一种电子设备的制作方法

1.本公开涉及电路设计技术领域，更具体地，本公开涉及一种电子设备。


背景技术：

2.随着科技的发展，电子设备的需求越来越广，应用也越来越多。现在的电子设备中，不可避免的需要配备电池。由于应用的增多，对高容量、快速充电的电池需求越来越高。例如，智能手机从最开始的充电5小时，进化到现在的15分钟，电池充电时间有了数量级的进步。
3.在现有技术中，为了提高电池的充电速率，采用的方式为使用高倍率充电的电芯，在封装部分增加pcb的导电铜皮的横截面积。其中，pcb用于传输正极电信号和负极电信号，并与电子设备本体进行电连接，以构成电子设备本体的供电回路。具体的，增加pcb的导电铜皮的横截面积的方式，可以包括增加pcb宽度、增加pcb铜皮走线层、增加单层pcb铜皮的厚度、采用高密度互联技术工艺中的任意一种或多种。
4.但是，增加pcb的宽度会占用电子设备的空间；增加pcb铜皮的厚度、增加铜皮走线层数、采用高密度互联技术工艺这些手段，都会使得电子设备的发热量较大，而且，还会导致电子设备的成本增加。


技术实现要素：

5.本公开实施例的一个目的是提供一种能够解决上述问题之一的新的技术方案。
6.根据本公开的第一方面，提供了一种电子设备，包括电池和用于容纳所述电池的电子设备本体，所述电池具有电极和金属外壳，所述电极和所述金属外壳之间绝缘；所述电极用于传输正极电信号，所述金属外壳用于传输负极电信号；在所述电池固定在所述电子设备本体内的情况下，所述电极与所述电子设备本体的正极端电连接，所述金属外壳与所述电子设备本体的负极端电接触。
7.可选的，所述电池包括电芯和保护电路板，所述保护电路板用于获取所述电芯的充放电信息，并将所述充放电信息传输至所述电子设备本体，以供所述电子设备本体通过所述保护电路板对所述电芯进行充放电保护；
8.所述电芯具有所述金属外壳和用于输出所述正极电信号的正极极柱，所述正极极柱和所述金属外壳之间绝缘；所述金属外壳通过负极连接片与所述保护电路板的负极端电连接；所述正极极柱通过正极连接片与所述保护电路板的正极端电连接；所述保护电路板的正极端还与所述电极电连接。
9.可选的，所述电池还包括用于固定所述保护电路板的支架，所述支架固定在所述电芯设置有所述正极极柱的表面上，所述支架上设置有缺口，所述正极连接片设置在所述缺口处，使得所述正极极柱与所述保护电路板的正极端电连接。
10.可选的，所述电池还包括设置在所述保护电路板的第一表面的绝缘胶纸，所述绝缘胶纸被设置为对所述保护电路板的所述第一表面进行绝缘，其中，所述第一表面为与第
二表面相对设置的表面，所述第二表面为所述保护电路板与所述支架接触的表面。
11.可选的，所述正极极柱设置在所述电芯的第三表面上，所述第三表面上除所述正极极柱以外的部分、以及所述电芯除所述第三表面以外的表面均为所述金属外壳。
12.可选的，所述保护电路板上还设置有开关，所述开关连接在所述正极极柱和所述电极之间。
13.可选的，所述电极通过连接件与所述电子设备本体的正极端电连接。
14.可选的，所述电池粘接或焊接在所述电子设备本体内。
15.可选的，所述电子设备还包括螺钉，所述电池具有法兰边，所述电子设备本体上设置有第一定位孔，所述法兰边上设置有与所述第一定位孔配合使用的第二定位孔，所述螺钉贯穿所述第一定位孔和所述第二定位孔，以将所述电池固定在所述电子设备本体内，使得所述电池的所述金属外壳与所述电子设备本体的负极端电接触。
16.可选的，所述电池上设置有折边，所述电子设备本体上设置有与所述折边配合使用的卡槽，所述折边插入所述卡槽中，以将所述电池固定在所述电子设备本体内，使得所述电池的所述金属外壳与所述电子设备本体的负极端电接触。
17.可选的，所述电子设备本体上设置有弹片，在所述电池放置在所述电子设备本体内的情况下，所述弹片发生形变，以将所述电池固定在所述电子设备本体内，使得所述电池的所述金属外壳与所述电子设备本体的负极端电接触。
18.本公开的一个有益效果在于，通过在电池上设置用于传输负极电信号的金属外壳，使得金属外壳与电子设备本体的负极电连接，可以降低电池的放电损耗，提高电池的充电倍率。
