[發明專利]表面安裝電池以及具有集成電池單元的便攜式電子設備

在審

• 申請號: 201580062778.8
• 申請日: 2015-10-08
• 公開（公告）號: CN107006124A
• 公開（公告）日: 2017-08-01
• 發明（設計）人: A·基茨;K·拉加
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: H05K1/16
• 分類號: H05K1/16
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 黃嵩泉

技術領域

本公開涉及用于電子設備的表面安裝電池。

背景技術

電子設備(包括移動平臺，諸如智能手機、膝上型計算機、筆記本計算機和平板計算機)的尺寸不斷縮小。包括一個或多個電池單元的功率輸送系統通常是便攜式電子設備中最大的部件之一。隨著便攜式電子設備的尺寸縮小，用戶也期望功率輸送系統將越來越小且更加便攜。當使用插頭、插座和甚至接片將電池連接到系統時，將電池集成到物理上小的系統(并且特別是薄的系統)中提出了挑戰。

附圖說明

可以參考以下附圖詳細地描述多個安排和實施例，其中類似的附圖標記表示類似的元件，并且在附圖中：

圖1A、圖1B和圖1C展示了使用液體電解質的示例硬幣形鋰離子電池。

圖2是根據一個實施例的包括多個固體電解質的電池單元的透視圖。

圖3是根據一個實施例的電路板組件的側視圖。

圖4A、圖4B、圖4C和圖4D展示了根據一個實施例的包括集成固體電解質電池的移動電子設備。

圖5是根據一個實施例的包括集成電池單元的電路板的截面側視圖。

圖6是根據一個實施例的電池單元的截面側視圖。

圖7是根據一個實施例的用于制造電路板的方法的流程圖。

圖8是根據另一實施例的用于制造電路板的方法的流程圖。

具體實施方式

本文公開的實施例和安排使用包括固體電解質(例如固體聚合物或陶瓷)的電池單元。與具有液體電解質的電池不同，具有固體聚合物和/或陶瓷電解質的電池可以承受可用于可表面安裝電池的回流焊接工藝的高溫和持續時間并且開啟新的組裝選項。如以下所討論的，固體電解質單元電池也比液體電解質單元電池更安全，因為易燃液體電解質已經成為普通鋰離子(Li-ion)電池災難性故障的原因。本文公開的某些實施例提供了空間節省、較低組裝成本、尺寸減小(例如，在X-Y平面中)和/或高度減小(例如，在垂直于X-Y平面的Z方向上)。另外或在其他實施例中，所公開的系統和方法可以規定將電池直接集成在系統中，從而消除了包裝和插座使用的大部分開銷。在某些實施例中，本文公開的固體電解質電池單元是可再充電的。

可商購用于表面安裝在手持或便攜式電子設備中的小尺寸電池具有低容量(例如，液體電解質單元電池)或極低容量(例如，固態薄膜電池)。近年來，小型二次電池已被用作便攜式設備(如蜂窩電話)的存儲器備份電源。例如，圖1A、圖1B和圖1C展示了使用液體電解質并被包裝在剛性氣密密封的金屬“罐”殼體中的硬幣形鋰離子電池100。罐裝和氣密密封硬幣形鋰離子電池100的過程可能是昂貴且復雜的。此外，罐殼體限制能量密度，特別是在將圓柱形單元并排放置形成空白空間的間隙的情況下多單元組中。硬幣形鋰離子電池100可以具有包括鋰錳復合氧化物的正電極和包含鋰鋁合金的負電極，并且具有約3V的電壓。作為另一示例，已經使用具有包括五氧化二鈮的正電極和包括鋰鋁合金的負電極并且具有約2.5V的電壓的硬幣形二次鋰電池。

鋰電池(如圖1A所示)的問題是液態電解液極易燃。因此，將硬幣形鋰離子電池100焊接到電路板可能是危險的。作為回流方法的一個示例，通過在電路板和零件的端子之間供給焊料并且然后使電路板和該零件通過高溫氣氛來進行焊接。焊接確保電路板上的電路與該零件的端子之間的電接觸。取決于所使用的材料和工藝，高溫氣氛的范圍可以為例如從約220℃至約260℃。這樣的條件可能導致在硬幣形鋰離子電池100的罐殼體內建立高壓，使得該鋰離子電池排出電解質或爆炸。在高溫氣氛中，電解質可能在其排出時發出火焰。使揮發性液體電解質不易燃以允許表面安裝硬幣單元的嘗試通常導致具有非常低容量(例如，最高達約2.5mAh)的電池單元。

因此，許多應用避免了將具有液體電解質的鋰離子電池焊接到電路板。相反，如圖1B所示，硬幣形鋰離子電池100可以放置在預先焊接到電路板的固持器110中。體積大的固持器110可能為整個電子設備增加額外的尺寸和費用。在另一示例中，如圖1C所示，硬幣形鋰離子電池100可以被定位在遠離電路板的位置，并且經由線112、114與該電路板電連接。這樣的實施方式可能增加費用，例如通過手動將線焊接到硬幣形鋰離子電池100、將硬幣形鋰離子電池100插入收縮包裹蓋116中、施加熱量使收縮包裹蓋收縮、將線112、114的另一端焊接到電路板、并且將收縮包裹蓋116膠合或以其他方式附接到電子設備的底盤118。