CN111009689A - 柔性电芯组件及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种柔性电芯组件及电子设备。柔性电芯组件，包括多个电芯、柔性电路板、连接线路。所述电芯具有极耳；所述电芯设置于所述柔性电路板的表面上，所述电芯之间形成有弯折间隙，所述柔性电路板能够沿所述弯折间隙弯折；及连接线路设于所述柔性电路板上，所述连接线路包括总线路以及支线路；所述总线路的两端均为电能传输端；所述支线路与所述总线路、所述多个电芯的极耳电连接。本公开技术方案的柔性电芯组件具有较好的形变能力，并且能够减少柔性电芯组件在工作时积蓄的热量。

Description

柔性电芯组件及电子设备

技术领域

本公开涉及电子设备领域，特别涉及一种柔性电芯组件及电子设备。

背景技术

在一些形状需要变化的电子设备中，例如VR、AR、智能耳机、智能手环、穿戴手机等；一般都是在某个区域放置一块供电模块比如电池。然而，随着用户对电子设备的显示性能、续航性能越来越重视，无疑对供电模块提出了更高的要求。

然而，锂离子电池由于结构限制，外壳刚硬，不能够随着电子设备的形状变化而变化，因此锂离子电池在电子设备内的设置位置受到极大限制，极大的限制了电子设备的智能化发展。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的一个目的在于提出一种形状变化灵活的柔性电芯组件。

为解决上述技术问题，本公开采用如下技术方案：

根据本公开的一个方面，本公开提供一种柔性电芯组件，柔性电芯组件包括：多个电芯，所述电芯具有极耳；

柔性电路板，所述电芯设置于所述柔性电路板的表面上，所述电芯之间形成有弯折间隙，所述柔性电路板能够沿所述弯折间隙弯折；及

连接线路，设于所述柔性电路板上，所述连接线路包括总线路以及支线路；所述总线路的两端均为电能传输端；所述支线路与所述总线路、所述多个电芯的极耳电连接。

根据本公开的一个方面，本公开提供一种电子设备，包括本体、待供电单元以及所述的柔性电芯组件；所述柔性电芯组件设于所述本体内；

所述柔性电芯组件的总线路中作为电能输出端的一端与所述待供电单元电连接，以使所述柔性电芯组件为所述待供电单元供电。

本公开的电芯直接设置在柔性电路板上，使得柔性电路板承托多个电芯，因此由多个电芯和柔性电路板形成的柔性电芯组件具有柔性，从而可以应用于具有变形能力的电子设备内。本公开方案可以根据所需要达到的输出电压和输出电流，灵活的在柔性电路板上设计电芯之间连接线路的结构；而无需将每个电芯的输出均单独引出至另一单独的部件上，再进行串并联连接，因此本公开技术方案能够减小连接线路的长度，从而减小了发热量；

并且，本公开设置所述总线路的两端均为电能传输端，从而可以灵活的与为柔性电芯组件充电的充电单元连接，以及与接受柔性电芯组件供电的待供电单元连接；避免了因电能传输端仅设置在一端，而导致需要设置较长的总线路的情况。因此本公开能够进一步减小了总线路的长度，从而进一步减小了发热量；

综上所述，本公开技术方案的柔性电芯组件具有较好的形变能力，并且在工作时具有较小的发热量。

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的，并不能限制本公开。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1是根据一实施例示出的多个电芯设置于柔性电路板上一实施例示意图；

图2是图1的侧视图；

图3是当多个电芯并联时，根据一实施例示出的连接线路连接多个电芯的连接示意图；

图4是当多个电芯并联时，根据另一实施例示出的连接线路连接多个电芯的连接示意图；

图5是当多个电芯并联时，根据另一实施例示出的连接线路连接多个电芯的连接示意图；

图6是当多个电芯串联时，根据一实施例示出的连接线路连接多个电芯的连接示意图；

图7是根据一实施例示出的总线路端部的连接示意图；

图8是根据另一实施例示出的总线路端部的连接示意图；

图9是根据一实施例示出的电子设备的使用状态图。

附图标记说明如下：10、柔性电路板；11、电芯；111、极耳；14、弯折间隙；131、总线路；131a、正极总线；131b、负极总线；132、支线路；15、电能传输端；151、电能输入端；152、电能输出端；

2、电子设备；21、充电单元；22、待供电单元；23、本体。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本公开的各方面变得模糊。

