CN116706275A - 一种电池及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例公开了电池及电子设备。该电池包括电芯和保护板组件，该电芯的头部具有顶封，且电芯的极耳自顶封伸出，保护板组件包括FPC和第一保护器件，第一保护器件为电池厚度方向上的尺寸大于预设阈值的保护器件，该FPC包括第一部和第二部，FPC的第一部用于叠放设置在电芯顶封上，FPC的第二部自第一部向远离顶封的方向延伸形成，通过FPC连接形成电芯与主板之间的电信号回路；第一保护器件设置在FPC的第二部。如此设置，将高度尺寸大于预设阈值的第一保护器件自顶封位置处移出，远离顶封上方的叠放区域配置，可减少保护器件在顶封位置处的空间占用，有效提升电池的体积能量密度，符合产品轻薄化设计的趋势性要求。

Description

一种电池及电子设备
技术领域
本申请实施例涉及电子技术领域，尤其涉及一种电池及电子设备。
背景技术
随着电脑、手机等电子设备的轻薄化需求日益增强，控制电池体积并提升电池能量密度已成为行业内重点关注的研发方向。以软包锂离子电池为例，电池厚度主要受限于堆叠在顶封上的保护板组件的尺寸。
请参见图1和图2，其中，图1为一种典型的电池10′整体结构示意图，该电池10′的保护板组件2′位于电芯1′的头部，具体堆叠在自电芯1′本体外伸的顶封11′上；图2示出了该保护板组件2′的堆叠组装关系示意图。
结合图2所示，电芯1′的极耳12′通过U型转接片21′焊在PCB22′的下方，并通过位于PCB(printed circuit board，印刷电路板)22′上方的FPC(flexible printed circuit，柔性电路板)23′与负载器件电连接，形成电信号回路。保护器件24′设置在PCB22′的下方，且位于极耳12′前侧。当电芯厚度降低到一定尺寸以下时，叠放在顶封11′上的保护板组件将超过电芯主体厚度，也就是说，保护板组件2′的各堆叠结构构成部分，无法适应较薄电芯的厚度尺寸，导致电池的整体厚度较大，需要总体设计配给额外的电池空间容纳，不利于电池体积能量密度的提升；特别是，对于超薄电池(例如厚度小于3.0mm)来说，上述保护板组件堆叠方式对电池体积能量密度的影响尤为显著。
发明内容
本申请实施例提供了一种电池及电子设备，通过缩小电芯顶封位置处的厚度尺寸，提升电池的体积能量密度。
本申请实施例第一方面提供了一种电池，包括电芯和保护板组件，该电芯的头部具有顶封，所述顶封沿所述电芯的长度方向设置，且电芯的极耳自顶封伸出；该保护板组件包括FPC和第一保护器件，第一保护器件为电池厚度方向上的尺寸大于预设阈值的保护器件，保护器件用于构建保护电路，该FPC包括第一部和第二部，FPC的第一部用于叠放设置在顶封上，且FPC的第一部上设置有与极耳电连接的第一连接部；FPC的第二部自第一部向远离顶封的方向延伸形成，且FPC的第二部的延伸端设置有用于与主板电连接的第二连接部，以用于连接形成电芯与主板之间的电信号回路；第一保护器件设置在FPC的第二部。如此设置，将高度尺寸大于预设阈值的第一保护器件，设置在FPC的第二部上，也即远离顶封上方的叠放区域配置该第一保护器件，可减少较大尺寸的保护器件在顶封位置处的空间占用，叠放在顶封上的保护板组件结构得以与电芯主体厚度尺寸匹配，避免超出轻薄电芯的主体外廓。这样，在满足轻薄化设计要求的基础上，可有效增加电池的体积能量密度。
另外，基于FPC的第二部自第一部延伸形成的结构特点，可根据电子设备的内部容纳腔的布置空间进行设置，以同时减少该保护板组件结构在电池头部长度方向上的空间占用，进一步提升电池的体积能量密度。
在实际应用中，器件高度尺寸大于预设阈值的第一保护器件，可以为一个或者多个。
示例性的，用于与极耳电连接的第一连接部可以为极耳焊盘，用于与主板电连接的第二连接部可以为连接器。
基于第一方面，本申请实施例还提供了第一方面的第一种实施方式：还包括短路保护结构，短路保护结构设置在FPC上。这样，在电芯和保护器件之间的线路上配置有短路保护结构，以在两者之间的线路发生短路时得到可靠的保护，以避免了电流过大造成的热损伤等安全风险，为电池充放电过程的安全性提供了可靠的技术保障。
示例性的，该短路保护结构可以设置在FPC的第一部上的靠近电芯侧的位置处，或者该短路保护结构还可以设置在所述FPC的且位于第二部上的靠近第一部的位置处。
在实际应用中，该短路保护结构可以为窄线段，当发生短路时，局部走线变窄的设计迅速熔断，避免危险发生，实现短路保护的功能。
在其他实际应用中，该短路保护结构还可以为熔断器，或者短路阻断器。
