CN114696047A - 电池结构和电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池结构和电子设备，电池结构包括：壳体，壳体包括主壳体与顶封体，顶封体与主壳体连接，主壳体具有带开口的第一容纳腔，顶封体具有与第一容纳腔的开口连通的第二容纳腔；电芯设置于第一容纳腔中，电芯连接有第一极耳与第二极耳，第一极耳与第二极耳穿过第一容纳腔的开口延伸至第二容纳腔中，从第二容纳腔伸出，第一极耳与第二极耳中的至少一个位于第一容纳腔中的部分为直线条状，减少极耳在第一容纳腔中的弯折，减少极耳弯折后形成的应力集中点与内部卷芯的接触，减少对卷芯造成的损伤，减少内部短路风险。

Description

电池结构和电子设备

技术领域

本申请属于终端技术领域，具体涉及一种电池结构和电子设备。

背景技术

消费类电子产品(手机、平板、电脑等)逐渐成为人们生活中的重要组成部分，各类型的电子设备也越来越丰富。人们对于电子产品的依赖程度越来越严重，使用频率越来越高，对于电池续航和快速充电能力的要求也越来越高，而随着电池容量和快充能力的提升，对于安全性能的挑战也越来越大，尤其是电池抗跌落性能。当前锂离子电池跌落时，电池内部极耳被弯折后易对电芯造成损伤，带来内部短路的风险。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种电池结构和电子设备，用以解决电池跌落时电池内部的极耳易对电芯造成损伤，带来内部短路的问题。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池结构，包括：

壳体，所述壳体包括主壳体与顶封体，所述顶封体与所述主壳体连接，所述主壳体具有带开口的第一容纳腔，所述顶封体具有与所述第一容纳腔的开口连通的第二容纳腔；

电芯，所述电芯设置于所述第一容纳腔中，所述电芯连接有第一极耳与第二极耳，所述第一极耳与所述第二极耳穿过所述第一容纳腔的开口延伸至所述第二容纳腔中，且从所述第二容纳腔伸出，所述第一极耳与所述第二极耳中的至少一个位于所述第一容纳腔中的部分为直线条状。

其中，所述第一极耳、所述第二极耳与所述顶封体均为直线条状，所述第一极耳与所述第二极耳位于所述电芯的同一侧且平行间隔设置，所述第一极耳与所述第二极耳的延伸方向和所述顶封体的延伸方向相同。

其中，所述第一极耳位于所述电芯的一侧，所述第一极耳与所述顶封体均为直线条状，所述第一极耳与所述顶封体的延伸方向相同；

所述第二极耳位于所述电芯的另一侧，位于所述第一容纳腔中的第二极耳为弯折状，所述第二极耳弯折后朝向所述第一容纳腔的开口延伸且穿过所述第一容纳腔的开口延伸至所述第二容纳腔。

其中，所述第一极耳与所述第二极耳位于所述第二容纳腔的部分平行间隔设置。

其中，所述第一极耳为负极耳，所述第二极耳为正极耳。

其中，所述第二极耳为铝材质。

其中，所述第一容纳腔的开口位于所述主壳体的边缘。

其中，电池结构还包括：

主板，所述主板设置于所述顶封体上，所述第一极耳与所述第二极耳伸出所述第二容纳腔的部分与所述主板电连接。

其中，所述顶封体为L型，所述顶封体包括第一顶封体与第二顶封体，所述第一顶封体的一端与所述主壳体垂直连接，所述第一顶封体的另一端与所述第二顶封体连接，所述第二顶封体与所述主壳体间隔设置；

所述第二容纳腔为L型，所述第二容纳腔从所述顶封体的一端端部延伸至所述顶封体的另一端端部，所述第一极耳与所述第二极耳穿过所述第一容纳腔的开口沿所述第二容纳腔延伸。

其中，所述第一极耳与所述第二极耳位于所述第二容纳腔中的部分均为L型。

其中，电池结构还包括：

主板，所述主板设置于所述第二顶封体远离所述主壳体的一侧，所述第一极耳与所述第二极耳伸出所述第二容纳腔的部分与所述主板电连接。

其中，位于所述第一容纳腔中的第一极耳的外侧包覆有第一绝缘保护层，位于所述第一容纳腔中的第二极耳的外侧包覆有第二绝缘保护层。

其中，所述电芯包括：

第一电极片、第二电极片与隔离膜，所述第一电极片、所述第二电极片和位于所述第一电极片与所述第二电极片之间的所述隔离膜卷绕成所述电芯，所述第一极耳与所述第一电极片电连接，所述第二极耳与所述第二电极片电连接。

