专利名称：聚合物电池组及其制备方法
技术领域：
本发明涉及聚合物电池组及其制造方法，并且更特别涉及对抗外部冲击的强度得到提高并且能够容纳大容量的核心组装(core pack)或裸电池的聚合物电池组。
背景技术：
通常，聚合物电池组包括具有软包装(pouch)型裸电池和与该裸电池连接的保护电路构件的核心组装、和用来容纳该核心组装的塑料壳体。在核心组装被容纳在塑料壳体内的状态下对塑料壳体的整个外周进行超声波焊接。在这里，软包装型裸电池指的是包括由铸造聚丙烯(CPP)/铝/尼龙(或聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET))形成的软包装和正电极/隔板/负电极的电极组件以及容纳在该软包装内的聚合物电解质的锂聚合物电池。为了参考，这样定义聚合物电池组或锂聚合物电池，以将它们分别与使用液体电解质的电池组和锂离子电池区别开。
其间，这种聚合物电池组存在着问题，就是由于限定裸电池范围的软包装和包覆该软包装的塑料壳体强度差，因此聚合物电池组很容易被外部冲击损坏，由此它的可靠性恶化。也就是，因为形成软包装时使用的铝采取薄片的形式并且包覆其的塑料壳体也很薄并且强度差，因此外力很容易使它们变形并且锋利尖端的钉子或针很容易将它们刺穿。如果如上所述聚合物电池组受外部冲击变形或者被锋利尖端的钉子或针刺穿，那么由于内部短路等会产生烟、火焰或爆炸。
此外，这种聚合物电池组需要沿其外周的肋缘用于超声波焊接塑料壳体，其中这种肋缘占至少0.8mm(毫米)宽(每一侧0.4mm)。因此，应该减小容纳在聚合物电池组内的核心组装(即裸电池)的尺寸达到那样的程度，这意味着也将降低电池的容量。也就是，因为容纳在塑料壳体内的核心组装的尺寸与塑料壳体的尺寸相比相对小，因此在塑料壳体内不能容纳大容量的核心组装。实际上，常规的聚合物电池组不能容纳具有至少约680mAh的容量的核心组装。
发明内容
因此，本发明用来解决上述在现有技术中存在的问题，并且本发明的目的是提供一种聚合物电池组，其对抗外部冲击的强度得到提高并且能够容纳大容量的核心组装或裸电池。
另一个目的是提供对裸电池可靠性的提高。
再一个目的是减小框架壳体和涂装带(finishing tape)的厚度，从而提供增加的空间以提供电池容量的增加。
为了实现上述和其它目的，提供一种聚合物电池组，包括具有主壁和子壁的裸电池；与裸电池电连接的保护电路构件；和按照使主壁暴露到外部的方式包覆裸电池的子壁和保护电路构件的树脂护套(sheach)。
在这里，涂装带还可以附着到裸电池的主壁上。
根据本发明的另一个方面，提供一种聚合物电池组，包括具有主壁和子壁的裸电池；按照使裸电池的主壁暴露到外部的方式包覆裸电池子壁的框架壳体；固定在框架壳体的外表面上并且与裸电池电连接的保护电路构件，该保护电路构件的表面形成为具有一个或更多个电极端子；和按照使电极端子暴露到外部的方式包覆保护电路构件的树脂护套。
在这里，涂装带还可以附着到裸电池、框架壳体和树脂护套上。
根据本发明的另一个方面，还提供一种制备聚合物电池组的方法，包括的步骤为通过将电极组件插入到具有两个主壁和四个子壁的软包装内并且密封该软包装形成裸电池；通过在裸电池外部的位置处设置具有一个或多个电极端子的保护电路构件并且将裸电池和保护电路构件电互连来形成核心组装；并且按照树脂护套包覆裸电池和保护电路构件并且使保护电路构件的电极端子暴露到外部的方式成型树脂护套。
在这里，该方法还可以包括在树脂护套的成型步骤之后将涂装带附着到裸电池主壁上的步骤。
根据本发明的再一个方面，还提供一种制备聚合物电池组的方法，包括的步骤为提供裸电池和框架壳体，该裸电池具有主壁和子壁并且按照裸电池的主壁被暴露的方式与框架壳体接合；通过使裸电池与框架壳体接合、在该框架壳体的外表面处固定保护电路构件、然后使裸电池和保护电路构件电互连来形成核心组装；并且按照树脂护套包覆核心组装并且使保护电路构件的电极端子暴露到外部的方式形成树脂护套。
在这里，该方法还可以包括在树脂护套的成型步骤之后附着涂装带的步骤。
根据本发明，能够提供一种对抗外部冲击的强度和可靠性得到提高的电池组，因为对抗外部冲击的强度差的软包装型裸电池完全被强度高的树脂护套、涂装带和/或框架壳体所包覆。
此外，根据本发明，因为树脂护套和涂装带可以具有在0.1mm到0.2mm(毫米)范围内的减小了的厚度，因此能够将电池的容量增加与树脂护套和涂装带的厚度减小相应的量。也就是，虽然常规的壳体需要约0.8mm宽(每一侧0.4mm)的边缘区域用于超声波焊接，但是根据本发明不需要这种边缘区域，由此本发明的聚合物电池组能够容纳具有至少850mAh(毫安-小时)容量的裸电池或核心组装。
