CN111554992A - 电芯、电池及电子设备 - Google Patents

Abstract

一种电芯，包括电芯本体，与所述电芯本体电连接的第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳中的其中一个为正极耳，另一个为负极耳，每一极耳均包括设置在所述包装袋内的第一端和设置在所述电芯本体外的第二端。所述电芯还包括：传感器，包括感测部和电连接部，其中所述感测部设置在所述包装袋内，所述电连接部电连接所述感测部，设置在所述电芯本体外。本申请还提供一种电池和电子设备。所述电芯能够更准确获取所述电池的参数值。

Description

电芯、电池及电子设备

技术领域

本申请涉及电子设备领域，尤其涉及一种电芯、电池及电子设备。

背景技术

随着移动电子设备的功能日益增多，电池的消耗速度开始增加，所以电池的快速充放电开始成为一种市场需求，但在电池快速充放电的过程中，保证电池的安全也是很关键的。例如，随着电池快速充放电，电芯的温度会极速上升，内部压力会极速增大，为了保证电池安全，需要实时监控其温度、压力等可能会造成安全隐患的参数，然后根据参数值的高低进行限流或断流，达到控制和保护电芯的目的。因此，需要提供一种能实时精确侦测这些参数的传感器。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种电芯，所述电芯包括传感器，所述传感器能实时精确地侦测电池的温度、压力等参数值，以为电池安全保护提供基础。

另，本申请还提供一种包括所述电芯的电池和电子设备。

一种电芯，包括包装袋，电芯本体，与所述电芯本体电连接的第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳中的其中一个为正极耳，另一个为负极耳，每一极耳均包括设置在所述包装袋内的第一端和设置在所述包装袋外的第二端。所述电芯还包括：传感器，与所述第一极耳集成在同一基体上形成集成极耳，所述传感器包括感测部和电连接部，其中所述感测部设置在所述包装袋内，所述电连接部电连接所述感测部，设置在所述电芯本体外。

可选地，所述电芯本体和所述传感器相互绝缘，所述基体包括设置在所述包装袋内的第一部和设置在所述包装袋外的第二部，所述第一端与所述感测部设置在所述第一部，所述第二端与所述电连接部设置在所述第二部。

可选地，所述第一部设置有第一裸露区，所述第一端通过所述第一裸露区暴露以与所述电芯本体焊接。

可选地，所述基体为绝缘膜。

可选地，所述电连接部与所述第二端中的其中一者临近所述电芯本体设置，另一者设置在所述其中一者远离所述电芯本体的一侧；或者所述电连接部与所述第二端沿着所述第一极耳的宽度方向排列设置；其中所述电连接部包括第一电连接部和第二电连接部，所述第二端设置在所述第一电连接部和所述第二电连接部之间或所述第二电连接部设置在所述第一电连接部与所述第二端之间。

可选地，所述传感器还包括转接部，所述转接部与所述负极耳电连接；所述电连接部与所述第二端相互绝缘且均设置在所述保护袋外。

可选地，所述传感器为扁平设计，包括线路层和分别设置在所述线路层相对两侧的基底层和保护层。

可选地，所述感测部设置在所述第二端一侧或环绕所述第二端设置。

可选地，所述传感器为温度传感器、应力传感器或压力传感器。一种电池，包括电芯和保护板，所述电芯为上所述的电芯，所述保护板与所述电芯本体和所述传感器电连接，通过所述传感器感知所述电芯本体的温度，并对所述电芯进行充放电控制。

