CN116773616A - 气体传感器、电池、用电装置和气体浓度检测方法 - Google Patents

气体传感器、电池、用电装置和气体浓度检测方法 Download PDF

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Abstract

本申请提供气体传感器、电池、用电装置和气体浓度检测方法，其中气体传感器包括基座、测温元件和气敏元件：测温元件设置于基座，用于测量环境的温度；气敏元件设置于基座，且与测温元件间隔设置，用于测量在温度下环境中预设气体的气体浓度。通过上述方式，能够更准确地检测预设气体的浓度。

Description

气体传感器、电池、用电装置和气体浓度检测方法
技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及气体传感器、电池、用电装置和气体浓度检测方法。
背景技术
随着电池技术的发展，电池单体应用于越来越多的领域，并在汽车动力领域逐渐替代传统的石化能源。电池单体可存储有化学能并将化学能可控地转化为电能。在可循环利用的电池单体中，在放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用。
在电池中，气体传感器是常见的电子器件，常用于监控预设气体的浓度。然而，目前的气体传感器在使用的过程中有可能会产生误差，进而不能准确地检测预设气体的浓度。
发明内容
鉴于上述问题，本申请提供气体传感器、电池、用电装置和气体浓度检测方法，能够更准确地检测预设气体的浓度。
第一方面，本申请的一个实施例提供气体传感器，包括基座、测温元件和气敏元件：测温元件设置于基座，用于测量环境的温度；气敏元件设置于基座，且与测温元件间隔设置，用于测量在温度下环境中预设气体的气体浓度。
通过上述方式，气体传感器能够同时检测环境的温度、与该温度下的预设气体的气体浓度。另外，气敏元件可以与预设气体反应而生成与预设气体的气体浓度相关的信号，但是该信号还有可能会包含气敏元件受温度的影响而出现的误差，因此在获取环境的温度后，能够判断该温度可能带来的误差，进而有利于更准确地判断环境中的预设气体的气体浓度。
在一些实施例中，气体传感器还包括控温元件，控温元件设置于基座，并位于气敏元件和测温元件之间，用于对环境的温度进行调整。
通过上述方式，气敏元件和测温元件分布于控温元件的两端，可以降低气敏元件和测温元件之间存在温度差的可能性，使得测温元件获取的温度等于或者更接近气敏元件的温度。
在一些实施例中，控温元件包括中间调节段和两个旁侧调节段，中间调节段连接在两个旁侧调节段之间；中间调节段位于测温元件和气敏元件之间；两个旁侧调节段并排设置且与中间调节段弯折连接，以共同围设成包围区；测温元件位于包围区内。
通过上述方式，将控温元件弯折设置，可以一定程度提高基座的空间利用率，进而减小基座的体积。
在一些实施例中，测温元件包括中间测温段和两个旁侧测温段，中间测温段连接于两个旁侧测温段之间；中间测温段与中间调节段并排间隔设置；两个旁侧测温段并排设置且与中间测温段弯折连接；两个旁侧调节段位于两个旁侧测温段的外侧，且与两个旁侧测温段并排设置。
通过上述方式，将测温元件弯折设置，可以一定程度提高基座的空间利用率，进而减小基座的体积。
在一些实施例中，两个旁侧调节段与两个旁侧测温段平行设置，两个旁侧测温段与各自最靠近的旁侧调节段之间的距离相等。
通过上述方式，可以降低两个旁侧测温段之间存在温度差的可能性，进而有利于提高测量的温度的准确性。
在一些实施例中，两个旁侧调节段和两个旁侧测温段同向延伸，且每个旁侧调节段在延伸方向上延伸超出最靠近的旁侧测温段，或者与最靠近的旁侧测温段齐平。
通过上述方式，可以降低旁侧测温段在延伸方向各个区段之间存在温度差的可能性，进而有利于提高测量的温度的准确性。
在一些实施例中，中间调节段和中间测温段沿预设方向间隔排列，中间调节段和中间测温段在预设方向上的间距与中间调节段和气敏元件在所述预设方向上的间距之间的差值不小于0，且不大于5mm。
通过上述方式，能够使得气敏元件和中间测温段到中间调节段的距离大致相等，进而有利于降低气敏元件和中间测温段之间的温度差，以有利于提高测量的温度的准确性。
在一些实施例中，气敏元件包括中间检测段和两个旁侧检测段，中间检测段连接在两个旁侧检测段之间；中间调节段并排位于中间测温段与中间检测段之间；两个旁侧检测段与中间检测段弯折连接，两个旁侧检测段并排设置并往背离中间调节段的方向延伸。
通过上述方式，气敏元件弯折设置，可以一定程度提高基座的空间利用率，进而减小基座的体积。另外，气敏元件的两个旁侧检测段朝向背离中间调节段的方向延伸，有利于气敏元件、测温元件、以及控温元件的引脚设置。
在一些实施例中，中间调节段和中间测温段沿预设方向间隔排列，中间调节段和中间测温段在预设方向上的间距与中间调节段和中间检测段在预设方向上的最短间距之间的差值不小于0，且不大于5mm。
通过上述方式，能够使得中间检测段和中间测温段到中间调节段的距离大致相等，进而有利于降低中间检测段和中间测温段之间的温度差，以有利于提高测量的温度的准确性。
在一些实施例中，气敏元件、控温元件和测温元件沿预设方向间隔排列，气敏元件和控温元件在预设方向上的间距等于测温元件和控温元件在预设方向上的间距。
通过上述方式，可以降低气敏元件和测温元件之间存在温度差的可能性，使得测温元件获取的温度等于或者更接近气敏元件的温度。
在一些实施例中，气体传感器包括两个第一引线和两个第二引线，两个第一引线分别连接气敏元件的两端，并延伸出基座外；两个第二引线分别连接测温元件的两端，并延伸出基座外。
通过上述方式，可以通过两个第二引线获取测温元件的信号，进而计算环境的温度，还可以通过两个第一引线获取气敏元件的信号，进而获取该温度下预设气体的气体浓度。
在一些实施例中，气体传感器还包括两个第三引线，两个第三引线分别连接气敏元件的两端，并延伸出基座外；其中，在气敏元件的同一端，第三引线和第一引线与气敏元件的连接位置彼此错开。
通过上述方式，可以通过两个第三引线向气敏元件施加测量电流，通过两个第一引线获取气敏元件两端的电压（气敏元件的阻值）。由于气敏元件的阻值或两端的电压和预设气体的气体浓度相关，因而可以进一步计算出预设气体的气体浓度。
在一些实施例中，气敏元件包括中间检测段和两个旁侧检测段，中间检测段连接于两个旁侧检测段之间；两个旁侧检测段与中间检测段弯折连接；每个旁侧检测段包括第一主段和第一支段；第一主段的一端连接中间检测段，第一主段的另一端连接相应的第一引线；第一支段的一端连接于第一主段的两端之间，第一支段的另一端连接相应的第三引线。
通过上述方式，能够使第一引线和第三引线布局地更整齐更简明。
在一些实施例中，第一支段包括呈弯折连接的第一子段和第二子段，第一子段连接于第一主段的两端之间；第一主段包括位于其另一端和其与第一子段的连接位置之间的末段，第一子段的延伸方向和末段的延伸方向彼此交叉，第二子段与末段的延伸方向彼此平行。
通过上述方式，可以方便第一引线和第三引线平行布置，以使得第一引线和第三引线布局地更整齐。
在一些实施例中，气体传感器还包括两个第四引线，两个第四引线分别连接测温元件的两端，并延伸出基座外；在测温元件的同一端，第二引线和第四引线与测温元件的连接位置彼此错开。
通过上述方式，可以通过两个第四引线向测温元件施加测量电流，通过两个第二引线获取测温元件两端的电压（测温元件的阻值）。由于测温元件的阻值或两端的电压和温度相关，因而可以进一步计算出环境的温度。
在一些实施例中，测温元件包括中间测温段和两个旁侧测温段，中间测温段连接于两个旁侧测温段之间；两个旁侧测温段并排设置且与中间测温段弯折连接；每个旁侧测温段包括第二主段和第二支段；第二主段的一端连接中间测温段，第二主段的另一端连接相应的第二引线；第二支段的一端连接于第二主段的两端之间，第二支段的另一端连接相应的第四引线。
通过上述方式，能够使第二引线和第四引线布局地更整齐更简明。
在一些实施例中，气体传感器包括底板，基座设置于底板；底板上设置有第一连接焊盘和第二连接焊盘，第一连接焊盘和第二连接焊盘分别位于基座的相背两侧外；气敏元件通过相应的引线连接第一连接焊盘，测温元件通过相应的引线连接第二连接焊盘。
