包括具有不同的负极导电率特征的多个单元电池的电池以及包括该电池的电子装置

文档序号:863913 发布日期:2021-03-16 浏览:2次 >En<

阅读说明:本技术 包括具有不同的负极导电率特征的多个单元电池的电池以及包括该电池的电子装置 (Battery including a plurality of unit cells having different negative electrode conductivity characteristics and electronic device including the same ) 是由 魏圣彦 吴富根 李在涓 崔在万 于 2019-07-26 设计创作,主要内容包括:提供了一种电池以及包括该电池的电子装置。所述电池包括:壳体,其包括第一面和第二面;第一单元电池,其包括第一正极、第一分隔件和第一负极,当所述第一单元电池放电时,第一负极具有第一导电率的特性;以及多个第二单元电池,各第二单元电池均包括第二正极、第二分隔件和第二负极,当所述多个第二单元电池放电时,第二负极具有低于所述第一导电率的第二导电率的特性。多个第二单元电池分别被设置在所述壳体内以邻接于所述第一面和所述第二面,并且,所述第一单元电池被插设在所述多个第二单元电池之间。(A battery and an electronic device including the same are provided. The battery includes: a housing comprising a first face and a second face; a first unit cell including a first positive electrode, a first separator, and a first negative electrode, the first negative electrode having a characteristic of a first conductivity when the first unit cell is discharged; and a plurality of second unit cells each including a second positive electrode, a second separator, and a second negative electrode having a characteristic of a second conductivity lower than the first conductivity when the plurality of second unit cells are discharged. A plurality of second unit cells are respectively disposed in the case to be adjacent to the first and second faces, and the first unit cell is interposed between the plurality of second unit cells.)

包括具有不同的负极导电率特征的多个单元电池的电池以及 包括该电池的电子装置

技术领域

本公开总体上涉及一种二次电池,并且更特别地涉及一种可充电的电池以及包括该电池的电子装置。

背景技术

二次充/放电电池已经被用于便携电子装置(例如,移动终端、膝上型电脑、个人计算机(PC)等)的电源,并且也是商业上可替代汽车中的化石燃料的电源。另外,二次电池可以被用于存储来自于太阳能发电、风力发电等的环保能源。

在电子装置(诸如移动通信终端)中使用的二次电池(例如,锂离子电池)由单元电池的组合而形成。在各单元电池中,正极和负极被排列为层状结构,并在它们之间插设有分隔件。根据电子装置的具体需求,通过将单元电池弯曲成卷状或堆叠多个单元电池而形成二次电池。

在锂离子电池中,使用锂钴氧化物(LiCoO2)来实现正极并且使用石墨来实现负极。由于工作电压的大的差异,锂钴氧化物以及石墨可以用于制造具有高能量密度的二次电池。

发明内容

技术问题

然而,当锂离子被固定(例如,电镀)到石墨负极并且形成树枝石时,在锂离子电池充电或者放电时,分隔件可能损坏并且可能产生内部短路。在锂离子电池中产生短路现象可能会引起发热、着火或者热击穿。

另外,由于外部因素(例如,施加于锂离子电池的外部冲击),单元电池或者单元电池的层状结构(例如,负极或者分隔件的堆叠结构、负极等)可能变形,或者分隔件可能损坏。这样的层状结构的变形或损坏可能会引起锂离子固着现象。

本公开至少解决上述记载的问题并提供如下记载的优点。

本公开的一个方面在于提供一种具有被改良了的安全性的二次电池(例如,可充电的电池)。

本公开的另一方面在于提供一种在保持充电/放电电容以及放电性能的同时具有被改良了的安全性的二次电池(例如,可充电的电池)。

问题的解决方案

根据本公开的一个方面,提供了一种电池,其包括:壳体,所述壳体包括第一面和第二面;第一单元电池,所述第一单元电池包括第一正极、第一分隔件和第一负极,当所述第一单元电池放电时,所述第一负极具有第一导电率的特性;以及多个第二单元电池,各第二单元电池均包括第二正极、第二分隔件和第二负极,当所述多个第二单元电池放电时,所述第二负极具有低于所述第一导电率的第二导电率的特性。所述多个第二单元电池可以分别被设置在所述壳体内以邻接于所述第一面和所述第二面,并且,所述第一单元电池被插设在所述多个第二单元电池之间。

根据本公开的另一方面,提供了一种电子装置,其包括:电路元件,以及电连接到所述电路元件的电池。所述电池包括:壳体,所述壳体包括第一面和第二面;第一单元电池,所述第一单元电池包括第一正极、第一分隔件和第一负极,当所述第一单元电池放电时,所述第一负极具有第一导电率的特性;以及多个第二单元电池,各第二单元电池均包括第二正极、第二分隔件和第二负极,当所述多个第二单元电池放电时,所述第二负极具有低于所述第一导电率的第二导电率的特性。所述多个第二单元电池可以分别被设置在所述壳体内以邻接于所述第一面和所述第二面,并且,所述第一单元电池被插设在所述多个第二单元电池之间。

