本申请主张于2016年2月3日向韩国知识产权局递交的韩国专利申请第10-2016-0013346号的权益，其公开内容通过引用的方式全部并入本文中。
本发明涉及一种电池组的制造方法和制造设备，所述电池组具有由热塑性树脂制成的固定结构。
背景技术：
随着技术发展以及对于移动装置的需求增加，对于可充电电池作为能源的需求存在着迅速的增加。在这些可充电电池中，具有高能量密度和操作电压、以及长循环寿命的锂可充电电池已经商业化并广为使用。
由于锂可充电电池包含多种可燃材料，存在着因过热、过电流、物理外部冲击等所致的热量生成和爆炸的危险。因此，它在安全性方面具有严重的不利之处。因此，将锂可充电电池连接至对应于诸如正温度系数(ptc)元件、保护电路模块(pcm)或类似物的安全元件的电池单元，所述安全元件能够有效地控制诸如过充电、过电流等异常状态。
由于可充电电池优选地被制造成具有小尺寸和轻重量，因此，与其容量相比具有轻重量的棱柱形电池或者袋型电池主要被用作可充电电池的电池单元。特别地，使用铝叠片或类似物作为外部元件的袋型电池近来因其诸如轻重量和低制造成本的优势而吸引了大量的关注。
在袋型电池单元中，在电池单元安装在电池单元的壳体处的状态下，pcm固定地连接至电池单元的电极，标签附接在壳体的外表面，并因而完成了袋型电池单元。例如，壳体可以具有带着用于覆盖电池单元外表面的上盖和下盖的组件结构，或者可以具有单独的用于固定电池单元的角落部分的固定元件。
除此之外，为了将电池单元安装在应用产品上，通常有必要将电池单元容纳在框架中以保护电池单元免于外部震动或冲击。
然而，根据移动装置的小尺寸和高性能的趋势，由于需要电池组的小尺寸和高容量，因而越来越多地需要在相同的尺寸下能够提供更大容量的电池组。除此之外，十分需要可以通过简化制造工序来降低制造成本以及可以改进对于外部冲击的稳定性的电池组的制造方法。
技术实现要素：
技术问题
现已做出本发明以解决现有技术的上述问题和传统技术问题。
本申请的发明人已进行了深入的研究和各种实验。他们发现，如之后所述，当制造包含多个电池单元的电池组时，由于通过形成由热塑性树脂制成的模塑框架而并未使用单独的组装结构，因而省略电池组的组装工序是可行的，由此改进了加工性能并降低了制造成本。因此，本发明现已完成。
技术方案
为了这些目的，本发明一示例性实施方式提供了一种电池组的制造方法，所述电池组包括板状电池单元，所述板状电池单元排列在平面上使得所述板状电池单元的电极端子彼此相对，所述电池组的制造方法包括：
(a)将电池单元的电极端子电连接至保护电路板(pcb)的电极端子连接部的工序；
(b)将连接至pcb的电池单元安装在模具中的工序，所述模具提供有两个或更多个用于热塑性树脂的注射孔；
(c)经由注射孔注射热塑性树脂以在pcb和电池单元的外边缘上形成由热塑性树脂制成的模塑框架的工序，以及
(d)固化模塑框架的工序。
就这一点而言，由于根据本发明的电池组的制造方法包括由热塑性树脂制成的模塑框架形成在pcb和电池单元的外边缘上，因而解决需要单独的用于组装传统电极组或者用于将其固定至外部装置的组件结构的问题是可行的。除此之外，使用热塑性树脂的模塑框架的形成可以在短时间内执行，且电池组的总尺寸可以减小，并且进一步地，由于热塑性树脂具有预定的弹性，因而电池组可以受到保护免于外部冲击。
在一具体的示例性实施方式中，考虑到电池单元的外形，板状电池单元可以是袋型可充电电池或者棱柱形可充电电池，但考虑到板状电池单元在没有额外的固定元件的情况下仅用模塑框架进行组装和固定，板状电池单元可以是袋型可充电电池。
在电池组中，位于pcb的相对两侧上的两个电池单元中各自的电极端子连接至pcb的电极端子连接部，且板状电池单元可以以平面的布置用彼此相对的电极端子进行排列。在这种情况下，由于电池单元的数量可以是两个或者更多个，且它们基于pcb相对于pcb的相对两侧优选地对称排列，电池单元的数量可以是偶数。
由于热塑性树脂经由注射孔注射，然后移动至电池单元的外边缘以形成模塑框架，因而热塑性树脂必须在相对低的温度下具有流动性以便防止对电池单元的损害。具有这样一种条件的热塑性树脂可以是是聚烯烃类(polyolefin-based)树脂、聚氯乙烯类(polyvinylchloride-based)树脂、乙烯-醋酸乙烯酯(eva，ethylene-vinylacetatecopolymer-based)共聚物类树脂和硅橡胶中的至少一种。
