电池组的制作方法

本公开涉及一种具有增强的耐久性和安全性的电池组。

背景技术：

随着无线互联网和通信技术的发展，可以通过使用电池而不是电源装置操作的移动电子装置的使用已经变得普遍。在移动电子装置之中，因为便携式计算机尺寸小且易于携带因此具有优异的移动性，所以便携式计算机被广泛地用于商业或个人使用。便携式计算机可以装备有用于在各种地方使用的电池组，而无需受电源装置的限制。电池组可以包括可以通过充电和放电重复地使用的多个单元电池，以提供足够的电力。

近来，锂二次电池的使用已经迅速地增加。然而，锂二次电池包含各种可燃材料，并且由于过充电、过电流和其他物理外部冲击而存在过热、爆炸等危险，因此具有严重的安全缺陷。因此，在锂二次电池中，正温度系数(ptc)元件、保护电路模块(pcm)、热切断(tco)等作为能够有效地控制诸如过充电和过电流的异常状态的安全元件被包括在用于控制电池组的操作的电池管理单元(bmu)中。

关于包括这样的安全元件，因为电池组的趋势集中在轻质和纤薄上，所以也需要用于包括在电池组中的安全元件的进一步紧凑的结构。

技术实现要素：

技术问题

然而，随着电池组变得更轻和更纤薄，根据布置有安全元件的位置而活跃地发生热传导/对流现象，使得安全元件难以测量电池单元的温度。

设计本公开以解决包括上述问题的多个问题，本公开的目的是提供一种具有紧凑的结构且能够增强安全元件的功能的电池组。然而，这些问题是示例性的，本公开的范围不限于此。

技术方案

根据本公开的实施例，提供了一种电池组，所述电池组包括：单元电池，包括电极组件、容纳电极组件的密封壳体、从密封壳体的一侧沿第一方向延伸的平台部以及延伸到密封壳体外部的端子部；保护电路模块，定位在单元电池的一侧上以电连接到端子部，并且与单元电池布置在一个水平；外壳体，容纳单元电池和保护电路模块，并且包括布置在单元电池与保护电路模块之间且在与第一方向垂直的第二方向上延伸的第一分隔壁；以及温度元件单元，包括温度元件以及连接到温度元件的相对侧的第一引线和第二引线，并且位于单元电池与第一分隔壁之间以被第一分隔壁支撑。

根据实施例，电池组还可以包括：第一接线片部和第二接线片部，定位在单元电池的一侧上且包括连接到温度元件单元的一个端部以及连接到端子部和保护电路模块的另一端部。

根据实施例，单元电池可以包括与第一平面平行的主表面和连接到主表面且与垂直于第一平面的第二平面平行的侧表面，并且温度元件单元可以定位为与单元电池的侧表面平行。

根据实施例，第一接线片部和第二接线片部可以弯曲以与单元电池的侧表面和平台部接触。

根据实施例，温度元件可以布置在第一接线片部与第二接线片部之间。

根据实施例，第一接线片部可以包括当第一接线片部的接触单元电池的侧表面的部分分裂时形成的第一连接接线片和第一支撑接线片，并且第二接线片部可以包括当第二接线片部的接触单元电池的侧表面的部分分裂时形成的第二连接接线片和第二支撑接线片。

根据实施例，第一引线可以连接到第一连接接线片，并且第二引线可以连接到第二连接接线片。

根据实施例，第一支撑接线片和第二支撑接线片可以分别具有在第一方向上突出的弯曲部。

根据实施例，第一分隔壁可以与弯曲部接触以支撑温度元件单元。

根据实施例，外壳体还可以包括与第一分隔壁分隔开的第二分隔壁，并且保护电路模块可以位于第一分隔壁与第二分隔壁之间。

根据实施例，第一分隔壁的高度可以比第二分隔壁的高度大。

根据实施例，保护电路模块可以包括电路板，并且第二分隔壁可以支撑电路板。

根据实施例，电路板可以包括端子凹槽，并且保护电路模块可以通过端子凹槽电连接到第一接线片部和第二接线片部。

根据实施例，电池组还可以包括位于温度元件单元与单元电池的侧表面之间的粘合层。

根据实施例，温度元件单元可以与第一分隔壁布置在一个水平。

根据本公开的另一方面，提供了一种电池组，所述电池组包括：单元电池，在其中容纳电极组件，并且包括与第一平面平行的主表面和连接到主表面且与垂直于第一平面的第二平面平行的侧表面；保护电路模块，定位在单元电池的一侧上以电连接到端子部，并且与主表面布置在一个水平；外壳体，容纳单元电池和保护电路模块，并且包括布置在单元电池与保护电路模块之间且定位为与侧表面平行的第一分隔壁；以及温度元件单元，位于单元电池与第一分隔壁之间且布置在单元电池的所述侧表面上。