根据本公开的另一方面,提供了一种可充电的电池,包括:壳体,所述壳体包括第一面和第二面;内部电极组件,所述内部电极组件包括第一单元电池,所述第一单元电池包括第一正极、第一分隔件和第一负极,其中,所述第一正极包括锂钴氧化物,并且所述第一负极包括石墨;以及外部电极组件,每个外部电极组件包括第二单元电池,所述第二单元电池包括第二正极、第二分隔件以及第二负极。所述第二负极可以包括锂钛氧化物。外部电极组件可以分别被设置在所述壳体内以邻接于所述第一面和所述第二面,并且所述内部电极组件可以被插设在所述外部电极组件之间。所述内部电极组件的充电或放电电容至少为电池总充电或放电电容的50%但不大于电池总充电或放电电容的95%。

发明有益的技术效果

根据实施例,通过包括外部电极组件,任一外部电极组件包括异质正极或者异质负极,来改善可充电的电池(例如,二次电池)的稳定性。例如,通过处理具有橄榄石结构并且包含过渡金属的磷酸锂(例如LiCoxMnyFezPO4)作为正极,并且处理锂钛氧化物(Li4Ti5O12)作为负极,可以减轻在充电或放电操作期间的体积变化,并且,即便发生短路也可以抑制短路区域的扩大。在上述的一对外部电极组件之间可以配置内部电极组件,所述内部电极组件具有锂钴氧化物作为正极并且具有石墨作为负极。例如,通过内部电极组件可以确保高能量密度,使用高安全性的外部电极组件可以缓解或阻断外部冲击等传递到内部电极组件。

附图说明

根据以下结合附图的详细描述,本公开的特定实施例的上述和其他方面、特征以及优点更加清晰,其中:

图1示出了根据实施例的电池;

图2示出了在图1的电池中的内部电极组件;

图3示出了在图1的电池中的外部电极组件;

图4示出了根据实施例的电池;

图5和图6示出了根据实施例的在电池中的内部电极组件与外部电极组件之间的连接结构;

图7和图8是示出了根据实施例的电池的放电特性的曲线图;以及

图9示出了根据实施例的网络环境中的电子装置。

具体实施方式

由于本公开允许多种变形以及多个实施例,以下将参考说明书附图详细描述多个实施例。然而,本公开并不限于特定实施例,而是包括在本公开的精神以及范围内的所有改变、等同形式以及替换。

在描述附图时,相似的附图标记可以表示相似的组成元件。

除非在相关上下文中另外明确指出,否则与术语相对应的名词的单数形式包括一个或多个术语。

诸如“A或B”、“A和B的至少一者”、“A或B的至少一者”、“A、B或C”、“A、B和C的至少一者”以及“A、B或C的至少一者”的表述可以包括所列举的术语的所有可能组合以及这些表达式中的对应表述。

尽管使用了诸如“第一”和“第二”的顺序术语来描述多种元件,但这些元件并不限于这些术语。该术语仅仅是用来将一个元件与另一个元件区分开来。例如,只要不脱离本公开的范围,则第一元件可以被作为第二元件,并且类似地,第二元件可以被作为第一元件。

术语“和/或”包括一个或更多个相关术语的任何和所有组合。

当构成元件(例如,第一元件)被描述为使用术语“功能上”或者“通信上”或者不使用术语“功能上”或者“通信上”“耦接”或者“连接”于不同的元件(例如,第二元件)时,所述第一元件可以直接连接到第二元件上(例如,有线的方式)、无线地或者通过第三构成元件。

在附图中描述的表示方向的相关术语,例如“前表面”、“后表面”、“顶表面”、“底表面”等,可以被例如第一以及第二之类的顺序编号所替代。在例如第一以及第二之类的顺序编号中,它们的顺序为上述所确定的顺序或者为随机的顺序并且若有必要也可以不随意进行改变。

在说明书中,术语“包括”或者“具有”是指存在特征、数字、步骤、操作、结构元件、部分或它们的组合,并且,并不预先排除附加的一个或更多个其他特征、数字、步骤、操作、结构元件、部分或它们的组合的存在或可能性。

除非有不同的定义,在此所使用的所有术语,其包括技术术语或者科学术语,其具有在所描述领域的本领域技术人员可以理解的相同含义。在通常使用的字典所定义的术语被解释为具有与在相关领域中的语境含义相同的含义,并且除非在说明书中明确定义否则不应被解释为具有理想的或过于形式化的含义。

在本公开中,电子装置可以指终端、便携式终端、移动终端、通信终端、便携式通信终端、便携式移动终端、触摸屏等。

例如,电子装置可以是智能电话、便携式电话、游戏机、电视(TV)、显示单元、用于交通工具的音响本体显示单元、笔记本计算机、膝上型计算机、桌面PC、个人媒体播放器(PMP)、掌上电脑(PDA)等。电子装置可以实现作为具有无线通信功能并且袖珍的便携式通信终端。此外,电子装置可以为柔性装置或柔性显示装置。

