CN109119719A - 储能单元、电池及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种储能单元、电池及电子设备。其中，储能单元包括电芯组件及包裹在所述电芯组件外的封装体，所述封装体与所述电芯组件之间设有导热介质。在电芯组件与封装体之间设置高导热率的导热介质，能使电芯组件在充电过程中产生的热量及时均匀的发散至整个储能单元，增大了散热面积，从而提高了储能单元的散热效率。设置导热介质可以使电芯组件产生的热量均匀分布的储能单元上，避免电芯组件产生的热量由于散热不及时，而使热量集中在电芯组件的局部，导致电子设备出现故障乃至失火。

Description

储能单元、电池及电子设备

技术领域

本公开属于电气元件技术领域，涉及一种储能单元、电池及电子设备。

背景技术

电子设备在人们的日常生活中使用的越来越多，人们对电子设备的依赖程度逐步提升，例如，手机等已经成为生活中必不可少的通讯设备。

在相关技术中，手机等电子设备可采用聚合物锂离子电池作为电源。聚合物锂离子电池在充放电过程中，尤其是大电流充电时，电子快速通过电池的极耳而并在极耳部位产生大量的热量。这些热量通过电池集流体及活性物质向电池主体慢慢扩散，由于电池集流体及活性物质的导热率低，使得热量的扩散速度较慢，容易在极耳端出现局部热量积累的现象。当电子设备中的热量积累达到一定程度时，极易使电子设备出现故障，如功能失效、死机等。当热量积累过多甚至会导致电子设备起火等危险情况。

为减小电池主体出现局部热量积累的现象，聚合物锂离子电池通过增加极耳数量，降低单个极耳位置的发热量来控制电池热量的积累。然而增加极耳的数量会降低电池能量密度，也提高电池工艺的复杂度。

发明内容

有鉴于此，本公开提供一种储能单元、电池及电子设备。

具体地，本公开是通过如下技术方案实现的：

根据本公开实施例的第一方面，提供了一种储能单元，包括电芯组件及包裹在所述电芯组件外的封装体，所述封装体与所述电芯组件之间设有导热介质。

在一实施例中，所述导热介质附着在所述电芯组件上。

在一实施例中，所述导热介质为薄膜状的导热膜。

在一实施例中，所述电芯组件包括局部凸出所述封装的极耳，所述导热介质自封装体上具有的极耳的一端向另一端延伸。

在一实施例中，所述电芯组件设置至少二所述极耳，所述导热介质的宽度大于所述极耳之间形成的最大宽度。

在一实施例中，所述导热介质附着在所述电芯组件的至少一表面上。

在一实施例中，所述电芯组件呈板状结构，包括两相对设置的主表面及连接两主表面的侧表面，所述导热介质附着在所述主表面上。

在一实施例中，所述导热介质的面积小于主表面的面积。

在一实施例中，所述封装体由铝塑膜材料制成。

在一实施例中，所述导热介质由石墨烯材料制成。

根据本公开实施例的第二方面，提供了一种电池，包括上述的储能单元，及电连接至所述储能单元的保护电路组件。

根据本公开实施例的第三方面，提供了一种电子设备，所述电子设备包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述电子设备还包括如上述的电池。

本公开的实施例提供的技术方案可以具有以下有益效果：

在电芯组件与封装体之间设置高导热率的导热介质，能使电芯组件在充电过程中产生的热量及时均匀的发散至储能单元，增大了散热面积，从而提高了储能单元的散热效率。设置导热介质可以使电芯组件产生的热量均匀分布的储能单元上，避免电芯组件产生的热量由于散热不及时，而使热量集中在电芯组件的局部，导致电子设备出现故障乃至失火。

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

图1是根据一示例性实施例示出的一种储能单元的剖面结构示意图。

图2是根据一示例性实施例示出的一种储能单元的截面结构示意图。

图3根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。

其中，电芯组件10；极耳11；主表面12；侧表面13；封装体20；导热膜30；电子设备40；处理组件41，存储器42，电源组件43，多媒体组件44，音频组件45，输入/输出(I/O)的接口46，传感器组件47，通信组件48，处理器49。

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公开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、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。

图1是根据一示例性实施例示出的一种储能单元的剖面结构示意图，如图1所示，储能单元包括电芯组件10及包裹在电芯组件10外的封装体20，封装体20与电芯组件10之间设有导热介质30。

电芯组件10具有稳定的外部形状，如聚合物锂电池的电芯组件10。电芯组件10具包括正极、负极和聚合物电解质，聚合物电解质通过隔膜螺旋绕制在正极或负极上。在电芯组件10外设有包裹电芯组件10的封装体20，使储能单元能组装至电子设备上。其中封装体20由铝塑膜材料制成。

