專利名稱：具有簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池組，特別是例如在手機(jī)和其他便攜裝置中使用的可再充電的電池組。
背景技術(shù)：
這種電池組通常也被稱作電源組，所述電源組通常總是包括電池堆，所述電池堆包括一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的電池，所述電池優(yōu)選以堆疊或卷繞的形式被布置在電池殼體中。其他元件通常特別地為電子器件如保護(hù)電路和多個(gè)導(dǎo)電體，由此使得電池堆和電子器件彼此接觸。電能通常經(jīng)由優(yōu)選的金屬接觸面被供應(yīng)或抽取，所述金屬接觸面被設(shè)置在電池組的其中一個(gè)外部側(cè)面上。這種接觸面可例如被包括在塑料殼體中，在所述殼體中，進(jìn)而可布置所述電池堆和上述電子器件和導(dǎo)電體。所述殼體內(nèi)的剩余腔體可易于例如通過注射成型的方式被填充。然而，由于生產(chǎn)具有這種殼體的電池組要經(jīng)過多個(gè)單獨(dú)的步驟(將多個(gè)單獨(dú)的器件如電池堆和電子電路插入殼體內(nèi)并使所述器件彼此接觸且與被包括在所述殼體中的外部接觸面接觸)，因此在制造方面通常會(huì)存在問題。因此，技術(shù)人員嘗試找到技術(shù)性解決方案以便簡(jiǎn)化由此加快制造工藝。目標(biāo)在于降低電池組的單位成本，同時(shí)不會(huì)由于制造的原因而使質(zhì)量受損。

發(fā)明內(nèi)容
該目的是通過具有如權(quán)利要求1所述特征的電池組和具有如權(quán)利要求8所述特征的方法而實(shí)現(xiàn)的。從屬權(quán)利要求2至7描述了根據(jù)本發(fā)明的電池組的優(yōu)選實(shí)施例。從屬權(quán)利要求9至12描述了根據(jù)本發(fā)明的方法的優(yōu)選實(shí)施例。所有權(quán)利要求的用語由此作為參考被引用于本說明書中。根據(jù)本發(fā)明的電池組包括多個(gè)獨(dú)立的單獨(dú)的器件，即包括位于電池殼體中的至少一個(gè)單獨(dú)的電池的電池堆、電子器件部分和介于所述電池堆與所述電子器件部分之間的導(dǎo)電體，所述導(dǎo)電體被用于使所述電池堆與所述電子器件部分彼此形成接觸。此外，根據(jù)本發(fā)明的電池組包括注射成型的部分，所述注射成型的部分同時(shí)具有多種功能。首先，其保護(hù)了所述導(dǎo)電體并將所述導(dǎo)電體固定在所述電池堆與所述電子器件部分之間，所述導(dǎo)電體被大體上完整地埋置在所述注射成型的部分中。在該實(shí)例中，所述注射成型的部分以形狀配合的方式既被連接至所述電池堆又被連接至所述電子器件部分，并使所述電池堆與所述電子器件部分彼此連接。在該實(shí)例中，所述電子器件部分本身特別地具有這樣的特征除了至少一個(gè)電子電路以外，所述電池組的所述外部接觸面也被集成在所述器件部分中。因此，在所述電池組的生產(chǎn)過程中，所述電子電路和所述外部接觸面可在一個(gè)步驟中構(gòu)建而成。它們都是同一器件部分的元件。在根據(jù)本發(fā)明的電池組內(nèi)，所述電子器件部分自然總是被布置成使得所述接觸面位于所述電池組的所述外部側(cè)面上，結(jié)果使得電流有可能從該處被外部負(fù)載吸引出來。
所述注射成型部分可簡(jiǎn)單地以介于所述電池堆與所述電子器件部分之間的中間部件的形式存在，且可使所述電池堆與所述電子器件部分通過粘結(jié)劑結(jié)合的方式彼此連接。然而，優(yōu)選地，此外或作為另一種可選方式，所述注射成型的部分在所述兩個(gè)器件之間形成了固定的機(jī)械聯(lián)接元件。例如，在優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的電池組的所述注射成型部分可以框架或殼體的形式存在，所述框架或殼體圍繞著所述電池堆的至少一部分，特別是所述電池堆的角部和邊緣。同時(shí)或作為另一種可選方式，根據(jù)本發(fā)明的電池組的所述注射成型部分可優(yōu)選以框架或殼體的形式存在，所述框架或殼體圍繞著所述電子器件部分的至少一部分，特別是所述電子器件部分的角部和邊緣。如果這兩種情況同時(shí)出現(xiàn)，則所述注射成型部分形成框架或殼體，所述電池堆和所述電子器件部分被緊固地固定在所述框架或殼體中。特別地， 這兩個(gè)部分可不再彼此分開，所述注射成型部分不會(huì)受損或被毀。