图1示出了根据实施例的电池。图2示出了在图1的电池中的内部电极组件。图3示出了在图1的电池中的外部电极组件。

参照图1,二次电池(例如,可充电的电池100)包括内部电极组件101以及与内部电极组件101一起堆叠的一个或更多个外部电极组件102。在图1中,一对外部电极组件102被设置为彼此相对并在它们之间插设有内部电极组件101。因此,外部电极组件102被设置在内部电极组件101的较高面以及较低面。

在本文描述的实施例中,使用术语“内部电极组件”和“外部电极组件”。然而,内部电极组件101可以为“第一单元电池(例如,在图2中的第一单元电池101a)”或者“第一单元电池的组合”,之后会对其进行描述,并且,外部电极组件102可以为“第二单元电池(例如,在图3中的第二单元电池102a)”或者“第二单元电池的组合”,之后会对其进行描述。

参照图1和图2,内部电极组件101包括至少一个第一单元电池101a(例如,多个第一单元电池101a)。例如,可以通过堆叠多个第一单元电池101a来形成内部电极组件101。

第一单元电池101a包括第一正极111、第一分隔件115和第一负极113,该第一分隔件115被设置在第一正极111与第一负极113之间以提供隔离结构。第一正极111可以包括锂钴氧化物(例如,LiCoO2),第一负极113可以包括石墨。第一分隔件115可以由具有孔、同时对于电解质或者正极或负极材料具有抗性的非导电的多孔体形成。尽管依据堆叠的第一单元电池101a的数量、实际制造尺寸等,存在些许不同,但是上述的内部电极组件101可以实现使二次电池在诸如商业化的移动通信终端的电子装置中具有约3.5V或更高且约4.5V或更低的输出电压。

内部电极组件101的体积(或者堆叠的第一单元电池101a的数量)是在内部电极组件101的体积和外部电极组件102的体积的总和(或者堆叠的第一单元电池101a的数量和堆叠的第二单元电池102a的数量的总和)的约50%或更多且约95%或更少的范围内。

第一基底199a或第二基底199b被插设在两个临近的第一单元电池101a之间。当两个第一单元电池101a堆叠使得第一正极111彼此面对时,第一基底199a可以被插设在两个临近的第一单元电池101a之间。然而,当两个第一单元电池101a堆叠使得第一负极113彼此面对时,第二基底199b可以被插设在两个临近的第一单元电池101a之间。例如,第一正极111可以被分别设置在第一基底199a的相对面,并且第一负极113可以被分别设置在第二基底199b的相对面。第一基底199a可以由铝(Al)材料制成,并且第二基底199b可以由铜(Cu)材料制成。

参照图1和图3,外部电极组件102包括至少一个第二单元电池102a。例如,可以通过堆叠多个第二单元电池102a来形成外部电极组件102。

第二单元电池102a包括第二正极121、第一分隔件125和第二负极123,该第二分隔件125被设置在第二正极121与第二负极123之间以提供隔离结构。第二正极121可以包括含有过渡金属的磷酸锂。钴、锰、铁等可以被用于作为包含在磷酸锂中的过渡金属。

包含过渡金属的磷酸锂可以是由化学式LiCoxMnyFezPO4表示的组成,其中,满足0≤x≤1、0≤y≤1、0≤z≤1且x+y+z=1的条件。第二负极123可以包括锂钛氧化物(例如,Li4Ti5O12)。

由于第二分隔件125与第一分隔件115类似,省略其详细说明。

尽管依据堆叠的第二单元电池102a的数量、实际制造尺寸等,存在些许不同,但是如果外部电极组件102被制造为具有与上述内部电极组件101相似的尺寸,则上述外部电极组件102可以实现具有约3V的输出电压的二次电池。依据第二正极121等所含的过渡金属的比例,外部电极组件102的输出电压可以被不同地设计。

多个外部电极组件102可以以串联的方式连接从而具有大约4V(例如,3.8V)的输出电压。

外部电极组件101的体积(或者堆叠的第二单元电池102a的数量)是在内部电极组件101的体积和外部电极组件102的体积的总和(或者堆叠的第一单元电池101a的数量和堆叠的第二单元电池102a的数量的总和)的约5%或更多且约50%或更少的范围内。

上述具有串联连接结构的外部电极组件102可以根据温度变化在电气特性上具有较小的变化。例如,即便在低温环境下,具有串联联接结构的外部电极组件102也可以提供稳定的电力。

构成第二负极123的锂钛氧化物在充电或放电操作时基本上没有体积变化,并且无论是否执行充电或放电均可以具有比石墨(例如,第一负极113)的导电率低的导电率。锂可以具有如下特性:在放电状态下其具有的导电率变得比在充电状态下的导电率低。即便产生短路(例如,内部短路),锂钛氧化物的这种特性也可以被用来抑制短路的范围或区域的扩大,并且可以被用来抑制快速放电现象。例如,通过由锂钛氧化物形成第二负极123,可以确保比基于石墨的单元电池(例如,第一单元电池101a)或电极组件更高的安全性以防止发热、着火或热击穿。

