自發電電池的製作方法
2023-05-11 02:11:36
自發電電池的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種自發電電池，包括：殼體，殼體內限定有腔室，殼體上設有正極端子和負極端子；繞組組件，繞組組件沿上下方向可活動地設在腔室內；磁體組件，磁體組件設在殼體內且位於繞組組件的外周壁和殼體的內周壁之間，磁體組件產生磁場且繞組組件在上下方向上活動時切割磁場的磁力線產生感應電動勢；以及電路組件，電路組件具有輸入端和輸出端，輸入端與繞組組件電連接，輸出端包括輸出正極和輸出負極，輸出正極與正極端子電連接，輸出負極和負極端子電連接。根據本實用新型實施例的自發電電池形成為外磁體組件內繞組組件的結構，繞組組件的尺寸減小，內阻顯著減小，發電效率大大提高，功率提升；該自發電電池綠色無汙染，使用壽命長。
【專利說明】自發電電池
【技術領域】
[0001 ] 本實用新型涉及電池【技術領域】，更具體地，涉及一種自發電電池。
【背景技術】
[0002]如今，地球生存環境日益惡化，環境問題日益突出，為了改善環境、建設綠色家園，人類的環保意識不斷提高，人們對低碳生活、綠色能源和環保無汙染產品的追求也不斷提升。隨著科學技術的發展和進步，電子產品的能耗越來越低，而振動能量廣泛分布在周圍的環境中。
[0003]因此，利用電磁式、壓電式和靜電式等發電方式，將環境中的振動能量轉換成電能的能量採集技術變得越來越受關注，通過採集振動能量的自發電裝置來驅動低功耗的電子器件也在日益增多，諸如無線傳感器、無線開關按鈕等電子設備。
[0004]目前，很多如遙控器、無線滑鼠、手電筒、傳感器等的低功耗電子產品主要使用普通鎳鎘電池供電，而普通的鎳鎘電池使用壽命短、需要頻繁更換，造成資源浪費，並且普通鎳鎘電池內含有鉛、汞等重金屬，會對人類的生活環境及生態環境造成汙染。特別是對於一些特殊場合的電子設備，由於更換電池不方便，維護電池所需的成本較高。
[0005]因此，電池的結構仍有待改進。
實用新型內容
[0006]本實用新型旨在至少在一定程度上解決相關技術中的技術問題之一。為此，本實用新型的一個目的在於提出一種綠色無汙染、使用壽命長且發電效率高的自發電電池。
[0007]根據本實用新型的自發電電池，包括:殼體，所述殼體包括，金屬本體、正極片和封口片，所述金屬本體具有一上端開口的腔室，其底部設有負極端子；所述正極片設在所述開口上以形成正極端子，所述封口片設在所述正極片的外周緣與所述金屬本體的開口之間；繞組組件，所述繞組組件沿上下方向可活動地設在所述腔室內；磁體組件，所述磁體組件設在所述殼體內且位於所述繞組組件的外周壁和所述殼體的內周壁之間，所述磁體組件產生磁場且所述繞組組件在上下方向上活動時切割所述磁場的磁力線產生感應電動勢；以及電路組件，所述電路組件具有輸入端和輸出端，所述輸入端與所述繞組組件電連接，所述輸出端包括輸出正極和輸出負極，所述輸出正極與所述正極端子電連接，所述輸出負極和所述負極端子電連接。
[0008]根據本實用新型的自發電電池，當繞組組件因振動等原因沿上下方向活動時，繞組組件可切割磁場的磁力線，進而產生感應電動勢，使振動等能量轉換為電能，實現電池的自發電功能；並且通過將磁體組件設在繞組組件的外周壁和殼體的內周壁之間，使得自發電電池可形成為外磁體組件內繞組組件的結構,繞組組件的尺寸小於磁體組件的尺寸,繞組組件的尺寸可大大減小，從而使內阻顯著減小，自發電電池的發電效率大大提高，功率得以提升；該自發電電池綠色無汙染，使用壽命長，維護費用低。
[0009]另外，根據本實用新型的自發電電池還可以具有如下附加的技術特徵:
[0010]根據本實用新型的一個實施例，還包括鐵芯軸，所述鐵芯軸沿上下方向延伸地設在所述腔室內，所述繞組組件可上下活動地套設在所述鐵芯軸上。
