电池单体、电池以及用电装置的制作方法

本技术涉及电池，特别是涉及电池单体、电池以及用电装置。

背景技术：

1、电池(battery)指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。随着科技的发展，拥有携带方便、充放电操作简便易行、长时间稳定供电等优点的电池被广泛应用于汽车、家电、航空航天等领域中。

2、电池单体可包括电极组件、电极柱和外壳，外壳能够容纳电极组件。电极组件通过电极柱与外界电连接。现有的电池单体的结构中，外壳的内部的环境较为复杂，外壳的内部的电解液容易腐蚀其他元件，从而导致电池单体的可靠性较低。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术提供电池单体、电池以及用电装置，能在实现电池单体的智能化的同时增强电池单体的使用稳定性和可靠性。

2、第一方面，本技术提供了一种电池单体，该电池单体包括外壳、电极组件、电路板和处理电路。外壳包括壁部，壁部开设有连通外壳的内部和外壳的外部的安装孔；电极组件容纳于外壳的内部。电路板设置于外壳，且电路板的至少部分设置于安装孔内。处理电路设置于电路板背离电极组件的一侧。

3、通过上述方式，设置电路板和处理电路能够便于对电池单体的相关数据进行收集和处理，使得电池单体实现智能化。而且处理电路设置于电路板背离电极组件的一侧，可以使得处理电路远离电极组件，从而使得电解液不易腐蚀处理电路，也能够使得电池单体不易发生短接和短路，降低电池单体的报废率，提高电池单体的使用寿命，如此在实现电池单体的智能化的基础上能够增强电池单体的使用稳定性和可靠性。

4、在一些实施例中，外壳包括壁部，壁部开设有连通外壳的内部和外壳的外部的安装孔。电池单体包括检测传感器，检测传感器包括采样模块，采样模块设置于电路板朝向外壳的内部的一侧，且位于电路板经安装孔裸露的区域。采样模块与处理电路电连接。

5、通过上述方式，安装孔可以减少电路板相对于外壳的内部裸露的区域，进而减少电路板暴露于外壳的内部的区域受外壳的内部的影响的概率。采样模块设置于电路板经安装孔相对于外壳的内部裸露的区域，使得采样模块可以有效地对外壳的内部的环境进行采样，实现电池单体的智能化，增强电池单体的使用稳定性和可靠性，而且还可以减少采样模块对外壳的内部的空间占用。

6、在一些实施例中，检测传感器包括调理模块，调理模块设置于电路板背离采样模块的一侧，调理模块分别与采样模块和处理电路电连接。

7、通过上述方式，采样模块和调理模块分开设置，可以使得调理模块远离电极组件，从而使得电池单体内部的电解液不易腐蚀调理模块，也减少调理模块与电极组件接触而发生短接等风险的概率。而且将调理模块、处理电路和采样模块分别设置于电路板的两侧，能够减少电路板在横向上的占用面积，进而减少电路板对外壳的占用面积。

8、在一些实施例中，电路板开设有贯穿其两侧的过孔，调理模块和采样模块通过穿设于过孔的传输线路电连接。

9、通过上述方式，能够便于调理模块和采样模块相互电连接，且可以通过传输线路的限制使得调理模块和采样模块能够更加稳固的设置于电路板上，从而提高调理模块和采样模块之间的连接稳定性。

10、在一些实施例中，传输线路包括导电柱，导电柱穿设于过孔，导电柱与调理模块和采样模块电接触。

11、通过上述方式，导电柱能更加稳固地固定于电路板上，且能够减少电池单体内部的电解液越过过孔而发生泄漏的情况，从而提高电池单体的结构紧密性，还可以节省电路板表面的空间，提高电路板的空间使用率。

12、在一些实施例中，采样模块在平行于电路板的平面上的第一投影区域与调理模块在平面上的第二投影区域至少部分重叠。

13、通过上述方式，第一投影区域和第二投影区域至少部分重叠能够减少电路板在横向上的面积，进而能够便于采样模块与调理模块电连接，简化传输线路的线路布线。

14、在一些实施例中，过孔在平面上的第三投影区域位于第一投影区域和第二投影区域的重叠部分内。或者过孔在平面上的第三投影区域与所述第一投影区域和第二投影区域的重叠部分错位设置。