由于锂钛氧化物在比石墨材料发生反应的电压高例如大约1V或更高的电压发生反应,因此,使用锂钛氧化物作为负极的电极组件的能量密度低于使用石墨材料作为负极的电极组件或二次电池的能量密度。通过使用具有橄榄石结构且包括过渡金属的磷酸锂来形成第二正极121从而可以至少部分补偿上述能量密度的减少。因此,利用具有第二正极121和第二负极123的单元电池(例如,第二单元电池102a),其中,所述第二正极121由具有橄榄石结构的磷酸铁锂(LiFePO4)制成并在大约3.4V的电压下反应,第二负极123由锂钛氧化物制成,可以确保大约1.9V的输出电压。

由通过上述部件的组合而形成的单元电池所组成的电极组件(例如,外部电极组件102)可以通过串联连接多个第二单元电池102a而被用于商业化电子装置的电源。例如,通过串联连接具有大约1.9V的输出电压的多个第二单元电池102a或外部电极组件102,可以实现具有近似4V的输出电压的二次电池。

其中第二正极121和第二负极123由上述组成形成的二次电池(例如,外部电极组件102)在整个放电部分中将具有基本恒定的输出电压。由于上述的电极构成的特性,外部电极组件102的能量密度可能会稍低于内部电极组件101的能量密度,对于这种情况可以通过串联连接多个外部电极组件102来补偿。

类似于内部电极组件101的结构,第一基底199a或第二基底199b可以被插设在两个临近的第二单元电池102a之间。在堆叠内部电极组件101和外部电极组件102时,第一正极111和第二正极121可以被设置为彼此面对并在它们之间插设第一基底199a。或者,在堆叠内部电极组件101和外部电极组件102时,第一正极111和第二正极121可以被设置为彼此面对并在它们之间插设第二基底199b。插设在两个临近的第二单元电池102a之间的基底的排列基本上与上述内部电极组件101的第一基底199a和第二基底199b的排列类似,因此省略说明。

图4示出了根据实施例的电池。

参照图4,电池400包括壳体403、内部电极组件401和外部电极组件402,内部电极组件401和外部电极组件402被壳体403封装。壳体403包括第一面F1以及第二面F2,并且可以包括袋状结构或罐状结构,该结构在第一面F1与第二面F2之间的空间中封装内部电极组件401和外部电极组件402。在壳体403中,多个外部电极组件402可以被设置为彼此面对并且在它们之间插设有内部电极组件401。例如,一对外部电极组件可以被分别设置为邻接第一面和第二面。外部电极组件402可以被分别设置在第一面F1与内部电极组件401之间以及第二面F2与内部电极组件401之间。

内部电极组件401包括至少一个第一单元电池401a。内部电极组件401通过弯折一个第一单元电池401a(例如,果冻卷结构)而形成,并且所述第一单元电池401a的一部分可以包括与所述第一单元电池401a的另一部分堆叠的结构。由于第一单元电池401a的层间结构与图2的第一单元电池101a的层间结构相似,因此省略详细说明。

内部电极组件401也可以通过对平坦并且不弯折的多个第一单元电池401a堆叠而形成,类似于图2的堆叠结构。内部电极组件401也可以通过堆叠被弯折的多个第一单元电池401a而形成。

外部电极组件402包括至少一个第二单元电池402a。外部电极组件402通过弯折一个第二单元电池402a而形成,并且所述第二单元电池402a的一部分可以包括与所述第二单元电池402a的另一部分堆叠的结构。外部电极组件402也可以通过堆叠多个第二单元电池402a而形成,类似于图3的堆叠结构。内部电极组件401也可以通过堆叠被弯折的多个第二单元电池402a而形成。外部电极组件402可以被设置为分别邻接第一面F1和第二面F2并且在它们之间插设内部电极组件401。

类似于上述实施例,外部电极组件402相比于内部电极组件401可以具有更低的能量密度以及更高的电稳定性。例如,如果内部电极组件401包括具有锂钴氧化物形成的正极和石墨形成的负极的结构,则外部电极组件402可以包括这样的结构,该结构具有含有过渡金属的磷酸锂形成的正极和锂钛氧化物形成的负极。通过处理在电池400的外部的外部电极组件402,可以缓解或阻断外部冲击等传递到内部电极组件401。例如,通过高安全性的外部电极组件402的布置,可以防止损坏第一单元电池401a。

内部电极组件401至少部分地被外部电极组件402所包覆并且可以具有高能量密度。因此,内部电极组件401和外部电极组件402的构成或排列可以使电池400与只由石墨形成的阴极结构的二次电池相比更安全,同时可以确保电池400更高的能量密度。

为了提高安全性,例如,为了阻断外部的冲击传递到内部电极组件或第一单元电池,第二单元电池的堆叠数量或弯折次数可以为总堆叠或弯折次数的大约5%或更多。本文中,“总堆叠数量”可以指如图1所示的第一单元电池101a和第二单元电池102a的堆叠的总数目。“总弯折次数”可以指在图4中第一单元电池401a的弯折次数以及第二单元电池402a的弯折次数的总和。

