CN215771335U - 一种新型柔性电池组结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种新型柔性电池组结构，其包括两个或者多个串并联连接的电芯以及与各电芯电连接的一个或者多个PCB板，各所述电芯和所述PCB板之间采用导线连接并排布为左右对称结构。本申请通过多个电芯和PCB板实现为一个组合柔性电池组结构，更适用于可穿戴衣物；且为方便封装外壳的外观设计以及配重考虑，将该新型柔性电池组结构设计为对称结构，避免了整个电池组在使用时两侧受力不均而往一侧偏移，影响使用寿命的问题。

Description

一种新型柔性电池组结构

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体是一种新型柔性电池组结构。

背景技术

随着电子技术的快速发展，越来越多的电子设备正在向着轻薄化和柔性化的方向进行发展。在智能服装、柔性电子、医疗设备、柔性传感器、柔性显示等领域，都对柔性电池有迫切需求。目前最大的挑战就是柔性化的储能电源产品。而传统的锂离子电池无法弯曲、折叠，在体积变化过大时，甚至会导致正负极之间发生短路，引发热失控，导致严重的安全问题。为此，现阶段电池的研发重点越来越偏向于柔性电池组。

目前的柔性电池组使用的是超薄柔性电芯，可实现弯曲，具有一定的柔性，其存在以下缺陷：弯曲次数有限，弯曲次数多了会损耗电池寿命，且同时会使容量降低，约在1mAh～100mAh之间；而且，现有的超薄柔性电芯只能弯曲，无法拉伸、扭转，不适用于各种智能穿戴领域。

实用新型内容

在下文中给出了关于本实用新型实施例的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本实用新型提供一种新型柔性电池组结构，其包括两个或者多个串并联连接的电芯以及与各电芯电连接的一个或者多个PCB板，各所述电芯和所述 PCB板之间采用导线连接并排布为左右对称结构。为方便封装外壳的外观设计以及配重考虑，并避免整个电池组在使用时两侧受力不均而往一侧偏移，影响使用寿命，因此将该新型柔性电池组结构设计为对称结构。

作为一个优选的实施方案，该新型柔性电池组结构包括依次放置的第一电芯、填充模块、PCB板和第二电芯，所述第一电芯和第二电芯并接后与所述 PCB板电连接，所述填充模块与PCB板的结构和形状基本相同，以使该柔性电池组结构以中部为中心形成左右对称结构。优选的，所述PCB板上还设有开关按键，开关按键可用于电源开关和/或档位调节开关。作为档位调节开关时，每个档位代表着输入电流的大小以及占空比(通电的时间以及不同电的时间所占的比率)，例如可设计为三挡，一挡90％的占空比(放电时间占九成)，二挡70％，三挡50％，可以随时调整，从而方便用户的使用。对应的，所述可拉伸封装外壳对应所述开关按键的位置处设有按键帽，方便用户按压调节，优选的，所述按键帽和所述可拉伸封装外壳注塑一体成型。

作为另一个优选的实施方案，该新型柔性电池组结构包括依次放置的第一电芯、第一PCB板、第二PCB板和第二电芯，所述第一电芯和所述第一PCB 板电连接，所述第二PCB板和所述第二电芯电连接，所述第一PCB板和第二 PCB板相互电连接，所述第一PCB板和所述第二PCB板的结构和形状基本相同，以使该柔性电池组结构以中部为中心形成左右对称结构。

优选的，该新型柔性电池组结构还包括与各所述电芯和所述PCB板电连接的一个或者多个电连接件；所述电连接件用于将该新型柔性电池组结构与外部模块电性连接，通过该电连接件使所述该柔性电池组结构为与其电连接的外部模块进行供电。例如可与外部加热模块相连，使整个新型柔性电池组结构为加热模块进行供电，也可与其他功能模块(如制冷功能模块、震动功能模块等等)相连并为其供电，其柔性可折叠的性能尤其适用于可穿戴装置上。

优选的，所述电连接件包括相互配合并电连接的公头和母座，所述母座与各所述电芯和所述PCB板电连接，所述公头与外部模块电相连，使得公头和母座配合连接后该新型柔性电池组结构和所述外部模块电性连接；或者，所述公头与该新型柔性电池组结构相连，所述母座与外部模块相连，使得公头和母座配合连接后该新型柔性电池组结构和所述外部模块电性连接。

