CN111989800B - 电池和具有所述电池的用电装置 - Google Patents

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Abstract

一种电池包括电芯及用于容置所述电芯的壳体组件。所述电芯包括第一极耳。所述壳体组件包括第一壳体及第二壳体。所述第一壳体和所述第二壳体限定出用于容置所述电芯的容置空间。所述第一壳体和/或所述第二壳体包括设置有通孔的安装部。所述安装部的材质为绝缘材料。所述电池还包括电连接于所述第一极耳的导电件。所述导电件设置于所述壳体组件的内表面或外表面。在所述通孔的贯通方向上，至少部分所述导电件的投影位于所述通孔内。本申请中所述导电件可用于取代现有技术中的极柱，避免极柱占用所述壳体组件的内部空间，提高电池的能量密度。本申请还提供了一种具有所述电池的用电装置。

Description

电池和具有所述电池的用电装置
技术领域
本申请涉及一种电池和具有所述电池的用电装置。
背景技术
电池由于其便携性在移动电子设备等领域中被广泛应用。一般电池通常包括壳体、顶盖以及电芯等。其中，所述电芯位于所述壳体的内部，所述顶盖位于所述壳体上端的开口处。所述顶盖中穿设有极柱，所述极柱与所述电芯电连接以实现对外部供电。
然而，为满足安装要求，现有技术中的极柱需要设置为工字形，即包括极柱本体和位于所述极柱本体两侧的极柱板，两个所述极柱板分别安装于所述顶盖的两个表面。为使得所述极柱与所述顶盖之间电绝缘，两个所述极柱板与所述顶盖之间均需要设置一层绝缘垫。因此，沿垂直于所述顶盖的方向，所述顶盖在设有所述极柱的位置另外增加了两层极柱板和两层绝缘垫共四层厚度，导致所述顶盖的整体厚度增大，进而造成能量密度损失。
发明内容
有鉴于此，有必要提供一种能够提高电池能量密度的电池。
另外，还有必要提供一种具有所述电池的用电装置。
本申请提供了一种电池，包括电芯及用于容置所述电芯的壳体组件，所述电芯包括第一极耳，所述壳体组件包括第一壳体及第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体限定出用于容置所述电芯的容置空间，所述第一壳体和/或所述第二壳体包括设置有通孔的安装部，所述安装部的材质为绝缘材料；所述电池还包括电连接于所述第一极耳的导电件，所述导电件设置于所述壳体组件的内表面或外表面，在所述通孔的贯通方向上，至少部分所述导电件的投影位于所述通孔内。
在本申请一些实施方式中，所述第一壳体包括底壁及侧壁；所述侧壁设置于所述底壁的周缘，并与所述底壁一起形成所述容置空间；所述通孔位于所述底壁、所述侧壁或所述第二壳体。
在本申请一些实施方式中，所述侧壁包括背对所述底壁的第一表面，所述第一壳体还包括第一凸出部；所述第一凸出部凸设于所述第一表面，并与所述第一表面一起形成收容槽；所述第二壳体设置于所述第一表面，且所述第二壳体的边缘容置于所述收容槽内。
在本申请一些实施方式中，所述第一壳体还包括第二凸出部，所述第二凸出部由所述第一凸出部远离所述第一表面的一端向所述电池的中心轴方向水平延伸形成，所述第二凸出部、所述第一凸出部和所述第一表面一起形成所述收容槽，所述第二凸出部还连接于所述第二壳体背对所述电芯的表面。
在本申请一些实施方式中，所述绝缘材料包括聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚氯乙烯、聚酰亚胺、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料、聚碳酸酯、聚酰胺和陶瓷中的一种或多种。
在本申请一些实施方式中，所述导电件设置于所述第二壳体背对所述电芯的表面，或设置于所述底壁背对所述电芯的表面，或设置于所述侧壁背对所述电芯的表面。
在本申请一些实施方式中，所述导电件设置于所述第二壳体朝向所述电芯的表面，或设置于所述底壁朝向所述电芯的表面，或设置于所述侧壁朝向所述电芯的表面。
在本申请一些实施方式中，所述电池还包括转接件，所述转接件与所述导电件及所述第一极耳电连接。
在本申请一些实施方式中，所述导电件的厚度为0.01mm-2mm。
