电池控制器及其可充电电池的制作方法

1.本公开涉及二次电池技术领域，特别涉及一种电池控制器及其可充电电池。


背景技术：

2.目前的锂离子可充电电池的封装方式一般是将放电控制电路或者充放电控制电路、dc
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dc换能电路集成在一个电池控制器中，然后把电池控制器与锂离子电芯封装为一体，构成锂离子可充电电池。电池控制器叠设在锂离子电芯的正极端或负极端，通过内电极电连接锂离子电芯的电极和电池控制器中的电路板。
3.目前的内电极普遍采用长条状的镍带，实现电池控制器的电路板与锂离子电芯的电连接。然而，条状内电极与电芯电极进行焊接前，需要人工拉开条状内电极，并且还需要手工包覆高温绝缘胶纸，对控制器贴一片青稞纸，从而防止短路的发生，该方式工序繁多，影响生产效率。


技术实现要素：

4.为了解决相关技术中存在的内电极与电芯电极的焊接连接需要多道工序、生产效率低的问题，本公开提供了一种能够减少工序、提高生产效率的电池控制器及其可充电电池。
5.本公开提供一种电池控制器，包括：
6.控制器壳体，由导电材料制成；
7.电路板，安装于所述控制器壳体内，其包括相对设置的第一表面及第二表面，所述第一表面设置有电极帽，所述第二表面上焊装有电路元器件；
8.内电极，呈柱状，焊接于所述电路板的第二表面上；及
9.压接片组件，安装于所述控制器壳体内，所述压接片组件包括与所述内电极连接的内电极压接片以及绝缘体，所述内电极压接片包括压接片本体和连接在所述压接片本体上并沿背向所述内电极方向突出所述压接片本体的压接部，所述绝缘体的外缘突出于所述压接片本体外缘，将所述控制器壳体与所述内电极压接片绝缘。
10.可选的，所述绝缘体为绝缘板，所述内电极压接片设置在所述绝缘板背离所述电路板的一侧，所述绝缘板的外轮廓向外突出于所述压接片本体的外轮廓；
11.所述绝缘板开设有一供所述内电极贯穿的通孔，所述内电极压接片部分裸露于所述通孔，以使所述内电极与所述内电极压接片连接。
12.可选的，所述绝缘体为卡装或粘接在所述内电极压接片外周的绝缘圈；
13.所述压接片本体与所述内电极连接。
14.可选的，所述压接片本体开设有洞口，所述压接部的一端边与所述洞口边缘连接，所述压接部呈片状并形成一面向所述压接片本体的内凹面，以使所述压接部能够与电池的电芯电极进行面接触。
15.可选的，所述压接部的另一端边与所述压接片本体断开。
16.可选的，所述压接部呈拱形、梯形、弧形或半圆形。
17.可选的，所述绝缘板的两侧开设有槽口，所述内电极压接片的压接片本体对应于所述槽口的位置设置有限位凸沿，所述限位凸沿卡合在所述槽口边缘上，实现与所述绝缘板的定位。
18.可选的，所述绝缘板上开设有限位孔，所述内电极压接片的压接片本体对应于所述限位孔的位置设置有限位凸沿，所述限位凸沿卡入所述限位孔中，与所述绝缘板实现定位。
19.可选的，所述绝缘板上还设置有焊盘。
20.可选的，所述内电极为实心柱状体，所述内电极位于所述电路板远离中心的位置。
21.可选的，所述内电极压接片为弹性金属片。
22.本公开另提供一种可充电电池，包括圆筒状的电池外壳体、装设在所述电池外壳体中的电芯以及上述的电池控制器，所述电池外壳体的一端部裸露出的电芯电极，所述电池控制器位于所述电池外壳体的所述一端部，所述电池控制器的内电极压接片与所述电芯电极连接，所述电池控制器的控制器壳体与所述电池外壳体连接，所述电池外壳体与所述电芯的另一电芯电极连接。
23.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：
