專利名稱：電池組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池組，更具體地，涉及密封電池組件的電池組殼體結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
與一次電池不同，二次電池可以被再充電，并且可以做成電池組以及作為電源用于各種便攜電子設(shè)備如蜂窩電話、便攜式電腦和可攜式攝像機(jī)。
在二次電池當(dāng)中，鋰二次電池更適于便攜式電子設(shè)備，因?yàn)樗哂懈唑?qū)動(dòng)電壓和每單位重量的高能量密度。做為一種使用聚合物電解質(zhì)的鋰聚合物電池具有使電子設(shè)備變得小巧(slim)且重量輕的優(yōu)點(diǎn)，這是因?yàn)樗侨嵝缘?，所以可以形成各種形狀并且因?yàn)樗亓枯p。
典型的電池組基本上是由包括電極組件的一個(gè)單元電池芯(aunitbattery cell)和一個(gè)殼體或罐(下文中的“內(nèi)部殼體”)形成的，其中，在該電極組件中正極板和負(fù)極板連同其間的隔板一起卷繞，而該殼體密封電極組件，同時(shí)露出正極板端子和負(fù)極板端子。同時(shí)給單元電池芯裝備安全裝置，如PCM(保護(hù)電路組件)，并且將它組裝到另一殼體(下文中的“外部殼體”)中，以便將其密封，從而形成一個(gè)電池組。
當(dāng)具有上述結(jié)構(gòu)的電池組用于便攜式電子設(shè)備時(shí)，雖然使作為電源的電池本身具有高效率性能是重要的，但是電池組也應(yīng)該提供優(yōu)秀的機(jī)械性能，即安全性和強(qiáng)度，以便保護(hù)單元電池芯。
此外，為了使便攜式電子設(shè)備保持小巧，就需要電池自身的小巧。為了做到這點(diǎn)，電池組的結(jié)構(gòu)使得形成電池組的外形的外部殼體成為電池組小巧的關(guān)鍵因素。
就目前所知，電池組的外部殼體有兩種類型，一種是標(biāo)簽型(label type)，另一種是組件型(assembly type)。在標(biāo)簽型中，內(nèi)部殼體用膜型絕緣帶卷繞，在組件型中，外部殼體是可拆卸，并且是由硬度較高的材料如塑料和鋼制得，并且該殼體在其內(nèi)部容納單元電池芯，以密封該殼體。在后者中，如果殼體由鋼制得，那么絕緣帶粘附在外部殼體的外表面。
當(dāng)就電池組的安全性、強(qiáng)度和小巧程度方面比較上述兩種類型時(shí)，標(biāo)簽型具有小巧的優(yōu)點(diǎn)，但是如果單元電池芯形成為袋狀(pouch shape)時(shí)，由于它難以得到預(yù)定形狀的單元電池芯，所以在安全性和強(qiáng)度方面具有缺點(diǎn)。
組裝型在電池組的安全性和強(qiáng)度方面具有優(yōu)點(diǎn)，因?yàn)樗耐獠繗んw由硬材料制得，但是對(duì)于使其變得小巧來(lái)說(shuō)，它具有局限性。原因就是，難以將通過(guò)典型模制法制得的塑料外部殼體的厚度降到一定厚度，如0.4mm，以下。鋼制外部殼體在厚度方面具有同樣的困難。
除了難于實(shí)現(xiàn)小巧之外，由鋼制得的組裝型外部殼體由于電池組重量的增加，而引起了使用的不便。而且，由于這樣的外部殼體與放置在其中的單元電池芯發(fā)生短路的可能性很大，因此它的電路結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。而且，由于組裝型需要額外的步驟用于如上所述的粘結(jié)絕緣帶，因此它的制造過(guò)程復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明使得電池組在保證優(yōu)異的安全性和強(qiáng)度的同時(shí)變得小巧且重量輕。
根據(jù)本發(fā)明的電池組包括殼體和單元電池芯，其中，殼體包括框架和膜，膜覆蓋框架的開(kāi)口從而在框架內(nèi)部形成一空間，而單元電池芯被放置在殼體內(nèi)部的空間中。
框架具有比膜硬的硬度。
框架可以由塑料或鋼形成，而膜可以由聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚對(duì)苯二酸乙二酯(PET)或聚氯乙稀(PVC)形成。
膜的厚度保持在0.03-0.3mm之間，并且可以在膜上形成標(biāo)記。
在殼體上形成接觸端子并且將接觸端子電連接到單元電池芯上，以便將電池組連接到所使用的設(shè)備上。
框架可以以分開(kāi)的方式形成，并且膜可以結(jié)合到鄰近框架開(kāi)口設(shè)置的一個(gè)表面上，或者結(jié)合在該表面和框架外周的一表面上。
可以通過(guò)粘結(jié)方法將膜結(jié)合到框架上。
此外，本發(fā)明的電池組包括電池組件、內(nèi)部殼體和外部殼體，其中，電池組件包括具有正極板、負(fù)極板和隔板的電極組件和在其中容納該電極組件的容器；內(nèi)部殼體容納電池組件，同時(shí)露出與正極板和負(fù)極板電連接的外部接觸端子；外部殼體具有容納電池組件的第一部分和第二部分，其中，第一部分至少具有一個(gè)開(kāi)口，第二部分的厚度比第一部分薄，并且覆蓋該開(kāi)口，以與第一部分結(jié)合。
第一部分由塑料或鋼形成，并且在第一部分上形成露出外部接觸端子的多個(gè)開(kāi)口。
