CN110476295B - 电池组 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电池组，更具体地，涉及一种包裹与PCM耦接的电池单元的标签具有薄形状，而没有重叠部分的电池组。

Description

电池组
技术领域
本发明涉及一种电池组，更具体地，涉及一种包括标签的电池组，所述标签包裹与PCM耦接的电池单元，并且具有没有重叠部分的薄形状。
背景技术
作为构成电池组的单元电池的袋型锂二次电池具有柔性并且还具有相对自由的形状，重量轻，并且具有优异的安全性，因此用于诸如移动电话、便携式摄像机和笔记本计算机之类的便携式电子装置的需求正在增加。
此外，电池组的形状根据电池壳体的形状分类。当电极组件内置在圆柱形或棱柱形金属罐中时，电池组被分类为圆柱型电池组和棱柱型电池组。
此外，当电极组件内置在由铝层压片制成的袋型壳体中时，电池组被分类为袋型电池组。
此外，内置在电池壳体中的电极组件可包括正极、负极和***在正极与负极之间的隔膜，因此电极组件可充电/可放电。
此外，电极组件可被分类为果冻卷型和堆叠型，在果冻卷型中，各自具有涂覆有电极活性材料的长片形状的正极、隔膜和负极依次层叠然后卷绕，在堆叠型中，根据其形状依次层叠多个各自涂覆有电极活性材料并具有预定尺寸的正极、隔膜和负极。
电池组具有外表面，在该外表面上以字母或标志的形式显示相应电池的各种信息片段(电池制造商、型号名称、产品编号、各种标准和质量指示、使用注意事项等)。
这些信息可以以预先在电池的外壳上印刷信息片段的方式显示。然而，当电池组安装在诸如移动电话或笔记本计算机之类的外部装置上时，印有该信息的标签可以附接在成品电池组的外表面上。
此外，标签可以由纸、乙烯基涂层纸、聚合物树脂材料、薄膜金属材料等制成，并且可以以标签的后表面涂有粘合剂的一种贴纸的形式附接到电池组。
此外，由纸、乙烯基涂布纸、聚合物树脂等制成的标签可以制造得非常轻薄，耐冲击，可以形成任何形状(例如弯曲形状)，并且与由薄膜金属材料制成的标签相比具有高的透明度，因此，因为各种优点，其用途正在扩大。
将参考图1详细描述附接有标签的传统电池组。
图1是表示根据现有技术的贴附有标签的电池组的结构的视图。
参考图1，标签不仅具有关于电池的信息，而且还具有绝缘特性，因此覆盖整个电池组以允许标签的边缘彼此重叠。
然而，尽管由于对有限空间中的大容量电池和薄电池的需求增加而需要去除标签以增加电池单元的厚度或减小电池组的厚度，但是如果电池组的每个边缘都暴露，则电池组可能短路，因此很难去除标签配置。
因此，需要开发一种减小电池组的厚度并防止发生短路的技术。
[现有技术文件]
[专利文件]
(专利文件1)KR2015-0037222A
发明内容
技术问题
本发明提供一种防止发生短路并且厚度减小的电池组。
技术方案
根据本发明的实施方式的电池组包括：电池单元，具有包括正极引线和负极引线的引线部分；保护电路模块(PCM)，包括用于控制所述电池单元的操作的保护电路，并且电连接和耦接到所述电池单元的所述引线部分；和包裹与所述PCM耦接的所述电池单元的标签，使得所述标签的附接到所述电池单元在厚度方向上的后表面的部分作为单层附接而没有重叠部分。
所述电池单元可包括电极组件和容纳所述电极组件的壳体，所述标签围绕所述壳体的每个边缘的端部。
所述PCM可包括在所述PCM一侧的外部输入/输出端子，以将所述电池单元电连接到外部装置。
所述标签可包括：前粘附部分(131)，附接到所述电池单元的前表面(A)；侧粘附部分(132)，附接到所述电池单元的左/右表面和一部分后表面(B)；和上/下粘附部分(133)，附接到所述电池单元的顶表面和底表面和一部分后表面。
所述侧粘附部分可包括：侧附接部分(132_1)，附接到所述电池单元的侧表面；和后附接部分(132_2)，附接到所述电池单元的一部分后表面。
所述侧粘附部分可进一步包括固定附接部分(132_3)，所述固定附接部分(132_3)在所述电池单元的纵向方向上与所述上/下粘附部分重叠。