有益效果

根据如上所述得到的本公开的实施例，可以实现具有增强的耐久性和安全性的电池组。显然，本公开的范围不受这些效果的限制。

此外，除了上述内容之外，本公开的效果还可以从以下参照附图描述的内容得到。

附图说明

图1是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的分解透视图。

图2是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的透视图。

图3是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的一部分的透视图。

图4是示意性地示出了根据本公开的另一实施例的电池组的一部分的剖视图。

图5是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的一部分的剖视图。

图6是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的一部分的平面图。

具体实施方式

由于本公开允许各种改变和众多实施例，因此特定实施例将在附图中示出并在书面描述中详细描述。参照下面详细描述的实施例以及附图，本公开的效果和特征以及实现它们的方法将变得清楚。然而，本公开不限于下面公开的实施例，而是可以以各种形式实现。

在下文中，将参照附图详细描述本公开的示例性实施例，相同或相应的组件将由相同的附图标记表示，并且将省略其冗余描述。

在以下实施例中，术语“第一”、“第二”等用于区分一个元件与另一元件的目的，而不是限制性含义。

在以下示例中，除非上下文另有明确指出，否则单数形式使用的表达包含复数形式的表达。

在以下实施例中，诸如“包括”或“具有”的术语意指存在说明书中描述的特征或元件，并且不排除可以添加一个或更多个其他特征或元件的可能性。

在以下实施例中，当膜、区域、组件等的一部分“在”另一部分“上”或“上方”时，不仅包括所述一部分“直接在”所述另一部分“上”或“上方”的情况，而且包括另一膜、区域、组件等置于它们之间的情况。

在以下实施例中，x轴、y轴和z轴不限于正交坐标系上的三个轴，而是可以在包括x轴、y轴和z轴的广义上进行解释。例如，x轴、y轴和z轴可以彼此正交，但是可以指彼此不正交的不同方向。

在附图中，为了便于解释，可以夸大或减小组件的尺寸。例如，为了便于解释，任意地示出了附图中所示的每个组件的尺寸和厚度，因此本公开不必限于附图中所示的那些。

图1是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的分解透视图，图2是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的透视图。图2与组装有图1的电池组的结构对应。

参照图1和图2，电池组包括一个或更多个单元电池100、电连接到单元电池100的保护电路模块200、容纳单元电池100和保护电路模块200的外壳体300以及定位在单元电池100的一侧上的温度元件单元400。

电池组可以包括一个或更多个单元电池100。如图1中所示，可以有多个单元电池100，单元电池100可以在一个方向(+x方向)上连续地布置。单元电池100中的每个可以包括电极组件(未示出)、容纳电极组件的密封壳体110和端子部140。如图1中所示，在当前实施例中，多个单元电池100在一个方向(+x方向)上连续地布置，单元电池100可以通过粘合带106和108彼此连接。

虽然未示出，但是电极组件可以包括涂覆有电极活性物质的第一电极板和第二电极板以及处于第一电极板与第二电极板之间的隔膜。第一电极板和第二电极板具有不同的极性。电极组件可以通过顺序地堆叠第一电极板、隔膜和第二电极板然后以果冻卷的形式卷绕第一电极板、隔膜和第二电极板来制造。在另一实施例中，电极组件可以是顺序地堆叠第一电极板、隔膜和第二电极板的堆叠式电极组件。

密封壳体110可以包括用于在其中容纳电极组件的存储空间。密封壳体110可以包括在一侧上的开口，并且通过开口在其中容纳电极组件。密封壳体110可以由金属材料形成，例如可以包括涂覆的铝薄膜。具体地，密封壳体110通常形成为具有金属薄膜的上表面和下表面涂覆有诸如尼龙、聚丙烯或聚乙烯的合成树脂的堆叠结构，为了密封，密封壳体110的内表面由热粘合树脂制成。因此，密封壳体110可以随着涂敷在其内表面上的热粘合树脂通过加热和加压互相地熔合而被密封。在实施例中，密封壳体110可以容纳电极组件和电解质，并且可以是具有弹性的袋状壳体。在另一实施例中，密封壳体110可以具有正方形形状或圆柱形形状。

