本申請(qǐng)是申請(qǐng)日為2014年07月08日、申請(qǐng)?zhí)枮?01410322556.2、發(fā)明名稱為“電池結(jié)構(gòu)、電子裝置及電池結(jié)構(gòu)的制造方法”的發(fā)明專利申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。

本發(fā)明涉及一種電池結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

目前，隨著科技的進(jìn)步，移動(dòng)電話、平板計(jì)算機(jī)等的電子裝置在尺寸上朝向輕、薄、短、小的方向發(fā)展，使得電子裝置內(nèi)的每一構(gòu)件在尺寸上受到嚴(yán)格地限制。以移動(dòng)電話為例，通常其外殼會(huì)略具弧度以方便使用者握持，然而，由于一般的電池結(jié)構(gòu)的形狀是長方體，當(dāng)電池結(jié)構(gòu)安裝在電子裝置內(nèi)時(shí)，電池結(jié)構(gòu)與弧形外殼之間的空間便會(huì)被浪費(fèi)，進(jìn)而使得電子裝置在尺寸上難以縮減。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種電池結(jié)構(gòu)，其在局部區(qū)域具有階梯狀或弧形等非方正的外型。

本發(fā)明提供一種電子裝置，具有上述的電池結(jié)構(gòu)，以提升電子裝置之內(nèi)部空間的利用率。

本發(fā)明提供一種電池結(jié)構(gòu)的制造方法，其可制造出上述的電池結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明的一種電池結(jié)構(gòu)，包括第一電池單元、第二電池單元、隔離膜及外覆材。第一電池單元包括交錯(cuò)排列的至少一陽極、至少一陰極及位于兩相鄰的陽極與陰極之間的介電層。第二電池單元迭置在第一電池單元上，第二電池單元包括交錯(cuò)排列的至少一陽極、至少一陰極及位于兩相鄰的陽極與陰極之間的介電層，且第一電池單元的尺寸小于第二電池單元的尺寸。隔離膜配置在第一電池單元與第二電池單元之間。外覆材包覆第一電池單元、第二電池單元及隔離膜。

本發(fā)明的一種電子裝置，包括外殼及電池結(jié)構(gòu)。外殼具有內(nèi)部空間。電池結(jié)構(gòu)配置在內(nèi)部空間。電池結(jié)構(gòu)包括第一電池單元、第二電池單元、隔離膜及外覆材。第一電池單元包括交錯(cuò)排列的至少一陽極、至少一陰極及位于兩相鄰的陽極與陰極之間的介電層。第二電池單元迭置在第一電池單元上，第二電池單元包括交錯(cuò)排列的至少一陽極、至少一陰極及位于兩相鄰的陽極與陰極之間的介電層，且第一電池單元的尺寸小于第二電池單元的尺寸。隔離膜配置在第一電池單元與第二電池單元之間。外覆材包覆第一電池單元、第二電池單元及隔離膜。

本發(fā)明的一種電池結(jié)構(gòu)的制造方法，包括下列步驟。提供外覆材，其中外覆材預(yù)先成型出容置空間。配置第一電池單元在容置空間，其中第一電池單元包括交錯(cuò)排列的至少一陽極、至少一陰極及位于兩相鄰的陽極與陰極之間的介電層。沿軸線堆迭第二電池單元于第一電池單元上，其中第二電池單元位于容置空間，第二電池單元包括交錯(cuò)排列的至少一陽極、至少一陰極及位于兩相鄰的陽極與陰極之間的介電層，且第一電池單元的尺寸小于第二電池單元的尺寸。注入電解液至容置空間內(nèi)。密封外覆材。

基于上述，本發(fā)明藉由不同尺寸的第一電池單元與第二電池單元相互迭置的設(shè)計(jì)，來提供電池結(jié)構(gòu)外觀的多變性，應(yīng)用在外殼不方正的電子裝置時(shí)，更可充分地利用電子裝置的內(nèi)部空間。并且，在制造上，藉由預(yù)先成型的外覆材，可使第一電池單元與第二電池單元之間可輕易地維持特定的相對(duì)位置，有效地降低了工藝的困難度。