在進(jìn)一步優(yōu)選的實(shí)施例中，所述注射成型部分不僅圍繞著所述電池堆和/或所述電子器件部分的角部和邊緣，而且大體上完整地(除了所述電池組的所述外部接觸面以外) 圍繞著所述電池堆和/或電子器件部分。隨后形成真正的殼體，所述殼體圍繞著所述電池組的所有所述器件。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述電子器件部分可大體上包括固化的塑料部分，所述電池組的所述外部接觸面且有可能所述至少一個(gè)電子電路和/或?qū)щ婓w被至少部分地埋置在所述塑料部分內(nèi)而位于所述至少一個(gè)電路與所述外部接觸面和/或所述電池堆之間。然而， 所述器件部分還可以是復(fù)合物，其中電子電路器件被緊固地固定在固化塑料部分上，這例如是通過粘結(jié)劑結(jié)合實(shí)現(xiàn)的，在所述固化塑料部分中埋置了外部接觸面。關(guān)鍵在于，所述接觸面和所述電池堆是器件部分的一部分且因此可在同一步驟中被構(gòu)建而成。所述至少一個(gè)電子電路特別地優(yōu)選為保護(hù)電路，且優(yōu)選為這樣的保護(hù)電路，通過所述保護(hù)電路可監(jiān)控并控制放電操作，且特別地還可監(jiān)控并控制充電操作。因此，例如當(dāng)對(duì)可再充電電池組進(jìn)行充電時(shí)，需要注意確保所述電池組不會(huì)被過充電并因此到達(dá)臨界狀態(tài)。所述充電操作有可能需要被中斷，該功能可由電子保護(hù)電路執(zhí)行。為此目的，根據(jù)本發(fā)明的電池組此外還可進(jìn)一步具有熔斷裝置，如可熔聯(lián)接件。適當(dāng)?shù)娜蹟嘌b置對(duì)于所屬領(lǐng)域技術(shù)人員而言是已公知的且無需在本說明書中作更詳細(xì)地解釋說明。正如本申請(qǐng)開始已經(jīng)描述地那樣，在優(yōu)選實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的電池組為可再充電的電池組。特別優(yōu)選地，所述電池組為鋰離子電池組或鋰聚合物電池組。在優(yōu)選實(shí)施
^:11 (lithium-intercalating electrode)。所述電池堆中的所述至少一個(gè)單獨(dú)的電池通常以電極/隔件復(fù)合物的形式存在， 其中所述電極被施加到平的隔件上，特別地被施加到隔膜上。多個(gè)單獨(dú)的電池可被布置在所述電池堆內(nèi)，例如以疊堆的形式被布置在所述電池堆內(nèi)。然而，正如本申請(qǐng)開始已經(jīng)提到地，所述電極原則上還有可能與所述隔件卷繞在一起，例如螺旋地與所述隔件卷繞在一起。 在這兩種實(shí)例中，所述單獨(dú)的電池都優(yōu)選被水密殼體圍繞以便防止受到潮氣和其他環(huán)境因素的影響。優(yōu)選地，例如將薄膜，特別是復(fù)合物膜如鋁復(fù)合物膜(在內(nèi)部側(cè)面上具有絕緣層) 用作殼體材料。所述電池堆的所述電池殼體對(duì)應(yīng)地優(yōu)選為膜殼體。為了吸引并輸出電能，所述至少一個(gè)單獨(dú)的電池優(yōu)選設(shè)有集流器，相同極性的集流器有可能被成組聚集在一起(如果所述電池堆包括多個(gè)單獨(dú)的電池的話)并被連接至捕獲器(arrestor)，所述捕獲器穿出所述電池殼體。如果適當(dāng)?shù)脑?，這些捕獲器還形成了介于所述電池堆與所述電子器件部分之間的所述導(dǎo)電體或者至少被導(dǎo)電地連接至所述電池堆和所述電子器件部分。正如已經(jīng)提到地那樣，當(dāng)生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的電池組時(shí)，所述至少一個(gè)電子電路和所述外部接觸面可在一個(gè)步驟中被構(gòu)建而成。根據(jù)本發(fā)明的電池組因此具有非常簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)。主要是，這給根據(jù)本發(fā)明的電池組的制造帶來了相當(dāng)多的優(yōu)點(diǎn)，即，減少了需要彼此連接并固定的單獨(dú)器件的數(shù)量。相應(yīng)地，用于生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的電池組的方法也是本發(fā)明的主題。在根據(jù)本發(fā)明的方法中，電池堆被布置在注射模型中，所述電池堆包括處于電池殼體中的至少一個(gè)單獨(dú)的電池(與所述電池堆及其器件的可能實(shí)施例相關(guān)，參見上文)和具有上述實(shí)施例的電子器件部分(具有電池組的集成電子電路和集成外部接觸面，同樣如上文所述)。