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CN105938892A - 二次电池 - Google Patents

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CN105938892A CN201610115881.0A CN201610115881A CN105938892A CN 105938892 A CN105938892 A CN 105938892A CN 201610115881 A CN201610115881 A CN 201610115881A CN 105938892 A CN105938892 A CN 105938892A
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Abstract

提供一种二次电池，所述二次电池包括：裸电池，包括壳和密封壳的顶板；温度感测元件，位于顶板上；保护电路模块，与顶板结合并与裸电池和温度感测元件电连接，其中，电连接构件位于温度感测元件的至少一侧上并将温度感测元件电连接到裸电池和保护电路模块中的至少一个。

Description

二次电池
本申请要求于2015年3月2日提交到韩国知识产权局的第10-2015-0029079号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的内容通过引用全部包含于此。
技术领域
本发明的实施例涉及一种二次电池，所述二次电池具有结构上和电气上稳定的构造，同时具有简化的制造工艺。
背景技术
在二次电池的充电和/或放电期间，可发生过充电或过放电。过充电和/或过放电可引起由于电解质的分解或热量的产生而产生气体，从而导致电池性能的劣化或者对电池造成损害。因此，为了减少或防止过充电或过放电的发生，二次电池包括保护电路模块。当检测到二次电池的充分的充电或放电时，保护电路模块可切断充电或放电。
此外，为了防止二次电池由于热量产生而被损害，二次电池包括正温度系数(PTC)。PTC感测由裸电池产生的热量并在裸电池的温度超过某个(例如，预定的)水平时或者在过电流流过裸电池时切断裸电池的电流的流动。
PTC通常被构造成使得PTC与裸电池的顶表面结合。为了保证裸电池的稳定的充电和放电操作，PTC应与裸电池稳定地结合。
发明内容
本发明的实施例提供一种二次电池，所述二次电池具有结构上和电气上稳定的构造，同时具有简化的制造工艺。
将通过下面对本发明的示例性实施例的描述来描述，或者本发明的实施例的上述和其他方面通过下面对本发明的示例性实施例的描述将是清楚的。
根据本发明的实施例，提供一种二次电池，所述二次电池包括：裸电池，包括壳和密封壳的顶板；温度感测元件，位于顶板上；保护电路模块，与顶板结合并与裸电池和温度感测元件电连接，其中，电连接构件位于温度感测元件的至少一侧上并将温度感测元件电连接到裸电池和保护电路模块中的至少一个。
电连接构件可布置在顶板和温度感测元件之间。
此外，电连接构件可具有与从顶板突出的电极端子的高度对应的高度。
此外，电连接构件可包括：第一垫，暴露以与从顶板突出的电极端子结合；第二垫，暴露以与温度感测元件结合。
被构造为与顶板接触的电连接构件的表面是绝缘的。
电连接构件还可包括连接构件，所述连接构件包括将第一垫与电极端子彼此连接的金属板。
连接构件可包括镍或镍合金。
电连接构件还可包括连接构件，所述连接构件包括将温度感测元件与保护电路模块彼此连接的金属板。
连接构件可与温度感测元件一体地形成。
电连接构件可布置在温度感测元件和保护电路模块之间。
此外，电连接构件可包括垫，所述垫暴露以与温度感测元件和保护电路模块结合。
电连接构件的除了垫之外的部分可以是电绝缘的。
温度感测元件可以是正温度系数(PTC)。
电连接构件可包括印刷电路板。
如上所述，在根据本发明的实施例的二次电池中，包括(例如，是)印刷电路板的第一连接构件形成在温度感测元件的底表面上以调整在裸电池的顶板上安装温度感测元件时电极端子的阶梯差，从而提供具有在结构上和电气上更稳定的结构的二次电池，并简化制造工艺。
