能夠同時用於大電流輸出和小電流輸出的鋰離子電池的製作方法

2023-06-10 22:20:46

專利名稱：能夠同時用於大電流輸出和小電流輸出的鋰離子電池的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種帶有特殊迴路的鋰離子電池，尤其是涉及一種能夠同時用 於大電流輸出和小電流輸出的鋰離子電池。本實用新型既能夠用於對汽車、摩託車、滑 板車、多功能車、水上摩託艇、雪地摩託艇、割草機、汽車跨接寶等設備的啟動進行大 電流供電，此時不會因為保護電路板的存在而無法通過大電流；又能夠同時用於上述設 備所攜帶的燈光、喇叭、收音機等電器以及對輸出電源的小電流用電器進行供電，且由 於保護電路板的存在而不會使電池組因放電過深而損壞，屬於一種多用途的啟動電池。
背景技術：
汽車、摩託車、滑板車、多功能車、水上摩託艇、雪地摩託艇、割草機、汽車 跨接寶等設備在啟動時都需要用到啟動電池。目前常用鉛酸啟動電池作為上述設備的啟 動電池，但鉛酸啟動電池存在較多的缺陷。首先，鉛酸啟動電池的性能較差，比如它的重量大、比能量低、循環壽命短 等。其次，鉛酸啟動電池的功率也較小，啟動電流為IOC左右。再次，鉛酸啟動電池中 含有重金屬鉛與硫酸等嚴重染汙環境的成分，國際上正在逐步推廣和實行禁鉛令，許多 國家和地區已對含鉛產品的製造和使用進行了限制，最終將使得用於設備啟動的鉛酸啟 動電池被淘汰。鋰離子電池，特別是磷酸鐵鋰鋰離子電池，如高倍率磷酸鐵鋰聚合物鋰離子電 池，與鉛酸電池相比，其重量輕、體積小、壽命長、瞬間啟動電流大，且不含鉛、鎘和 汞等重金屬汙染元素，具有更高的功率密度、能力密度和安全性。因此，鋰離子電池是 一種較好的用於替代鉛酸電池的啟動電池產品。雖然鋰離子電池具有新型環保、高能與長壽命等優點，且在啟動電池中使用鋰 離子電池替代鉛酸啟動電池已是一種產業趨勢，具有非常廣闊的市場前景，但由於鋰離 子電池組向小功率用電器以小電流放電方式進行供電時，其放電深度大，將會拉大鋰離 子電池組內的各單只電池芯之間的電壓差，從而導致損壞單只電池芯或過充電引起的安 全問題，造成電池組無法使用。儘管目前在小電流放電的移動電源產品中已有電池保護 線路，但在大功率放電的啟動型鋰離子電池產品中，還沒有使用電池保護線路。綜上所述，目前還沒有一種結構簡單、新型環保、安全性能高、使用壽命長， 能夠同時用於大電流輸出和小電流輸出的鋰離子啟動電池，這就限制了汽車跨接寶等移 動電源設備的應用。
發明內容本實用新型的目的在於克服現有技術中存在的上述不足，而提供一種結構設計 合理，新型環保，安全性能高，使用壽命長，既能夠用於提供啟動電流，又能夠進行小 電流供電的能夠同時用於大電流輸出和小電流輸出的鋰離子電池。本實用新型解決上述問題所採用的技術方案是該能夠同時用於大電流輸出和小電流輸出的鋰離子電池的特點在於包括電池組合體、保護電路板、正極大引線、 負極大引線、正極小引線、負極小引線、正極充電引線、負極充電引線和至少三組支撐 墊，所述電池組合體由四塊鋰離子電池串聯而成，該電池組合體中設置有正極和負極， 所述四塊鋰離子電池相互平行，所述兩塊相鄰的鋰離子電池之間均留有間隙，所述每個 間隙中均墊有至少一組支撐墊；所述正極小引線、負極小引線、正極充電引線和負極充 電引線的一端均連接在保護電路板上，該保護電路板與電池組合體相連接，所述正極大 引線的一端和負極大引線的一端分別連接在電池組合體的正極和負極上。上述設計使得 本實用新型不僅能夠用於摩託車、滑板車、多功能車、水上摩託艇、雪地摩託艇、割草 機等設備的啟動，還能夠用於給上述設備上的燈光、喇叭等用電器以及其他輸出電源的 小電流用電器如應急燈、手機、照相機等進行供電；同時，上述設計使得本實用新型的 重量輕、使用壽命長、安全性能高、放電性能好。本實用新型所述電池組合體中設置有五個等勢點，所述電路保護板通過五根線 纜分別與電池組合體中的五個等勢點相連接。由此使得本實用新型可以控制電池組合體 中每塊鋰離子電池的電壓，防止每塊鋰離子電池因過充電或過放電而損壞，確保本實用 新型的使用更加安全，性能更加可靠。本實用新型還包括電池支架，所述電池組合體安裝在電池支架上。由此使得本 實用新型的結構更加牢固，安裝更加方便。