一種可充電電池及其充電裝置的製作方法
2023-10-17 15:07:49 1
專利名稱：一種可充電電池及其充電裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及電源裝置，尤其是涉及一種可以充放電的電池和為電池充電的裝置。適用於可攜式電子裝置的供電和充電。
背景技術：
目前市面上有很多的一次性電池，如鹼性電池、一次鋰電池、鎳鎘電池和鎳氫電池等，其原理是將化學能轉化為電能，往往使用一段時間後電能耗盡。每次使用完就不能用，使用起來不僅花費大，而且會對環境造成很大的汙染。
傳統的可充電電池，其充電方法是直接將電能轉化為化學能。特別是鋰離子電池，過充電和過放電都會損壞電池，甚至有爆炸的隱患。並且其輸出電壓，往往不符合通常電子裝置的工作電壓。
傳統的電池充電裝置，其充電對象往往是一種型號的電池，如要對不同型號的電池充電，需購買數種不同的電池充電裝置。特別是對於充電電極與放電電極不共用的充電電池，則需要一種專用的充電裝置。
發明內容
為了彌補上述缺陷，本發明的目的在於，提供一種穩定、安全、與一次性電池的輸出電壓一致的可充電電池；並且提供一種能為該充電電池以及不同型號電芯類型、容量相同或相近的電池充電的裝置。
為達到上述目的，本發明採用如下的技術方案設計一種可充電電池，它包括充電電芯，與充電電芯連接的充放電路，所述充電電芯和充放電路被封裝在電池殼體內，所述可充電電池的殼體分別設置有正極、充電負極和放電負極。其中正極位於電池頂部的中心，充電負極位於電池頂部正極的外圈，放電負極位於電池的底部。
所述充放電路包括過電壓保護電路、欠電壓保護電路和過電流保護電路。由此能有效的防止可充電電池的過度充電和過度放電，從而延長可充電電池的使用壽命。
所述充放電路還包括降壓電路，該降壓電路為電晶體降壓輸出電路。降壓電路的作用是使可充電電池的輸出電壓符合通常電子裝置的工作電壓，以取代頻繁更換的一次電池，有利於節約資源和環保。
所述充放電路固定在所述充電電芯的正極端，充電電芯與充放電路的連接導線為條形鎳片。
所述充放電路含有保護晶片U1、場效應管U2-A和U2-B，所述場效應管U2-A和U2-B互相串接，它們的控制信號輸入端分別連接晶片U1的信號輸出端CO和DO；作為降壓電路的晶體三極體Q1串接在保護電路的充電負極和連接負載的放電負極之間。
設計一種電池充電裝置，它包括輸入交流電源、輸出低壓直流電源的充電主體；與充電主體電連接的固定在充電底座內的控制調整電路；充電底座上安裝有可更換的電池盒；該電池盒內設置有與所述可充電電池的正極和充電負極相對應的充電觸點。所述電池盒內的充電觸點為安裝在一端可與電池頂部中心的正極相接觸的彈性元件和安裝在同一端可與電池頂部正極外圈的充電負極相接觸的彈性元件。
所述充電底座內的控制調整電路包括可接入低壓直流電源的輸入電路，依次連接線性調整電路和充電輸出電路，以及從輸出電路引出又接入線性調整電路的反饋控制電路。
所述電池盒與充電底座的接合面設有一對可分別連接控制調整電路輸出端的電連接點。當電池盒與充電底座組合時，連接到充電底座內的輸出電路輸出端。
與現有技術相比較，使用本發明可充電電池及其充電裝置的技術方案具有如下優點1.可充電電池的放電輸出電壓與一次性電池的輸出電壓一致。
2.可充電電池的充放電過程有保護，因此使用安全、可靠、壽命長。
3.充電裝置可為正極與充電負極在同一端的可充電電池充電。
4.一套充電主體和充電底座，更換不同的電池盒，可為不同型號的電池充電。