第二部分由柔性的膜制成，而柔性的膜可以由聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚對(duì)苯二酸乙二酯(PET)或聚氯乙稀(PVC)形成。
可以在第二部分上形成一標(biāo)記，并且第一部分可以由一個(gè)主體形成，該主體包括容納電池組件的容納部分和結(jié)合到第二部分上的密封部分。
可以以分開(kāi)的方式形成該主體，并且可以通過(guò)粘結(jié)方法將第二部分連接到密封部分上。


通過(guò)以下結(jié)合附圖所做的詳細(xì)的說(shuō)明，對(duì)本發(fā)明的更完整的理解和它的許多附帶的優(yōu)點(diǎn)將變得清楚并且可以更容易地理解。在以下的附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同或相似的部件。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電池組的局部剖開(kāi)的透視圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電池組的分解透視圖。
圖3為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電池組的橫剖面視圖。
圖4為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的電池組的橫剖面視圖。
圖5為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的電池組的橫剖面視圖。
圖6為用于解釋根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的膜的平面視圖。
圖7為根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的電池組的橫剖面視圖。
圖8為根據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的電池組的橫剖面視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)參考本發(fā)明的實(shí)施例，結(jié)合

本發(fā)明的實(shí)例。下面通過(guò)參考附圖詳細(xì)描述實(shí)施例以解釋本發(fā)明。
圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的電池組的局部剖開(kāi)的透視圖，以及圖2為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的電池組(或單元電池芯，在下文中為“電池組件”)的分解透視圖。
參考附圖，電池組2包括電池組件8和殼體12，其中，在電池組件8中，通過(guò)將電極組合體4放入容器6中將容器6密封，而殼體12容納電池組件8，同時(shí)露出外部接觸端子10。
在本發(fā)明中，殼體12由部分硬材料和部分柔性的材料的組合物形成，因此保證了電池組2所需要的安全性和強(qiáng)度，同時(shí)還使得該電池組變得小巧且重量輕。
關(guān)于電池組件8，可以使用方型(square type)電池、袋型(pouch type)電池等用于電池組件8，并且下面將作為例子描述方型電池。
參考圖2，電池組件8包括電極組件4、容器6、蓋組件20和安全裝置22，其中，電極組件4具有由隔板18隔開(kāi)卷繞成凝膠卷形結(jié)構(gòu)的正極板14和負(fù)極板16；容器6在其中容納電極組合體4，蓋組件20被固定在容器6的開(kāi)口6a上以密封容器6，而安全裝置22被設(shè)置在容器6的外側(cè)。
負(fù)極板16通過(guò)負(fù)極引線24連接到蓋組件20的負(fù)極端子26上，并且正極板14通過(guò)正極引線27連接到蓋組件20上，因此蓋組件20和容器6起到正極端子的作用。蓋組件20和負(fù)極端子26通過(guò)墊圈(未示出)保持絕緣狀態(tài)。
另外，安全裝置22包括PCM(保護(hù)電路組件)28、連接容器6下部表面和PCM 28的第一引線板30以及連接負(fù)極端子26和PCM 28的第二引線板32，并且當(dāng)電池組件8的電壓突然上升時(shí)，安全裝置22切斷電流，因而防止電池組件8爆炸。
安全裝置22還可以包括公知的PTC(正溫度系數(shù))元件(未示出)。
圖3為圖1的電池組的橫剖面視圖，下面參考圖1和圖3說(shuō)明殼體的結(jié)構(gòu)。
殼體12包括框架12a，框架12a具有根據(jù)電池組件8的外部構(gòu)造的預(yù)定的構(gòu)造形狀，例如方形?？蚣?2a被制作成具有至少一個(gè)開(kāi)口12b，并且在本實(shí)施例中，框架12a被制作使得開(kāi)口12b彼此相對(duì)地放置，電池組件8在其中間，被放置在框架12a的內(nèi)部。
開(kāi)口12b由殼體12的膜12c覆蓋。即，膜12c被結(jié)合到框架12a上(例如，通過(guò)粘結(jié))，從而當(dāng)膜12c覆蓋開(kāi)口12b時(shí)，連同框架12a一起形成殼體12。
