具有保护电路模块固定部的电池组的制作方法

本发明涉及一种包括保护电路模块(PCM)固定部的电池组，并且更加具体地，涉及一种被构造为具有以下结构的电池组，该结构包括：板形电池单体，该板形电池单体在其包括密封余留部的一侧处形成有电极端子；和安装在密封余留部处的PCM，其中电池单体的电极端子中的每一个电极端子由板形传导部件制成，PCM包括：保护电路板(PCB)；安全元件，安全元件被电连接在电池单体的电极端子中的一个电极端子和PCB之间或被装载在PCB上；外部输入和输出端子，外部输入和输出端子被电连接到PCB的保护电路；和电绝缘的模块外壳，PCB和安全元件在外部输入和输出端子向外侧延伸的状态下安装在该模块外壳中，模块外壳包括在其一侧处向外敞开的PCB接纳部和用以将模块外壳安装到电池单体的密封余留部的至少一个固定部，并且在PCM被电连接到电池单体的电极端子的状态下，PCM在被接纳在模块外壳中的同时被装载在电池单体的密封余留部上。

背景技术：

由呈现高能量密度和操作电压以及优良的保持和服务寿命特性的锂二次电池代表的二次电池已经被广泛地用作各种电子产品以及移动装置的能量源。

取决于二次电池在其中使用的外部装置的类型，二次电池可以构造为具有其中二次电池能够容易地插入到外部装置中和从外部装置移除的可拆离式结构或者具有其中二次电池嵌入在外部装置中的嵌入式结构。例如，使用者能够将电池插入到诸如膝上型计算机的装置中或者从其移除电池。另一方面，由于其结构和容量，诸如移动电话的装置要求嵌入式电池组。

同时，在锂二次电池中包含各种可燃材料。结果，锂二次电池可能由于电池的过充、电池中的过电流或作用在电池上的其它外部物理冲击而被加热或爆炸。即，锂二次电池的安全性是非常低的。为此，用于有效地控制锂二次电池的异常状态，诸如锂二次电池的过充或锂二次电池中的过电流的安全元件，诸如正温度系数(PTC)元件和保护电路模块(PCM)被连接到锂二次电池的电池单体。

通常，嵌入式二级电池组使用适于电连接的板形电池单体，并且PCM通过熔焊或钎焊经由传导镍板连接到电池单体。即，镍板通过熔焊或钎焊连接到电池单体的电极端子，柔性印刷电路板(F-PCB)附接到双面胶带的一侧，保护带附接到双面胶带的另一侧，并且在其中F-PCB与电池单体紧密接触的状态下，F-PCB的电极突片和镍板通过熔焊相互连接。以此方式，PCM连接到电池单体以制造电池组。

要求包括PCM的安全元件维持与电池单体的电极端子处于电连接，并且同时与电池单体的其它部分电隔离。

为此目的，将绝缘带附接到包括PCM的各种部件。另外，电池单体接纳在其中的电池外壳的密封部的一部分被弯曲，并且将绝缘带附接导该部分或在其上印刷条形码。即，该过程是非常复杂的。

