一种电池结构及电子设备的制作方法

1.本公开涉及电子设备技术领域，具体涉及一种电池结构及电子设备。


背景技术：

2.纽扣电池由于体形较小，常用语穿戴电子设备，相较于柱形电池，可扩展直径更大、厚度更薄。目前的纽扣电池均存在封装过度占用空间的问题。


技术实现要素：

3.为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种电池结构及电子设备。
4.根据本公开实施例的第一方面，提供一种电池结构，所述电池结构包括：
5.第一壳体，所述第一壳体的开口的边缘设置密封部，所述密封部的高度小于所述第一壳体的高度的1/2；
6.第二壳体，所述第二壳体的开口的边缘结构设置于所述密封部；
7.绝缘层，设置于所述密封部，用于隔离所述第一壳体和所述第二壳体。
8.在一实施方式中，所述密封部包括第一部分和连接部，所述第一部分位于所述第二壳体的外侧，所述连接部分别与所述第一部分和所述第一壳体的侧壁相连。
9.在一实施方式中，所述密封部还包括第二部分，所述第二部分位于所述第二壳体的内侧，所述第二部分与所述连接部相连；
10.所述第一部分、所述连接部和所述第二部分连接构成容置槽，用于容置所述绝缘层和所述第二壳体的开口的边缘结构。
11.在一实施方式中，所述容置槽与所述第一壳体一体成型；或者，
12.所述容置槽通过所述密封部折弯构成。
13.在一实施方式中，沿所述容置槽的深度方向，
14.所述第二部分的高度高于所述第一部分的高度；或者，
15.所述第二部分的高度等于所述第一部分的高度；或者，
16.所述第二部分的高度低于所述第一部分的高度。
17.在一实施方式中，所述容置槽环绕所述第一壳体的周向，所述容置槽的槽宽等于所述第二壳体的壁厚与两倍所述绝缘层的壁厚之和。
18.在一实施方式中，所述第一部分的自由端部朝向所述第二壳体钳口密封或焊接密封或加热密封。
19.在一实施方式中，所述绝缘层为环状结构，所述绝缘层的内径等于所述第一壳体的开口的内径，所述绝缘层覆盖所述第一壳体的开口的边缘。
20.在一实施方式中，所述绝缘层包括绝缘橡胶层和/或极耳胶层。
21.根据本公开实施例的第二方面，提供一种电子设备，所述电子设备包括如以上所述的电池结构。
22.本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开所提供的电池结
构通过在第一壳体的边缘设置密封部，容置绝缘层并对第二壳体的开口进行密封，同时实现密封和绝缘，大幅降低密封体积，提升电池结构的空间利用率和电池能量密度。
23.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
24.此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
25.图1-1是相关技术中的纽扣电池的分解结构示意图；
26.图1-2是相关技术中的纽扣电池的内部结构示意图；
27.图2是根据一示例性实施例示出的一种电池结构的内部结构示意图。
28.图3是根据一示例性实施例示出的第一壳体的结构示意图；
29.图4是根据一示例性实施例示出的一种电池结构的结构示意图；
30.图5是根据一示例性实施例示出的第一壳体的结构示意图；
31.图6-1是根据一示例性实施例示出的第一壳体的内部结构示意图；
32.图6-2是根据一示例性实施例示出的第一壳体的内部结构示意图；
33.图6-3是根据一示例性实施例示出的第一壳体的内部结构示意图；
34.图7是根据一示例性实施例示出的电池结构的内部结构示意图；
35.图8是根据一示例性实施例示出的电池结构的内部结构示意图。
具体实施方式
36.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发明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、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
37.由于直径的可扩展性较大、厚度更薄，纽扣电池被广泛应用在各种电子设备中，以便携式电子设备或穿戴式电子设备为最。但是相关技术中纽扣电池的封装占用空间过大，导致电池的体积能量密度较低。
