CN201069808Y - 充电电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种充电电池，其包含电池外壳内设有控制电路板、电池本体。控制电路板与电池本体相互连接，电池本体内设有电池隔离膜、复数极板、电解液，在极板上涂布活性物质以形成锂离子或锂高分子的充电电池。控制电路板可提供电池本体的充电保护、放电保护、短路保护。当电池本体处于充电状态因充电过久导致电压过度升高，控制电路板根据过充保护检测电压来保护电池本体。当电池本体处于放电状态因放电过久导致电压过度降低，控制电路板根据过放保护检测电压来保护电池本体。当电池本体处于短路状态，控制电路板则实行短路保护来保护电池本体。

Description

充电电池
技术领域
本实用新型涉及一种充电电池，特别是关于一种具有控制电路板的9伏特充电电池。
背景技术
电池是可携式电子产品的唯一能量来源，电池的体积、重量、寿命长短与安全性等条件对可携式电子产品的功能与表现影响更大。化学电池分为一次电池及二次电池。一次电池的特色在于不能充电，当一次电池内部所储存的电能消耗完毕后，一次电池便无法再提供电能。二次电池的特色在于可充电，提高电池使用的寿命，二次电池广泛应用在可携式电子产品如手机、笔记型计算机、数码相机、PDA、随身听等。由于一次电池无充电上的问题，因而不会因过充电而发生***，然而二次电池则因充电问题，需在充电器上设置过充保护电路。
以往的9伏特充电电池，镍氢电池内部是由硬金属壳体构成，易发生***危险。而且9伏特电池有能量密度低，电容量过小的缺陷。
图1是原有技术的立体结构示意图。请参照图1，以往的镍氢电池1包含电蕊3、电池外壳4、金属铁片2。镍氢电池是以氢氧化镍为正极，储氢合金为负极，氢氧化钾为电解液。9伏特镍氢充电电池的安全性不及碱性电池，而且9伏特镍氢充电电池电池外壳部分采用硬金属合金，有***安全上的隐患。
为能改善以往的9伏特充电电池，本实用新型提供了一种9伏特充电电池，可防止***，提供电池自我保护，提高电池的输出功率、电容量、缩小体积、循环寿命、同时提高了安全性，改善因电池充电过久充电器发烫的问题。
实用新型内容
本实用新型的主要目的是提供一种充电电池，其是在充电电池中设置控制电路板，控制电路板可控制电池在充电、放电、短路时的状态，电池充电过度时控制电路板对电池实施过充保护，电池放电过度时控制电路板对电池实施过放保护，电池短路时控制电路板对电池实施短路保护，控制电路板可控制电池电压维持在5伏特到9伏特之间。
本实用新型的另一目的是提供一种充电电池，其是选用铝箔作为电池本体，可增加安全性，防止电池***。
本实用新型得再一目的是提供一种充电电池，其可提高电池的输出功率，增加电容量，缩小体积，延长循环寿命，并改善因电池充电过久充电器发烫的问题。
为达上述目的，本实用新型的充电电池是包含电池外壳，电池外壳内设有控制电路板及电池本体，并采用铝箔作为电池本体，增加安全性，防止电池***。由控制电路板提供电池本体过充保护、过放保护、短路保护，控制电池电压维持在5伏特到9伏特之间，由于控制电路板设在电池内，可提高电池的输出功率，增加电容量，缩小体积，延长循环寿命，并改善因电池充电过久充电器发烫的问题。
附图说明
图1是原有技术的立体结构分解图。
图2是本实用新型的立体结构分解图。
图3是本实用新型的立体结构示意图。
图4是本实用新型的控制电路板与电池本体结合的示意图。
图5是电池本体与控制电路板结合的实施方块图。
图6是控制电路板的电路图。
图7是9伏特镍氢充电电池与9伏特锂充电电池于各种充放电电流的数据图。
图8是9伏特碱性电池分别于每小时360毫安及720毫安与9伏特锂充电电池比较的数据图。
图号说明
1碱性电池
2金属铁片
3电蕊
4电池外壳
109伏特充电电池
12电池外壳
