中空电池及低温烟具的制作方法

本发明属于吸烟用品技术领域，尤其涉及一种中空电池及低温烟具。

背景技术：

能源是现代文明的基石，也是制约人类社会发展的关键性因素。在能源的使用领域，储能技术因各行业大量的需要而备受关注。随着智能技术的应用逐渐扩展到计算机、手机、汽车等技术中，可充电反复使用的电池的需求日益旺盛。

由于锂电池具备能量密度高、寿命长、功率承受力高、自放电率低且无记忆效应等优点，目前，可充电的锂电池已经成为市场的主流，例如18650等。然而，由于锂电池市场已处于十分成熟的状态，其本身的结构和体积也已经趋于固定，这对日益发展壮大的硬件智能化进程造成了很大的制约，因电池体积而造成的智能硬件的体积大且重量大的问题，在很多领域已普遍存在。

随着智能硬件的不断发展，生活中的各个领域均已出现智能化的身影，例如遥控器、扫地机器人、智能音箱、智能平衡车和智能烟具等，其中智能烟具作为新兴的技术，因其以加热烟油(电子烟)或低温烟支(低温烟)的方式代替传统的燃烧型卷烟，工作温度低，并且所产生的烟雾中的有害成分要远远少于传统的燃烧型卷烟，使用电子烟或低温烟能够极大的避免香烟对人体的不利影响，作为一种更健康的抽烟方式，在新兴市场上已极具号召力，目前来看，其极有可能全面替代传统的燃烧型卷烟。

如前文所说的，目前市场上的电子烟具主要分为两种类型，比如通过蒸发烟油形成可抽吸烟雾的电子烟和通过低温(150-300度)加热/蒸馏烟草材料形成可抽吸烟雾的低温烟，与传统的燃烧型卷烟相比，电子烟与低温烟工作温度低，使用过程中所产生的有害物质更少，优势十分明显。但是，因为结构问题，烟具本身会占据一定的体积，例如：目前烟具中的电池多为可充电的锂电池，其体积和重量均占具了烟具的很大部分比例，因此，通过减小或改变智能烟具的各个零部件，特别是电池的体积和重量，对提高烟具的使用便捷性有很大的帮助。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种中空电池及低温烟具。

为解决上述技术问题，本发明所提供的应用于低温烟具的中空电池，所述中空电池中形成有贯通其本体的气流通道。

进一步的，所述中空电池的气流通道截面为圆形或正多边形。

进一步的，所述中空电池的气流通道截面为圆形时，其截面直径为2-10mm；所述中空电池的气流通道截面为正多边形时，其边长为2-10mm。

一种中空电池，包括外壳，所述外壳内设有内管，所述外壳和内管的两端之间分别通过第一密封组件和第二密封组件封堵，形成密闭容室，所述密闭容室内设置有卷制电芯，所述内管的两端与外壳外部连通形成贯通中空电池本体的气流通道。

进一步的，所述外壳顶端为开口端，在所述开口端的侧壁上设有密封槽，所述第一密封组件包括设置在所述密封槽内的绝缘密封套和卡设在所述绝缘密封套内的正极密封片，所述第二密封组件包括负极密封片，所述负极密封片和正极密封片分别卡在所述内管两端的卡槽内，所述外壳的底端设有与所述内管连通的开孔。

进一步的，所述绝缘密封套中还设有顶端从外壳中伸出的正极帽，所述正极帽上设有与内管连通的通孔，所述正极密封片上设有供电芯上的正极极耳穿过的正极引线孔，所述正极极耳从所述正极引线孔穿过后与所述正极帽电性连接，所述负极密封片上设有供电芯上的负极极耳穿过的负极引线孔，所述负极极耳从所述负极引线孔穿过后与所述外壳或设置于外壳上的负极帽电性连接。

进一步的，所述正极密封片和负极密封片均呈弹性压缩状态，所述正极极耳与正极引线孔间的间隙通过所述正极密封片的弹性变形实现密封，所述负极极耳与负极引线孔间的间隙通过所述负极密封片的弹性变形实现密封。

