可再充電電池包的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可再充電電池包，該可再充電電池包被構(gòu)造來在防止保護電路模塊短路的同時，防止框架因外部沖擊力而被損壞。在示例性實施方式中，可再充電電池包可以包括連接到框架的由可再充電電池構(gòu)成的多個單元電池，該框架容納并支撐單元電池且具有夾在單元電池之間的裝載部分?？稍俪潆婋姵匕€可以包括連接到裝載部分的電絕緣托架和電連接到單元電池并被安裝到托架中的保護電路模塊。
【專利說明】可再充電電池包
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]所公開的技術(shù)涉及可再充電電池包，尤其涉及用于便攜式計算裝置的可再充電電池包。
【背景技術(shù)】
[0002]與一次電池不同，可再充電電池能夠被反復(fù)地充電和放電。小容量可再充電電池用于小型便攜式電子裝置，諸如移動電話、筆記本電腦、攝像放像機、平板電腦等。大容量可再充電電池用作用于電動自行車、踏板車、電動車輛、叉車等的電機驅(qū)動電源。
[0003]使用多個單獨的電池單元和相關(guān)部件，可再充電電池常常被形成為一個包?？稍俪潆婋姵乜勺鳛殡娺B接多個單元電池的包被使用。例如，可再充電電池包包括多個單元電池、電連接所述單元電池并保護所述單元電池的保護電路模塊(PCM)和容納所述單元電池的框架。
[0004]多個袋型單元電池可以串聯(lián)或并聯(lián)聯(lián)接以形成平板型可再充電電池包。該可再充電電池包通過將多個單元電池和電連接所述單元電池的保護電路模塊容納在框架中形成。
[0005]為了防止可再充電電池包中的保護電路模塊的短路，框架由合成樹脂材料形成，并且裝載保護電路模塊的裝載部分被設(shè)置在框架的一側(cè)。因而，當遭受外部沖擊時，框架可能由于其強度不足而容易被損壞。此外，在安裝可再充電電池包時，框架可能因螺釘?shù)木o固力而被輕易地損壞。
[0006]此【背景技術(shù)】部分中公開的信息僅用于促進對所描述的技術(shù)的背景的理解。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在此處描述的示例性實施方式中，一種可再充電電池包被構(gòu)造來在防止保護電路模塊被短路的同時，防止框架因外部沖擊力而被損壞。
[0008]在一個方面，一種可再充電電池包包括:多個單元電池；框架，其包括設(shè)置在其上的裝載部分，其中所述框架被構(gòu)造為支撐所述多個單元電池，并且其中裝載部分設(shè)置在所述多個單元電池中的相鄰兩個之間的交界處；電絕緣托架，其連接到裝載部分；以及保護電路模塊，其電連接到單元電池并且連接到托架，托架提供裝載部分和保護電路模塊之間的電絕緣；以及其中框架具有比托架高的強度。
[0009]在一些實施方式中，框架由金屬材料形成，托架由合成樹脂材料形成。
[0010]在一些實施方式中，裝載部分形成有穿過其的多個第一通孔。
[0011]在一些實施方式中，托架形成有穿過其的多個第二通孔。
[0012]在一些實施方式中，裝載部分包括延伸而離開第一通孔的鎖定突起，并且其中托架包括設(shè)置在第二通孔中的至少一個內(nèi)的鎖定槽，該鎖定槽構(gòu)造來容納鎖定突起。
[0013]在一些實施方式中，框架包括絕緣材料層。
[0014]在一些實施方式中，框架包括四邊形，該四邊形具有彼此平行的一對長邊和彼此平行的一對短邊，其中所述一對長邊的末端部分被連接到所述短邊的末端部分，并且裝載部分垂直于所述一對長邊設(shè)置在四邊形的大致中心處。
[0015]在一些實施方式中，單元電池包括第一單元電池和第二單元電池，第一單元電池和第二單元電池每個包括正電極引線接頭和負電極引線接頭，并且其中第一單元電池和第二單元電池的引線接頭中的每一個被連接到保護電路模塊。
