CN106887562B - 电芯的保护主板、电子终端和电子终端用电芯的组装方法 - Google Patents

电芯的保护主板、电子终端和电子终端用电芯的组装方法 Download PDF

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Abstract

本公开是关于一种电芯的保护主板、电子终端和电子终端用电芯的组装方法，电芯的保护主板包括主板主体和导电组件，主板主体设置有主板电路和用于保护电芯的保护电路，保护电路与主板电路连接；导电组件，设置在主板主体上，包括第一导电件和第二导电件，并分别与保护电路和电芯通过第一导电件和第二导电件与保护电路电连接。根据本公开，基于安全性要求，电子终端使用的电芯必须带有保护性质的电路，通过将保护电路集成到主板主体上，形成主板，进而能够使得主板与电芯直接连接，这样不仅能够节省由保护板占用的空间，使得电芯的尺寸能够变大进而使得电容量增大，而且能够缩短运输环节，进而缩短电子终端产品的生产周期，节省成本。

Description

电芯的保护主板、电子终端和电子终端用电芯的组装方法
技术领域
本公开涉及终端技术，尤其涉及电芯的保护主板、电子终端和电子终端用电芯的组装方法。
背景技术
相关技术中，当前科技发展状况下，电池被广泛应用各种电子终端，举例来说，电子终端包括消费性电子产品、智能穿戴产品和动力能源产品等，消费性电子产品例如是手机、平板电脑、笔记本等，智能穿戴产品例如是智能手表、手环、蓝牙耳机等，动力和能源产品例如是移动电源、平衡车、新能源汽车等。
上述所有电子产品终端所应用的电池，一般都包括保护板和电芯。电芯的生厂商生产电芯之后，将电芯发送至装配厂进行封装形成电池包，即先采用保护板与电芯进行连接，再通过缠绕保护带的方式对保护板和电芯进行固定，接着，再将电池包运输至终端组装厂与主板进行组装。其中，保护板用于对电芯进行保护，保护板上设置有一些保护电路，例如过充保护电路、过放保护电路、充放电温度保护电路、短路保护电路等，保护板上设置有两个钢片，电芯的两个正负极极耳分别与一个钢片连接，在保护板的一端设置有连接器，通过该连接器与电子终端的主板上的电池连接器进行连接。
发明内容
根据本公开实施例的第一方面，提供一种电芯的保护主板，包括：
主板主体，设置有主板电路和用于保护电芯的保护电路；
导电组件，设置在所述主板主体上，包括第一导电件和第二导电件，所述电芯通过所述第一导电件和所述第二导电件与所述保护电路电连接。
根据如上所述的电芯的保护主板，可选地，还包括：在所述保护电路上设置有第一焊接层，所述第一导电件和所述第二导电件通过所述第一焊接层与所述保护电路电连接。
根据如上所述的电芯的保护主板，可选地，还包括：设置在所述保护电路外表面一侧的第一螺纹结构，所述第一导电件和所述第二导电件通过所述第一螺纹结构与所述保护电路电连接。
根据如上所述的电芯的保护主板，可选地，所述第一螺纹结构包括：至少两个第一螺钉和至少两个第一垫片，所述第一螺钉位于所述第一垫片的上表面。
根据如上所述的电芯的保护主板，可选地，所述第一导电件为钢片，所述第二导电件为钢片。
根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子终端，包括根据如上任一项所述的主板，还包括电芯，
所述电芯包括第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳分别设置在所述电芯的同一侧；
所述第一极耳与所述第一导电件电连接，所述第二极耳和所述第二导电件电连接。
根据如上所述的电子终端，可选地，所述第一极耳与所述第一导电件电连接，所述第二极耳和所述第二导电件电连接包括：在所述保护电路上设置有第二焊接层，所述第一极耳通过所述第二焊接层与第一导电件电连接，所述第二极耳通过所述第二焊接层和所述第二导电件电连接。