基于第一方面，或第一方面的第一种实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第二种实施方式：保护板组件还包括第二保护器件，第二保护器件为电池厚度方向上的尺寸小于或者等于预设阈值的保护器件，第二保护器件设置在FPC的第二部上。这样，保护电路集成配置在FPC的第二部上，电路整体布局更加合理，兼具良好的可靠性。
在其他实际应用中，还可以将第二保护器件设置在FPC的第一部上。根据产品总体设计及具体保护电路的架构设计进行合理布置，可满足不同应用场景的功能需要。
基于第一方面，或第一方面的第一种实施方式，或第一方面的第二种实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第三种实施方式：设置在FPC的第二部上的保护器件被封装后焊接在第二部上。如此设置，可避免可靠性测试或组装操作中发生撞件，且具有较好的可操作性。
基于第一方面，或第一方面的第一种实施方式，或第一方面的第二种实施方式，或第一方面的第三种实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第四种实施方式：设置在FPC的第二部上的保护器件直接设置在第二部上。在此基础上，还包括第三补强片，保护器件焊接于该第二部的基板一侧表面，该第三补强片贴合固定于与保护器件相对的第二部的基板另一侧表面。如此设置，能够获得良好的局部结构刚度，以便保护器件处于稳定可靠的使用状态。
基于第一方面，或第一方面的第一种实施方式，或第一方面的第二种实施方式，或第一方面的第三种实施方式，或第一方面的第四种实施方式，本申请实施例还提供了第一方面的第五种实施方式：还包括正极连接片和负极连接片，正极连接片和负极连接片分别与FPC的第一部焊接，正极连接片和负极连接片分别用于与自顶封伸出的正极极耳和负极极耳电连接。组装完成后，正极极耳和正极连接片以及负极极耳和负极连接片，分别叠合设置在FPC的第一部和顶封之间，在实现可靠电连接关系的基础上，能够合理控制电芯顶封位置处的厚度尺寸。
在实际应用中，可以包括第一补强片，正极连接片和负极连接片分别焊接于第一部的基板一侧表面，相应地，该第一补强片贴合固定于第一部的基板另一侧表面。如此设置，可利用第一补强片的支撑作用，增强第一部的结构刚度。
示例性的，该第一补强片可以采用金属材料或非金属材料制成。
在实际应用中，该FPC的第一部通过正极连接片与正极极耳电连接，且通过负极连接片与负极极耳电连接；正极连接片和负极连接片均为“U”字型连接片，正极极耳和负极极耳自顶封伸出并朝向电芯的主体侧弯折，且分别内置于“U”字型的正极连接片和负极连接片的开口中；正极极耳和正极连接片以及负极极耳和负极连接片，分别叠合设置在FPC的第一部和顶封之间。在满足电流通路可靠性的基础上，具有结构简单紧凑的特点。
基于第二方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括主板和电池，该电池采用如前所述的电池，该电池的保护板组件与主板电连接。
在实际应用中，基于该保护板组件的电池，可应用于具有轻薄化设计要求的应用场景，具体可以为手机、平板电脑、笔记本电脑及可穿戴设备等包括充电电池的电子设备。
基于第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括主板、副板和电池，电池包括电芯、保护板组件和第一保护器件；电芯的头部具有顶封，所述顶封沿所述电芯的长度方向设置，且电芯的正极极耳和负极极耳自顶封伸出；该保护板组件包括FPC，FPC包括第一部和第二部，FPC的第一部叠放设置在顶封上，且FPC的第一部上设置有与极耳电连接的第一连接部；FPC的第二部自第一部向远离所述顶封的方向延伸形成，且FPC的第二部的延伸端设置有第二连接部，主板上设置有与第二连接部电连接的第三连接部；第一保护器件为电池厚度方向上的尺寸大于预设阈值的保护器件，第一保护器件设置在主板上，或者至少第一保护器件设置在副板上。如此设置，将移出的保护器件设置在电子设备的主板或副板上，同样实现了远离该顶封的叠放区域设置保护器件，以低顶封位置处的厚度。
在实际应用中，该电子设备还可以包括短路保护结构，短路保护结构设置在FPC上。
示例性的，短路保护结构为窄线段；或者，短路保护结构为熔断器或者短路阻断器。