[0016]在一些實施方式中，可再充電電池包還包括貼在第一單元電池和第二單元電池之上的絕緣帶。
[0017]在一些實施方式中，長邊和短邊中的至少一個包括:側(cè)壁部分，其支撐單元電池的一側(cè)表面；支撐部分，其從側(cè)壁部分朝內(nèi)側(cè)突出以支撐單元電池的另一側(cè)；以及支架安裝部分，其從側(cè)壁部分朝外側(cè)突出，支架安裝部分被構(gòu)造來安裝在可移動電子裝置內(nèi)。
[0018]在一些實施方式中，可再充電電池包還包括置于支撐部分和側(cè)壁部分的一側(cè)與單元電池之間的雙面膠帶。
[0019]在一些實施方式中，雙面膠帶依所述支撐部分、所述側(cè)壁部分和所述單元電池的輪廓形成，以與對著其一側(cè)的支撐部分和側(cè)壁部分粘合并且與對著其另一側(cè)的單元電池粘
口 ο
[0020]在一些實施方式中，支架安裝部分包括螺釘孔。
[0021]在一些實施方式中，單元電池是袋型電化學(xué)電池。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1是示出可再充電電池包的分解透視圖。
[0023]圖2是示出圖1中使用的框架的分解透視圖。
[0024]圖3是示出圖1中使用的單元電池的分解透視圖。
[0025]圖4是示出圖1的可再充電電池包的俯視圖。
[0026]圖5是沿圖4中的線V-V截取的截面圖。
[0027]圖6是截面圖，該截面圖示出單元電池的引線接頭被焊接至保護電路模塊的狀態(tài)。
[0028]圖7是截面圖，該截面圖示出托架聯(lián)接到裝載部分的狀態(tài)。
[0029]圖8是沿圖4中的線VII1-VIII截取的截面圖。
【具體實施方式】
[0030]以下將參考附圖更全面地描述所公開的技術(shù)，附圖中顯示出了本發(fā)明的示例性實施方式。如本領(lǐng)域技術(shù)人員將認識到的那樣，所描述的實施方式可以以各種不同的方式被修改，所有修改都不脫離本公開的主旨或范圍。附圖和說明將被認為本質(zhì)上是說明性的而非限制性的。在整個說明書中，相同的附圖標記表示相同的元件。
[0031]圖1是示出可再充電電池包的分解透視圖。圖2是示出圖1中使用的框架的分解透視圖。參考圖1和圖2，在示例性實施方式中，可再充電電池包包括多個單元電池10、用于容納并支撐單元電池10的框架20?？蚣?0包括裝載部分21、安裝在裝載部分21中的托架30和安裝到托架30中的保護電路模塊40。保護電路模塊40通過托架30與裝載部分21電絕緣。
[0032]單元電池10包括對稱地設(shè)置在裝載部分21的兩側(cè)的第一單元電池101和第二單元電池102。為了方便起見，在本示例性實施方式中，僅兩個單元電池10被示出，但是可以提供更多的單元電池。雖然沒有描述，但是即使應(yīng)用了四個、六個、八個或者更多的單元電池，所述多個單元電池也可以被對稱地設(shè)置在框架20的兩面，框架20被夾在單元電池10之間。
[0033]框架20被形成為能容納并支撐所述多個單元電池10的結(jié)構(gòu)，并且被形成來提供保護可再充電電池包中的單元電池10的機械強度。托架30連接到裝載部分21。托架30被按一定尺寸制造并被成形，以將保護電路模塊40接收到一空間中，該空間支撐保護電路模塊40并且使保護電路模塊40與裝載部分21和框架20絕緣。托架30可以由電絕緣材料形成，該電絕緣材料提供保護電路模塊40與裝載部分21和框架20之間的電絕緣。例如，托架30可以由合成樹脂材料、塑料、橡膠、聚合物或任何其它所需的電絕緣材料形成。
[0034]在一些實施方式中，框架20由與托架30相比具有更高的機械強度和耐外部沖擊性的材料形成。例如，框架20可以由金屬材料(例如不銹鋼或鋁)形成，托架30可以由相比于該金屬材料具有更低的機械強度的材料——諸如以上所述的那些——形成。
