用电装置、电池及其控制方法与流程

本技术涉及电池，特别是涉及一种用电装置、电池及其控制方法。

背景技术：

1、电池广泛应用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。

2、在电池技术的发展中，除了提高电池的使用性能外，可靠性问题也是一个需要考虑的问题。因此，如何提高电池的可靠性能，是电池技术中一个持续改进的问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种用电装置、电池及其控制方法，能够提高电池的可靠性能。

2、第一方面，本技术实施例提供的电池包括电池单体和至少一组压电结构；至少一组压电结构设置于电池单体的至少一侧，压电结构用于在电场的作用下产生压缩形变。

3、本技术实施例提供的电池，通过设置压电结构，并设置压电结构位于电池单体的至少一侧，由于压电结构在电场的作用下能够产生压缩形变，则可以利用压电结构的压缩形变补偿电池单体的膨胀变形，有利于降低电池单体的膨胀力的大小，进而降低电池单体产生焊缝开裂、析锂的可能性，有利于提高电池的可靠性能。

4、在一些实施例中，电池单体包括外壳和电极端子，外壳具有第一壁和第二壁，电极端子设置于第一壁，第一壁和第二壁沿第一方向相对设置，至少一组压电结构设置于电池单体沿第一方向的至少一侧。设置至少一组压电结构位于电池单体沿第一方向的至少一侧，可以利用压电结构的压缩形变补偿电池单体因内部压力增加而产生的沿第一方向的膨胀变形，降低电池单体的焊缝破裂的风险，有利于提高电池的可靠性能。

5、在一些实施例中，电池单体包括外壳和电极端子，外壳具有第一壁和第三壁，电极端子设置于第一壁，第三壁与第一壁邻接，至少一组压电结构设置于电池单体的第三壁的侧部。如此，可以利用第三壁侧部的压电结构补偿电池单体内部电极组件的膨胀变形，以降低电极组件产生析锂的可能性，提高电池的可靠性能。

6、在一些实施例中，第三壁包括沿第二方向相对设置的两个第一表面以及沿第三方向相对设置的两个第二表面，第二方向和第三方向相交，两个第一表面连接两个第二表面，第一表面的面积大于第二表面的面积，至少一组压电结构设置于电池单体沿第二方向的至少一侧。如此，可以利用压电结构的压缩形变，以较大程度地补偿电池单体的膨胀。

7、在一些实施例中，任一个电池单体沿第二方向的两侧均设置有至少一组压电结构。如此，在每一个电池单体的第一表面的侧部均设置有至少一组压电结构，任一个电池单体在工作的过程中，内部的电极组件发生膨胀时，均可以通过其沿第二方向的侧部对应的压电结构的压缩形变进行补偿，以进一步降低电池单体析锂的可能性，提高电池的可靠性能。

8、在一些实施例中，压电结构呈片状，压电结构的几何中心沿第二方向在第一表面的正投影与第一表面的几何中心的间距小于或者等于10mm。设置压电结构呈片状，可以降低压电结构占用的电池内部的空间，提高电池的能量密度。而设置压电结构的几何中心沿第二方向在第一表面的正投影与第一表面的几何中心的间距小于或者等于10mm，即设置压电结构的几何中心尽可能的与第一表面的中心对齐，以在电池单体的电极组件膨胀变形的过程中，均可以通过压电结构的压缩形变补偿，提高压电结构对电池单体的膨胀形变的补偿效果，进而提高电池的可靠性能。

9、在一些实施例中，电池具有中心面，中心面垂直于第二方向，且中心面沿第二方向两侧的电池单体的数量相等；沿第二方向由中心面向外，压电结构的厚度具有下降的趋势。如此，可以根据电池单体对应的膨胀力的大小，合理设置压电结构的厚度，以在最大限度地补偿电池单体的膨胀变形的前提下，降低压电结构占用的电池内部的空间，有利于在保证电池的可靠性能的前提下，提高电池的能量密度。