本實用新型所述電池組合體中的四塊鋰離子電池的形狀均為扁平的長方體狀， 該四塊鋰離子電池重疊排列。由此使得本實用新型中的四塊鋰離子電池具有更好的抗振 性能和散熱性能，防止鋰離子電池發生形變，從而提高了本實用新型的性能並延長了使 用壽命。本實用新型所述電池組合體中的四塊鋰離子電池通過轉接板串聯。由此使得本 實用新型中電池組合體的結構更加簡單、牢固。本實用新型與現有技術相比，具有以下優點和效果1.不僅具有啟動電池的功能，而且能夠有效地給小電流用電器進行供電；2.電池組合體的裝配方便，構件結構簡單，生產成本低，適用性強；3.重量輕，小於常規鉛酸啟動電池重量的三分之一；4.綠色環保，無鉛、鎘和汞等重金屬汙染問題；5.超高功率，啟動電流大於40C;6.超長的循環使用壽命，充放電次數可大於2000次；7.高安全性，無爆炸與起火等安全問題；8.採用具有平衡充電功能的保護電路板，當用於小電流供電或充電時，即使用 迴路2時，若單塊鋰離子電池的充電電壓大於4V或者放電電壓小於2V，保護電路板能夠 自動切斷電路以保護電池組合體的功能；9.當用於小電流供電或充電時，即使用迴路2時，具有短路與過電流保護的功 能；10.具有均衡四塊單只鋰離子電池中的電壓的功能；11.當四塊鋰離子電池的溫度過高時，保護電路板能夠自動切斷電路以實現保護 功能。[0025]現有的鋰離子電池外殼分為兩大類，一類為金屬外殼，另一類為鋁塑複合膜外 殼。由於軟性的鋁塑膜具有更好的安全性，因此更適用於啟動電池。本實用新型中即採 用鋁塑符合膜作為每單只電芯的外殼。本實用新型中的四塊鋰離子電池單節的電壓均為3.2V，將四塊鋰離子電池串聯 後得到的電壓為12.8V，與現有的12V鉛酸電池的電壓幾乎相同，能夠滿足摩託車、滑板 車、多功能車、水上摩託艇、雪地摩託艇、割草機等設備啟動時所需的電壓。本實用新 型通過迴路1對摩託車、滑板車、多功能車、水上摩託艇、雪地摩託艇、割草機等設備 進行啟動；通過迴路2對上述設備所攜帶的燈光、喇叭、收音機等電器以及輸出電源的 小電流用電器進行供電，如可以對應急燈、手機、照相機等進行供電。當本實用新型用於對摩託車、滑板車、多功能車、水上摩託艇、雪地摩託艇、 割草機等設備進行啟動時，電池組合體中的四塊鋰離子電池的放電深度較小，通常只有 10%左右，因此四塊鋰離子電池之間的電壓差非常小，可以通過迴路1直接進行放電。 當本實用新型用於對小電流用電器進行供電時，即使用迴路2時，電池組合體中的四塊 鋰離子電池的放電深度較大，通常能夠達到90%左右；此時，四塊鋰離子電池之間的電 壓差較大，若四塊鋰離子電池繼續進行放電，電池組合體就會發生損壞。本實用新型中 通過保護電路板來控制四塊鋰離子電池的放電深度，對電池組合體能夠起到很好的保護 作用。另外，當四塊鋰離子電池在充放電過程中溫度過高時，保護電路板能夠自動切斷 電路；當進出四塊鋰離子電池的電流過大時，保護電路板也能夠自動切斷電路；當每塊 鋰離子電池的充電電壓高於4V或者放電電壓低於2V時，保護電路板也能夠自動切斷電 路；保護電路板還能夠均衡四塊鋰離子電池中的電壓，提升電池組合體的整體性能。本實用新型的使用壽命長、啟動電流大、放電性能好，既能夠用於提供啟動電 流，又能夠在保護電路板的保護下進行小電流供電，擴大了汽車跨接寶等應急電源的使 用範圍，並且重量小、無汙染，市場前景非常廣闊。

圖1是本實用新型實施例的電路連接示意圖；圖2是本實用新型實施例中將支撐墊安裝在電池組合體中的結構示意圖；圖3是圖2的俯視結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖並通過實施例對本實用新型作進一步的詳細說明，以下實施例是 對本實用新型的解釋而本實用新型並不局限於以下實施例。實施例參見圖1至圖3，本實施例中能夠同時用於大電流輸出和小電流輸出的鋰離子電 池包括電池組合體1、保護電路板2、正極大引線31、負極大引線32、正極小引線41、 負極小引線42、正極充電引線51、負極充電引線52和三組支撐墊6。