所述后附接部分(132_2)的上部可具有与所述侧附接部分(132_1)相同的长度，以匹配所述电池单元的所述后表面的平坦度，并且所述后附接部分(132_2)的下部可具有小于所述侧附接部分(132_1)的长度，使得所述后附接部分(132_2)的下部不与所述上/下粘附部分(133)的下粘附部分重叠。
在所述上/下粘附部分的上粘附部分中可设置外部输入/输出端子穿过的端子部分。
所述标签可由电绝缘材料制成。
根据本发明的实施方式的用于制造电池组的方法包括：电池单元制备步骤，用于制备包括电极组件和电解质的电池单元；保护电路模块(PCM)安装步骤，用于将PCM安装在所述电池单元制备步骤中制备的所述电池单元上；和标记步骤，用于将标签附接在所述电池单元的通过所述PCM安装步骤而安装有所述PCM的一个表面上。
所述标记步骤可包括：前附接步骤，用于将所述标签的前粘附部分附接在所述电池单元的前表面；侧附接步骤，用于将所述标签的侧粘附部分的侧附接部分附接在所述电池单元的侧表面；后附接步骤，用于将所述标签的侧粘附部分的后附接部分附接在所述电池单元的后表面；和上/下附接步骤，用于分别将所述标签的上/下粘附部分附接在所述电池单元的顶/底表面。
所述方法可进一步包括：在所述上/下附接步骤之前的端子部分形成步骤，用于在所述上粘附部分中形成外部输入/输出端子穿过的端子部分。
有益效果
根据本发明的实施方式的电池组可包括标签，所述标签包裹电池单元的边缘并且具有在其后表面上没有重叠部分的形状，以减小电池的总厚度并防止在端部边缘发生的短路。
附图说明
图1是表示根据现有技术的附接有标签的电池组的结构的视图。
图2是根据本发明的实施方式的电池组的分解透视图。
图3是表示根据本发明的实施方式的电池组内的标签的外表面和内表面的结构的视图。
图4是表示根据本发明的实施方式的电池组内的标签的侧粘附部分的结构的视图。
图5是表示根据本发明的实施方式的制造电池组的方法的示意图。
图6是表示根据本发明的实施方式的制造电池组的方法的标记步骤的示意图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本发明的实施方式。然而，本发明不受实施方式的约束或限制。相反，提供实施方式是为了使本发明的公开内容彻底和完整，并且向本领域技术人员充分传达本发明的范围。
术语“第一”、“第二”等可用于描述各种元件，但不限制这些元件。这些术语仅用于将一个元件与其他元件区分开。例如，在不脱离本发明的范围的情况下，第一元件可以被称为第二元件，并且同样地，第二元件可以被称为第一元件。这里使用的术语不是用于限定本发明，而是用于描述特定实施方式。除非另有说明，否则单数形式的术语可包括复数形式。
这里使用的术语是从考虑到本发明的功能的目前广泛使用的一般术语中选择的，但是可以根据本领域技术人员的意图、司法先例或者出现的新技术而改变。此外，申请人任意选择了特定术语，并且将在说明书的相关部分中详细描述这些术语的含义。因此，应该理解的是，这里使用的术语不应该简单地按字面定义，而应该基于术语的含义和本公开内容的总体内容来定义。
<实施方式1>
在下文中，将描述根据示例性实施方式的电池组。
根据本发明实施方式的电池组包括包裹电池组的边缘并且没有重叠部分的标签，以便固定与PCM耦接的电池单元并提供绝缘特性。因此，与现有电池组的厚度相比，电池组可以具有减小的厚度并且防止在边缘处发生短路。
图2是根据本发明的实施方式的电池组的分解透视图。
参考图2，根据本发明实施方式的电池组100包括：电池单元110，具有包括正极引线和负极引线的引线部分；保护电路模块(PCM)120，包括用于控制电池单元110的操作的保护电路，并且电连接和耦接到电池单元的引线部分；和包裹与PCM 120耦接的电池单元110的标签，使得标签的附接到电池单元110在厚度方向上的后表面的部分作为单层附接而没有重叠部分。
下面将更详细地描述电池组100的配置。
