CN102356497B - 一种检测电芯形变的电池和移动终端 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及一种电池，能检测电芯形变，包括：一电芯(2)；一接地的封装部件(3)；一位于电芯(2)和封装部件(3)之间、并且与封装部件(3)保持一定间距的覆膜(4)；所述覆膜(4)上布有串行阻抗走线，所述串行阻抗走线的电阻值随着所述串行阻抗走线长度的变化而变化；在电芯(2)发生的形变超过一预定值时，所述覆膜(4)能够承受所述电芯(2)的挤压而发生变形，使得所述串行阻抗走线与所述封装部件(3)接触，从而一定长度的所述串行走线被短接到地。本发明实施例中涉及的电池能有效地在电芯发生形变时提示终端用户，减小电芯由于形变造成爆炸的风险，提高电芯的安全性。

Description

一种检测电芯形变的电池和移动终端
技术领域
本发明实施例涉及一种能检测电芯形变的电池和移动终端。
背景技术
电芯是构成电池的重要组成部分，现有的电芯主要包括电极、隔膜以及正负极引脚，最终由2个端子(pin)连接到电池上。
现有的电芯主要是通过对保护膜打孔来指定膨胀或者爆炸泄放路径的方式，或者改变电芯材料的方式来保证电芯的安全性并减小形变爆炸时候的风险，但是这些都是被动措施，无法主动的提醒用户可能的风险、保证终端的使用安全性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能检测电芯形变的电池和移动终端，以主动检测电芯形变状态，从而提高电芯的安全性，保证用户安全。
为此，本发明实施例提供了一种电池，其特征在于，包括：一电芯(2)；一接地的封装部件(3)；一位于电芯(2)和封装部件(3)之间、并且与封装部件(3)保持一定间距的覆膜(4)；所述覆膜(4)上布有串行阻抗走线，所述串行阻抗走线的电阻值随着所述串行阻抗走线长度的变化而变化；在电芯(2)发生的形变超过一预定值时，所述覆膜(4)能够承受所述电芯(2)的挤压而发生变形，使得所述串行阻抗走线与所述封装部件(3)接触，从而一定长度的所述串行走线被短接到地。
本发明实施例还提供了一种移动终端，包括电池，所述电池包括：一电芯(2)；一接地的封装部件(3)；一位于电芯(2)和封装部件(3)之间、并且与封装部件(3)保持一定间距的的覆膜(4)；所述覆膜(4)上布有串行阻抗走线，所述串行阻抗走线的电阻值随着所述串行阻抗走线长度的变化而变化；在电芯(2)发生的形变超过一预定值时，所述覆膜(4)能够承受所述电芯(2)的挤压而发生变形，使得所述串行阻抗走线与所述封装部件(3)接触，从而一定长度的所述串行走线被短接到地。
本发明实施例中，在电芯和接地的封装部件之间设置覆膜，所述覆膜上的串行阻抗走线的电阻值能够随着所述串行阻抗走线长度的变化而变化，并且在电芯发生的形变超过一预定值时，所述覆膜能够承受所述电芯的挤压而发生变形，使得所述串行阻抗走线与所述封装部件接触，从而一定长度的所述串行走线被短接到地。由于一定长度的所述串行走线被短接到地后，串行阻抗走线的电阻值会发生变化，从而可以通过检测由于串行阻抗走线的电阻值的变化而引起的电流变化，得知电芯的形变，并可以向终端用户提示该形变，保证了保证终端的使用安全性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
附图1是本发明实施例中的电池的电芯组件的示意图；
附图2是本发明实施例中的布有串行阻抗走线的覆膜的俯视图；
附图3是本发明实施例中的电芯未发生变形时覆膜的侧视图；
附图4是本发明实施例中的电芯发生变形时覆膜的侧视图；
附图5是本发明实施例中的布有串行阻抗走线的覆膜的喷涂制造示意图；
附图6是本发明实施例中的串行阻抗走线方式的又一示意图；
附图7是本发明实施例中的串行阻抗走线方式的又一示意图；
附图8是本发明实施例中的电芯组件工作原理示意图；
附图9是本发明实施例中的电池示意图；
附图10本发明实施例中的电芯组件工作原理又一改进示意图