在本申请一些实施方式中，所述电芯还包括第一极片、第二极片和与所述第一极耳极性不同的第二极耳，所述第一极耳电连接于所述第一极片，所述第二极耳电连接于所述第二极片，所述第一极片和所述第二极片经叠片或卷绕形成所述电芯，所述第一壳体的材质为导电材料，所述第二极耳电连接于所述第一壳体。
在本申请一些实施方式中，所述导电材料为钢合金、铝合金、铁合金、铜合金、镍合金和不锈钢中的一种或多种。
在本申请一些实施方式中，所述导电件全覆盖所述通孔。
在本申请一些实施方式中，所述第一壳体和/或所述第二壳体还包括与所述安装部连接的导电部。
在本申请一些实施方式中，所述第一壳体和/或所述第二壳体的材质为绝缘材料。
本申请还提供了一种用电装置，包括上述所述的电池。
本申请中设置所述导电件，并将所述第一极耳与所述导电件进行电性连接，如此，外部电连接件连接所述导电件后可使得所述第一极耳的极性引出。本申请还设置所述第一壳体和/或所述第二壳体包括设置通孔的安装部，该安装部的材质为绝缘材料，导电件设置于所述壳体组件的内表面或外表面，在通孔的贯通方向上，至少部分导电件的投影位于所述通孔内。因此，所述导电件可用于取代现有技术中的极柱，同时不需要在导电件和其安装对象（第一壳体或第二壳体）之间设置绝缘件。相较于现有技术中设置极柱导致壳体组件需要另外增加四层厚度的情况，本申请所述壳体组件上只需增加导电件这一层厚度，即减小了所述壳体组件的厚度，在电池的整体体积相同的情况下，有利于提高所述电池的能量密度。此外，本申请中无极柱设计的电池，还可有效避免因极柱对电池内部挤压所导致的短路或漏液风险。
附图说明
图1为本申请一实施方式的电池的剖面示意图。
图2为图1所示壳体组件和导电件的剖面示意图。
图3为本申请一实施方式的壳体组件和导电件的剖面示意图。
图4为本申请另一实施方式的壳体组件和导电件的剖面示意图。
图5为本申请又一实施方式的壳体组件和导电件的剖面示意图。
图6为本申请又一实施方式的壳体组件和导电件的剖面示意图。
图7为本申请又一实施方式的壳体组件和导电件的剖面示意图。
图8为本申请又一实施方式的壳体组件和导电件的剖面示意图。
图9为本申请一实施方式的壳体组件、导电件、转接件和粘接件的剖面示意图。
图10为本申请另一实施方式的电池的剖面示意图。
图11为本申请一实施方式的用电装置的模块示意图。
主要元件符号说明:用电装置1，电池100，电芯10，第一极耳101，第二极耳102，第一极片11，第二极片12，壳体组件20，通孔201，第一壳体21，容置空间210，底壁211，侧壁212，第一表面2121，第一凸出部213，收容槽214，第二凸出部215，第二壳体22，导电件30，转接件31，外接件40，第一外接部401，第二外接部402，第三外接部403，粘接件50，中心轴Z。
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅为本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
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方式的目的，不是旨在于限制本申请。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
参图1，本申请提供一种电池100。所述电池100包括电芯10及壳体组件20。所述电芯10包括第一极耳101。所述壳体组件20包括第一壳体21及第二壳体22。所述第一壳体21和所述第二壳体22限定出容置所述电芯10的容置空间210。第一壳体21和/或第二壳体22包括设置有通孔201的安装部（未标号），安装部的材质为绝缘材料。所述电池100还包括电连接于所述第一极耳101的导电件30。所述导电件30设置于所述壳体组件20的内表面或外表面，在通孔201的贯通方向上，至少部分导电件30的投影位于所述通孔201内。在本实施方式中，所述导电件30完全覆盖所述通孔201，以将所述电芯10密封于所述壳体组件20内。其中，由于所述通孔201位于材质为绝缘材料的安装部上，那么在所述导电件30设置于所述壳体组件20的内表面或外表面，在通孔201的贯通方向上，至少部分导电件30的投影位于所述通孔201内时，可使得所述导电件30与所述第一壳体21或所述第二壳体22之间实现电性绝缘。
