CN220085014U - 一种用于监测锂电池鼓胀的装置、电子设备 - Google Patents

Abstract

一种用于监测锂电池鼓胀的装置、电子设备，涉及锂离子电池技术领域。本申请的方案通过将测试导体沿周向环绕设置在锂电池的电芯上，然后通过供电电路给测试导体供电，通过检测电路检测测试导体的电压、电流或者电阻，根据其电压、电流或者电阻的值判断测试导体是否被电芯撑断，并且当测试导体被撑断后通过输出的提示信号向用户提示电芯的膨胀度已超过安全阈值。通过采用本申请的方案，能够及时向用户预警电池的使用状态，能够及时准确地产品的使用过程中对电池的鼓胀程度进行检测。

Description

一种用于监测锂电池鼓胀的装置、电子设备

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种用于监测锂电池鼓胀的装置、电子设备。

背景技术

锂电池是一种以为电解质的锂离子电池。它具有高能量密度、轻便、安全等优点。与普通锂离子电池相比，锂电池不会发生水解反应，不会渗漏电解液，稳定性更好，可以在更高温度下使用。此外，锂电池还具有很好的可塑性，因此可以制造成各种形状和尺寸，广泛应用于手机、平板电脑、笔记本电脑、手表、电子仪器等电子产品中。但是，其由于自身的材料特性，在使用一段时间以后，电芯存在一定的鼓胀，当电芯鼓胀超过安全限定时，可能会有起火甚至爆炸的风险，危及人身和财产安全。

实用新型内容

本申请提供的一种用于监测锂电池鼓胀的装置、电子设备，有效解决了现有电子产品在使用过程中无法对电池的鼓胀程度进行监测的问题。

根据本申请的第一方面，一种实施例中提供一种用于监测锂电池鼓胀的装置，包括：

测试导体，所述测试导体沿周向环绕设置于锂电池的电芯上；

供电电路，用于给所述测试导体供电；

检测电路，用于检测所述测试导体的电压、电流或者电阻，根据所述电压、电流或者电阻判断所述测试导体是否被所述电芯撑断，在所述测试导体被撑断时输出提示信号，所述提示信号用于提示电芯过度膨胀。

在一种实施方式中，所述测试导体中的电流从所述测试导体的第一端流向所述测试导体的第二端；所述检测电路包括：

采集子电路，用于采集所述测试导体的第二端的电压；

判断子电路，用于判断所述测试导体的第二端的电压与预设阈值的大小，所述第二端的电压小于或等于所述预设阈值则确定所述测试导体被撑断。

在一种实施方式中，所述预设阈值为所述测试导体第一端的电压，或所述测试导体未断开时第二端的电压。

在一种实施方式中，所述供电电路包括第一分压电路和第二分压电路；

所述第一分压电路与所述测试导体的第一端连接，且所述第一分压电路包括至少一个电阻；

所述第二分压电路与所述测试导体的第二端连接，且所述第二分压电路包括至少一个电阻。

在一种实施方式中，所述第二分压电路接地，所述预设阈值为0。

在一种实施方式中，所述第一分压电路的电阻阻值小于所述第二分压电路的电阻阻值。

在一种实施方式中，所述测试导体的可拉伸量不超过所述测试导体的初始长度的8％。

在一种实施方式中，所述测试导体为条状结构。

在一种实施方式中，所述测试导体包括伸缩绝缘体层和金属导体层，所述伸缩绝缘体层包裹于所述金属导体层外侧。

根据本申请的第二方面，一种实施例中提供一种电子设备，包括上述用于监测锂电池鼓胀的装置，还包括锂电池；

所述锂电池的电芯用于向所述装置提供电能。

依据上述实施例的一种用于监测锂电池鼓胀的装置/电子设备，通过将测试导体沿周向环绕设置在锂电池的电芯上，然后通过供电电路给测试导体供电，通过检测电路检测测试导体的电压、电流或者电阻，根据其电压、电流或者电阻的值判断测试导体是否被电芯撑断，并且当测试导体被撑断后通过输出的提示信号向用户提示电芯的膨胀度已超过安全阈值。通过采用本申请的方案，能够及时向用户预警电池的使用状态，能够及时准确地产品的使用过程中对电池的鼓胀程度进行检测。

附图说明

图1为本实施例提供的用于监测锂电池鼓胀的装置的结构示意图；

图2为本实施例提供的用于监测锂电池鼓胀的装置的结构框图；

图3为本实施例提供的向测试导体供电的供电装置的结构示意图。

附图标记：1、测试导体；2、电芯；3、供电电路；31、第一分压电路；32、第二分压电路；4、检测电路。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本申请作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式，各实施例所涉及的操作步骤也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的组成和/或顺序。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

