CN113228402B - 用于优化的空间利用的电池组合 - Google Patents

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Abstract

示例实施例涉及针对空间利用的多个电池配置。一个实施例包括一种设备。该设备包括主电池。该设备还包括被配置为供应辅助电力的辅助电池。辅助电池的第一表面沿着主电池的第一表面定位。辅助电池是薄膜电池。辅助电池的第一表面具有比主电池的第一表面小的面积。

Description

用于优化的空间利用的电池组合
背景技术
例如，当各种设备未连接至外部电源时，电池可用于将电力临时提供给这些设备。由于各种原因，电池(特别是可再充电电池)在许多技术领域中变得越来越普遍。锂离子电池是可再充电电池的示例。
因为电池可以用于将电力提供给设备，所以可以将这样的电池集成到这样的设备中。例如，可再充电电池可以集成到诸如移动电话、平板电脑或膝上型计算机之类的消费者电子设备中，以便将电力提供给这种设备。将可再充电电池集成到消费者电子设备中时，电池的设计形状和大小可以至少部分地基于该设备内的可用空间来确定。因此，电池的容量可能受到设备的尺寸的不利影响。
发明内容
说明书和附图公开了涉及用于空间利用的多个电池配置的实施例。
在第一方面，公开一种设备。该设备包括主电池。该设备还包括被配置为供应辅助电力的辅助电池。辅助电池的第一表面沿着主电池的第一表面定位。辅助电池是薄膜电池。辅助电池的第一表面具有比主电池的第一表面小的面积。
在第二方面，公开一种消费者电子设备。该消费者电子设备包括主电池。消费者电子设备还包括被配置为供应辅助电力的辅助电池。所述辅助电池的第一表面沿着所述主电池的第一表面定位。辅助电池是薄膜电池。此外，消费者电子设备包括互连件，所述互连件连接所述消费者电子设备的两个或更多个组件。所述互连件沿着所述主电池的所述第一表面与所述辅助电池相邻定位。
在第三方面，公开了一种方法。该方法包括通过使消费者电子设备的主电池放电来向所述消费者电子设备提供电力。该方法还包括在所述主电池被放电到阈值时，通过使所述消费者电子设备的辅助电池放电来向所述消费者电子设备提供电力。辅助电池的第一表面沿着主电池的第一表面定位。辅助电池是薄膜电池。辅助电池的第一表面具有比主电池的第一表面小的面积。
前述发明内容仅是说明性的，而无意于以任何方式进行限制。除了上述说明性方面、实施例和特征之外，通过参考附图和以下详细描述，其他方面、实施例和特征将变得显而易见。
附图说明
图1A是根据示例实施例的电池的图示。
图1B是根据示例实施例的电池的图示。
图2A是根据示例实施例的移动设备的前视图。
图2B是根据示例实施例的移动设备的剖视图。
图2C是根据示例实施例的移动设备的仰视图。
图2D是根据示例实施例的移动设备的仰视图。
图2E是示出根据示例实施例的电池布置的电路图。
图2F是示出根据示例实施例的电池布置的电路图。
图2G是根据示例实施例的移动设备在它放电时的电池电压的曲线图。
图3A是根据示例实施例的移动设备的剖视图。
图3B是根据示例实施例的移动设备的仰视图。
图4A是根据示例实施例的移动设备的剖视图。
图4B是根据示例实施例的移动设备的仰视图。
图5A是根据示例实施例的移动设备的剖视图。
图5B是根据示例实施例的移动设备的仰视图。
图6是示出根据示例实施例的方法的流程图。
具体实施方式
本文描述了示例性方法和***。本文所述的任何示例实施例或特征均不是一定要被解释为比其他实施例或特征优选或有利。本文描述的示例实施例并不意味着是限制性的。容易理解的是，所公开的***和方法的某些方面可以以多种不同的配置来布置和组合，所有这些都在本文中被考虑。
此外，附图中所示的特定布置不应视为限制性的。应当理解，其他实施例可以包括给定图中所示的或多或少的每个元件。另外，一些示出的元件可以被组合或省略。类似地，示例实施例可以包括附图中未示出的元件。
I.概述
示例实施例涉及用于空间利用的多个电池配置。
消费者继续要求电子设备(例如，移动计算设备、平板计算设备和膝上型计算设备)的较小和/或较薄的形状因数。但是，消费者也希望在两次充电之间的更长的电池寿命。缩小消费者电子设备的外壳大小固有地减小用于容纳电池和其他设备组件的内部容量。这使得以有效利用壳体内可用的空间的方式布置设备的组件是有利的。在某些情况下，设备的电池具有不规则形状(例如弯曲或“阶梯”形状)可能会很有用，所述不规则形状有助于电池填充设备的角落或末端空间，否则其可能会留成空的。使用常规技术，生产具有这种形状的电池可能是昂贵的和/或困难的。
