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CN101567431B - 电池组 - Google Patents

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CN101567431B CN2009100093363A CN200910009336A CN101567431B CN 101567431 B CN101567431 B CN 101567431B CN 2009100093363 A CN2009100093363 A CN 2009100093363A CN 200910009336 A CN200910009336 A CN 200910009336A CN 101567431 B CN101567431 B CN 101567431B
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Abstract

本发明提供一种电池组，其能够防止盖板与壳体之间的焊接部由于外部撞击而易于分离，从而增强密封性和可靠性。所述电池组包括裸电池单元和与裸电池单元电连接并包括保护电路板的保护电路组件，其中，所述保护电路板包括保护电路模块，且该保护电路模块与所述裸电池单元接触。所述电池组可包括：裸电池单元，其包括容纳电极组件并在一侧具有开口的壳体和密封该壳体的盖组件。该壳体包括彼此面对的窄侧面和彼此面对的宽侧面，这些侧面彼此侧向相连，第一面和第二面通过被所述侧面环绕而形成。盖组件连接到所述开口并包括具有端子通孔的盖板，彼此面对的窄侧面之间的距离大于第一面与第二面之间的距离，端子通孔相对于盖板的中心被偏心设置。

Description

电池组
技术领域
本发明涉及电池组，更具体地，涉及一种能够防止盖板与壳体之间的焊接部由于外部撞击而易于脱离的电池组，从而增强密封性和可靠性。
背景技术
二次电池可再充电并可重复使用。因此，二次电池比一次性电池更经济。
而且，二次电池能够以小体积实现高容量，从而其被广泛用作诸如移动电话、笔记本电脑、便携式摄像机和数码相机之类的手持式电子设备的驱动电源。
此外，由于二次电池的高容量，二次电池被广泛用于诸如混合动力汽车和电动工具以及手持式电动装置之类的高功率产品中。
这样的二次电池包括例如镍镉电池、镍金属氢化物电池、镍锌电池、锂离子二次电池和锂聚合物二次电池。
锂二次电池被广泛使用，是因为其紧凑并具有高容量、高工作电压和单位重量的高能量密度。
锂二次电池通过在壳体中容纳电极组件和电解液并将壳体密封而形成。
锂二次电池根据壳体形状可分为罐型和袋型，且罐型电池可分为圆柱型和长方型。
长方型锂二次电池通过将包括正极板、负极板和隔板的电极组件容纳于在一侧具有开口的长方型壳体中并使用盖组件密封此开口而形成。
此处，盖组件包括设置在壳体开口处的盖板和插入盖板中间的电极端子。
壳体通过使用激光焊接设置在开口处的盖板的边缘以将盖板与壳体接合而被密封。
由于长方型二次电池在盖板中间具有电极端子，因此，当由于例如电池掉落所致的外部撞击集中在电极端子所处部分时，盖板与壳体之间的焊接部可能易于彼此脱离。
而且，由于在盖板中存在使电极端子插入盖板中的孔，因而盖板的孔部分更容易受外部撞击而受损。
近来，宽度大于高度的长方型二次电池正在兴起。不过，当宽度大于高度时，针对施加于盖板的外部撞击所致的损伤抵抗力相对较弱，因而，盖板和壳体可能更易于彼此脱离。
发明内容
本发明方面提供一种电池组，其防止盖板与壳体之间的焊接部由于外部撞击而脱离，从而增强密封性和可靠性。
根据本发明的实施例，电池组包括：裸电池单元；和保护电路组件，与所述裸电池单元电连接并包括保护电路板，其中，所述保护电路板包括保护电路模块，且所述保护电路模块与所述裸电池单元接触。
所述裸电池单元可包括在一侧具有开口的壳体和密封该壳体的盖组件。在此，所述盖组件可包括连接到所述开口的盖板，所述盖板的边缘与所述开口可被彼此焊接。
所述壳体可包括彼此面对的窄侧面和彼此面对的宽侧表面，这些侧面被彼此侧向相连，第一面和第二面通过被所述侧表面环绕而形成。在此，彼此面对的窄侧面之间的距离可大于所述第一面与第二面之间的距离。
