TWI631749B - 電池盒裝置 - Google Patents

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Abstract

一種電池盒裝置，以固定件固定之電池組於彎折狀態時，不僅可藉由滑層之設計減少作用於電池芯的摩擦力，也可利用可撓容器內保留區域的設置，容置電池組因形變而產生的梯度末端，以達到提升電池的完整性、安全性以及彎曲程度的目的。

Description

電池盒裝置
本發明係為一種裝置，特別是涉及一種電池盒裝置。
隨著人們對於便利性的需求，行動式電子裝置的發展日益蓬勃，以穿戴式電子裝置的應用來看，除了著重電池能量密度的改善之外，由於產品體積或形狀設計的緣故，電池本身也須兼具一定程度的可彎曲性及安全性。
電池用於可彎曲電子產品的較常見方法，是將電池芯放入到具有一個或多個空腔的可撓殼體中，而當將其彎折時，電池芯與可撓殼體的接觸表面不可避免地產生摩擦，尤其在多個電池芯堆疊後進行彎折時，電池芯之間及電池芯與殼體之間產生的摩擦力更為明顯，且電池芯因為彎折後的堆疊電池芯會在末端產生形變，但因為可撓殼體內並沒有多餘的空間而使得產生形變的末端在殼體中遇到限制電池芯，不僅降低了電池芯或電池的彎折性，也降低電池芯結構的完整性以及使用上的安全性。
有鑑於此，本發明針對上述習知技術之缺失，提出一種電池盒裝置，以有效克服所述之問題。
本發明之目的在於提供一種電池盒裝置，以固定件固定之電池組於彎折狀態時，不僅可藉由滑層之設計減少作用於電池芯的摩擦力，也可利用可撓容器內保留區域的設置，容置電池組因形變而產生的梯度末端，以達到提升電池的完整性、安全性以及彎曲程度的目的。
為達上述目的，本發明揭露一種電池盒裝置，其包含一可撓容器及一電池組。其中可撓容器包含至少一容置區域以及至少一保留區域，容置區域以及保留區域係相鄰設置且互通，一電池組係設置於容置區域，包含複數個電池芯、至少一滑層及至少一固定件，複數個電池芯係彼此堆疊並耦接，至少一滑層係設置在複數個電池芯之至少一表面上，至少 一固定件係用以固定複數個電池芯；可撓容器及電池組彎折時，因複數個電池芯的形變量不同而展出至少一梯度末端，保留區域係用以容置梯度末端。因此，以固定件固定之電池組於彎折狀態時，不僅可藉由滑層之設計，減少作用於電池芯的摩擦力，也可利用可撓容器中保留區域的設置，容置電池組因形變而產生的至少一梯度末端，以達到提升電池的完整性、安全性以及彎曲程度的目的。
1‧‧‧電池盒裝置
10‧‧‧可撓容器
20‧‧‧容置區域
30‧‧‧保留區域
31‧‧‧支撐件
32‧‧‧斜面
40‧‧‧電池組
41‧‧‧電池芯
42‧‧‧滑層
43、43a-43d‧‧‧固定件
44‧‧‧梯度末端
45‧‧‧剛性部
46‧‧‧彎折部
51‧‧‧連接端子
52‧‧‧電子元件
L‧‧‧電池組之長度
L‧‧‧保留區域之長度
F‧‧‧彎折力
t‧‧‧材料厚度
第1圖係為本發明電池盒裝置之剖面示意圖。
第2A-2B圖係為本發明可撓容器及電池組彎折方式的示意圖。
第3圖係為本發明電池組之固定件配置以及梯度末端的示意圖。
第4A-4B圖係為本發明電池盒裝置的俯視示意圖。
第5圖係為本發明具有支撐件之保留區域的示意圖。
為充分瞭解本發明之目的、特徵及功效，茲藉由具體之實施例對本發明做一詳細說明，其內容足以使任何熟習相關技藝者了解本發明之技術內容並據以實施，且根據本說明書所揭露之內容、申請專利範圍及圖式，任何熟習相關技藝者可輕易地理解本發明相關之目的及優點。以下之實施例係進一步詳細說明本發明之觀點，但非以任何觀點限制本發明之範疇。