15、通过上述方式，过孔的第三投影区域位于第二投影区域和第一投影区域内，能够缩短采样模块和调理模块的连接距离，节省电路板表面的空间。而过孔的第三投影区域与第二投影区域和第一投影区域内错位设置，可以便于通过过孔连接采样模块和调理模块，降低连接难度。

16、在一些实施例中，检测传感器的数量为至少两个，所述采样模块的数量对应为至少两个，所述调理模块的数量为至少两个。至少两个采样模块间隔设置，至少两个调理模块间隔设置。

17、通过上述方式，可以增加对外壳的内部的环境的采样范围，而且布置多个检测传感器也可以对外壳的内部的环境的不同参数进行检测，从而进一步提高电池单体的智能化程度。

18、在一些实施例中，至少其中一个检测传感器为气体传感器、温度传感器或气压传感器。

19、通过上述方式，可以使得电路板能够检测电池内部的气体、温度、气压中的至少一者，从而可以进一步实现电池单体的智能化，增强电池单体的使用稳定性，提高电池单体的使用寿命。

20、在一些实施例中，至少两个调理模块分别通过第一信号连接线路与处理电路电连接。

21、通过上述方式，便于处理电路接收每个检测传感器的传输信号，可以提高检测传感器与处理电路之间信息传输的抗干扰性，从而提高电池单体检测外壳的内部状态的准确度。

22、在一些实施例中，电池单体包括信号转接器，信号转接器设置于电路板背离采样模块的一侧，至少两个调理模块分别通过各自的第一信号连接线路与信号转接器电连接，信号转接器通过第二信号连接线路与处理电路电连接，信号转接器用于将至少两个调理模块输出的信号转发给处理电路。

23、通过上述方式，可以节约处理电路的引脚资源，可以无需每个调理模块都电连接处理电路。

24、在一些实施例中，信号转接器包括输出接口和至少两个输入接口，至少两个调理模块经过各自的第一信号连接线路与至少两个输入接口一一对应电连接。输出接口通过第二信号连接线路与处理电路电连接。信号转接器用于经至少两个输入接口接收至少两个调理模块输出的信号，并经输出接口输出至少其中一输入接口所接收到的信号。

25、通过上述方式，可以节省处理电路的引脚资源，简化电路板上处理电路周围的线路布线，降低与处理电路连接的线路的复杂性，进而提高处理电路的可靠性。

26、在一些实施例中，处理电路包括处理器。调理模块包括模拟信号放大回路和模数信号转换器，模数信号转换器电与模拟信号放大回路电连接，且模拟信号放大回路与采样模块电连接，模数信号转换器电连接处理器。

27、通过上述方式，将采样模块所采集的模拟信号进行放大后再转成数字信号传输至处理电路，能够使得处理器电路高效地处理数字信号。

28、在一些实施例中，调理模块还包括数字信号通信接口，数字信号通信接口与模数信号转换器电连接，数字信号通信接口与处理器电连接。

29、通过上述方式，在模数信号转换器和处理器之间设置数字信号通信接口便于提高信号输出的稳定性，而且数字信号接口能够适配不同信号的处理器，提高兼容性。

30、在一些实施例中，检测传感器包括信号放大模块。信号放大模块设置于电路板背离采样模块的一侧，并与采样模块电连接；处理电路包括处理器和信号转换电路，信号转换电路分别与处理器和信号放大模块电连接，信号转换电路用于将信号放大模块的输出信号进行转换处理后输出至处理器。

31、通过上述方式，在处理电路一方集成信号转换电路和处理器，信号放大模将信号放大后经信号转换电路转换成处理器能够读取和处理的数据，可以无需在检测传感器一侧进行信号转换，能够提高检测传感器的数据传输速度，进而提高检测效率。

32、在一些实施例中，检测传感器的数量为至少两个，信号放大模块的数量对应为至少两个。至少两个信号放大模块与信号转换电路电连接。

33、通过上述方式，可以使得至少两个信号放大模块可以复用同一信号转换电路，可以节省检测传感器本身的模数信号转换器，能够节约成本，而且还能够提成电路板的集成度。

34、在一些实施例中，信号转换电路包括信号转接器和模数信号转换器，信号转接器与模数信号转换器电连接，模数信号转换器与处理电路电连接。至少两个信号放大模块与信号转接器电连接，信号转接器用于接收至少两个信号放大模块的输出信号，并将至少一个信号放大模块的输出信号输出至模数信号转换器。