所述保护电路板可包括印刷电路板以及安装在所述印刷电路板上的保护电路、PTC热敏电阻、外连端子和连接端子，而且所述保护电路模块可通过使用封装部覆盖所述保护电路和所述PTC热敏电阻而形成。
所述封装部可与所述盖板接触。
所述保护电路模块可设置在所述保护电路板的中间部分内。
所述裸电池单元可包括通过将所述盖板的边缘与所述壳体的开口的边缘焊接而形成的焊接部，所述保护电路模块可被设置在对应于所述焊接部的所述盖板的边缘的上表面上。
所述保护电路模块可被设置在所述盖板的中间部分内。
所述盖板可包括端子通孔，该端子通孔相对于所述盖板的中心被偏心设置。
所述端子通孔可沿主轴线方向与所述盖板的中心分开1/2至3/4。
根据本发明另一实施例，电池组包括：裸电池单元，其包括容纳电极组件并在一侧具有开口的壳体和密封该壳体的盖组件；和保护电路组件，其与所述裸电池单元电连接。在此，所述壳体包括彼此面对的窄侧面和彼此面对的宽侧面，这些侧面彼此侧向相连，第一面和第二面通过被所述侧面环绕而形成。所述盖组件连接到所述开口并包括具有端子通孔的盖板，彼此面对的所述窄侧面之间的距离大于所述第一面与第二面之间的距离，且所述端子通孔相对于所述盖板的中心被偏心设置。
本发明的其他方案和/或优点将在以下的描述中部分地给出，并将部分地根据说明而变得明显，或可被本发明的实施者获悉。
附图说明
通过以下结合附图的实施例描述，本发明的这些和/或其他方面和优点将变得显而易见且更易于理解，其中：
图1A是根据本发明示例性实施例的电池组的分解透视图；
图1B是图1A的电池组的装配透视图；
图1C是图1B的电池组的主视图；
图2A是根据本发明示例性实施例的电池组中包含的裸电池单元的分解透视图；
图2B是图2A的裸电池单元的装配截面图；和
图3是根据本发明示例性实施例的保护电路组件的装配截面图。
具体实施方式
现在将详细参见本发明的当前实施例，其中的示例在附图中示出，其中，相同的参考标记在全文中指代相同的元件。为阐释本发明，以下参照附图对各实施例进行描述。
图1A和1B分别是根据本发明示例性实施例的电池组的分解透视图和装配透视图，图1C是图1B的电池组的主视图。
图2A是根据本发明示例性实施例的电池组中包含的裸电池单元的分解透视图，图2B是图2A的裸电池单元的装配截面图。
参见图2A和2B，裸电池单元100包括壳体10、容纳于壳体10中的电极组件20、和密封壳体10的盖组件30。
裸电池单元100进一步包括设置在容纳于壳体10中的电极组件20上的绝缘壳体40。
裸电池单元100进一步包括容纳于壳体10中的电解液，以帮助电流流动。
壳体10可形成裸电池单元100的外形，其可以形成为长方形状或具有圆角的长方形状，但本发明不限于此。
在此，壳体10的一侧具有开口，用于将电极组件20插入壳体10中。
更具体地，壳体10包括彼此面对的窄侧面和彼此面对的宽侧面，这些侧面彼此连接。
在通过四个侧面环绕而形成的面中，第一面敞开，以将电极组件20插入壳体10中，而第二面封闭。
在下文中，敞开的第一面被称为壳体10的顶面，封闭的第二面被称为壳体10的底面。
裸电池单元100的侧向宽度W1是彼此面对的窄侧面之间的距离，而裸电池单元100的纵向宽度W2是顶面与底面之间的距离。
在此，侧向宽度W1大于纵向宽度W2。
壳体10可由金属材料形成，例如，该金属材料为从铝、铝合金、不锈钢以及它们的等同物中选出的一种金属材料。
电极组件20包括彼此具有不同极性的第一极板21和第二极板23。
电极组件20进一步包括设置在第一极板21与第二极板23之间的隔板25，隔板25防止两个极板21和23之间的短路。
在下文中，第一极板21被称为正极板，而第二极板23被称为负极板。
正极板21通过将含有正极活性材料的浆涂于正极集电体而形成，负极板23通过将含有负极活性材料的浆涂于负极集电体而形成。
正极板21和负极板23各自包括未涂活性材料的未涂部分，电极接线片27或29各自被连接到未涂部分以被电连接。
也就是说，第一电极接线片27与正极板21电连接，而第二电极接线片29与负极板23电连接。
在下文中，第一电极接线片27被称为正极接线片，而第二电极接线片29被称为负极接线片。
