TWI525879B - 具有電絕緣構件之電池組、製造電池組的方法以及包括電池組的行動裝置 - Google Patents

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Description

具有電絕緣構件之電池組、製造電池組的方法以及包括電池組的行動裝置
本發明關於一種包括電絕緣構件的電池組，且更具體地，關於一種包括被佈置成平面狀的至少兩個板狀電池單元、包括至少兩個電池單元接收部的組裝框件、用於控制電池組的運作之保護電路模組(PCM)、被裝載在密封多餘部分上的中間模具、電絕緣構件、以及標籤的電池組。
根據其外觀，二次電池可被大致地分類為圓柱狀電池、稜柱狀電池、或袋狀電池。在行動裝置的小型化中的最近趨勢已增加對於具有小的厚度之稜柱狀電池或袋狀電池的需求。袋狀電池的立體分解圖及袋狀電池的組裝狀態之立體圖分別被典型地顯示於圖1及2中。
參照圖1及2，袋狀電池10包括具有預定尺寸的內部空間21之袋狀外殼20、鉸接到袋狀外殼20的蓋體30、安裝在袋狀外殼20的接收部21中的電極組件40，電極組件40包括陰極板41、陽極板42以及隔板43，電極片41a和42a分別延伸自電極組件40的陰極板41和陽 極板42的末端，且電極端子50和51分別連接到電極片41a和42a。
熱接合的預定寬度之側延伸部22係形成在袋狀外殼20的接收部21之上邊緣。分別連接到電極片41a和42a之電極端子50和51的中間部分被以由絕緣材料所製成的端膠帶(terminal tape)52塗佈，以防止當袋狀外殼20的側延伸部22使用熱接合裝置(未示)被熱接合到蓋體30的側部31時，在電極端子50和51之間發生短路。
具有上述構造之傳統的袋狀電池如下所述地被製造。
首先，包括陰極板41、陽極板42、及隔板43的電極組件40被安裝到袋狀外殼20的接收部21中，且接著預定量的電解液被注入到袋狀外殼20的內部空間中。此時，電極組件40的電極片41a和42a分別地被連接到電極端子50和51之塗佈有端膠帶52的中間部分。電極端子50和51以及端膠帶52從袋狀外殼20和蓋體30部分地向外突出。
接下來，蓋體30被與袋狀外殼20緊密地接觸，且接著袋狀外殼20的側延伸部22使用熱接合裝置(未示)被熱接合到蓋體30的側部31，使得電解液不會從袋狀外殼20洩漏。
具有安裝於其內之具有上述構造的袋狀電池之代表電池組的形狀被顯示在圖3當中，且在被組裝之前的電池組之分離狀態被典型地顯示於圖4當中。
參照圖3及4，電池組60包括矩形電池10、殼體 70、以及上蓋80，矩形電池10具有包括以密封狀態與電解液一起被接收在其中的陰極、陽極和隔板的電極組件，殼體70具有用於接收電池10的內部空間，上蓋80連接到殼體70將電池10接收於其內並將電池10密封。雙面膠帶90係附接於殼體70與電池10之間以及上蓋80與電池10之間。
一般而言，具有上述構造的電池組60係藉由將上蓋80連接到殼體70而被組裝，殼體70係使用超音波焊接方法由塑膠材料，例如，聚碳酸酯(polycarbonate,PC)或丙烯-丁二烯-苯乙烯樹脂(acrylonitrile-butadiene-styrene,ABS)，所製成。超音波焊接方法為一種使用由根據20000Hz的高頻之震動所產生的摩擦熱來熱接合兩表面的方法。
然而，對於具有較小厚度的電池組之需求已經增加。因此，近年來，殼體70和上蓋80的厚度已被縮減到0.3至0.35mm。因此，難以去執行模具成型和射出成型。此外，焊接強度降低，且其結果為焊接缺陷率增加。
另一方面，對使用罐體作為電池殼的電池而言，由於罐體的結構特徵，即使在電池殼的厚度為小的情況下，其可提供對抗外部衝擊的適當強度。然而，由於袋狀電池10的結構特徵，具有顯示於圖1之構造的袋狀電池10具有對抗外部衝擊的低強度。為此原因，對於袋狀電池10，具有小厚度的殼體之應用受到限制。
此外，當外部衝擊被施加到電池組60時，即使電池 10使用雙面膠帶90被連接到殼體70和上蓋80，電池10可能在被定義於殼體70和上蓋80之間的內部空間中上下移動，使得短路或斷路可能發生在電池組60中。
因此，對於電池組而言，具有可被輕易地製造、當使用具有小厚度的殼體時具有對抗外部衝擊之適當強度、以及對於短路或斷路表現出優異安全性的高度必要性。