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
附图1示例性的给出了电池的电芯组件的组成示意图。如图，电芯组件1包括电芯2、封装部件3、以及位于电芯2和封装部件3之间的一层覆膜4。值得注意的是，附图1中的电芯组件1只是为了方便理解电芯2、封装部件3和覆膜4的位置关系而被截取后的一部分，实际上的电芯组件1是电芯2在中间，外面由覆膜4紧贴包裹，被覆膜4包裹后的电芯2容纳于封装部件3中。
其中，封装部件3可以是硬壳，比如金属外壳，特别的，金属外壳的材料包括本领域常用的铝；封装部件3也可以是软壳，比如由塑封材料制成。从附图1中可以看出，封装部件3被设置为接地，具体来说，如果封装部件3是包括示例性的金属外壳的硬壳，可以直接接地，或者，如果封装部件3是包括示例性的塑封材料制成的软壳，则可以采用与覆膜材料(具体介绍在后)类似的工艺，利用已有工艺，将其处理成整个平面接地的形式。至于接地的方式属于现有技术，比如可以使封装部件3与电芯的负极相连等等，在此不再详细介绍。另外，为了方便电流判断，封装部件3面向覆膜4的一面制成平面并导电，并做接地处理。
覆膜4是一层类似已有的电阻屏ITO(Indium Tin Oxides，铟锡金属氧化物)薄膜的覆膜材料。本发明实施例中的覆膜4与已有的电阻屏ITO薄膜的不同在于，在覆膜4上布有串行阻抗走线，即从头至尾形成一个连续的的阻抗线。下面结合附图2-4对覆膜的构成做出详细的描述。附图2是布有串行阻抗走线的覆膜的俯视图，附图3-4是布有串行阻抗走线的覆膜的侧视图，其中，附图3是电芯未发生变形时覆膜的侧视图，附图4是电芯发生变形时覆膜的侧视图。附图2中，位于覆膜4上的串行阻抗走线5的走线形式形成为矩形状串行走线，在矩形状串行走线之间呈间隔状排列的是隔点6。从附图3，4中可以看出，隔点6用于使覆膜4与封装部件3保持一定的间隔距离。隔点6由不导电不变形的材料构成，比如可以由塑料制成，利用现有技术将其粘结于覆膜4和/或封装部件3上。串行阻抗走线5位于覆膜4上面向封装部件3的一侧，在正常工作时，串行阻抗走线5与封装部件3并不接触(参看附图3)，只有在电芯的形变超过一定值时，串行阻抗走线5才与封装部件3接触(参看附图4)。进一步地，隔点6只是一种示例，可以是其它形式的间隔物，另外，排列的时候也不必是如附图2所示出的单列相间的形式，只要是能使覆膜4与封装部件3保持间距并且使串行阻抗走线5不与封装部件3接触均可。串行阻抗走线5与接地的封装部件3的接触或不接触，会导致流路的变化，由于串行阻抗走线5的电阻值随着串行阻抗走线长度的变化而变化，比如与长度呈正比，那么串行阻抗走线5与接地的封装部件3的接触或不接触，会导致流路的电阻值发生变化，进而影响流路的电流变化。这样设置的目的将在下面介绍电池能主动检测电芯形变的工作原理时一并介绍。
在覆膜材料上形成串行阻抗走线属于比较成熟的现有技术，包括喷涂、浸润、腐蚀等方法。下面以喷涂方式为例介绍一下本实施例的串行阻抗走线的形成。附图5示例性地给出了用喷涂方式在覆膜材料上形成串行阻抗走线的示意图。首先，提供一覆膜材料41，一其上开有矩形串行走线的开窗52的基板51，然后，将基板51置于覆膜材料41之上，对基板51喷涂导电材料，最后，导电材料通过开窗52形成矩形串行阻抗走线，经过处理即可得到本实施例中布有阻抗走线的覆膜。
附图6，7给出了其它两种不同于附图2的串行阻抗走线的走线形式：附图6中，串行阻抗走线形成锯齿状串行走线；附图7中，串行阻抗走线形成圆弧状串行走线。本领域技术人员应该明了，附图2，6，7只是示例性的给出了三种走线方式，但并不是将走线方式限制为上面的三种，其它可以形成连续的阻抗线的方式都是可以的。
下面结合附图3，4，8介绍一下实施例中的电池能主动检测电芯形变的工作原理：
