新型高能鋰電池組的製作方法
2023-07-11 15:58:46 2
專利名稱：新型高能鋰電池組的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鋰電池組。特別是一種用於遠程射頻發射器的新型高能鋰電池組。
背景技術：
鋰電池具有高電壓(一般在3.0V以上，為常規鹼性電池的2倍)、高比能量(一般高於300WH/kg 600WH/L)、高比功率、低自放電率(年自放電率低於1.5％以下)的特點，一般貯存壽命8-10年，具有寬廣的使用溫度範圍(一般在-30-+60℃)，這是其它鹼性電池無法相比的。因此，鋰電池被廣泛應用於無線電路存貯電源、智能儀表電源(智能水錶、電錶、煤氣表、暖氣表、遠程抄表及各種流量計電源)、全自動照相機電源、數位相機電源以及各類通訊電源。
在石油貯運中的液化石油罐、加油站使用的遠程射頻通訊發射器，由射頻接受、射頻發射和控制部分組成。其電源應當具備以下性能；即根據控制部分的信號，在平時處於休眠狀態，工作電壓為3.0V，支撐電流為0.00005mA；其中，3.0V抽頭每周一次處於準備接受信號、等待發射狀態，工作電流約75mA，持續時間720秒；其中，12V電壓抽頭每周一次處於發射狀態，發射功率17W(約1800mA)，持續時間1秒。電池組一次性安裝後，在環境工作溫度範圍為-30℃-+60℃的情況下，服務期為4年，即需要至少4年的貯存期。
目前使用的四節CR-123A鋰電池串聯的鋰電池組，可以得到12V的供電，但是，對於石油貯運中的液化石油罐、加油站遠程射頻通訊發射器的以上要求，該電池組提供的容量和最大脈衝電流不能滿足該條件。
發明內容
本實用新型旨在提供一種新型高能鋰電池組。它根據輸入的信號，可以在平時處於休眠狀態，工作電壓為3.0V，支撐電流為0.00005mA；其3.0V電壓抽頭每周一次可以處於準備接受信號、以等待發射狀態，此時的工作電流約75mA，持續時間可達720秒；其12V抽頭每周一次可以處於發射狀態，發射功率17W(約1800mA)持續時間1秒；產品一次性安裝後，在環境工作溫度範圍-30℃-+60℃的情況下時，可以具有至少四年的貯存期。
本實用新型包括殼體，10隻單體鋰電池，自恢復保險絲PTC，二極體，3V抽頭和12V抽頭；其中10隻鋰電池的聯接方式為第一部分為兩組由2隻單體鋰電池並聯的鋰電池組A相互並聯而成；第二部分為兩組由3隻單體鋰電池和1支二極體串聯組成的鋰電池組B相互並聯而成；第一部分與第二部分串聯；在第二部分正極輸出端引出12V抽頭，在第一部分正極輸出端引出兩個並聯的3V抽頭；自恢復保險絲PTC設在第一部分負極輸出端的串聯電路上。如圖1，圖2所示。
本實用新型的單體鋰電池可以是1.3AH的含有安全設計的123A的單體鋰電池。
本實用新型的設計原理是(1)3.0V的鋰電池容量為；
1.1支撐鋰電池容量365天/年×4年×24小時/天×0.00005mA＝1.752mAH；1.2準備發射狀態容量365天/年×4年÷7天/周×720秒/(60×60)×75mA＝3128.57mAH；1.3發射狀態所須容量365天/年×4年÷7天×1/3600×1800mA＝104mAH；1.4自放電容量設1)3.0V鋰電池年自放電率為＜1.5％；2)若採用4隻1.3AH的123A電池並聯，則四年自放電容量為1300mA×4×1.5％×4年＝312mAH；3.0V鋰電池總容量為1.752mAH+3128.57mAH+104.28mAH+312mAH＝3650mAH；四年工作後總利用率3650÷5200×100％＝70％；(2)V鋰電池發射4年累計容量(包括3.0V電池)365×4÷7×1/3600小時×1800mA＝104.28mA；因考慮到低溫-30℃脈衝電流為1800mA，脈寬1秒，因此除3.0V外考慮由三串、二並與3.0V串聯而成12V鋰電池組抽頭。
(3)電池組工作電壓在9.0-13.8V，為此當鋰電池組處於發射狀態時，單體鋰電池即使在-30℃條件下，也應大於9.0V÷4＝2.24V；(4)鋰電池組組合形式如下由4隻1.3AH-1.8AH單體鋰電池並聯組成3.0V電池，兩個抽頭分別提供0.00005mA，4年支持體系及每周一次待發狀態75mA電流，持續720秒，4年供電狀態。
