專利名稱：一種控制鋁殼電池長度方向的尺寸的方法及低壓注塑鋁殼電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種鋁殼電芯采用低壓注塑封裝的方法，尤其是一種在低壓注塑時 控制鋁殼電池長度方向的尺寸的方法及用該方法生產的低壓注塑鋁殼電池。
背景技術：
鋁殼電芯的封裝工藝早已成熟，多種不同的封裝方法都應用在各種不同的電池 結構上，但由于現有的電芯的鋁殼和端子蓋板的結合大多采用的是激光焊封口，此工藝 對電芯的長度尺寸不能控制到成品電池需求的范圍，正常設計的電池，尺寸的公差均為 士0.1_，可電芯的公差卻在士0.2左右，甚至更大，在國產電芯上的表現尤甚，很明 顯，零件的公差超過了成品的公差，無論是理論上還是實際操作中都無法接受，需要各 封裝企業(yè)采用各種應對措施來解決這個問題。如，現在有一種通用的鋁殼電池的結構， 如圖1所示，這種鋁殼電池的結構包括如下零部件，頭部支架100、保護線路板200、中 間支架300、正極鎳帶400、底部支架500、鋁殼電芯600、負極鎳帶700，鋁殼電芯600 上的正極鎳帶400和負極鎳帶700穿過中間支架300分別與保護線路板200正、負極焊 接，所述頭部支架100固定在所述保護線路板200上，底部支架500位于鋁殼電芯600底 部。這種結構的鋁殼電池，由于電池在寬度的限制，在寬度方向上無法設計塑料件 包裹電芯，整個電池結構無法設計整體的膠框來保證成品尺寸，只得設計零件分別組 裝，頭部支架100、保護線路板200，鎳帶400、700等電路元件的聯接主要靠中間支架 300的固定和支撐，由于前文所述的鋁殼電芯600在長度方向的公差很大，無法達到成品 尺寸公差的要求，部份封裝企業(yè)采用將與頭部支架100、保護線路板200、中間支架300 的電芯測量分類，再配不同規(guī)格的底部支架500的形式來滿足鋁殼電池長度方向的尺寸 要求，這樣對生產過程的控制，不必要的工時損耗及物料的備料等方面均帶來了很大的 難度，并且由于需要準確控制各零件的公差，其中任何一個零件公差稍有偏大，都會影 響尺寸不良。為了增強鋁殼電池的跌落等機械性能的強度，部分企業(yè)會在頭部支架100、保護 線路板200、中間支架300與鋁殼電芯600之間的間隙內采用低壓注塑工藝，注塑低壓注 塑膠，以求更好的通過電池行業(yè)通行的跌落等機械性能測試，并無更有效的充分利用此 工藝的特點，在我們的理解和實際實施中，低壓注塑的好處不僅可以體現在賦予電池更 好的機械性能，更好的絕緣性能，更是尺寸控制的有效的方法。另外，現有的鋁殼電池 在低壓注塑的過程中，容易出現在外部連接端子窗口 110處出現溢膠，這是絕對不能允 許的。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是充分利用低壓注塑的特點，將困擾各電池封裝企業(yè)的鋁殼電池