一实施方式中，第二壳体22的材料为绝缘材质，则设置有通孔201的安装部属于第二壳体22的局部区域。当然第二壳体22也可以由绝缘材质的安装部和导电材质的导电部复合而成，例如第二壳体22为盖体，盖体包括位于中心的安装部和围绕安装部的导电材质的导电部。当然通孔201也可设置在第一壳体21上，可以设置在第一壳体21的底壁211或侧壁212上，可以是第一壳体21的底壁211或侧壁212的材质为绝缘材质，也可以是有绝缘材质的安装部和导电材质的导电部复合而成。
一实施方式中，所述导电件30覆盖部分所述通孔201，如此还需利用其他密封件将所述电芯10密封于所述壳体组件20内。当然，导电件30也可全覆盖通孔201。
本申请中设置所述导电件30，并将所述第一极耳101与所述导电件30进行电性连接，如此，外部电连接件连接所述导电件30后可使得所述第一极耳101的极性引出。因此，所述导电件30可用于取代现有技术中的极柱。相较于现有技术中设置极柱导致壳体组件需要另外增加四层厚度的情况，本申请所述壳体组件20上只需增加导电件30这一层厚度，即减小了所述壳体组件20的厚度，在电池100的整体体积相同的情况下，有利于提高所述电池100的能量密度。其次，可以避免挤压测试时所述极柱刺穿所述电池100的极片，从而避免短路风险。在本实施例中，电芯10为叠片电芯，在其他实施例中，电芯也可为卷绕电芯，在此不再赘述。参图2，所述第一壳体21包括底壁211及侧壁212。所述侧壁212设置于所述底壁211的周缘，并与所述底壁211一起形成所述容置空间210。所述通孔201位于所述底壁211、侧壁212或所述第二壳体22（参图1至图10）。其中，所述侧壁212包括背对所述底壁211的第一表面2121。
一实施方式中，参图2，所述第一壳体21还包括第一凸出部213。所述第一凸出部213凸设于所述第一表面2121，并与所述第一表面2121一起形成收容槽214。所述第二壳体22设置于所述第一表面2121，且所述第二壳体22的边缘容置于所述收容槽214内。其中，所述第二壳体22通过熔嵌或粘接密封固定于所述第一壳体21，如此，可避免因采用激光焊接第一壳体21和第二壳体22所导致的电池100内部隔离膜（图未示）的收缩问题(在壳体组件20内部，隔离膜比较靠近壳体组件20密封区域，若是采用焊接两壳体的密封方法，过程中的高温会引起隔离膜收缩，造成正负极极片接触短路)，并可降低加工成本。
在另一实施方式中，参图3，所述第一壳体21还包括第二凸出部215。所述第二凸出部215由所述第一凸出部213远离所述第一表面2121的一端向所述电池100的中心轴Z方向水平延伸形成。所述第二凸出部215、所述第一凸出部213和所述第一表面2121一起形成所述收容槽214。所述第二凸出部215还可连接于所述第二壳体22背对所述电芯10的表面。其中，所述第二凸出部215的设置，以进一步加强所述第一壳体21和所述第二壳体22之间的连接，保证所述壳体组件20密封的可靠性。其中，所述第二凸出部215平行于所述底壁211。
所述第一壳体21的材质可以为绝缘材料或导电材料。其中，所述第一壳体21的厚度为0.05 mm-2 mm。可选地，所述第一壳体21的厚度为0.2 mm。
所述第二壳体22的材质可以为绝缘材料或导电材料。其中，所述第二壳体22的厚度为0.05 mm-2 mm。可选地，所述第二壳体22的厚度为0.15mm。
其中，所述绝缘材料不限于聚苯乙烯（PS）、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚酯（PET）、聚氯乙烯（PVC）、聚酰亚胺（PI）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料（ABS）、聚碳酸酯（PC）、聚酰胺（PA）和陶瓷中的一种或多种。所述导电材料不限于钢合金、铝合金、铁合金、铜合金、镍合金和不锈钢钢中的一种或多种。
