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电池组件及移动终端的制作方法

文档序号:24850679发布日期:2021-04-27 22:14
电池组件及移动终端的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域,尤其涉及电池组件及移动终端。


背景技术:

2.随着手机、平板电脑等移动终端的充电功率越来越大,移动终端中的电池充电发热问题也越来越严重。
3.相关技术中,当电池的充电发热量导致手机、平板电脑等移动终端的温度上升到一定温度时,通过限制移动终端的充电速度来限制充电温升,以防止温度过高。然而,限制充电速度导致充电时间延长,影响用户体验。


技术实现要素:

4.为克服相关技术中存在的问题,本实用新型提供一种电池组件及移动终端。
5.根据本实用新型实施例的第一方面,提供一种电池组件,包括电池本体,在电池本体的端部设置有电池头部;电池保护板,层叠设置在电池头部的第一面上,且与电池本体电连接;第一电池散热层,层叠设置在电池保护板的第一面上;以及电池导热层,层叠设置在电池头部的与第一面相反的第二面上。
6.在本实用新型的一实施方式中,电池组件还包括电池隔热层,电池隔热层层叠设置在第一电池散热层上。
7.在本实用新型的一实施方式中,在电池保护板的第一面设置有电子器件;在电池保护板的与第一面相反的第二面设置有电子器件。
8.在本实用新型的一实施方式中,电池保护板的与第一面相反的第二面上层叠设置有第二电池散热层。
9.在本实用新型的一实施方式中,第一电池散热层为由相变材料形成的层。
10.在本实用新型的一实施方式中,电池导热层采用石墨烯导热材料层。
11.在本实用新型的一实施方式中,电池隔热层为隔热泡棉层。
12.在本实用新型的一实施方式中,电池隔热层的外表面与电池头部的第二面之间的距离小于等于电池本体的厚度。
13.在本实用新型的一实施方式中,电池导热层进一步延伸设置在电池本体上。
14.在本实用新型的一实施方式中,电池组件还包括柔性电路板,柔性电路板与电池保护板电连接;柔性电路板的一部分层叠设置在第一电池散热层上。
15.根据本实用新型实施例的第二方面,提供一种移动终端,包括上述实施方式中任一项的电池组件;所述电池组件包括第一电池散热层和电池隔热层;中框,电池组件的电池导热层贴合设置在中框上;以及壳体,电池组件的第一电池散热层或电池隔热层贴合设置在壳体。
16.本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
17.通过在电池头部设置包括第一电池导热层、电池保护板、电池散热层的多层结构,
能够有效减少充电发热量在电池组件中的积累,降低充电温升,延长大电流充电时间,缩短整个充电过程的充电时间,提升用户体验。
18.应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和说明性的,并不能限制本实用新型。
附图说明
19.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本实用新型的实施例,并与说明书一起用于说明本实用新型的原理。
20.图1是根据一示例性实施例示出的一种电池组件的示意图。
21.图2是根据一示例性实施例示出的一种电池组件的分解图。
22.图3a是根据一示例性实施例示出的一种电池组件的电池保护板与柔性电路板的正面示意图。
23.图3b是根据一示例性实施例示出的一种电池组件的电池保护板与柔性电路板的反面示意图。
具体实施方式
24.这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本实用新型相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本实用新型的一些方面相一致的装置的例子。
25.随着手机、平板电脑等移动终端的充电功率越来越大,移动终端中的电池充电发热问题也越来越严重。尤其是电池头部,充电发热量超过电池的其他部位。而且,由于移动终端内空间有限,移动终端中的电池往往无散热措施,充电发热量无法及时散发出去。当电池的充电发热量导致终端达到一定温度时,例如达到39℃时,通过限制充电速度保证充电安全。然而,限制充电速度将会导致充电时间延长,影响用户体验,因此降低电池充电温升势在必行。
26.手机、平板电脑等移动终端中的电池通常包括电池本体和固定在电池本体一端的电池保护板。电池保护板是一种集成电路板,包括控制集成电路(integrated circuit,ic)、金属
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氧化物