4的長度方向的尺寸無法一次達標的問題加以解決，向社會提供一種控制鋁殼電池長度方 向的尺寸的方法。本發(fā)明的另一個目的是可有效地防止在外部連接端子窗口處出現溢膠的問題。本發(fā)明的第三個目的是向社會提供一種利用上述方法生產的低壓注塑鋁殼電 池。本發(fā)明的技術方案是一種控制鋁殼電池長度方向的尺寸的方法，包括如下步 驟，(1)、電芯半成品制作步驟(11)、將保護線路板的正、負極分別與鋁殼電芯上的正極鎳帶和負極鎳帶焊 接；(12)、將保護線路板設置頭部支架之內，(13)、在所述鋁殼電芯下側面上用粘膠劑粘接底部支架，制作成電芯半成品；(2)、低壓注塑電芯步驟(21)、將電芯半成品放置在模具內，在電芯半成品的保護線路板和鋁殼電芯上 側面之間加入膠料墊塊，所述膠料墊塊的材質與低壓注塑膠料的材質一致，且所述膠料 墊塊是剛被注塑完成，還沒有完全冷卻，具有一定收縮性的；膠料墊塊的長度尺寸大于 等于電池成品的設計長度尺寸減去頭部支架的厚度，減去保護線路板的厚度，減去鋁殼 電芯的最小長度，減去底部支架與鋁殼電芯的粘膠層的厚度及底部支架的厚度，合模之 后，所述膠料墊塊緊緊地將保護線路板頂在頭部支架上；(22)、在頭部支架與鋁殼電芯的上側面之間形成的剩余空間用低壓塑膠填充滿。本發(fā)明還包括膠料墊塊的制作步驟，在下模板的主流道上開設分流道，在分流 道的末端開設矩形凹槽，矩形凹槽的尺寸與膠料墊塊的尺寸一致，當低壓注塑膠料在通 過主流道流入型腔充填滿電池的同時，也通過分流道充填滿矩形凹槽，形成膠料墊塊。本發(fā)明中，在頭部支架與保護線路板的配合面上，頭部支架的外部連接端子窗 口左右兩側分別設有高0.1-0.2mm的臺階，讓頭部支架與保護線路板形成線與面的接 觸，防止低壓注塑膠料進入外部連接端子窗口內。本發(fā)明中，在模具下模板的行位上，對應于頭部支架的外部連接端子窗口位 置，設計與窗口個數相等的凸臺，凸臺的大小與外部連接端子窗口相吻合，合模后，所 述凸臺正好伸入外部連接端子窗口內，防止低壓注塑膠料進入外部連接端子窗口內，所 述凸臺的材質是采用非金屬絕緣體制作的。本發(fā)明中，將保護線路板的貼片鍍金端子大小設計與外部連接端子窗口相吻 合，注塑時，所述貼片鍍金端子正好伸入外部連接端子窗口內，防止低壓注塑膠料進入 外部連接端子窗口內。本發(fā)明還提供一種低壓注塑鋁殼電池，包括頭部支架、保護線路板、膠料墊 塊、正極鎳帶、底部支架、鋁殼電芯、負極鎳帶，所述鋁殼電芯的正極鎳帶和負極鎳帶 與保護線路板的正、負極分別連接，所述保護線路板位于頭部支架內，在所述保護線路 板與所述鋁殼電芯之間的間隙內充滿了低壓注塑膠體，在所述鋁殼電芯底面上用粘膠粘 帖有底部支架。
本發(fā)明中，所述低壓注塑膠體是用下述方法制成的，將電芯半成品放置在模具 內，在電芯半成品的保護線路板和鋁殼電芯上側面之間加入膠料墊塊，所述膠料墊塊的 材質與低壓注塑膠料的材質一致，且所述膠料墊塊是剛被注塑完成，還沒有完全冷卻， 具有一定收縮性的；膠料墊塊的長度尺寸大于等于電池成品的設計長度尺寸減去頭部支 架的厚度，減去保護線路板的厚度，減去鋁殼電芯的最小長度，減去底部支架與鋁殼電 芯的粘膠層的厚度及底部支架的厚度，合模之后，在頭部支架與鋁殼電芯的上側面之間 形成的剩余空間用低壓塑方式充滿而成。本發(fā)明中，在所述頭部支架的內底面上設有兩個定位柱，在所述保護線路板上 設有兩個定位孔，所述定位柱插在所述定位孔內。本發(fā)明中，在所述頭部支架與保護線路板的配合面上，頭部支架的外部連接端 子窗口左右兩側分別有高0.1-0.2mm的臺階，讓頭部支架與保護線路板形成線與面接 觸，防止低壓注塑膠料進入頭部支架外部連接端子窗口內。本發(fā)明中，將保護線路板的貼片鍍金端子大小設計與外部連接端子窗口相吻 合，注塑時，所述貼片鍍金端子正好伸入外部連接端子窗口內，防止低壓注塑膠料進入 外部連接端子窗口內。