发明内容
本发明提供了一种二次电池负极封口体，所述封口体用于封闭所述二次电化学电池的电池壳体的开口部，其中所述封口体包括：负极帽、电路板模块和密封圈，所述电池壳体在其靠近所述负极帽的一端具有凹陷的匝线结构，所述电芯放置于所述电池壳体内，位于所述正极帽与所述匝线结构之间；所述电路板模块位于所述匝线与所述负极帽之间，所述电路板模块的直径大小设置为在所述匝线构成的凹陷的内径与电池壳体的内径之间，卡在所述匝线一侧从而与所述电芯隔离；所述电路板模块为塑料柔性电路板，具有一定的弹性，通过所述密封圈的挤压产生弹性形变用于卡在所述电池壳体内部；所述密封圈为一柔性且弹性环形绝缘垫层，布置于所述电池壳体、电路板模块与负极帽的空隙中，用于隔离所述电池壳体和所述负极帽，密封述负极帽、电池壳体及电路板模块；所述密封圈与电池壳体内部接触的部位为圆弧形，用于配合电池壳体的圆弧结构；所述电路板模块的侧面边缘与电池壳体之间的缝隙处设置有第一镀层，所述电路板模块与匝线的缝隙处设置有第二镀层，所述第二镀层沿所述电路板模块靠近所述匝线一侧的表面延伸出一段长度，以与所述电路板模块上的正极布线实现电接触，从而实现所述电路板模块上的正极布线与电池壳体的电接触。
优选地，所述电路板模块与所述负极帽之间的连接件为焊料。
优选地，所述电路板模块与所述负极帽之间的连接件为卡扣连接。
优选地，所述负极帽的边缘处设置有至少两个卡头，用于将所述负极帽固定在所述电路板模块上。
优选地，所述电路板模块相对于所述负极帽的一侧上对应于所述负极帽的边缘位置设置有至少两个卡槽，用于安装所述负极帽。
优选地，所述密封圈的形状为型，的一部分用于挤压固定电路板模块于所述匝线和所述电池壳体之间，另一部分用于隔离所述电池壳体和所述负极帽，所述密封圈用于隔离所述电池壳体和所述负极帽的部分，伸出并高于所述电池壳体一定距离，并与所述负极帽齐平，以防止所述电池在充电时产生短路。
优选地，所述镀层的材料为金属导电材料。
优选地，所述镀层为镀锡。
优选地，所述负极帽与电路板模块连接部位的形状为“C”型环状结构。
优选地，所述电池还包括电芯和正极帽，其中，所述正极帽与所述电池壳体连接构成所述二次电池的正极；所述电芯放置于所述电池壳体内，位于所述正极帽与所述电路板模块之间。
本发明的用于电化学电池的封口体配件结构设计巧妙合理，在所述电化学电池电极封口处具有负极帽，所述负极帽能够与电路板配合形成屏蔽结构，工作时产生的热量传导给外界，起到保护电路板及元器件的作用。另外，所述电池壳体上对应于电芯与电路板之间布置有匝线结构，用于定位电芯和电路板的相对位置，并通过密封圈和镀锡结构将电路板模块边缘与电池壳体和匝线之间的缝隙密封。
具体实施方式
通过参考示范性实施例，本发明的目的和功能以及用于实现这些目的和功能的方法将得以阐明。然而，本发明并不受限于以下所公开的示范性实施例；可以通过不同形式来对其加以实现。说明书的实质仅仅是帮助相关领域技术人员综合理解本发明的具体细节。
应当理解，前述大体的描述和后续详尽的描述均为示例性说明和解释，并不应当用作对本发明所要求保护内容的限制。
在下文中，将参考附图描述本发明的实施例。在附图中，相同的附图标记代表相同或类似的部件，或者相同或类似的步骤。
本发明提供一种电化学二次电池，图1a、1b分别为本发明的电化学电池100的结构示意图和分解透视图。如图1a、1b所示，一种电化学电池100，包括：电池壳体101、置于电池壳体101内的电芯102、负极帽103、置于电芯102和负极帽103之间的空间的电路板模块104以及正极帽105。电芯102外套有电池壳体101，并位于正极帽105与电路板模块104之间。电池壳体101为圆柱体或长方体结构的钢壳，用于输出正极，固定电路板模块104。根据本发明的一个实施例，正极帽105右旋地与所述电池壳体101成型为一体结构，构成二次电池100的正极。
