CN219937136U - 一种电池 - Google Patents

Abstract

一种电池，包括：电芯：电量检测器件，所述电量检测器件包括发热电阻层及设置于所述发热电阻层表面的热敏显示层；所述发热电阻层包括第一导电极片、第二导电极片以及和所述第一导电极片及所述第二导电极片电连接的至少两个发热电阻，所述发热电阻之间为并联，所述发热电阻的阻值沿所述发热电阻的排列方向递增，所述发热电阻通过所述第一导电极片和所述第二导电极片与所述电芯电连接、以形成电量检测回路，所述电量检测回路设置有回路通断控制开关；所述热敏显示层上设置有和所述发热电阻相对应的热敏变色物质区，所述热敏变色物质区设置有热敏变色物质。本实用新型可以在电子设备不开机的情况下方便快捷地实现电池电量的检测。

Description

一种电池

技术领域

本实用新型属于电池技术领域，更具体地说，涉及一种可以检测及显示剩余电量的电池。

背景技术

可充电电池(或称为二次电池)在移动电话、数码摄像机和笔记本电脑等便携式电子设备上具有广泛应用。用户在使用电子设备的过程中，普遍会对电子设备中电池的续航能力特别关注。目前对于电池剩余电量的检测方法主要是在电子设备开机状态下，通过设备系统软件查询电池的剩余电量。这种检测方法需要电子设备处于开机状态，这一过程本身会消耗不少电能。对于从电子设备上拆下的电池，要想知道剩余电量，则需要借助外部检测设备对电池进行检测，这种方法依赖于检测设备和检测环境，效率低，不便捷。还有一些电池设置了电量检测电路，电量检测电路具有显示屏或LED灯，通过显示屏或LED灯显示剩余电量，但电量检测电路中的显示屏或LED灯一般需要电源供电才能工作，如果额外设置电源为电量检测电路供电，则结构复杂，成本高，如使用电池自身供电，则会对电池自身的电量有较大的消耗。因此，如何能对可充电电池，尤其是可拆装式的可充电电池，在电子设备不开机的状态下进行快速的剩余电量检测，以满足用户的需求，是各厂商需要解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种能够检测和显示剩余电量的电池。

为了实现上述目的，本实用新型采取如下的技术解决方案：

一种电池，包括：电芯：电量检测器件，所述电量检测器件包括发热电阻层及设置于所述发热电阻层表面的热敏显示层；所述发热电阻层包括第一导电极片、第二导电极片以及和所述第一导电极片及所述第二导电极片电连接的至少两个发热电阻，所述发热电阻之间为并联，所述发热电阻的阻值沿所述发热电阻的排列方向递增，所述发热电阻通过所述第一导电极片和所述第二导电极片与所述电芯电连接、以形成电量检测回路，所述电量检测回路设置有回路通断控制开关；所述热敏显示层上设置有和所述发热电阻相对应的热敏变色物质区，所述热敏变色物质区设置有热敏变色物质。

如上所述的电池，可选的，所述电池包括由至少两个电芯组成的电芯单元，所述电芯单元还包括电路保护板，所述电路保护板上设置有和所述电芯的极耳电连接的极耳焊盘以及和所述第一导电极片及所述第二导电极片电连接的电量检测焊盘，所述电量检测器件通过所述电路保护板和所述电芯电连接。

如上所述的电池，可选的，所述第一导电极片和所述第二导电极片与所述电量检测焊盘焊接。

如上所述的电池，可选的，所述第一导电极片和所述第二导电极片通过相互配合的第一连接器和第二连接器与所述电池保护板电连接，所述电池保护板上设置有和所述电量检测焊盘电连接的第一连接器，所述第一导电极片和所述第二导电极片通过导线或柔性电路板与所述第二连接器相连。

如上所述的电池，可选的，所述电量检测焊盘为导线柱，所述第一导电极片和所述第二导电极片通过导线和所述导线柱连接。

如上所述的电池，可选的，还包括绝缘框架，所述电芯及所述电路保护板设置于所述绝缘框架内，所述绝缘框架的两侧设置有保护膜层，所述保护膜层覆盖所述绝缘框架及所述电芯单元的表面，其中一个保护膜层为标签层，所述电量检测器件设置于所述标签层的表面。

