鋰電池保護模塊及其封裝方法、鋰電池充放電供電系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及鋰電池充放電技術領域，特別是涉及一種鋰電池保護模塊及其封裝方法、鋰電池充放電供電系統。
【背景技術】
[0002]目前的鋰電池充放電供電系統，在鋰電池充放電過程中可能發生鋰電池電壓過壓、欠壓或者過電流等情況，此時就需要關斷鋰電池保護模塊中起供電保護開關作用的場效應管，從而對鋰電池充放電供電系統進行保護。其中，如圖1所示為現有技術中鋰電池保護模塊的原理圖，它主要包括一個鋰電池保護芯片(L1-1on battery protect1n IC)和兩個場效應管Ml、M2。
[0003]現有技術的鋰電池保護模塊中，鋰電池保護芯片和場效應管采用獨立封裝形式或者采用多芯片合封裝形式。然而，這兩種封裝形式都有一定的缺陷:1、鋰電池保護芯片和場效應管采用獨立封裝形式時，在相同的電池包空間內，獨立封裝將會增大鋰電池保護模塊的體積，從而壓縮了電池芯的空間，降低了電池容量，且在成本和可靠性上也沒有優勢。2、鋰電池保護芯片和場效應管采用多芯片合封裝形式時，如圖2所示，一個鋰電池保護芯片和兩個背靠背的場效應管封裝在同一平面區域；由于在封裝時，鋰電池保護芯片和場效應管為了保證電學隔離，兩者之間具有一定的間隔，不能有效的實現場效應管的過溫檢測，且引線鍵合時引線的路徑也較長，致使場效應管導通電阻較大，不利于電池續航，且電池包中沒有空間再放置其它的智能芯片。
[0004]因此，現在亟需一種能夠有效實現場效應管過溫檢測，導通電阻小，且能夠有效利用電池包空間的鋰電池保護模塊。
【發明內容】
[0005]鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種鋰電池保護模塊及其封裝方法、鋰電池充放電供電系統，用于解決現有技術中不能有效的實現場效應管的過溫檢測，且場效應管導通電阻較大，不利于電池續航的問題，以及電池包中沒有空間再放置其它的智能芯片，電池包空間利用率低，電池容量低的問題。
[0006]為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種鋰電池保護模塊，用于對鋰電池充放電供電系統進行保護，其中，所述鋰電池保護模塊至少包括:
[0007]封裝框架，所述封裝框架至少包括封裝框架底座以及位于所述封裝框架底座兩側的封裝框架管腳；
[0008]位于所述封裝框架底座上的場效應管；其中，所述場效應管與所述封裝框架管腳引線鍵合，所述場效應管的面積與所述封裝框架底座的面積相適配，以使所述場效應管與所述封裝框架管腳之間的距離最短，從而使引線鍵合時引線的路徑最短；
[0009]位于所述場效應管上的絕緣材料層；
[0010]以及位于所述絕緣材料層上的鋰電池保護芯片；其中，所述鋰電池保護芯片與所述場效應管、所述封裝框架管腳引線鍵合，所述鋰電池保護芯片與所述場效應管之間適于通過所述絕緣材料層進行電學隔離。
[0011]優選地，所述鋰電池保護芯片至少包括:場效應管溫度檢測及保護電路；所述場效應管溫度檢測及保護電路適于通過所述絕緣材料層檢測所述場效應管的溫度，以使所述鋰電池保護芯片在所述場效應管的溫度過熱時關斷所述場效應管。
[0012]優選地，所述絕緣材料層的材質為氧化鋁或者二氧化硅。
[0013]優選地，所述絕緣材料層的厚度為30um?50um。