[0035]在一些實施方式中，框架20形成為四邊形，該四邊形具有彼此平行的一對長邊22和將該對長邊22的末端部分彼此連接的彼此平行的一對短邊23。雖然在此描繪了四邊形，但是其它形狀也可以被有利地使用。在一些實施方式中，框架20可以由兩個更小的四邊形部分形成，同時裝載部分21將框架20的這兩個更小的部分連接在一起?？蚣?0提供由長邊22和短邊23圍繞的連續(xù)表面。框架20可以被構(gòu)造來具有按照一定尺寸制造的加高的邊緣以容納單元電池10，或者允許單元電池10被牢固地放置在其中。在一些實施方式中，框架包括支架安裝部分223，支架安裝部分223具有形成于其中的固定螺釘孔224。支架安裝部分223可以用于將可再充電電池包固定在電氣或電子裝置內(nèi)。這將在下面被更詳細地描述。框架20可以與單元電池10物理接觸，并提供足夠的表面以傳導(dǎo)單元電池10產(chǎn)生的熱并通過框架20消散所傳導(dǎo)的熱。
[0036]裝載部分21平行于短邊23地設(shè)置在框架20上或在框架20的兩個更小的部分之間，并將該對長邊22的中部彼此連接。裝載部分21向框架20提供結(jié)構(gòu)剛性，并且為托架30的安裝提供空間。在可再充電電池包中，框架20增強了機械強度，但是減小框架的重量可以是有利的。因而，在一些實施方式中，裝載部分21可以包含多個通孔211 (其可稱為“第一通孔”)。所述多個通孔可以在兩側(cè)以一個或更多個鎖定突起51為邊界。
[0037]托架30包括多個通孔31 (其可稱為“第二通孔”)。通孔31可以設(shè)置在托架30上以對應(yīng)于裝載部分的夾持片。夾持片可以配置為延伸穿過通孔31的一部分。夾持片可以按一定尺寸制造以在通孔31內(nèi)提供摩擦配合，從而將托架30牢固地夾持在裝載部分21上。托架30被連接至框架20的裝載部分21，并提供與裝載部分21和框架20的電絕緣。
[0038]保護電路模塊40包括連接器43，在保護電路模塊40被連接到托架30時，連接器43延伸而超出框架20，從而連接器43能夠被連接到電氣或電子裝置。保護電路模塊40包括正電極接頭連接部分41和負電極接頭連接部分42,正電極接頭連接部分41和負電極接頭連接部分42被構(gòu)造和設(shè)置為在單元電池10被連接至框架20時，接觸單元電池10的正電極引線接頭141和負電極引線接頭151。正電極引線接頭141和負電極引線接頭151可以通過焊接連接到保護電路模塊40。當保護電路模塊40被連接到托架30，在單元電池10的正電極引線接頭141和負電極引線接頭151與正電極接頭連接部分41和負電極接頭連接部分42接觸時，能夠通過穿過裝載部分21的通孔211和托架30的通孔31插入焊條并且接觸保護電路模塊40來進行焊接。通過經(jīng)由正電極接頭連接部分41和負電極接頭連接部分42將正電極引線接頭141和負電極引線接頭151連接到保護電路模塊40，經(jīng)由連接器43，電力能夠被供給到單元電池，或者從單元電池供出。保護電路模塊40通過在印刷電路板上安裝電路元件來形成，并且被構(gòu)造來控制電池電路，使得單元電池10能夠被保護而沒有過充電、過放電、過電流和外部短路。
[0039]圖3是示出圖1中使用的單元電池10的分解透視圖。參考圖3，單元電池10可以是可再充電電池中的袋型電化學(xué)電池。在袋型可再充電電池中，電池材料可以被儲存在外殼或袋內(nèi)，該外殼或袋具有自其伸出的電極。單元電池10包括進行再充電和放電操作的電極組件11和裝電極組件11的袋12。
[0040]電極組件11是隔板13夾在正電極14和負電極15之間的果凍卷型。正電極14和負電極15被卷繞。作為一示例，隔板13可以由能允許鋰離子通過的聚合物膜形成。
[0041]正電極14包括金屬薄膜集流體上具有活性材料的涂層部分、以及被設(shè)置為暴露的集流體而沒有活性材料的非涂覆部分。例如，正電極14由鋁薄膜形成。正電極引線接頭141被連接到正電極14的非涂覆部分。