另一方面，当形成在模具中的注射孔的数量很少时，由于热塑性树脂的流动性下降，因而模塑框架的厚度和形状的缺陷率可能增加。因此，优选的是，至少一个注射孔分别形成在对应于电池单元的外棱角的部分处和在对应于所述电池单元的外边缘的部分处。
在一具体的示例性实施方式中，作为一个在没有被安装在单独的壳体上的情况下pcb通过模塑框架固定至电池单元的主体的情况，注射孔额外地形成在模具对应于pcb的部分中，且在工序(c)中，热塑性树脂也经由注射孔射进pcb中，从而pcb可以稳定地被固定。
在另一具体的示例性实施方式中，工序(b)可以在pcb安装在用于在pcb和电池单元的主体之间的牢固固定的pcb壳体上的同时执行，且pcb壳体包括在其中容纳有pcb的下壳体和在pcb安装于所述下壳体中的状态下耦接至下壳体的上壳体。
热塑性树脂必须注射进pcb壳体中，以便保护连接至pcb电极端子连接部的电极端子，并且由于pcb壳体相对的末端部份可以形成为具有敞口结构，因而热塑性树脂可以移动至pcb内部。
由于用于将pcb电连接至外部装置的外部输入/输出端子被提供在pcb处，因而用于引出外部输入/输出端子的开口可以形成在pcb壳体的上壳体或下壳体的部分中。
除此之外，由于热塑性树脂需要不仅被注射在pcb壳体的敞口末端中还需要被注射在pcb壳体的中心部分中以便用热塑性树脂完全填充pcb壳体的内部，用于注射热塑性树脂的通孔可以形成在上壳体和下壳体中。
在这种情况下，优选的是，通孔形成在对应于形成在模具中的热塑性树脂的注射孔的位置处，以便从模具中注射的热塑性树脂准确地注射进pcb壳体中以用作固定元件。
就这一点而言，为了将热塑性树脂注射进pcb壳体中，形成在上壳体和下壳体中的通孔的数量可以是两个或者更多个。
在安装于pcb壳体上的pcb安装在模具中的情况下，为了准确地将从模具中注射的热塑性树脂准确地注射进pcb壳体中，注射孔可以额外地形成在所述模具的分别对应于所述pcb壳体的敞口末端部分和所述pcb壳体的通孔的位置处。
在一具体的示例性实施方式中，模塑框架可以形成为围绕包括pcb的电池单元的外边缘，并且由于模塑框架形成在电池单元的外边缘上且注射进位于电池单元之间的pcb或pcb壳体中，电池单元以及pcb或pcb壳体可以被固定，而电池组可以被固定至装置。
在一具体的示例性实施方式中，模塑框架在包括电池单元的上边缘末端和下边缘末端的同时可以形成为在电池单元的中心方向上延伸。就这一点而言，当模塑框架形成为在电池单元的中心方向上延伸时，电池组可以受到保护免于从电池组外边缘施加的冲击。
根据本发明的示例性实施方式，可以提供一种根据上述制造方法制造的电池组的制造设备，其中，待耦接至彼此的下模具和上模具被包括在所述制造设备中，对应于包括pcb的电池单元外形的结构形成在下模具和上模具的至少一个中，且热塑性树脂可以进行注射所经由的注射孔形成在模具中。
通常，当形成在模具中的注射孔的数量很少时，热塑性树脂难以在模具中均匀地展开，导致了高的缺陷率。进一步地，当热塑性树脂被注射时需要高压，从而在高压模塑期间可能将震动施加至电池单元。
因此，在根据本发明的电池组的制造设备中使用的模具具有这样一种结构：在其中至少一个注射孔形成在对应于电池单元的外棱角的每一个部分中和在对应于电池单元的外边缘的每一个部分中。
例如，当pcb位于两个电池单元之间时，一个或者更多个注射孔可以形成在一个电池单元除了在电池单元的pcb方向上之外的三个外边缘中的每一处，以及在pcb所位于的相对侧上的两个外棱角部分处。因此，热塑性树脂的移动距离可以被缩短，并且因此，由于热塑性树脂被全部均匀地分布，因而降低模塑框架的缺陷率是可行的。
同时，由于模塑框架可以被提供为具有形成在对应于pcb的部分处或在对应于形成于pcb壳体处的热塑性树脂的通孔的部分处的注射孔，因而将pcb安装在电池单元上可以更稳定地被执行。
除此之外，模塑框架可以形成为经由包括pcb的电池单元的上边缘末端和下边缘末端在电池单元的中心方向上延伸，以便为了形成模塑框架，模具可以具有倾斜结构，从而可以形成从电池单元的上边缘末端和下边缘末端延伸至电池单元中心的模塑框架。
本发明也提供一种通过上述方法制造的电池组，以及一种包括所述电池组作为电源的装置。
有益效果
具体而言，电池组可以用作用于需要高温安全性、长循环特性以及高速率特性的装置的电源。这种装置的具体实例包括移动电子装置；由电池类马达驱动的电动工具(powertool)；包括电动汽车(electricvehicle，ev)、混合电动汽车(hybridelectricvehicle，hev)、插入式混合电动汽车(plug-inhybridelectricvehicle，phev)、以及类似物的电动汽车；包括电动自行车(e-bike)和电动滑板车(e-scooter)的电机动车；电动高尔夫球车；以及电源存储系统，但本发明并不限制于此。
