CN201440436U - 锂电池模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种锂电池模块，其具有一电芯，该电芯具有一第一电极以及一第二电极，该锂电池模块还包括一电性连接该第一电极与第二电极的保护电路、一包覆该电芯与该保护电路的壳体以及一延伸导电片。该保护电路取得该第一、第二电极导通的电力并判断该第一、第二电极导通的电力是否正常，进而决定是否传送电力至一输出路径，该壳体的一第一外缘具有一第一外部电极、一第二外部电极，该第一、第二外部电极分别与该保护电路的输出路径电性导通，而其中该第二外部电极连接一延伸导电片，该延伸导电片具有一延伸部以及该延伸部末端的一延伸电极，该延伸电极固定于一第二外缘。由上述结构可改善已知锂电池安全性不足与应用范围过于狭小的缺点。

Description

锂电池模块

技术领域

一种锂电池模块，特别是指一种具有特殊电极结构以及包含一保护电路的锂电池。

背景技术

为了让使用者可以长时间的使用移动电子产品，电池的蓄电能力不断地精进，且不断地寻求蓄电能力更大、更稳定的材质来制作高蓄电量的电池。市面上常见的各种电池所使用的材质包括铅、碳、锌、锰以及水银等化学材料，但上述常用电池大部分是无法充电再利用的，除了无法再使用造成浪费以外，使用后的废弃电池产生严重的环保问题。

发展至今，可充电电池普遍使用于各种电子产品，现今较普遍的有镍化合物电池(如镍-镉、镍-氢，以下用“镍电池”统称使用镍的各种电池)以及锂化合物电池(如锂-铁，以下用“锂电池”统称使用锂的各种电池)，其中镍电池在实际运用上具有“记忆效应”以及“自耗电率”的问题，而锂电池的“记忆效应”与“自耗电率”的现象都较镍电池轻微许多，且以同样的大小，锂电池的蓄电量与最大电流都优于镍电池。但锂电池也有其缺点，由于锂的化学特性较不稳定，在充电过度、过热、外力破坏时恐发生燃料或爆炸。

在说明锂电池充电的先前技术之前，先定义锂电池各结构，其中该锂电池至少包含了储存电能的电芯(Cell)、包覆该电芯的封闭容器、连接该电芯而向外延伸至该封闭容器外的正电极与负电极，该电芯的结构具有多种不同的化学材料，但该电芯的结构与本实用新型的申请技术核心并不具有直接的关系，故不详述。为了避免锂电池产生燃烧或爆炸的危险，锂电池的充电装置需具备保护电路来确保锂电池充电时的电池电压不超过一临界电压(通常为4.2V)，而为了配合充电装置的保护电路位置，锂电池的正电极与负电极需设置于同一侧而受该保护电路监测。

已知的锂电池先前专利如中国台湾专利公开第200903880号“锂二次电池”所示，由一电池壳体包覆了正、负电极贴片而露出部分正、负电极贴片在外，其揭示的内容中未见任何保护措施，因此充电装置以及使用该锂电池的电子产品(可能是手机或MP3随身听或电脑等装置)需具备充足的保护电路才能确保使用安全。

事实上，笔记本型电脑的电池由于具有较大的空间而都可设置保护电路，但手机或其他小型电器使用的薄型电池会受限到电池本身体积的问题而由手机或电器内的保护电路监控电池，但未装设于手机或电器内的锂电池则未受监控与保护，仍曾经发生锂电池放在手提袋中短路燃烧的情况。因此又有另一创作如中国台湾专利证书第I305965号“改善稳定性的电池组”，依据其说明书可知其技术核心在于电池(即先前所定义的电芯)与壳体之间填充一绝缘材料，除了加强绝缘效果以外更提高了抵抗外力破坏的能力。值得注意的是，该案中更揭示了该电池与壳体之间设置一保护电路模块的技术。虽然薄型锂电池单体内具有保护电路模块可加强安全性，但也牺牲了体积，或者需耗费更大的成本去达到小型化的目的。

虽然锂电池的技术已渐趋成熟，但上述的锂电池均是为了手机、笔记本型电脑或3C电子产品而量身订作的，除了镍电池在市场上已有一般的电池规格(如AAA型、AA型)的产品以外，锂电池受限于安全性而仍无此类实用的产品。

因此，已知的锂电池以及其充电装置具有以下的限制：

1.锂电池需使用于具有保护电路的电器上，以避免电池损坏造成燃烧或爆炸。

2.锂电池与电器接触导通的电极都布设在同一侧，无法相容于使用圆筒型电池的电器。

3.已知锂电池的型态受限，而进一步限制其应用范围。

4.已知锂电池要依使用电器而制订规格，设计成本较高。

实用新型内容

综上所述，本实用新型的目的即在于扩展锂电池的应用范围并且确保该锂电池使用的安全性，本实用新型提供一种锂电池的结构，通过改变其电极以求扩展锂电池的应用范围，且在该锂电池内设置一保护电路维持其安全性，达到适用于更多电子产品且确保其使用安全性的目的。