为了至少部分地缓解该问题，本文公开的示例实施例包括与薄膜辅助电池结合使用的主电池(例如，扁平或“卷芯”锂离子电池)，以有效地填充消费者电子设备外壳内的空间。这样的多个电池配置还可容纳互连件(例如，电缆)或其他组件(例如，计算组件、冷却设备、通信组件等)的存在。例如，主电池可以具有矩形棱柱的近似形状，其厚度在整个主电池上是相同的(例如，类似于常规电池)。另外，薄膜辅助电池可沿着主电池的顶表面而被放置，从而利用未利用的空间来提供附加能量存储(例如，在消费者电子设备的显示器下方的未利用的空间)。薄膜辅助电池可以具有不跨越主电池的整个顶表面的长度和/或宽度，从而提供用于在壳体与主电池和/或薄膜辅助电池之间放置互连件(例如，电线或电缆)或另一组件的空隙。此外，薄膜辅助电池可以是柔性电池，其可以容纳在充电/放电期间在主电池中发生的任何膨胀。附加地或替代地，可以切除薄膜辅助电池或主电池的部分以容纳设备组件。在一些示例中，可以将薄膜辅助电池放置在主电池与消费者电子设备的壳体之间，或者放置在主电池和消费者电子设备的触摸屏之间，以利用由于常规电池的设计约束(例如，常规电池的所需厚度和实际厚度之间的制造公差)而会被留成空的空间。
当主电池充分耗尽时，薄膜辅助电池可用于将电力提供给消费者电子设备。在另一个示例中，薄膜辅助电池可以与主电池并联连接，以在消费者电子设备的操作期间提供附加电源。
II.示例设备
图1A是电池100(例如，单个单体电池)的图示。电池100例如可以是可再充电锂离子电池。电池100可包括阳极102、阴极104、分隔件106和在电解质110内的游离锂离子108。电是池100的元件未必按比例示出(例如，游离锂离子108可能明显小于图中所示)。此外，如图1A所示，电池100可以是由电源112(例如，整流的交流(AC)信号、单独的充电电池或充电电容器)可充电的。在一些实施例中，阴极、阳极、分隔件和电解质的多个单体可以串联和/或并联电布置以形成复合电池。这样的单体布置可以增强复合电池的容量和/或电压。
充电可包括电子通过电池100外部的电路***从阴极104流向阳极102。此外，充电可包括游离锂离子108在电解质110溶液中从阴极104穿过分隔件106流向阳极102。此外，充电可包括游离锂离子108被嵌入阳极102中。这样的过程在图1A中由位于阳极102的“架子”上的锂离子示出。在一些实施例中，充电可以表示第一形成充电过程。在一些实施例中，第一形成充电过程可以持续10小时至20小时。另外，电池100可以被配置为在电池100的寿命期间经历重复的充电/放电循环。例如，电池100可以是被配置为由4.20伏至4.50伏之间或4.40伏至4.60伏之间的外部电压充电的可再充电电池。
在各种实施例中，可以使用各种充电/再充电方案。例如，可以使用恒定电压(CV)方案，其中恒定电压跨电池的端子被施加，从而导致随着电池充电而电流减小，直到电流达到0.0Amps(或在0.0Amps的阈值电流之内)为止，此时将对电池进行充电的电压源移除。在其他实施例中，可以使用恒定电流(CC)方案，其中通过充电设备跨电池的端子施加的电压被改变，使得以恒定速率维持电流。一旦电池电压达到阈值以维持连续电流，就可以确定电池被充电，并且可以移除对电池充电的电压源。
替代地，在一些实施例中，混合恒定电流/恒定电压(CC/CV)充电模式可以用于对电池进行充电。CC/CV充电模式可以具有两个阶段。在第一阶段(CC阶段)，可以连续增加电压以维持对电池进行充电的恒定电流。然后，一旦电压达到某个最大充电电压阈值，就可以开始CC/CV充电模式的第二阶段。在第二阶段(CV阶段)中，可以将电压维持在最大充电电压阈值，并且可以允许充电电流降低。一旦充电电流达到阈值水平，其指示电池已充电，CC/CV充电模式就可以停止。
阳极102可以是电池100的负极端子(电极)。例如，阳极102可以在阳极102背离分隔件106的一侧上包括一个或多个外部电触点。外部电触点可以允许进行阳极102与电源112或负载之间的电连接。在各种实施例中，阳极102可以包括石墨、Li、Li4Ti5O12、锂金属复合物和/或Si。
阴极104可以是电池100的正极端子(电极)。例如，阴极104可以在阴极104背离分隔件106的一侧上包括一个或多个外部电触点。外部电触点可以允许进行阴极104与电源112或负载之间的电连接。在一些实施例中，阴极104可包括LiCoO2、LiMn2O4、氧化钒、LiNiMnCoO2、LiNiCoAlO2和/或橄榄石(例如LiFePO4)。其他含锂的阴极材料是可能的并且在本文中被考虑。
分隔件106可以防止电池100内的阴极104到阳极102的短路。例如，分隔件106可以包括半渗透膜(例如，可渗透游离锂离子108)。为了实现这种半渗透性，分隔件106可以包括微孔，其大小被设置为在充电或放电过程期间选择性地允许游离锂离子108的通过。分隔件106的半渗透膜也可以具有非晶结构或半结晶结构。此外，分隔件106的半渗透膜可以是聚合物的(例如，由乙酸纤维素、硝酸纤维素、纤维素酯、聚砜、聚醚砜、聚腈、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氯乙烯和/或芳族聚酰胺制造)。另外，分隔件106可以在充电和放电过程期间在电池100内在化学上和电化学上稳定使用。在一些实施例中，分隔件106可包括多层结构。
在一些实施例中，分隔件106可以是具有增加的机械稳定性的非标准分隔件，其可以防止树枝晶刺穿分隔件106。此外，分隔件106还可以包括在充电和放电过程期间在电池100内在化学上和电化学上稳定使用的化合物。例如，这样的化合物可以增强电池100的寿命。