在此，假设聚合物电池组或裸电池具有扁平长方形平行六面体的形状，用术语“主壁”来表示由长方形平行六面体的四个长边形成的两个相对的矩形壁，并且用术语“子壁”表示每一个由长方形平行六面体的两个长边和两个短边形成并且连接两个主壁的四个矩形壁。
当结合附图参考下面的详细描述时，对本发明更加全面的理解及其许多伴随而来的优势将很容易变得显而易见，并同时变得更好理解，因此在附图中相同的附图标记表示相同或相似的元件，其中图1是示出根据本发明实施例的聚合物电池组的透视图；图2是图1的聚合物电池组的分解透视图；
图3是示出如何将保护电路构件连接到图1的聚合物电池组中的裸电池上的透视图；图4是沿图1的线4-4的横截面图；图5是沿图1的线5-5的横截面图；图6是图示制备图1的聚合物电池组的方法的流程图；图6a到图6g顺次示出了图6的聚合物电池组制备方法的步骤；图7是示出根据另一个聚合物电池组的聚合物电池组的透视图；图8是如何在图7的聚合物电池组中粘附涂装带的透视图；图9是示出图7的聚合物电池组处在成型树脂护套前的组装状态的透视图；图10是示出图7的聚合物电池组处在成型树脂护套前的未组装状态的透视图；图11是沿图7的线11-11的横截面图；图12是沿图7的线12-12的横截面图；图13是图示根据另一个实施例的聚合物电池组的制备方法的流程图；图13a到图13e顺次示出了图13的聚合物电池组制备方法的步骤。
具体实施例方式
在下文中将参照附图描述本发明的优选实施例，以便于本领域技术人员能够很容易地实施本发明。
图1是示出根据本发明实施例的聚合物电池组的透视图。
如图所示，聚合物电池组100包括基本围绕聚合物电池组100的四个子壁缠绕的高强度树脂护套120，和用来覆盖在树脂护套120中形成并设置在电池组100的相对的主壁上的相对开口的涂装带130。在这里，用于充电/放电的一个或多个电极端子117c通过树脂护套120的侧壁中的一个暴露到外部。
图2是在图1中示出的聚合物电池组的分解透视图。
如图所示，聚合物电池组100包括带有连接到裸电池111上的保护电路构件117的核心组装110；按照将裸电池111的相对主壁向外设置的方式基本包覆核心组装110的树脂护套120；和用来覆盖通过树脂护套120暴露的裸电池111的相对主壁的涂装带130。
核心组装110的裸电池111可以是常规的锂聚合物电池。软包装112形成裸电池111的外壁。软包装112具有两个主壁113和四个子壁，每一个主壁113具有相对大的面积，每个子壁具有与主壁相比相对小的面积，其中主壁形成在软包装112的两个相对的侧面中，并且四个子壁114形成在软包装112的两个主壁之间并且沿主壁112的四个侧面延伸。在这里，四个子壁114中的三个子壁相互热焊接，并且参照图2在裸电池111的左侧和右侧垂直延伸的子壁114以预定的角度朝着裸电池111的前侧弯曲，使得可以将裸电池111的宽度最小化。此外，保护电路构件117固定在在左和右子壁114之间的裸电池111的顶端。保护电路构件117包括印刷电路板117a、安装在印刷电路板117a上的一个或多个电子元件117b和安装在印刷电路板117a的顶端上用于充电/放电的一个或多个电极端子117c。
按照暴露裸电池111的两个主壁113的方式形成树脂护套120。更加特别地，树脂护套120具有分别包覆裸电池111四个子壁114的四个外围壁121。当然，树脂护套120也包覆电路保护构件117并且通过树脂护套120的顶侧外围壁121形成一个或多个开口122以暴露电极端子117c。而且，将树脂护套120形成为具有延伸部分123，延伸部分123在裸电池111的主壁113的上方从其外围壁121向内延伸预定的宽度。因此，延伸部分123基本覆盖裸电池111的主壁113的预定部分。裸电池111的主壁113通过由延伸部分123所形成和围绕的开口124暴露到外部，直到附着上涂装带130。具有如上所述的外围壁121和延伸部分123的树脂护套120可以通过树脂成型工艺来形成。在这里，树脂护套可以通过成型从聚酰胺、聚氨酯、塑料、纤维强化塑料、工程塑料、热熔树脂等中选择的一种材料来形成。例如，树脂护套120可以通过将核心组装110插入模子中、在高温和高压下将热熔树脂注入到模子中、然后使热熔树脂固化来形成。在这里，热熔树脂是能够在约140℃到160℃(摄氏)范围内的温度下熔化的树脂。
此外，在约0.1mm到0.2mm(毫米)的范围内选择外围壁121和延伸部分123的厚度，使得树脂护套120能够容纳大容量(至少850mAh)的核心组装110。如上所述，在现有技术中，需要约0.8mm(对于每一边约0.4mm)的边缘区域用于超声波焊接。然而，由于根据本发明不需要这种用于超声波焊接的边缘区域，因此在基本与常规壳体尺寸相同的壳体中能够容纳基本比常规核心组装大的核心组装110。同时，如果树脂护套120的厚度不大于0.1mm，那么它太薄而不能保证所需要的强度。然而，如果树脂护套120的厚度不小于0.2mm，那么树脂护套120变得太厚和太重，尽管能够保证所需要的强度。当然，树脂护套120的厚度不适用于用来包覆保护电路构件117的区域。也就是树脂护套120在包覆保护电路构件117的区域处可以足够厚。