根据如上所述的电子终端，可选地，所述第一极耳与所述第一导电件电连接，所述第二极耳和所述第二导电件电连接包括：在所述保护电路上设置有第二螺纹结构，所述第一极耳通过所述第二螺纹结构与所述第一导电件电连接，所述第二极耳通过所述第二螺纹结构与所述第二导电件连接。
根据如上所述的电子终端，可选地，所述第二螺纹结构包括：至少两个第二螺钉和至少两个第二垫片，所述第二螺钉位于所述第二垫片的上表面。
根据如上所述的电子终端，可选地，还包括：
设置在所述第一导电件和所述第二导电件上方的导电连接层，所述电芯通过所述导电连接层与所述第一导电件和所述第二导电件电连接，所述导电连接层为导电胶布。
根据本公开实施例的第三方面，提供一种电子终端用电芯的组装方法，包括：
将用于保护电芯的保护电路集成到主板主体上；
将导电组件设置在所述主板主体上，所述导电组件包括第一导电件和第二导电件；
将所述电芯通过所述第一导电件和所述第二导电件与所述保护电路电连接。
根据如上所述的电子终端用电芯的组装方法，可选地，
所述将所述电芯通过所述第一导电件和所述第二导电件与所述保护电路电连接包括：
所述电芯包括第一极耳和第二极耳，在所述保护电路上形成第二焊接层；
将所述第一极耳通过所述第二焊接层与第一导电件电连接；
将所述第二极耳通过所述第二焊接层和所述第二导电件电连接。
根据如上所述的电子终端用电芯的组装方法，可选地，
所述将所述电芯通过所述第一导电件和所述第二导电件与所述保护电路电连接包括：
在所述保护电路上设置第二螺纹结构；
将所述第一极耳通过所述第二螺纹结构与所述第一导电件电连接；
将所述第二极耳通过所述第二螺纹结构与所述第二导电件电连接。
根据如上所述的电子终端用电芯的组装方法，可选地，
所述将所述电芯通过所述第一导电件和所述第二导电件与所述保护电路电连接包括：
在所述第一导电件和所述第二导电件上设置导电连接层；
将所述电芯和所述第一导电件和所述第二导电件通过所述导电连接层连接，所述导电连接层为导电胶布。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：基于安全性要求，电子终端使用的电芯必须带有保护性质的电路，通过将保护电路集成到主板主体上，形成主板，进而能够使得主板与电芯直接连接，这样不仅能够节省由保护板占用的空间，使得电芯的尺寸能够变大进而使得电容量增大，而且能够缩短运输环节，进而缩短电子终端产品的生产周期，节省成本。此外，还可以尽量避免电芯所提供的电量从电芯到达主板的过程中经过保护板和连接器造成的电量消耗，能够提到电量的使用率。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是根据一示例性实施例示出的一种电芯的保护主板的结构示意图。
图2A是根据一示例性实施例示出的一种电子终端的结构示意图。
图2B是根据一示例性实施例示出的一种电芯的结构示意图。
图3A是根据另一示例性实施例示出的一种电芯与导电组件连接前的结构示意图。
图3B是根据另一示例性实施例示出的一种电芯与导电组件连接后的结构示意图。
图4A是根据另一示例性实施例示出的一种电芯与导电组件连接前的结构示意图。
图4B是根据另一示例性实施例示出的一种电芯与导电组件连接后的结构示意图。
图4C是图4B中M处的放大结构示意图。
图5是根据另一示例性实施例示出的一种电芯与导电组件连接后的结构示意图。
图6是根据一示例性实施例示出的一种电子终端用电芯的组装方法的流程图。
图7A为现有技术中电子终端生产流程示意图；
图7B为根据一例性实施例示出的电子终端用电芯的生产流程示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
