CN204793020U - 一种用于二次电池负极封口体的密封圈及二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于二次电池负极封口体的密封圈及二次电池，封口体包括：负极帽、电路板模块和密封圈；电路板模块为塑料柔性电路板，通过密封圈的挤压产生弹性形变用于卡在电池壳体内部；密封圈为一柔性且弹性环形绝缘垫层，布置于电池壳体、电路板模块与负极帽的空隙中，密封圈的截面呈近似Z形的摇把式手柄状，近似Z形的摇把式手柄状的一部分用于在电池壳体的挤压下固定电路板模块，另一部分用于隔离电池壳体和负极帽，密封负极帽、电池壳体及电路板模块；密封圈与电池壳体内部接触的部位为圆弧形，用于配合电池壳体的圆弧结构；密封圈用于隔离电池壳体和负极帽的部分，伸出并高于电池壳体一定距离，并与负极帽齐平，以防止电池在充电时产生短路。

Description

一种用于二次电池负极封口体的密封圈及二次电池

技术领域

本实用新型涉及一种二次电池，具体涉及一种用于二次电池负极封口体的密封圈。

背景技术

近年来，二次电池(也称为充电电池)已经广泛应用于各种便携式电气设备和电子设备中，例如玩具、手持设备等，这对二次电池储能能量提出越来越高的要求。锂离子二次电池由于具有能量高、可以高功率放电、环保等优点，因而正在逐渐应用在以上领域。

充电电池的正常工作经常需要与其他功能的集成电路芯片配合，已达到理想的工作效果。通常充电电池与集成电路芯片分别进行封装，然后再通过电路板和导线的连接，结合在一起使用。这样外围元件多，生产工序多、成本高，充电电池与集成电路芯片体积大，性能较差，不利于小型化或微型化。

在进行锂离子二次电池封装时，锂离子二次电池各部分所占的空间都较为固定，其中，该聚合物电芯内部则包括正极极片、隔离膜和负极极片，且在正极极片背离隔离膜的一端具有指定高度的电芯顶封进行封装，由于电芯顶封占据了该聚合物电芯的一定高度，从而减少了该聚合物电芯内部的有效空间。而聚合物电芯的空间利用率与锂离子二次电池的能量密度和容量有较大关系，一般的，该聚合物电芯的空间利用率越大，该锂离子二次电池的能量密度和容量也越大，因此，现有的锂离子二次电池普遍存在着由于聚合物电芯的空间利用率低而导致的锂离子二次电池的能量密度和容量较低的问题。

实用新型内容

本实用新型提供了一种用于二次电池负极封口体的密封圈，所述封口体用于封闭所述二次电池的电池壳体的开口部，其中所述封口体包括：负极帽、电路板模块和密封圈，所述负极帽位于所述封口体的最外侧，所述电路板模块位于所述负极帽内侧，与负极帽通过连接件连接；所述电路板模块为塑料柔性电路板，具有一定的弹性，通过所述密封圈的挤压产生弹性形变用于卡在所述电池壳体内部；所述密封圈为一柔性且弹性环形绝缘垫层，布置于所述电池壳体、电路板模块与负极帽的空隙中，所述密封圈的截面呈近似Z形的摇把式手柄状，近似Z形的摇把式手柄状的一部分用于在所述电池壳体的挤压下固定电路板模块，另一部分用于隔离所述电池壳体和所述负极帽，密封所述负极帽、电池壳体及电路板模块；所述密封圈与电池壳体内部接触的部位为圆弧形，用于配合电池壳体的圆弧结构；所述密封圈用于隔离所述电池壳体和所述负极帽的部分，伸出并高于所述电池壳体一定距离，并与所述负极帽齐平，以防止所述电池在充电时产生短路。

优选地，所述电路板模块与所述负极帽之间的连接件为焊料。

优选地，所述电路板模块与所述负极帽之间的连接件为卡扣连接。

优选地，所述负极帽的边缘处设置有至少两个卡头，用于将所述负极帽固定在所述电路板模块上。

优选地，所述电路板模块相对于所述负极帽的一侧上对应于所述负极帽的边缘位置设置有至少两个卡槽，用于安装所述负极帽。

优选地，所述电路板模块为至少一块印刷电路板。

优选地，所述电路板模块的电路负极输出端设置在所述负极帽与电路板的连接处，使负极输出与电路接地共线。

优选地，所述负极帽与电路板模块连接部位的形状为“C”型环状结构。

优选地，所述密封圈的材料为透明导光材料。

优选地，所述电池还包括电芯和正极帽，其中，所述正极帽与所述电池壳体连接构成所述二次电池的正极；所述电芯放置于所述电池壳体内，位于所述正极帽与所述电路板模块之间。

本实用新型的用于二次电池负极封口体的密封圈结构设计巧妙合理，不仅能够密封电池壳体、电路板模块与负极帽之间的空隙，隔离电池的正负极，还可以在电池充电时防止产生短路。