19.而且，由于电池的金属外壳可以直接与电子设备本体的负极端之间的电接触，因此，电池与电子设备本体之间的热传递更加直接，即热交换效率更高。电池在充电时，由于欧姆电阻、极化电阻的产热可直接传递到电子设备本体，而电子设备本体的工作强度较低，使得电子设备本体的发热量更低，可以分担电池充电时的产热。电池在放电时，电池放电倍率不大，其产热也不高，但电子设备本体中cpu等功率器件以较高的功率产生大量的热量，这些热量也可以传递到电池而降低电子设备本体中功率器件的工作温度，而使功率器件可以更高功率的工作。
20.通过以下参照附图对本发明的示例性实施例的详细描述，本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
21.被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本公开的实施例，并且连同其说明一起用于解释本公开的原理。
22.图1为根据本公开一种电子设备的第一种实施结构的示意图；
23.图2为根据本公开一种电子设备的第二种实施结构的示意图；
24.图3为图2中a部分的局部放大示意图；
25.图4为根据本公开一种电子设备的第三种实施结构的示意图；
26.图5为图4中b部分的局部放大示意图；
27.图6为根据本公开一种电子设备的第四种实施结构的示意图；
28.图7为根据本公开一种电子设备的电池的结构的爆炸图。
具体实施方式
29.现在将参照附图来详细描述本公开的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。
30.以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。
31.对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。
32.在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。
33.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
34.本公开提供了一种电子设备，图1为根据本公开一个实施例的电子设备的结构示意图。
35.如图1所示，该电子设备1000包括电池1100和用于容纳该电池1100的电子设备本体1200。
36.在一个例子中，该电子设备本体1200中可以设置有与电池1100配合使用的电池仓，该电池1100可以是容纳于该电池仓中。
37.电池1100可以具有电极1110和金属外壳1120，电极1110和金属外壳1120之间绝缘。其中，电极1110可以用于传输正极电信号，金属外壳1120可以用于传输负极电信号。
38.在一个例子中，该电极1110可以是通过fpc(flexible printed circuit，柔性电路板)来实现。
39.金属外壳1120可以是由任意能够导电的金属所实现。例如，该金属外壳1120的材质可以是钢。
40.在电池1100固定在电子设备本体1200内的情况下，电池1100的电极1110可以是与电子设备本体1200的正极端电连接，电池1100的金属外壳1120可以是与电子设备本体1200的负极端电接触。
41.在本实施例中，电池1100的电极1110用于传输正极电信号，金属外壳1120用于传输负极电信号，电极1110与电子设备本体1200的正极端电连接，金属外壳1120与电子设备本体1200的负极端电接触，那么，电池1100可以是通过电极1110与电子设备本体1200之间传输正极电信号，通过金属外壳1120与电子设备本体1200之间传输负极电信号。
42.也就是说，电极1110作为电池1100的正极，金属外壳1120作为电池1100的负极。
43.在本公开的实施例中，通过在电池上设置用于传输负极电信号的金属外壳，使得金属外壳与电子设备本体的负极电连接，可以降低电池的放电损耗，提高电池的充电倍率。
44.在本公开的一个实施例中，电极1110可以是通过连接件与电子设备本体的正极端电连接。
