CN113036315A - 一种电池及终端设备 - Google Patents
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Abstract
本申请所提供一种电池及终端设备,涉及终端设备的电池技术领域,上述电池和终端设备具备更强的快充能力。具体的,本申请提供的电池由具有新颖结构(例如多极耳分别从极片的第一长边侧和第二长边侧伸出、极耳非边缘设置等)的第一极片和第二极片卷绕得到,因此具有至少两个端口的电池。又该电池构成的终端设备中,电池可以与其他充放电器件组成至少两条充放电链路,使得终端设备具备更强的快充能力,同时可以缓解每一条充放电链路的散热压力。另外,该电池内部的应力分布均匀,还可以减轻极片在应力不均影响下的界面恶化问题,从而有效降低负极充放电循环过程产生黑斑、析锂的风险,提高电池的性能。
Description
技术领域
本申请实施例涉及终端设备的电池技术领域,尤其涉及一种电池及终端设备。
背景技术
随着终端设备(如手机、平板等)的功能越来越强大,终端设备的功耗明显增强,随之而来的是终端设备的电池耗电越来越快。但是,常规的电池充电缓慢,严重影响了用户的使用体验。
以由图1中的(d)所示的电芯构成的电池为例。图1中的(c)示出图1中的(d)所示的电芯内圈卷芯的截面图。图1中的(c)对应的卷芯由图1中的(a)所示的第一极片和图1中的(b)所示的第二极片卷绕得到。
如图1中的(d)所示的常规电池充电速度难以持续提升,主要受到两个方面的限制:1、极耳通常设置在极片的右边缘(如图1中的(a)和图1中的(b)所示),导致充电电流传输效率低,所以充电速度慢。2、常规电池只有一个第一极耳(如正极耳)和一个第二极耳(如负极耳),因此只能提供一条充电链路。单条充电链路承受大电流的能力是有限的,所以电池充电电流无法持续提高。以上两个因素导致常规电池的充电速度很难继续提升,达到瓶颈阶段。
发明内容
本申请提供一种电池及终端设备,可以具备更强的快充能力,同时可以缓解充放电链路的散热压力。
为达到上述目的,本申请实施例采用如下技术方案:
第一方面,提供一种电池,该电池包括多极耳电芯,该多极耳电芯由第一极片、第二极片和用于隔离第一极片和第二极片的隔离膜卷绕得到;第一极片上包括至少一个第一空白区,该至少一个第一空白区上设置有m个第一极耳;第二极片上包括至少一个第二空白区,该至少一个第二空白区上设置有n个第二极耳;其中,m和n为正整数,m≥1,n≥1,且m和n不同时等于1;上述至少一个第一空白区和至少一个第二空白区中至少包括一个非边缘空白区;上述至少一个第一空白区和至少一个第二空白区中的至少一个空白区上设置有至少两个极耳,该至少两个极耳中的至少一个从对应极片的第一侧伸出,该至少两个极耳中的至少一个从对应极片的第二侧伸出;第一侧是对应极片第一长边侧,第二侧是对应极片第二长边侧;其中,上述空白区是集流体上未涂覆有电极材料的区域。
上述第一方面提供的技术方案,具有新颖结构(例如多极耳分别从极片的第一长边侧和第二长边侧伸出、极耳非边缘设置等)的第一极片和第二极片卷绕得到的,具有至少两个端口的电池。该电池可以与其他充放电器件组成至少两条充放电链路,具备更强的快充能力,同时可以缓解每一条充放电链路的散热压力。另外,该电池内部的应力分布均匀,还可以减轻极片在应力不均影响下的界面恶化问题,从而有效降低负极充放电循环过程产生黑斑、析锂的风险,提高电池的性能。
结合第一方面,在第一种可能的实现方式中,上述所述至少一个第一空白区中有i1个非边缘第一空白区,上述m个第一极耳设置在该i1个非边缘第一空白区上;上述至少一个第二空白区中有j1个非边缘第二空白区,上述n个第二极耳设置在该j1个非边缘第二空白区上;其中,i1和j1为正整数。由多极耳中置且多极耳分别从极片的第一长边侧和第二长边侧伸出的第一极片和多极耳中置且多极耳分别从极片的第一长边侧和第二长边侧伸出的第二极片卷绕得到的,具有至少两个端口的电池。该电池可以与其他充放电器件组成至少两条充放电链路,具备更强的快充能力,同时可以缓解每一条充放电链路的散热压力。另外,该电池内部的应力分布均匀,还可以减轻极片在应力不均影响下的界面恶化问题,从而有效降低负极充放电循环过程产生黑斑、析锂的风险,提高电池的性能。
结合第一方面,在第二种可能的实现方式中,上述至少一个第一空白区中有i2个非边缘第一空白区,上述m个第一极耳设置在该i2个非边缘第一空白区上;其中,i2为正整数;上述至少一个第二空白区中有一个边缘第二空白区,上述n个第二极耳中至少有一个设置在该一个边缘第二空白区上。由多极耳中置且多极耳分别从极片的第一长边侧和第二长边侧伸出的第一极片和至少一个极耳边置的第二极片卷绕得到的,具有至少两个端口的电池。该电池可以与其他充放电器件组成至少两条充放电链路,具备更强的快充能力,同时可以缓解每一条充放电链路的散热压力。另外,该电池内部的应力分布均匀,还可以减轻极片在应力不均影响下的界面恶化问题,从而有效降低负极充放电循环过程产生黑斑、析锂的风险,提高电池的性能。
结合第一方面,在第三种可能的实现方式中,上述至少一个第一空白区中有一个边缘第一空白区,上述m个第一极耳中至少有一个设置在该一个边缘第一空白区上;上述至少一个第二空白区中有j2个非边缘第二空白区,上述n个第二极耳设置在该j2个非边缘第二空白区上;其中,j2为正整数。由至少一个极耳边置的第一极片和多极耳中置且多极耳分别从极片的第一长边侧和第二长边侧伸出的第二极片卷绕得到的,具有至少两个端口的电池。该电池可以与其他充放电器件组成至少两条充放电链路,具备更强的快充能力,同时可以缓解每一条充放电链路的散热压力。另外,该电池内部的应力分布均匀,还可以减轻极片在应力不均影响下的界面恶化问题,从而有效降低负极充放电循环过程产生黑斑、析锂的风险,提高电池的性能。
结合第一方面,或第一方面第一种至第三种中任一种可能的实现方式,在第四种可能的实现方式中,上述非边缘空白区设置在双面区与双面区之间,或者双面区与单面区之间,或者单面区与单面区之间;上述边缘空白区与极片的第一短边相邻设置,或者与极片的第二短边相邻设置。其中,单面区是集流体上单面涂覆有电极材料的区域,双面区是集流体上双面涂覆有电极材料的区域。
结合第一方面,或第一方面第一种至第四种中任一种可能的实现方式,在第五种可能的实现方式中,上述第一极片为正极片,第二极片为负极片。
结合第一方面,第一方面第一种,或第一方面第三种至第五种中任一种可能的实现方式,在第六种可能的实现方式中,上述第二极片无边缘第二空白区和单面区。
结合第一方面,或第一方面第一种至第六种中任一种可能的实现方式,在第七种可能的实现方式中,上述第一极片的第一弯折区内侧设置有隔离层,该隔离层用于防止析锂,第一极片的第一弯折区是第一极片和第二极片卷绕时,靠近电池中心的第一个弯折处。通过在第一弯折区内侧设置隔离层,可以有效降低负极充放电循环过程产生黑斑、析锂的风险,提高电池的性能。
结合第一方面第七种可能的实现方式,在第八种可能的实现方式中,上述隔离层为PET胶纸。通过在第一弯折区内侧设置PET胶纸,可以有效降低负极充放电循环过程产生黑斑、析锂的风险,提高电池的性能。
