CN111129577B - 柔性电芯与电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种柔性电芯与电子设备。柔性电芯包括基体、多个叠片组、极耳。所述基体包括呈片状的正极基体以及负极基体；所述多个叠片组设置在所述基体上，且相邻两叠片组之间具有弯折间隙，所述基体能够沿所述弯折间隙弯折；所述叠片组包括多个依次叠放的叠片单元，每所述叠片单元包括依次叠放的所述正极片、所述隔离膜以及所述负极片；所述极耳有多个，分别对应电连接每所述正极片与所述正极基体，以及电连接每所述负极片与所述负极基体。本公开的柔性电芯具有较好的形状变化灵活性。

Description

柔性电芯与电子设备

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与电子设备。

背景技术

移动电子设备现在越来越普及，用户对电子终端的要求也越来越高。智能终端，包括VR、AR、智能耳机、智能手环、穿戴手机等，这些智能终端可以相应通过头箍、腕带等佩戴于人体上，与用户之间进行更好的交互。

在这些形状需要变化的终端中，一般都是在某个区域放置一块供电模块比如电池。然而，随着用户对终端的显示性能、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，目前的锂离子电池由于结构限制，外壳刚硬，不能够随着终端的形状变化而变化，因此锂离子电池在终端内的设置位置受到极大限制，极大的限制了终端的智能化发展。

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可灵活变化形状的柔性电芯。

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，包括：

基体，所述基体包括呈片状的正极基体以及负极基体；

多个叠片组，所述多个叠片组设置在所述基体上，且相邻两叠片组之间具有弯折间隙，所述基体能够沿所述弯折间隙弯折；所述叠片组包括多个依次叠放的叠片单元，每所述叠片单元包括依次叠放的所述正极片、所述隔离膜以及所述负极片；

极耳，所述极耳有多个，分别对应电连接每所述正极片与所述正极基体，以及电连接每所述负极片与所述负极基体。

本公开的另一个目的在于提供一种电子设备，包括本体以及所述的柔性电芯；所述本体内具有电芯容置位，所述柔性电芯容置于所述电芯容置位内。

本公开的通过设置多个叠片组，所述叠片组包括多个依次叠放的叠片单元，每所述叠片单元包括依次叠放的所述正极片、所述隔离膜以及所述负极片。由于相邻两叠片组之间具有间隙，从而使得基体能够沿弯折间隙弯折，而具有柔性。因此，本公开的柔性电芯具有较好的形变灵活性，从而可以应用于具有变形能力的电子设备内。

并且，本公开中通过极耳的连接，从而使叠片组中的每个叠片单元形成并联连接关系，因此能够降低叠片组的总电阻；并且各个叠片单元由于共用同一个正极基体以及负极基体，因此各个叠片单元也形成并联关系，因此进一步降低了柔性电芯的内阻。因此本公开的柔性电芯的内阻较小，能够减小在充放电时的发热量，从而具备被快速充电和放电的能力。

并且，本公开的叠片组均连接于同一个正极基体和负极基体，从而无需进一步在各个叠片组之间再次进行连接，各个叠片组之间会通过基体而进行自我平衡，由此有效的降低了叠片组之间管理的难度和复杂度。

综上所述，本公开的柔性电芯兼顾了柔性和阻抗低的优点，有利于应用于各种可改变形状的电子设备内。

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一种柔性电芯的部分结构示意图。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种叠片组的结构分解图；

图3是隐藏负极基体后，根据一示例性实施方式示出的一种柔性电芯的俯视图；

图4是根据一实施例示出的正极片的结构示意图；

图5是电子设备为头戴式电子设备的一实施例示意图。

附图标记说明如下：

11、正极基体；12、负极基体；13、叠片组；131、正极片；141、正极耳；142、负极耳；132、隔离膜；133、负极片；1311、第一导电区；1312、第一涂布区；15、弯折间隙；

2、电子设备；21、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。

本公开提出一种电子设备，该电子设备可以是配置有电池供电系统的智能终端、移动终端设备。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(digitalsubscriber 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(amplitude 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(globalpositioning system，GPS)接收器的个人数字助理(Personal Digital Assistant，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，该终端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，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，对柔性电芯的具体实施例进行阐述。

首先，在此对柔性电芯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；本体内具有电芯容置位，柔性电芯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。

在以下实施例中，对柔性电芯的具体实施例进行阐述。

请参阅图1和图2,，图1是根据一实施例示出的一种柔性电芯的部分结构示意图；图2是根据一示例性实施方式示出的一种叠片组的结构分解图。在该实施例中，柔性电芯包括基体、多个叠片组13以及极耳。所述多个叠片组13设置在所述基体上，且相邻两叠片组13之间具有弯折间隙15，所述基体能够沿所述弯折间隙15弯折；所述叠片组13包括依次叠放的正极片131、隔离膜132以及负极片133；所述极耳有多个，分别对应连接每所述正极片131与所述基体，以及连接每所述负极片133与所述基体。