为了抑制能量密度劣化,内部电极组件的充电或放电电容可以为电池的总充电或放电电容的约50%或更多。考虑到这些情况,第二单元电池的堆叠或弯折次数可以为总堆叠或弯折次数的约5%或更多且约50%或更少,或者内部电极组件的体积可以为电池的总体积的约50%或更多且95%或更少,或者内部电极组件的充电或放电电容可以为电池的充电或放电电容的约50%或更多且95%或更少。

在电子装置中提供上述电池用以向所述电子装置(例如,处理器、存储器、声音输出装置、显示装置、音频模块、传感器模块、接口、触觉模块、相机模块或者通信模块)的电路元件或电气部件供电。可以在电子装置中提供电池从而向上述电路元件或电气部件提供电力,同时通过电子装置的电路元件(例如,电力管理模块)来控制电池。

图5和图6示出了根据实施例的在电池中的内部电极组件与外部电极组件之间的连接结构。

更具体地,图5和图6示出了在内部电极组件501或601与外部电极组件502或602之间的电连接结构,其中,内部电极组件501或601和外部电极组件502或602的实际排列结构可以与附图中所示的不同。例如,内部电极组件501或601和外部电极组件502或602的实际排列可以与图1或图4中所示的排列相同或相似。

参照图5,电池500包括内部电极组件501与外部电极组件502以并联方式连接的结构。每个外部电极组件502均包括由包含过渡金属的磷酸锂制成的正极和由锂钛氧化物制成的负极,并且具有比内部电极组件501的能量密度更低的能量密度(例如,更低的输出电压)。然而,外部电极组件500可以具有在电池500的整个放电部分(或放电时间)输出相对恒定的电压的特性。例如,即便当外部环境例如温度改变时,也可以提供稳定的电源。

参照图6,在电池600中,多个(例如,一对)外部电极组件602以串联的方式连接,并且内部电极组件601与外部电极组件602的串联连接结构并联。例如,可以通过串联连接多个外部电极组件602来补偿外部电极组件602本身的低能量密度或低输出电压。

图7和图8是示出了根据实施例的电池的放电特性的曲线图。

参照图7,曲线701示出仅包括单元电池的电池的放电特性,每个单元电池具有如下组成:由锂钴氧化物制成的正极和由石墨制成的负极。基于曲线701,基于锂钴氧化物-石墨的电池具有高能量密度。然而,如上所述,在由于发生外部的振动导致内部短路时,存在发热或着火的风险。

曲线702示出仅包括单元电池的电池的放电特性,每个单元电池具有如下组成:由具有橄榄石结构的磷酸锂制成的正极和由锂钛氧化物制成的负极。基于曲线702,基于磷酸锂-锂钛氧化物的电池可以具有低能量密度,但在整个放电部分(或放电时间)可以具有相对恒定的输出电压。如上所述,即便产生内部短路等,也可以抑制发热或着火。

如上所述,电池可以包括基于磷酸锂-锂钛氧化物的单元电池,以及基于锂钴氧化物-石墨的单元电池。多个第二单元电池102a和402a被设置在壳体的表面侧(例如,图4中的第一面F1和第二面F2),从而可以缓和施加于第一单元电池101a或401a的外部的冲击,或者阻止外部的冲击到达第一单元电池101a或401a。例如,电池100和400与具有曲线701的放电特性的电池相比可以具有更高的安全性。

曲线703示出电池的放电特性,其中,第二单元电池102a或402a的堆叠数量或弯折次数为总堆叠数量或弯折次数的约20%。具体而言,曲线703示出具有图5的并联连接结构的电池500的放电特性。

参照曲线703,电池具有比基于锂钴氧化物-石墨的电池的能量密度稍低的能量密度,但具有接近于基于锂钴氧化物-石墨的电池的充电或放电电容的充电或放电电容。例如,电池在充电或放电电容方面具有与基于锂钴氧化物-石墨的电池相似的性能,同时也具备改善的安全性。

参照图8,曲线801示出仅包括单元电池的电池的放电特性,每个单元电池由如下组成:由锂钴氧化物制成的正极和由石墨制成的负极。由于曲线801可以与曲线701基本上相同,因此省略详细说明。

曲线802示出具有串联连接的一对单元电池的构造的电池的放电特性,每个单元电池均具有如下组成:由具有橄榄石结构并且包含过渡金属的磷酸锂制成的正极和由锂钛氧化物制成的负极。

将曲线802与曲线702进行比较,能够看出通过将基于磷酸锂-锂钛氧化物的单元电池串联连接,可以确保更高的能量密度(例如,输出电压)。在如此的串联连接结构中,电池可以在整个放电部分(或放电时间)具有相对恒定的输出电压。如上所述,负极由其导电率比石墨的导电率低的锂钛氧化物制成,因此即便产生内部短路也可以抑制发热或着火。

电池可以包括基于磷酸锂-锂钛氧化物的单元电池,以及基于锂钴氧化物-石墨的单元电池。多个第二单元电池102a和402a被设置在壳体403的表面侧F1和F2,同时以串联的方式连接,从而可以阻断或缓和施加于第一单元电池101a或401a的外部冲击。例如,电池100和400比具有曲线701的放电特性的电池更安全。