优选的，所述公头和母座是通过Type-C连接或者USB连接或者DC连接，也即是说，所述电连接件是Type-C公母头连接，或者USB公母头连接，或者DC公母头连接，也可以是其他电连接结构。

优选的，各所述电芯和所述PCB板之间采用弹性导线连接。弹性导线可采用本申请人在先申请的弹性导线来实现也可采用其他现有技术实现的弹性导线来实现。

本申请通过上述方案实现的柔性电池组，具有更广弯折角度(0～180度)、拉伸长度更长(0～30％)、具有一定的扭转角度(0～90度)的柔性电池组，而且其电池组容量可以达到1500mAh以上。其具有如下优点：

1、通过多个电芯和PCB板实现为一个组合柔性电池组结构，更适用于可穿戴衣物，且为方便封装外壳的外观设计以及配重考虑，将该新型柔性电池组结构设计为对称结构，避免了整个电池组在使用时两侧受力不均而往一侧偏移，影响使用寿命的问题；

2、应用领域广泛，例如智能服装、柔性电子、医疗设备、柔性传感器、柔性显示等；在穿戴领域，柔性电池组可以装在衣服内，随着身体的运动而变形并持续的为衣服内的用电器(制冷电器、发光电器、加热电器等)供电，提供更加舒适的穿衣体验；置于鞋子上，鞋子的加热片进行供电，随着鞋子的运动进行拉伸弯折，以满足舒适性要求。在家用电器方面，可用于头戴式耳机、加热围巾、帽子等穿戴上；

综上，本申请的结构调整性强、通用性强，可以根据不同的使用情况设计出相应的结构尺寸满足客户的使用要求，具有很好的实用性。

附图说明

本实用新型可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本实用新型的优选实施例和解释本实用新型的原理和优点。在附图中：

图1为本实用新型实施例1中新型柔性电池组结构的示意图；

图2为本实用新型实施例2中新型柔性电池组结构的示意图；

图3为本实用新型实施例2中公头和母座连接为Type-C连接示意图；

图4为本实用新型实施例2中公头和母座连接为DC连接示意图；

图5为本实用新型实施例2中电连接件为磁吸结构的示意图一；

图6为本实用新型实施例2中电连接件为磁吸结构的示意图二；

图7a为本发明实施例2中电连接件为通电自锁磁吸结构的示意图一；

图7b为本发明实施例2中电连接件为通电自锁磁吸结构的示意图二；

图7c为本发明实施例2中电连接件为通电自锁磁吸结构的示意图三。

具体实施方式

下面将参照附图来说明本实用新型的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型实施例公开一种新型柔性电池组结构，其包括两个或者多个串并联连接的电芯以及与各电芯电连接的一个或者多个PCB板，各所述电芯和所述PCB板之间采用导线连接并排布为左右对称结构。为方便封装外壳的外观设计以及配重考虑，并避免整个电池组在使用时两侧受力不均而往一侧偏移，影响使用寿命，因此将该新型柔性电池组结构设计为对称结构。

其中，电芯和PCB板的连接关系根据实际需要来设计，例如设置两个或者两个以上电芯和一个PCB板，则各电芯均与该PCB板电连接；再例如设计多个电芯和两个PCB板，可根据实际需要将多个电芯分成两组，一组与其中一个PCB板连接，另一组与另一个PCB板连接，两个PCB板之间互相电连接；再例如设计多个电芯和N个PCB板(N＞2)，则可将多个电芯分成N 组，N组的电芯分别与N个PCB板一一对应连接，N个PCB板相互电连接。

实施例1

本实施例中，参见图1，该新型柔性电池组结构包括依次放置的第一电芯 101、填充模块102、PCB板103和第二电芯104，第一电芯101和第二电芯 104并联连接后与PCB板103连接，第一电芯101、填充模块102、PCB板 103和第二电芯104之间采用导线105连接并排布为左右对称结构。本实施例中，第一电芯101和第二电芯104为并联连接，第一电芯101和第二电芯 104可分别由一个电芯实现，也可由多个电芯串接实现。

