öffnung angrenzenden Abschnitt der inneren Oberfläche des Gehäuses 210 und gleichzeitig an einen peripheren Abschnitt der Leiterplatte 240 der Verbindungseinheit 220, so dass das sich umfänglich zwischen der Verbindungseinheit 220 und dem Gehäuse 210 befindende Zwischenraum gedichtet wird. Weil das Zwischenraum zwischen der Verbindungseinheit 220 und dem Gehäuse 210 durch die wasserdichte Klebeschicht 270 hermetisch gedichtet ist, ist die Öffnung 211 vollständig gedichtet, von der Außenseite der wasserdichten Batterie 2 isoliert und daher vom Eindringen von Wasser oder einer Flüssigkeit in das Gehäuse 210 geschützt.
3 ist eine schematische Ansicht einer wasserdichten Batterie 3 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Wie in der Zeichnung dargestellt ist, beruht die wasserdichte Batterie 3 auf der wasserdichten Batterie 2 gemäß der ersten Ausführungsform und weist ferner eine auf der anderen Seite der wasserdichten Klebeschicht 270 angeordnete Isoliermatte 280 und ein Übertragungselement 250 zum elektrischen Verbinden der Leiterplatte 240 und des Batteriekörpers 260 auf. Die Isoliermatte 280 bietet eine Ebene zum Unterstützen der wasserdichten Klebeschicht 270 und zum Helfen, dass die wasserdichte Klebeschicht 270 an die innere Oberfläche des Gehäuses 210, die Unterseite der Leiterplatte 240 und die Isoliermatte 280 befestigt wird und diese daher verbindet, um die Öffnung 211 vollständig zu schließen. Daher befestigt die Isoliermatte 280 die Verbindungseinheit 220 fest an der Öffnung 211 des Gehäuses 210. Das Übertragungselement 250 ist unterhalb der Isoliermatte 280 angeordnet und ist so konfiguriert, dass es die Leiterplatte 240 der Verbindungseinheit 220 mit dem Batteriekörper 260 verbindet. Durch das Übertragungselement 250, die Leiterplatte 240 und den Verbinder 230 kann Leistung vom Batteriekörper 260 der elektronischen Vorrichtung zugeführt werden. In der Isoliermatte 280 ist ein Durchgangsloch 281 ausgebildet. Das Durchgangsloch 281 ist der hohle Kern der Isoliermatte 280. Alternativ entspricht das Durchgangsloch 281 in der Form dem Zwischenraum, der sich zwischen dem Gehäuse 210 und der Verbindungseinheit 220 befindet. Es ist möglich, das Übertragungselement 250 und die Leiterplatte 240 elektrisch zu verbinden, indem ein Verbindungsvorgang in der Art eines Lötens, eines Verdrahten oder einer anderen Form der elektrischen Verbindung an dem Durchgangsloch 281 und an irgendeinem durch die wasserdichte Klebeschicht 270 definierten Zwischenraum ausgeführt wird. Gemäß dieser Ausführungsform kann die vorstehend erwähnte elektrische Verbindung beispielsweise durch Füllen des Durchgangslochs 281 und irgendeines durch die wasserdichte Klebeschicht 270 definierten Zwischenraums mit einem Lötmittel 290 implementiert werden.
Das Übertragungselement 250 der wasserdichten Batterie 3 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat eine elektrische Übertragungsschnittstelle und ist durch ein flexibles Flachkabel (FFC) oder eine flexible Leiterplatte (FPC) veranschaulicht. Die beiden Enden des Übertragungselements 250 sind elektrisch mit der Leiterplatte 240 der Verbindungseinheit 220 und dem Batteriekörper 260 verbunden.
Die Dicke der Isoliermatte 280 der wasserdichten Batterie 3 gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hängt von den Zwischenräumen zwischen dem Gehäuse 210 und den Komponenten darin ab und beträgt vorzugsweise 0,1–0,4 mm. Die Isoliermatte 280 besteht aus einem Material, das Kunststoffe, Silikagel, Mylar, Polycarbonatharz (PC) oder Polyvinylchlorid (PVC) einschließt und daher dünn und isolierfähig ist, ist jedoch nicht auf diese beschränkt.
Was die wasserdichten Batterien 2, 3 gemäß der vorliegenden Erfindung angeht, ist ein Ausnehmungsabschnitt 212 an der Seitenwand der Öffnung 211 des Gehäuses 210 angeordnet, um die Leiterplatte 240 der Verbindungseinheit 220 aufzunehmen. Infolgedessen greift die Kante der Leiterplatte 240 in den Ausnehmungsabschnitt 212 ein und wird mit diesem befestigt, um dadurch zu ermöglichen, dass der Verbinder 230 aus der Öffnung 211 des Gehäuses 210 vorsteht, und um zu verhindern, dass die Verbindungseinheit 220 sich vom Gehäuse 210 trennt.
Der Verbinder 230 ist ein batteriebetriebener elektronischer Verbinder oder vorzugsweise ein oberflächenmontierter Verbinder auf der Grundlage einer Oberflächenmontagetechnologie (SMT-Technologie). Vorteilhafterweise ist der Verbinder 230 klein gemacht und miniaturisiert, und er hat eine hohe Kontaktdichte. Ein elektrischer Kontakt des Verbinders 230 ist durch Löten, unter Verwendung von Zinn oder einer Zinnlegierung elektrisch mit der Leiterplatte 240 verbunden, so dass von dem Batteriekörper 260 erzeugte Leistung einer elektronischen Vorrichtung zugeführt wird.
Die wasserdichte Klebeschicht 270 ist isolierend, wasserdicht und klebend. Die wasserdichte Klebeschicht 270 besteht aus einem Klebstoff mit einer hohen Viskosität (geringe Fluidität) in der Art von Polymerharz, Acrylkunststoff oder Epoxidharz oder aus einem selbstklebenden Band in der Art eines Industrietape und eines Doppelklebebands. Die Menge des verwendeten Klebstoffs, die Abmessungen oder die Dicke der wasserdichten Klebeschicht 270 hängt von den Abmessungen des Gehäuses 210, der Verbindungseinheit 220 und des Zwischenraums zwischen diesen ab.
Der eine Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik darstellende Vorteil der wasserdichten Batterien 2, 3 gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass das Eindringen von Wasser oder einer Flüssigkeit in eine Batterie verhindert wird und dadurch elektronische Komponenten in dieser, die elektrische Verbindung einer Übertragungsschnittstelle für die Batterie oder die elektrische Verbindung zwischen in Reihe geschalteten Batteriekörpern der Batterie geschützt werden.
Die vorstehenden Ausführungsformen dienen dem Erläutern und Offenbaren technischer Funktionen der vorliegenden Erfindung und sollen Fachleute helfen, die Offenbarung der vorliegenden Erfindung zu verstehen und die vorliegende Erfindung dementsprechend zu implementieren, und sie sollten den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht einschränken. Daher sollen alle gleichwertigen Modifikationen und Ersetzungen an vorstehend erwähnten Ausführungsformen in den Schutzumfang der Erfindung fallen, wie in den anhängigen Ansprüchen dargelegt ist, ohne vom in der Offenbarung der vorliegenden Erfindung enthaltenen Gedanken abzuweichen. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung soll daher durch die anhängigen Ansprüche definiert werden.
Bezugszeichenliste