同時，根據二次電池被使用於其中之外部裝置的種類，二次電池可以單一電池的形態、或以具有彼此電性連接之複數個單元電池的電池組之型態被使用。例如，像是手機之小型裝置可藉由一電池的功率和容量而在預定的時間內被運作。另一方面，由於高功率和大容量對於中型或大型的裝置而言為必需的，具有安裝於其中的複數個電池的電池組必需去被使用在中型或大型的裝置，例如，膝上型電腦、平板電腦、小型個人電腦、電動車及油電車。
鋰二次電池，其係為二次電池的一種，由於其高功率和大容量而已被廣泛地使用。
各種種類的易燃材料(combustible material)被包含在鋰二次電池內。因此，鋰二次電池可能因為電池的過量充電(overcharge)、電池中的過電流(overcurrent)、或是對於電池的其他外部物理衝擊而被加熱或爆炸。亦即，鋰二次電池的安全性非常低。為此原因，像是正溫度係數(Positive Temperature Cefficient,PTC)元件和保護電路模組(PCM)的安全元件係被裝載在鋰二次電池的電池單元上同時被連接到鋰二次電池的電池單元，此等安全 元件係能夠有效地控制鋰二次電池的不正常狀態，例如，鋰二次電池的過量充電、或是在鋰二次電池中的過電流。
如上所述，小型行動裝置使用一個或數個電池於每一裝置。另一方面，由於對於中型或大型的裝置而言高功率及大容量為必需的，像是車輛之中型或大型裝置使用中型或大型的電池模組，其具有彼此電性連接的複數個電池單元。電池模組的尺寸與重量係直接關係到對應之中型或大型裝置的容納空間及功率。為此原因，製造者嘗試去製造小型、輕量的電池模組。
一般來說，在單元電池被串聯地和並聯地彼此連接的狀態下，複數個單元電池被安裝在匣中，且複數個匣被電性地連接，以製造出電池組。
在傳統的高功率、大容量電池組中之電池單元的串聯連接被典型地顯示於圖5中。
參照圖5，每一單元電池係配置為具有一構造，其中，陰極、陽極、和隔板與電解液一起被設置在殼體內呈密封狀態，且陰極片120與陽極片130從殼體的上端和下端突出。在第一單元電池110被設置成使得陰極片120被定位在其上端的情況下，設置在第一單元電池110旁邊的第二單元電池111被設置成使得陰極片121被定位在其下端。在單元電池110和111的相反電極為彼此相鄰的狀態下，單元電池110和111的相反電極透過電極引線140被電性地連接於彼此。第三單元電池112以相同於第一單元電池110和第二單元電池111之間的連接的方式被串聯地 連接到第二單元電池111。雖然未顯示於圖5中，包括如上所述之彼此串聯連接之複數個單元電池的圖5的第一電池組被並聯地連接到第二電池組，其係包括以相同於第一電池組中的方式被彼此連接之複數個單元電池。
在每一個電池組的第一單元電池110的陰極片120被連接到陰極外部端子150以及每一個電池組的最後一個單元電池115的陽極片133被連接到陽極外部端子160的狀態下，如上所述之彼此並聯連接的電池組被安裝到外殼170中。如圖5所示，電極片120和130被形成在單元電池110的長軸(major axis)方向。然而，根據情況，電極片120和130可被形成在單元電池110的短軸(minor axis)方向。
然而，在包括彼此電性連接的單元電池110、111、112、113、114及115的電池組中，單元電池110、111、112、113、114及115具有相同的尺寸或容量。考量到電池組被應用之裝置的設計，為了減少電池組的重量及厚度，因此，需要去減少電池組的容量。或者是，需要去改變裝置的設計，使得裝置的尺寸可被增加。然而，在設計改變的過程中，單元電池之間的電連接為複雜的，且結果為其係難以去製造滿足所欲的條件之電池組。
因此，對於電池組而言，存在有能夠解決上述問題的高必要性。
因此，本發明已被作成來解決上述的問題、以及尚待解決的其他的技術問題。
本發明的一個目的在於提供一種電池組，其配置為具有一構造，其中，在電池單元以特定的方式被彼此電性連接的狀態下，複數個電池單元被接收在電池組中，使得電池組可根據採用電池組的裝置之形狀而被應用，同時經由單元電池的連接來保持電池組的容量。
