电池组件及终端设备的制作方法

1.本公开涉及电池结构技术领域，尤其涉及一种电池组件和终端设备。


背景技术：

2.随着5g时代的到来，电子设备的使用场景越来越越，使用的系数也更加频繁。为了满足用户的需求，提高电子设备的待机时间，需要配备更大容量的电池。
3.在电子设备中常采用双电芯电池用于充放电，双电芯电池较传统电池的电池容量加大。随着电池容量的增加，能够提供大功率充电的快速充电技术也逐渐成熟。相关技术中，常采用双电芯并排设置的排列方式，电池保护板占用单独的空间，导致了空间的浪费，不利于产品的轻薄化。


技术实现要素：

4.为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种电池组件和终端设备。
5.根据本公开实施例的第一方面，提供一种电池组件，包括多个电芯，两两所述电芯的连接端相对设置；以及保护板，设置于多个所述电芯的所述连接端之间，并与所述电芯的所述连接端电连接。
6.在一实施例中，所述电芯的所述连接端设置有极耳；所述极耳与所述保护板电连接。
7.在一实施例中，所述极耳通过焊接与所述保护板电连接。
8.在一实施例中，所述电池组件还包括：多个感温器件，所述感温器件分别设置于每个所述电芯的连接端，且所述感温器件与所述保护板的第一端电连接。
9.在一实施例中，所述保护板的第二端设置为与主板电连接，其中，所述第二端为所述保护板与所述第一端相对的另一端。
10.在一实施例中，所述保护板的第二端设置有连接线，所述连接线与主板电连接，用于充放电。
11.在一实施例中，两两所述电芯的所述连接端相对所述保护板对称设置。
12.在一实施例中，多个所述电芯之间设置为串联。
13.在一实施例中，所述电芯为两个。
14.根据本公开实施例的第二方面，提供一种终端设备，包括如前述任一项所述电池组件。
15.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开通过将电池组件的多个电芯的连接端两两相对设置，并将保护板设置于多个电芯的连接端之间，能够提高电池的空间利用率，从而为进一步提高电池组件容量提供了可能。
16.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解释性的，并不能限制本公开。
附图说明
17.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
18.图1是相关技术的电池组件的结构示意图。
19.图2是根据一示例性实施例示出的一种电池组件的结构示意图。
20.图3是根据另一示例性实施例示出的一种电池组件的结构示意图。
21.图4是根据又示例性实施例示出的一种电池组件的结构示意图。
具体实施方式
22.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公开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、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
23.随着终端设备的使用场景越来越多，用户对终端设备的充电速度以及待机时长均有了较高的要求，为了满足用户的需求，越来越多的终端设备厂家开始提供更大容量的电池，例如双电芯电池。双电芯电池不仅容量大，并且能够适用于快速充电技术，在提高电子设备待机时间的同时，还能加快充电速度。
24.双电芯电池中，每个电芯还需与保护板相连，保护板上设置有一些保护电路，例如过充保护电路、过放保护电路、充放电温度保护电路、短路保护电路等用于保护电芯。双电芯并排设置，保护板设置在电芯的一侧，占用的空间较大。并且，在一些技术中，还需要设置有支撑架用于放置保护板，这样导致了电池空间的浪费。在不断追求终端设备的轻薄化的市场环境下，这样的设置不利于产品的轻薄化，降低了产品的竞争性。
25.可以预见地，随着5g时代的到来，用户对终端设备的需求会进一步加大，要求也会越来越高。将双电芯并排设置的方式造成了电池空间的浪费，无法实现电池空间的更有效的利用，来提升电池容量，即难以进一步地增大电池的容量，进而不能提高终端设备的待机时间。
26.图1是相关技术的电池组件的结构示意图。如图1所示，电池组件可以为双电芯电池，包括第三电芯11和第四电芯12。第三电芯11和第四电芯12并列设置，位于保护板20的同一侧。第三电芯11和第四电芯12与保护板20电性连接。保护板20与主板30电性连接。主板30为终端设备的主板，主板30上可以设置有充电管理芯片等多种功能性的器件，用于对终端设备的充放电过程进行管理。