為讓本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。

附圖說明

圖1a是依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種電池結(jié)構(gòu)的立體示意圖。

圖1b是圖1a的剖面示意圖。

圖1c是圖1a的電池結(jié)構(gòu)的電路示意圖。

圖2是依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種電子裝置的剖面示意圖。

圖3a至圖3d是圖1a的電池結(jié)構(gòu)的制造過程示意圖。

圖4是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種電池結(jié)構(gòu)的立體示意圖。

圖5是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種電池結(jié)構(gòu)的立體示意圖。

圖6是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種電池結(jié)構(gòu)的剖面示意圖。

圖7a至圖7d是圖6的電池結(jié)構(gòu)的制造過程示意圖。

圖8是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種電池結(jié)構(gòu)的立體示意圖。

【符號(hào)說明】

a：軸線l1、l2：長度

s1、s2：尺寸

w1、w2：寬度

10：電子裝置

12：外殼

14：內(nèi)部空間

16：弧面

18：元件

20：成型模具

100、400：電池結(jié)構(gòu)

110、210、310、410：第一電池單元

112：第一表面

114、116：接點(diǎn)

120、220、320、420：第二電池單元

122：第二表面

124、126：接點(diǎn)

130、430：隔離膜

140、240、340、440：外覆材

142：容置空間

144、444：第一區(qū)

145：通口

146、446：第二區(qū)

148：入口

150、450：陽極

160、460：陰極

170、470：介電層

452：側(cè)面

462：側(cè)面

518、549：缺口

具體實(shí)施方式

圖1a是依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種電池結(jié)構(gòu)的立體示意圖。圖1b是圖1a的剖面示意圖。請(qǐng)參閱圖1a及圖1b，本實(shí)施例的電池結(jié)構(gòu)100包括第一電池單元110、第二電池單元120、隔離膜130及外覆材140。第二電池單元120沿軸線a迭置在第一電池單元110上。隔離膜130配置在第一電池單元110與第二電池單元120之間，以使第一電池單元110與第二電池單元120彼此絕緣。

在本實(shí)施例中，第一電池單元110與第二電池單元120分別包括交錯(cuò)排列的多個(gè)陽極150、多個(gè)陰極160及位于兩相鄰的陽極150與陰極160之間的介電層170。第一電池單元110與第二電池單元120分別為卷繞式電池，但本發(fā)明不限于此。如圖1a與圖1b所示，第二電池單元120的尺寸大于第一電池單元110的尺寸，詳細(xì)而言，在圖1a與圖1b中，第二電池單元120的長度l2與寬度w2均大于第一電池單元110的長度l1與寬度w1，而本申請(qǐng)對(duì)高度則無特殊限制。此外，第一電池單元110的陽極150與陰極160的尺寸小于第二電池單元120的陽極150與陰極160的尺寸。

需說明的是，在圖式中為了清楚地區(qū)隔第一電池單元110、第二電池單元120與隔離膜130，而使位在中間的隔離膜130與第一電池單元110及第二電池單元120之間略微間隔一小段距離，實(shí)際上，隔離膜130會(huì)放置在第一電池單元110上，且第二電池單元120會(huì)放置在隔離膜130上，而使隔離膜130的相對(duì)兩面分別接觸第一電池單元110及第二電池單元120。更精確地說，在本實(shí)施例中，隔離膜130只會(huì)接觸第一電池單元110的第一表面112與第二電池單元120的第二表面122，且第一表面112面對(duì)以及絕緣于第二表面122。此外，本申請(qǐng)優(yōu)選的實(shí)施方式中，第一電池單元110的第一表面112上的電極為陰極160，第二電池單元120的第二表面122上的電極也為陰極160，此擺放方式可避免短路的發(fā)生，但本申請(qǐng)不以此為限。

此外，在本實(shí)施例中，第一電池單元110與第二電池單元120并不固定在隔離膜130上。當(dāng)然，在其他實(shí)施例中，第一電池單元110與第二電池單元120也可藉由粘附或熱壓的方式固定在隔離膜130上，而可增加對(duì)位的精準(zhǔn)度，本申請(qǐng)不限于此。外覆材140包覆第一電池單元110、第二電池單元120及隔離膜130。