10、在一些实施例中，压电结构的厚度e满足：0.1mm≤e≤5mm。如此设置，可以在满足压电结构补偿电池单体的膨胀形变的前提下，有利于降低压电结构占用的电池内部的空间，以提高电池的能量密度。

11、在一些实施例中，一组压电结构包括多个压电结构，多个压电结构间隔设置。如此设置，有利于根据电池单体的具体膨胀的位置，合理设置压电结构的具体位置，以最大化地利用压电结构的压缩形变对电池单体的膨胀变形进行补偿，降低电池单体的膨胀力。

12、在一些实施例中，压电结构的材料包括有机压电材料、无机压电材料、压电晶体或者压电陶瓷。如此，在实现压电结构在电场作用下能够产生压缩形变的功能的前提下，还使得压电结构在厚度较低的情况下，即可以产生较大的压缩形变量，有利于降低压电结构占用的电池内部的空间，提高电池的能量密度。

13、在一些实施例中，电池还包括控制组件，控制组件电连接压电结构，并用于控制压电结构的压缩量。通过设置控制组件，便于更加精准地控制压电结构的压缩形变量，以使其与电池单体的膨胀量相适配，有利于更加及时、准确地降低电池单体的膨胀力，以使压电结构在补偿电池单体的膨胀变形的前提下，继续为电池单体提供一定的支撑作用，进而提高电池的可靠性能。

14、在一些实施例中，电池还包括电源，电源电连接控制组件和压电结构，控制组件配置为能够控制电源为压电结构提供电场。将电源集成在电池内部，有利于提高电池的结构集成度，并有利于简化相关线路排布，在电池应用于用电装置中时，有利于提高用电装置的空间利用率。

15、在一些实施例中，电池还包括电压采集元件，电压采集元件电连接控制组件和压电结构，电压采集元件用于测量压电结构的电压差值，并将压电结构的电压差值传输给控制组件。通过电压采集元件测量压电结构的电压差值，可以及时了解电池单体的膨胀量或者膨胀力的大小，进而精确地控制压电结构的压缩形变量，以在降低电池单体的膨胀力的前提下，保持压电结构对电池单体的支撑作用。

16、第二方面，本技术实施例提供一种用电装置，包括上述任一实施例提供的电池，电池用于提供电能。

17、本技术实施例提供的用电装置，由于采用了上述实施例提供的电池，因而具有同样的技术效果，在此不再赘述。

18、第三方面，本技术实施例提供一种电池的控制方法，包括：获取电池单体的目标侧的膨胀信息，膨胀信息用于指示电池单体的目标侧是否发生膨胀；在膨胀信息指示电池单体在目标侧发生膨胀的情况下，给位于电池单体的目标侧的目标压电结构施加电场，以使目标压电结构压缩。

19、本技术实施例提供的电池的控制方法，通过获取电池单体的目标侧的膨胀信息，并在膨胀信息指示电池单体在目标侧发生膨胀的情况下，给位于电池单体的目标侧的目标压电结构施加电场，以使目标压电结构压缩，如此，在电池单体膨胀时，利用压电结构的压缩补偿电池单体的膨胀变形，有利于降低电池单体的膨胀力，进而提高电池的可靠性能。

20、在一些实施例中，获取电池单体的目标侧的膨胀信息，包括：获取目标压电结构的电压变化值；根据电压变化值，确定电池单体的膨胀信息。通过获取目标压电结构的电压变化值，并根据电压变化值，确定电池单体的膨胀信息，有利于更加便利、更加准确地获取电池单体的膨胀信息。

21、在一些实施例中，给位于电池单体的目标侧的目标压电结构施加电场，包括：根据电压变化值，确定目标电场强度和目标电场方向；对目标压电结构施加目标电场强度和目标电场方向的电场。如此，有利于更加精准地控制压电结构的压缩变形的大小和方向，以在降低电池单体的膨胀力的前提下，保持压电结构对电池单体的支撑作用。