CN102332599A - 具有容量不同的单元的电池组 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及具有容量不同的单元的电池组。所公开的实施例提供了供便携式电子设备使用的电池组。该电池组包括具有不同容量的以并联配置电耦接的第一组单元。第一组单元内的单元还可以具有不同的厚度和/或尺寸。该第一组单元被设置在所述电池组内以有利于便携式电子设备内空间的有效利用。例如，该第一组单元可以被设置为适应于便携式电子设备中的部件。

Description

具有容量不同的单元的电池组
技术领域
本实施例涉及用于便携式电子设备的电池。尤其是，本实施例涉及具有容量、厚度和/或尺寸不同的单元的电池组。
背景技术
可重新充电电池目前用于向各种便携式电子设备提供电力，所述便携式电子设备包括膝上型电脑、移动电话、PDA、数字音乐播放器和无绳电动工具。最常用类型的可重新充电电池为锂电池，其可包括锂离子或锂聚合物电池。
锂聚合物电池往往包括被封装在柔性囊(flexible pouch)中的单元。这种囊一般重量轻且制造便宜。而且，囊可以根据各种单元尺寸进行剪裁，以允许锂聚合物电池用在空间受限的便携式电子设备中，该便携式电子设备诸如移动电话、膝上型电脑和/或数码相机。例如，通过将卷绕体和电解液封装在箔囊(foil pouch)中，锂聚合物电池单元可以达到90-95％的封装效率。然后，将多个囊并排放置于便携式电子设备内，并且被串联或并联电耦接，从而形成用于该便携式电子设备的电池。
然而，空间的有效利用会受到现有电池组架构中单元的使用和配置的限制。尤其是，电池组通常包含相同容量、大小和尺寸的单元。这些单元的物理配置又会反映出单元的电配置。例如，六单元电池组可以包括被构造为二串三并(2s3p)配置的六个大小和容量相同的锂聚合物电池。在该电池组中，两个具有并排放置的三个单元的行可以被堆叠在彼此的上面；每一行可以以并联配置电耦接，并且这两行以串联配置电耦接。因此，电池组可能要求便携式电子设备中的空间具有至少每个单元的长度、每个单元厚度的两倍、以及每个单元宽度的三倍。此外，电池组可能无法利用该便携式电子设备中的空闲空间，该空闲空间是为电池组保留的矩形空间之外的空间。
因此，通过在包含锂聚合物电池单元的电池组的封装效率、容量、形式因子、成本、设计和/或制造方面的改进，可以有利于便携式电子设备的使用。
发明内容
所公开的实施例提供了供便携式电子设备使用的电池组。该电池组包括具有不同容量的以并联配置电耦接的第一组单元。第一组单元内的单元还可以具有不同的厚度和/或尺寸。该第一组单元被设置在所述电池组内以有利于便携式电子设备内空间的有效利用。例如，该第一组单元可以被设置为适应于(accommodate)便携式电子设备中的部件。
在一些实施例中，该电池组还包括具有不同容量的以并联配置电耦接的第二组单元。如果第一组单元和第二组单元具有基本上相同的容量，则所述第一组单元和所述第二组单元以串联配置电耦接。
在一些实施例中，所述第一组单元被堆叠、被并排放置、或者被首尾相接地放置在所述电池组内。
在一些实施例中，所述第一组单元内的一个或多个单元对应于锂聚合物电池。
在一些实施例中，所述第一组单元内的一个或多个单元包括：
(i)包含被卷在一起的各层的卷绕体，所述卷绕体包括具有活性涂层的阴极、间隔物、以及具有活性涂层的阳极；以及
(ii)封装该卷绕体的囊。
附图说明
图1示出了按照一个实施例的电池组。
图2示出了按照一个实施例的电池组的剖面图。
图3示出了按照一个实施例的电池单元。
图4示出了按照一个实施例的说明提供电源的过程的流程图。
图5示出了按照一个实施例的便携式电子设备。
附图中，类似的参考标号指示相同的附图元素。
具体实施方式
下面给出的说明可以使任何本领域技术人员实现并使用该实施例，并且在特定应用及其需求的上下文中提供了所述说明。对所公开实施例的各种修改对于本领域技术人员而言都将是明显的，并且在不脱离本公开的精神和范围的情况下，此处定义的一般原理可以被应用于其他实施例和应用。因此，本发明并不限于所示出的实施例，而是要给予遵循此处所公开的原理和特征的最宽范围。
