电池、检测电池的装置、方法及电子设备

技术领域

本公开涉及电子技术领域，更具体地，涉及一种电池、用于检测电池的装置、方法及电子设备。

背景技术

当前，越来越多的充电电池被应用于各种可移动或便携式设备上。但是当电子设备中的电池胀气鼓包现象时，在没有拆机确认的情况下，使用者很难发现该现象，以至于当胀气鼓包的电池撑开设备的外壳，甚至发生爆炸时才被使用者发现，有极大的安全隐患。

相关技术采用应变监测或光学监测等检测方法来检测电池的鼓包，而这些方法成本以及实现难度较高。并且这些检测方法所需的检测组件体积较大，因此这些检测方法可以适用于大型设备，但不适用可移动或便携式设备等小型设备。

发明内容

有鉴于此，本公开提供了一种电池、检测电池的装置、方法及电子设备。

本公开的一个方面提供了一种电池，包括：电池本体；以及包覆在所述电池本体外部的外膜；其中，所述外膜包覆在电池本体的一端处的位置处设置有气室，所述气室用于容纳所述电池本体产生的气体并基于所容纳气体的体积而沿形变方向发生形变。

根据本公开的实施例，所述电池包括以下电池中的至少一种：锂电池、镍镉电池和镍氢电池。

本公开的另一个方面提供了一种用于检测根据如上所述的电池的装置，包括：电池仓；以及检测组件，用于检测所述气室的形变量；其中，所述电池固定于所述电池仓的内部，以便由所述电池仓将所述电池本体产生的气体导向气室。

根据本公开的实施例，所述检测组件包括第一检测电极，其中：所述第一检测电极沿形变方向与所述气室相邻设置，其中，所述气室未发生形变时与所述第一检测电极之间的距离小于所述气室沿形变方向的最大形变量。

根据本公开的实施例，所述第一检测电极的第一端固定于所述电池仓的内部，所述第一检测电极的第二端基于所述气室的形变可移动。

根据本公开的实施例，所述检测组件还包括沿所述形变方向设置的第二检测电极，其中，所述第一检测电极位于第二检测电极和电池本体之间；其中，设置所述第一检测电极与所述第二检测电极之间的距离，使得当所述气室发生形变时所述第一检测电极与所述第二检测电极电接触。

根据本公开的实施例，所述装置还包括：检测器，用于在所述第一检测电极与所述第二检测电极电接触时产生报警信号。

根据本公开的实施例，所述检测器包括第一管脚和第二管脚；所述第一检测电极与所述检测器的第一管脚电耦合，所述第二检测电极与所述检测器的第二管脚电耦合。

本公开的另一方面提供了一种利用如上所述的装置检测电池的方法，包括检测器检测所述第一检测电极与所述第二检测电极之间的电压差；以及若所述电压差发生变化，则生成报警信号。

本公开的另一个方面提供了一种电子设备，包括如上所述的电池和如上所述的用于检测电池的装置。

根据本公开的实施例，电池的外膜上设置有气室，在电池发生鼓包时，通过检测电池的装置中的电池仓将电池产生的气体导向气室，然后由检测组件检测该气室的形变，从而实现对电池鼓包现象的监测，提高了安全性，并且该装置成本较低、体积较小，适用于可移动或便携式设备等小型设备。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1A示意性示出了相关技术的电池的结构示意图；

图1B示意性示出了相关技术的电池处于鼓包状态时的示意图；

图2示意性示出了根据本公开实施例的电池的示意图；

图3A示意性示出了根据本公开的检测电池的装置的示意图；

图3B示意性示出了根据本公开的电池发生鼓包时，检测电池的装置的示意图；

图4示意性示出了根据本公开的实施例的检测电池的方法的流程图；以及

图5示意性示出了根据本公开的实施例的电子设备的方框图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。

图1A示意性示出了相关技术的电池的结构示意图。

如图1A所示，电池100包括电池本体110、外膜120和电极130。其中，电池本体110包括内容物111。内容物111例如可以包括电解质、隔膜等。电池100例如可以为软包电池。

在使用电池100的过程中，由于充电不当等原因，电池100的内容物111会析出气体，如果内容物111大量析气，而电池100内部又没有足够的空间去存放这些气体，便会导致电池100鼓包。

图1B示意性示出了相关技术的电池处于鼓包状态时的示意图。

如图1B所示，当电池100发生鼓包胀气时，电池100的内部气压升高，从而导致电池100由内向外鼓胀，这种鼓胀在电池100面积较大的外表面上较为明显，例如发生于电池上表面的鼓包部分1001和发生于电池下表面的鼓包部分1002，而在面积较小的外表面(例如侧面等)上较不易觉察。随着鼓胀的程度越来越严重，电池100所处设备的外壳可能被顶开或者发生电池爆炸，危险性较高。

