專利名稱：二次電池的保護電路模塊及使用該模塊的二次電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的各方面涉及一種二次電池，更具體地講，涉及一種二次電池的 保護電路模塊以及一種使用該保護電路模塊的二次電池，通過該保護電路模 塊加強了電池的裝配可加工性，并可降低制造成本。
背景技術(shù)：
近來，二次電池由于其可再充電性、小尺寸以及大容量而廣泛用于電子 產(chǎn)品中。二次電池分成各種類型，包括鎳氬電池、鋰電池、鋰離子電池等。 二次電池被構(gòu)造成包括電極組件；電解液，容納在罐內(nèi)；電極抽頭，從電 極組件的電極板延伸，以連接到殼體的外部端子。電極組件包括通過分隔件 彼此隔開的正極板和負極板。此外，在二次電池中，安全裝置(例如，正溫 度系數(shù)(PTC)裝置)安裝在二次電池的側(cè)部，以防止由于當(dāng)二次電池暴露 于高溫或者高電壓時內(nèi)部壓力增加而發(fā)生的事故(例如，爆炸、燃燒等)。具體地講，當(dāng)電子裝置暴露于高溫時，PTC裝置切斷電流。雖然PTC裝 置應(yīng)用于各種電子裝置，但是當(dāng)其用于電池時，PTC裝置用作安全裝置，以 防止電池由于高溫而爆炸或者燃燒。PTC裝置由聚合物和導(dǎo)電材料的混合物 制成，所述混合物可導(dǎo)電。當(dāng)PTC裝置暴露于高溫，使得PTC裝置的溫度升 高時，聚合物膨脹，導(dǎo)電顆粒(conductive particle )之間的接觸斷開，使得電 阻突然增大，以切斷電流。例如，安裝在二次電池中的PTC裝置包括PTC主體和連接到PTC主體 的端部的導(dǎo)電端子。PTC裝置安裝在二次電池的^^果電池的上側(cè)或者下側(cè)。此 外，PTC裝置的一個端子連接到電極組件的一個電極，PTC裝置的另一個端 子通過保護電路模塊連接到外部端子。在這種情況下，在被連接到接線板(lead plate)狀態(tài)下，PTC裝置的端子電連接到電極端子或者保護電路模塊。因此， 用于安裝PTC裝置的端子之間的傳統(tǒng)的連接結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此，可加工性較差。 另外，由于安裝PTC裝置需要接線板和絕緣材料，所以需要多個組件，并且制造成本增力口。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的各方面提供一種二次電池的保護電路板，其中，通過將PTC裝 置安裝在保護電路板上來安裝PTC裝置，從而改善可加工性。板上，以去除當(dāng)將PTC裝置安裝在裸電池上時所需要的另外的組件，從而降低制造成本。根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種二次電池的保護電路模塊，該二次電池 的保護模塊包括正溫度系數(shù)(PTC)裝置，根據(jù)溫度切斷二次電池的電流； 電路板，其中，PTC裝置的端子插入到電路板中，以與電路板的連接端子結(jié)合。PTC裝置的端子可以接觸連接端子。 PTC裝置的端子可焊接到連接端子上。PTC裝置可包括第一端子和第二端子；PTC主體，電連接第一端子和 第二端子。PTC主體可包括具有結(jié)晶聚合物樹脂和導(dǎo)電材料的導(dǎo)電聚合物。PTC裝置的端子中的每個可包括連接部分，連接到PTC主體；插入部 分，插入到電路板中，以與對應(yīng)的連接端子結(jié)合。連接部分可以是平板，插入部分可在對應(yīng)的連接部分的端部彎曲，插入 部分的端部可垂直地插入到電i 各板的表面中。此外，PTC主體和連接到PTC主體的所述兩個端子的外表面可涂覆有絕 熱材料和/或抗氧化材料。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種二次電池，該二次電池包括棵電池， 包括罐和帽組件，其中，罐用于容納電極組件和電解液，帽組件連接到電極 組件的電極，以密封罐的開口；保護電路模塊，電連接到棵電池，并包括 保護電路板，包括外部端子和連接端子；正溫度系數(shù)(PTC)裝置，包括插 入到保護電路板中并分別與保護電路板的連接端子結(jié)合的端子。PTC裝置的端子可接觸連接端子。 PTC裝置的端子可焊接到保護電路板的連接端子上。PTC裝置可包括第一端子和第二端子；PTC主體，與第一端子和第二PTC主體可包括具有結(jié)晶聚合物樹脂和導(dǎo)電材料的導(dǎo)電聚合物。 