此外，因为第一连接构件基于绝缘基底形成，所以与电极端子连接的温度感测元件与顶板绝缘，从而提供电稳定性。
另外，根据本发明的实施例的二次电池包括作为印刷电路板形成在温度感测元件和保护电路模块之间的第二连接构件，从而在设计保护电路模块的图案时提供自由度并通过替代通常在使温度感测元件与保护电路模块连接时使用的金属板来降低制造成本。
附图说明
通过参照附图详细描述本发明的示例性实施例，本发明的实施例的以上和其他方面将变得更加明显，在附图中：
图1是根据本发明的实施例的二次电池的透视图；
图2是图1中示出的二次电池的分解透视图；
图3是示出在图1中示出的二次电池中裸电池和正温度系数(PTC)彼此结合的状态的透视图；
图4是示出在图1中示出的二次电池中裸电池和保护电路模块彼此结合的状态的侧视图；
图5是示出在图1中示出的二次电池中正温度系数(PTC)和保护电路模块彼此结合的状态的底部透视图；
图6是示出在根据本发明的另一实施例的二次电池中裸电池和正温度系数(PTC)彼此结合的状态的透视图；
图7是示出在图6中示出的二次电池中裸电池和保护电路模块彼此结合的状态的侧视图；以及
图8是示出在图6中示出的二次电池中正温度系数(PTC)和保护电路模块彼此结合的状态的底部透视图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的示例性实施例，使得它们可被本领域技术人员容易地做出和使用。
将理解的是，当元件或层被称为“在”另一元件或层“上”、“连接到”或“结合到”另一元件或层时，该元件或层可直接在另一元件或层上、直接连接或结合到另一元件或层，或者还可存在一个或更多个中间元件或层。当元件被称为“直接在”另一元件或层“上”、“直接连接到”或“直接结合到”另一元件或层时，则不存在中间元件或层。例如，当第一元件被描述为“结合”或“连接”到第二元件时，第一元件可直接结合或连接到第二元件或者第一元件可经由一个或更多个中间元件间接结合或连接到第二元件。同样的附图标记指示同样的元件。如在此使用的，术语“和/或”包括一个或更多个相关所列项目中的任何组合和所有组合。此外，当描述本发明的实施例时使用的“可(以)”涉及“本发明的一个或更多个实施例”。诸如“……中的至少一个(种)”的表述在一列元件(要素)之后时，修饰整列的元件(要素)，而不是修饰这列中的个别元件(要素)。另外，术语“示例性”意图指的是示例或图例。
将理解的是，尽管在此使用术语第一、第二、第三等来描述各种元件、组件、区域、层和/或部分，但是这些元件、组件、区域、层和/或部分不应被这些术语限制。这些术语仅用于将一个元件、组件、区域、层或部分与另一元件、组件、区域、层或部分区分开。因此，以下讨论的第一元件、组件、区域、层或部分在没有脱离示例实施例的教导的情况下，可被命名为第二元件、组件、区域、层或部分。在附图中，各种元件、层等的尺寸为了图示的清楚可被夸大。
为了方便描述，可在此使用诸如“在……之下”、“在……下方”、“下面的”、“在……上方”和“上面的”等的空间相对术语以描述如在附图中示出的一个元件或者特征与另外的元件或者特征的关系。将理解的是，除了在附图中描绘的方位之外，空间相对术语还旨在包含装置在使用或者操作中的不同方位。例如，如果在附图中的装置被翻转，那么被描述为“在”其他元件或特征“下方”或者“之下”的元件随后将被定位于“在”其他元件或特征“上方”或“之上”。因此，术语“在……下方”可包含在……上方和在……下方两种方位。装置可被另外定位(旋转90度或在其他方位)，并相应地解释在此使用的空间相对描述语。如在此使用的，术语“使用”和其变形可被认为分别与术语“利用”和其变形同义。
在此使用的术语用于描述具体示例实施例的目的，而不旨在限制示例实施例。如在此使用的，单数形式“一个”和“一种(者)”也旨在包括复数形式，除非上下文另外清楚指示。还将理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”、“包括”和/或其变形时，表明存在陈述的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或附加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