在一些实施例中，电池100可以是薄膜电池。在这样的实施例中，电池100可以不包括分隔件106。此外，在这样的实施例中，电解质110可以是固体(例如，而不是液体)，从而满足电解质110和分隔件106两者的目的(例如，运输离子和防止阴极104到阳极102的短路)。在这样的实施例中，可能不需要分立分隔件。
游离锂离子108可以在电池100的充电/放电过程期间在阳极102和阴极104之间转移。在一些实施例中，游离锂离子108可以源自阴极104。例如，阴极104可以包括LiCoO2，其可以是在充电过程期间(例如，在第一形成充电过程期间)发生的化学反应期间的游离锂的来源。游离锂离子的其他来源也是可能的。例如，阳极102可提供游离锂离子和/或溶解在电解质110内的锂盐(例如，LiPF6、LiBF4、LiBC4O8、Li[PF3(C2F5)3]或LiClO4)可提供游离锂离子。
电解质110可以是游离锂离子108在电池100的充电和放电过程中行进通过的介质。在各种实施例中和/或在各种温度下，电解质110可以是凝胶或液体。例如，电解质110可以是有机溶剂(例如，碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯或碳酸二乙酯)。添加剂可以被包括在电解质110内以增强电解质110的有效性。例如，在一些实施例中，离子液体可以被包括在电解质内以减小电解质溶液的挥发性。
如上所述，在一些实施例(例如，电池100是薄膜电池的实施例)中，电解质110可以是固体(例如，而不是液体或凝胶)。例如，在一些实施例中，电解质110可以包括沉积在阴极104上(例如，使用溅射或气相沉积来沉积)的一个或多个非晶态玻璃层。可以使用的一种类型的非晶态玻璃材料是锂磷氧氮(LiPON)。
图1B是电池100的另一个图示。图1B中所示的电池100可能跨负载122正在放电。使电池100放电可以包括电子跨负载122通过电池100外部的电路***从阳极102流动到阴极104。使电池100放电还可以包括电解质110内的游离锂离子108通过分隔件106(在具有分立分隔件的实施例中)从阳极102流动到阴极104。另外，使电池100放电可以包括游离锂离子108被嵌入阴极104中。这种情况在图1B中通过位于阴极104的“架子”上的锂离子示出。
负载122可以是由电池100供电的设备，诸如电动汽车、混合动力电动汽车、移动设备、平板计算设备、膝上型计算设备、光源、电视遥控器、头戴式耳机等。例如，负载122可以由电子在放电过程期间流过电池100外部的电路***来供电。
图2A是根据示例实施例的移动设备200(例如，智能电话)的正视图(例如，如图所示，来自垂直于x轴的平面的视图)图示。移动设备200可以包括壳体212、显示器214、***设备216和输入设备218。在此示出和描述的移动设备200是示例消费者电子设备。应该理解的是，在此引用了移动设备200的情况下，尽管将移动设备200描绘和描述为移动电话或智能电话，但是并入电池的其他消费者电子设备(例如活动***、计算器、便携式摄像机、数字相机、电子阅读器、电子烟、手电筒、游戏控制器、全球定位***(GPS)设备、头戴式耳机、热点、键盘，膝上型计算设备、鼠标、麦克风、乐器、便携式游戏***、便携式美容设备、便携式媒体播放器、电源工具、收音机、遥控车辆、遥控器、机器人吸尘器、智能手表、智能家居设备、智能扬声器、烟雾探测器、扬声器、平板电脑设备、温度计、牙刷、手表、可穿戴设备等)可以同等使用，并且可以同样地受益于本文公开的实施例(通过做出适当修改)。
壳体212可以是塑料围护和/或金属围护，其封装移动设备200的内部。在一些实施例中，壳体212可以具有人类工程学形状。例如，如图2A所示，壳体212可具有斜角。壳体212的形状和/或大小可以被设计成容纳移动设备200的内部电子组件(例如，处理器、非易失性存储器、易失性存储器、一个或多个互连件、母板、天线等)和一个或多个电源设备(例如电池)。此外，壳体212可使一个或多个部分被切除，以容纳移动设备200的外部组件(例如，其中安装显示器214的开口或声音可传递到扬声器或麦克风和/或从扬声器或麦克风传递的开口可以通过切除壳体212的一部分来创建)。
显示器214可以将信息提供给移动设备200的用户。例如，显示器214可以向用户显示文本、图像和/或视频内容，以促进用户与移动设备200之间的交互。在各种实施例中，显示器214可以包括发光二极管(LED)显示器、液晶显示器(LCD)、阴极射线管(CRT)、投影设备、电子墨水(e-ink)显示器、电灯泡等。在一些实施例中，显示器214可以从移动设备200的一个或多个电池接收电力。
***设备216可以是移动设备200的增强移动设备200的功能的其他组件。例如，***设备可以包括扬声器、麦克风、相机、头戴式耳机、可穿戴传感器、鼠标、键盘、扫描仪、激光指示器、游戏控制器、外部存储设备(例如，外部硬盘驱动器或闪存驱动器)、打印机等。类似于显示器214，在一些实施例中，***设备216可以从移动设备200的一个或多个电池接收电力。
输入设备218可以从移动设备200的用户接收输入。例如，如图2A所示，输入设备218可以包括按钮。附加地或替代地，输入设备218可以包括用于接收输入的其他设备。例如，在一些实施例中，显示器214可以包括触摸屏(例如，电容性触摸屏、电阻性触摸屏或表面声波触摸屏)。在这样的实施例中，显示器214除了向用户提供输出之外，还可以从用户接收输入。