PTC裝置的每個端子可包括連接到PTC主體的平板部分；與保護電路 板的對應(yīng)的連接端子結(jié)合并垂直地插入到保護電路板的表面中的一部分。PTC主體和連接到PTC主體的所述兩個端子的外表面可涂覆有絕熱材料和/或抗氧化材料。PTC裝置可安裝在保護電路板的面對裸電池的表面上，或者安裝在與保 護電路板的面對棵電池的表面相對的表面上。此外，PTC裝置的第一端子可延伸以接觸棵電池。 PTC裝置的延伸的端子可接觸棵電池的負極或者正極。 根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種二次電池的正溫度系數(shù)(PTC)裝置， 該二次電池包括保護電路板，該PTC裝置包括第一端子，通過保護電路 板的第一連接端子連接到二次電池的電極；第二端子，通過保護電路板的第 二連接端子連接到外部端子；主體，與第一端子和第二端子電連接在一起。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種二次電池的保護電路板，該保護電路 板包括正溫度系數(shù)(PTC)裝置，該保護電路板包括外部端子；第一連接 端子，將PTC裝置的第一端子連接到二次電池的電極；第二連接端子，將PTC 裝置的第二端子連接到外部端子。將在接下來的描述中部分闡述本發(fā)明另外的方面和/或優(yōu)點，還有 一部分 通過描述將是清楚的，或者可以經(jīng)過本發(fā)明的實施而得知。


通過下面結(jié)合附圖對實施例進行的描述，本發(fā)明的這些和/或其它方面和 優(yōu)點將會變得清楚和更易于理解，其中圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的二次電池的保護電路模塊的透視圖； 圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的正溫度系數(shù)(PTC)裝置的透視圖； 圖3是示出圖2中的PTC裝置的主視圖； 圖4是示出圖2中的PTC裝置的側(cè)視圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的使用保護電路模塊的二次電池的分解透視圖；圖6是示出圖5中的裝配的二次電池的截面圖； 圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的裝配的二次電池的截面圖； 圖8是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的裝配的二次電池的截面圖； 圖9是示出根據(jù)本發(fā)明另 一 實施例的裝配的二次電池的截面圖。
具體實施方式
現(xiàn)在對本發(fā)明的本實施例進行詳細的描述，其示例表示在附圖中，其中， 相同的標(biāo)號始終表示相同的元件。下面通過參照附圖對實施例進行描述以解釋本發(fā)明。圖1是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的二次電池的保護電路模塊的透視圖。 圖2至圖4分別是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的正溫度系數(shù)(PTC)裝置的透 視圖、主視圖和側(cè)視圖。參照圖1至圖4， 二次電池的保護電路模塊包括保護電路板100，具有 連接端子140和150;正溫度系數(shù)(PTC)裝置200,連接到連接端子140和 150。保護電^各板1.00包括外部端子110，安裝在保護電路板100的表面上； 通孔120，形成在或者形成為接近保護電路板100的中部；連接端子140和 150,設(shè)置在與安裝外部端子110的側(cè)部相反的側(cè)部上。PTC裝置200包括第一端子210，穿過保護電路板100的連接端子140 連接到正極或者負極；第二端子220，穿過保護電^41 100的連接端子150 連接到外部端子110; PTC主體230，位于第一端子210和第二端子220之間。第一端子210和第二端子220由導(dǎo)電材料制成。此外，第一端子210包 括連接到PTC主體230的連接部分212和連接到保護電路板100的連接端子 140的插入部分214，第二端子220包括連接到PTC主體230的連接部分222 和連接到保護電路板100的連接端子150的插入部分224。連接部分212和 222可以是接觸PTC主體230的表面的平板。插入部分214在連接部分212 的端部豎直地彎曲(例如，垂直于連接部分212),插入部分224在連接部分 222的端部豎直地彎曲(例如，垂直于連接部分222)。