电路板模块104为至少一层印刷电路板(PCB)，具有第一侧和第二侧，其中第一侧相对于所述电化学电池100指向负极帽103，第二侧相对于所述电化学电池100指向电芯102。PCB是其上印刷有布线图案的电路板，并具有与所述电池100的壳体内径具有大致对应的尺寸。多个印制导线和元器件布置在电路板模块104的第一侧或第二侧。电路板模块104靠近所述电池100的负极帽103侧，位于电芯102和负极帽103之间。
电路板模块104上设置有连接件从而将负极帽103固定在电路板模块104上，例如，负极帽103可以通过焊料焊接在电路板模块104上，也可以通过卡扣连接等方式固定。优选地，采用卡扣方式连接时，负极帽103的边缘处设置有至少两个卡头，用于将负极帽103固定在电路板模块104上，而电路板模块104相对于负极帽103的一侧上对应于所述负极帽103的边缘位置设置有至少两个卡槽，用于安装负极帽103。电路板模块104的电路负极输出端设置在所述负极帽103与电路板的连接处，使负极输出与电路接地共线。
电路板模块用于锂电池充电保护、充电指示，还可以用于电池的放电保护、短路保护、过放保护以及控制输出电压。电路板模块104和电芯102之间设置有电极连接线108a和108b，分别将电池的正负极分别引出，其中108a为正极连接线，108b为负极连接线。
图1c是图1a沿A-A方向的剖面图。在电路板模块104与外部的电池壳体101之间，负极帽103与电池壳体101之间设置有密封圈106。密封圈106为一柔性且具有弹性的环形绝缘垫层，其能够起到隔离作为第一电极的电池壳体101和作为第二电极的负极帽103的作用，并且由于密封圈106的弹性作用能够挤压并固定电路板模块104，密封电池壳体101和负极帽103之间的空隙。具体地，如图1c所示，密封圈106的形状为型，的一部分用于挤压固定电路板模块104于所述匝线107和电池壳体101之间，另一部分用于隔离所述电池壳体101和所述负极帽103。密封圈106用于隔离电池壳体101和负极帽103的部分，伸出并高于电池壳体101一定距离，并与负极帽103齐平，以防止所述电池在充电时产生短路。
优选地，密封圈106与电池壳体101内部接触的部位为圆弧形，用于配合电池壳体101的圆弧结构。优选地，电路板模块104为塑料柔性电路板，具有一定的弹性，通过密封圈106的挤压产生弹性形变用于卡在电池壳体101内部。
电池壳体101的外表面上对应电芯102和印刷电路板106之间的位置有一圈向内的环形凹陷，为匝线107。将所述电芯102放置于所述电池壳体101内，位于正极帽105与所述匝线107的结构之间。密封圈106和匝线107的设置使得电路板模块104固定在电池壳体101的环形凹陷与电池壳体101底部之间，因此电池壳体101与负极帽103的连接不需要任何焊接。
匝线107结构的设置用于定位电路板模块104，具体地，将电路板模块104的直径大小设置为在匝线107所构成的环形凹陷的内径与电池壳体101的内径之间，在装配电池时，先将电芯102放置到电池壳体101中，然后将电路板模块104装配到电池壳体101中，电路板模块104的大小尺寸可以卡在匝线107的结构上从而避免了与电芯102的接触，然后再通过密封圈106将电池壳体101与负极帽103进行隔离，完成了电池100的装配。上述结构使得电路板模块104借助匝线107的结构在电池壳体101内部形成了一个封闭的空间用于容纳电芯102，从而可以增大电芯102的体积，因此增大二次电池的容量。优选地，电芯102为一密闭结构，通过从电芯102内部引出其正负极与相应的电池正负极相连而进行工作。
优选地，上述匝线107相对于电池壳体101表面的凹陷深度为0.2-1.2mm。