这些装置的结构以及其制造方法在本领域中已众所周知，因此对于其的详细描述将在本文中省略。
附图说明
图1图示了根据一示例性实施方式安装在模具上、连接至pcb的电池单元的俯视图；
图2图示了根据另一示例性实施方式安装在模具上、连接至pcb的电池单元的俯视图；
图3图示了安装在pcb壳体上的pcb的分解透视图；
图4图示了根据一示例性实施方式的提供有模塑框架的电池组的俯视图；以及
图5图示了根据另一示例性实施方式的提供有模塑框架的电池组的俯视图。
具体实施方式
在下文中，本发明的示例性实施方式参照附图进行描述，并且被提供是为了容易理解本发明，但本发明的范围并不限制于此。
图1和图2示意性地示出在其中将连接至pcb的电池单元安装在用于本发明的电池组的制造方法中的模具上的状态的俯视图。参照图1和图2，用其间的pcb120布置在模具100的相对两侧处的板状电池单元101和102以平面排列安装在模具100上。电池单元101和102的电极端子103和104连接至pcb的电极端子连接部121，且pcb在没有单独的元件的情况下经由电极端子连接部连接至电池单元。
用于注射热塑性树脂的多个注射孔111和112形成在模具100中，从而注射孔112形成在对应于电池单元外边缘的部分处，以及注射孔111形成在对应于电池单元外棱角113的部分处。图1示出在电池单元的每一个外边缘处的一个注射孔，但两个或者更多个注射孔可以形成在每一个外边缘处。
尽管在其中电池单元101和102的电极端子连接至pcb的电极端子连接部的结构和方法在本说明书中并未具体说明，但使用具有不同方向的电极端子的电池单元或者以多种方式排列和设计电池单元从而连接至一个电极端子连接部的电极端子的电极可以具有相同结构是可行的。
图2示出在其中布置在pcb220的相对两侧上的两个电池单元201和201在连接至pcb的同时安装在模具200上，而且当与图1的模具100相比时，在注射孔223额外地形成在对应于pcb220的部分中方面存在着区别。就这一点而言，当注射孔额外地形成在对应于pcb的部分中时，通过将热塑性树脂移动至pcb的中心部分来稳定地连接pcb和电池单元是可行的。
图3示意性地示出在其中pcb220容纳在包括上壳体230和下壳体240的pcb壳体中的状态的分解透视图。
参照图3，pcb壳体250配置有位于pcb220的上表面上的上壳体230和位于pcb220下表面上的下壳体240，且pcb壳体250相对的末端提供有敞口结构242以便将热塑性树脂注射进pcb壳体中。
在电极端子耦接指电极端子连接部221的同时将pcb安装在pcb壳体上的状态下，包括电极端子的pcb可以可以安装在模具中，从而上壳体230形成有用于引出连接至电极端子连接部221的外部输入/输出端子(未示出)的开口232，且两个用于注射热塑性树脂的通孔231形成在上壳体239和下壳体240的每一者中。
图4和图5示出由模塑框架形成的电池组的俯视图。
参照图4和图5，电池组300包括形成在连接至pcb或pcb壳体320的两个电池单元301和302的外边缘处的模塑框架360。模塑框架360形成为能够稳定地固定连接至pcb的电极端子连接部的电极端子，且能够稳定地将pcb安装在电池单元上，从而模塑框架可以形成为具有框架结构，所述框架结构具有预定的厚度，以便在围绕pcb的上表面和下表面的同时连接至电池单元，或者热塑性树脂可以围绕pcb壳体的外边缘，并且全部地注射进pcb壳体内部的空间。
与电池组300类似，电池组400包括形成为围绕电池单元401和402的上表面和下表面的外边缘末端的模塑框架460，并且进一步地，它从电池单元的上表面和下表面的外边缘末端朝向电池单元的中心部分延伸。就这一点而言，当模塑框架形成为在电池单元的中心方向上延伸时，电池单元和pcb可以稳定地被固定，并且形成有模塑框架的部分可以降低外部冲击，由此保护电池组免于冲击。
将为本领域技术人员所理解的是，可以在不脱离如随附的权利要求书所限定的本发明的精神和范围的情况下在其中做出形式和细节上的多种变化。
如上所述，由于根据本发明的电池组的制造方法和设备并未使用单独的用于包括多个电池单元的电池组的组装结构，因而省略电池组组装工序中的一些并提供高容量的电池组是可行的。
除此之外，由于形成了有热塑性树脂制成的模塑框架，因而减少外部冲击、并因此改进电池组的安全性是可行的。