本發(fā)明由于采用了在電芯半成品的保護線路板和鋁殼電芯上側面之間的加入膠 料墊塊，所述膠料墊塊的材質與低壓注塑的材質一致，且所述膠料墊塊是剛被注塑完 成，還沒有完全冷卻，具有一定的收縮性的；膠料墊塊的長度尺寸大于等于電池成品的 長度尺寸減去頭部支架的厚度，減去保護線路板的厚度，減去鋁殼電芯的最小長度，減 去底部支架與電芯的粘膠層的厚度及底部支架的厚度；膠料墊塊的寬度尺寸小于等于頭 部支架內腔的寬度，合模之后，所述膠料墊塊緊緊地將保護線路板頂在頭部支架上，這 樣，當注塑時，膠料墊塊融化于所注的塑膠中，這樣，就可以確保電池產品的最終尺寸 合符要求，并且省去了中間支架，節(jié)省了成本。另外，采取多種措施，防止低壓注塑膠 料進入外部連接端子窗口內，確保產品質量。


圖1是現有的鋁殼電池的產品結構分解示意圖。圖2是本發(fā)明的鋁殼電池的產品結構分解示意圖。圖3是圖2中的保護線路板的另一視角的結構示意圖。圖4是下模流道分布及膠料墊塊成形的結構示意圖。圖5是頭部支架與保護線路板裝配定位示意圖。圖6是模具凸臺伸入頭部支架外部連接端子窗口剖面結構示意圖。圖7是實施例二保護板鍍金端子與頭部支架裝配局部剖面放大結構示意圖。
具體實施例方式實施例一如圖2所示，采取本實施方法的電池結構包括如下零部件，頭部支架1、保護線 路板2、膠料墊塊3、正極鎳帶4、底部支架5、鋁殼電芯6、負極鎳帶7;首先將負極鎳帶7通過點焊機點焊在鋁殼電芯6的負極端子8上，再將正極鎳帶
64點焊于電芯的鋁鎳復合帶9上。接著將正極鎳帶4焊錫或點焊在保護線路板2的正極10上(見圖3)，及將負極 鎳帶7焊錫或點焊于保護線路板2的負極11上。將正極鎳帶4和負極鎳帶7通過夾具折彎成90度直角，將保護線路板2裝入頭 部支架1內；將底部支架5與鋁殼電芯6的底側面粘接，制成電芯半成品；將電芯半成品放入模具內，在保護線路板2和鋁殼電芯6之間墊上膠料墊塊3。此膠料墊塊3并不是其它的如橡膠、海綿、青稞紙等類似的電子類填充輔料， 此膠料墊塊3的特點是它是由低壓注塑膠料在注塑過程中形成的，具體制法后述。在保護線路板2與鋁殼電芯6的上側面之間的間隙用低壓注塑的方式用低壓塑膠 填充滿。如圖4所示，在下模板12的主流道13上左右各開兩個分流道14，在分流道的末 端開設兩個矩形凹槽15，矩形凹槽的尺寸與膠料墊塊3—致，當低壓注塑膠料在通過主 流道13流入型腔充填滿電池的同時也通過分流道14充填滿矩形凹槽15，形成膠料墊塊 3。需要注意的是膠料墊塊3的尺寸設計，由于前文所提的鋁殼電芯6的長度尺寸公 差較大，采用橡膠、海綿等常用電子輔料對尺寸的控制并不是很好，一則這些輔料的尺 寸公差較大，大部份都士0.1mm以上，即便這些材料沒有公差，鋁殼電芯6本身的公差 也無法保證能生產出達到要求的成品，如果膠料墊塊3的厚度不足以支撐保護線路板2與 鋁殼電芯6之間的空間，就會有部份低壓注塑膠料流入保護線路板2與頭部支架1之間形 成的空間，如果厚度過厚，就會影響長度尺寸，導致注塑后仍然尺寸不良，因此，此厚 度尺寸的設計應為膠料墊塊3的長度等于或略大于電池成品的尺寸-頭部支架1的厚 度_保護線路板2的厚度-底部支架5的厚度-鋁殼電芯6的最小長度-底部支架5與鋁 殼電芯6之間的環(huán)氧樹脂厚度，這樣設計出來的膠料墊塊3才能充分起到支撐的作用。