3.0V電池組再與三串兩並電池串聯，組成12V抽頭，提供發射狀態，維持四年工作狀態。
因此，當本實用新型採用10隻容量為1.3AH的含有安全設計的123A的單體鋰電池時，通過本實用新型串、並聯組合成為9.0-14.0V的鋰電池組。它具備3.0V和12V兩檔抽頭，平時處於休眠狀態，工作電壓為3.0V，基流為0.00005mA；每周一次準備接受狀態等待發射狀態，工作電壓為3.0V，電流為75mA，持續時間720秒；鋰電池組每周提供一次發射狀態，工作電壓為12V，發射電流1800mA，持續時間為1秒。鋰電池組在溫度為-30℃-60℃環境下，服務時間為四年。
圖1，本實用新型的總體示意圖。
圖2，本實用新型的單體鋰電池組合原理示意圖。
圖3，電池常溫模擬負載圖。
圖4，電池負載曲線。
圖5，電池負載曲線。
圖6，前10小時電池負載曲線。
圖7，-30度低溫特性。
圖中1-殼體，2-單體鋰電池，3-自恢復保險絲PTC，4-二極體，5-3V抽頭，6-12V抽頭，7-鋰電池組A，8-鋰電池組B。
具體實施方式
以實施例進一步說明本實用新型的結構和性能。
按照圖2所示鋰電池組合原理製成本實用新型。其中，所包括的10隻容量為1.3AH的含有安全設計的123A單體電池的連接方式為；第一部分採用兩組電池組A相互並聯，第二部分採用兩組鋰電池組B相互並聯，將第一部分與第二部分串聯，在第二部分正極輸出端引出12V抽頭，在第一部分正極輸出端引出兩個並聯的3V抽頭；自恢復保險絲PTC設在第一部分負極輸出端的串聯電路上。
其性能指標為其在常溫下的模擬負載如圖3所示。
其電池負載曲線如圖4，圖5所示。
其前10小時電池負載曲線如圖6所示。
其-30度低溫特性如圖7所示。
綜上所述，本實用新型與遠程射頻通訊發射器的控制部分連接時可以根據輸入的信號，平時處於休眠狀態，工作電壓為3.0V，支撐電流為0.00005mA；其3.0V電壓抽頭按照既定的時間，可以處於準備接受信號、以等待發射狀態，此時的工作電流約75mA，持續時間720秒；其12V電壓抽頭按照既定的時間，可以處於發射狀態，發射功率17W(約1800mA)持續時間1秒；在環境工作溫度範圍-30℃-+60℃時，產品一次性安裝，可以具有4年以上的貯存期。
權利要求1，一種新型高能鋰電池組，其特徵在於它包括殼體，10隻單體鋰電池，自恢復保險絲PTC，二極體，3V抽頭和12V抽頭；其中10隻鋰電池的聯接方式為第一部分為兩組由2隻單體鋰電池並聯的鋰電池組A相互並聯而成；第二部分為兩組由3隻單體鋰電池和1支二極體串聯組成的鋰電池組B相互並聯而成；第一部分與第二部分串聯；在第二部分正極輸出端引出12V抽頭，在第一部分正極輸出端引出兩個並聯的3V抽頭；自恢復保險絲PTC設在第一部分負極輸出端的串聯電路上。
2，根據權利要求1所述新型高能鋰電池組，其特徵在於單體鋰電池為1.3AH的含有安全設計的123A的單體鋰電池。
專利摘要一種新型高能鋰電池組，涉及一種鋰電池組。它根據輸入的信號，可以在平時處於休眠狀態，工作電壓為3.0V，支撐電流為0.00005mA；其3.0V電壓抽頭每周一次可以處於準備接受信號、以等待發射狀態，此時的工作電流約75mA，持續時間可達720秒；其12V抽頭每周一次可以處於發射狀態，發射功率17W(約1800mA)持續時間1秒；產品一次性安裝後，在環境工作溫度範圍－30℃～+60℃的情況下時，可以具有至少四年的貯存期。它包括殼體，10隻並、串聯的單體鋰電池，自恢復保險絲PTC、二極體。具有3V抽頭和12V抽頭。本實用新型用於遠程射頻通訊發射器，按照控制部分的信號可以分別提供休眠狀態，等待發射狀態，發射狀態的功率。
文檔編號H01M10/36GK2631053SQ0325774
公開日2004年8月4日 申請日期2003年5月29日 優先權日2003年5月29日
發明者李潤和, 劉培棠, 房漢華 申請人:天津和平海灣高能電池科技有限公司