如图1所示，本实施例提供了一种用于监测锂电池鼓胀的装置，包括测试导体1、供电电路3以及检测电路4。其中，测试导体1沿周向环绕设置于锂电池的电芯2上；供电电路3用于给测试导体1供电；检测电路4用于检测测试导体1的电压、电流或者电阻，根据电压、电流或者电阻判断测试导体1是否被电芯2撑断，在测试导体1被撑断时输出提示信号，提示信号用于提示电芯2过度膨胀。

本实施例中，如图1所示，将测试导体1沿周向环绕设置在锂电池的电芯2上，使测试导体1与电芯2的表面之间紧密贴合，然后参考图2的结构框图，通过供电电路3给测试导体1供电，测试导体1与检测电路4之间电连接，再通过检测电路4检测测试导体1两端的电压、或者流过测试导体1的电流、或者测试导体1的电阻，将检测到的电压、电流或者电阻阻值与设定阈值进行比较，以此判断测试导体1是否被电芯2撑断。当测试导体1被撑断后，检测电路4会输出的提示信号，以向用户提示电芯2的膨胀度已超过安全阈值，能够提醒用户及时更换电池或者及时对电池作出处理。

本实施例中所采用的供电电路3可以使用电池供电，也可以使用电源供电，通过电源管理芯片来控制电池或电源对测试导体1的供电；检测电路4可以采用主控芯片，通过将测试导体1的A、B两端连接到主控芯片的引脚上，通过主控芯片判断测试导体1是否被电芯2撑断，如果判断未被撑断，则正常使用，如果判断被撑断，则发出提示信号。本实施例中的电源管理芯片可以集成在主控芯片上，也可以独立设置，本实施例对此不做过多要求。

在一种实施方式中，测试导体1中的电流从测试导体1的第一端流向测试导体1的第二端；检测电路4包括采集子电路和判断子电路。其中，采集子电路用于采集测试导体1的第二端的电压；判断子电路用于判断测试导体1的第二端的电压与预设阈值的大小，第二端的电压小于或等于预设阈值则确定测试导体1被撑断。

具体的，对测试导体1正常供电，电流会从测试导体1的第一端流向第二端，通过采集子电路采集流过测试导体1的电流(也可以是第二端的电流)，当测试导体1未被撑断时，检测到的电流会大于预设阈值，此时的预设阈值可以设置为0，当检测到测试导体1第二端的电流为0时，表明测试导体1被撑断。

也可以采集测试导体1第二端(也即B端)的电压。设置预设阈值为测试导体1第一端(也即A端)的电压，当测试导体1未被撑断时，检测到测试导体1导体第二端的电压会等于预设阈值，当检测到测试导体1第二端的电压小于A端电压时，表明测试导体1被撑断。

或者设置预设阈值为测试导体1导通时第二端(也即B端)的电压，设置测试导体1导通时第二端(也即B端)的电压为大于0的电压值，当测试导体1未被撑断时，检测到导体第二端的电压为测试导体1导通时第二端的电压，当检测到测试导体1第二端的电压小于导通时第二端的电压时，表明测试导体1被撑断；设置测试导体1导通时第二端(也即B端)接地，当测试导体1未被撑断时，检测到导体第二端的电压为测试导体1第一端(也即A端)的电压，当检测到测试导体1第二端的电压为0时，表明测试导体1被撑断。

在一种实施方式中，如图3所示，供电电路3包括第一分压电路31和第二分压电路32；第一分压电路31与测试导体1的第一端连接，且第一分压电路31包括至少一个电阻；第二分压电路32与测试导体1的第二端连接，且第二分压电路32包括至少一个电阻。

具体的，在供电电路3中设置第一分压电路31和第二分压电路32，在向测试导体1正常供电时，由于测试导体1的阻值非常小，为避免因电压过高导致测试导体1损坏的情况发生，在测试导体1的第一端设置第一分压电路31，在第一分压电路31上至少设置一个电阻，在测试导体1的第二端设置第二分压电路32，在第二分压电路32上至少设置一个电阻，以保证在正常供电时测试导体1能够正常工作。

作为本实施例的一种实施方式，还可以将第二分压电路32接地，也即测试导体1的第二端接地，此时设置预设阈值为0，通过检测测试导体1第二端的电压，当检测到测试导体1第二端的电压等于预设阈值0时，则判断测试导体1被撑断。

在一种实施方式中，将第一分压电路31中电阻的阻值设置为小于第二分压电路32中电阻的阻值。需说明，本实施例中，第一分压电路31中电阻的阻值与第二分压电路32中电阻的阻值之间相差若干个数量级。如此设置，在测试导体1正常导通时，向第一分压电路31中电阻分的电压就会比较小，测试导体1第一端的电压略小于供电电压，同时向第二分压电路32中电阻分的电压就会比较大，但不会对测试导体1第二端的电压产生影响，同时还能起到保护测试导体1的作用，使之正常工作。