在本實(shí)施例中，外覆材140為硬質(zhì)殼體，但外覆材140的種類不以此為限制，在其他實(shí)施例中，外覆材140也可是軟質(zhì)的薄膜等。

外覆材140具有容置空間142，第一電池單元110與第二電池單元120位于容置空間142中。更詳細(xì)地說，容置空間142具有相互連通的第一區(qū)144及第二區(qū)146，第一區(qū)144中橫截軸線a的最大截面積小于第二區(qū)146中橫截軸線a的最大截面積。第一電池單元110位于第一區(qū)144，且第二電池單元120位于第二區(qū)146。外覆材140的輪廓實(shí)質(zhì)上符合第一電池單元110與第二電池單元120的輪廓。換句話說，電池結(jié)構(gòu)100在局部的外型上會(huì)呈現(xiàn)例如是階梯狀或是弧形等非一般長方體的造型，以讓出第二電池單元120上方未被第一電池單元110覆蓋的區(qū)域，而使得電池結(jié)構(gòu)100在外觀上較有可變化的空間，而符合其所配置的電子裝置中有限的內(nèi)部空間。

在本實(shí)施例中，第一電池單元110與第二電池單元120的本體是互相絕緣的，僅靠對(duì)外的正極接點(diǎn)114、124與負(fù)極接點(diǎn)116、126電性連接。詳細(xì)而言，圖1c是圖1a的電池結(jié)構(gòu)的電路示意圖。請(qǐng)參閱圖1c，第一電池單元110與第二電池單元120分別具有至少一對(duì)外的接點(diǎn)或墊片(例如是鎳片)。詳細(xì)地說，在本實(shí)施例中，第一電池單元110具有正極接點(diǎn)114及負(fù)極接點(diǎn)116，第二電池單元120具有正極接點(diǎn)124及負(fù)極接點(diǎn)126。第一電池單元110的正極接點(diǎn)114與第二電池單元120的正極接點(diǎn)124電性連接，且第一電池單元110的負(fù)極接點(diǎn)116與第二電池單元120的負(fù)極接點(diǎn)126電性連接之后，再分別電性連接至外部。

圖2是依照本發(fā)明的一實(shí)施例的一種電子裝置的剖面示意圖。請(qǐng)參閱圖2，本實(shí)施例的電子裝置10包括外殼12及電池結(jié)構(gòu)100。外殼12具有內(nèi)部空間14。由圖2可見，外殼12具有弧面16，而使得內(nèi)部空間14并不方正。由于電池結(jié)構(gòu)100在外型上可呈現(xiàn)階梯狀或是弧形的形狀，電池結(jié)構(gòu)100的形狀可依據(jù)電子裝置10的內(nèi)部空間14在容納所需的元件18(例如是電路板、揚(yáng)聲器、鏡頭等)后剩余區(qū)域的形狀來設(shè)計(jì)，以在有限的內(nèi)部空間14中容納所需的元件18及電池結(jié)構(gòu)100。在本實(shí)施例中，電池結(jié)構(gòu)100配置在內(nèi)部空間14中靠近弧面16的區(qū)域，藉由電池結(jié)構(gòu)100的階梯狀表面大致上符合弧面16的輪廓的設(shè)計(jì)，以降低內(nèi)部空間14的浪費(fèi)。

下面將進(jìn)一步地介紹圖1a的電池結(jié)構(gòu)100的制造方式。圖3a至圖3d是圖1a的電池結(jié)構(gòu)的制造過程示意圖。首先，如圖3a所示，提供外覆材140。在本實(shí)施例中，外覆材140預(yù)先被成型而具有容置空間142及連通容置空間142的入口148，容置空間142具有相互連通的第一區(qū)144及第二區(qū)146，第一區(qū)144遠(yuǎn)離入口148，第二區(qū)146靠近入口148，第一區(qū)144及第二區(qū)14之間相互連通的中間形成通口145，第一區(qū)144對(duì)于通口145的正投影小于第二區(qū)146對(duì)于通口145的正投影。換句話說，第一區(qū)144中的最大水平截面積小于第二區(qū)146中的最大水平截面積。設(shè)計(jì)者可視之后要放入容置空間142的第一電池單元110與第二電池單元120的尺寸來決定第一區(qū)144與第二區(qū)146的尺寸，以盡可能地避免浪費(fèi)容置空間142。

