大電量防爆電池組及該電池組的製造方法與流程

2023-08-01 07:46:11 1

本發明涉及防爆電子通信領域，尤其涉及一種應用於防爆電子通訊產品的可提供大電池容量的防爆電池組。

背景技術：

目前，在一些特殊的使用領域，比如戶外運動、探險、野營等，由於其相對複雜且危險的使用環境，普通的電子通訊產品由於無法提供長久的續航時間，以及產品設計本身的缺陷使其無法適應戶外環境而無法滿足用戶需求；因此，既具備大容量電池可以提供更長久的續航時間，又具備防爆等功能可以獲取更大的使用安全性的戶外電子產品將越來越獲得廣大戶外運動愛好者的青睞。

以防爆電子產品來說，除了產品主體本身需要進行防爆設計外，電池的防爆尤為重要。而考慮到產品的發展趨勢及市場的需要，大容量的防爆電池由於可以提供更為持久的續航時間而成為必要的產品配置。

對應以上需求，生產製造單獨的大電芯是首要之選。但是，對於單獨的大容量電池電芯而言，不僅僅生產製造成本高，同時由於其使用領域使用範圍的局限性而無法實現不同產品的通用，若某一產品銷售情況不佳，則會因此造成大容量電芯的庫存積壓；同時，大容量電芯一旦發生爆炸等危險事故，其造成的損害也是巨大的，此外，考慮到單顆大電芯的體積較大而對產品整體外觀及結構設計產生局限，不能靈活變通，因此，在大容量電芯的設計選型上，存在較大的局限性。

基於以上問題，有必要提供一種新的防爆電芯設計思路，既具有較好的通用性以滿足不同電子產品的需求，又可以滿足某些電子產品對於大電池容量的需求。本發明則旨在改善以上所列示的問題，提供一種使用安全可靠、具有良好通用性、生產工藝簡單、生產製造成本低的大容量防爆電池組，以及提供所述防爆電池組的生產製造方法。

技術實現要素：

本發明提供一種大容量防爆電池組，所述電池組可解決現有技術中的大電量電芯存在的製造成本高、使用範圍局限而無法標準化的問題，以及易造成庫存積壓的問題，同時大電量電芯選型受限的問題。

本發明還提供一種大容量防爆電池組的製造組裝方法，所述方法可解決現有技術中的防爆電池組組裝過程中存在的大電量電芯組裝危險性大的問題。

一種大容量防爆電池組，其包括一電池盒、一電芯組及一蓋體，所述電芯組包括至少兩個電芯，所述電芯相互間隔地固定於所述電池盒內，所述防爆電池組還包括一硬性電路板，一軟性電路板及一外接連接器，所述軟性電路板其一端與所述硬性電路板連接，其另一端與所述電芯組連接，所述電芯間為並聯連接，所述硬性電路板及所述軟性電路板均容置於所述防爆電池盒內，所述硬性電路板位於靠近所述電池盒的一側邊處，所述外接連接器與所述硬性電路板相連接，所述蓋體還包括一圈側壁，所述側壁上對應所述外接連接器位置開設有一通孔，所述外接連接器貫穿所述通孔自所述蓋體向外延伸出，所述蓋體與所述電池盒組裝在一起。

進一步的，所述電芯組中的至少兩個電芯平行並列均勻排布，其電芯極向同側，且所述電芯採用包絕緣紙的方式將正極與負極進行相互隔絕。

進一步的，所述電池盒還包括一底部，所述底部根據所述電芯的數量設置有對應的限位骨位，所述電芯分別位於對應的所述限位骨位限定範圍內且相互間設置有絕緣防護。

進一步的，所述電芯包括一正面及一底面，所述電芯還包括一正極焊接帶及一負極焊接帶，所述正極焊接帶及所述負極焊接帶均位於所述電芯正面上。

進一步的，所述軟性電路板上包括單一正極走線及與所述電芯數量相等的負極走線，所述電芯正極焊接帶均與所述正極走線相連接進而成為一體，所述電芯負極焊接帶則與對應的所述負極走線分別連接進而成為獨立迴路，同時所述軟性電路板與所述硬性電路板連接，並通過所述硬性電路板的內部走線實現所述電芯的並聯連接。