24.本公开提出一种电池控制器，该电池控制器包括控制器壳体、电路板、内电极和压接片组件。控制器壳体由导电材料制成。电路板包括相对设置的第一表面及第二表面，第一表面设置有电极帽，第二表面上焊装有电路元器件。内电极呈柱状，焊接于电路板的第二表面上。压接片组件安装于控制器壳体内，压接片组件包括与内电极连接的内电极压接片以及绝缘体，内电极压接片包括压接片本体和连接在压接片本体上并沿背向内电极方向突出压接片本体的压接部，绝缘体外缘突出于压接片本体外缘，将控制器壳体与内电极压接片绝缘。由于内电极压接片包括压接片本体和连接在压接片本体上并沿背向内电极方向突出压接片本体的压接部，如此，在电池控制器与电芯进行封装时，该压接部通过自身的结构特点可紧紧压在电芯电极上进行接触连接，因此内电极压接片与传统的长条状的镍带相比，不用人工将镍带后拉开后再焊接连接，从而减少了工序，提高了生产效率。此外，在本公开的电池控制器还设置有绝缘体，绝缘体的外缘突出于压接片本体外缘，如此通过设置绝缘体的设置，减少了包高温绝缘胶纸和贴青稞纸工序，提高了生产效率。
25.本公开提供一种可充电电池，其包括圆筒状的电池外壳体、装设在所述电池外壳体中的电芯以及上述的电池控制器，电池外壳体的一端部裸露出的电芯电极，电池控制器位于电池外壳体的一端部，电池控制器的内电极压接片与电芯电极连接，电池控制器的控制器壳体与电池外壳体连接，电池外壳体与电芯的另一电芯电极连接。本公开的可充电电池由于采用了上述电池控制器，减少了工序，提高生产效率。此外，在本公开的电池控制器还设置有绝缘体，且绝缘体的外缘突出于压接片本体外缘，如此通过设置绝缘体的设置，减少了包高温绝缘胶纸和贴青稞纸工序，提高了生产效率。
26.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。
附图说明
27.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。
28.图1是根据一示例性实施例示出的一种电池控制器的分解示意图。
29.图2是根据一示例性实施例示出的电池控制器的电路板组件的结构示意图。
30.图3是电路板组件的部分结构分解图。
31.图4是根据一示例性实施例示出的电池控制器的压接片组件的结构示意图。
32.图5是压接片组件的结构分解图。
33.图6是组装后的电池控制器的剖面示意图。
34.图7是根据另一示例性实施例示出的压接片组件的其中一面的示意图。
35.图8是根据另一示例性实施例示出的压接片组件的另一面的示意图。
36.图9是根据另一示例性实施例示出的压接片组件的绝缘板的示意图。
37.图10是根据又一示例性实施例示出的压接片组件的结构图。
38.图11是图10所示的压接片组件沿h
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h方向的剖视图。
39.图12是根据一示例性实施例示出的一种可充电电池的结构示意图。
40.图13是根据一示例性实施例示出的可充电电池的分解示意图。
具体实施方式
41.为了进一步说明本公开的原理和结构，现结合附图对本公开的优选实施例进行详细说明。
42.如前所述，传统技术中内电极普遍采取长条状的镍带，实现电池控制器与电芯的连接。从镍带内电极自身结构上而言，模具加工复杂，组装过程中对材料疲劳强度比较敏感，易断裂；从工艺角度而言，条状内电极与电路板焊接无法贴片，只能人工焊接，对工人的操作水平要求比较高，且手工焊接，产品的一致性难以保证，工序耗时较多，严重影响产能，人工成本较高；从与电芯电极的连接情况而言，条状内电极需要做好绝缘措施，内电极要包好高温绝缘胶纸，且控制器还需贴一片青稞纸，从而防止短路的发生，同时再一次增加工序数目。