本發明的另一個目的在於提供一種電池組，配置為具有一構造，其中電池單元和組裝框件使用特定的材料被固定，使得電池組在使用具有小厚度的殼體的同時，表現出對抗外部衝擊的適當強度、以及對短路或斷路的優異安全性。
根據本發明的一態樣，上述和其他的目的可藉由提供一種電池組來達成，該電池組包括至少兩個板狀電池單元，具有形成在其一側的陽極端子和陰極端子，且包括密封多餘部分，電池單元被配置成平面狀，使得電池單元的電極端子沿一個方向被對齊；組裝框件，包括至少兩個電池單元接收部，在被佈置成平面狀的電池單元之上和下表面被開放的狀態下，其係圍繞電池單元的外周緣；保護電路模組(PCM)，電性地連接到沿一個方向被對齊之電池單元的電極端子，以控制電池組的運作；中間模具，用於 接收保護電路模組，中間模具被裝載於密封多餘部分上；電絕緣構件，被施加到由密封多餘部分和組裝框件所界定且位在中間模具和保護電路模組上的空間內，使得中間模具與保護電路模組被結合於組裝框件；以及標籤，用於覆蓋電池單元、組裝框件以及電絕緣構件。
在根據本發明的電池組中，其係能夠在不使用超音波焊接方法的情況下，將電池單元定位及固定在組裝框件中。因此，外殼的尺寸或構造沒有很大的限制。此外，在外殼的內部中間中，電池單元的移動被限制，從而防止短路或段路因為外部衝擊而發生。
此外，電池單元可根據採用電池組的裝置之形狀來結合，以構成電池組，藉此電池組可被彈性地應用於各種形狀的裝置，同時提供高容量。
在具體的範例中，組裝框件並無特別的限制，只要組裝框件被形成為能夠覆蓋電池單元的側部的形狀，且具有接收電池單元的內部空間即可。例如，組裝框件為框形構件，其僅覆蓋電池單元的側部。
此外，組裝框件的材料並無特別的限制，只要組裝框件的材料可保護安裝在組裝框件中的電池單元即可。例如，組裝框件的材料可為塑膠材料，像是聚碳酸酯(polycarbonate,PC)或丙烯-丁二烯-苯乙烯樹脂(acrylonitrile-butadiene-styrene,ABS)、或是金屬材料，例如，不鏽鋼(SUS)。
例如，每一個板狀電池單元可為稜柱狀(prismatic) 二次電池或袋狀(pouch-shaped)二次電池。
稜柱狀二次電池可配置為具有一構造，其中，電極組件以密封狀態被接收在稜柱狀金屬外殼內，且袋狀二次電池可配置為具有一構造，其中，電極組件以密封狀態被接收在由包括金屬層和樹脂層的層狀片體所製成的電池殼內。
二次電池可為鋰二次電池，表現出高的能量密度、放電電壓以及輸出穩定性。鋰二次電池的其他構件將在下文中詳細說明。
一般而言，鋰二次電池包括陰極、陽極、隔板以及含鋰鹽(lithium salt)的非水(non-aqueous)電解質溶液。
陰極可藉由，例如，將陰極活性材料、導電材料、以及黏合劑的混合物塗到陰極電流收集器並使所塗佈的混合物乾燥，而製成。填料可視需求被進一步的添加。另一方面，陽極可藉由將陽極材料塗到陽極電流收集器並使所塗佈的陽極材料乾燥而製成。上述的成分可視需求被進一步的包括在內。
隔板被設置在陽極和陰極之間。隔板可由絕緣性薄膜所製成，表現出高的離子滲透性(ion permeability)及機械強度。
含鋰鹽的非水電解質溶液由非水電解質和鋰鹽所構成。液態非水電解質溶液、固態電解質、或無機固態電解質可被使用來作為非水電解質。
電流收集器、電極活性材料、導電材料、黏合劑、填 料、隔板、電解質溶液、以及鋰鹽為本發明所屬技術領域中所習知的，且因此，其詳細的說明將被省略。
鋰二次電池可使用原本在本發明所屬技術領域中所習知的方式來製造。亦即，鋰二次電池可藉由在陰極和陽極之間設置多孔隔板並將電解質溶液注入其中而被製造。
陰極可藉由，例如，將含有鋰過渡金屬氧化活性材料(lithium transition metal oxide active material)、導電材料以及黏合劑的料漿塗到電流收集器上並將所塗佈的料漿乾燥，而被製造。以相同的方式，陽極可藉由，例如，將含有碳活性材料、導電材料以及黏合劑的料漿塗到薄型電流收集器上並將所塗佈的料漿乾燥，而被製造。
在根據本發明的電池組中，兩個板狀電池單元可被佈置成平面狀，使得電池單元的電極端子沿著一個方向被對齊。
此外，電池單元可透過保護電路模組並聯或串聯地彼此電性連接。
