一种聚合物电池单元及包括该电池单元的电子装置的制造方法

文档序号:10694304
一种聚合物电池单元及包括该电池单元的电子装置的制造方法
【专利摘要】本发明涉及一种聚合物电池单元和包括该电池单元的电子装置,所述聚合物电池单元通过对保护电路装置的有效配置来有效地利用空间,由此能够使得单元容量增加,并且能够有效保护保护电路装置免受外部环境影响,所述聚合物电池单元包括:电极体,其包括阳极板和阴极板,所述阳极板和阴极板之间插入有隔膜;单元极耳,其包括阳极极耳和阴极极耳,所述阳极极耳与所述阳极板连接并凸出伸长,所述阴极极耳与所述阴极板连接并凸出伸长;以及电池保护电路模块,其与所述单元极耳电连接。进一步地,所述聚合物电池单元包括袋装,所述袋装内部容纳有所述电极体、所述单元极耳及所述电池保护电路模块,并且由柔软材料形成。
【专利说明】
一种聚合物电池单元及包括该电池单元的电子装置
技术领域
[0001]本发明涉及聚合物电池单元及包括该电池单元的电子装置,更具体而言,涉及具有电池保护电路模块的聚合物电池单元及包括该电池单元的电子装置。
【背景技术】
[0002]与不能充电的一次电池不同,二次电池是能够充放电的电池。二次电池用作移动电话(cellular phone)、手提电脑(laptop computer)、摄影机(camcoder)等小型移动设备或电动车、混合动力汽车(hybrid electric vehicle)、电动自行车、不间断电源等中大型设备的能源。
[0003 ]代表性的二次电池有锂二次电池。锂二次电池根据容纳电极组装体的壳体的形状可区分为形成为圆筒形及角形的罐形二次电池和具有柔软性的袋装二次电池。二次电池根据电解液的种类可分为液体电解质电池和聚合物电解质电池。通常,使用液体电解质的电池被称作锂离子聚合物电池,使用聚合物电解质的电池被称作锂聚合物电池。
[0004]如锂离子聚合物电池中一样,在锂聚合物电池中也会因过充、过放电及过电流引起发热而导致温度上升,这不仅致使性能恶化,还可能存在爆炸的危险,因此可以具备保护电路装置,所述保护电路装置感应到过充电、过放电及过电流,切断电池工作。

【发明内容】

[0005]但是,在具有保护电路装置的聚合物电池单元和包括该电池单元的电子装置中,产生如下问题:因保护电路装置导致终端空间利用率降低,而且因外部冲击保护电路装置容易受损。本发明用于解决包括所述问题在内的各种问题,目的在于提供一种聚合物电池单元和包括该电池单元的电子装置,所述聚合物电池单元通过对保护电路装置的有效配置来有效地利用空间,由此能够增加单元容量,并且能够有效保护保护电路装置免受外部环境影响。但是这些课题是示例性的,本发明的范围不限于这些课题。
[0006]根据本发明的一个观点能够提供一种聚合物电池单元。所述聚合物电池单元包括:电极体,其包括阳极板和阴极板,所述阳极板和阴极板之间插入有隔膜;单元极耳,其包括阳极极耳和阴极极耳,所述阳极极耳与所述阳极板连接并凸出伸长,所述阴极极耳与所述阴极板连接并凸出伸长;电池保护电路模块,其与所述单元极耳电连接。进一步,所述聚合物电池单元包括袋装,所述袋装内部容纳有所述电极体、所述单元极耳及所述电池保护电路模块,并且由柔软材料形成。
[0007]在所述聚合物电池单元中,所述电极体、所述单元极耳及所述电池保护电路模块不露在所述袋装的外部,而是内置于所述袋装。
[0008]在所述聚合物电池单元中,所述电池保护电路模块可配置于所述电极体的凹陷部内。
[0009]在所述聚合物电池单元中,所述电池保护电路模块配置于所述电极体的上部,在所述电极体中未安装所述电池保护电路模块的电平可高于安装所述电池保护电路模块的电平。
[0010]在所述聚合物电池单元中,所述电池保护电路模块可具备:导线架,其包括分离的多个导线,并且与所述单元极耳接合并电连接;电池保护电路构成元件,其安装于所述导线架上,包括保护1C、场效应晶体管及无源元件;以及封装材料,其露出所述导线架中的一部分,且密封所述电池保护电路构成元件。
[0011]在所述聚合物电池单元中,所述导线架可包括:第一内部连接端子用导线和第二内部连接端子用导线,其分别配置于两侧边缘部分,从所述封装材料露出,所述第一内部连接端子用导线与所述阳极极耳电连接,所述第二内部连接端子用导线与所述阴极极耳电连接;外部连接端子用导线,其配置于所述第一内部连接端子用导线和第二内部连接端子用导线之间,包括多个外部连接端子;以及元件安装用导线,其配置于所述第一内部连接端子用导线和第二内部连接端子用导线之间,对所述电池保护电路构成元件进行安装。
[0012]在所述聚合物电池单元中,所述第一内部连接端子用导线之间可插入有所述阳极极耳并被折叠接合,所述第二内部连接端子用导线之间可插入有所述阴极极耳并被折叠接入口 O
