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CN101292376B - 非焊接式电池组 - Google Patents

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Abstract

在此公开的是一种电池组，其包括：连接构件，包括装设到电池单元的上端的绝缘框体和形成于框体的上端表面的一对连接突出部，所述连接突出部与电池单元的电极端子相接触；保护电路模块(PCM)，装设到连接构件，并且该PCM包括连接槽，连接突出部插入到连接槽中使得PCM可被接合至连接构件，并且其被连接至保护电路；以及罩盖，其被接合至连接构件或电池单元，同时PCM由罩盖所包围。

Description

非焊接式电池组
技术领域
本发明涉及一种非焊接式电池组，且更具体地，涉及一种电池组，其包括：连接构件，包括一对连接突出部；保护电路模块(PCM)，包括连接槽，连接突出部插入到该连接槽中使得PCM可被接合至连接构件，且其被连接至保护电路；以及罩盖，被接合至连接构件或电池单元，同时PCM由罩盖包围。
背景技术
随着移动设备的日益发展以及对这种移动设备的需求的增长，对作为移动设备的能源的二次电池的需求也急剧增长。二次电池中的一种为锂二次电池，其具有高能量密度、高工作电压和极佳的储存及使用寿命特性，现今，该锂二次电池被广泛地用作各种电子产品以及各类移动设备的能源。
然而，锂二次电池含有各种可燃性材料。结果，因为锂二次电池可能由于过充电、过电流或其他外部物理冲击而发热或爆炸，所以存在潜在性危险。换句话说，锂二次电池具有低安全性。因此，用于有效控制电池诸如过充电这样的异常情形的保护电路模块(PCM)被装设于锂二次电池中，同时此PCM连接至锂二次电池的电池单元。
PCM包括用作用于控制电流的开关元件的场效应晶体管(FET)、电压检测器以及诸如电阻器或电容器这样的无源元件。该PCM中断电池的过充、过放、过电流、短路及反向电压以防止电池的爆炸或过热、从电池泄漏液体以及电池充放电特性的下降，并抑制电池的电功率的减小以及电池的异常物理化学作用，藉此消除电池的危险因素并延长电池的使用寿命。
一般来说，PCM通过焊接或焊锡经导电镍板连接至电池单元。具体地，此镍板通过焊接或焊锡固定至PCM的电极分接头，且然后镍板通过焊接或焊锡固定至电池单元的电极端子。依此方式，PCM被连接至电池单元，从而制造电池组。
在这种情形中，需要执行许多焊接或焊锡以制造电池组。然而，因为二次电池的结构小，所以这些焊接或焊锡操作必须以高精确度来完成。结果，增加了缺陷率。而且，将焊接或焊锡操作添加到产品的制造流程会增加产品的制造成本。
因此，非常需要一种不需执行点焊或焊锡流程而组装PCM和电池单元的方法。因此，至今已完成在技术上省略焊接或焊锡流程的研究。
举例来说，韩国未审查专利公开No.2005-81175公开了一种电池组，其包括PCM组件、用于封住PCM组件的罩盖以及用于电连接的电极导线，其中装设于电池单元的PCM组件具有槽，该槽与PCM组件及罩盖相通使得电极导线暴露于外侧。
同样地，韩国未审查专利公开No.2005-15314公开了一种电池组，其中，包括PCM以及突出接点的印刷电路板(PCB)被装设到电池单元，且然后该PCB通过固定构件被固定到该电池单元。
当制造二次电池时，上述现有技术具有省略焊接或焊锡流程的优点，由此简化了电池的组装流程，减少了电池组件的数量，因此，降低了电池的制造成本。然而，更经济地制造电池组及提高制造效率的需求仍然很高。
发明内容
因此，创造本发明以解决上述问题以及其他也需要解决的技术问题。
具体来说，本发明的目的是提供一种电池组，其中，此电池组的组装流程被简化，这使得能够最小化在电池组的自动生产过程中因外部影响而造成的电池组的缺陷以及内部电阻的变化，增加电池组的容量以及增加电池组的稳定性。
根据本发明，可通过提供一种电池组达到上述及其他目的，该电池组包括：(a)连接构件，其包括被装设到电池单元的上端的绝缘框体和形成于该绝缘框体的上端表面的一对连接突出部，所述连接突出部与所述电池单元的电极端子接触；(b)保护电路模块(PCM)，其被装设到所述连接构件，所述PCM包括连接槽，所述连接突出部插入到其中使得所述PCM可被接合至所述连接构件，且其被连接至保护电路；以及(c)罩盖，其被接合至所述连接构件或所述电池单元，同时所述PCM由所述罩盖包围。
根据本发明的电池组使用连接构件，该连接构件具有可易于制造的新结构，由此降低了电池组的制造成本，更进一步简化了电池组的组装流程，且去除了因焊接或焊锡造成的缺陷。
在优选实施例中，连接构件包括绝缘板状体和一对连接板，这对连接板被设置于绝缘板状体的相对端使得连接板与对应的电池单元的电极端子处于接触状态，连接突出部形成于连接板上。通过上述连接构件的结构，当连接构件被装设到电池单元与PCM之间时，通过绝缘板状体，除了连接构件的特定区域(即连接板)之外，电池单元及PCM互相电隔离。
板状体与连接构件的一对连接板被构造成分离结构。举例来说，该板状体可在相对端设置有槽，且对应于槽的连接板可在相对端表面设置有突出部，由此，板状体通过将突出部啮合至对应的槽而被完整地接合至连接板。
最后，连接板通过形成于连接板的上及下端表面的突出部被接合至板状体和PCM，且板状体和PCM在板状体及PCM接合至这些连接板的区域上设置有对应于这些突出部的连接槽。
连接构件可以各种方式装设到电池单元。举例来说，可使用其中通过双面胶带或粘着剂将所述连接构件固定到所述电池单元的固定方法、其中通过焊接或焊锡将所述连接构件固定到所述电池单元的固定方法、或其中附加接合构件被装设于所述电池单元与所述连接构件的接触区域或者所述电池单元与所述连接构件的接触区域形成在接合结构中的机械接合方法，将所述连接构件接合至所述电池单元。
在优选实施例中，连接构件在其中间设置有通孔，该通孔用于使形成于电池单元上端的突出端可被穿过其插入。突出端与连接板穿越通孔处于互相接触的状态，由此实现电连接。