當膠料墊塊3與低壓注塑成品一起成形后，在進行下一次注塑前，將上一次注 塑產生的膠料墊塊3墊在下一次的保護線路板2與鋁殼電芯6的空間內，由于剛注塑完 成，膠料墊塊3還沒有完全冷卻，還具有較大的收縮性，當電芯的尺寸偏長時，在模具 合模的過程中，膠料墊塊3會被壓縮，緊緊的將保護線路板2固定在頭部支架1上，而由 于膠料墊塊3的尺寸是按鋁殼電芯6的最小尺寸設計的，即使鋁殼電芯6在最小尺寸，保 護線路板2與頭部支架1之間也不會形成間隙，讓膠料有空隙通過。如圖5所示，當將膠料墊塊3放入保護線路板2與鋁殼電芯6的空間內后，再將 頭部支架1的定位柱16對準保護線路板2的定孔位17，這樣的目的是便于定位，裝好后 將半成品電池放入低壓注塑模具內注塑成形。注塑成形的過程中，很多的類似結構的例子都會出現低壓注塑的膠料溢到保護 線路板2和頭部支架1之間的情況，多數所實例是要求提高零部件的制造精度來保證，或 是設計卡槽，在保護線路板2和頭部支架1間加貼雙面膠等過于復雜的結構來達到目的， 這樣，生產的成本無形中會增加很多。本實施例的特點是考慮到，正常設計保護線路板2和頭部支架1完全以面對面的 接觸，如果保護線路板2或是頭部支架1的的局部位置出現變形，就會影響整個面的接 觸，導致保護線路板2與頭部支架1之間的間隙增大，因此，本實施例的實施方式為在頭部支架1的外部連接端子窗口 21位置左右各加一高0.1-0.2mm，寬l_2mm左右的臺階 18，讓保護線路板2只與此臺階18作線與面的接觸，這樣就能很好的封閉保護線路板2 與頭部支架1的空間，讓低壓注塑膠料不溢到頭部支架1的外部連接端子窗口之間(參見 圖6)?；蛘?，在模具的下模行位上，相對于頭部支架1的外部連接端子窗口 21位置， 設計凸臺20，凸臺20與頭部支架1外部連接端子窗口 21尺寸基本吻合，其單邊至多 留0.05的間隙，凸臺20的材質與模具的材質不一樣，為防止短路現象的發(fā)生，不采用 金屬類材料，而是采用陶瓷等非金屬絕緣體，即使有部份低壓注塑膠料在注塑壓力之下 有部份溢到保護線路板2與頭部支架1之間，由于常用熔融狀態(tài)的塑膠粘流體不會通過 0.05mm以下的間隙，所以，低壓注塑膠料不會興溢到外部連接端子窗口 21上面，阻隔手 機彈片與電池外部連接端子的連接。上述兩種防溢膠的方法可以單獨使用，也可以聯合使用。通過充分利用膠料墊塊3在剛注塑完成尚未完全冷卻階段具有的長度調節(jié)作 用，并通過模具對成品電池的有效控制，將之前需要各零部件分別控制的尺寸，化零為 整的通過一次控制就加以解決，并且在附加的防止膠料溢膠的結構的輔助控制下，很好 的解決了行業(yè)內一直飽受困擾的長度尺寸容易超標的問題，并且無需增加任何成本，也 不需要復雜的調節(jié)手法。同時不需要填充橡膠等其它輔料，也避免了這些原料間不相融 合，容易剝離等問題。實施例二 實施例二與實施例一的方法和操作過程一樣，只是因為在手機電池的實際設計 過程中，保護線路板2金手指的形成形態(tài)有兩種，一種是實施例一的在PCB板上鍍金形 成金手指，一種是實施例二通過在PCB上貼片鍍金端子22形成，兩者作用一致，只是具 體運用到手機上會有不同。如圖7所示，在實施例二中，模具19的下模行位頭部支架外部連接端子位置不 再另設三個凸臺20，只需將貼片鍍金端子22設計與凸臺一樣，單邊與頭部支架1的外部 連接端子窗口 21間隙設計為0.05mm，一樣也達到輔助解決膠料溢料的問題。