图1是根据本发明的实施例的二次电池的透视图，图2是图1中示出的二次电池的分解透视图，图3是示出在图1中示出的二次电池中裸电池和正温度系数(PTC)彼此结合的状态的透视图，图4是示出在图1中示出的二次电池中裸电池和保护电路模块彼此结合的状态的侧视图，图5是示出在图1中示出的二次电池中正温度系数(PTC)和保护电路模块彼此结合的状态的底部透视图。
参照图1和图2，根据本发明的实施例的二次电池100包括裸电池110、保护电路模块120、正温度系数(PTC)130、电连接构件140、第一引线板150和第二引线板160。此外，根据本发明的实施例的二次电池100还可包括上盖170、下盖180和标签190。
裸电池100能够充电和放电(例如，被构造为被充电和被放电)并可包括包含正电极、负电极和设置在正电极和负电极之间的隔膜的电极组件、由金属材料制成并具有容器形状以容纳电极组件和电解质的罐111以及对罐111进行密封的顶板112。在一个实施例中，顶板112由金属材料制成，电极端子113结合到顶板112的大约中心区域。在一个实施例中，将电极端子113与顶板112绝缘的绝缘垫圈114可设置在顶板112和电极端子113之间。
罐111和顶板112可用作端子。在一个实施例中，罐111和顶板112可用作正电极。在这个实施例中，电极端子113用作负电极。因此，在一个实施例中，顶板112和电极端子113可具有相反的极性。
在电极端子113通过垫圈114与裸电池110绝缘的状态下，裸电池110具有顶表面110a、与顶表面110a连接的一对短侧表面110b和110c和一对长侧表面110d和110e以及与侧表面110b、110c、110d和110e连接并面对顶表面110a的底表面110f,电极端子113从顶表面110a突出。在一个实施例中，在与裸电池110的顶表面110a连接的侧表面110b、110c、110d和110e之中，所述一对短侧表面110b和110c是宽度相对窄的侧表面，所述一对长侧表面110d和110e是裸电池110的侧表面110b、110c、110d和110e之中宽度相对宽的侧表面。
保护电路模块120设置在裸电池110上以与裸电池110电连接，并包括电路板121、端子122、电路装置123、场效应晶体管(FET)124以及焊接开口125(例如，焊接孔)。
电路板121基本上是板状的并包括用于防止过充电、过放电和/或过电流对裸电池110造成损坏的保护电路。在一个实施例中，电路板121的顶表面121a被限定为与保护电路模块120的顶表面相同，例如，电路板121的顶表面121a与保护电路模块120的顶表面相同，电路板121的底表面121b被限定为与保护电路模块120的底表面相同，例如，电路板121的底表面121b与保护电路模块120的底表面相同。
端子122形成在电路板121的顶表面121a上并将电路板121电连接到外部电气装置。在一个实施例中，端子122可包括组负号端子(pack minusterminal)122a、组正号端子(pack plus terminal)122b和温度识别(ID)端子122c。
电路装置123形成在(例如，附加到)电路板121的底表面121b上。电路装置123构成(例如，是)用于执行裸电池110的充电和放电操作的充电/放电电路。此外，电路装置123构成用于防止过充电、过放电和/或过电流对裸电池110造成损坏的保护电路。
FET 124形成在电路板121的底表面121b上，例如，FET 124附加到电路板121的底表面121b。FET 124通过电路板121与电路装置123电连接。FET 124是电路装置123的充电/放电电路的一部分。FET 124沿裸电池110的充电路径或放电路径的至少一部分布置，并控制充电操作或放电操作。因为在FET 124的操作期间产生热量，所以FET 124可单独地设置在电路装置123外部。然而，根据电路设计，FET 124也可被合并到电路装置123中。