由于附着到由树脂护套120形成的开口124上，也就是附着到通过开口124暴露的裸电池111的主壁113上，涂装带130与树脂护套120合作完全包覆核心组装110。这样的涂装带130由常规的粘合剂或胶水附着到裸电池111的主壁113上。此外，涂装带130可以优选但是不排它地由聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)等形成。当然，涂装带130可以由各种金属材料形成。涂装带130也具有约0.1到0.2mm的厚度。如果涂装带130的厚度不大于0.1mm，那么它太薄不能保证所需要的强度，并且如果涂装带130的厚度不小于0.2mm，那么它太厚和太重，尽管能够保证所需要的强度。
图3是示出如何将保护电路构件连接到图1的聚合物电池组中的裸电池上的透视图。
如图所示，给定长度的电极翼片116a和116b通过裸电池111的软包装112的顶部区域118延伸出，从而被暴露。此外，保护电路构件117的印刷电路板117a形成为具有导电垫片117d和117e，使得电极翼片116a和116b可以与保护电路构件117电连接。因此，导电垫片117d和117e以及电极翼片116a和116b通过超声波焊接、激光焊接、电阻焊接、软钎焊接等相互连接，并且保护电路构件117用这样的连接稳定地固定在裸电池111的顶部区域118上。
图4是沿图1的线4-4的横截面图。
如图所示，具有多个绕线的电极组件115装在裸电池111的软包装112的主壁113和子壁114的内侧。软包装112和电极组件115的构造将在后面详细描述。因为软包装112的左和右子壁114朝预定的方向弯曲，因此可以将裸电池111所占据的体积最小化。此外，子壁114和主壁113与子壁114邻近的预定区域被树脂护套120包覆。此外，基本形成为薄片形状的涂装带130附着到通过树脂护套120暴露的裸电池111的主壁113上。也就是，裸电池111的外表面基本全部被树脂护套120和涂装带130所包覆。由于强度差的裸电池111的软包装112直接被强度高的树脂护套120和涂装带130所包覆，因此裸电池111对抗外部冲击的强度增加了。而且，因为不像在现有技术中，在树脂护套120中不需要用于超声波焊接的额外的边缘区域，因此能够容纳更大的裸电池，由此通常可以增加电池容量。
图5是沿图1的线5-5的横截面图。
如图所示，聚合物电池组100中的裸电池111和保护电路构件117被树脂护套120和涂装带130所包覆。如上所述，裸电池111和保护电路构件117的组件叫作“核心组装”。此外，裸电池111的外部被软包装112包覆。该软包装包括金属层112a、在金属层112a的一个侧面上形成的第一绝缘层112b和在金属层112a的另一个侧面上形成的第二绝缘层112c。金属层112a可以优选但不排它地由铝、钢、不锈钢等形成。此外，第一绝缘层112b可以优选但不排它地由铸造聚丙烯(CPP)等形成，并且第二绝缘层112c可以优选但不排它地由尼龙、聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)等形成。
其间，软包装112容纳包括缠绕多次的第一电极115a、隔板115b和第二电极115c的电极组件115。第一电极115a可以包括作为核心的第一集电体和涂覆在第一集电体的相对表面上的第一活性材料，并且第二电极115c可以包括作为核心的第二集电体和涂覆在第二集电体的相对表面上的第二活性材料。例如，第一电极115a是正极，其中第一集电体可以是铝箔并且第一活性材料可以是锂钴氧化物(LiCoO2)。此外，第二电极115c是负极，其中第二集电体可以是铜箔并且第二活性材料可以是碳基材料。此外，第一导电电极翼片116a与第一电极115a的第一集电体连接并且伸出到软包装112的外面预定的长度，并且第二导电电极翼片116b与第二电极115c的第二集电体连接。在附图中，在导电电极翼片中只示出了第一导电电极翼片116a。当然，隔板115b插在第一电极115a与第二电极115c之间，其中隔板115b由多孔材料形成，只有锂离子可以通过隔板115b。
此外，保护电路构件117与伸出到软包装112外面的导电电极翼片116a连接。也就是，导电垫片117d形成在保护电路构件117的印刷电路板117a上并且与第一导电电极翼片116a电连接。虽然没有在附图中示出，但是另一个导电垫片117e与第二导电电极翼片116b连接。
