专利名称：具有简化设计的电池组的制作方法
技术领域：
本发明涉及电池组，特别是例如在手机和其他便携装置中使用的可再充电的电池组。
背景技术：
这种电池组通常也被称作电源组，所述电源组通常总是包括电池堆，所述电池堆包括一个或多个单独的电池，所述电池优选以堆叠或卷绕的形式被布置在电池壳体中。其他元件通常特别地为电子器件如保护电路和多个导电体，由此使得电池堆和电子器件彼此接触。电能通常经由优选的金属接触面被供应或抽取，所述金属接触面被设置在电池组的其中一个外部侧面上。这种接触面可例如被包括在塑料壳体中，在所述壳体中，进而可布置所述电池堆和上述电子器件和导电体。所述壳体内的剩余腔体可易于例如通过注射成型的方式被填充。然而，由于生产具有这种壳体的电池组要经过多个单独的步骤(将多个单独的器件如电池堆和电子电路插入壳体内并使所述器件彼此接触且与被包括在所述壳体中的外部接触面接触)，因此在制造方面通常会存在问题。因此，技术人员尝试找到技术性解决方案以便简化由此加快制造工艺。目标在于降低电池组的单位成本，同时不会由于制造的原因而使质量受损。
发明内容
该目的是通过具有如权利要求1所述特征的电池组和具有如权利要求8所述特征的方法而实现的。从属权利要求2至7描述了根据本发明的电池组的优选实施例。从属权利要求9至12描述了根据本发明的方法的优选实施例。所有权利要求的用语由此作为参考被引用于本说明书中。根据本发明的电池组包括多个独立的单独的器件，即包括位于电池壳体中的至少一个单独的电池的电池堆、电子器件部分和介于所述电池堆与所述电子器件部分之间的导电体，所述导电体被用于使所述电池堆与所述电子器件部分彼此形成接触。此外，根据本发明的电池组包括注射成型的部分，所述注射成型的部分同时具有多种功能。首先，其保护了所述导电体并将所述导电体固定在所述电池堆与所述电子器件部分之间，所述导电体被大体上完整地埋置在所述注射成型的部分中。在该实例中，所述注射成型的部分以形状配合的方式既被连接至所述电池堆又被连接至所述电子器件部分，并使所述电池堆与所述电子器件部分彼此连接。在该实例中，所述电子器件部分本身特别地具有这样的特征除了至少一个电子电路以外，所述电池组的所述外部接触面也被集成在所述器件部分中。因此，在所述电池组的生产过程中，所述电子电路和所述外部接触面可在一个步骤中构建而成。它们都是同一器件部分的元件。在根据本发明的电池组内，所述电子器件部分自然总是被布置成使得所述接触面位于所述电池组的所述外部侧面上，结果使得电流有可能从该处被外部负载吸引出来。
所述注射成型部分可简单地以介于所述电池堆与所述电子器件部分之间的中间部件的形式存在，且可使所述电池堆与所述电子器件部分通过粘结剂结合的方式彼此连接。然而，优选地，此外或作为另一种可选方式，所述注射成型的部分在所述两个器件之间形成了固定的机械联接元件。例如，在优选实施例中，根据本发明的电池组的所述注射成型部分可以框架或壳体的形式存在，所述框架或壳体围绕着所述电池堆的至少一部分，特别是所述电池堆的角部和边缘。同时或作为另一种可选方式，根据本发明的电池组的所述注射成型部分可优选以框架或壳体的形式存在，所述框架或壳体围绕着所述电子器件部分的至少一部分，特别是所述电子器件部分的角部和边缘。如果这两种情况同时出现，则所述注射成型部分形成框架或壳体，所述电池堆和所述电子器件部分被紧固地固定在所述框架或壳体中。特别地， 这两个部分可不再彼此分开，所述注射成型部分不会受损或被毁。在进一步优选的实施例中，所述注射成型部分不仅围绕着所述电池堆和/或所述电子器件部分的角部和边缘，而且大体上完整地(除了所述电池组的所述外部接触面以外) 围绕着所述电池堆和/或电子器件部分。随后形成真正的壳体，所述壳体围绕着所述电池组的所有所述器件。在优选实施例中，所述电子器件部分可大体上包括固化的塑料部分，所述电池组的所述外部接触面且有可能所述至少一个电子电路和/或导电体被至少部分地埋置在所述塑料部分内而位于所述至少一个电路与所述外部接触面和/或所述电池堆之间。然而， 所述器件部分还可以是复合物，其中电子电路器件被紧固地固定在固化塑料部分上，这例如是通过粘结剂结合实现的，在所述固化塑料部分中埋置了外部接触面。关键在于，所述接触面和所述电池堆是器件部分的一部分且因此可在同一步骤中被构建而成。