接著，如圖3b與圖3c所示，依序?qū)⒌谝浑姵貑卧?10、隔離膜130、第二電池單元120從入口148放入容置空間142中。在本實(shí)施例中，第一電池單元110位于第一區(qū)144，且第二電池單元120位于第二區(qū)146。由于外覆材140已經(jīng)預(yù)先成型出特定的形狀，第一電池單元110與第二電池單元120放入外覆材140內(nèi)之后，便可維持兩者的相對(duì)位置。再來，注入電解液至容置空間142內(nèi)，以使第一電池單元110與第二電池單元120浸泡在電解液中。

接著，如圖3d所示地將靠近入口148位置的外覆材140閉合，并以成型模具20初次熱壓外覆材140。成型模具20的形狀實(shí)質(zhì)上便是電池結(jié)構(gòu)100最后預(yù)定的外輪廓。經(jīng)過此步驟之后，電池結(jié)構(gòu)100大致上成形。再來，從容置空間142內(nèi)抽出多余的氣體與電解液，以減少因容置空間142中的壓力過大而導(dǎo)致外覆材破裂的狀況。接著，再次熱壓以密封外覆材140，最后，可將多余的外覆材140裁切掉，便可得到如圖1a所示的電池結(jié)構(gòu)。當(dāng)然，上述僅為其中一種電池結(jié)構(gòu)100的制造方式，電池結(jié)構(gòu)100的制造方式并不以上述為限制。

此外，請(qǐng)回到圖1a，在圖1a的電池結(jié)構(gòu)100中，第一電池單元110堆迭在第二電池單元120上，外覆材140在第一電池單元110與第二電池單元120的四個(gè)共同側(cè)面中有三個(gè)是平面，一個(gè)是例如是呈兩段式階梯狀的表面，以在此側(cè)面中讓出第二電池單元120上方未被第一電池單元110覆蓋的區(qū)域，而使得電池結(jié)構(gòu)100在外觀上具有變化。但電池結(jié)構(gòu)100的外觀以及第一電池單元110與第二電池單元120之間的相對(duì)位置并不以上述為限制。

圖4是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種電池結(jié)構(gòu)的立體示意圖。請(qǐng)參閱圖4，在圖4中，外覆材240在第一電池單元210與第二電池單元220的四個(gè)共同側(cè)面中僅有兩個(gè)是平面，另外兩個(gè)分別呈兩段式階梯狀的表面。換句話說，第一電池單元210是迭置在第二電池單元220的其中一角落。

圖5是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種電池結(jié)構(gòu)的立體示意圖。請(qǐng)參閱圖5，在圖5中，外覆材340在第一電池單元310與第二電池單元320的四個(gè)共同側(cè)面中僅有一個(gè)是平面，另外三個(gè)則分別呈兩段式階梯狀的表面。此外，在另一未繪示的實(shí)施例中，第一電池單元也可以位在第二電池單元一側(cè)的中央位置，使得外覆材在第一電池單元與第二電池單元的四個(gè)共同側(cè)面均呈兩段式階梯狀的表面。

另外，第一電池單元與第二電池單元的形式并不以卷繞式電池為限制。圖6是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種堆迭式電池的剖面示意圖。在本實(shí)施例中，第一電池單元410位在第一區(qū)444內(nèi)且包括一陽極450、一陰極460及位于陽極450與陰極460之間的一介電層470。第二電池單元420位在第二區(qū)446內(nèi)且包括兩陽極450、一陰極460及位于兩相鄰的陽極450與陰極460之間的兩介電層470。第一區(qū)444的陰極460與第二區(qū)446的陽極450之間隔有一隔離膜430。介電層470與隔離膜430的材料可為相同或不同，但都需要能夠提供絕緣的功效。

值得一提的是，由于一個(gè)陽極450與一個(gè)陰極460便可組成一個(gè)電池單元，因此，在本實(shí)施例中，電池結(jié)構(gòu)400中同樣地也具有多個(gè)電池單元。

這些陽極450與這些陰極460為板狀，并藉由多個(gè)介電層470相互隔開，這些陽極450、陰極460與介電層470沿軸線a堆迭。這些陽極450與這些陰極460分別包括法線方向垂直于軸線a的多個(gè)側(cè)面452、462，這些側(cè)面452、462外露在介電層470，也就是說，在本實(shí)施例中，這些陽極450與陰極460的側(cè)面452、462并未如同卷繞式電池一樣地被這些介電層470遮蔽。