附图说明

参考随附的附图，本实用新型更多的目的、功能和优点将通过本实用新型实施方式的如下描述得以阐明，其中：

图1a示意性示出了包含了本实用新型的密封圈及封口体的二次电池的结构示意图。

图1b是包含了本实用新型的密封圈及封口体的二次电池的分解透视图。

图1c是图1a沿A-A方向的剖面图。

图2示意性示出了本实用新型的用于二次电池的封口体配件和密封圈的局部放大剖视图。

图3a为本实用新型的密封圈用于二次电池的封口体配件的剖视图。

图3b为本实用新型的密封圈用于二次电池的封口体配件的剖视分解图。

图3c为本实用新型的密封圈用于二次电池的封口体配件的立体图。

图3d为本实用新型的密封圈用于二次电池的封口体配件的俯视图。

图4为本实用新型的密封圈和封口体配件用于二次电池充电时与充电器配合的示意图。

具体实施方式

通过参考示范性实施例，本实用新型的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本实用新型并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本实用新型的具体细节。

应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本实用新型所要求保护内容的限制。

在下文中，将参考附图描述本实用新型的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。

本实用新型提供一种电化学二次电池，图1a、1b分别为本实用新型的二次电池100的结构示意图和分解透视图。如图1a、1b所示，一种二次电池100，包括：电池壳体101、置于电池壳体101内的电芯102、负极帽103、置于电芯102和负极帽103之间的空间的电路板模块104以及正极帽105，其中负极帽位于封口体的最外侧，电路板模块104位于负极帽103内侧，与负极帽103通过连接件连接。本实用新型的负极帽具有电磁屏蔽、静电屏蔽和电路散热的功能。电芯102外套有电池壳体101，并位于正极帽105与电路板模块104之间。电池壳体101为圆柱体或长方体结构的钢壳，用于输出正极，固定电路板模块104。根据本实用新型的一个实施例，正极帽105右旋地与所述电池壳体101成型为一体结构，构成二次电池100的正极。

电路板模块104为至少一层印刷电路板(PCB)，具有第一侧和第二侧，其中第一侧相对于所述二次电池100指向负极帽103，第二侧相对于所述二次电池100指向电芯102。PCB是其上印刷有布线图案的电路板，并具有与所述电池100的壳体内径具有大致对应的尺寸。多个印制导线和元器件布置在电路板模块104的第一侧或第二侧。电路板模块104靠近所述电池100的负极帽103侧，位于电芯102和负极帽103之间。电路板模块104上设置有连接件从而将负极帽103固定在电路板模块104上，例如，负极帽103可以通过焊料焊接在电路板模块104上，也可以通过卡扣连接等方式固定。优选地，采用卡扣方式连接时，负极帽103的边缘处设置有至少两个卡头，用于将负极帽103固定在电路板模块104上，而电路板模块104相对于负极帽103的一侧上对应于所述负极帽103的边缘位置设置有至少两个卡槽，用于安装负极帽103。电路板模块104的电路负极输出端设置在所述负极帽103与电路板的连接处，使负极输出与电路接地共线。电路板模块用于锂电池充电保护、充电指示，还可以用于电池的放电保护、短路保护、过放保护以及控制输出电压。电路板模块104和电芯102之间设置有电极连接线108a和108b，分别将电池的正负极分别引出，其中108a为正极连接线，108b为负极连接线。图1c是图1a沿A-A方向的剖面图。在电路板模块104与外部的电池壳体101之间，负极帽103与电池壳体101之间设置有密封圈106。密封圈106为一柔性且具有弹性的环形绝缘垫层，其沿所述二次电池101A-A剖面的形状为形，近似Z形的摇把式手柄形状。密封圈106能够起到隔离作为第一电极的电池壳体101和作为第二电极的负极帽103的作用，并且由于密封圈106的弹性作用能够挤压并固定电路板模块104，密封电池壳体101和负极帽103之间的空隙。具体地，如图1c所示，状的一部分用于挤压固定电路板模块104于所述匝线107和电池壳体101之间，另一部分用于隔离所述电池壳体101和所述负极帽103。优选地，密封圈106与电池壳体101内部接触的部位为圆弧形，用于配合电池壳体101的圆弧结构。优选地，电路板模块104为塑料柔性电路板，具有一定的弹性，通过密封圈106的挤压产生弹性形变用于卡在电池壳体101内部。