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半导体场效应晶体管(metal oxide semiconductor field effect transistor,mos 管)、精密电阻等,用于为电池提供过充保护、过放保护、过流保护和短路保护。由于包含有mos管、精密电阻等发热器件,电池保护板在电池的充电过程中会发热,增加整个电池的发热量。
27.此外,电池保护板的表面一般贴附有胶纸,对电池保护板进行保护。然而,胶纸的贴附会影响电池保护板热量的散发,进一步增加整个电池的发热量。导致充电时间进一步延长,影响用户体验。
28.为了解决相关技术中的电池尤其是电池头部充电发热量大,充电时间延长,影响用户体验的问题,本实用新型实施例提供了一种电池组件。
29.图1是根据一示例性实施例示出的一种电池组件的示意图。图2是根据一示例性实施例示出的一种电池组件的分解图。图3a是根据一示例性实施例示出的一种电池组件的电
池保护板与柔性电路板的正面示意图。图3b是根据一示例性实施例示出的一种电池组件的电池保护板与柔性电路板的反面示意图。
30.如图1和图2所示,电池组件100包括电池本体10、电池保护板20、第一电池散热层30和电池导热层40。
31.电池本体10为电池组件100中的储能单元,例如常见的锂离子电池,通过叠片、卷绕、封口、焊接、化成等工艺制成。本实用新型实施例中,电池本体10为扁平状电池,以适应轻薄化的手机、电脑等移动终端。然而,本实用新型不限于此,电池本体10根据其应用还可以为其他形状,例如厚度较大的长方体、圆柱形等。
32.由于电池本体10本身材料、结构特性,不可避免地存在内部阻抗,充放电时其自身会发热。尤其是采用大充电功率进行快速充电时,由于充电电流增大,电池本体10的自身发热量也相应增加,若不及时将热量散发出去,热量逐渐积累,将会导致充电温升升高,影响充电速率,延长充电时间,影响用户体验。
33.在电池本体10的端部设置有电池头部11,电池头部11包括第一面111和第二面112,第一面111和第二面112为电池头部11的相反的两个面。电池头部11从内部引出正极以及负极两个电极的输出端(未图示)来进行电连接。
34.如图1和图2所示,电池保护板20层叠设置在电池头部11的第一面111上,且与电池本体10的两个电极输出端电连接。电池保护板20近似为长方形,其长度小于等于电池本体10的宽度。电池保护板20的长边沿着电池本体10的宽度方向通过粘结、焊接等方式贴合在电池头部11的第一面111上。电池保护板20的一部分区域与电池头部11的第一面111紧密贴合,另一部分区域向外突出于电池头部11的第一面111,处于悬空状态。
35.然而,本实用新型不限于此,电池保护板20的形状根据电池本体10形状、固定位置的不同,还可以为其它形状,例如正方形、圆形等。电池保护板20还可以固定在的电池本体10的其他位置,例如固定在电池头部11的其他表面。
36.在一实施例中,如图3a和图3b所示,电池保护板20包括第一面21和第二面22。在电池保护板20的第一面21设置有电子器件,在电池保护板20的与第一面21相反的第二面设置有电子器件。通过将电子器件设置在电池保护板20的第一面21与第二面22,可以将精密电阻、mos管等发热电子器件分散开,增加电子器件之间的间距,使电池保护板的发热更均匀,避免热量聚集,不会出现特别高温点,延长大电流充电时间。
37.如图1和图2所示,第一电池散热层30层叠设置在电池保护板20的第一面21上。第一电池散热层30可以为长方形,长度不大于电池保护板20的长度,宽度不大于电池保护板20的宽度。第一电池散热层30的尺寸可近似于电池保护板20的尺寸,覆盖整个电池保护板20的第一面21。
38.然而,本实用新型不限于此,第一电池散热层30还可以为其它形状,例如正方形、圆形等。第一电池散热层30的尺寸可以根据电池组件100的实际使用情况而定。为了节省材料和节约成本,第一电池散热层30可以包括多个离散的第一电池散热层30,离散的第一电池散热层30层叠设置于电池保护板20的第一面21的发热电子器件的表面。
39.第一电池散热层30可采用相变材料,即第一电池散热层30为由相变材料形成的层。当电池组件100的温度达到相变材料的吸热焓值时,相变材料吸取电池组件100中的热量,减少发热量在电池组件100中的积累,降低充电温升,从而延长大电流充电时间。当电池
组件100的温度降低到一定程度时,相变材料会把热量在释放出来。当电池组件100的温度再次达到相变材料的吸热焓值时,相变材料再次发生相变吸热,如此循环。
40.然而,本实用新型不限于此,除采用相变材料外,第一电池散热层30还可以采用其它材料,例如石墨散热片、金属散热片、热管散热层等。
41.在一实施例中,第一电池散热层30可以通过双面胶层叠设置在电池保护板20的第一面21上。然而,本实用新型不限于此,第一电池散热层30还可以通过的点胶、热压等方式设置在电池保护板20的第一面21上。