45.其中，用于连接电极1110和电子设备本体的正极端的连接件，可以是fpc、导线、五
金连接器、弹片等电连接物。
46.进一步地，电池1100固定在电子设备本体1200内，金属外壳1120与电子设备本体1200的负极接触电连接。
47.在本实施例中，电子设备本体的裸露的金属地通常为电子设备负极端，电子设备本体中作为负极端的金属地与电池的金属外壳之间有非常大的接触面积，两者之间的连接可以非常灵活的接触设置。
48.在一个例子中，可以是电池的金属外壳上面积最大的表面，与电子设备本体的金属地接触电连接。
49.通过本公开的实施例，无需通过导线、pcb或fpc在电池和电子设备本体之间设置负极通路，造成导线、pcb、fpc过电流能力减半的问题，可以使得电池回路的阻抗更低。
50.而且，由于电池的金属外壳可以直接与电子设备本体的负极端之间的电接触，因此，电池与电子设备本体之间的热传递更加直接，即热交换效率更高。电池在充电时，由于欧姆电阻、极化电阻的产热可直接传递到电子设备本体，而电子设备本体的工作强度较低，使得电子设备本体的发热量更低，可以分担电池充电时的产热。电池在放电时，电池放电倍率不大，其产热也不高，但电子设备本体中cpu等功率器件以较高的功率产生大量的热量，这些热量也可以传递到电池而降低电子设备本体中功率器件的工作温度，而使功率器件可以更高功率的工作。
51.具体的，为了保证电池的金属外壳与电子设备本体的负极之间连接的可靠性，可以使用导电胶、导电胶布等，将电池的金属外壳粘接在电子设备本体的金属地上，还可以是将电池的金属外壳与电子设备本体的金属地焊接在一起，也可以将电池通过卡扣或者其他紧固连接件将电池以一定的压力固定在电子设备本体的金属地上。
52.进一步地，电子设备本体上可以设置有折边，将电池固定在电子设备本体上的方式，可以是将折边焊接到电子设备本体上。
53.在本实施例中，由于电池相对于电子设备本体的固定方式的改变，可以使得电池在厚度方向上节省了空间，提高电池的体积能量比。
54.在本公开的一个实施例中，如图2和图3所示，电子设备2000还可以包括螺钉2300，电池2100具有法兰边2110，电子设备本体2200上设置有第一定位孔2210，法兰边上设置有与第一定位孔2210配合使用的第二定位孔2120，螺钉2300贯穿第一定位孔2210和第二定位孔2120，以将电池2100固定在电子设备本体2200内，使得电池的金属外壳与电子设备本体的负极端电接触。
55.在本实施例中，可以是在电池最大的表面上，设置有法兰边。该法兰边可以是通过焊接工艺伸出电池的金属外壳。
56.在将电池放置在电子设备本体的电池仓内的情况下，第一定位孔和第二定位孔重合，通过螺钉贯穿该第一定位孔和第二定位孔，可以使得电池固定于电子设备本体上。其中，第一定位孔可以是盲孔或螺纹孔。
57.这样，可以保证电子设备在日常使用和可靠性测试中，电池不掉电损坏。而且，螺钉、电池的金属外壳、与电子设备本体的接触面之间没有绝缘物，以保证机械连接可靠时电气连接可靠性。
58.在本公开的一个实施例中，图2中的法兰边可以是由折边替代。
59.在本公开的另一个实施例中，如图4和图5所示，电池3100上设置有折边3110，电子设备本体3200上设置有折边3110配合使用的卡槽3210，电池3100的折边3110可以插入卡槽3210中，以将电池3100固定在电子设备本体3200内，使得电池的金属外壳与电子设备本体的负极端电接触。
60.在本实施例中，电池的法兰边可以是以一定角度向电池方向弯曲。在将电池放置在电子设备本体的电池仓内的情况下，法兰边可以插入电子设备本体的定位槽中。法兰边可以通过金属的弹性变形固定在定位槽中，定位槽有一定的波动路径，以使法兰边与电子设备本体的接触良好，从而保证其定位的连接机械和电气连接可靠性。
61.为了保证电池与电子设备本体之间连接的可靠性，可以是在电子设备本体3200上设置第一定位孔3220，在法兰边3110上设置第二定位孔3120，电子设备3000还包括螺钉3300，通过螺钉3300贯穿第一定位孔3220和第二定位孔3120，将电池3100固定在电子设备本体3200上。
