一種電池及電子設備的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種電池及電子設備，用于解決現有技術無法獲取到電池負電極片層的電位的技術問題。所述電池包括：電芯，所述電芯由卷芯和密封膜組成；所述卷芯為負電極片層、第一金屬片層、第一隔離膜、正電極片層以及第二隔離膜一起按照圓周卷曲構成；所述密封膜包裹所述卷芯；所述第一金屬片層與所述負電極片層，用于產生目標電壓值；保護電路板，所述保護電路板與所述第一金屬片層和所述負電極片層連接；用于獲得所述目標電壓值。
【專利說明】
_種電池及電子設備
技術領域
[0001]本申請涉及電池技術領域，尤其涉及一種電池及電子設備。
【背景技術】
[0002]現有的電池的組成包括:正電極片層，負電極片層，以及位于正電極片層與負電極片層之間的隔離膜，所述隔離膜用于將正電極片層和負電極片層隔開，避免正電極片層和負電極片層接觸導致短路。
[0003]現有技術中，電子設備在對電池進行充電時，只能獲取到正電極片層與負電極片層之間的電壓，所述電壓為正電極片層的電位與負電極片層的電位之間的差值，不能反映負電極片層上的電位，而在充電過程中，電池負電極片層的電位可能為OV(伏特)，在此種情況下，負電極片層上會出現結晶效應，負電極片層上的金屬結晶可能刺穿隔離膜導致正、負電極片層電連接造成短路，毀壞電池，威脅人身安全。
[0004]由上述可知，現有技術不能獲取電池的負電極片層的電位，導致無法對可能出現的風險米取措施進彳丁規避。
【發明內容】
[0005]本發明實施例提供一種電池及電子設備，用以解決現有技術無法獲取到電池負電極片層的電位的技術問題。
[0006]為了達到上述發明目的，本發明實施例提供的具體技術方案如下:
[0007 ]第一方面，提供一種電池，所述電池包括:
[0008]電芯，所述電芯由卷芯和密封膜組成；
[0009]所述卷芯為負電極片層、第一金屬片層、第一隔離膜、正電極片層以及第二隔離膜一起按照圓周卷曲構成;所述密封膜包裹所述卷芯；
[0010]所述第一金屬片層與所述負電極片層，用于產生一目標電壓值；
[0011]保護電路板，所述保護電路板與所述第一金屬片層和所述負電極片層連接；用于獲得所述目標電壓值，其中，所述目標電壓值表明了所述負電極片層的電位。
[0012]可選地，所述第一金屬片層位于所述負電極片層和所述第一隔離膜之間，以阻止所述負電極片層產生的結晶刺穿所述第一隔離膜形成與所述正電極片層的電連接造成短路。
[0013]可選地，所述卷芯的層次關系依次為所述負電極片層、所述第一金屬片層、所述第一隔離膜、所述正電極片層以及所述第二隔離膜。
[0014]可選地，所述卷芯還包括第二金屬片層，所述第二金屬片層位于所述第一隔離膜和所述正電極片層之間。
[0015]可選地，所述保護電路板用于在確定所述目標電壓值滿足電壓閾值時產生中止指令，所述中止指令用于指示具有所述電池的電子設備的充電控制芯片停止對所述電池的充電。
[0016]可選地，所述金屬片為鋁片或銅片。
[0017]可選地，所述正電極片層為鈷酸鋰LiCo02;所述負電極片層為碳C。
[0018]另一方面，提供一種電子設備，所述電子設備包括:
[0019]殼體；
[0020]電池，位于所述殼體內，所述電池是如上述第一方面提供的所述的電池。
[0021]可選地，所述電子設備還包括:
[0022]充電裝置，用于獲取充電電流對所述電池進行充電；
[0023]充電控制芯片，用于控制所述充電裝置對所述電池進行的充電。
[0024]可選地，所述充電控制芯片具體用于:接收所述電池的保護電路板在確定所述目標電壓值滿足電壓閾值時產生的中止指令，并執行所述中止指令，以使所述充電裝置停止對所述電池的充電。
[0025]采用上述方案，電池中的所述第一金屬片層與所述負電極片層，用于產生所述目標電壓值;所述保護電路板與所述第一金屬片層和所述負電極片層連接；用于獲得所述目標電壓值。其中，所述目標電壓值表明了負電極片層的電位，解決了現有技術中無法獲取到負電極片層的電位的技術問題，從而可以使得包括所述電池的電子設備可以根據所述負電極片層對電池充電進行控制，進而可以使得負電極片層不會出現結晶，避免了結晶刺穿隔離膜導致電池毀壞的風險。
【附圖說明】