根据本发明，罩盖是具有近似对应于电池单元的上端表面的下结构的构件，这样使得罩盖被接合至电池单元，同时装设于电池单元的上端的PCM被装设于此罩盖中。
根据情况，PCM可通过夹物注模与罩盖整体形成。这种整体结构公开于韩国专利申请No.2003-88528，该专利申请是以本专利申请的申请者的名义提交的。上述韩国专利申请在此藉由参考文件一并完整公开。
罩盖设置有通孔，PCM的外部输入和输出端子穿过其露出，同时PCM被装设于该罩盖的下端表面。罩盖由绝缘材料所制成，藉此，除外部输入和输出端子之外，罩盖与外界电隔离。
同样地，罩盖可以各种方式装设到电池单元，这类似于上述连接构件被装设到电池单元的装设方式。根据情况，罩盖在其下端设置有侧延伸部，当罩盖被装设到电池单元时，该侧延伸部部份包覆电池单元。因此，当包覆膜附接到电池单元的外表面时，包覆膜亦附接到侧延伸部，由此实现罩盖至电池单元的装设。
使用于本发明中的电池单元是具有电极组件的二次电池，该电极组件包括阴极、阳极以及隔板，并且以被浸入密封状态的电解质中。优选的是，电池单元可为通常称之为矩型电池的电池，所述矩形电池具有装设于矩形金属壳体中的电极组件。
附图说明
根据以下结合附图的详细描述，本发明的上述及其他目的、特征和其他优点将会获得更清楚理解，其中：
图1是示出根据本发明的优选实施例的电池组的透视图；
图2是示于图1中的电池组的分解透视图；
图3是示于图1中的电池组的平面图；以及
图4是示出以非焊接方式将保护电路模块(PCM)组装到示于图1中的电池组的电池单元的一系列步骤的透视图。
图中符号说明
10电池单元
20连接构件
30保护电路模块(PCM)
40罩盖(cap housing)
具体实施方式
现在，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。然而，必须注意的是，本发明的范围并不仅限于所描述的实施例。
图1是示出根据本发明的优选实施例的电池组的透视图，且图2是示于图1中的电池组的分解透视图。
参考图1及图2，电池组100包括：连接构件(未示出)，其被装设到电池单元10的上端；保护电路模块(PCM)30，其被装设到该连接构件；罩盖40，其被接合至电池单元10，同时PCM 30被装设于罩盖40中；以及下罩50，其被装设到电池单元10的下端。
连接构件20被装设到电池单元10的上端表面17，其构成阴极(或阳极)且在其中间设置有构成阳极(或阴极)的突出端子16。
连接构件20包括：绝缘板状体21，其在其中间形成有用于使突出端子16得以穿入的通孔25；以及连接板22，其电连接至电池单元10的各电极端子16及17且被接合至板状体21的相对端。
绝缘板状体21可以各种接合方式被装设到电池单元10的上端表面17。绝缘板状体21与PCM 30间的机械接合及电连接通过连接板22而实现。
具体来说，连接构件20的连接板22在其上及下端表面设置有突出部23。连接构件的板状体21和PCM 30分别设置有对应于突出部23的槽24和34。因此，通过将突出部啮合至对应的槽，易于完成连接构件20与PCM 30之间的接合。
当完成上述接合时，连接板22的侧部与电池单元10的电极端子16及17处于接触状态。因此，连接板22亦使电池单元10及PCM 30互相电连接。与连接板22接触的PCM 30的下端表面连接保护电路，且因此，当连接板22及PCM 30处于互相接触状态时，即自然地实现电连接。
罩盖40包括开放下端，该开放下端具有对应于电池单元10的上端表面17的结构，使得罩盖40通过连接构件20被接合到电池单元10且同时装设到电池单元10的PCM 30被设置于罩盖40中。同样地，罩盖40设置有多个通孔45，PCM 30的外部输入及输出端穿过该通孔而露出。
图3是示于图1中的电池组的平面图。
参考图3，电池组包括：电池单元10；连接构件20，其被装设到电池单元10且在其相对侧设置有用于机械连接和电连接的突出部23；PCM 30，其具有对应于突出部23的槽(未示出)；以及罩盖40，其被接合至电池单元10且同时PCM 30被装设于罩盖40中，上述细节请参考图1和图2。
在罩盖40的下端形成侧延伸部48，该侧延伸部48朝向电池单元10延伸使得罩盖40可易于被接合至电池单元10。当罩盖40被装设到电池单元10时，侧延伸部48部分包覆电池单元。因此，当包覆膜附接于电池单元10的外表面时，增加了罩盖40与电池单元10之间的接合力。
图4是示出以非焊接方式将保护电路模块(PCM)组装到示于图1中的电池组的电池单元的一系列步骤的透视图。
参考图4，电池组100如下列方式组装。首先，粘着剂涂布于电池单元10的上端和/或连接构件20的下端，然后电池单元10与连接构件20互相附接，由此连接构件20被牢固地装设到电池单元10，实现连接构件20的板状体与电池单元10之间的附接。
接着，PCM 30被装设到连接构件20，使得突出部被接合到形成于PCM 30的对应的槽中，该突出部形成于连接构件20的相对侧，具体来说，突出部23形成于连接构件20的连接板上，由此PCM 30牢固地被接合至连接构件20。PCM与连接构件之间的接合通过将突出端啮合至对应的槽来实现，因此，非常容易且简单地实现了PCM与连接构件之间的接合。此时，连接构件20的连接板上的突出部23被啮合至板状体的对应槽中。根据情况，粘着剂可涂布于板状体与连接板之间的接触面。
之后，罩盖40被接合至电池单元10的上端，使得PCM 30的外表面由罩盖40所包覆，由此制造电池组100。根据情况，包覆膜(未示出)可附接到电池单元10的外表面。
电池组100的组装流程不限于上述组装流程。举例来说，电池组100的组装流程可在PCM 30已预先被接合至连接组件20或罩盖40的条件下完成。
出于说明性目的，在上文中已经公开了本发明的优选实施例，然而，本领域的技术人员将理解的是，在不脱离如所附权利要求中公开的本发明的范围和精神的情况下，各种修改、附加和替换都是可能的。
工业应用性
由以上的说明可以看出，根据本发明的非焊接式电池组具有简化电池组组装流程的效果，其可最小化在电池组的自动生产过程中由于外部影响而造成的电池组的缺陷和内部电阻的改变，增加电池组的容量，并增加电池组的稳定性。

