CN113964433A - 一种具有柔性电池的可穿戴设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有柔性电池的可穿戴设备，涉及可穿戴设备技术领域，包括设备主体和连接于所述设备主体上的连接带，所述连接带的内部沿其长度方向布置有柔性电池，所述柔性电池外侧的连接带内部还设有弹性防护层，且连接带的内侧等间距布置有填充部，所述柔性电池包括位于内部呈波浪线状布置的电芯层。本发明提供的柔性电池内部呈波浪状的电芯层单位长度的连接带内部所能容纳的柔性电池长度更长则电池容量更大，波浪状的电芯层单位长度更为富余，弯折自由度更大，柔软性更好，缓冲层在方便分隔弹性防护层与电芯层弯曲互不影响的同时还能起到优先于柔性薄膜层以及电芯层弯曲的效果延长电芯层使用寿命的效果。
Description
技术领域
本发明涉及可穿戴设备技术领域，具体为一种具有柔性电池的可穿戴设备。
背景技术
可穿戴电子器件和柔性屏的蓬勃发展推动着对先进柔性储能器件的不断研究，为了满足柔性和便携性的双重要求，柔性电池需要在电极材料选取和电池结构设计上同时具备良好的柔性、高能量密度和较好的安全性能。
目前，现有的具有柔性电池的可穿戴设备还未得到广泛大面积的使用，主要影响因素在于穿戴设备对电池提出了高体积能量密度和良好弯曲性能以及较为稳定安全性的要求。
在智能手表、手环、AR、VR眼镜此类佩戴式的设备中，柔性电池的使用需求更为迫切，然后不论是何种穿戴设备，其在穿戴过程中都会对柔性电池造成弯曲、弯折而容易影响其使用效果，例如在手表表带佩戴时需要弯折表带围绕手腕进行佩戴，手环也在穿过手掌部位佩戴过程中发生弯曲，AR、VR眼镜在佩戴时也需要根据头型的样式进行适当弯曲才能进行佩戴，弯曲过程中就会对柔性电池的结构形状造成一定的影响，虽然柔性电池的制造研究目的就是为了能够克服弯曲影响而能够平稳使用，但是只要弯曲就容易对柔性电池产生影响的情况是不能克服的，不论是小型锂离子电池柔性电路板拼接还是薄膜化锂电池等方式生产柔性电池。
由于柔性电池的柔软性能所用到的材料一般都为弹性模量较小的柔软材质，故而在使用过程中防击穿破坏安全性的目的是有必要的，且由于穿戴设备为穿戴使用，能够满足穿戴所需的弯曲要求、具有高体积能量密度以及较好的安全性能即能够满足具备柔性电池的穿戴设备广泛使用。
针对上述表明的柔性电池未能大范围使用的影响，本申请人提供一种能够有效避免在穿戴设备使用过程中减小对柔性电池弯折影响，适用于人体肢体器官部位佩戴使用的具有柔性电池的可穿戴设备。
发明内容
本发明的目的在于提供一种具有柔性电池的可穿戴设备，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有柔性电池的可穿戴设备，包括设备主体和连接于所述设备主体上的连接带，所述连接带的内部沿其长度方向布置有柔性电池，所述柔性电池外侧的连接带内部还设有弹性防护层，且连接带的内侧等间距布置有填充部；
所述柔性电池包括位于内部呈波浪线状布置的电芯层，所述电芯层外侧沿其长度方向呈波浪线状包裹有柔性薄膜层，所述柔性薄膜层的外侧包裹有缓冲层；
所述弹性防护层沿着柔性电池长度方向贴合于缓冲层外侧布置，所述弹性防护层的外侧布置有若干个凸起部，所述凸起部部位的弹性防护层内侧皆设有内凹陷部，且相邻的两个凸起部之间形成外凹陷部；
所述填充部为内部具有弹性介质填充的外侧光滑状的隆起。
优选的，所述弹性防护层在复位状态下带动连接带向穿戴状态相同的方向进行弯曲布置。
优选的，所述弹性防护层上的凸起部、内凹陷部与外凹陷部由弹性材料经过多次弯折加工形成，相邻的两个凸起部、内凹陷部与外凹陷部间距相同和/或不同，且相邻的两个凸起部、内凹陷部与外凹陷部厚度相同和/或不同。
优选的，所述弹性防护层为较宽的单个硬质弹性材料制成，所述弹性防护层为弹簧钢片。
优选的，所述弹性防护层为较窄的多个硬质弹性材料相对对齐布置制成，所述弹性防护层为弹簧钢片。
优选的，所述柔性薄膜层为PP、PE、硅胶或橡胶材质制成。
优选的，所述缓冲层为弹性模量小于柔性薄膜层的PP、PE或EVA材质制成。