27.对于双电芯电池，一般采用大功率的快速充电技术，在充电过程中，随着充电电流的不断增大，主板30及保护板20可能会出现温度迅速升高的情况，使得位于保护板20一侧的电芯受到热辐射。
28.电芯的电阻与电芯温度相关联，为了保护电芯，通常还在电芯上安装有温度感应器件，可以根据电芯温度调整电池的充放电过程，例如当温度过高时，为了保护电芯可以断开电路停止充放电过程。双电芯呈并列设置于保护板20的一侧，当大功率快速充电时，主板30和保护板20剧烈升温对电芯的热辐射，将导致温度感应器件感应到的温度超出电芯安全工作的温度范围，可能触发保护机制断开充放电电路。这样将导致在不必要的情况下，停止
了电池的工作，对终端设备的正常运转造成了干扰，用户体验较差，不利于产品的竞争。
29.为了解决上述技术问题，本公开提供一种电池组件，可以增大电池的空间利用率。
30.图2是根据一示例性实施例示出的一种电池组件的结构示意图。如图2所示，本公开的电池组件包括多个电芯100，两两电芯100的连接端相对设置。本公开的电池组件还包括有保护板200，保护板200设置于多个电芯的连接端之间，并且与电芯100的连接端电连接。电芯100的外部一般需要封装以保护电芯100，电芯100的连接线或者其他功能器件可以设置在电芯100的一个端面即为连接端。
31.在本公开实施例中，电池组件可以包括有两个电芯，例如为第一电芯101和第二电芯102。第一电芯101的第一连接端111和第二电芯102的第二连接端121相对设置。本公开的保护板200设置于第一连接端111和第二连接端121之间，第一连接端111和保护板200之间为电连接，第二连接端121和保护板200之间为电连接。
32.在本公开实施例中，将第一电芯101的第一连接端111和第二电芯102的第二连接端121相对设置，可以将保护板200设置在第一电芯101的第一连接端111和第二电芯102的第二连接端121之间。在本公开实施例中，电池可以为锂离子电池，锂离子电池电芯100的主要构成材料可以有电解液、隔离材料、正负极材料等。其中，锂离子电池的正极材料可以为钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和三元材料等。锂离子电池的负极材料可以为碳素材料，例如可以为人工石墨、天然石墨、中间相碳微球、石油焦、碳钎维、热解树脂碳等。锂离子电池的负极材料还可以为锡基负极材料、含锂过渡金属氮化物负极材料、合金类负极材料、纳米级负极材料、纳米氧化物材料等可以提高锂电池的充放电量和充放电次数的材料。本公开电池组件的电芯100的连接端上设置有极耳，极耳一般为两个，分别是电芯100的正极和负极。极耳可以由金属导体，例如可以为镍金属片。电芯100通过极耳与保护板200电连接。极耳通过焊接的方式与保护板200电连接。本公开的多个电芯100通过与保护板200的电连接形成串联回路。多个电芯100设置为串联，由于串联结构能够实现分压，即在相同的电流下，多个电芯100串联可以保持较低的电压，避免在电池组件的充电过程中出现超压的情况，适用于大功率的快速充电技术。
33.如图2所示，第一电芯101的第一连接端111上设置有第一极耳110，第一极耳110包括了第一电芯101的正极和负极。第二电芯102的第二连接端121上设置有第二极耳120，第二极耳120包括了第二电芯102的正极和负极。第一电芯101通过第一极耳110与保护板200电连接，第二电芯102通过第二极耳120与保护板200电连接。即第一电芯101和第二电芯102通过保护板200形成串联回路，可以将充电电压分压，使得在充电过程中可以用较高的电流进行快速充电，提高了充点的速度。其中，第一极耳110和第二极耳120均为镍金属片。
34.本公开的电池组件将两两电芯100的连接端相对设置，有利于提供一定的空间将保护板200设置于两两电芯100的连接端之间，这样可以合理地利用空间，不需单独地为保护板提供防止空间，或者专门地设置支撑架用以放置保护板，实现了保护板200空间的最大利用。
35.在本公开实施例中，两两电芯100的连接端还可以相对保护板200对称设置。如图2所示，第一电芯101的第一连接端111和第二电芯102的第二连接端121相对保护板200对称设置。即第一电芯101的第一连接端111距离保护板200的垂直距离与第二电芯102的第二连接端121距离保护板200的垂直距离相等。将两两电芯100的连接端相对于保护板200对称设
置，在充放电的过程中，由于保护板200的温度升高对两侧电芯100造成的热辐射相等。即保护板200两侧对称设置的电芯100在长时间的充放电过程中受到保护板200的热辐射相同，老化程度相似，避免了电池组件中由于电芯老化程度不一样导致的循环后容量大幅衰减的情况出现。