[0011]根據本實用新型的一個實施例，所述磁體組件包括多個沿上下方向間隔開布置的磁環，每個所述磁環沿軸向磁化且相鄰兩個所述磁環同極相對設置，所述繞組組件沿上下方向可活動地設在多個所述磁環的中心孔內。
[0012]根據本實用新型的一個實施例，所述磁體組件包括:下磁環、中磁環和上磁環；下墊片和上墊片，所述下墊片設在所述下磁環和中磁環之間以連接所述下磁環和中磁環，所述上墊片設在所述中磁環與所述上磁環之間以連接所述中磁環和上磁環；以及下襯套、中襯套和上襯套，所述下襯套、中襯套和上襯套分別套設在所述下磁環、中磁環和上磁環上。
[0013]根據本實用新型的一個實施例，還包括:上端組件和下端組件，所述上端組件和所述下端組件設在所述殼體內，並分別位於所述磁體組件的上端和下端；上彈性件和下彈性件，所述上彈性件和所述下彈性件的兩端分別止抵在所述繞組組件和上端組件之間以及繞組組件和下端組件之間，所述上彈性件的下端和所述下彈性件的上端分別與所述繞組組件的上端和下端相連。
[0014]根據本實用新型的一個實施例，所述繞組組件包括:線架，所述線架套設在所述鐵芯軸上；下繞組和上繞組，所述下繞組和上繞組繞設在所述線架上，所述下繞組與所述上繞組的繞線方向相反且串聯連接；以及下極片和上極片，所述下極片和上極片分別與所述電路組件的輸入端相連，所述下極片和上極片分別設在所述線架的下端和上端且分別與所述下繞組的下端和所述上繞組的上端電連接。
[0015]根據本實用新型的一個實施例，所述上彈性件和下彈性件分別為彈簧，所述上彈性件的上下兩端分別與所述上端組件和所述上極片電連接，所述下彈性件的上下兩端分別與所述下極片和下端組件電連接。
[0016]根據本實用新型的一個實施例，所述電路組件包括:電路支架，所述電路支架設在所述腔室內，所述電路支架的下端抵接所述上端組件；電路，所述電路設在所述電路支架內，所述電路具有所述輸入端和所述輸出端，所述輸入端分別與所述繞組組件和鐵芯軸電連接，所述輸出端包括分別與所述正極端子和負極端子電連接的輸出正極和輸出負極；以及絕緣片，所述絕緣片抵接在所述電路支架的上邊緣與所述殼體之間。
[0017]根據本實用新型的一個實施例，所述下端組件包括:下端架，所述下端架抵接在所述下磁環和所述殼體的底壁之間，所述下端架上設有下通孔，所述鐵芯軸的下端設在所述下通孔內；下端軸套，所述下端軸套穿設在所述下通孔內，所述下端軸套的下端抵接所述殼體的底壁，所述鐵芯軸的下端面抵接在所述下端軸套上；以及下端接片，所述下端接片設在所述下通孔內，所述下端接片形成為套設在所述鐵芯軸的下端且與所述鐵芯軸電連接的環形片體，所述下端接片與所述下彈性件的下端電連接；
[0018]所述上端組件包括:上端架，所述上端架抵接在所述上磁環和所述電路支架之間，所述上端架上設有上通孔，所述鐵芯軸的上端設在所述上通孔內；上端軸套，所述上端軸套穿設在所述上通孔內，所述上端軸套的上端抵接所述電路支架，所述鐵芯軸的上端穿設在所述上端軸套內，並與所述輸入端電連接；以及上端接片，所述上端接片設在所述上通孔內，所述上端接片形成為套設在所述上端軸套上且與所述輸入端電連接的環形片體，所述上端接片與所述上彈性件的上端電連接。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0019]圖1是根據本實用新型實施例的自發電電池的結構示意圖；
[0020]圖2是根據本實用新型實施例的自發電電池的結構示意圖；
[0021]圖3是根據本實用新型實施例的自發電電池的外視圖；
[0022]圖4是根據本實用新型實施例的自發電電池的內部分解結構示意圖；
[0023]圖5是根據本實用新型實施例的自發電電池的磁體組件的結構示意圖；
[0024]圖6是根據本實用新型實施例的自發電電池的磁體組件的剖面圖；
[0025]圖7是根據本實用新型實施例的自發電電池的鐵芯軸分別為軟磁鐵芯軸和非磁性鐵芯軸時在繞組組件內側產生的磁感應強度的比較曲線圖；