通过上述方式，可以减少引线长度，提高气体传感器的集成程度。
在一些实施例中，基座包括硅基底层以及形成于硅基底层的表面的二氧化硅层；气敏元件和测温元件设置于二氧化硅层。
通过上述方式，气敏元件能够和基座构成MOS二极管气敏传感器。
在一些实施例中，基座还包括设置于硅基底层的第一金属层和第二金属层，且第一金属层和第二金属层裸露于二氧化硅层，气敏元件位于第一金属层和第二金属层之间；第一金属层和第二金属层形成为源极和漏极，气敏元件形成为栅极。
通过上述方式，气敏元件、第一金属层、第二金属层能够和基座构成MOS场效应晶体气敏传感器。
在一些实施例中，预设气体包括氢气，气敏元件的材料包括钯、镍、铂、钯合金、镍合金和铂合金中的至少一种。
通过上述方式，气体传感器能够用于检测氢气浓度，进而可以用于锂电池中进行热失控预警或者爆炸预警。
在一些实施例中，气体传感器还包括气压元件，气压元件设置于基座，用于检测环境的气压。
通过上述方式，气体传感器还能够具有气压检测的功能。
在一些实施例中，气敏元件和测温元件中的至少一者通过气相沉积或者磁控溅射形成于基座。
通过上述方式，能够减小气体传感器的体积。
第二方面，本申请的另一个实施例提供电池，其包括壳体、电池单体组和气体传感器，电池单体组和气体传感器设置于壳体内部。
通过上述方式，气体传感器能够检测壳体中预设气体的气体浓度，进而判断电池单体的工作环境或者工作状态。
在一些实施例中，电池包括处理器，处理器耦接测温元件和气敏元件，用于获取气体浓度和温度；处理器用于获取与温度相匹配的浓度补偿参数，利用浓度补偿参数对气体浓度进行补偿。
通过上述方式，能够更准确地测量预设气体的气体浓度。气敏元件可以与预设气体反应而生成与预设气体的气体浓度相关的信号，但是该信号还有可能会由于气敏元件受温度的影响而出现偏差，因此利用与温度向匹配的浓度补偿参数进行补偿可以降低温度变化时气敏元件测量气体浓度不够准确的风险。
在一些实施例中，气体传感器还包括控温元件，控温元件设置于基座，并位于气敏元件和测温元件之间，用于对环境进行加热；电池包括处理器，处理器耦接测温元件、气敏元件和控温元件，用于获取气体浓度和温度，以及用于控制控温元件加热，使得温度达到预设温度；处理器用于获取气敏元件在预设温度下测量的预设气体的气体浓度。
通过上述方式，能给使得气敏元件的工作环境大致稳定在预设温度附近，进而有利于气敏元件稳定的工作，同时也能够降低温度变化导致气敏元件测量气体浓度不够准确的风险。
第三方面，本申请的另一个实施例提供用电装置，其包括上述电池。
在一些实施例中，用电装置包括处理器，处理器耦接测温元件和气敏元件，用于获取气体浓度和温度；处理器用于获取与温度相匹配的浓度补偿参数，利用浓度补偿参数对气体浓度进行补偿。
通过上述方式，能够降低温度变化时气敏元件测量气体浓度不够准确的风险。
在一些实施例中，气体传感器还包括控温元件，控温元件设置于基座，并位于气敏元件和测温元件之间，用于对环境进行加热；电池包括处理器，处理器耦接测温元件、气敏元件和控温元件，用于获取气体浓度和温度，以及用于控制控温元件加热，使得温度达到预设温度；处理器用于获取气敏元件在预设温度下测量的预设气体的气体浓度。
通过上述方式，能给使得气敏元件的工作环境大致稳定在预设温度附近，进而有利于气敏元件稳定的工作，同时也能够降低温度变化导致气敏元件测量气体浓度不够准确的风险。
第四方面，本申请的另一个实施例提供气体浓度检测方法，应用于上述电池或上述用电装置，包括：获取气体传感器的测温元件所检测到的温度；获取气体传感器的气敏元件在温度下所检测到的气体浓度；获取与温度相匹配的浓度补偿参数；利用浓度补偿参数对气体浓度进行补偿。
通过上述方式，能够降低温度变化时气敏元件测量气体浓度不够准确的风险。
在一些实施例中，获取与温度相匹配的浓度补偿参数，包括：在预设补偿曲线上查找与温度相匹配的浓度补偿参数，预设补偿曲线用于表征温度和浓度补偿参数之间的关联关系；或者，在预设关联关系中确定与温度相匹配的浓度补偿参数，预设关联关系用于表征温度和浓度补偿参数之间的关联关系。
通过上述方式，能够使得气体传感器在不同温度的环境下工作时，可以利用相应的浓度补偿参数对气体浓度进行补偿，以提高测量环境中预设气体的气体浓度的准确性。
第五方面，本申请的另一个实施例提供气体浓度检测方法，应用于上述电池或上述用电装置，气体传感器还包括控温元件，气体浓度检测方法包括：控制气体传感器的控温元件进行加热；获取气体传感器的测温元件所检测到的温度，并判断温度是否达到预设温度；若达到预设温度，则获取气体传感器的气敏元件在预设温度下测量的预设气体的气体浓度。
通过上述方式，能给使得气敏元件的工作环境大致稳定在预设温度附近，进而有利于气敏元件稳定的工作，同时也能够降低温度变化导致气敏元件测量气体浓度不够准确的风险。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1为根据一个或多个实施例的车辆的结构示意图；
图2为根据一个或多个实施例的电池的分解结构示意图；
图3为根据一个或多个实施例的气体传感器的模块示意图；
图4为根据一个或多个实施例的气体传感器的结构示意图；
图5为根据一个或多个实施例的基座的截面示意图；
图6为根据一个或多个实施例的电池的模块示意图；
图7为根据一个或多个实施例的电池的另一个分解结构示意图；
图8为根据一个或多个实施例的气体检测方法的流程示意图;
图9为根据一个或多个实施例的另一种气体检测方法的流程示意图。
具体实施方式中的附图标号如下：
1000a车辆；
100a电池；200a控制器；300a马达；
10a箱体；11a第一部分；12a第二部分；
1电池单体；10壳体；11电池单体组；12处理器；
2气体传感器；20基座；201硅基底层；202二氧化硅层；203第一金属层；204第二金属层；
21测温元件；211中间测温段；212旁侧测温段；2121第二主段；2122第二支段；
22气敏元件；221中间检测段；222旁侧检测段；2221第一主段；2222第一支段；2223第一子段；2224第二子段；
23控温元件；231中间调节段；232旁侧调节段；
241第一引线；242第二引线；243第三引线；244第四引线；
25底板；251第一连接焊盘；252第二连接焊盘。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。
在本申请实施例的描述中，技术术语“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”“轴向”“径向”“周向”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实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的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实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
随着电池技术的发展，电池单体应用于越来越多的领域，并在汽车动力领域逐渐替代传统的化石能源。电池单体可存储有化学能并将化学能可控地转化为电能。在可循环利用的电池单体中，在放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用。
气体传感器是电池中常用的传感器，可以用于检测电池中预设气体（例如氢气）的浓度。具体而言，气体传感器在气体浓度不同时，参数会发生变化，因此可以测量气体传感器的参数去计算相对应的气体浓度。但是气体传感器在用于电池中时，电池在运行过程中温度可能会发生变化，而在电池的温度变化的过程中，有可能导致气体传感器的温度变化，进一步导致气体传感器的参数发生变化。因此温度变化时，测量的气体传感器的相关参数可能不能够准确地反映预设气体的气体浓度。
为了提高通过气体传感器检测预设气体的气体浓度的准确性，可在气体传感器上集成设计测温元件。也即，气体传感器可以包括基座、测温元件和气敏元件。测温元件设置于基座，用于测量环境的温度。气敏元件设置于基座，且与测温元件间隔设置，用于测量在温度下环境中预设气体的气体浓度。
