一种内置于有充电电路的电化学二次电池的制作方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种二次电池，具体涉及一种内置于有充电电路的电化学二次电池。
【背景技术】
[0002] 近年来，二次电池（也称为充电电池）已经广泛应用于各种便携式电气设备和电 子设备中，例如玩具、手持设备等，这对二次电池储能能量提出越来越高的要求。锂离子二 次电池由于具有能量高、可以高功率放电、环保等优点，因而正在逐渐应用在以上领域。
[0003] 充电电池的正常工作经常需要与其他功能的集成电路芯片配合，已达到理想的工 作效果。通常充电电池与集成电路芯片分别进行封装，然后再通过电路板和导线的连接，结 合在一起使用。这样外围元件多，生产工序多、成本高，充电电池与集成电路芯片体积大，性 能较差，不利于小型化或微型化。
[0004] 在进行锂离子二次电池封装时，锂离子二次电池各部分所占的空间都较为固定， 其中，该聚合物电芯内部则包括正极极片、隔离膜和负极极片，且在正极极片背离隔离膜的 一端具有指定高度的电芯顶封进行封装，由于电芯顶封占据了该聚合物电芯的一定高度， 从而减少了该聚合物电芯内部的有效空间。而聚合物电芯的空间利用率和锂离子二次电池 的能量密度和容量有较大关系，一般的，该聚合物电芯的空间利用率越大，该锂离子二次电 池的能量密度和容量也越大，因此，现有的锂离子二次电池普遍存在着由于聚合物电芯的 空间利用率低而导致的锂离子二次电池的能量密度和容量较低的问题。
【发明内容】
[0005] 本发明提供了一种内置于有充电电路的电化学二次电池，包括：电池壳体、电芯、 正极帽、负极帽、电路板模块和绝缘垫圈，所述电池壳体在其靠近所述负极帽的一端具有凹 陷的匝线结构，所述电芯放置于所述电池壳体内，位于所述正极帽与所述匝线结构之间，所 述电池壳体用于输出正极，固定所述电路板模块；所述正极帽与所述电池壳体连接构成所 述二次电池的正极；所述负极帽设置在所述电路板模块上，并能够用于电磁屏蔽、静电屏蔽 与电路散热；所述电路板模块位于所述匝线与所述负极帽之间，所述电路板模块的直径大 小设置为在所述匝线构成的凹陷的内径与电池壳体的内径之间，从而卡在所述匝线一侧从 而与所述电芯隔离；所述电芯上设置有电极连接线，用于将电池的正负极分别引出；所述 电路板模块上具有至少一个通孔，所述通孔的内表面镀有导电材料，用于增强焊接强度及 增加电接触面积，以及用于将电极连接线引出以连接到电路板模块；所述电路板模块能够 用于所述电池的充电保护，充电指示，还可以用于电池的放电保护、短路保护、过放保护以 及控制输出电压；所述绝缘垫圈布置于所述电池壳体、电路板模块与负极帽的空隙中，挤压 固定电路板模块于所述匝线和电池壳体之间，并隔离所述电池壳体和所述负极帽。
[0006] 优选地，所述电池壳体为圆柱体或长方体结构的钢壳。
[0007] 优选地，所述电路板模块为至少一块印刷电路板。
[0008] 优选地，所述绝缘垫圈为一柔性且弹性环形绝缘垫层。
[0009] 优选地，所述绝缘垫圈的截面呈1~!状，L|状的一部分用于挤压固定电路板模块于 所述匝线和电池壳体之间，另一部分用于隔离所述电池壳体和所述负极帽。
[0010] 优选地，所述电路板模块上设置有连接件从而将负极帽固定在电路板模块上，并 实现两者的电连接。
[0011] 优选地，所述电路板模块与负极帽的连接方式为焊接。
[0012] 优选地，所述负极帽的边缘处设置有至少两个卡头，用于将所述负极帽固定在所 述电路板模块上；所述电路板模块相对于所述负极帽的一侧上对应于所述负极帽的边缘位 置设置有至少两个卡槽，用于安装所述负极帽。
[0013] 优选地，所述匝线相对于电池壳体表面的凹陷深度为0.2-1. 2mm。
[0014] 优选地，所述正极帽与所述电池壳体为一体结构。
[0015] 本发明的用于电化学电池的封口体配件结构设计巧妙合理，在所述电化学电池电 极封口处具有负极帽，所述负极帽能够与电路板配合形成屏蔽结构，能够阻止其内部高频 元器件对外界的干扰，并能够将电路板工作时产生的热量传导给外界，起到保护电路板及 元器件的作用。另外，所述电池壳体上对应于电芯与电路板之间布置有匝线结构，用于定位 电芯和电路板的相对位置，并与负极帽和电池壳体之间的绝缘垫圈配合将电路板固定，而 不需要任何焊接。