本發明的
如下圖1為本發明可充電電池的電路原理方框圖。
圖2為本發明可充電電池實施例的充放電路原理示意圖。
圖3為本發明可充電電池實施例的組裝結構示意圖。
圖4為本發明電池充電裝置的原理方框圖。
圖5為本發明電池充電裝置的充電底座內的控制調整電路原理示意圖。
圖6為本發明電池充電裝置實施例的充電底座和電池盒組合的元件示意圖。
具體實施例方式
下面結合附圖來說明本發明一種可充電電池及其充電裝置的實施例。
如圖1所示，該款可充電電池包括，鋰離子充電電芯和連接電芯的保護電路和降壓電路組成的充放電路。
因為鋰離子電芯對電壓要求比較嚴格，過充電和過放電都會損壞電池，所以我們採用了理光公司的專用單節鋰電池保護晶片U1，型號為R5426。通過在充放電路上串入兩個阻抗很小的場效應管U2-A和U2-B來控制充放電迴路的通斷，以達到保護電池的作用，其電路原理圖如圖2所示。所述充放電路還包括三極體Q1、電容C1～C2以及電阻R1～R2；所述場效應管U2-A和U2-B互相串接，它們的控制信號輸入端分別連接晶片U1的信號輸出端CO和DO。
其工作原理是，場效應管的控制信號由U1偵測鋰離子電芯的電壓和充放電路上的電流的大小。當電芯電壓過高時，U1控制U2-A斷開，停止充電。當電芯電壓過低或放電電流過大時，U1控制U2-B斷開，停止放電。從而達到防止電芯過充電和過放電的目的。故其保護電路為過電壓保護、欠電壓保護和過電流保護的組合。
鋰電芯電壓一般在3.6V到4.2V，如果直接對標稱3V電壓的用電裝置供電，顯然過高。為降低電壓，我們用了一個晶體三極體Q1串入在保護電路的充電負極和連接負載的放電負極間。當電池工作時，一般有電流通過時三極體上會有0.7V-0.8V壓降，這樣，負載兩端得到的電壓就會被降到3V左右。當然，這個電壓不是恆定值，會隨電池電壓而變化，但這個變化值對電子裝置(如數位相機)來說是可以接受的。
如圖3所示，鋰離子電芯2與充放電路1用條形鎳片6、7連接；充放電路1通過支架3、雙面膠14固定在鋰電芯2的正極端；充放電路1的充電負極CH-和放電負極PACK-分別通過條形鎳片5、4連接到鋼殼8和底板81；充放電路1的正極BAT+穿過橡膠圈11置於鋼殼8的頂部的中央，構成電池的正極PACK+；鋰電芯2與條形鎳片4、5、7及鋼殼8之間隔有防火膠紙12和121；底板81的內外分別置有快巴紙9和10，通過雙面膠13固定在鋰電芯2的負極端。電池組裝後包裝在塑料絕緣套管內，留出電池頂部中心的電池正極和正極外圈的充電負極，以及電池底部的放電負極。
如圖4所示，該款充電裝置包括輸入交流電源、輸出低壓直流電源的充電主體；與充電主體電連接的固定在充電底座內的控制調整電路；安裝在充電底座上的帶有充電觸點的可更換的電池盒。
所述充電底座內的控制調整電路包括可接入低壓直流電源的輸入電路，依次連接線性調整電路和充電輸出電路，以及從輸出電路引出又接入線性調整電路的反饋控制電路。其電路原理示意圖，見圖5。所述輸入電路、線性調整電路和輸出電路，以及反饋控制電路，組合安裝在充電底座內的電路板23上。
如圖6所示，充電底座還包括上蓋21和下蓋22，以及固定在電路板23上的接自輸出電路輸出端的接觸板25等。
在圖6中，電池盒內有一對在電池盒與充電底座組合時，可分別電連接充電底座內的控制調整電路的輸出電路輸出端的充電觸點。其中一個充電觸點為安裝在電池盒一端的可與電池頂部中心的正極相接觸的彈性元件26a，另一個充電觸點為安裝在電池盒同一端的可與電池頂部正極外圈的充電負極接觸的彈性元件26b。電池盒還包括承載充電電池的電池託架27、防護蓋28和防護板29，與充電觸點電連接的彈簧片20等。