此外，电池单元110包括引线部分113，引线部分113包括正极引线和负极引线。通常，因为锂二次电池用作电池单元，所以电池单元包括电极组件111和壳体114，在所述电极组件111中，多个正极(铝箔)和负极(铜箔)层叠，正极和负极之间具有隔膜，所述壳体114使用铝袋包裹电极组件111以密封电极组件111。
此外，容纳PCM 120的PCM容纳部分112可形成在壳体114的上端，使得PCM 120稳定地耦接。
此外，电极组件111容纳在壳体114内的电池单元容纳区域中，电池单元容纳区域设置在不与PCM容纳部分112重叠的区域中。
此外，可通过在PCM容纳部分112中施加诸如绝缘带的绝缘材料而保持PCM容纳部分112于绝缘状态。
此外，引线部分113熔合到壳体114的上端。引线部分113电连接到电极组件111的接片。延伸到壳体中的引线部分113和电极组件111的接片可以彼此焊接以将电极组件111电连接到壳体114。
此外，电池单元110中包括电解质。因此，在电池单元被重复充电和放电时，电解质可以与电极组件接触，以用作将锂离子转移到电极组件的正极或负极的介质。
此外，PCM 120包括用于控制电池单元的操作的保护电路，并且电连接和耦接到电池单元的引线部分。
更详细地，PCM 120包括：印刷电路板(PCB)121，连接到电池单元的引线部分113并且上面安装有保护电路；外部输入/输出端子122，接合到PCB121以将PCB 121电连接到外部装置；和顶盖123，包裹并保护与输入/输出端子122接合的PCB 121。
PCB 121包括用于控制电池单元111的操作的保护电路，连接到电池单元的引线部分113，并且安装在设置于壳体114的上端的PCM容纳部分112上。
此外，PCB 121可包括安全元件以防止电池单元110由于过度充电、过度放电或过电流而过热和***，所述安全元件包括诸如电阻器和电容器的无源元件、或诸如场效应晶体管的有源元件、或其中设置有集成电路的保护元件。
此外，PCB 121可包括外部输入/输出端子122，所述外部输入/输出端子122从电池组100接收电力或者允许电池组100电连接到外部装置以向电池组100供电。
这里，外部输入/输出端子122的形状不限于图2的形状，因此，外部输入/输出端子122可根据用户需求在形状上进行各种修改。
顶盖123可包裹并保护与外部输入/输出端子122接合的PCB 121，并且由具有低导电率的聚合物材料制成。
这里，聚合物材料可包括聚乙烯(PE，polyethylene)、聚丙烯(PP，polypropylene)、聚苯乙烯(PS，polystyrene)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET，polyethyleneterephthalate)、聚酰胺(PA，polyamide，nylon)、聚酯(PES，polyester)、聚氯乙烯(PVC，polyvinyl chloride)、聚氨酯(PU，polyurethanes)、聚碳酸酯(PC，polycarbonate)、聚偏二氯乙烯(PVDC，polyvinylidene chloride)、聚四氟乙烯(PTFE，polytetrafluoroethylene，Teflon)、聚醚醚酮(PEEK，polyetheretherketone，聚酮)和聚醚酰亚胺(PEI，polyetherimide，Ultem)的一种或多种。
此外，顶盖123的上端限定有通槽，使得连接到PCB 121的外部输入/输出端子122穿过到达顶盖123的外部。
将参考图3更详细地描述标签130。
图3是表示根据本发明的实施方式的电池组内的标签的外表面和内表面的结构的视图。这里，图3(a)是表示标签的外表面的视图，图3(b)是表示标签的内表面的视图。
参考图3，标签130包裹与PCM 120耦接的电池单元，使得标签的附接到电池单元110在厚度方向上的后表面的部分作为单层附接而没有重叠部分。
因此，可完成与PCM 120耦接的壳体114的每个边缘端部，以防止在端部发生短路。