基于以上考虑，本申请提供气体传感器、电池、用电装置和气体浓度检测方法。通过上述方式，气体传感器能够同时检测环境的温度、与该温度下的预设气体的气体浓度。在获取环境的温度后，能够判断该温度可能带来的误差，进而有利于更准确地判断环境中的预设气体的气体浓度。
本申请实施例公开的电池可以用于使用电池作为电源的用电装置或者使用电池作为储能元件的各种储能系统。用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000a为例进行说明。
请参照图1，车辆1000a可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000a的内部设置有电池100a，电池100a可以设置在车辆1000a的底部或头部或尾部。电池100a可以用于车辆1000a的供电，例如，电池100a可以作为车辆1000a的操作电源。车辆1000a还可以包括控制器200a和马达300a，控制器200a用来控制电池100a为马达300a供电，例如，用于车辆1000a的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中，电池100a不仅可以作为车辆1000a的操作电源，还可以作为车辆1000a的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000a提供驱动动力。
在一些实施例中，电池100a可以为储能装置。储能装置包括储能集装箱、储能电柜等。
本申请的实施例所提到的电池100a是指包括一个或多个电池单体1以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。
本申请实施例中，电池单体1可以为二次电池，二次电池是指在电池单体放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体。每个电池单体1也可以为一次电池。
电池单体1包括但不限于锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等。电池单体1可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
在一些实施例中，电池100a可以为电池模块，电池单体1有多个时，多个电池单体1排列并固定形成一个电池模块。
在一些实施例中，请参照图2，电池100a可以为电池包，电池包包括箱体10a和电池单体1，电池单体1或电池模块容纳于箱体10a中。
在一些实施例中，箱体10a可以作为车辆1000a的底盘结构的一部分。例如，箱体10a的部分可以成为车辆1000a的地板的至少一部分，或者，箱体10a的部分可以成为车辆1000a的横梁和纵梁的至少一部分。
请参照图2，电池100a包括箱体10a和电池单体1，电池单体1容纳于箱体10a内。其中，箱体10a用于为电池单体1提供容纳空间，箱体10a可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10a可以包括第一部分11a和第二部分12a，第一部分11a与第二部分12a相互盖合，第一部分11a和第二部分12a共同限定出用于容纳电池单体1的容纳空间。第二部分12a可以为一端开口的空心结构，第一部分11a可以为板状结构，第一部分11a盖合于第二部分12a的开口侧，以使第一部分11a与第二部分12a共同限定出容纳空间；第一部分11a和第二部分12a也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11a的开口侧盖合于第二部分12a的开口侧。当然，第一部分11a和第二部分12a形成的箱体10a可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
在电池100a中，电池单体1可以是多个，多个电池单体1之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体1中既有串联又有并联。多个电池单体1之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体1构成的整体容纳于箱体10a内；当然，电池100a也可以是多个电池单体1先串联或并联或混联组成电池模块形式，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10a内。电池100a还可以包括其他结构，例如，该电池100a还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体1之间的电连接。电池单体1是指组成电池的最小单元。
在一些实施方式中，外壳用于封装电极组件及电解质等部件。外壳可以为钢壳、铝壳、塑料壳（如聚丙烯）、复合金属壳（如铜铝复合外壳）或铝塑膜等。
外壳可包括端盖和壳体。端盖是指盖合于壳体的开口处以将电池单体1的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖的形状可以与壳体的形状相适应以配合壳体。可选地，端盖可以由具有一定硬度和强度的材质（如铝合金）制成，这样，端盖在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体1能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。端盖上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件电连接，以用于输出或输入电池单体1的电能。在一些实施例中，端盖上还可以设置有用于在电池单体1的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖的材质也可以是多种的，比如，包括但不限于铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。在一些实施例中，在端盖的内侧还可以设置有绝缘部件，绝缘部件可以用于隔离壳体内的电连接部件与端盖，以降低短路的风险。示例性的，绝缘部件可以是塑料、橡胶等。
壳体是用于配合端盖以形成电池单体1的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件、电解液以及其他部件。壳体和端盖可以是独立的部件，可以于壳体上设置开口，通过在开口处使端盖盖合开口以形成电池单体1的内部环境。不限地，也可以使端盖和壳体一体化，具体地，端盖和壳体可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体的内部时，再使端盖盖合壳体。壳体可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体的形状可以根据电极组件的具体形状和尺寸大小来确定。壳体的材质可以是多种，比如，包括但不限于铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。
电极组件是电池单体1中发生电化学反应的部件。壳体内可以包含一个或更多个电极组件。
在一些实施例中，电极组件包括正极、负极以及隔离件。在电池单体充放电过程中，活性离子（例如锂离子）在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极和负极之间，可以起到防止正负极短路的作用，同时可以使活性离子通过。
在一些实施例中，正极可以为正极片，正极片可以包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极活性材料。
作为示例，正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，正极活性材料设置在正极集流体相对的两个表面的任意一者或两者上。