由于如上所述为了实现安全连接要求多个绝缘带或部件，所以电池组组装过程是复杂的并且制造成本增加。

另外，当外部冲击施加到电池组时，由于呈现低的机械强度的绝缘带的使用，PCM可能受到损坏或者电池组的尺寸稳定性可能大大地降低。

因此，能够减小安装到电池单体的部件的数量以简化组装过程、实现装载在电池单体上的部件之间稳定的联接并且保护PCM的技术是高度必要的。

技术实现要素：

技术问题

因此，已经做出本发明以解决以上问题和尚待解决的其它技术问题。

具体地，本发明的一个目的在于提供一种电池组，其中对于制造电池组而言必要的部件的数量被减小，由此简化组装过程，并且电池组的结构稳定性得到改进。

本发明的另一个目的在于提供一种包括具有特殊结构的模块外壳的电池组，以在具有紧凑结构的同时提供比具有相同标准的其它不同的电池组高的电容量。

技术方案

根据本发明的一个方面，以上和其它目的能够通过提供一种电池组来实现，该电池组构造为具有以下结构，该结构包括：板形电池单体，板形电池单体具有形成在其包括密封余留部的一侧处的电极端子；和安装在密封余留部处的保护电路模块(PCM)，其中电池单体的电极端子中的每一个电极端子由板形传导部件制成，PCM包括：保护电路板(PCB)；安全元件，安全元件被电连接在电池单体的电极端子中的一个电极端子和PCB之间或被装载在PCB上；电连接到PCB的保护电路的外部输入和输出端子；和电绝缘的模块外壳，PCB和安全元件在外部输入和输出端子向外侧延伸的状态下安装在该模块外壳中，模块外壳包括在其一侧处向外敞开的PCB接纳部和用以将模块外壳安装到电池单体的密封余留部的至少一个固定部，并且PCM在PCM被电连接到电池单体的电极端子的状态下接纳在模块外壳中的同时被装载在电池单体的密封余留部上。

因此，根据本发明的电池组是基于这样的模块外壳结构的，该模块外壳结构包括在其一侧处向外敞开的PCB接纳部和用以将模块外壳安装到电池单体的密封余留部的至少一个固定部，由此能够减小构成电池组的部件的数量并简化电池组的联接结构，由此改进电池组的制造加工性能和稳定性。

另外，具有如上所述的具体结构的模块外壳被应用于根据本发明的电池组。因此，能够在具有紧凑结构的同时提供比具有相同标准的其它不同的电池组高的电容量。

在一个具体示例中，板形电池单体可以是袋形二次电池。

具体地，袋形二次电池可以构造为具有其中电极组件在密封状态下被接纳在由包括金属层和树脂层的层压片制成的电池外壳中的结构。电极组件可以构造为具有包括阴极、阳极和设置在阴极和阳极之间的分隔物的结构，并且可以与电解质一起在密封状态下接纳在电池外壳中。

二次电池可以是呈现高能量密度、放电电压和输出稳定性的锂二次电池。将在下文中详细描述锂二次电池的其它构件。

通常，锂二次电池包括阴极、阳极、分隔物和包含锂盐的非水性电解溶液。

可以例如通过将阴极活性材料、传导材料和粘合剂的混合物施加到阴极集电器并且使所施加的混合物干燥来制造阴极。可以根据需要进一步添加填料(filler)。在另一方面，可以通过将阳极材料施加到阳极集电器并且使所施加的阳极材料干燥来制造阳极。可以根据需要进一步包括上述组分。

分隔物设置在阳极和阴极之间。分隔物可以由呈现高离子渗透性和机械强度的绝缘性薄膜制成。

包含锂盐的非水性电解溶液由非水性电解质和锂盐组成。液体非水性电解溶液、固体电解质或者无机固体电解质可以被用作非水性电解质。

集电器、电极活性材料、传导材料、粘合剂、填料、分隔物、电解溶液和锂盐在本发明所属技术领域中是众所周知的，并且因此将省略其详细说明。

可以使用在本发明所属技术领域中众所周知的普通方法来制造锂二次电池。即，可以通过在阴极和阳极之间设置多孔分隔物并且将电解溶液注入到其中而制造锂二次电池。

可以例如通过将包含锂过渡金属氧化物活性材料、传导材料和粘合剂的浆液施加到集电器并且使所施加的浆液干燥来制造阴极。以相同的方式，可以例如通过将包含碳活性材料、传导材料和粘合剂的浆液施加到薄集电器并且使所施加的浆液干燥来制造阳极。

在本发明中，密封余留部意味着当电池外壳在密封状态下被热粘结时形成的上端密封部。

具体地，具有形成在当电极组件在密封状态下设置在由层压片制成的电池外壳中时形成的密封外周边中的一个处的富余空间的密封部被称作密封余留部(sealed surplus part)。然而，密封余留部可以被诸如热粘结余留部和密封平台(terrace)的术语替代，只要规定的术语具有与密封余留部相同的含义。