第二方面,提供一种极片的卷绕方法,该方法包括:S1、将第二极片和隔离膜进行第一次弯折,形成第二极片的第一弯折区;S2、将第一极片插入第二极片的第一弯折区;S3、将上述第二极片、上述第一极片和上述隔离膜进行卷绕;上述第一极片上包括至少一个第一空白区,该至少一个第一空白区上设置有m个第一极耳;该第一极片上包括至少一个第二空白区,上述至少一个第二空白区上设置有n个第二极耳;其中,m和n为正整数,m≥1,n≥1,且m和n不同时等于1;上述至少一个第一空白区和至少一个第二空白区中至少包括一个非边缘空白区;上述至少一个第一空白区和至少一个第二空白区中的至少一个空白区上设置有至少两个极耳,该至少两个极耳中的至少一个从对应极片的第一侧伸出,该至少两个极耳中的至少一个从对应极片的第二侧伸出;第一侧是对应极片第一长边侧,第二侧是对应极片第二长边侧;其中,上述空白区是集流体上未涂覆有电极材料的区域。
上述第二方面提供的技术方案,通过将具有新颖结构(例如多极耳分别从极片的第一长边侧和第二长边侧伸出、极耳非边缘设置等)的第一极片和第二极片以特殊的卷绕方式卷绕得到具有至少两条充放电链路的电池。使得该电池具备更强的快充能力,同时可以缓解每一条充放电链路的散热压力。另外,使得电池内部的应力分布均匀,还可以减轻极片在应力不均影响下的界面恶化问题,从而有效降低负极充放电循环过程产生黑斑、析锂的风险,提高电池的性能。
在一种可能的实现方式中,上述第一极片和第二极片具有如第一方面第一种至第八种中任一种可能的第一极片或第二极片的结构。
第三方面,提供一种终端设备,该终端设备包括具有如第一方面,或第一方面第一种至第八种中任一种可能的结构的电池。
上述第三方面提供的技术方案,由具有新颖结构(例如多极耳分别从极片的第一长边侧和第二长边侧伸出、极耳非边缘设置等)的第一极片和第二极片卷绕得到的,具有至少两个端口的电池构成的终端设备中,电池可以与其他充放电器件组成至少两条充放电链路,使得该终端具备更强的快充能力,同时可以缓解每一条充放电链路的散热压力。另外,该电池内部的应力分布均匀,还可以减轻极片在应力不均影响下的界面恶化问题,从而有效降低负极充放电循环过程产生黑斑、析锂的风险,提高电池的性能,提升用户体验度。
在一种可能的实现方式中,上述电池包括至少两个端口,每一个端口由至少一个第一极耳和至少一个第二极耳构成。由多极耳电池的多个极耳可以构成至少两个端口,使得电池该可以与其他充放电器件组成至少两条充放电链路用于充放电,提高终端设备的快充能力。
在一种可能的实现方式中,上述终端设备包括至少两条充放电链路。通过电池的至少两条充放电链路完成充放电,可以提高终端设备的快充能力。
在一种可能的实现方式中,上述每一条充放电链路至少包含一个所述端口、一条电池保护电路和一条电池连接电路。其中,电池保护电路用于为电池提供保护,防止过充电和过放电。电池连接电路用于使电池与终端设备内部其他元器件连接。例如,将电池连接到主板或小板上。
在一种可能的实现方式中,上述至少两条充放电链路中的至少一条充放电链路还包含一条降压电路。其中,降压电路用于进行电压转换,从而降低能量损失,提高能量利用率。
附图说明
图1为常规的一种电芯及其内圈卷芯、第一极片、第二极片的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的一种四极耳电芯的第一极片、第二极片和卷芯结构示意图;
图3A为本申请实施例提供的一种四极耳电芯及其充放电电路示例示意图;
图3B为本申请实施例提供的另外四种四极耳电芯的充放电电路示例示意图;
图4为本申请实施例提供的四种第一极片的结构示例示意图;
图5为本申请实施例提供的四种第二极片的结构示例示意图;
图6为本申请实施例提供的另外三种第二极片的结构示例示意图;
图7为本申请实施例提供的另外三种第一极片的结构示例示意图;
图8为本申请实施例提供的一种八极耳电芯及其充放电电路示例示意图;
图9为本申请实施例提供的另外六种多极耳电芯的充放电端口示例示意图;
图10为本申请实施例提供的另外三种第一极片的结构示例示意图一;
图11为本申请实施例提供的另外三种第一极片的结构示例示意图一;
图12为本申请实施例提供的另外三种第二极片的结构示例示意图二;
图13为本申请实施例提供的另外三种第一极片的结构示例示意图二;
图14为本申请实施例提供的另一种第一极片的结构示例示意图;
图15为本申请实施例提供的一种多极耳卷芯及其第一极片的结构示意图;
图16为本申请实施例提供的一种极片卷绕过程示意图;
图17为本申请实施例提供的一种终端设备的结构示例示意图。
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描述。
为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本申请作进一步地详细描述。
以下,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,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”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
此外,本申请中,“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的部件示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据附图中部件所放置的方位的变化而相应地发生变化。
为理解方便,以下对本申请实施例可能出现的术语进行解释。
极耳:电池是分正负极的,极耳就是从电芯中将正负极引出来的金属导电体。通俗的说电池正负两极的极耳是在进行充放电时的接触点。这个接触点并不是我们看到的电池外表的那个铜片,而是电池内部的一种连接。示例性的,电池的正极耳可以由铝(Al)材料制成,负极耳可以由镍(Ni)材料制成,或者还可以由铜镀镍(Ni-Cu)材料制成。本申请实施例对极耳的材料不做具体限定。
极片:极片包括集流体和电极材料。其中,电极材料双面涂覆或者单面涂覆在集流体的部分或者全部区域。示例性的,正极片的集流体上涂覆的电极材料可以是锂离子嵌入化合物(例如氧化锂钴(Lithium Cobalt Oxide,LiCoO2))等。负极片的集流体上涂覆的电极材料可以是碳素材料等。本申请实施例对电极材料的具体成分组成不做具体限定。
需要说明的是,当前电池的极片通常指代正极片和负极片。比如,本申请中的第一极片可以指代正极片,对应地,第二极片指代负极片。当前极片上的极耳通常指代正极耳和负极耳。比如,本申请中的第一极耳可以指代正极耳,对应地,第二极耳指代负极耳。比如,本申请中的第一电极材料指代正极材料,对应地,第二电极材料指代负极材料。