在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

以下结合本说明书的附图，对本公开的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。

本实施例所提出的柔性电芯组件以及一种电子设备。该电子设备可以是配置有电池供电系统的智能终端、移动设备，该电子设备包括但不限于被设置成经由有线线路连接，如经由公共交换电话网络(public switched telephone network，PSTN)、数字用户线路(digital subscriber line，DSL)、数字电缆、直接电缆连接，以及/或另一数据连接/网络和/或经由例如，针对蜂窝网络、无线局域网(wireless local area network，WLAN)、诸如手持数字视频广播(digital video broadcasting handheld，DVB-H)网络的数字电视网络、卫星网络、调幅-调频(amplitu demodulation-frequency modulation，AM-FM)广播发送器，以及/或另一通信终端的无线接口接收/发送通信信号的装置。被设置成通过无线接口通信的通信终端可以被称为“无线通信终端”、“无线终端”以及/或“智能终端”。智能终端的示例包括，但不限于卫星或蜂窝电话；可以组合蜂窝无线电电话与数据处理、传真以及数据通信能力的个人通信系统(personal communication system，PCS)终端；可以包括无线电电话、寻呼机、因特网/内联网接入、Web浏览器、记事簿、日历以及/或全球定位系统(global positioning system，GPS)接收器的个人数字助理(Personal DigitalAssistant，PDA)；以及常规膝上型和/或掌上型接收器或包括无线电电话收发器的其它电子装置。此外，该电子设备还可以包括但不限于诸如电子书阅读器、智能穿戴设备、移动电源(如充电宝、旅充)、电子烟、无线鼠标、无线键盘、无线耳机、蓝牙音箱等具有充电功能的可充电电子设备。

本实施例提出的具有柔性的柔性电芯组件，能够用于可改变形状的电子设备内，以能够跟随电子设备的形状变化而相应改变形状，在为电子设备提供电能的同时，具有较好的形状变化灵活性。在以下实施例中，对柔性电芯组件的具体实施例进行阐述。

首先对柔性电芯组件所应用于的电子设备进行说明。电子设备包括本体以及柔性电芯组件；本体内具有电芯容置位，柔性电芯组件的形状与电芯容置位的形状相适配。在一示例中，本体包括不可弯折的部分以及可弯折的部分。不可弯折的部分可以显示屏部分，可弯折部分可以为佩戴部，例如头箍、手环等。而柔性电芯组件由于其形状可变，弯折性较好，因此可以设置在不可弯折的部分以及可弯折的部分。

请参阅图1和图2，其中，图1是根据一实施例示出的多个电芯11设置于柔性电路板10上一实施例示意图；图2是图1的侧视图。

具体的，柔性电芯组件包括多个电芯11、柔性电路板10。其中，电芯11包括极耳111。可以理解的是，电芯11的极耳111具有正极耳和负极耳之分。柔性电路板10上设有连接线路，电芯11设置于柔性电路板10的表面上，连接线路电连接多个电芯11的极耳111之间，以使多个电芯11电连接；电芯11之间形成有弯折间隙14，柔性电路板10能够沿弯折间隙14弯折。

电芯11在此可以是锂电池电芯，也可以是铅蓄电池电芯。并且，电芯可以是能够被充电的二次电芯，也可以是不可被充电的一次电芯11。在此不限定。与本实施例中，当该柔性电芯组件应用于智能终端内时，其电芯11为二次锂电池电芯。

在一实施例中，多个电芯11可以具有不一样的尺寸、形状以及性能参数，这样能够根据所需要形成的弯折间隙14的位置，选择形状、尺寸的电芯11进行构建。还能够结合所要输出的的总电压和电芯11总电流，选择不同性能参数的电芯11进行搭配。其中性能参数包括电池内阻、容量、电压范围等。在本实施例中，设置多个电芯11的尺寸、形状以及性能参数均相同，或者差异不大，以提高多个电芯11之间连接线路设计的便利性，以及便于保护电路的设置，提高了柔性电芯组件的整体性能的均衡性和稳定性。

在一实施例中，柔性电路板10具有两个表面，所有电芯11可以分设在两个表面上，因此柔性电路板10每个表面上排布的电芯11可以较为稀疏，由此可以增大柔性电路板10的可弯折角度。在本实施例中，设置所有电芯11分布在柔性电路本的同一个表面上，以使柔性电芯组件整体上具较薄的厚度，能够更好的安装于电子设备内。