因此，插入部分214 和224沿著與保護電路板100的表面垂直的方向插入穿過保護電路板100的表面。具有被旋轉(zhuǎn)90度的"L，，形的第一端子210附著到PTC主體230的側(cè)部 (例如，上側(cè))，并與保護電路板100的表面隔開預(yù)定距離朝著所述表面垂直 地彎曲。此外，具有倒"L"形的第二端子220附著到PTC主體230的另一 側(cè)部(例如，下側(cè))，并在保護電路板100的表面上朝著保護電路板100的表面垂直地彎曲。PTC主體230由包括結(jié)晶聚合物樹脂(crystalline polyer resin )和導(dǎo)電材 料(例如，碳黑、金屬顆粒和金屬粉末)的混合物的導(dǎo)電聚合物制成。此外， PTC主體230呈平坦的方形。然而，應(yīng)該理解，PTC主體230不限于平坦的 方形。例如，PTC主體230可具有平坦的圓柱形。連接到兩個端子210和220的PTC主體230的外表面或者外表面的一部 分可涂覆有絕熱材料。使得從PTC主體230吸收的熱不發(fā)射到外部。此外，連接到兩個端子210和220的PTC主體230的外表面或者外表面 的一部分可涂覆有抗氧化材料，以防止PTC主體230 一皮氧化。根據(jù)示出的本發(fā)明的實施例的PTC裝置200安裝在其上的保護電路模塊 在安裝PTC裝置200期間通過將兩個端子210和220插入到保護電路板100 中而簡單地完成。因此，PTC裝置200的安裝顯著簡化并得到改善。此外， 插入到保護電路板100中的PTC裝置200的一些部分可通過焊接穩(wěn)定地固定 到保護電路板100上。圖5是示出根據(jù)本發(fā)明的實施例的使用保護電路模塊的二次電池的分解 透視圖。參照圖5， 二次電池包括棵電池300;保護電路模塊400，電連接 到裸電池300;上殼體500和下殼體600，分別與棵電池300的上側(cè)和下側(cè)結(jié) 合。保護電路模塊400包括如圖1所示的帶有外部端子IIO的保護電路板100?？秒姵?00包括電極組件310,具有正極板312、負極板214和分隔件 316;罐320,用于容納電極組件310和電解液；帽組件330，將罐320的開 口密封，并包括帽板334，電極端子332通過帽板334連接到電極組件310。電極端子332可以是負極端子或者具有改變的正極性的正極端子。此外， 接線板336和338安裝在帽板334的兩個上端，以電連接到保護電路板100, 并支撐與棵電池300的上側(cè)平行的保護電路板100。連接到棵電池300的電極端子332的電端子130穿過(例如，焊接穿過) 保護電路板的通孔120。此外，保護電路模塊400可包括安裝在保護電路模
塊400的側(cè)部的多種保護電路組件(未示出)和安全裝置。如圖所示，二次電池包括保護電路板100， PTC裝置200安裝在該保護 電路板100上。換句話i^t， PTC裝置200通過將兩個端子210和220插入到 保護電路板100中而安裝在保護電路板100上。如參照圖1至圖4所描述，由于PTC裝置200具有與根據(jù)本發(fā)明的各方 面的二次電池的保護電路板100中使用的PTC裝置200的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)， 所以將省略對其的詳細描述。因此，安裝在保護電路板100的上側(cè)的PTC裝置200的第一端子2J0和 第二端子220分別電連接到保護電路板100的連接端子140和150。因此，通過將電極組件310容納在罐320中，使用帽組件330將罐320 的開口密封，注入電解液，然后將棵電池300密封，從而完成二次電池的棵 電池300的裝配。此外，PTC裝置200安裝在其上的保護電路板100固定到 棵電池300的上側(cè)，將上殼體500與下殼體600結(jié)合。圖6是示出根據(jù)本發(fā)明實施例的二次電池在將上殼體與下殼體結(jié)合之前 的截面圖。參照圖6, 二次電池包括安裝在保護電路板100的上側(cè)的PTC裝 置200。 PTC裝置200的兩個端子210和220連接到保護電路板100的連接 端子140和150。此外，保護電路板100連接到棵電池300的電極端子332 以及接線板336和338。電池產(chǎn)生高溫而使PTC裝置200的溫度升高。因此，PTC主體230的溫度 升高，包含在導(dǎo)電材料中的聚合物顆粒膨脹，使得導(dǎo)電顆粒之間的接觸斷開， 從而切斷電流。因此，由于PTC裝置200安裝在保護電路板IOO上，所以可 防止電池的爆炸和燃燒。