其中，電池組合 體1由四塊3.2V的鋰離子電池通過轉接板13串聯而成，使得電池組合體1的總電壓為 12.8V，在電池組合體1中設置有正極11和負極12，即正極11和負極12之間的電壓為 12.8V；電池組合體1與正極大引線31、負極大引線32組成迴路1，可用於摩託車、滑板車、多功能車、水上摩託艇、雪地摩託艇、割草機等設備的啟動；電池組合體1與正極 小引線41、負極小引線42組成迴路2，可用於對小電流用電器進行供電。本實施例電池組合體1中的四塊鋰離子電池分別為一號鋰離子電池81、二號鋰 離子電池82、三號鋰離子電池83和四號鋰離子電池84。這四塊鋰離子電池均是磷酸鐵鋰 鋰離子電池，形狀均為扁平的長方體狀，外殼均為鋁塑複合膜。本實施例中的四塊鋰離 子電池相互平行，且一號鋰離子電池81、二號鋰離子電池82、三號鋰離子電池83和四號 鋰離子電池84由上往下依次重疊排列。在每兩塊相鄰的鋰離子電池之間均留有間隙14， 有利於電池組合體1更好地散熱，大大延長了使用壽命。在電池組合體1中設置有五個 等勢點，分別為一號等勢點91、二號等勢點92、三號等勢點93、四號等勢點94和五號等 勢點95。其中，一號鋰離子電池81在一號等勢點91和二號等勢點92之間，二號鋰離子 電池82在二號等勢點92和三號等勢點93之間，三號鋰離子電池83在三號等勢點93和 四號等勢點94之間，四號鋰離子電池84在四號等勢點94和五號等勢點95之間。在使 用四塊鋰離子電池串聯而成的電池組合體1中的五個等勢點對本領域技術人員來說為公 知常識，此處不再詳述。本實用新型中的鋰離子電池採用磷酸鐵鋰鋰離子電池結構，與 現有技術相同或者相近似。本實施例在四塊鋰離子電池每相鄰兩塊之間的間隙14中均墊有一組支撐墊6， 每組支撐墊6均由兩塊支撐墊6組成。本實施例中的支撐墊6由帶有彈性的塑料泡沫造 成，能夠更好地支撐鋰離子電池，防止鋰離子電池發生形變，確保鋰離子電池具有更好 的抗振性能和散熱性能。本實施例中每組支撐墊6中的支撐墊6的個數均為兩個，本實 用新型每組支撐墊6中支撐墊6的個數可以根據實際需要進行設置，但支撐墊6的組數至 少為三組，即在每個間隙14中至少應墊有一組支撐墊6。本實用新型中的支撐墊6也可 以採用其他彈性材料製造。本實施例中正極大引線31的一端直接連接在電池組合體1的正極11上，負極大 引線32的一端直接連接在電池組合體1的負極12上，使得正極大引線31和負極大引線 32之間的電壓為12.8V，該電壓能夠用於摩託車、滑板車、多功能車、水上摩託艇、雪地 摩託艇、割草機等設備的啟動。本實施例中的保護電路板2上設置有智能晶片，保護電路板2與現有技術相同或 者相近似。本實施例中正極小引線41和負極小引線42的一端均連接在保護電路板2上， 正極充電引線51和負極充電引線52的一端也均連接在保護電路板2上；本實施例中的保 護電路板2通過五根線纜分別與電池組合體1中的五個等勢點相連接，即保護電路板2通 過五根線纜分別與電池組合體1中的一號等勢點91、二號等勢點92、三號等勢點93、四 號等勢點94和五號等勢點95相連接，也就是說本實用新型中的保護電路板2與電池組合 體1相連接。通過保護電路板2能夠從正極小引線41和負極小引線42中輸出小電流， 使得正極小引線41和負極小引線42能夠給小電流用電器進行供電。通過正極充電引線 51和負極充電引線52進行充電時，充電電流經過保護電路板2後再到達電池組合體1的 鋰離子電池中，能夠確保鋰離子電池的充電更加平穩，從而延長電池的使用壽命。本實施例中的保護電路板2通過一號等勢點91和二號等勢點92能夠測得一號鋰 離子電池81的電壓，通過二號等勢點92和三號等勢點93能夠測得二號鋰離子電池82的 電壓，通過三號等勢點93和四號等勢點94能夠測得三號鋰離子電池83的電壓，通過四號等勢點94和五號等勢點95能夠測得四號鋰離子電池84的電壓。當本實施例中的鋰離 子電池用做啟動電池時，由於設備的啟動過程較短，鋰離子電池的放電深度較小，通常 只有10%左右，所以一號鋰離子電池81、二號鋰離子電池82、三號鋰離子電池83和四 號鋰離子電池84之間的壓差較小，鋰離子電池能夠正常運行。