焊接开口125布置在电路板121的大约中心区域处并形成为穿过顶表面121a和底表面121b。焊接开口125布置在与裸电池110的电极端子113对应的区域处并且在电连接构件140(稍后将进一步描述)通过电阻焊接或激光焊接被焊接到电极端子113时，提供焊接空间。
无源器件126可以是电路装置123的充电/放电电路的一部分。无源器件126也可被设置为单独的组件。然而，在另一实施例中，无源器件126可被合并到电路装置123，例如，可以是与电路装置123一体的。
温度感测元件130安装在电路板121的底表面121b上以与保护电路模块120的图案电连接。当裸电池110的温度超过参考温度时，温度感测元件130切断电流的流动，从而防止由于裸电池110产生的热量而导致裸电池110的不正常的操作。为此，温度感测元件130可被设置为正温度系数(PTC)。此外，温度感测元件130可以是可表面安装在电路板121上的芯片PTC热敏电阻，然而温度感测元件130的种类不局限于此。例如，温度感测元件130可具有几百欧姆的室温电阻和在75℃到120℃之间的范围内的操作温度。
在温度感测元件130的表面之中，面对裸电池110的底表面位于顶板112之上并在电连接构件140上并且电连接到电极端子113。此外，温度感测元件130可通过焊接或软焊结合到电连接构件140。此外，温度感测元件130也可通过导热粘合剂结合到电连接构件140。
电连接构件140包括第一连接构件141、第二连接构件142和第三连接构件143，第一连接构件141形成在裸电池110的顶板112和温度感测元件130之间，第二连接构件142形成在温度感测元件130和保护电路模块120之间，第三连接构件143形成在第一连接构件141和电极端子113之间。
第一连接构件141可被设置为印刷电路板(PCB)。因此，第一连接构件141将温度感测元件130和顶板112之间的电通路电分离。因此，第一连接构件141可通过减少温度感测元件130的位置限制来增加设计自由度。
此外，考虑到顶板112(例如，与顶板112有关)，将第一连接构件141形成为第一连接构件141的高度h1与电极端子113的高度h2对应。因此，第一连接构件141调整电极端子113的阶梯差(例如，调整电极端子113与顶板112之间的阶梯差)，从而缩短将被结合到温度感测元件130的第三连接构件143的长度并通过简化第三连接构件143的构造来降低制造成本。此外，因为第一连接构件141能够降低用于形成第三连接构件143需要的金属板(例如，镍板)的长度，所以可降低制造成本。
此外，第一连接构件141包括与第三连接构件143结合的第一垫(pad，或称为“焊盘”)141a和与温度感测元件130结合的第二垫141b。第一垫141a和第二垫141b可被构造为具有从绝缘基底的主体暴露的金属图案的形状。此外，第一垫141a和第二垫141b彼此电连接。因此，与第一垫141a结合的第三连接构件143和电极端子113电连接到与第二垫141b结合的温度感测元件130。因此，因为从电极端子113流出或流到电极端子113的电流经过(例如，流经)温度感测元件130，所以温度感测元件130可根据裸电池110的温度控制电流。
第二连接构件142形成在温度感测元件130和保护电路模块120之间。第二连接构件142也可形成为PCB。第二连接构件142包括形成在其顶表面上以与保护电路模块120电连接的垫142a和形成在其底表面上以与温度感测元件130电连接的垫。此外，因为形成第二连接构件142使得垫142a以期望的图案布置，所以可增大保护电路模块120的图案的设计自由度。因此，可降低在布置保护电路模块120的装置过程中的位置限制。此外，因为第二连接构件142可替代通常在使温度感测元件130与保护电路模块120连接时使用的金属板(例如，可使用第二连接构件142来取代通常在使温度感测元件130与保护电路模块120连接时使用的金属板)，所以可降低制造成本。
第三连接构件143将温度感测元件130电连接到电极端子113。例如，第三连接构件143将电极端子113连接到第一连接构件141的第一垫141a，从而将结合到第二垫141b的温度感测元件130连接到电极端子113。第三连接构件143可由金属板形成。镍或镍合金可用作金属板的材料。