[0042]負電極15包括金屬薄膜集流體上的涂層部分和被設(shè)置為暴露的集流體的非涂覆部分，該涂層部分具有與正電極14的活性材料不同的活性材料。在一些實施方式中，負電極15由銅薄膜形成。負電極引線接頭151與正電極引線接頭141隔開，然后被連接到負電極15的非涂覆部分。
[0043]袋12具有呈凹入形狀的一側(cè)和平坦的另一側(cè)，從而形成裝盛電極組件11的空間。袋12包裝電極組件11，并且能夠通過熱焊接彼此相對的邊緣而被密封。
[0044]袋12被形成為多層片結(jié)構(gòu)，且例如包括形成內(nèi)表面且用于絕緣和熱焊接的聚合物片121、以及形成外表面且用于保護的PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)片、尼龍片或PET-尼龍復(fù)合物片122。
[0045]此外，袋12包括設(shè)置在聚合物片121和PET-尼龍復(fù)合物片122之間以提供機械強度的金屬片123。作為一示例,金屬片123可以是鋁片。
[0046]在一些實施方式中，正電極引線接頭141和負電極引線接頭151在電極組件11的同一側(cè)伸出。絕緣構(gòu)件161和162連接到正電極弓I線接頭141和負電極弓I線接頭151，并電絕緣正電極引線接頭141和負電極引線接頭151。絕緣構(gòu)件161和162包覆袋20上的正電極引線接頭141和負電極引線接頭151，使得正電極引線接頭141和負電極引線接頭151之間的絕緣性能提高。在一些實施方式中，正電極引線接頭141和負電極引線接頭151在袋12的同一側(cè)伸出，袋12的該側(cè)被熱焊接，電極組件11可以被電連接到袋12的外部。
[0047]圖4是示出圖1的可再充電電池包的俯視圖，圖5是沿圖4中的線V-V截取的截面圖。參考圖4和圖5，且如上所述，保護電路模塊40的一側(cè)設(shè)置有連接正電極引線接頭141和負電極引線接頭151的正電極接頭連接部分41和負電極接頭連接部分42。
[0048]設(shè)置在托架30上的多個第二通孔31對應(yīng)地形成并設(shè)置在托架30上，以對應(yīng)于保護電路模塊40的正電極接頭連接部分41和負電極接頭連接部分42。通孔使得穿過第二通孔31的焊接設(shè)備的操作或插入成為可能。
[0049]在一些實施方式中，第一單元電池101和第二單元電池102對稱地設(shè)置在裝載部分21的兩側(cè)。第一單元電池101和第二單元電池102的引線接頭以負電極引線接頭、正電極引線接頭、正電極引線接頭、負電極引線接頭例如151、141、141和151的順序設(shè)置。按此順序，保護電路模塊40的接頭連接部分以負電極接頭連接部分、正電極接頭連接部分、正電極接頭連接部分和負電極接頭連接部分例如42、41、41和42的順序設(shè)置。
[0050]圖6是示出單元電池的焊接在保護電路模塊40上的引線接頭的截面圖。參考圖6，下焊接設(shè)備Tl可以穿過托架30的第二通孔31插入。在下焊接設(shè)備Tl與保護電路模塊40接觸的情況下，正電極引線接頭141與正電極接頭連接部分41接觸，并且正電極引線接頭141被上焊接設(shè)備T2接觸。于是，正電極接頭連接部分41和正電極引線接頭141可以通過電阻焊接而被彼此焊接在一起。
[0051]圖7是示出聯(lián)接到裝載部分21的托架30的截面圖。參考圖7，框架20的裝載部分21包括朝第一通孔211的一側(cè)突出的鎖定突起51。托架30在第二通孔31的一側(cè)包括與鎖定突起51對應(yīng)的凹入的鎖定槽52。
[0052]鎖定突起51能一體地形成在框架20的裝載部分21中，并且能在第一通孔211的直徑方向上具有彈性。因而，當從裝載部分21的上側(cè)壓托架30時，托架30下降，使鎖定突起51彎曲而沿第一通孔211的直徑方向離開鎖定槽52。在托架30與裝載部分21接觸時，鎖定突起51通過其自身的彈力恢復(fù)，并且被緊固至鎖定槽52。