進一步的，所述電芯組包括四個電芯，所述正極焊接帶與所述負極焊接帶分別為一獨立的鎳帶，所述電芯還包括一焊接面，所述負極焊接帶焊接於所述焊接面上的負極位置，所述正極焊接帶則焊接於與所述焊接面相對的側面上的正極位置。

進一步的，所述負極焊接帶自其焊接處延伸並繞至所述電芯正面，所述正極焊接帶亦自其焊接處延伸並繞至所述電芯的正面且與所述負極焊接帶相距不小於5mm處。

一種大容量防爆電池組的製造方法，所述方法包括以下步驟：

提供至少兩個電芯，將所述電芯進行正負極性間的絕緣處理；

採用鎳帶焊接的方式自所述電芯正極與負極處分別延伸出一正極焊接帶及一負極焊接帶；

提供一軟性電路板，通過所述軟性電路板將所述電芯正極連接為一體，同時將所述電芯負極連接為獨立線路；

提供一硬性電路板，所述軟性電路板與所述硬性電路板連接，並通過所述硬性電路板的內部走線實現所述電芯間的並聯連接；

提供一外接連接器，將所述外接連接器與所述硬性電路板相互連接；

提供一電池盒，將依據以上步驟連接的所述電芯、所述軟性電路板、所述硬性電路板及所述外接連接器組裝於所述電池盒內；

提供一蓋體，所述外接連接器貫穿所述蓋體延伸至外部空間，所述蓋體組裝於所述電池盒上。

進一步的，所述電芯正負極性間的絕緣處理是採用包絕緣紙的方式將所述電芯的正極與負極進行相互隔絕。

進一步的，所述電芯極性一致平行並列均勻排布於所述電池盒內，且相鄰電芯間設置有間隙，同時於所述間隙內填充防爆專用膠實現相互隔絕。

進一步的，所述連接為一併聯線路，包括於所述軟性電路板上設置一唯一的正極走線及與所述電芯數量相等的多條負極走線，所述正極焊接帶均與所述正極走線相連接進而成為一體，所述負極焊接帶則與對應的所述負極走線分別連接進而成為多個獨立迴路，同時所述軟性電路板與所述硬性電路板連接，並通過所述硬性電路板的內部走線實現所述電芯間的並聯連接。

本發明所產生的有益效果是：

本發明所述的大容量防爆電池組，其產生的有益效果在於：

首先，本發明提出將多個所述電芯通過並聯的方式實現大的電池容量的設計思路，使得單個所述電芯的容量無需設置很大，從而可以根據各個產品對電池容量的需求靈活匹配所述電芯的數量而實現需求，同時也實現了所述電芯的標準化及通用性，解決了現有技術中單獨的大電芯容易產生的庫存積壓問題；而較小電池容量的所述電芯，相較於大容量電芯而言，無疑可以減少生產製造成本，技術相對成熟，設計選型靈活、工藝穩定，生產製造使用中的安全性也相應提高；其次，本申請中的焊接鎳帶設置於所述電芯其一面上，且所述正極焊帶與所述負極焊帶分別為一獨立的鎳帶，焊接區域增大使得焊接操作便利，而通過相互獨立的鎳帶焊接也提高了生產安全性；此外，本申請中的焊接鎳帶自所述電芯焊接連接並外延出來，其外延長度可統一設置，從而所述鎳帶可以實現標準化；本申請中還提出了於所述電芯焊接面進行所述正極焊接帶的焊接，而於其對側進行所述負極焊接帶的焊接的思路，使得在鎳帶與所述電芯在焊接連接的過程中，由於正極焊區與負極焊區分別獨立，因此提供了便利的焊接操作空間，操作簡單方便，焊接效率高，且避免了焊接過程中存在的短路及誤焊的情況產生。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明的技術方案，下面將結合附圖對本發明作進一步的說明。