如上所述的电池，可选的，所述电量检测器件还包括基底层，所述热敏显示层、所述发热电阻层和所述基底层依次设置，所述基底层贴于所述标签层。

如上所述的电池，可选的，还包括防护盖，所述防护盖设置于所述电路保护板上，所述回路通断控制开关设置于所述电路保护板上，所述防护盖上设置有向内凹陷的开关压槽，所述开关压槽和所述回路通断控制开关对应设置。

如上所述的电池，可选的，所述开关压槽的底壁的厚度为0.3mm～1.0mm。

如上所述的电池，可选的，所述发热电阻为方形片体，相邻设置的所述发热电阻的宽度及厚度相同，长度不同。

由以上技术方案可知，本实用新型在电池上集成了电量检测器件，电量检测器件包括发热电阻层及设置于所述发热电阻层表面的热敏显示层，发热电阻层具有多个发热电阻，可以通过热敏显示层上和发热电阻对应设置热敏变色物质区实现电量分档显示，能够在不依赖外部检测设备的情况下，或无需电子设备开机的情况下，实现实时、快速、便捷的测定电池的剩余电量，使用户能够动态掌握电池剩余电量的区间范围，满足用户想要知道电池续航能力的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例1电池的结构示意图；

图2为本实用新型实施例1电池将防护膜层移除后的结构示意图；

图3为本实用新型实施例1电芯单元的结构示意图；

图4为本实用新型实施例1电量检测器件的分解结构示意图；

图5为本实用新型实施例1发热电阻层的结构示意图；

图6为本实用新型实施例2电池的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述，在详述本实用新型实施例时，为便于说明，表示器件结构的附图会不依一般比例做局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本实用新型保护的范围。需要说明的是，附图采用简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、清晰地辅助说明本实用新型实施例的目的。同时，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，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；术语“正”、“反”、“底”、“上”、“下”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。

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“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，还可以是两个元件内部的连通，可以是无线连接，也可以是有线连接。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。

实施例1

如图1、图2和图3所示，本实施例的电池包括电芯单元、绝缘框架2、防护膜层3及电量检测器件4，电芯单元包括至少两个电芯1。绝缘框架2内设置有用于容纳电芯单元的电芯容置腔(未标号)，电芯单元中的电芯1设置于绝缘框架2的电芯容置腔内。本实施例的电芯容置腔的两侧镂空，由防护膜层3进行封挡。防护膜层3设置于绝缘框架2相对的两侧，覆盖在绝缘框架2及电芯单元的表面。绝缘框架2两侧的防护膜层3之一可作为电池的标签层。

本实施例的电芯单元除了包括电芯1外，还包括电路保护板5及防护盖6。绝缘框架2内形成有用于放置电路保护板5的保护板容置槽(未标号)，保护板容置槽和电芯内容置槽相邻设置，保护板容置槽仅一侧镂空，标签层位于保护板容置槽的镂空侧。电路保护板5和电芯1的极耳1-1电连接，电路保护板5上设置有用于负责控制电芯1的充电和放电的器件。电芯1的极耳1-1包括极性相反的正极耳和负极耳。电芯单元中的电芯1通过电路板护板5相互串联或并联，电芯单元的电芯1之间采用串联或采用并联根据电池所需的电压相应设置。当电芯之间为串联时，相邻电芯之间的异极性极耳相连，当电芯之间为并联时，相邻电芯之间的同极性极耳相连。电路板护板5还包括通过导线和电路保护板5电连接的连接器5-1，连接器5-1用于和外部的充电器、用电模块进行连接。电路保护板5上设置有用于和电芯1的极耳电连接的极耳焊盘5a，以及和电量检测器件4电连接的电量检测焊盘5b，电量检测焊盘5b相当于电池的总正端子和总负端子。本实施例的电量检测器件4通过电路板护板5间接和电芯1电连接，以对电池的电量进行检测。

如图4所示，本实施例的电量检测器件4包括发热电阻层4-1以及覆盖在发热电阻层4-1的外侧表面(发热电阻层的远离电芯单元的表面)的热敏显示层4-2。可选的，本实施例的电量检测器件4还包括设置于发热电阻层4-1内侧表面的基底层4-3，基底层4-3设置于发热电阻层4-1的和热敏显示层4-2相对的另一侧表面，即热敏显示层4-2、发热电阻层4-1和基底层4-3依次设置。基底层4-3贴合于标签层的外表面。

