CN112448084A - 电池 - Google Patents

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Abstract

一种电池，包括电芯、保护电路板及相变层，所述保护电路板连接所述电芯，所述相变层设置于所述电池的任意区域，其中，所述相变层包括基材及相变材料，所述相变材料分散于所述基材中，能同时实现对电池散热及对电池防护，提高电池的安全可靠性。

Description

电池
技术领域
本申请涉及一种电池。
背景技术
目前，由于锂离子电池具有能量密度高、循环使用次数多、存储时间长等优点，在移动电话、数码摄像机和手提电脑等便携式电子设备上得到了广泛使用。随着消费类电子产品的成熟应用，客户对整机应用风险越来越关注。例如，对电子产品抗跌落的要求越来越高。而电池作为电子产品的重要组成部分，同样对抗跌落具有要求。
发明内容
鉴于上述情况，有必要提供一种安全可靠的电池。
一种电池，包括：
电芯；
保护电路板，连接所述电芯；
所述电池还包括相变层；
其中，所述相变层包括基材及相变材料，所述相变材料设置于所述基材中。
进一步的，所述基材上设有孔洞，所述相变材料设置于所述孔洞中。
进一步的，相邻的孔洞之间相互连通。
进一步的，所述相变层的厚度为0.1毫米至0.5毫米，所述相变层的拉断力大于20N。
进一步的，所述相变层的断裂延伸率为100％至1000％。
进一步的，所述相变层的拉伸强度为15N/cm至100N/cm。
进一步的，所述相变层的电阻率大于109欧姆/厘米。
进一步的，所述相变层相变前后的尺寸变化小于3％。
进一步的，所述相变材料由固态变成液态的相变温度为35℃至75℃。
进一步的，所述相变材料为石蜡。
进一步的，所述相变层通过所述第一层的原材料先成型再贴附的方式形成于所述电芯的表面及/或所述保护电路板的表面，或者通过先涂覆所述原材料再固化的方式或者通过所述原材料与所述保护电路板注塑一体成型的方式直接形成于所述电芯的表面及/或所述保护电路板的表面。
进一步的，所述电芯包括电芯主体及连接所述电芯主体的极耳，所述相变层设置于所述电芯主体的表面及/或所述极耳的表面。
进一步的，所述相变层包覆所述电芯主体的边角，或设置于所述电芯主体连接所述极耳的一侧。
进一步的，所述电池还包括绝缘保护层，所述绝缘保护层设置于所述相变层背离所述电芯及/或背离所述保护电路板的一侧。
本申请的电池，所述相变层设置于所述电池的任意区域，能同时实现对电池散热及对电池防护，即在具有散热效果的同时还能抵抗外力的冲击。并且，由于所述相变材料分散与所述基材中，当所述电池自身产热或者受到外力冲击发热时，所述相变材料的相变会使所述相变层整体变软，所述相变层的弹性增加、缓冲能力提高，进而使所述相变层的防护能力得到进一步地提升。
附图说明
图1为本申请第一实施例的电池的局部结构示意图。
图2为本申请一实施例的相变层的结构示意图。
图3为本申请第二实施例的电池的局部结构示意图。
图4为本申请第三实施例的电池的局部结构示意图。
图5为本申请第四实施例的电池的局部结构示意图。
图6为本申请第五实施例的电池的结构示意图。
图7为本申请第六实施例的电池的局部结构示意图。
图8为本申请第七实施例的电池的结构示意图。
图9为本申请一实施例的相变层的拉伸测试示意图。
主要元件符号说明
电池 100
电芯 10
保护电路板 20
相变层 30
基材 31
相变材料 33
电子元件 21
电芯主体 11
极耳 13
弯折空间 130
封装膜 40
绝缘保护层 50
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是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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例，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。
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，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参阅图1至图8，电池100包括电芯10、保护电路板20以及相变层30。所述保护电路板20连接所述电芯10，所述相变层30设置于所述电池100的任意区域。其中，所述相变层30包括基材31及相变材料33，所述相变材料33分散于所述基材31中(如图2所示)。所述相变层30设置于所述电池100上，有利于所述电池100的散热，同时，所述相变层30还能起到防护作用，尤其是当所述相变层30中的相变材料33受热相变时，所述相变层30的弹性增加，从而进一步提高了所述相变层30的缓冲效果，即提高了抗冲击性。
本实施方式中，所述相变层30相变前后的尺寸变化小于3％。
在一些实施方式中，所述基材31上设有孔洞(图未示)，所述相变材料33设置于所述孔洞中。其中，相邻的孔洞之间可相互连通。
优选的，所述基材31为弹性材料。
在本实施方式中，所述相变层30的厚度为0.1毫米至0.5毫米，所述相变层30的拉断力大于20N，所述相变层30的断裂延伸率可为100％至1000％。优选的，所述相变层30的厚度为0.1毫米至0.3毫米。
所述相变层30的拉伸强度可为15N/cm至100N/cm。并且，所述相变层30为电绝缘层，其电阻率大于109欧姆/米。优选的，所述相变层30的电阻率大于1012欧姆/米。
其中，图9为一厚度为0.2毫米，长度为100毫米的相变层30的样品以200毫米/分钟的拉伸速度进行拉伸的拉伸测试示意图。
所述相变材料33常温下呈固态，其由固态变成液态的相变温度为35℃至75℃。本实施方式中，所述相变材料33可为石蜡。优选的，所述石蜡为碳原子数18至26的烃类混合物及/或其烃类衍生物。在其他实施方式中，优选的，所述烃类衍生物可为端键接氨基、羧基、羟基中一种或多种的碳原子数18至26的烃类化合物及其混合物。
所述相变层30可先通过成型再贴附的方式形成于所述电池100需散热或/及需防护的区域，还可通过先涂覆(如喷涂、印刷等)再固化的方式直接形成于所述电池100需散热或/及需防护的区域，或者通过注塑一体成型的方式直接形成于所述电池100需散热或/及需防护的区域。
在一些实施方式中，所述相变层30还可通过胶粘层(图未示)与所述电池100结合。
在第一实施例中，请参阅图1，所述保护电路板20上设有电子元件21，所述相变层30形成于所述保护电路板20的表面并覆盖所述电子元件21。
在一些实施例中，所述电芯10还包括电芯主体11电芯主体11及连接所述电芯主体11的极耳13，所述极耳13与所述保护电路板20连接。所述相变层30还可设置于所述电芯主体11的表面及/或所述极耳13的表面，例如所述电芯主体11及/或所述极耳13的薄弱区域或易短路区域等。具体请参第二实施例至第五实施例。
在第二及第三实施例中，请参阅图3及图4，所述极耳13弯折使得所述保护电路板20靠近所述电芯主体11，并且形成一弯折空间130。所述相变层30设置于所述弯折空间130中，从而避免所述保护电路板20与所述极耳13之间短路。
具体的，所述相变层30可贴合于所述保护电路板20的一侧(如图3)，也可贴合于所述极耳13朝向所述保护电路板20的一侧(如图4)。
所述相变层30还可设置于所述保护电路板20与所述电芯主体11之间，即所述电芯主体11连接所述极耳13的一侧，从而避免所述保护电路板20与所述电芯主体11之间短路。
在第四实施例中，请参阅图5，所述相变层30还可设置于所述极耳13的外侧，尤其是所述极耳13的弯折区的外侧，在散热的同时能够抵抗外力冲击，降低所述极耳13在外力冲击下受损的风险。
优选的，所述相变层30包覆整个极耳13的外表面。
在第五实施例中，请参阅图6，所述相变层30包覆所述电芯主体11的边角。
优选的，所述相变层30包覆整个电芯主体11的外表面。
在第六实施例中，请参阅图7，所述电池100还可包括绝缘保护层50，所述绝缘保护层50设置于所述相变层30背离所述电芯10及或背离所述保护电路板20的一侧。
在本实施例中，所述绝缘保护层50设置于所述相变层30背离所述电芯10及背离所述保护电路板20的一侧。
所述绝缘保护层50可包括聚酯薄膜、聚酰亚胺薄膜、聚丙烯薄膜或聚乙烯薄膜。在其他实施方式中，所述绝缘保护层50还可为其他的电绝缘材料。
优选的，所述绝缘保护层50的厚度可为0.03毫米至0.15毫米。
在第七实施例中，请参阅图8，所述电池100还可包括封装膜40，所述电芯10封装于所述封装膜40内，所述极耳13一端连接所述电芯10，另一端位于所述封装膜40外并连接所述保护电路板20。所述相变层30还可设置于所述封装膜40的外表面的任意区域，在实现散热的同时还能降低所述封装膜40受损(如刺穿)导致的漏液等不良问题。
在本实施例中，所述相变层30涂覆于所述封装膜40的边角。
优选的，所述相变层30涂覆于整个封装膜40的外表面。
本申请的电池100，所述相变层30设置于所述电池的任意区域，能同时实现对电池散热及对电池防护，即在具有散热效果的同时还能抵抗外力的冲击。并且，由于所述相变材料33分散与所述基材31中，当所述电池自身产热或者受到外力冲击发热时，所述相变材料33的相变会使所述相变层30整体变软，所述相变层30的弹性增加、缓冲能力提高，进而使所述相变层30的防护能力得到进一步地提升。
另外，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本申请的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本申请权利要求的保护范围。