[0053]鎖定突起51被形成，從而接近第一通孔211，鎖定槽52靠近或圍繞第二通孔31形成。在一些實施方式中，第一通孔211和第二通孔31被形成為彼此對應(yīng)。于是，因為多個鎖定突起51和多個鎖定槽52彼此緊扣，所以托架30和裝載部分21被牢固地夾持和卡在一起。
[0054]圖8是沿圖4中的線VII1-VIII截取的截面圖。參考圖8，絕緣材料涂層24可以形成在框架20的外表面上。涂層24能夠使單元電池10和框架20之間電絕緣。
[0055]將描述框架20的沿框架20的長邊22的截面結(jié)構(gòu)。長邊22包括支撐第一單元電池101的一側(cè)表面的側(cè)壁部分221、從側(cè)壁部分221向內(nèi)側(cè)伸出以支撐第一單元電池101的另一側(cè)表面的支撐部分222、以及從側(cè)壁部分221向外側(cè)伸出且被安裝在電氣或電子裝置的支架中的支架安裝部分223。
[0056]側(cè)壁部分221和支撐部分222相當于支撐第一單元電池101的部分，并且是承受第一單元電池101的載荷的部分。側(cè)壁部分221和支撐部分222中的至少一個被設(shè)置有雙面膠帶61。雙面膠帶61被置于側(cè)壁部分221和支撐部分222的一側(cè)與第一單元電池101之間。在一實施方式中，雙面膠帶61可以依支撐部分、側(cè)壁部分和單元電池的輪廓形成，以與對著其一面的支撐部分和側(cè)壁部分粘合并與對著其另一面的單元電池粘合。
[0057]框架20的支架安裝部分223能夠根據(jù)該支架的結(jié)構(gòu)被不同地形成。例如，支架安裝部分223可以被形成為凸緣，或者可以提供有穿過該凸緣的螺釘孔224。因為支架安裝部分223由金屬材料形成，所以在螺釘經(jīng)由螺釘孔224被緊固到電子裝置的支架上時，支架安裝部分223的損壞能夠被防止。
[0058]再次參考圖1和圖5，在第一單元電池101和第二單元電池102被對稱地安裝到裝載部分21的兩側(cè)的情形下，裝載部分21的另兩側(cè)能夠被絕緣帶62和63覆蓋。
[0059]上絕緣帶62能夠貼至第一單元電池101和第二單元電池上，以通過覆蓋正電極引線接頭141和負電極引線接頭151以及保護電路模塊40來形成絕緣結(jié)構(gòu)。因為裝載部分21被下絕緣帶63覆蓋，并且第一通孔211被封閉和密封，所以可以防止因異物的穿過導(dǎo)致的短路。
[0060]在第一單元電池101和第二單元電池102被安裝到框架20內(nèi)的情形下，修整帶(finishing tape)64能夠被貼附上，以圍繞第一單元電池101和第二單元電池102的輪廓、以及框架20的長邊22和短邊23，從而形成平板型可再充電電池包。
[0061]參考圖1，修整帶64能夠通過切割與支架安裝部分223對應(yīng)的部分來形成，從而不貼附到支架安裝部分223上。框架20的長邊22和短邊23將修整帶64容納到槽65中以使修整帶導(dǎo)致的朝框架20的兩側(cè)的突出最小。因而，可再充電電池包的厚度上的增加能被最小化。
[0062]雖然已經(jīng)聯(lián)系優(yōu)選實施方式描述了本發(fā)明，但是顯然本發(fā)明不限于優(yōu)選實施方式，而是相反，本發(fā)明旨在在所附權(quán)利要求、詳細說明和附圖的主旨和范圍內(nèi)進行各種變更。本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物定義。
【權(quán)利要求】