[0013]在所述聚合物电池单元中,所述电池保护电路模块可具备:印刷电路基板;电池保护电路构成元件,其安装于所述印刷电路基板上,包括保护1C、场效应晶体管及无源元件;以及封装材料,其密封所述电池保护电路构成元件。
[0014]所述聚合物电池单元还具备柔性印刷电路板(FPCB),所述柔性印刷电路板一端部与所述电池保护电路模块接合并电连接,另一端部露出有导电端子,所述导电端子可露在所述袋装的外部。
[0015]根据本发明的另一个观点能够提供一种电子装置。所述电子装置包括:电极体,其包括阳极板和阴极板,所述阳极板和阴极板之间插入有隔膜;单元极耳,其包括阳极极耳和阴极极耳,所述阳极极耳与所述阳极板连接并凸出伸长,所述阴极极耳与所述阴极板连接并凸出伸长;电池保护电路模块,其与所述单元极耳电连接;袋装,其内部容纳有所述电极体、所述单元极耳及所述电池保护电路模块,并且由柔软材料形成;柔性印刷电路板(FPCB),其一端部与所述电池保护电路模块接合并电连接,另一端部使得导电端子向所述袋装的外部露出;以及主板部,其与所述导电端子直接电连接。
[0016]根据如上所形成的本发明的部分实施例,能够提供一种聚合物电池单元和包括该电池单元的电子装置,所述聚合物电池单元通过保护电路装置的有效配置来有效地利用空间,由此能够增加单元容量,并且能够有效地对保护电路装置进行保护,免受外部环境的影响。当然,本发明的范围并不限于这些效果。
【附图说明】
[0017]图1是表示本发明的一个实施例的聚合物电池单元的分解立体图。
[0018]图2是表示本发明的一个实施例的聚合物电池单元的平面图。
[0019]图3a是表示本发明的一个实施例的聚合物电池单元的一部分的平面图。
[0020]图3b是表示本发明的另一个实施例的聚合物电池单元的一部分的平面图。
[0021]图4是表示本发明的一个实施例的电池装置的一部分的立体图。
[0022]图5是在本发明的一个实施例的聚合物电池单元中构成电池保护电路模块的电池保护电路的电路图。
[0023]图6是表示本发明的一个实施例的聚合物电池单元中构成电池保护电路模块的一部分的导线架及电池保护电路构成元件的结构的立体图。
[0024]图7a及图7b是表示本发明的一个实施例的聚合物电池单元中构成电池保护电路模块的一部分的内部连接端子用导线被折叠的形状的立体图。
[0025]图8是表示本发明的一个实施例的聚合物电池单元中电池保护电路模块组装(module assembly)的立体图。
[0026]图9是表示本发明的一个实施例的聚合物电池单元中构成电池保护电路模块的一部分的内部连接端子用导线被折叠,并与单元极耳接合的构成的立体图。
【具体实施方式】
[0027]以下,参照附图对本发明的优选的多个实施例进行详细说明。
[0028]本发明的实施例是为了向所属技术领域内具有一般知识的人员更完整地说明本发明而提供的,以下实施例可变形为各种其他方式,本发明的范围不限定于以下实施例。这些实施例是为了使本公开更加充实且完整,并且为了向本领域技术人员更加完整地传达本发明的思想而提供的。此外,为了便于说明且更加明确的示出,放大表示附图中各层的厚度或大小。
[0029]就本说明书整体而言,当提及如膜、区域或基板等一个构成要件“位于”另一构成要件,或与其他构成要件“连接”、“层叠”或“親合”时,可以解释为所述一个以上的构成要件直接“位于”另一构成要件,或与另一构成要件“连接”、“层叠”或“耦合”来接合,或者可以解释为他们之间存在又一构成要件。相反地,当提及一个构成要件“直接位于”另一个构成要件,或者与另一构成要件“直接连接”、或“直接耦合”时,可解释为他们之间不存在另一构成要件。同一的附图标记表示同一要件。如本说明书中所使用,术语“和/或”包括所列举的项目中包括一个及一个以上的全部组合。
[0030]在本说明书中,第一、第二等术语虽然为了说明各种部件、配件、区域、层和/或部分而使用,但是显而易见这些部件、配件、区域、层和/或部分不限于所述术语的限定。这些术语的使用只是为了区分一个部件、配件、区域、层和/或部分与另一个范围、层和/或部分。因此,以下所述第一部件、配件、区域、层和/或部分即使不脱离本发明的指示也可以表示第二部件、配件、区域、层和/或部分。
[0031]此外,如“上的”或“之上的”及“下的”或“之下的”等相对性术语在这里的使用,是为了像附图中所示的一样,记述相对其他要素的某要素的关系。相对性术语可以理解为目的在于加上附图中所描述的方向包括元件的其他方向。例如,在附图中如果元件翻转(turned over),则描述为其他构成要素的上部的面上存在的要素在所述其他构成要素的下部的面上具有方向。因此,举例的“上的”术语可在特定的方向上包括“下的”及“上的”全部方向。如果元件朝向其他方向(相对其他方向旋转90度),则本发明中所使用的相对性的说明根据此可得以解释。