图2B是根据示例实施例的移动设备200的剖视图(例如，如所图示，如从垂直于x轴的平面所观察的那样)。例如，图2B可以描绘从显示器214和壳体212的前面二者后面的x位置(如图2B中的轴所示)观察时的移动设备200。如图所示，移动设备200可以包括主电池202和辅助电池204。如图所示，壳体212可以包含主电池202和辅助电池204。
主电池202可以向移动设备200的组件供电。例如，主电池202可以包括可再充电电池(例如，类似于图1A和1B中所示的电池100的锂离子电池)，其具有连接到移动设备200内的电路***(例如，电耦合到移动设备200内的母板和/或显示器214)的端子。此外，主电池202可以可连接至外部电源(例如，壁式插座)以便对主电池202进行再充电。例如，在移动设备200的壳体212内限定的充电端口可以允许充电电缆连接到移动设备200以便对主电池202进行充电。可替代地，主电池202可以经由无线充电(例如，使用与外部电源的感应耦合)充电。在一些实施例中，主电池202可以具有在2500mAh至3500mAh之间的容量。
取决于制造主电池202的方式(这可能取决于诸如壳体212的大小和/或形状和/或移动设备200内的其他组件的大小和/或形状的约束)，主电池202可以具有各种形状或构造。在一些实施例中，例如，主电池202可以以卷芯构造(例如，占据减小的空间的扁平的卷芯构造)布置。在这样的实施例中，主电池202可以通过以下方式来制造：将一个或多个阳极与一个或多个阴极相邻定位，其中，分隔件在它们之间，用电解质填充一个或多个阴极、一个或多个阳极与分隔件之间的一个或多个限定的间隙，并且然后滚压该布置以形成卷芯。此外，这种卷芯构造可以被封装在金属或塑料圆柱形罩中(例如，以防止电解质溶液的泄漏和/或在电池故障的情况下提高安全性)。在替代实施例中，主电池202可以被布置在袋构造中。在一些实施例中，与卷芯构造相比，袋构造可以增加主电池202的重量能量密度，因为没有使用圆柱形罩。
辅助电池204可以向移动设备200的组件供应补充电力。在一些实施例中，辅助电池204的容量可以小于主电池202的容量。例如，辅助电池204可能具有50mAh到200mAh之间的容量。在一些实施例中，辅助电池204可以具有与主电池202不同的电池化学过程和/或具有与辅助电池204不同的形状或构造。例如，辅助电池204可以是薄膜电池(例如，薄膜锂离子电池)。这样，辅助电池204可以在充电/放电循环期间不易于膨胀(例如，不同于传统的锂离子电池)。附加地或替代地，辅助电池204可以是柔性的。这样，辅助电池204可以安装在移动设备200中，以填充由于以下原因而在移动设备200内将未被占据的空间：(i)移动设备200的壳体212、显示器214、主电池202或其他组件的制造公差；(ii)在主电池202的充电和/或放电期间容纳主电池202的潜在膨胀；和/或(iii)执行主电池202的制造技术方面的挑战，这将允许主电池202具有不均匀高度(例如，使得主电池202可以填充移动设备200的壳体212内的不均匀空腔，如可能存在于具有奇特几何形状的移动设备中)。
如图2B所示，辅助电池204的第一表面(例如，如图所示，辅助电池204的平行于y-z平面的后表面)可以沿着主电池202的第一表面(如图所示，例如，主电池202的平行于y-z平面的前表面)定位。这样，辅助电池204的第一表面可以平行于主电池202的第一表面。在一些实施例中，辅助电池204的第一表面可以粘附到主电池202的第一表面。附加地或者替代地，在移动设备200的壳体212封装主电池202和辅助电池204之前，可以将辅助电池204的第一表面对准主电池202的第一表面上的一个或多个位置。此外，如图2B所示，辅助电池204的第一表面可以具有比主电池202的第一表面更小的面积。
在一些实施例中，辅助电池204可以使用与主电池202相同的充电机制是可再充电的。例如，在壳体212内限定的单个充电端口可以用于将主电池202和辅助电池204连接到外部电源(例如，使用充电电缆连接到壁式插座，或者使用通用串行总线(USB)电缆连接到计算设备)，以同时或顺序地对主电池202和辅助电池204进行充电。在替代实施例中，单独充电机制可以用于对辅助电池204进行充电。例如，辅助电池204可以经由无线充电(例如，使用与外部电源的感应耦合)或使用在壳体212内所定义的用于将外部电源仅连接到辅助电池204(而不连接到主电池202)的辅助专用充电端口来充电，从而仅对辅助电池204进行充电。
图2C是根据示例实施例的移动设备200的仰视图(例如，如图所示，来自垂直于z轴的平面的视图)图示。如图2C所示，可以选择主电池202和辅助电池204的形状和大小，以符合移动设备200内的一个或多个可用体积和/或以符合壳体212的一个或多个轮廓。例如，主电池202和/或辅助电池204的一个或多个边缘可以被形成轮廓，以符合壳体212的一个或多个形成轮廓的边缘或其他特征。如参照图2B所述，辅助电池204的第一表面(例如，如图所示，辅助电池204的与y-z平面平行的后表面)可以沿着主电池202的第一表面(例如，如图所示，主电池202的平行于y-z平面的前表面)定位。