隨后，用液體塑料化合物填充所述部分之間的剩余自由空間。隨后對(duì)所述液體塑料化合物進(jìn)行固化(或任憑所述塑料化合物固化)。因此，與已公知的現(xiàn)有技術(shù)相比，該方法中需要插入注射模型內(nèi)的單獨(dú)的部分更少，工藝過程被大大簡(jiǎn)化，這進(jìn)而使得有可能顯著減少循環(huán)時(shí)間的長(zhǎng)度。在液體塑料化合物被插入所述注射模型內(nèi)之前，如果有必要，則被布置在所述注射模型內(nèi)的所述單獨(dú)的部分通過導(dǎo)電體彼此連接。這優(yōu)選發(fā)生在所述部分被布置在所述注射模型中之前。特別優(yōu)選地，熱塑性熱熔粘結(jié)劑被用作所述塑料化合物?；诰埘０返臒崛壅辰Y(jié)劑被證明是特別適合的。在將所述塑料化合物引入注射模型內(nèi)之前，所述塑料化合物被加熱且所述注射模型也有可能被加熱，特別地被加熱至介于150°C與280°C之間的溫度。特別優(yōu)選的溫度范圍介于190°C與230°C之間。相應(yīng)地，特別地還使用熱熔粘結(jié)劑，所述熱熔粘結(jié)劑可在所述溫度范圍內(nèi)產(chǎn)生液化。在所述注射模型中，將要通過注射成型進(jìn)行連接的所述部分被布置而對(duì)應(yīng)于其在要生產(chǎn)的所述電池組中的所需位置。在本實(shí)例中，所述電子器件部分的布置特別重要，這是因?yàn)樗鲭姵亟M的集成于所述電子器件部分中的接觸面在澆鑄過程中天然地傾向于不被液體塑料化合物所覆蓋。所述電子器件部分因此優(yōu)選被布置在所述注射模型中，以使得所述接觸面保持至少部分地沒有所述液體塑料化合物。這特別地是由于具有所述接觸面的所述電子器件部分被壓靠在所述注射模型的內(nèi)壁上，結(jié)果使得在所述接觸面與所述注射模型的表面之間不存在使得所述液體塑料化合物可進(jìn)入的空間。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述電池堆被布置成使得所述液體塑料化合物可至少圍繞其角部和邊緣，特別地使得可生產(chǎn)出以框架或殼體形式存在的注射成型的部分，正如上文所述地那樣。


下面將結(jié)合隨后對(duì)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行的描述對(duì)本發(fā)明的該特征和進(jìn)一步的特征進(jìn)行說明。在所述的優(yōu)選實(shí)施例中，本發(fā)明的單獨(dú)的特征在每個(gè)實(shí)例中都可單獨(dú)地或與一個(gè)或多個(gè)特征彼此結(jié)合地被實(shí)施。所述的優(yōu)選實(shí)施例僅用于解釋說明且便于更好地理解本發(fā)明且不應(yīng)以任何方式被理解為是限制性的。在附圖中
圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的可被插入的電子器件部分的一個(gè)實(shí)施例，所述電子器件部分具有集成的外部接觸面和集成的電子電路；和
圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的電池組的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的可被插入的電子器件部分100的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例。圖中示出了外部接觸面101，所述外部接觸面被埋置在包括固化塑料的塑料部分102中。所述電子保護(hù)電路103 (未示出)被布置在所述塑料部分102的后側(cè)上或被埋置在其中，所述電子保護(hù)電路被固定地連接至塑料部分。用于導(dǎo)電體的接觸點(diǎn)(同樣未示出)優(yōu)選也位于塑料部分的后側(cè)上，經(jīng)由所述接觸點(diǎn)，保護(hù)電路103和外部接觸面101可被連接至根據(jù)本發(fā)明的電池組的電池堆。根據(jù)本發(fā)明，本申請(qǐng)使保護(hù)電路103與外部接觸面101之間進(jìn)行接觸或者使它們被精確地定位在電子器件部分100內(nèi)(或定位在所述電子器件部分上)并不是關(guān)鍵的；首要重要的是，保護(hù)電路103和外部接觸面101被集成在電子器件部分100中，即，使得保護(hù)電路和外部接觸面都是同一個(gè)器件部分的一部分，結(jié)果使得它們可在電池組的生產(chǎn)過程中在一個(gè)步驟中就構(gòu)建而成。