[0026]圖8是根據本實用新型實施例的自發電電池的鐵芯軸分別為軟磁鐵芯軸和非磁性鐵芯軸時在外界激勵下繞組組件中產生的感應電動勢的比較曲線圖；
[0027]圖9是根據本實用新型實施例的自發電電池的電路原理圖。
[0028]附圖標記:
[0029]自發電電池100;
[0030]繞組組件I ;磁體組件2 ;鐵芯軸3 ;彈性組件4 ;下端組件5 ;上端組件6 ；電路組件7 ;殼體8 ;
[0031]下繞組101 ;上繞組102 ;線架103 ;下極片104 ;上極片105 ；
[0032]下磁環201 ;中磁環202 ;上磁環203 ;下墊片204 ;上墊片205 ;下襯套206 ;中襯套207 ;上襯套208 ；
[0033]下彈性件401 ;上彈性件402 ；
[0034]下端架501 ;下端接片502 ;下端軸套503 ；
[0035]上端架601 ;上端接片602 ;上端軸套603 ；
[0036]電路701 ；電路支架702 ;絕緣片703 ；
[0037]金屬本體801 ;正極片802 ;封口片803。
【具體實施方式】
[0038]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用於解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0039]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語「中心」、「縱向」、「橫向」、「長度」、「上」、「下」、「前」、「後」、「豎直」、「水平」、「底」 「內」、「外」、「軸向」、「周向」等指示的方位或位置關係為基於附圖所示的方位或位置關係，僅是為了便於描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0040]在本實用新型的描述中，「多個」的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0041]在本實用新型中，除非另有明確的規定和限定，術語「安裝」、「相連」、「連接」、「固定」等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通或兩個元件的相互作用關係。對於本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0042]下面結合附圖詳細描述根據本實用新型實施例的自發電電池100。
[0043]如圖1至圖9所示，根據本實用新型實施例的自發電電池100包括殼體8、繞組組件1、磁體組件2以及電路組件7。
[0044]殼體8包括金屬本體801、正極片802和封口片803，金屬本體具有一上端開口的腔室，其底部設有負極端子；正極片802設在開口上以形成正極端子，封口片803設在正極片802的外周緣與金屬本體801的開口之間。繞組組件I沿上下方向可活動地設在腔室內。磁體組件2設在殼體8內，並且位於繞組組件I的外周壁和殼體8的內周壁之間。磁體組件2可產生磁場，當繞組組件I因振動等原因沿上下方向活動時，繞組組件I可切割腔室內磁場的磁力線，進而產生感應電動勢，使振動等能量可轉換為電能，實現自發電電池100的自發電功能。
[0045]該自發電電池100是一種能夠收集手搖振動能量及其他微小振動能量等，並把振動的機械能轉換成電能的發電裝置，可以供諸如遙控器、無線傳感器等低功耗的電子產品使用，解決了普通電池對環境造成的汙染及使用壽命短、需頻繁更換的問題，綠色無汙染，使用壽命長，維護費用低，可以替代普通電池，更好地滿足新形勢下綠色環保的需求，提升了用戶體驗。
[0046]電路組件7具有輸入端和輸出端，輸入端與繞組組件I電連接，輸出端包括輸出正極和輸出負極，輸出正極與正極端子電連接，輸出負極和負極端子電連接。由此，繞組組件I中產生的電能可輸出到電路組件7，並通過電路組件7的輸出端輸出到自發電電池100的正極端子和負極端子，當自發電電池100與電子產品相連時，自發電電池100中產生的電能可供給電子產品使用。