曲线803示出了电池600的放电特性,其中第二单元电池102a或者402a的堆叠数量或弯折次数为具有图6的连接结构(例如,串联/并联连接结构)的总堆叠数量或弯折次数的约20%。

参照曲线803,能够看出具有串联/并联连接结构的电池具有与基于锂钴氧化物-石墨的电池的充电或放电电容基本上相等的充电或放电电容。另外,在执行了大约75%或更多的放电的部分中,该电池与基于锂钴氧化物-石墨的电池相比提供了更稳定的输出电压而不使输出电压降低。例如,根据单元电池之间的连接结构或者内部电极结构与外部电极结构之间的连接结构,该电池与基于锂钴氧化物-石墨的电池相比可以具有改善的安全性,同时具有改善的放电特性。

图9示出了根据实施例的网络环境中的电子装置。

图9是示出根据各种实施例的网络环境900中的电子装置901的框图。参照图9,网络环境900中的电子装置901可经由第一网络998(例如,短距离无线通信网络)与电子装置902进行通信,或者经由第二网络999(例如,长距离无线通信网络)与电子装置904或服务器908进行通信。根据实施例,电子装置901可经由服务器908与电子装置904进行通信。根据实施例,电子装置901可包括处理器920、存储器930、输入装置950、声音输出装置955、显示装置960、音频模块970、传感器模块976、接口977、触觉模块979、相机模块980、电力管理模块988、电池989、通信模块990、用户识别模块(SIM)996或天线模块997。在一些实施例中,可从电子装置901中省略所述部件中的至少一个(例如,显示装置960或相机模块980),或者可将一个或更多个其它部件添加到电子装置901中。在一些实施例中,可将所述部件中的一些部件实现为单个集成电路。例如,可将传感器模块976(例如,指纹传感器、虹膜传感器、或照度传感器)实现为嵌入在显示装置960(例如,显示器)中。

处理器920可运行例如软件(例如,程序940)来控制电子装置901的与处理器920连接的至少一个其它部件(例如,硬件部件或软件部件),并可执行各种数据处理或计算。根据一个实施例,作为所述数据处理或计算的至少部分,处理器920可将从另一部件(例如,传感器模块976或通信模块990)接收到的命令或数据加载到易失性存储器932中,对存储在易失性存储器932中的命令或数据进行处理,并将结果数据存储在非易失性存储器934中。根据实施例,处理器920可包括主处理器921(例如,中央处理器(CPU)或应用处理器(AP))以及与主处理器921在操作上独立的或者相结合的辅助处理器923(例如,图形处理单元(GPU)、图像信号处理器(ISP)、传感器中枢处理器或通信处理器(CP))。另外地或者可选择地,辅助处理器923可被适配为比主处理器921耗电更少,或者被适配为具体用于指定的功能。可将辅助处理器923实现为与主处理器921分离,或者实现为主处理器921的部分。

在主处理器921处于未激活(例如,睡眠)状态时,辅助处理器923可控制与电子装置901(而非主处理器921)的部件之中的至少一个部件(例如,显示装置960、传感器模块976或通信模块990)相关的功能或状态中的至少一些,或者在主处理器921处于激活状态(例如,运行应用)时,辅助处理器923可与主处理器921一起来控制与电子装置901的部件之中的至少一个部件(例如,显示装置960、传感器模块976或通信模块990)相关的功能或状态中的至少一些。根据实施例,可将辅助处理器923(例如,图像信号处理器或通信处理器)实现为在功能上与辅助处理器923相关的另一部件(例如,相机模块980或通信模块990)的部分。

存储器930可存储由电子装置901的至少一个部件(例如,处理器920或传感器模块976)使用的各种数据。所述各种数据可包括例如软件(例如,程序940)以及针对与其相关的命令的输入数据或输出数据。存储器930可包括易失性存储器932或非易失性存储器934。

可将程序940作为软件存储在存储器930中,并且程序940可包括例如操作系统(OS)942、中间件944或应用946。

输入装置950可从电子装置901的外部(例如,用户)接收将由电子装置901的其它部件(例如,处理器920)使用的命令或数据。输入装置950可包括例如麦克风、鼠标、键盘或数字笔(例如,手写笔)。

声音输出装置955可将声音信号输出到电子装置901的外部。声音输出装置955可包括例如扬声器或接收器。扬声器可用于诸如播放多媒体或播放唱片的通用目的,接收器可用于呼入呼叫。根据实施例,可将接收器实现为与扬声器分离,或实现为扬声器的部分。

显示装置960可向电子装置901的外部(例如,用户)视觉地提供信息。显示装置960可包括例如显示器、全息装置或投影仪以及用于控制显示器、全息装置和投影仪中的相应一个的控制电路。根据实施例,显示装置960可包括被适配为检测触摸的触摸电路或被适配为测量由触摸引起的力的强度的传感器电路(例如,压力传感器)。

音频模块970可将声音转换为电信号,反之亦可。根据实施例,音频模块970可经由输入装置950获得声音,或者经由声音输出装置955或与电子装置901直接(例如,有线地)连接或无线连接的外部电子装置(例如,电子装置902)的耳机输出声音。

