裸电芯堆在便携式电子设备的设备壳体内的封装制造技术

本申请涉及裸电芯堆在便携式电子设备的设备壳体内的封装。电池电芯隔室在电子设备的设备壳体内形成。裸电芯堆被置于所述电芯隔室内。作为结果的电池为所述电子设备供电。

【技术实现步骤摘要】
根据美国法典35§119(e)，本申请要求在2015年5月14日提交的、题目为“裸电芯堆在便携式电子设备的设备壳体内的封装”的美国临时申请No.62/161,817的权益，该内容以引用的方式整体并入本文中。
本公开内容涉及用于便携式电子设备的电池。更具体地，本公开涉及制造在设备壳体内的裸电芯堆(bare cell stack)以及用于封装裸电芯堆的技术。
技术介绍
可再充电电池可以用于向包括膝上型计算机、平板计算机、移动电话、个人数字助理(PDA)、数字音乐播放器、以及无电线的电力工具(cordless power tool)在内的各种便携式电子设备提供电力。常用类型的可再充电电池是锂电池，锂电池可以包括锂离子电池或锂聚合物电池。锂聚合物电池可以包括封装在柔性袋(pouch)中的电芯。这样的袋通常是轻重量的，并且制造起来不贵。此外，这些袋可以被调整以适应不同的电芯尺寸，从而允许锂聚合物电池能够用于空间有限的便携式电子设备(诸如移动电话、膝上型计算机和/或数字摄像机)。例如，锂聚合物电池电芯可以通过将轧制的电极和电解液装入到浸镀铝的层压袋而实现90-95％的封装效率。然后多个袋可以一个挨一个放置在便携式电子设备内，并且串联地和/或并联地电气耦接以形成用于便携式电子设备的电池。在各种实施例中，这种类型的电池组设计没有利用便携式电子设
备中为电池组保留的矩形空间以外的空闲空间。例如，这种类型的矩形电池组可能无法有效地利用弯曲的、圆形的和/或不规则形状的空闲空间。因此，与包含锂离子电池电芯的电池组的封装效率、容量、形状因子、设计和/或制造相关的改进可以有助于便携式电子设备的使用。
技术实现思路
本公开内容涉及电池组及其设计和制造。该电池组包括电池壳体，该电池壳体具有电芯隔室(cell compartment)和结合到该电芯隔室的密封机构。所述电芯隔室可以在便携式电子设备的设备壳体内形成，裸电芯堆置于电芯隔室中。该密封机构结合到电芯隔室以将裸电芯堆和电解液装入到电芯隔室内。在一些方面，裸电芯堆是非矩形或非对称的。在一些方面，密封机构包括柔性片。在一些方面，柔性片包括铝层和聚丙烯(polypropylene)层。在一些方面，电池壳体包括耐电解液层。在一些方面，电芯隔室包括由设备壳体形成的铝层。在一些方面，电芯隔室被形成以容纳非矩形或非常规的形状的裸电芯堆。在一些方面，裸电芯堆包括：一组层，包括具有活性涂层的阴极、隔板和具有活性涂层的阳极；耦接到所述阴极的第一导电突出部(conductive tab)；以及耦接到所述阳极的第二导电突出部。在一些方面，第一导电突出部和第二导电突出部延伸通过沿着电芯隔室中开口外围的密封物，以提供电池组的端子。在一些方面，电芯隔室在设备壳体内形成。在一些方面，本公开内容针对用于制造电池组的方法。该方法包括获得用于便携式电子设备的设备壳体。至少部分地由该备壳体形成电芯隔室来保持裸电芯堆。裸电芯堆处于电芯隔室中，并且密封机构
结合到电芯隔室以将裸电芯堆和电解液密封在电芯隔室内并且形成电池壳体。在一些方面，密封机构可以包括柔性片。电池壳体可以包括在电芯隔室和密封机构之间的密封物。在各种非限制性实施例中，该密封物可以从热密封物、激光密封物、胶带、固化胶以及焊接物中选择。在其他方面，在将裸电芯堆放置在电芯隔室之前，电芯隔室可以用耐电解液层做内衬。在其他方面，可以由内部分隔物使裸电芯堆与电芯隔室内的其他电芯堆分离。电芯隔室可以包括设备壳体的底壳的至少一部分。本公开内容还针对包括本文描述的电池组的便携式电子设备。附图说明结合附图，根据下面的详细描述，可以容易地理解本公开内容，其中相同的附图标记指代相同的结构元素，并且其中：图1示出了根据所公开的实施例的裸电芯堆。图2示出了根据所公开的实施例的、裸电芯堆放置在便携式电子设备的设备壳体内的横截面视图。图3示出了根据所公开的实施例的电池组的横截面视图。图4A示出了根据所公开的实施例的、一组裸电芯堆在便携式电子设备的设备壳体内的布置。图4B示出了根据所公开的实施例的、一组裸电芯堆在便携式电子设备的设备壳体内的密封。图5示出了根据所公开的实施例的说明制造电池组的过程的流程图。图6示出了根据所公开的实施例的便携式电子设备。在附图中，相同的附图标记指代相同的附图元素。具体实施方式以下描述被呈现以使得本领域技术人员能够做出和使用实施例，
并且在特定应用和其需求的上下文中提供以下描述。对所公开的实施例的各种修改对于本领域技术人员来说将是显而易见的，并且在不背离本公开内容的精神和范围的情况下，本文限定的通用原理可以应用到其他实施例和应用中。因此，本专利技术不被限制到所示出的实施例，而是具有与本文所公开的原理和特征相一致的最宽泛范围。在常规的电池组架构中，对电芯的使用和布置可能限制空间的有效利用。常规的电池组通常包含相同容量、大小和尺寸的矩形电芯。电芯的物理布置可以附加地反映电芯的电气配置。例如，六电芯的电池组可以包括六个相同大小和容量的锂聚合物电芯，其中六个电芯以两串联三并联的构造(2s3p)被配置。在这样的电池组内，一个挨一个放置的两行电芯(每行三个电芯)可以一行堆积在另一行之上。每行可以以并联配置电气耦接或两行以串联配置电气耦接。因此，电池组可能需要在便携式电子设备中的至少长为每个电芯的长度、厚度为每个电芯的厚度的两倍并且宽度为每个电芯宽度的三倍的空间。本公开内容提供了一种电池组，在该电池组中，电芯隔室在设备壳体内形成。在一些变形例中，电芯隔室是金属，诸如铝或铝合金。非腐蚀性涂层可以做电芯隔室内部的内衬。在各种方面，放置在电芯隔室中的组装的裸电芯堆被密封机构覆盖，该密封机构结合到电芯隔室以便在电芯隔室和密封机构之间形成密封物。例如，该密封物可以通过在一定压力下使用热而形成，或通过诸如固化胶、焊接等之类的外部源而形成。可以在最后密封之前或之后注入电解液。如本文所引用的，裸电芯堆可以指代在电池组装之前或在电池组装期间的非活性干电芯堆、或活性电池。在一些实施例中，裸电芯堆是在电荷被施加之前的电池组制造期间的非活性干电芯堆。裸电芯堆可以具有非矩形或非规则的形状，如本文所述。由于电芯隔室在设备壳体内形成并且包括设备壳体，因此电池组可以不需要精确对齐，因为裸电芯堆被嵌入到电芯隔室中。图1示出了根据所公开的实施例的裸电芯堆。该裸电芯堆可以对应于在正确的激活过程完成之后向便携式电子设备供应电力的锂离子
电芯，该便携式电子设备诸如膝上型计算机、移动电话、平板计算机、个人数字助理(PDA)、便携式媒体播放器、数字摄像机和/或其他类型的由电池供电的电子设备。如图1所示，裸电芯堆包括层102、104和106(也被称为层102-106)，该层102-106形成具有圆角的非矩形阶地结构(terraced structure)。层102-106可以包括具有活性涂层的阴极、隔板以及具有活性涂层的阳极。例如，每组层102-106可以包括由一条隔板材料(例如，导电聚合物电解液)分隔开的一条阴极材料(例如，涂有锂化合物的铝箔)和一条阳极材料(例如，涂有碳的铜箔)。为了形成非矩形的形状，层102-106可以从阴极片、阳极片和/或隔板材料片中切割而成本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电池组，包括：裸电芯堆和电解液；以及电池壳体，包括：电芯隔室，所述电芯隔室至少部分地形成在电子设备的设备壳体内，其中所述裸电芯堆和电解液置于所述电芯隔室内；以及密封机构，所述密封机构结合到所述电芯隔室以将所述裸电芯堆和所述电解液封闭在所述电芯隔室内。