如上所述，辅助电池204可以是薄膜电池。这样，辅助电池204的厚度(即，沿着图2C所示的x轴测量的辅助电池204的最短长度尺寸)可以小于主电池202的厚度(即，沿着图2C所示的x轴测量的主电池202的长度尺寸)。在一些实施例中，辅助电池204的厚度可以例如在0.25mm到0.50mm之间。然而，主电池202的厚度可以在3.0mm到6.0mm之间。
在一些实施例中，除了主电池202的第一表面之外，辅助电池204还可以沿着主电池202的附加表面定位。例如，辅助电池204可以包裹在主电池202的两个、三个、四个、五个、六个侧面周围。在图2D的仰视图中示出辅助电池204包裹在主电池202的三个侧面周围的示例性实施例。将辅助电池204包裹在主电池202的多个侧面周围可以进一步增强壳体212中的空间，该空间被可以将电力提供给移动设备200的组件的电池占据。
在一些实施例中，主电池202和辅助电池204可以同时向移动设备200的组件供应电力。例如，图2E是示出根据示例实施例的电池的布置的电路图。电池的布置可以包括并联电连接的图2A至图2C所示的移动设备200的主电池202和辅助电池204。在这样的实施例中，来自主电池202和辅助电池204的电荷可以同时给移动设备200的组件(例如，如图所示，移动设备200的显示器214、或者移动设备200的任何其他组件)供电。此外，由于到移动设备200的一些电力正在通过辅助电池204提供，所以移动设备200的总电池寿命可以通过在移动设备200中除了包括主电池202之外还包括辅助电池204来延长。
在其他实施例中，主电池202和辅助电池204可以顺序地向移动设备200的组件供应电力。例如，主电池202可以最初仅向移动设备200的组件提供电力，并且在主电池202的阈值放电时，主电池202可以停止向移动设备200的组件提供电力，并且辅助设备204可以开始向移动设备200的组件提供电力。从提供电力的主电池202转换到提供电力的辅助电池204可以通过接合移动设备200内的一个或多个开关来发生。
图2F是示出根据示例实施例的电池的布置的电路图。电池的布置可以包括图2A-2C所示的移动设备200的主电池202和辅助电池204。在图2F中还示出了控制器222和开关224。控制器222可以包括用于监视主电池202的端子之间的电压的电压表或数字万用表。当主电池202被放电时(例如，当向移动设备200的组件提供电力时)，主电池202的端子之间的电压可以根据预定放电曲线(例如，如在校准或制造过程期间针对主电池202根据经验所确定)降低。因此，主电池202的端子之间的电压可以用于估计主电池202的充电状态。
图2G是根据示例实施例的随着移动设备放电而在移动设备(例如，包括图2F的电池布置的移动设备)内的电池电压的曲线图。在图2G中，示出了用于主电池202的预定放电曲线272(虚线部分指示如果图2F中的开关从未接合使得主电池202停止提供电力，则主电池202将如何继续放电)。主电池202的端子之间所测量的电压可以被传送到控制器222内的处理器。处理器可以执行存储在非暂时性计算机可读介质上(例如，在诸如硬盘驱动器之类的非易失性存储器中)的指令。这些指令可以包括阈值286(例如，阈值电压)，低于该阈值，主电池202过度放电而不能向移动设备200提供大量电力。因此，一旦控制器222确定主电池202的端子之间的电压已经下降到阈值286以下，则控制器222可以引起开关224扳动(即接合)。
如图2G所示，阈值286可以是阈值电压。在替代实施例中，阈值286可以是不同量(例如，阈值电流、阈值充电状态或阈值放电时间量)。例如，在其他实施例中，不是测量主电池202的端子之间的电压(例如，如图2F所示)，电流表可以用于测量由主电池202提供的电流，以便估计主电池202的充电状态。类似于主电池202的端子之间的电压，由主电池202所提供的电流还可以遵循预定曲线，该预定曲线可用于确定电池的当前充电状态。同样类似于端子之间的电压，所提供的电流可以被传送到控制器222内的处理器，并且一旦电流达到阈值，控制器222就可以导致开关224扳动。附加地或可替代地，控制器222可以监视主电池202已经放电的时间量以及在该时间期间正在消耗电力的移动设备200内的那些应用/设备，以近似主电池202的充电状态(例如，并且一旦达到阈值时间-功率组合，控制器222可以类似地导致开关224扳动)。