在根據本發明的電池組中，由於如上所述之電池單元的平面佈置，組裝框件可具有一厚度，該厚度大約對應於電池單元的一者之厚度。例如，組裝框件可具有一厚度，此厚度相當於每一個電池單元的厚度、或是大於每一個電池單元的厚度之1到10%。
組裝框件可包括電池單元分隔壁，其設置在電池單元的相鄰側之間，以防止被接收在組裝框件中的電池單元之移動。此外，分隔壁可與組裝框件被一體地形成。由於分 隔壁係設置在電池單元的相鄰側之間，因此，能夠更牢固且穩定地固定被接受在組裝框件中的電池單元。此外，分隔壁具有對應於每一電池單元的外部尺寸之尺寸。因此，能夠去簡化將電池單元安裝到組裝框件中的組裝過程。
在具體的範例中，組裝框件可於其至少一側設置有至少一個固定部，其沿著平行於板狀電池單元之平面佈置方向的方向向外突出。
固定部可作用為緊固固定件，以更牢固且穩定地將組裝框件固定到電池組被應用的裝置。例如，固定部可使用螺栓和螺帽被固定到電池組被應用的裝置。或者是，固定部可經由鉚釘或鉤構造被固定到電池組被應用的裝置。因此，即使在電池組被應用到裝置之後，被接收在組裝框件中的電池單元的安全性受到保證。
在另一具體的範例中，組裝框件可於其至少一側設置有至少一個開口，經由此開口，匯流排或佈線從保護電路模組向外延伸。開口可被形成在組裝框件的側之任何位置。例如，開口可被形成在鄰接於電池單元的密封多餘部分之組裝框件的側之部分。
從保護電路模組連接端子部延伸的匯流排或佈線被電性地連接到外部連接端子部，亦即，外部裝置的電路。匯流排或佈線可作用為導電構件以進行充電和放電，並感測被接受在組裝框件中的電池單元。
保護電路模組可被配置為具有多種型態。例如，保護電路模組可為具有印刷於其上的保護電路之印刷電路板 (PCB)。
在具體的範例中，電池組可具有一構造，該構造包括一個保護電路模組，其電性地連接於被接收在組裝框件中的電池單元之電極端子，且被裝載於電池單元的密封多餘部分上。
具體而言，被接收在組裝框件中的數個電池單元可被電性地連接到一個保護電路模組，且該保護電路模組可被裝載於電池單元的密封多餘部分上。因此，根據本發明的電池組，相較於傳統的電池組，具有更緊湊的構造。此外，由於僅應用一個保護電路模組，相較於傳統的電池組，電氣佈線可被簡化。
保護電路模組可被獨立地裝載到電池單元的密封多餘部分上。然而，較佳地，在保護電路模組被安裝到中間模具之後，保護電路模組被裝載到電池單元的密封多餘部分上。具體而言，中間模具的尺寸並未特別地限制，只要中間模具具有對應於電池單元的密封多餘部分之形狀和尺寸即可。例如，中間模具可具有一長度，其係對應於被接收在組裝框件中的所有電池單元的密封多餘部分之寬度。
由於保護電路模組因為中間模具而被保護免於外部衝擊，且被安裝在具有對應於電池單元的密封多餘部分之形狀和尺寸的中間模具中，因此，保護電路模組可被更穩定且牢固地裝載於電池單元的密封多餘部分上。
當內部安裝有保護電路模組的中間模具被裝載於電池單元的密封多餘部分上時，絕緣膠帶可被進一步地附接到 密封多餘部分與中間模具之間。例如，絕緣膠帶可為雙面膠帶。
因此，保護電路模組可被穩定且牢固地裝載於電池單元的多餘密封部分上，且由於絕緣膠帶的特徵，安裝在保護電路模組上的電路裝置與電池單元的密封多餘部分之間的短路可被防止。
每一個電池單元可為袋狀電池，儘管機械強度為低的，其係被製造為具有小的重量和厚度。較佳地，每一個電池單元為具有低的洩漏可能性之鋰離子聚合物電池。
同時，當袋狀電池被定位在組裝框件的內部空間時，由於被安裝或連接到袋狀電池的上端之電極端子、保護電路模組、絕緣構件等等，袋狀電池與組裝框件的上端之內部之間形成有空的空間。電池的上端為相對弱的。當電池組掉落或外部衝擊被施加到電池組時，電池可能因此被輕易地變形，且其結果為電池可能具有缺陷。例如，當電池因為電池組的掉落或被施加到電池組的外部衝擊而朝向組裝框件的內部空間之上端移動時，短路可能因為裝置之間的電接觸而發生。另一方面，當電池朝向組裝框件的內部空間之下端移動時，被定位在電池上端的裝置之間的電連接可能被切斷。
本發明的特徵之一在於，作用來吸收因為電池組的掉落及被施加到電池組的外部衝擊之震動、以及來保持被定位在電池上端的裝置之間的電連接的絕緣構件被施加到內部空間中，此內部空間係由密封多餘部分和組裝框件所界 定且位在中間模具和保護電路模組上。