第一引线板150形成在保护电路模块120的一侧的下部分处。第一引线板150与保护电路模块120的端子图案电连接。第一引线板150将裸电池110电连接到保护电路模块120。第一引线板150可由金属材料(例如，镍或镍合金)制成。在一个实施例中，第一引线板150可与裸电池110的顶表面110a(例如，顶板112)连接，从而用作第一电极(例如，正电极)。第一引线板150具有形成在保护电路模块120下方的第一区域151、弯曲并连接到第一区域151的第二区域152(例如，从第一区域151弯曲并连接到第一区域151的第二区域152)以及从第二区域152弯曲并结合到裸电池110的顶板112的第三区域153。
与第一引线板150对应(例如，与第一引线板150相似)的第二引线板160形成在保护电路模块120的另一侧(例如，相对于形成有第一引线板150的保护电路模块120的一侧的保护电路模块120的另一侧)的下部分处。成形为与第一引线板150对称的第二引线板160与保护电路模块120的端子图案电连接。第二引线板160包括与第一引线板150的第一区域151至第三区域153对应的第一区域161、第二区域162和第三区域163。
上盖170结合到裸电池110的顶部分并将保护电路模块120容纳在上盖170的内部空间中。上盖170包括盖板171和从盖板171延伸到保护电路模块120或从盖板171朝向保护电路模块120延伸的侧壁173和174。
盖板171可形成为具有与裸电池110的顶表面110a基本上相同或相同的构造(例如，盖板171可具有与裸电池110的顶表面110a相同或基本上相同的尺寸和/或形状)。盖板171的内表面与电路板121的顶表面121a接触。盖板171具有位于与端子122对应的区域处的通孔172。通孔172包括与端子122的组负号端子122a、组正号端子122b和温度ID端子122c对应的三个通孔172a、172c和172b，并使端子122暴露到外部，从而允许根据本发明的实施例的二次电池100与外部电气装置电连接。
侧壁173和174包括位于上盖170的相对的纵向端部处的端部173和与端部173连接的连接部174。端部173与裸电池110的顶表面110a的与短侧表面110b和110c对应的区域接触，并支撑盖板171。连接部174朝向保护电路模块120向下延伸，延伸得比端部173远。连接部174的覆盖裸电池110的长侧表面110d和110e的顶部的一部分被稍后将要描述的标签190包围。
下盖180结合到裸电池110的底部部分。下盖180可包括底板181和延伸部182，所述延伸部182从底板181延伸到裸电池110或朝向裸电池110延伸。
底板181具有与裸电池110的底表面110f基本上相同的构造(例如，基本上相同或相同的尺寸和/或形状)，并可通过粘合构件183粘合到裸电池110的底表面110f。
延伸部182覆盖裸电池110的长侧表面110d和110e的底部部分，并且延伸部182被稍后将进一步描述的标签190围绕。
附加标签190以围绕裸电池110的侧表面110b、110c、110d和110e。标签190覆盖上盖170的连接部174的一部分和下盖180的延伸部182。
如上所述，在根据本发明的实施例的二次电池100中，被设置为PCB的第一连接构件141形成在温度感测元件130的底表面上，从而调整在裸电池110的顶板112上的电极端子113和温度感测元件130之间的阶梯差。因此，二次电池100可提供结构上和电气上更稳定的结构并简化其制造工艺。此外，因为第一连接构件141基于绝缘基底形成，所以与电极端子113连接的温度感测元件130与顶板112绝缘，从而提供电稳定性。
此外，在根据本发明的实施例的二次电池100中，设置为PCB的第二连接构件142形成在温度感测元件130和保护电路模块120之间，从而在设计保护电路模块120的图案时附加地提供自由度。此外，第二连接构件142可替代通常使用的金属板，从而降低制造成本。
在下文中，将描述根据本发明的另一实施例的二次电池的构造。