62.在本公开的再一个实施例中，如图6所示，电子设备本体4200上设置有弹片4210，在电池4100放置在电子设备本体内的情况下，弹片4210发生形变，以将电池4100可以通过弹片4210固定在电子设备本体4200内，使得电池的金属外壳与电子设备本体的负极端电接触。
63.在一个例子中，该弹片可以是弧形，也可以是波浪形。
64.在本实施例中，可以是电子设备本体的电池仓内设置有至少一个弹片，电池的金属外壳与弹片相接触，通过弹片发生形变，将电池固定在电子设备本体的电池仓内，使得电池可以通过弹片固定在电子设备本体上。
65.例如，可以是在电池的宽度方向上，在电池的两侧分别设置弹片，并在电池的长度方向上，在电池为设置有电极的一侧设置弹片，来保证电池与电子设备本体之间接触的可靠性。其中，宽度方向为平行于电池上面积最大的表面，且平行于电池未设置有电极的表面的方向；宽度方向为平行于电池上面积最大的表面，且垂直于电池未设置有电极的表面的方向。
66.再例如，还可以在电池的厚度方向上，在电池的两侧分别设置弹片，来保证电池与电子设备本体之间接触的可靠性。其中，厚度方向为垂直于电池上面积最大的表面的方向。
67.再例如，在电池的容量较小、重量较轻的情况下，还可以在电子设备本体上除电池设置有电极的表面以外的任意表面相接触的位置上，设置一个弹片。
68.在本公开的一个实施例中，如图7所示，该电池可以包括电芯6110和保护电路板6120，电芯6110具有金属外壳6111和用于输出正极电信号的正极极柱6112，正极极柱6112与金属外壳6111之间绝缘，正极极柱6112通过正极连接片6130与保护电路板6120的正极端电连接；金属外壳6111通过负极连接片6140与保护电路板6120的负极端电连接；保护电路板6120的正极端还与电极6150电连接。
69.在本实施例中，金属外壳6111作为电芯6110用于输出负极电信号的负极，正极极柱6112作为电芯6110用于输出正极电信号的正极。
70.电芯6110为二次电池，其可以是镍、锂离子以及其他可二次充电的电芯；电芯6110上与设置有两个电极，一个为正电极、一个负电极。由于电芯6110的负电极是由金属外壳6111实现的，因此，电芯6110的两个电极面积非对称设计，正极表面积与负极表面积之间的
比例一般小于1：100。
71.在本公开的一个实施例中，正极极柱6112可以是设置在电芯6110的第三表面上，第三表面上除正极极柱6112以外的部分、以及电芯6110除第三表面以外的表面，均可以为金属外壳。
72.在一个例子中，可以是电芯6110的表面上，与正极极柱6112绝缘的部分，均为金属外壳。
73.保护电路板6120可以用于获取电芯6110的充放电信息，并将电芯6110的充放电信息传输至电子设备本体中，以供电子设备本体通过保护电路板6120对电芯进行充放电保护。
74.其中，充放电信息可以包括以下至少一项：充电温度、放电温度、充电电压、放电电压、充电电流、放电电流、电芯的剩余电量。
75.例如，保护电路板6120可以是采集电芯6110的充电温度，并在电芯6110充电温度超过温度阈值的情况下，使得电子设备进行温度过高预警，或对电子设备进行断电保护。
76.保护电路板6120的负极与金属外壳6111电连接，可以为保护电路板提供公共地。保护电路板6120的正极端分别与电极6150和正极极柱6112电连接，使得电芯6110的正极极柱6112为保护电路板6120供电，并使得电极6150与正极极柱6112电连接。
77.在一个例子中，电极6150可以是由柔性电路板提供。电极6150可以是通过钎焊或连接器连接等方式与保护电路板连接。
78.电极上还可以设置有连接器，以方便与电子设备本体进行连接。或者，电极还可以是通过焊接与电子设备本体进行连接。
79.根据实际需求，在保护电路板6120上设置有用于与电子设备本体进行通信的走线的情况下，电极6150上还可以设置对应的走线路径，以与电子设备本体进行信息通信。
80.在本实施例中，由于电极6150用于传输正极电信号，而不用传输负极电信号，因此，相对于通过相同横截面积的电极同时传输正极电信号和负极电信号的方案，其过电流能力增加了1倍。