电芯11的结构大致可以分为电芯本体以及设置在电芯本体侧面的极耳111，电芯本体可以粘接于柔性电路板10的表面上。极耳111可以通过激光焊接或超声焊接连接于柔性电路板10表面。

本实施例中电芯11内包括多个极片层，极耳111可以从极片层的任意一层中引出。极片层可以是依次层叠的结构设置，也可以呈卷状设置。极耳111可以通过弯折以延伸贴合至柔性电路板10的板面上。在本实施例中，设置极耳111连接于靠近柔性电路板10的极片层上。由此从电芯本体延伸出的极耳111几乎可以不用弯折就可以贴合柔性电路板10的板面上，这样可以更好的保证极耳111与柔性电路板10连接的紧固性。

本实施例中的柔性电路板10具有可弯折性，当柔性电路板10越薄，其可弯折性越好。可以设置柔性电路板10的厚度不大于1毫米。电芯11设置于柔性电路板10的表面，从而与柔性电路板10形成一整体结构。柔性电路板10为柔性电芯组件提供了形变基础。通过合理排布多个电芯11在柔性电路板10上的位置，从而使电芯11之间形成有弯折间隙14。在柔性电路板10需要改变形状时，可以通过弯折间隙14进行弯折。

可以理解的是，弯折间隙14越多，柔性电路板10的形变灵活性就越好。在本实施例中，设置相邻两电芯11之间均具有一弯折间隙14。当然也可以是多个电芯11分成多组，电芯11组之间具有弯折间隙14；而每组电芯11内的多个电芯11之间可以紧密排列，以减少连接线路的铺设。

在本实施例中，连接线路铺设在柔性电路板10上，以电连接多个电芯11，从而使柔性电路板10上的电芯11全部串联连接，或全部并联连接，当然也可以是多个电芯11形成有串联电芯11单元和并联电芯11单元，以形成串并联结合的电路结构。

在一实施例中设置连接线路包括总线路131以及支线路132；支线路132连接于总线路以及多个电芯11的极耳111之间，或连接于多个电芯11的极耳111之间，或同时连接于电芯11的极耳111和总线路之间。因此在充电时，充电单元21将电能传输至总线路131，由总线路131经由支线路132传输至电芯11(电芯11并联于总线路131上的情况)，或由总线路131直接传输至电芯11(电芯11串联于总线路131上的情况)，从而为电芯11充电。在放电时，电芯11可以通过相应的支线路132将电能汇集至总线路131上，再由总线路131传输出去为待供电单元22供电。可以理解的是，总线路分为正极总线131a、负极总线131b。

在此充电单元21可以是充电电路，也可以是电源。待供电单元22的种类与电子设备的类型有关，具体可以是显示屏、扬声器、显示灯、电机等。

因此很明显，在柔性电芯组件充电或放电时，总线路131上会通过较大的电流，从而会产生较大的热量，然而电芯11在进行充电和放电时，也会产生较大的热量。因此在一实施例中，为了提高柔性电芯组件的散热能力，以通过设计总线路131的设置位置，以减小总线路131上的热量与柔性电芯组件上的热量堆叠而造成柔性电芯组件上温度过高的情况。具体的，本公开中，总线路位于多个电芯11的同一侧。

在一实施例中，多个电芯11依次呈线状排列一排或多排，总线路位于多个电芯11的同一侧。在此多个电芯11可以沿直线依次排列，也可以沿曲线依次排列，以适应电子设备本体的形状。

请参阅图3，图3是当多个电芯11并联时，根据一实施例示出的连接线路连接多个电芯11的连接示意图。根据图3，多个电芯11并联连接；正极总线131a与负极总线131b同时位于多个电芯11的同一侧；支线路132连接于总线路以及多个电芯11的极耳111之间。

多个电芯11可以排列呈直线或曲线。正极总线131a、负极总线131b可以平行排布，且与多个电芯11的延伸方向一致。正极总线131a、负极总线131b与电芯11之间的距离可以根据电芯11的功率以及充放电功率进行设置。距离越大越能够减少正极总线131a、负极总线131b上的发热量与电芯11上的发热量的重叠，有利于柔性电芯组件的散热。

当多个电芯11分为多排时，正极总线131a和负极总线131b可以仍然设置一条，并同时位于多个电芯11的同一侧。还可以设置多组正极总线131a、负极总线131b，每组包括一正极总线131a和一负极总线131b。每排电芯11的一侧对应设置一组正极总线131a、负极总线131b。多组正极总线131a、负极总线131b可以汇集成一个电能传输端15，也可以形成单独的电能传输端15。