43.因此，针对上述问题，本公开提出一种电池控制器，该电池控制器的内电极呈柱状，模具加工简单，强度大且不易断裂。该柱状内电极与电路板之间的焊接可以采用自动焊接方式，例如贴片焊，可显著减少人工成本，提高生产效率。内电极压接片具有沿背向内电极方向突出于压接片本体的压接部，在电池控制器与电芯进行封装时，该压接片通过自身的结构特点可紧紧压在电芯电极上，因此内电极压接片与传统的长条状的镍带相比，不用人工将镍带后拉开后再焊接连接，从而减少焊接工序，提高生产效率。在本公开的电池控制器还设置有绝缘体，且绝缘体的外缘突出于压接片本体外缘，通过设置绝缘体的设置，减少了包高温绝缘胶纸和贴青稞纸工序，提高了生产效率。
44.电池控制器第一实施例
45.具体的，如图1所示，本公开提供一种电池控制器3，该电池控制器3包括控制器壳体31、压接片组件32、电路板组件33和导光组件34。压接片组件32和电路板组件33安装于该控制器壳体31内。
46.控制器壳体31圆筒状，其由金属材料制成。控制器壳体31的孔径大于电路板组件33的直径。控制器壳体31包括外壳体本体311和设置在外壳体本体311的一端部且垂直于外壳体本体311轴线的挡板312。外壳体本体311的另一端开设有泄压槽313，用以泄压。泄压槽313的数量和位置可根据实际需求进行调整。可选的，泄压槽的数量为四个，沿控制器壳体31的端部均匀设置，从而及时排除电池控制器内的气体，降低电池的内压。挡板312用于限制电路板组件33在控制器壳体31内的轴向运动。挡板312的内径小于电路板组件33的直径，故能限制住电路板331。
47.如图2和图3所示，电路板组件33包括电路板331、位于该电路板331的第一表面上的电极帽332和位于该电路板331第二表面上的柱状的内电极333。电路板331的第一表面的周缘设置有壳体焊盘(或者第一表面和第二表面的周缘均设置有壳体焊盘)，电路板331通过壳体焊盘与控制器壳体31连接。内电极333位于电路板331远离中心的位置，即侧部位置。如此可以为电路板331的中心位置预留更多的空间，以焊接其它元器件。该内电极333为实心柱状体，如此内电极333可通过贴片的方式焊装在第二表面上，内电极333采用结构性能稳定的材质制成，例如，黄铜材质。
48.结合图4和图5所示，压接片组件32包括内电极压接片322以及绝缘体。绝缘体可以是绝缘板，内电极压接片322设置在绝缘板背离电路板的一侧。该绝缘板上还设置有焊盘，对应于设置有焊盘的绝缘板，可选用第二电路板替代该绝缘板。内电极压接片322通过该焊盘与该绝缘板321连接。绝缘板321大致呈圆形，其两侧开设有槽口3212。绝缘板321对应于内电极333的位置设置有供内电极333贯穿的通孔3211。电池控制器3各零件组合完成后，可从绝缘板321的两边槽口3212位置注入导热胶，进行导热，使电池控制器具有良好的导热效果，导热胶灌注至与绝缘板321处于同一水平面，导热胶可为热熔胶，热熔胶具有良好的流动性，能保证顺利流满整个电池控制器，且对电路板有良好的限位作用，热熔胶在低温冷却以后，整体偏软，清理便利。
49.绝缘板321开设有一供内电极333贯穿的通孔3211。该绝缘板321的直径小于外壳体本体311的内径。
50.内电极压接片322设置在绝缘板321的一面上。内电极压接片322为弹性金属片，其可通过贴片的方式焊装在绝缘板321上。
51.内电极压接片322包括压接片本体3222和压接部3221。该压接片本体3222固定于绝缘板321上，且绝缘板321的外缘突出于该压接片本体3222的外缘。该压接片本体3222与绝缘板321固定连接。部分该压接片本体3222裸露于该绝缘板321的通孔3211，使得该压接片本体3222与内电极进行连接。该压接片本体3222的中间位置开设有洞口3224。压接部3221的一端边与洞口3224边缘连接。压接部3221呈片状并沿背向内电极333的方向突出，弯曲形成一面向压接片本体3222的内凹面，以使压接部3221能够与电池的电芯电极进行面接触。