图6是示出在根据本发明的另一实施例的二次电池中裸电池和正温度系数(PTC)彼此结合的状态的透视图，图7是示出在图6中示出的二次电池中裸电池和保护电路模块彼此结合的状态的侧视图，图8是示出在图6中示出的二次电池中正温度系数(PTC)和保护电路模块彼此结合的状态的底部透视图。
参照图6至图8，根据本发明的另一实施例的二次电池200包括裸电池110、保护电路模块120、温度感测元件130、电连接构件240、第一引线板150以及第二引线板160。根据本发明的另一实施例的二次电池200还可包括上盖170、下盖180和标签190。用同样的附图标记来表示与之前描述的实施例的元件相同的元件，并且以下描述将主要集中于本实施例与之前描述的实施例之间的差异。
电连接构件240包括第一连接构件141、第二连接构件242以及第三连接构件143，第一连接构件141形成在裸电池110的顶板112和温度感测元件130之间，第二连接构件242形成在温度感测元件130和保护电路模块120之间，第三连接构件143形成在第一连接构件141和电极端子113之间。在本实施例中，因为第一连接构件141和第三连接构件143的构造与之前描述的实施例的第一连接构件141和第三连接构件143基本上相同或者相同，所以可不给出其重复的描述。
第二连接构件242形成在温度感测元件130和保护电路模块120之间。第二连接构件242由金属板形成并可直接结合到保护电路模块120的底表面121b。第二连接构件242可通过设置在温度感测元件130中的引线接线片来实现，而没有改变通常的温度感测元件130的构造。第二连接构件242可由例如，镍或镍合金制成。
第三连接构件143将温度感测元件130电连接到电极端子113。例如，第三连接构件143将电极端子113连接到第一连接构件141的第一垫141a，从而将结合到第二垫141b的温度感测元件130连接到电极端子113。第三连接构件143可由金属板形成。镍或镍合金可用作金属板的材料。
尽管已参照本发明的示例性实施例具体地示出并描述了本发明的二次电池，但本领域普通技术人员将理解的是，在不脱离由权利要求书和它们的等同物所限定的本发明的精神和范围的情况下，可对其作出形式和细节上的各种改变。

Claims (14)

1.一种二次电池，所述二次电池包括：
裸电池，包括壳和密封壳的顶板；
温度感测元件，位于顶板上；以及
保护电路模块，与顶板结合并与裸电池和温度感测元件电连接，
其中，电连接构件位于温度感测元件的至少一侧上并将温度感测元件电连接到裸电池和保护电路模块中的至少一个。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，电连接构件布置在顶板和温度感测元件之间。
3.根据权利要求2所述的二次电池，其中，电连接构件具有与从顶板突出的电极端子的高度对应的高度。
4.根据权利要求3所述的二次电池，其中，电连接构件包括：
第一垫，暴露以与从顶板突出的电极端子结合；以及
第二垫，暴露以与温度感测元件结合。
5.根据权利要求4所述的二次电池，其中，被构造为与顶板接触的电连接构件的表面是绝缘的。
6.根据权利要求4所述的二次电池，其中，电连接构件还包括连接构件，所述连接构件包括将第一垫与电极端子彼此连接的金属板。
7.根据权利要求6所述的二次电池，其中，连接构件包括镍或镍合金。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其中，电连接构件还包括连接构件，所述连接构件包括将温度感测元件与保护电路模块彼此连接的金属板。
9.根据权利要求8所述的二次电池，其中，所述连接构件与温度感测元件一体地形成。
10.根据权利要求1所述的二次电池，其中，电连接构件布置在温度感测元件和保护电路模块之间。
11.根据权利要求10所述的二次电池，其中，电连接构件包括垫，所述垫暴露以与温度感测元件和保护电路模块结合。
12.根据权利要求11所述的二次电池，其中，电连接构件的除了垫之外的部分是电绝缘的。
13.根据权利要求1所述的二次电池，其中，温度感测元件是正温度系数。
14.根据权利要求1所述的二次电池，其中，电连接构件包括印刷电路板。
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