此外，电极端子117c设置在位于保护电路板117的印刷电路板117a的顶端上方的绝缘体117f上。当然，电极端子117c与印刷电路板117a电连接。此外，电极端子117c通过由树脂护套120形成的开口122暴露到外部。
结果，根据本发明的聚合物电池组，外壁强度差的软包装型裸电池如上所述完全被树脂护套和涂装带所包覆，由此使裸电池的外壁得到强化并且使裸电池的可靠性得到提高。
此外，根据本发明的聚合物电池组，包覆软包装的主壁和子壁的树脂护套和涂装带的厚度可以减小到约0.1mm到0.2mm，由此由于减小树脂护套和涂装带的厚度所另外获得的空间增加了电池容量。
图6是示出根据本发明实施例的聚合物电池组制备方法的流程图。
如图6所示，本发明聚合物电池组的制备方法包括的步骤为通过将电极组件插入到软包装112内并且密封软包装112来形成裸电池111(S61)；通过将具有一个或多个电极端子并且位于裸电池111外部的保护电路构件117与裸电池111的外部连接来形成核心组装110(S62)；成型树脂护套120使得裸电池111的子壁和核心组装110中的保护电路构件117被树脂护套120包覆并且裸电池111的两主壁113暴露到外部(S63)；以及将涂装带130附着到通过树脂护套120暴露到外部的裸电池111的主壁113上(S64)。
图6a-6g顺次示出了本发明聚合物电池组的制备方法。
现在参照图6a到6g更加详细地描述制备方法的每一个步骤。然而，由于各个元件的材料、特征等与上面描述的相同，因此主要在聚合物电池组的制备方法方面进行下面的描述。
图6a和6b示出裸电池形成步骤(S61)。
在裸电池形成步骤(S61)中，将电极组件115容纳在软包装112中并且密封软包装112，其中电极组件115包括按照果酱卷的形式缠绕的第一电极115a、隔板115b和第二电极115c、与第一电极115a连接的第一导电电极翼片116a以及与第二电极115c连接的第二导电电极翼片116b。这时，第一和第二导电电极翼片116a和116b向软包装112的外部伸出预定的长度，从而被暴露。在这里，软包装112具有两个相对的主壁113和在两个相对的主壁113之间并沿着两个相对的主壁113形成的四个子壁114。此外，在四个子壁114中，三个子壁114中的每一个具有从其边缘延伸预定宽度的边缘区域119，其中每个边缘区域119与它的相应子壁114热焊接，因此防止电极组件115脱离软包装112。而且，横向相对的边缘区域119朝预定的方向弯曲以将软包装112的尺寸最小化。在下文，弯曲的区域也叫作子壁114，并且其余的未弯曲的区域叫作顶部区域118。第一和第二导电电极翼片116a和116b通过顶部区域118向外部伸出，从而被暴露。
图6c示出了核心组装形成步骤(S62)。
在核心组装形成步骤(S62)中，保护电路构件117与裸电池111机械和电连接。也就是，包括印刷电路板117a、一个或多个电子元件117b(参照图6d)、一个或多个端子117c等等的保护电路构件117与暴露到裸电池111的软包装112外部的导电电极翼片116a和116b机械和电连接。在这时，将保护电路构件117设置在由裸电池111的软包装112的顶部区域118所形成的位置处。如上所述，裸电池111和保护电路构件117的组件也叫作核心组装110，其中保护电路构件固定在裸电池111上。
图6d和6e示出树脂成型步骤(S63)。
在树脂成型步骤(S63)中，基本上使用应用模子M的成型方法。也就是，将具有相连的保护电路构件117的核心组装110设置在具有预定形状空腔的模子M中。在这时，核心组装110的裸电池111的预定主壁113与模子M中的预定突出部分(未示出)紧密接触。此外，保护电路构件117的电极端子117c也与模子M的突出部分P紧密接触。当然，在核心组装110与模子M之间的其它区域中形成空隙。因此，如果在高温和高压下将例如聚酰胺、聚氨酯、塑料、纤维强化塑料、工程塑料、热熔树脂(在140℃到160℃范围内的温度下熔化)等的树脂通过开孔G填充到该空隙中然后冷却到预定温度，那么就会形成包覆除主壁113和电极端子117c之外的核心组装110的全部表面的树脂护套120。
图6f和6g示出了涂装带附着步骤(S64)。
在涂装带附着步骤(S64)中，通过将涂装带130附着到通过树脂护套120暴露的裸电池111的主壁113上来完成本发明的聚合物电池组100。涂装带130通过粘合剂、胶水等附着到裸电池111的主壁113上。在这时，涂装带130可以由聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)、金属材料等形成以确保所需要的强度和优选在0.1mm到0.2mm范围内的减小的厚度。按照这种方式，核心组装表现为完全被树脂护套120和涂装带130所包覆的形式。保护电路构件117的电极端子117c通过树脂护套120的开口122暴露到外部。