請參閱第1圖，此圖為本發明電池盒裝置之剖面示意圖。電池盒裝置1，包含一可撓容器10及一電池組40，可撓容器10包含一容置區域20以及至少一保留區域30，容置區域20以及保留區域30係相鄰設置且互通；一電池組40係設置於容置區域20，包含複數個電池芯41、至少一滑層42以及至少一固定件43，複數個電池芯41係彼此堆疊並耦接，為串聯或並聯的電性連接方式；至少一滑層42係設置在複數個電池芯41之至少一表面上，用以減少表面間的摩擦力而可增加滑動性以及電池組40的彎曲程度，視情況而定，也可以有兩個以上的滑層42設置在複數個電池芯41之不同表面上，也就是設置有滑層42的表面係可位於相鄰之二電池芯41之間、設置有滑層42的表面係可位於電池芯41與可撓容器10之間、或者設置有滑層42 的表面係可設置在二電池芯41之間以及電池芯41與可撓容器10之間；固定件43係用以固定複數個電池芯41，利用串接、夾持或其他合適的方式使複數個電池芯41具有穩定的堆疊結構，此外，也可藉由固定件43使滑層42固定於電池芯41之表面上，而固定件43在可固定複數個電池芯41或滑層42的同時，並且具有使電池組40受到彎折時因複數個電池芯41的形變量不同而展出至少一梯度末端44的配置。
在固定件43具有使電池組40受到彎折時因複數個電池芯41的形變量不同而展出至少一梯度末端44的配置的情況下，至少一固定件43係可設置於電池組40的偏右部分、中間部分或偏左部分的位置。以固定件43設置於電池組40的B端之末端部分的情況為例，電池組40係設置於容置區域20，容置區域20與保留區域30係相鄰設置且互通，電池組40與保留區域30也係相鄰設置且互通，保留區域30以及電池組40的寬度方向與X軸平行，長度方向與Y軸平行，高度方向(電池芯41堆疊方向)與Z軸平行，請參閱第2A圖，此圖為可撓容器及電池組彎折方式的示意圖。如第2A圖所示，施加彎折力F使可撓容器10及電池組40彎折，複數個電池芯41之間以及電池芯41與滑層42之間係彼此貼合進行彎折的，相對於電池組40的B端之末端部分因固定件43的固定作用，電池組40的另一端(A端)之末端因複數個電池芯41的形變量不同而展出一梯度末端44，與電池組40相鄰設置且互通之保留區域30係用以容置所展出的梯度末端44，當然，梯度末端44的構型隨固定件43所設置的位置或彎折力F的大小而有所差異，保留區域30的設置使得形變的電池組40在可撓容器10中彎折時得以順利伸展，不僅降低電池組40形變時的阻礙，同時提升電池的完整性、安全性。
在一些實施例中，可撓容器10及電池組40可以同心的方式捲繞成多層的結構，請同時參閱第1圖及第2B圖，第2B圖為另一種可撓容器及電池組彎折方式的示意圖，可撓容器10及電池組40具有一捲繞軸，其係平行X軸，以順時針或逆時針方向對捲繞軸做捲繞彎折，因複數個電池芯41的形變量不同而展出的梯度末端44係進入保留區域30，保留區域30的設置使得形變的電池組40在可撓容器10中彎折時得以順利伸展。電池組40與保留區域30之長度可依適當比例配置，舉例來說，為使可撓容器10的尺寸可達到有效且較佳的設計範圍，以電池組40之長度(L)為基準，電池組40之長 度(L)與可撓容器10中的保留區域30之長度(l)的比值不大於200。
為了減少電能供應系統因彎折所產生的不必要的內部應力，可使位在電池組40平行於X軸方向上的固定件43彼此對齊、位在電池組40平行於Y軸方向上的固定件43彼此對齊。固定件43的數量可依照需要而在電池組40平行於X軸的寬度方向上或電池組40平行於Y軸的長度方向上做變化，以確保固定的效果。例如電池組40平行於X軸的寬度較小時，可以只有一個固定件43，寬度較大時可以設置兩個或兩個以上的固定件43，又如電池組40平行於Y軸的長度較小時，可以只有一個固定件43，長度較大時可以設置兩個或兩個以上的固定件43。以兩個以上之的固定件43的位置配置為例，請參閱第3A至第3D圖，該些圖為電池組之固定件配置以及梯度末端44的示意圖。