密封壳体110可以具有定位在其一侧上的平台部112。平台部112可以被限定为在当电极组件被密封到密封壳体110时形成的密封的外圆周表面之中的一个表面上形成的具有额外空间的部分。平台部112可以在第一方向(+y方向)上延伸，稍后将描述的保护电路模块200可以定位为与平台部112叠置。

端子部140可以包括具有不同极性的第一端子和第二端子。虽然未示出，但是第一端子和第二端子中的每个可以连接到电极组件。例如，第一端子可以连接到电极组件的第一电极板，第二端子可以连接到电极组件的第二电极板。在这种情况下，第一端子可以具有正极，第二端子可以具有负极。第一端子和第二端子可以电连接到保护电路模块200。

保护电路模块200可以定位在单元电池100的一侧上，并且可以电连接到单元电池100。保护电路模块200电连接到单元电池100，因此可以控制单元电池100的充电和放电并且防止由过充电、过放电或过电流引起的过热和爆炸。保护电路模块200可以包括将电池组与外部装置电连接的外部端子240。

此外，单元电池100可以包括主表面102和连接到主表面102且定位为与主表面102垂直的侧表面104。在图1中，主表面102被定义为与第一平面(x-y平面)平行的平面，侧表面104是与垂直于第一平面(x-y平面)的第二平面(x-z平面)平行的平面。如图1中所示，根据实施例的保护电路模块200可以定位为与单元电池100平行。当保护电路模块200定位为与单元电池100平行时，可以理解的是，保护电路模块200定位为与单元电池100的主表面102平行。即，在图1中，保护电路模块200可以定位为与第一平面(x-y平面)平行。

保护电路模块200可以包括电路板210、安装在电路板210上的元件单元220、连接端子230和外部端子240。电路板210可以沿着单元电池100的侧表面104在长度方向上延伸。在元件单元220上，可以选择性地形成由诸如电路板210的电阻器和电容器的无源元件或诸如场效应晶体管或集成电路的有源元件形成的安全元件。安全元件可以包括例如正温度系数(ptc)元件、保险丝和热切断(tco)元件等。

参照图1的放大图，保护电路模块200的连接端子230可以连接到每个单元电池100的端子部140。保护电路模块200的连接端子230和单元电池100的端子部140可以例如通过点焊连接。因此，在实施例中，电路板210可以包括端子凹槽250。保护电路模块200的连接端子230和单元电池100的端子部140可以在-z方向上通过电路板210的端子凹槽250被焊接。

外壳体300可以容纳一个或更多个单元电池100和连接到单元电池100的保护电路模块200。外壳体300可以包括用于将单元电池100的一部分暴露到外部的开口op。在单元电池100中产生的热可以通过开口op容易地排放到外部。端子开口302可以设置在外壳体300的一侧中，使得保护电路模块200的外部端子240暴露到外部。

参照图2，其中结合有一个或更多个单元电池100和保护电路模块200的电池单元可以被容纳在外壳体300中。容纳在外壳体300中的电池单元可以用粘合带304、306和308固定到外壳体300的表面，以便不与外壳体300分开。

返回参照图1，温度元件单元400可以定位在单元电池100的一侧上。温度元件单元400是当温度已经达到预设值时切断电流的组件，并且具有这样的结构：当由于诸如在多个单元电池100中的任何一个或更多个中发生短路的故障引起温度升高时，通过断开对应的单元电池与保护电路模块200之间的电连接来增强电池组的安全性。温度元件单元400可以是例如热切断(tco)元件。

温度元件单元400可以定位为与单元电池100的侧表面104平行，并且可以定位为与保护电路模块200垂直。作为对比示例，当温度元件单元400与单元电池100和保护电路模块200布置在一个水平时，从单元电池100产生的热可能无法直接传递到温度元件单元400。因此，重要的是将温度元件单元400布置为尽可能靠近单元电池100。

因此，在根据本公开的实施例的电池组中，提供了温度元件单元400被定位为与单元电池100垂直的结构，使得可以提出用于有效地增强电池组的稳定性的结构。温度元件单元400定位为尽可能靠近单元电池100，使得温度元件单元400可以在最佳位置处操作。

图3是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的一部分的透视图，图4是示意性地示出了根据本公开的另一实施例的电池组的一部分的分解透视图。图3与图1中的区域a对应。