36.在本公开中，由相同材料构成的两个电芯100在经过长时间的充放电过程后，由于电芯100的使用损耗等老化可能导致电芯100的性能发生不同程度的改变。即在同样的条件下，不同老化程度的电芯100的电阻可能会不同，进而在相同的充电电流下，不同的电芯100所对应的电压可能会不同。在本公开中，包含有多个电芯100的电池组件在充放电的过程中，受到多种内部监测电路的控制，可以根据电池组件的充电电压随时地调整充放电的过程。当不同的电芯100由于受到的热辐射不同导致的老化程度不同时，将导致串联回路上多个电芯100之间的性能差异增大，而内部监测电路只能用同一个标准调整整个电池组件的充放电过程。例如当某一电芯临近超压而其他电芯任然具有升压的空间时，内部监测电路依然判断为电池组件即将超压进而对电池组件降低充电电流，这样就导致了其他电芯性能的浪费，降低了整个电池组件的使用寿命。
37.在本公开实施例中，由于两两电芯100的连接端相对于保护板200对称设置，在充放电的过程中，由于保护板200的温度升高对两侧电芯100造成的热辐射相等。即保护板200两侧对称设置的电芯100在长时间的充放电过程中受到保护板200的热辐射相同，老化程度相似。则能够减少多个电芯在多次充放电循环后的性能差异，进而提升电池组件的循环性能，延长电池组件的使用寿命提高电池组件的质量。
38.需要说明的是，本公开的电池组件并不限于仅包括两个电芯100，还可以根据使用目的的不同包括有数量更多的电芯100。图3是根据另一示例性实施例示出的一种电池组件的结构示意图。如图3所示，本公开的电池组件还可以包括有六个电芯100。每两个电芯100的连接端相对保护板200对称设置，在保护板200的一侧设置有三个电芯100，在保护板200的另一侧也设置有三个电芯100。以此类推还可以包括有八个电芯100、十个电芯100等，多个电芯100之间可以呈阵列排列。这样的设置结构紧凑，合理地利用了多个电芯100之间的空间设置保护板200，增大了电池组件的空间利用率，可以在一定的空间内尽量多的设置电芯100。在不断追求待机时长及充电速率的市场竞争中，本公开的电池组件通过合理布局，在不需增加设置成本的基础上提供了增大电池组件容量的方法，并且能够避免不同电芯100之间的老化程度不一致，增加了产品的竞争性。
39.本公开的电池组件还可以包括有多个感温器件，多个感温器件分别设置于每个电芯100的连接端。感温器件用于感应电芯100的温度。感温器件与保护板200的第一端电连接，例如可以通过金属导线实现与保护板200的第一端201电连接。感温器件将电芯100的温度传导至保护板200，保护板200上可以设置有处理芯片。处理芯片能够收集并分析收到的电芯100的温度数据。需要说明的是，在实际的生产制造中，为了布局的合理以及金属导线的节约，感温器件与保护板200的第一端201相连，并且感温器件设置于电芯100的连接端上靠近保护板200的第一端的位置。在一些情况下，感温器件可以安装在连接端靠近第一端的位置，通过导线连接于保护板上相应的连接位置。
40.本公开的电池组件可以用于终端设备，例如可以用于手机、平板电脑、笔记本电脑、个人掌上助理等。终端设备内部包括有主板300，主板300可以为电路板。主板300上设置
有终端设备的主要电路，主板300的主体可以是印刷电路板，用于承载主板300的主要电路。主板300上可以设置有各种调节电路、控制电路以及电路管理系统等。主板300通过与保护板200电连接，实现对电池组件充放电过程的管理和监测。
41.在本公开实施例中，保护板200上与第一端201相对的另一端为第二端202。即第二端202为保护板200上与第一端201相远离的另一端。保护板200的第二端202与主板300电连接。例如，保护板200可以通过连接线与主板300电连接，用于充放电。一般地，考虑到连接线布局的合理性以及稳定性，保护板200的第二端202与主板300相连，即主板300设置于靠近保护板200的第二端202的位置。这样的设置，使得主板300和感温器件分别设置为靠近保护板200相对设置的第二端202和第一端201，在电池组件的布局空间内形成感温器件远离主板300的结构，以避免主板300发热时对感温器件造成的影响。
42.在本公开实施例中，保护板200的第二端202与主板300电连接用于充放电。由于主板300以及保护板200上的多条电路和多个管理芯片同时应用于充放电过程中，在充放电过程中保护板200以及主板300的温度可能迅速并剧烈的升高，同时可能对电芯100造成巨大的热辐射。并且，由于保护板200的第二端202与主板300相连接，在靠近保护板200的第二端202的位置的热辐射较保护板200上远离第二端202的第一端201收到的热辐射较大。即保护板200的第一端201受到的热辐射较第二端202的热辐射较低，将感温器件设置为与保护板200的第一端201相连，即将感温器件设置为靠近保护板200的第一端201且远离保护板200的第二端202，使得感温器件感应到的温度受热辐射影响较小，即感温器件感应到的温度更加接近于电芯100的温度。