[0026]為了更清楚地說明本發明實施例的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作一簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0027]圖1為現有技術中的電池卷芯的結構示意圖；
[0028]圖2為本發明實施例提供一種電池的結構示意圖；
[0029]圖3a為本發明實施例提供的一種卷芯的結構示意圖；
[0030]圖3b為本發明實施例提供的另一種卷芯的結構示意圖；
[0031 ]圖4為本發明實施例提供的又一種卷芯的結構示意圖；
[0032]圖5為本發明實施例提供的又一種卷芯的結構示意圖；
[0033]圖6為本發明實施例提供的另一種電池的結構示意圖；
[0034]圖7a為本發明實施例提供的一種電子設備的結構示意圖；
[0035]圖7b為本發明實施例提供的另一種電子設備的結構示意圖；
[0036]圖8為本發明實施例提供的一種手機的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0037]為了使本領域的技術人員更容易理解本發明實施例提供的技術方案，下面首先對本發明實施例涉及到的相關技術術語進行介紹。
[0038]電池結晶是指在充電過程中，電池負電極片層產生結晶顆粒的現象。以鋰離子電池說明電池結晶的原理:
[0039]鋰離子電池的正極材料通常有鋰的活性化合物組成，負極則是特殊分子結構的碳，常見的正極材料主要成分為鈷酸鋰LiCo02，充電時，加在電池兩極的電勢迫使正極的化合物釋出鋰離子，嵌入負極分子排列呈片層結構的碳中，在充電過程中，負極的電位為OV時，表明負極片層結構的碳中無法在嵌入鋰離子，此時，繼續充電會導致鋰離子附著在負極片層上，出現結晶，也就是說，電池負極片層上的結晶是因為電池過充導致的。
[0040]下面介紹一下負電極片層上的結晶的危害。圖1所示為現有技術中電池卷芯的結構示意圖，包括正電極片層I，第一隔離膜2、負電極片層3、第二隔離膜4，其中，依次層疊的所述正電極片層I，所述第一隔離膜2、所述負電極片層3、所述第二隔離膜4如圖1所示的方式卷繞，卷繞后的負電極片層3通過第一隔離膜2和第二隔離膜4包覆，避免了與正電極片層I接觸。在負電極片層3上具有結晶的情況下，結晶可能刺穿第一隔離膜2和第二隔離膜4，導致負電極片層3與正電極片層I之間形成電連接短路，致使電池毀壞。
[0041]本發明實施例通過提供一種電池及電子設備，所述電池包括:電芯，所述電芯由卷芯和密封膜組成;所述卷芯為負電極片層、第一金屬片層、第一隔離膜、正電極片層以及第二隔離膜一起按照圓周卷曲構成;所述密封膜包裹所述卷芯;所述第一金屬片層與所述負電極片層，用于產生目標電壓值;保護電路板，所述保護電路板與所述第一金屬片層和所述負電極片層連接，用于獲得所述目標電壓值。解決了現有技術無法獲取到電池負電極片層的電位的技術問題。
[0042]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。
[0043 ]本發明實施例提供一種電池20，如圖2所示，該電池20包括:
[0044]電芯21，所述電芯21由卷芯211和密封膜212組成；
[0045]其中，所述密封膜可以為鋁塑復合膜。
[0046]所述卷芯211為負電極片層2111、第一金屬片層2112、第一隔離膜2113、正電極片層2114以及第二隔離膜2115—起按照圓周卷曲構成;所述密封膜212包裹所述卷芯211;
[0047]所述第一金屬片層2112與所述負電極片層2111，用于產生目標電壓值；
[0048]保護電路板22，所述保護電路板22與所述第一金屬片層2112和所述負電極片層2111連接，用于獲得所述目標電壓值。
[0049]其中，所述第一金屬片層2112的電位始終為0，這樣，負電極片層2111與所述第一金屬片層2112之間的目標電壓值即為所述負電極片層的電位。
[0050]因此，包括上述電池20的電子設備可以基于所述保護電路板22獲得電池負電極片層的電位，從而可以使得負電極片層不會出現結晶，避免了結晶刺穿隔離膜導致電池毀壞的風險。
[0051]值得說明的是，圖1只是舉例說明，其所示出的所述第一金屬片層2112位于負電極片層2111與第一隔離膜2113之間，在具體實施時，第一金屬片層2112可以位于卷芯211的任一一層，本發明對此不做限定。
