CN113381079B - 一种卷绕式电池及tws蓝牙耳机 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种卷绕式电池，包括卷绕式电芯、正极外壳和负极外壳，卷绕式电芯的正极极片与正极外壳连接，卷绕式电芯的负极极片与负极外壳连接；其中，卷绕式电芯包括多个电芯层，所有电芯层的螺旋方向相同，相邻的电芯层之间通过预设宽度的极片连接，每层电芯层输出的电流通过预设宽度的极片传输至相邻的电芯层，卷绕式电芯通电时相邻的电芯层产生方向相反的磁场。本申请能够降低卷绕式电池产生的磁场干扰。本申请还公开了一种TWS蓝牙耳机，具有以上有益效果。

Description

一种卷绕式电池及TWS蓝牙耳机
技术领域
本申请涉及电池设计技术领域，特别涉及一种卷绕式电池及TWS蓝牙耳机。
背景技术
近年来TWS(True Wireless Stereo，真无线立体声)蓝牙耳机的普及极大地促进了小型锂电池的发展，充电式纽扣锂电池被大量使用。目前市面上的纽扣电池电芯的制作方式主要分为叠层式和卷绕式两大类。其中，卷绕式纽扣电池的电芯为卷绕方式类似于螺旋的线圈，电池工作时电流流过卷绕式电芯产生的磁场会对电池周围的电磁敏感器件产生干扰。
因此，如何降低卷绕式电池产生的磁场干扰是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。
发明内容
本申请的目的是提供一种卷绕式电池及TWS蓝牙耳机，能够降低卷绕式电池产生的磁场干扰。
为解决上述技术问题，本申请提供一种卷绕式电池，该卷绕式电池包括卷绕式电芯、正极外壳和负极外壳，卷绕式电芯的正极极片与正极外壳连接，卷绕式电芯的负极极片与负极外壳连接；
其中，卷绕式电芯包括多个电芯层，所有电芯层的螺旋方向相同，相邻的电芯层之间通过预设宽度的极片连接，每层电芯层输出的电流通过预设宽度的极片传输至相邻的电芯层，卷绕式电芯通电时相邻的电芯层产生方向相反的磁场。
可选的，卷绕式电芯包括偶数个电芯层。
可选的，当卷绕式电芯包括的电芯层的数量等于2时，电芯层之间通过卷绕式电芯的尾部极片或头部极片连接；
当卷绕式电芯包括的电芯层的数量大于2时，第N层电芯层和第N+1层电芯层通过尾部极片连接，第N+1层电芯层和第N+2层电芯层通过头部极片连接；
其中，尾部极片为极片中包括远离螺旋中心端的部分极片，尾部极片沿螺旋方向的宽度为预设宽度；头部极片为极片中包括靠近螺旋中心端的部分极片，头部极片沿螺旋方向的宽度为预设宽度。
可选的，相邻的电芯层之间设置有绝缘隔膜。
可选的，卷绕式电芯的正极极片和负极极片之间设置有绝缘隔膜。
可选的，卷绕式电芯的正极极片通过正极极耳与正极外壳连接，卷绕式电芯的负极极片通过负极极耳与负极外壳连接。
可选的，正极外壳和负极外壳通过绝缘密封层连接固定。
可选的，所有电芯层具有相同的极片螺旋圈数和螺旋疏密程度。
本申请还提供了一种TWS蓝牙耳机，包括上述卷绕式电池和扬声器。
可选的，卷绕式电池和扬声器之间设置有隔磁片。
本申请提供了一种卷绕式电池，包括卷绕式电芯、正极外壳和负极外壳，卷绕式电芯的正极极片与正极外壳连接，卷绕式电芯的负极极片与负极外壳连接；其中，卷绕式电芯包括多个电芯层，所有电芯层的螺旋方向相同，相邻的电芯层之间通过预设宽度的极片连接，每层电芯层输出的电流通过预设宽度的极片传输至相邻的电芯层，卷绕式电芯通电时相邻的电芯层产生方向相反的磁场。