Claims (8)

1.一种电池组，其包括：
(a)连接构件，包括绝缘板状体和一对连接板，所述绝缘板状体被装设到电池单元的上端，所述连接板被电连接到电池单元的电极端子，其中，所述连接板在其上端和下端表面设置有突出部，并且所述绝缘板状体设置有对应于连接板的连接突出部的槽；
(b)保护电路模块(PCM)，被装设到所述连接构件，所述PCM包括连接槽，所述连接突出部插入到所述连接槽中使得所述PCM能够接合至所述连接构件，且其被连接至保护电路；以及
(c)罩盖，被接合至所述连接构件或所述电池单元，同时所述PCM由所述罩盖包围。
2.如权利要求1所述的电池组，其中，使用通过双面胶带或粘着剂将所述连接构件固定到所述电池单元的固定方法、或通过焊接或焊锡将所述连接构件固定到所述电池单元的固定方法、或附加接合构件被装设于所述电池单元与所述连接构件的接触区域或者在接合结构中形成所述电池单元与所述连接构件的接触区域的机械接合方法，将所述连接构件接合至所述电池单元。
3.如权利要求1所述的电池组，其中，所述连接构件在其中间设置有通孔，使得所述电池单元的突出端可穿过其而被插入。
4.如权利要求1所述的电池组，其中，通过将所述突出部啮合至对应的槽，所述板状体被一体地接合至所述连接板。
5.如权利要求4所述的电池组，其中，通过形成于所述连接板的上端及下端表面的所述突出部，所述连接板被接合至所述板状体及所述PCM，并且，在所述板状体及所述PCM被接合至所述连接板的区域上，所述板状体和所述PCM设置有对应于所述突出部的连接槽。
6.如权利要求1所述的电池组，其中，通过夹物注模使所述PCM与所述罩盖整体形成。
7.如权利要求1所述的电池组，其中，所述罩盖通过胶粘、焊接、焊锡或机械接合被接合至所述电池单元，同时所述PCM被装设于所述罩盖中。
8.如权利要求1所述的电池组，其中，所述罩盖在其下端设置有侧延伸部，当所述罩盖被装设到所述电池单元时，所述侧延伸部部分地覆盖所述电池单元。
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