在殼體12中，框架12a由硬的材料如塑料和鋼形成，并且當(dāng)由塑料形成時(shí)，可以通過(guò)常用的模制方法制得，而它的厚度大約為0.4mm?？蚣?2a有多個(gè)開(kāi)口124a(圖1)，和一個(gè)外部接觸端子10，該外部接觸端子10通過(guò)開(kāi)口124a暴露在殼體12的外部并電連接到電池組件8的正極板14和負(fù)極板16上。
膜12c由比框架12a軟的材料制得，并且它的厚度也薄于框架12a的厚度，使得它是柔性的。
更詳細(xì)地，膜12c由聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚對(duì)苯二酸乙二酯(PET)或聚氯乙稀(PVC)構(gòu)成，并且它的厚度大約為0.03-0.3mm，異步形成一種薄膜。
如圖3所示，當(dāng)膜12c結(jié)合到框架12a上時(shí)，膜12c粘附在框架12a的鄰近開(kāi)口12b的一個(gè)表面12a和框架12a的外周邊的表面122a上，膜12c的一個(gè)粘結(jié)表面單獨(dú)地形成在外周邊的表面122a上。
膜12c所粘附的框架12a的那部分并不限于上述結(jié)構(gòu)，即，如圖4中所示，膜12c可以粘附到框架12a的鄰近開(kāi)口12b的一個(gè)表面120a上。
圖3和圖4中所示的框架12a被分成彼此結(jié)合的兩部分，但這不是必需的。框架12a可以如圖5中所示形成一個(gè)體支架。在圖5示出的實(shí)施例中，通過(guò)粘結(jié)方法，膜12c還結(jié)合到鄰近框架12a開(kāi)口12b的一個(gè)表面120a上。
如圖6中所示，在膜12c的一個(gè)表面12c上(殼體的外表面)形成標(biāo)記17，如產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)或條形碼。
在具有上述結(jié)構(gòu)的電池組2中，殼體12由第一部分和第二部分的組合構(gòu)成，其中，第一部分即殼體12a，是由比膜12c硬的材料制成的，第二部分是由薄膜，即軟而薄的膜12c構(gòu)成的。也就是說(shuō)，由于框架12a是由比薄膜12ac硬得多的材料制得，所以框架12a可以具有優(yōu)異的安全性和強(qiáng)度，并且膜12c可以減少整體厚度，因而使電池組變得小巧且重量輕。
而且，當(dāng)電池組2由表面上已經(jīng)印刷了標(biāo)記17的膜12a形成時(shí)，則不必在電池殼體上單獨(dú)粘結(jié)具有與標(biāo)記相一致的印刷圖案的標(biāo)簽，因而可以簡(jiǎn)化用于電池組的制造過(guò)程。
在將分成兩部分的框架12a彼此結(jié)合而形成殼體12時(shí)，可以使用各種方法例如焊接、組裝和粘結(jié)方法等作為結(jié)合框架12a的方法。
圖7和圖8是本發(fā)明其它實(shí)施例的橫剖面視圖。
在圖7中所示的電池組50中，形成具有用于容納電池組件8的容納部分52a的主體52作為上述實(shí)施例中的第一部分。如圖中所示，在該主體52中，僅在膜54粘接側(cè)，(即上述第二部分)，形成開(kāi)口52b，并且通過(guò)使用黏合劑或類似手段將膜54結(jié)合到主體52的鄰近開(kāi)口52b的密封部分52c上。
由于主體52和膜54的基本特性與上述框架和膜相同，因此將不再對(duì)其做詳細(xì)解釋。
圖8中示出了將圖7中的主體52分成兩部分的實(shí)施例。即，在該實(shí)施例中，連結(jié)到主體52上的膜54結(jié)合到主體52上面部分(如從附圖所看到的那樣)，從而形成電池組的殼體，并且為了形成膜54所黏附的上部主體52，可以通過(guò)使用同時(shí)注入塑料和轉(zhuǎn)移膜(transfer film)的內(nèi)模制(in-mold)方法實(shí)現(xiàn)。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的電池組降低了電池厚度和重量，并且該電池具有優(yōu)異的安全性和強(qiáng)度，因此使電池組變得小巧且重量輕。此外，由于電池組厚度減少很多，所以可以同樣地增加電池組件的容量，因而增加了電池的效率。此外，因?yàn)椴恍枰獙?biāo)簽可分離地結(jié)合到電池組的外部表面上，所以這可以減少用于組件的制造步驟的數(shù)量。
雖然已經(jīng)示出且描述了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，在本實(shí)施例中，在不脫離本發(fā)明的原理和精神的前提下，可以做出改動(dòng)、因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)及其等效物限定。
權(quán)利要求
