用于测量袋电池单体的内部压力的柔性印刷电路板和测量袋电池单体的内部压力的方法与流程

本公开涉及用于测量袋电池单体的内部压力的设备和通过使用该设备来测量袋电池单体的内部压力的方法。本申请要求2020年12月28日在韩国提交的韩国专利申请10-2020-0184945号的优先权，其公开内容通过引用并入本文。

背景技术：

1、近来，对能量存储技术的兴趣正在增加。由于应用领域扩展到移动电话、摄像机和膝上型计算机，甚至扩展到电动车辆的能量，所以电化学装置的研究和研发正在变得活跃。电化学装置是在该方面最受关注的领域，并且其中，能够充电和放电的可再充电电池的研发是兴趣的焦点。

2、在当前的二次电池中，与诸如ni-mh的传统电池相比较，在20世纪90年代早期研发的锂二次电池备受关注，这是因为锂二次电池具有高工作电压和高能量密度。

3、锂二次电池的主要研究任务之一是改进锂二次电池的安全性。锂二次电池具有威胁二次电池的安全性的若干个问题，诸如由于外部冲击引起的内部短路、由于过度充电和过度放电引起的热量产生、由于热量产生引起的电解质分解以及热失控。

4、特别地，二次电池的爆炸源于各种原因，但是由于电解质分解引起的二次电池内部的气体压力的增加也是原因之一。详细地，当二次电池被重复地充电和放电时，由于在电解质和电极活性材料之间的电化学反应而产生气体。所产生的气体提高了二次电池的内部压力，从而引起各种问题，诸如减弱了部件之间的紧固、损坏了二次电池的外部电池壳体、保护电路提早运行、电极发生变形、内部短路以及爆炸。

5、为了解决二次电池的这种安全性问题，需要制造一种外部电池壳体，该外部电池壳体能够通过在充电和放电期间准确地测量二次电池的内部压力的变化来获得压力数据，并且能够通过反映压力数据来设计bms保护电路的充电和放电算法或者充分地承受最大内部压力。

6、为了准确地测量二次电池单体的内部压力的变化，一种良好办法是将压力传感器插入二次电池单体中。然而，特别地，在袋电池单体的情形中，难以将压力传感器插入袋外部壳体中，并且没有其他合适的方法。因此，不能准确地掌握袋电池单体的内部压力在充电和放电期间如何改变。然后，本申请人近来已经尝试了如下方法：将压力传感器安装在能够进行三维(3d)布线并且具有非常小厚度的柔性印刷电路板的一端上，并且将所得结构插入袋电池单体中，以测量袋电池单体的内部压力。然而，难以将柔性印刷电路板的一端插入袋电池单体中并且密封袋电池单体的袋外部壳体。

7、例如，袋外部壳体1通常由两个袋片构成，并且这两个袋片的相应的边缘被热焊接并密封。此时，聚酰亚胺膜从柔性印刷电路板2的外表面剥离，使得柔性印刷电路板2可以被很好地粘结在所述两个袋片之间。然而，如图1中所示，在热焊接期间，柔性印刷电路板2被切割或者切割部分中的导体图案被损坏，因此通信暂停。

技术实现思路

1、技术问题

2、本公开被设计成解决相关技术的问题，因此本公开旨在提供如下一种用于袋电池单体内部压力测量的柔性印刷电路板，其能够在不产生功能问题的情况下将压力传感器插入袋电池单体中，并且测量袋电池单体的内部压力，本公开还提供一种使用该柔性印刷电路板的袋电池单体内部压力测量方法。

3、本公开中所要解决的技术问题不限于上述问题，并且根据以下本公开的描述，本领域普通技术人员能够清楚地理解未提到的其他问题。

4、技术方案

5、在本公开的一个方面，提供一种用于袋电池单体内部压力测量的柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板包括：感测部，压力传感器被安装在所述感测部上；板部，所述板部具有分别连接到多个导线的连接器引脚；和延伸部，所述延伸部从所述感测部延伸到所述板部，其中，所述延伸部包括由金属材料制成的保护套，所述保护套在预定部段中包围所述绝缘膜的外表面。

6、所述保护套可以是金或铜镀覆的膜。

7、所述感测部的宽度可以等于或小于被形成在作为内部压力测量目标的袋电池单体中的气囊部分的宽度，并且所述保护套可以被形成为以等于或大于被形成在所述袋电池单体中的密封部分的宽度的长度来延伸。