[0052]上述電池20可以通過兩種方式防止隔離膜被刺穿造成短路，下面對這兩種方式進行詳細說明。
[0053]方式一、如圖3a所示，所述第一金屬片層2112位于所述負電極片層2111和所述第一隔離膜2113之間，以阻止所述負電極片層產生的結晶刺穿所述第一隔離膜形成與所述正電極片層的電連接造成短路。
[0054]也就是說，在具體實施時，將第一金屬片層2112位于所述負電極片層2111和所述第一隔離膜2113之間可以進一步達到阻止負電極片層上的結晶刺穿隔離膜的效果，這樣，即使負電極片層在充電過程中產生了結晶，結晶也無法刺穿第一金屬片層，進而不會造成負電極片層與正電極片層的電連接。
[0055]其中，圖3b示出了卷芯211的剖面圖，詳細示出了卷芯211包括的各層的卷繞情況，其中，所述卷芯211的層次關系依次為所述負電極片層2111、所述第一金屬片層2112、所述第一隔離膜2113、所述正電極片層2114以及所述第二隔離膜2115。
[0056]值得說明的是，負電極片層2111與第一金屬片層2112不能相連，圖3a所示的卷芯211中負電極片層2111與第一金屬片層2112之間具有一定間隙。在具體實施時，為了確保負電極片層2111與第一金屬片層2112不接觸，可以在負電極片層與第一金屬片層之間增加一層第三隔離膜2116，也就是說，如圖3b所示，所述卷芯211的層次關系依次為所述負電極片層2111、所述第三隔離膜2116、所述第一金屬片層2112、所述第一隔離膜2113、所述正電極片層2114以及所述第二隔離膜2115。
[0057]在本發明實施例的一種可能的實現方式中，如圖4所示，所述卷芯211還包括第二金屬片層2117，所述第二金屬片層2117位于所述第一隔離膜和所述正電極片層之間。
[0058]其中，圖4示出了卷芯211的剖面圖，詳細示出了卷芯211包括的各層的卷繞情況，其中，所述卷芯211的層次關系依次為所述負電極片層2111、所述第一金屬片層2112、所述第一隔離膜2113、所述第二金屬片層2117、所述正電極片層2114以及所述第二隔離膜2115。
[0059]同理，第二金屬片層2117與正電極片層之間也可以增加一層第四隔離膜2118，SP所述卷芯211的層次關系可以依次為所述負電極片層2111、所述第一金屬片層2112、所述第一隔離膜2113、所述第二金屬片層2117、所述第四隔離膜2118、所述正電極片層2114以及所述第二隔離膜2115。
[0060]優選地，在具體實施時可以采用如圖5所示的卷芯211，其層次關系依次為所述負電極片層2111、第三隔離膜2116、所述第一金屬片層2112、所述第一隔離膜2113、所述第二金屬片層2117、所述第四隔離膜2118、所述正電極片層2114以及所述第二隔離膜2115。
[0061]值得說明的是，除了負電極片層上存在結晶刺穿隔離膜的情況，正電極片層和負電極片層上的毛刺也可能刺穿隔離膜，所述毛刺是電極片層在加工過程中產生的，由于制造工藝的限制，目前制造的電極片仍然可能存在毛刺，若采用了存在毛刺的電極片且不存在金屬片層的情況下，在使用過程中，毛刺很可能刺穿正負電極片層之間的隔離膜，導致短路。本發明實施例采用如圖5所示的卷芯，既避免了負電極片層上的結晶刺穿，又避免了正負電極片層上的毛刺刺穿，提高了電池的安全性。
[0062]方式二、所述保護電路板22具體用于在確定所述目標電壓值滿足電壓閾值時產生中止指令，所述中止指令用于指示具有所述電池的電子設備的充電控制芯片停止對所述電池的充電。
[0063]示例地，如圖6所示，所述第一金屬片層的接地，這樣，所述第一金屬片層2112的電位始終為0V，所述負電極片層2111與所述第一金屬片層2112之間的目標電壓值即為所述負電極片層2111的電位，如圖6所示，保護電路板22—端連接負電極片層2111，另一端連接第一金屬片層2112，這樣，保護電路板22兩端測得的電壓即為所述目標電壓值。
[0064]值得說明的是，本發明實施例所述目標電壓值等于負電極片層的電位減去第一金屬片層的電位，由于第一金屬片層的電位為0，因此，所述目標電壓值即為所述負電極片層的電位。若將所述目標電壓值理解為等于第一金屬片層的電位減去負電極片層的電位，則所述目標電壓值的負數即為所述負電極片層的電位。