圖7是示出根據(jù)本發(fā)明另一實施例的二次電池在將上殼體與下殼體結(jié)合 之前的截面圖。參照圖7， 二次電池包括安裝在保護電路板IOO上的PTC裝 置200A。 PTC裝置200A的兩個端子210A和220A連接到保護電路板100 的連接端子140和150。此外，保護電路板100連接到棵電池300的電極端 子332以及4妄線一反336和338。圖7中示出的二次電池與圖6中示出的二次電池之間的區(qū)別在于PTC裝 置200相對于保護電路板100的位置。具體地講，在圖6中，PTC裝置200 位于保護電路板100的上側(cè)上，而在圖7中，PTC裝置200A位于保護電路二次電池中，由于當(dāng)二次電池的電流增加時從
板100的下側(cè)上。因此，PTC裝置200A的PTC主體230A位于保護電路板 100的下側(cè)，非?？拷秒姵?00。因此，由于在二次電池中，PTC裝置200A安裝得靠近棵電池300，所以 二次電池對溫度變化的反應(yīng)會更加敏感，因此，根據(jù)二次電池的電壓變化以 切斷電流的PTC裝置200A作為安全裝置的性能被改善。圖8和圖9是示出根據(jù)本發(fā)明另外的實施例的二次電池在將上殼體與下 殼體結(jié)合之前的截面圖。參照圖8和圖9， 二次電池包括安裝在保護電路板 100的上側(cè)的PTC裝置200B和PTC裝置200C。連接到PTC裝置200B的 PTC主體230B的第一端子210B和第二端子220B中的一個延伸預(yù)定長度， 以穿過保護電路板100,并連接到棵電池300的上側(cè)，連接到PTC裝置200C 的PTC主體230C的第一端子210C和第二端子220C中的一個延伸預(yù)定長度， 以穿過保護電路板100，并連接到棵電池300的上側(cè)。如圖8所示，PTC裝置200B的第一端子210B和第二端子220B中的 第一端子210B延伸到棵電池300的電極端子332。具體地講，PTC裝置200B 的第 一端子21OB連接到棵電池300的負極，第二端子220B連接到保護電路 板100的外部端子(未示出)。如圖9所示，PTC裝置200C的第一端子210C和第二端子220C中的 第二端子220C延伸到棵電池300的帽板334。具體地講，PTC裝置200C的 第二端子220C連接到棵電池300的正極，第一端子210C連接到保護電路板 100的外部端子(未示出)。因此，PTC裝置200B的端子210B充分地延伸，以連接到裸電池300的 上側(cè)，使得PTC主體230B快速檢測棵電池300的溫度改變，以切斷電流。 PTC裝置200C的端子220C充分地延伸，以連接到棵電池300的上側(cè)，使得 PTC主體230C快速檢測棵電池300的溫度改變，以切斷電流。如上所述，在根據(jù)本發(fā)明各方面的二次電池的保護電路模塊中，PTC裝 置200安裝在保護電路板100上，從而改善可加工性。具體地講，PTC裝置 200安裝在保護電路板100上，從而當(dāng)將PTC裝置200安裝在二次電池的棵 電池上時不需要另外的組件。因此，可降低制造成本。此外，在當(dāng)將PTC裝置200安裝在二次電池中的保護電路板的下側(cè)時的 情況下，可更加敏感地檢測棵電池的溫度改變。此外，在當(dāng)安裝在保護電路板100上的PTC裝置200B的一個端子210B
延伸足夠的距離以連接到棵電池時的情況下，棵電池的熱傳遞到PTC裝置 200B的導(dǎo)熱性得到改善，從而PTC裝置200B的電流切斷性能能夠得到改善。 在當(dāng)安裝在保護電路板00上的PTC裝置200C的一個端子220C延伸足夠的 距離，以連接到棵電池時的情況下，棵電池的熱傳遞到PTC裝置200C的導(dǎo) 熱性得到改善，從而PTC裝置200C的電流切斷性能能夠得到改善。雖然已表示和描述了本發(fā)明的一些實施例，但本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理角罕， 在不脫離由權(quán)利要求及其等同物限定其范圍的本發(fā)明的原理和精神的情況 下，可以對這些實施例進行修改。
權(quán)利要求
1、一種二次電池的保護電路模塊，包括正溫度系數(shù)裝置，切斷二次電池的電流；電路板，其中，正溫度系數(shù)裝置的端子插入到電路板中，以與電路板的連接端子結(jié)合。
2、 如權(quán)利要求1所述的保護電路模塊，其中，正溫度系數(shù)裝置的端子接觸連接端子。
3、 如權(quán)利要求2所述的保護電路模塊，其中，正溫度系數(shù)裝置的端子被 焊接到電路板的連接端子上。