在具体示例中，安全元件可以是用于有效地控制电池组的异常状态的元件，所述异常状态诸如电池组的过度充电或电池组中的过电流。安全元件的示例可以包括正温度系数(PTC)元件、熔丝和热断路器或热熔断器(TCO)。

外部输入和输出端子的形式不受特别限制，只要该外部输入和输出端子能够电连接到PCB，以从外部装置诸如充电器向电池单体供应电流或者从电池单体向诸如移动电话的装置供应电流即可。在嵌入式电池组中，可以以板或金属丝的形式来构造外部输入和输出端子。

在具体示例中，模块外壳的所述至少一个固定部可以被构造为具有钩结构，该钩结构被联接到密封余留部的一个端部。

另外，模块外壳的所述至少一个固定部可以形成在模块外壳的长侧的中间处，并且面对密封余留部的模块外壳的相对两端区域可以以与所述至少一个固定部的尺寸对应的长度朝向密封余留部突出。此外，模块外壳的所述至少一个固定部形成在其处的区域可以在与密封余留部相反的方向上凹陷。在这个结构中，保证了模块外壳到密封余留部的更加弹性的安装。

在另一个具体示例中，密封余留部可以设有朝向模块外壳突出的安装部，模块外壳的所述至少一个固定部联接到所述密封余留部。在这个结构中，保证了模块外壳到密封余留部的更加稳定的安装。

另外，模块外壳可以被构造为具有长方体盒结构，并且模块外壳可以在其内侧处设有至少一个PCB固定突起部。

如上所述，模块外壳包括具有特殊结构的固定部、PCB接纳部和PCB固定突起部。因此，能够容易地将PCB和安全元件接纳并固定在PCB接纳部中。另外，该模块外壳构造为具有这样的结构，其不要求另外的固定部件或保护部件。因此，通过简化的组装过程改进了生产率。此外，PCB和安全元件在其中该PCB和安全元件被接纳在模块外壳的PCB接纳部中的状态下被PCB固定突起部牢固地并稳定地固定，使得PCB和安全元件能够与外侧电隔离并且受到保护。因此，如与常规的嵌入式电池组相比较，能够改进PCM的总体机械强度并且高度地减小所使用的绝缘带的量。

另外，因为模块外壳具有长方体盒结构，该长方体盒结构的外表面是光滑的，所以具有以上结构的包括PCB接纳部的模块外壳可以被容易地装载在电池单体的密封余留部上。

作为结果，根据本发明的实施例的电池组具有比常规的电池组更加紧凑的结构。另外，能够利用由常规的电池组的PCM、PCM固定部件或PCM保护部件占据的空间作为用于电容量的空间。因此，能够增加具有与常规的电池组相同标准的电池组的电容量。

在另一个具体示例中，电池组可以进一步包括标签(label)，所述标签以包裹方式附接到除了外部输入和输出端子以外的PCM和电池单体的外表面。因此，能够在维持与电池单体的绝缘的同时更加稳定地固定在电池单体的电极端子与PCB之间的电连接。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于构成带有上述构造的电池组的具有特殊结构的保护电路模块(PCM)。

具体地，提供一种装载在板形电池单体的密封余留部上的PCM，板形电池单体具有形成在其上端处的电极端子，所述电极端子中的每一个电极端子由板形传导部件制成，其中PCM包括：PCB；安全元件，安全元件被电连接在电池单体的电极端子中的一个电极端子和PCB之间或被装载在PCB上；外部输入和输出端子，该外部输入和输出端子被电连接到PCB的保护电路；和电绝缘的模块外壳，PCB和安全元件在其中外部输入和输出端子向外侧延伸的状态下安装在该模块外壳种，模块外壳包括在其一侧处向外敞开的PCB接纳部和用以将模块外壳安装到电池单体的密封余留部的至少一个固定部，并且PCM在其中PCM被电连接到电池单体的电极端子的状态下接纳在模块外壳中的同时被装载在电池单体的密封余留部上。