1.一種可再充電電池包，包括: 多個單元電池； 框架，其包括形成在其上的裝載部分，其中所述框架被構(gòu)造來支撐所述多個單元電池，并且其中所述裝載部分被設(shè)置在所述多個單元電池中的相鄰兩個單元電池之間的交界處； 電絕緣托架，其被連接到所述裝載部分；以及 保護電路模塊，其被電連接到所述單元電池并且被連接到所述托架， 其中所述托架提供所述裝載部分和所述保護電路模塊之間的電絕緣；以及 其中所述框架具有比所述托架高的強度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池包，其中所述框架由金屬材料形成，所述托架由合成樹脂材料形成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可再充電電池包，其中所述裝載部分形成有穿過其的多個第一通孔。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的可再充電電池包，其中所述托架形成有穿過其的多個第二通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的可再充電電池包，其中所述裝載部分包括延伸而離開所述第一通孔的鎖定突起，并且其中所述托架包括設(shè)置在所述第二通孔中的至少一個內(nèi)的鎖定槽，所述鎖定槽被構(gòu)造來容納所述鎖定突起。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池包，其中所述框架包括絕緣材料層。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池包，其中所述框架包括四邊形，該四邊形具有彼此平行的一對長邊和彼此平行的一對短邊，其中所述一對長邊的末端部分被連接到所述短邊的末端部分，并且所述裝載部分大致在所述四邊形的中心處垂直于所述一對長邊設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可再充電電池包，其中所述單元電池包括第一單元電池和第二單元電池，所述第一單元電池和所述第二單元電池每個包括正電極引線接頭和負電極引線接頭，并且其中所述第一單元電池和所述第二單元電池的引線接頭中的每一個被連接到所述保護電路模塊。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的可再充電電池包，還包括貼在所述第一單元電池和所述第二單元電池之上的絕緣帶。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的可再充電電池包，其中: 所述長邊和所述短邊中的至少一個包括: 側(cè)壁部分，其支撐所述單元電池的一側(cè)表面， 支撐部分，其從所述側(cè)壁部分朝內(nèi)側(cè)突出以支撐所述單元電池的另一側(cè)，以及支架安裝部分，其從所述側(cè)壁部分朝外側(cè)突出，所述支架安裝部分被構(gòu)造來安裝在可移動電子裝置內(nèi)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可再充電電池包，還包括被置于所述支撐部分和所述側(cè)壁部分的一側(cè)與所述單元電池之間的雙面膠帶。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的可再充電電池包，其中所述雙面膠帶依所述支撐部分、所述側(cè)壁部分和所述單元電池的輪廓形成，以與對著其一面的所述支撐部分和所述側(cè)壁部分粘合并與對著其另一面的所述單元電池粘合。
13.根據(jù)權(quán)利要求10所述的可再充電電池包，其中所述支架安裝部分包括螺釘孔。
14.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可再充電電池包，其中所述單元電池是袋型電化學(xué)電池。
【文檔編號】H01M2/26GK103972461SQ201410032501
【公開日】2014年8月6日 申請日期:2014年1月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年2月6日
【發(fā)明者】樸慶鎬, 高錫 申請人:三星Sdi株式會社