盖组件30可包括盖板31、绝缘垫圈32、电极端子33、绝缘板34、端子板35和电解液入口塞36。
盖板31设置在壳体10的开口处，且盖板31的边缘31d与壳体10的开口的边缘11通过诸如激光焊接的焊接方式接合，从而密封壳体10。
因此，裸电池单元100包括通过焊接盖板31的边缘31d与壳体10的开口的边缘11而形成的焊接部50，壳体10和盖板31通过焊接部50被固定。
盖板31包括绝缘垫圈32和电极端子33插入其中的端子通孔31a，和用作电解液注入通路的电解液入口31b。
在此，端子通孔31a可相对于盖板31的中心被偏心设置，并可形成于邻近主轴线方向的端部。
这样，连接到端子通孔31a的电极端子33也相对于盖板31的中心被偏心设置，并在盖板31的中间形成空间。
如图3中所示，在盖板31的中间，设置有被封装部218覆盖的保护电路212和PTC热敏电阻213，即保护电路模块219，封装部218将稍后描述。
当端子通孔31a被设置得过于接近盖板31沿主轴线方向的端部时，用于在盖板31下设置元件的空间变得较小。
可替代地，当端子通孔31a被设置得接近于盖板31的中心时，用于保护电路模块219的空间变得较小。
因此，端子通孔31a可以与盖板的近似中心处间隔主轴线方向上从盖板31的约中心处至盖板31的约端部的距离的1/2至3/4。
在此，电极端子33也被设置为邻近于盖板31沿主轴线方向的端部，使得与电极端子33被设置在盖板31的中间时相比，施加于电极端子33的撞击可被分散。
盖板31可包括通风口31c，当裸电池单元100的内部压力增加时，通风口31c破裂以排放气体，通风口31c包括切口部以利于通风口31c的破裂。
绝缘垫圈32连接到形成在盖板31中的端子通孔31a，并使电极端子33与盖板31绝缘。
此外，绝缘垫圈32在中间部分中具有孔，电极端子33置于该孔中。
电极端子33的下部穿过盖板31与端子板35电连接。
绝缘板34设置在盖板31下，并使端子板35与盖板31绝缘。
此外，绝缘板34具有孔，用于使端子板35与电极端子33连接。
端子板35设置在绝缘板34下，并与电极端子33相连以形成电通道。
进一步地，正极接线片27与盖板31的底面电连接，而负极接线片29与端子板35的底面电连接。
绝缘壳体40设置在容纳于壳体10中的电极组件20上，以防止电极组件20移动。
绝缘壳体40包括接线片槽41和接线片孔42，二者使正极接线片27与负极接线片29分开预定距离以防止电极接线片间的短路，并且当正极接线片27和负极接线片29突出穿过绝缘壳体40时用作引导部。
绝缘壳体40可进一步包括注入孔43，注入孔43被形成以提供用于将电解液平稳注入电极组件20中的通路。
参见图1A至1C，根据本发明示例性实施例的电池组1包括彼此电连接的裸电池单元100和保护电路组件200。
如参照图2的描述，裸电池单元100通过使壳体10的敞开的顶面与盖组件30接合而被密封。
在下文中，连接到盖组件30的壳体10的顶面被称为裸电池单元100的顶面，且保护电路组件200可被设置在裸电池100的顶面上。
在此，在裸电池单元100的顶面，电极端子33被设置为邻近裸电池单元100沿主轴线方向的端部。
图3是根据本发明示例性实施例的保护电路组件的装配截面图。
参见图3，保护电路组件200包括保护电路板210和引线板，引线板具有第一引线板230和第二引线板250，用于在保护电路板210与裸电池单元100之间电连接。
保护电路板210可通过在印刷电路板211上安装保护电路212、PTC热敏电阻213、外连端子214和连接端子而形成，连接端子具有用于连接引线板230和250的第一连接端子215和第二连接端子216。
保护电路板210进一步包括端子孔217，端子孔217形成在与裸电池单元100的电极端子33对应的位置，且端子孔217可形成于邻近印刷电路板211的长侧的端部。
在此，保护电路212和PTC热敏电阻213被设置在保护电路板210的中间区域，并被封装部218覆盖。
保护电路模块219通过使用封装部218覆盖保护电路212和PTC热敏电阻213而形成。