1: Herkömmliche Batterie
2: Wasserdichte Batterie
3: Wasserdichte Batterie
110: Gehäuse
111: Öffnung
120: Verbindungseinheit
130: Verbinder
140: gedruckte Leiterplatte
150: flexibles Flachkabel
160: Batteriekörper
210: Gehäuse
211: Öffnung
212: Ausnehmungsabschnitt
220: Verbindungseinheit
230: Verbinder
240: Leiterplatte
250: Übertragungselement
260: Batteriekörper
270: wasserdichte Klebeschicht
280: Isoliermatte
281: Durchgangsloch
290: Lötmittel

Claims

Wasserdichte Batterie, welche aufweist: • ein Gehäuse mit einer Öffnung, • einen im Gehäuse aufgenommenen Batteriekörper, • eine im Gehäuse angeordnete Verbindungseinheit, wobei die Verbindungseinheit eine elektrisch mit dem Batteriekörper verbundene Leiterplatte und einen elektrisch mit der Leiterplatte verbundenen und aus der Öffnung vorstehenden Verbinder aufweist, und • eine wasserdichte Klebeschicht zum Befestigen einer inneren Oberfläche des Gehäuses und einer Unterseite der Leiterplatte, um die Öffnung hermetisch zu dichten, und daher zum Verbinden von diesen.
Wasserdichte Batterie nach Anspruch 1, wobei die wasserdichte Klebeschicht an einen an die Öffnung angrenzenden Abschnitt der inneren Oberfläche des Gehäuses und gleichzeitig an einen peripheren Abschnitt der Leiterplatte klebt.
Wasserdichte Batterie nach Anspruch 1, wobei ein Ausnehmungsabschnitt an einer Seitenwand der Öffnung des Gehäuses angeordnet ist, um die Leiterplatte der Verbindungseinheit aufzunehmen.
Wasserdichte Batterie nach Anspruch 1, wobei der Verbinder ein oberflächenmontierter Verbinder ist.
Wasserdichte Batterie nach Anspruch 1, welche ferner eine auf der anderen Seite der wasserdichten Klebeschicht angeordnete Isoliermatte und ein Übertragungselement zum elektrischen Verbinden der Leiterplatte und des Batteriekörpers aufweist, wobei die wasserdichte Klebeschicht die innere Oberfläche des Gehäuses, die Unterseite der Leiterplatte und die Isoliermatte befestigt und diese daher verbindet, um die Öffnung vollständig zu schließen, und wobei die Isoliermatte ein Durchgangsloch hat, wobei das Übertragungselement elektrisch mit der Leiterplatte verbunden ist.
Wasserdichte Batterie nach Anspruch 5, wobei das Übertragungselement eines aus einem flexiblen Flachkabel (FFC) und einer flexiblen Leiterplatte (FPC) ist.
Wasserdichte Batterie nach Anspruch 5, wobei die wasserdichte Klebeschicht an einen an die Öffnung angrenzenden Abschnitt der inneren Oberfläche des Gehäuses und gleichzeitig an einen peripheren Abschnitt der Leiterplatte klebt.
Wasserdichte Batterie nach Anspruch 5, wobei ein Ausnehmungsabschnitt an einer Seitenwand der Öffnung des Gehäuses angeordnet ist, um die Leiterplatte der Verbindungseinheit aufzunehmen.
Wasserdichte Batterie nach Anspruch 5, wobei der Verbinder ein oberflächenmontierter Verbinder ist.