所述导电件30可粘接或嵌于所述第二壳体22。
一实施方式中，参图2至图5，所述导电件30设置于所述第二壳体22背对所述电芯10的表面，或设置于所述底壁211背对所述电芯10的表面，或设置于所述侧壁212背对所述电芯10的表面。即，所述导电件30位于所述壳体组件20外，可直接作为外接用的端口。其中，所述电池100在正常工作时会在所述壳体组件20内部产生气体，导致内部压力增大。当内部压力超过预定值时，所述导电件30会被冲开并与所述壳体组件20分离，从而达到泄压的目的，进而起到防止所述电池100爆炸及保证所述电池100安全性的作用。此外，所述第一极耳101穿过所述通孔201电连接于所述导电件30，外部电连接件连接所述导电件30后，使得所述第一极耳101的极性可引出所述壳体组件20。
在另一实施方式中，参图6至图8，所述导电件30设置于所述第二壳体22朝向所述电芯10的表面，或设置于所述底壁211朝向所述电芯10的表面，或设置于所述侧壁212朝向所述电芯10的表面。即，所述导电件30位于所述壳体组件20内。因此，能够使得所述壳体组件20的整体外形平整，使得所述电池100外形更规则，并因所述导电件30与所述壳体组件20的顶面设有高度差，从而可避免外短路发生。此外，外部电连接件可以经所述通孔201连接所述导电件30，使得所述第一极耳101的极性可引出所述壳体组件20。
参图1，进一步地，所述电池100还包括转接件31。所述转接件31与所述导电件30、多个所述第一极耳101电连接。如此，借助所述转接件31将多个所述第一极耳101电连接到导电件30，通过所述导电件30引出所述壳体组件20。在本实施方式中，所述转接件31位于所述壳体组件20内。在其他实施例中，电芯也可为卷芯，卷芯上仅设置一个第一极耳，则不需要转接件31，使第一极耳101直接电连接导电件。
参图9，所述电池100还包括外接件40。所述外接件40设置于所述导电件30背对所述电芯10的表面。所述外接件40焊接于所述导电件30，以实现与所述导电件30的电性连接。如此，通过设置所述外接件40，使得所述第一极耳101的极性可引出所述壳体组件20。
具体地，参图9，所述外接件40包括第一外接部401、第二外接部402及连接于所述第一外接部401和所述第二外接部402之间的第三外接部403 。所述第一外接部401和所述第二外接部402设置于所述第二壳体22背对所述电芯10的表面。所述第三外接部403设置于所述导电件30背对所述电芯10的表面。所述第三外接部403焊接于所述导电件30。
一实施方式中，所述外接件40可通过熔嵌固定于所述第二壳体22。
进一步地，参图9，所述电池100还包括粘接件50。所述粘接件50设置于所述第一外接部401和所述第二壳体22之间，或/和所述第二外接部402和所述第二壳体22之间。
在本实施方式中，所述导电件30的材质可以为金属。如，所述导电件30的材质可以为钢合金、铝合金、铁合金、铜合金、镍合金等。可选地，所述导电件30的材质为不锈钢。其中，所述导电件30的厚度为0.01mm-2mm。可选地，所述导电件30的厚度为0.15。
所述导电件30的形状可以为圆形、方形、椭圆形、三角形、多边形等形状。所述通孔201的形状可以为圆形、方形、椭圆形、三角形、多边形等形状。所述导电件30的形状可以与所述通孔201的形状相同，也可以不相同。
参图1和图10，所述电芯10还包括与所述第一极耳101极性不同的第二极耳102。当所述第一壳体21的材质为导电材料时，所述第二极耳102电连接于所述第一壳体21，所述第一壳体21可呈现与所述第二极耳102相同的电极性。由于所述第一极耳101电连接于所述导电件30，所述导电件30可呈现与所述第一极耳101相同的电极性。由于所述导电件30与所述第二壳体22之间电性绝缘，因此，可使得所述导电件30和所述第一壳体21呈现相反的电极性。
在本实施方式中，所述第一极耳101为正极极耳，所述第二极耳102为负极极耳。其中，所述第二极耳102可通过焊接工艺电连接于所述第一壳体21，且所述第一极耳101也可通过焊接工艺电连接于所述导电件30。