在封装体20与电芯组件10之间设置导热介质30，该导热介质30的热传导率高，能快速的将热量均匀分布在整个储能单元上。如，金属铜的热传导率397W/m.K，金属铝的热传导率237W/m.K，石墨烯材料的热传导率可达5300W/m·k，石墨烯材料的热传导率是金属铜/铝的热传导率十几倍。导热介质30采用石墨烯材料制成；利用其热导率高的特性将电芯组件10上产生的热量传送至整个储能单元。电芯组件10在充放电过程中产生的热量由局部扩散至整个储能单元，提高了散热面积，避免局部温度过高，用户体验好。

将储能单元组装至电子设备内，热量经封装体20均匀散发至储能单元中，再经储能单元散发至空气中。如应用在手机中，将储能单元组装至手机壳体中，封装体20直接贴合在壳体上。体验者在长时间使用手机或在手机充电时，热量可均匀分布在手机壳体上，避免局部温升较大，用户体验好。

导热介质30位于电芯组件10与封装体20之间，将导热介质30加工形成薄膜状的导热膜，该导热膜可以附着电芯组件10上。即导热介质30直接附着在电芯组件10上。可以使导热介质30与电芯组件10直接接触，两者贴合紧密，导热效果好。导热介质30也可附着在封装体20上，然后贴合至电芯组件10，或者被封装体20挤压而贴合在电芯组件10上，可根据工艺的需求设定。石墨烯材料加工而成的导热膜，其厚度在5～20微米，对储热单元的体积影响小。

如图2所示，电芯组件10包括局部凸出封装的极耳11，导热介质30自电芯组件10上具有的极耳11的一端向另一端延伸。极耳11是储能单元与外界能量传递的载体，因此在极耳11位置容易产生大量热量，易导致储能单元的局部温升。导热介质30自极耳11位置向另一端延伸，可以通过导热介质30将热量从极耳11一端扩散至电芯组件10的另一端，使热量均匀分布，避免热量在极耳11处集中。

电芯组件10设置至少二极耳11，导热介质30的宽度大于极耳11之间形成的最大宽度。电芯组件10的正负极上均设有极耳11，两极耳11之间或者正负极之间具有间距。导热介质30宽度大于极耳11之间的最大宽度，可以使导热介质30覆盖电芯组件10上的主要发热区域，且导热介质30形成一个整体结构能将热量均匀传递，整体散热性好。

当储能单元安装至电子设备时，可能需要控制电芯组件10的散热方向时，如通过手机的后盖处散热。将导热介质30附着在电芯组件10的至少一表面上，可控制储能单元产生热量后的散热方向，使热量集中经导热介质30均匀散热至某一区域。

例如：电芯组件10呈板状结构。电芯组件10包括两相对设置的主表面12及连接两主表面12的侧表面13，导热介质30附着在主表面12上。

将储能单元设为板状结构，其具有两个较大的主表面12和处于边框位置的侧表面13。将导热介质30附着在其中一主表面12上，可以使储能单元散发的热量经导热介质30传递后集中在该主表面12散热。由于附着有导热介质30的主表面12温度分布均匀，且主表面12上的温度低于极耳11处的温度低，因此极耳11处产生的热量会朝向导热介质30方向进行热量传递，从而方便控制热量的传递方向。

将导热介质30附着在两相对的主表面12上，既可以引导热量传递的方向，还可以扩大散热面积，提高散热效果。

通过控制导热介质30的附着方向，还可以控制导热介质30附着的面积进行散热范围的控制，如：导热介质30的面积小于主表面12的面积，或者集中在主表面12的部分表面上等布局形式。

值得一提的是，该储能单元可以应用于电池中。电池包括储能单元与保护电路组件电连接。其中，保护电路组件可以以控制电路板的形式单独设置在电子设备中，或在电子设备的主板中设置一保护电路的形式。

在不冲突的情况下，上述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

图3是根据一示例性实施例示出的一种电子设备的框图。电子设备包括：处理器49；用于存储处理器49可执行指令的存储器；其中，电子设备还包括电池。

例如，电子设备40可以是移动电话，计算机，数字广播终端，消息收发设备，游戏控制台，平板设备，医疗设备，健身设备，个人数字助理等。

参照图3，电子设备40可以包括以下一个或多个组件：处理组件41，存储器42，电源组件43，多媒体组件44，音频组件45，输入/输出(I/O)的接口46，传感器组件47，以及通信组件48。

处理组件41通常控制电子设备40的整体操作，诸如与显示，电话呼叫，数据通信，相机操作和记录操作相关联的操作。处理组件41可以包括一个或多个处理器49来执行指令，以完成上述的方法的全部或部分步骤。此外，处理组件41可以包括一个或多个模块，便于处理组件41和其他组件之间的交互。例如，处理组件41可以包括多媒体模块，以方便多媒体组件44和处理组件41之间的交互。

存储器42被配置为存储各种类型的数据以支持在电子设备40的操作。这些数据的示例包括用于在电子设备40上操作的任何应用程序或方法的指令，联系人数据，电话簿数据，消息，图片，视频等。存储器42可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。