集流体:主要用于将电池电极材料产生的电流汇集起来以便形成较大的电流对外输出。因此,通常集流体应与电极材料充分接触。例如,集流体上可以双面涂覆电极材料。集流体通常为金属铂片。示例性的,正极片的集流体可以是铝(Al)箔等。负极片的集流体可以是铜(Cu)箔等。本申请实施例对集流体的材料不做具体限定。
隔离膜:隔离膜用于隔离第一极片与第二极片以防止其直接接触而短路,达到阻隔电流传导,防止电池过热甚至爆炸的作用。通常,隔离膜上还会有微孔,用于保证电解质离子自由通过形成充放电回路。
双面区:极片上,集流体双面均涂覆有电极材料的区域。也称为双面料区。
单面区:极片上,集流体单面涂覆有电极材料的区域,即集流体的一面涂覆有电极材料,另一面未涂覆电极材料的区域。
空白区:极片上的空白集流体区域,即集流体的两面均未涂覆电极材料的区域。
极耳中置:极耳设置在极片的非边缘空白区(也称极耳非边缘设置)。其中,非边缘空白区指与极片的第一短边和第二短边都不相邻的空白区,通常非边缘空白区可以设置在双面区与双面区之间,或者双面区与单面区之间,或者单面区与单面区之间。在具体制造时,可以在集流体上间隔涂覆电极材料,形成非边缘空白区;将极耳设置(如焊接或者铆接)在该非边缘空白区上。
极耳边置:极耳设置在极片边缘空白区上。其中,边缘空白区与极片的第一短边相邻设置,或者与极片的第二短边相邻设置。
本申请实施例提供一种电池,该电池包括多极耳电芯(以下简称“电芯”)。该电芯可以应用于终端设备中,用于为终端设备提供电源。该电芯通过由至少三个极耳构成的至少两条充放电电路完成充电,可以降低单条链路大电流充电的散热压力,以及提高了电池的充电效率。具体的,本申请实施例提供的电芯可以包括一个第二极耳和多个第一极耳,多个第二极耳和多个第一极耳,或者一个第一极耳和多个第二极耳。
另外,结合第二极耳和第一极耳的新颖的结构(例如多极耳分别从极片的第一长边侧和第二长边侧伸出、极耳非边缘设置等),以及具体的第一极片和第二极片的卷绕方式,可以优化电芯内圈的应力分布,减轻极片在应力不均影响下的界面恶化问题,从而有效降低负极充放电循环过程产生黑斑、析锂的风险,提高电池的性能。
在本申请实施例中,终端设备可以是手机、平板或者上网本。或者,还可以应用于其他桌面型设备、膝上型设备、手持型设备、可穿戴设备、智能家居设备和车载型设备等电子设备中,例如上网本、智能手表、智能相机、个人计算机(Ultra-mobile PersonalComputer,UMPC)、个人数字助理(Personal Digital Assistant,PDA)、便携式多媒体播放器(Portable Multimedia Player,PMP)、专用媒体播放器或AR(增强现实)/VR(虚拟现实)设备等。本申请实施例对电子设备的具体类型和结构等不作限定。
在本申请实施例中,电芯可以包括第一极片(如正极片)、第二极片(如负极片)和用于隔离第一极片和第二极片的隔离膜。其中,电芯由第一极片、第二极片和隔离膜卷绕得到。具体的,隔离膜可以包括第一隔离膜和第二隔离膜。
其中,第一极片上包括至少一个第一空白区。该至少一个第一空白区上设置有m个第一极耳。第二极片上包括至少一个第二空白区。该至少一个第二空白区上设置有n个第二极耳。其中,m和n为正整数,m≥1,n≥1,且m和n不同时等于1。其中,极片上的极耳数量m和n可以根据极片尺寸进行自由设定。本申请实施例对具体的极耳数量不做限定。
如上文所述,由于极耳是在进行充放电时的接触点,因此,本申请中的m个第一极耳和n个第二极耳从构成电芯的对应极片上伸出。进一步的,为了保证电芯充放电的效率,极耳通常从极片的长边一侧伸出。
在本申请实施例中,电芯的第一极片上的至少一个第一空白区和第二极片上的至少一个第二空白区至少包括一个非边缘空白区。其中,非边缘空白区指与极片的第一短边和第二短边都不相邻的空白区,通常非边缘空白区可以设置在双面区与双面区之间,或者双面区与单面区之间,或者单面区与单面区之间。也就是说,第一极片和第二极片中的至少一个极耳中置。
在本申请实施例中,第一极片上的至少一个第一空白区和第二极片上的至少一个第二空白区中的至少一个空白区上设置有至少两个极耳。该至少两个极耳中的至少一个从对应极片的第一侧伸出;该至少两个极耳中的至少一个从对应极片的第二侧伸出。其中,第一侧是对应极片第一长边侧;第二侧是对应极片第二长边侧。
以图2中的(a1)和图2中的(a2)所示的第一极片为例,第一极片上设置有两个第一极耳:第一极耳206-1a和第一极耳206-2a。其中,第一极耳206-1a从第一极片的第一长边207-1a一侧伸出,第一极耳206-2a从第一极片的第二长边207-2a一侧伸出。以图2中的(b1)和图2中的(b2)所示的第一极片为例,第二极片上设置有两个第二极耳:第二极耳204-1b和第二极耳204-2b。其中,第二极耳204-1b从第二极片的第一长边205-1b一侧伸出,第二极耳204-2b从第二极片的第二长边205-2b一侧伸出。
以下分三种情况对第一极耳和第二极耳可能的结构作具体说明:
情况(一):m个第一极耳和n个第二极耳均中置。
其中,第一极片的至少一个第一空白区中有i1个非边缘第一空白区;该i1个非边缘第一空白区上设置有m个第一极耳。第二极片的至少一个第二空白区中有j1个非边缘第二空白区;该j1个非边缘第二空白区上设置有n个第二极耳。其中,i1和j1为正整数。
在一种可能的结构中,第一极片上包括一个非边缘第一空白区(即i1=1);m个第一极耳均设置在该一个非边缘第一空白区上。第二极片上包括一个非边缘第二空白区(即j1=1),n个第二极耳均设置在该一个非边缘第二空白区上。
示例性的,以m=2,n=2为例。请参考图2,图2示出了本申请实施例提供的一种四极耳电芯的结构示意图。构成本申请实施例提供的电池的电芯可以由图2中的(a1)和图2中的(a2)所示的第一极片、图2中的(b1)和图2中的(b2)所示的第二极片以及用于隔离第一极片和第二极片的隔离膜卷绕得到。其中,极片包括相对设置的两个面。图2中的(a1)示出了第一极片的第一面正视图,图2中的(a2)示出了第一极片的第二面正视图。图2中的(b1)示出了第二极片的第一面正视图,图2中的(b2)示出了第二极片的第二面正视图。
如图2中的(a1)和图2中的(a2)所示,第一极片从第一端208-1a到第二端208-2a依次包括:空白区201a、单面区202a、双面区203a、空白区204a和双面区205a。其中,空白区201a和空白区204a是第一极片的集流体上未涂覆电极材料的区域。单面区202a是第一极片的集流体上第一面涂覆有电极材料(如图2中的(a1)所示),第二面未涂覆有电极材料(如图2中的(a2)所示)的区域。双面区203a和双面区205a是第一极片的集流体上双面涂覆有电极材料的区域。其中,空白区204a设置在双面区203a和双面区205a之间,为非边缘空白区。空白区204a上设置有第一极耳206-1a和第一极耳206-2a。其中,第一极耳206-1a从第一极片的第一长边207-1a一侧伸出,第一极耳206-2a从第一极片的第二长边207-1b一侧伸出。其中,第一极片的集流体可以参考图2中的(c)所示的集流体200a。