本实用新型为一锂电池模块，该锂电池模块内具有一电芯，该电芯具有一第一电极以及一极性异于该第一电极的第二电极，而该锂电池模块还包括一电性连接该第一电极与第二电极的保护电路、一包覆该电芯和该保护电路的壳体以及一延伸导电片。该保护电路取得该第一、第二电极导通的电力并判断该第一、第二电极导通的电力是否正常，进而决定是否传送电力至一输出路径，该壳体的一第一外缘具有一第一外部电极、一第二外部电极，该第一、第二外部电极分别与该保护电路的输出路径电性导通，而其中该第二外部电极连接该延伸导电片，该延伸导电片具有一延伸部以及该延伸部末端的一延伸电极，该延伸电极固定于与该第一外缘位于相异平面的一第二外缘。由于该延伸导电片的一端电性连接该第二外部电极，因此该延伸电极与该第二外部电极相同电位而延伸在该壳体的第二外缘，可视同该壳体的第二外缘上具有与该第二外部电极等效的电极。因此该锂电池模块可利用该保护电路同时接触该第一电极与该第二电极而监测电芯，以避免在电芯异常时仍继续供电运作。

利用上述的特征，该锂电池模块至少具有以下的优点：

1.具有保护电路监测电芯供电的状态。

2.具有分离的电极适用于更多种类的电气用品。

3.便于串联多个锂电池模块以改变输出电压。

4.不同电力容量的锂电池可具有相同的型态规格，不需为了不同产品而量身设计不同型态的电池。

附图说明

图1为该锂电池模块的分解图。

图2为该锂电池模块的立体图。

图3-1为该锂电池模块的横向剖面图。

图3-2为该锂电池模块的纵向剖面图。

图4为该锂电池模块与相应的充电座的立体图。

具体实施方式

参阅图1，本实用新型为一锂电池模块，图1所示为该锂电池模块的分解图，其中该锂电池模块内具有一电芯1，该电芯1具有一第一电极11以及一极性异于该第一电极11的第二电极12，该第一电极11与第二电极12分别连接一电极片111、121以电性连接一保护电路2。该保护电路2通过该电极片111、121电性连接该第一电极11与第二电极12，该保护电路2藉此监测该电芯1的状态与该电芯1提供的一储蓄电力是否正常，当该保护电路2发现该电芯1的电压异常过高或过低，又或者该电芯1提供的电流过大时，则决定停止该锂电池模块的电力输出；判断该电芯1的状态正常时则该保护电路2取得该第一、第二电极11、12导通的储蓄电力并电性导通至一输出路径。其中该输出路径为该保护电路2上铺设用于输出电力的两导电接点，其中两导电接点的极性相异，而两导电接点的其一或两导电接点可各连接一导电接脚21作为连接与导电用，在图1中以两导电接点的其一连接该导电接脚21为例。该电芯1与该保护电路2包覆于一壳体内，该壳体是由一个以上的密封件31、32以及一封闭盖33结合所构成。该壳体的表面包含一第一外缘35以及一第二外缘36(可见于图3-2)，且该第一外缘35与该第二外缘36位于相异的平面。在图3-2中可见该实施态样中的第一外缘35为该封闭盖33的外缘，一第一外部电极331以及一第二外部电极332则嵌设于该封闭盖33中，藉此该第一、第二外部电极331、332向内延伸与该保护电路2电性导通并向外延伸至该第一外缘35。因此当该保护电路2判断该电芯1的电力状态正常时，该第一电极11、第二电极12将利用该电极片111、121、保护电路2以及该保护电路2的导电接脚21而电性导通该第一外部电极331、第二外部电极332。该第一外部电极331暴露于该壳体外(如图2所示)，而一延伸导电片4的一连接部41则固定于该第二外部电极332上，使该延伸导电片4与该第二外部电极332接触而电性导通，该延伸导电片4还包括自该连接部41延伸的一延伸部42以及该延伸部42另一端的一延伸电极43，该延伸部42末端的延伸电极43则固定于该壳体的第二外缘36。由于该延伸导电片4与该第二外部电极332电性导通，因此延伸至第二外缘36的该延伸电极43与该第二外部电极332同极性且可视同为等电位，因此可等效地视为该电芯1的第二电极12的电力导通至位于第二外缘36的延伸电极43。藉此，该锂电池模块的供电或充电可通过该第一外部电极331与延伸电极43形成电流回路，由于该第一外部电极331与该延伸电极43位于相异的平面，第一外部电极331与该延伸电极43可像一般的干电池一样地设置于该壳体相异两端，使该锂电池模块适于更多电气用品。