图7是示出根据本发明另一个实施例的聚合物电池组的透视图。
如图所示，本发明的聚合物电池组200采取薄六面体的形状并且包括高强度树脂护套240和在水平方向绕六面体树脂护套240缠绕至少一次的涂装带250，高强度树脂护套240具有两个侧向相对的外围壁，每一个外围壁形成为圆形。在这里，用于充电/放电的一个或多个电极端子233通过树脂护套240的顶部区域暴露到外部。
图8是图示如何在图7的聚合物电池组中粘附涂装带的透视图。
如图所示，将涂装带250在水平方向围绕本发明的聚合物电池组200的树脂护套240缠绕至少一次。在涂装带250的表面上，能够印刷制造商的名称、制造日期、电池组的类型等。有时涂装带250可以不直接粘附到聚合物电池组200的树脂护套240的表面上。
图9是示出图7的聚合物电池组处在成型树脂护套前的组装状态的透视图。
如图所示，本发明的聚合物电池组具有在成型树脂护套240前暴露到外部的裸电池211、框架壳体220、保护电路板231等等。可以将这种结构定义为核心组装210。
在这里，裸电池211采取基本上与在上述聚合物电池组100中使用的相同的构造。在附图中，裸电池211的主壁213和边缘219通过框架壳体220暴露到外部。
框架壳体220在成型树脂护套240前装配裸电池211，并且采取包覆裸电池211的四个子壁的形式，其中四个子壁形成在裸电池211的主壁213之间并且沿着主壁213的四个侧面。此外，框架壳体220的左和右外围壁是圆形的。
而且，保护电路构件230固定在框架壳体220的顶部。保护电路构件230包括印刷电路板231、在印刷电路板231上形成的多个电极端子233、在印刷电路板231上形成的导电垫片234a和234b，使得电极翼片216a和216b分别与导电垫片234a和234b连接，以及安装在印刷电路板231上的多个电子元件232。电极翼片216a和216b与设置在裸电池211内的电极组件(未示出)连接。
在这里，通过与制备聚合物电池组100的上述树脂护套120的方法不同的方法制备框架壳体220。具体地，可以通过单独的工艺来预先形成框架壳体220，而不是通过与裸电池211一起设置在模子内来形成。
现在更加详细地描述框架壳体220的构造。
图10是成型树脂护套前的聚合物电池组的分解透视图。
如图所示，裸电池211包括四个子壁214和两个主壁213，所有的子壁和主壁形成软包装212。在裸电池211的四个子壁214中，两个侧向相对的子壁214分别形成为具有两个延伸预定长度的边缘219。不象聚合物电池组100，两个边缘219不与相应的子壁214紧密接触。两个电极翼片216a和216b通过软包装212的顶部区域218伸出预定的长度。
框架壳体220包括在框架壳体220的左和右侧形成的两个圆形的外围壁221、在圆形外围壁221的顶端之间延伸的顶侧外围壁223和在圆形外围壁221的底端之间延伸的底侧外围壁224，其中保护电路构件230固定在顶侧外围壁223上，裸电池211固定在底侧外围壁224上。在这里，用具有预定深度的槽222形成每一个圆形的外围壁221，其中将上述在裸电池211的子壁214上形成的边缘219分别容纳在槽222中。此外，具有预定厚度的延伸壁225从顶侧外围壁223的侧面延伸，其中延伸壁225形成为具有翼片导槽226a和226b，电极翼片216a和216b分别通过翼片导槽226a和226b伸出。此外，将框架壳体220，尤其是顶侧外围壁223形成为具有多个孔227。孔227有助于在成型树脂护套的工艺中，在框架壳体220的外表面之外用一定量的树脂填充框架壳体220的内部。
图11是沿图7的线11-11的横截面图。
如图所示，框架壳体220的圆形外围壁221具有基本形成为圆形的表面。每个圆形外围壁221形成为在其外表面上具有预定长度的凹部222，并且将在裸电池211的软包装212上形成的相应边缘219容纳在该凹部222内。此外，框架壳体220和裸电池211的表面用涂装带250缠绕。而且，可以在框架壳体220的圆形外围壁221与裸电池211的子壁214之间形成空隙，并且可以用树脂240填充该空隙。而且，树脂240可以在裸电池211的主壁213和边缘219以及框架壳体220的圆形外围壁221的表面上形成很薄的膜。因此，框架壳体220与裸电池211的子壁214耦合，并且树脂240和涂装带250粘附到裸电池211的主壁213上，由此可以进一步增加聚合物电池组的强度。
