CN213150965U - 电池和使用电池的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池和使用电池的装置，所述电池包括电芯和电路组件。电芯包括主体部、顶封部和极耳。电路组件包括电路板和导电件，电路板在厚度方向上与顶封部间隔设置并形成第一间隙，电路板在长度方向与电芯的主体部间隔设置并形成第二间隙，导电件设置于电路板上方。极耳穿设于第一间隙和第二间隙，以电连接于导电件。在极耳弯折过程中，由于第一间隙、第二间隙以及电路板上方的空间能够为极耳提供足够大的收容空间以容纳极耳，从而使得极耳能够被最大程度地弯折、回绕。由于极耳的收容空间不仅局限于电路板与顶封部之间的区域，从而减少了极耳在长度方向上的占用空间，由此提高了电池的空间利用率，进而提升了电池的容量。

Description

电池和使用电池的装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池和使用电池的装置。

背景技术

电池一般包括电芯和电路组件，电芯包括主体部、位于主体部一端的顶封部以及伸出顶封部的极耳，电路组件包括电路板和导电件。目前，现有的内置式电池连接方式是将极耳弯折至电路板的下侧(即电路板与顶封部之间的区域)以与导电件电连接。在这种连接结构中，由于极耳靠近顶封部的部分包覆有极耳胶，若极耳弯折后极耳胶覆盖焊接区，则会导致极耳焊接不良，因此为了保证极耳焊接质量，极耳的弯折长度受到限制，即弯折后的极耳通常在长度方向上向远离主体部的一端突出于电路板，从而导致极耳在长度方向上占用较大的空间，由此减小了电池的空间利用率，进而不利于电池容量的提升。

实用新型内容

鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种电池和使用电池的装置，其极大地提高了电池的空间利用率，进而提升了电池的容量。

为了实现上述目的，在一些实施例中，本实用新型提供了一种电池，其包括电芯和电路组件。电芯包括主体部、位于所述主体部一端的顶封部以及伸出所述顶封部的极耳。电路组件包括电路板和导电件，所述电路板在厚度方向上与所述顶封部间隔设置并形成第一间隙，所述电路板在长度方向与所述电芯的主体部间隔设置并形成第二间隙，所述导电件在厚度方向上设置于所述电路板上方。所述极耳穿设于所述第一间隙和所述第二间隙，以在所述电路板上方电连接于所述导电件。

在根据一些实施例的电池中，至少位于所述顶封部内的极耳外侧以及靠近所述顶封部的极耳外侧设置有极耳胶。

在根据一些实施例的电池中，所述极耳具有头部、第一连接部、第二连接部以及尾部。所述头部在长度方向上突出于所述顶封部，所述第一连接部连接于所述头部并沿长度方向延伸且位于所述第一间隙中，所述第二连接部连接于所述第一连接部并沿厚度方向延伸且位于所述第二间隙中，所述尾部连接于所述第二连接部并沿长度方向延伸以在所述电路板上方电连接于所述导电件。

在根据一些实施例的电池中，所述极耳的头部在长度方向上不超出电路板远离主体部的一端。

在根据一些实施例的电池中，导电件形成为平板状结构或者U型结构。

在根据一些实施例的电池中，所述电池还包括第一绝缘件，所述第一绝缘件设置于所述极耳的第一连接部与所述顶封部之间。

在根据一些实施例的电池中，所述电池还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件设置于所述极耳的第二连接部与所述主体部之间。

在根据一些实施例的电池中，所述电路组件还包括电子元器件，所述电子元器件在厚度方向上设置于所述电路板下方并与所述极耳间隔设置。

在根据一些实施例的电池中，所述电池还包括第三绝缘件，所述第三绝缘件设置于所述电子元器件与所述极耳之间。

在根据一些实施例的电池中，所述第三绝缘件具有第一绝缘部和第二绝缘部，所述第一绝缘部沿长度方向延伸并设置于所述电子元器件与所述极耳的第一连接部之间、所述第二绝缘部连接于所述第一绝缘部并沿厚度方向延伸且设置于所述电子元器件与所述极耳的第二连接部之间。

