一种手持移动设备电池防爆装置的制作方法

本发明涉及散热及加固技术领域，特别是涉及一种应用在手持移动设备电池防爆装置。

背景技术

手持移动设备有一定的数据传输处理能力，自身有电池，可以移动使用。按其加固等级，可以分为商用级和工业级（或加固级）。商用级手持移动设备包括个人手机、平板等；工业级手持移动设备包括工业pad、条码手持终端、军用手持计算机等。商业级及工业级手持移动设备，虽在高低温、振动冲击等环境适应性指标上有所不同，但其内部电池的加工工艺及固定方式并无较大差异。

近几年，随着技术的提升，成本的降低，手机的普及性越来越高，于此同时，手机因电池引起的爆炸、自燃、机壳涨开等安全性问题也不断出现。因商业级及工业级手持移动设备内部电池的加工工艺及固定方式并无较大差异，工业级的手持移动设备同样存在电池爆炸、自燃、鼓包的风险。

商业级手持移动设备因外形轻薄，内部空间小，电池无加固的空间，因此电池的问题只能由电池厂商改善其加工工艺及增强品质管理。而工业级的设备，外形相对较大，整机厂除选用更稳定的电池外，亦有机会从自身产品的设计的角度对电池进行加固，增加一些电池防爆措施。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是为工业级手持移动设备提供一种电池防爆装置。导致电池发生爆炸的最常见的外部因素为温度过高或受到很强的冲击，本发明通过减小外部环境对电池的影响来降低电池爆炸的风险。

本发明的一种手持移动设备电池防爆装置技术方案为，包括设置于电池表面的金属外壳，金属外壳的其中一面为向内凹陷的弧面。

所述的弧面凹陷深度为20-30mm。

向内凹陷的弧面采用弹性较高的金属材料。

所述的金属材料弹性模量为100gpa-250gpa。

所述的金属材料为sus304、sus316、65mn、铍青铜中的一种。

金属外壳与电池之间填充有石蜡。石蜡硬度小，具有缓冲作用，石蜡的包裹为电池提供了很好的减振效果。

石蜡的用量取决于不同型号电池的满负荷运行时间及发热量，即需保证在电池满功耗运行的时间内，石蜡并没有完全相变。

与电池连接的电池线穿过金属外壳通到金属外壳外，金属线与金属外壳之间通过填充物密封。

所述的填充物为硅胶。

当电池功耗较小时，电池的热量通过传导的方式，传导到石蜡及金属外壳并最终通过移动设备的机壳散热；当电池的功耗高，且维持时间较长时，传导的方式不足以满足电池的散热需求，电池升温，升温至石蜡的相变温度，石蜡从固体变为液态，在相变的过程中吸收大量的热量，且温度不变，有效的阻止了电池进一步升温。

电池使用时间较长时，体积会稍有增加（鼓包现象），同时石蜡相变前后体积也会有微小的变化。金属外壳的弹性面内凹设计，可有效弥补电池及石蜡体积变化对整个装置外形尺寸的影响。

金属外壳强度高，若出现了电池爆炸的极端状况，在金属外壳的包裹下，亦能防止爆炸扩散，影响到移动设备内的其他元件。

本发明的有益效果为：。

1.减小高温、振动冲击对电池的影响，降低电池爆炸的概率：

1）石蜡的相变吸热，避免的电池温度过高；

2）石蜡的缓冲作用，降低了整机振动对电池的影响。

2.电池发生形变或爆炸时，降低了形变或爆炸对设备内部其他元气件的影响：

1）金属外壳的弹性面内凹设计，弥补电池及石蜡体积变化对整个装置外形尺寸的影响；

2）坚固的金属外壳，将电池的爆炸控制在一定的区域。

附图说明：

图1所示为本发明电池防爆装置金属机壳示意图；

图2为本发明电池防爆装置装配示意图。

图中，1-金属外壳，2-石蜡，3-电池线，4-电池，5-向内凹陷的弧面。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面用具体实例来详细说明本发明的技术方案，但是本发明并不局限于此。