在此详细说明中所描述的数据结构和代码通常被存储在计算机可读存储介质上，该计算机可读存储介质可以是能够存储可供计算机系统使用的代码和/或数据的任何设备或介质。该计算机可读存储介质包括，但并不限于，易失性存储器、非易失性存储器、磁的和光的存储设备，诸如磁盘驱动器、磁带、CD(压缩盘)、DVD(数字通用光盘或数字化视频光盘)、或者能够存储现在知道的或今后开发的代码和/或数据的其他介质。
在详细说明部分中描述的方法和过程可以被实现为能够存储在上述计算机可读存储介质中的代码和/或数据。当计算机系统读取并执行存储在该计算机可读存储介质上的代码和/或数据时，该计算机系统执行被实现为数据结构和代码并且被存储在该计算机可读存储介质内的方法和过程。
而且，此处所描述的方法和过程可以被包含在硬件模块或装置中。这些模块或装置可以包括，但并不限于，专用集成电路(ASIC)芯片、现场可编程门阵列(FPGA)、在特定时间执行特定软件模块或一段代码的专用或共用处理器、和/或现在知道的或今后开发的其他可编程逻辑器件。当硬件模块或装置被激活时，该硬件模块或装置执行被包含在他们内的该方法和过程。
实施例提供了具有容量、厚度和/或尺寸不同的多个单元的电池组。该单元还可以被配置为有利于便携式电子设备中空间的有效利用。例如，该单元可以被堆叠、被并排放置和/或被首尾相接地放置，以便适应移动电话、膝上型电脑和/或平板电脑中的部件。
此外，该单元可以以串联和/或并联配置电耦接。尤其是，该电池组可以包括具有不同容量的以并联配置电耦接的第一组单元。该电池组还可以包括具有不同容量的以并联配置电耦接的第二组单元。然后，如果第一组单元和第二组单元具有基本上相同的容量，则第一组单元和第二组单元可以以串联配置电耦接。
图1示出了按照一个实施例的电池组100。电池组100可以向便携式电子设备提供电源，该便携式电子设备诸如膝上型电脑、移动电话、平板电脑、个人数字助理(PDA)、便携式媒体播放器、数码相机和/或其他类型的电池供电电子设备。
如图1所示，电池组100包括多个单元102-112。单元102-112可对应于可重新充电电池(例如，蓄电池)，诸如镍镉(Ni-Cd)电池、镍金属氢化物(Ni-MH)电池、锂离子电池、和/或锂聚合物电池。例如，一个或多个单元102-112可以对应于锂聚合物电池，其中每一个都包括：被卷在一起的各层(例如，具有活性涂层的阴极、间隔物、以及具有活性涂层的阳极)的卷绕体，以及封装该卷绕体的柔性囊。
下面将参照图3进一步详细讨论锂聚合物电池。
在一个或多个实施例中，单元102-112具有不同的容量、厚度和/或尺寸。例如，单元102-104的每一个都可以具有3.2Ah的容量，并且单元106-108的每一个都可以具有1.5Ah的容量，以及单元110-112的每一个都可以具有1.7Ah的容量。类似地，单元102-104可以比单元106-112更长、更厚和/或更宽，并且单元106-108可以比单元110-112更长、更厚和/或更宽。
单元102-112还可以以串联和/或并联配置电耦接。尤其是，具有不同容量的第一组单元102、106和110可以以并联配置电耦接，而具有不同容量的第二组单元104、108和112也可以以并联配置电耦接。
由于第一组单元和第二组单元具有基本上相同的整体容量，所以第一和第二组单元可以以串联配置电耦接。换言之，单元102-112可以以二串三并(2s3p)配置电耦接。
更具体地，单元102-112的选择、电配置和/或设置可以基于便携式电子设备的物理和/或电的需求进行。首先，单元102-112可以被选择用于电池组100和/或在电池组100内被电耦接以便满足便携式电子设备中的部件(例如，印刷电路板(PCB)、处理器、存储器、存储设备、显示器、光盘驱动器等)的电的(例如，电压、电容等)要求。例如，单元106可以被并联电耦接到单元110，并且单元108可以被并联电耦接到单元112，以便向被电耦接的单元106和110以及单元108和112提供与单元102以及单元104相同的容量(例如，3.2Ah)。然后，单元102、单元104、单元106和110、单元108和112可以被串联电耦接，从而增加电池组100的电压。
