TW535311B - Lithium battery box - Google Patents

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Description

535311 A7
10 15 20 局 員 工 消 費 25 印 發明背景 充電式鋰單電池通常包裝在柱狀金屬管或箱片小包 内成為獨立單電池單元。每一單電池單元含有正極和負 極，電解質以及正集電器和負集電器。該等集電器必須 可從包裝以外接近以進行電連接。 由於用於充電式料電池内之物質，單電池必須受 保護抗濕氣和氧氣侵人以避^要的反應。此外，在使 用電解液之情況’包裝亦必須能夠避免電解液漏出。單 電池密封通常為魔大厚重，經常代表著超過單電池重量 和容積之10%。 為了滿足各種儲備容量和電位要求，通常將複數個 鋰單電池以相互間㈣當單電池互連關係之方式封閉在 -塑膠電池箱内。此等電池箱主要提供一個用來容納單 電池之結構。由於單電池本身密封為抗氧氣和濕氣侵入 及電解液漏出，過去並不認為有必要為鋰離子單電池提 供一氣密電池箱或如此做合乎成本效益。 在、箔片"小包裝鋰單電池中，一聚合物塗層箔片 之使用、造成要確實確保集電器之導線不會接觸箱片材料 ，致m需求。此問題對覆蓋物之外緣特別 嚴重，因為其經常是切割成尺寸剛剛好，從而使導電性 箔片暴露於導線之極近距離内，產生要屏蔽此區内導線 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) IT· _ 3 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21〇 χ 297公釐 A7 五 10 15 20 員 工 消 費 25 社 印 製 發明說明（1, 之需求。 本發明之一目的為提出— 箱，其機械性能強固且可充電式料電池用電池 本發明之另一目的為提出—錄 鐘單電池與-電池箱使各 =，其結合充電式 容許較薄封裝材料。 包池此夠免除箔片封裝且 發明概述 - 一種電池箱，其可资圭 液漏出。該電池箱包含：莖濕氣和氧氣侵入及電解 -端，及在該“：：延：第二端反向於該第 隔室容納數個充電式鐘單電池:k伸之側壁用以定義- 該第一端及該等側壁為金 氧氣大致不可穿透接頭。 在其間有一濕氣和 該第二端為一金屬塑膠層壓 與側壁接合以在-者間# & 、 -可由一接合介.質 接頭。湯氣和氧氣大致不可穿透 较碩4第一知有電連接器穿透才思 充電式鋰單電池與電池箱外部電連接器能夠在 不可穿透連接。 達成濕氣和氣體大致 在此提出一種由充電式鋰單 _ 池之方法’該等充電式料電池單；裝成一㈣ -電解質以及正集電器和負集電* :有正極和負極' 驟：將複數個單電池單元堆疊在:包含以下步 1.在相鄰單電池單元之間以及單電池？、费封？内。 提供-電絕緣阻擋物。 該箱之間 (請先閱讀背面之注音？事項再填寫本頁} --------訂---------· _______ 4 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） 535311 五、發明說明（3 ) 2. iii,正集電器和負集電器之間達成任何期望的 3.2定之11電器與該電池箱之—外在物間提供電連 5 4 ·將該電池箱氣密密封。 圖式說明 以下參照所附圖式說明本發明之較佳實 中·· 施例，圖式 10 圖； 圖； 15 圖； 表面 圖1為一習知充電式單電池之局部剖開透視圖； •圖2為一依據本發明之充電式鋰電池的分解透視 圖3為一依據本發明之電池箱第二端的頂視平面 圖4為一依據本發明之電池箱第二端的底部平面 圖5為圖3線5-5之斷面圖，圖中僅顯示斷面處 之 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 20 較佳實施例說明 依據本發明之一充電式鋰電池示於圖2整體標示為 參考數字10。電池1〇包含三個充電式鋰單電池12堆最 於一電池箱14内，該電池箱有一第一端16' 一第二端且 18及側壁20。雖然圖中顯示三個鋰離子單電池，實際數 25 量可依用途而異。 本紙張尺度適时關家標準（CNS)A4規格（21Q x 297公爱） 535311 A7