當本實施例中的鋰離子電 池給小電流用電器進行供電時，鋰離子電池的放電深度較大，通常能夠達到90%左右， 若一號鋰離子電池81、二號鋰離子電池82、三號鋰離子電池83和四號鋰離子電池84之 間的電壓差過大，則保護電路板2就會自動切斷電路，以確保鋰離子電池的安全性，這 就有利於一號鋰離子電池81、二號鋰離子電池82、三號鋰離子電池83和四號鋰離子電池 84在放電深度較大的情況下更加安全地進行工作；同時，當一號鋰離子電池81、二號鋰 離子電池82、三號鋰離子電池83和四號鋰離子電池84中有一塊鋰離子電池的充電電壓過 高或者放電電壓過低時，保護電路板2也會自動切斷電路。保護電路板2還能夠檢測到 電池組合體1周圍的溫度，一旦電池組合體1的溫度過高時，保護電路板2也會自動切斷 電路；保護電路板2還具有過流保護的功能，一旦通過迴路2的電流過大時保護電路板2 也會立刻切斷電路；保護電路板2還能夠均衡一號鋰離子電池81、二號鋰離子電池82、 三號鋰離子電池83和四號鋰離子電池84中的電壓，使得本實施例中的鋰離子電池能夠更 加平穩地進行充電和放電。由此可見，本實施例中的保護電路板2大大提高了鋰離子電 池在為小電流用電器供電時的安全性能，也延長了鋰離子電池的使用壽命。本實用新型中也可以設置有電池支架，電池組合體1可以安裝在電池支架上進 行使用。需要說明的是，本實用新型中的正極大引線31、負極大引線32、正極小引線41 和負極小引線42中的「大」字和「小」字僅僅作為名稱的一部分以進行區別，並不代 表上述部件的形狀和尺寸。本說明書中所描述的以上內容僅僅是對本實用新型結構所作的舉例說明。本實 用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改、補充， 或採用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型的結構或者超越本權利要求書所定義的 範圍，均應屬於本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種能夠同時用於大電流輸出和小電流輸出的鋰離子電池，其特徵在於包括 電池組合體、保護電路板、正極大引線、負極大引線、正極小引線、負極小引線、正極 充電引線、負極充電引線和至少三組支撐墊，所述電池組合體由四塊鋰離子電池串聯而 成，該電池組合體中設置有正極和負極，所述四塊鋰離子電池相互平行，所述兩塊相鄰 的鋰離子電池之間均留有間隙，所述每個間隙中均墊有至少一組支撐墊；所述正極小引 線、負極小引線、正極充電引線和負極充電引線的一端均連接在保護電路板上，該保護 電路板與電池組合體相連接，所述正極大引線的一端和負極大引線的一端分別連接在電 池組合體的正極和負極上。
2.根據權利要求1所述的能夠同時用於大電流輸出和小電流輸出的鋰離子電池，其特 徵在於所述電池組合體中設置有五個等勢點，所述電路保護板通過五根線纜分別與電 池組合體中的五個等勢點相連接。
3.根據權利要求1或2所述的能夠同時用於大電流輸出和小電流輸出的鋰離子電池， 其特徵在於還包括電池支架，所述電池組合體安裝在電池支架上。
4.根據權利要求1或2所述的能夠同時用於大電流輸出和小電流輸出的鋰離子電池， 其特徵在於所述電池組合體中的四塊鋰離子電池的形狀均為扁平的長方體狀，該四塊 鋰離子電池重疊排列。
5.根據權利要求1或2所述的能夠同時用於大電流輸出和小電流輸出的鋰離子電池， 其特徵在於所述電池組合體中的四塊鋰離子電池通過轉接板串聯。
專利摘要本實用新型涉及一種能夠同時用於大電流輸出和小電流輸出的鋰離子電池。目前還沒有一種新型環保、安全性高，能同時用於大、小電流輸出的鋰離子啟動電池。本實用新型的特徵是包括設有正極和負極電池組合體，與電池組合體相連的保護電路板，一端連接在電池組合體正極上的正極大引線，一端連接在負極上的負極大引線，一端均連接在保護電路板上的正極小引線、負極小引線、正極充電引線和負極充電引線，至少三組支撐墊；電池組合體由四塊鋰離子電池串聯而成，四塊鋰離子電池相互平行，兩塊相鄰的鋰離子電池之間均墊有至少一組支撐墊。本實用新型結構設計合理，新型環保，安全性能高，使用壽命長，既能夠用於提供啟動電流，又能夠進行小電流供電。
文檔編號H02J7/00GK201797336SQ20102029103
公開日2011年4月13日 申請日期2010年8月6日 優先權日2009年12月31日
發明者陳剛 申請人:杭州萬馬高能量電池有限公司