[0032]本说明书中所使用的术语是用于说明特定实施例的,而并非用于限定本发明。如在本说明书中所使用地,单数型只要在文章中没有明确指出其他情况,即表示包含复数型。此外,在说明书中所使用的情况下“包括(comprises)”和/或“包含(comprising)”使得提及的形状、数字、步骤、操作、部件、要素和/或它们的组合的存在特定,而非排除一个以上的其他形状、数字、操作、部件、要素和/或它们的组合的存在或附加。
[0033]以下,本发明的实施例参照对本发明的理想实施例进行概略性示出的附图来说明。在附图中,例如,根据制造技术和/或公差(tolerance),可预想所示出的形状的变形。由此,本发明思想的实施例不用解释为受到示出于本说明书中的范围的特定形状的限定,应包括例如制造上所致的形状的变化。
[0034]图1是表示本发明的一个实施例的聚合物电池单元的分解立体图。
[0035]参照图1,本发明的一个实施例的聚合物电池单元700具备电极体750、单元极耳760、电池保护电路模块300及袋装710。
[0036]电极体750包括阴极板752、阳极板756、隔膜754,所述隔膜754插入于阴极板752和阳极板756之间。隔膜754可包含聚合物电解质。阴极板752、隔膜754及阳极板756的结构体可至少反复层叠一次以上。
[0037]单元极耳760与电极体750电连接,包括阴极极耳764和阳极极耳762。阴极极耳764电连接于阴极板752,并从电极体750凸出伸长,阳极极耳762电连接于阳极板756,并从电极体750凸出伸长。示例性地示于附图的阴极极耳764和阳极极耳762的配置结构不限本发明的技术思想,可根据产品形状等进行变更。例如,阴极极耳764和阳极极耳762的左右配置顺序可以与附图中所示结构不同地进行变更。选择性地,阴极极耳764和阳极极耳762的至少一部分可以由绝缘胶带缠绕。
[0038]与单元极耳760电连接的电池保护电路模块300作为一种感应过充电、过放电及过电流,切断电池工作的保护电路装置,可以理解为包括保护1C、场效应晶体管及无源元件的任意结构体。例如,在电池保护电路模块300中电池保护电路构成元件可安装于导线架上,所述电池保护电路构成元件包括所述保护1C、场效应晶体管及无源元件。另一例子中,在电池保护电路模块300中电池保护电路构成元件可安装于印刷电路基板上,所述印刷电路基板能够与导线架连接,所述电池保护电路构成元件包括所述保护1C、场效应晶体管及无源元件。
[0039 ]电池保护电路模块300的一侧可以连接有柔性印刷电路板(FPCB) 400。柔性印刷电路板400包括具有柔韧性的树脂部420,且末端具有导电端子460。柔性印刷电路板400的一端部与电池保护电路模块300相接合并电连接,另一端部露出有导电端子460 ο在本申请中,可以将接合有柔性印刷电路板400的电池保护电路模块300的结构体命名为电池保护电路模块组装500。
[0040]袋装710由具有柔软性的材料构成。例如,袋装710可以理解为具有柔软性的材料的壳体,而并非坚硬的金属壳体。袋装710例如可以由金属箔来形成,或者可以由多层结构形成,但是并非限定于此,所述多层结构包括在金属箔的两面中至少一面形成有绝缘膜。
[0041]袋装710包括上部壳体730和与所述上部壳体730结合的下部壳体720。上部壳体730及下部壳体720的至少一面的一部分可接合为一体。下部壳体720具有内部空间715,所述内部空间715能够全部容纳上述的电极体750、单元极耳760及电池保护电路模块300。
[0042]上述的袋装710为了说明具有能够全部容纳电极体750、单元极耳760及电池保护电路模块300的内部空间715的构成,区分为上部壳体730和下部壳体720,并示出下部壳体720具有内部空间715的构成,但是,本发明的技术思想并非限定于此。
[0043]例如,袋装710包括具有第一空间的上部壳体730和具有第二空间的下部壳体720,由所述第一空间和所述第二空间形成的内部空间715能够全部容纳电极体750、单元极耳760及电池保护电路模块300。
[0044]另一例子中,袋装710作为由柔软材料形成的整体,能够通过在包围电极体750、单元极耳760及电池保护电路模块300后,将开放的部位接合并密封来实现。