535311 A7 五、發明說明（殳） 小包32 (例如聚合物薄膜）之 之案例中，基本上得免除包裳材而僅要將在^^電解質 和 3。—- 在使用電解液26之情況下小包Μ僅 阻絕電解質漏出’此可能比滿足阻絕 = 要求低得多。因此小包32有可能薄得多且在；入， ::箱=起習知箱片小包較不易於漏茂。為求清楚主要指水，特別=狀=rsture)〃—詞預期為 電池箱ι〇具有以-金屬村料（例如錫）製成之一第 壯i 6可與側壁20整合為一體， ，、、、'而就、'且襄角度而言可能以一獨立第一端 何適當機構（例如焊接或可能是-聚合黏著劑/接合於 側壁20更為方便。 可…接口於 ，口中曰所不側壁2〇為一大致矩形構造。此並非一項要 選用其他形狀。 早电池1〗之形狀。可視需要 鋰單電池12可視需要由互連導線料相互連接 =並聯。主要輸出導線36將第—個和最後一個鐘單電 / #㈣㈣互連集電器連接於穿 二端18之電連接器4〇。次輸出導 弟 連接於穿過第二端18之另一電連接器4〇。/有^ 所有單電池互連件都施作成内接式，因為可絲一正集 10 裝 15
20 25 本紙張尺—侧瓣
5353U B7 五、發明說明) 電器28和負集電器30準備充電或放電用獨立電連接器 40 ’然後單電池互連件可在必要時施作成外接式。 電池相14之苐二端18必須可密封連接於側壁2 〇 同時在電連接器40提供穿達電池箱外部之獨立電連接 5件。 10 從氧氣和濕氣不可穿透能力之觀點出發，一金屬第 二端18會為較佳，然如此會需要一適當絕緣密封配置以 提供不連績電連接器4〇。經發現由一銅/熱固性塑膠/銅 印刷電路板在電連接器4〇區域内適當修改（如下文所 述）會獲得合適程度之濕氣和空氣不可穿透能力。 今參照圖3、4和5，其繪出第二端18之詳細圖。 15 圖3繪出一内面42,其有一内箔片層44 (通常是銅）層 壓於一非傳導性大致剛性基底46(例如一典型熱固性塑 膠印刷電路板基底）上。内猪片I 44大致伸展於整個内 面42上，但有圓形缺口 48環繞電連接器4〇以造成不連 續電絕緣連接器區50。 20 一絕緣塗層52 (例如一塑膠層壓物）於内箱片層^ 上伸展，留下一外露邊緣54繞行内面42之周圍以及當 作電連接器40之外露區。外露邊緣54讓第二端18與側 壁2 0間能夠施作一焊接連結。 25 為避免氧氣和濕氣在缺口 48遷移穿過基底46，一 大致濕氣和氧氣不可穿透覆蓋層56安置於缺口 48上（ 覆蓋層56可為-黏性落片且可有—非傳導性聚合塗層 面向電池箱14内。每一覆蓋層56有—圓形開口 58穿透 且與相關電連接器40有所距離以露出連接器抓 本紙張尺度綱悄國家標準（CNS)A4規格（2lb X 297公 535311 A7 發明說明（9 ) 二者間有電傳導。 電連接器40可為穿透電錢孔穿過基底46介於内猪 層44肖一外泊片| 64之相鄰部分之間。電連㈣“ 為電池箱14内側和外側之導電層間提供電連續性。因 此，可直接對電連接器4〇做任何期望之電連接。不過， 整體來說經證明沿導雷彳么 等寬條之一邊緣提供電氣端子會更方 j ’例如圖3和5所示之電池端子60，其亦可為穿透電 子6〇由導電條62電連接於對應之電連接 ίο ;連2::62仔為將外箱片層64之局部韻去而留下 :連、，導電條62之方式形成於第二端18之-外面上的 外箔片層64内。 τ m Ji π ::卜絕緣塗層66(例如一塑膠層㈣可施加於外 泊片層^以避免與外荡片層64之不要的電接觸。 數〜ItL14可視需要含有電子電路（例如圖2中參考 數：68間略所示）連接於鐘單電池以 :=程序。另—種選擇，電子電路⑽可能是外接於電 池知子60且並非必然是電池10的一部分。 可提供-可密料7〇以便進行排 二適當封裝材料（完全或局部）回填。可密料=用可如 同電連接益4〇為—個可用焊料密封之穿透電鍍開口。 杜猫：上說明之用意傾向說明性而非限制性。習於相關 技云者可能知曉前文所述特定組件和方法 I 以下所提申請專利謝任-項之精神和：; 5 ’視為其受以下中請專利範圍涵蓋。 五 5 15
20 25 _ 9 本紙張尺度適用中國國家標準⑵q χ挪公爱） 535311 A7 B7 五、發明說明（8 ) 圖示之代號說明 代表符號 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 70 名稱 充電式鋰電池 充電式鋰單電池 電池箱-第一端 第二端 側壁 / 正極 負極 電解質 正導線（正集電器） 負導線（負集電器） 小包 互連導線 主要輸出導線 輸出導線 電連接器 内面 内箔片層 基底 圓形缺口 不連續電絕緣連接器區 絕緣塗層 外露邊緣 覆蓋層 圓形開口 電池端子 導電條 外箔片層 外絕緣塗層 電子電路 可密封埠 ------------裝.丨| (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 訂！