为了在发生危险之前及时检测电池的鼓包，本发明实施例提供了一种电池，包括电池本体；以及包覆在电池本体外部的外膜；其中，外膜包覆在电池本体的一端处的位置处设置有气室，气室用于容纳电池本体产生的气体并基于所容纳气体的体积而沿形变方向发生形变。

基于上述电池，本发明实施例还提供一种用于检测电池的装置，包括电池仓；以及检测组件，用于检测气室的形变量；其中，电池固定于电池仓的内部，以便由电池仓将电池本体产生的气体导向气室。

基于上述用于检测电池的装置，本发明实施例还提供一种利用如上的装置检测电池的方法，包括检测器检测第一检测电极与第二检测电极之间的电压差；以及若电压差发生变化，则生成报警信号。

另外，本发明实施例还提供一种电子设备，包括如上所述的电池和如上所述的用于检测电池的装置。

根据本公开的实施例，电池的外膜上设置有气室，在电池发生鼓包时，通过检测电池的装置中的电池仓将电池产生的气体导向气室，然后由检测组件检测该气室的形变，从而实现对电池鼓包现象的监测，提高了安全性。并且该装置不需要包括应变监测设备或光学监测设备，因此成本较低、体积较小，适用于小型设备。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更具体地说明。

下面结合附图2对根据本公开实施例的电池作详细说明。

图2示意性示出了根据本公开实施例的电池的示意图。

如图2所示，该电池200包括电池本体210以及包覆在电池本体210外部的外膜220。

其中，外膜220包覆在电池本体210的一端处的位置处设置有气室221，气室221可以用于容纳电池本体210产生的气体并基于所容纳气体的体积而沿形变方向发生形变。根据本公开的实施例，形变方向例如可以为远离电池本体210的方向。

根据本公开的实施例，外膜220例如可以为包裹在电池本体210外表面的包装膜。在进行电池包装时，于电池本体210的一侧留有一部分多余的外膜以形成气室221。可选地，本实施例中，由电池本体210外表面中面积较小的一面与包裹该面的外膜构成气室221。

根据本公开的实施例，在电池未鼓包的情况下，构成气室221的包装膜处于折叠状态，紧贴电池本体210。

另外，电池200还可以包括电极230。电池本体210可以包括内容物211。内容物211例如可以包括电解质、隔膜等。

根据本公开的实施例，该电池200例如可以包括以下电池中的至少一种：锂电池、镍镉电池和镍氢电池。可以理解的是，除了上述电池之外，电池200还可以包括其他可能发生鼓包现象的电池。

图3A示意性示出了根据本公开的检测电池的装置的示意图。根据本公开的实施例，该检测电池的装置300可以用于检测图2所示的电池。

如图3A所示，检测电池的装置300可以包括电池仓330以及检测组件340。电池310可以包括电池本体3110、外膜3120和电极3130。其中，电池本体3110可以包括内容物3111，外膜3120可以包括气室3121。

电池310可以固定于电池仓330的内部，以便由电池仓330将电池本体3110产生的气体导向气室3121。

根据本公开的实施例，电池310除了电极3130所在的一面和气室3121所在的一面之外，其余外表面均与电池仓330的内表面贴合。另外，电池仓330为硬质材质，较难发生形变，从而对电池310具有限位作用。

根据本公开的实施例，检测组件340可以用于检测气室3121的形变量。检测组件340包括第一检测电极341，其中，第一检测电极341沿形变方向与气室3121相邻设置，并且气室3121未发生形变时与第一检测电极341之间的距离小于气室3121沿形变方向的最大形变量。

根据本公开的实施例，检测组件340还包括沿形变方向设置的第二检测电极342，其中，第一检测电极341位于第二检测电极342和电池本体3110之间。第一检测电极341可移动，第二检测电极342的位置固定。

根据本公开的实施例，可以设置第一检测电极341与第二检测电极342之间的距离，使得当气室3121发生形变时第一检测电极341与第二检测电极342电接触。

根据本公开的实施例，第一检测电极341的第一端可以固定于电池仓330的内部，第一检测电极341的第二端可以基于气室3121的形变可移动。

图3B示意性示出了根据本公开的电池发生鼓包时，检测电池的装置的示意图。

如图3B所示，当电池310发生鼓包时，由于电池仓330的限位作用，所产生的气体将流向气室3121，使得气室3121胀气膨胀，并向形变方向发生形变，从而推动第一检测电极341移动，当第一检测电极341移动到一定程度时，会接触第二检测电极342，导致两检测电极之间短路。因此，可以通过判断两检测电极之间是否短路来检测气室3121的形变量，从而实现对电池鼓包现象的监测，提高了安全性。并且该装置不需要包括应变监测设备或光学监测设备，因此成本较低、体积较小，适用于可移动或便携式设备等小型设备。