第二方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括上述实施例中所述的电池结构。

在本申请实施例的电池结构中，所述电芯设置于所述第一容纳腔中，所述第一极耳与所述第二极耳穿过所述第一容纳腔的开口延伸至所述第二容纳腔中，所述第一极耳与所述第二极耳中的至少一个位于所述第一容纳腔中的部分为直线条状，减少极耳在第一容纳腔中的弯折，在电池跌落时，可以减少极耳弯折后形成的应力集中点与内部卷芯的接触，减少对卷芯造成的损伤，减少内部短路风险，避免电芯过热，降低安全风险。

附图说明

图1为电池结构的一个剖视图；

图2a为电芯的一个结构示意图；

图2b为壳体形成过程的一个示意图；

图2c为电池结构的另一个剖视图；

图3a为电芯的另一个结构示意图；

图3b为壳体形成过程的一个示意图；

图3c为电池结构的又一个剖视图。

附图标记

主壳体10；第一容纳腔11；开口12；

顶封体20；第二容纳腔21；第一顶封体201；第二顶封体202；

电芯30；

第一极耳31；第二极耳32；

第一绝缘保护层33；第二绝缘保护层34；

主板40；导电件41；

第一电极片51；第二电极片52；隔离膜53。

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作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。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合附图1至图3c所示，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的电池结构进行详细地说明。

如图1、图2c和图3c所示，本申请实施例的电池结构包括：壳体与电芯30，壳体可以包括主壳体10与顶封体20，顶封体20与主壳体10连接，顶封体20与主壳体10可以一体成型。主壳体10具有带开口12的第一容纳腔11，顶封体20具有与第一容纳腔11的开口12连通的第二容纳腔21。主壳体10与顶封体20可以均为长方体状，顶封体20可以垂直于主壳体10的表面，第一容纳腔11与第二容纳腔21可以均为长方体状。

电芯30可以设置于第一容纳腔11中，电芯30上连接有第一极耳31与第二极耳32，第一极耳31与第二极耳32穿过第一容纳腔11的开口12延伸至第二容纳腔21中，且第一极耳31与第二极耳32可以从第二容纳腔21伸出，第一极耳31与第二极耳32中的至少一个位于第一容纳腔11中的部分为直线条状。也即是，第一极耳31与第二极耳32中的至少一个位于第一容纳腔11中的部分不弯折，呈直线状，比如，第一极耳31或第二极耳32位于第一容纳腔11中的部分为直线条状；或者，第一极耳31与第二极耳32位于第一容纳腔11中的部分均为直线条状。另一种方式，第一极耳31与第二极耳32均为直线条状，第一极耳31与第二极耳32不弯折呈直线条状，第一极耳31与第二极耳32穿过第一容纳腔11的开口12延伸至第二容纳腔21中并从第二容纳腔21伸出。第一极耳31与第二极耳32可以平行间隔设置，第一极耳31与第二极耳32之间可以设置绝缘间隔层，通过绝缘间隔层可以使得第一极耳31与第二极耳32之间隔离开并处于绝缘，防止第一极耳31与第二极耳32之间接触。在第一极耳31与第二极耳32的表面可以包覆绝缘层，通过绝缘层可以具有保护作用。

在本申请实施例的电池结构中，电芯30设置于第一容纳腔11中，第一极耳31与第二极耳32穿过第一容纳腔11的开口12延伸至第二容纳腔21中，第一极耳31与第二极耳32中的至少一个位于第一容纳腔11中的部分为直线条状，减少极耳在第一容纳腔11中的弯折，在电池跌落时，可以减少极耳弯折后形成的应力集中点与内部卷芯的接触，减少对卷芯造成的损伤，减少内部短路风险，避免电芯过热，降低安全风险。