【技术特征摘要】
2015.05.14 US 62/161,8171.一种电池组，包括：裸电芯堆和电解液；以及电池壳体，包括：电芯隔室，所述电芯隔室至少部分地形成在电子设备的设备壳体内，其中所述裸电芯堆和电解液置于所述电芯隔室内；以及密封机构，所述密封机构结合到所述电芯隔室以将所述裸电芯堆和所述电解液封闭在所述电芯隔室内。2.根据权利要求1所述的电池组，其中所述裸电芯堆是非矩形或非对称的。3.根据权利要求1所述的电池组，其中所述密封机构包括柔性片。4.根据权利要求1所述的电池组，其中所述电池壳体包括耐电解液层。5.根据权利要求1所述的电池组，其中所述电芯隔室包括：从所述设备壳体形成的铝层。6.根据权利要求1所述的电池组，其中所述电芯隔室适应所述裸电芯堆的非矩形形状或非对称形状。7.根据权利要求1所述的电池组，其中所述裸电芯堆包括：一组层，包括具有活性涂层的阴极、隔板和具有活性涂层的阳极；耦接到所述阴极的第一导电突出部；以及耦接到所述阳极的第二导电突出部，其中所述第一导电突出部和第二导电突出部延伸通过所述电芯隔室。8.根据权利要求1所述的电池组，其中所述电芯隔室包括所述设备壳体的底壳的至少一部分。9.一种用于制造电池组的方法，包括：获得用于电子设备的设备壳体，其中所述设备壳体包括被配置为保持裸电芯堆的电芯隔室；将所述裸电芯堆放置在所述电芯隔室中；将密封机构结合到所述电芯隔室以将所述裸电芯堆和电解液密封在所述电芯隔室...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴富根，R·M·蒙克，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US