基于第四方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括主板、副板和电池，电池包括电芯和保护板组件和第一保护器件，电芯的头部具有顶封，所述顶封相对于所述电芯弯折，且沿电芯的厚度方向设置，电芯的极耳自顶封伸出；保护板组件包括FPC，FPC包括第一部和第二部，FPC的第一部叠放设置在顶封上，且FPC的第一部上设置有极耳电连接的第一连接部；FPC的第二部自第一部向远离顶封的方向延伸形成，且FPC的第二部的延伸端设置有第二连接部，主板上设置有与第二连接部电连接的第三连接部；第一保护器件为电池长度方向上的尺寸大于预设阈值的保护器件，第一保护器件设置在主板上，或者，设置在副板上。如此设置，可减小较大尺寸的保护器件在顶封位置处长度方向上的空间占用，能够减少较大尺寸的保护器件在顶封位置处的空间占用，在满足轻薄化设计要求的基础上，同样可有效增加电池的体积能量密度。
附图说明
图1为一种典型的电池整体结构示意图；
图2示图1中所示电池的保护板组件的堆叠组装关系示意图；
图3为本申请实施例提供的一种手机的结构示意图；
图4为图3中所示电池的组装关系示意图；
图5为本申请实施例提供的一种保护板组件的组装关系示意图；
图6为图5中所示保护板组件的装配爆炸示意图；
图7为本申请实施例提供的一种FPC的结构示意图；
图8为图5中所示的电池保护组件与顶封的组装关系侧视图；
图9为本申请实施例提供的一种FPC的防短路结构的局部示意图；
图10为本申请实施例提供的另一种FPC的防短路结构的局部示意图；
图11为本申请实施例提供的另一种保护板组件的整体结构示意图；
图12为本申请实施例提供的又一种保护板组件的整体结构示意图；
图13为本申请实施例提供的另一种手机的结构示意图；
图14示出了图13中所示手机的电池仓的示意图；
图15为本申请实施例提供的另一种手机的结构示意图；
图16为本申请实施例提供的又一种手机的结构示意图；
图17为本申请实施例提供的另一种保护板组件的组装关系示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种电池保护板组件的布局方案，可合理控制电芯顶封位置处的厚度尺寸，在满足轻薄化设计要求的基础上，有效提升电池的体积能量密度。
通常，应用于手机、平板电脑等电子设备的电池，包括电芯和保护板组件。电芯用于向电子设备的器件进行供电，电池保护板用于保护电池安全，例如但不限于提供过充、过放、过流、短路及防伪等保护功能，以避免电池充放电过程中出现安全可靠性问题。
该保护板组件包括电路板及相应的保护器件，并由此构建实现保护功能的保护电路。其中，保护器件的配置需要根据保护电路的控制逻辑设计进行选择，例如但不限于，可以包括：检流电阻、用于检测电池温度的NTC(Negative Temperature Coefficient，负温度系数)电阻、用于控制电池充/放电回路断开的晶体管、用于端口浪涌防护的瞬态抑制二极管和用于实现电池过压、欠压、过流等故障检测的保护芯片等器件，以及芯片外围电路所需常规电阻、电容器件等。这里，基于上述保护器件构建形成的保护电路可以采用现有技术实现，故本文不再赘述。
对于保护板组件的各功能构成部分，在图2中所示的典型架构中，当电芯厚度降低到一定尺寸(例如但不限于3.0mm)以下时，基于通常工艺实现方式的限制，保护板组件在电池厚度方向上的尺寸无法进一步减小，叠放在顶封11′上的保护板组件将超过电芯1′的主体厚度，直接影响电池体积能量密度的提升。
基于此，本申请实施例提供了一种保护板组件的布局实现方案，该保护板组件可以包括FPC(flexible printed circuit，柔性电路板)和保护器件，该FPC包括第一部和第二部，FPC的第一部用于设置在顶封上方的叠放区域，FPC的第一部上设置有用于与极耳电连接的第一连接部，FPC的第二部自第一部延伸形成，FPC的第二部的延伸端设置有用于与主板电连接的第二连接部；其中，用于构建保护电路的各保护器件具有不同的高度尺寸，可以定义器件高度尺寸大于预设阈值的保护器件为第一保护器件，至少构建该保护电路的保护器件中的第一保护器件设置在FPC的第二部上。也即，至少将电池厚度方向上的尺寸大于预设阈值的第一保护器件设置在FPC的第二部上。
这里，“器件高度尺寸”是指相应的保护器件在叠放方向上影响电池厚度的尺寸，且“预设阈值”并非特别指代为一个具体的特定尺寸，具体可以针对不同电池产品进行确定，以根据需要控制电芯顶封位置处的厚度尺寸。器件高度尺寸大于预设阈值的第一保护器件，可以为一个或者多个。如此设置，将高度尺寸大于预设阈值的第一保护器件，设置在FPC的第二部上，也即远离顶封上方的叠放区域配置第一保护器件，可减少较大尺寸的保护器件在顶封位置处的厚度方向上的空间占用，叠放在顶封上的保护板组件结构得以与电芯主体厚度尺寸匹配，避免超出轻薄电芯的主体外廓。这样，在满足轻薄化设计要求的基础上，可有效增加电池的体积能量密度。
另外，基于FPC的第二部自第一部延伸形成的结构特点，可根据电子设备的内部容纳腔的布置空间进行设置，以同时减少该保护板组件结构在电池头部长度方向上的空间占用，进一步提升电池的体积能量密度。