作为示例，正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如，作为金属箔片，可采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料（铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等）形成在高分子材料基材（如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材）上而形成。
作为示例，正极活性材料可包括以下材料中的至少一种：含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。其中，含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂（如LiFePO4（也可以简称为LFP））、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂（如LiMnPO4）、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物（如LiCoO2）、锂镍氧化物（如LiNiO2）、锂锰氧化物（如LiMnO2、LiMn2O4）、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物（如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2（也可以简称为NCM333）、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2（也可以简称为NCM523）、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2（也可以简称为NCM211）、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2（也可以简称为NCM622）、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2（也可以简称为NCM811）、锂镍钴铝氧化物（如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2）及其改性化合物等中的至少一种。
在一些实施例中，负极可以为负极片，负极片可以包括负极集流体。
作为示例，负极集流体可采用金属箔片、泡沫金属、泡沫碳或复合集流体。例如，作为金属箔片，可以采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、用碳、镍或钛等。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、或泡沫合金等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料（铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等）形成在高分子材料基材（如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材）上而形成。
作为示例，负极片可以包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料。
作为示例，负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面，负极活性材料设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
作为示例，负极活性材料可采用本领域公知的用于电池单体的负极活性材料。作为示例，负极活性材料可包括以下材料中的至少一种：人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料，还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种，也可以将两种以上组合使用。
在一些实施例中，正极集流体的材料可以为铝，负极集流体的材料可以为铜。
在一些实施方式中，电极组件还包括隔离件，隔离件设置在正极和负极之间。
在一些实施方式中，隔离件为隔离膜。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制，可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
作为示例，隔离膜的主要材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯，陶瓷中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜，也可以是多层复合薄膜，没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时，各层的材料可以相同或不同，没有特别限制。隔离件可以是单独的一个部件位于正负极之间，也可以附着在正负极的表面。
在一些实施方式中，隔离件为固态电解质。固态电解质设于正极和负极之间，同时起到传输离子和隔离正负极的作用。
在一些实施方式中，电池单体还包括电解质，电解质在正、负极之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制，可根据需求进行选择。电解质可以是液态的、凝胶态的或固态的。其中，液态电解质包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中，电解质盐可选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
在一些实施方式中，溶剂可选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。溶剂也可选醚类溶剂。醚类溶剂可以包括乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、二苯醚及冠醚中的一种或多种。
其中，凝胶态电解质包括以聚合物作为电解质的骨架网络，搭配离子液体-锂盐。
其中，固态电解质包括聚合物固态电解质、无机固态电解质、复合固态电解质。
作为示例，聚合物固态电解质可以为聚醚（聚氧化乙烯）、聚硅氧烷、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、单离子聚合物、聚离子液体-锂盐、纤维素等。
作为示例，无机固态电解质可以为氧化物固体电解质（晶态的钙钛矿、钠超导离子导体、石榴石、非晶态的LiPON薄膜）、硫化物固体电解质（晶态的锂超离子导体（锂锗磷硫、硫银锗矿）、非晶体硫化物）以及卤化物固体电解质、氮化物固体电解质及氢化物固体电解质中的一种或多种。
作为示例，复合固态电解质通过在聚合物固体电解质中增加无机固态电解质填料形成。
在一些实施方式中，电极组件为卷绕结构。正极片、负极片卷绕成卷绕结构。
在一些实施方式中，电极组件设有极耳，极耳可以将电流从电极组件导出。极耳包括正极耳和负极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池100a的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳连接电极端子以形成电流回路。
气体传感器是电池100a中常用的器件，可以用于检测电池100a中氢气浓度是否超过预设阈值。但是目前基于气体传感器去监控氢气浓度存在准确性不足的问题。以下本申请提供气体传感器的实施例。
根据本申请的一个或多个实施例，参见图3和图4，气体传感器2可以包括基座20、测温元件21和气敏元件22。测温元件21设置于基座20，用于测量环境的温度。气敏元件22设置于基座20，且与测温元件21间隔设置，用于测量在温度下环境中预设气体的气体浓度。