接觸點(diǎn)104是測(cè)試接觸點(diǎn)，對(duì)本申請(qǐng)所述的發(fā)明無關(guān)緊要。電子器件部分100的塑料本體102大體上以矩形成型部分的形式存在。在所述矩形成型部分的縱向側(cè)部上可觀察到總計(jì)8個(gè)大體上呈三角形的伸出部105。所述伸出部起到輔助定位的作用以便能夠?qū)⑵骷糠?00精確地定位在注射模型中。外部接觸面101可被壓靠在注射模型的內(nèi)壁上，這例如是通過真空方式實(shí)現(xiàn)的。然而，優(yōu)選地，器件部分100 被固定在機(jī)械保持器中的注射模型中，從而使得所述接觸面在壓力下承靠在內(nèi)壁上。這可例如通過細(xì)銷實(shí)現(xiàn)，所述細(xì)銷被布置在接近注射模型內(nèi)壁的位置處，結(jié)果使得電子器件部分100可被夾持在所述銷與內(nèi)壁之間。同時(shí)，壓力可經(jīng)由接觸壓力板被施加在接觸面上。圖2示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的電池組200。圖中首先示出了電池堆201、圖1 所示的具有集成電子電路(未示出)且具有電池組的集成外部接觸面204的電子器件部分 202、和注射成型部分203，所述注射成型部分以形狀配合的方式被連接至電子器件部分和電池堆。電池堆201和電子器件部分202經(jīng)由導(dǎo)電體20 和20 被電連接。在本實(shí)例中， 該注射成型部分203圍繞著電池堆201的所有邊緣或所有側(cè)部和角部并因此形成了一種框架，電池堆201被固定在所述框架中。此外，電子器件部分202被幾乎完整地埋置在該注射成型部分中。注射成型部分203在電子器件部分202的表面上形成了涂層，所述涂層大體上完整地圍繞著電子器件部分202 (為此原因，圖中以虛線示出所述部分；其被幾乎完整地埋置在注射成型部分203中)。僅有外部接觸面204和測(cè)試接觸點(diǎn)206 (上文已經(jīng)提到，二者對(duì)本發(fā)明而言并不重要)未被覆蓋。注射成型部分203因此實(shí)現(xiàn)了多種功能。首先，其填充了電池堆201與電子器件部分202之間的所有的自由空隙且因此還圍繞著介于這兩個(gè)器件部分之間的導(dǎo)電體20 和 205b。此外，其用作結(jié)構(gòu)增強(qiáng)元件，所述結(jié)構(gòu)增強(qiáng)元件為包括所提到的單獨(dú)的部分在內(nèi)的整個(gè)復(fù)合物提供了機(jī)械穩(wěn)定性并將所述單獨(dú)的部分保持在一起。其首先形成了一種將電池堆201固定于其中的框架，且其次形成了用于電子器件部分202的殼體，且所述殼體大體上完整地圍繞著電子器件部分。如圖所示位于角部207和208處的切口為定位輔助件(這對(duì)于本發(fā)明而言并不關(guān)鍵)，所述定位輔助件可有利于將電池組插入負(fù)載內(nèi)。圖中還示出了三角形伸出部209，圖1 已經(jīng)示出了所述伸出部。該注射成型部分203可特別地由基于聚酰胺的熱熔粘結(jié)劑生產(chǎn)而成，如上文所述。例如，由DUsseldorf的Henkel KgaA生產(chǎn)的熱熔粘結(jié)劑“Macromelt 6832 S”被證明是特別適合的。
權(quán)利要求
1.一種電池組(200)，所述電池組包括包括位于電池殼體中的至少一個(gè)單獨(dú)的電池的電池堆(201)、電子器件部分(100，202)、介于所述電池堆(201)與所述電子器件部分 (100，202)之間的導(dǎo)電體(205120 )、和注射成型的部分(203)，所述注射成型的部分大體上完整地圍繞著所述導(dǎo)電體且以形狀配合的方式既被連接至所述電池堆(201)又被連接至所述電子器件部分(100,202),并使所述電池堆與所述電子器件部分彼此連接，除了至少一個(gè)電子電路(103)以外，所述電池組(200)的所述外部接觸面(101、204)也被集成在所述電子器件部分(100、202)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其特征在于，所述注射成型的部分(203)形成了框架或殼體，所述框架或殼體圍繞著所述電池堆(201)的至少一部分，特別是所述電池堆的角部和邊緣。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的電池組，其特征在于，所述注射成型的部分(203)形成了框架或殼體，所述框架或殼體圍繞著所述電子器件部分(100、202)的至少一部分，特別是所述電子器件部分的角部和邊緣。