本申请实施例提供的电池保护板组件的布局方案，可以应用在具有产品轻薄化设计要求的不同场景下，例如但不限于，手机、平板电脑、笔记本电脑、智能穿戴产品(例如，智能手表、智能手环)、虚拟现实(virtual reality，VR)终端设备、增强现实(augmentedreality，AR)终端设备等具有充电电池的电子设备。请参见图3，该图为本申请实施例提供的一种手机的结构示意图。
如图3所示，该手机100的系统架构中，电池10、主板20及电子元器件30内置于手机的容纳腔。电池10的电芯1设置在电池仓1001中，保护板组件2与电芯1顶部相连，同时该保护板组件2连接至主板20。电池10可供电至主板20，并可以通过主板20供电至电子元器件30。
对于产品轻薄化设计要求，电池10在厚度方向上空间占用相应减小。通常，电池10的电芯1主体及位于其头部的顶封11区域的体积越小，越利于电池体积能量密度的提升。请一并参见图4，该图为图3中所示电池的组装关系示意图。这里，为了清楚示明位于手机内部的电池10的相对位置关系，图3和图4中均未示出视角侧构成手机外壳部分的结构。
其中，顶封11沿电芯1的长度方向设置，顶封11位置处的厚度尺寸需要得以合理控制。基于本申请实施例提供的保护板组件2，可以将保护器件22远离该顶封11的叠放区域进行配置，以降低顶封位置处的厚度。特别是，对于折叠屏手机来说，该技术优势尤为显著。
为了更好地理解本申请的技术方案和技术效果，不失一般性，以下将结合附图对具体实施例进行详细的描述。请参见图5和图6，其中，图5为本申请实施例提供的一种保护板组件的组装关系示意图，图6为图5中所示保护板组件的装配爆炸示意图。
该电池10的保护板组件2与电芯1相连，保护板组件2包括FPC21和保护器件22，并以FPC21作为构建保护电路的基体。如图5所示，该FPC21包括第一部211和第二部212，FPC的第一部211用于设置在顶封11上方的叠放区域，第一部211通过第一连接部与自顶封11伸出的极耳12电连接；FPC的第二部212自第一部211延伸形成，第二部212通过第二连接部与主板电连接。
结合图6所示，自顶封11伸出的极耳12包括正极极耳12a和负极耳12b，并通过相应配置的“U”字型连接片23与FPC21的第一部211电连接，正极极耳12a通过正极连接片23a与FPC21的第一部211上第一连接部的正极接口相连，负极极耳12b通过负极连接片23b与FPC的第一部211上第一连接部的负极接口相连。例如但不限于，第一连接部可以为设置在FPC21的第一部211上的极耳焊盘，本申请实施例不作限定。正极极耳12a和正极连接片23a以及负极极耳12b和负极连接片23b，分别叠合设置在述FPC21的第一部和顶封11之间。请一并参见图7，该图为本申请实施例提供的一种FPC的结构示意图。
此外，FPC的第一部与极耳之间的用于实现电连接的连接片，非局限于图中所示的“U”字型，在具体实现中还可以采用“L”字型连接片，也就是说，相应的连接片通过一次弯折也可实现上述电连接关系，可进一步减薄顶封位置处的厚度尺寸。这里，对于该连接片的结构样态，本申请实施例不作限定。
如图7所示，该FPC21的第一部211与第二部212成角度设置。本实施方案中，FPC21用于连接形成电芯1与主板20之间的电信号回路，同时用于构建保护电路。其中，第一部211的结构样态适配于电芯1头部的顶封11，由此可合理控制在电池长度方向上的尺寸占用；第二部212的结构样态主要适配于自顶封11处移出的保护器件22的组装，以及与主板20相连接的接口配置需要。
可以理解的是，该FPC21的基体结构非局限于图中所示的弯曲和折叠布置。在具体实现中，FPC21的基体结构可以根据实际产品内部元器件或结构的布置，采用避让结构设计。
再如图3所示，基于第二部212的延伸设置，用于构建保护电路的保护器件22位于主板仓1002侧，也即位于电池仓1001的外部。这里，保护器件22可以包括保护芯片、检流电阻、NTC电阻、晶体管、瞬态抑制二极管(稳压管)、MOS(保护板执行开关)，以及芯片外围电路所需常规电阻、电容器件等器件类型。在具体实现中，具体器件及配置数量可以根据保护电路的功能设定进行选择，本申请实施例不作限定。
本实施方案，将自顶封11位置处移出的各保护器件22封装后，具体可以封装成COB(Chips on Board，板上芯片封装)或SIP(System In a Package，系统级封装)，再将封装体焊接到FPC的第二部212上。相较于图2中所示顶封位置处的结构配置方式，本方案可有效减小保护器件22在顶封11位置处的高度空间占用。请一并参见图8，该图为图5中所示的电池保护组件与顶封的组装关系侧视图。