在一示例中，所述基体呈条状，所述多个叠片组13依次沿所述基体的延伸方向排布。该示例可以用于头戴式电子设备、佩戴于手、腰上的电子设备中等。在另一示例中，所述基体呈片状，所述叠片组13可以呈阵列排布于基体上。可选的，多个叠片组13排列呈阵列时，多个叠片组13之间可以形成多个沿不同方向弯折的弯折通道，以增多柔性电芯的可弯折方向的数量，提高柔性电芯的弯折性能。

所述基体包括呈片状的正极基体11以及负极基体12。在一示例中，正极基体11可以是表面涂布有正极活性物质的铝箔，负极基体12可以表面涂布有负极活性物质的铜箔。铝箔和铜箔均具有较好的弯折性。铝箔和铜箔的厚度可以根据所需要的弯折程度以及叠片组13上产生电流的能力进行设置。

请继续参阅图1，在一实施例中，所述正极基体11与所述负极基体12分设于所述多个叠片组13的两侧；所述柔性电芯还包括绝缘片，所述绝缘片设置于所述正极基体11与所述负极基体12之间，以隔离所述正极基体11与所述负极基体12。

在该实施例中，正极基体11和负极基体12的形状和尺寸可选为相同，例如均为长方形。

并且，为了更好的隔离正极基体11和负极基体12，可以设置所述柔性电芯还包括绝缘片，所述绝缘片设置于所述正极基体11与所述负极基体12之间，以隔离所述正极基体11与所述负极基体12。绝缘片也可以呈膜状。绝缘片可以设置在正极基体11朝向负极基体12一侧的表面，也可以设置在负极基体12朝向正极基体11一侧的表面，还可以是设置两片，分别设置在正极基体11、负极基体12朝向彼此的表面。

在另一实施例中，正极基体11和负极基体12也可以均设置在叠片组13的同一侧。正极基体11和负极基体12可以通过设置间隙来达到隔离的目的，也可以通过设置绝缘片。该实施例能够提高柔性电芯的弯折性能。

叠片组13可以设置一个，也可以设置多个。当叠片组13设置多个时，相邻两叠片组13间隔设置，以使相邻两叠片组13之间能够形成用于供基体发生弯折的间隙。

相邻两叠片组13之间的间隔可以均是相同的，也可以是不同的。根据电子设备的弯折形状，可以在弯折角度大的区域，相应设置叠片组13之间设置较大的弯折间隙15，以提高柔性电芯的弯折角度。而在平坦区域，相应设置叠片组13之间设置较小的弯折区域，以增大叠片组13的设置数量，从而以提高柔性电芯的容量。可选的，相邻两叠片组13之间的间隔优选为1-50mm。

在此设置依次叠放的一个正极片131、隔离膜132以及一个负极片133为一个叠片单元。可选的，正极片131、隔离膜132、负极片133的尺寸大致相同，形状也大致相同。例如，正极片131、隔离膜132、负极片133可以均呈方形，且按照相同的摆放方向依次叠放。

叠片组13可以仅包括一个所述叠片组13。在一实施例中，为了提高柔性电芯的容量，设置所述叠片组13包括多个依次叠放的叠片单元。

在一实施例中，叠片单元之间形成并联关系。具体的，所述基体包括正极基体11以及负极基体12；所述极耳分为正极耳141和负极耳142，所述叠片单元的正极片131均相应通过一所述正极耳141直接或间接连接至正极基体11上；所述叠片单元的负极片133均相应通过一所述负极耳142直接或间接连接至所述负极基体12上。在一示例中，正极极耳为铝极耳，负极极耳为镍极耳，同时最终电池出极耳也为相同材质。

示意性的，一个叠片组13中叠片单元有三个。三个叠片单元中的正极片131均连接至正极基体11上，且三个叠片单元中的负极片133均连接至负极基体12上。

关于极耳的设置。在一实施例中，为了减小极耳的长度，设置自所述负极基体12朝向所述正极基体11方向，所述叠片单元上的正极耳141依次连接，且贴合于所述正极基体11上的所述叠片单元上的正极耳141与所述正极基体11连接；自所述正极基体11朝向所述负极基体12方向，所述叠片单元上的负极耳142依次连接，且贴合于所述负极基体12上的所述叠片单元上的负极耳142与所述负极基体12连接。

因此，在该实施例中，每个正极片131上产生的电流依次通过正极耳141汇集，并最终汇合到正极基体11上。每个负极片133上产生的电流依次通过负极耳142汇集，并最终汇合到负极基体12上。由此所有正极片131上正极耳141的长度叠加大致等于叠片组13的厚度。所有负极片133上负极耳142的长度叠加大致等于叠片组13的厚度。从而最大程度上减小了极耳的长度，有利于减小柔性电芯的发热。