参照图3，温度元件单元400可以定位在单元电池100的一侧上。温度元件单元400可以在定位在单元电池100的一侧上的第一接线片部120和第二接线片部130之间，并且可以与第一接线片部120和第二接线片部130电连接。

温度元件单元400可以包括温度元件410、连接到温度元件410的两侧的第一引线420和第二引线430。第一引线420和第二引线430的侧面中的一侧可以分别连接到温度元件410，另一侧可以分别连接到第一接线片部120和第二接线片部130。即，温度元件410可以在第一接线片部120与第二接线片部130之间。

在实施例中，第一接线片部120和第二接线片部130可以具有弯曲形状。第一接线片部120和第二接线片部130弯曲为使得第一接线片部120和第二接线片部可以定位为同时与单元电池100的侧表面104和平台部112接触。第一接线片部120和第二接线片部130可以弯曲为近似“l”形状。

第一接线片部120的一个端部122形成为分裂形状，并且包括第一连接接线片120a和第一支撑接线片120b。同样地，第二接线片部130的一个端部132形成为分裂形状，并且包括第二连接接线片130a和第二支撑接线片130b。在图3中，第一连接接线片120a和第二连接接线片130a形成为平坦形状。然而，第一支撑接线片120b和第二支撑接线片130b包括在第一方向(+y方向)上突出的弯曲部120c和130c。第一支撑接线片120b和第二支撑接线片130b可以由稍后将描述的外壳体300的第一分隔壁310(见图5)支撑。

第一接线片部120的第一连接接线片120a可以连接到温度元件410的第一引线420，第二接线片部130的第二连接接线片130a可以连接到温度元件410的第二引线430。第一连接接线片120a和第二连接接线片130a可以形成为平坦形状，并且连接为与第一引线420和第二引线430表面接触。如上所述，第一接线片部120和第二接线片部130分别设置有形成为分裂形状的第一连接接线片120a和第一支撑接线片120b以及第二连接接线片130a和第二支撑接线片130b，使得连接到温度元件单元400的部分可以通过第一分隔壁310与支撑温度元件单元400的部分区分。通过该结构，可以有效地支撑温度元件单元400，以便不与温度元件单元400直接接触。

第一接线片部120的中心部120e和第二接线片部130的中心部130e可以安置在单元电池100的平台部112上。在图3中，根据第一接线片部120和第二接线片部130中的每个的弯曲形状，第一接线片部120的一个端部122和第二接线片部130的一个端部132定位为与单元电池100的侧表面104对应，第一接线片部120的中心部120e和第二接线片部130的中心部130e定位为与单元电池100的平台部112对应。

第一接线片部120的另一端部124和第二接线片部130的另一端部134可以通过在第一方向(+y方向)上延伸形成。第一接线片部120的另一端部124和第二接线片部130的另一端部134可以如图5中所示连接到保护电路模块200。

参照图4，粘合层440可以在温度元件单元400与单元电池100之间。粘合层440可以是例如粘合带。粘合层440可以在温度元件单元400与单元电池100的侧表面104之间，使得温度元件单元400可以更稳定地固定到单元电池100的侧表面104。

图5是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的一部分的剖视图，图6是示意性地示出了根据本公开的实施例的电池组的一部分的平面图。图5与图2中的剖面b-b'对应。

参照图5，保护电路模块200可以定位在单元电池100的一侧上以构造电池单元。电池单元可以插入到外壳体300中以被保护免受外部影响。

单元电池100可以包括在密封壳体110被密封的一侧上的平台部112，端子部140可以定位在平台部112一侧上。虽然未示出，但是电极组件可以被容纳在密封壳体110中，端子部140可以连接到电极组件。端子部140的一个端部140a可以插入密封壳体110中以直接连接到电极组件，端子部140的另一端部140b可以电连接到保护电路模块200。端子部140可以形成为弯曲使得预设台阶d形成在一个端部140a与另一端部140b之间。由此，连接到端子部140的另一端部140b的保护电路模块200和单元电池100的平台部112可以彼此分隔开预设距离。

保护电路模块200可以定位在单元电池100的一侧上。保护电路模块200可以包括电路板210和定位在电路板210上的元件单元220。保护电路模块200可以通过连接到单元电池100的端子部140而电连接到单元电池100。

此外，第一接线片部120可以定位在单元电池100的一侧上。虽然在图5中示出了第一接线片部120作为示例，但是第二接线片部130的构造与第一接线片部120的构造类似，因此，将主要描述第一接线片部120。如以上在图3中描述的，第一接线片部120包括包含第一连接接线片120a和第一支撑接线片120b的一个端部122、中心部120e和另一端部124。在图5中，示出了第一支撑接线片120b的剖面。