实施例１

如说明书附图图1所示，本发明为电池设计金属外壳1，金属外壳1的材料选用高强度不锈钢等，其中有一个面为向内凹陷的弧面5，弧面凹陷深度为25mm，采用弹性较好的sus304不锈钢，其初始状态为向内凹陷。

如说明书附图图2所示，将电池4装入金属外壳1中，使用石蜡2填充电池4与金属外壳1的间隙。石蜡2的相变温度可根据电池4所需的最大耐温值进行配置（配置为40℃或50℃等），石蜡2的用量根据电池4满负荷运行的时间及发热量进行计算而来，即需保证石蜡的量足够，在电池4满功耗运行的时间内，石蜡2不能完全相变。

在设计及装配过程中，需注意电池线3与金属外壳1的配合，将电池线3穿出金属外壳1后，需用硅胶或其他填充物将穿线孔进行密封。

石蜡2硬度小，具有缓冲作用，为电池4提供了很好的减振效果。

当电池4功耗较小时，电池4的热量通过传导的方式，传导到石蜡2及金属外壳1并最终通过移动设备的机壳散热；当电池4的功耗高，且维持时间较长时，传导的方式不足以满足电池4的散热需求，电池升温，升温至石蜡2的相变温度，石蜡2从固体变为液态，在相变的过程中吸收大量的热量，且温度不变，有效的阻止了电池4进一步升温。

电池4使用时间较长后，体积会稍有增加（鼓包现象），同时石蜡2相变前后体积也会有微小的变化。金属外壳1的弹性面12采用内凹设计，可以随内部电池4及石蜡2的体积变化发生弹性变形，通过设计合理的预留量，变形过程中弹性面12中心处高度始终不会超过面四周的高度，即金属外壳1的最大外形尺寸不发生变化，不会影电池防爆装置在移动设备内部的安装。

金属外壳1强度高，若出现了电池4爆炸的极端状况，在金属外壳1的包裹下，亦能防止爆炸扩散，影响到移动设备内的其他元件。

依据gb31241-2014《便携式电子产品用锂电池和电池组安全要求》，对电池防爆装置进行温度循环试验，将设置有本发明电池防爆装置的电池充满电后，将电池放置在试验箱内进行如下步骤：

a）在75℃±2℃的温度下保持6h；

b）在-40℃±2℃的温度下保持6h；

c）重复a）-b）步骤，共循环10次。

试验过程中两个温度之间的转换时间不大于30min。

试验结束后，发现电池防爆装置最大外形尺寸不发生变化，对电池进行充放电，可正常工作。拆除装置后，电池无明显鼓包现象。

实施例2

如说明书附图图1所示，本发明为电池设计金属外壳1，金属外壳1的材料选用高强度不锈钢等，其中有一个面为向内凹陷的弧面5，弧面凹陷深度为20mm，采用弹性较好的sus316不锈钢，其初始状态为向内凹陷。

如说明书附图图2所示，将电池4装入金属外壳1中，使用石蜡2填充电池4与金属外壳1的间隙。石蜡2的相变温度可根据电池4所需的最大耐温值进行配置（配置为40℃或50℃等），石蜡2的用量根据电池4满负荷运行的时间及发热量进行计算而来，即需保证石蜡的量足够，在电池4满功耗运行的时间内，石蜡2不能完全相变。

在设计及装配过程中，需注意电池线3与金属外壳1的配合，将电池线3穿出金属外壳1后，需用硅胶或其他填充物将穿线孔进行密封。

石蜡2硬度小，具有缓冲作用，为电池4提供了很好的减振效果。

当电池4功耗较小时，电池4的热量通过传导的方式，传导到石蜡2及金属外壳1并最终通过移动设备的机壳散热；当电池4的功耗高，且维持时间较长时，传导的方式不足以满足电池4的散热需求，电池升温，升温至石蜡2的相变温度，石蜡2从固体变为液态，在相变的过程中吸收大量的热量，且温度不变，有效的阻止了电池4进一步升温。