絕緣構件可由被熱熔融、被施加到由密封多餘部分和組裝框件所界定且位在中間模具和保護電路模組上的空間中、且被固化的材料所製成。在具體的範例中，材料可為塑膠樹脂。然而，本發明並不侷限於此。塑膠樹脂可為熱塑性樹脂，其熔點係落在一溫度範圍內，於此溫度範圍內，不會導致被定位在組裝框件的上端之內部的裝置和保護電路模組之變形。然而，根據情況，絕緣構件可由被施加到由密封多餘部分和組裝框件所界定且位在中間模具和保護電路模組上的空間中、且接著藉由化學反應或物理反應而被固化的材料所製成。化學反應可為材料因為根據熱、光(可見光、紫外光等等)、催化劑(catalyst)等等之硬化而被固化的反應。物理反應可為材料因為溶劑的蒸發而被固化的反應。
根據情況，絕緣構件可被進一步地施加到由電池單元的外部和組裝框件的內部所界定的另一個空間中。
根據本發明的另一態樣，其係提供一種製造具有上述構造的電池組之方法。根據本發明之製造電池組的方法包括(a)將電池單元佈置成平面狀，使得電池單元的電極端子沿一個方向被對齊，(b)藉由焊接將電池單元的電極端子連接到保護電路模組，(c)將中間模具安裝到保護電路模組，(d)將中間模具裝載於電池單元的密封多餘部分上，(e)將電池單元安裝到組裝框件中，(f)將電絕緣構件施加到中間模具和保護電路模組，以及(g) 將標籤附接到具有安裝於其中的電池單元之組裝框件。
在具體的範例中，焊接並未被特別地限制，只要能達成電池單元的電極端子和保護電路模組之間的電連接即可。較佳地，焊接為點焊接。
根據本發明的又一態樣，其係提供一種行動裝置，包括具有上述構造的電池組來作為電源。
於其中使用根據本發明之電池組的行動裝置的具體範例可為膝上型電腦、輕省筆電(netbook)電腦、平板電腦或智慧型平板。
考慮到當電池組被充電一次就能夠以長時間的使用行動裝置、以及行動裝置必須要為輕、薄、短及小的之最近的趨勢，行動裝置需要具有對於尺寸比為大的容量之電池組以及小的厚度。然而，使其中安裝有同時滿足上述需求的電池組之行動裝置的內部空間去具有固定的尺寸為困難的，例如，不像傳統的行動裝置之標準化的長方體形狀。 亦即，對於具有小的厚度的行動裝置而言，電池組將被安裝於其中的行動裝置的空間受到很大的限制，且由於構成行動裝置之組件的安裝位置而無法被輕易地標準化。另一方面，在根據本發明的電池組中，根據具有各種尺寸及容量的電池組，電池單元的佈置為非常彈性的，且因此，其能夠一勞永逸的解決上述的問題。
上述的裝置和設備為本發明所屬技術領域中所習知的，且因此，其詳細的說明將被省略。
10‧‧‧袋狀電池(矩形電池)
20‧‧‧袋狀外殼
21‧‧‧內部空間(接收部)
22‧‧‧側延伸部
30‧‧‧蓋體
31‧‧‧側部
40‧‧‧電極組件
41‧‧‧陰極板
41a‧‧‧電極片
42‧‧‧陽極板
42a‧‧‧電極片
43‧‧‧隔板
50‧‧‧電極端子
51‧‧‧電極端子
52‧‧‧端膠帶
60‧‧‧電池組
70‧‧‧殼體
80‧‧‧上蓋
90‧‧‧雙面膠帶
110‧‧‧第一單元電池
111‧‧‧第二單元電池
112‧‧‧第三單元電池
113‧‧‧單元電池
114‧‧‧單元電池
115‧‧‧單元電池
120‧‧‧陰極片
121‧‧‧陰極片
130‧‧‧陽極片
133‧‧‧陽極片
140‧‧‧電極引線
150‧‧‧陰極外部端子
160‧‧‧陽極外部端子
170‧‧‧外殼
210‧‧‧電池單元
211‧‧‧密封多餘部分
212‧‧‧陽極端子
213‧‧‧陰極端子
214‧‧‧密封多餘部分
220‧‧‧電池單元
221‧‧‧密封多餘部分
222‧‧‧陽極端子
223‧‧‧陰極端子
224‧‧‧密封多餘部分
230‧‧‧鄰接件
240‧‧‧彎折
300‧‧‧保護電路模組
301‧‧‧端連接部
302‧‧‧端連接部
303‧‧‧端連接部
304‧‧‧端連接部
310‧‧‧佈線
311‧‧‧外部輸入和輸出端子部
320‧‧‧點焊接
400‧‧‧中間模具
410‧‧‧絕緣膠帶
411‧‧‧附接
413‧‧‧彎折
500‧‧‧組裝框件
510‧‧‧分隔壁
520‧‧‧固定部
521‧‧‧固定孔
530‧‧‧開口
600‧‧‧塑膠樹脂
700‧‧‧標籤
710‧‧‧條碼標籤
800‧‧‧電池組