4、 如權(quán)利要求1所述的保護電路模塊，其中，正溫度系數(shù)裝置包括 第一端子和第二端子；正溫度系數(shù)主體，與第一端子和第二端子電連接在一起。
5、 如權(quán)利要求4所述的保護電路模塊，其中，正溫度系數(shù)主體包括具有 結(jié)晶聚合物樹脂和導(dǎo)電材料的導(dǎo)電聚合物。
6、 如權(quán)利要求4所述的保護電路模塊，其中，正溫度系數(shù)裝置的第一端 子和第二端子中的每個包括連接部分，連接到正溫度系數(shù)主體；插入部分，插入到電路板中，以與對應(yīng)的連接端子結(jié)合。
7、 如權(quán)利要求6所述的保護電路模塊，其中，每個連接部分是平板，每 個插入部分在對應(yīng)的連4妻部分的端部彎曲。
8、 如權(quán)利要求7所述的保護電路模塊，其中，插入部分的端部垂直地插 入到電路板的表面中。
9、 如權(quán)利要求4所述的保護電路模塊，其中，正溫度系數(shù)主體和連接到正溫度系數(shù)主體的第一端子和第二端子的外表面涂覆有絕熱材料和/或抗氧 化材料。
10、 如權(quán)利要求4所述的保護電路模塊，其中，第一端子延伸穿過電路 板，并接觸二次電池的棵電池。
11、 如權(quán)利要求4所述的保護電路;漠塊，其中第 一端子通過電路板的第 一連接端子連接到二次電池的電極； 第二端子通過電路板的第二連接端子連接到外部端子。
12、 一種二次電池，包才舌裸電池，包括罐和帽組件，其中，罐用于容納電極組件和電解液，帽組 件連接到電極組件的電極，以密封罐的開口；保護電路模塊，電連接到棵電池，保護電路模塊包括 保護電路板，包括外部端子和連接端子；正溫度系數(shù)裝置，切斷二次電池的電流，正溫度系數(shù)裝置包括插入 到保護電路板中并分別與保護電路板的連接端子結(jié)合的端子。
13、 如權(quán)利要求12所述的二次電池，其中，正溫度系數(shù)裝置的端子接觸連接端子。
14、 如權(quán)利要求13所述的二次電池，其中，正溫度系數(shù)裝置的端子被焊 接到保護電路板的連接端子上。
15、 如權(quán)利要求12所述的二次電池，其中，正溫度系數(shù)裝置包括 第一端子和第二端子；正溫度系數(shù)主體，與第一端子和第二端子電連接在一起。
16、 如權(quán)利要求15所述的二次電池，其中，正溫度系數(shù)主體包括具有結(jié) 晶聚合物樹脂和導(dǎo)電材料的導(dǎo)電聚合物。
17、 如權(quán)利要求15所述的二次電池，其中，正溫度系數(shù)裝置的第一端子 和第二端子中的每個包括連接部分，是連接到正溫度系數(shù)主體的平板；插入部分，與保護電路板的對應(yīng)的連接端子結(jié)合，并垂直地插入到保護 電路板的表面中。
18、 如權(quán)利要求15所述的二次電池，其中，正溫度系數(shù)主體和連接到正 溫度系數(shù)主體的第一端子和第二端子的外表面涂覆有絕熱材料和/或抗氧化材料。
19、 如權(quán)利要求12所述的二次電池，其中，正溫度系數(shù)裝置安裝在保護 電路板的面對凈果電池的表面上。
20、 如權(quán)利要求12所述的二次電池，其中，正溫度系數(shù)裝置安裝在與保
21、 如權(quán)利要求15所述的二次電池，其中，正溫度系數(shù)裝置的第一端子 延伸穿過保護電路板，并接觸棵電池。
22、 如權(quán)利要求21所述的二次電池，其中，正溫度系數(shù)裝置的第一端子 接觸棵電池的負極或者正極。
23、 如權(quán)利要求15所述的二次電池，其中第 一端子通過保護電路板的第 一連接端子連接到電極組件的電極； 第二端子通過保護電路板的第二連接端子連接到外部端子。
全文摘要
一種二次電池的保護電路模塊及使用該模塊的二次電池，該保護電路模塊包括正溫度系數(shù)(PTC)裝置和電路板，其中，PTC裝置的端子插入到電路板中，以與電路板的連接端子結(jié)合，從而改善可加工性，并降低了制造成本。通過在電路板的上側(cè)或者下側(cè)上安裝PTC裝置，或者使PTC裝置的一個端子延伸到二次電池的裸電池，可使二次電池對二次電池的溫度增加的反應(yīng)更加靈敏。
文檔編號H01M10/42GK101399378SQ20081016636
公開日2009年4月1日 申請日期2008年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年9月27日
發(fā)明者張營喆 申請人:三星Sdi株式會社