根据本公开的另一实施例，除了电池仓以及检测组件之外，检测电池的装置还可以包括：检测器，用于在第一检测电极与第二检测电极电接触时产生报警信号。

根据本公开的实施例，检测器包括第一管脚和第二管脚。其中第一检测电极与检测器的第一管脚电耦合，第二检测电极与检测器的第二管脚电耦合。

根据本公开的实施例，可以为第一管脚和第二管脚设置不同电平。当第一检测电极与第二检测电极未接触时，第二管脚与第一管脚之间为断路；当第一检测电极与第二检测电极接触时，第一管脚与第二管脚之间为短路，相应地，第一管脚和第二管脚的电平会从不同电平变为相同电平。因此，可以通过检测器检测该电平变化确定第一检测电极与第二检测电极是否接触，进而确定是否发生电池鼓包。

示例性地，本实施例中，第一管脚可以为检测器的中断管脚或者ADC(Analog-to-Digital Converter，模拟数字转换器)管脚，第二管脚可以为用于提供固定电平的管脚。或者，第一管脚可以为用于提供固定电平的管脚，第二管脚可以为检测器的中断管脚或者ADC管脚。其中，中断管脚可以用于处理中断信号，中断信号是指当某些意外发生时，需要紧急处理的信号，ADC管脚可以用于把模拟信号转换为数字信号。

根据本公开的实施例，当电池未发生鼓包时，第一检测电极与第二检测电极未接触，处于绝缘状态，第二管脚与第一管脚之间无信号。当电池发生鼓包时，由于电池仓的限制作用，气体会向气室方向流动，随着气体体积增加，气室内部压力也增加，使得气室发生鼓胀，向第一检测电极方向的移动，从而推动第一检测电极的第二端向第二检测电极方向移动。当气体体积达到一定程度时，在气室的推动下，第一检测电极的第二端与第二检测电极接触，导致两电极之间短路。此时检测器的中断管脚或ADC管脚会检测到电平变化，然后发出报警信号，以提示用户电池已发生鼓包。

根据本公开的实施例，报警信号可以包括声、光、电或其他任意形式的信号，本公开对此不作具体限定。

根据本公开的实施例，该装置可以集成在具有处理器的电子设备中。当该装置集成在该电子设备中时，可以由电子设备自带的处理器作为检测器，不必单独设置检测器，从而节省空间。

图4示意性示出了根据本公开的实施例的检测电池的方法的流程图。

根据本公开的实施例，该方法可以利用上述任意实施例所述的检测电池的装置对电池进行检测。

如图4所示，该方法包括操作S410～S420。

更具体地，在操作S410，检测器检测第一检测电极与第二检测电极之间的电压差。

在操作S420，若电压差发生变化，则生成报警信号。

根据本公开的实施例，检测器包括第一管脚和第二管脚。其中，第一管脚与第一检测电极电耦合，第二管脚与第二检测电极电耦合。检测器可以向与第一检测电极电耦合的第一管脚施加第一电压，并向与第二检测电极电耦合的第二管脚施加第二电压，其中，第一电压与第二电压不同。当第一检测电极与第二检测电极电接触时，第一检测电极与第二检测电极由断路变为短路，电压差发生变化，检测器响应于检测到该电压差变化，生成报警信号，以提示用户电池已发生鼓包。

图5示意性示出了根据本公开的实施例的电子设备的方框图。需要说明的是，图5示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图5所示，根据本公开的实施例的电子设备500包括处理器501、只读存储器(ROM)502、随机访问存储器(RAM)503、图3所示的电池504和上述任意实施例所述的检测电池的装置505。

根据本公开的实施例，该电子设备例如可以包括智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和移动电源等安装有上述电池的设备。

根据本公开实施例，处理器501可以根据存储在ROM 502中的程序加载到RAM 503中的程序而执行各种适当的动作和处理。例如，处理器501可以作为检测器，分别与检测电池的装置505的第一检测电极和第二检测电极电耦合，并在检测到两电极电接触时产生报警信号。

处理器501例如可以包括通用微处理器(例如CPU)、指令集处理器和/或相关芯片组和/或专用微处理器(例如，专用集成电路(ASIC))，等等。处理器501还可以包括用于缓存用途的板载存储器。处理器501可以包括用于执行根据本公开实施例的方法流程的不同动作的单一处理单元或者是多个处理单元。

在RAM 503中，存储有电子设备500操作所需的各种程序和数据。处理器501通过执行ROM 502和/或RAM 503中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。需要注意，所述程序也可以存储在除ROM 502和RAM 503以外的一个或多个存储器中。处理器501也可以通过执行存储在所述一个或多个存储器中的程序来执行根据本公开实施例的方法流程的各种操作。

根据本公开的实施例，根据本公开实施例的方法流程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读存储介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在该计算机程序被处理器501执行时，执行本公开实施例的系统中限定的上述功能。根据本公开的实施例，上文描述的系统、设备、装置、模块、单元等可以通过计算机程序模块来实现。

本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本公开实施例的方法。

根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的ROM 502和/或RAM 503和/或ROM 502和RAM 503以外的一个或多个存储器。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。