[0045]图2是表示本发明的一个实施例的聚合物电池单元的平面图。在图2中示出如下袋装710:配置成袋装710的内部空间715全部容纳电极体750、单元极耳760及电池保护电路模块300后,上部壳体730与下部壳体720接合并形成为一体。
[0046]参照图1及图2,本发明的一个实施例的聚合物电池单元700中,电极体750、单元极耳760及电池保护电路模块300配置成不露在袋装710的外部而内置于袋装710。换句话说,构成单元极耳760的阳极极耳762和阴极极耳764只配置在内部空间715内,并不向袋装710的外部凸出。此外,电池保护电路模块300也只配置在内部空间715,并不露在袋装710的外部。
[0047]但是,在本发明的一个实施例的聚合物电池单元700中,构成柔性印刷电路板400的树脂部420的至少一部分和导电端子460并非配置于袋装710的内部空间715,而是露在袋装710的外部,所述柔性印刷电路板400与电池保护电路模块300连接。
[0048]图3a是表示本发明的一个实施例的聚合物电池单元的一部分的平面图。在图3a中示出了配置为如下的构成:在上部壳体730与下部壳体720接合之前,在袋装710的内部空间715全部容纳电极体750、单元极耳760及电池保护电路模块300。
[0049]参照图1及图3a,在本发明的一个实施例的聚合物电池单元700中,电池保护电路模块300配置于袋装710的内部空间715。电池保护电路模块300内置于袋装710,并不露在袋装710的外部,因此能够保护电池保护电路模块300,免受外部环境影响。
[0050]此外,在电池保护电路模块300内置后产生的闲置空间E配置电极体750,由此能够通过有效的空间利用来增加单元容量。如果以其他观点说明所述结构,电池保护电路模块300能够配置于电极体750的凹陷部751内。换句话说,电池保护电路模块300配置于电极体750的上部750u,电极体750中未安装电池保护电路模块300的区域的电平高于安装所述电池保护电路模块300的区域的电平。
[0051 ]图3b是表示本发明的另一个实施例的聚合物电池单元的一部分的平面图。在图3b中示出了配置为如下的构成:在上部壳体730与下部壳体720接合之前,在袋装710的内部空间715全部容纳电极体750、单元极耳760及电池保护电路模块300。
[0052]在图3a中,电池保护电路模块300配置于电极体750的上部750u的一侧,而在图3b中,电池保护电路模块300可配置于电极体750的上部750u的中央部。此情况下,电池保护电路模块300内置后产生的闲置空间E配置于电池保护电路模块300的两侧,并在一对闲置空间E配置电极体750,由此能够通过有效的空间利用来增加单元容量。
[0053]图4是表示本发明的一个实施例的电池装置的一部分的立体图。
[0054]参照图1及图4,本发明的一个实施例的电子装置900具备上述的电极体750、单元极耳760、电池保护电路模块300、袋装710、柔性印刷电路板400。进一步,本发明的一个实施例的电子装置900还具备主板部880,所述主板部880与柔性印刷电路板400的导电端子460直接电连接。
[0055]主板部880可包括电子装置(例如,智能手机、移动电话、智能平板、平板电脑)的主板部,所述主板部能够与聚合物电池单元700电连接,从聚合物电池单元700接收供电,或向聚合物电池单元700供电。
[0056]为了能够直接电连接导电端子460与主板部880,主板部880包括外壳884,所述外壳884包括能够插入柔性印刷电路板400的导电端子460的空间,并且外壳884可包括固定部886,所述固定部886能够对插入于所述空间内的柔性印刷电路板400的导电端子460进行固定。
[0057]具体地,在外壳884的固定部886打开的状态下,能够将形成于柔性印刷电路板400的端部的导电端子460插入到外壳884内的空间。接着,通过关闭外壳884的固定部886,能够以将形成于柔性印刷电路板400的端部的导电端子460插入到外壳884内的空间的状态进行固定。
[0058]另外,不同于图4,在本发明的变形实施例的电子装置900中,形成柔性印刷电路板400的端部的导电端子460与主板部880并非直接电连接,而是能够通过插入连接器(connector)来实现电连接。
[0059]以下,说明内置于袋装710的电池保护电路模块300及电池保护电路模块组装的示例性结构。
[0060]图5是在本发明的一个实施例的聚合物电池单元中构成电池保护电路模块的电池保护电路的电路图。