在组装嵌入式电池组的一般过程中，如在前描述地，连接部件和F-PCM被联接，并且在每一个台阶处附接绝缘带，从而PCM组件被安装在电池单体上。即，使用了大量的部件将PCM组件安装到电池单体。作为结果，要求大量的过程。另外，电池组的机械强度和结构稳定性是低的。

在另一方面，根据本发明的PCM被构造为具有这样的结构，其中安全元件在其中该安全元件被联接到PCB的状态下安装在模块外壳中。因此，电池组的结构稳定性得到改进并且制造电池组的过程被大大地简化。

在具体示例中，在嵌入式电池组中，可以以板或者金属丝的形式来构造外部输入和输出端子，但是外部输入和输出端子的形式不受特别限制，只要外部输入和输出端子能够电连接到PCB，以从诸如充电器的装置向电池单体供应电流或者从电池单体向诸如移动电话的装置供应电流即可。

在另一个具体示例中，模块外壳的所述至少一个固定部可以构造为具有钩结构，该钩结构被联接到密封余留部的一个端部。

另外，模块外壳的所述至少一个固定部可以形成在模块外壳的长侧的中间处，并且面对密封余留部的模块外壳的相对两端区域可以以与所述至少一个固定部的尺寸对应的长度朝向密封余留部突出。此外，模块外壳的所述至少一个固定部形成在其处的区域可以在与密封余留部相反的方向上凹陷。

在另一个具体示例中，模块外壳可以被构造为具有长方体盒结构，并且模块外壳可以在其内侧处设有至少一个PCB固定突起部。

根据本发明的另一个方面，提供一种制造带有上述结构的电池组的方法。

具体地，该制造电池组的方法包括：(a)通过熔焊或钎焊将外部输入和输出端子连接到PCB；(b)通过熔焊或钎焊将PCB连接到电池单体的电极端子；(c)将PCB安装在PCB接纳部中；(d)将PCM装载在电池单体的密封余留部上并将PCM固定部联接到电池单体的密封余留部；以及(e)以包裹方式将标签附接到除了外部输入和输出端子以外的PCM和电池单体的外表面。

在具体示例中，熔焊可以是点焊、激光焊接或超声波焊接，但是焊接不受特别限制，只要通过焊接实现了电连接即可。

如与制造常规的嵌入式电池组的方法相比较，根据本发明的电池组制造方法减小了制造过程的数量并且提供呈现改进的结构稳定性的电池组。

根据本发明的另一方面，提供一种移动装置，该移动装置包括带有上述结构的电池组作为电源。

其中能够使用根据本发明的电池组的移动装置的具体示例可以包括移动电话、膝上型计算机、上网本计算机、平板PC和智能板。

在本发明所属技术领域中，上述装置或设备是众所周知的，并且因此将省略详细说明。

附图说明

根据与附图相结合地做出的以下详细描述，将更加清楚地理解本发明的以上和其它目的、特征和其它优势，其中：

图1是示出根据本发明的实施例的电池组的透视图；

图2是图1所示的电池组的分解透视图；

图3至图8是示出根据本发明的实施例的制造电池组的过程的透视图；并且

图9是示出根据本发明的实施例的模块外壳的透视图。

具体实施方式

现在，将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。然而，应该指出，本发明的范围不受所示意的实施例限制。

图1是示出根据本发明的实施例的电池组的透视图，并且图2是图1所示的电池组的分解透视图。

参考这些图，电池组600包括：板形电池单体100，板形电池单体100具有形成在其包括密封余留部130的一侧处的电极端子110和120；和电绝缘的模块外壳400，该模块外壳400用以接纳保护电路模块(PCM)200。板形电池单体100和模块外壳400被保护标签500包裹。

另外，安装部131形成在电池单体100的密封余留部130处，使得安装部131在沿其装载模块外壳400的方向上突出。

同时，PCB 200被电连接到外部输入和输出端子300的连接部310。所述外部输入和输出端子300从模块外壳400向外延伸。被构造为连接到外部装置的连接器320形成在外部输入和输出端子300的端部处。