如图2F所示，一旦开关224扳动，则开关224可以处于虚线的位置。此外，一旦开关224扳动，辅助电池204就可以开始向移动设备200的组件(例如，显示器214)提供电力。扳动开关288的动作反映在图2G中。一旦辅助电池204开始放电，它也遵循预定放电曲线274(例如，如在校准或制造过程期间针对辅助电池204根据经验所确定)。控制器222也可以使开关224出于其他目的而扳动(例如，当提供外部电源时，选择要由充电电路充电的电池202/204之一，诸如当主电池202已经被充分充电以使得主电池202的端子之间的电压超过阈值286时选择要充电的辅助电池204)。在图2G中还示出了图2F中所示出的电池组合的总充电状态的主电池的部分282和辅助电池的部分284。如图2G所示，主电池的部分282明显大于(例如，大约90％)辅助电池的部分284(例如，大约10％)，这意味着主电池202在图2F所示的电池组合的完整充电/放电循环期间比辅助电池204向移动设备200的组件供应明显更多的电力。以示例的方式提供图2G，并且应当理解，除了图2G所示的百分比之外的其他百分比同样是可能的。
在替代实施例中，不是将主电池202和辅助电池204并联电连接(例如，如在图2E中示意性地示出)，或者以开关布置接合/脱离(例如，如在图2F中示意性地示出的)，主电池202和辅助电池204可替代地用在移动设备200内的完全分离的电路中。例如，主电池202可用于为移动设备200的组件的一个子集(例如，处理器和显示器214)供电，而辅助电池204可用于为移动设备200的组件的不同子集(例如，与被配置为从主电池202接收电力的组件相比通常消耗更少的电力的组件，诸如一个或多个状况LED)供电。在一些实施例中，主电池202和辅助电池204可以被定位在移动设备200内，使得主电池202与被配置为从主电池202接收电力的一个或多个组件之间的距离小于辅助电池204与被配置为从主电池202接收电力的一个或多个组件之间的距离。类似地，主电池202和辅助电池204可以被定位在移动设备200内，使得辅助电池204与被配置为从辅助电池204接收电力的一个或多个组件之间的距离小于主电池202与被配置为从辅助电池204接收电力的一个或多个组件之间的距离。
图3A是根据示例实施例的移动设备300的剖视图(例如，如图所示，如从垂直于x轴的平面所观察的那样)。类似于图2A至图2C所示的移动设备200，移动设备300可以包括主电池202、辅助电池204、壳体212和显示器214。此外，移动设备300还可以包括在第一组件314和第二组件316之间的互连件312。互连件312可以允许在第一组件314和第二组件316之间的电力转移和/或在第一组件314和第二组件316之间的通信(例如，使用通信信号)。在一些实施例中，互连件312可包括电路板上的将第一组件314电连接到第二组件316的一个或多个电线和/或迹线。
如图3A所示，互连件312可以围绕辅助电池204的***确定路线。例如，互连件312可以包括电线，该电线沿着主电池202的第一表面定位使得该电线遵循辅助电池204的边缘。在一些实施例中，辅助电池204可以被设计(例如，辅助电池204的大小和/或形状可以被选取)和/或沿着主电池202的第一表面定位，使得互连件312可以沿着主电池202的第一表面容纳。附加地或替代地，辅助电池204的形状可以被设置为容纳沿着主电池202的第一表面与辅助电池204相邻定位的移动设备200的一个或多个其他组件。
图3B是根据示例实施例的移动设备300的仰视图(例如，如图所示，来自垂直于z轴的平面的视图)。如图所示，在一些实施例中，辅助电池204的厚度(即，沿着图3B所示的x轴所测量的辅助电池204的最短长度尺寸)可以与互连件312的厚度和/或第一组件314的厚度相同。此外，在一些实施例中，辅助电池204的厚度也可以与第二组件316的厚度相同。在替代实施例中，辅助电池204可以具有与互连件312、第一组件314和/或第二组件316不同的厚度。
图4A是根据示例实施例的移动设备400的剖视图(例如，如图所示，如从垂直于x轴的平面所观察的那样)。类似于图2A至图2C所示的移动设备200，移动设备400可以包括主电池202、辅助电池402、壳体212和显示器214。此外，移动设备400可以包括附加辅助电池404和第一组件414与第二组件416之间的互连件412。与上述实施例不同，图4A的实施例包括两个辅助电池402/404。像上述的辅助电池204一样，两个辅助电池402/404都可以被配置为向移动设备400的一个或多个组件供应辅助电力。此外，辅助电池402/404可以(i)与主电池202同时或与主电池202顺序地；以及(ii)彼此同时或彼此顺序地将电力提供给移动设备400的组件。
在一些实施例中，辅助电池402的第一表面和附加辅助电池404的第一表面可每一个沿着主电池202的第一表面定位。图4B是根据示例实施例的移动设备400的仰视图(例如，如图所示，来自垂直于z轴的平面的视图)图示。如图4B所示，辅助电池402和附加辅助电池404可以基本上彼此平行(例如，在彼此平行的5°以内)。例如，沿着主电池202的第一表面定位的辅助电池402的第一表面和沿着主电池202的第一表面定位的附加辅助电池404的第一表面可以彼此共面。
互连件412也可以沿着主电池202的第一表面定位。在一些实施例中，互连件412、第一组件414和/或第二组件416可以与辅助电池402和/或附加辅助电池404相邻。此外，互连件412可以沿着辅助电池402的***和/或沿着附加辅助电池404的***确定路线。因为多个辅助电池402/404沿着主电池202的第一表面定位并且互连件412可以沿着辅助电池402/404中的一个或两者的***定位，但是在一些实施例中辅助电池402/404一个或两者可以小于图2A-2C所示的辅助电池204。
