CN112886103A - 电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池及用电设备。电池包括电芯本体、电路板和第一保护层，电芯本体包括壳体和内置于壳体中的电极组件，电芯本体设有极耳，极耳与电极组件连接并从壳体伸出，电路板与极耳电连接，第一保护层由保护材料通过点胶工艺形成于壳体和电路板之间，第一保护层用于将电路板固定于壳体上。本申请能够简化电池封装工艺，提高安全可靠性及散热性，并有利于提高电池容量以及有利于将电路板固定于壳体上。

Description

电池及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电池及用电设备。

背景技术

为了确保电池的安全性，在电池封装工序中业界一般将胶纸贴附于壳体的预定区域，例如，在电池的深坑贴附胶纸，以避免电路板上的毛刺接触并刺破壳体，从而防止电解液泄露。但是，胶纸的贴附工艺复杂，且不利于散热，温湿度等环境因素变化时胶纸容易起翘，防水防潮性差，导致安全可靠性差，尤其地，胶纸的厚度大，对于固定尺寸的电池，会使得电芯的体积减小，不利于提高电池容量。另外，胶纸对实现电路板与壳体之间的相对固定无法起到实质性作用。

发明内容

鉴于此，本申请提供一种电池及用电设备，以解决当前电池封装工艺无法兼顾工艺简单、安全可靠性及散热性好、有利于提高电池容量、有利于将电路板固定于壳体上的问题。

本申请提供的一种电池，包括电芯本体、电路板和第一保护层。电芯本体包括壳体和内置于壳体中的电极组件，电芯本体设有极耳，极耳与电极组件连接并从壳体伸出。电路板与极耳电连接。第一保护层由保护材料通过点胶工艺形成于壳体和电路板之间，第一保护层用于将电路板固定于壳体上。

可选地，壳体包括主体部和顶封部，极耳从顶封部伸出，第一保护层设于顶封部的正面，所述正面为顶封部朝向电路板的表面。进一步可选地，第一保护层还设于主体部朝向顶封部的侧面上。

可选地，附着于主体部的侧面上的第一保护层呈预定图形，进一步可选地，预定图形包括井、S、W、U、Z中的至少一种形状。

可选地，第一保护层还附着于顶封部伸出极耳的端面上。

可选地，第一保护层还附着于极耳朝向壳体的表面，及/或所述极耳的其他表面或端面。

可选地，电池还包括第二保护层，第二保护层由保护材料通过点胶工艺形成于电路板的外表面，并暴露电路板的外接端子。进一步可选地，所述第二保护层与第一保护层连接。

可选地，电芯本体还包括相对的两个大面以及连接两个大面的两个侧面，电池还包括第三保护层，第三保护层由保护材料通过点胶工艺形成于电芯本体的侧面和/或尾部，尾部与电芯本体设于极耳的一端相对。

可选地，第三保护层还附着于两个大面上，及/或连接两个大面和两个侧面的轮廓线；进一步可选地，所述第一保护层还延伸至所述大面上。

可选地，保护材料的颜色包括单色或者多色，进一步可选地，包括黑色、白色、黄色、蓝色、绿色和银色中的至少一种。

本申请第二方面提供的一种用电设备，包括负载以及上述任一项所述的电池，电池为负载供电。

在本申请的电池及用电设备中，第一保护层形成于壳体和电路板之间，可避免电路板上的毛刺接触并刺破壳体，实现对电芯本体的保护，该第一保护层由保护材料通过工艺较为简单的点胶工艺形成，有利于简化电池封装工艺，且采用导热性好的保护材料可使得第一保护层的散热性好，点胶工艺形成的第一保护层与壳体的附着性好，安全可靠性高，另外，保护材料成膜(例如第一保护层)的厚度较小，利于提高电池容量，进一步地，第一保护层有利于将电路板固定于壳体上。

附图说明

图1、图2和图3是本申请一实施例的电池不同视角的结构示意图；

图4是图1所示的电池沿A-A方向的截面示意图；

图5是图1所示的电池的结构爆炸示意图；

图6是图1所示的电池的顶封部的局部结构示意图；

图7是图1所示的电池的一侧边局部示意图；

图8和图9是本申请一实施例的第三保护层的结构示意图。

具体实施方式

在具体场景中，本申请的电池包括但不限于所有种类的原电池、二次电池、燃料电池、太阳能电池和电容器(例如超级电容器)电池。电池可优选为锂二次电池，包括但不限于锂金属二次电池、锂离子二次电池、锂聚合物二次电池和锂离子聚合物二次电池。电池的封装方式，本申请也不予以限制，例如软包电池采用例如铝塑膜等软包壳体封装。软包电池由于安全性好，重量轻，电池容量大，循环性能好，内阻小，设计灵活等优点得到广泛使用。本申请实施例中电池，优选地可以为软包电池。本申请中虽然以软包电池为例对本申请技术方案进行说明，但本申请技术方案的应用并不限于软包电池。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图，对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述实施例仅是一部分实施例，而非全部。基于本申请中的实施例，在不冲突的情况下，下述各个实施例及其技术特征可以相互组合。