[0047]根據本實用新型實施例的自發電電池100，通過將磁體組件2設在繞組組件I的外周壁和殼體8的內周壁之間，使得自發電電池100可形成為外磁體組件2內繞組組件I的結構，繞組組件I的尺寸小於磁體組件2的尺寸，使繞組組件I的尺寸可大大減小，從而使內阻顯著減小，自發電電池100的發電效率大大提高，功率得以提升。
[0048]如圖1和圖2所示，自發電電池100還包括鐵芯軸3，鐵芯軸3設在殼體8的腔室內，並沿上下方向延伸。繞組組件I可活動地套設在鐵芯軸3上。當自發電電池100受到振動時，繞組組件I可沿鐵芯軸3的軸向上下往復移動，進而切割磁體組件2產生的磁場的磁力線，從而在繞組組件I內產生感應電動勢。
[0049]鐵芯軸3的設置可減小繞組組件I上下往復移動時的摩擦損耗，提高發電效率；同時鐵芯軸3還能較好的引導腔室內磁場的磁力線，使更多的磁力線經過繞組組件I。當繞組組件I上下往復運動時，能夠更有效的切割腔室內的磁力線，使繞組組件I切割磁力線的效果增強，繞組組件I內產生的感應電動勢更大，功率更大，發電效率進一步提高。
[0050]鐵芯軸3可為軟磁鐵芯軸3或者非磁性鐵芯軸3。圖7示出了當鐵芯軸3分別為軟磁鐵芯軸3和非磁性鐵芯軸3時，在繞組組件I內側產生的磁感應強度比較曲線圖。從圖7中可以看出，當鐵芯軸3為軟磁鐵芯軸3時，在繞組組件I內側能夠產生更大的磁感應強度，磁感應強度梯度也更大，因此，繞組組件I能夠產生更大的感應電動勢，功率更大。
[0051]圖8示出了當鐵芯軸3分別為軟磁鐵芯軸3和非磁性鐵芯軸3時，在外界激勵下繞組組件I中產生的感應電動勢的比較曲線圖。從圖8可看出，當鐵芯軸3為軟磁鐵芯軸3時，繞組組件I內能夠產生更大的感應電動勢。即當鐵芯軸3為軟磁性鐵芯軸3時，能夠使自發電電池100的發電效率提高，功率增大。
[0052]如圖2、圖5和圖6所示，磁體組件2可包括多個沿上下方向間隔開布置的磁環，繞組組件I沿上下方向可活動地設在多個磁環的中心孔內，每個磁環沿軸向磁化且相鄰兩個磁環同極相對設置。由此，在磁環內腔能夠具有比較大的磁感應強度和磁感應強度梯度，繞組切割磁力線時能獲得更高的功率輸出。
[0053]具體地，如圖5和圖6所示，磁環可包括下磁環201、中磁環202和上磁環203三個磁環，下磁環201與中磁環202同極相對設置，中磁環202與上磁環203同極相對設置。可選地，下磁環201、中磁環202和上磁環203可選為磁性性能好的稀土永磁體，以保證腔室內的磁場強度，提高發電效率。
[0054]磁體組件2還可包括下墊片204和上墊片205以及下襯套206、中襯套207和上襯套208。下墊片204設在下磁環201和中磁環202之間以將下磁環201和中磁環202連接在一起，上墊片205設在中磁環202與上磁環203之間，以將中磁環202和上磁環203連接在一起。下墊片204和上墊片205可選用軟磁材料製備。下襯套206套設在下磁環201上，中襯套207套設在中磁環202上，上襯套208套設在上磁環203上，以保護下磁環201、中磁環202和上磁環203。
[0055]如圖2所示，自發電電池100還可包括上端組件6、下端組件5、上彈性件402和下彈性件401。上端組件6和下端組件5設在殼體8內，上端組件6位於磁體組件2的上端，下端組件5位於磁體組件2的下端。上彈性件402的上端止抵在上端組件6上，上彈性件402的下端止抵在繞組組件I上；下彈性件401的上端止抵在繞組組件I上，下彈性件401的上端和下端止抵在下端組件5上。上彈性件402的下端與繞組組件I的上端相連，下彈性件401的上端與繞組組件I的下端相連。