在顶封11位置处，极耳12自顶封11向上伸出后朝向电芯1的主体侧弯折，位于顶封11上方，并通过连接片23与FPC21的第一部211焊接固定，如图8所示，该极耳12内置于“U”字型连接片23的开口中。连接片23可以通过绝缘胶层13固定在顶封11上。本实施方案，将保护器件22设置在FPC的第二部212，减少了保护器件在顶封位置处的空间占用，保护板组件2的叠放在顶封上的结构部分，不会超出电芯1的主体外廓。
为了进一步提高保护板组件2的组装工艺性，本实施方案还可以包括第一补强片24。如图6和图8所示，正极连接片23a和负极连接片23b分别焊接于第一部211的基板一侧表面该第一补强片24与FPC21的第一部211的基板另一侧表面贴合固定，可支撑该第一部211并增强其结构刚度。如图8所示，该顶封11位置处的叠合高度尺寸H得以合理控制，符合产品轻薄化设计的趋势性要求。
在具体实现上，第一补强片24可以采用金属材料或非金属材料制成，只要不影响FPC21的功能实现均可，本申请实施例不作限定。
本实施方案中，FPC21的第二部212上的第二连接部，为设置在其延伸端的第一连接器25，并通过第一连接器25与主板20上相应设置的第二连接器201插装扣合，建立相应信号接口的电连接，也即，通过相适配的一组连接器实现与主板20侧的正电压端和负电压端电连接，形成电信号回路。在具体实现中，插装扣合的第一连接器25和第二连接器201，可以设置为两组，并由此形成双回路控制。
这里，为了提高第一连接器25的操作可靠性，第二部212的延伸端还可以包括第二补强片26，该第二补强片26设置在第一连接器25相对侧的第二部212上，具体如图6和图8所示。
在具体实现中，保护板组件2可以包括两个连接器：正极连接器和负极连接器(图中未示出)，通过正极连接器与主板20侧的正电压端电连接，通过负极连接器与主板20侧的负电压端电连接，形成电信号回路。
另外，对于包括两个连接器的实现方式，FPC21的第二部可以包括两个，分别自FPC21的第一部211延伸形成，正极连接器和负极连接器可以分别配置在相应的第二部上，分别与主板侧的连接器扣合，形成电信号回路。
当然，对于包括两个连接器的实现方式，FPC21也可以如图7中所示的包括一个第二部，正极连接器和负极连接器间隔设置在第二部的延伸端，同样可分别与主板侧的连接器扣合，形成电信号回路。
在其他具体实现中，用于与主板电连接的第二连接部还可以为焊盘或导线等结构，本申请实施例不作限定。为了避免移出后的保护器件22与电芯1主体之间短路，而影响到电池充放电过程中的安全可靠性，本实施方案在电芯1和保护器件22之间的线路上配置有短路保护结构，以在两者之间的FPC21线路发生短路时得到可靠的保护，以避免了电流过大造成的热损伤等安全风险。
请参见图9，该图为本申请实施例提供的一种FPC的防短路结构的局部示意图。如图9所示，在电流通路正常的情况下，可以将FPC21的导线设置窄线段213a。当发生短路时，基于窄线段213a形成局部走线变窄的设计可迅速熔断，避免危险发生，实现短路保护的功能。
在具体实现中，柔性基板内的导线可以采用导电性能较好的材料制成，例如但不限于铜箔或铜线，走线变窄后可通过增加走线距离增加局部阻抗，从而可在保障走线应力可靠性的基础上达到相同的效果。
请参见图10，该图为本申请实施例提供的另一种FPC的防短路结构的局部示意图。如图10所示，在FPC21的线路上设置熔断器(Fuse)213b，利用热敏元件在过载或短路情况下切断电流通路，以实现短路保护的功能。
在其他具体实现中，该防短路结构还可以为FPC21的线路上设置的短路阻断器(图中未示出)，利用电子元件或电磁元件来实现短路检测和切断电流。相较来说，短路阻断器可重复使用，检测到短路时切断电流，短路故障修复后可以重新连接电路并继续使用。
对于FPC21上的防短路结构，为了获得较好的保护作用，可以将窄线段、Fuse或者短路阻断器设置在第一部211的靠近电芯的位置处。在具体实现中，还可以将窄线段、Fuse或者短路阻断器设置在第二部212的靠近第一部211的位置处，也即设置在靠近电芯1主体的线路上，具体如图7中标记S所示位置区域。
另外，基于该FPC21的柔性基板，可以进一步合理分配保护器件的配置区域，具体地，将高度尺寸大于预设阈值的第一保护器件221远离该顶封11的叠放区域进行配置，请一并参见图11，该图为本申请实施例提供的另一种保护板组件的整体结构示意图。为了清楚示明本实施方案与图5所描述实施例的区别和联系，相同功能的构成或结构在图中以同一标记进行示意。