所述至少一个电子电路特别地优选为保护电路，且优选为这样的保护电路，通过所述保护电路可监控并控制放电操作，且特别地还可监控并控制充电操作。因此，例如当对可再充电电池组进行充电时，需要注意确保所述电池组不会被过充电并因此到达临界状态。所述充电操作有可能需要被中断，该功能可由电子保护电路执行。为此目的，根据本发明的电池组此外还可进一步具有熔断装置，如可熔联接件。适当的熔断装置对于所属领域技术人员而言是已公知的且无需在本说明书中作更详细地解释说明。正如本申请开始已经描述地那样，在优选实施例中，根据本发明的电池组为可再充电的电池组。特别优选地，所述电池组为锂离子电池组或锂聚合物电池组。在优选实施
^:11 (lithium-intercalating electrode)。所述电池堆中的所述至少一个单独的电池通常以电极/隔件复合物的形式存在， 其中所述电极被施加到平的隔件上，特别地被施加到隔膜上。多个单独的电池可被布置在所述电池堆内，例如以叠堆的形式被布置在所述电池堆内。然而，正如本申请开始已经提到地，所述电极原则上还有可能与所述隔件卷绕在一起，例如螺旋地与所述隔件卷绕在一起。 在这两种实例中，所述单独的电池都优选被水密壳体围绕以便防止受到潮气和其他环境因素的影响。优选地，例如将薄膜，特别是复合物膜如铝复合物膜(在内部侧面上具有绝缘层) 用作壳体材料。所述电池堆的所述电池壳体对应地优选为膜壳体。为了吸引并输出电能，所述至少一个单独的电池优选设有集流器，相同极性的集流器有可能被成组聚集在一起(如果所述电池堆包括多个单独的电池的话)并被连接至捕获器(arrestor)，所述捕获器穿出所述电池壳体。如果适当的话，这些捕获器还形成了介于所述电池堆与所述电子器件部分之间的所述导电体或者至少被导电地连接至所述电池堆和所述电子器件部分。正如已经提到地那样，当生产根据本发明的电池组时，所述至少一个电子电路和所述外部接触面可在一个步骤中被构建而成。根据本发明的电池组因此具有非常简单的设计。主要是，这给根据本发明的电池组的制造带来了相当多的优点，即，减少了需要彼此连接并固定的单独器件的数量。相应地，用于生产根据本发明的电池组的方法也是本发明的主题。在根据本发明的方法中，电池堆被布置在注射模型中，所述电池堆包括处于电池壳体中的至少一个单独的电池(与所述电池堆及其器件的可能实施例相关，参见上文)和具有上述实施例的电子器件部分(具有电池组的集成电子电路和集成外部接触面，同样如上文所述)。随后，用液体塑料化合物填充所述部分之间的剩余自由空间。随后对所述液体塑料化合物进行固化(或任凭所述塑料化合物固化)。因此，与已公知的现有技术相比，该方法中需要插入注射模型内的单独的部分更少，工艺过程被大大简化，这进而使得有可能显著减少循环时间的长度。在液体塑料化合物被插入所述注射模型内之前，如果有必要，则被布置在所述注射模型内的所述单独的部分通过导电体彼此连接。这优选发生在所述部分被布置在所述注射模型中之前。特别优选地，热塑性热熔粘结剂被用作所述塑料化合物。基于聚酰胺的热熔粘结剂被证明是特别适合的。在将所述塑料化合物引入注射模型内之前，所述塑料化合物被加热且所述注射模型也有可能被加热，特别地被加热至介于150°C与280°C之间的温度。特别优选的温度范围介于190°C与230°C之间。相应地，特别地还使用热熔粘结剂，所述热熔粘结剂可在所述温度范围内产生液化。在所述注射模型中，将要通过注射成型进行连接的所述部分被布置而对应于其在要生产的所述电池组中的所需位置。在本实例中，所述电子器件部分的布置特别重要，这是因为所述电池组的集成于所述电子器件部分中的接触面在浇铸过程中天然地倾向于不被液体塑料化合物所覆盖。所述电子器件部分因此优选被布置在所述注射模型中，以使得所述接触面保持至少部分地没有所述液体塑料化合物。这特别地是由于具有所述接触面的所述电子器件部分被压靠在所述注射模型的内壁上，结果使得在所述接触面与所述注射模型的表面之间不存在使得所述液体塑料化合物可进入的空间。在优选实施例中，所述电池堆被布置成使得所述液体塑料化合物可至少围绕其角部和边缘，特别地使得可生产出以框架或壳体形式存在的注射成型的部分，正如上文所述地那样。