[0056]下彈性件401和上彈性件402分別套設在鐵芯軸3上，並可沿上下方向發生彈性變形。上彈性件402和下彈性件401組成的彈性組件4可隨著繞組組件I的上下往復運動而發生上下伸縮變形，彈性組件4可對繞組組件2施加彈性力。繞組組件I在彈性組件4的彈性力的作用下能夠更容易地上下往復運動。由此，外界激勵和彈性組件4的作用下，繞組組件I可順暢地沿著鐵芯軸3做往復振動。
[0057]如圖2所示，繞組組件I可包括線架103、下繞組101、上繞組102、下極片104和上極片105。線架103套設在鐵芯軸3上，下繞組101和上繞組102繞設在線架103上，上繞組102和下繞組101可隨線架103沿鐵芯軸3上下往復移動。線架103可與鐵芯軸3間隙配合，以減小線架103往復運動時的摩擦，更利於繞組組件I的往復運動。
[0058]下繞組101與上繞組102的繞線方向可相反並且串聯連接在一起，由此當下繞組101與上繞組102隨線架103上下往復運動時，上繞組102與下繞組101內能夠產生方向相同的感應電動勢，且上繞組102與下繞組101內的感應電動勢可相加在一起構成自發電電池100的電壓。
[0059]下極片104設在線架103的下端，並且與下繞組101的下端相連，上極片105設在線架103的上端，並且與上繞組102的上端相連。為方便連接，下繞組101下端和上繞組102的上端可分別設有引線，以與下極片104和上極片105連接。同時，下極片104和上極片105分別與電路組件7的輸入端相連，由此，下繞組101與上繞組102內產生的感應電動勢可傳遞至下極片104和上極片105，並通過下極片104和上極片105輸出至電路組件7，進而到達自發電電池100的正極端子和負極端子。
[0060]如圖1所示，上彈性件402和下彈性件401分別為彈簧，上彈性件402的下端與上極片105電連接，上彈性件402的上端與上端組件6電連接；下彈性件401的上端與下極片104電連接，下彈性件401的下端與下端組件5電連接。
[0061]其中，上彈性件402可分別與上極片105和上端組件6焊接相連，下彈性件401可分別與下極片104和下端組件5焊接相連。由此，上極片105可通過上彈性件402與上端組件6電連接在一起，下極片104可通過下彈性件401與下端組件5電連接在一起。有利地，上彈性件402和下彈性件401優選為電阻率較小的彈簧。由此，可進一步減小自發電電池100的內阻，提高發電效率。
[0062]電路組件7包括電路支架702、電路701以及絕緣片703。電路支架702設在腔室的上端，電路支架702的下端抵接在上端組件6上，電路701設在電路支架702內，絕緣片703抵接在電路支架702的上邊緣與殼體8之間，以起到固定電路支架702和防止電路701與殼體8發生短路。電路701具有輸入端和輸出端，輸入端分別與繞組組件I和鐵芯軸3電連接，輸出端包括輸出正極和輸出負極，輸出正極與正極端子電連接，輸出負極與負極端子電連接。
[0063]如圖2和圖3所示，金屬本體801為上端開口的圓筒形，金屬本體801可為非磁性材料，可以理解的是，負極端子不僅限於設在金屬本體801底部的負極端子，金屬本體801整個也可為負極端子。
[0064]封口片803設在正極片802的外周緣與金屬本體801的開口之間，以防止正極片802與金屬本體801發生電連接，造成自發電電池100出現短路現象；同時還能起到密封自發電電池100的作用。
[0065]殼體8可用以安裝繞組組件1、磁體組件2、上端組件6、下端組件5和鐵芯軸3等部件，使內部組件與外界隔離的部件，可起到封裝保護的作用。殼體8可採用與標準電池外殼形狀和尺寸相同的外殼，使其可以直接使用在如遙控器等電子設備內，無需考慮其是否匹配的問題，通用性好。
[0066]下端組件5可包括下端架501、下端軸套503以及下端接片502，上端組件6可包括上端架601、上端軸套603以及上端接片602。下端架501抵接在下磁環201和殼體8的底壁之間，下端架501的上端可與下磁環201的下端粘接在一起。上端架601抵接在上磁環203和電路支架702之間，上端架601的下端可與上磁環203的上端粘接一起。由此，磁體組件2可穩固地固定在上端組件6和下端組件5之間，並可與下端架501和上端架601形成為一體的結構，防止磁體組件2在腔室內發生移動。