图3至8是示出根据本发明的实施例的制造电池组的过程的透视图。

参考图3和4，PCB 200的端子结合部(joint part)210和220通过点焊(见附图标记111和121)分别电连接到板形电池单体100的电极端子110和120。

在实现在PCB 200与电极端子110和120之间的电连接之后，将PCB 200的端子结合部210和220弯曲(见附图标记201)，使得PCB 200的端子连接部210和220被设置成平行于板形电池单体100的顶部和底部。

参考图4，由于端子结合部210和220的弯曲，电连接到PCB 200的外部输入和输出端子结合部230的外部输入和输出端子连接部310指向下。电池单体100的密封余留部130被形成为具有与PCB 200相同的宽度。

参考图5到7，PCB 200被接纳在模块外壳400中并且然后通过电极端子110和120的弯曲而被装载在电池单体100的密封余留部130上。随后，固定部410被紧固到密封余留部130的安装部131。作为结果，模块外壳400被牢固地固定到电池单体100的密封余留部130。

具体地，参考图7和9，形成在模块外壳400的一个表面处的固定部410构造为具有向下弯曲的钩结构，并且形成在电池单体100的密封余留部130上的安装部131构造为具有其中密封余留部130的一部分在沿其装载模块外壳400的方向上突出的结构。

同时，在模块外壳400被装载在电池单体100的密封余留部130上时，从模块外壳400向外延伸的外部输入和输出端子300指向上。

此时，装载在电池单体100的密封余留部130上的模块外壳400的宽度和长度近似等于电池单体100的密封余留部130的宽度和长度。

另外，装载在电池单体100的密封余留部130上的模块外壳400的高度等于电池单体100的厚度。

模块外壳400构造为具有长方体盒结构，该长方体盒结构的外表面是光滑的，并且该长方体盒结构不具有另外的部件。另外，多个PCB固定突起部421形成在模块外壳400的内侧处。

因此，PCB 200和安全元件(未示出)在该PCB 200和安全元件被接纳在PCB接纳部420中的状态下被PCB固定突起部421牢固地并稳定地固定，使得PCB 200和安全元件能够与外侧电隔离并且受到保护。

如上所述，模块外壳400被构造为具有组件式紧固结构，其不要求另外的固定部件或者保护部件。因此，通过简化的组装过程改进了生产率。

另外，模块外壳400的外表面是光滑的。因此，电池组具有光滑的外表面。作为结果，电池组可以被制造成具有正确的尺寸，并且同时电池组可以提供合意的外观。

此外，如在图6和9中所示，因为模块外壳400具有长方体盒结构，该长方体盒结构的外表面是光滑的，所以模块外壳400可以容易地被装载在电池单体100的密封余留部130上。

结果，根据本发明的实施例的电池组具有比常规的电池组更加紧凑的结构。另外，能够利用由常规的电池组的PCM、PCM固定部件或PCM保护部件所占据的空间作为用于电容量的空间。因此，能够增加电池组的电容量。

参考图8，除了外部输入和输出端子300以外，电池单体100的外表面和模块外壳400的外表面被保护标签500包裹。

显示产品信息的标签500更加稳定地确保在电池单体100的电极端子110和120与PCB 200之间的电连接，同时维持与电池单体100的绝缘。

虽然已经为了示意性的意图公开了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员可以理解，在不偏离如在权利要求书中所公开的本发明的范围和精神的情况下，各种改型、添加和替代都是可能的。

工业实用性

如根据以上描述清楚地，根据本发明的电池组被构造为具有模块外壳结构，该模块外壳结构包括在其一侧处向外敞开的PCB接纳部和用于将模块外壳安装到电池单体的密封余留部的一个或多个固定部。因此，能够简化制造过程，改进结构稳定性，提供具有紧凑的结构的电池组，并且增加具有与常规的电池组相同标准的电池组的电容量。