請參閱第3A圖，二固定件43係設置於電池組40B端之末端部分，係用以固定複數個電池芯41，利用串接、夾持或其他合適的方式使複數個電池芯41具有穩定的堆疊結構，電池組40彎折時，電池組40的另一端(A端)之末端因複數個電池芯41的形變量不同而展出一梯度末端44；請參閱第3B圖，二固定件43係設置於電池組40之中間部分，電池組40彎折時，電池組40的兩個端(A端以及B端)之末端因複數個電池芯41的形變量不同而各展出一梯度末端44；請參閱第3C圖，此圖係四固定件43a、43b、43c及43d的一種配置示意圖，其中二固定件43a、43b設置於電池組40B端之末端部分，另外二固定件43c、43d設置於電池組40之中間部分，電池組40彎折時，電池組40具有剛性部45以及彎折部46，剛性部45相對於彎折部45呈水平狀態，從圖中來看，剛性部45係為電池組40中固定件43a、43b的連線以及固定件43c、43d的連線所界定的部分，電池組40之其他部分為電池組40之彎折部46，其位於電池組40中A端之末端並展出一梯度末端44；請參閱第3D圖，此圖係四固定件43a、43b、43c及43d另一種配置的示意圖，其中二固定件43a、43b設置於電池組40之A端，另外二固定件43c、43d設置於電池組40之B端，電池組40彎折時，電池組40具有剛性部45以及彎折部46，剛性部45相對於彎折部46呈水平狀態，從圖中來看，剛性部45係為固定件43a、43b的連線以及固定件43c、43d的連線所界定的部分，電池組40之其他部分為電池組40之彎折部46，二彎折部位於電池組40中兩個端(A端以及B端)之末端並各展出一梯度末端44。
可撓容器10更可具有連接端子51(如，彈簧針、金屬彈片等)，連接端子51對內可耦接電池組40，對外可耦接外界電子設備(如發光元件、顯示元件、充電元件等)，使得電池組40與外界電子設備耦接進行能量交換，如，充放電。
容置區域20更可包含一電子元件52，其係耦接連接端子51與電池組40，例如為了提供電壓過充保護或電壓過放保護，電子元件52可為保護電路板；第4圖為本發明電池盒裝置1的俯視示意圖，在一些實施例中，至少一固定件43具導電性，具有導電性的固定件43除了用以固定複數個電池芯41之外，亦可使複數個電池芯41以串聯或並聯方式電性連接，固定件43之材料可為導電材料，例如金屬製品(如，鉚釘、夾具等)，由於具有導電性的固定件43係可固定複數個電池芯41以及將複數個電池芯41電性連接，因此如第4A圖所示，可藉由電子元件52耦接固定件43與連接端子51，或如第4B圖所示，電子元件52耦接固定件43與電池組40。
可撓容器10可依照需要採用不同材料，如布、皮革、高分子材料、金屬或合適的材料，也可依照需要設計成包含直線型或流線型的表面。在某些實施例中，可撓容器10可一體成型形成，如射出成型。
滑層42之材料可選自聚四氟乙烯、高分子彈性體或其他合適的材料，高分子彈性體可為苯乙烯類(TPS、TPB)、聚胺酯類(TPU)、聚烯烴類(TPO、TPV)、雙烯類(TPB、TPI)、熱塑性橡膠(TPR)、熱塑性矽基動態硫化橡膠(TPSIV)、氯乙烯類(TPVC、TCPE)、聚酯類(TPEE)、聚醯胺類(TPAE)、有機氟類(TPF)或矽膠。
用於容置電池組40彎折時所展出的梯度末端44之保留區域30，其可為真空，例如可藉由排氣或其他合適的方法形成真空，保留區域30也可填充物質，例如填有流體(如空氣、惰性氣體等)或塑性體(如，黏土、石蠟等)，塑性體可預先放置在保留區域30要形成的位置，藉此方式建構保留區域30，又由於塑性體具有變形能力，因此可至少部分填充保留區域30，當電池組40進入保留區域30並接觸塑性體時，可隨之變形並與之有空間上的適配。保留區域30更可具有至少一支撐件31，以支撐可撓容器10，支撐件31可為任意形狀之開口構件，例如ㄈ字型體、V字型體、U字型體等。支撐件31更可具有至少一斜面32，俾以使電池組40的末端可沿著斜面32滑入 保留區域30。