在一些实施例中，如图2c所示，第一极耳31、第二极耳32与顶封体20均为直线条状，第一极耳31、第二极耳32与顶封体20均不弯折，第一极耳31与第二极耳32位于电芯30的同一侧且平行间隔设置，第一极耳31与第二极耳32的延伸方向和顶封体20的延伸方向相同。主壳体10可以为长方体状，顶封体20可以垂直于主壳体10的表面，第一极耳31与第二极耳32可以不弯折，整体呈直线状，第一极耳31与第二极耳32可以直接延伸穿过开口12后伸入顶封体20的第二容纳腔21中，可以从第二容纳腔21伸出，不需要弯折，可以减少弯折，减少极耳弯折后形成的应力集中点，可以减少对卷芯造成的损伤。

在另一些实施例中，第一极耳31位于电芯30的一侧，第一极耳31与顶封体20可以均为直线条状，第一极耳31与顶封体20不弯折，第一极耳31与顶封体20的延伸方向相同。第一极耳31可以不弯折，整体呈直线状，第一极耳31可以直接延伸穿过开口12后伸入第二容纳腔21中，可以从第二容纳腔21伸出，不需要弯折，可以减少弯折，减少极耳弯折后形成的应力集中点，可以减少对卷芯造成的损伤。第二极耳32位于电芯30的另一侧，位于第一容纳腔11中的第二极耳32可以为弯折状，也即是，第二极耳32在第一容纳腔11中的部分可以弯折，可以呈直角弯折。第二极耳32弯折后朝向第一容纳腔11的开口12延伸且穿过第一容纳腔11的开口12延伸至第二容纳腔21。第一极耳31与第二极耳32可以不需要均弯折，第一极耳31与第二极耳32中的一个可以弯折，可以减少弯折，减少极耳弯折后形成的应力集中点，减少对卷芯造成的损伤。第二极耳32可以为柔软的导电材料，可以减小极耳弯折后形成的应力，减少对卷芯造成的损伤。

可选地，如图2c和图3c所示，第一极耳31与第二极耳32位于第二容纳腔21的部分可以平行间隔设置，可以减少弯折，降低第一极耳31与第二极耳32之间接触的风险，防止短路。

可选地，第一极耳31可以为负极耳，第二极耳32可以为正极耳，第二极耳32可以为铝材质，第二极耳32比较柔软，可以减小极耳弯折后形成的应力，减少对卷芯造成的损伤。

在一些实施例中，第一容纳腔11的开口12可以位于主壳体10的边缘。顶封体20可以靠近主壳体10的边缘设置。顶封体20可以弯折，顶封体20在弯折后可以沿着主壳体10的外周设置。

可选地，如图1所示，电池结构还可以包括：主板40，主板40可以设置于顶封体20上，第一极耳31与第二极耳32伸出第二容纳腔21的部分可以与主板40电连接，第一极耳31与第二极耳32伸出第二容纳腔21的部分可以通过导电件41与主板40电连接，主板40上可以具有电器元件，导电件41可以为镍片。

在本申请的实施例中，如图1所示，顶封体20可以为L型，顶封体20可以包括第一顶封体201与第二顶封体202，第一顶封体201的一端与主壳体10可以垂直连接，第一顶封体201的另一端与第二顶封体202连接，第一顶封体201的另一端与第二顶封体202可以垂直连接，第二顶封体202与主壳体10可以间隔设置，第二顶封体202与主壳体10可以间隔一定的间距，第二顶封体202可以围绕主壳体10的周向延伸，通过顶封体20可以对主壳体10的顶封区域进行支撑，防止电池在跌落时电芯从顶封区域窜动冲开顶封封装区。第二顶封体202与主壳体10之间可以设置弹性层，具有缓冲作用，减小电池在跌落时电芯从顶封区域窜动对于第二顶封体202的冲击，降低冲开顶封封装区的风险。

第二容纳腔21为L型，第二容纳腔21从顶封体20的一端端部延伸至顶封体20的另一端端部，第二容纳腔21可以从顶封体20的两端端部贯穿，第一极耳31与第二极耳32可以穿过第一容纳腔11的开口12沿第二容纳腔21延伸，第一极耳31与第二极耳32可以从第二容纳腔21远离主壳体10的一端端部穿出，以便于第一极耳31与第二极耳32引出后与主板40电连接。第一极耳31与第二极耳32位于第一容纳腔11中的部分可以为直线条状，不弯折，第一极耳31与第二极耳32在第二容纳腔21中的部分可以弯折，减少极耳在第一容纳腔11中的弯折，在电池跌落时，可以减少极耳弯折后形成的应力集中点与内部卷芯的接触，减少对卷芯造成的损伤，减少内部短路风险。另外，通过顶封体20可以对主壳体10的顶封区域进行支撑，防止电池在跌落时电芯从顶封区域窜动冲开顶封封装区。