本發明之上述的和其他的目的、特徵與其他的優勢將從以下的詳細說明結合所附圖式而被更清楚地理解，其中：圖1為顯示一般的袋狀電池之立體分解圖；圖2為顯示圖1之袋狀電池的組裝狀態之立體圖；圖3為顯示具有安裝於其內的袋狀電池之傳統的電池組之立體圖；圖4為顯示圖3之電池組的立體分解圖；圖5為顯示傳統的四個單元電池被安裝於其內的匣之立體圖；圖6為顯示根據本發明的實施例之電池組的立體圖；圖7為顯示於圖6中的電池組之立體分解圖；以及圖8至12為顯示根據本發明的實施例之製造電池組的過程的代表圖。
現在，將參照所附圖式詳細說明本發明的例示性實施例。然而，需注意的是，本發明的範圍並不侷限在被說明的實施例。
圖6為顯示根據本發明的實施例之電池組的立體圖，且圖7為顯示於圖6中的電池組之立體分解圖。
首先參照圖6，電池組800被配置為具有一構造，其中，兩電池單元210及220被接收在組裝框件500中，標 籤700覆蓋組裝框件500的四個側部以及兩電池單元210和220的部分，且條碼標籤710被進一步地附接到電池單元210和220未被標籤700覆蓋的上表面。
此外，四個固定部520被形成在組裝框件500的相對側，使得固定部520沿著平行於被接收在組裝框件500中的電池單元210和220的平面佈置方向之方向向外突出。開口530被形成在組裝框件500的上端之一側，作用為外部輸入和輸出端子的佈線310經由開口530向外延伸。
參照圖7，電池組800一般包括總共六個構件(電池單元210和220、組裝框件500、保護電路模組(PCM)300、中間模具400、塑膠樹脂600以及標籤700)。此外，電池組800還包括兩個構件(絕緣膠帶410以及條碼標籤710)。
具體而言，兩電池單元210和220被設置成在其一側包括分別帶有陽極端子212和222與陰極端子213和223的密封多餘部分211和221。
此外，組裝框件500被配置成具有框構造，其具有內部空間，兩電池單元210和220被接收在內部空間中，且僅覆蓋電池單元210和220的側部。包括固定孔521的固定部520被形成在組裝框件500的相對側。另外，組裝框件500於其中間部分被設置有分隔壁510，當電池單元210和220被接收在組裝框件500中時，分隔壁510被設置且固定在電池單元210和220的鄰接件(adjacent part)230之間。
此外，在佈線310被連接到保護電路模組300的外部輸入和輸出端子部311狀態下向外延伸的佈線310被形成在保護電路模組300的一側。
與此同時，顯示於圖7中的塑膠樹脂600被簡單地散佈，用於容易理解電池組800的組件。然而，事實上，塑膠樹脂600與保護電路模組300和中間模具400一起被結合到組裝框件500內。
具體而言，在電池單元210和220與保護電路模組300和中間模具400一起被安裝到組裝框件500之後，塑膠樹脂600被熱熔融、被施加到由電池單元210和220的密封多餘部分211和221與組裝框件500所界定且位在中間模具400和保護電路模組300上的空間中、且被固化。
圖8至12為顯示根據本發明的實施例之製造電池組的過程的代表圖。
參照這些圖式，在第一步驟A，在其中電池單元210和220的對應側(鄰接件)230相互接觸的狀態下，電池單元210和220被佈置成平面狀，使得形成在電池單元210和220的相對側之密封多餘部分214和224被向上彎折(參見標號240)，且接著電極端子212、213、222和223沿著一個方向被對齊。
在第二步驟B，對作用為外部輸入和輸出端子的佈線310被連接的外部輸入和輸出端子部311之保護電路模組300被連接到電池單元210和220。具體而言，電池單元210和220的電極端子212、213、222和223分別藉由點 焊接320被連接到保護電路模組300的端連接部301、302、303及304。
在第三步驟C，絕緣膠帶410被附接(參見標號411)到中間模具400。
在第四步驟D，附接有絕緣膠帶410的中間模具400被安裝到保護電路模組300上。
在第五步驟E，電極端子212、213、222和223被彎折(參見標號413)，使得內部安裝有保護電路模組300的中間模具400被裝載到電池單元210和220的密封多餘部分上。此時，由於亦作用為雙面膠帶的絕緣膠帶410，中間模具400被牢固地裝載於電池單元210和220的密封多餘部分上。