其中，气敏电极可以包括与预设气体反应的活性物质，当气敏电极于该活性物质反应后，其本身的参数特性会发生改变。因此，通过检测气敏电极本身的参数特性，进而可以计算预设气体的气体浓度。此外，气敏电极本身的参数特性还有可能受到温度的影响发生改变，因此在通过测量的气敏电极的参数特性去计算预设气体的气体浓度时，需要在恒温的条件下才能保证较高的准确率。如果气敏电极的温度不恒定时，温度的变化可能会导致气敏电极的参数特性并不能准确地表征预设气体的气体浓度。在一些实施例中，气敏元件22可以为气敏电阻，在另一些实施例中，气敏元件22可以和基座20共同构成MOS二极管气敏传感器或者MOS场效应晶体气敏传感器，气敏元件22作为MOS二极管气敏传感器或者MOS场效应晶体气敏传感器的一个电极。
通过上述方式，气体传感器2能够同时检测环境的温度、与该温度下的预设气体的气体浓度。另外，气敏元件22可以与预设气体反应而生成与预设气体的气体浓度相关的信号，但是该信号还有可能会包含气敏元件22受温度的影响而出现的误差，因此在获取环境的温度后，能够判断该温度可能带来的误差，进而有利于更准确地判断环境中的预设气体的气体浓度。
在一些实施例中，气体传感器2还可以包括控温元件23。控温元件23设置于基座20，并位于气敏元件22和测温元件21之间，用于对环境的温度进行调整。其中，控温元件23可以包括升温元件和降温元件中的至少一者。升温元件具体可以为加热电阻，可以用于加热。降温元件具体可以为帕尔贴，可以用于制冷。通过上述方式，气敏元件22和测温元件21分布于控温元件23的两端，可以降低气敏元件22和测温元件21之间存在温度差的可能性，使得测温元件21获取的温度等于或者更接近气敏元件22的温度。
在一些实施例中，控温元件23可以包括中间调节段231和两个旁侧调节段232。中间调节段231连接在两个旁侧调节段232之间。中间调节段231位于测温元件21和气敏元件22之间。两个旁侧调节段232并排设置且与中间调节段231弯折连接，以共同围设成包围区。测温元件21可以位于包围区内。通过上述方式，将控温元件23弯折设置，可以一定程度提高基座20的空间利用率，进而减小基座20的体积。
在一些实施例中，测温元件21可以包括中间测温段211和两个旁侧测温段212。中间测温段211连接于两个旁侧测温段212之间。中间测温段211与中间调节段231并排间隔设置。两个旁侧测温段212并排设置且与中间测温段211弯折连接。两个旁侧调节段232位于两个旁侧测温段212的外侧，且与两个旁侧测温段212并排设置。通过上述方式，将测温元件21弯折设置，可以一定程度提高基座20的空间利用率，进而减小基座20的体积。
在一些实施例中，两个旁侧调节段232与两个旁侧测温段212可以平行设置。两个旁侧测温段212与各自最靠近的旁侧调节段232之间的距离相等。通过上述方式，可以降低两个旁侧测温段212之间存在温度差的可能性，进而有利于提高测量的温度的准确性。
在一些实施例中，两个旁侧调节段232和两个旁侧测温段212可以同向延伸。另外，每个旁侧调节段232可以在延伸方向上延伸超出最靠近的旁侧测温段212，或者与最靠近的旁侧测温段212齐平。通过上述方式，可以降低旁侧测温段212在延伸方向各个区段之间存在温度差的可能性，进而有利于提高测量的温度的准确性。
在一些实施例中，中间调节段231和中间测温段211可以沿预设方向间隔排列。中间调节段231和中间测温段211在预设方向上的间距与中间调节段231和气敏元件22在所述预设方向上的间距之间的差值不小于0，且不大于5mm。通过上述方式，能够使得气敏元件22和中间测温段211到中间调节段231的距离大致相等，进而有利于降低气敏元件22和中间测温段211之间的温度差，以有利于提高测量的温度的准确性。
在一些实施例中，气敏元件22可以包括中间检测段221和两个旁侧检测段222。中间检测段连接在两个旁侧检测段222之间。中间调节段231并排位于中间测温段211与中间检测段221之间。两个旁侧检测段222与中间检测段221弯折连接。两个旁侧检测段222并排设置并往背离中间调节段231的方向延伸。通过上述方式，气敏元件22弯折设置，可以一定程度提高基座20的空间利用率，进而减小基座20的体积。另外，气敏元件22的两个旁侧检测段222朝向背离中间调节段231的方向延伸，有利于气敏元件22、测温元件21、以及控温元件23的引脚设置。
在一些实施例中，中间调节段231和中间测温段211可以沿预设方向间隔排列。中间调节段231和中间测温段211在预设方向上的间距与中间调节段231和中间检测段221在预设方向上的最短间距之间的差值不小于0，且不大于5mm。通过上述方式，能够使得中间检测段221和中间测温段211到中间调节段231的距离大致相等，进而有利于降低中间检测段221和中间测温段211之间的温度差，以有利于提高测量的温度的准确性。
在一些实施例中，气敏元件22、控温元件23和测温元件21可以沿预设方向间隔排列。气敏元件22和控温元件23在预设方向上的间距等于测温元件21和控温元件23在预设方向上的间距。通过上述方式，可以降低气敏元件22和测温元件21之间存在温度差的可能性，使得测温元件21获取的温度等于或者更接近气敏元件22的温度。
在一些实施例中，气体传感器2可以包括两个第一引线241和两个第二引线242。两个第一引线241分别连接气敏元件22的两端，并延伸出基座20外。两个第二引线242分别连接测温元件21的两端，并延伸出基座20外。通过上述方式，可以通过两个第二引线242获取测温元件21的信号，进而计算环境的温度，还可以通过两个第一引线241获取气敏元件22的信号，进而获取该温度下预设气体的气体浓度。
在一些实施例中，气体传感器2还可以包括两个第三引线243。两个第三引线243分别连接气敏元件22的两端，并延伸出基座20外。也即，可以通过四线法（两个第一引线241和两个第三引线243）测量气敏元件22的电阻。其中，在气敏元件22的同一端，第三引线243和第一引线241与气敏元件22的连接位置彼此错开。通过上述方式，可以通过两个第三引线243向气敏元件22施加测量电流，通过两个第一引线241获取气敏元件22两端的电压（气敏元件22的阻值）。由于气敏元件22的阻值或两端的电压和预设气体的气体浓度相关，因而可以进一步计算出预设气体的气体浓度。
在一些实施例中，气敏元件22可以包括中间检测段221和两个旁侧检测段222。中间检测段221连接于两个旁侧检测段222之间。两个旁侧检测段222与中间检测段221弯折连接。每个旁侧检测段222包括第一主段2221和第一支段2222。第一主段2221的一端连接中间检测段221。第一主段2221的另一端连接相应的第一引线241。第一支段2222的一端连接于第一主段2221的两端之间。第一支段2222的另一端连接相应的第三引线243。通过上述方式，能够使第一引线241和第三引线243布局地更整齐更简明。
在一些实施例中，第一支段2222可以包括呈弯折连接的第一子段2223和第二子段2224。第一子段2223连接于第一主段2221的两端之间。第一主段2221包括位于其另一端和其与第一子段2223的连接位置之间的末段。第一子段2223的延伸方向和末段的延伸方向彼此交叉。第二子段2224与末段的延伸方向彼此平行。通过上述方式，可以方便第一引线241和第三引线243平行布置，以使得第一引线241和第三引线243布局地更整齐。
在一些实施例中，气体传感器2还可以包括两个第四引线244。两个第四引线244分别连接测温元件21的两端，并延伸出基座20外。在测温元件21的同一端，第二引线242和第四引线244与测温元件21的连接位置彼此错开。通过上述方式，可以通过两个第四引线244向测温元件21施加测量电流，通过两个第二引线242获取测温元件21两端的电压（测温元件21的阻值）。由于测温元件21的阻值或两端的电压和温度相关，因而可以进一步计算出环境的温度。
在一些实施例中，测温元件21可以包括中间测温段211和两个旁侧测温段212。中间测温段211连接于两个旁侧测温段212之间。两个旁侧测温段212并排设置且与中间测温段211弯折连接。每个旁侧测温段212包括第二主段2121和第二支段2122。第二主段2121的一端连接中间测温段211。第二主段2121的另一端连接相应的第二引线242。第二支段2122的一端连接于第二主段2121的两端之间，第二支段2122的另一端连接相应的第四引线244。通过上述方式，能够使第二引线242和第四引线244布局地更整齐更简明。