第一支撑接线片120b可以定位为与外壳体300的第一分隔壁310接触。第一支撑接线片120b可以包括突出的弯曲部120c，突出的弯曲部120c可以与第一分隔壁310直接接触。第一接线片部120的中心部可以定位在单元电池100的平台部112上。在一些情况下，如图5中所示，绝缘构件114可以在第一接线片部120与单元电池100之间。绝缘构件114可以定位为覆盖单元电池100的平台部112和侧表面104。

第一接线片部120的另一端部124可以电连接到单元电池100的端子部140和保护电路模块200。第一接线片部120的另一端部124可以夹在单元电池100的端子部140与保护电路模块200的电路板210之间。在一些情况下，如图5中所示，连接引线116还可以位于第一接线片部120的另一端部124与保护电路模块200之间。

第一接线片部120可以设置为弯曲以与单元电池100的平台部112和单元电池100的侧壁对应。即，第一接线片部120的一个端部122可以与单元电池100的侧表面104对应，第一接线片部120的中心部120e可以弯曲以与单元电池100的平台部112对应。

此外，外壳体300可以容纳包括单元电池100和连接到单元电池100的保护电路模块200的电池单元。在图5中，外壳体300可以在z轴方向上结合到单元电池100和保护电路模块200或从单元电池100和保护电路模块200分离。外壳体300可以包括容纳单元电池100和保护电路模块200的外壁，并且可以包括在其中引导和固定保护电路模块200的第一分隔壁310和第二分隔壁320。图6中示出了外壳体300的整体形状。

一起参照图5和图6，根据实施例的外壳体300被划分为占据主区域的第一区域300a1和设置在第一区域300a1的一侧上的第二区域300a2。外壳体300的第一区域300a1可以与第一容纳部300a对应，第二区域300a2可以与第二容纳部300b对应。第一容纳部300a可以是容纳一个或更多个单元电池100的部分，第二容纳部300b可以是在其上安置保护电路模块200的部分。此外，端子开口302可以设置在外壳体300的一侧中，使得保护电路模块200的外部端子240暴露到外部。

因为第一容纳部300a容纳一个或更多个单元电池100，所以第一容纳部300a可以占据外壳体300的大部分空间。第一容纳部300a可以包括开口op，使得单元电池100的部分暴露于外部。在单元电池100中产生的热可以通过开口op被容易地排放到外部。

第二容纳部300b可以定位在第一容纳部300a的一侧上，并且可以沿着外壳体300的一侧定位。第一容纳部300a和第二容纳部300b可以通过其间的第一分隔壁310区分。一个或更多个单元电池100被容纳在由第一分隔壁310和外壁330围绕的第一容纳部300a中，保护电路模块200可以被容纳在由第一分隔壁310和外壁围绕的第二容纳部300b中。第一分隔壁310可以包括一个或更多个凹槽部312，使得连接到单元电池100和保护电路模块200的端子部140可以定位在其中。

第二分隔壁320可以定位在外壳体300的内侧上，即，定位在第二容纳部300b的内侧上，以与保护电路模块200的形状对应。考虑到保护电路模块200的电路板210的形状，第二分隔壁320可以设置为各种形状。第二分隔壁320可以从外部引导并固定保护电路模块200。如图5中所示，第二分隔壁320可以设置为从顶部支撑电路板210。

此外，通过区分第一容纳部300a和第二容纳部300b，第一分隔壁310可以在使单元电池100安装到外壳体300的同时支撑温度元件单元400。参照图5，第一分隔壁310可以在单元电池100与保护电路模块200之间。第一分隔壁310可以通过接触第一接线片部120的弯曲部120c来支撑第一接线片部120，因此可以支撑连接到第一接线片部120的第一连接接线片120a的温度元件单元400。第一接线片部120的弯曲部120c具有在第一方向(+y方向)上突出的形状，并且具有沿着y轴的弹性。因为第一分隔壁310像按压弯曲部120c一样支撑弯曲部120c，所以温度元件单元400可以被有效地支撑而不被直接按压。

尽管已经参照附图中所示的实施例描述了本公开，但是这仅仅是示例性的，本领域普通技术人员将理解的是，各种修改和等同的其他实施例是可能的。因此，本公开的真实技术保护范围将由所附权利要求的技术精神限定。