因此，标签130由绝缘材料制成，以防止从外部引入静电。
另外，标签130由纸、乙烯基涂层纸、聚合物树脂材料、薄膜金属材料等制成，并且粘附组分被施加或附接到图3(b)中所示的内表面。
此外，图3(b)中所示的标签的内表面包括：附接到电池单元的前表面的前粘附部分131；附接到电池单元的左表面和右表面中的每一个和一部分后表面的侧粘附部分132；和附接到电池单元的顶表面和底表面以及一部分后表面的上/下粘附部分133。
更详细地，前粘附部分131附接到电池单元的前表面。这里，电池单元的前表面可表示为电池单元110的表面110A，其中图2的PCB 121容纳在PCM容纳部分112。
此外，侧粘附部分132附接到电池单元的左表面和右表面以及一部分后表面，并且将参考图4更详细地描述。
图4是表示根据本发明的实施方式的电池组内的标签的侧粘附部分的结构的视图。
参考图4，侧粘附部分132包括附接到电池单元的侧表面的侧附接部分132_1和附接到电池单元的一部分后表面的后附接部分132_2。
此外，侧附接部分132_1附接到电池单元110的整个侧表面以保护电池单元的边缘。
此外，后附接部分132_2的上部具有与侧附接部分132_1相同的长度，以匹配电池单元的后表面的平坦度。
此外，后附接部分132_2的下部具有小于侧附接部分132_1的长度，使得后附接部分132_2的下部不与上/下粘附部分133的下粘附部分重叠。
因此，当电池单元110耦接到PCM 120时，力被施加到PCM容纳部分112的后表面，因此PCM容纳部分112的后表面轻微弯曲。结果，仅后附接部分132_2的上部与上粘附部分重叠以匹配平坦度。
然而，当PCM容纳部分112的后表面未弯曲时，可以在后附接部分132_2的上部中提供下部的结构，使得所有上粘附部分和下粘附部分不与后附接部分132_2重叠。
此外，作为一个实施方式，当标签具有0.03mm的厚度时，每个厚度为0.05mm的传统标签彼此重叠三次，因此厚度为0.15mm的标签减小到0.06mm的厚度。
因此，电池单元的厚度可增加0.09mm的厚度，以增加电池组的容量。
然而，标签的厚度不限于0.03mm，并且可具有0.01mm至0.04mm的厚度。
此外，侧粘附部分132还可包括固定附接部分132_3，固定附接部分132_3在电池单元的纵向方向上与上/下粘附部分133重叠。固定附接部分132_3可不对电池组100的厚度产生影响，并且可牢固地耦接电池组的结构以增加边缘的绝缘效果。
此外，上/下粘附部分133可分别附接到电池单元的顶表面和底表面以及一部分后表面。上粘附部分可与侧粘附部分132重叠，并且下粘附部分可不与侧粘附部分132重叠。
此外，上/下粘附部分133的上粘附部分可包括外部输入/输出端子穿过的端子部分，以允许标签130容易地附接到电池单元110。这里，端子部分可切割到标签的一端，因此更容易附接。
<实施方式2>
在下文中，将描述根据本发明实施方式的用于制造电池组的方法。
在根据本发明的实施方式的制造电池组的方法中，PCM安装在电池单元上，并且标签附接到上面安装有PCM的电池单元，使得标签不会彼此重叠。因此，可减小电池组的厚度以防止在电池单元的边缘处发生短路。
图5是表示根据本发明的实施方式的制造电池组的方法的示意图。
参考图5，在根据本发明的实施方式的制造电池组的方法中，制备包括电极组件和电解质的电池单元(电池单元制备步骤：S510)，将保护电路模块(PCM)安装在电池单元制备步骤中制备的电池单元上(PCM安装步骤：S520)。
然后，将制备好的标签附接在电池单元的上面安装有PCM的一个表面上(标记步骤：S530)。
此外，下面将更详细地描述制造电池组的方法中的每个步骤。
电池单元制备步骤(S510)是制备具有袋形的电池单元的步骤，电极组件和电解质被密封在电池单元中。这里，可制备各种袋型电池单元，如锂聚合物电池、镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等、以及锂离子电池。