现有技术中，电芯的生厂商生产电芯之后，将电芯出货至封装厂进行封装形成电池包，即在封装厂环节，在保护板上通过表面贴片技术(Surface Mount Technology，简称SMT)设置有两个钢片，电芯有两个极耳，分别是第一极耳和第二极耳，将电芯的两个极耳跟两个钢片通过激光焊接的方式焊接固定到一起，实现电芯和保护板的结合形成电池包。。其中，保护板用于对电芯进行保护，保护板上设置有一些保护电路，例如过充保护电路、过放保护电路、充放电温度保护电路、短路保护电路等，保护板上设置有两个钢片，电芯的两个极耳分别与其中一个钢片连接。接着，再将电池包运输至电子终端组装厂与电子终端的主板进行组装，最终形成电子终端用电池。
首先，对本公开实施例所涉及的几个名词进行解释：
主板主体：主板主体一般为矩形电路板，上面安装了组成电子终端的主要电路，即主板电路。该主板主体中用于承载电路的支撑体可以是PCB(Printed Circuit Board，印制电路板)板。
保护电路：至少包括过充保护电路、过放保护电路、充放电温度保护电路、短路保护电路等电路，用于对电芯进行保护。
图1是根据一示例性实施例示出的一种电芯的保护主板的结构示意图。参照图1，该主板100包括主板主体101和导电组件102。
其中，主板主体101上设置有主板电路103和用于保护电芯的保护电路104，保护电路104与主板电路103连接；导电组件102包括第一导电件1021和第二导电件1022，设置在主板主体101上，电芯通过第一导电件1021和第二导电件1022与保护电路电104连接。
本实施例的主板电路103可以包括各种芯片以及连接线路，主板电路103和保护电路104各自的结构均与现有技术相同，在此不再赘述。此外，主板电路103和保护电路104的连接方式为电连接，例如通过设置在主板主体101上的铜线实现主板电路103和保护电路104之间的连接。
本实施例的主板主体101的承载体可以是PCB板，在PCB板上设置有各种芯片和连接线路。由于该主板主体101上的电路较多，因此主板主体101一般分有多层PCB板，并在每层PCB板上设置相应的电路，以节省主板主体101所占用的面积，这样，主板主体101上或多或少地会留下一些未设置电路的闲置空间。本实施例中，在这些空闲位置上设置原本设置在保护板上的保护电路104，能够使得主板主体101的闲置空间得到充分利用。当然，本实施例也可以在主板主体101上原本设置电池连接器的位置设置保护电路104，具体可以根据实际需要设定，在此不再赘述。
可选地，本实施例的导电组件102所包括的第一导电件1021和第二导电件1022可以是金属片，例如，第一导电件1021和第二导电件1022均为钢片。导电组件102用于与电芯连接，进而使得电芯不用再通过保护板与主板100连接，而是直接与主板100连接。
导电组件102与主板主体101的连接方式可以是焊接或者螺纹连接。当连接方式为焊接时，主板100还包括在保护电路104上设置有第一焊接层(图中未示出)，第一导电件1021和第二导电件1022通过第一焊接层与保护电路104电连接。当连接方式为螺纹连接时，主板还包括设置在保护电路104外表面一侧的第一螺纹结构(图中未示出)，第一导电件1021和第二导电件1022通过第一螺纹结构与保护电路104电连接，该第一螺纹结构可以包括至少两个第一螺纹和至少两个第一垫片，第一螺钉位于第一垫片的上表面。
此外，本实施例的可以将采用SMT(Surface Mount Technology.表面贴片技术)方式导电组件102设置在主板主体101上，该SMT方式是目前电子组装行业里最流行的一种技术和工艺，具体不再赘述。
本实施例将保护板上的保护电路104设置到主板100上，进而使得电芯从生产厂出厂后，无需经过现有技术中的封装厂对电芯制作保护板以保护电芯的步骤，而是直接进入终端组装厂，通过终端组装厂将保护板集成在终端主板上，从而缩短中间的运输环节，进而缩短电子终端产品的生产周期，节省成本。