在本實(shí)施例中，通過第一電池單元410具有較小的尺寸s1，第二電池單元420具有較大的尺寸s2，藉由小尺寸的第一電池單元410與大尺寸的第二電池單元420彼此迭置，且外覆材440以實(shí)質(zhì)上符合第一電池單元410與第二電池單元420的輪廓的形式來包覆第一電池單元410與第二電池單元420，電池結(jié)構(gòu)400在外觀上便可呈現(xiàn)出如圖6所示地下大上小的形式。

圖7a至圖7d是圖6的電池結(jié)構(gòu)的制造過程示意圖。與上述的圖1a的電池結(jié)構(gòu)100的制造方式的差異在于，在制造圖6的電池結(jié)構(gòu)400時(shí)，圖7a中外覆材440所預(yù)先成型的第一區(qū)444與第二區(qū)446的尺寸是視之后要放入的陽極450與陰極460的尺寸來決定。之后，如圖7b與圖7c所示，先放入小尺寸的陽極450、介電層470、陰極460，接著放入隔離膜430，再放入大尺寸的陽極450、介電層470、陰極460、介電層470、陽極450。其后，便可如上述的制造方式，如圖7d所示通過成型模具20來初步熱壓、抽氣與抽電解液、再次熱壓、裁切多余外覆材440的方式而完成。

值得一提的是，電池結(jié)構(gòu)400中的陽極450與陰極460數(shù)量并不以上述為限制，在其他實(shí)施例中，電池結(jié)構(gòu)400也可僅具一個(gè)陰極460及兩個(gè)大小不同的陽極450，陰極460位于兩陽極450之間，且陰極460的尺寸可相同于其中一個(gè)陽極450。或者，電池結(jié)構(gòu)400也可僅具一個(gè)陽極450及兩個(gè)大小不同的陰極460，陽極450位于兩陰極460之間，且陽極450的尺寸可相同于其中一個(gè)陰極460，如此一來，電池結(jié)構(gòu)400便可在外觀上呈現(xiàn)出此下大上小的形式。

圖8是依照本發(fā)明的另一實(shí)施例的一種電池結(jié)構(gòu)的立體示意圖。請(qǐng)參閱圖8，電池結(jié)構(gòu)500包括相互堆迭的第一電池單元510、第二電池單元520、位于第一電池單元510與第二電池單元520之間的隔離膜530以及包覆第一電池單元510、第二電池單元520及隔離膜530的外覆材540。在本實(shí)施例中，第一電池單元510為堆迭式電池，第二電池單元520為卷繞式電池。第一電池單元510具有缺口518，外覆材540包覆第一電池單元510與第二電池單元520，而同樣地也在對(duì)應(yīng)于第一電池單元510的缺口518處存在缺口549。

在本實(shí)施例中，電池結(jié)構(gòu)500為了能夠符合其所配置的電子裝置(未繪示)中有限的內(nèi)部空間，電池結(jié)構(gòu)500在外型上可以不是一般長方體的造型，而具有對(duì)應(yīng)于電子裝置形狀的缺口。相較于圖1a的電池結(jié)構(gòu)100的第一電池單元110是卷繞式電池，在本實(shí)施例中，堆迭式電池的第一電池單元510也可以具有同樣的缺口518以填滿外覆材540的上半部，而使得外覆材540的上半部的外輪廓實(shí)質(zhì)上符合第一電池單元510的外輪廓。此外，在本實(shí)施例中，電池結(jié)構(gòu)500同時(shí)具有堆迭式電池以及卷繞式電池，而更具有設(shè)計(jì)上的彈性。

綜上所述，本發(fā)明藉由不同尺寸的第一電池單元與第二電池單元相互迭置的設(shè)計(jì)，來提供電池結(jié)構(gòu)外觀的多變性，應(yīng)用在外殼不方正的電子裝置時(shí)，更可充分地利用電子裝置的內(nèi)部空間。并且，在制造上，藉由預(yù)先成型的外覆材，可使第一電池單元與第二電池單元之間可輕易地維持特定的相對(duì)位置，有效地降低了工藝的困難度。

雖然本發(fā)明已以實(shí)施例公開如上，然其并非用以限定本發(fā)明，本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，當(dāng)可作些許的更動(dòng)與潤飾，故本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視所附權(quán)利要求書界定范圍為準(zhǔn)。