可选地，如图1所示，第一极耳31与第二极耳32位于第二容纳腔21中的部分可以均为L型，第一极耳31与第二极耳32位于第二容纳腔21中的部分可以沿着顶封体20的弯折方向弯折延伸，第一极耳31与第二极耳32的形状和顶封体20的弯折形状对应一致，便于极耳的延伸。第一极耳31与第二极耳32位于第二容纳腔21中的部分的弯折位置可以不同，第一极耳31与第二极耳32位于第二容纳腔21中的部分的弯折位置可以间隔开一定的间距，可以减少短路风险。

在一些实施例中，如图1所示，电池结构还可以包括：主板40，主板40设置于第二顶封体202远离主壳体10的一侧，第一极耳31与第二极耳32伸出第二容纳腔21的部分与主板40电连接。第一极耳31与第二极耳32伸出第二容纳腔21的部分可以通过导电件41与主板40电连接，主板40上可以具有电器元件，导电件41可以为镍片。

在本申请的实施例中，如图2a、图3a所示，位于第一容纳腔11中的第一极耳31的外侧可以包覆有第一绝缘保护层33，位于第一容纳腔11中的第二极耳32的外侧可以包覆有第二绝缘保护层34，绝缘保护层可以为绝缘胶带，通过绝缘保护层可以保护极耳，防止极耳出现短路。位于第二容纳腔21中的第一极耳31的外侧也可以包覆有第一绝缘保护层33，位于第二容纳腔21中的第二极耳32的外侧也可以包覆有第二绝缘保护层34，通过绝缘保护层可以保护极耳，防止极耳出现短路。

在一些实施例中，如图2a、图2c、图3a和图3c所示，电芯30可以包括：第一电极片51、第二电极片52与隔离膜53，第一极耳31可以为负极耳，第二极耳32可以为正极耳，第一电极片51、第二电极片52和位于第一电极片51与第二电极片52之间的隔离膜53卷绕成电芯30，第一极耳31与第一电极片51电连接，第二极耳32与第二电极片52电连接。第一极耳31可以使用材质更软的铜镀镍极耳，降低极耳弯折后的应力，减少对卷芯的挤压损坏。

电芯可以为卷绕式结构，第一极耳31与第二极耳32可以均从电芯的上半部分同侧出，然后按照图1中顶封体20的弯折方式进行顶封弯折，顶封之后可以在顶封体20上设置主板40，可以通过焊接将主板40焊接在顶封体20上。

其中，如图2a所示，电芯可以为卷绕式结构，将第一极耳31与第二极耳32焊接在卷芯的同侧，将第一电极片51、第二电极片52与隔离膜53按卷绕的方式做成卷芯。图2b中所示为提前冲好坑的铝塑膜，可以将铝塑膜的a部分弯折至与b部分连接形成壳体，如图2c所示，将卷芯用提前冲好坑的铝塑膜封装，可以将卷芯未焊接极耳的一侧放在铝塑膜冲坑区中，可以按照图1的方式将顶封的顶封体20向上弯折，然后进行主板封装做成电池。顶封向深坑面弯折后，极耳不会在靠近卷芯区域发生弯曲而形成应力集中点，不会对卷芯头部造成损伤，电芯更安全，同时也提高了电池的能量密度和抗跌落性能。