图2a示意性示出了本发明的用于电化学电池的封口体配件200的局部放大剖视图。如图2所示，所述封口体配件200包括第一PCB 201、第二PCB 202、负极帽203。根据本发明的一个实施例，第一PCB 201和第二PCB 202为面积相同的两块印刷电路板。所述第一PCB201靠近电芯204，所述第二PCB 202远离电芯204。第一PCB 201通过匝线205卡在电池壳体206上。第二PCB 202所述负极帽203通过接触实现电连接，并与其组成一个屏蔽结构。第一PCB 201靠近电芯204的一侧和第二PCB 202远离电芯204的一侧布置有多个芯片或电路元器件，其中，在工作过程中会产生辐射的元器件布置在第二PCB 202与负极帽203组成的屏蔽结构中。在第二PCB 202、负极帽203的外部与电池壳体206及之间设置有密封圈207。密封圈207为一柔性且弹性环形绝缘垫层，布置于所述电池壳体206、第二PCB 202与负极帽203的空隙中，所述密封圈207的一部分用于在电池壳体206的挤压下固定第一PCB 201和第二PCB 202于匝线205处，另一部分用于隔离电池壳体206和负极帽203，密封负极帽203、电池壳体206及第一PCB 201和第二PCB 202之间的空隙。密封圈207与电池壳体206内部接触的部位为圆弧形，用于配合电池壳体206的圆弧结构。
第一PCB 201和第二PCB 202的侧面边缘与电池壳体206之间的缝隙处设置有第一镀层210，第一PCB 201与匝线205的缝隙处设置有第二镀层211，第二镀层211沿第一PCB201靠近匝线205一侧的表面延伸出一段长度，长度在0.5mm～3mm之间，以与第一PCB 201上的正极布线213实现电接触，从而实现第一PCB 201上的正极布线213与电池壳体206的电接触，并能密封第一PCB 201和第二PCB 202边缘与电池壳体206和匝线205之间的缝隙。根据本发明的用于电化学电池的封口体配件200还可以应用于具有一块PCB的电路板模块的情况，如图2b所示，电路板模块212的侧面边缘与电池壳体206之间的缝隙处设置有第一镀层210，电路板模块212与匝线205的缝隙处设置有第二镀层211。第二镀层211沿电路板模块212靠近匝线205一侧的表面延伸出一段长度，长度在0.5mm～3mm之间，以与电路板模块212上的正极布线213实现电接触，从而实现电路板模块212上的正极布线213与电池壳体206的电接触。优选地，镀层的材料为良好的金属导电材料，例如：镀锡。通过第一PCB和第二PCB之间的通孔209，将电芯204引出的负极连接线208b(208a为正极连接线，图中未示出)与第一PCB和第二PCB上的导线相连。通孔209的内表面镀有导电材料，例如为镀铜，因此可以将多个电路板的布线可以通过通孔209连接在一起，并与负极帽和电路板接触的部位相连，从而将其传导至负极帽。
图3为本发明的用于电化学电池的封口体配件300的剖视分解图。如图3所示，所述封口体配件300包括负极帽301、密封圈302、电路板模块303。电路板模块303上与负极帽301的边缘对应处设置有充电指示灯305。负极帽301与电路板模块303连接部位的形状为“C”型环状结构，即负极帽的边缘具有缺口304，缺口304为充电指示灯305的通光口，所述缺口304具有一定的高度但不超过负极帽的高度，用以将充电指示灯305暴露出来，其位置对应电路板模块303上的充电指示灯305的位置。密封圈302为一柔性且弹性环形绝缘垫层，能够完全覆盖住充电指示灯305的通光口(如图3所示)，密封圈302的材料为透明导光材料，能够使充电指示灯305发出的亮光透过所述密封圈并使得整个密封圈透光。
本发明的用于电化学电池的封口体配件结构设计巧妙合理，在所述电化学电池电极封口处具有负极帽，所述负极帽能够与电路板配合形成屏蔽结构，工作时产生的热量传导给外界，起到保护电路板及元器件的作用。另外，所述电池壳体上对应于电芯与电路板之间布置有匝线结构，用于定位电芯和电路板的相对位置，并通过密封圈和镀锡结构将电路板模块边缘与电池壳体和匝线之间的缝隙密封。
结合这里披露的本发明的说明和实践，本发明的其他实施例对于本领域技术人员都是易于想到和理解的。说明和实施例仅被认为是示例性的，本发明的真正范围和主旨均由权利要求所限定。