[0067]下端架501上可設有下通孔，鐵芯軸3的下端可設在下通孔內。下端軸套503可穿設在下通孔內，下端軸套503的下端可抵接殼體8的底壁，下端軸套503上可設有下軸套孔，鐵芯軸3的下端面可抵接在下端軸套503的下軸套孔內，以防止鐵芯軸3在腔室內發生移動，使鐵芯軸3的安裝更穩固。
[0068]上端架601上可設有上通孔，鐵芯軸3的上端可設在上通孔內。上端軸套603穿設在上通孔內，上端軸套603的上端可抵接在電路支架702上，上端軸套603上可設有上軸套孔，鐵芯軸3的上端穿設在上端軸套603的上軸套孔內，以對鐵芯軸3的上端起到較好的固定作用。
[0069]下端接片502設在下通孔內，下端接片502可形成為套設在鐵芯軸3的下端且與鐵芯軸3電連接的環形片體，由於下端接片502還與下彈性件401的下端電連接，因此，鐵芯軸3可通過下端接片502與下彈性件401電連接在一起；同時鐵芯軸3的上端與輸入端電連接，下彈性件401與下極片104電連接，因此，下繞組101依次通過下極片104、下彈性件401、下端接片502、鐵芯軸3與輸入端中的輸入正極和輸入負極中的一個極電連接在一起。
[0070]上端接片602設在上通孔內，上端接片602形成為套設在上端軸套603上且與輸入端電連接的環形片體。由於上端接片602與上彈性件402的上端電連接，上彈性件402與上極片105電連接，因此，上繞組102依次通過上極片105、上彈性件402和上端接片602與輸入端中的輸入正極和輸入負極中的另一個極電連接在一起。
[0071]需要說明的是，上端接片602與鐵芯軸3之間設有上端軸套603，上端軸套603將上端接片602與鐵芯軸3間隔開，以防止上端接片602和鐵芯軸3發生電連接，進而造成自發電電池100內部短路現象。
[0072]由此，上端接片602、上彈性件402、上極片105、上繞組102、下繞組101、下極片104、下彈性件401、下端接片502、鐵芯軸3與輸入端構成一個迴路。上繞組102和下繞組101串聯在一起，且內部產生的感應電流可通過輸入端輸入到電路701內，並通過電路701輸出到自發電電池100的正極端子和負極端子上。
[0073]如圖9所示，電路701可包括整流波電路，穩壓電路以及蓄能裝置。整流波電路的兩極分別與上端接片和鐵芯軸的上端電連接，穩壓電路與整流波電路相連，蓄能裝置與穩壓電路相連，蓄能裝置的兩極分別與正極片802和金屬本體801相連。由此，繞組組件I內產生的感應電流可首先經過整流波電路，感應電流在整流波電路內經過整流濾波處理後流向穩壓電路，並通過穩壓電路輸出到蓄能裝置內，使電能可儲存在蓄能裝置內，實現能量的收集和儲存。
[0074]蓄能裝置的正極與正極片802相連，蓄能裝置的負極與金屬本體801相連。蓄能裝置內儲存的電能可通過正極和負極輸送至正極片802和金屬本體801，從而使自發電電池的正極端子(正極片802)和負極端子(金屬本體801)可具有電流，當將用電設備與自發電電池100相連時，自發電電池100內的電流可通過正極片802和金屬本體801供給至用電設備。
[0075]具體地，如圖9所示，整流波電路包括二極體D1-D4和電容Cl。繞組組件內產生的不穩定的交流電經過二極體D1-D4進行全橋整流，然後經電容Cl濾波得到直流電壓U1。穩壓電路由電阻R1，穩壓二極體D5和開關管Ql組成，穩壓電路保證輸出端Vout為恆定的低電壓，最後對超級電容C2進行充電，將能量收集到超級電容C2當中，該超級電容C2即作為蓄能裝置。電路701的輸出正極與殼體8的正極端子(正極片802)電連接、電路701的輸出負極與殼體8的負極端子(金屬本體801)電連接，存儲的電能經過正極端子、負極端子流出可供低能耗電子產品使用。