电芯同样使用卷绕式结构，与图2a中的不同点在于两个极耳不设计在卷芯的同一侧。其中，如图3a所示，电芯使用卷绕式结构，将第一极耳31与第二极耳32焊接在电芯的异侧，将第一电极片51、第二电极片52与隔离膜53按卷绕的方式做成卷芯。图3b中所示为提前冲好坑的铝塑膜，可以将铝塑膜的c部分弯折至与d部分连接形成壳体，如图3c所示，将电芯用提前冲好坑的铝塑膜封装，可以将电芯焊接第二极耳32的一侧放在铝塑膜冲坑区中(深坑面)，将焊接第一极耳31的一侧放在铝塑膜的非冲坑区(或浅坑区)，做好的电芯按照图1中的方式将顶封的顶封体20向上弯折，然后进行主板封装做成电池。由于第一极耳31设计在浅坑面，顶封向深坑面弯折后，第一极耳31不会在电芯内部靠近电芯头部的区域发生弯曲而形成应力集中点，不会对电芯头部造成损伤，电芯更安全，同时也提高了电池的能量密度和抗跌落性能。第二极耳32的材质可以使用铝，本身质地较软，即使弯折后会形成应力集中点，对电芯头部的损伤更小，同时由于第二极耳32在电芯内部提前弯曲了，在顶封弯折时第二极耳32存在缓冲距离，不易发生断裂。

本申请实施例提供一种电子设备，包括上述实施例中所述的电池结构。具有上述实施例中所述的电池结构的电子设备，抗跌性能好，电池跌落后不易破损。

上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (14)

1.一种电池结构，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括主壳体与顶封体，所述顶封体与所述主壳体连接，所述主壳体具有带开口的第一容纳腔，所述顶封体具有与所述第一容纳腔的开口连通的第二容纳腔；

电芯，所述电芯设置于所述第一容纳腔中，所述电芯连接有第一极耳与第二极耳，所述第一极耳与所述第二极耳穿过所述第一容纳腔的开口延伸至所述第二容纳腔中，且从所述第二容纳腔伸出，所述第一极耳与所述第二极耳中的至少一个位于所述第一容纳腔中的部分为直线条状。

2.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，所述第一极耳、所述第二极耳与所述顶封体均为直线条状，所述第一极耳与所述第二极耳位于所述电芯的同一侧且平行间隔设置，所述第一极耳与所述第二极耳的延伸方向和所述顶封体的延伸方向相同。

3.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，所述第一极耳位于所述电芯的一侧，所述第一极耳与所述顶封体均为直线条状，所述第一极耳与所述顶封体的延伸方向相同；

所述第二极耳位于所述电芯的另一侧，位于所述第一容纳腔中的第二极耳为弯折状，所述第二极耳弯折后朝向所述第一容纳腔的开口延伸且穿过所述第一容纳腔的开口延伸至所述第二容纳腔。

4.根据权利要求3所述的电池结构，其特征在于，所述第一极耳与所述第二极耳位于所述第二容纳腔的部分平行间隔设置。

5.根据权利要求3所述的电池结构，其特征在于，所述第一极耳为负极耳，所述第二极耳为正极耳。

6.根据权利要求5所述的电池结构，其特征在于，所述第二极耳为铝材质。

7.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，所述第一容纳腔的开口位于所述主壳体的边缘。

8.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，还包括：

主板，所述主板设置于所述顶封体上，所述第一极耳与所述第二极耳伸出所述第二容纳腔的部分与所述主板电连接。

9.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，所述顶封体为L型，所述顶封体包括第一顶封体与第二顶封体，所述第一顶封体的一端与所述主壳体垂直连接，所述第一顶封体的另一端与所述第二顶封体连接，所述第二顶封体与所述主壳体间隔设置；

所述第二容纳腔为L型，所述第二容纳腔从所述顶封体的一端端部延伸至所述顶封体的另一端端部，所述第一极耳与所述第二极耳穿过所述第一容纳腔的开口沿所述第二容纳腔延伸。

10.根据权利要求9所述的电池结构，其特征在于，所述第一极耳与所述第二极耳位于所述第二容纳腔中的部分均为L型。

11.根据权利要求9所述的电池结构，其特征在于，还包括：

主板，所述主板设置于所述第二顶封体远离所述主壳体的一侧，所述第一极耳与所述第二极耳伸出所述第二容纳腔的部分与所述主板电连接。

12.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，位于所述第一容纳腔中的第一极耳的外侧包覆有第一绝缘保护层，位于所述第一容纳腔中的第二极耳的外侧包覆有第二绝缘保护层。

13.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，所述电芯包括：

第一电极片、第二电极片与隔离膜，所述第一电极片、所述第二电极片和位于所述第一电极片与所述第二电极片之间的所述隔离膜卷绕成所述电芯，所述第一极耳与所述第一电极片电连接，所述第二极耳与所述第二电极片电连接。

14.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-13中任一项所述的电池结构。

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