填充模块102和PCB板103的结构形状和大小基本相同，以使该柔性电池组结构以中部为中心形成左右对称结构。

本申请采用上述方案，首先进行模块化处理，也即将整个柔性电池组结构分隔为电芯和PCB板，再将各电芯和PCB板进行封装排布为对称结构，不仅使整个柔性电池组具有很好的可拉伸和可折叠性能，而且还避免了整个电池组在使用时两侧受力不均而往一侧偏移进而影响使用寿命的问题，使其更适用于可穿戴领域。

此外，本实施例中，参见图1，该新型柔性电池组结构还包括与各电芯和 PCB板电连接的两个电连接件，分别记为第一电连接件106和第二电连接件 107；电连接件用于将该新型柔性电池组结构与外部模块电性连接，通过该电连接件使所述该柔性电池组结构为与其电连接的外部模块进行供电。本实施例中，第一电连接件106由填充模块102引出，并设于填充模块102的左上方；第二电连接件107由PCB板103引出，并设于PCB板103的右上方。

本实施例的新型柔性电池组结构由两个并联的电芯、一个PCB板、一个对称填充模块(也可以替换成电路板模块或者电芯模块)通过导线的结合方式连接并组成整体，其中两个电芯、PCB板和对称填充模块分别封装，然后相互之间再通过导线连接形成可拉伸结构的电池组。其中的电芯可采用聚合物电芯实现。

实施例2

参见图2，本实施例中，该新型柔性电池组结构包括依次放置的第三电芯 111、第一PCB板112、第二PCB板113和第四电芯114，第三电芯111和第一PCB板112电连接，第二PCB板113和第四电芯114电连接，第一PCB 板112和第二PCB板113相互电连接，第三电芯111、第一PCB板112、第二PCB板113和第四电芯114之间采用导线115连接并排布为左右对称结构。第三电芯111和第四电芯114的结构形状和大小基本相同，第一PCB板 112和第二PCB板113的结构形状和大小基本相同，以使该柔性电池组结构 100以中部为中心形成左右对称结构。

参见图2，本实施例中，第二PCB板上设有开关按键116，开关按键可用于电源开关或者档位调节开关。作为档位调节开关时，每个档位代表着输入电流的大小以及占空比(通电的时间以及不同电的时间所占的比率)，例如可设计为三挡，一挡90％的占空比(放电时间占九成)，二挡70％，三挡50％，可以随时调整，从而方便用户的使用。

本实施例中，该新型柔性电池组结构还包括与第三电芯111、第一PCB 板112、第二PCB板113和第四电芯114电连接的第三电连接件117和第四电连接件118。第三电连接件117和第四电连接件118结构相同，其用于连接外部模块并导电，通过该电连接件使该柔性电池组结构为与其电连接的外部模块进行供电。其还可以同时是结构固定件。

作为一个可行的方案，第三电连接件117包括相互配合并电连接的公头和母座，母座与各电芯和PCB板电连接，公头与外部模块电相连(或者公头与各电芯和PCB板电连接，母座与外部模块电相连)，使公头和母座配合连接后外部模块和该柔性电池组结构电性连接，从而实现该柔性电池组结构为外部模块供电。其中，公头和母座可以是通过Type-C连接(图3)或者USB连接或者DC连接(图4)，也可以是其他电连接结构。

作为一个进一步的实现方案，第三电连接件117的公头和母座相互配合是通过普通磁吸结构(图5和图6)或者通电自锁磁吸结构(图7a、图7b和图 7c)实现的磁吸结构件，该柔性电池组结构通过该磁吸结构件固定在外部模块上。当电连接件是通电自锁磁吸结构时，其不仅承担结构作用把该柔性电池组结构固定在可穿戴设备或衣物上，还负责导电。

其中，普通磁吸结构参见图5和图6，该第三电连接件117包括将母座与外部模块固定的第一固定部310、将公头与该柔性电池组结构(各电芯和PCB 板)电连接的第二固定部320以及将第一固定部310和第二固定部320形成装配结构的装配部330(为现有技术，这里不再详述)，第一固定部和第二固定部均为磁吸件，第一固定部和第二固定部通过装配部固定并使电连接件的母座和公头形成内部磁吸并导电。其中，本实施例中，第二固定部320具有相互配合的上固定部321和下固定部322，上固定部321和下固定部322之间可夹紧该柔性电池组结构的外封装，本实施例中，上固定部321和下固定部322 通过螺纹323紧固在一起。母座与外部模块固定在一起，例如可通过车缝工艺。