如图11所示，该保护板组件2c的保护器件分组配置，其中，高度尺寸大于预设阈值的第一保护器件221设置在FPC21的第二部212上，具体地，将各第一保护器件221封装后，再将封装体焊接到FPC的第二部212上，高度尺寸小于或等于预设阈值的第二保护器件222设置在FPC21的第一部211上。换言之，本实施方案将构建保护电路的各保护器件进行分组配置，具体分组可以如表1所示。
表1
在具体实现中，可以将影响到顶封11位置处叠放厚度的保护器件移出，例如但不限于保护芯片、晶体管和瞬态抑制二极管等器件；并将高度尺寸较小的保护器件设置在叠放在顶封11上方的第一部211，例如但不限于电池加密芯片、检流电阻和电池温度检测，以及外围电路所需常规电阻、电容器件等。如此设置，同样可以合理控制电芯顶封位置处的厚度尺寸。
需要说明的是，对于不同的电池应用场景，用于构建保护电路的各保护器件非局限于表1中所示的分组方式，只要通过FPC布线保证相应的保护器件位于正负极电回路中均可。例如，其中的检流电阻和NTC电阻，即可以利用电池仓空间进行设置，也可以采用移出至FPC21的第二部212的设置方式。
前述实施方案所描述的保护板组件，将移出的保护器件封装后，再焊接在FPC21的第二部212上，可避免可靠性测试或组装操作中发生撞件。在其他具体实现中，可以将移出的保护器件分别焊接固定在FPC21的第二部212上。请参见图12，该图为本申请实施例提供的又一种保护板组件的整体结构示意图。为了清楚示明本实施方案与图5和图11所描述实施例的区别和联系，相同功能的构成或结构在图中以同一标记进行示意。
如图12所示，该保护板组件2d的保护器件同样采用分组配置，其中，高度尺寸大于预设阈值的第一保护器件221焊接固定在FPC21的第二部212上，高度尺寸小于或等于预设阈值的第二保护器件222设置在FPC21的第一部211上，以减少电芯顶封位置处的叠放空间占用。
同时，针对第一保护器件221焊接区域的FPC21柔性基板，本实施方案设置有第三补强片27c，该第三补强片27c可以位于第一保护器件221相对侧的FPC21的第二部212上，如图12所示，第一保护器件221焊接于第二部222的基板一侧表面，第三补强片27c贴合固定于与第一保护器件221相对的第二部222的基板另一侧表面，以获得良好的局部结构刚度，以便保护器件处于稳定可靠的使用状态。
对于不同的电池应用场景，该保护板组件2d的保护器件可以全部配置在FPC21的第二部212上，并如图12所示焊接固定，并通过第三补强片提高局部结构刚度。
另外，在具体实现中，自顶封11处移出的保护器件还可以设置在电池仓内，特别是非规则形状的异形电池仓。请参见图13和图14，其中，图13为本申请实施例提供的另一种手机的结构示意图，图14示出了图13中所示手机的电池仓的示意图。为了清楚示明本实施方案与图3所描述实施例的区别和联系，相同功能的构成或结构在图中以同一标记进行示意。
如图13和图14所示，该手机100e的电池仓1001e为异形结构，电池10的电芯1位于该电池仓1001e内。本实施方案中，设置在FPC21的第二部212上的保护器件22，也位于该电池仓1001e内，具体可以如图13所示的布置在该异形电池仓1001e的角部位置，以充分利用异形电池仓1001e的内部空间。
这样，利用FPC21的柔性基板的结构特点，可适用于不同的应用场景下，具有较好的可适应性。可以理解的是，图中所示的异形电池仓的形状及比例尺寸仅为示例，本申请实施例不作限定。
此外，请参见图15，该图为本申请实施例提供的另一种手机的结构示意图。该图示出了另一种将自顶封11处移出的保护器件设置在电池仓内的实施方案。为了清楚示明本实施方案与图3所描述实施例的区别和联系，相同功能的构成或结构在图中以同一标记进行示意。
如图15所示，该手机100f的电池仓1001为矩形结构，位于该电池仓1001内的电芯1f为异型结构，该电芯1f大致为呈“L”字型，且电池仓1001与主板20邻接的角部留有未占位空间。本实施方案中，设置在FPC21的第二部212f上的保护器件22，置于电池仓1001角部未占位空间，并利用第二部212f的基板布局实现与主板侧的连接。
前述实施方案所描述的保护板组件，自顶封11处移出的保护器件，均设置在FPC21的第二部212上。在其他具体实现中，可以将移出的保护器件设置在电子设备的主板上。请参见图16，该图为本申请实施例提供的又一种手机的结构示意图。为了清楚示明本实施方案与图4所描述实施例的区别和联系，相同功能的构成或结构在图中以同一标记进行示意。
如图16所示，本实施方案提供的手机100g，将自顶封11处移出的保护器件22g设置在主板20g上。该手机100g的电池10包括电芯1和保护板组件2g，保护板组件2g的FPC21g包括第一部211和第二部212g。这里，FPC21g的第二部212g上未配置保护器件。