参阅图2与图3-1、图3-2，如图中所示，多个密闭件31呈弧状，使组成的壳体呈圆柱状，其中该第一外缘35位于该圆柱状壳体的一端，而固定该延伸电极43的第二外缘36则位于该圆柱状壳体的另一端，其外观与电极位置与一般的干电池相仿，因此该锂电池模块可适用于大部分的电器用品。又于图3-1的剖面中可见，该壳体中的其中一密封件31具有一剖沟311供该延伸导电片4的延伸部42穿过而沿该剖沟311延伸至该第二外缘36。由于该延伸导电片4的连接部41与该第二外部电极332电性导通且露出在该第一外缘35(理所当然地与该第一外部电极331具有足够的绝缘距离)，一充电座5(示于图4)可在其充电槽51内的同一侧设置两供电电极52(在图4中仅示出其中一供电电极52)对该锂电池模块充电。再者，该壳体外缘具有一防呆结合部34，该充电槽51的侧缘也设有一防呆结合部53，利用该锂电池模块与该充电座5的防呆结合部34、53对应接合，使与该锂电池模块校准与该充电座5结合的接触位置。

藉此，该锂电池模块具有对该电芯1充放电的电极结构，且具有保护电路2监控该锂电池的输出是否正常，而该第一外部电极331与该延伸电极43更可使该锂电池如同一般圆筒状电池使用于各种电气用品，且便于替换、串并联使用。另外，该壳体的外缘可还包覆绝缘的包覆膜，该包覆膜除了美化该锂电池模块外观，更可加强其绝缘安全性。再者，由于该锂电池模块具有独立的保护电路2以及可串联使用，还可将多个本实用新型揭示的锂电池模块应用于成套的电池模块，例如多个本实用新型的锂电池模块在一接电结构中构成笔记本型电脑使用的电池；或者该锂电池模块可在相同的外型规格下具有不同蓄电量的电芯1，而该电芯1的第一电极11与第二电极12可设在相异平面(如上述的实施例)或相同平面，当该第一电极11与第二电极12相同平面时，其结构仍与上述的实施例相同，该第一电极11与第二电极12仍然通过电极片111、121与该保护电路2电性连接，并通过上述的结构形成可串、并联使用的锂电池。因此本实用新型揭示的锂电池模块具有优于已知技术的应用便利性以及安全性。

虽然本实用新型已以优选实施例披露如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内而所作的些许更动与润饰，均应涵盖于本实用新型中，因此本实用新型的保护范围以所附权利要求界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种锂电池模块，所述锂电池模块内具有一电芯(1)，所述电芯(1)具有一第一电极(11)以及一极性异于所述第一电极(11)的第二电极(12)，其特征在于，所述锂电池模块还包括：

一电性连接所述第一电极(11)与第二电极(12)的保护电路(2)，所述保护电路(2)取得所述第一电极(11)、第二电极(12)导通的一储蓄电力并决定是否将该储蓄电力传送至一输出路径；

一包覆所述电芯(1)和所述保护电路(2)的壳体，所述壳体的一第一外缘(35)具有一第一外部电极(331)、一第二外部电极(332)，且所述第一外部电极(331)与所述第二外部电极(332)与所述保护电路(2)的输出路径电性连接而取得储蓄电力；

一与所述第二外部电极(332)电性连接的延伸导电片(4)，所述延伸导电片(4)具有一延伸部(42)以及所述延伸部(42)末端的一延伸电极(43)，所述延伸电极(43)固定于与所述第一外缘(35)位于相异平面的一第二外缘(36)，藉此由第二外缘(36)上的延伸电极(43)与所述第一外部电极(331)供给电力。

2.根据权利要求1所述的锂电池模块，其特征在于，所述第一电极(11)与所述第二电极(12)位于所述电芯(1)的相异平面。

3.根据权利要求1所述的锂电池模块，其特征在于，所述第一电极(11)与所述第二电极(12)位于所述电芯(1)的相同平面。

4.根据权利要求1所述的锂电池模块，其特征在于，所述壳体是由多个密封件(31、32)以及一封闭盖(33)结合所构成，其中所述第一外部电极(331)、第二外部电极(332)嵌设于所述封闭盖(33)中并向内延伸与所述保护电路(2)电性连接。

5.根据权利要求4所述的锂电池模块，其特征在于，所述壳体呈圆柱状，其中所述第一外缘(35)位于圆柱状壳体的一端，而固定所述延伸电极(43)的第二外缘(36)则位于圆柱状壳体的另一端。

6.根据权利要求4所述的锂电池模块，其特征在于，所述壳体具有一剖沟(311)，所述延伸部(42)沿所述剖沟(311)而延伸至所述第二外缘(36)。

7.根据权利要求1所述的锂电池模块，其特征在于，壳体外缘具有一防呆结合部(34)与一充电座(5)结合以校准所述锂电池模块与所述充电座(5)的接触位置。

8.根据权利要求1到6中任一项所述的锂电池模块，其特征在于，所述保护电路(2)的输出路径为所述保护电路(2)上铺设用于输出电力的两导电接点，其中两导电接点的极性相异。

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