122控制电路板
123电池本体
124填充物
125镍片
126电线
127集成电路
128电蕊
129一组场效晶体管
14负载器
16充电器
具体实施方式
图2是本实用新型的立体结构分解图。图3是本实用新型的立体结构示意图。
请同时参照图2、图3。
本实施例是选用9伏特充电电池10做说明。9伏特充电电池10内有电池外壳12、电池本体123及控制电路板122，另外还有填充物124、电线126、镍片125、电蕊128。电池外壳12为一中空壳体，分为第一部份及第二部份，电蕊128系位于电池外壳12第一部分上可外接负载或充电，充电的工具为一般镍氢充电电池所用的充电器或镍镉充电电池所用的充电器即可，常见的负载则为可携式电子产品，如手机、笔记本计算机、数码相机、PDA、随身听等。其余如电池本体123、控制电路板122、填充物124、电线126、镍片125、电蕊128均是位于电池外壳12内。填充物124将电池本体123及控制电路板122固定在电池外壳12内防止电池本体123及控制电路板122震动。在本实施例中电池本体123内设有二电池本体123相互串联，再与控制电路板122利用复数镍片125相互连接。控制电路板122利用复数电线126与电蕊128连接。虽是以二电池本体作说明，但是也可以利用各种数目的电池本体提供电源来完成本发明。如以电池本体数目为4提供电源，电池本体间相互结合方式变更为串并联。
电池本体123内部组成包含电池隔离膜、复数片状的极板及电解液。由电池隔离膜隔离电池本体123与复数片状的极板。极板包含正极板和负极板，正极板及负极板上涂有活性物质，如石墨化碳、合金材料、锂钴、锂镍、锂锰、锂镍钴等，由这些活性物质及电解液以达成高能量密度的电能，如9伏特锂离子充电电池、9伏特锂高分子充电电池。电池本体123的材质选用铝箔，不使用硬金属作为电池本体，如此可避免***的发生，增加安全性。
图4是本实用新型的控制电路板与电池本体结合的示意图。为更详细说明本实用新型请同时参照图2、图3及图4。电池外壳12内的控制电路板122与电池本体123利用复数镍片125结合完成，控制电路板122系由复数电容、复数阻抗、二场效晶体管及一集成电路所组成。控制电路板127具有过充保护、过放保护及短路保护的作用。
控制电路板127可控制电池本体123在充电、放电、短路时的状态。当电池本体123中的电能因充电时间过久而充电过度时，控制电路板127对电池本体123实施过充保护，过充保护检测电压对每个电池本体5是设定为4.15～4.40伏特以分别保护每个电池本体5，对电池本体123充电超越过充保护检测电压，电池本体123将停止充电进行过充保护。当电池本体123中的电能因放电时间过久而放电过度时，控制电路板127对电池本体123实施过放保护，过放保护检测电压对每个电池本体123是2.30±0.1伏特以分别保护每个电池本体123，对电池本体123放电超越过放保护检测电压，电池本体123将停止放电进行过放保护。当电池本体123中的电能因外接负载短路时，控制电路板127对电池本体123实施短路保护，控制电路板127实施短路保护的时间约10毫秒。控制电路板127并可控制电池本体123电压维持在5伏特到9伏特之间。
控制电路板127在正常运作时，其本身的自耗电流低于20微安培，本身的导通内阻低于80毫欧姆，本身正常工作时的电流是0～2安培。当控制电路板127在正常运作时，电流到达4～6安培本身则采取过流保护以降低电流。
图5是电池本体与控制电路板结合的实施方块图。图6是控制电路板的电路图。为更详细说明本实用新型请同时参照图2、图3、图4、图5及图6。