本实施方案中，FPC21g的第一部211设置在顶封11上，其第二部212g自第一部211延伸形成，第二部212g设置为两个，且两个第二部212g的延伸端分别设置有第一连接器28g，并通过两个第一连接器28g分别与主板20g上相应设置的第二连接器201g插装扣合，建立相应信号接口的电连接，也即分别与主板20g侧的正电压端和负电压端电连接，形成电信号回路。其中，各保护器件22g构建形成的保护电路形成在主板20g上，以有效减小电芯顶封位置处的厚度尺寸。
在其他具体实现中，用于与主板侧相连的第二部可以为一个，只要能够实现上述功能需要均可。另外可以理解的是，FPC21g的第一部211侧作为第二连接部的第一连接器28g，与主板20g侧作为第三连接部的第二连接器201g相适配建立信号连接，在其他具体实现中还可以采用其他结构，例如但不限于焊盘或导线等。
在具体实现中，也可以将保护器件分组配置，其中，高度尺寸大于预设阈值的第一保护器件设置在主板20g上，高度尺寸小于或等于预设阈值的第二保护器件设置在FPC21g上。
在其他具体实现中，还可以将自顶封11处移出的保护器件22g设置在手机的小板(也称为副板，图中未示出)上，小板可通过排线与主板50连接，其上可以集成有受话器、按键充电接口等。将保护器件22g设置在手机的小板上，同样实现了远离该顶封11的叠放区域设置保护器件，以低顶封位置处的厚度。
进一步地，为了避免移出后的保护器件22g与电芯1主体之间短路，而影响到电池充放电过程中的安全可靠性，本实施方案在FPC21的第二部上设置有短路保护结构，该短路保护结构可以设置在第一部211的靠近电芯的位置处。在具体实现中，该短路保护结构还可以设置在第二部212g上的靠近第一部211的位置处，也即设置在靠近电芯1主体的线路上，具体如图16中标记S所示位置区域。
在具体实现中，该短路保护结构可以为FPC21导线上的窄线段，或者为设置在第二部上的熔断器或者短路阻断器。具体工作原理与前述实施方式相同，这里不再赘述。
前述实施方案中，顶封11沿电芯的长度方向延伸形成，在具体实现中，该顶封还可以自电芯伸出沿厚度方向弯折。请参见图17，该图为本申请实施例提供的另一种保护板组件的组装关系示意图。为了清楚示明本实施方案与图15所描述实施例的区别和联系，相同功能的构成或结构在图中以同一标记进行示意。
如图17所示，该电池10i的保护板组件2i与电芯1i相连，电芯1i头部的顶封11i伸出后弯折，并沿电芯1i的厚度方向设置。保护板组件2i的FPC21i包括第一部211i和第二部212i。这里，FPC21i的第一部211i与顶封11i伸出极耳电连接，FPC21i的第二部212g上未配置保护器件，将自顶封11处移出的第一保护器件设置在主板上(图中未示出)，同样地，构建保护电路的第一保护器件为高度尺寸大于预设阈值的保护器件，也即，将电池长度方向上的尺寸大于预设阈值的第一保护器件设置在主板上。
这样，可减小较大尺寸的保护器件在顶封位置处长度方向上的空间占用，能够减少较大尺寸的保护器件在顶封位置处的空间占用，在满足轻薄化设计要求的基础上，同样可有效增加电池的体积能量密度。
在其他具体实现中，将自顶封11处移出的第一保护器件还可以设置在副板上(图中未示出)。
应当理解，本实施方案中保护器件在电池长度方向上的尺寸，即为前述图15所描述实施方案中保护器件在电池厚度方向上的尺寸。
本申请实施例还提供了一种电子设备，该电子设备包括主板和电池，该电池可以为前述图3至图17中所描述的电池，或者该电池可以包括图3至图17中所描述的保护板组件。
除前述手机和平板电脑、笔记本电脑等移动终端设备外，该电子设备还可以包括个人数字助理(personaL digitaL assistant，PDA)、可穿戴设备、智能电视、虚拟现实(virtuaL reaLity，VR)设备、增强现实(augmented reaLity，AR)等包括有充电电池的电子设备。
应当理解，相应电子设备的其他功能构成非本申请的核心发明点所在，故本文不再赘述。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (15)

1.一种电池，其特征在于，包括电芯和保护板组件，所述电芯的头部具有顶封，所述顶封沿所述电芯的长度方向设置，且所述电芯的极耳自所述顶封伸出；所述保护板组件包括FPC和第一保护器件；所述第一保护器件为所述电池厚度方向上的尺寸大于预设阈值的保护器件；
所述FPC包括第一部和第二部，所述FPC的第一部叠放设置在所述顶封上，且所述FPC的第一部上设置有与极耳电连接的第一连接部；所述FPC的第二部自所述第一部向远离所述顶封的方向延伸形成，且所述FPC的第二部的延伸端设置有用于与主板电连接的第二连接部；