图12是沿图7的线12-12的横截面图。
如图所示，树脂护套240包覆保护电路构件230和设置在保护电路构件230(也就是顶侧外围壁223)下面的框架壳体220。树脂护套240也基本包覆裸电池211的顶部区域。因此，在外部冲击的过程中防止保护电路构件230很容易地从树脂护套240脱离。虽然没有在附图中示出，但是保护电路构件230上形成的电极端子适于通过树脂护套240暴露到外部。此外，虽然没有在附图中示出，但是树脂护套240可以在裸电池211的主壁上形成为薄膜。为什么甚至在裸电池211的主壁213上将树脂护套240形成为薄膜的原因是因为在树脂成型工艺过程中会提供高压。当然，因为在裸电池211的主壁213上形成的薄膜形式的树脂护套全部被涂装带250所隐蔽，因此从完成的聚合物电池组200的外部不会观察到它。
其间，如图所示，裸电池211的软包装212包括金属层212a、第一绝缘层212b和第二绝缘层212c，并且电极组件215包括正极215a、隔板215b和负极215c。因为这些构造在上面充分描述了，因此省略了另外的描述。
图13是根据本发明另一个实施例的聚合物电池组制备方法的流程图。
如图所示，本发明聚合物电池组制备方法包括的步骤为提供裸电池211和框架壳体220，其中裸电池211具有主壁和子壁并且以暴露裸电池211的主壁的状态固定在框架壳体220上(S131)；通过将裸电池211与框架壳体220连接来形成核心组装210，然后将保护电路构件230固定在框架壳体220的外围壁中的一个上，然后将裸电池211和保护电路构件230电互连(S132)；按照使保护电路构件230上形成的电极端子暴露到外部的方式在核心组装210的上方成型树脂护套240(S133)；以及将涂装带250附着到树脂护套240上和通过树脂护套240暴露的核心组装210的表面上，由此由涂装带250包覆树脂护套240和核心组装210的暴露的表面(S134)。
图13a到13e顺次示出了图13的聚合物电池组制备方法的步骤。
现在参照附图详细地描述步骤。然而，因为各个元件的材料、特征等与上面所描述的基本相同，因此主要在聚合物电池组的制备方法方面进行描述。
图13a示出了裸电池和框架壳体提供步骤(S131)。
在裸电池和框架壳体提供步骤(S131)中，形成裸电池218和框架壳体220，其中裸电池218具有四个子壁214、两个主壁213、形成在两个侧面相对的子壁214上的两个边缘219、顶部区域218和通过顶部区域218伸出的电极翼片216a和216b，并且框架壳体220包括按照裸电池211与四个外围壁相接合的方式配置的四个外围壁(即两个圆形的外围壁221、顶侧外围壁223和底侧外围壁224)。在这里，框架壳体220通过成型树脂提前形成，并且在制备工艺的过程中裸电池211与框架壳体211接合。此外，将框架壳体220形成为具有多个孔227，孔227有助于在框架壳体220的内表面以及外表面上形成树脂护套。而且，还提供与裸电池211的电极翼片216a和216b连接的保护电路构件230，从而防止裸电池211的充电过度和放电过度。保护电路构件230包括印刷电路板231、形成在印刷电路板上并且分别与电极翼片216a和216b连接的导电垫片234a和234b、用来连接外部充电器或系统的多个电极端子233，以及多个电子元件232。
图13b示出了核心组装形成步骤(S132)。
在核心组装形成步骤(S132)中，使裸电池211与框架壳体220接合然后将保护电路构件230固定在框架壳体220的顶侧外围壁223上。接下来，将从裸电池211抽出来的两个电极翼片216a和216b分别与在保护电路构件230上形成的电极翼片234a和234b连接。电极翼片216a和216b的连接可以优选但不排它地通过电阻焊接、超声波焊接、激光焊接、软钎焊接等来进行。在这时，将在裸电池211的侧向相对的子壁上设置的边缘219容纳于在框架壳体220的圆形外围壁221上形成的槽222中，由此裸电池211的侧向相对的子壁分别采取基本圆形的形式。
图13c和13d示出了树脂护套成型步骤(S133)。
在树脂护套成型步骤S133中，将核心组装210设置于形成为具有预定形状的空腔C的模子M中。在这时，暴露于核心组装210的框架壳体220外部的裸电池211的主壁213与模子M的突出部分(未示出)紧密接触。此外，保护电路构件230的电极端子233也与模子M的突出部分“P”紧密接触。在其它区域中，在核心组装210与模子M之间形成空隙。如果在高温和高压下用从例如聚酰胺、聚氨酯、塑料、纤维强化塑料、工程塑料、热熔树脂等中选择的树脂填充该空隙，然后冷却树脂，那么就会在除裸电池211的主壁213和电极端子233之外的全部区域上形成树脂护套240。然而，树脂护套240可以在裸电池211的主壁上形成为薄膜。这是因为少量的树脂240可以注入裸电池211的主壁213与模子M的突出部分之间。