本申请所提供的卷绕式电池包括卷绕式电芯、正极外壳和负极外壳，上述卷绕式电芯包括多个电芯层，电芯层之间通过预设宽度的极片连接。卷绕式电池通电时，电流依次从各个电芯层之间传输，即每层电芯层输出的电流通过预设宽度的极片传输至相邻的电芯层，进一步由于各个电芯层的螺旋方向相同，因此相邻的电芯层能够产生方向相反的磁场。由于本申请中卷绕式电芯包括多层电芯层，卷绕式电芯中相邻的电芯层的磁场方向相反，即二者的磁场相互抵消，进而降低卷绕式电池工作时产生的磁场，减少了卷绕式电池对于外界的磁场干扰。本申请同时还提供了一种TWS蓝牙耳机，具有上述有益效果，在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例，下面将对实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例所提供的一种卷绕式电池中卷绕式电芯的结构示意图；
图2为本申请实施例所提供的第一种卷绕式电芯的剖面示意图；
图3为本申请实施例所提供的第一种卷绕式电芯中各电芯层的电流流向示意图；
图4为本申请实施例所提供的第二种卷绕式电芯的剖面示意图；
图5为本申请实施例所提供的第二种卷绕式电芯中各电芯层的电流流向示意图；
图6为本申请实施例所提供的第三种卷绕式电芯中各电芯层的电流流向示意图；
图7为本申请实施例所提供的一种卷绕式纽扣电池的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
下面请参见图1，图1为本申请实施例所提供的一种卷绕式电池中卷绕式电芯的结构示意图。图1中只画出最上方的两层电芯层和最下方的两层电芯层，中间还可以包括多层电芯层。图1所示的卷绕式电芯所在的卷绕式电池包括卷绕式电芯、正极外壳和负极外壳，卷绕式电芯的正极极片与正极外壳连接，卷绕式电芯的负极极片与负极外壳连接。
如图1所示，卷绕式电芯中可以包括多个电芯层，所有的电芯层的螺旋方向相同，即：均为逆时针方向或顺时针方向。所有的电芯层在竖直方向上的投影重合，相邻的电芯层之间通过预设宽度的极片100连接，每层电芯层输出的电流通过预设宽度的极片传输至相邻的电芯层，卷绕式电芯通电时相邻的电芯层产生方向相反的磁场。以图1中所示的卷绕式电芯为例，第一层电芯层的电流方向为顺时针且磁场方向向下，第二层电芯层的电流方向为逆时针且磁场方向向上。
可以理解的是，本领域中通用的卷绕式电芯通过对极片进行卷绕得到，本申请中提供的卷绕式电芯可以对通用的卷绕式电芯的部分极片进行截取得到，相邻的电芯层通过单层的极片连接。作为一种可行的实施方式，各个电芯层的厚度(即中轴线方向上的长度)相同。上述相邻电芯层仅通过预设宽度的极片100连接，该预设宽度可以为最外圈极片螺旋线长度的20％～5％。本实施例中所有电芯层具有相同的极片螺旋圈数和螺旋疏密程度。其中，用于连接相邻电芯层的极片的宽度越大，卷绕式电芯中被短路的极片区域越多，进一步导致卷绕式电池的实际输出与标准输出偏差较大；用于连接相邻电芯层的极片的宽度越小，连接处极片的升温明显，将会导致卷绕式电池出现温度异常的问题。将连接相邻电芯层的极片的预设宽度设置为最外圈极片螺旋线长度的20％～5％时，能够兼顾卷绕式电池实际输出效果和工作温度。
本实施例所提供的卷绕式电池包括卷绕式电芯、正极外壳和负极外壳，上述卷绕式电芯包括多个电芯层，电芯层之间通过预设宽度的极片连接。卷绕式电池通电时，电流依次从各个电芯层之间传输，即每层电芯层输出的电流通过预设宽度的极片传输至相邻的电芯层，进一步由于各个电芯层的螺旋方向相同，因此相邻的电芯层能够产生方向相反的磁场。由于本实施例中卷绕式电芯包括多层电芯层，卷绕式电芯中相邻的电芯层的磁场方向相反，即二者的磁场相互抵消，进而降低卷绕式电池工作时产生的磁场，减少了卷绕式电池对于外界的磁场干扰。
进一步的，卷绕式电芯可以包括偶数个电芯层。