如图2中的(b1)和图2中的(b2)所示,第二极片从第一端206-1b到第二端206-2b依次包括:双面区201b、空白区202b和双面区203b。其中,双面区201b和双面区203b是第二极片的集流体上双面涂覆有电极材料的区域。空白区202b是第二极片的集流体上未涂覆电极材料的区域。空白区202b设置在双面区201b和双面区203b之间,为非边缘空白区。空白区202b上设置有第二极耳204-1b和第二极耳204-2b。其中,第二极耳204-1b从第二极片的第一长边205-1b一侧伸出,第二极耳204-2b从第二极片的第二长边205-2b一侧伸出。其中,第二极片的集流体可以参考图2中的(c)所示的集流体200b。
其中,由图2中的(a1)和图2中的(a2)所示的第一极片,以及图2中的(b1)和图2中的(b2)所示的第二极片构成的卷芯的截面图可参考图2中的(c)。如图2中的(c)所示,第一极片和第二极片之间用隔离膜分隔。隔离膜包括第一隔离膜207-1和第二隔离膜207-2。
需要说明的是,第一极耳206-1a和第一极耳206-2a可以以焊接或者铆接等方式连接在空白区204a的第一面。第二极耳204-1b和第二极耳204-2b可以以焊接或者铆接等方式连接在空白区202b的第一面。本申请实施例对于极耳与集流体(或空白区)的连接方式不做限定。对于下文中其他结构的极片中极耳与集流体,也可采用焊接或者铆接等方式,下文中将不再赘述。
可选的,在本申请实施例中,极耳与对应极片的第一端(如第一端208-1a或第一端206-1b)和第二端(如第二端208-2a或第二端206-2b)的距离d在与之间。例如,或者或者其中,l是极片的长度。如图2中的(a1)和图2中的(a2)所示,第一极片的第一极耳206-1a和第二极耳206-2a与第一极片的第一端208-1a的距离d1在与之间,第一极耳206-1a和第二极耳206-2a与第二端208-2a的距离d2也在与之间。
由图2中的(a1)和图2中的(a2)所示的第一极片,以及图2中的(b1)和图2中的(b2)所示的第二极片经过卷绕后获得如图2中的(c)所示的卷芯,然后卷芯经过封装、注液、化成、二封等一系列操作后,可以得到如图3A中的(a)所示的四极耳电芯。如图2中的(c)所示的卷芯中包含的两组极耳可分别作为电芯300充放电的两个端口(也称充放电端口),如图3A中的(a)所示的端口1和端口2,同时用于充电或放电,或者分别用于充电和放电。
图3A中的(a)所示的四级耳电芯,与终端设备中的其他元器件共同组成图3A(b)所示的充电系统。图3A中的(b)所示的充电系统包括保护电路,连接电路和降压电路等。其中,保护电路用于防止过充电、过放电,为电池提供保护。连接电路用于使电池与终端内部其他元器件连接。例如,通过连接电路将电池连接到主板电路或小板电路上。降压电路用于电压转换,从而有助于提高能量的利用率,降低能量损失。
如图3A中的(b)所示,实线箭头代表充电电流路径方向。电芯300在进行充电时,可以通过如图3A所示的端口1构成的链路(以下简称第一链路)和如图3A所示的端口2构成的链路(以下简称第二链路)共同完成充电。具体的,电流I0由充电接口流入,经过小板电路和一级降压电路后,输出电流I1,通常I1>I0。随后电流I1分为I2和I3,I2经过二级降压电路1转化为更大的电流I4,并通过第一电池连接电路从电芯300的端口1输入电芯300,完成第一链路充电。从I1分流出的电流I3经过柔性电路板(Flexible Printed Circuit,FPC)流经主板电路和二级降压电路2,输出更高的电流I5,并经过第二电池连接电路从电芯300的端口2输入电芯300,完成第二链路充电。
可以理解,通过如图3A中所示的包括多个端口的电芯300完成充电,可以降低单条链路大电流充电的散热压力,提高电池的充电效率,从而使电池具备更强的快充能力。具体的,假设单条充电链路的最大电流门限为12A,大电流充电时充电链路相关元器件发热严重,可能超过元器件的极限温度,因此通常需要将单条充电链路的充电电流控制在12A以下。对于单条链路的电池而言,由于受到充电电流的限制,大电流充电的能力很难进一步提升,达到瓶颈阶段。而对于本申请实施例提供的多极耳电芯300构成的多端口电池,两个端口的输入电流I4和I5控制在6A,即可轻松实现电池12A充电,并且单条充电链路只需承受6A充电的发热,散热压力远低于只有一条充电链路的传统电池。此外,按照前述充电链路的最大电流门限,本申请实施例提供的电池,可以在两条充电链路同时使用12A的电流进行充电,电池整体充电电流可高达24A,单条链路也只需承受12A充电的散热压力。因此,充电能力和充电效率得到了成倍数的提升。
另外,本申请实施例提供的电池在进行充电时,若一条充电链路被占用或者故障时,还保证电池能正常充电。例如,在端口2构成的充电链路大电流放电时,通过端口1构成的充电链路正常充电。
如图3A中的(b)所示,虚线箭头代表放电电流路径方向。电芯300在进行放电时,也可以通过第一链路和/或第二链路共同完成放电。具体的,电流I6从电芯300的端口2流出,通过第二电池连接电路至主板电路。电流I7从电芯300端口1流出,通过第一电池连接电路和FPC至主板电路,最终从主板电路输出电流I8到负载。
需要注意的是,本申请实施例提供的电池的充放电可以通过第一链路和第二链路共同完成,也可以通过第一链路或第二链路中的任一条完成。例如,可以通过第一链路充电,第二链路放电。或者,通过第二链路充电,第一链路放电。本申请实施例对此不做限定。
需要说明的是,图3A中的(b)仅作为一种四极耳电芯的充放电示意图示例。本申请实施例对具体的充放电电路不做限定。示例性的,四极耳电芯300的充放电电路示意图还可以是如图3B中的(a)、图3B中的(b)、图3B中的(c)或者图3B中的(d)所示的电路示意图。
需要说明的是,图2仅以第一极片包括两个第一极耳(即m=2),第二极片包括两个第二极耳(即n=2),作为本申请实施例提供的一种四极耳电芯的示例。图2所示的极耳设置方式适用于包括任何数量极耳的极片。例如,本申请实施例中的第一极片的第一面还可以是如图4中的(a)所示的包括中置的3个第一极耳的结构,或图4中的(b)所示的包括中置的4个第一极耳的结构,图4中的(d)所示的包括中置的2个第一极耳的结构。其中,图4中的(a)所示的3极耳第一极片包括从第一极片第一长边伸出的2个第一极耳和从第二长边伸出的1个第一极耳。图4中的(b)所示的四极耳第一极片包括从第一极片第一长边伸出的2个第一极耳和从第二长边伸出的2个第一极耳。
或者,第一极片的第一面还可以是如图4中的(c)所示的包括中置的1个第一极耳的结构,或者其他类似结构。在第一极片包括一个中置的第一极耳时,第二极片需要包括多个第二极耳(如图2中的(b1)和图2中的(b2)所示的结构),即m=1时,n>1,以保证电芯至少具有3个极耳,以组成用于充放电的至少两个端口。同样,图2所示的极耳设置方式同样适用于包括任何数量极耳的第二极片,如图5中的(a)、图5中的(b)或图5中的(d)所示。或者,第二极片的第一面还可以是如图5中的(c)所示的结构,或者其他类似结构。在第二极片包括一个中置的第二极耳时,第一极片需要包括多个第一极耳(如图2中的(a1)和图2中的(a2)所示的结构),即n=1时,m>1,以保证电芯至少具有3个极耳,以组成用于充放电的至少两个端口。