优选的，所述柔性电池一侧的连接带内部安装有无线充电接收线圈或无线充电发射线圈。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1：本发明利用特殊的呈凹凸状的弹性防护层用于将柔性电池的复位状态进行调整并实现形状支撑使用，不同于传统平整状态为复位状态的柔性电池样式，而根据需要佩戴的肢体及器官部位进行复位状态调整，则在实际佩戴使用时，例如表带，常规表带佩戴弧度为平面状态弯曲至弧面状态实现佩戴，此时常规的具有柔性电池表带弯折弧度为A，而本申请提供的柔性电池在复位状态下即为靠近A的弧度，实际佩戴时产生的弧度变化较小，则较小的弧度弯曲变化即可进行佩戴使用，使用的安全性以及佩戴的便捷性更好，弹性防护层为连接带以及柔性电池的弯曲进行限位以及支撑连接使用，金属材质的弹性防护层防击穿性能较好，金属材质的弹性防护层其能够弯折的同时其内凹陷部、外凹陷部会产生在内翻、外翻最大值位置处进行抵触限位，抗死折强度更高、效果更好。
2：本申请提供的柔性电池内部呈波浪状的电芯层单位长度的连接带内部所能容纳的柔性电池长度更长则电池容量更大，波浪状的电芯层单位长度更为富余，弯折自由度更大，柔软性更好，搭配连接带较小弧度的弯曲即可完成佩戴使用时对柔性电池影响更小，适用于穿戴设备的稳定安全随身穿戴使用，另一方面缓冲层在方便分隔弹性防护层与电芯层弯曲互不影响的同时还能起到优先于柔性薄膜层以及电芯层弯曲的效果，连同柔性薄膜层共同起到承受压力延长电芯层使用寿命的效果。
附图说明
图1为本发明的连接带外翻状态侧面内部结构示意图；
图2为本发明的实施例1中弹性防护层局部结构示意图；
图3为本发明的实施例2中弹性防护层局部结构示意图；
图4为本发明的柔性电池局部侧视结构示意图；
图5为本发明的连接带在各个弯折状态下的示意图。
图中：1、连接带；2、弹性防护层；3、填充部；4、柔性电池；5、线充电接收线圈；6、电芯层；7、缓冲层；8、柔性薄膜层；9、凸起部；10、外凹陷部；11、内凹陷部。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1一种具有柔性电池的可穿戴设备，包括设备主体和连接于所述设备主体上的连接带1，设备主体可为手表的表盘、手环、AR、VR眼镜等功能部位，连接带1为设备主体进行供电使用，所述连接带1的内部沿其长度方向布置有柔性电池4，连接带1优先选用橡胶或硅胶材质制成，所述柔性电池4外侧的连接带1内部还设有弹性防护层2，弹性防护层2具有较好的弹性以及具备抗击穿效果强的硬度材质制成，弹性目的在于在不对连接带1施加外力的前提下弹性防护层2复位弯曲的同时能够带动连接带1以及柔性电池4进行弯曲复位，所述弹性防护层2在复位状态下带动连接带1向穿戴状态相同的方向进行弯曲布置，弹性防护层2复位状态下柔性电池4处于原始状态，原始状态理解为在弹性防护层2复位状态下柔性电池4各个部位皆不产生弯曲形变，或为根据佩戴要求产生的较小形变量，较小形变量例如柔性电池4为相反于佩戴方向产生的较小弯曲，则此时在佩戴使用时为克服弯曲的方向向相反的方向（即佩戴方向）进行矫正，佩戴即为先矫正再弯曲的效果，从而减小柔性电池4实际佩戴时的弯曲程度，所述弹性防护层2为较宽的单个硬质弹性材料制成，易于加工的同时还能提升连接带1避免侧面弯曲的效果，在手表等穿戴设备中，不需要进行侧面弯曲，从而提升侧面的抗弯折效果，所述弹性防护层2为弹簧钢片，且连接带1的内侧等间距布置有填充部3，所述填充部3为内部具有弹性介质填充的外侧光滑状的隆起，填充部3可为气囊，主要提供佩戴舒适度，满足连接带1在佩戴时其内侧各个点能够与皮肤接触，佩戴舒适度提升的同时为连接带1自身的散热起到提升，所述柔性电池4一侧的连接带1内部安装有无线充电接收线圈5或无线充电发射线圈，主要针对手表样式的穿戴设备，其单个连接带1内部柔性电池4的电能能够满足设备主体的用电需求前提下可将其中另一个连接带1改为移动电源，这样可对携带的电能进行选择式使用；