根据本实施例，基于安全性要求，电子终端使用的电芯必须带有保护性质的电路，通过将保护电路104集成到主板主体101上，形成主板100，进而能够使得主板100与电芯直接连接，这样不仅能够节省由保护板占用的空间，使得电芯的尺寸能够变大进而使得电容量增大，而且能够缩短运输环节，进而缩短电子终端产品的生产周期，节省成本。此外，还可以尽量避免电芯所提供的电量从电芯到达主板的过程中经过保护板和连接器造成的电量消耗，能够提到电量的使用率。
图2A是根据一示例性实施例示出的一种电子终端的结构示意图。参照图2A，该电子终端包括上述实施例的主板100，还包括电芯200，电芯200与导电组件102连接，参照图2B为电芯的结构示意图，该电芯200包括第一极耳2001和第二极耳2002，第一极耳2001和第二极耳2002分别设置在电芯200的同一侧，第一极耳2001与第一导电件1021电连接，第二极耳2002和第二导电件1022电连接。
下面具体对电芯200与导电组件102的连接方式做具体说明。
方式一：焊接
参照图3A所示，为连接前的电芯200和导电组件的位置结构示意图；如图3B所示，为连接后的电芯和导电组件的位置结构示意图。本实施例的第一导电件1021和第二导电件1022之间的间隔距离与电芯的第一极耳2001和第二极耳2002之间的间隔距离相等。
本实施例中，第一极耳2001与第一导电件1021电连接，第二极耳2022和第二导电件1022电连接包括：在保护电路104上设置有第二焊接层303，第一极耳2001通过第二焊接层303与第一导电件1021电连接，第二极耳2022通过第二焊接层303和第二导电件1022电连接。如图3B所示，焊接完成后，就形成一层第二焊接层303。
方式二：通过第一螺纹结构螺纹连接
参照图4A所示，为连接前的导电组件与电芯200的结构示意图；参照图4B所示，为连接后的导电组件与电芯200的结构示意图；参照图4C所示，为图4B中的M处的放大结构示意图。
本实施例中，第一极耳2001与第一导电件1021电连接，第二极耳2002和第二导电件1022电连接包括：在保护电路104上设置有第二螺纹结构，第一极耳2001通过第二螺纹结构与第一导电件1021电连接，第二极耳2002通过第二螺纹结构与第二导电件连接。其中，第一导电件1021和第二导电件1022上均设置有第一连接孔402，第二导电件1022上设置有第二连接孔404，本实施例的第二螺纹结构可以包括至少两个第二螺钉405和至少两个第二垫片406，第二螺钉1021位于第二垫片106的上表面。如图4B所示，两个第二螺钉405可分别穿过第一连接孔402和第二连接孔404进而使导电组件与电芯200之间固定连接，第二螺钉405和钢片301之间可以设置有第二垫片406。
可选地，本实施例的第二螺钉405可以是绝缘螺钉，第二垫片406可以是绝缘垫片，以避免第二螺钉404与其它部分电连接影响电子终端的质量。
通过方式二这种螺纹连接方式，电芯200和主板100之间实现可拆卸连接，进而使得电子终端在组装或者维修过程中都很方便。
方式三：导电粘接
如图5所示，设置在第一导电件1021和第二导电件1022上方的导电连接层501，电芯200通过导电连接层501与第一导电件1021和第二导电件1022电连接，导电连接层501为导电胶布。
导电组件和电芯之间的连接还可以通过夹具夹装连接等其它方式，具体可以根据实际需要选择，在此不再赘述。
根据本实施例，基于安全性要求，电子终端使用的电芯必须带有保护性质的电路，通过将保护电路104集成到主板主体101上，形成主板100，进而能够使得主板100与电芯200直接连接，这样不仅能够节省由保护板占用的空间，使得电芯的尺寸能够变大进而使得电容量增大，而且能够缩短运输环节，进而缩短电子终端产品的生产周期，节省成本。此外，还可以尽量避免电芯所提供的电量从电芯到达主板的过程中经过保护板和连接器造成的电量消耗，能够提到电量的使用率。
实施例三
本实施例提供一种电子终端用电芯的组装方法。图6是根据一示例性实施例示出的一种电子终端用电芯的组装方法的流程图。如图6所示，该电子终端用电芯的组装方法包括：