可以理解,图4中的(a)、图4中的(b)、图4中的(c)和图4中的(d)仅示出了四种第一极片第一面可能的结构。关于下文中每一种结构的第一极片和第二极片的第二面的详细结构,本申请实施例将不做赘述,具体可参考图2中的(a2)和图2中的(b2)所示的双极耳极片第二面的结构。
示例性的,多极耳电芯还可以由如图2中的(a1)和图2中的(a2)、图4中的(a)、图4中的(b)或者图4中的(d)中的任一个所示的第一极片和如图5中的(a)、图5中的(b)、图5中的(c)或者图5中的(d)所示的第二极片构成。或者,多极耳电芯还可以由如图4中的(c)所示的第一极片和如图5中的(a)、图5中的(b)或者图5中的(d)所示的第二极片构成。
在另一种可能的结构中,第一极片上包括一个非边缘第一空白区(即i1=1);m个第一极耳设置在该一个非边缘第一空白区上。第二极片上包括多个非边缘第二空白区(即j1>1),n个第二极耳分散设置在该多个非边缘第二空白区上。其中,m≥1,n>1。
或者,第一极片上包括多个非边缘第一空白区(即i1>1),m个第一极耳分散设置在该多个非边缘第一空白区上。第二极片上包括一个非边缘第二空白区(即j1=1),n个第二极耳设置在该一个非边缘第二空白区上;其中,m>1,n≥1。
示例性的,第一极片可以具有如图2中的(a1)和图2中的(a2)、图4中的(a)、图4中的(b)或者图4中的(c)中的任一个所示的结构,或者其他类似的极耳中置在的结构。第二极片可以具有如图6中的(a)所示的结构。如图6中的(a)所示,第二极片包括分别设置在3个非边缘第二空白区的6个第二极耳。其中,每一个非边缘第二空白区上分别设置有从第二极片第一长边伸出的一个第二极片和从第二极片第二长边伸出的一个第二极耳。或者,第二极片可以具有如图6中的(b)所示的结构。如图6中的(b)所示,第二极片包括分别设置在2个非边缘第二空白区的4个第二极耳。其中,每一个非边缘第二空白区上分别设置有从第二极片第一长边伸出的一个第二极片和从第二极片第二长边伸出的一个第二极耳。或者第二极片可以具有如图6中的(c)所示的结构。如图6中的(c)所示,第二极片包括分别设置在2个非边缘第二空白区置的3个第二极耳。其中,一个非边缘第二空白区上分别设置有从第二极片第一长边伸出的一个第二极耳和从第二极片第二长边伸出的一个第二极耳;一个非边缘第二空白区上设置有从第二极片第二长边伸出的一个第二极耳。或者第二极片还可以具有其他多极耳中置在多个非边缘第二空白区的类似结构。
或者,第二极片可以具有如图2中的(b1)和图2中的(b2)、图5中的(a)、图5中的(b)、图5中的(c)或者图5中的(d)中的任一个所示的结构,或者其他类似的极耳中置在一个非边缘第二空白区的结构。第一极片可以具有如图7中的(a)所示的结构。如图7中的(a)所示,第一极片包括分别设置在3个非边缘第一空白区的6个第一极耳。其中,每一个非边缘第一空白区上分别设置有从第一极片第一长边伸出的一个第一极耳和从第一极耳第二长边伸出的一个第一极耳。或者,第一极片可以具有如图7中的(b)所示的结构。如图7中的(b)所示,第一极片包括分别设置在2个非边缘第一空白区的4个第一极耳。其中,每一个非边缘第一空白区上分别设置有从第一极片第一长边伸出的一个第一极耳和从第一极片第二长边伸出的一个第一极耳。或者,第一极片可以具有如图7中的(c)所示的结构。如图7中的(c)所示,第一极片包括分别设置在2个非边缘第一空白区的3个第一极耳。其中,一个非边缘第一空白区上分别设置有从第一极片第一长边伸出的一个第一极耳和从第一极片第二长边伸出的一个第一极耳;一个非边缘第一空白区上设置有从第一极片第二长边伸出的一个第一极耳。或者第一极片还可以具有其他多极耳中置在多个非边缘第一空白区的类似结构。
在另一种可能的结构中,第一极片上包括多个非边缘第一空白区(即i1>1),m个第一极耳分散设置在该多个非边缘第一空白区上。第二极片上包括多个非边缘第二空白区(即j1>1),n个第二极耳分散设置在该多个非边缘第二空白区上。其中,m>1,n>1。
示例性的,第一极片可以具有如图7中的(a)、图7中的(b)或图7中的(c)中的任一个所示的结构,或者其他多极耳中置在多个非边缘第一空白区的类似结构。第二极片可以具有如图6中的(a)、图6中的(b)或图6中的(c)中的任一个所示的结构,或者其他多极耳中置在多个非边缘第二空白区的类似结构。
其中,由如图7中的(b)所示的四极耳第一极片,与如图6中的(b)所示的四极耳第二极片构成的八极耳电芯可以具有如图8中的(a)所示的4个充放电端口(包括端口1、端口2、端口3和端口4)。该电芯的充放电电路可以如图8中的(b)所示。如图8中的(a)所示的八极耳电芯可以通过第一链路、第二链路、第三链路和第四链路中的至少一条完成。例如,可以通过第一链路、第二链路、第三链路和第四链路共同完成充电,或者分别用完成充电和放电。其中,第一链路由充电接口→小板电路+一级降压电路→二级降压电路→第一电池连接电路+第一保护电路→端口1组成。第二链路由充电接口→小板电路+一级降压电路→二级降压电路→第二电池连接电路+第二保护电路→端口2组成。第三链路由充电接口→小板电路+一级降压电路→FPC→主板电路+二级降压电路2→第三电池连接电路+第三保护电路→端口3组成。第四链路由充电接口→小板电路+一级降压电路→FPC→主板电路+二级降压电路2→第四电池连接电路+第四保护电路→端口4组成。通过由如图8中的(a)所示的八极耳电芯构成的电池完成充电,可以进一步增强电池的快充以及大功率充电能力。
又如,由如图7中的(b)所示的四极耳第一极片,与如图6中的(a)所示的六极耳第二极片构成的十极耳电芯可以具有如图9中的(a)所示的6个充放电端口。其中,第一极片的4个第一极耳与第二极片的6个第二极耳构成的5组极耳可以形成6个充放电端口。可以进一步增强电池的快充以及大功率充电能力。
需要说明的是,图7中的(b)所示的四极耳第一极片与图6中的(a)所示的六极耳第二极片构成的电芯,两个第二极耳可以复用一个第一极耳,以形成更多的充放电端口用于充电。对于其他任何奇数数量的第一极片与偶数数量的第二极片,或者其他任何偶数数量的第一极片与奇数数据的第二极片,也可采用图7中的(b)所示的四极耳第一极片与图6中的(a)所示的六极耳第二极片构成的电芯类似的复用方式组成充放电端口。
情况(二):m个第一极耳中的至少一个极耳边置。n个第二极耳均中置。
其中,第一极片的至少一个第一空白区中有一个边缘第一空白区;m个第一极耳中至少有一个设置在该一个边缘第一空白区上。第二极片的至少一个第二空白区中有j2个非边缘第二空白区;n个第二极耳设置在该j2个非边缘第二空白区。其中,j2为正整数。