请参阅图4，所述柔性电池4包括位于内部呈波浪线状布置的电芯层6，所述电芯层6外侧沿其长度方向呈波浪线状包裹有柔性薄膜层8，波浪状的电芯层6在单位长度的连接带1内部，其长度较大，即高于连接带1的柔软性以及小于连接带1的形变量，提升抗弯曲性能的同时增加载电量，所述电芯层6可选择为市场上常用的柔性电池材料，例如锂离子电池或者正、负极、隔膜、集流体等材料组合形成的电池通过叠片工艺制成，所述柔性薄膜层8为PP、PE、硅胶或橡胶材质中的一种制成，所述柔性薄膜层8的外侧包裹有缓冲层7，所述缓冲层7为弹性模量小于柔性薄膜层8的PP、PE或EVA材质制成，使电芯层6外侧的柔性薄膜8、缓冲层7柔软度递减，可在发生形变时由外到内的优先顺序进行形变，缓冲减小了电芯层6形变量的目的；
请参阅图1和图2，所述弹性防护层2沿着柔性电池4长度方向贴合于缓冲层7外侧布置，所述弹性防护层2的外侧布置有若干个凸起部9，凸起部9侧壁倾斜角度大于或等于90度为宜，在弯折时，相邻的两个凸起部9顶端侧壁可在一定弧度时相抵触，所述凸起部9部位的弹性防护层2内侧皆设有内凹陷部11，内凹陷部11部位的弹性防护层2内侧壁倾斜角度小于或等于90度为宜，在弯折时，相邻的两个内凹陷部11底端侧壁可在一定弧度时相抵触，相邻的两个凸起部9之间形成外凹陷部10，所述弹性防护层2上的凸起部9、内凹陷部11与外凹陷部10由弹性材料经过多次弯折加工形成，即为一种一体加工成型的方式，弹性防护层2上相邻的两个凸起部9、内凹陷部11与外凹陷部10间距相同和/或不同，相邻的两个凸起部9、内凹陷部11与外凹陷部10厚度相同和/或不同，可以是一段相同一段不同或整段相同或整段不同，目的在于可根据需要在不同位置处提供不同的弯曲程度以及控制形变量限制大小的效果，当某处需要较小形变量限制时，其间距就需要缩小，且其厚度就需要增加才能实现；
实施例2
请参阅图3，此实施例与实施例1的不同之处在于：所述弹性防护层2为较窄的多个硬质弹性材料相对对齐布置制成。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
Claims (8)
1.一种具有柔性电池的可穿戴设备，包括设备主体和连接于所述设备主体上的连接带（1），其特征在于：所述连接带（1）的内部沿其长度方向布置有柔性电池（4），所述柔性电池（4）外侧的连接带（1）内部还设有弹性防护层（2），且连接带（1）的内侧等间距布置有填充部（3）；
所述柔性电池（4）包括位于内部呈波浪线状布置的电芯层（6），所述电芯层（6）外侧沿其长度方向呈波浪线状包裹有柔性薄膜层（8），所述柔性薄膜层（8）的外侧包裹有缓冲层（7）；
所述弹性防护层（2）沿着柔性电池（4）长度方向贴合于缓冲层（7）外侧布置，所述弹性防护层（2）的外侧布置有若干个凸起部（9），所述凸起部（9）部位的弹性防护层（2）内侧皆设有内凹陷部（11），且相邻的两个凸起部（9）之间形成外凹陷部（10）；
所述填充部（3）为内部具有弹性介质填充的外侧光滑状的隆起。
2.根据权利要求1所述的一种具有柔性电池的可穿戴设备，其特征在于：所述弹性防护层（2）在复位状态下带动连接带（1）向穿戴状态相同的方向进行弯曲布置。
3.根据权利要求2所述的一种具有柔性电池的可穿戴设备，其特征在于：所述弹性防护层（2）上的凸起部（9）、内凹陷部（11）与外凹陷部（10）由弹性材料经过多次弯折加工形成，相邻的两个凸起部（9）、内凹陷部（11）与外凹陷部（10）间距相同和/或不同，且相邻的两个凸起部（9）、内凹陷部（11）与外凹陷部（10）厚度相同和/或不同。
4.根据权利要求3所述的一种具有柔性电池的可穿戴设备，其特征在于：所述弹性防护层（2）为较宽的单个硬质弹性材料制成，所述弹性防护层（2）为弹簧钢片。
5.根据权利要求3所述的一种具有柔性电池的可穿戴设备，其特征在于：所述弹性防护层（2）为较窄的多个硬质弹性材料相对对齐布置制成，所述弹性防护层（2）为弹簧钢片。
6.根据权利要求1所述的一种具有柔性电池的可穿戴设备，其特征在于：所述柔性薄膜层（8）为PP、PE、硅胶或橡胶材质制成。
7.根据权利要求1所述的一种具有柔性电池的可穿戴设备，其特征在于：所述缓冲层（7）为弹性模量小于柔性薄膜层（8）的PP、PE或EVA材质制成。
8.根据权利要求1所述的一种具有柔性电池的可穿戴设备，其特征在于：所述柔性电池（4）一侧的连接带（1）内部安装有无线充电接收线圈（5）或无线充电发射线圈。
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