42.本实用新型实施例中,第一电池散热层30层叠设置在电池头部11的电池保护板20 上,电池本体10与电池保护板20中产生的热量通过第一电池散热层30散发出去,减少发热量在电池组件100中的积累,降低充电温升,从而延长大电流充电时间,提升用户体验。此外,第一电池散热层30设置于发热量更高的电池头部11,而不覆盖电池本体10 的整个上表面12,保证在有限的空间内有效散热,保证了电池组件100的高能量密度。
43.在一实施例中,电池保护板20的与第一面21相反的第二面22上层叠设置有第二电池散热层(未图示)。第二电池散热层的尺寸可以根据电池组件100的实际使用情况而定。第二电池散热层可以为长方形、正方形、圆形等形状。第二电池散热层可以是一体的层状结构覆盖在电池保护板20的第二面22上,也可以是多个离散的第二电池散热层覆盖在电池保护板20的第二面22上的发热电子器件的表面。
44.第二电池散热层可是相变吸热材料层、石墨散热片、金属散热片、热管散热层等层状结构。第二电池散热层可以通过双面胶、点胶、热压等方式层叠设置在电池保护板20的第二面22上。
45.在本实施例中,第二电池散热层层叠设置在电池保护板20的第二面22上,有利于电池保护板20上的发热量的散发,进一步减少发热量在电池组件100中的积累,降低充电温升,从而延长大电流充电时间,提升用户体验。
46.如图1和图2所示,电池导热层40层叠设置在电池头部11的与第一面111相反的第二面112上。电池导热层40可以为长方形,长度大于电池头部11的宽度,宽度大于电池头部11的第二面112的宽度。沿着电池头部11的长度方向与宽度方向,电池导热层40 均向外突出于电池头部11。
47.然而,本实用新型不限于此,电池导热层40还可以为其它形状,例如正方形、圆形等。电池导热层40的尺寸可以根据电池的实际使用情况而定。
48.在一实施例中,当对电池组件100的能量密度没有特别要求时,电池导热层40可以进一步延伸设置在电池本体10上。电池导热层40延伸至电池本体10上,可以覆盖电池本体10的整个下表面13,通过电池导热层40与电池本体10的整个下表面13直接接触,可以更好地将的电池组件100中的发热量传导出去。
49.电池导热层40可采用石墨导热材料,即电池导热层40为石墨烯导热层。通过电池导热层40将充电发热量传导出,例如传导至手机、平板电脑等移动终端的中框上,中框通常为金属材料,有利于热量传导。因此,通过电池导热层40减少充电发热量在的电池组件100中的积累。
50.然而,本实用新型不限于此,除采用石墨导热材料外,电池导热层40还可以采用其它材料,例如导热率高的金属材料、导热硅胶等。
51.在一实施例中,电池导热层40可以通过双面胶层叠设置在电池头部11的第二面112 上。然而,本实用新型不限于此,电池导热层40还可以通过的点胶、热压等方式设置在电池头部11的第二面112上。
52.本实用新型实施例中,电池导热层40层叠设置在电池头部11的第二面112上,电池组件100中的热量通过电池导热层40传导出去,减少充电发热量在电池组件100中的积累,降低充电温升,从而延长大电流充电时间,提升用户体验。
53.在一实施例中,电池组件100还包括电池隔热层50,电池隔热层50层叠设置在第一电池散热层30上。电池隔热层50可以是与第一电池散热层30同样形状、大小的层状结构。然而,本实用新型不限于此,根据电池组件100的实际使用情况,电池隔热层50可以为其它形状和大小,例如正方形、圆形等。
54.电池隔热层50可以采用隔热泡棉,即电池隔热层50为隔热泡棉层。利用隔热泡棉阻止电池组件100的热量传导至手机、平板电脑等移动终端的后盖,防止移动终端的后盖的温度上升。然而,本实用新型不限于此,除采用隔热泡棉外,电池隔热层50还可以采用其它材料,例如玻璃纤维、石棉、气凝胶毡等。
55.在一实施例中,电池隔热层50可以通过双面胶层叠设置在第一电池散热层30上。然而,本实用新型不限于此,电池隔热层50还可以通过的点胶、热压等方式设置在第一电池散热层30上。
56.本实用新型实施例中,电池隔热层50层叠设置在第一电池散热层30上,阻止电池组件100的热量传导至手机、平板电脑等移动终端的后盖,防止移动终端的后盖的温度上升至热限流温度(通常为温度39℃),从而防止热限流而导致的降低充电电流,延长大电流充电时间,提升用户体验。
57.在一实施例中,电池头部11的第一面111低于电池本体10的上表面12,电池本体 10的第二面112低于电池本体10的下表面13。电池隔热层50的外表面(远离第一电池散热层30的表面)与电池头部11的第二面112之间的距离小于等于电池本体10的厚度。一方面可以减小电池组件100在手机、平板电脑等移动终端中的占用空间,另一方面保证电池组件100的能量密度。
58.柔性电路板是以聚酰亚胺或聚酯薄膜为基材制成的一种具有高度可靠性、绝佳的可挠性的印刷电路板。可以自由弯曲、卷绕、折叠,可以依照空间布局要求任意安排,并在三维空间任意移动和伸缩,能承受数百万次的动态弯曲而不损坏导线。能够实现元器件装配和导线连接的一体化,可大大缩小电子产品的体积和重量,适用电子产品向高密度、小型化、高可靠方向发展的需要。