上述技术方案的中空电池，所述绝缘密封套底端具有沿其中心轴方向延伸的凸起，所述电芯与所述绝缘密封套之间设有支撑板，所述电芯与所述负极密封片之间设有底部垫片，所述凸起紧压所述支撑板使得所述负极密封片与所述外壳的底端内壁紧密接触。

上述技术方案的中空电池，所述正极帽上设有顶盖，所述正极帽的凸起帽从所述顶盖中穿出，所述正极帽及正极密封片的外缘均卡装在所述绝缘密封套内腔侧壁上的环形凹槽中。

上述技术方案的中空电池，所述电芯由正极片、负极片以及隔膜构成的层叠进行卷绕而成，所述电芯的终止部位包裹有终止胶带。

一种低温烟具，包括壳体和电池，所述电池为中空电池，所述中空电池中形成有贯通其本体的气流通道，所述壳体中形成有供烟支插装的加热腔，所述加热腔内设有与所述中空电池电性连接的发热元件，气管一端从所述壳体底端插入后穿过所述气流通道进入所述加热腔内且可沿烟支插入方向自由移动以使烟支从所述壳体中顶出，气流从烟支顶端进入后经所述气管流出。

进一步的，电池可以采用上述技术方案的中空电池。

进一步的，所述气管可完全收纳进所述壳体中且在其气流出口端设有实心棉。

进一步的，所述气流通道大小与所述气管相匹配，所述气管通过所述气流通道导向。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、低温烟具中，普通结构电池为实心，与其它部件组合一般是左右结构，上下结构的组合，部件只能从电池侧壁绕过电池，从而使产品外形体积增大，空间利用率降低，电池内部做成通道式的结构，使得各种涉及电池的产品的其他部件能够与电池内部的通道形成新式的组合结构，能够极大的降低产品的整体体积，减轻产品重量，极大的提升了产品的设计空间。

2、本发明中的中空电池上设有穿过其本体的通道，气管穿过中空电池的通道延伸至发热元件处，将中空电池的通道作为有效空间进行使用，极大的减小了低温烟具的体积，从而也降低了烟具的重量，提升了产品的体验度。

3、气流方向为从上往下，从烟支上端进入，经过发烟材料，把发烟材料低温加热后的烟雾带出，再由气管导出，烟雾经过气管后烟雾的温度明显降低，烟雾气温度低更加适合人体口腔吸食。

4、气流方向为从上往下，发烟材料加热时产生的水蒸气或焦油通过重力作用落入气管内，通过更换或清洗气管，可以将烟具内的水蒸气或焦油导出，避免水蒸气或焦油沉积在烟具内污染烟具，有效保证整个烟具内的清洁卫生。

附图说明

图1为本发明中空电池的结构示意图；

图2为本发明中空电池的剖视图；

图3为本发明中空电池的爆炸图；

图4为本发明中空电池的局部剖视图；

图5为本发明绝缘密封套剖视图；

图6为本发明低温烟具的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明。

参见图1-图5，一种中空电池，电池外形为圆柱形或方形，包括设置在中空电池本体上的正极输出端1和负极输出端2，电池内充有有机电解液。其采用金属外壳包装，其周围及底部均为电池负极输出端2，顶部设有突起状的正极输出端1。电池具有一个沿电池长度方向贯穿其本体的供烟支产生的烟雾流通的气流通道3。气流通道3截面可以为圆形或正多边形。当气流通道截面为圆形时，其截面直径为2-10mm；截面为正多边形时，其边长为2-10mm。本实施例中，电池的壁厚优选为5-20mm，电池长度优选为20-200mm。本发明电池内部做成通道式的结构，使得低温烟具中的其他部件(气管)能够与电池内部的通道形成新式的组合结构，能够极大的降低产品的整体体积，减轻产品重量，极大的提升了产品的设计空间。