在另一实施例中，每个极片(包括正极片131和负极片133)均通过至少一个单独的极耳连接至相应的基体上。当叠片组13的厚度较薄时，可以采用该实施例的方式。

请参阅图3，图3是隐藏负极基体后，根据一示例性实施方式示出的一种柔性电芯的俯视图。图3中正极耳141和负极耳142分设自叠片组13的两侧延伸出。当然正极耳141和负极耳142分设自叠片组13的同一侧延伸出。

请参阅图4，图4是根据一实施例示出的正极片的结构示意图。负极片可以与正极片的结构类似。为了最大化每个极片上的电流通路，以减小柔性电芯的内阻。在该实施例中，所述正极片131上形成有第一导电区1311以及第一涂布区1312；所述第一导电区1311位于所述正极片131的一侧部，且凸伸于所述负极片133与所述隔离膜132；所述负极片133上形成有第二导电区以及第二涂布区；所述第二导电区位于所述负极片133的一侧部，且凸伸于所述正极片131与所述隔离膜132。

在此以图中的方位为基准，可以在正极片131的左侧部设置第一导电区1311，在负极片133的右侧部设置第二导电区。如此，第一导电区1311和第二导电区互不干扰，从而提高了柔性电芯的性能稳定性。

在此，所述第一导电区1311作为所述正极耳141，用于与所述正极基体11连接；所述第二导电区作为所述负极耳142，用于与所述负极基体12连接。

在完成叠片后，所有的第一导电区1311均位于同一侧，此时可以通过将所有的第一导电区1311压合至正极基体11上，来实现正极板与正极基体11的连接。同样的，可以通过将所有的第二导电区压合至负极基体12上，来实现负极板与负极基体12的连接。

可选的，在沿所述叠片组13的厚度方向上，所述第一导电区1311在所述正极基体11上的投影重叠，所述第二导电区在所述负极基体12上的投影重叠。由此，能够通过一次操作就能够实现将一个叠片组13中的所有第一导电区1311均按压至正极基体11上。同样的，能够通过一次操作就能够实现将一个叠片组13中的所有第二导电区均按压至负极基体12上。

为了避免第一导电区1311和第二导电区互相干涉，在本实施例中，在沿所述叠片组13的叠放方向上，所述第一导电区1311对应所述第二涂布区设置，第二导电区对应所述第一涂布区1312设置。可选的，第一导电区1311和第二导电区大致相对设置。

进一步的，在一实施例中，所述正极基体11与邻近所述正极基体11的所述叠片单元之间具有一层所述隔离膜132；所述负极基体12与邻近所述负极基体12的所述叠片单元之间具有一层所述隔离膜132。由此，在嵌入叠片组13至基体之前，可以先在正极基体11上涂布正极活性物质，可以在负极基体12上涂布负极活性物质后，再进行叠片。

基于上述实施例，为了进一步提高柔性电芯的容量。在一实施例中，一所述正极基体11、一所述负极基体12以及夹设在两者其中的多个叠片组13形成一个裸电芯单元；所述柔性电芯包括多个所述裸电芯单元，所述多个裸电芯单元并排设置或依次叠加设置。当然，当裸电芯单元有多个时，一部分裸电芯单元可以并排设置，另一部分裸电芯单元可以依次叠加设置。

多个裸电芯单元的电能输入端可以是同一个，多个裸电芯单元的电能输出端可以是同一个，也可以是分别进行电能输出，以对多个待供电单元进行供电。

本公开的通过设置多个叠片组13，所述叠片组13包括多个依次叠放的叠片单元，每所述叠片单元包括依次叠放的所述正极片131、所述隔离膜132以及所述负极片133。由于相邻两叠片组13之间具有间隙，从而使得基体能够沿弯折间隙15弯折，而具有柔性。因此，本公开的柔性电芯具有较好的形变灵活性，从而可以应用于具有变形能力的电子设备内。

并且，本公开中通过极耳的连接，从而使每个叠片单元形成并联连接关系，因此能够降低叠片组13的总电阻；并且各个叠片单元由于共用同一个正极基体11以及负极基体12，因此各个叠片单元也形成并联关系，因此进一步降低了柔性电芯的内阻。因此本公开的柔性电芯的内阻较小，能够减小在充放电时的发热量，从而具备被快速充电和放电的能力。

并且，本公开的叠片组13均连接于同一个正极基体11和负极基体12，从而无需进一步在各个叠片组13之间再次进行连接，各个叠片组13之间会通过基体而进行自我平衡，由此有效的降低了叠片组13之间管理的难度和复杂度。