同样地，单元102-112可以被选择用于电池组100中和/或被设置于电池组100内以便有利于便携式电子设备中空间的有效利用。例如，单元102-112可以被选择用于电池组100中，并且被堆叠、被并排放置和/或被首尾相接地放置于电池组100内以便适应于移动电话、膝上型电脑和/或平板电脑中的部件。因此，电池组100可以包括最大化便携式电子设备中空闲空间的使用的不对称设计。依次地，电池组100可以比包含具有相同容量、尺寸和/或厚度的单元的电池组提供更大的容量、封装效率和/或电压。后面参照图2至图3进一步详细讨论包含各种大小和/或尺寸的单元的电池组。
图2示出了按照一个实施例的电池组的剖面图。电池组包括具有不同厚度和/或大小的三个单元202-206。如图2所示，单元202最薄，单元204为中等厚度，而单元206最厚。此外，可以基于允许该电池组装满便携式电子设备内的空闲空间的不对称设计，将单元202-206设置于该电池组中。例如，单元202-206可以被放置于该电池组内，从而占据移动电话、膝上型电脑、便携式媒体播放器、数码相机、和/或PDA内空间的弯曲区域。
图3示出了按照一个实施例的电池单元300。电池单元300可以对应于被用于供电给便携式电子设备的锂聚合物电池。电池单元300包括卷绕体302，该卷绕体302包含被卷在一起的多个层，其包括具有活性涂层的阴极、间隔物、以及具有活性涂层的阳极。更具体地，卷绕体302可以包括被一条间隔物材料(例如，导电聚合物电解液)分隔开的一条阴极材料(例如，涂有锂化合物的铝箔)以及一条阳极材料(例如，涂有碳的铜箔)。然后，阴极层、阳极层和间隔物层可以被卷在芯轴(mandrel)上从而形成螺旋结构。卷绕体是本领域公知的，因此将不做进一步说明。
在电池单元300的装配过程中，卷绕体302被封装在柔性囊中，该柔性囊是通过沿着折叠线312折叠柔性片形成的。例如，该柔性片可以采用铝和诸如聚丙烯的聚合物膜来制造。将柔性片折叠后，可以例如通过沿着侧封条(seal)310以及沿着梯状封条308加热来密封该柔性片。
卷绕体302还包括一组被耦连到该阴极和该阳极的导电突出物306。导电突出物306可以延伸穿过囊中的封条(例如，利用密封带304形成)，从而为电池单元300提供端子。接着，导电突出物306可以被用于将电池单元300与一个或多个其他电池单元电耦接，从而形成电池组，诸如图1中的电池组100。
例如，电池单元300可以属于电池组中具有不同容量的以并联配置电耦接的第一组单元。该电池组还可以包括具有不同容量的以并联配置耦连的第二组单元。然后，如果第一和第二组单元具有基本上相同的容量，则第一组单元可以以串联配置电耦接于第二组单元。因此，导电突出物306可以允许电池单元300被用于包含具有不同容量的以并联配置和/或串并配置电耦接的单元的电池组中。
图4示出了按照一个实施例的说明提供电源的过程的流程图。在一个或多个实施例中，可以省略、重复、和/或以不同顺序执行步骤中的一个或多个。因此，图4所示的步骤的特定排列不应被解释为对本各实施例的范围的限制。
初始，具有不同容量的第一组单元被设置在电池组内，以便有利于便携式电子设备内空间的利用(操作402)。这些单元可以根据允许该单元向便携式电子设备中的部件充分地供电和/或充分地适应这些部件的物理(例如，尺寸、厚度等)和/或电的(例如，容量、电压等)特性来进行选择。这些单元可以对应于锂聚合物电池和/或其他类型的可重新充电电池单元。接着，将第一组单元以并联配置电耦接(操作404)。该并联配置可以增加电池组的容量和冗余度。
具有不同容量的第二组单元也可以被设置于该电池组内(操作406)，并且以并联配置电耦接(操作408)。与第一组单元一样，第二组单元可以被选择、被电耦接、和/或被设置于该电池组内，从而满足便携式电子设备中部件的电需求和物理需求。
最后，以串联配置将第一组单元连接到第二组单元(操作410)。两组单元的串联连接可以增加该电池组的电压。而且，如果第一和第二组单元具有基本上相同的容量，那么可以将该第一和第二组单元以串联方式电耦接。
上述可充电电池组通常可以被用于任意类型的电子设备中。例如，图5示出了一种便携式电子设备500，它包括处理器502、存储器504以及显示器508，它们都是由电池506供电的。便携式电子设备500可以对应于膝上型电脑、平板电脑、移动电话、PDA、便携式媒体播放器、数码相机、和/或其他类型的电池供电电子设备。电池506可以对应于包括一个或多个可重新充电电池单元的电池组。尤其是，该电池组可以包括具有不同容量的以并联配置电耦接的第一组单元。该电池组还可以包括具有不同容量的以并联配置电耦接的第二组单元。如果第一组单元和第二组单元具有基本上相同的容量，则第一组单元和第二组单元可以以串联配置电耦接。