本發(fā)明提供的一種低壓注塑鋁殼電池，包括頭部支架1、保護線路板2、膠料墊 塊3、正極鎳帶4、底部支架5、鋁殼電芯6、負極鎳帶7，所述鋁殼電芯6的正極鎳帶4和 負極鎳帶7與保護線路板2的正、負極分別連接，所述保護線路板2位于頭部支架1內， 在所述保護線路板2與所述鋁殼電芯6之間的間隙內充滿了低壓注塑膠體，在所述鋁殼電 芯6底面上用粘膠粘帖有底部支架5。所述粘膠是環(huán)氧樹脂膠。所述低壓注塑膠體是用下述方法制成的，將電芯半成品放置在模具內，在電芯 半成品的保護線路板2和鋁殼電芯6上側面之間加入膠料墊塊3，所述膠料墊塊3的材質 與低壓注塑膠料的材質一致，且所述膠料墊塊3是剛被注塑完成，還沒有完全冷卻，具 有一定收縮性的；膠料墊塊3的長度尺寸大于等于電池成品的設計長度尺寸減去頭部支 架1的厚度，減去保護線路板2的厚度，減去鋁殼電芯6的最小長度，減去底部支架5與 鋁殼電芯6的粘膠層的厚度及底部支架5的厚度，合模之后，在頭部支架與鋁殼電芯的上 側面之間形成的剩余空間用低壓塑方式充滿而成。在所述頭部支架1的內底面上設有兩個定位柱16，在所述所述保護線路板2上設
8有兩個定位孔17，所述定位柱16插在所述定位孔17內。 在所述頭部支架1與保護線路板2的配合面上，頭部支架1的外部連接端子窗口 21左右兩側分別有高0.1-0.2mm，寬l-2mm的臺階，讓頭部支架1與保護線路板形2成 線與面接觸，防止低壓注塑膠料進入頭部支架外部連接端子窗口 21內。
權利要求
1.一種控制鋁殼電池長度方向的尺寸的方法，其特征在于包括如下步驟，(1)、電芯半成品制作步驟(11)、將保護線路板的正、負極分別與鋁殼電芯上的正極鎳帶和負極鎳帶焊接；(12)、將保護線路板設置頭部支架之內，(13)、在所述鋁殼電芯下側面上用粘膠劑粘接底部支架，制作成電芯半成品；(2)、低壓注塑電芯步驟(21)、將電芯半成品放置在模具內，在電芯半成品的保護線路板和鋁殼電芯上側面 之間加入膠料墊塊，所述膠料墊塊的材質與低壓注塑膠料的材質一致，且所述膠料墊塊 是剛被注塑完成，還沒有完全冷卻，具有一定收縮性的；膠料墊塊的長度尺寸大于等于 電池成品的設計長度尺寸減去頭部支架的厚度，減去保護線路板的厚度，減去鋁殼電芯 的最小長度，減去底部支架與鋁殼電芯的粘膠層的厚度及底部支架的厚度，合模之后， 所述膠料墊塊緊緊地將保護線路板頂在頭部支架上；(22)、在頭部支架與鋁殼電芯的上側面之間形成的剩余空間用低壓塑膠填充滿。
2.根據權利要求1所述的控制鋁殼電池長度方向的尺寸的方法，其特征在于還包 括膠料墊塊的制作步驟，在下模板的主流道上開設分流道，在分流道的末端開設矩形凹 槽，矩形凹槽的尺寸與膠料墊塊的尺寸一致，當低壓注塑膠料在通過主流道流入型腔充 填滿電池的同時，也通過分流道充填滿矩形凹槽，形成膠料墊塊。
3.根據權利要求1或2所述的控制鋁殼電池長度方向的尺寸的方法，其特征在于在 頭部支架與保護線路板的配合面上，頭部支架的外部連接端子窗口左右兩側分別設有高 0.1-0.2mm的臺階，讓頭部支架與保護線路板形成線與面的接觸，防止低壓注塑膠料進入 外部連接端子窗口內。
4.根據權利要求1或2所述的控制鋁殼電池長度方向的尺寸的方法，其特征在于在 模具下模板的行位上，對應于頭部支架的外部連接端子窗口位置，設計與窗口個數相等 的凸臺，凸臺的大小與外部連接端子窗口相吻合，合模后，所述凸臺正好伸入外部連接 端子窗口內，防止低壓注塑膠料進入外部連接端子窗口內，所述凸臺的材質是采用非金 屬絕緣體制作的。