下面将结合随后对优选实施例进行的描述对本发明的该特征和进一步的特征进行说明。在所述的优选实施例中，本发明的单独的特征在每个实例中都可单独地或与一个或多个特征彼此结合地被实施。所述的优选实施例仅用于解释说明且便于更好地理解本发明且不应以任何方式被理解为是限制性的。在附图中
图1示出了根据本发明的可被插入的电子器件部分的一个实施例，所述电子器件部分具有集成的外部接触面和集成的电子电路；和
图2示出了根据本发明的电池组的一个优选实施例。
具体实施例方式图1示出了根据本发明的可被插入的电子器件部分100的一个优选实施例。图中示出了外部接触面101，所述外部接触面被埋置在包括固化塑料的塑料部分102中。所述电子保护电路103 (未示出)被布置在所述塑料部分102的后侧上或被埋置在其中，所述电子保护电路被固定地连接至塑料部分。用于导电体的接触点(同样未示出)优选也位于塑料部分的后侧上，经由所述接触点，保护电路103和外部接触面101可被连接至根据本发明的电池组的电池堆。根据本发明，本申请使保护电路103与外部接触面101之间进行接触或者使它们被精确地定位在电子器件部分100内(或定位在所述电子器件部分上)并不是关键的；首要重要的是，保护电路103和外部接触面101被集成在电子器件部分100中，即，使得保护电路和外部接触面都是同一个器件部分的一部分，结果使得它们可在电池组的生产过程中在一个步骤中就构建而成。接触点104是测试接触点，对本申请所述的发明无关紧要。电子器件部分100的塑料本体102大体上以矩形成型部分的形式存在。在所述矩形成型部分的纵向侧部上可观察到总计8个大体上呈三角形的伸出部105。所述伸出部起到辅助定位的作用以便能够将器件部分100精确地定位在注射模型中。外部接触面101可被压靠在注射模型的内壁上，这例如是通过真空方式实现的。然而，优选地，器件部分100 被固定在机械保持器中的注射模型中，从而使得所述接触面在压力下承靠在内壁上。这可例如通过细销实现，所述细销被布置在接近注射模型内壁的位置处，结果使得电子器件部分100可被夹持在所述销与内壁之间。同时，压力可经由接触压力板被施加在接触面上。图2示意性地示出了根据本发明的电池组200。图中首先示出了电池堆201、图1 所示的具有集成电子电路(未示出)且具有电池组的集成外部接触面204的电子器件部分 202、和注射成型部分203，所述注射成型部分以形状配合的方式被连接至电子器件部分和电池堆。电池堆201和电子器件部分202经由导电体20 和20 被电连接。在本实例中， 该注射成型部分203围绕着电池堆201的所有边缘或所有侧部和角部并因此形成了一种框架，电池堆201被固定在所述框架中。此外，电子器件部分202被几乎完整地埋置在该注射成型部分中。注射成型部分203在电子器件部分202的表面上形成了涂层，所述涂层大体上完整地围绕着电子器件部分202 (为此原因，图中以虚线示出所述部分；其被几乎完整地埋置在注射成型部分203中)。仅有外部接触面204和测试接触点206 (上文已经提到，二者对本发明而言并不重要)未被覆盖。注射成型部分203因此实现了多种功能。首先，其填充了电池堆201与电子器件部分202之间的所有的自由空隙且因此还围绕着介于这两个器件部分之间的导电体20 和 205b。此外，其用作结构增强元件，所述结构增强元件为包括所提到的单独的部分在内的整个复合物提供了机械稳定性并将所述单独的部分保持在一起。其首先形成了一种将电池堆201固定于其中的框架，且其次形成了用于电子器件部分202的壳体，且所述壳体大体上完整地围绕着电子器件部分。如图所示位于角部207和208处的切口为定位辅助件(这对于本发明而言并不关键)，所述定位辅助件可有利于将电池组插入负载内。图中还示出了三角形伸出部209，图1 已经示出了所述伸出部。该注射成型部分203可特别地由基于聚酰胺的热熔粘结剂生产而成，如上文所述。例如，由DUsseldorf的Henkel KgaA生产的热熔粘结剂“Macromelt 6832 S”被证明是特别适合的。
权利要求
1.一种电池组(200)，所述电池组包括包括位于电池壳体中的至少一个单独的电池的电池堆(201)、电子器件部分(100，202)、介于所述电池堆(201)与所述电子器件部分 (100，202)之间的导电体(205120 )、和注射成型的部分(203)，所述注射成型的部分大体上完整地围绕着所述导电体且以形状配合的方式既被连接至所述电池堆(201)又被连接至所述电子器件部分(100,202),并使所述电池堆与所述电子器件部分彼此连接，除了至少一个电子电路(103)以外，所述电池组(200)的所述外部接触面(101、204)也被集成在所述电子器件部分(100、202)中。