综上所述，本公开的柔性电芯兼顾了柔性和阻抗低的优点，有利于应用于各种可改变形状的电子设备内。

在上述实施例中提到柔性电芯可以用于电子设备中。在以下实施例中，以柔性电芯应用于一些典型的电子设备为例进行说明。

在一些实施例中，电子设备仅仅包括可弯折部分，例如具有柔性屏的手机。此时柔性电芯可以设置此类手机内，当手机弯折时，柔性电芯可以随之一同进行弯折。

在一实施例中，本体包括佩戴部，佩戴部呈弯曲状或可弯曲；电芯容置位位于佩戴部内，且电芯容置位的延伸方向与佩戴部形状对应。

在一示例中，请参阅图5，当电子设备为头戴式电子设备时，佩戴部为电子设备的头箍。头戴式电子设备可以为VR、AR、头戴式耳机等。

在另一示例中，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。

本实施例通过利用上述实施例中的柔性电芯用于电子设备内以为电子设备供电，由于柔性电芯具有柔性而能够设置在电子设备发生弯折的部位，因此本实施例提高了柔性电芯设置位置的灵活性；

并且，由于柔性电芯均可以设置在电子设备的弯折部位和不可弯折部位，因此可以增大柔性电芯的尺寸，以增大柔性电芯的电芯数量，从而提高柔性电芯的供电能力，使得电子设备的续航能力得以提高。

因此，本实施例的电子设备具有较好的柔性电芯位置设置的灵活性以及较优的续航能力

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 (8)

1.一种柔性电芯，其特征在于，包括：

基体，所述基体包括均呈片状的正极基体以及负极基体，所述正极基体与所述负极基体分设于多个叠片组相对的两侧，所述正极基体是表面涂布有正极活性物质的铝箔，所述负极基体是表面涂布有负极活性物质的铜箔；

绝缘片，所述绝缘片设置于所述正极基体与所述负极基体之间，以隔离所述正极基体与所述负极基体；

多个叠片组，所述多个叠片组设置在所述基体上，且相邻两叠片组之间具有弯折间隙，所述基体能够沿所述弯折间隙弯折；所述叠片组包括多个依次叠放的叠片单元，每所述叠片单元包括依次叠放的正极片、隔离膜以及负极片；

极耳，所述极耳有多个，分别对应电连接每所述正极片与所述正极基体，以及电连接每所述负极片与所述负极基体；

其中，所述正极片上形成有第一导电区以及第一涂布区；所述第一导电区位于所述正极片的一侧部，且凸伸于所述负极片与所述隔离膜；所述负极片上形成有第二导电区以及第二涂布区；所述第二导电区位于所述负极片的一侧部，且凸伸于所述正极片与所述隔离膜；所述第一导电区作为正极耳，与所述正极基体连接；所述第二导电区作为负极耳，与所述负极基体连接。

2.根据权利要求1所述的柔性电芯，其特征在于，所述极耳分为正极耳和负极耳；自所述负极基体朝向所述正极基体方向，所述叠片单元上的正极耳依次连接，且贴合于所述正极基体上的一所述叠片单元上的正极耳与所述正极基体连接；

自所述正极基体朝向所述负极基体方向，所述叠片单元上的负极耳依次连接，且贴合于一所述负极基体上的所述叠片单元上的负极耳与所述负极基体连接。

3.根据权利要求1所述的柔性电芯，其特征在于，所述第一导电区在所述正极基体上的正投影重叠，且在沿所述叠片组的厚度方向上，所述第一导电区的位置对应于所述第二涂布区；

所述第二导电区在所述负极基体上的投影重叠；且在沿所述叠片组的厚度方向上，所述第二导电区的位置对应于所述第一涂布区。

4.根据权利要求1所述的柔性电芯，其特征在于，一所述正极基体、所述多个叠片组、以及一所述负极基体形成裸电芯单元；

所述柔性电芯包括多个所述裸电芯单元，所述多个裸电芯单元并排设置或依次层叠设置。

5.根据权利要求1所述的柔性电芯，其特征在于，所述正极基体与邻近所述正极基体的所述叠片单元之间具有一层所述隔离膜；

所述负极基体与邻近所述负极基体的所述叠片单元之间具有一层所述隔离膜。

6.根据权利要求1至5任意一项所述的柔性电芯，其特征在于，所述基体呈长条状，所述多个叠片组依次沿所述基体的延伸方向排布。

7.一种电子设备，其特征在于，包括本体以及如权利要求1至6任意一项所述的柔性电芯；所述本体内具有电芯容置位，所述柔性电芯容置于所述电芯容置位内。

8.根据权利要求7所述的电子设备，其特征在于，所述本体呈弯折状或能够形变，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，以适配所述本体的形状。