如图5所示，发热电阻层4-1包括和电芯1电连接的第一导电极片4-1a及第二导电极片4-1b，以及电连接于第一导电极片4-1a及第二导电极片4-1b之间的多个发热电阻(4-1c、4-1d、4-1e、4-1f)。发热电阻通过第一、第二导电极片直接或间接与电芯电连接。本实施例的第一导电极片4-1a和第二导电极片4-1b均为长条片状，且相互间隔设置。为了便于描述，将导电极片的和电路保护板5电连接的一端定义为第一端a，导电极片的另一端(远离电路保护板5的一端)则为第二端b。电量检测器件4(发热电阻)通过第一导电极片4-1a、第二导电极片4-1b及电路保护板5和电芯1形成电量检测回路，本实施例在电路保护板5上设置有控制电量检测器件4(发热电阻)和电芯1之间的电量检测回路的通/断的回路通断控制开关7。回路通断控制开关7可为触控式开关或其他形式的通断开关。

发热电阻层4-1中每个发热电阻的阻值不同，发热电阻的阻值沿发热电阻的排列方向递增，即从导电极片的第一端向导电极片的第二端递增。本实施例的发热电阻层4-1设置有4个发热电阻，分别为：第一发热电阻4-1c、第二发热电阻4-1d、第三发热电阻4-1e和第四发热电阻4-1f，第一发热电阻4-1c、第二发热电阻4-1d、第三发热电阻4-1e和第四发热电阻4-1f均与第一导电极片4-1a和第二导电极片4-1b电连接，4个发热电阻之间为并联的关系，即各发热电阻的两端分别和第一导电极片4-1a及第二导电极片4-1b连接。第一发热电阻4-1c、第二发热电阻4-1d、第三发热电阻4-1e和第四发热电阻4-1f依次间隔设置，第一发热电阻4-1c最靠近导电极片的第一端，则第一发热电阻4-1c、第二发热电阻4-1d、第三发热电阻4-1e和第四发热电阻4-1f的阻值依次增大。

本实施例的发热电阻均为长方形片体，发热电阻可为金属电阻片或石墨电阻片等非金属电阻片。本实施例的发热电阻的宽度相等，长度递增，由于每个发热电阻的材质、厚度及宽度一致，只有长度不同，因此，发热电阻的阻值和长度呈正线性关系，即发热电阻的长度越长，则发热电阻的阻值越大。本实施例中，第一发热电阻4-1c、第二发热电阻4-1d、第三发热电阻4-1e和第四发热电阻4-1f的宽度W1＝W2＝W3＝W4(宽度方向和发热电阻的排列方向一致)，长度L1＜L2＜L3＜L4，则第一发热电阻4-1c的电阻值最小，第四发热电阻4-1f的电阻值最大。由于四个发热电阻通过第一导电极片4-1a及第二导电极片4-1b形成并联的关系，发热电阻两端的电压相等，由发热电阻的功率公式P＝U²/R可知，发热电阻的发热功率与阻值呈负线性关系，发热电阻的阻值越大，其发热功率越小，从而发热电阻单位时间的产热量越小，发热电阻本体温度越低。

热敏显示层4-2设置于发热电阻层4-1的外侧表面。热敏显示层4-1上和各发热电阻相对应的位置设置有热敏变色物质区(4-2a、4-2b、4-2c、4-2d)，热敏显示层4-1的热敏变色物质区内涂覆有热敏变色物质，热敏变色物质受热达到某一温度阈值时会发生颜色的变化。当发热电阻通电后产生热效应而发热，并达到热敏变色物质颜色改变的温度阈值时，热敏显示层4-2上对应的热敏变色物质区就会发生颜色的变化。热敏显示层4-2的热敏变色物质区在常温下显示一种颜色，如黄色，当发热电阻产生的热量达到热敏变色化学物质发生变色的温度阈值时，热敏显示层4-2的热敏变色物质区会显示另一种颜色，如绿色，当温度恢复常温后，热敏显示层4-2的热敏变色物质区变回常温下显示的颜色。本实施例设置了4个发热电阻，则热敏显示层4-2上也对应设置4个热敏变色物质区(4-2a、4-2b、4-2c、4-2d)。