【附图说明】
[0016] 参考随附的附图，本发明更多的目的、功能和优点将通过本发明实施方式的如下 描述得以阐明，其中：
[0017] 图la示意性示出了本发明的电化学电池的结构示意图。
[0018] 图lb是本发明的电化学电池的分解透视图。
[0019] 图lc是图la沿A-A方向的剖面图。
[0020] 图2a示意性示出了本发明的内置于有充电电路的电化学二次电池第一实施例的 用于电化学电池的封口体配件200的立体分解结构示意图。
[0021] 图2b示意性示出了本发明第一实施例的用于电化学电池的封口体配件200的局 部放大剖视图。
[0022] 图3为本发明第二实施例的用于电化学电池的封口体配件300的立体分解图。
[0023] 图4为本发明第二实施例中第二印刷电路板的结构示意图。
【具体实施方式】
[0024] 通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方 法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来 对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
[0025] 应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当 用作对本发明所要求保护内容的限制。
[0026] 在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同 或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
[0027] 本发明提供一种电化学二次电池，图la、lb分别为本发明的电化学电池的结构示 意图和分解透视图。如图la、lb所不，一种电化学电池100,包括：电池壳体101、置于电池 壳体101内的电芯102、负极帽103、置于电芯102和负极帽103之间的空间的电路板模块 104以及正极帽105。本发明的负极帽具有电磁屏蔽、静电屏蔽和电路散热的功能。电芯 102外套有电池壳体101，电池壳体101为圆柱体或长方体结构的钢壳，用于输出正极，固定 电路板模块104。根据本发明的一个实施例，正极帽105右旋地与所述电池壳体101成型为 一体结构。
[0028] 电路板模块104为至少一层印刷电路板（PCB)，具有第一侧和第二侧，其中第一侧 相对于所述电化学电池1〇〇指向负极帽103,第二侧相对于所述电化学电池100指向电芯 102。PCB是其上印刷有布线图案的电路板，并具有与所述电池100的壳体内径具有大致对 应的尺寸。多个印制导线和元器件布置在电路板模块104的第一侧或第二侧。电路板模块 104靠近所述电池100的负极帽103侧，位于电芯102和负极帽103之间。电路板模块104 上设置有连接件从而将负极帽103固定在电路板模块104上，例如，负极帽103可以通过焊 接固定在电路板模块104上，也可以通过卡接等方式固定。电路板模块用于锂电池充电保 护、充电指示，还可以用于电池的放电保护、短路保护、过放保护以及控制输出电压。电路板 模块104和电芯102之间设置有电极连接线108a和108b，分别将电池的正负极分别引出， 其中108a为正极连接线，108b为负极连接线。图lc是图la沿A-A方向的剖面图。在电路 板模块104与外部的电池壳体101之间，负极帽103与电池壳体101之间设置有绝缘垫圈 106。绝缘垫圈106为一柔性且具有弹性的环形绝缘垫层，其沿所述电化学电池101A-A剖 面的形状为" "形。绝缘垫圈106能够起到隔离作为第一电极的电池壳体101和作为第 二电极的负极帽103的作用，并且由于绝缘垫层106的弹性作用能够挤压并固定电路板模 块104,密封电池壳体101和负极帽103之间的空隙。具体地，如图lc所示，状的一部分 用于挤压固定电路板模块104于所述匝线107和电池壳体101之间，另一部分用于隔离所 述电池壳体101和所述负极帽103。
[0029] 电池壳体101的外表面上对应电芯102和印刷电路板106之间的位置有一圈向内 的环形凹陷，为