传感器模块976可检测电子装置901的操作状态(例如,功率或温度)或电子装置901外部的环境状态(例如,用户的状态),然后产生与检测到的状态相应的电信号或数据值。根据实施例,传感器模块976可包括例如手势传感器、陀螺仪传感器、大气压力传感器、磁性传感器、加速度传感器、握持传感器、接近传感器、颜色传感器、红外(IR)传感器、生物特征传感器、温度传感器、湿度传感器或照度传感器。

接口977可支持将用来使电子装置901与外部电子装置(例如,电子装置902)直接(例如,有线地)或无线连接的一个或更多个特定协议。根据实施例,接口977可包括例如高清晰度多媒体接口(HDMI)、通用串行总线(USB)接口、安全数字(SD)卡接口或音频接口。

连接端978可包括连接器,其中,电子装置901可经由所述连接器与外部电子装置(例如,电子装置902)物理连接。根据实施例,连接端978可包括例如HDMI连接器、USB连接器、SD卡连接器或音频连接器(例如,耳机连接器)。

触觉模块979可将电信号转换为可被用户经由他的触觉或动觉识别的机械刺激(例如,振动或运动)或电刺激。根据实施例,触觉模块979可包括例如电机、压电元件或电刺激器。

相机模块980可捕获静止图像或运动图像。根据实施例,相机模块980可包括一个或更多个透镜、图像传感器、图像信号处理器或闪光灯。

电力管理模块988可管理对电子装置901的供电。根据实施例,可将电力管理模块988实现为例如电力管理集成电路(PMIC)的至少部分。

电池989可对电子装置901的至少一个部件供电。根据实施例,电池989可包括例如不可充电的原电池、可充电的蓄电池、或燃料电池。

通信模块990可支持在电子装置901与外部电子装置(例如,电子装置902、电子装置904或服务器908)之间建立直接(例如,有线)通信信道或无线通信信道,并经由建立的通信信道执行通信。通信模块990可包括能够与处理器920(例如,应用处理器(AP))独立操作的一个或更多个通信处理器,并支持直接(例如,有线)通信或无线通信。根据实施例,通信模块990可包括无线通信模块992(例如,蜂窝通信模块、短距离无线通信模块或全球导航卫星系统(GNSS)通信模块)或有线通信模块994(例如,局域网(LAN)通信模块或电力线通信(PLC)模块)。这些通信模块中的相应一个可经由第一网络998(例如,短距离通信网络,诸如蓝牙、无线保真(Wi-Fi)直连或红外数据协会(IrDA))或第二网络999(例如,长距离通信网络,诸如蜂窝网络、互联网、或计算机网络(例如,LAN或广域网(WAN)))与外部电子装置进行通信。可将这些各种类型的通信模块实现为单个部件(例如,单个芯片),或可将这些各种类型的通信模块实现为彼此分离的多个部件(例如,多个芯片)。无线通信模块992可使用存储在用户识别模块996中的用户信息(例如,国际移动用户识别码(IMSI))识别并验证通信网络(诸如第一网络998或第二网络999)中的电子装置901。

天线模块997可将信号或电力发送到电子装置901的外部(例如,外部电子装置)或者从电子装置901的外部(例如,外部电子装置)接收信号或电力。根据实施例,天线模块997可包括天线,所述天线包括辐射元件,所述辐射元件由形成在基底(例如,PCB)中或形成在基底上的导电材料或导电图案构成。根据实施例,天线模块997可包括多个天线。在这种情况下,可由例如通信模块990(例如,无线通信模块992)从所述多个天线中选择适合于在通信网络(诸如第一网络998或第二网络999)中使用的通信方案的至少一个天线。随后可经由所选择的至少一个天线在通信模块990和外部电子装置之间发送或接收信号或电力。根据实施例,除了辐射元件之外的另外的部件(例如,射频集成电路(RFIC))可附加地形成为天线模块997的一部分。

上述部件中的至少一些可经由外设间通信方案(例如,总线、通用输入输出(GPIO)、串行外设接口(SPI)或移动工业处理器接口(MIPI))相互连接并在它们之间通信地传送信号(例如,命令或数据)。

根据实施例,可经由与第二网络999连接的服务器908在电子装置901和外部电子装置904之间发送或接收命令或数据。电子装置902和电子装置904中的每一个可以是与电子装置901相同类型的装置,或者是与电子装置901不同类型的装置。根据实施例,将在电子装置901运行的全部操作或一些操作可在外部电子装置902、外部电子装置904或服务器908中的一个或更多个运行。例如,如果电子装置901应该自动执行功能或服务或者应该响应于来自用户或另一装置的请求执行功能或服务,则电子装置901可请求所述一个或更多个外部电子装置执行所述功能或服务中的至少部分,而不是运行所述功能或服务,或者电子装置901除了运行所述功能或服务以外,还可请求所述一个或更多个外部电子装置执行所述功能或服务中的至少部分。接收到所述请求的所述一个或更多个外部电子装置可执行所述功能或服务中的所请求的所述至少部分,或者执行与所述请求相关的另外功能或另外服务,并将执行的结果传送到电子装置901。电子装置901可在对所述结果进行进一步处理的情况下或者在不对所述结果进行进一步处理的情况下将所述结果提供作为对所述请求的至少部分答复。为此,可使用例如云计算技术、分布式计算技术或客户机-服务器计算技术。