在一些实施例中，附加辅助电池404可以具有与辅助电池402不同的形状、容量和/或电池化学过程。例如，基于移动设备400的互连件412和组件414/416的位置，附加辅助电池404可用的空间量可小于辅助电池402可用的空间量(例如，如图4A所示)。在这样的实施例中，附加辅助电池404在大小和容量方面可以小于辅助电池402。通过示例的方式提供图4A，并且应当理解，辅助电池402/404、互连件412和组件414/416的其他大小或形状是可能的并且在本文中被考虑。
如图4B所示，在一些实施例中，辅助电池402的厚度(即，沿图4B所示的x轴所测量的辅助电池402的最短长度尺寸)可以与互连件412的厚度和/或第一组件414的厚度相同。类似地，附加辅助电池404的厚度(即，沿图4B所示的x轴所测量的附加辅助电池404的最短长度尺寸)可以与互连件412的厚度和/或第一组件414的厚度相同。此外，在一些实施例中，辅助电池402/404中的一个或两者的厚度可以与第二组件416的厚度相同。此外，辅助电池402的厚度可以与附加辅助电池404的厚度相同。在替代实施例中，附加辅助电池404的厚度可以与辅助电池402的厚度不同(例如，以有效地填充移动设备400的壳体212内的不均匀空腔)。附加地或替代地，辅助电池402/404中的一个或两者可以具有与互连件412、第一组件414和/或第二组件416不同的厚度。
图5A是根据示例实施例的移动设备500的剖视图(例如，如图所示，如从垂直于x轴的平面所观察的那样)。移动设备500可以包括壳体212、显示器214、主电池202、第一辅助电池502、第二辅助电池504、第三辅助电池506和互连件512。图5B是根据示例实施例的移动设备500的仰视图(例如，如图所示，来自垂直于z轴的平面的视图)图示。
像图4A和4B中所示的移动设备400一样，移动设备500包括多个辅助电池。然而，与图4A和4B的移动设备400不同，辅助电池502/504/506不彼此共面。如图5B所示，辅助电池502/504/506可以(例如，沿x轴)堆叠在彼此之上。例如，第一辅助电池502的第一表面(例如，底表面)可以沿着主电池202的第一表面(例如，顶表面)定位，第二辅助电池504的第一表面(例如，底表面)可以沿着第一辅助电池502的第二表面(例如，顶表面)定位，并且第三辅助电池506的第一表面(例如底表面)可以沿着第二辅助电池504的第二表面(例如，顶表面)定位。如图5B所示，辅助电池502/504/506可每一个具有彼此相同的厚度(例如，在x方向上的尺寸)。然而，在替代实施例中，辅助电池可以具有不同的厚度(例如，在辅助电池堆叠的其中互连件被确定路线的层中的辅助电池可以比该堆叠中的其他辅助电池更厚或更薄)。
此外，一个或多个辅助电池502/504/506的形状或大小可以设置为容纳移动设备500内的一个或多个互连件。例如，如图5B所示，第二辅助电池504(例如，辅助电池堆叠中的中间辅助电池)在宽度方面(例如，如图所示沿y方向)可以小于第一辅助电池502和第三辅助电池506以便沿着第一辅助电池502的第二表面提供空间以供互连件512延展。与上述互连件一样，图5B的移动设备500中的互连件512可以围绕辅助电池502/504/506中的一个或多个的***(例如，沿着第二辅助电池504的***)确定路线。在一些实施例中，一个或多个互连件可以包括具有垂直维度(例如，沿着图5B所示的x轴延展)的段。这样，在一些实施例中，辅助电池堆叠内的多个辅助电池的形状和大小可以沿多维被设置以容纳一个或多个互连件。
应当理解，提供图5A和5B仅用于说明目的。虽然移动设备500包括三个辅助电池502/504/506，但是其他实施例可以包括移动设备，其包括相对于彼此以任何数量的可能布置而布置的任意数量的辅助电池(例如，一个，两个，四个，五个，六个，七个，八个，九个，十个等)以及移动设备内的主电池。在其他实施例中，一些移动设备可以包括一个以上的主电池。
III.示例过程
图6是示出方法600的流程图。例如，该方法600可以由图2A-2C中示出的移动设备200执行。可以执行方法600以使用主电池202向移动设备200的一个或多个组件供应电力，直到主电池202被充分放电，然后使用辅助电池204继续向移动设备200的一个或多个组件供应电力。
在框602处，方法600可以包括通过使消费者电子设备的主电池放电来向消费者电子设备提供电力。
在框604处，方法600可以包括在主电池被放电到阈值时，通过使消费者电子设备的辅助电池放电来向消费者电子设备提供电力。辅助电池的第一表面沿着主电池的第一表面定位。辅助电池是薄膜电池。辅助电池仅占据主电池的第一表面的一部分。
IV.结论
上面的详细描述参照附图描述了所公开的***、设备和方法的各种特征和功能。尽管本文已经公开了各个方面和实施例，但是其他方面和实施例将是显而易见的。本文所公开的各个方面和实施例仅出于说明的目的，并不旨在进行限制，其真实范围由所附权利要求指示。