压接部3221的另一端边与压接片本体3222断开，即为自由活动端。可选的，该压接部3221的另一端边可暴露于该绝缘板321的通孔3211，使得该压接部3221的另一端边与该内电极333连接。在电池控制器与电芯封口后，压接部3221的活动端末尾自然受力与内电极接触，增大了连接面积，提高了过大电流的能力。在电池控制器与电芯进行封装时，电芯电极顶压压接部3221，使压接部3221与电芯电极紧密接触，接触面积增大，稳定性增强。本公开通过内电极和内电极压接片两零件与电芯电极建立连接的方式具有良好的稳定性，能更好
避免短路情况的发生。
52.内电极压接片322的压接片本体3222对应于槽口的位置设置有限位凸沿3223，限位凸沿3223卡合在槽口3212边缘上，将内电极压接片322限定在绝缘板321的预定位置处，由此实现与绝缘板321的定位。绝缘板321的两边的槽口，用以适配内电极压接片322的形状，限位凸沿3223卡合在槽口3212边缘上可以限制内电极压接片322两个方向上的自由度，增加绝缘板321与内电极压接片322的结构稳定性。
53.内电极压接片322采用具有良好的弹性的金属材质制作。可选的，采用磷铜制作而成。内电极压接片322的压接部3221呈拱形、梯形、弧形或半圆形。当内电极压接片322的压接部3221设计成拱形、弧形或半圆形等形状时，在所受的形变在其弹性形变范围以内，撤掉力以后仍能够自然恢复。在内电极压接片322表面开有圆孔，贴片焊接以后，锡膏可以从圆孔上爬上去，对内电极压接片322起一个限位作用，防止内电极压接片322在贴片时发生漂移。
54.由于内电极333呈柱状，内电极333可通过贴片等方式与电路板331自动焊接。由于内电极压接片322固定在绝缘板321上，因此，安装时，内电极333和内电极压接片322可自动定位，压接部3221与电芯电极也可通过接触实现连接。
55.结合图3和图6所示，电路板331的第一表面上设置有指示灯334，具体的，指示灯334设置于电路板331的第一表面的中央位置。电极帽332可通过贴片的方式焊装在电路板331的第一表面上。电极帽332的帽体开设有透光孔3321，透光孔3321沿着帽体均匀分布，指示灯34的光线可通过透光孔3321发出。第二表面上分布着电路涉及到的电子元器件，每个元器件都有其对应的焊盘，在贴片时涂上锡膏，过完回流炉焊接后即可固定上元器件。此外，焊接的方式多种多样，不局限于回流焊接。贴片时，把电路每个焊盘位置上对应的元器件放置上去，从而构成整个控制电路。
56.如图1所示，导光组件34包括导光环341和遮光片342，导光环341用于导光聚光，导光环341一面带有背胶，可使导光环341贴附在控制器壳体31的挡板312上，具体的，导光环341可为pc光扩散膜。遮光片342设置在导光环341上方，遮住导光环341上方的光线，保证光线从导光环341的侧面发出。导光组件34的厚度大于或等于透光孔的高度。
57.电池控制器第二实施例
58.参阅图7、图8和图9，本实施例的控制器与上述第一实施例的主要差异在于，压接片组件32a的结构。
59.具体地，压接片组件32a包括：绝缘板321a和内电极压接片322a。绝缘板321a可为塑胶板，其具有一定的耐高温性能，以满足控制器高温注胶的要求。绝缘板321a大致呈圆形，其直径小于控制器壳体的内径。绝缘板321a上开设通孔3211a，用于使内电极穿设于其中。绝缘板321a上还开设有两限位孔3212a。
60.内电极压接片322a的结构与上述实施例相同，其包括压接片本体3222a和突出于压接片本体3222a的压接部3221a。部分压接片本体3222a裸露于绝缘板321的通孔3211a，使得该部分压接片本体3222a能够与穿设于通孔3211a的内电极连接。压接部3221a一端悬空，另一端连接于压接片本体3222a。压接部3221a悬空的一端可延伸至通孔3211a处。压接部3221a弯曲成弧形，并形成朝向压接片本体3222a的内凹面，以与电芯进行有效弹性接触。在其他实施例中，压接部3221a也可以是半圆形、梯形、弧形或拱形等。内电极压接片322a由弹