在第六步驟F，電池單元210和220與保護電路模組300和中間模具400一起被安裝在組裝框件500內。此時，形成在組裝框件500的中間部分處的分隔壁510被設置在電池單元210和220的鄰接件230之間，以牢固地固定兩電池單元210和220。
在第七步驟G，塑膠樹脂600被熱熔融、被施加到由電池單元210和220的密封多餘部分211和221與組裝框件500所界定且位在中間模具400和保護電路模組300上的空間中、且被固化。
在第八步驟H，標籤700覆蓋組裝框件500的四個側部以及兩電池單元210和220的部分。
最後，如第九步驟I，條碼標籤710被進一步地附接 到未被標籤700覆蓋之電池單元210和220的上表面。
雖然本發明例示性的實施例以被揭露用於說明的目的，熟知本領域技術人士將理解的是，在不偏離如揭露在隨附申請專利範圍中之本發明的範圍和精神的情況下，各種修改、添加及替換為可能的。
[產業利用性]
如同從上述說明中為明顯的，本發明所具有的效果為，能夠去製造具有小的厚度之電池組而不需使用超音波焊接方法、不需要去使用精密且高價的超音波焊接機器、電池組的組裝過程被極度的簡化、以及在由電池的上端和電池組的上端的內部所界定出的空間中施加並固化絕緣構件以防止短路或斷路因電池的移動的發生，即使在當電池掉落或外部衝擊被作用到電池時。
此外，本發明所具有的效果為，電池單元根據裝置的形狀而被結合以建構出電池組，藉此，電池組可被彈性地應用到各種形狀的裝置，同時維持高容量效能。
210‧‧‧電池單元
211‧‧‧密封多餘部分
212‧‧‧陽極端子
213‧‧‧陰極端子
220‧‧‧電池單元
221‧‧‧密封多餘部分
230‧‧‧鄰接件
300‧‧‧保護電路模組
310‧‧‧佈線
311‧‧‧外部輸入和輸出端子部
400‧‧‧中間模具
410‧‧‧絕緣膠帶
500‧‧‧組裝框件
510‧‧‧分隔壁
520‧‧‧固定部
521‧‧‧固定孔
600‧‧‧塑膠樹脂
700‧‧‧標籤
710‧‧‧條碼標籤
800‧‧‧電池組

Claims (25)

  1. 一種電池組，包括：至少兩個板狀電池單元，具有形成在其一側的陽極端子和陰極端子，且包括密封多餘部分，該等電池單元被佈置成平面狀，以使該等電池單元的該等電極端子沿一個方向對齊；組裝框件，包括至少兩個電池單元接收部，在被佈置成平面狀的該等電池單元的上和下表面被開放的狀態下，其圍繞該等電池單元的外周緣；保護電路模組(PCM)，電性地連接到沿一個方向對齊之該等電池單元的該等電極端子，以控制該電池組的運作；中間模具，用於接收該保護電路模組，該中間模具被裝載於該密封多餘部分上；電絕緣構件，被施加到由該密封多餘部分和該組裝框件所界定且位在該中間模具和該保護電路模組上的空間內，使得該中間模具和該保護電路模組被結合於該組裝框件；以及標籤，用於覆蓋該等電池單元、該組裝框件、以及該電絕緣構件。
  2. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中，該等板狀電池單元的每一個為稜柱狀(prismatic)二次電池或袋狀(pouch-shaped)二次電池。
  3. 如申請專利範圍第2項之電池組，其中，該袋狀 二次電池係配置成具有一構造，在該構造中，電極組件以密封狀態被接收在由包括金屬層和樹脂層的層狀片體所製成的電池殼內。
  4. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中，該等板狀電池單元的每一個為鋰二次電池。
  5. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中，兩個板狀電池單元被佈置成平面狀，使得該等電極端子沿一個方向被對齊。
  6. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中，該等電池單元透過該保護電路模組串聯或並聯地彼此電性連接。
  7. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中，該組裝框件具有一厚度，該厚度相當於每一個電池單元的厚度、或是大於每一個電池單元的厚度不超過10%。