本申请还提供了一种使用电池的装置，其包括如上所述的电池，所述电池为所述装置提供电能。

本实用新型的有益效果如下：

在本申请中，在极耳弯折过程中，由于第一间隙、第二间隙以及电路板上方的空间能够为极耳提供足够大的收容空间以容纳极耳，从而使得极耳能够被最大程度地弯折、回绕。其与背景技术相比，由于极耳的收容空间不仅局限于电路板与顶封部之间的区域，从而减少了极耳在长度方向上的占用空间，由此提高了电池的空间利用率，进而提升了电池的容量。

附图说明

图1为根据本申请的使用电池的装置的一些实施例的示意图。

图2为为根据一些实施例的电池的电芯在成型前的示意图。

图3为根据一些实施例的电池的极耳展开时的状态图。

图4是图3中的极耳弯折后的状态图。

图5是图4中的极耳与电路组件的电连接关系示意图。

图6是为根据一些实施例的电池的极耳展开时的状态图。

图7是图6中的导电件弯折后的状态图。

图8是图7中的极耳与电路组件的电连接关系示意图。

图9是图8的变形例。

其中，附图标记说明如下：

1电芯 23电子元器件

11主体部 3第一绝缘件

12顶封部 4第二绝缘件

13极耳 5第三绝缘件

13A头部 51第一绝缘部

13B第一连接部 52第二绝缘部

13C第二连接部 T1第一间隙

13D尾部 T2第二间隙

2电路组件 L长度方向

21电路板 H厚度方向

22导电件

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。

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；本文中在申请的说明书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。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。

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。

本文中术语“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。

本申请中出现的“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)。

本申请实施例描述的电池适用于各种使用电池的装置，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等；电池为所述装置提供电源。本申请实施例描述的电池不仅仅局限适用于上述所描述的设备，还可以适用于所有使用电池的设备，但为描述简洁，下述实施例均以手机为例进行说明。例如，图1示出了一种手机2000的结构，所述手机2000的内部设置有电池1000，电池1000为手机2000提供电源，满足使用手机时的用电需求。

参照图2至图9，根据一些实施例的电池1000包括电芯1。电芯1包括主体部11、顶封部12以及极耳13。顶封部12位于所述主体部11一端并连接于所述主体部11。极耳13伸出所述顶封部12。在一些实施例中，电芯1为锂电芯。

具体地，参照图2，电芯1包括包装袋14和收容于包装袋14内的电极组件15。电极组件15是电芯1实现重复充放电功能的核心构件。电极组件15包括正极极片、负极极片以及将正极极片和负极极片隔开的隔膜，在本实施例中，电极组件15可通过卷绕正极极片、负极极片及隔膜而形成。电极组件15可被平坦地挤压以形成扁平状。在一实施例中，电极组件15可为多个并层叠设置。

包装袋14可为铝塑膜或钢塑膜。包装袋14可由一张铝塑膜或一张钢塑膜对折连接而成。在一些实施例中，先通过冲压在铝塑膜(或钢塑膜)上形成两个凹腔，然后将铝塑膜对折为两层(以下将所述两层称之为第一包装膜和第二包装膜)以使两个凹腔相对。其中，两个凹腔分别形成于第一包装膜和第二包装膜。第一包装膜的凹腔和第二包装膜的凹腔围成用于容纳电极组件15的容纳腔。第一包装膜的环绕凹腔的边缘与第二包装膜的环绕凹腔的边缘密封连接，以将所述容纳腔密封。电芯1的主体部11包括电极组件15和包装袋14的围成所述容纳腔的部分，而顶封部12则包括第一包装膜和第二包装膜在主体部11所述一端密封连接的部分，且顶封部12的厚度小于主体部11的厚度。在另一些实施例中，包装袋14可由两张铝塑膜热压连接而成。

极耳13连接于电极组件15、穿过顶封部12并伸出到顶封部12的外部。极耳13设置可为多个，所述多个极耳13包括正极极耳和负极极耳，正极极耳电连接于正极极片，负极极耳电连接于负极极片。