43.在本公开实施例中，电芯100的温度与电阻相关联，进而电池组件的性能与温度相关联。在主板300上的充放电管理芯片中可以针对不同的温度设置不同的充放电参数，以达到在不同的温度下电池组件的充放电性能都达到最佳状态。感温器件将感应到的温度数据传送至保护板200，保护板200内的处理芯片经过对温度数据的处理并分析将结果传送至主板300，例如可以传送至主板300的充放电管理系统。主板300针对不同的温度做出不同的参数调整。在这一过程中，感温器件感应到的电芯温度越准确，越有利于主板300精准的做出参数调整，以将电池组件的充放电性能发挥到最佳。本公开的设置使得感温器件能够更加真实的感应到电芯100的温度，从而对主板300提供更加准确的温度数据，以便于主板300做出更加精准的参数调整，提高电池组件整体的充放电效率，进而提高终端设备的功能。
44.需要说明的是，本公开的电池组件不仅可以包括有感温器件，还可以包括有感压器件。感压器件可以将电芯100的电压传导到保护板200上的处理芯片内，处理芯片将收集到的电芯电压传输到手机主板，从而控制电池的充放电。本公开的电池组件还可以包括有电流感应器件，电流感应器件可以将电芯100的充电电流传导到保护板200上的处理芯片内，处理芯片将收集到的电芯电流传输到手机主板，从而控制电池的充放电。
45.图4是根据又示例性实施例示出的一种电池组件的结构示意图。如图4所示，在本公开实施例中，电池组件可以包括有两个电芯，例如为第一电芯101和第二电芯102。第一电芯101的第一连接端111和第二电芯102的第二连接端121相对设置。本公开的保护板200设置于第一连接端111和第二连接端121之间，第一连接端111和保护板200之间为电连接，第二连接端121和保护板200之间为电连接。
46.在本公开实施例中，将第一电芯101的第一连接端111和第二电芯102的第二连接
端121相对设置，可以将保护板200设置在第一电芯101的第一连接端111和第二电芯102的第二连接端121之间。第一电芯101的第一连接端111上设置有第一极耳110，第一极耳110包括了第一电芯101的正极和负极。第二电芯102的第二连接端121上设置有第二极耳120，第二极耳120包括了第二电芯102的正极和负极。第一电芯101通过第一极耳110与保护板200电连接，第二电芯102通过第二极耳120与保护板200电连接。即第一电芯101和第二电芯102通过保护板200形成串联回路，可以将充电电压分压，使得在充电过程中可以用较高的电流进行快速充电，提高了充点的速度。其中，第一极耳110和第二极耳120均为镍金属片。第一电芯101的第一连接端111和第二电芯102的第二连接端121相对保护板200对称设置。
47.在本公开实施例中，第一感温器件112设置于第一电芯101的第一连接端111。第一感温器件112用于感应第一电芯101的温度。第一感温器件112与保护板200的第一端201电连接。第一感温器件112可以通过引线与保护板200的第一端201电连接，例如可以通过金属导线实现与保护板200的第一端201电连接。第一感温器件112将第一电芯101的温度传导至保护板200，保护板200上可以设置有处理芯片。处理芯片能够收集并分析收到的第一电芯101的温度数据，并将该数据传导至终端设备的主板300。主板300上充电管理系统可以通过调节电路、控制电路等对电池组件的充放电过程进行调节。
48.在本公开实施例中，保护板200上与第一端201相对的另一端为第二端202。即第二端202为保护板200上与第一端201想远离的另一端。保护板200的第二端202与主板300电连接，用于充放电。由于保护板200的第二端202与主板300相连接，在靠近保护板200的第二端202的位置的热辐射较保护板200上远离第二端202的第一端201收到的热辐射较大。即保护板200的第一端201受到的热辐射较第二端202的热辐射较低，将第一感温器件112与保护板200的第一端201相连，使得第一感温器件112感应到的温度受热辐射影响较小，即第一感温器件112感应到的温度更加接近于第一电芯101的温度，从而对主板300提供更加准确的温度数据，以便于主板300做出更加精准的参数调整，提高电池组件整体的充放电效率，进而提高终端设备的功能。