8、所述感测部可以涂覆有帕利灵(parylene)。

9、底部填充或保形涂覆被添加到所述感测部的、其中所述压力传感器和所述多个导线被钎焊的部分。

10、所述压力传感器可以是防水微型机电系统(mems)压力传感器。

11、所述感测部可以进一步包括温度传感器。

12、所述感测部可以被设置成多个，并且所述板部可以被设置成一个。

13、在本公开的一个方面，提供一种通过使用上文描述的用于袋电池单体内部压力测量的柔性印刷电路板来测量袋电池单体的内部压力的方法，所述袋电池单体包括袋外部壳体，所述袋外部壳体包括分别覆盖电极组件的上侧和下侧的上袋片和下袋片，所述方法包括：压力传感器安设步骤：当所述感测部被置放在所述袋电池单体的内部的气囊部分中时，通过将所述保护套与所述上袋片和所述下袋片一起热焊接来密封所述袋外部壳体；和内部压力测量步骤：将数据分析装置连接到板部，并且在重复所述袋电池单体的充电和放电的同时测量所述袋电池单体的内部压力。

14、在所述压力传感器安设步骤中，在将所述感测部置放在所述气囊部分中之前，通过热密封所述上袋片和所述下袋片的边缘来部分地密封所述袋电池单体，以具有所保留的未密封部段，使得所述感测部能够被插入，并且，在所述感测部通过所述未密封部段被插入所述袋外部壳体中之后，通过热焊接所述未密封部段来密封所述袋外部壳体。

15、当热焊接所述未密封部段时，通过使用具有与所述延伸部的所述保护套的形状相对应的凹槽的热挤压夹具，可以将所述上袋片、所述保护套和所述下袋片彼此一体地热焊接。

16、通过使用包括两个所述感测部和一个所述板部的柔性印刷电路板，在所述压力传感器安设步骤中，一个感测部可以被置放在所述袋电池单体的正电极引线所位于的一侧上的所述气囊部分中，并且另一个感测部可以被置放在所述袋电池单体的负电极引线所位于的一侧上的所述气囊部分中。

17、有利效果

18、根据本公开，提供了如下一种用于袋电池单体内部压力测量的柔性印刷电路板，其能够在不产生功能问题的情况下将压力传感器插入袋电池单体中，并且测量袋电池单体的内部压力，本公开还提供一种使用该柔性印刷电路板的袋电池单体内部压力测量方法。

19、本公开的效果不限于前述效果，并且根据本说明书和附图，本公开所属领域的普通技术人员将清楚地理解未提到的效果。

技术特征：

1.一种用于袋电池单体内部压力测量的柔性印刷电路板，所述柔性印刷电路板包括多个导线和绝缘膜，所述绝缘膜具有绝缘性质和柔性，并且包围所述多个导线，所述柔性印刷电路板包括：

2.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板，其中，所述保护套由金或铜形成。

3.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板，其中，所述感测部的宽度等于或小于被形成在作为内部压力测量目标的袋电池单体中的气囊部分的宽度，并且

4.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板，其中，所述感测部涂覆有帕利灵。

5.根据权利要求4所述的柔性印刷电路板，其中，底部填充或保形涂覆被另外地添加到所述感测部的、其中所述压力传感器和所述多个导线被钎焊的部分。

6.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板，其中，所述压力传感器是防水微型机电系统(mems)压力传感器。

7.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板，其中，所述感测部进一步包括温度传感器。

8.根据权利要求1所述的柔性印刷电路板，其中，所述感测部被设置成多个，并且所述板部被设置成一个。

9.一种通过使用根据权利要求1所述的用于袋电池单体内部压力测量的柔性印刷电路板来测量袋电池单体的内部压力的方法，所述袋电池单体包括袋外部壳体，所述袋外部壳体包括分别覆盖电极组件的上侧和下侧的上袋片和下袋片，所述方法包括：

10.根据权利要求9所述的方法，其中，在所述压力传感器安设步骤中，在将所述感测部置放在所述气囊部分中之前，通过热密封所述上袋片和所述下袋片的边缘来部分地密封所述袋电池单体，以具有所保留的未密封部段，使得所述感测部能够被插入，并且，在所述感测部通过所述未密封部段被插入所述袋外部壳体中之后，通过热焊接所述未密封部段来密封所述袋外部壳体。

11.根据权利要求10所述的方法，其中，当热焊接所述未密封部段时，通过使用具有与所述延伸部的所述保护套的形状相对应的凹槽的热挤压夹具来将所述上袋片、所述保护套和所述下袋片彼此一体地热焊接。

12.根据权利要求9所述的方法，其中，通过使用包括两个所述感测部和一个所述板部的柔性印刷电路板，在所述压力传感器安设步骤中，所述两个感测部中的一个感测部被置放在所述袋电池单体的正电极引线所位于的一侧上的所述气囊部分中，并且另一个感测部被置放在所述袋电池单体的负电极引线所位于的一侧上的所述气囊部分中。

技术总结
根据本发明的用于测量袋电池单体的内部压力的柔性印刷电路板包括：感测单元，压力传感器被安装在所述感测单元上；板部，所述板部设置有被连接到每根导线的连接器引脚；和延伸部，所述延伸部从所述传感器单元延伸到所述连接器的板部，其中，所述延伸部可以在预定部段中包括包围绝缘膜的外表面的金属保护膜。

技术研发人员：李基瑛,高东完,金斗烈,金珠利
受保护的技术使用者：株式会社LG新能源
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12