在步骤S601中，将用于保护电芯的保护电路集成到主板主体上。
电芯从电芯的生产厂生产出来之后，可以直接送入终端组装厂。
主板主体的承载体可以是PCB板，在PCB板上设置有各种芯片和连接线路。由于该主板主体上的电路较多，因此主板主体一般分有多层PCB板，并在每层PCB板上设置相应的电路，以节省主板主体所占用的面积，这样，主板主体上或多或少地会留下一些未设置电路的闲置空间。本实施例中，在这些空闲位置上设置原本设置在保护板上的保护电路，能够使得主板主体的闲置空间得到充分利用。当然，本实施例也可以在主板主体上原本设置电池连接器的位置设置保护电路，具体可以根据实际需要设定，在此不再赘述。
在步骤S602中，将导电组件设置在主板主体，导电组件包括第一导电件和第二导电件。
具体地，可以采用SMT方式将导电组件设置在主板主体上，当然也可以采用焊接或者螺纹连接的方式将导电组件设置在主板主体上，具体可以根据实际需要设定，在此不再赘述。
第一导电件为钢片，第二导电件为钢片，或者第一导电件为金属线，第二导电件为金属线，具体可以根据实际需要选择。
在步骤S603中，电芯通过第一导电件和第二导电件与保护电路电连接。
该步骤S603的具体步骤可以是以下几种：
方式一：
电芯包括第一极耳和第二极耳，在保护电路上形成第二焊接层；
将第一极耳通过第二焊接层与第一导电件电连接；
将第二极耳通过第二焊接层和第二导电件电连接。
即通过焊接的方式，生成第二焊接层，该第二焊接层分别连接电芯和导电组件，以实现电芯和导电组件之间的电连接。
具体地，可以通过激光焊接使电芯和导电组件之间电连接，激光焊接是利用高能量密度的激光束作为热源的一种高效精密焊接方法，其焊接准确性较高。
方式二：
在保护电路上设置第二螺纹结构；
将第一极耳通过第二螺纹结构与第一导电件电连接；
将第二极耳通过第二螺纹结构与第二导电件电连接。
具体地，将导电组件和电芯的极耳上分别打孔，形成第一连接孔和第二连接孔，然后将第一连接孔和第二连接孔对齐之后，使用螺钉锁紧导电组件和电芯。
方式三：
在第一导电件和第二导电件上设置导电连接层；
将电芯和第一导电件和第二导电件通过导电连接层连接，导电连接层为导电胶布。
当然还可以采用夹具装夹以及其他方式实现电芯与导电组件之间的连接，具体不再赘述。
如图7A所示，为现有技术中电子终端生产流程。首先在电芯厂710中采用原材料7101生产出电芯7102，再将电芯7102运送至封装厂711，在封装厂711中采用保护板7111和包覆材料7112对电芯7102进行封装，形成电池7113，再将电池7113运输至终端组装厂712中，在终端组装厂712将电池7113与主板7121电连接，并与其它材料7122进行组装，形成电子终端7123。即，现有技术中电子终端的生产完成需经历电芯厂710、封装厂711和终端组装厂712三个地方。
如图7B所示，为根据本实施例的示出的电子终端用电芯的生产流程示意图。首先在电芯厂710中采用原材料7101生产出电芯7102，再将电芯7102直接运送至终端组装厂720中，在终端组装厂720中将电池7113与集成了保护电路的主板7201电连接，并与其它材料7202进行组装，形成电子终端7203。即，本实施例中电子终端的生产完成经历电芯厂710和终端组装厂720两个地方，中间省去了封装厂711，可以减少物流、存储的次数，以及减少保护板等物料的备料周期。
根据本实施例，基于安全性要求，电子终端使用的电芯必须带有保护性质的电路，通过将保护电路集成到主板主体上，形成主板，进而能够使得主板与电芯直接连接，这样不仅能够节省由保护板占用的空间，使得电芯的尺寸能够变大进而使得电容量增大，而且能够省去中间封装厂环节，缩短运输环节，减少供应链环节，进而缩短电子终端用电池生产制造周期和流程，降低成本。此外，还可以尽量避免电芯所提供的电量从电芯到达主板的过程中经过保护板和连接器造成的电量消耗，能够提到电量的使用率。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种电芯的保护主板，其特征在于，包括：