電池盒可快速安裝在充電底座上，當電池盒與充電底座組合時，電池盒下部的彈簧片20就與充電底座上的接觸板25導通。電池盒內的電池則通過彈性元件26a和26b，彈簧片20和接觸板25與充電底座內的控制調整電路的輸出電路相聯接。
該款可充電電池的實施例具有以下電氣特性
該款充電裝置的實施例具有以下電氣特性
權利要求
1.一種可充電電池，它包括充電電芯，與充電電芯連接的充放電路，所述充電電芯和充放電路被封裝在電池殼體內，其特徵在於所述可充電電池的殼體分別設置有正極、充電負極和放電負極。
2.根據權利要求1所述的可充電電池，其特徵是所述正極位於電池頂部的中心，所述充電負極位於電池頂部正極的外圈，所述放電負極位於電池的底部。
3.根據權利要求1所述的可充電電池，其特徵是所述充放電路包括過電壓保護電路、欠電壓保護電路和過電流保護電路。
4.根據權利要求1所述的可充電電池，其特徵是所述充放電路還包括電晶體降壓輸出電路。
5.根據權利要求1或3所述的可充電電池，其特徵是所述充放電路固定在所述充電電芯的正極端，充電電芯與所述充放電路的連接導線為條形鎳片。
6.根據權利要求5所述的可充電電池，其特徵是所述充放電路含有保護晶片U1、場效應管U2-A和U2-B，所述場效應管U2-A和U2-B互相串接，它們的控制信號輸入端分別連接晶片U1的信號輸出端CO和DO；作為降壓電路的晶體三極體Q1串接在保護電路和放電負極之間。
7.一種電池充電裝置，包括輸入交流電源、輸出低壓直流電源的充電主體；與充電主體電連接的固定在充電底座內的控制調整電路；其特徵是充電底座上安裝有可更換的電池盒；該電池盒內設置有與所述可充電電池的正極和充電負極相對應的充電觸點。
8.根據權利要求7所述的電池充電裝置，其特徵是所述電池盒內的充電觸點為安裝在一端可與電池頂部中心的正極相接觸的彈性元件(26a)和安裝在同一端可與電池頂部正極外圈的充電負極相接觸的彈性元件(26b)。
9.根據權利要求7所述的電池充電裝置，其特徵是所述充電底座內的控制調整電路包括可接入低壓直流電源的輸入電路，依次連接的線性調整電路和充電輸出電路，以及從輸出電路引出又接入線性調整電路的反饋控制電路。
10.根據權利要求8所述的電池充電裝置，其特徵是所述電池盒與充電底座的接合面設有一對可分別連接控制調整電路輸出端的電連接點；當電池盒與充電底座組合時，連接到充電底座內的輸出電路輸出端。
全文摘要
一種可充電電池及其充電裝置，所述可充電電池包括充電電芯和連接電芯的保護電路和降壓電路，降壓電路為電晶體降壓輸出電路。充電電芯與上述電路連接後組裝在電池殼體中，並且分別設置有充電負極和放電負極。其優點是，電池的放電輸出電壓與一次性電池的輸出電壓一致；充放電過程有保護，使用安全、可靠、壽命長。所述充電裝置包括輸入交流電源、輸出低壓直流電源的充電主體；與充電主體電連接的充電底座；安裝在充電底座上的帶有充電觸點的可更換的電池盒。一個充電觸點與電池頂部中心的正極接觸，另一個充電觸點與電池頂部外圈的充電負極接觸。其優點是，可為正極與充電負極在同一端的電池充電；更換不同的電池盒，可為不同型號的電池充電。
文檔編號H02J7/00GK1812178SQ20051008085
公開日2006年8月2日 申請日期2005年6月30日 優先權日2005年1月28日
發明者黃猛 申請人:廣州市展輝電子有限公司