图13e示出了涂装带粘附步骤(S134)。
在涂装带粘附步骤(S134)中，用涂装带250缠绕树脂成型已经完成的聚合物电池组。也就是，在聚合物电池组的裸电池211的主壁213上可能存在残存的树脂痕迹，从而使聚合物电池组的外观变差。因此，用涂装带250缠绕聚合物电池组至少一次，使得从外部不能观察到树脂痕迹。也可以在涂装带250上印刷制造商的名称、制造日期、聚合物电池组的包装类型等。
如上所述，根据本发明的聚合物电池组和其制备方法，外壁强度差的软包装型裸电池被框架壳体和一个或多个涂装带所包覆，由此增加了裸电池的强度并且提高了裸电池的可靠性。
此外，根据本发明，因为能够将框架壳体和涂装带的厚度减小到0.1到0.2mm，因此能够将电池容量增加到由减小厚度所获得的增加的空间的程度。也就是，虽然在现有技术中用于超声波焊接的情况下需要约0.8mm宽(一个侧面0.4mm)的边缘区域，但是本发明不需要这样的空间，由此实际上本发明的聚合物电池组能够容纳具有850mAh或更大的容量的裸电池(或核心组装)。
虽然为了解释的目的已经描述了本发明的优选实施例，但是本领域技术人员各理解，在不偏离所附权利要求中公开的本发明的范围和精神下，可以进行各种修改、添加和替换。
权利要求
1.一种聚合物电池组，包括包括主壁和子壁的裸电池；与所述裸电池电连接的保护电路构件；和包覆所述裸电池的子壁和所述的保护电路构件、使主壁暴露到外部的树脂护套。
2.如权利要求1所述的聚合物电池组，还包括粘附到所述裸电池的暴露的主壁上的涂装带。
3.如权利要求1所述的聚合物电池组，其中所述的裸电池包括包括第一电极、隔板和第二电极的电极组件；分别与所述第一和第二电极连接、并且向外部伸出预定长度的第一和第二电极翼片；和包括包覆电极组件的两个区域的两个主壁和包覆电极组件的四个区域的四个于壁的软包装，其中两个主壁的两个区域中的每一个比四个子壁的四个区域中的每一个大。
4.如权利要求1所述的聚合物电池组，其中所述的电极翼片向所述软包装的子壁中之一的外部伸出预定的长度并且与所述的保护电路构件电连接。
5.如权利要求3所述的聚合物电池组，其中所述的软包装包括第一绝缘层、金属层和第二绝缘层。
6.如权利要求5所述的聚合物电池组，其中所述的第一绝缘层由铸造聚丙烯(CPP)形成，所述的金属层由从铝、钢和不锈钢中选择的任何一种形成，和所述的第二绝缘层由从尼龙和聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)中选择的任何一种形成。
7.如权利要求1所述的聚合物电池组，其中所述的保护电路构件包括在其上安装有至少一个电子元件的印刷电路构件；和在印刷电路板的一个侧面上形成的并且暴露于所述的树脂护套的至少一个电极端子。
8.如权利要求1所述的聚合物电池组，其中所述的树脂护套包括在所述裸电池的四个子壁上形成的四个子壁部分；和在所述裸电池的主壁上面延伸预定宽度的延伸部分。
9.如权利要求1所述的聚合物电池组，其中所述的树脂护套通过将从聚酰胺、聚氨酯、塑料、纤维强化塑料、工程塑料和热熔树脂中选择的任何一种与所述的裸电池和所述的保护电路构件一起成型来形成。
10.如权利要求1所述的聚合物电池组，其中树脂护套包覆主壁和子壁的区域形成为0.1到0.2毫米(mm)范围内的厚度。
11.如权利要求1所述的聚合物电池组，其中涂装带由聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)形成。
12.如权利要求2所述的聚合物电池组，其中涂装带形成为0.1mm到0.2mm范围内的厚度。
13.一种聚合物电池组，包括包括主壁和子壁的裸电池；包覆所述裸电池的子壁使所述裸电池的主壁暴露到外部的框架壳体；固定在所述框架壳体的外表面上并且与所述的裸电池电连接的保护电路构件，所述保护电路构件的表面形成为具有至少一个电极端子；和包覆所述保护电路构件使至少一个电极端子暴露到外部的树脂护套。
14.如权利要求13所述的聚合物电池组，其中所述的裸电池包括包括第一电极、隔板和第二电极的电极组件；分别与所述第一和第二电极连接、并且向外部伸出预定长度的第一和第二电极翼片；和包括包覆电极组件相对宽的两个区域的两个主壁和包覆电极组件的与两个主壁相比相对窄的四个区域的四个子壁的软包装，其中在四个子壁中，两个相对的子壁每个均设置有向外部延伸预定长度的边缘区域。
15.如权利要求14所述的聚合物电池组，其中所述的框架壳体包括在与所述裸电池的两个相对的子壁相对应的位置上形成的圆形外围壁；在圆形外围壁的顶端之间形成的顶侧外围壁，所述的保护电路构件固定在该顶侧外围壁上；和在圆形外围壁的底端之间形成的底侧外围壁，所述的裸电池固定在该底侧外围壁上。