可选地，所述基体上设置有分别与所述第二端和所述电连接部对应的裸露区，所述第二端和所述电连接部分别通过所述裸露区暴露以与所述保护板电连接。

一种电子设备，包括主机，及上所述的电池，所述电池为所述主机提供电源。

本申请的电芯、电池及电子设备，将传感器的感测部设置在所述包装袋内，感测精度更高，且所述传感器与所述第一极耳集成在一起形成集成极耳，结构简单，组装方便。

附图说明

图1为一种相关技术提供的电芯的示意图。

图2为另一种相关技术提供的电芯的示意图。

图3为本申请实施例提供的一种电芯的结构示意图。

图4为图3所示的集成极耳的第一实施例的结构示意图。

图5为本申请实施例提供的一种传感器的结构示意图。

图6为图3所示的集成极耳的第二实施例的结构示意图。

图7为图3所示的集成极耳的第三实施例的结构示意图。

图8为图3所示的集成极耳的第四实施例的结构示意图。

图9为本申请第一实施例提供的一种电池的结构示意图。

图10为本申请第二实施例提供的一种电池的结构示意图。

图11为本申请第三实施例提供的一种电池的结构示意图。

图12为本申请第四实施例提供的一种电池的结构示意图。

图13为本申请第五实施例提供的一种电池的结构示意图。

图14为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

主要元件符号说明

电芯 1

电芯本体 10

包装袋 11

极耳 20

密封件 30

第一极耳 201

第一部分 2010

第二部分 2012

第二极耳 202，22

第三部分 2020

第四部分 2022

基体 21

第一部 210

第二部 211

第一裸露区 212

第二裸露区 213

第三裸露区 214

第四裸露区 215

第一端 220

第二端 222

第三部 223

第四部 224

传感器 23

感测部 230

电连接部 231

第一电连接部 2310

第二电连接部 2312

转接部 2313

线路层 232

基底层 233

保护层 234

保护板 2

电池 1000

主机 2000

电子设备 3000

如下具体实施方式将结合上述附图说明进一步说明本申请。

具体实施方式

下面将结合具体实施例及附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

在本申请的实施方式的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“内”、“外”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请的实施方式和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的实施方式的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”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”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的实施方式的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在电池快速充放电的过程中，为了更好的保护电芯，通常会对电芯的温度进行实时侦测，然后根据温度高低进行限流或断流，达到控制温度和保护电芯的目的。需要检测电芯温度的时候，有两种采用NTC或PTC等温度检测器件的相关技术。NTC或PTC等温度感测器件会随着温度的变化而产生阻值的变化，当这个NTC或PTC感测器件有电流流过的时候，由于阻值发生变化，电压也会变化，系统端检测变化后的阻值或电压，就能计算出当前的温度。一种相关技术如图1所示，是在保护板92上增加贴片的NTC或PTC等温度检测器件91，然后再把板子弯折到电芯90的深坑处，尽量保证温度检测器件91能靠近电芯90，但是在实际的装配过程中，温度检测器件91会和电芯90间存在间隙，导致温度检测不准。另一种相关技术如图2所示，是用线性的NTC或PTC等温度检测器件93，把温度检测端放置在电芯90的表面或侧边，来进行温度检测。在上述方式中，不管是用贴片的还是线状的，温度检测都是在电芯的外表面，电芯温度检测都会不准确，且会受到环境和组装的影响。

为了提高检测精度，本申请实施例将传感器的感测部设置在包装袋内部。本申请实施例提供的电芯，包括包装袋，电芯本体，与所述电芯本体电连接的第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳中的其中一个为正极耳，另一个为负极耳，每一极耳均包括设置在所述包装袋内的第一端和设置在所述电芯本体外的第二端。所述电芯还包括：传感器，包括感测部和电连接部，其中所述感测部设置在所述包装袋内，所述电连接部设置在所述包装袋外，且与所述感测部电连接。

下面结合具体实施例进一步说明。

本申请实施例将传感器设置在电芯的电芯本体上，与所述电芯本体、极耳组成一个复合的电芯。在一些实施例中，所述极耳与所述传感器设置在一起构成集成极耳。所述极耳包括正极耳和负极耳，其中所述传感器可与所述正极耳和所述负极耳中的其中任一者构成集成极耳。所述集成极耳的一部分设置在所述包装袋内，另一部分设置在所述包装袋外，以便于与保护板电连接。

请参阅图3所示，提供一种电芯的结构示意图。所述电芯1包括包装袋11及设置在所述包装袋11内的电芯本体10，与所述电芯本体10电连接的极耳20。其中在所述极耳20与所述电芯本体10端部的结合处采用密封件30封口。所述密封件30可为任意能密封所述电芯本体且提供绝缘保护的材料，例如聚酯薄膜PI或聚对苯二甲酸乙二醇酯PET等。所述极耳20由导电材质制成，例如金属片，包括，但不限于，镍、铝、铜等，或合金，例如铜镀镍等。

所述极耳20的一部分设置在所述包装袋11内，另一部分设置在所述包装袋11外。所述极耳20包括第一极耳201和第二极耳202，其中所述第一极耳201和所述第二极耳202中的其中一者为正极耳，另一者为负极耳。所述第一极耳201包括设置在所述包装袋11内的第一部分2010和设置在所述包装袋11外的第二部分2012。所述第二极耳202包括设置在所述包装袋11内的第三部分2020和设置在所述包装袋11外的第四部分2022。所述第一极耳201与所述第二极耳202中的其中一者为极耳与传感器集成形成的集成极耳。为便于描述，如下以所述第一极耳与传感器构成的集成极耳为例进行说明。