请参见图2，图2为本申请实施例所提供的第一种卷绕式电芯的剖面示意图，图2所示的剖面图的剖切方向垂直于卷绕式电芯的卷绕方向，且得到的剖面与预设宽度的极片100相交。在本实施例中用于连接电芯层的预设宽度的极片100为卷绕式电芯的尾部极片，尾部极片为极片中包括远离螺旋中心端的部分极片，尾部极片沿螺旋方向的宽度为预设宽度。当卷绕式电芯包括的电芯层的数量等于2时，电芯层之间通过卷绕式电芯的尾部极片连接。请参见图3，图3为本申请实施例所提供的第一种卷绕式电芯中各电芯层的电流流向示意图，相邻的电芯层通过预设宽度的极片传输电流后，电流的方向改变，即磁场方向变化。
请参见图4，图4为本申请实施例所提供的第二种卷绕式电芯的剖面示意图，图4所示的剖面图的剖切方向垂直于卷绕式电芯的卷绕方向，且得到的剖面与预设宽度的极片100相交。在本实施例中用于连接电芯层的预设宽度的极片为卷绕式电芯的头部极片，头部极片为极片中包括靠近螺旋中心端的部分极片，头部极片沿螺旋方向的宽度为预设宽度。当卷绕式电芯包括的电芯层的数量等于2时，电芯层之间通过卷绕式电芯的头部极片连接。请参见图5，图5为本申请实施例所提供的第二种卷绕式电芯中各电芯层的电流流向示意图，相邻的电芯层通过预设宽度的极片传输电流后，电流的方向改变，即磁场方向变化。
请参见图6，图6为本申请实施例所提供的第三种卷绕式电芯中各电芯层的电流流向示意图，图6展示了当卷绕式电芯包括的电芯层的数量大于2时，相邻的预设宽度的极片的设置位置为：第N层电芯层和第N+1层电芯层通过尾部极片连接，第N+1层电芯层和第N+2层电芯层通过头部极片连接。
进一步的，相邻的电芯层之间设置有绝缘隔膜；卷绕式电芯的正极极片和负极极片之间设置有绝缘隔膜。其中，卷绕式电芯的极片包括正极极片和负极极片，且正极极片和负极极片成对存在。
进一步的，卷绕式电芯的正极极片通过正极极耳与正极外壳连接，卷绕式电芯的负极极片通过负极极耳与负极外壳连接。上述正极外壳和负极外壳通过绝缘密封层连接固定，正极外壳和负极外壳构成一个封闭的空间。上述绝缘密封层可以为绝缘密封双面胶，使用绝缘密封双面胶连接固定正极外壳和负极外壳能够优化正极外壳和负极外壳的连接紧密程度，提升卷绕式电池的稳固性。
下面通过在实际应用中的实施例说明上述实施例描述的流程。
本实施例提出了一种卷绕式纽扣电池，本实施例利用的电磁感应原理，将电池内部的正负极片设计成C型结构，使得电流在沿着极片运行时上层与下层的电流方向相反产生的磁场刚好抵消，由于电池圈绕式极片的特殊形状可以降低或消除电池工作中产生的磁场进而降低电池对***的干扰。以卷绕式纽扣电池置于扬声器后方的TWS蓝牙耳机为例，本实施例的卷绕式纽扣电池可以有效的抑制电池自身磁场对扬声器干扰所引起的底噪问题。进一步的，由于上述卷绕式纽扣电池通过C型结构的极片卷绕得到，在生产过程中能够一体成型，因此生产上述卷绕式纽扣电池可以简化生产工艺，节约制造成本。
请参见图7，图7为本申请实施例所提供的一种卷绕式纽扣电池的结构示意图，如图7所示，卷绕式纽扣电池包括负极外壳701、绝缘密封层702、正极外壳703、正极极片704、正极极耳705、绝缘隔膜706、负极极片707、负极极耳708。
其中正极极片704、绝缘隔膜706、负极极片707在负极外壳701内螺旋盘绕，绝缘隔膜706夹在正极极片704与负极极片707之间，将两者隔离。负极外壳701与负极极片707通过负极极耳708实现电连接，正极外壳703与正极极片704通过正极极耳705实现电连接，极耳两端分别焊接到极片与外壳上。负极外壳701与正极外壳703通过绝缘密封层702粘接固定，保证电池的密封及正负极绝缘。其中正极极片704与负极极片707为C型结构，如图2所示。正极极片704与负极极片707内的电流示意如图3所示，可以看出极片的上层电流和下层的电流螺旋方向相反，根据电磁感应原理可以知道上层与下层磁场的方向相反、大小相等，可以相互抵消。