Claims (14)

1.一种电池，包括：
电芯；
保护电路板，连接所述电芯；
其特征在于，
还包括相变层；
其中，所述相变层包括基材及相变材料，所述相变材料设置于所述基材中。
2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述基材上设有孔洞，所述相变材料设置于所述孔洞中。
3.如权利要求2所述的电池，其特征在于，相邻的孔洞之间相互连通。
4.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述相变层的厚度为0.1毫米至0.5毫米，所述相变层的拉断力大于20N。
5.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述相变层的断裂延伸率为100％至1000％。
6.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述相变层的拉伸强度为15N/cm至100N/cm。
7.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述相变层的电阻率大于109欧姆/厘米。
8.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述相变层相变前后的尺寸变化小于3％。
9.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述相变材料由固态变成液态的相变温度为35℃至75℃。
10.如权利要求9所述的电池，其特征在于，所述相变材料为石蜡。
11.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述相变层通过所述第一层的原材料先成型再贴附的方式形成于所述电芯的表面及/或所述保护电路板的表面，或者通过先涂覆所述原材料再固化的方式或者通过所述原材料与所述保护电路板注塑一体成型的方式直接形成于所述电芯的表面及/或所述保护电路板的表面。
12.如权利要求11所述的电池，其特征在于，所述电芯包括电芯主体及连接所述电芯主体的极耳，所述相变层设置于所述电芯主体的表面及/或所述极耳的表面。
13.如权利要求12所述的电池，其特征在于，所述相变层包覆所述电芯主体的边角，或设置于所述电芯主体连接所述极耳的一侧。
14.如权利要求11所述的电池，其特征在于，所述电池还包括绝缘保护层，所述绝缘保护层设置于所述相变层背离所述电芯及/或背离所述保护电路板的一侧。
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