[0076]為了使根據本實用新型實施例的自發電電池100更為詳盡具體，下面綜合描述根據本實用新型實施例的自發電電池100的電連接關係情況以及發電和電能輸出情況。
[0077]根據本實用新型實施例的自發電電池100的電連接關係如下:
[0078]下繞組101的下端與下極片104電連接，下極片104與下彈性件401的上端電連接，下彈性件401的下端與下端接片502電連接，下端接片502與鐵芯軸3的下端電連接，鐵芯軸3的上端與電路701的輸入端的輸入正極和輸入負極中的一個極電連接。
[0079]上繞組102的上端與上極片105電連接，上極片105與上彈性件402下端電連接，上彈性件402上端與上端接片602，上端接片602與電路701的輸入端的輸入正極和輸入負極中的另一個極電連接。
[0080]下繞組101和上繞組102繞線方向相反，並且串聯在一起。電路701、上端接片602、上彈性件402、上極片105、上繞組102、下繞組101、下極片104、下彈性件401、下端接片502和鐵芯軸3可形成一個電流迴路。同時，電路701的輸出端的輸出正極和與正極片802相連，輸出負極和金屬本體801相連。
[0081]根據本實用新型實施例的自發電電池100的發電過程如下:
[0082]在外界激勵和彈性組件4的作用下，繞組組件I沿著鐵芯軸3做往復振動，繞組組件I切割由磁體組件2產生的磁場，繞組組件2中的磁通發生改變產生感應電動勢，電能即產生。
[0083]根據本實用新型實施例的自發電電池100的電能輸出過程如下:
[0084]繞組組件I上產生的電能一極依次經過下極片104、下彈性件401、下端接片502和鐵芯軸3,流經電路701輸入端的輸入正極和輸入負極中的一個上；產生的電能另一極依次經過上極片105、上彈性件402、上端接片602，流經電路701輸入端的輸入正極和輸入負極中的另一個上；電路701輸入的交流電經整流波電路進行整流濾波處理後，輸出至穩壓電路穩壓，穩壓電路向蓄能裝置輸送穩壓處理後的電流，最後，蓄能裝置存儲的電能經殼體8上的正極片802和金屬本體801輸送低功耗電子器件中，供電子器件使用。
[0085]在本說明書的描述中，參考術語「一個實施例」、「一些實施例」、「示例」、「具體示例」、或「一些示例」等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特徵、結構、材料或者特點包含於本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不必須針對的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特徵、結構、材料或者特點可以在任一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。此外，在不相互矛盾的情況下，本領域的技術人員可以將本說明書中描述的不同實施例或示例以及不同實施例或示例的特徵進行結合和組合。
[0086]儘管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在本實用新型的範圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【權利要求】
1.一種自發電電池，其特徵在於，包括: 殼體，所述殼體包括，金屬本體、正極片和封口片，所述金屬本體具有一上端開口的腔室，其底部設有負極端子；所述正極片設在所述開口上以形成正極端子，所述封口片設在所述正極片的外周緣與所述金屬本體的開口之間； 繞組組件，所述繞組組件沿上下方向可活動地設在所述腔室內； 磁體組件，所述磁體組件設在所述殼體內且位於所述繞組組件的外周壁和所述殼體的內周壁之間，所述磁體組件產生磁場且所述繞組組件在上下方向上活動時切割所述磁場的磁力線產生感應電動勢；以及 電路組件，所述電路組件具有輸入端和輸出端，所述輸入端與所述繞組組件電連接，所述輸出端包括輸出正極和輸出負極，所述輸出正極與所述正極端子電連接，所述輸出負極和所述負極端子電連接。