在一些实施例中，气体传感器2可以包括底板25。基座20设置于底板25。底板25上设置有第一连接焊盘251和第二连接焊盘252。第一连接焊盘251和第二连接焊盘252分别位于基座20的相背两侧外。其中，底板25也可以称为电路板。气敏元件22通过相应的引线连接第一连接焊盘251。测温元件21通过相应的引线连接第二连接焊盘252。通过上述方式，可以减少引线长度，提高气体传感器2的集成程度。
在一些实施例中，参见图5，基座20可以包括硅基底层201以及形成于硅基底层201的表面的二氧化硅层202。气敏元件22和测温元件21设置于二氧化硅层202。通过上述方式，气敏元件22能够和基座20构成MOS二极管气敏传感器。
在一些实施例中，基座20还可以包括设置于硅基底层201的第一金属层203和第二金属层204，且第一金属层203和第二金属层204裸露于二氧化硅层202。气敏元件22位于第一金属层203和第二金属层204之间。第一金属层203和第二金属层204形成为源极和漏极，气敏元件22形成为栅极。通过上述方式，气敏元件22、第一金属层203、第二金属层204能够和基座20构成MOS场效应晶体气敏传感器。
在一些实施例中，预设气体可以包括氢气。气敏元件22的材料包括钯、镍、铂、钯合金、镍合金和铂合金中的至少一种。通过上述方式，气体传感器2能够用于检测氢气浓度，进而可以用于锂电池中进行热失控预警或者爆炸预警。
在一具体的实施例中，气敏元件22可以为气敏电阻，其材料可以包括SnO2，Fe2O3、PbO中的至少一种。
在一具体的实施例中，气敏元件22可以构成MOS场效应晶体气敏传感器的栅极，其材料可以为钯，第一金属层203和第二金属层204的材料可以为铝。在这种情况下，气敏元件22（钯电极）构成栅极、第一金属层203和第二金属层204分别构成源极和漏极，当钯电极和氢气反应时，其功函数发生改变，对应地，源极和漏极之间的参数特性发生改变。
在一具体的实施例中，气敏元件22可以为MOS二极管气敏传感器的一个电极，其材料可以为钯。
在一些实施例中，气体传感器2还可以包括气压元件。气压元件设置于基座20，用于检测环境的气压。通过上述方式，气体传感器2还能够具有气压检测的功能。
在一些实施例中，气敏元件22和测温元件21中的至少一者可以通过气相沉积或者磁控溅射形成于基座20。通过上述方式，能够减小气体传感器2的体积。
根据本申请的一个或多个实施例，参见图6，电池100a可以包括壳体10、电池单体组11和气体传感器2，电池单体组11和气体传感器2设置于壳体10内部。在一些具体的实施例中，参见图7，壳体10可以为箱体10a。电池单体组11可以由多个电池单体1串联或并联或混联形成。通过上述方式，气体传感器2能够检测壳体10中预设气体的气体浓度，进而判断电池单体的工作环境或者工作状态。
在一些实施例中，电池100a可以包括处理器12，处理器12耦接测温元件21和气敏元件22，用于获取气体浓度和温度；处理器12用于获取与温度相匹配的浓度补偿参数，利用浓度补偿参数对气体浓度进行补偿。
其中，预设气体可以为氢气。在这种情况下，电池100a的处理器12可以获取电池100a中氢气的气体浓度，以进行热失控预警。其中，浓度补偿参数可以为预设的系数，该系数可以通过研发人员预实验获得。在这种情况下，在基于气敏元件22的参数特性计算出气体浓度后，可以通过系数对气体浓度进行补偿。浓度补偿参数也可以表征温度变化导致的气敏元件22的参数特性变化量，该参数特性变化量也可以通过研发人员预实验获得。在这种情况下，当测量出气敏元件22的参数特性后，可以减去温度变化所带来的参数特性变化量，再计算气体浓度。
通过上述方式，能够更准确地测量预设气体的气体浓度。气敏元件22可以与预设气体反应而生成与预设气体的气体浓度相关的信号，但是该信号还有可能会由于气敏元件22受温度的影响而出现偏差，因此利用与温度向匹配的浓度补偿参数进行补偿可以降低温度变化时气敏元件22测量气体浓度不够准确的风险。
在一些实施例中，气体传感器2还可以包括控温元件23，控温元件23设置于基座20，并位于气敏元件22和测温元件21之间，用于对环境进行加热；电池100a包括处理器，处理器耦接测温元件21、气敏元件22和控温元件23，用于获取气体浓度和温度，以及用于控制控温元件23加热，使得温度达到预设温度；处理器用于获取气敏元件22在预设温度下测量的预设气体的气体浓度。通过上述方式，能给使得气敏元件22的工作环境大致稳定在预设温度附近，进而有利于气敏元件22稳定的工作，同时也能够降低温度变化导致气敏元件22测量气体浓度不够准确的风险。
根据本申请的一个或多个实施例，用电装置可以包括上述电池100a。其中，用电装置可以为汽车、手机、耳机等电子设备。在一些实施例中，用电装置包括处理器，用电装置的处理器耦接测温元件21和气敏元件22，用于获取气体浓度和温度；处理器用于获取与温度相匹配的浓度补偿参数，利用浓度补偿参数对气体浓度进行补偿。关于上述利用浓度补偿参数对气体浓度进行补偿的具体原理可以参照上述相关描述，在此不再赘述。通过上述方式，能够降低温度变化时气敏元件22测量气体浓度不够准确的风险。
在一些实施例中，气体传感器2还可以包括控温元件23，控温元件23设置于基座20，并位于气敏元件22和测温元件21之间，用于对环境进行加热；用电装置包括处理器，处理器耦接测温元件21、气敏元件22和控温元件23，用于获取气体浓度和温度，以及用于控制控温元件23加热，使得温度达到预设温度；处理器用于获取气敏元件22在预设温度下测量的预设气体的气体浓度。通过上述方式，能给使得气敏元件22的工作环境大致稳定在预设温度附近，进而有利于气敏元件22稳定的工作，同时也能够降低温度变化导致气敏元件22测量气体浓度不够准确的风险。
根据本申请的一个或多个实施例，参见图8，气体浓度检测方法可以应用于上述电池100a或上述用电装置，包括：获取气体传感器的测温元件所检测到的温度（步骤S100）；获取气体传感器2的气敏元件22在温度下所检测到的气体浓度（步骤S200）；获取与温度相匹配的浓度补偿参数（步骤S300）；利用浓度补偿参数对气体浓度进行补偿（步骤S400）。其中，该气体浓度检测方法可以以程序指令的方式存储于存储器，该存储器可以耦接电池100a的处理器或者用电装置的处理器。电池100a的处理器或者用电装置的处理器可以读取该程序指令以执行上述气体浓度检测方法。通过上述方式，能够降低温度变化时气敏元件22测量气体浓度不够准确的风险。
在一些实施例中，步骤S300可以包括：在预设补偿曲线上查找与温度相匹配的浓度补偿参数，预设补偿曲线用于表征温度和浓度补偿参数之间的关联关系；或者，在预设关联关系中确定与温度相匹配的浓度补偿参数，预设关联关系用于表征温度和浓度补偿参数之间的关联关系。通过上述方式，能够使得气体传感器2在不同温度的环境下工作时，可以利用相应的浓度补偿参数对气体浓度进行补偿，以提高测量环境中预设气体的气体浓度的准确性。
根据本申请的一个或多个实施例，参见图9，气体浓度检测方法可以应用于上述电池100a或上述用电装置，气体传感器2还包括控温元件23，气体浓度检测方法包括：控制气体传感器的控温元件进行加热（步骤S500）；获取气体传感器的测温元件所检测到的温度，并判断温度是否达到预设温度（步骤S600）；若达到预设温度，则获取气体传感器的气敏元件在预设温度下测量的预设气体的气体浓度（步骤S700）。其中，该气体浓度检测方法可以以程序指令的方式存储于存储器，该存储器可以耦接电池100a的处理器或者用电装置的处理器。电池100a的处理器或者用电装置的处理器可以读取该程序指令以执行上述气体浓度检测方法。通过上述方式，能给使得气敏元件22的工作环境大致稳定在预设温度附近，进而有利于气敏元件22稳定的工作，同时也能够降低温度变化导致气敏元件22测量气体浓度不够准确的风险。