圖1是本發明大容量防爆電池組結構爆炸圖。

圖2是本發明大容量防爆電池組電芯立體圖。

圖3是本發明大容量防爆電池組電芯另一立體圖。

圖4是本發明大容量防爆電池組部分組件組裝圖。

圖5是本發明大容量防爆電池組部分組件組裝圖「r」處放大圖。

圖6是本發明大容量防爆電池組部分組件組裝圖「s」處放大圖。

圖7是本發明大容量防爆電池組組裝圖。

圖8是本發明大容量防爆電池組的製造組裝方法圖。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖及具體實施例對本發明大容量防爆電池組及該電池組的製造方法作進一步的說明。

實施例一

請參照圖1至圖7，為本發明大容量防爆電池組結構示意圖。所述防爆電池組包括一電池盒1、一電芯組2、一蓋體3、一硬性電路板4、一軟性電路板5及一外接連接器6，所述電芯組2包括四個電芯21，所述電芯21相互間隔地固定於所述電池盒1內，所述軟性電路板5其一端與所述硬性電路板4相連接，其另一端則與所述電芯組2相連接，所述電芯21間為並聯連接，所述硬性電路板4及所述軟性電路板5均容置於所述電池盒1內，所述電池盒1為一長方體容置空間，所述電芯組2位於靠所述長方體容置空間其一端處，而所述硬性電路板4則位於靠所述長方體容置空間另一端處，即所述硬性電路板4位於靠近所述電池盒1的一側邊處，所述外接連接器6與所述硬性電路板4相連接，所述蓋體還包括一圈側壁31，所述側壁31上對應所述外接連接器6的位置開設有一通孔32，所述外接連接器6貫穿所述通孔32自所述蓋體3向外延伸出，進而與所述防爆電池組所供電的電子設備主板相連接，所述蓋體3與所述電池盒1組裝在一起，從而形成一完整的長方體防爆電池組，僅所述外接連接器6與供電電子設備相連接。

考慮到產品的使用安全性，即產品對於防爆性能的需求，同時又不影響生產效率，因此，本申請於所述相鄰電芯之間的間隔區域內設置絕緣保護，所述絕緣防護即為於所述電芯21之間的間隔區域內填充防爆專用膠。本實施例中，四個所述電芯21之間平行並列均勻排布，且所述電芯21極向同側，從而使得相鄰兩個所述電芯21之間其側面相互正對，而防爆膠的打膠區域僅限於兩個所述電芯21之間的側面較小區域，而在防爆領域，電池的打膠是必要的安全保護措施，而對於大容量電芯而言，常常需要的是外置面整面打膠，因此，本申請中的打膠工藝並沒有影響生產效率，反而減少了打膠區域，節省了打膠時間以及等待防爆膠乾燥的時間，提升了生產效率。

本實施例中，為使四個所述電芯21位於所述電池盒1內不跑位，進一步的，所述電池盒1還包括一底部13，所述底部13根據所述電芯21的數量設置有對應的限位骨位14，所述電芯21分別位於對應的所述限位骨位14的限定範圍內，同時相鄰的兩個所述電芯21之間相互間隔，而防爆膠則設置於相鄰的兩個所述電芯21之間的間隔區域內，進而形成有效的絕緣防護。

考慮到如果將所述電芯與所述軟性電路板直接焊接連接，那麼由於所述電芯的正負極位於所述電芯的側面較小區域，採用直接焊接的方式會因此而焊接操作不便，且所述電芯的正負極容易產生短路或爆炸的問題，因此，本申請將所述電芯採用包絕緣紙的方式將正極與負極進行相互隔絕，所述電芯21包括一正面211及一底面212，所述電芯21還包括一正極焊接帶213及一負極焊接帶214，所述正極焊接帶213及所述負極焊接帶214均位於所述電芯正面211上；所述軟性電路板5則通過所述正極焊接帶213及所述負極焊接帶214進而與所述電芯21連接，也就是說，本申請中所述電芯21之間的並聯連接通過與所述軟性電路板5之間的連接來實現。