可选的，本实施例在电路保护板5上设置有防护盖6，防护盖6为绝缘材质制成，如为塑胶防护盖。防护盖6用于保护电路保护板5上的元器件不受外界损伤。在防护盖6上设置有一向内凹陷的开关压槽6a，开关压槽6a的厚度小于防护盖6的厚度。开关压槽6a的位置和电路保护板5上回路通断控制开关7的位置相对应，按压开关压槽6a时可以按到位于开关压槽6a下方的回路通断控制开关7，从而控制电量检测回路的通/断。开关压槽6a底壁的厚度可为0.3mm～1.0mm。开关压槽6a的厚度太薄不利于保护盖的注塑成型，厚度太厚会影响开关控制的灵敏度。当向下压开关压槽6a时会接触到回路通断控制开关7，回路通断控制开关7使电量检测回路导通，当停止向开关压槽6a施加压力后，回路通断控制开关7断开，电量检测回路断路。

本实施例设置了4个发热电阻以及和4个发热电阻相对应的热敏变色物质区，将被测电池不同电量档位W分为W＝0％、0％＜W≤25％、25％＜W≤50％、50％＜W≤75％、75％＜W，第一发热电阻4-1c、第二发热电阻4-1d、第三发热电阻4-1e及第四发热电阻4-1f的阻值被配置要求如表1。

表1

本实施例的电池通过设置电量检测器件，能够便捷地实现电池电量自检测，其工作原理为：电池在放电的过程中，输出电压会逐渐降低，当电压小于一定值时，某一发热电阻的功率过低，导致该发热电阻单位时间的发热量降低，从而该发热电阻的温度始终低于某一温度值，该温度值即为变色物质的变色临界温度值。需要检测电池电量时，电量检测开关将电量检测回路接通，此时可以通过热敏变色物质区的颜色变化测定剩余电量的区间范围，如电池电量充足时，电量检测回路导通后，4个热敏变色物质区：第一热敏变色物质区4-2a、第二热敏变色物质区4-2b、第三热敏变色物质区4-2c、第四热敏变色物质区4-2d均因发热电阻的热效应而变色，都由黄色变为绿色，则剩余电量＞75％；当电池电量减少时，发生变色的热敏变色物质区也相应减少，如第一热敏变色物质区4-2a、第二热敏变色物质区5244-2b、第三热敏变色物质区4-2c的颜色由黄色变为绿色，则剩余电量＞50％且≤75％，以此类推，从而可以识别出电池的剩余电量处于哪个区间。

本实用新型的电量检测器件作为电池自身的一个配件集成于电池上，当用户期望电子设备不开机的前提下进行电池电量检测时，可以打开电子设备的电池仓，回路通断控制开关使电量检测回路导通，使得发热电阻层的两个导电极片与被测电池的两极(总正端子、总负端子)电连接，被测电池为发热电阻提供电能，当被测电池当前电量能够使得某个或某些发热电阻达到预设发热量，则热敏显示层上对应的热敏变色物质区就会变色，从而确定被测电池当前电量位于哪个档位。本实用新型的电量检测器件常态为不工作状态模式，以减小对电池电量的损耗，且不会影响电池的自放电性能。

可以理解的是，发热电阻及热敏变色物质区的数量可以根据需求相应设置，如果只需要识别两个档位的电量，则只设置一个发热电阻即可。例如只判断被测电池的电量是否低于50％，那么只设置一个与50％电量匹配的发热电阻即可。发热电阻及热敏变色物质区的设置可以根据需求相应变化，这里不做限定。

实施例2

实施例1的电量检测器件和电池的电芯之间是通过电路保护板间接连接，即发热电阻通过第一、第二导电极片借由电路保护板间接与电芯电连接，本实施例和实施例1不同的地方在于，本实施例中电量检测器件直接和电芯的极耳直接连接，即发热电阻通过第一、第二导电极片直接与电芯电连接。如图6所示，本实施例的电池只包括一个电芯，电量检测器件4的第一导电极片4-1a及第二导电极片4-1b直接和电池(电芯1)的正、负极耳(1-1)电连接，形成电量检测回路。可以理解的，电量检测器件4和电池的正负极耳相连时，也会通过回路控制开关和电池电连接，只有需要电量检测时才接通。本实施例的回路控制开关可设置于第一、第二导电极片和正负极耳之间任一电连接线路上，或者设置于第一、第二导电极片和发热电阻之间任一电连接线路上。