请参阅图4所示，为本申请第一实施例提供的一种集成极耳。所述集成极耳包括基体21，设置在所述基体21上的第一极耳22和传感器23。所述第一极耳22和所述传感器23彼此间隔设置，且相互绝缘。所述基体21为绝缘材质，在一些实施例中，所述基体21可为绝缘膜，例如聚酯薄膜PI或聚对苯二甲酸乙二醇酯PET等。所述基体21包括设置在所述包装袋11内的第一部210和设置在所述包装袋11外的第二部211。所述第一部210和所述第二部211的结合处通过密封件30密封。

所述第一极耳22包括设置在所述第一部210上的第一端220和设置在所述第二部211上的第二端222。所述第一端220用于与所述电芯本体10实现电连接。所述第二端222用于与电池的保护板实现电连接。

所述传感器23包括设置在所述第一部210上的感测部230和设置在所述第二部211上的电连接部231。所述电连接部231用于与所述电池的保护板实现电连接。所述电连接部231包括第一电连接部2310和第二电连接部2312。

在一些实施例中，为便于焊接，所述第一部210设置有第一裸露区212，所述第一端220通过所述第一裸露区212暴露以与所述电芯本体10焊接，所述第二部211设置有分别对应所述第二端222、所述第一电连接部2310和所述第二电连接部2312的第二裸露区213、第三裸露区214、第四裸露区215，所述第二端222通过所述第二裸露区213暴露以与保护板焊接，所述第一电连接部2310和所述第二电连接部2312分别通过所述第三裸露区214、所述第四裸露区215暴露以与所述保护板焊接。请参图4(a)和图4(b)所示，分别示出了所述基体21的正面(即所述极耳22和所述传感器23所在的一面)和背面(即背离所述极耳22和所述传感器23的一面)，所述第一端220、所述第二端222、所述第一电连接部2310和所述第二电连接部2312分别从所述第一裸露区212、所述第二裸露区213、所述第三裸露区214、所述第四裸露区215暴露于所述基体21的背面。

可以理解的是，在其他一些实施例中，所述第一端220、所述第二端222、所述第一电连接部2310和所述第二电连接部2312与所述电芯本体10、电池的保护板之间的电连接也可以采用其他方式实现电连接。

请参阅图5所示，为本申请实施例提供的传感器的一种侧视图。所述传感器23包括线路层232和分别设置在所述线路层232两侧的基底层233和保护层234。所述基底层233和所述保护层234均为绝缘材质，用于绝缘保护所述线路层232。所述线路层232外露于所述保护层234或所述基底层233外的部分构成所述传感器23的电连接部231。在一些实施例中，所述基底层233和所述保护层234的材质可为聚酯薄膜PI或聚对苯二甲酸乙二醇酯PET等绝缘材料。在一些实施例中，所述传感器23的厚度大致为40um-100um。所述传感器23可为任意能够获取所述电芯本体的参数值的感测器，例如温度传感器、应力传感器等。

请参阅图6至图8所示，为本申请实施例提供的另一种集成极耳的结构示意图。所述集成极耳包括第一极耳22和设置在所述第一极耳22上的传感器23，且所述传感器23与所述第一极耳22相互绝缘。所述第一极耳22包括设置在所述包装袋11内的第三部223，和设置在所述包装袋11外的第四部224。所述第三部223和所述第四部224的结合处通过密封件30密封。

所述第一极耳22包括设置在所述第三部223上的第一端220和设置在所述第四部224上的第二端222。所述传感器23包括设置在所述第三部223上的感测部230，和设置在所述第四部224上的电连接部231。所述电连接部231包括彼此绝缘的第一电连接部2310和第二电连接部2312。

在一些实施例中，请参阅图8所示，为了减少第一极耳22的材质用量，所述第三部223的宽度小于所述第四部224的宽度。这样，第四部224的宽度可以设置得相对宽一些，以便为所述第二端222、第一电连接部2310与所述第二电连接部2312提供足够的电连接空间，而第三部223的宽度设置得窄一些，以节省第一极耳22的材质用量。

在图4至图8所示的实施例中，所述第一端220大致为矩形，所述感测部230设置在所述第一端220的一侧或环绕所述第一端220设置。可以理解的是，在其他实施例中，所述第一端220也可为其他任意适宜的形状，例如圆形、椭圆形、梯形等。