進一步的，為了更加方便所述電芯21正負極與所述軟性電路板5之間的焊接方便，本申請中的所述正極焊接帶213與所述負極焊接帶214分別為一獨立的條狀鎳帶，即為一正極鎳帶與一負極鎳帶，由此提供了較大的焊接區域，從而可以實現焊接操作簡單，並有效避免了焊接短路及誤焊錯焊的問題。

本申請所述軟性電路板5上還包括單一正極走線51及與所述電芯21數量相等的負極走線52，在所述電芯組2與所述軟性電路板5的連接過程中，所述正極焊接帶213均與所述正極走線51相連接進而成為一體，所述負極焊接帶214則與對應的所述負極走線52分別連接進而成為多個獨立的迴路，同時，所述正極走線51與所述負極走線52另一端則連接於所述硬性電路板4上，通過所述硬性電路板4上的內部走線實現所述電芯21之間的並聯連接，而所述硬性電路板4還進一步與所述外接連接器6連接，進而通過所述外接連接器6向對應的電子產品供電。

需要說明的是，本實施例採用的是四個所述電芯21的並聯連接，在所述防爆電池組的工作過程中，由於並聯連接的特點，以及所述硬性電路板4對於所述電芯21的各個獨立迴路設置了單獨的保護，因此，即使所述電芯21中的某一個獨立迴路產生斷路或損壞，也不會影響到所述電芯21其他獨立迴路的正常供電，也就是說，經所述防爆電池組供電的電子產品仍然可以正常使用，而僅僅是電池的電量相應減少了一部分。

除此以外，對於本實施例中所述電芯21的並聯連接，由於可以達到電池的更大容量，因而在電子產品的使用過程中，可以實現更持久的續航能力。

如前所述，所述軟性電路板5的正負極走線51、52其一端與所述電芯21連接後，其另一端，也就是電池電量輸出端則連接於所述硬性電路板4上。

需要說明的是，在所述正極焊接帶213及所述負極焊接帶214的焊接外延過程中，由於所述電芯21預先為方便焊接工藝而採用包絕緣紙的方式進行了正負極性間的隔絕處理，因此也進一步為焊接工藝提供了便利性。本實施例中，所述電芯21包括一焊接面215，所述電芯21的負極位置位於所述焊接面215上，同時在所述焊接面215上，所述負極位置僅為一較小的凸包區域，其他部分均為正極區域，因此，包絕緣紙時，需要將環繞所述凸包區域的外圍部分包上絕緣紙，以防止在將所述負極焊接帶214與所述電芯21的負極凸包位置焊接時，可能觸碰到所述凸包外圍的正極區域而造成所述電芯的短路；對於所述正極焊接帶213與所述電芯21的正極焊接而言，考慮到所述電芯21除去較小的負極位置外，存在較大的正極區域，基於此，本申請提出了一種新的思路，將所述正極焊接帶213的焊接位置設置於與所述焊接面相對的側面上的正極位置，換句話說，本申請中將所述正極焊接帶213及所述負極焊接帶214與所述電芯21的焊接位置分別設置於其兩個相對置的側面，並於其焊接的側面上採用了局部包絕緣紙的防短路處理，較好地實現了所述正極焊接帶213和所述負極焊接帶214的焊接位置儘量錯開的設計思路，使得焊接時產生正負極短路的風險大為降低。

優選的，所述負極焊接帶214自其焊接處延伸並繞至所述電芯21的正面，所述正極焊接帶213亦自其焊接處延伸並繞至所述電芯21的正面且與所述負極焊接帶214相距不小於5mm處。由此，為所述正極焊接帶213及所述負極焊接帶214進一步與所述軟性電路板5之間的焊接連接提供了相互獨立的正負極焊接區域，從而大大方便了所述正極焊接帶213及所述負極焊接帶214與所述軟性電路板5之間的焊接操作。