38.以钢壳纽扣电池为例，图1-1示出了一种相关技术中的纽扣电池的分解结构示意图，图2为该纽扣电池的内部结构示意图。这类电池的封装主要包括上壳体1’、绝缘材料2’和下壳体3’三大部分，常用封装方式为上壳体1’依次套住绝缘材料2、下壳体3’，然后在上壳体1’的开口边缘进行钳口密封；绝缘材料2’位于上壳体1’和下壳体3’之间，起到正负极绝缘、防止电解液泄漏的作用。
39.这种封装方式的纽扣电池，空间利用率低，上壳体1’、绝缘材料2’和下壳体3’重复占用直径方向的空间，最终导致纽扣电池的体积能量密度较低。
40.本公开提供一种电池结构，包括第一壳体和第二壳体，在第一壳体的开口边缘设置密封部，用以对第二壳体的开口边缘结构进行容置、密封，可有效减小壳体间的重叠空间，降低封装体积，提升空间利用率和电池能量密度。
41.图2是根据本公开一示例性实施例示出的电池结构的内部结构示意图，参照图2所
示，该电池结构100包括第一壳体110、第二壳体120、绝缘层130和密封部140，其中，第一壳体110的开口的边缘设置密封部140，第二壳体120的开口的边缘结构设置于密封部140；绝缘层130设置于密封部140，用于隔离第一壳体110和第二壳体120。其中，密封部140的高度小于第一壳体110的高度的1/2，从而有效减少第二壳体120与第一壳体110之间的重叠。例如，密封部140的高度可以为第一壳体110的高度的1/4或1/5或1/8等。
42.本公开实施例中的电池结构100，通过在第一壳体110的开口边缘设置密封部140，利用密封部140容置绝缘层130和第二壳体120的开口边缘结构，可有效减少第一壳体110与第二壳体120之间的重叠，降低封装体积，提升空间利用率，从而提升电池能量密度。
43.图3示出了第一壳体110的一种结构示意图，图4示出了该第一壳体110的内部结构示意图，综合参照图2、图3和图4所示，密封部140包括第一部分141和连接部142。其中，第一部分141位于第二壳体120的外侧，连接部142分别与第一部分141和第一壳体110的侧壁相连。
44.在本公开实施例中，第一部分141用以对第二壳体120进行径向限位，连接部142在连接第一部分141和第一壳体110，保证第一部分141的结构稳定，同时还对第二壳体120进行轴向限位，从而实现第一壳体110和第二壳体120之间的安装，在利用绝缘层130对第一壳体110和第二壳体120之间实现绝缘，完成电池结构100的封装。由此可见，本公开的电池结构100的封装体积仅为密封部140所需的空间，可有效减小第一壳体110和第二壳体120之间的重叠体积，提高空间利用率，提升电池能量密度。
45.图4是本公开一示例性实施例中的电池结构100的内部结构示意图，图5该实施例中的第一壳体110的结构示意图，综合参照图4和图5所示，在本公开实施例中，密封部140还包括第二部分143，第二部分143位于第二壳体120的内侧，第二部分143与连接部142相连。其中，第一部分141、连接部142和第二部分143连接构成容置槽150，用于容置绝缘层130和第二壳体120的开口的边缘结构。
46.在本公开实施例中，第一部分141位于第二壳体120的外侧、第二部分143位于第二壳体120的内侧，实现对第二壳体120的径向限位；通过第一部分141、连接部142和第二部分143构成容置槽150，容置绝缘层130和第二壳体120的开口边缘结构，完成第一壳体110和第二壳体120的绝缘、密封安装。
47.图6-1、图6-2、图6-3分别是不同示例性实施例中的第一壳体110的内部结构示意图，在图6-1和图6-2所示的实施例中，连接部142通过第二部分143与第一壳体110的侧壁相连，即第一部分141、连接部142和第二部分143顺次连接，第二部分143的两端分别与连接部142和第一壳体110的侧壁连接，例如，第二部分143与第一壳体110的开口端部相连。在图6-1所示的实施例中，密封部140通过第二部分143与第一壳体110相连；而在图6-2所示的实施例中，密封部140通过第二部分143与第一壳体110相连，同时，其连接部142的至少部分也被第一壳体110承托，从而使得密封部140与第一壳体110之间的相对位置更加稳定，进而确保电池结构100的结构稳定性。
48.在图6-3所示的实施例中，密封部140则通过连接部142与第一壳体110连接。示例性地，第一壳体110的侧壁与连接部142的中部连接，使得安装后，第一壳体110的侧壁与第二壳体120的侧壁在轴向上对准，保证第二壳体120与第一壳体110之间的相对位置稳定，从而确保电池结构100的结构稳定性。