本实施例中，中空电池的具体结构为：包括外壳4及设置于外壳4内的内管5。内管5可以采用绝缘材质制作。外壳4和内管5的两端之间分别通过第一密封组件和第二密封组件封堵，进而形成密闭容室，密闭容室内设置有卷制电芯6，内管5的两端与外壳4外部连通形成贯通中空电池本体的气流通道3。

具体的，电芯6由正极片61、负极片62以及隔膜63构成的层叠进行卷绕而成并进行绝缘处理，在电芯6的终止部位包裹有终止胶带64，隔膜63位于正极片61和负极片62之间，将正极片61和负极片62隔开，避免短路。电芯6上焊接有正极极耳65和负极极耳66，正极极耳65与正极片61电连接，负极极耳66与负极片62电连接。内管5同轴设置在电芯6的中心部位。本发明中正极片61、隔膜63、负极片62以及电解液所用的材料，均可采用现有技术制作。例如，正极片61包括由钴酸锂(或镍钴锰酸锂、锰酸锂、磷酸亚铁锂等)及铝箔组成的电流收集极。负极片62由石墨化碳材料和铜箔组成的电流收集极组成。作为负极片62的材料则选择电位尽可能接近锂电位的可嵌入锂化合物，如各种碳材料包括天然石墨、合成石墨、碳纤维、中间相小球碳素等或sno、sno2、锡复合氧化物snbxpyoz等金属氧化物。电解液采用lipf6的乙烯碳酸脂(ec)、丙烯碳酸脂(pc)和低粘度二乙基碳酸脂(dec)等烷基碳酸脂搭配的高分子材料。隔膜63采用聚烯微多孔膜如pe、pp或它们的复合膜，当隔膜采用pp、pe及pp堆叠而成的复合膜时，不仅熔点较低，而且具有较高的抗穿刺强度，可以起过热保险作用。外壳4可以采用具有防爆的功能的钢或铝材料。

优选的，本实施例中，外壳4顶端为开口端，在开口端的侧壁上设有环形密封槽7，第一密封组件包括密封设置在环形密封槽7内的绝缘密封套8和正极密封片9，绝缘密封套8的内腔侧壁上设有环形凹槽10，正极密封片9外缘密封卡设在环形凹槽10中，第二密封组件包括负极密封片11。正极密封片9和负极密封片11可以采用绝缘材质制作。内管5的两端分别设有绕管体外壁圆周的卡槽19，负极密封片11和正极密封片9分别密封卡设在该卡槽19内，该卡槽19与正极密封片9、负极密封片11配合，共同提供密封的环境。

绝缘密封套8中还设有顶端从外壳4中伸出的正极帽12，如图4所示的，正极帽12为片状其中心部位具有突出于其本体的凸起帽13，为了配合电池内部内管5的安装，正极帽12上具有穿透正极帽12及其凸起帽13部位的中心通孔，装配时内管5的内部空间与正极帽12的中心通孔连通且同轴，形成通道。正极密封片9上设有供电芯6上的正极极耳65穿过的正极引线孔14，正极极耳65从正极引线孔14穿过后与正极帽12电性连接，负极密封片11上设有供电芯6上的负极极耳66穿过的负极引线孔15，负极极耳66从负极引线孔15穿过后与外壳4或设置于外壳4上的负极帽电性连接。

结合图3所示，正极极耳65穿过正极密封片9上的正极引线孔14后与正极帽12电连接，装配时，正极极耳65与正极密封片9压合在一起，正极密封片9呈弹性压缩状态，使得正极密封片9上的正极引线孔14周围呈密闭状态，实现与正极极耳65的密封连接。相类似的，电芯6底部依次设有底部垫片16和负极密封片11，负极极耳66依次穿过底部垫片16的中心通孔、负极密封片11上的负极引线孔15后与外壳4电连接，使得外壳4作为电池负极的输出端。同样的，装配时，底部垫片16和负极密封片11被压合在一起，使得负极密封片11上的负极引线孔15周围呈密闭状态，实现与负极极耳66的密封连接。