[0065]上述電壓閾值可以為0V，當所述保護電路板22確定所述第一金屬片層2112與所述負電極片層2111之間的目標電壓值為OV時，表明此時所述負電極片層的電位也為0V，在此種情況下，繼續充電將會導致負電極片層結晶，因此，所述保護電路板22可以發送中止指令給為所述電池充電的電子設備，指示所述電子設備停止對電池充電，避免了負電極片層產生結晶，進而避免了隔離膜被結晶刺穿造成短路。
[0066]其中，所述電壓閾值可以根據實際需求進行預先設定，例如還所述電壓閾值還可以是一負數，本發明對此不做限定。優選地，在所述目標電壓值等于負電極片層的電位減去第一金屬片層的電位的情況下，本發明實施例所述的電壓閾值的范圍可以為:[_1.5V，0V]。
[0067]值得說明的是，本發明實施例中所描述的金屬片可以為鋁片，也可以為銅片，還可以為其他金屬材料的片層，本發明對此不做限定。
[0068]另外，本發明實施例提供的電池20可以為鋰離子電池，在此種情況下，所述電池20的正電極片層2114的材料為鈷酸鋰LiCo02，所述負電極片層2111的材料為碳C。
[0069]采用上述電池，在所述電池中增加的第一金屬片層即可以防止負電極片層上的結晶刺穿導致負電極片層與正電極片層電連接造成短路，也可以與負電極片層一起產生用于反映負電極片層的電位的目標電壓值，這樣，保護電路板獲取到所述目標電壓值后，可以使得負電極片層不會產生結晶，解決了現有技術中無法獲取到負電極片層的電位的技術問題，避免了結晶刺穿隔離膜導致電池毀壞的風險。
[0070]本發明實施例還提供一種電子設備70，如圖7a所示，所述電子設備包括:
[0071]殼體71;
[0072]電池20，位于所述殼體71內，所述電池20包括:電芯，所述電芯由卷芯和密封膜組成;所述卷芯為負電極片層、第一金屬片層、第一隔離膜、正電極片層以及第二隔離膜一起按照圓周卷曲構成;所述密封膜包裹所述卷芯;所述第一金屬片層與所述負電極片層，用于產生一目標電壓值;保護電路板，所述保護電路板與所述第一金屬片層和所述負電極片層連接，用于獲得所述目標電壓值，所述目標電壓值表明了所述負電極片層的電位。
[0073]可選地，所述第一金屬片層位于所述負電極片層和所述第一隔離膜之間，以阻止所述負電極片層產生的結晶刺穿所述第一隔離膜形成與所述正電極片層的電連接造成短路。
[0074]可選地，所述卷芯的層次關系依次為所述負電極片層、所述第一金屬片層、所述第一隔離膜、所述正電極片層以及所述第二隔離膜。
[0075]可選地，所述卷芯還包括第二金屬片層，所述第二金屬片層位于所述第一隔離膜和所述正電極片層之間。
[0076]可選地，所述金屬片為鋁片或銅片。
[0077]可選地，所述正電極片層為鈷酸鋰LiCo02，所述負電極片層為碳C。
[0078]值得說明的是，關于電池20的說明具體可以參照上述發明實施例對圖1至圖6的相應描述，此處不再贅述。
[0079]在本發明實施例的一種可能的實現方式中，如圖7b所示，所述電子設備還包括:充電裝置72，用于獲取充電電流對所述電池進行充電；充電控制芯片7 3，用于控制所述充電裝置對所述電池進行的充電。
[0080]具體地，所述充電控制芯片73用于:接收所述電池的保護電路板在確定所述目標電壓值滿足電壓閾值時產生的中止指令，并執行所述中止指令，以使所述充電裝置72停止對所述電池的充電。
[0081]示例地，當所述電池20的保護電路板確定所述第一金屬片層與所述負電極片層之間的目標電壓值為OV時，表明此時所述負電極片層的電位也為OV，在此種情況下，繼續充電將會導致負電極片層結晶，因此，所述充電控制芯片73可以接收所述保護電路板發送的中止指令，并執行所述中止指令控制所述充電裝置72停止對所述電池20的充電，避免了負電極片層產生結晶，進而避免了隔離膜被結晶刺穿造成短路，提升了所述電子設備的安全性。
[0082]值得說明的是，上述電子設備70可以為手機、平板電腦、筆記本電腦、UMPC(Ultra-mobile Personal Computer，超級移動個人計算機)、上網本、PDA(Personal DigitalAssistant，個人數字助理)等終端設備，下面以手機為例進行說明，圖8示出的是與本發明各實施例相關的手機80的部分結構的框圖。