参图1和图10，所述电芯10还包括第一极片11和第二极片12。所述第一极耳101电连接于所述第一极片11。所述第二极耳102电连接于所述第二极片12。所述第一极片11和所述第二极片12经叠片或卷绕形成所述电芯10。具体地，所述第一极片11包括第一集流体和形成于所述第一集流体上的第一活性材料层。所述第二极片12包括第二集流体和形成于所述第二集流体上的第二活性材料层。所述第一极耳101和所述第二极耳102可通过焊接工艺分别电连接于所述第一集流体和所述第二集流体。所述第一极片11和所述第二极片12经叠片或卷绕形成所述电芯10。更具体地，所述第一极片11和所述第二极片12之间还可设有隔离膜(图未示)。
参图11，一种用电装置1包括所述电池100。其中，所述用电装置1可以是消费性电子产品，如智能手机。可以理解，在其它实施方式中，所述用电装置1还可以为电动工具、储能装置、动力装置等。例如，所述用电装置1还可以是电动汽车。
下面通过实施例对本申请的电池100进行具体说明。
实施例1
参图1，所述电池100包括电芯10、用于容置所述电芯10的壳体组件20及导电件30。
参图1，所述电芯10包括第一极片11、第二极片12、第一极耳101和第二极耳102。所述第一极片11和所述第二极片12经叠片形成所述电芯10。所述第一极耳101电连接所述第一极片11，所述第二极耳102电连接所述第二极片12。在其他实施方式中，参图10，所述电芯10可通过所述第一极片11和所述第二极片12经卷绕形成。
参图1，所述壳体组件20包括第一壳体21及第二壳体22。其中，所述第二壳体22的材质为绝缘材料。
参图2，所述第一壳体21包括底壁211、侧壁212及第一凸出部213。所述侧壁212设置于所述底壁211的周缘，并与所述底壁211一起形成所述容置空间210。其中，所述电芯10容置于所述容置空间210。所述第二极耳102还电连接所述第一壳体21。
参图2，所述第一凸出部213凸设于所述第一表面2121，并与所述第一表面2121一起形成收容槽214。所述第二壳体22设置于所述第一表面2121，且所述第二壳体22的边缘容置于所述收容槽214内。
参图1和图2，所述第二壳体22设有通孔201。所述导电件30设置于所述第二壳体22朝向所述电芯10的表面，并完全覆盖所述通孔201，以将所述电芯10密封于所述壳体组件20内。其中，所述导电件30电连接所述第一极耳101。
在实施例1中，所述电池100为扣式电池。
实施例2
实施例2与实施例1的区别在于，第一壳体21的结构。
相较于实施例1，参图3，实施例2中的第一壳体21还包括第二凸出部215。所述第二凸出部215由所述第一凸出部213远离所述第一表面2121的一端向所述电池100的中心轴Z方向水平延伸形成。所述第二凸出部215、所述第一凸出部213和所述第一表面2121一起形成所述收容槽214。其中，所述第二凸出部215还可连接于所述第二壳体22背对所述电芯10的表面。其中，所述第二凸出部215平行于所述底壁211。
实施例3
实施例3与实施例1的区别在于，通孔201及导电件30所设置的位置。
在实施例3中，参图4，所述通孔201位于所述底壁211。其中，所述第一壳体21的材质为绝缘材料。所述导电件30设置于所述底壁211朝向所述电芯10的表面，并完全覆盖所述通孔201。
实施例4
实施例4与实施例3的区别在于，通孔201及导电件30所设置的位置。
在实施例4中，参图5，所述通孔201位于所述侧壁212。所述导电件30设置于所述侧壁212朝向所述电芯10的表面，并完全覆盖所述通孔201。
实施例5
实施例5与实施例1的区别在于，导电件30所设置的位置。
在实施例5中，参图6，所述导电件30设置于所述第二壳体22背对所述电芯10的表面，并完全覆盖所述通孔201。
实施例6
实施例6与实施例3的区别在于，导电件30所设置的位置。
在实施例6中，参图7，所述导电件30设置于所述底壁211背对所述电芯10的表面，并完全覆盖所述通孔201。
实施例7
实施例7与实施例4的区别在于，导电件30所设置的位置。
在实施例7中，参图8，所述导电件30设置于所述侧壁212背对所述电芯10的表面，并完全覆盖所述通孔201。