例如，在锂离子电池制备工艺中，层叠多个正极(铝箔)和负极(铜箔)，在正极和负极之间具有隔膜，以形成电池单元。此外，正极接片焊接到正极，负极接片焊接到负极，以形成使用铝袋包裹和密封的结构。
更详细地，制造电池单元的工艺大体上划分为三个工艺，如电极工艺、组装工艺和激活工艺。
首先，在电极工艺中，以适当的比例彼此混合(mixing)用于形成正极和负极的材料。然后，正极涂有铝，负极涂有(coating)铜箔(copper foil)。此后，执行辊压工艺(rollpress)以形成具有预定厚度的扁平形状，并且执行切割工艺进行切割(slitting)，以匹配电极尺寸。
此外，在组装工艺中，执行用于从电极去除不需要部分的切口工艺，并且正极材料、隔膜和负极材料交替地彼此层叠。然后，执行用于根据电池的容量多次折叠层压体的堆叠和折叠(stack&folding)工艺，或者执行用于重叠和辊压电极和隔膜的卷绕(winding)工艺。之后，使用铝膜封装来封装层压体，然后注入电解质，然后执行用于产生真空状态的密封工艺。
最后，在激活(化成)工艺中，组装的电池单元被重复充电和放电以激活电池单元。激活工艺是用于执行排气工艺以在激活时排出电池单元中产生的气体的工艺。
此外，在制备电池单元之后，将在电极工艺中制备的电极组件安装在包括电极组件容纳部分、引线部分和PCM容纳部分的壳体的电极组件容纳部分中。
然后，通过焊接等将安装的电极组件的接片与壳体的引线部分彼此电耦接，然后，将袋熔化以完成电池单元。
此外，PCM安装步骤(S520)是将PCM 120安装在电池单元制备步骤(S510)中制备的电池单元上的步骤。这里，电池单元110的引线通过点焊或焊接耦接到PCM 120。
更详细地，外部输入/输出端子122接合到PCB 121，然后，电池单元的引线和PCB121被点焊或焊接。
然后，PCB 121置于壳体内的PCM容纳部分112中，并且顶盖123覆盖在PCM容纳部分112中的PCB 121上。
引线部分113的正(+)极/负(-)极朝向PCB容纳部分112弯曲。
此外，标记步骤(S530)是将标签附接在电池单元的通过PCM安装步骤(S520)而安装有PCM的一个表面上的步骤。下面将更详细地描述该步骤。
图6是表示根据本发明的实施方式的制造电池组的方法的标记步骤的示意图。
首先，图5表示电池组的表面A，图6表示电池组的表面B。也就是说，图5是PCM和电池单元彼此耦接的前表面的示意图，图6是与前表面相对的后表面的示意图。
参考图6，标签的前粘附部分附接到电池单元的前表面(前附接步骤：S531)，并且标签的侧粘附部分附接到电池单元的侧表面(侧附接步骤：S532)。
此后，标签的上/下粘附部分分别附接到电池单元的顶/底表面(上/下附接步骤(S533))。
更详细地，当在前附接步骤(S531)中将标签的前粘附部分附接到电池单元的前表面时，标签的侧附接部分附接到电池单元的侧表面，然后附接标签的后附接部分(侧附接步骤：S532)。
然后，如果设置了固定附接部分，则剩余侧粘附部分的固定附接部分附接到电池单元的顶/底表面的每一个。
此外，在上/下附接步骤(S533)中，因为上粘附部分由于外部输入/输出端子而分开，所以依次附接上/下粘附部分，而不用考虑附接顺序。
此外，在上/下附接步骤之前，可以在上粘附部分上另外执行端子部分形成步骤，用于形成外部输入/输出端子穿过的端子部分。这里，先前制备的标签被穿孔成外部输入/输出端子的形式，然后向外切割。
如上所述，因为根据本发明的实施方式的标签被附接到电池组的外部，所以电池组可以保持在防止从外部引入静电的绝缘状态，可包裹容易发生短路的电池单元的边缘，并且可固定电池组的整个配置。
如上所述，已经针对上述实施方式具体描述了本发明的技术构思，但是应该注意，提供前述实施方式仅用于说明而不是限制本发明。可以提供各种实施方式以允许本领域技术人员理解本发明的范围，但是本发明不限于此。
[符号说明]
100：电池组