[0083]如圖8所示，手機80包括:電池20、充電裝置801、充電控制芯片802、RF(rad1frequency，射頻)電路803、存儲器804、輸入單元805、顯示單元806、處理器807、音頻電路808等部件。本領域技術人員可以理解，圖8中示出的手機結構并不構成對手機的限定，可以包括比圖示更多或更少的部件，或者組合某些部件，或者不同的部件布置。
[0084]所述處理器807可以是中央處理單元(Center Processing Unit，簡稱為CPU)。所述充電控制芯片802可以是FPGA(Field Programmable Gate Array，現場可編程門陣列)，以實現對電池充電的控制。所述充電裝置801是與外部充電適配器相連的裝置，用于獲取電流對電池20進行充電。所述電池20中的第一金屬片層可以防止負電極片層上的結晶刺穿導致負電極片層與正電極片層電連接造成短路，也可以與負電極片層一起產生用于反映負電極片層的電位的目標電壓值，這樣，電池20的保護電路板在充電裝置501對電池20的充電過程中獲取到所述目標電壓值后，若所述目標電壓值為0V，則可以向所述充電控制芯片802發送中止指令，所述充電控制芯片802執行所述中止指令以控制所述充電裝置801停止對所述電池20進行充電，避免了所述電池20的負電極片層產生結晶，進而避免了結晶刺穿隔離膜導致電池毀壞，提高了手機80的安全性。
[0085]盡管已描述了本申請的優選實施例，但本領域內的普通技術人員一旦得知了基本創造性概念，則可對這些實施例作出另外的變更和修改。所以，所附權利要求意欲解釋為包括優選實施例以及落入本申請范圍的所有變更和修改。
[0086]顯然，本領域的技術人員可以對本申請進行各種改動和變型而不脫離本申請的精神和范圍。這樣，倘若本申請的這些修改和變型屬于本申請權利要求及其等同技術的范圍之內，則本申請也意圖包含這些改動和變型在內。
【主權項】
1.一種電池，所述電池包括: 電芯，所述電芯由卷芯和密封膜組成； 所述卷芯為負電極片層、第一金屬片層、第一隔離膜、正電極片層以及第二隔離膜一起按照圓周卷曲構成;所述密封膜包裹所述卷芯； 所述第一金屬片層與所述負電極片層，用于產生一目標電壓值； 保護電路板，所述保護電路板與所述第一金屬片層和所述負電極片層連接；用于獲得所述目標電壓值，其中，所述目標電壓值表明了所述負電極片層的電位。2.根據權利要求1所述的電池，其特征在于，所述第一金屬片層位于所述負電極片層和所述第一隔離膜之間，以阻止所述負電極片層產生的結晶刺穿所述第一隔離膜形成與所述正電極片層的電連接造成短路。3.根據權利要求2所述的電池，其特征在于，所述卷芯的層次關系依次為所述負電極片層、所述第一金屬片層、所述第一隔離膜、所述正電極片層以及所述第二隔離膜。4.根據權利要求3所述的電池，其特征在于，所述卷芯還包括第二金屬片層，所述第二金屬片層位于所述第一隔離膜和所述正電極片層之間。5.根據權利要求1所述的電池，其特征在于，所述保護電路板用于在確定所述目標電壓值滿足電壓閾值時產生中止指令，所述中止指令用于指示具有所述電池的電子設備的充電控制芯片停止對所述電池的充電。6.根據權利要求1至5任一項所述的電池，其特征在于，所述金屬片為鋁片或銅片。7.根據權利要求1至5任一項所述的電池，其特征在于，所述正電極片層為鈷酸鋰LiCo02;所述負電極片層為碳C。8.—種電子設備，所述電子設備包括: 殼體； 電池，位于所述殼體內，所述電池是如權利要求1至4任一項所述的電池。9.根據權利要求8所述的電子設備，其特征在于，所述電子設備還包括: 充電裝置，用于獲取充電電流對所述電池進行充電； 充電控制芯片，用于控制所述充電裝置對所述電池進行的充電。10.根據權利要求9所述的電子設備，其特征在于，所述充電控制芯片具體用于:接收所述電池的保護電路板在確定所述目標電壓值滿足電壓閾值時產生的中止指令，并執行所述中止指令，以使所述充電裝置停止對所述電池的充電。
【文檔編號】H01M10/42GK106099220SQ201610510004
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】黃保寧
【申請人】聯想(北京)有限公司