[0061 ]如图1及图5所示,在本发明的一个实施例的聚合物电池单元中构成电池保护电路模块的电池保护电路10具备第一及第二内部连接端子B+、B-、第一至第三外部连接端子P+、TH、P-,所述第一及第二内部连接端子B+、B-用于连接聚合物电池单元700,所述第一至第三外部连接端子P+、TH、P-用于充电时与充电器连接,放电时与通过电池电源工作的电子设备(例,便携终端机等)连接。在此,第一至第三外部连接端子P+、TH、P-中,第一外部连接端子P+及第三外部连接端子P-用于供电,剩余的一个外部连接端子第二外部连接端子TH用于区分电池,从而适配电池进行充电。此外,第二外部连接端子TH可适用热敏电阻(thermistor),所述热敏电阻是充电时感应电池温度的部件,并且可适用其他功能并作为端子使用。
[0062]并且电池保护电路10可具有双重场效应晶体管芯片110、保护IC120、电阻Rl、R2、R3、压敏电阻(varistor)Vl及电容器C1、C2的连接结构。双重场效应晶体管110由具有漏极共用结构的第一场效应晶体管FETl和第二场效应晶体管FET2构成。保护集成电路(Protect1n IC)120具备:端子(VDD端子),通过电阻Rl与电池的(+ )端子即第一内部连接端子B+连接,通过第一节点nl感应施加充电电压或放电电压的电压施加和电池电压;基准端子(VSS端子),作为保护IC120内部的工作电压的基准;感应端子(V-端子),用于感应充放电及过电流状态;输出端子(D0端子),在过放电状态下用于截止第一场效应晶体管FETl的放电切断信号;以及输出端子(CO端子),在过充电状态下用于截止第二场效应晶体管FET2的充电切断信号。
[0063]此时,保护IC120的内部具备基准电压设定部、用于比较基准电压和充放电电压的比较部、过电流检测部以及充放电检测部。在此,充电及放电状态的判断基准可变更为用户所要求的规格(SPEC),根据该确定标准感知保护IC120的各个端子的电压差,从而判定充放电状态。
[0064]保护IC120中,若放电时达到过放电状态,则DO端子变低电平(LOW),并截止第一场效应晶体管FETl,如果达到过充电状态,则CO端子变低电平,并截止第二场效应晶体管FET2,在过电流流动的情况下,构成为充电时截止第二场效应晶体管FET2,放电时截止第一场效应晶体管FETl。
[0065]电阻Rl和电容器Cl的作用在于稳定保护IC120的供电变动。电阻Rl连接于电池的电源Vl供给节点即第一节点nl与保护IC120的VDD端子之间,电容器Cl连接于保护IC的VDD端子与VSS端子之间。在此,第一节点nl连接于第一内部连接端子B+和第一外部连接端子P+。如果增大电阻Rl,则检测电压时由于渗透至保护IC120内部的电流导致检测电压升高,因此电阻Rl的值设定为1ΚΩ以下的适当值。此外,为了稳定工作,所述电容器Cl的值可为0.01yF以上的适当值,例如,0.1yF的值。
[0066]并且,电阻Rl与电阻R2在超过保护IC120的绝对最大额定值的高压充电器或充电器反向连接的情况,变为电流限制电阻。电阻R2连接于保护IC120的V-端子与第二节点n2之间,所述第二节点n2与第二场效应晶体管FET2的源端子S2连接。电阻Rl与电阻R2可能成为耗电的原因,因此通常电阻Rl和电阻R2的电阻值之和设定为大于1ΚΩ。并且,如果电阻R2过大,则在过充电切断后可能不发生恢复,因此电阻R2的值设定为10ΚΩ或大于10ΚΩ的值,例如,电阻Rl可以为IKΩ的值,电阻R2可以为2.2ΚΩ的值。
[0067]电容器C2具有连接于第二节点n2(或第三外部连接端子P-)和第一场效应晶体管FETI的源端子SI (或VSS端子)之间的结构。电容器C2虽然未对所述电池保护电路产品的特性造成较大影响,但是为了满足用户的要求或稳定性而额外使用。所述电容器C2的效果在于提高对电压变动或外部噪音的抵抗性,从而使得系统稳定。为了稳定操作,所述电容器C2的值例如可具有0.1yF的值。
[0068]并且电阻R3及压敏电阻(varistor) Vl作为用于静电释放(ESD ,ElectrostaticDischarge)、过载(surge)保护的元件,以相互并联的结构连接配置于第二外部连接端子TH和所述第二节点n2(或第三外部连接端子P-)之间。所述压敏电阻Vl作为发生过电压时电阻降低的元件,在产生过电压的情况下使电阻降低,从而能够使因过电压导致的电路损坏等最小化。
[0069]作为防止电池爆炸的安全装置,能够在第二内部连接端子B+、B_与电容器Cl、C2之间插入PTC结构体PTC。例如,在规定的温度以下,虽然PTC结构体成为电流的通路,但是如果由于过电流产生而达到规定的温度以上,则通过PTC结构体切断或减少电流的流动,因此能够防止电池爆炸。