本公开不限于本申请中描述的特定实施例，其旨在作为各个方面的说明。如本领域技术人员将显而易见的，可以进行许多修改和变型而不脱离其精神和范围。除了本文所列举的方法和装置之外，根据前述说明，本领域技术人员将显而易见本发明范围内的功能等效方法和装置。这样的修改和变化旨在落入所附权利要求的范围内。
上面的详细描述参照附图描述了所公开的***，设备和方法的各种特征和功能。在附图中，除非上下文另外指出，否则相似的符号通常标识相似的组件。在本文和附图中描述的示例实施例并不意味着是限制性的。在不脱离本文提出的主题的范围的情况下，可以利用其他实施例，并且可以进行其他改变。容易理解，可以以各种不同的配置来布置，替换，组合，分离和设计如本文一般地描述的以及在附图中示出的本公开的各方面，所有这些都被明确地考虑。
附图中所示的特定布置不应被视为限制性的。应当理解，其他实施例可以包括给定图中所示的或多或少的每个元件。此外，一些示出的元件可以被组合或省略。另外，示例实施例可以包括在附图中未示出的元件。
尽管本文已经公开了各个方面和实施例，但是其他方面和实施例对于本领域技术人员将是显而易见的。本文公开的各个方面和实施例是出于说明性目的而提供的，并且不意图是限制性的，其真实范围由所附权利要求指示。

Claims (21)

1.一种设备，包括：
电池；
被配置为供应辅助电力的辅助电池，
其中，所述辅助电池的第一表面沿着所述电池的第一表面定位，以及
其中，所述辅助电池是薄膜电池；以及
互连件，所述互连件被适配来连接所述设备的两个或更多个组件，其中，所述互连件沿着所述电池的所述第一表面与所述辅助电池相邻定位。
2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述辅助电池的所述第一表面具有比所述电池的所述第一表面小的面积。
3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电池和所述辅助电池彼此并联地电连接。
4.根据权利要求1所述的设备，还包括控制器和开关，其中所述控制器被配置为：一旦所述电池被放电到阈值，就接合从所述电池交替到所述辅助电池的开关。
5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电池具有在2500mAh与3500mAh之间的容量。
6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述辅助电池具有在50mAh与200mAh之间的容量。
7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述辅助电池的厚度在0.25mm与0.50mm之间。
8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述辅助电池是柔性的。
9.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电池以扁平的卷芯构造被布置。
10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电池以袋构造被布置。
11.根据权利要求1所述的设备，还包括被配置为供应附加辅助电力的附加辅助电池。
12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述附加辅助电池的第一表面沿着所述辅助电池的第二表面定位。
13.根据权利要求11所述的设备，
其中，所述附加辅助电池的第一表面沿着所述电池的所述第一表面定位，并且
其中，所述附加辅助电池的所述第一表面与所述辅助电池的所述第一表面共面。
14.根据权利要求11所述的设备，其中，所述附加辅助电池具有与所述辅助电池不同的形状或容量。
15.根据权利要求11所述的设备，其中，所述附加辅助电池具有与所述辅助电池不同的厚度。
16.根据权利要求1所述的设备，其中，所述互连件围绕所述辅助电池的***确定路线。
17.根据权利要求1所述的设备，其中，所述辅助电池的形状被设置为容纳沿着所述电池的所述第一表面与所述辅助电池相邻定位的所述互连件或一个或多个其他组件。
18.根据权利要求1所述的设备，其中，所述辅助电池的形状被设置为与所述设备的壳体的形状相符合。
19.根据权利要求1所述的设备，其中，所述辅助电池具有与所述电池不同的形状。
20.根据权利要求1至19中的任一项所述的设备，其中，所述辅助电池的容量小于所述电池的容量。
21.一种方法，包括：
通过使消费者电子设备的电池放电来向所述消费者电子设备提供电力；以及
在所述电池被放电到阈值时，通过使所述消费者电子设备的辅助电池放电来向所述消费者电子设备提供电力，互连件被适配来连接所述设备的两个或更多个组件，其中，所述互连件沿着所述电池的所述第一表面与所述辅助电池相邻定位；
其中，所述辅助电池的第一表面沿着所述电池的第一表面定位，并且
其中，所述辅助电池是薄膜电池。
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