59.如图1至图3b所示,在一实施例中,电池组件100还包括柔性电路板60,柔性电路板60与电池保护板20电连接;柔性电路板60的一部分层叠设置在第一电池散热层30 上。
60.柔性电路板60包括焊接区61、折弯区62、固定区63、连接区64和电连接器65。柔性电路板60从电池保护板20的侧面出线。焊接区61焊接在电池保护板20的第二面22 的焊盘。折弯区62从电池保护板20的第二面22经电池保护板20的侧面翻折到电池保护板20的第一面21,呈“u”形结构。连接区64向外突出于电池保护板20,设置有电连接器65。电连接器65用于与手机、平板电脑等移动终端中的主板可插拔连接。
61.固定区63和连接区64呈“l”形结构。固定区63层叠设置在第一电池散热层30的表
面上。电池组件100充放电过程中,流经柔性电路板60的电流而导致的发热量可以通过第一电池散热层30散发出去,从而减少电池组件100的整体发热量。进一步地,电池隔热层50还可以阻止柔性电路板60的发热量传导至手机、平板电脑等移动终端的后盖,防止后盖温度上升而导致充电电流下降,从而延长大电流充电时间,提升用户体验。
62.根据本实用新型实施例的第二方面,提供一种移动终端(未图示),包括如上所述的电池组件100、中框200和壳体(未图示)。移动终端可以为手机、平板电脑、电子阅读器、多媒体播放器、可穿戴式设备等。
63.电池组件100的电池导热层40贴合设置在中框200上。通过直接接触,电池导热层 40可以将电池组件100的热量传导至中框200,减少热量在电池组件100的积累,降低充电温升,延长大电流充电时间,提升用户体验。
64.电池组件100的第一电池散热层30或电池隔热层50贴合设置在壳体上。壳体与电池隔热层50贴合在一起时,电池隔热层50阻止电池组件100的热量传导至移动终端的后盖,防止移动终端的后盖的温度上升至热限流温度,从而防止热限流而导致的降低充电电流,延长大电流充电时间,提升用户体验。
65.可以理解的是,本实用新型中“多个”是指两个或两个以上,其它量词与之类似。“和 /或”,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。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
66.进一步可以理解的是,术语“第一”、“第二”等用于描述各种信息,但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开,并不表示特定的顺序或者重要程度。实际上,“第一”、“第二”等表述完全可以互换使用。例如,在不脱离本实用新型范围的情况下,第一信息也可以被称为第二信息,类似地,第二信息也可以被称为第一信息。
67.进一步可以理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“前”、“后”、“上”、“下”、“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施例和简化描述,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。
68.进一步可以理解的是,除非有特殊说明,“连接”包括两者之间不存在其他构件的直接连接,也包括两者之间存在其他元件的间接连接。
69.进一步可以理解的是,本实用新型实施例中尽管在附图中以特定的顺序描述操作,但是不应将其理解为要求按照所示的特定顺序或是串行顺序来实行这些操作,或是要求实行全部所示的操作以得到希望的结果。在特定环境中,多任务和并行处理可能是有利的。
70.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后,将容易想到本实用新型的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本实用新型的一般性原理并包括本实用新型未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的,本实用新型的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
71.应当理解的是,本实用新型并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结
构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本实用新型的范围仅由所附的权利要求来限制。
再多了解一些
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