通电自锁磁吸结构参见图7a、图7b和图7c，该第三电连接件117包括将母座1351与外部模块固定的第一固定部410、将公头1352与该柔性电池组结构(各电芯和PCB板)电连接的第二固定部420以及将第一固定部410 和第二固定部420形成装配结构的装配部(图上未示出，其为现有技术，这里不再详述)，第一固定部和第二固定部均为磁吸件，第一固定部和第二固定部通过装配部固定并使电连接件的母座和公头形成内部磁吸并导电。此外，该装配部还具有自锁结构，当该第一电连接件通电后，自锁结构锁定母座和公头的连接。其中，本实施例中，第二固定部420具有相互配合的上固定部421和下固定部422，上固定部421和下固定部422之间可夹紧公头1352的外封装，且上固定部421和下固定部422可通过螺纹旋接相互紧固在一起，公头1352 具有公头导线1353，母座1351具有母座导线1354，母座1351通过第一固定部410与外部模块固定在一起，例如可通过车缝工艺。

目前市面上的柔性电池是通过很薄的电芯以实现其柔性效果，但是他们的柔性仅仅能弯折无法拉伸，而且弯折的角度很小，弯曲次数多了会损耗电池寿命，与此同时容量较低(1mAh～100mAh)，本申请通过上述方案实现的电池组弯折角度很广(0～180度)、拉伸长度很长(0～30％)、具有一定的扭转角度 (0～90度)，而且电池组容量可以达到1500mAh以上，另外该电池组电压 7.4V，容量2750mAh，本身具有一定的弯折程度，再加上具有弯折拉伸性能，更为贴合人体。

在上面对本实用新型具体实施例的描述中，针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以用相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

尽管上面已经通过对本实用新型的具体实施例的描述对本实用新型进行了披露，但是，应该理解，上述的所有实施例和示例均是示例性的，而非限制性的。本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本实用新型的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本实用新型的保护范围内。

Claims (8)

1.一种新型柔性电池组结构，其特征在于：包括两个或者多个串并联连接的电芯以及与各电芯电连接的一个或者多个PCB板，各所述电芯和所述PCB板之间采用导线连接并排布为左右对称结构。

2.根据权利要求1所述的新型柔性电池组结构，其特征在于：该新型柔性电池组结构包括依次放置的第一电芯、填充模块、PCB板和第二电芯，所述第一电芯和第二电芯并接后与所述PCB板电连接，所述填充模块与PCB板的结构和形状基本相同，以使该柔性电池组结构以中部为中心形成左右对称结构。

3.根据权利要求2所述的新型柔性电池组结构，其特征在于：所述PCB板上还设有开关按键，开关按键用于电源开关和/或档位调节开关。

4.根据权利要求1所述的新型柔性电池组结构，其特征在于：该新型柔性电池组结构包括依次放置的第一电芯、第一PCB板、第二PCB板和第二电芯，所述第一电芯和所述第一PCB板电连接，所述第二PCB板和所述第二电芯电连接，所述第一PCB板和第二PCB板相互电连接，所述第一PCB板和所述第二PCB板的结构和形状基本相同，以使该柔性电池组结构以中部为中心形成左右对称结构。

5.根据权利要求1-4任一所述的新型柔性电池组结构，其特征在于：该新型柔性电池组结构还包括与各所述电芯和所述PCB板电连接的一个或者多个电连接件；所述电连接件用于将该新型柔性电池组结构与外部模块电性连接，通过该电连接件使所述该柔性电池组结构为与其电连接的外部模块进行供电。

6.根据权利要求5所述的新型柔性电池组结构，其特征在于：所述电连接件包括相互配合并电连接的公头和母座，所述母座与各所述电芯和所述PCB板电连接，所述公头与外部模块电相连，使得公头和母座配合连接后该新型柔性电池组结构和所述外部模块电性连接；或者，所述公头与该新型柔性电池组结构相连，所述母座与外部模块相连，使得公头和母座配合连接后该新型柔性电池组结构和所述外部模块电性连接。

7.根据权利要求6所述的新型柔性电池组结构，其特征在于：所述公头和母座是通过Type-C连接或者USB连接或者DC连接。

8.根据权利要求1-4任一所述的新型柔性电池组结构，其特征在于：各所述电芯和所述PCB板之间采用弹性导线连接。

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