5.根據權利要求1或2所述的控制鋁殼電池長度方向的尺寸的方法，其特征在于將 保護線路板的貼片鍍金端子大小設計與外部連接端子窗口相吻合，注塑時，所述貼片鍍 金端子正好伸入外部連接端子窗口內，防止低壓注塑膠料進入外部連接端子窗口內。
6.—種低壓注塑鋁殼電池，其特征在于包括頭部支架(1)、保護線路板(2)、膠料 墊塊(3)、正極鎳帶(4)、底部支架(5)、鋁殼電芯(6)、負極鎳帶(7)，所述鋁殼電芯 (6)的正極鎳帶(4)和負極鎳帶(7)與保護線路板(2)的正、負極分別連接，所述保護線 路板(2)位于頭部支架(1)內，在所述保護線路板(2)與所述鋁殼電芯(6)之間的間隙內 充滿了低壓注塑膠體，在所述鋁殼電芯(6)底面上用粘膠粘帖有底部支架(5)。
7.根據權利要求6所述的低壓注塑鋁殼電池，其特征在于所述低壓注塑膠體是用 下述方法制成的，將電芯半成品放置在模具內，在電芯半成品的保護線路板(2)和鋁殼 電芯(6)上側面之間加入膠料墊塊(3)，所述膠料墊塊(3)的材質與低壓注塑膠料的材質 一致，且所述膠料墊塊(3)是剛被注塑完成，還沒有完全冷卻，具有一定收縮性的；膠 料墊塊(3)的長度尺寸大于等于電池成品的設計長度尺寸減去頭部支架(1)的厚度，減去保護線路板(2)的厚度，減去鋁殼電芯(6)的最小長度，減去底部支架(5)與鋁殼電芯 (6)的粘膠層的厚度及底部支架(5)的厚度，合模之后，在頭部支架與鋁殼電芯的上側面 之間形成的剩余空間用低壓塑方式充滿而成。
8.根據權利要求6或7所述的低壓注塑鋁殼電池，其特征在于在所述頭部支架(1) 的內底面上設有兩個定位柱(16)，在所述保護線路板(2)上設有兩個定位孔(17)，所述 定位柱(16)插在所述定位孔(17)內。
9.根據權利要求8所述的低壓注塑鋁殼電池，其特征在于在所述頭部支架(1)與 保護線路板(2)的配合面上，頭部支架(1)的外部連接端子窗口(21)左右兩側分別有高 0.1-0.2mm的臺階，讓頭部支架(1)與保護線路板形(2)成線與面接觸，防止低壓注塑膠 料進入頭部支架(1)外部連接端子窗口(21)內。
10.根據權利要求9所述的低壓注塑鋁殼電池，其特征在于將保護線路板的貼片鍍 金端子大小設計與外部連接端子窗口相吻合，注塑時，所述貼片鍍金端子正好伸入外部 連接端子窗口內，防止低壓注塑膠料進入外部連接端子窗口內。
全文摘要
一種控制鋁殼電池長度方向的尺寸的方法及低壓注塑鋁殼電池，該方法包括如下步驟1、電芯半成品制作步驟；2、低壓注塑電芯步驟，將電芯半成品放置在模具內，在電芯半成品的保護線路板和鋁殼電芯上側面之間的加入膠料墊塊，所述膠料墊塊的材質與低壓注塑膠料的材質一致，且所述膠料墊塊是剛被注塑完成，還沒有完全冷卻，具有一定的收縮性的；合模之后，所述膠料墊塊緊緊地將保護線路板頂在頭部支架上；在頭部支架與鋁殼電芯的上側面之間形成的空間用低壓塑膠填充滿。本發(fā)明可以確保電池產品的最終尺寸合符要求，并且省去了中間支架，節(jié)省了成本。另外，采取多種措施，防止低壓注塑膠料進入外部連接端子窗口內，確保產品質量。
文檔編號H01M2/02GK102024918SQ201010535430
公開日2011年4月20日 申請日期2010年11月8日 優(yōu)先權日2010年11月8日
發(fā)明者何長春, 朱建林, 鄧英明 申請人:深圳市睿德電子實業(yè)有限公司