在一种可能的结构中,第一极片仅包括一个第一空白区,该第一空白区是边缘第一空白区;m个第一极耳均设置在该一个边缘第一空白区上。第二极片的至少一个第二空白区中有j2个边缘第二空白区;n个第二极耳设置在该j2个非边缘第二空白区。
示例性的,第一极片可以具有如图10中的(a)所示的双极耳边置结构,第二极片可以具有如图2中的(b1)和图2中的(b2)所示的双极耳中置结构。构成的四极耳电芯的充放电端口可以如图3A中的(a)所示。由该四极耳电芯的构成的电池的充放电电路可以如图3A中的(b)、图3B中的(a)、图3B中的(b)、图3B中的(c)或者图3B中的(d)任一个充放电电路所示。
又如,第一极片可以具有如图10中的(a)所示的双极耳边置结构,第二极片可以具有如图5中的(c)所示的单极耳中置结构。构成的三极耳电芯的充放电端口可以如图9中的(b)所示,其中,图10中的(a)所示的第一极片中的两个第一极耳复用图5中的(c)所示第二极片中的一个第二极耳。由该三极耳电芯的构成的电池的充放电电路可以如图3A中的(b)、图3B中的(a)、图3B中的(b)、图3B中的(c)或者图3B中的(d)任一个充放电电路所示。
又如,第一极片可以具有如图10中的(a)所示的双极耳边置结构,第二极片可以具有如图5中的(b)或者图6中的(c)所示的三极耳中置结构。构成的五极耳电芯的充放电端口可以如图9中的(c)所示,其中,图5中的(b)或图6中的(c)所示的第二极片中的三个第二极耳复用图10中的(a)所示的第一极片中的两个第一极耳。由该五极耳电芯的构成的电池的充放电电路可以如图3A中的(b)、图3B中的(a)、图3B中的(b)、图3B中的(c)或者图3B中的(d)任一个充放电电路所示。
又如,第一极片可以具有如图10中的(b)所示的单极耳边置结构,第二极片可以具有如图2中的(b1)和图2中的(b2)所示的双极耳中置结构。构成的三极耳电芯的充放电端口可以如图9中的(d)所示,其中,图2中的(b1)和图2中的(b2)所示第二极片中的两个第二极耳复用图10中的(b)所示的第一极片的一个第一极耳。由该三极耳电芯的构成的电池的充放电电路可以如图3A中的(b)、图3B中的(a)、图3B中的(b)、图3B中的(c)或者图3B中的(d)任一个充放电电路所示。
或者,第一极片还可以具有如图10中的(c)所示的三极耳边置结构,或者其他类似的极耳边置结构。第二极片可以具有如图2中的(b1)和图2中的(b2)所示的双极耳中置结构、图5中的(a)所示的四极耳中置结构、图5中的(b)所示的三极耳中置结构、图5中的(c)所示的单极耳中置结构、如图5中的(d)所示的双极耳中置结构、图6中的(a)所示的六极耳中置结构、图6中的(b)所示的四极耳中置结构或者图6中的(c)所示的三极耳中置结构中的任一个,或者其他类似的极耳中置结构。本申请实施例这里不做穷举。构成的充放电端口图和充放电链路图可以参考上文中的示例。其中,如图10中的(c)所示的三极耳边置第一极片和图5中的(b)所示的三极耳中置结构第二极片可以构成如图9中的(e)所示的六极耳电芯。
在另一种可能的结构中,第一极片包括至少一个边缘第一空白区和至少一个非边缘第一空白区;m个第一极耳至少有一个设置在上述至少一个边缘第一空白区上,以及m个第一极耳至少有一个设置上述至少一个非边缘第一空白区。第二极片的至少一个第二空白区中有j2个非边缘第二空白区;n个第二极耳设置在该j2个非边缘第二空白区上。
示例性的,第一极片可以具有如图11中的(a)所示的双极耳中置+双极耳边置结构,第二极片可以具有如图5中的(a)所示的四极耳中置结构。构成的八极耳电芯的充放电端口可以如图8中的(a)所示。由该八极耳电芯构成的电池的充放电电路可以如图8中的(b)所示。
或者,第一极片可以具有如图11中的(a)所示的双极耳中置+双极耳边置结构,第二极片可以具有如图2中的(b1)和图2中的(b2)所示的双极耳中置结构、如图5中的(b)所示的三极耳中置结构、如图5中的(d)所示的双极耳中置结构、如图6中的(a)所示的六极耳中置结构、如图6中的(b)所示的四极耳中置结构或者如图6中的(c)所示的三极耳中置结构中的任一个,或者其他类似的极耳中置结构。构成的充放电端口图和充放电链路图可以参考上文中的示例。
或者,第一极片可以具有如图11中的(b)所示的双极耳中置+单极耳边置结构,第二极片可以具有如图6中的(b)所示的四极耳中置结构。构成的充放电端口图和充放电链路图可以参考上文中的示例。
或者,第一极片可以具有如图11中的(b)所示的双极耳中置+单极耳边置结构,或者其他类似的极耳中置+极耳边置结构。第二极片可以具有如图2中的(b1)和图2中的(b2)所示的双极耳中置结构、如图5中的(a)所示的四极耳中置结构、如图5中的(b)所示的三极耳中置结构、如图5中的(d)所示的双极耳中置结构、如图6中的(a)所示的六极耳中置结构、如图6中的(b)所示的四极耳中置结构或者如图6中的(c)所示的三极耳中置结构中的任一个,或者其他类似的极耳中置结构。构成的充放电端口图和充放电链路图可以参考上文中的示例。
或者,第一极片可以具有如图11中的(c)所示的单极耳中置+单极耳边置结构,或者其他类似的极耳中置+极耳边置结构。第二极片可以具有如图2中的(b1)和图2中的(b2)所示的双极耳中置结构、如图5中的(a)所示的四极耳中置结构、如图5中的(b)所示的三极耳中置结构、如图5中的(d)所示的双极耳中置结构、如图6中的(b)所示的四极耳中置结构或者如图6中的(c)所示的三极耳中置结构中的任一个,或者其他类似的极耳中置结构。构成的充放电端口图和充放电链路图可以参考上文中的示例。
情况(三):m个第一极耳均中置。n个第二极耳中的至少一个极耳边置。
其中,第一极片的至少一个第一空白区中有i2个非边缘第一空白区;m个第一极耳设置在该i2个非边缘第一空白区上。第二极片的至少一个第二空白区中有一个边缘第二空白区;n个第二极耳中至少有一个设置在该一个边缘第二空白区上。
在一种可能的结构中,第二极片仅包括一个第二空白区,该一个第二空白区是边缘第二空白区;n个第二极耳均设置在该一个边缘第二空白区上。第一极片的至少一个第一空白区中有i2个非边缘第一空白区;m个第一极耳设置在该i2个非边缘第一空白区上。
示例性的,第二极片可以具有如图12中的(a)所示的双极耳边置结构,第一极片可以具有如图2中的(a1)和图2中的(a2)所示的双极耳中置结构。构成的四极耳电芯的充放电端口可以如图3A中的(a)所示。由该四极耳电芯构成的充放电电路可以如图3A中的(b)、图3B中的(a)、图3B中的(b)、图3B中的(c)或者图3B中的(d)任一个充放电电路所示。
或者,第二极片可以具有如图12中的(a)所示的双极耳边置结构,第一极片可以具有如图4中的(a)或如图7中的(c)所示的三极耳中置结构、如图4中的(b)或如图7中的(b)所示的四极耳中置结构、如图4中的(c)所示的单极耳中置结构或者如图4中的(d)所示的双极耳中置结构中的任一个,或者其他类似结构。构成的充放电端口图和充放电链路图可以参考上文中的示例。