电池壳体101的外表面上对应电芯102和印刷电路板106之间的位置有一圈向内的环形凹陷，为匝线107。将所述电芯102放置于所述电池壳体101内，位于正极帽105与所述匝线107的结构之间。密封圈106和匝线107的设置使得电路板模块104固定在电池壳体101的环形凹陷与电池壳体101底部之间，因此电池壳体101与负极帽103的连接不需要任何焊接。

匝线107结构的设置用于定位电路板模块104，具体地，将电路板模块104的直径大小设置为在匝线107所构成的环形凹陷的内径与电池壳体101的内径之间，在装配电池时，先将电芯102放置到电池壳体101中，然后将电路板模块104装配到电池壳体101中，电路板模块104的大小尺寸可以卡在匝线107的结构上从而避免了与电芯102的接触，然后再通过密封圈106将电池壳体101与负极帽103进行隔离，完成了电池100的装配。上述结构使得电路板模块104借助匝线107的结构在电池壳体101内部形成了一个封闭的空间用于容纳电芯102，从而可以增大电芯102的体积，因此增大二次电池的容量。优选地，电芯102为一密闭结构，通过从电芯102内部引出其正负极与相应的电池正负极相连而进行工作。

优选地，上述匝线107相对于电池壳体101表面的凹陷深度为0.2-1.2mm。

图2示意性示出了本实用新型的用于二次电池的封口体配件200的局部放大剖视图。如图2所示，所述封口体配件200包括第一PCB201、第二PCB202、负极帽203。根据本实用新型的一个实施例，第一PCB201和第二PCB202为面积相同的两块印刷电路板。所述第一PCB201靠近电芯204，所述第二PCB202远离电芯204。第一PCB201通过匝线205卡在电池壳体206上。第二PCB202所述负极帽203通过接触实现电连接，并与其组成一个屏蔽结构。第一PCB201靠近电芯204的一侧和第二PCB202远离电芯204的一侧布置有多个芯片或电路元器件，其中，在工作过程中会产生辐射的元器件布置在第二PCB202与负极帽203组成的屏蔽结构中。在第二PCB202、负极帽203的外部与电池壳体206及之间设置有密封圈207。密封圈207为一柔性且弹性环形绝缘垫层，布置于所述电池壳体206、第二PCB202与负极帽203的空隙中，所述密封圈207的截面呈状，近似Z形的摇把式手柄形状，状的一部分用于在电池壳体206的挤压下固定第一PCB201和第二PCB202于匝线205处，另一部分用于隔离电池壳体206和负极帽203，密封负极帽203、电池壳体206及第一PCB201和第二PCB202之间的空隙。密封圈207与电池壳体206内部接触的部位为圆弧形，用于配合电池壳体206的圆弧结构；其中，密封圈207用于隔离电池壳体206和负极帽203的部分，伸出并高于电池壳体206一定距离，并与负极帽203齐平。在电池壳体206与第一PCB和第二PCB接触的部位为加强接触镀锡210，以密封电路板与电池壳体之间的缝隙。通过第一PCB和第二PCB之间的通孔209，将电芯204引出的负极连接线208b(208a为正极连接线，图中未示出)与第一PCB和第二PCB上的导线相连。通孔209的内表面镀有导电材料，例如为镀铜，因此可以将多个电路板的布线可以通过通孔209连接在一起，并与负极帽和电路板接触的部位相连，从而将其传导至负极帽。