[0014]優選地，所述鋰電池保護模塊還包括:位于所述絕緣材料層上的用于鋰電池電壓監測、身份識別、供電隔離或者數據隔離的鋰電池智能芯片；其中，所述鋰電池智能芯片與所述場效應管、所述封裝框架管腳引線鍵合，所述鋰電池智能芯片與所述場效應管之間適于通過所述絕緣材料層進行電學隔離。
[0015]優選地，所述場效應管為金屬-氧化物-半導體場效應管或者結型場效應管。
[0016]本發明還提供一種鋰電池充放電供電系統，其中，所述鋰電池充放電供電系統至少包括:
[0017]如上所述的鋰電池保護模塊。
[0018]本發明還提供一種鋰電池保護模塊的封裝方法，其中，所述鋰電池保護模塊的封裝方法至少包括如下步驟:
[0019]提供一封裝框架和一鋰電池保護芯片，所述封裝框架至少包括封裝框架底座以及位于所述封裝框架底座兩側的封裝框架管腳；
[0020]制備場效應管；其中，所述場效應管的面積與所述封裝框架底座的面積相適配，以使所述場效應管與所述封裝框架管腳之間的距離最短，從而使引線鍵合時引線的路徑最短；
[0021]將所述場效應管置于所述封裝框架底座上，然后將所述場效應管與所述封裝框架管腳引線鍵合；
[0022]在所述場效應管上形成一絕緣材料層，然后將所述鋰電池保護芯片置于所述絕緣材料層上，以使所述場效應管與所述鋰電池保護芯片之間通過所述絕緣材料層進行電學隔離；
[0023]將所述鋰電池保護芯片與所述場效應管、所述封裝框架管腳引線鍵合。
[0024]如上所述，本發明的鋰電池保護模塊及其封裝方法、鋰電池充放電供電系統，具有以下有益效果:
[0025]本發明的鋰電池保護模塊，采用多芯片疊片合封裝形式，鋰電池保護芯片疊放在場效應管上，兩者之間通過絕緣材料層進行電學隔離，且薄層的絕緣材料層具有優良的熱傳導效果，能有效將場效應管的溫度傳感至鋰電池保護芯片，保證了在場效應管的溫度過熱時，鋰電池保護芯片能快速有效關斷場效應管，從而實現場效應管的過溫保護功能。另夕卜，場效應管的面積與封裝框架底座的面積相適配，使得所述場效應管與所述封裝框架管腳之間的距離最短，場效應管的導通電阻最小，從而使引線鍵合時引線的路徑最短，引線的電阻也最小，有效提高了鋰電池供電效率，增強了鋰電池的續航能力。另外，還可以在場效應管上放置具有其他功能的鋰電池智能芯片，該鋰電池智能芯片與鋰電池保護芯片在同一層上，能夠有效提高電池包內的空間利用率，且不會影響電池容量。
[0026]本發明的鋰電池充放電供電系統，采用上述鋰電池保護模塊，不僅實現了場效應管的過溫保護，還通過最小化場效應管的導通電阻實現了整個系統具有最小的導通電阻；此外，還能夠通過增加具有各種功能的鋰電池智能芯片，實現鋰電池充放電供電系統的現代化、智能化管理。
[0027]本發明的鋰電池保護模塊的封裝方法，采用一個通用的封裝框架，將整個封裝框架底座提供給場效應管，根據封裝框架底座能容納下的最大場效應管的面積來定制場效應管，從而使得場效應管具有最大的面積和最小的導通電阻，有效解決了其他封裝方案中導通電阻過大的問題，提高了鋰電池的續航能力。另外，在場效應管上形成絕緣材料層，然后疊放鋰電池保護芯片，有效解決了其他封裝方案中不能有效的實現場效應管的過溫檢測以及電池包空間利用率低的問題。
【附圖說明】
[0028]圖1顯示為本發明現有技術中的鋰電池保護模塊的原理圖。
[0029]圖2顯示為本發明現有技術中的采用多芯片合封裝形式的鋰電池保護模塊封裝示意圖。
[0030]圖3顯示為本發明第一實施方式的鋰電池保護模塊的結構示意圖。
[0031]圖4顯示為圖3中A-A方向的剖視圖。
[0032]圖5顯示