请一并参阅图1至图4所示，本实施例的电池10包括电芯本体11、电路板12和第一保护层13。

电芯本体11包括壳体111、电极组件(图未示)和极耳113。电极组件设置于壳体111内，电极组件可以是由若干极片卷绕或者堆叠形成的，极耳113的一端分别伸入壳体111内并与对应极性的极片电连接，极耳113的另一端分别从壳体111的一侧伸出。

按照电池10具有正负极性的设计，极片包括正极片和负极片，适应地，极耳113包括负极耳和正极耳。在一些实现中，极耳与对应极性的极片的集流体电连接，并通过绝缘片、胶(Sealant)、胶纸或保护材料至少覆盖焊接区域，以避免焊接区域的毛刺刺破壳体111，以及使得极耳113与壳体111之间绝缘。

电路板12与极耳113电连接。电路板12的功用，可根据实际所需而定。例如，电路板12为PCM板(Protection Circuit Module,电池保护板)，可以用于保护电池10不过放、不过充、不过流，还有输出短路保护等。电芯本体11可以通过电路板12与BMS(Batterymanagement system,电池管理系统)或用电设备电连接。

在一些实现中，如图1至图5所示，电路板12可以包括第一电路板121和第二电路板122，该第一电路板121可以为PCB(Printed Circuit Board,印刷电路板)，第二电路板122可以为FPC(Flexible Printed Circuit,柔性电路板)，第二电路板122的一端与第一电路板121连接，另一端设置有外接端子并用于与BMS或用电设备等电连接。

第一保护层13形成于壳体111和电路板12之间，可避免电路板12上的毛刺接触并刺破壳体111，实现对电芯本体11的保护。

第一保护层13是由保护材料通过点胶工艺形成于壳体111和电路板12之间，相比较于胶纸贴附工艺，可以无需考虑所设置区域的结构复杂度，例如壳体111在所设置区域的表面平整度，对操作精度要求也低，从而能够有利于简化电池封装工艺。

通过点胶工艺形成包括第一保护层13在内的膜，包括但不限于如下优点：一、高速性：在一些实现中，最大工作频率可达800Hz，瞬时最高频率可达1500Hz，并可非接触式点胶成膜。二、高效性：在一些实现中，可以匹配市场中任意点胶平台，可以在不平整工件表面进行施胶，即无需考虑所设置区域的结构复杂度。三、高精度：在一些实现中，驱动采用压电方式，施胶精度可达99％，可实现最小0.2mm的线宽，最小0.15mm直径的非接触式点胶。四、高便捷性：可以实现进点胶平台组件的快速拆卸，所需密封耗材较少，便于维护保养。

采用点胶工艺形成的第一保护层13与壳体111之间的附着性好，不容易因温湿度等环境因素变化而翘起，防水防潮性良好，安全可靠性高，并且第一保护层13还能提高其所设置区域的壳体111的结构强度。另外，点胶工艺能够使得保护材料成膜的厚度较小，例如形成厚度较薄的第一保护层13，避免占据电芯本体11的尺寸空间，有利于提高电池容量。

对于采用导热性好的保护材料，第一保护层13的散热性好，有利于电池10的散热，降低过热导致的安全事故风险。

如图5所示，第一保护层13还用于将电路板12(例如第一电路板121)固定于壳体111上，实现对电路板12的定位，在电池10处于运输、摔落等晃动环境中降低因电路板12位移而接触并刺破壳体111的风险。

壳体111围设形成电芯本体11的形状，以及限定电芯本体11的外观。电芯本体11的内部元件(例如电极组件及电解液)置于壳体111中，利用壳体111对电芯本体11内的元器件进行保护，确保电芯本体11的防护效果及安全性。在一实现中，请一并参阅图1至图6，壳体111包括顶封部111a和主体部111b。顶封部111a可视为电极组件经过顶封工序后形成的封装部，极耳113从顶封部111a伸出。