控制电路板122是包含集成电路127与一组场效晶体管129。集成电路127与电池本体123、一组场效晶体管129连接，电池本体123一端与负载器14/充电器16的正极相连，电池本体123另一端与一组场效晶体管129一端连接，一组场效晶体管129另一端则与负载器/充电器的负极相连，使电池本体123能与负载器14/充电器16形成一个负载/充电的回路。由集成电路127与一组场效晶体管129配合一起控制电池本体123的放电、充电、保护当电池本体因负载或充电造成的短路。控制电路板127具有过充保护、过放保护及短路保护的作用。
表一是9伏特锂充电电池相对于9伏特镍氢电池特性的列表，在此特别做说明。
表一
  电池种类   9伏特镍氢电池   9伏特锂充电电池
  能量密度   能量密度低   能量密度高(约镍氢电池3～4倍)
电容量 电容量小160～180毫安小时   电容量高160～500毫安小时(约传统充电电池2～3倍)
电源壳体   电池本体为硬金属易发生*** 电池本体为铝箔不会有***危险
保护电路 没有保护电路   具有控制电路板提供过充保护、过放保护、短路保护
电池充电   过充时电池会产生高热、发烫 过充时电池不会产生高热、发烫
放电电流 放电时只有小电流放电   具高输出功率能力从144毫瓦～14.4瓦，提供大电流放电
  体积与重量关系 重量3A体积B   重量A，体积B(若同体积，9伏特锂充电电池重量为9伏特镍氢电池之1/3)
图7是9伏特镍氢充电电池与9伏特锂充电电池于各种充放电电流的数据图。图8是9伏特碱性电池分别于每小时360毫安及720毫安与9伏特锂充电电池比较的数据图。图8中的标号1代表碱性电池360毫安培，标号2代表碱性电池720毫安培，标号3代表锂高分子电池360毫安培，标号4代表锂高分子电池720毫安培。360毫安培碱性电池放电时间为：31.8S，720毫安培碱性电池放电时间为：5.5S，360毫安培锂高分子电池放电时间为：59.2S，720毫安培锂高分子电池放电时间为：21.3S.请同时参照图7及图8，以更清楚解释9伏特碱性电池与9伏特锂充电电池之间的差异。
在图7及图7中可以很清楚的发现，9伏特锂充电电池相对于9伏特碱性电池或9伏特镍氢充电电池而言，在此选用的9伏特锂充电电池是9伏特锂高分子充电电池，在相同条件下，9伏特锂高分子充电电池在充电、放电的表现较9伏特碱性电池或9伏特镍氢充电电池来的优良，如电容量、能量密度、放电时间皆比9伏特碱性电池或9伏特镍氢充电电池来的高或者是时间较长。
9伏特锂充电电池10本身包含控制电路板6，固不需仰赖一般充电器16上的保护电路来保护9伏特电池本身。由控制电路板可使9伏特锂充电电池10不会产生过放电、过充电，并且于充电器16充电时，亦不会与以往一样使9伏特锂充电电池1本身产生高热、发烫。9伏特锂充电电池10循环寿命为2000次以上。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围。任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (3)

1.一种充电电池，其特征在于：包括
一电池外壳；
一电池本体，包括一电池隔离膜，所述电池隔离膜内设有多个片状的极板及电解液；
一控制电路板，位于所述电池外壳内与所述电池本体连接，所述控制电路板可控制所述电池本体在充电、放电、短路时的状态，所述电池本体充电过度时，所述控制电路板对所述电池本体实施过充保护；所述电池本体放电过度时，所述控制电路板对所述电池本体实施过放保护；所述电池本体短路时，所述控制电路板对所述电池本体实施短路保护，所述控制电路板可控制所述电池本体电压维持在5伏特到9伏特之间。
2.如权利要求1所述的充电电池，其中所述电池本体是至少一锂电池。
3.如权利要求1所述的充电电池，其中所述锂电池是由至少二锂电池是锂离子电池或至少二锂高分子电池相互串并联组成。
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