封装部218可由树脂形成，例如，所述树脂为有机材料，包括通过加热硬化形成三维硬化结构的硬化剂和环氧树脂，或者为有机-无机组合材料，从而改善机械和电学性能。
保护电路212可包括用于控制裸电池单元100的充电和放电的电路，用于控制诸如过充电、过放电或过电流之类的异常操作的电路，和用于提供裸电池单元100的包括可用时间、剩余充电时间、剩余电量和寿命范围之类的信息的智能电路。
在此，如图1C中所示，保护电路模块219的下端与裸电池单元100的盖板31接触。
由于保护电路模块219，施加于盖板31与壳体10之间的焊接部的外部撞击可以减小。
而且，保护电路模块219可设置在与形成于盖板31的边缘31d和壳体10的开口的边缘11中的焊接部50对应的盖板31的边缘31d的上表面上。封装部218可设置在与焊接部50对应的盖板31的边缘31d的上表面上。
因此，即使存在外部撞击，保护电路模块219用作支撑物，因此可防止焊接部50脱离。
第一引线板230与第一连接端子215相连并通过端子孔217外露，第二引线板250与第二连接端子216相连。
在根据本发明一示例性实施例的电池组1(图1A)中，第一引线板230与电极端子33相连，第二引线板250与盖板31相连，使得裸电池单元100与保护电路组件200电连接。
表1示出传统电池组和根据本发明示例性实施例的电池组的自由下落测试结果，在两种情况中，壳体和盖板均以相等焊接深度焊接。
表1
Figure G2009100093363D00081
Figure G2009100093363D00091
也就是说，在比较例中，在其中的裸电池单元具有设置于盖板中间的电极端子并与保护电路板相连的电池组经受自由下落测试后，在壳体与盖板之间的焊接部中产生裂缝之前自由下落的次数以百表示。
在本实施例中，在其中的裸电池单元具有设置为邻近盖板沿主轴线方向的端部的电极端子并形成为与裸电池单元的中间的保护电路模块接触的电池组经受自由下落测试后，在壳体与盖板之间的焊接部中产生裂缝之前自由下落的次数以百表示。
在循环1中，自由下落测试结果显示，比较例中的电池组满足300次循环，而不是400次循环，但在本实施例中的电池组满足500次循环。
在循环2中，自由下落测试结果显示，比较例中的电池组满足400次循环，而不是500次循环，但在本实施例中的电池组满足500次循环。
类似地，在其他情况下，在本实施例中的电池组在自由下落测试中显示出优于比较例中的性能。
当然，如表1中所示，随着焊接深度变深，在本实施例中的电池组在自由下落测试中总体上显示出更佳性能。
不过，由于在焊接时需要更大输出以进一步加深焊接深度，因而需要另外的设备和费用。
进一步地，更大的输出可能损伤绝缘壳体和电极组件。
根据本发明示例性实施例的电池组1可进一步包括设置在盖板31与保护电路模块219之间的缓冲体300。
缓冲体300可设置为覆盖焊接部，以减小施加到壳体10与盖板31之间的焊接部的撞击。
缓冲体300可为双侧粘合带，并可提高在盖板31与保护电路模块219之间的粘合强度。
这样形成的电池组1可进一步包括容纳裸电池单元100和保护电路组件200的硬壳。
可替代地，电池组1可进行装管和贴标签以覆盖裸电池单元100和保护电路组件200，同时，保护电路组件200被上盖覆盖。
此后，保护电路模块与裸电池单元接触，因此，施加于盖板与壳体之间的焊接部的外部撞击能够减小。
进一步，电极端子可设置主轴线方向邻近于裸电池单元的端部，由此分散施加于盖板与壳体之间的焊接部的撞击。因此，可防止盖板由于外部撞击而易于与壳体脱离。
而且，焊接部不易于脱离，由此增强了密封性和可靠性。
虽然已经示出和描述了本发明的几个实施例，但本领域技术人员应理解的是，在不背离本发明的原理和精神的情况下，可对所述实施例进行改变，其中，本发明的范围由权利要求书及其等同物限定。

Claims (19)

1.一种电池组，包括：
裸电池单元，包括在一侧具有开口的壳体和密封该壳体的盖组件，所述盖组件包括连接到所述开口的盖板，且所述盖板的边缘与所述开口的边缘被彼此焊接以形成焊接部；和
保护电路组件，其与所述裸电池单元电连接并包括保护电路板，