在一种实施方式中，测试导体1包括伸缩绝缘体层和金属导体层，伸缩绝缘体层包裹于金属导体层外侧，并将测试导体1为条状结构。更进一步的，测试导体1的可拉伸量不超过测试导体1的初始长度的8％。

本实施例中，测试导体1选用具有一定伸缩率的导体，且选取的测试导体1的伸缩率与所检测的电芯2的鼓胀比例相同，根据每款电池的电芯2的特性，在出厂前会将电芯2的鼓胀安全阈值计算出来，当电芯2鼓胀比例超过安全阈值时，选取的测试导体1就会被撑断。因此，对测试导体1的选取就显得尤为重要，本实施例中的测试导体1包括伸缩绝缘体层和金属导体层，将伸缩绝缘体层包裹于金属导体层外侧，其中，伸缩绝缘体层可以采用硝基清漆材料，金属导体层可以采用磷青铜材料。并且，本实施例中将测试导体1为条状结构，以使其能够紧密地贴合在电芯2的表面，对电芯2的鼓胀程度作出灵敏的反应。此外，测试导体1的可拉伸量不超过测试导体1的初始长度的8％，以保证电芯2鼓胀比例超过安全阈值时能够容易被撑断，以使主控芯片及时检测到测试导体1两端的导通性，需说明，测试导体1的可拉伸量会根据选取的材料适当做出改变，当选用拉伸性能较好的材料时，测试导体1的可拉伸量会适当的缩短，当选用拉伸性能较差的材料时，测试导体1的可拉伸量会适当的增加。

本实施例中提供了一种电子设备，包括上述用于监测锂电池鼓胀的装置，本实施例的电子设备还包括锂电池；锂电池的电芯2用于向装置提供电能。具体的，电子设备可以是手机、平板电脑、笔记本电脑、手表、电子仪器等电子产品，由于用于监测锂电池鼓胀的装置在上述实施例中以进行详细说明，因此，本实施例在此不做过多赘述。

以上应用了具体个例对本实用新型进行阐述，只是用于帮助理解本实用新型，并不用以限制本实用新型。对于本实用新型所属技术领域的技术人员，依据本实用新型的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种用于监测锂电池鼓胀的装置,其特征在于，包括：

测试导体，所述测试导体沿周向环绕设置于锂电池的电芯上；

供电电路，用于给所述测试导体供电；

检测电路，用于检测所述测试导体的电压、电流或者电阻，根据所述电压、电流或者电阻判断所述测试导体是否被所述电芯撑断，在所述测试导体被撑断时输出提示信号，所述提示信号用于提示电芯过度膨胀。

2.如权利要求1所述用于监测锂电池鼓胀的装置,其特征在于，所述测试导体中的电流从所述测试导体的第一端流向所述测试导体的第二端；所述检测电路包括：

采集子电路，用于采集所述测试导体的第二端的电压；

判断子电路，用于判断所述测试导体的第二端的电压与预设阈值的大小，所述第二端的电压小于或等于所述预设阈值则确定所述测试导体被撑断。

3.如权利要求2所述用于监测锂电池鼓胀的装置,其特征在于，所述预设阈值为所述测试导体第一端的电压，或所述测试导体未断开时第二端的电压。

4.如权利要求2所述用于监测锂电池鼓胀的装置,其特征在于，所述供电电路包括第一分压电路和第二分压电路；

所述第一分压电路与所述测试导体的第一端连接，且所述第一分压电路包括至少一个电阻；

所述第二分压电路与所述测试导体的第二端连接，且所述第二分压电路包括至少一个电阻。

5.如权利要求4所述用于监测锂电池鼓胀的装置,其特征在于，所述第二分压电路接地，所述预设阈值为0。

6.如权利要求5所述用于监测锂电池鼓胀的装置,其特征在于，所述第一分压电路的电阻阻值小于所述第二分压电路的电阻阻值。

7.如权利要求1所述用于监测锂电池鼓胀的装置,其特征在于，所述测试导体的可拉伸量不超过所述测试导体的初始长度的8%。

8.如权利要求1所述用于监测锂电池鼓胀的装置,其特征在于，所述测试导体为条状结构。

9.如权利要求1所述用于监测锂电池鼓胀的装置,其特征在于，所述测试导体包括伸缩绝缘体层和金属导体层，所述伸缩绝缘体层包裹于所述金属导体层外侧。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的装置，还包括锂电池；

所述锂电池的电芯用于向所述装置提供电能。