35、通过上述方式，信号转接器能够使得至少两个信号放大模块复用模数信号转换器，可以无需每个检测传感器均设置一模数信号转换器，可以减少元器件和线路数量，进而可以简化电路板的相关电路布线，节省成本，而且减少元器件数量还能够减少电路板的空间。

36、在一些实施例中，模数信号转换器和处理器集成于同一芯片中，或者信号转换器、模数信号转换器和处理器集成于同一芯片中。

37、通过上述方式，使得至少两个检测传感器可以复用芯片中的模数信号转换器，而无需额外各自另行设置模数信号转换器，而且模数信号转换器和处理器集成于同一芯片中，可以提高芯片的集成度，而且能够简化电路板上的布线，从而提高电池单体的可靠性和稳定性。

38、在一些实施例中，电路板的至少部分设置于安装孔内且封堵安装孔。

39、通过上述方式，安装孔可以限制电路板的位置，从而可以使得电路板能够更加稳固地设置于电池单体上。而且电路板的至少部分设置于安装孔内能够减少电路板的空间占用，有利于缩小整个电池单体的体积，进而利于提高体积能量密度，使得空间更紧凑。

40、在一些实施例中，安装孔包括彼此连通的第一孔段和第二孔段，第一孔段相较于第二孔段更靠近外壳的内部，且第一孔段和第二孔段的连接处形成有朝向第二孔段的支撑台面。电路板的至少部分设置于第二孔段并支撑于支撑台面。采样模块的至少部分位于第一孔段内。

41、通过上述方式，支撑台面可限制电路板朝向外壳的内部运动，使得其与电极组件之间的距离稳定，减少两者之间发生短接或者短路的概率；而且，第二孔段可限制线路板在第二孔段的径向上的运动范围，有利于进行电路板的安装和稳定，而使得电路板不易发生松动掉落的情况。

42、在一些实施例中，电路板的周缘与壁部焊接固定。

43、通过上述方式，电路板能够更加稳固地设置于壁部而不易相对于壁部移动，而且可有效地在电路板与壁部之间形成密封，减少电解液泄漏的风险，还有利于电路板与壁部之间的作用力均衡分布，提高电路板与壁部的连接稳定性，进而提升电池单体的可靠性。

44、在一些实施例中，电路板包括金属基板，金属基板与壁部焊接固定。或者，电路板包括基板主板和金属边框，金属边框套设固定于基板主板的外周缘，金属边框与壁部焊接固定。

45、通过上述方式，有利于实现电路板与壁部之间的焊接连接，进而提高电路板和壁部之间的焊接可靠性。

46、在一些实施例中，外壳包括壳体和作为壁部的端盖，壳体设置有开口端，端盖盖设于开口端，电极组件设置于壳体内部。电池单体包括间隔设置的两个电极柱，两个电极柱与电极组件电连接，两个电极柱穿设于端盖，安装孔位于两个电极柱之间。电路板设置于两个电极柱之间并且电连接两个电极柱，使得电极组件通过两个电极柱为电路板供电。

47、通过上述方式，通过设置电极组件通过电路板供电，无需引入额外的电源，可提高电池单体的空间利用率，并简化电池单体与外界的连接线路。而且电极组件可通过电极柱实现充放电，且将电路板设置于两个电极柱之间的位置，还能够节省电池单体的空间。

48、在一些实施例中，电池单体包括通信电路和均衡电路，通信电路和均衡电路设置于电路板背离电极组件的一侧，通信电路和均衡电路分别和处理电路电连接。

49、通过上述方式，可以便于电池单体与外界通信，从而实现电池单体的智能化控制，还能够实现电池单体内部的电压均衡，进一步使得电池单体实现标准化和规范化，从而有利于实现电池单体的智能化和系统化。

50、第三方面，本技术提供了一种电池，包括上述电池单体。

51、第四方面，本技术提供了一种用电装置，包括上述电池。

52、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式