經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 10 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）

Claims (1)

  1. 535311 Ί7；· A8 B8 C8 D8 六 申請專利範圍 經濟部智慧財產局員Η消費合作社印製 專利申請案第90102833號 ROC Patent Appln. No. 90102833 修正之申請專利範圍中文本-附件 Amended Claims in Chinese - Enel. ~~~(民國9i年7月 a送呈)--(Submitted on July 2002) 一種電池箱，其可密封為抗濕氣和氧、氣侵入及電解液 漏出，該電池箱包含： 弟一端’一第二端反向於該第一端，及在該第一 端和第二端間延伸以定義一隔室容納複數個鋰單電 池； 該第一端及該等側壁為金屬製且在其間有一濕氣和 氧氣大致不可穿透接頭； 該第二端可由一接合介質與該等側壁接合以在二者 間形成一濕氣和氧氣大致不可穿透接頭； 該第二端有電連接器穿透，此等電連接器許可在該 等鐘單電池之集電器與該電池箱之一外部間達成濕氣 和氣體大致不可穿透連接； 4第二端更有一濕氣和氧氣大致不可穿透金屬内箔 片層層壓於一非傳導大致剛性基底上，該内箔片層大 致復盖该基底全部，但有複數個不連續連接器區藉由 该内箔片層内之個別缺口電隔絕於該内猪片層之其他 部分； 9 ^ 一絕緣塗層於該内箔片層上伸展，留下一箔片外露 邊緣繞行該第二端用來固定於該等側壁； 該等電連接器在該等不連續連接器區與該電池箱外 部之間延伸； -11 - 本紙張尺度適財關家標準(CNS)A4規格⑽X Μ7公楚） 89497B
    535311 A8 B8 C8 D8 六、申請專利範圍 一氧氣和濕氣大致不可穿透覆蓋層覆蓋每一缺口且 有一穿透開口隔開地圍繞該等電連接器。 2. 如申請專利範圍第1項之電池箱，其中： 該第二端由一羯片/塑膠/箔片印刷電路板製成； 該箔片上之該絕緣塗層為一塑膠層壓物； 該等缺口為在施加該絕緣塗層之前钱刻該内箔片層 而成； 該等連接器為穿透電鍍開口； 該第二端在該基底上反向於該内箔片層之一側有一 外箔片層； 該外箔片層由其内之適當間隙劃分成相互電隔絕之 複數個不連續導電條，每一導電條與一個別連接器電 連接且終接於一個別電池端子；且 該第一端和第二端可用焊接方式接合於該等側壁以 在其間形成該濕氣和氧氣大致不可穿透接頭。 3. 如申請專利範圍第2項之電池箱，其更有一穿透的可 密封埠用來排空該電池箱。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 4. 一種充電式鋰電池，其包含複數個充電式鋰單電池氣 密密封於一個依據申請專利範圍第1、2或3項之電池 箱内，其中： 每一充電式鋰單電池包含正極和負極，一電解質以 及正集電器和負集電器； 該等充電式鋰單電池為堆疊於該電池箱内並用一絕 緣介質散佈於相鄰單電池單元之間以及該等單電池單 -12 - 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐） 535311 --- A8 B8 C8 _D8_ 六、申請專利範圍 元與該電池箱之間；且 該等集電器為串聯且連接於該等連接器。 5. 如申請專利範圍第4項之充電式鋰電池，其中·· 該電解質為一液體； 每一充電式鋰單電池為密封於一非傳導性電解質不 可穿透之小包内； 個別導線自每一正集電器和負集電器伸出以一電解 質不可穿透方式穿過該小包。 6. 如申請專利範圍第4項之充電式鋰電池，其中該電池 箱裝滿一封裝材料。 7. 如申請專利範圍第5項之充電式鋰電池，其中該電池 箱裝滿一封裝材料。 8. 如申請專利範圍第5項之充電式鋰電池，其更在該箱 内具有電子電路連接於該等充電式鋰單電池以監測充 電和放電。 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐）
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