所述第一保护器件设置在所述FPC的第二部上。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，还包括短路保护结构，所述短路保护结构设置在所述FPC上。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述短路保护结构设置在所述FPC的第一部上的靠近电芯侧的位置处，或者所述短路保护结构设置在所述FPC的第二部上的靠近所述第一部的位置处。
4.根据权利要求2或3所述的电池，其特征在于，所述短路保护结构为窄线段；或者，所述短路保护结构为熔断器或者短路阻断器。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的电池，其特征在于，还包括第一补强片，所述第一连接部设置在所述第一部的基板一侧表面，所述第一补强片贴合固定于所述第一部的基板另一侧表面。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池，其特征在于，所述保护板组件还包括第二保护器件，所述第二保护器件为所述电池厚度方向上的尺寸小于或者等于预设阈值的保护器件，所述第二保护器件设置在所述FPC的第二部上。
7.根据权利要求1至5中任一项所述的电池，其特征在于，所述保护板组件还包括第二保护器件，所述第二保护器件为所述电池厚度方向上的尺寸小于或者等于预设阈值的保护器件，所述第二保护器件设置在所述FPC的第一部上。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池，其特征在于，设置在所述FPC的第二部上的保护器件被封装后设置在所述第二部上。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的电池，其特征在于，设置在所述FPC的第二部上的保护器件直接设置在所述第二部上。
10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，还包括第三补强片，所述保护器件焊接于所述第二部的基板一侧表面，所述第三补强片贴合固定于与所述保护器件相对的所述第二部的基板另一侧表面。
11.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括主板和电池，所述电池采用权利要求1-10所述的电池，所述电池的保护板组件与所述主板电连接。
12.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括主板、副板和电池，所述电池包括电芯和保护板组件和第一保护器件，所述电芯的头部具有顶封，所述顶封沿所述电芯的长度方向设置，且所述电芯的极耳自所述顶封伸出
所述保护板组件包括FPC，所述FPC包括第一部和第二部，所述FPC的第一部叠放设置在所述顶封上，且所述FPC的第一部上设置有极耳电连接的第一连接部；所述FPC的第二部自所述第一部向远离所述顶封的方向延伸形成，且所述FPC的第二部的延伸端设置有第二连接部，所述主板上设置有与所述第二连接部电连接的第三连接部；
所述第一保护器件为所述电池厚度方向上的尺寸大于预设阈值的保护器件，所述第一保护器件设置在所述主板上，或者，设置在所述副板上。
13.根据权利要求12所述的电子设备，其特征在于，还包括短路保护结构，所述短路保护结构设置在所述FPC上。
14.根据权利要求13所述的电子设备，其特征在于，所述短路保护结构为窄线段；或者，所述短路保护结构为熔断器或者短路阻断器。
15.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括主板、副板和电池，所述电池包括电芯、保护板组件和第一保护器件，所述电芯的头部具有顶封，所述顶封相对于所述电芯弯折，且沿所述电芯的厚度方向设置，所述电芯的极耳自所述顶封伸出；
所述保护板组件包括FPC，所述FPC包括第一部和第二部，所述FPC的第一部叠放设置在所述顶封上，且所述FPC的第一部上设置有极耳电连接的第一连接部；所述FPC的第二部自所述第一部向远离所述顶封的方向延伸形成，且所述FPC的第二部的延伸端设置有第二连接部，所述主板上设置有与所述第二连接部电连接的第三连接部；
所述第一保护器件为所述电池长度方向上的尺寸大于预设阈值的保护器件，所述第一保护器件设置在所述主板上，或者，设置在所述副板上。
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