电源组件43为电子设备40的各种组件提供电力。电源组件43可以包括电源管理系统，一个或多个电源，及其他与为电子设备40生成、管理和分配电力相关联的组件。

多媒体组件44包括在电子设备40和用户之间的提供一个输出接口的屏幕。在一些实施例中，屏幕可以包括液晶显示器(LCD)和触摸面板(TP)。如果屏幕包括触摸面板，屏幕可以被实现为触摸屏，以接收来自用户的输入信号。触摸面板包括一个或多个触摸传感器以感测触摸、滑动和触摸面板上的手势。触摸传感器可以不仅感测触摸或滑动动作的边界，而且还检测与触摸或滑动操作相关的持续时间和压力。在一些实施例中，多媒体组件44包括一个前置摄像头和/或后置摄像头。当电子设备40处于操作模式，如拍摄模式或视频模式时，前置摄像头和/或后置摄像头可以接收外部的多媒体数据。每个前置摄像头和后置摄像头可以是一个固定的光学透镜系统或具有焦距和光学变焦能力。

音频组件45被配置为输出和/或输入音频信号。例如，音频组件45包括一个麦克风(MIC)，当电子设备40处于操作模式，如呼叫模式、记录模式和语音识别模式时，麦克风被配置为接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器42或经由通信组件48发送。在一些实施例中，音频组件45还包括一个扬声器，用于输出音频信号。

输入/输出(I/O)的接口66为处理组件41和外围接口模块之间提供接口，上述外围接口模块可以是键盘，点击轮，按钮等。这些按钮可包括但不限于：主页按钮、音量按钮、启动按钮和锁定按钮。

传感器组件47包括一个或多个传感器，用于为电子设备40提供各个方面的状态评估。例如，传感器组件47可以检测到设备800的打开/关闭状态，组件的相对定位，例如组件为电子设备40的显示器和小键盘，传感器组件47还可以检测电子设备40或电子设备40一个组件的位置改变，用户与电子设备40接触的存在或不存在，电子设备40方位或加速/减速和电子设备40的温度变化。传感器组件47可以包括接近传感器，被配置用来在没有任何的物理接触时检测附近物体的存在。传感器组件47还可以包括光传感器，如CMOS或CCD图像传感器，用于在成像应用中使用。在一些实施例中，该传感器组件47还可以包括加速度传感器，陀螺仪传感器，磁传感器，压力传感器或温度传感器。

通信组件48被配置为便于电子设备40和其他设备之间有线或无线方式的通信。电子设备40可以接入基于通信标准的无线网络，如WiFi，2G或3G，或它们的组合。在一个示例性实施例中，通信组件48经由广播信道接收来自外部广播管理系统的广播信号或广播相关信息。在一个示例性实施例中，通信组件48还包括近场通信(NFC)模块，以促进短程通信。例如，在NFC模块可基于射频识别(RFID)技术，红外数据协会(IrDA)技术，超宽带(UWB)技术，蓝牙(BT)技术和其他技术来实现。

在示例性实施例中，电子设备40可以被一个或多个应用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器49(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑器件(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、控制器、微控制器、微处理器49或其他电子元件实现，用于执行上述方法。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本公开方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

以上仅为本公开的较佳实施例而已，并不用以限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种储能单元，其特征在于，包括电芯组件及包裹在所述电芯组件外的封装体，所述封装体与所述电芯组件之间设有导热介质。

2.根据权利要求1所述的储能单元，其特征在于，所述导热介质附着在所述电芯组件上。

3.根据权利要求2所述的储能单元，其特征在于，所述导热介质为薄膜状的导热膜。

4.根据权利要求1所述的储能单元，其特征在于，所述电芯组件包括局部凸出所述封装体的极耳，所述导热介质自封装体上具有的极耳的一端向另一端延伸。

5.根据权利要求4所述的储能单元，其特征在于，所述电芯组件设置至少二所述极耳，所述导热介质的宽度大于所述极耳之间形成的最大宽度。

6.根据权利要求2所述的储能单元，其特征在于，所述导热介质附着在所述电芯组件的至少一表面上。

7.根据权利要求6所述的储能单元，其特征在于，所述电芯组件呈板状结构，包括两相对设置的主表面及连接两主表面的侧表面，所述导热介质附着在所述主表面上。

8.根据权利要求7所述的储能单元，其特征在于，所述导热介质的面积小于主表面的面积。

9.根据权利要求1所述的储能单元，其特征在于，所述封装体由铝塑膜材料制成。

10.根据权利要求1所述的储能单元，其特征在于，所述导热介质由石墨烯材料制成。

11.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的储能单元，及电连接至所述储能单元的保护电路组件。

12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

处理器；

用于存储处理器可执行指令的存储器；

其中，所述电子设备还包括如权利要求11所述的电池。