在电芯本体11的厚度方向上，顶封部111a的高度低于主体部111b的高度，两者形成台阶，为了节省空间，电路板12可以固定并设于顶封部111a朝向主体部111b的表面上。适应地，第一保护层13附着于主体部111b朝向顶封部111a的侧面上，在具体场景中，第一保护层13可以全部或部分覆盖主体部111b朝向顶封部111a的侧面上，并呈现预定图形，在一些实现中，预定图形包括但不限于井、S、W、U、Z中的至少一种形状。

可选地，第一保护层13还附着于顶封部111a上，例如全部或部分覆盖顶封部111a背离电路板12的表面(即顶封部111a的背面)上，以及朝向电路板12的表面(即顶封部111a的正面)上，第一保护层13不仅设于电路板12和壳体111之间，还可以延伸至顶封部111a与电路板12相对应的反面，以增大第一保护层13的覆盖面积，进一步降低电路板12接触并刺破壳体111的风险。

电芯本体11的壳体111一般包括铝塑膜，从外至内，铝塑膜一般包括外层尼龙层、粘合剂、中间层铝箔、粘合剂和内层热封层。在电芯本体11封装之后，在顶封部111a伸出极耳113的端面上，铝塑膜经过裁切后会露出中间层铝箔，为避免短接危险，第一保护层13还可以附着于顶封部111a伸出极耳113的端面上。

可选地，如图6所示，第一保护层13还可以附着于极耳113朝向壳体111的表面上，或者覆盖于极耳113的相对两个表面上，及/或极耳113的其他端面，提高极耳113与除电路板12之外的其他元件之间的绝缘性能，避免极耳113与其他元件短接的风险，还可以提高极耳113的防水抗氧化性能。

请一并参阅图1至图4，电池10还包括第二保护层14，在一实现中，第二保护层14由保护材料通过点胶工艺形成于电路板12(例如第一电路板121和第二电路板122)的外表面，并暴露电路板12的外接端子。可选地，第二保护层14与第一保护层13连接，从而进一步提高对电路板12以及电池10在顶封部111a的保护能力。

第二保护层14可以通过一次成型(例如低压注塑成型)的方式形成，并设于电芯本体11设于极耳113的一端，即设于电芯本体11的头部。电路板12设于第二保护层14内，电路板12的外接端子121延伸出第二保护层14，由此可见，第二保护层14包覆壳体111的顶封部111a，不仅可以保护电路板12，还可以对易于被冲开的顶封部111a进行加固，防止其被冲开。

请继续一并参阅图1至图5，电芯本体11还包括相对的两个大面114以及连接两个大面114的两个侧面115，以及连接两个大面114的两个侧面115的轮廓线。电池10还可以包括第三保护层16，第三保护层16由保护材料通过点胶工艺形成于电芯本体11的侧面115和尾部116，尾部116与电芯本体11的头部相对。

第三保护层16可以全部或部分覆盖电芯本体11的侧面115和尾部116，例如，如图3所示，在电芯本体11的尾部116，第三保护层16可以仅设置于尾部116与两个侧面115的结合处。

在其他实现中，第三保护层16可以仅设于电芯本体11的一个侧面115、或两个侧面115、或一个侧面115和尾部116、或尾部116。

应理解，电芯本体11的侧面115可以为任何符合封装工艺的形状，以图7所示为例，电芯本体11的侧端设有R角，侧面115包括竖直面115a、与竖直面115a垂直的折面115b、连接折面115b和大面114的弧形面115c，第三保护层16可以包括依次相连的三个部分，分别为第一部分161、第二部分162和第三部分163，这三个部分分别覆盖折面115b、弧形面115c和大面114的一部分。当然，第三保护层16也可以仅覆盖竖直面115a、折面115b和弧形面115c中的一者或部分。

第三保护层16可以未延伸附着于大面114上，从而既能够实现所设置区域的绝缘、增强结构强度及提高防水性能等，还能够避免增加电芯本体11的厚度。

当然，第三保护层16也可以延伸附着于大面114上，第三保护层16的覆盖面积大，保护区域大，且与电芯本体11的附着性好。

同理，在一些实现中，前述第一保护层13、第二保护层14以及第三保护层16中的至少一者，也可以延伸至各自相邻接的大面114上，或者全部覆盖大面114。这些保护层不仅可以实现所设置区域的绝缘性能，而且可以提高所设置区域的结构强度及防水性能。

在一些实现中，第三保护层16还可以覆盖侧面115与顶封部111a的结合处115d。

在本申请实施例中，电池还可以包括标识，用于展示电池10的产品型号、性能参数、使用注意事项等。所述标识也可以由保护材料通过点胶工艺形成于一个或两个大面114上。

在本申请实施例中，形成标识及前述各个保护层的保护材料，其颜色可以为单色或者多色，可选地，保护材料的颜色包括但不限于：黑色、白色、黄色、蓝色、绿色和银色中的至少一种。于此，标识以及前述各个保护层的颜色可以相同，也可以不同，从而能够为电池10的外观提供更多的选择，利于提升外观美感。