  8. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中，該組裝框件包括電池單元分隔壁，該電池單元分隔壁設置在該等電池單元之相鄰側之間，以防止被接收在該組裝框件中的該等電池單元的移動，該分隔壁與該組裝框件被一體地形成。
  9. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中，該組裝框件於其至少一側係設置有至少一個固定部，該固定部沿著平行於該等板狀電池單元之平面佈置方向的方向向外突出。
  10. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中，該組裝框件於其至少一側係設置有至少一個開口，經由該開口， 匯流排(bus bar)或佈線從該保護電路模組向外延伸。
  11. 如申請專利範圍第10項之電池組，其中，該等開口被定位在鄰接於該等電池單元的該等多餘密封部分之該組裝框件的側之部分。
  12. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中，該保護電路模組為具有印刷於其上的保護電路之印刷電路板(PCB)。
  13. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中，該電池組包括一保護電路模組，該保護電路模組電性地連接到被接收於該組裝框件中之該等電池單元的該等電極端子，且被裝載於該等電池單元的該等密封多餘部分上。
  14. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中，該中間模具具有長度，該長度對應於被接收在該組裝框件內的所有該等電池單元之該等密封多餘部分之寬度。
  15. 如申請專利範圍第1項之電池組，還包括絕緣膠帶，其係附接在該等密封多餘部分及該中間模具之間。
  16. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中，該絕緣膠帶為雙面膠帶。
  17. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中，該電絕緣構件係由被熱熔融、被施加到由該等密封多餘部分和該組裝框件所界定且位在該中間模具和該保護電路模組上的空間中、且被固化的材料所製成。
  18. 如申請專利範圍第17項之電池組，其中，該材料為塑膠樹脂(plastic resin)。
  19. 如申請專利範圍第18項之電池組，其中，該塑膠樹脂為熱塑性樹脂，其熔點係落在一溫度範圍內，於該溫度範圍內，不會導致定位在該組裝框件的上端之內部的裝置和保護電路模組之變形。
  20. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中，該電絕緣構件係由被施加到由該等密封多餘部分和該組裝框件所界定且位在該中間模具和該保護電路模組上的空間中、且接著藉由化學反應或物理反應而被固化的材料所製成。
  21. 如申請專利範圍第1項之電池組，其中，該電絕緣構件被進一步地施加到由該等電池單元的外部和該組裝框件的內部所界定的另一個空間中。
  22. 一種製造如申請專利範圍第1至21項任一項之電池組的方法，該方法包括：(a)將複數個電池單元佈置成平面狀，使得該等電池單元的電極端子沿一個方向被對齊；(b)藉由焊接，將該等電池單元的該等電極端子連接到保護電路模組；(c)將中間模具安裝到該保護電路模組；(d)將該中間模具裝載於該等電池單元的密封多餘部分上；(e)將該等電池單元安裝到組裝框件中；(f)將電絕緣構件施加到該中間模具和該保護電路模組；以及(g)將標籤附接到具有安裝於其中的該等電池單元 之該組裝框件。
  23. 如申請專利範圍第22項之方法，其中，該焊接為點焊接。
  24. 一種行動裝置，包括如申請專利範圍第1至21項的任一項之電池組來作為電源。
  25. 如申請專利範圍第24項之行動裝置，其中，該行動裝置為膝上型電腦、輕省筆電(netbook)電腦、平板電腦或智慧型平板。
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