[發明專利]便攜式電源、便攜式計算設備以及產生便攜式電源的方法

有效

• 申請號: 201110042050.2
• 申請日: 2011-02-22
• 公開（公告）號: CN102195011A
• 公開（公告）日: 2011-09-21
• 發明（設計）人: R·S·墨菲;小T·W·威爾森
• 申請（專利權）人: 蘋果公司
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;H01M2/10;H01M2/34;G06F1/26;H01M10/04
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所 11038
• 代理人: 李鎮江

技術領域

所描述的實施例一般涉及用于便攜式計算設備的電池。更具體地，當前的實施例涉及用于便攜式計算設備的電池封裝設計。

背景技術

便攜式計算設備的設計會牽涉復雜的權衡。設計過程中要考慮的幾個因素是表面的吸引力、重量、可制造性、耐用性、熱適應性和功耗。基于一個部件對這些設計因素之一的正向作用選出的部件會對多個其他設計因素之一具有不利的影響。

通常為某類電池的便攜式電源是在便攜式計算設備設計中的重要部件。當便攜式計算設備不靠近諸如壁裝插座的固定式電源時，便攜式電源為它提供工作電力。選擇便攜式電源方面的因素可以是能量密度、形狀因素和耐用性。

能量密度指的是便攜式電源能夠傳送給便攜式計算設備的每給定體積或每給定質量的能量值。形狀因素指的是容納便攜式電源的封裝的形狀。例如，薄的便攜式計算設備對于便攜式電源要求整體形狀因素，該便攜式電源也是薄的。耐用性會涉及與電池單元(cell)相關聯的任何有損害性的元件的防泄漏度(containment)。例如，便攜式電源經常包括需要被容納以避免損害其他電子部件的液體或凝膠類型電解液，此處封裝需要足夠耐用以便在正常工作條件下容納這些有損害性的元件。

用于諸如電池的便攜式電力設備的能量密度會受到所采用的電池單元類型及其相關聯的封裝的影響。封裝設計可以多種方式影響能量密度。首先，每質量的能量密度將隨著封裝的質量的增大而減小。因為封裝給系統增加了質量而不提供額外的能量，所以封裝減小每質量的能量密度。封裝設計的質量可受到耐用性考慮的約束。

其次，每體積的能量密度受到包裝效率的影響，這里包裝效率會受到封裝設計所期望的形狀因素的約束。低效封裝的電池單元可以比高效封裝的電池單元具有每體積的更低能量密度。隨著每體積的能量密度減小，便攜式電力設備占據的體積增大，這對于利用便攜式計算設備是不期望的。

在便攜式計算設備中，通常希望使每個部件的重量和體積最小同時仍維持期望的功能和性能水平。因此，為至少在便攜式計算設備中可用的電池提供耐用、重量輕和高效封裝的外罩組件將是有益的。提供用于滿足上述條件并在設備的工作周期中令人滿意地執行的電池的裝配方法也將是有益的。

發明內容

本說明書描述涉及用于在便攜式計算應用中使用的機殼(enclosure)的系統、方法和裝置的多個實施例。

一方面，描述一種便攜式電源及其制造方法。便攜式電源可以用在便攜式電力設備中，諸如但不限于膝上型計算機、上網本(netbookcomputer)、智能電話和便攜式媒體播放器。便攜式電源可以包括用于裝入電極和諸如鋰離子聚合物電池單元的電池單元中的相關聯的電解液的防泄漏結構(containment?structure)。防泄漏結構可以防止電解液或在便攜式電源工作期間產生的氣體的泄漏。

防泄漏結構可包括剛性框架和與剛性框架結合的金屬箔，其中金屬箔裝入(enclose)剛性框架的一部分、電極組件和電解液。剛性框架可以保護電極，諸如卷繞式電極(electrode?jelly?roll)的邊沿免于壓壞事件，這會損害電極。為了防止短路，金屬箔可以用塑料涂覆，塑料可以使金屬箔與電池單元的電極絕緣。此外，塑料可以用做結合和密封劑。例如，塑料經由熱結合方法可以被熔化，以使金屬箔與剛性框架結合并形成用于容納與電池單元相關聯的液體或凝膠電解液的氣密密封。

電連接器基座(connector?pad)和安全性電路可以與剛性框架耦接。電連接器基座可允許從便攜式電源汲取電力或將電力添加給便攜式電源。安全性電路可以與電連接器基座以及電極組件的陽極和陰極電耦接。在特定實施例中，安全性電路和電連接器基座可以是剛性框架的集成部件或者可以提供成(作為)在裝配期間與剛性框架耦接的模塊化部件。以這種方式提供安全性電路和電連接器基座可以簡化裝配過程。

在另一個實施例中，剛性框架可以包括在便攜式電源裝配期間能夠給防泄漏結構添加電解液的注入器端口。注入器端口可以與軸對準，卷繞式電極圍繞該軸以允許在軸方向上注入電解液。與在橫向方向上注入電解液時相比，以這種方式注入電解液考慮到電解液更快消化(assimilate)到卷繞式電極中。

從下面結合附圖所做的更詳細的描述中，本發明的其他方面和優點將變得顯而易見，其中附圖通過實例示出本發明的原理。

附圖說明

通過結合附圖的以下詳細描述將易于理解本發明，其中相同的附圖標記表示相同的結構元件，并且其中：

圖1顯示裝配之前便攜式電源的部件的透視圖。

圖2顯示裝配之后便攜式電源的透視圖。