由于锂电池的化学特性，在正常使用过程中，其内部进行电能和化学能相互转化的化学正反应，但在某些条件下，如对其过充电、过放电和过电流将会导致电芯内部发生化学副反应，该副反应加剧后，会严重影响电池的性能和使用寿命，并可能产生大量的气体，使电池内部压力迅速增大后爆炸而导致安全问题，因此，锂电池通常需要一个保护电路，用于对电池的充、放电状态进行有效监测，并在某些条件下关断充、放电回路以防止对电池发生损害。参照图2至图9，电池1000包括具有保护功能的电路组件2，电路组件2包括电路板。电路板是由电子电路组成，时刻准确的监视电芯的电压和充放电回路中的电流。电路板通常包括MOS开关、精密电阻、电容及辅助器件FUSE、PTC、NTC、存储器、连接器、FPC等电子元器件元件。

参照图5至图9，在一些实施例中，电路组件2包括电路板21和导电件22。电路板21电连接于极耳13。电路板21能够通过极耳13实现对电芯1的充放电，并时刻准确的监视电芯1的电压和充放电回路中的电流。

在一些实施例中，电路板21在厚度方向H上与顶封部12间隔设置并形成第一间隙T1，电路板21在长度方向L与电芯1的主体部11间隔设置并形成第二间隙T2。导电件22在厚度方向H上固定设置于电路板21上方。电芯1的极耳13穿设于第一间隙T1和第二间隙T2，以在电路板21上方电连接(如焊接)于导电件22。需要说明的是，这里所述的“上方”是指电路板21在厚度方向H上远离顶封部12的一侧。

在极耳13弯折过程中，由于第一间隙T1、第二间隙T2以及电路板21上方的空间能够为极耳13提供足够大的收容空间以容纳极耳13，从而使得极耳13能够被最大程度地弯折、回绕。其与背景技术相比，由于极耳13的收容空间不仅局限于电路板21与顶封部12之间的区域，从而减少了极耳13在长度方向L上的占用空间，由此提高了电池的空间利用率，进而提升了电池的容量。

在一些实施例中，至少位于顶封部12内的极耳13外侧以及靠近顶封部12的极耳13外侧设置有极耳胶S。由于极耳13弯折、回绕至电路板21上方与导电件22电连接，从而使得极耳胶S远离极耳13与导电件22之间的焊接区域，由此提高了焊接质量。

具体地，极耳13可具有头部13A、第一连接部13B、第二连接部13C以及尾部13D。极耳13的头部13A在长度方向L上突出于顶封部12，第一连接部13B连接于头部13A并沿长度方向L延伸且位于第一间隙T1中，第二连接部13C连接于第一连接部13B并沿厚度方向H延伸且位于第二间隙T2中，尾部13D连接于第二连接部13C并沿长度方向L延伸以在电路板21上方电连接于导电件22。另外，极耳13还具有封装在顶封部12内的密封部(未示出)。其中，极耳胶S至少设置在极耳13的所述密封部及其头部13A的外侧。

在一些实施例中，为了进一步减少极耳13在长度方向L上的占用空间，参照图5、图8-9，极耳13的头部13A在长度方向L上不超出电路板21远离主体部11的一端，由此极大地提高了电池的空间利用率，进而提升了电池的容量。

在一些实施例中，电路板21上安装有连接器，连接器用于与主机端(例如手机、笔记本)相连。具体地，电路板21可为柔性电路板，柔性电路板较为柔软，易于弯折，便于连接器与主机端连接。

在一些实施例中，导电件22形成为平板状结构，如平板状镍片。参照图3-5，在极耳13弯折过程中，极耳13可先穿设于第一间隙T1和第二间隙T2，以弯折至电路板21上方，然后再与导电件22进行焊接连接。由于极耳13的尾部13D与头部13A(设置有极耳胶S)在厚度方向H上被电路板21间隔开，从而尾部13D与导电件22焊接时不会受到极耳胶S的影响，从而提高了焊接质量。

在一些实施例中，导电件22在组装前为L型结构(如L型镍片)、在组装过程中弯折并形成为U型结构。参照图6-8，在电池的组装过程中，先将极耳13与L型的导电件22焊接连接(如图6所示)，等焊接完成后将L型的导电件22弯折成U型结构(如图7所示)，随后再将极耳13进行弯折并回绕，最终形成图8中的电池结构。这种先焊接再弯折极耳13的方式，提高了焊接质量。