或者,第二极片可以具有如图12中的(b)所示的单极耳边置结构,或者其他类似的极耳边置结构。第一极片可以具有如图2中的(a1)和图2中的(a2),或如图4中的(d)所示的双极耳中置结构或者图4中的(a)或如图7中的(c)所示的三极耳中置结构、图4中的(b)或如图7中的(b)所示的四极耳中置结构中的任一个,或者其他类似的极耳中置结构。构成的充放电端口图和充放电链路图可以参考上文中的示例。
或者,第二极片可以具有如图12中的(c)所示的三极耳边置结构,或者其他类似的极耳边置结构。第一极片可以具有如图2中的(a1)和图2中的(a2),或如图4中的(d)所示的双极耳中置结构、图4中的(a)或如图7中的(c)所示的三极耳中置结构、图4中的(b)或如图7中的(b)所示的四极耳中置结构或者图4中的(c)所示的单极耳中置结构中的任一个,或者其他类似的极耳中置结构。构成的充放电端口图和充放电链路图可以参考上文中的示例。
在另一种可能的结构中,第二极片包括至少一个边缘第二空白区和至少一个非边缘第二空白区;n个第二极耳至少有一个设置在上述至少一个边缘第二空白区上,以及n个第二极耳至少有一个设置在上述至少一个非边缘第二空白区上。第一极片的至少一个第一空白区中有i2个非边缘第一空白区;m个第一极耳设置在该i2个非边缘第一空白区上。
示例性的,第二极片可以具有如图13中的(a)所示的双极耳中置+双极耳边置结构,第一极片可以具有如图4中的(a)所示的三极耳中置结构。构成的七极耳电芯的充放电端口可以如图9中的(f)所示。由该七极耳电芯构成的充放电电路可以如图8中的(b)所示。
或者,第二极片可以具有如图13中的(a)所示的双极耳中置+双极耳边置结构,第一极片可以具有如图4中的(b)或如图7中的(b)所示的四极耳中置结构、如图4中的(c)所示的双极耳中置结构、如图7中的(a)所示的六极耳中置结构、或者如图7中的(c)所示的三极耳中置结构中的任一个,或者其他类似的极耳中置结构。构成的充放电端口图和充放电链路图可以参考上文中的示例。
或者,第二极片可以具有如图13中的(b)所示的双极耳中置+单极耳边置结构或者图13中的(c)所示的单极耳中置+单极耳边置结构,或者其他类似的极耳中置+极耳边置结构。第一极片可以具有如图2中的(a1)和图2中的(a2),或如图4中的(d)所示的双极耳中置结构、如图4中的(a)或如图7中的(c)所示的三极耳中置结构、如图4中的(b)或如图7中的(b)所示的四极耳中置结构或者如图4中的(c)所示的单极耳中置结构中的任一个,或者其他类似的极耳中置结构。构成的充放电端口图和充放电链路图可以参考上文中的示例。
需要说明的是,本申请实施例还提供一种由极耳边置的第一极片和极耳边置的第二极片卷绕而成的卷芯构成的电池。其中,第一极片包括至少一个边缘第一空白区,m个第一极耳设置在该至少一个边缘第一空白区上。第二极片包括至少一个边缘第二空白区,n个第二极耳设置在该至少一个边缘第二空白区上。m和n为正整数,m≥1,n≥1,且m和n不同时等于1。
示例性的,第一极片可以具有如图10中的(a)所示的双极耳边置结构,或者如图10中的(c)所示的三极耳边置结构,或者其他类似的极耳边置结构。第二极片可以具有如图12中的(a)所示的双极耳边置结构,或者如图12中的(b)所示的单极耳边置结构,或者如图12中的(c)所示的三极耳边置结构,或者其他类似的极耳边置结构。
或者,第一极片可以具有如图10中的(b)所示的单极耳边置结构,第二极片可以具有如图12中的(a)所示的双极耳边置结构,或者如图12中的(c)所示的三极耳边置结构,或者其他类似的极耳边置结构。
可以理解,由上述极耳边置的第一极片和上述极耳边置的第二极片卷绕而成的卷芯构成的电池,至少包括有三个极耳。该至少三个极耳至少可以组成2个端口用于充电和/或放电,可以降低单条链路大电流充电的散热压力,提高电池的充电效率,从而支持电池更大能力的快充。
进一步的,在本申请实施例中,若极耳的两端分别从极片的宽度两侧伸出,则可以理解成两个极耳。示例性的,如图14所示,第一极耳1401的两端分别从第一极片的宽度两侧伸出,则该第一极片可以理解成包括第一极耳1401-1和第一极耳1401-2的双极耳极片。其中,第一极耳1401-1和第一极耳1401-2可以分别和第二极耳构成充放电端口。
可选的,在本申请实施例中,第一极片的第一弯折区还可以设置有隔离层。隔离层用于降低内圈极片可能产生的析锂、黑斑风险。
其中,第一极片的第一弯折区是第一极片与第二极片卷绕时,第一极片靠近卷芯中心的第一个弯折处。请参考图15中的(b),其中,1502示出了第一极片的第一弯折区。
示例性的,隔离层可以是PET胶纸,PET胶纸可以以粘贴的方式设置在第一极片的第一弯折区。如图15中的(a)所示,第一极片上设置有PET胶纸1502。当第一极片与第二极片卷绕在一起形成电芯时,第一极片的第一弯折区1501处粘贴的PET胶纸1502可以有效降低内圈极片可能产生的析锂、黑斑风险。
进一步的,本申请实施例还提供了一种极片的卷绕方法。其中,第二极片插入第一极片的时机可以基于本申请实施例提供的第一极片和第二极片的具体结构来确定。
请参考图16,图16以如图2中的(a1)和图2中的(a2)所示的第一极片,图2中的(b1)和图2中的(b2)所示的第二极片卷绕得到如图2中的(c)所示的卷芯为例,示出了一种极片的卷绕过程示意图。如图16所示,极片的卷绕过程主要可以包括:
S1、使用卷针1601将第二极片、第一隔离膜207-1和第二隔离膜207-2进行第一次弯折,形成第二极片的第一弯折区1602。
S2、将第一极片插入第二极片的第一弯折区1602。
S3、将第二极片、第一极片和隔离膜进行后续卷绕,并在卷绕完成后取出卷针1601。
需要说明的是,本申请实施例从极片结构设计、极片卷绕方法以及充电系统优化等维度,提供了全套的解决方法,可全方位提升电池快充能力,同时降低快充对电池的负面影响。图16仅以图2中的(c)所示的卷芯示出了一种极片的卷绕方法。关于其他结构的第一极片和第二极片的卷绕方法,可以参考图16所示的卷绕方法,本申请实施例不做赘述。
可以理解,本申请实施例还提供一种终端设备,该终端设备包括本申请实施例上述任一种可能结构的多极耳电池。该终端设备还包括至少两条连接电路、至少两条保护电路和至少两条降压电路。
示例性的,本申请实施例提供的终端设备可以是桌面型设备、膝上型设备、手持型设备、可穿戴设备、智能家居设备、计算设备和车载型设备等。例如,终端设备可以是上网本、平板电脑、智能手表、超级移动个人计算机(ultra-mobile personal computer,UMPC)、智能相机、上网本、个人数字助理(personal digital assistant,PDA)、便携式多媒体播放器(portable multimedia player,PMP)、AR(增强现实)/VR(虚拟现实)设备、飞行器上的无线设备、机器人上的无线设备、工业控制中的无线设备、远程医疗中的无线设备、智能电网中的无线设备、智慧城市(smart city)中的无线设备、智慧家庭(smart home)中的无线设备等。或者用户设备还可以是窄带(narrow band,NB)技术中的无线设备等。