综上所述，根据本申请的一个或多个实施例，用电装置可以包括电池100a。电池100a可以包括壳体、电池单体组和气体传感器2，电池单体组和气体传感器2设置于壳体内部。气体传感器2可以包括基座20、测温元件21和气敏元件22：测温元件21设置于基座20，用于测量环境的温度；气敏元件22设置于基座20，且与测温元件21间隔设置，用于测量在温度下环境中预设气体的气体浓度。气敏元件22和测温元件21中的至少一者可以通过气相沉积或者磁控溅射形成于基座20。另外，气体传感器2还可以包括控温元件23，控温元件23设置于基座20，并位于气敏元件22和测温元件21之间，用于对环境的温度进行调整。另外，气体传感器2还可以包括气压元件，气压元件设置于基座20，用于检测环境的气压。
其中，控温元件23还可以包括中间调节段231和两个旁侧调节段232，中间调节段231连接在两个旁侧调节段232之间；中间调节段231位于测温元件21和气敏元件22之间；两个旁侧调节段232并排设置且与中间调节段231弯折连接，以共同围设成包围区；测温元件21位于包围区内。测温元件21还可以包括中间测温段211和两个旁侧测温段212，中间测温段211连接于两个旁侧测温段212之间；中间测温段211与中间调节段231并排间隔设置；两个旁侧测温段212并排设置且与中间测温段211弯折连接；两个旁侧调节段232位于两个旁侧测温段212的外侧，且与两个旁侧测温段212并排设置。两个旁侧调节段232与两个旁侧测温段212可以平行设置，两个旁侧测温段212与各自最靠近的旁侧调节段232之间的距离相等。两个旁侧调节段232和两个旁侧测温段212可以同向延伸，且每个旁侧调节段232在延伸方向上延伸超出最靠近的旁侧测温段212，或者与最靠近的旁侧测温段212齐平。中间调节段231和中间测温段211沿预设方向间隔排列，中间调节段231和中间测温段211在预设方向上的间距与中间调节段231和气敏元件22在所述预设方向上的间距之间的差值不小于0，且不大于5mm。气敏元件22可以包括中间检测段221和两个旁侧检测段222，中间检测段连接在两个旁侧检测段222之间；中间调节段231并排位于中间测温段211与中间检测段221之间；两个旁侧检测段222与中间检测段221弯折连接，两个旁侧检测段222并排设置并往背离中间调节段231的方向延伸。中间调节段231和中间测温段211沿预设方向间隔排列，中间调节段231和中间测温段211在预设方向上的间距与中间调节段231和中间检测段221在预设方向上的最短间距之间的差值不小于0，且不大于5mm。气敏元件22、控温元件23和测温元件21沿预设方向间隔排列，气敏元件22和控温元件23在预设方向上的间距等于测温元件21和控温元件23在预设方向上的间距。
其中，气体传感器2可以包括两个第一引线241和两个第二引线242，两个第一引线241分别连接气敏元件22的两端，并延伸出基座20外；两个第二引线242分别连接测温元件21的两端，并延伸出基座20外。气体传感器2还包括两个第三引线243，两个第三引线243分别连接气敏元件22的两端，并延伸出基座20外；在气敏元件22的同一端，第三引线243和第一引线241与气敏元件22的连接位置彼此错开。每个旁侧检测段222包括第一主段2221和第一支段2222；第一主段2221的一端连接中间检测段221，第一主段2221的另一端连接相应的第一引线241；第一支段2222的一端连接于第一主段2221的两端之间，第一支段2222的另一端连接相应的第三引线243。第一支段2222包括呈弯折连接的第一子段2223和第二子段2224，第一子段2223连接于第一主段2221的两端之间；第一主段2221包括位于其另一端和其与第一子段2223的连接位置之间的末段，第一子段2223的延伸方向和末段的延伸方向彼此交叉，第二子段2224与末段的延伸方向彼此平行。气体传感器2还包括两个第四引线244，两个第四引线244分别连接测温元件21的两端，并延伸出基座20外；在测温元件21的同一端，第二引线242和第四引线244与测温元件21的连接位置彼此错开。每个旁侧测温段212包括第二主段2121和第二支段2122；第二主段2121的一端连接中间测温段211，第二主段2121的另一端连接相应的第二引线242；第二支段2122的一端连接于第二主段2121的两端之间，第二支段2122的另一端连接相应的第四引线244。气体传感器2包括底板25，基座20设置于底板25；底板25上设置有第一连接焊盘251和第二连接焊盘252，第一连接焊盘251和第二连接焊盘252分别位于基座20的相背两侧外；气敏元件22通过相应的引线连接第一连接焊盘251，测温元件21通过相应的引线连接第二连接焊盘252。
其中，基座20也可以包括硅基底层201以及形成于硅基底层201的表面的二氧化硅层202；气敏元件22和测温元件21设置于二氧化硅层202。基座20还包括设置于硅基底层201的第一金属层203和第二金属层204，且第一金属层203和第二金属层204裸露于二氧化硅层202，气敏元件22位于第一金属层203和第二金属层204之间；第一金属层203和第二金属层204形成为源极和漏极，气敏元件22形成为栅极。预设气体包括氢气，气敏元件22的材料包括钯、镍、铂、钯合金、镍合金和铂合金中的至少一种。
另外，电池100a或者用电装置还可以包括处理器。处理器可以耦接测温元件21和气敏元件22，用于获取气体浓度和温度。处理器可以用于获取与温度相匹配的浓度补偿参数，利用浓度补偿参数对气体浓度进行补偿；也可以用于获取气体浓度和温度，以及用于控制控温元件23加热，使得温度达到预设温度后获取气敏元件22在预设温度下测量的预设气体的气体浓度。
进一步地，电池100a或者用电装置还可以包括耦接上述处理器的存储器。存储器可以存储有程序指令，处理器可以读取程序指令以执行以下两种气体浓度检测方法中的至少一种。
一种浓度检测方法可以包括:获取气体传感器2的测温元件21所检测到的温度；获取气体传感器2的气敏元件22在温度下所检测到的气体浓度；获取与温度相匹配的浓度补偿参数；利用浓度补偿参数对气体浓度进行补偿。其中，获取与温度相匹配的浓度补偿参数可以包括：在预设补偿曲线上查找与温度相匹配的浓度补偿参数，预设补偿曲线用于表征温度和浓度补偿参数之间的关联关系；或者，在预设关联关系中确定与温度相匹配的浓度补偿参数，预设关联关系用于表征温度和浓度补偿参数之间的关联关系。
另一种气体浓度检测方法可以用于具有控温元件23的气体传感器2，其具体包括：控制气体传感器2的控温元件23进行加热；获取气体传感器2的测温元件21所检测到的温度，并判断温度是否达到预设温度；若达到预设温度，则获取气体传感器2的气敏元件22在预设温度下测量的预设气体的气体浓度。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (31)

1.一种气体传感器，其特征在于，包括：
基座；
测温元件，设置于所述基座，用于测量环境的温度；
气敏元件，设置于所述基座，且与所述测温元件间隔设置，用于测量在所述温度下环境中预设气体的气体浓度。
2.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，
所述气体传感器还包括控温元件，所述控温元件设置于所述基座，并位于所述气敏元件和所述测温元件之间，用于对环境的温度进行调整。
3.根据权利要求2所述的气体传感器，其特征在于，
所述控温元件包括中间调节段和两个旁侧调节段，所述中间调节段连接在所述两个旁侧调节段之间；所述中间调节段位于所述测温元件和所述气敏元件之间；所述两个旁侧调节段并排设置且与所述中间调节段弯折连接，以共同围设成包围区；所述测温元件位于所述包围区内。
4.根据权利要求3所述的气体传感器，其特征在于，
所述测温元件包括中间测温段和两个旁侧测温段，所述中间测温段连接于所述两个旁侧测温段之间；所述中间测温段与所述中间调节段并排间隔设置；所述两个旁侧测温段并排设置且与所述中间测温段弯折连接；所述两个旁侧调节段位于所述两个旁侧测温段的外侧，且与所述两个旁侧测温段并排设置。
5.根据权利要求4所述的气体传感器，其特征在于，
所述两个旁侧调节段与所述两个旁侧测温段平行设置，所述两个旁侧测温段与各自最靠近的所述旁侧调节段之间的距离相等。
6.根据权利要求4所述的气体传感器，其特征在于，
所述两个旁侧调节段和所述两个旁侧测温段同向延伸，且每个所述旁侧调节段在延伸方向上延伸超出最靠近的所述旁侧测温段，或者与最靠近的所述旁侧测温段齐平。
7.根据权利要求4所述的气体传感器，其特征在于，