16.如权利要求15所述的聚合物电池组，其中框架壳体的圆形外围壁的外表面的每个均形成为具有凹部，使所述裸电池的边缘区域分别容纳在该凹部内。
17如权利要求15所述的聚合物电池组，其中所述框架壳体的顶侧外围壁具有以预定厚度在该顶侧外围壁的一个侧面形成的侧壁，并且该侧壁形成为具有一个或更多个翼片导槽，用于使将裸电池和所述的保护电路构件互连的电极翼片通过该翼片导槽伸出。
18.如权利要求14所述的聚合物电池组，其中所述的框架壳体形成为具有多个孔，使所述的树脂流入到所述框架壳体的内部以及所述框架壳体的外部之上。
19.如权利要求14所述的聚合物电池组，其中所述的树脂包覆所述的裸电池、所述的框架壳体和所述的保护电路构件，并且所述裸电池的主壁通过所述树脂暴露到外部。
20.如权利要求15所述的聚合物电池组，还包括至少一次粘附到所述裸电池的主壁和所述框架壳体的圆形外围壁上的连续涂装带。
21.一种制备聚合物电池组的方法，包括以下步骤通过将电极组件插入到具有两个主壁和四个子壁的软包装内并且密封所述的软包装来形成裸电池；通过在所述裸电池外部的位置处设置包括一个或多个电极端子的保护电路构件并且将所述的裸电池和所述的保护电路构件电互连来形成核心组装；和成型树脂护套，以使树脂护套包覆所述的裸电池和所述的保护电路构件并且使所述保护电路构件的电极端子暴露到外部。
22.如权利要求21所述的方法，其中所述的成型树脂护套的步骤中，所述裸电池的两个主壁暴露到外部。
23.如权利要求22所述的方法，还包括将涂装带附着到通过所述的树脂护套暴露到外部的所述裸电池的主壁上的步骤。
24.如权利要求21所述的方法，其中在所述的树脂护套成型步骤中使用的树脂是从热融树脂、聚酰胺、聚氨酯、塑料、纤维强化塑料和工程塑料中选择的任何一种。
25.如权利要求21所述的方法，其中在所述的树脂护套成型步骤中形成除保护电路构件之外的裸电池的三个子壁的所述树脂护套的厚度在0.1mm到0.2mm的范围内。
26.如权利要求23所述的方法，其中在所述的涂装带附着步骤中使用的所述涂装带由聚乙二醇对苯二甲酸酯(PET)形成。
27.如权利要求23所述的方法，其中在所述的涂装带附着步骤中使用的涂装带的厚度在0.1mm到0.2mm的范围内。
28.一种制备聚合物电池组的方法，包括以下步骤提供裸电池和框架壳体，所述的裸电池包括主壁和子壁并且与使裸电池的主壁被暴露的所述的框架壳体接合；通过使所述的裸电池与所述的框架壳体接合、在所述的框架壳体的外表面处固定保护电路构件、并且使所述的裸电池和所述的保护电路构件电互连来形成核心组装；和形成树脂护套，使所述的树脂护套包覆所述的核心组装并且使所述保护电路构件的电极端子暴露到外部。
29.如权利要求28所述的方法，还包括绕所述的树脂护套和通过该树脂护套暴露的所述核心组装的表面至少一次附着涂装带的步骤。
30.如权利要求28所述的方法，其中所述的裸电池和框架壳体提供步骤，边缘部分从侧向相对的子壁向外部延伸预定的长度，并且在所述的核心组装形成步骤中，所述裸电池的边缘部分固定在所述框架壳体的侧向相对的子壁的外部上。
31.如权利要求28所述的方法，其中所述的裸电池和框架壳体提供步骤，所述的框架壳体形成为具有多个孔，使得在所述的树脂护套成型步骤中，所述的树脂护套既在所述框架壳体的内侧之上又在所述框架壳体的外侧之上成型。
32.如权利要求29所述的方法，其中在所述的树脂护套成型步骤中形成的所述树脂护套是通过将所述的核心组装固定在模子中，然后在高温和高压下将从热融树脂、聚酰胺、聚氨酯、塑料、纤维强化塑料和工程塑料中选择的任何一种填充到该模子中和所述框架壳体的子壁之上，然后固化该填充的材料来形成的。
全文摘要
一种聚合物电池组，包括具有主壁和子壁的裸电池；与裸电池电连接的保护电路构件；按照使主壁暴露到外部的方式包覆裸电池的子壁的树脂护套；和附着到裸电池的主壁上的涂装带。可以在裸电池与树脂护套之间插入框架壳体。在电池组中，坚固的树脂护套和涂装带或框架壳体与裸电池接合，由此增强了裸电池的强度并且提高了裸电池的可靠性。而且，电池组不需要用于超声波焊接的单独的空间，并且因此能够容纳高容量的裸电池。一种制备聚合物电池组的方法，包括形成裸电池，通过设置保护电路构件并且使保护电路构件和裸电池电互连来形成核心组装，然后成型树脂护套使树脂护套包覆核心组装并且使保护电路构件的电极端子暴露到外部。
文档编号H01M10/40GK1937281SQ20061013887
公开日2007年3月28日 申请日期2006年4月26日 优先权日2005年4月26日
发明者尹喜相 申请人:三星Sdi株式会社