其中,终端设备包括通信接口、处理器、存储器以及至少两个电池连接器。通信接口同时具备充电接口的功能。上述至少两个电池连接器连接多极耳电池。多极耳电池包括分别与上述至少两个电池连接器连接的至少两组端口,每一组端口由第一极耳和第二极耳构成。其中,多极耳电池通过终端设备的通信接口从电源适配器获取直流电流进行充电。具体的,当终端设备检测到电源适配器与终端设备电气连接时,通过上述至少两组端口中的任意一组或多组端口完成充电。当终端设备检测到终端设备负载有供电需求时,通过上述至少两组端口中的任意一组或多组端口为负载供电。其中,终端设备负载可以是触摸屏、扬声器或振动马达等。
请参考图17,图17以手机为例,介绍一种终端设备的硬件结构。如图17所示,手机包括主板1710、接口小板1720、多极耳电池1730和通信接口1740。其中,通信接口位于接口小板1720上。主板上设置有与多极耳电池的第一端口连接的第一电池连接器1750。接口小板1720上设置有与多极耳电池的第二端口连接的第二电池连接器1740。当手机检测到电源适配器与手机电气连接时,手机完成多极耳电池的充电。当手机检测到手机负载有供电需求时,手机完成多极耳电池的放电。其中,手机可以通过第一端口和第二端口同时完成充电和放电。也可以通过第一端口和第二端口分别完成充电和放电,或者以其他方式完成充电和放电。对此,本申请实施例对此不作限定。
尽管图17未示出,手机还可以包括摄像头(前置摄像头和/或后置摄像头)、闪光灯、微型投影装置、近场通信(NFC)装置、传感器、射频模块、天线等,在此不再赘述。
应理解,上述图17仅以包括有两个端口多极耳电池的手机作为示例。本申请对终端设备的具体结构并不做具体限定。事实上,终端设备中还可以包含其他与图17中示意的硬件模块具有交互关系的其他硬件模块,这里不作具体限定。
Claims (16)
1.一种电池,其特征在于,所述电池包括多极耳电芯,所述多极耳电芯由第一极片、第二极片和用于隔离所述第一极片和所述第二极片的隔离膜卷绕得到;
所述第一极片上包括至少一个第一空白区,所述至少一个第一空白区上设置有m个第一极耳;所述第二极片上包括至少一个第二空白区,所述至少一个第二空白区上设置有n个第二极耳;其中,m和n为正整数,m≥1,n≥1,且m和n不同时等于1;
所述至少一个第一空白区和所述至少一个第二空白区中至少包括一个非边缘空白区;
所述至少一个第一空白区和所述至少一个第二空白区中的至少一个空白区上设置有至少两个极耳,所述至少两个极耳中的至少一个从对应极片的第一侧伸出,所述至少两个极耳中的至少一个从对应极片的第二侧伸出;所述第一侧是对应极片第一长边侧,所述第二侧是对应极片第二长边侧;
其中,所述空白区是集流体上未涂覆有电极材料的区域。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述至少一个第一空白区中有i1个非边缘第一空白区,所述m个第一极耳设置在所述i1个非边缘第一空白区上;
所述至少一个第二空白区中有j1个非边缘第二空白区,所述n个第二极耳设置在所述j1个非边缘第二空白区上;
其中,i1和j1为正整数。
3.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述至少一个第一空白区中有i2个非边缘第一空白区,所述m个第一极耳设置在所述i2个非边缘第一空白区上;其中,i2为正整数;
所述至少一个第二空白区中有一个边缘第二空白区,所述n个第二极耳中至少有一个设置在所述一个边缘第二空白区上。
4.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述至少一个第一空白区中有一个边缘第一空白区,所述m个第一极耳中至少有一个设置在所述一个边缘第一空白区上;
所述至少一个第二空白区中有j2个非边缘第二空白区,所述n个第二极耳设置在所述j2个非边缘第二空白区上;其中,j2为正整数。
5.根据权利要求1-4任一项所述的电池,其特征在于,所述非边缘空白区设置在双面区与双面区之间,或者双面区与单面区之间,或者单面区与单面区之间;
所述边缘空白区与极片的第一短边相邻设置,或者与极片的第二短边相邻设置;
其中,所述单面区是集流体上单面涂覆有电极材料的区域,所述双面区是集流体上双面涂覆有电极材料的区域。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电池,其特征在于,所述第一极片为正极片,所述第二极片为负极片。
7.根据权利要求1-2、4-6任一项所述的电池,其特征在于,所述第二极片无边缘第二空白区和单面区。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电池,其特征在于,所述第一极片的第一弯折区内侧设置有隔离层,所述隔离层用于防止析锂,所述第一极片的第一弯折区是所述第一极片和所述第二极片卷绕时,靠近所述电池中心的第一个弯折处。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,所述隔离层为PET胶纸。
10.一种极片的卷绕方法,其特征在于,所述方法包括:
S1、将第二极片和隔离膜进行第一次弯折,形成所述第二极片的第一弯折区;
S2、将第一极片插入所述第二极片的第一弯折区;
S3、将所述第二极片、所述第一极片和所述隔离膜进行卷绕;
所述第一极片上包括至少一个第一空白区,所述至少一个第一空白区上设置有m个第一极耳;所述第一极片上包括至少一个第二空白区,所述至少一个第二空白区上设置有n个第二极耳;其中,m和n为正整数,m≥1,n≥1,且m和n不同时等于1;
所述至少一个第一空白区和所述至少一个第二空白区中至少包括一个非边缘空白区;
所述至少一个第一空白区和所述至少一个第二空白区中的至少一个空白区上设置有至少两个极耳,所述至少两个极耳中的至少一个从对应极片的第一侧伸出,所述至少两个极耳中的至少一个从对应极片的第二侧伸出;所述第一侧是对应极片第一长边侧,所述第二侧是对应极片第二长边侧;
其中,所述空白区是集流体上未涂覆有电极材料的区域。
11.根据权利要求10所述的方法,其特征在于,所述第一极片和所述第二极片具有如权利要求2-9任一项所述的结构。
12.一种终端设备,其特征在于,所述终端设备包括权利要求1-9任一项所述的电池。
13.根据权利要求12所述的终端设备,其特征在于,所述电池包括至少两个端口,每一个所述端口由至少一个第一极耳和至少一个第二极耳构成。
14.根据权利要求13所述的终端设备,其特征在于,所述终端设备包括至少两条充放电链路。
15.根据权利要求14所述的终端设备,其特征在于,每一条所述充放电链路至少包含一个所述端口、一条电池保护电路和一条电池连接电路。
16.根据权利要求15所述的终端设备,其特征在于,所述至少两条充放电链路中的至少一条充放电链路还包含一条降压电路。
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