2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述注射成型的部分(203)形成了框架或壳体，所述框架或壳体围绕着所述电池堆(201)的至少一部分，特别是所述电池堆的角部和边缘。
3.根据权利要求1或2所述的电池组，其特征在于，所述注射成型的部分(203)形成了框架或壳体，所述框架或壳体围绕着所述电子器件部分(100、202)的至少一部分，特别是所述电子器件部分的角部和边缘。
4.根据前述权利要求中任一项所述的电池组，其特征在于，所述电子器件部分(100、 202)大体上包括固化的塑料部分(102)，所述电池组的所述外部接触面(101、204)且有可能所述至少一个电子电路(103 )被埋置在所述塑料部分内。
5.根据前述权利要求中任一项所述的电池组，其特征在于，所述至少一个电子电路 (103)是保护电路。
6.根据前述权利要求中任一项所述的电池组，其特征在于，所述电池堆(201)中的所述至少一个单独的电池为锂离子电池或锂聚合物电池。
7.根据前述权利要求中任一项所述的电池组，其特征在于，所述电池堆(201)的所述电池壳体是膜壳体。
8.一种用于生产电池组，特别是根据前述权利要求中任一项所述的电池组(200)，的方法，其中电池堆(201)被布置在注射模型中且剩余的自由空间被液体塑料化合物填充，所述液体塑料化合物随后固化，所述电池堆包括处于电池壳体中的至少一个单独的电池和电子器件部分(100、202)，除了至少一个电子电路(103)以外，所述电池组的所述外部接触面 (101,204)也被集成在所述电子器件部分内。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述电池堆(201)和所述电子器件部分 (100、202)在被布置在所述注射模型中之前通过适当的导电体(205120 )彼此形成接触。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，将热塑性热熔粘结剂用作所述塑料化合物，所述粘结剂优选基于聚酰胺。
11.根据权利要求8至10中任一项所述的方法，其特征在于，在所述填充操作之前，所述塑料化合物被加热，且所述注射模型也可能被加热，至介于150°C与280°C之间，特别优选地介于190°C与230°C之间，的温度。
12.根据权利要求8至11中任一项所述的方法，其特征在于，所述电子器件部分(100、 202)被布置在所述注射模型中，以使得所述接触面(101、204)保持至少部分地，优选完全地没有所述液体塑料化合物。
全文摘要
本发明涉及一种电池组(200)，所述电池组包括由位于电池壳体中的至少一个单电池(singlecell)组成的电池包(201)、电子器件(100，202)、介于所述电池包(201)与所述电子器件(100，202)之间的导电体(205a、205b)、和注射成型的部分(203)，所述注射成型的部分大体上完整地围绕着所述导电体且以形状配合方式既被连接至所述电池包(201)又被连接至所述电子器件(100、202)，并使所述电池包与所述电子器件彼此连接，其中除了至少一个电子电路(103)以外，所述电池组(200)的所述外部接触表面(101、204)也被集成在所述电子器件(100、202)中。此外，本发明涉及一种用于生产这种电池组的方法，其中电池包(201)被布置在注射模型中且剩余的自由空间被液体塑料化合物填充，所述液体塑料化合物随后固化，所述电池包由位于电池壳体中的至少一个电化学单电池和电子器件(100、202)组成，其中除了至少一个电子电路(103)以外，所述电池组的所述外部接触面(101、204)也被集成在所述电子器件中。
文档编号H01M10/0525GK102292847SQ201080005440
公开日2011年12月21日 申请日期2010年1月22日 优先权日2009年1月26日
发明者高格勒 C., 格罗斯 K., 哈恩 R. 申请人:瓦尔达微电池有限责任公司