所述第二端222、第一电连接部2310与所述第二电连接部2312均设置在所述包装袋11外，在图所示的实施例中，均设置在所述包装袋11的同一端。所述第二端222、第一电连接部2310与所述第二电连接部2312大致为矩形，沿着所述第一极耳22的长度方向(即所述第一极耳22的延伸方向)或宽度方向(即垂直于所述长度方向的方向)相互间隔且绝缘设置。可以理解的是，在其他实施例中，所述第二端222、第一电连接部2310与所述第二电连接部2312的形状可为任意适宜的形状，例如梯形、椭圆形等。

请参阅图4和图6所示，所述第二端222、第一电连接部2310与所述第二电连接部2312大致为矩形，且相互平行，沿着所述第一极耳22的宽度方向依次间隔排列设置。

所述第二端222设置在所述第一电连接部2310与所述第二电连接部2312之间；或者，所述第一电连接部2310与所述第二电连接部2312相邻设置，所述第二端222设置在所述第一电连接部2310与所述第二电连接部2312的其中一侧。

请参阅图7所示，第一电连接部2310、所述第二电连接部2312与所述第二端222大致为矩形，且相互平行，所述电连接部231与所述第二端222沿着所述第一极耳22的长度方向间隔排列设置。具体地，所述第二端222临近所述密封件30设置，所述第一电连接部2310和所述第二电连接部2312设置在所述第二端222远离所述密封件30的一侧。可以理解的是，在其他实施例中，所述电连接部231临近所述密封件30设置，所述第二端222设置在所述电连接部231远离所述密封件30的一侧。

所述第一电连接部2310和所述第二电连接部2312彼此绝缘，且沿着所述第一极耳22的宽度方向排列设置。可以理解的是，在其他实施例中，所述第一电连接部2310和所述第二电连接部2312也可以沿着所述第一极耳22的长度方向排列设置。

图6、图7所示的实施例中所述第二端222、所述第一电连接部2310与所述第二电连接部2312的排列方式针对将传感器23设置在所述第一极耳22上的实施例，可以理解，这些排列方式也同样适用于传感器23与所述第一极耳22同时设置在基体21上的实施例。

在图4、图6至图8的实施例中，所述传感器23与所述第一极耳22设置在一起构成集成极耳，所述传感器23与所述第一极耳22采用同一密封件30封口。请参阅图9所示，为包括上所述实施例的电芯的电池的结构示意图。所述电池1000包括电芯1和保护板2。所述电芯1的第二端222、第一电连接部2310和第二电连接部2312采用同一密封件30封口后与所述保护板2电连接。所述保护板2与所述传感器23电连接，通过所述传感器23感知所述电芯本体10的温度。所述保护板2通过所述极耳(第一极耳和第二极耳)与所述电芯本体10电连接，对所述电芯本体10进行充放电控制。

可以理解的是，在其他实施例中，所述传感器23与所述第一极耳22相互间隔独立设置，且分别封装后与所述保护板2电连接。如图10所示的实施例，所述第一极耳22的第一端220设置在所述包装袋11内，所述传感器23的感测部230设置在所述包装袋11内。所述第一极耳22的第二端222与所述传感器23的电连接部231均设置在所述包装袋11外，且两者间隔独立设置，分别封装后与所述保护板2电连接。

在一些实施例中，所述第二端222、所述第一电连接部2310和所述第二电连接部2312与所述保护板2的电连接通过焊接实现。所述第二端222、所述第一电连接部2310和所述第二电连接部2312分别在所述保护板2上形成三个焊接区域。在一些实施例中，为了减少在所述保护板2上形成的焊接区域的数量，所述电连接部231可仅包括第一电连接部2310，所述传感器23还包括转接部2313，所述转接部2313与所述负极耳电连接；如此，所述电连接部231只有一个连接端子(第一电连接部2310)设置在所述包装袋11外，如图11至图13所示的实施例。为便于描述，假定所述第一极耳22为负极耳进行说明。

如图11所示，所述第一极耳22的第一端220与所述传感器23的转接部2313电连接，所述第一极耳22的第二端222与所述电连接部231设置在所述电芯本体10外，且相互间隔独立设置，分别封装后与所述保护板2电连接。如此，如果所述第二端222与所述第一电连接部2310与所述保护板2的电连接采用焊接，所述第一极耳22与所述传感器23在所述保护板2上形成的焊接区域只需要2个，从而可为所述保护板上的其他电子元件提供更大的设置空间。

