[发明专利]高能量密度二次锂离子电池

摘要

本发明提供了一种高能量密度二次锂离子电池，包括锂离子电芯、钢壳、保护IC、集成IC、电阻、电容、电感、MicroUSB接口、塑胶结构件、方形硬性FR‑4基板、圆形硬性FR‑4基板和金属帽头，实现恒定电压输出、充电管理及保护、过充过放过流保护三位一体功能。与现有技术相比，本发明的高能量密度二次锂离子电池，既可以实现电池的多功能集成，又可以实现电池附属结构件占用空间的节约化和电池的高能量密度化，同时还有利于提高可靠性。

主权项

1.一种高能量密度二次锂离子电池，其特征在于：包括锂离子电芯、钢壳、保护IC、集成IC、电阻、电容、电感、MicroUSB接口、塑胶结构件、方形硬性FR‑4基板、圆形硬性FR‑4基板和金属帽头，实现恒定电压输出、充电管理及保护、过充过放过流保护三位一体功能，并且以立体空间布局和装配的形式，大幅度减少不贡献容量的结构件占用的空间，实现高能量密度化；其中，MicroUSB接口焊接在方形硬性FR‑4基板A面上，保护IC、集成IC、电阻、电容、电感、金属帽头焊接在圆形硬性FR‑4基板上，方形硬性FR‑4基板的B面与圆形硬性FR‑4基板垂直装配在一起且MicroUSB接口的开口与圆形硬性FR‑4基板的A面朝向相同，并通过方形硬性FR‑4基板B面与圆形硬性FR‑4基板B面的焊盘锡焊连接和固定，所述锂离子电芯置于钢壳内，所述金属帽头卡装在塑胶结构件内并部分露出塑胶结构件的第一拉伸体端面，相装配在一起的方形硬性FR‑4基板和圆形硬性FR‑4基板以MicroUSB接口开口朝上的方式配套卡装在塑胶结构件上，所述塑胶结构件配套套装在钢壳开口端，所述锂离子电芯的正极端、负极端分别通过正极引出线、负极引出线与圆形硬性FR‑4基板B面的第一焊盘、第二焊盘相对应连接在一起；所述金属帽头满足：SJ1+YJmax≤H2，SJ1+SJ2‑0.8mm≤H2≤SJ1+SJ2‑0.2mm，YH+0.2mm≤H3≤YH+2mm，YH+SJ1+SJ2≤H3+H2≤YH+SJ1+SJ2+2mm，其中SJ1为塑胶结构件的第一拉伸体高度，YJmax为圆形硬性FR‑4基板A面即正对金属帽头的第一圆柱体的面最高元器件的高度，SJ2为塑胶结构件的第二拉伸体高度，H2为金属帽头的第二圆柱体高度，H3为金属帽头的第三圆柱体高度，YH为圆形硬性FR‑4基板厚度，单位为mm；所述塑胶结构件满足：M2<SHD<M1，YJmax≤SJ2≤YJmax+1mm，其中M1为金属帽头的第一圆柱体直径，M2为金属帽头的第二圆柱体直径，SHD为塑胶结构件中心孔直径，SJ2为塑胶结构件的第二拉伸体的高度，YJmax为圆形硬性FR‑4基板A面即正对金属帽头的第一圆柱体的面最高元器件的高度，单位为mm；所述方形硬件FR‑4基板满足：SJ1≤FH1，UH‑UD‑FCG≤FH1+FH2≤UH‑UD‑FCG+1mm，YPmax≤FH2，其中SJ1为塑胶结构件的第一拉伸体高度，FH1方形硬性FR‑4基板的第一方形平板拉伸体的高度，FH2方形硬性FR‑4基板的第二方形平板拉伸体的高度，UH为MicroUSB接口的长度，UD为MicroUSB接口的开口部最外端的平面至方形硬性FR‑4基板的第一方形平板拉伸体最近边缘平面的距离，FCG为方形硬性FR‑4基板的方形槽的高度，YPmax为圆形硬性FR‑4基板B面最高元器件的高度，单位为mm；所述圆形硬件FR‑4基板满足：YQS＝YB‑RA，其中YQS为圆形硬性FR‑4基板方形平板拉伸体缺口深度，UF为MicroUSB接口的厚度，SD2为塑胶结构件的第二拉伸体的外部直径，SDB为塑胶结构件的第二拉伸体的壁厚，UA为MicroUSB接口的宽度，YB为圆形硬性FR‑4基板的半径，RA为圆形硬性FR‑4基板的圆心至圆形硬性FR‑4基板方形平板拉伸体缺口的最近距离，FHD为方形硬性FR‑4基板厚度，M1为金属帽头的第一圆柱体直径，单位为mm；所述锂离子电芯的最大高度DXGmax满足：DXGmax≤H‑H1‑SJ1‑SJ2‑YH‑FH2‑GKDH，其中H为二次锂离子电池的总高度，H1为金属帽头的第一圆柱体的高度，SJ1为塑胶结构件的第一拉伸体的高度，SJ2为塑胶结构件的第二拉伸体的高度，YH为圆形硬性FR‑4基板的厚度，FH2为方形硬性FR‑4基板的第二方形平板拉伸体的高度，GKDH为钢壳的底部包含底部凸台的厚度，单位为mm。