性材料制成，在电池控制器与电芯进行封装时，电芯电极顶压压接部3221，使压紧部3221a与电芯电极紧密接触，接触面积增大，稳定性增强。
61.内电极压接片322a的压接片本体3222a设置有两限位凸沿3223a，两限位凸沿3223a分别对应卡入绝缘板321a的两限位孔3212a中，与绝缘板321a实现定位。
62.内电极压接片322a的表面开有圆孔，贴片焊接以后，锡膏可以从圆孔上爬上去，对内电极压接片322a起一个限位作用，防止内电极压接片322a在贴片时发生漂移。绝缘板321a的外轮廓向外突出于压接片本体3222a的外轮廓，从而使压接片组件32a安装于控制器壳体内时，与控制器壳体相绝缘，从而确保内电极压接片322a以及内电极与控制器壳体可靠绝缘。
63.控制器第三实施例
64.参阅图10和图11，本实施例的控制器与上述第一实施例的差异在于，本实施例的压接片组件32b去掉了绝缘板321，取而代之，在内电极压接片322b的外周设置了绝缘圈3224b，相应地，内电极压接片322b的结构也略有差异。
65.具体地，压接片组件包括：内电极压接片322b和设置在内电极压接片322b外周的绝缘圈3224b。绝缘圈3224b卡装或粘接在内电极压接片322b的外周。内电极压接片322b包括圆形的压接片本体3222b和相对于压接片本体3222b向远离内电极方向弯曲的压接部3221b。压接片本体3222b与内电极直接连接。由于内电极呈柱状，相对于电路板第二表面上的其它元器件其高度较高，因此，当压接片本体3222b与内电极进行连接后，电路板第二表面上的其它元器件与压接片本体3222b之间留有适当的绝缘距离，如此即便在压接片本体3222b与电路板的第二表面之间不设置绝缘板，也能保持压接片本体3222b与电路板之间的绝缘。压接部3221b的结构与上述两个实施例相同，此处不再赘述。绝缘圈3224b可设置卡槽，使压接片本体3222b的圆形外周卡装于绝缘圈3224b内。绝缘圈3224b用以确保内电极压接片322b安装于控制器壳体内时，与控制器壳体相绝缘，从而确保内电极压接片322b以及内电极与控制器壳体可靠绝缘。
66.可充电电池
67.如图12和图13所示，本公开还提供一种可充电电池100，包括圆筒状的电池外壳体1、装设在电池外壳体中的电芯以及上述任一实施例中的电池控制器3。电池外壳体1的一端部裸露出的电芯电极，电池控制器3位于电池外壳体1的该一端部。电池控制器3的内电极压接片322与电芯电极连接。电池控制器1的控制器壳体与电池外壳体1连接，电池外壳体1与电芯的另一电芯电极连接。电芯电极的外周套还设有绝缘垫2，用于隔离内电极压接片322所连接的电芯电极与控制器壳体的连接。
68.上述电池控制器3叠设在电芯的一端可以是正极端，也可以是负极端。
69.在电池控制器3与电芯电极进行焊装时，依赖于内电极压接片322的自身形状，内电极压接片322的压接部3221弯曲，可以使其与电芯电极极紧密接触，且接触面积大，稳定性高。当电池控制器3与电芯封口以后，内电极压接片322活动端末尾自然受力与内电极接触，增大了连接面积，提高过大电流的能力。本公开采用内电极、内电极压接片与电芯连接方式具有良好的稳定性，能更好避免短路情况的发生。内电极压接片322与柱状的内电极333采用焊接的方式，构成电连接和结构连接。
70.以上仅为本公开的较佳可行实施例，并非限制本公开的保护范围，凡运用本公开
说明书及附图内容所作出的等效结构变化，均包含在本公开的保护范围内。