应理解，前述标识以及各个保护层可以根据实际场景，例如制造设备所能点胶至电池10上的角度，来确定工序的先后顺序及数量。每一保护层可以一次成型或者分步成型，或者，可以一次成型多个保护层的全部或部分。即，第一保护层13、第二保护层14、第三保护层16及所述标识，可以由保护材料通过点胶工艺一步或分步形成。

在一些实现中，本申请实施例可以先对电芯本体11来料进行检测，对检测合格的电芯本体11来料进行极耳裁切整形，然后焊接电路板12，并弯折极耳113以将电路板12设于电芯本体11的顶封部111a上，接着在电芯本体11上形成前述标识以及各个保护层中的至少一者，最后经过外观检测、功能测试以及成品外观与包装，得到电池10。

本申请又一实施例提供一种用电设备，包括负载以及上述任一实施例的电池10，负载为电池10供电。

用电设备可以以各种具体形式来实施，例如，无人机、电动车、电动清洁工具、储能产品、电动汽车、电动自行车、电动导航工具等电子产品。在实用场景中，用电设备具体包括但不限于为：笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携CD机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、存储卡、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、玩具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池和锂离子电容器等。

本领域技术人员可理解的是，除特别用于移动目的的元件之外，根据本申请实施例的构造也能够应用于固定类型的用电设备。

由于用电设备具有前述任一实施例的电池10，因此，该用电设备能够产生对应实施例的电池10具有的有益效果。

以上所述仅为本申请的部分实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本说明书及附图内容所作的等效结构变换，均同理包括在本申请的专利保护范围内。

应理解，在本申请实施例的描述中，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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相应实施例的技术方案和简化描述，而非指示或暗示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限制。

在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素，此外，不同实施例中具有同样命名的部件、特征、要素可能具有相同含义，也可能具有不同含义，其具体含义需以其在该具体实施例中的解释或者进一步结合该具体实施例中上下文进行确定。

另外，尽管本文采用术语“第一、第二、第三”等描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式。术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。仅当元件、功能、步骤或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

Claims (10)

1.一种电池，其中，包括：

电芯本体，包括壳体和内置于所述壳体中的电极组件，所述电芯本体设有极耳，所述极耳与所述电极组件连接并从所述壳体伸出；

电路板，所述电路板与所述极耳电连接；

第一保护层，所述第一保护层由保护材料通过点胶工艺形成于所述壳体和所述电路板之间，所述第一保护层用于将所述电路板固定于所述壳体上。

2.根据权利要求1所述的电池，其中，所述壳体包括主体部和顶封部，所述极耳从所述顶封部伸出，所述第一保护层设于所述顶封部的正面，所述正面为所述顶封部朝向所述电路板的表面，进一步可选地，所述第一保护层还设于所述主体部朝向所述顶封部的侧面上。

3.根据权利要求2所述的电池，其中，附着于所述主体部的侧面上的第一保护层呈预定图形，可选地，所述预定图形包括井、S、W、U、Z中的至少一种形状。

4.根据权利要求2所述的电池，其中，所述第一保护层还附着于所述顶封部的伸出所述极耳的端面上。

5.根据权利要求1所述的电池，其中，所述第一保护层还附着于所述极耳朝向所述壳体的表面，及/或，所述极耳的其他表面或端面。

6.根据权利要求1所述的电池，其中，所述电池还包括第二保护层，所述第二保护层由保护材料通过点胶工艺形成于所述电路板的外表面，并暴露所述电路板的外接端子；可选地，所述第二保护层与所述第一保护层连接。

7.根据权利要求1所述的电池，其中，所述电芯本体还包括相对的两个大面以及连接所述两个大面的两个侧面，所述电池还包括第三保护层，所述第三保护层由保护材料通过点胶工艺形成于所述电芯本体的侧面和/或尾部，所述尾部与所述电芯本体设于所述极耳的一端相对。

8.根据权利要求7所述的电池，其中，所述第三保护层还附着于所述两个大面上，及/或连接所述两个大面和所述两个侧面的轮廓线；进一步可选地，所述第一保护层还延伸至所述大面上。

9.根据权利要求1所述的电池，其中，所述保护材料的颜色包括单色或者多色，可选地，包括黑色、白色、黄色、蓝色、绿色和银色中的至少一种。

10.一种用电设备，包括负载以及权利要求1至9中任一项所述的电池，所述电池为所述负载供电。

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