根据实施例,电池可以包括:壳体,其包括第一面以及第二面;至少一个第一单元电池,其包括第一正极、第一分隔件和第一负极,该第一负极在第一单元电池被放电的状态下具有第一导电率的特性;以及多个第二单元电池,均包括第二正极、第二分隔件和第二负极,该第二负极在多个第二单元电池被放电的状态下具有比第一导电率低的第二导电率的特性。多个第二单元电池可以分别被设置在壳体内以邻接第一面和第二面,并且至少一个第一单元电池可以被插设到多个第二单元电池之间。

第一负极可以包括石墨,并且第二负极可以包括锂钛氧化物。

多个第二单元电池的第一个被设置为邻接第一面,多个第二单元电池的第二个被设置为邻接第二面,并且所述多个第二单元电池的第一个和所述多个第二单元电池的第二个彼此可以以串联的方式连接,并且所述第一单元电池可以与所述多个第二单元电池的第一个和所述多个第二单元电池的第二个的串联结构并联地连接。

第二正极可以包括具有橄榄石结构并且包括钴、锰、铁中的至少一个的磷酸锂,并且第二负极可以包括锂钛氧化物。

第一正极可以包括锂钴氧化物,并且第一负极可以包括石墨。

至少一个第一单元电池可以被弯折以包括堆叠结构,其中第一单元电池的一部分与该第一单元电池的另一部分堆叠,并且,多个第二单元电池的至少一个可以被弯折以包括堆叠结构,其中该多个第二单元电池的至少一个的一部分与该多个第二单元电池的至少一个的另一部分堆叠。

多个第二单元电池的弯折次数可以是至少一个第一单元电池的弯折次数和多个第二单元电池的弯折次数的总和的大约5%或更多并且大约50%或更少。

多个第一单元电池可以堆叠,并且多个第二单元电池可以与第一单元电池一起堆叠。

多个第二单元电池的堆叠数量可以为第一单元电池的堆叠数量以及多个第二单元电池的堆叠数量的总和的大约5%或更多并且大约50%或更少。

第二正极包括具有橄榄石结构并且含有钴、锰、铁中的至少一个的磷酸锂。磷酸锂可以为“LiCoxMnyFezPO4”的构成,并且可以满足如下情况:0≤x≤1、0≤y≤1、0≤z≤1并且x+y+z=1。

第二负极可以包括具有Li4Ti4O12的构成的锂钛氧化物。

第一正极可以包括锂钴氧化物并且第一负极可以包括石墨。

壳体可以包括袋状结构或罐状结构,其封装至少一个第一单元电池以及多个第二单元电池。

第二负极可以包括如下材料,其在放电状态下的导电率比在充电状态下的导电率低。

根据实施例,电子装置可以包括至少一个电路元件,以及电连接于所述至少一个电路元件的电池。电池可以包括:壳体,其包括第一面和第二面;至少一个第一单元电池,其包括第一正极、第一分隔件以及第一负极,该第一负极在第一单元电池被放电的状态下具有第一导电率的特性;以及多个第二单元电池,均包括第二正极、第二分隔件以及第二负极,该第二负极在多个第二单元电池被放电的状态下具有比第一电状态低的第二导电率的特性。多个第二单元电池可以分别被设置在所述壳体内以邻接于所述第一面和所述第二面,并且至少一个单元电池可以被插设在多个第二单元电池之间。

第一负极可以包括石墨,并且第二负极可以包括锂钛氧化物。

第二正极可以包括具有橄榄石结构并且含有钴、锰、铁中的至少一个的磷酸锂。

第二正极可以包括“LiCoxMnyFezPO4”的构成,其中,可以满足如下情况:0≤x≤1、0≤y≤1、0≤z≤1并且x+y+z=1。

第一正极可以包括锂钴氧化物。

根据实施例,可充电的电池可以包括:壳体,其包括第一面以及第二面;内部电极组件,其包括至少一个第一单元电池,所述至少一个第一单元电池包括第一正极、第一分隔件和第一负极;以及外部电极组件,每个外部电极组件包括至少一个第二单元电池,所述至少一个第二单元电池包括第二正极、第二分隔件以及第二负极。第一正极可以包括锂钴氧化物,第一负极可以包括石墨,第二正极可以包括具有橄榄石结构并且含有过渡金属的磷酸锂,并且第二负极可以包括锂钛氧化物。外部电极组件可以分别被设置在所述壳体内以邻接于所述第一面和所述第二面,并且内部电极组件可以被插设在外部电极组件之间。内部电极组件的充电或放电电容可以为电池的总充电或放电电容的50%或更多且95%或更少。

尽管参照本公开的某些实施例来说明并描述了本公开,但本领域技术人员可以理解的是在不脱离由所附权利要求所限定的本公开的精神和范围的情况下,可以进行形式和细节上的各种改变。

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