实施例3

本实施例和实施例1不同的地方在于，本实施例的第一、第二导电极片不是直接焊接在电池保护板的电量检测焊盘上，而是通过连接器和电池保护板电连接，所使用的连接器为常规的插针插座连接器。在电池保护板上设置有第一连接器，第一连接器和电池保护板上的电量检测焊盘电连接。第一、第二导电极片通过导线或柔性电路板和第二连接器相连，第一连接器和第二连接器配合后，即可实现电量检测器件和电池保护板的电连接。

实施例4

本实施例和实施例1不同的地方在于，本实施例的第一、第二导电极片通过导线和电池保护板电连接。导线的一端和导电极片相连，导线的另一端和电池保护板上的导线柱相连，即实施例1中电池保护板的电量检测焊盘采用导线柱的形式，通过导线实现电量检测器件(导电极片)和电池保护板的电连接。

实施例3和实施例4的导电极片和电池保护板之间通过连接器或导线相连的方式，可以方便电量检测器件和电池间的拆装。但实施例1的导电极片直接电池保护板上的电量检测焊盘焊接在一起，结构最简单，成本低。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似部分互相参见即可。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本说明书中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本说明书所示的实施例，而是要符合与本说明书所公开的原理和新颖特点相一致的最宽范围。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

电芯：

电量检测器件，所述电量检测器件包括发热电阻层及设置于所述发热电阻层表面的热敏显示层；所述发热电阻层包括第一导电极片、第二导电极片以及和所述第一导电极片及所述第二导电极片电连接的至少两个发热电阻，所述发热电阻之间为并联，所述发热电阻的阻值沿所述发热电阻的排列方向递增，所述发热电阻通过所述第一导电极片和所述第二导电极片与所述电芯电连接、以形成电量检测回路，所述电量检测回路设置有回路通断控制开关；所述热敏显示层上设置有和所述发热电阻相对应的热敏变色物质区，所述热敏变色物质区设置有热敏变色物质。

2.如权利要求1所述的电池，其特征在于：所述电池包括由至少两个电芯组成的电芯单元，所述电芯单元还包括电路保护板，所述电路保护板上设置有和所述电芯的极耳电连接的极耳焊盘以及和所述第一导电极片及所述第二导电极片电连接的电量检测焊盘，所述电量检测器件通过所述电路保护板和所述电芯电连接。

3.如权利要求2所述的电池，其特征在于：所述第一导电极片和所述第二导电极片与所述电量检测焊盘焊接。

4.如权利要求2所述的电池，其特征在于：所述第一导电极片和所述第二导电极片通过相互配合的第一连接器和第二连接器与所述电池保护板电连接，所述电池保护板上设置有和所述电量检测焊盘电连接的第一连接器，所述第一导电极片和所述第二导电极片通过导线或柔性电路板与所述第二连接器相连。

5.如权利要求2所述的电池，其特征在于：所述电量检测焊盘为导线柱，所述第一导电极片和所述第二导电极片通过导线和所述导线柱连接。

6.如权利要求2所述的电池，其特征在于：还包括绝缘框架，所述电芯及所述电路保护板设置于所述绝缘框架内，所述绝缘框架的两侧设置有保护膜层，所述保护膜层覆盖所述绝缘框架及所述电芯单元的表面，其中一个保护膜层为标签层，所述电量检测器件设置于所述标签层的表面。

7.如权利要求6所述的电池，其特征在于：所述电量检测器件还包括基底层，所述热敏显示层、所述发热电阻层和所述基底层依次设置，所述基底层贴于所述标签层。

8.如权利要求2所述的电池，其特征在于：还包括防护盖，所述防护盖设置于所述电路保护板上，所述回路通断控制开关设置于所述电路保护板上，所述防护盖上设置有向内凹陷的开关压槽，所述开关压槽和所述回路通断控制开关对应设置。

9.如权利要求8所述的电池，其特征在于：所述开关压槽的底壁的厚度为0.3mm～1.0mm。

10.如权利要求1所述的电池，其特征在于：所述发热电阻为方形片体，相邻设置的所述发热电阻的宽度及厚度相同，长度不同。