其中所述保护电路板包括保护电路模块，且所述保护电路模块的下端与所述裸电池单元接触，使得所述裸电池单元与所述保护电路模块的接触防止由于对所述裸电池单元施加外力而对所述裸电池单元的损伤，并且
其中所述电池组进一步包括：被设置在所述保护电路模块与所述盖板之间并且包括双侧粘合带的缓冲体，所述缓冲体设置为覆盖所述焊接部，以减小施加到所述壳体与所述盖板之间的所述焊接部的撞击。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中所述壳体包括彼此面对的窄侧面和彼此面对的宽侧面，这些侧面被彼此侧向相连，所述壳体的顶面和底面通过被所述侧面环绕而形成，并且彼此面对的所述窄侧面之间的距离大于所述顶面与所述底面之间的距离。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中所述保护电路板包括印刷电路板以及安装在所述印刷电路板上的保护电路、PTC热敏电阻、外连端子和连接端子，并且
所述保护电路模块通过使用封装部覆盖所述保护电路和所述PTC热敏电阻而形成。
4.根据权利要求3所述的电池组，其中所述封装部由树脂形成。
5.根据权利要求3所述的电池组，其中所述封装部与所述缓冲体接触，并且所述缓冲体与所述盖板接触。
6.根据权利要求1所述的电池组，其中所述保护电路模块设置在所述保护电路板的中间部分内。
7.根据权利要求1所述的电池组，其中所述保护电路模块被设置在对应于所述焊接部的所述盖板的所述边缘的上表面上。
8.根据权利要求7所述的电池组，其中所述保护电路模块设置在所述盖板的中间部分内。
9.根据权利要求1所述的电池组，其中所述盖板包括端子通孔，该端子通孔相对于所述盖板的中心被偏心设置。
10.根据权利要求9所述的电池组，其中，所述端子通孔与中心分开的距离是主轴线方向上所述中心与所述盖板的端部之间距离的1/2至3/4。
11.一种电池组，包括：
裸电池单元，其包括容纳电极组件并在一侧具有开口的壳体和密封该壳体的盖组件；和
保护电路组件，其与所述裸电池单元电连接，并且包括保护电路板，
其中所述壳体包括彼此面对的窄侧面和彼此面对的宽侧面，这些侧面被彼此侧向相连，且所述壳体的顶面和底面通过被所述侧面环绕而形成，
其中所述盖组件被连接到所述开口并包括具有端子通孔的盖板，
其中彼此面对的所述窄侧面之间的距离大于所述顶面与所述底面之间的距离，
其中所述端子通孔相对于所述盖板的中心被偏心设置，并且
其中所述保护电路板包括保护电路模块，且所述保护电路模块的下端与所述裸电池单元的盖板接触，并且
其中所述电池组进一步包括：被设置在所述保护电路模块与所述裸电池单元的盖板之间并且包括双侧粘合带的缓冲体，
其中所述盖板的边缘与所述开口的边缘被彼此焊接以形成焊接部，所述缓冲体设置为覆盖所述焊接部，以减小施加到所述壳体与所述盖板之间的所述焊接部的冲击。
12.根据权利要求11所述的电池组，其中所述端子通孔被设置为邻近所述盖板在主轴线方向的端部。
13.根据权利要求12所述的电池组，其中所述端子通孔与中心分开的距离是沿主轴线方向上的所述中心与所述盖板的端部之间距离的1/2至3/4。
14.根据权利要求11所述的电池组，其中，所述保护电路组件进一步包括与所述裸电池单元电连接的引线板，并且
所述保护电路板包括印刷电路板，以及被安装在所述印刷电路板上的保护电路、PTC热敏电阻、外连端子和连接端子，并且所述保护电路模块通过使用封装部覆盖所述保护电路和所述PTC热敏电阻而形成。
15.根据权利要求14所述的电池组，其中所述保护电路、PTC热敏电阻和所述封装部被设置在所述保护电路板的中间部分内。
16.根据权利要求15所述的电池组，其中所述封装部与所述缓冲体接触，所述缓冲体与所述盖板接触。
17.根据权利要求15所述的电池组，其中所述封装部由树脂形成。
18.根据权利要求14所述的电池组，其中所述裸电池单元包括通过将所述盖板的边缘与所述壳体的所述开口的边缘焊接而形成的焊接部，而且
其中所述封装部被设置在对应于所述焊接部的所述盖板的边缘的上表面上。
19.根据权利要求18所述的电池组，其中所述封装部被设置在所述盖板的中间部分内。
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