1.一種電池組，包括一殼體，其包括一框架和一膜，其中所述膜覆蓋所述框架的一開(kāi)口，從而在所述框架的內(nèi)部形成一空間；以及一單元電池芯，其被放置在所述殼體內(nèi)部的所述空間內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述框架的硬度比所述膜大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池組，其中所述框架由塑料和鋼中之一形成。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述膜由從由聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚對(duì)苯二酸乙二酯(PET)和聚氯乙稀(PVC)構(gòu)成的組中選出的一種材料形成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述膜的厚度在0.03-0.3mm的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中在所述膜上形成一標(biāo)記。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中在所述殼體上形成一接觸端子，所述接觸端子與所述單元電池芯電連接，以便連接所述電池組和一使用的設(shè)備。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述框架按分開(kāi)的方式形成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池組，其中所述膜被連接至鄰近所述框架設(shè)置的一表面上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電池組，其中通過(guò)粘結(jié)方法將所述膜結(jié)合到所述框架上。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電池組，其中所述膜被布置在鄰近所述框架設(shè)置的一表面上和所述框架的另一周圍表面上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池組，其中所述框架形成一個(gè)體支架。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電池組，其中通過(guò)粘結(jié)方法將所述膜結(jié)合到所述框架上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電池組，其中所述膜被結(jié)合到鄰近所述框架設(shè)置的一表面上。
15.一種電池組，包括一電池組件，其包括一電極組件和一容器，所述電極組件具有一正極板、一負(fù)極板和一分隔板，所述容器容納所述電極組件于其中；以及一殼體，其用于容納所述電池組件，暴露出與所述正極板和所述負(fù)極板電連接的一外部接觸端子，其中，所述外部殼體具有一用于容納所述電池組件、帶有至少一個(gè)開(kāi)口的一第一部分，以及一第二部分，其與所述第一部分連接，以便覆蓋所述至少一個(gè)開(kāi)口，所述第二部分的厚度小于所述第一部分的厚度。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池組，其中所述框架由塑料或鋼制成。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池組，其中所述至少一個(gè)開(kāi)口包括多個(gè)暴露出所述外部接觸端子的開(kāi)口。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池組，其中所述第二部分由一柔性膜形成。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的電池組，其中所述柔性膜由從由聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚對(duì)苯二酸乙二酯(PET)和聚氯乙稀(PVC)構(gòu)成的組中選出的一種材料形成。
20.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池組，其中在所述第二部分上形成一標(biāo)記。
21.根據(jù)權(quán)利要求15所述的電池組，其中所述第一部分具有一主體，所述主體包括用于容納所述電池組件的一容納部分和與所述第二部分結(jié)合的一密封部分。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電池組，其中所述主體按分開(kāi)的方式形成。
23.根據(jù)權(quán)利要求21所述的電池組，其中所述第二部分通過(guò)粘合方法與所述密封部分結(jié)合。
全文摘要
二次電池包括殼體和單元電池芯，其中殼體包括框架和膜，膜覆蓋框架的開(kāi)口以在框架內(nèi)部形成一空間，而單元電池芯被放置在殼體內(nèi)部的空間中?？蚣艿挠捕却笥谀?。框架可用塑料或鋼制成，而膜可用聚碳酸酯(PC)、聚乙烯(PE)、聚對(duì)苯二酸乙二酯(PET)或聚氯乙稀(PVC)制成。膜的厚度保持在0.03－0.3mm之內(nèi)，并可在膜上形成一個(gè)標(biāo)記。接觸端子形成在殼體上，并且該接觸端子與單元電池芯電連接，以便將電池組連接至被使用設(shè)備?？蚣芸砂捶珠_(kāi)的方式形成，而膜可粘合到位置與框架的開(kāi)口相鄰的一個(gè)表面上，或者框架的外周表面上?？蚣芸芍瞥蔀橐粋€(gè)體支架，而膜可粘合到位置與框架相鄰的一個(gè)表面上。
文檔編號(hào)H01M2/34GK1574414SQ20041005972
公開(kāi)日2005年2月2日 申請(qǐng)日期2004年6月21日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月19日
發(fā)明者金鉉中 申請(qǐng)人:三星Sdi株式會(huì)社