49.在本公开提供的示例性实施例中，容置槽150与第一壳体110可以一体成型，例如图6-3所示；或者，容置槽150通过密封部140折弯构成，例如图6-1、图6-2所示。
50.在本公开实施例提供的电池结构100中，沿容置槽150的深度方向，第二部分143的高度可以高于第一部分141的高度；或者，第二部分143的高度等于第一部分141的高度；或者，第二部分143的高度低于第一部分141的高度，只需要保证第二壳体120在径向方向上与第一壳体110之间的相对位置稳定即可。
51.在一些示例性实施例中，容置槽150环绕第一壳体110的周向设置，容置槽150的槽宽等于第二壳体120的壁厚与两倍绝缘层130的壁厚之和。
52.现有的相关技术中，如图1-2所示，由于其上壳体1’和下壳体3’之间的重叠区域较大，考虑到可装配性，在各组件之间均需保留约0.05mm的装配间隙。
53.而在本公开提供的电池结构100中，由于第二壳体120与密封部140之间的重叠区域较小，无需保留装配间隙，即装配间隙为0mm。由此可见，本公开提供的方案中，相对于现有技术方案，在电池结构的第二壳体所对应的高度部分，不仅可以节省两倍的绝缘层厚度空间和两倍的第一壳体厚度空间，还可以节省多个装配间隙所需的空间；相应的，在电池结构的第一壳体所对应的高度部分，不仅可以节省两倍的绝缘层厚度空间和两倍的第二壳体厚度空间，还可以节省多个装配间隙所需的空间，大幅提升电池的空间利用率，提升电池能量密度。
54.在本公开提供的方案中，为保证第二壳体120安装后的结构稳定以及电池结构100的密封性和使用性能，避免发生电解材料泄漏，在安装第二壳体120之后，第一部分141的自由端部朝向第二壳体120钳口密封或焊接密封或加热密封。需要指出的是，密封后的第一部分141的自由端并不与第二壳体120直接接触，即第一部分141的自由端与第二壳体120之间仍然通过绝缘层130隔离，以确保电池结构100的正负极绝缘。
55.示例性地，钳口密封是指使用工具或设备向第一部分141的自由端施加外力，使其朝向第二壳体120的方向倾斜，形成一个尺寸小于容置槽150的槽体宽度的封口。
56.相应的，焊接密封是指将第一部分141的自由端向第二壳体120的侧壁方向进行焊接，以形成一个尺寸小于容置槽150的槽体宽度的封口；加热密封是指对绝缘层130、或者第一部分141的自由端、或者在绝缘层130和第一部分141的自由端之间增加其他可熔材料，通过加热膨胀或者加热熔化的方式，形成一个尺寸小于容置槽150的槽体宽度的封口，以提升第一壳体110和第二壳体120安装后的密封性。
57.本公开的电池结构100中，由于第一壳体110与第二壳体120之间的重叠区域的减小，其绝缘层130的高度也相应缩短。示例性地，绝缘层130为环状结构。
58.绝缘层130的主要作用是在第一壳体110与第二壳体120之间形成绝缘和隔离，实现电池的正负极绝缘。因此，绝缘层130的边缘需要平齐于、甚至超出第一壳体110与第二壳体120之间的重叠区域的边缘。例如，绝缘层130位于第二壳体120的外侧部分的边缘高于密封部140的第一部分141的边缘设置。
59.图7是本公开一示例性实施例中的电池结构100的内部结构示意图，在本实施例中，绝缘层130的内径等于第一壳体110的开口的内径，绝缘层130覆盖第一壳体110的开口的边缘，以充分隔离第一壳体110与第二壳体120。
60.本公开所提供的电池结构100不仅适用于钢壳材质的纽扣电池，还适用于软包纽
扣电池、铝壳电池等，还可以应用于柱状电池领域。
61.示例性地，在软包纽扣电池、铝壳电池等结构中，其绝缘层可以直接针对电池的极耳做绝缘处理，形成绝缘层130，例如，对极耳胶进行热熔处理，可同时实现绝缘和密封。
62.而在钢壳纽扣电池中，电池的极耳为焊接方式，需要设置独立的绝缘橡胶圈等结构。图8是根据一示例性实施例示出的电池结构100的一种内部结构示意图，在本实施例中，该电池结构100应用于钢壳纽扣电池，其绝缘层130包括绝缘橡胶层131和极耳胶层132。
63.相适应于上述电池结构100，本公开还提供一种电子设备，该电子设备包括如以上内容所述的电池结构100。示例性地，该电子设备可以为便携式电子设备，例如pos机、手持检测设备等，也可以是穿戴式电子设备，例如，手表、手环等。
64.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。
65.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。