110：电池单元
111：电极组件
112：PCM容纳部分
113：引线部分
114：壳体
120：保护电路模块(PCM)
121：印刷电路板(PCB)
122：外部输入/输出端子
123：上盖
130：标签
131：前粘附部分
132：侧粘附部分
132_1：侧附接部分
132_2：后附接部分
132_3：固定附接部分
133：上/下粘附部分

Claims (4)

1.一种电池组，包括：
电池单元，具有包括正极引线和负极引线的引线部分；
保护电路模块(PCM)，包括用于控制所述电池单元的操作的保护电路，并且电连接和耦接到所述电池单元的所述引线部分；和
包裹与所述PCM耦接的所述电池单元的标签，使得所述标签的附接到所述电池单元在厚度方向上的后表面的部分作为单层附接而没有重叠部分，
其中所述标签包括：
前粘附部分(131)，附接到所述电池单元的前表面(A)，所述PCM和所述电池单元在所述前表面(A)彼此耦接；
侧粘附部分(132)，附接到所述电池单元的左/右侧表面和一部分后表面(B)；和
上/下粘附部分(133)，附接到所述电池单元的顶表面和底表面和一部分后表面，
其中每个所述侧粘附部分包括：
侧附接部分(132_1)，附接到所述电池单元的侧表面；
后附接部分(132_2)，附接到所述电池单元的一部分后表面，其中所述后附接部分(132_2)的上端朝下与所述侧附接部分(132_1)的上端间隔开，并且所述后附接部分(132_2)的下端朝上与所述侧附接部分(132_1)的下端间隔开，使得所述后附接部分(132_2)不与所述上/下粘附部分(133)重叠；和
固定附接部分(132_3)，自所述侧附接部分(132_1)朝上和朝下延伸，附接到所述电池单元的顶表面和底表面以便与所述上/下粘附部分(133)重叠，
其中所述PCM包括：
印刷电路板(121)，连接到所述电池单元的所述引线部分并且上面安装有保护电路；
外部输入/输出端子(122)，接合到所述印刷电路板(121)以将所述印刷电路板(121)电连接到外部装置；和
顶盖(123)，包裹并保护与所述输入/输出端子(122)接合的所述印刷电路板(121)，
其中所述顶盖(123)的上端限定有通槽，使得所述外部输入/输出端子(122)穿过到达所述顶盖(123)的外部，
其中在所述上/下粘附部分的上粘附部分的附接到所述电池单元的顶表面的部分中，设置有所述外部输入/输出端子穿过的穿孔、和从所述穿孔的中间部分向外切割到所述标签的一端的切割线，所述穿孔和所述切割线呈T形。
2.根据权利要求1所述的电池组，其中所述电池单元包括电极组件和容纳所述电极组件的壳体，所述标签围绕所述壳体的每个边缘的端部。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中所述标签由电绝缘材料制成。
4.一种用于制造根据权利要求1所述的电池组的方法，所述方法包括：
电池单元制备步骤，用于制备包括电极组件和电解质的电池单元；
保护电路模块(PCM)安装步骤，用于将PCM安装在所述电池单元制备步骤中制备的所述电池单元上；和
标记步骤，用于将标签附接在通过所述PCM安装步骤而安装有所述PCM的所述电池单元的表面上，
其中所述标记步骤包括：
前附接步骤，用于将所述标签的前粘附部分附接在所述电池单元的前表面；
侧附接步骤，用于将所述标签的侧粘附部分的侧附接部分附接在所述电池单元的侧表面；
后附接步骤，用于将所述标签的所述侧粘附部分的后附接部分附接在所述电池单元的后表面；
固定附接步骤，用于将所述标签的所述侧粘附部分的固定附接部分附接在所述电池单元的顶/底表面；
上/下附接步骤，用于分别将所述标签的上/下粘附部分附接在所述电池单元的顶/底表面；和
在所述上/下附接步骤之前的端子部分形成步骤，用于在上粘附部分中形成外部输入/输出端子穿过的穿孔和从所述穿孔向外切割到所述标签的一端的切割线。
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