实施例8
实施例8与实施例1的区别在于，实施例8中的电池100还包括外接件40和粘接件50。
在实施例8中，参图9，所述外接件40包括第一外接部401、第二外接部402及连接于所述第一外接部401和所述第二外接部402之间的第三外接部403 。所述第一外接部401和所述第二外接部402设置于所述第二壳体22背对所述电芯10的表面。所述第三外接部403设置于所述导电件30背对所述电芯10的表面。其中，所述第三外接部403焊接于所述导电件30。所述粘接件50设置于所述第一外接部401和所述第二壳体22之间，以及所述第二外接部402和所述第二壳体22之间。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池，包括电芯及用于容置所述电芯的壳体组件，所述电芯包括第一极耳，所述壳体组件包括第一壳体及第二壳体，所述第一壳体和所述第二壳体限定出用于容置所述电芯的容置空间，其特征在于，
所述第一壳体的厚度为0.2mm-2mm,所述第二壳体的厚度为0.15mm-2mm；
所述第一壳体包括底壁及侧壁；所述侧壁设置于所述底壁的周缘，所述第二壳体设置于所述侧壁，所述侧壁与所述底壁、所述第二壳体一起形成所述容置空间；
所述第一壳体的侧壁包括导电部以及与所述导电部复合的安装部，所述导电部围绕所述安装部设置，以使所述安装部与所述导电部位于同一平面内，所述导电部的材质为导电材料，所述导电材料包括钢合金、铝合金、铁合金、铜合金、镍合金中的一种或多种；所述安装部设置有通孔，所述安装部的材质为绝缘材料；
所述电池还包括电连接于所述第一极耳的导电件，所述导电件设置于所述安装部的内表面或外表面，在所述通孔的贯通方向上，至少部分所述导电件的投影位于所述通孔内。
2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述侧壁包括背对所述底壁的第一表面，所述第一壳体还包括第一凸出部；所述第一凸出部凸设于所述第一表面，并与所述第一表面一起形成收容槽；所述第二壳体设置于所述第一表面，且所述第二壳体的边缘容置于所述收容槽内。
3.如权利要求2所述的电池，其特征在于，所述第一壳体还包括第二凸出部，所述第二凸出部由所述第一凸出部远离所述第一表面的一端向所述电池的中心轴方向水平延伸形成，所述第二凸出部、所述第一凸出部和所述第一表面一起形成所述收容槽，所述第二凸出部还连接于所述第二壳体背对所述电芯的表面。
4.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述导电件设置于所述侧壁背对所述电芯的表面。
5.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述导电件设置于所述侧壁朝向所述电芯的表面。
6.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括转接件，所述转接件与所述导电件及所述第一极耳电连接。
7.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述导电件的厚度为0.01mm-2mm。
8.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电芯还包括第一极片、第二极片和与所述第一极耳极性不同的第二极耳，所述第一极耳电连接于所述第一极片，所述第二极耳电连接于所述第二极片，所述第一极片和所述第二极片经叠片或卷绕形成所述电芯，所述第一壳体的材质为导电材料，所述第二极耳电连接于所述第一壳体。
9.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述导电件全覆盖所述通孔。
10.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如权利要求1-9中任一项所述的电池。
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