电芯11的极耳111是分为正极耳111a和负极耳111b，正极耳111a连接至正极总线131a上，负极耳111b连接至负极总线131b上。请参阅图3，以图中的方位为参照，正极耳111a、负极耳111b可以均设置在电芯11的左侧，再由支线路132连接至总线路131上。请参阅图4，在一实施例中，为了进一步减小支线路132的长度，设置电芯11的极耳111设于电芯11靠近总线路的一侧。

请参阅图5，在另一实施例中，正极总线131a与负极总线131b分设于多个电芯11的相对的两侧；支线路132连接于总线路以及多个电芯11的极耳111之间。在该实施例中，进一步减小了正极总线131a、负极总线131b之间热量的相互重叠，从而进一步提高了柔性电芯组件的散热能力。

进一步的，为了进一步减小支线路132的长度，电芯11的正极耳111a设于电芯11靠近正极总线131a的一侧，负极耳111b设于电芯11靠近负极总线131b的一侧。该实施例减小了支线路132的长度，从而减小了柔性电芯组件的发热量。

本公开中，设置总线路的两端均为电能传输端15。电能传输端15在此可以是电能输入端151、电能输出端152。电能输入端151供充电单元21连接，以通过充电单元21接收电能，为电芯11充电。电能输出端152供待供电单元22连接，以使电芯11输入电能为待供电单元22供电。根据图3至图5可知，当多个电芯11并联时，总线路131的两端均能够形成电能传输端15。请参阅图6，图6是当多个电芯11串联时，根据一实施例示出的连接线路连接多个电芯11的连接示意图。图中示出了电芯11串联情况下，在电芯11组件端部形成两个电能传输端15的方式。

在相关技术中，电芯11仅有一个用于传输电能的端口，该端口同时作为充电接口和放电接口。当充电单元21和待供电单元22之间位置间隔较远时，为了实现该端口同时与充电单元21和待供电单元22连接，因此需要设置较长的总线路。很明显，总线路上传输较大的电流，设置较长的总线路会增大电芯11单元的发热量。而本公开方案中，设置总线路的两端均为电能传输端15，从而可以灵活的充电单元21连接和待供电单元22连接；

请参阅图7，在一实施例中，总线路的一端为电能输入端151，供充电单元21连接；另一端为电能输出端152需要延伸至待供电单元22附近，以供待供电单元22连接。

在一示例中，电子设备为智能手表，智能手表的显示屏为待供电单元22。柔性电芯组件设置在腕带内，且对应表带的形状呈环形。可以设置腕带的一端设置充电接口，充电接口与总线路的中作为电能输入端151的一端连接，总线路的中作为电能输出端152的另一端延伸至显示屏附近与显示屏连接。

并且，在该实施例中，由于待供电单元22在被供电时，会产生一定的热量，因此设置总线路的两端分别为电能输入端151、电能输出端152，能够减小待供电单元22所产生的热量对总线路造成影响。

请参阅图8。在另一实施例中，总线路的两端中的任意一端能够作为电能输入端151及电能输出端152，同时供充电单元21、待供电单元22连接。即总线路的端部类型不做区分，在充电时作为充电端；在放电时作为放电端。

在一示例中，智能手表腕带的两端均具有充电接口，充电接口与总线路的中作为电能输入端151的端部连接。

在另一示例中，待供电单元22至少有两个，总线路的两端均能够作为电能输出端152，两电能输出端152分别为两待供电单元22供电。例如，智能头戴设备中有两个显示屏，因此可以通过总线路两端的电能输出端152分别为两个显示屏供电。