[0070]在本发明中实现电池保护电路模块,所述电池保护电路模块包括外部连接端子P+、P-、TH、内部连接端子B+、B-,并封装图5的电池保护电路1。例如,通过封装材料M将如下元件密封并封装,从而能够实现电池保护电路模块:如电阻Rl、R2、R3、压敏电阻Vl及电容器Cl、C2的无源元件;保护IC120;双重场效应晶体管芯片110;以及PTC结构体PTC。
[0071]根据上述的本发明的一个实施例的保护电路为示例性的,保护1C、场效应晶体管或无源元件的结构或者数量、配置等能够根据保护电路的附加功能而适当地变形。例如,在电池保护电路模块300中,双重场效应晶体管芯片110和保护IC120的配置可以具有所述双重场效应晶体管芯片110和保护IC120上下层叠的结构,或者可以具有相互邻接配置的结构。例如,可以具有双重场效应晶体管芯片110的上部面层叠有保护IC120的结构,或者邻接于保护IC120的左侧或右侧配置双重场效应晶体管芯片110。
[0072]如上所述,在本发明的一个实施例的聚合物电池单元700中,保护1C、场效应晶体管及无源元件虽然能够安装于印刷电路基板上,但是具体对不安装于印刷电路基板而安装于导线架上的示例情况进行具体说明。在本发明的一个实施例中,导线架作为在金属架上图案化导线端子的结构,在结构或厚度等方面与在绝缘线圈上形成金属布线层的印刷电路基板在区分。
[0073]图6是表示在本发明的一个实施例的聚合物电池单元中构成电池保护电路模块的一部分的导线架及电池保护电路构成元件的结构的立体图。
[0074]参照图1及图6,电池保护电路模块300包括:导线架50,其包括分离的多个导线,并且与单元极耳760接合并电连接;电池保护电路构成元件100a、130,其安装于所述导线架50上;以及封装材料250,其露出所述导线架50中的一部分,且密封所述电池保护电路构成元件100a、130。所述电池保护电路构成元件包括保护IC及场效应晶体管的层叠结构体100a,并包括至少一个以上的无源元件130。进一步,所述电池保护电路构成元件还可包括PTC结构体350 JTC结构体350可包括将导电粒子分散形成于结晶聚合物的元素。
[0075]在本发明的一个实施例的聚合物电池单元700中,构成电池保护电路模块300的导线架50可包括:第一内部连接端子用导线B+和第二内部连接端子用导线B-,其分别配置于两侧边缘部分,从所述封装材料250露出,所述第一内部连接端子用导线B+与阳极极耳762电连接,所述第二内部连接端子用导线B-与阴极极耳764电连接;外部连接端子用导线,其配置于所述第一内部连接端子用导线和第二内部连接端子用导线之间,包括多个外部连接端子;以及元件安装用导线,其配置于所述第一内部连接端子用导线和第二内部连接端子用导线之间,对所述电池保护电路构成元件I OOa、130、350进行安装。
[0076]导线架50的上表面是安装电池保护电路构成元件100a、130、350的面,导线架50的下表面可以是上表面的相反面。在导线架50的所述下表面,与外部连接端子区域相应的部分的全部或者一部分可以被镀金。镀金物质可以是选自金、银、镍、锡及铬中的至少一种。
[0077]在本发明的一个实施例的聚合物电池单元700中,电池保护电路模块300虽然包括导线架50,所述导线架50具有分离的多个安装用导线,但是将如等电位连接线(bondingwire)或接合线(bonding ribbon)的电连接部件220配置于导线架50上来构成电路,因此具有能够简化设计并制造用于构成电池保护电路的导线架50的过程的重要优点。
[0078]并且,在构成本发明的一个实施例的聚合物电池单元700的电池保护电路模块300中,保护IC芯片和/或场效应晶体管芯片并非以半导体封装的形态插入并固定于导线架50上,而是通过表面安装技术(surface mounting technology)以晶片(chip die)形态安装并固定于导线架50的表面的至少一部分上,所述晶片从不以另外的封装材料密封的晶圆(Wafer)上被锯断(sawing)。在此,晶片(chip die)是指个别的结构体,所述个别的结构体通过如下方式形成:在形成阵列形态的多个结构体(例如,保护IC芯片、场效应晶体管芯片)的硅片上不以另外的封装材料密封,而执行锯断工艺。换句话说,在导线架50上安装保护IC芯片和/或场效应晶体管芯片时,没有以另外的封装材料密封的状态下进行安装之后,通过后续的封装材料250来密封保护IC芯片和场效应晶体管芯片,因此在形成电池保护电路模块300时,能够只执行一次形成封装材料的工艺。与此相反地,将保护IC芯片和/或场效应晶体管芯片另外插入并固定或安装于印刷电路基板PCB的情况,首先需要对各个部件进行一次模塑(molding)工艺,并且需要在固定或安装于印刷电路基板上之后对安装的各个部件额外进行一次模塑工艺,因此制造工艺复杂且制造费用增加。