本申請中，多個所述電芯21之間設置有限位骨位14，因此所述電芯21之間是不相互抵靠的，從而有效減少了所述電芯21之間存在的短路及爆炸的隱患。而本實施例中，則採用了優選的防爆方案，於所述電芯21之間的間隔區域內填充有防爆專用膠以實現所述電芯之間相互絕緣，從而更進一步提升了所述防爆電池組的使用安全性。

實施例二

請參照圖8，為本申請的另一實施例，該實施例為一種大容量防爆電池組的製造方法，其具體包括以下步驟：

s1，提供四個電芯，將所述電芯進行正負極性間的絕緣處理，從而使得所述電芯的正極與負極之間充分隔絕；

s2，採用鎳帶焊接的方式自所述電芯正極與負極處分別延伸出一正極焊接帶及一負極焊接帶；在該步驟中，所述正極焊接帶與所述負極焊接帶分別為一獨立的條狀鎳帶，且所述條狀鎳帶分別與所述電芯的正極與負極之間通過焊接方式連接；

s3，提供一軟性電路板，通過所述軟性電路板將所述電芯正極連接為一體，同時將所述電芯負極連接為獨立線路；可以滿足用戶對所述防爆電池組大電池容量的需求，同時即使某一電芯斷路，其他電芯的供電性能不受影響；

s4，提供一硬性電路板，所述軟性電路板與所述硬性電路板連接，並通過所述硬性電路板的內部走線實現所述電芯間的並聯連接；

通過步驟s3及s4可知，本方法中的所述軟性電路板可以理解為包括一輸入端及一輸出端，所述輸入端與所述電芯相連接，所述輸出端則與所述硬性電路板相連接；

s5，提供一外接連接器，將所述外接連接器與所述硬性電路板相互連接；

s6，提供一電池盒，將依據以上步驟連接的所述電芯、所述軟性電路板、所述硬性電路板及所述外接連接器組裝於所述電池盒內；

s7，提供一蓋體，所述外接連接器貫穿所述蓋體延伸至外部空間，所述蓋體組裝於所述電池盒上。由此所述防爆電池盒組裝為一可提供超大電池容量的，具有使用安全性的，可適配不同需求的電子產品的電池組。

通過步驟s6可以理解，所述外接連接器其一端連接於所述硬性電路板上，可以理解為連接電量輸入端，而其另一端則可理解為其輸出端，所述輸出端延伸至外部空間與電子產品相連接，實現對電子產品的供電。

進一步的，在步驟s1中，所述電芯正負極性間的絕緣處理是採用包絕緣紙的方式將所述電芯的正極與負極之間進行相互隔絕。

進一步的，在步驟s6中，所述電池盒內還設置有限位骨位，所述電芯極性一致平行並列均勻排布於所述電池盒內，且同時分別位於限位骨位所限定的容置範圍內，從而形成相鄰電芯之間的間隙，並於所述間隙內填充防爆專用膠實現相互隔絕，以提升所述防爆電池組的使用安全性。

進一步的，在步驟s3中，所述連接為一併聯線路，包括於所述軟性電路板上設置一唯一的正極走線及與所述電芯數量相等的多條負極走線，所述電芯正極焊接帶均與所述正極走線相連接進而成為一體，所述電芯負極焊接帶則與對應的所述負極走線分別連接進而成為多個獨立迴路，同時所述軟性電路板與所述硬性電路板連接，並通過所述硬性電路板的內部走線實現所述電芯間的並聯連接。

以上結合具體實施例及附圖詳細描述了本發明所述大容量防爆電池組及該電池組的製造方法的技術方案，顯然，本發明的設計思路以及應用範圍並不僅僅受限於實施例所列舉的四個電芯的連接組合，所有兩個以上電芯通過本申請所述的並聯連接方式，亦或是其他變化的連接方式，只要其目的在於獲取更大容量的電池電量，提升電子產品的續航時間，都可以理解為是借鑑於本發明的思路進行的變化、延伸及拓展，都應當歸屬為本申請的延伸，都為本申請的保護範疇。