图3a为本实用新型的用于二次电池的封口体配件300的剖视图。图3b为本实用新型的用于二次电池的封口体配件300的剖视分解图。如图3a、3b所示，所述封口体配件300包括负极帽301、密封圈302、电路板模块303。优选地，电路板模块303上与负极帽301的边缘对应处设置有充电指示灯305。负极帽301与电路板模块303连接部位的形状为“C”型环状结构，即负极帽的边缘具有缺口304，缺口304为充电指示灯305的通光口，所述缺口304具有一定的高度但不超过负极帽的高度(如图3c所示)，用以将充电指示灯305暴露出来，其位置对应电路板模块303上的充电指示灯305的位置。密封圈302为一柔性且弹性环形绝缘垫层，能够完全覆盖住充电指示灯305的通光口(如图3d所示)，密封圈302的材料为透明导光材料，能够使充电指示灯305发出的亮光透过所述密封圈并使得整个密封圈透光。

图4为本实用新型密封圈用于二次电池充电时与充电器配合的示意图。如图4所示，电池需要充电时，当将其放入充电电池盒时有可能会因为充电电池盒内部的弹片或弹簧与作为正极的电池壳体误接触而发生短路。应用本实用新型密封圈的二次电池400，具有布置于电池壳体401、电路板模块402与负极帽403的空隙中的密封圈404，所述密封圈404的截面呈状，近似Z形的摇把式手柄形状，状的一部分用于在电池壳体401的挤压下固定电路板模块402，另一部分用于隔离电池壳体401和负极帽403，密封负极帽403、电池壳体401及电路板模块402。而且，密封圈404用于隔离电池壳体401和负极帽403的部分，伸出并高于电池壳体401一定距离，并与负极帽403齐平，这样可以使充电电池盒内部的弹片或弹簧接触不到电池壳体而防止电池在充电时产生短路。

本实用新型的用于二次电池负极封口体的密封圈结构设计巧妙合理，不仅能够密封电池壳体、电路板模块与负极帽之间的空隙，隔离电池的正负极，还可以在电池充电时防止产生短路。

结合这里披露的本实用新型的说明和实践，本实用新型的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本实用新型的真正范围和主旨均由权利要求所限定。

Claims (10)

1.一种用于二次电池负极封口体的密封圈，所述封口体用于封闭所述二次电池的电池壳体的开口部，其中所述封口体包括：负极帽、电路板模块和密封圈，

所述负极帽位于所述封口体的最外侧，所述电路板模块位于所述负极帽内侧，与负极帽通过连接件连接；

所述电路板模块为塑料柔性电路板，具有一定的弹性，通过所述密封圈的挤压产生弹性形变用于卡在所述电池壳体内部；

所述密封圈为一柔性且弹性环形绝缘垫层，布置于所述电池壳体、电路板模块与负极帽的空隙中，所述密封圈的截面呈近似Z形的摇把式手柄状，近似Z形的摇把式手柄状的一部分用于在所述电池壳体的挤压下固定电路板模块，另一部分用于隔离所述电池壳体和所述负极帽，密封所述负极帽、电池壳体及电路板模块；

所述密封圈与电池壳体内部接触的部位为圆弧形，用于配合电池壳体的圆弧结构；

所述密封圈用于隔离所述电池壳体和所述负极帽的部分，伸出并高于所述电池壳体一定距离，并与所述负极帽齐平，以防止所述电池在充电时产生短路。

2.根据权利要求1所述的密封圈，其中所述电路板模块与所述负极帽之间的连接件为焊料。

3.根据权利要求1所述的密封圈，其中所述电路板模块与所述负极帽之间的连接件为卡扣连接。

4.根据权利要求3所述的密封圈，其中所述负极帽的边缘处设置有至少两个卡头，用于将所述负极帽固定在所述电路板模块上。

5.根据权利要求3所述的密封圈，其中所述电路板模块相对于所述负极帽的一侧上对应于所述负极帽的边缘位置设置有至少两个卡槽，用于安装所述负极帽。

6.根据权利要求1所述的密封圈，其中所述电路板模块为至少一块印刷电路板。

7.根据权利要求1所述的密封圈，其中所述电路板模块的电路负极输出端设置在所述负极帽与电路板的连接处，使负极输出与电路接地共线。

8.根据权利要求1所述的密封圈，其中所述负极帽与电路板模块连接部位的形状为“C”型环状结构。

9.根据权利要求1所述的密封圈，其中所述密封圈的材料为透明导光材料。

10.一种包含如权利要求1所述的密封圈的二次电池，所述电池还包括电芯和正极帽，其中，

所述正极帽与所述电池壳体连接构成所述二次电池的正极；

所述电芯放置于所述电池壳体内，位于所述正极帽与所述电路板模块之间。