如图3所示，电芯6顶端设置支撑板17，在支撑板17上设置绝缘密封套8以及与绝缘密封套8配合的正极密封片9、正极帽12和顶盖18，负极密封片11、底部垫片16、支撑板17、正极密封片9以及正极帽12装配到外壳4中后，各部件中的中心孔对应连通，而且与内管5的内部空间连通，内管5的另一端与外壳4底部的开孔连通，从而形成一个贯穿电池整体的中空通道。

图5为本发明中的绝缘密封套的立体状态下的截面视图，如图所示，绝缘密封套8呈环状，在电池内部可以起到一定的支撑作用，在装配时，正极密封片9和正极帽12可以卡在环形凹槽10中。绝缘密封套8采用塑胶材料制作，使其本身具有一定的弹性，这样以来在装配时可以方便的将正极密封片9和正极帽12装到绝缘密封套8的环形凹槽10中。绝缘密封套8底端具有沿其中心轴方向延伸的凸起，该凸起紧压支撑板17使得负极密封片11与外壳4的底端内壁紧密接触，进而使得负极密封片11、正极密封片9、绝缘密封套8、外壳4及内管5共同在外壳4内部围成一个密闭的容室。

如图2和图3所示，外壳4内从下到上依次设置有负极密封片11、底部垫片16、电芯6、支撑板17、绝缘密封套8、正极密封片9、正极帽12和顶盖18，正极极耳65从绝缘密封套8、支撑板17的中心通孔穿过后，从正极密封片9上的正极引线孔14中穿过之后与正极帽12连接(接触)，形成正极输出端1；负极极耳66从底部垫片16中穿过后，从负极密封片11上的负极引线孔15中穿过后，与外壳4电连接(接触)，形成负极输出端2。

图4给出了电池正极输出端1的内部结构图，如图所示，内管5从电芯6中穿出后，依次穿过支撑板17、正极密封片9到达正极帽12的穿孔处。其中，支撑板17上的中心通孔的孔径大于内管5的外径，使内管5能够顺利通过，正极密封片9上的中心通孔的孔径小于内管5上的卡槽19的外径，因正极密封片9和负极密封片11采用软质的塑胶材料制成，在将正极密封片9套在内管5上时，需克服一定的阻力，直至正极密封片9套至内管5的卡槽19位置，二者卡紧在一起。绝缘密封套8采用塑胶材料制成，正极密封片9和正极帽12同时卡在绝缘密封套8中，整体作为组合件进行装配，与正极极耳65电连接，正极帽12上设置顶盖作为保护，正极帽12的中心部位的凸起帽13穿过顶盖18外露，形成电池的正极输出端1。

如图2和图3所示，内管5的整体长度略小于电池的长度，其在电池中的位置如图中所示，即保证内管5不会外露于电池，内管5的两端分别与电池顶端的正极帽12、底端的开孔连通形成穿透整个电池的中空通道。

如图6所示，一种低温烟具，包括壳体20和设置于壳体20内的上述中空电池，在壳体20中形成有供烟支插装的加热腔21，在加热腔21内设有与中空电池电性连接的发热元件，在壳体20中还设置有与中空电池电性连接的pcb板22。气管23一端从壳体20底端插入后穿过气流通道3进入加热腔21内且可沿烟支24插入方向自由移动以使烟支从壳体20中顶出，气流从烟支24顶端进入后经气管23流出。使用时，烟支24插入到发热元件处被其加热，通过气管23将发热元件加热烟支24产生的烟雾抽出，抽吸完一支烟后，推动气管23将烟支24从壳体20顶出，即可将抽吸后的烟支取出。

本实施例中，气管23可完全收纳进壳体20中且在其气流出口端设有实心棉。气流通道3的大小可以设置为与气管23相匹配，使得气管23可以通过气流通道3进行导向。

本发明在中空电池上设有穿过其本体的通道，气管23穿过中空电池的通道延伸至发热元件处，将中空电池的通道作为有效空间进行使用，极大的减小了低温烟具的体积，从而也降低了烟具的重量，提升了产品的体验度。

上述实施例仅仅是清楚地说明本发明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里也无需也无法对所有的实施例予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。