舉例來說，支撐件31可具有一上傾斜面32及一下傾斜面32，由支撐件31之開口端之上緣向內部下方形成一上傾斜面32，由開口端之下緣向內部上方形成一下傾斜面32，傾斜面32使容置空間內的電池組40沿傾斜面32並朝內部之方向進入保留區域30。請參閱第5圖，此圖為具有支撐件31之保留區域30的示意圖，當可撓容器10及電池組40彎折時，容置空間內的電池組40因複數個電池芯41的形變量不同而展出之梯度末端44，可同時藉由傾斜面32引導電池組40進入保留空間內。具有較小之材料厚度t(平行Z軸方向)的可撓容器10，以設置有支撐件31的狀況為佳，例如材料厚度t小於0.2毫米之可撓容器10可設置支撐件31以提升保留區域30的完好性。
透過本發明所揭露的電池盒裝置，不僅可藉由滑層之設計，減少作用於電池芯的摩擦力，也可利用可撓容器中保留區域的設置，容置電池組因形變而產生的至少一梯度末端，以提升電池的完整性、安全性以及彎曲程度。以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，並非用來限定本發明實施之範圍。故凡依本發明之申請專利範圍所述特徵及精神所為之均等變化或修飾，均應包括於本發明之申請專利範圍內。

Claims (18)

  1. 一種電池盒裝置，包含：一可撓容器，包含一容置區域及至少一保留區域，該保留區域係鄰設於該容置區域，該保留區域係與該容置區域互通；以及一電池組，係設置於該容置區域，該電池組包含：複數個電池芯，係彼此堆疊並耦接；至少一滑層，係設置在該些電池芯之至少一表面上；以及至少一固定件，係用以固定該些電池芯；其中該可撓容器及該電池組彎折時，因該些電池芯的形變量不同而展出至少一梯度末端，該保留區域係用以容置該至少一梯度末端。
  2. 如請求項1所述之電池盒裝置，其中該可撓容器更具有一連接端子，該些電池組耦接該連接端子。
  3. 如請求項2所述之電池盒裝置，更包含一電子元件，其係設置於該容置區域，該電子元件耦接該連接端子與該電池組。
  4. 如請求項1所述之電池盒裝置，其中該固定件更具導電性。
  5. 如請求項4所述之電池盒裝置，更包含一電子元件，其係設置於該容置區域，該電子元件耦接該固定件與該連接端子，或該電子元件耦接該固定件與該電池組。
  6. 如請求項1所述之電池盒裝置，其中設置有該滑層的該表面係位於相鄰之二該電池芯之間。
  7. 如請求項1所述之電池盒裝置，其中設置有該滑層的該表面係位於該電池芯與該可撓容器之間。
  8. 如請求項1所述之電池盒裝置，其中該可撓容器的材料可選自於布、皮革、高分子材料、金屬及上述材料之組合。
  9. 如請求項1所述之電池盒裝置，其中該固定件可為鉚釘或夾具。
  10. 如請求項1所述之電池盒裝置，其中該滑層之材料可選自聚四氟乙烯或高分子彈性體。
  11. 如請求項10所述之電池盒裝置，其中該高分子彈性體係選自於由苯乙烯類(TPS、TPB)、聚胺酯類(TPU)、聚烯烴類(TPO、TPV)、雙烯類(TPB、TPI)、熱塑性橡膠(TPR)、熱塑性矽基硫化橡膠(TPSIV)、氯乙烯類(TPVC、TCPE)、聚酯類(TPEE)、聚醯胺類(TPAE)、有機氟類(TPF)及矽膠所組成的群組。
  12. 如請求項1所述之電池盒裝置，該保留區域可為真空。
  13. 如請求項1所述之電池盒裝置，該保留區域可填有流體或塑性體。
  14. 如請求項1所述之電池盒裝置，更可包含至少一支撐件，該支撐件係設置於該保留區域。
  15. 如請求項14所述之電池盒裝置，其中該支撐件具有至少一斜面，該電池組沿該斜面進入該保留區域。
  16. 如請求項1所述之電池盒裝置，其中該電池組與該保留區域之長度比值不大於200。
  17. 如請求項1所述之電池盒裝置，其中該些電池芯係以串聯或並聯方式耦接。
  18. 如請求項1所述之電池盒裝置，其中該可撓容器可一體成型形成。
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