[0079]图7a及图7b是表示在本发明的一个实施例的聚合物电池单元中构成电池保护电路模块的一部分的内部连接端子用导线被折叠的形状的立体图。
[0080]参照图5、图6、图7a及图7b,在构成本发明的一个实施例的聚合物电池单元700的电池保护电路模块300中,第一内部连接端子用导线B+和第二内部连接端子用导线B-分别以位于第一内部连接端子用导线B+和第二内部连接端子用导线B-内的规定的假想轴为中心折叠(folding)。例如,以位于内部连接用导线51内的规定的假想轴(例如,与X轴平行方向的假想轴)为中心折叠(folding),以使内部连接用导线51的第一部分51a与内部连接用导线51的第二部分51b能够面对面或对向。在图7a及图7b中,为了方便图示,虽然示出内部连接用导线51的第二部分5 Ib与第一部分5 Ia以形成直角的形式弯折(bending) 90度的形状,但是内部连接用导线51的第二部分51b与第一部分51a可以以面对面或对向的形式弯折180度来折叠。
[0081]另一方面,第一内部连接端子用导线B+和第二内部连接端子用导线B-可分别包括在各自的折叠轴上形成的裂缝(slit)(图6的S),以便能够分别折叠第一内部连接端子用导线B+和第二内部连接端子用导线B-。利用形成于第一内部连接端子用导线B+和第二内部连接端子用导线B-内的裂缝S,能够容易实现弯折并折叠第一内部连接端子用导线B+和第二内部连接端子用导线B-的工艺。
[0082]图8是表示构成本发明的一个实施例的聚合物电池单元的电池保护电路模块组装(module assembly)的立体图。
[0083]参照图8,所述电池保护电路模块组装包括:所述电池保护电路模块300;以及柔性印刷电路板,其与电池保护电路模块300接合并电连接。如图1及图2中所说明,所述柔性印刷电路板400具有柔韧性的树脂部420,且末端具有导电端子460。柔性印刷电路板400的一端部与电池保护电路模块300相接合并电连接,另一端部露出导电端子460。
[0084]具体地,电池保护电路模块300的导线架50,具体而言,电池保护电路模块300的第一至第三外部连接端子用导向P+、TH、P-与形成于柔性印刷电路板400的一端部的导电端子460能够通过从如下方式组成的群组中所选择的至少一种方式得到接合并电连接:激光焊接、电阻焊接、焊接(soldering)、导电性胶及导电胶带。在图8中,示例性地示出通过焊接方式接合的情况。柔性印刷电路板400的另一端部可以露出导电端子460,所述导电端子460能够与主板部(图4的880)直接电连接。
[0085]在所述电池保护电路模块组装中,内置于袋装710的部分是电池保护电路模块300和与电池保护电路模块300接合的柔性印刷电路板400的所述一端部。另一方面,在所述电池保护电路模块组装中,露在袋装710的外部的部分是柔性印刷电路板400的树脂部420的其余部分和导电端子460。
[0086]图9是表示在本发明的一个实施例的聚合物电池单元中构成电池保护电路模块的一部分的内部连接端子用导线被折叠,并与单元极耳接合的结构的立体图。
[0087]参照图8及图9,图7a及图7b所示的内部连接端子用导线51的第二部分51b与第一部分51a在以形成直角的形式弯折(bending)90度的状态下,进一步地,以插入单元极耳760之间的状态,内部连接端子用导线51的第二部分51b与内部连接端子用导线51的第一部分51a以面对面或对向的形式弯折180度并折叠,所述单元极耳760由阳极极耳762与阴极极耳764所构成。此时,内部连接端子用导线51的第一部分51a及内部连接端子用导线51的第二部分51b与单元极耳760能够通过从如下方式组成的群组中所选择的至少一种方式得到接合:激光焊接、电阻焊接、焊接(so I der ing)、导电性胶及导电胶带。
[0088]到此为止,对电池保护电路模块内置于袋装的聚合物电池单元,以及具备该电池单元的电子装置进行了说明。由此,利用形状自由度较高的聚合物单元,通过内置电池保护电路模块,进而能够最大化实现单元容量。
[0089]根据本发明的实施例,不使用单元极耳露在外部来与电池保护电路模块的连接端进行点接合的结构,而是通过将电池保护电路模块内置于袋装内,从而能够缩短单元极耳的长度,并增加终端机SET空间利用率。此外,根据本发明的一个实施例,电池保护电路模块内置后利用闲置空间,能够增加单元容量。另一方面,根据本发明的实施例,通过内置电池保护电路模块而不露在外部,能够期待能够保护电池保护电路模块,不受外部影响的有利效果。