主板主体，设置有电子终端的主板电路和用于保护电芯的保护电路，所述保护电路与所述主板电路电连接，所述保护电路包括以下至少之一：过充保护电路、过放保护电路、充放电温度保护电路和短路保护电路；
导电组件，设置在所述主板主体上，包括第一导电件和第二导电件，所述电芯通过所述第一导电件和所述第二导电件与所述保护电路电连接；
设置在所述保护电路外表面一侧的第一螺纹结构，所述第一导电件和所述第二导电件通过所述第一螺纹结构与所述保护电路电连接。
2.根据权利要求1所述的电芯的保护主板，其特征在于，还包括：在所述保护电路上设置有第一焊接层，所述第一导电件和所述第二导电件通过所述第一焊接层与所述保护电路电连接。
3.根据权利要求1所述的电芯的保护主板，其特征在于，所述第一螺纹结构包括：至少两个第一螺钉和至少两个第一垫片，所述第一螺钉位于所述第一垫片的上表面。
4.根据权利要求1所述的电芯的保护主板，其特征在于，所述第一导电件为钢片，所述第二导电件为钢片。
5.一种电子终端，其特征在于，包括根据权利要求1-4中任一项所述的主板，还包括电芯，所述电芯包括第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳分别设置在所述电芯的同一侧；
所述第一极耳与所述第一导电件电连接，所述第二极耳和所述第二导电件电连接；
所述第一极耳与所述第一导电件电连接，在所述保护电路上设置有第二螺纹结构，所述第一极耳通过所述第二螺纹结构与所述第一导电件电连接，所述第二极耳通过所述第二螺纹结构与所述第二导电件连接。
6.根据权利要求5所述的电子终端，其特征在于，所述第一极耳与所述第一导电件电连接，所述第二极耳和所述第二导电件电连接包括：在所述保护电路上设置有第二焊接层，所述第一极耳通过所述第二焊接层与第一导电件电连接，所述第二极耳通过所述第二焊接层和所述第二导电件电连接。
7.根据权利要求5所述的电子终端，其特征在于，所述第二螺纹结构包括：至少两个第二螺钉和至少两个第二垫片，所述第二螺钉位于所述第二垫片的上表面。
8.根据权利要求5所述的电子终端，其特征在于，还包括：
设置在所述第一导电件和所述第二导电件上方的导电连接层，所述电芯通过所述导电连接层与所述第一导电件和所述第二导电件电连接，所述导电连接层为导电胶布。
9.一种电子终端用电芯的组装方法，其特征在于，包括：
将用于保护电芯的保护电路集成到主板主体上，所述主板主体还设置有电子终端的主板电路，所述保护电路与所述主板电路电连接，所述保护电路包括以下至少之一：过充保护电路、过放保护电路、充放电温度保护电路和短路保护电路；
将导电组件设置在所述主板主体上，所述导电组件包括第一导电件和第二导电件；
将所述电芯通过所述第一导电件和所述第二导电件与所述保护电路电连接，包括：在所述保护电路上设置第二螺纹结构；将第一极耳通过第二螺纹结构与所述第一导电件电连接；将第二极耳通过所述第二螺纹结构与所述第二导电件电连接。
10.根据权利要求9所述的电子终端用电芯的组装方法，其特征在于，
所述将所述电芯通过所述第一导电件和所述第二导电件与所述保护电路电连接包括：
所述电芯包括第一极耳和第二极耳，在所述保护电路上形成第二焊接层；
将所述第一极耳通过所述第二焊接层与第一导电件电连接；
将所述第二极耳通过所述第二焊接层和所述第二导电件电连接。
11.根据权利要求9所述的电子终端用电芯的组装方法，其特征在于，所述将所述电芯通过所述第一导电件和所述第二导电件与所述保护电路电连接包括：
在所述第一导电件和所述第二导电件上设置导电连接层；
将所述电芯和所述第一导电件和所述第二导电件通过所述导电连接层连接，所述导电连接层为导电胶布。
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