仅仅出于示例和说明的目的，给出了前述各个实施例的说明。该说明并非旨在穷举或者将本发明限制于所公开的形式。因此，对于本领域从业者而言，各种修改和变化都将是显而易见的。此外，上述公开并非旨在限制本发明。

Claims (20)

1.一种电池组，包括：
具有不同容量的以并联配置电耦接的第一组单元，
其中所述第一组单元被设置在所述电池组内以有利于便携式电子设备内空间的有效利用。
2.根据权利要求1所述的电池组，进一步包括：
具有不同容量的以并联配置电耦接的第二组单元，
其中所述第一组单元和所述第二组单元具有基本上相同的容量，并且
其中所述第一组单元和所述第二组单元以串联配置电耦接。
3.根据权利要求1所述的电池组，其中所述第一组单元被堆叠、被并排放置、或者被首尾相接地放置在所述电池组内。
4.根据权利要求1所述的电池组，其中所述第一组单元内的单元具有不同厚度。
5.根据权利要求1所述的电池组，其中所述第一组单元内的单元具有不同尺寸。
6.根据权利要求1所述的电池组，其中所述第一组单元内的一个或多个单元对应于锂聚合物电池。
7.根据权利要求1所述的电池组，其中所述第一组单元内的一个或多个单元包括：
包含被卷在一起的各层的卷绕体，所述层包括具有活性涂层的阴极、间隔物、以及具有活性涂层的阳极；以及
封装所述卷绕体的囊。
8.一种用于为便携式电子设备提供电源的方法，包括：
将具有不同容量的第一组单元设置在电池组内以有利于所述便携式电子设备内空间的有效利用；以及
以并联配置电耦接所述第一组单元。
9.根据权利要求8所述的方法，进一步包括：
将具有不同容量的第二组单元设置在所述电池组内，其中所述第二组单元具有与所述第一组单元基本上相同的容量；
以并联配置电耦接所述第二组单元；以及
将所述第一组单元和所述第二组单元以串联配置电耦接。
10.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一组单元被堆叠、被并排放置、或者被首尾相接地放置于所述电池组内。
11.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一组单元被设置为适应所述便携式电子设备中的各部件。
12.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一组单元内的单元具有不同尺寸。
13.根据权利要求8所述的方法，其中所述第一组单元内的一个或多个单元包括：
包含被卷在一起的各层的卷绕体，所述层包括具有活性涂层的阴极、间隔物、以及具有活性涂层的阳极；以及
封装所述卷绕体的囊。
14.一种便携式电子设备，包括：
由电池组供电的一组部件；以及
所述电池组，包括：
具有不同容量的以并联配置电耦接的第一组单元，
其中所述第一组单元被设置在所述电池组内以有利于便携式电子设备内空间的有效利用。
15.根据权利要求14所述的便携式电子设备，其中所述电池组进一步包括：
具有不同容量的以并联配置电耦接的第二组单元，
其中所述第一组单元和所述第二组单元具有基本上相同的容量，并且
其中所述第一组单元和所述第二组单元以串联配置电耦接。
16.根据权利要求14所述的便携式电子设备，其中所述第一组单元被堆叠、被并排放置、或者被首尾相接地放置在所述电池组内。
17.根据权利要求14所述的便携式电子设备，其中所述第一组单元被设置为适应所述便携式电子设备中的各部件。
18.根据权利要求14所述的便携式电子设备，其中所述第一组单元内的单元具有不同厚度或尺寸。
19.根据权利要求14所述的便携式电子设备，其中所述第一组单元内的一个或多个单元对应于锂聚合物电池。
20.根据权利要求14所述的便携式电子设备，其中第一组单元内的一个或多个单元包括：
包含被卷在一起的各层的卷绕体，所述层包括具有活性涂层的阴极、间隔物、以及具有活性涂层的阳极；以及
封装所述卷绕体的囊。
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