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電池組，其特征在于，所述電子器件部分(100、 202)大體上包括固化的塑料部分(102)，所述電池組的所述外部接觸面(101、204)且有可能所述至少一個(gè)電子電路(103 )被埋置在所述塑料部分內(nèi)。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電池組，其特征在于，所述至少一個(gè)電子電路 (103)是保護(hù)電路。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電池組，其特征在于，所述電池堆(201)中的所述至少一個(gè)單獨(dú)的電池為鋰離子電池或鋰聚合物電池。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電池組，其特征在于，所述電池堆(201)的所述電池殼體是膜殼體。
8.一種用于生產(chǎn)電池組，特別是根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的電池組(200)，的方法，其中電池堆(201)被布置在注射模型中且剩余的自由空間被液體塑料化合物填充，所述液體塑料化合物隨后固化，所述電池堆包括處于電池殼體中的至少一個(gè)單獨(dú)的電池和電子器件部分(100、202)，除了至少一個(gè)電子電路(103)以外，所述電池組的所述外部接觸面 (101,204)也被集成在所述電子器件部分內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述電池堆(201)和所述電子器件部分 (100、202)在被布置在所述注射模型中之前通過適當(dāng)?shù)膶?dǎo)電體(205120 )彼此形成接觸。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，將熱塑性熱熔粘結(jié)劑用作所述塑料化合物，所述粘結(jié)劑優(yōu)選基于聚酰胺。
11.根據(jù)權(quán)利要求8至10中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，在所述填充操作之前，所述塑料化合物被加熱，且所述注射模型也可能被加熱，至介于150°C與280°C之間，特別優(yōu)選地介于190°C與230°C之間，的溫度。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11中任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述電子器件部分(100、 202)被布置在所述注射模型中，以使得所述接觸面(101、204)保持至少部分地，優(yōu)選完全地沒有所述液體塑料化合物。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電池組(200)，所述電池組包括由位于電池殼體中的至少一個(gè)單電池(singlecell)組成的電池包(201)、電子器件(100，202)、介于所述電池包(201)與所述電子器件(100，202)之間的導(dǎo)電體(205a、205b)、和注射成型的部分(203)，所述注射成型的部分大體上完整地圍繞著所述導(dǎo)電體且以形狀配合方式既被連接至所述電池包(201)又被連接至所述電子器件(100、202)，并使所述電池包與所述電子器件彼此連接，其中除了至少一個(gè)電子電路(103)以外，所述電池組(200)的所述外部接觸表面(101、204)也被集成在所述電子器件(100、202)中。此外，本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)這種電池組的方法，其中電池包(201)被布置在注射模型中且剩余的自由空間被液體塑料化合物填充，所述液體塑料化合物隨后固化，所述電池包由位于電池殼體中的至少一個(gè)電化學(xué)單電池和電子器件(100、202)組成，其中除了至少一個(gè)電子電路(103)以外，所述電池組的所述外部接觸面(101、204)也被集成在所述電子器件中。
文檔編號(hào)H01M10/0525GK102292847SQ201080005440
公開日2011年12月21日 申請(qǐng)日期2010年1月22日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月26日
發(fā)明者高格勒 C., 格羅斯 K., 哈恩 R. 申請(qǐng)人:瓦爾達(dá)微電池有限責(zé)任公司