覆膜4的串行阻抗示例性地包括电阻R1和电阻R2，电阻R1和电阻R2之间之所以还通过开关接地，这与封装部件3接地的设置有关。具体来说，当电芯2没有发生形变时，正如附图3所描述的那样，封装部件3与覆膜4由于隔点6的存在保持一定间隙，覆膜4上的串行阻抗走线5不与接地的封装部件3接触，那么在附图8中覆膜4上串行电流路径是L1，即电流从A端依次经过R1、R2到达B端；当电芯2发生形变时，位于电芯2上的覆膜4随之一起变形，即附图4上箭头所示出的E区域突起变形，使得覆膜4变形，当变形量超过某个值时，覆膜4上的串行阻抗走线5与封装部件3接触，由于封装部件3接地，从而导致电流路径在附图8中由L1变为L2，即电流从A端仅经过R1到达C端。很显然，由于电流路径的改变，会导致流路的电阻值发生变化，在输入检测电流端子(pin)电压V不变的前提下，流路的电流会发生变化。
为了能利用流路的电流变化，本实施例在电芯2基础上增加一个检测电流端子(pin)。为了便于理解，附图9示例性地给出了封装之后的电池示意图，其中封装好的电芯11利用现有技术再以电池外壳封装后形成电池111。从中可以看出电芯已有两个功能pin，即用附图标记7，8示出的pin1、pin2，在此基础上，增加一个了检测电流pin，即用附图标记9示出的pin3，检测电流pin与移动终端的检流电路相连，这样通过移动终端的检流电路，就能把由于电芯2变形导致的电流变化输出到移动终端，进而通过终端通知用户。移动终端的检流电路是现有技术，通常被布入芯片中，在此不再赘述。另外，附图9中用附图标记7，8示出的pin1、pin2通常连接电池的正负极，而电池外壳上用附图标记10示出的为已有电池的功能脚，可为温度检测脚或电池的ID脚。容易理解的是，附图9仅是一种示例，pin的设置方式和数量可以在理解了电池的工作原理之后合理设置。
进一步地，为了提高检流门限的一致性，可以在附图8公开的工作方式的基础上增加一个阻抗匹配电阻R3，形成附图10所示的优化工作方式，但其本质还是利用串行阻抗电流的变化。
通过上面示例性的描述，本发明实施例中涉及的电池可以主动检测电芯的形变，并提示终端用户，特别是对于不可拆卸电池的用户，这种提醒是格外必要的。这样，由于具备提醒功能，由电芯异常形变引起的电池膨胀、爆炸的风险也得以减小。

Claims (8)

1.一种电池，其特征在于，包括：一电芯（2）；一接地的封装部件（3）；一位于电芯（2）和封装部件（3）之间、并且与封装部件（3）保持一定间距的覆膜（4）；所述覆膜（4）上布有串行阻抗走线，所述串行阻抗走线的电阻值随着所述串行阻抗走线长度的变化而变化；在电芯（2）发生的形变超过一预定值时，所述覆膜（4）能够承受所述电芯（2）的挤压而发生变形，使得所述串行阻抗走线与所述封装部件（3）接触，从而一定长度的所述串行阻抗走线被短接到地,所述串行阻抗走线的电阻值发生变化。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述覆膜（4）与所述封装部件（3）之间通过隔点（6）保持一定间距。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述覆膜（4）上的串行阻抗走线包括以下走线方式中一种或其组合：锯齿状串行阻抗走线、矩形状串行阻抗走线以及圆弧状阻抗走线。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，进一步包括一位于电芯（2）上的检测电流端子，用于连接终端的电流检测电路，以便终端确定由于串行阻抗走线的电阻变化而导致的电流变化。
5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述覆膜（4）上的串行阻抗进一步包括与之串联的阻抗匹配电阻，以提高检流门限的一致性。
6.一种移动终端，其特征在于，包括如权利要求1-5任一项所述的电池。
7.根据权利要求6所述的移动终端，其特征在于，还包括与电芯（2）上的检测电流端子连接的电流检测电路，用于确定由于串行阻抗走线的电阻变化而导致的电流变化。
8.根据权利要求6或7所述的移动终端，其特征在于，移动终端可以根据电流检测电路检出的电流变化做出提醒。
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