可以理解的是，电子设备不仅仅上述提到的智能手表，还可以用于头戴式电子设备中，图9是根据一实施例示出了当电子设备2为头戴式电子设备时的使用状态图。

在一些可穿戴电子设备中，此时本体23可以呈条状的佩戴部，佩戴部的端部设有充电接口，充电接口与总线路的中作为电能输入端151的端部连接。

在一示例中，当电子设备为具有腕带的电子设备时，佩戴部为腕带；具有腕带的电子设备可以是智能手表、智能手环等。

在另一示例中，当电子设备为智能腰带时，佩戴部为智能腰带的环腰部。该智能腰带能够根据佩戴者腰围的尺寸变化而自动调节围度，以保证佩戴舒适性。

此外，电子设备还可以为智能手机，智能手机的显示屏为柔性屏。

本公开的电芯11直接设置在柔性电路板10上，使得柔性电路板10承托多个电芯11，因此由多个电芯11和柔性电路板10形成的柔性电芯组件具有柔性，从而可以应用于具有变形能力的电子设备内。本公开方案可以根据所需要达到的输出电压和输出电流，灵活的在柔性电路板10上设计电芯11之间连接线路的结构；而无需将每个电芯11的输出均单独引出至另一单独的部件上，再进行串并联连接，因为这样会造成电芯11的输出线路过长，电能消耗较多，且发热量较大；

并且，本公开设置所述总线路位于所述多个电芯11的同一侧，从而减少总线路上因传输的较大电流而产生的热量与电芯11因充放电产生的热量重叠，提高柔性电芯组件的散热能力；

并且，本公开设置所述总线路的两端均为电能传输端15，从而可以灵活的与为柔性电芯组件充电的充电单元21连接，以及与接受柔性电芯组件供电的待供电单元22连接；避免了因电能传输端15仅设置在一端，而导致需要设置较长的总线路的情况。因此本公开能够进一步减小了总线路131的长度，从而进一步减小了发热量；

综上所述，本公开技术方案的柔性电芯组件具有较好的形变能力，并且在工作时具有较小的发热量。

虽然已参照几个典型实施方式描述了本公开，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本公开能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.柔性电芯组件，其特征在于，包括：

多个电芯，所述电芯具有极耳；

柔性电路板，所述电芯设置于所述柔性电路板的表面上，所述电芯之间形成有弯折间隙，所述柔性电路板能够沿所述弯折间隙弯折；及

连接线路，设于所述柔性电路板上，所述连接线路包括总线路以及支线路；所述总线路的两端均为电能传输端；所述支线路与所述总线路、所述多个电芯的极耳电连接。

2.根据权利要求1所述的柔性电芯组件，其特征在于，所述总线路的一端为电能输入端，供充电单元电连接；另一端为电能输出端，供待供电单元电连接。

3.根据权利要求1所述的柔性电芯组件，其特征在于，所述总线路的两端中的任意一端均能够作为电能输入端及电能输出端，同时供充电单元、待供电单元电连接。

4.根据权利要求1所述的柔性电芯组件，其特征在于，所述多个电芯依次呈线状排列一排或多排，所述总线路位于所述多个电芯的同一侧。

5.根据权利要求4所述的柔性电芯组件，其特征在于，多个所述电芯并联电连接；所述总线路分为正极总线、负极总线，所述正极总线与所述负极总线同时位于所述多个电芯的同一侧；

所述支线路电连接于所述总线路以及所述多个电芯的极耳之间。

6.根据权利要求5所述的柔性电芯组件，其特征在于，所述电芯的极耳设于所述电芯靠近所述总线路的一侧。

7.根据权利要求4所述的柔性电芯组件，其特征在于，多个所述电芯并联电连接；所述总线路分为正极总线、负极总线，所述正极总线与所述负极总线分设于所述多个电芯的相对的两侧；

所述支线路电连接于所述总线路以及所述多个电芯的极耳之间。

8.根据权利要求7所述的柔性电芯组件，其特征在于，所述电芯的极耳分为正极耳、负极耳；所述正极耳设于所述电芯靠近所述正极总线的一侧，所述负极耳设于所述电芯靠近所述负极总线的一侧。

9.一种电子设备，其特征在于，包括本体、待供电单元以及如权利要求1至8任意一项所述的柔性电芯组件；所述柔性电芯组件设于所述本体内；

所述柔性电芯组件的总线路中作为电能输出端的一端与所述待供电单元电连接，以使所述柔性电芯组件为所述待供电单元供电。

10.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述待供电单元至少有两个，所述总线路的两端均能够作为所述电能输出端，两所述电能输出端分别为两所述待供电单元供电。

11.根据权利要求9所述的电子设备，其特征在于，所述本体为呈条状的佩戴部，所述佩戴部的端部设有充电接口，所述充电接口与所述总线路的中作为所述电能输入端的一端电连接。

12.根据权利要求9至11任意一项所述的电子设备，其特征在于，所述本体呈弯曲状或可弯曲，所述本体内具有电芯容置位，所述柔性电芯组件容置于所述电芯容置位内，以适配所述本体的弯曲形状。

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