49.在本公开实施例中，第二感温器件122设置于第二电芯102的第二连接端121。第二感温器件122用于感应第二电芯102的温度。第二感温器件122与保护板200的第一端201电连接。第二感温器件122可以通过引线与保护板200的第一端201电连接，例如可以通过金属导线实现与保护板200的第一端201电连接。第二感温器件122将第二电芯102的温度传导至保护板200，保护板200上可以设置有处理芯片。处理芯片能够收集并分析收到的第二电芯102的温度数据，并将该数据传导至终端设备的主板300。主板300上充电管理系统可以通过调节电路、控制电路等对电池组件的充放电过程进行调节。
50.在本公开实施例中，保护板200上与第一端201相对的另一端为第二端202。即第二端202为保护板200上与第一端201想远离的另一端。保护板200的第二端202与主板300电连接，用于充放电。由于保护板200的第二端202与主板300相连接，在靠近保护板200的第二端202的位置的热辐射较保护板200上远离第二端202的第一端201受到的热辐射较大。即保护板200的第一端201受到的热辐射较第二端202的热辐射较低，将第二感温器件122与保护板200的第一端201相连，使得第二感温器件122感应到的温度受热辐射影响较小，即第二感温器件122感应到的温度更加接近于第二电芯102的温度，从而对主板300提供更加准确的温度数据，以便于主板300做出更加精准的参数调整，提高电池组件整体的充放电效率，进而
提高终端设备的功能。
51.如图4所示，保护板200可以通过第一连接线303与主板300电连接。保护板200还可以通过第二连接线304与主板300电连接。其中，第一连接线303可以是主连接线，用于对主板进行供电。第二连接线304可以是辅连接线，可以将保护板200收集到的温度、电压、充电电流等信息传输至主板300，主板300可以根据这些信息控制电池组件的充放电过程。例如，在一实施例中，可以将电池组件通过易撕贴纸或双面胶固定于终端设备的电池仓中。在对终端设备进行充电时，通过第一连接线303和第二连接线304将主板电流接入电池内；在终端设备的放电过程中，可以由第一连接线303对主板300进行供电。当电池组件处于放电过程时，由第一连接线303对主板300进行供电。在充放电的整体过程中，电芯温度、电压、电流等可以通过感应器件传导到保护板200的处理芯片内，处理芯片将收集到的温度、电芯电压、电流等信息通过辅连接线传输到手机主板300，从而控制电池的充放电。
52.基于相同的构思，本公开实施例还提供一种终端设备。本公开的终端设备包括前述任一实施例的电池组件。
53.本公开的终端设备，通过将多个电芯的连接端相对设置，并将保护板设置于多个电芯的连接端之间，使得电池组件的空间利用率增加，进而为提高电池组件容量提供了空间。
54.可以理解的是，本公开中“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。
55.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，在不脱离本公开范围的情况下，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。
56.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。
57.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。
58.进一步可以理解的是，本公开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执行这些操作，或是要求执行全部所示的操作以得到期望的结果。在特定环境中，多任务和并行处理可能是有利的。
59.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本技术旨在涵盖本公开的任何变型、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公开的一般性原理并包括本公开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，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。
60.应当理解的是，本公开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。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。