所述中间调节段和所述中间测温段沿预设方向间隔排列，所述中间调节段和所述中间测温段在所述预设方向上的间距与所述中间调节段和所述气敏元件在所述预设方向上的间距之间的差值不小于0，且不大于5mm。
8.根据权利要求4所述的气体传感器，其特征在于，
所述气敏元件包括中间检测段和两个旁侧检测段，所述中间检测段连接在所述两个旁侧检测段之间；所述中间调节段并排位于所述中间测温段与所述中间检测段之间；所述两个旁侧检测段与所述中间检测段弯折连接，所述两个旁侧检测段并排设置并往背离所述中间调节段的方向延伸。
9.根据权利要求8所述的气体传感器，其特征在于，
所述中间调节段和所述中间测温段沿预设方向间隔排列，所述中间调节段和所述中间测温段在所述预设方向上的间距与所述中间调节段和所述中间检测段在所述预设方向上的间距之间的差值不小于0，且不大于5mm。
10.根据权利要求2所述的气体传感器，其特征在于，
所述气敏元件、所述控温元件和所述测温元件沿预设方向间隔排列，所述气敏元件和所述控温元件在所述预设方向上的间距等于所述测温元件和所述控温元件在所述预设方向上的间距。
11.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，
所述气体传感器包括两个第一引线和两个第二引线，所述两个第一引线分别连接所述气敏元件的两端，并延伸出所述基座外；所述两个第二引线分别连接所述测温元件的两端，并延伸出所述基座外。
12.根据权利要求11所述的气体传感器，其特征在于，
所述气体传感器还包括两个第三引线，所述两个第三引线分别连接所述气敏元件的两端，并延伸出所述基座外；其中，在所述气敏元件的同一端，所述第三引线和所述第一引线与所述气敏元件的连接位置彼此错开。
13.根据权利要求12所述的气体传感器，其特征在于，
所述气敏元件包括中间检测段和两个旁侧检测段，所述中间检测段连接于所述两个旁侧检测段之间；所述两个旁侧检测段与所述中间检测段弯折连接；每个所述旁侧检测段包括第一主段和第一支段；所述第一主段的一端连接所述中间检测段，所述第一主段的另一端连接相应的所述第一引线；所述第一支段的一端连接于所述第一主段的两端之间，所述第一支段的另一端连接相应的所述第三引线。
14.根据权利要求13所述的气体传感器，其特征在于，
所述第一支段包括呈弯折连接的第一子段和第二子段，所述第一子段连接于所述第一主段的两端之间；所述第一主段包括位于其另一端和其与所述第一子段的连接位置之间的末段，所述第一子段的延伸方向和所述末段的延伸方向彼此交叉，所述第二子段与所述末段的延伸方向彼此平行。
15.根据权利要求11所述的气体传感器，其特征在于，
所述气体传感器还包括两个第四引线，所述两个第四引线分别连接所述测温元件的两端，并延伸出所述基座外；在所述测温元件的同一端，所述第二引线和所述第四引线与所述测温元件的连接位置彼此错开。
16.根据权利要求15所述的气体传感器，其特征在于，
所述测温元件包括中间测温段和两个旁侧测温段，所述中间测温段连接于所述两个旁侧测温段之间；所述两个旁侧测温段并排设置且与所述中间测温段弯折连接；每个所述旁侧测温段包括第二主段和第二支段；所述第二主段的一端连接所述中间测温段，所述第二主段的另一端连接相应的所述第二引线；所述第二支段的一端连接于所述第二主段的两端之间，所述第二支段的另一端连接相应的所述第四引线。
17.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，
所述气体传感器包括底板，所述基座设置于所述底板；所述底板上设置有第一连接焊盘和第二连接焊盘，所述第一连接焊盘和所述第二连接焊盘分别位于所述基座的相背两侧外；所述气敏元件通过相应的引线连接所述第一连接焊盘，所述测温元件通过相应的引线连接所述第二连接焊盘。
18.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，
所述基座包括硅基底层以及形成于所述硅基底层的表面的二氧化硅层；所述气敏元件和所述测温元件设置于所述二氧化硅层。
19.根据权利要求18所述的气体传感器，其特征在于，
所述基座还包括设置于所述硅基底层的第一金属层和第二金属层，且所述第一金属层和所述第二金属层裸露于所述二氧化硅层，所述气敏元件位于所述第一金属层和所述第二金属层之间；所述第一金属层和所述第二金属层形成为源极和漏极，所述气敏元件形成为栅极。
20.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，
所述预设气体包括氢气，所述气敏元件的材料包括钯、镍、铂、钯合金、镍合金和铂合金中的至少一种。
21.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，
所述气体传感器还包括气压元件，所述气压元件设置于所述基座，用于检测环境的气压。
22.根据权利要求1所述的气体传感器，其特征在于，
所述气敏元件和所述测温元件中的至少一者通过气相沉积或者磁控溅射形成于所述基座。
23.一种电池，其特征在于，包括壳体、电池单体组和如权利要求1-22任一项所述的气体传感器，所述电池单体组和所述气体传感器设置于所述壳体内部。
24.根据权利要求23所述的电池，其特征在于，所述电池包括处理器，所述处理器耦接所述测温元件和所述气敏元件，用于获取所述气体浓度和所述温度；所述处理器用于获取与所述温度相匹配的浓度补偿参数，利用所述浓度补偿参数对所述气体浓度进行补偿。
25.根据权利要求23所述的电池，其特征在于，所述气体传感器还包括控温元件，所述控温元件设置于所述基座，并位于所述气敏元件和所述测温元件之间，用于对环境进行加热；所述电池包括处理器，所述处理器耦接所述测温元件、所述气敏元件和所述控温元件，用于获取所述气体浓度和所述温度，以及用于控制所述控温元件加热，使得所述温度达到预设温度；所述处理器用于获取所述气敏元件在所述预设温度下测量的所述预设气体的气体浓度。
26.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括如权利要求23所述的电池。
27.根据权利要求26所述的用电装置，其特征在于，
所述用电装置包括处理器，所述处理器耦接所述测温元件和所述气敏元件，用于获取所述气体浓度和所述温度；所述处理器用于获取与所述温度相匹配的浓度补偿参数，利用所述浓度补偿参数对所述气体浓度进行补偿。
28.根据权利要求26所述的用电装置，其特征在于，
所述气体传感器还包括控温元件，所述控温元件设置于所述基座，并位于所述气敏元件和所述测温元件之间，用于对环境进行加热；所述电池包括处理器，所述处理器耦接所述测温元件、所述气敏元件和所述控温元件，用于获取所述气体浓度和所述温度，以及用于控制所述控温元件加热，使得所述温度达到预设温度；所述处理器用于获取所述气敏元件在所述预设温度下测量的所述预设气体的气体浓度。
29.一种气体浓度检测方法，其特征在于，应用于如权利要求23所述的电池或如权利要求26所述的用电装置，其特征在于，所述方法包括：
获取所述气体传感器的所述测温元件所检测到的温度；
获取所述气体传感器的所述气敏元件在所述温度下所检测到的气体浓度；
获取与所述温度相匹配的浓度补偿参数；
利用所述浓度补偿参数对所述气体浓度进行补偿。
30.根据权利要求29所述的方法，其特征在于，
所述获取与所述温度相匹配的浓度补偿参数包括：
在预设补偿曲线上查找与所述温度相匹配的所述浓度补偿参数，所述预设补偿曲线用于表征所述温度和所述浓度补偿参数之间的关联关系；或者，在预设关联关系中确定与所述温度相匹配的浓度补偿参数，所述预设关联关系用于表征所述温度和所述浓度补偿参数之间的关联关系。
31.一种气体浓度检测方法，应用于如权利要求23所述的电池或如权利要求26所述的用电装置，所述气体传感器还包括控温元件，其特征在于，所述方法包括：
控制所述气体传感器的所述控温元件进行加热；
获取所述气体传感器的所述测温元件所检测到的温度，并判断所述温度是否达到预设温度；
若达到所述预设温度，则获取所述气体传感器的所述气敏元件在所述预设温度下测量的所述预设气体的气体浓度。
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