在一些实施例中，为了提高绝缘性能，降低极耳13刺破包装袋14并与包装袋14的金属成分接触而发生短路的风险，参照图5、图8-9，电池还包括第一绝缘件3，第一绝缘件3设置于极耳13的第一连接部13B与顶封部12之间，由此提高了电池的安全性能。具体地，第一绝缘件3由绝缘材质制成，如硅胶垫、绝缘胶纸或者泡棉。

在一些实施例中，参照图5、图8-9，所述电池还包括第二绝缘件4，第二绝缘件4设置于极耳13的第二连接部13C与主体部11之间。第二绝缘件4的设置，提高了电池的绝缘性能，降低了极耳13刺破形成主体部11的包装袋14部分并与包装袋14的金属成分接触而发生短路的风险，由此提高了电池的安全性能。具体地，第二绝缘件4由绝缘材质制成，如硅胶垫、绝缘胶纸或者泡棉。

在一些实施例中，参照图2-9，电路组件2还包括电子元器件23，电子元器件23在厚度方向H上设置于电路板21下方并电连接于电路板21，且电子元器件23与极耳13间隔设置。

在一些实施例中，参照图5、图8-9，电池还包括第三绝缘件5，第三绝缘件5设置于电子元器件23与极耳13之间。第三绝缘件5的设置，提高了电池的绝缘性能，降低了极耳13与电子元器件23接触而发生短路的风险，由此提高了电池的安全性能。具体地，第三绝缘件5由绝缘材质制成，如硅胶垫、绝缘胶纸或者泡棉。

在一些实施例中，参照图9，第三绝缘件5形成为L型结构。具体地，第三绝缘件5具有第一绝缘部51和第二绝缘部52。第一绝缘部51沿长度方向L延伸并设置于电子元器件23与极耳13的第一连接部13B之间、第二绝缘部52连接于第一绝缘部51并沿厚度方向H延伸且设置于电子元器件23与极耳13的第二连接部13C之间。当电池跌落时，L型的第三绝缘件5极大地降低了电路组件2与极耳13接触而发生短路的风险，由此提高了电池的安全性能。

Claims (10)

1.一种电池，包括电芯和电路组件，电芯包括主体部、位于所述主体部一端的顶封部以及伸出所述顶封部的极耳；

其特征在于，

电路组件包括电路板和导电件，所述电路板在厚度方向上与所述顶封部间隔设置并形成第一间隙，所述电路板在长度方向与所述电芯的主体部间隔设置并形成第二间隙，所述导电件在厚度方向上设置于所述电路板上方；

所述极耳穿设于所述第一间隙和所述第二间隙，以在所述电路板上方电连接于所述导电件。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，至少位于所述顶封部内的极耳外侧以及靠近所述顶封部的极耳外侧设置有极耳胶。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，

所述极耳具有头部、第一连接部、第二连接部以及尾部；

所述头部在长度方向上突出于所述顶封部，所述第一连接部连接于所述头部并沿长度方向延伸且位于所述第一间隙中，所述第二连接部连接于所述第一连接部并沿厚度方向延伸且位于所述第二间隙中，所述尾部连接于所述第二连接部并沿长度方向延伸以在所述电路板上方电连接于所述导电件。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述极耳的头部在长度方向上不超出电路板远离主体部的一端。

5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，导电件形成为平板状结构或者U型结构。

6.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述电池还包括第一绝缘件，所述第一绝缘件设置于所述极耳的第一连接部与所述顶封部之间。

7.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述电池还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件设置于所述极耳的第二连接部与所述主体部之间。

8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，

所述电路组件还包括电子元器件，所述电子元器件在厚度方向上设置于所述电路板下方并与所述极耳间隔设置；

所述电池还包括第三绝缘件，所述第三绝缘件设置于所述电子元器件与所述极耳之间。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述第三绝缘件具有第一绝缘部和第二绝缘部，所述第一绝缘部沿长度方向延伸并设置于所述电子元器件与所述极耳的第一连接部之间、所述第二绝缘部连接于所述第一绝缘部并沿厚度方向延伸且设置于所述电子元器件与所述极耳的第二连接部之间。

10.一种使用电池的装置，其特征在于，所述装置包括如权利要求1-9中任一项所述的电池，所述电池为所述装置提供电能。

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