参图12所示，所述第一极耳22的第一端220与所述传感器23的转接部2313电连接，所述第一极耳22的第二端222与所述第一电连接部2310设置在所述包装袋外，且相互间隔独立设置，分别封装后与所述保护板2电连接。图12所示的实施例与图11所示的实施例的区别在于：所述传感器23设置在所述第一极耳22上或者与所述第一极耳22集成在同一张基体上形成集成极耳。如此，一方面可以节约集成极耳上与所述保护板2电连接的电连接部的数量(只有电连接部231与所述第二端222两个电连接部)，所述第一电连接部2310与所述第二端222的面积可相对设置得大一些，从而更便于焊接操作。另一方面，所述第一极耳22与所述传感器23在所述保护板2上形成的焊接区域只需要2个，可为所述保护板上的其他电子元件提供更大的设置空间。

参图13所示，所述第一极耳22的第一端220与所述传感器23的转接部2313电连接，所述第一极耳22的第二端222与所述电连接部231设置在所述包装袋11外，且相互间隔独立设置。图13所示的实施例与图11所示的实施例的区别在于：图13所示的实施例中，所述第二端222与所述第一电连接部2310采用同一封装件封口后与所述保护板2焊接。

在图11至图13所示的实施例中，所述转接部2313与所述第一端220的电连接点设置在所述包装袋11内。可以理解的是，在其他实施例中，所述转接部2313也可与所述第一极耳的第二端222电连接，也即所述转接部2313与所述第一极耳22的电连接点设置在所述包装袋11外，在这种情况下，与所述保护板2电连接的仍然只有第一电连接部2310和第二端222，所述传感器23可相对所述第一极耳22独立设置，或设置在所述第一极耳22上或与所述第一极耳22集成在同一张基体上形成集成极耳。

请参阅图14所示，为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。所述电子设备3000包括主机2000，及上所述实施例提供的电池1000，所述电池1000为所述主机2000提供电源。

本申请实施例提供的电芯1、电池1000及电子设备3000，将传感器23的感测部230设置在所述电芯本体10内，能更好地获取包装袋内的温度、压力等参数值，感测精度更高。

另外，本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请要求保护的范围之内。

Claims (12)

1.一种电芯，包括包装袋，电芯本体，与所述电芯本体电连接的第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳中的其中一个为正极耳，另一个为负极耳，每一极耳均包括设置在所述包装袋内的第一端和设置在所述包装袋外的第二端，其特征在于，所述电芯还包括：

传感器，与所述第一极耳集成在同一基体上，所述传感器包括感测部和电连接部，其中所述感测部设置在所述包装袋内，所述电连接部电连接所述感测部，设置在所述包装袋外。

2.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电芯本体和所述传感器相互绝缘，所述基体包括设置在所述包装袋内的第一部和设置在所述包装袋外的第二部，所述第一端与所述感测部设置在所述第一部所述电连接部与所述第二端设置在所述第二部。

3.如权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述第一部设置有第一裸露区，所述第一端通过所述第一裸露区暴露以与所述电芯本体焊接。

4.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述基体为绝缘膜。

5.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述电连接部与所述第二端中的其中一者临近所述电芯本体设置，另一者设置在所述其中一者远离所述电芯本体的一侧；或者所述电连接部与所述第二端沿着所述第一极耳的宽度方向排列设置；其中所述电连接部包括第一电连接部和第二电连接部，所述第二端设置在所述第一电连接部和所述第二电连接部之间或所述第二电连接部设置在所述第一电连接部与所述第二端之间。

6.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述传感器还包括转接部，所述转接部与所述负极耳电连接；所述电连接部与所述第二端相互绝缘且均设置在所述包装袋外。

7.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述传感器为扁平设计，包括线路层和分别设置在所述线路层相对两侧的基底层和保护层。

8.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述感测部设置在所述第二端一侧或环绕所述第二端设置。

9.如权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述传感器为温度传感器、应力传感器。

10.一种电池，包括电芯和保护板，其特征在于，所述电芯为权利要求1至9任一项所述的电芯，所述保护板与所述电芯本体和所述传感器电连接，通过所述传感器感知所述电芯本体的温度，并对所述电芯进行充放电控制。

11.如权利要求10所述的电池，其特征在于，所述基体上设置有分别与所述第二端和所述电连接部对应的裸露区，所述第二端和所述电连接部分别通过所述裸露区暴露以与所述保护板电连接。

12.一种电子设备，包括主机，其特征在于，所述电子设备还包括权利要求10所述的电池，所述电池为所述主机提供电源。

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