2.根據權利要求1所述的自發電電池，其特徵在於，還包括鐵芯軸，所述鐵芯軸沿上下方向延伸地設在所述腔室內，所述繞組組件可上下活動地套設在所述鐵芯軸上。
3.根據權利要求2所述的自發電電池，其特徵在於，所述磁體組件包括多個沿上下方向間隔開布置的磁環，每個所述磁環沿軸向磁化且相鄰兩個所述磁環同極相對設置，所述繞組組件沿上下方向可活動地設在多個所述磁環的中心孔內。
4.根據權利要求3所述的自發電電池，其特徵在於，所述磁體組件包括: 下磁環、中磁環和上磁環； 下墊片和上墊片，所述下墊片設在所述下磁環和中磁環之間以連接所述下磁環和中磁環，所述上墊片設在所述中磁環與所述上磁環之間以連接所述中磁環和上磁環；以及 下襯套、中襯套和上襯套，所述下襯套、中襯套和上襯套分別套設在所述下磁環、中磁環和上磁環上。
5.根據權利要求4所述的自發電電池，其特徵在於，還包括: 上端組件和下端組件，所述上端組件和所述下端組件設在所述殼體內，並分別位於所述磁體組件的上端和下端； 上彈性件和下彈性件，所述上彈性件和所述下彈性件的兩端分別止抵在所述繞組組件和上端組件之間以及繞組組件和下端組件之間，所述上彈性件的下端和所述下彈性件的上端分別與所述繞組組件的上端和下端相連。
6.根據權利要求5所述的自發電電池，其特徵在於，所述繞組組件包括: 線架，所述線架套設在所述鐵芯軸上； 下繞組和上繞組，所述下繞組和上繞組繞設在所述線架上，所述下繞組與所述上繞組的繞線方向相反且串聯連接；以及 下極片和上極片，所述下極片和上極片分別與所述電路組件的輸入端相連，所述下極片和上極片分別設在所述線架的下端和上端且分別與所述下繞組的下端和所述上繞組的上端電連接。
7.根據權利要求6所述的自發電電池，其特徵在於，所述上彈性件和下彈性件分別為彈簧，所述上彈性件的上下兩端分別與所述上端組件和所述上極片電連接，所述下彈性件的上下兩端分別與所述下極片和下端組件電連接。
8.根據權利要求7所述的自發電電池，其特徵在於，所述電路組件包括: 電路支架，所述電路支架設在所述腔室內，所述電路支架的下端抵接所述上端組件；電路，所述電路設在所述電路支架內，所述電路具有所述輸入端和所述輸出端，所述輸入端分別與所述繞組組件和鐵芯軸電連接；以及 絕緣片，所述絕緣片抵接在所述電路支架的上邊緣與所述殼體之間。
9.根據權利要求8所述的自發電電池，其特徵在於，所述下端組件包括: 下端架，所述下端架抵接在所述下磁環和所述殼體的底壁之間，所述下端架上設有下通孔，所述鐵芯軸的下端設在所述下通孔內； 下端軸套，所述下端軸套穿設在所述下通孔內，所述下端軸套的下端抵接所述殼體的底壁，所述鐵芯軸的下端面抵接在所述下端軸套上；以及 下端接片，所述下端接片設在所述下通孔內，所述下端接片形成為套設在所述鐵芯軸的下端且與所述鐵芯軸電連接的環形片體，所述下端接片與所述下彈性件的下端電連接；所述上端組件包括: 上端架，所述上端架抵接在所述上磁環和所述電路支架之間，所述上端架上設有上通孔，所述鐵芯軸的上端設在所述上通孔內； 上端軸套，所述上端軸套穿設在所述上通孔內，所述上端軸套的上端抵接所述電路支架，所述鐵芯軸的上端穿設在所述上端軸套內，並與所述輸入端電連接；以及 上端接片，所述上端接片設在所述上通孔內，所述上端接片形成為套設在所述上端軸套上且與所述輸入端電連接的環形片體，所述上端接片與所述上彈性件的上端電連接。
【文檔編號】H02K35/04GK204190586SQ201420338433
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年6月24日 優先權日:2014年6月24日
【發明者】楊建鋒, 蔣叢華, 周虎 申請人:比亞迪精密製造有限公司