本实施例利用电磁感应原理，将电池内部的正负极片设计成C型结构，使得电流在沿着极片运行时上层与下层的电流方向相反产生的磁场刚好抵消，从而减少电池对***的干扰。
本申请还提供了一种TWS蓝牙耳机，上述实施例介绍的卷绕式电池和扬声器，卷绕式电池和扬声器之间设置有隔磁片。
说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方案相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方案部分说明即可。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。
还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方案、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方案、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的状况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的过程、方案、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

Claims (9)

1.一种卷绕式电池，其特征在于，包括卷绕式电芯、正极外壳和负极外壳，所述卷绕式电芯的正极极片与所述正极外壳连接，所述卷绕式电芯的负极极片与所述负极外壳连接；
其中，所述卷绕式电芯包括多个电芯层，所有所述电芯层的螺旋方向相同，相邻的所述电芯层之间通过预设宽度的极片连接，每层所述电芯层输出的电流通过所述预设宽度的极片传输至相邻的电芯层，所述卷绕式电芯通电时相邻的电芯层产生方向相反的磁场；所述正极极片和所述负极极片为C型结构的极片；
当所述卷绕式电芯包括的所述电芯层的数量等于2时，所述电芯层之间通过所述卷绕式电芯的尾部极片或头部极片连接；
当所述卷绕式电芯包括的所述电芯层的数量大于2时，第N层电芯层和第N+1层电芯层通过所述尾部极片连接，第N+1层电芯层和第N+2层电芯层通过所述头部极片连接；
其中，所述尾部极片为极片中包括远离螺旋中心端的部分极片，所述尾部极片沿螺旋方向的宽度为所述预设宽度；所述头部极片为极片中包括靠近螺旋中心端的部分极片，所述头部极片沿螺旋方向的宽度为所述预设宽度。
2.根据权利要求1所述卷绕式电池，其特征在于，所述卷绕式电芯包括偶数个所述电芯层。
3.根据权利要求1所述卷绕式电池，其特征在于，相邻的所述电芯层之间设置有绝缘隔膜。
4.根据权利要求1所述卷绕式电池，其特征在于，所述卷绕式电芯的正极极片和负极极片之间设置有绝缘隔膜。
5.根据权利要求1所述卷绕式电池，其特征在于，所述卷绕式电芯的正极极片通过正极极耳与所述正极外壳连接，所述卷绕式电芯的负极极片通过负极极耳与所述负极外壳连接。
6.根据权利要求1所述卷绕式电池，其特征在于，所述正极外壳和所述负极外壳通过绝缘密封层连接固定。
7.根据权利要求1至6任一项所述卷绕式电池，其特征在于，所有所述电芯层具有相同的极片螺旋圈数和螺旋疏密程度。
8.一种TWS蓝牙耳机，其特征在于，包括如权利要求1至7任一项所述的卷绕式电池和扬声器。
9.根据权利要求8所述TWS蓝牙耳机，其特征在于，所述卷绕式电池和所述扬声器之间设置有隔磁片。
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