81.进一步地，该电池还包括用于固定保护电路板的支架6160，该支架6160固定在电芯设置有正极极柱6112的表面上，该支架6160上设置有缺口，正极连接片6130设置在该缺口处，使得正极极柱6112与保护电路板6120的正极端电连接。
82.在一个例子中，支架6160可以是通过胶水、热压胶、双面胶等粘结物粘接在电芯上。在粘接电芯6110与支架6160时，可以是施加一定的压力激活粘结物以保证粘接的可靠性。其中，施加的激活压力可以是与选择的粘结物种类相关。
83.在一个例子中，支架6160上还可以设置有凹槽，以容纳保护电路板6120上所设置的元件。凹槽限制位与元件面可以相距0.2mm以上。支架6160还可以上设置有横向的加强筋，以保证支架6160的侧壁以及支架6160本身的强度。支架6160的侧壁顶面还可以设置有定位柱，保护电路板上可以设置与定位柱配合使用的定位凹槽，通过将定位柱穿过定位凹槽，可以使得保护电路板6120固定在支架6160上。
84.保护电路板6120可以设置于支架6160顶面，保护电路板6120上元件与支架6160上凹槽对应，起到位置限制作用。保护电路板上无元件的位置，可以是与支架6160加强筋对应，对保护电路板起到支撑作用。
85.本实施例中的负极连接片6140可以是具有导电能力的台阶状连接片，例如，可以是选用不锈钢、镍片等强度较高的材料实现。负极连接片6140分别与电芯的金属外壳6111、保护电路板6120的负极连接。负极连接片6140可以是设置在电芯6110粘接支架6160的端面上，也可以设置在金属外壳6111的任意位置上。负极连接片6140可以是通过激光焊、电阻焊、钎焊、铆接、压接、或导电胶等连接方式，与电芯6110的金属外壳6111、保护电路板6120的负极端电连接。
86.本实施例中的正极连接片6130可以是具有导电能力的台阶状、或双台阶对称状的连接片，例如，可以是选用镀镍铜带、镍带等导电能力优良的材料实现。正极连接片6130分别与电芯6110的正极极柱6112、保护电路板6120的正极连接。正极连接片6130可以是设置在电芯6110粘接支架6160的端面上，具体可以是支架6160上的缺口处。正极连接片6130可以是通过激光焊、电阻焊、钎焊、铆接、压接、或导电胶等连接方式，与电芯6110的正极极柱6112、保护电路板6120的正极端电连接。
87.再进一步地，电池还包括设置在保护电路板的第一表面的绝缘胶纸6170，该绝缘胶纸被设置为对保护电路板的第一表面进行绝缘。其中，第一表面为与第二表面相对设置的表面，第二表面为保护电路板与支架接触的表面。
88.绝缘胶纸6170为绝缘材料，其可以是一些高分子绝缘材料，如pet、pi、pvc、pp等材料，也可以是一些绝缘纸、如芳纶纸、和者绝缘胶片，如特氟龙、醋酸等胶布。
89.将绝缘胶纸6170粘贴在保护电路板6120上，其侧面粘贴电芯6110中面积最大的两个表面、支架6160的侧面、以及保护电路板6120的侧面，这样，可以对支架6160、保护电路板6120起到一定的固定作用；同时还可以对保护电路板6120的表面进行绝缘。
90.在本公开的一个实施例中，保护电路板上还设置有开关，该开关连接在电芯的正极极柱和电极之间。
91.在本实施例中，可以通过该开关来控制电子设备本体与电池之间回路的通断。
92.通过将开关连接在电芯的正极极柱和电极之间，可以避免将开关设置在负极电信号的连接通路上时，金属外壳与电子设备的负极接触，开关被短接造成开关失效的可能。
93.上述各实施例主要重点描述与其他实施例的不同之处，但本领域技术人员应当清楚的是，上述各实施例可以根据需要单独使用或者相互结合使用。
94.虽然已经通过例子对本公开的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本公开的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本公开的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本公开的范围由所附权利要求来限定。