[0090]参照附图所示实施例对本发明进行了说明,但是这只是示例性的,应理解本领域技术人员由此可实施各种变形及均等实施例。因此,本发明的真正技术保护范围应根据权利要求书的技术思想来确定。
【主权项】
1.一种聚合物电池单元,其包括: 电极体,其包括阳极板和阴极板,所述阳极板和阴极板之间插入有隔膜; 单元极耳,其包括阳极极耳和阴极极耳,所述阳极极耳与所述阳极板连接并凸出伸长,所述阴极极耳与所述阴极板连接并凸出伸长; 电池保护电路模块,其与所述单元极耳电连接;以及 袋装,其内部容纳有所述电极体、所述单元极耳及所述电池保护电路模块,并且由柔软材料形成。2.根据权利要求1所述的聚合物电池单元,所述电极体、所述单元极耳及所述电池保护电路模块不露在所述袋装的外部,而是内置于所述袋装。3.根据权利要求1所述的聚合物电池单元,所述电池保护电路模块配置于所述电极体的凹陷部内。4.根据权利要求1所述的聚合物电池单元,所述电池保护电路模块配置于所述电极体的上部,所述电极体中未安装所述电池保护电路模块的电平高于安装所述电池保护电路模块的电平。5.根据权利要求1所述的聚合物电池单元,所述电池保护电路模块包括: 导线架,其包括分离的多个导线,并且与所述单元极耳接合并电连接; 电池保护电路构成元件,其安装于所述导线架上,包括保护1C、场效应晶体管及无源元件;以及 封装材料,其露出所述导线架中的一部分,且密封所述电池保护电路构成元件。6.根据权利要求5所述的聚合物电池单元,所述导线架包括: 第一内部连接端子用导线和第二内部连接端子用导线,其分别配置于两侧边缘部分,从所述封装材料露出,所述第一内部连接端子用导线与所述阳极极耳电连接,所述第二内部连接端子用导线与所述阴极极耳电连接; 外部连接端子用导线,其配置于所述第一内部连接端子用导线和第二内部连接端子用导线之间,包括多个外部连接端子;以及 元件安装用导线,其配置于所述第一内部连接端子用导线和第二内部连接端子用导线之间,对所述电池保护电路构成元件进行安装。7.根据权利要求6所述的聚合物电池单元,所述第一内部连接端子用导线之间插入有所述阳极极耳并被折叠接合,所述第二内部连接端子用导线之间插入有所述阴极极耳并被折叠接合。8.根据权利要求1所述的聚合物电池单元,所述电池保护电路模块包括: 导线架和印刷电路基板; 电池保护电路构成元件,其安装于所述印刷电路基板上,包括保护1C、场效应晶体管及无源元件;以及 封装材料,其密封所述电池保护电路构成元件。9.根据权利要求1所述的聚合物电池单元,其还包括柔性印刷电路板FPCB,所述柔性印刷电路板一端部与所述电池保护电路模块接合并电连接,另一端部露出有导电端子,所述导电端子露出于所述袋装的外部。10.—种电子装置,其包括: 电极体,其包括阳极板和阴极板,所述阳极板和阴极板之间插入有隔膜; 单元极耳,其包括阳极极耳和阴极极耳,所述阳极极耳与所述阳极板连接并凸出伸长,所述阴极极耳与所述阴极板连接并凸出伸长; 电池保护电路模块,其与所述单元极耳电连接; 袋装,其内部容纳有所述电极体、所述单元极耳及所述电池保护电路模块,并且由柔软材料形成; 柔性印刷电路板,其一端部与所述电池保护电路模块接合并电连接,另一端部使得导电端子向所述袋装的外部露出;以及 主板部,其与所述导电端子直接电连接。
【文档编号】H01M2/02GK106062998SQ201580012117
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2015年3月31日 公开号201580012117.4, CN 106062998 A, CN 106062998A, CN 201580012117, CN-A-106062998, CN106062998 A, CN106062998A, CN201580012117, CN201580012117.4, PCT/2015/3150, PCT/KR/15/003150, PCT/KR/15/03150, PCT/KR/2015/003150, PCT/KR/2015/03150, PCT/KR15/003150, PCT/KR15/03150, PCT/KR15003150, PCT/KR1503150, PCT/KR2015/003150, PCT/KR2015/03150, PCT/KR2015003150, PCT/KR201503150
【发明人】罗革辉, 黄镐石, 金荣奭, 安商勋, 朴丞旭, 朴载邱, 尹宁根, 李铉席, 王成熙, 洪智儇, 白智善, 任宜赫
【申请人】Itm半导体有限公司
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