电池4使用时间较长后，体积会稍有增加（鼓包现象），同时石蜡2相变前后体积也会有微小的变化。金属外壳1的弹性面12采用内凹设计，可以随内部电池4及石蜡2的体积变化发生弹性变形，通过设计合理的预留量，变形过程中弹性面12中心处高度始终不会超过面四周的高度，即金属外壳1的最大外形尺寸不发生变化，不会影电池防爆装置在移动设备内部的安装。

金属外壳1强度高，若出现了电池4爆炸的极端状况，在金属外壳1的包裹下，亦能防止爆炸扩散，影响到移动设备内的其他元件。

依据gb31241-2014《便携式电子产品用锂电池和电池组安全要求》，对电池防爆装置进行温度循环试验，将设置有本发明电池防爆装置的电池充满电后，将电池放置在试验箱内进行如下步骤：

a）在75℃±2℃的温度下保持6h；

b）在-40℃±2℃的温度下保持6h；

c）重复a）-b）步骤，共循环10次。

试验过程中两个温度之间的转换时间不大于30min。

试验结束后，发现电池防爆装置最大外形尺寸不发生变化，对电池进行充放电，可正常工作。拆除装置后，电池无明显鼓包现象。

实施例3

如说明书附图图1所示，本发明为电池设计金属外壳1，金属外壳1的材料选用高强度不锈钢等，其中有一个面为向内凹陷的弧面5，弧面凹陷深度为30mm，采用弹性较好的铍青铜，其初始状态为向内凹陷。

如说明书附图图2所示，将电池4装入金属外壳1中，使用石蜡2填充电池4与金属外壳1的间隙。石蜡2的相变温度可根据电池4所需的最大耐温值进行配置（配置为40℃或50℃等），石蜡2的用量根据电池4满负荷运行的时间及发热量进行计算而来，即需保证石蜡的量足够，在电池4满功耗运行的时间内，石蜡2不能完全相变。

在设计及装配过程中，需注意电池线3与金属外壳1的配合，将电池线3穿出金属外壳1后，需用硅胶或其他填充物将穿线孔进行密封。

石蜡2硬度小，具有缓冲作用，为电池4提供了很好的减振效果。

当电池4功耗较小时，电池4的热量通过传导的方式，传导到石蜡2及金属外壳1并最终通过移动设备的机壳散热；当电池4的功耗高，且维持时间较长时，传导的方式不足以满足电池4的散热需求，电池升温，升温至石蜡2的相变温度，石蜡2从固体变为液态，在相变的过程中吸收大量的热量，且温度不变，有效的阻止了电池4进一步升温。

电池4使用时间较长后，体积会稍有增加（鼓包现象），同时石蜡2相变前后体积也会有微小的变化。金属外壳1的弹性面12采用内凹设计，可以随内部电池4及石蜡2的体积变化发生弹性变形，通过设计合理的预留量，变形过程中弹性面12中心处高度始终不会超过面四周的高度，即金属外壳1的最大外形尺寸不发生变化，不会影电池防爆装置在移动设备内部的安装。

金属外壳1强度高，若出现了电池4爆炸的极端状况，在金属外壳1的包裹下，亦能防止爆炸扩散，影响到移动设备内的其他元件。

依据gb31241-2014《便携式电子产品用锂电池和电池组安全要求》，对电池防爆装置进行温度循环试验，将设置有本发明电池防爆装置的电池充满电后，将电池放置在试验箱内进行如下步骤：

a）在75℃±2℃的温度下保持6h；

b）在-40℃±2℃的温度下保持6h；

c）重复a）-b）步骤，共循环10次。

试验过程中两个温度之间的转换时间不大于30min。

试验结束后，发现电池防爆装置最大外形尺寸不发生变化，对电池进行充放电，可正常工作。拆除装置后，电池无明显鼓包现象。