專利名稱：一種可充電電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電池，尤其涉及的是， 一種可充電電池。
背景技術(shù)：
目前，很多小電器(如男士電動剃須刀、數(shù)碼相機)、或者小孩子的電
動玩具中，常常需要使用5號或7號千電池(常見的干電池有普通鋅-錳 干電池、堿性鋅-錳干電池、鎂-錳干電池、鋅-空氣電池、鋅-氧化汞電池、 鋅—氧化銀電池、鋰-錳電池等)，這樣的電池無法進行充電，而且使用時間
短，會導致環(huán)境污染。
另外，現(xiàn)有市場上也存在一些可充電的電池，如可充電的4臬氫電池和 鎳鎘電池，可用于代替市面上通用的干電池，其可以循環(huán)使用。但是，這 種鎳氫和4臬鎘充電電池也存在以下幾個缺點(l)具有記憶效應(yīng)，從而導 致鎳氯和鎳鎘電池在進行充電時，需要進行一定時間到放電管理，操作繁
低，影響使用壽命，大大地縮短了使用周期；(3)鎳鎘電池中的鎘金屬對 環(huán)境有污染。
綜上所述，可見現(xiàn)有技術(shù)存在缺陷一定的缺陷，需要進一步地改進。
實用新型內(nèi)容
本實用新型的目的在于提供一種可克電電池，其無記憶效應(yīng)，能夠隨 時進行充放電，能量密度高、無污染，壽命長，可用于替代現(xiàn)有的5號或7 號干電池及4臬氬電池和4臬鎘電池。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案
本實用新型7>開了一種可充電電池，所述電池包括鋰電池芯，電池 外殼和用于控制鋰電池芯充放電的線路板；所述電池外殼內(nèi)設(shè)置有一空腔， 所述鋰電池芯及線路板封裝在所述電池外殼的內(nèi)腔內(nèi)，所述鋰電池芯的輸 出電極與所述線路板的一接線端相連，所述線路板的另一接線端連接所述 可充電電池的外設(shè)電極端，該外設(shè)電極端設(shè)置在所述電池外殼的外部。
其中，所述鋰電池芯是鋰二氧化硫電池、鋰亞硫酰氯電池、液態(tài)鋰離 子電池、聚合物鋰離子電池中的一種。
其中，所述電池外殼為圓柱形。
其中，所述電池外殼包括負極外殼和正極外殼，所述負極外殼和正極 外殼相連形成一空腔結(jié)構(gòu)，所述鋰電池芯及線路板均位于該空腔結(jié)構(gòu)中。 其中，所述負極外殼為導電金屬外殼。
其中，所述正極外殼上設(shè)置有一個外設(shè)正電才及端，該正電極端通過所
述正極外殼上設(shè)置的通孔與所述線路板的另一接線端相連。
其中，所述鋰電池芯是單個鋰電池、或者由多個鋰電池構(gòu)成的鋰電池組。
其中，所述線路板上i殳置有鋰電池保護電路、直流電壓轉(zhuǎn)換電路、 鋰電池充電管理電路和用于防止充電電流流入到所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路中 的反向截止單元；所述鋰電池保護電路的電源輸入端與所述鋰電池芯相連， 該鋰電池保護電路的過流檢測端連接所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端和所 述鋰電池充電管理電路的充電電流輸出端，所述鋰電池保護電路用于檢測 所述鋰電池芯的充放電電流大小，并根據(jù)檢測結(jié)果對所述鋰電池芯進行保 護；所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端通過所述反向截止單元連接可充電電 池的輸出端，所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路用于將所述鋰電池芯的輸出電壓降至 所述可充電電池的額定輸出電壓；所述鋰電池充電管理電路的電壓輸入端 連接可充電電池的輸出端，其用于將施加在可充電電池的輸出端的充電電壓轉(zhuǎn)換為所述鋰電池芯所需要的充電電流。
其中，所述線路板的設(shè)置有至少一個定位槽，所述負極外殼的一個端 上設(shè)置有至少一個凸起，此凸起和所述定位槽適配連接，并且所述凸起和 定位槽的個數(shù)一致，用于將所述線路板固定在所述電池外殼上。
其中，在所述正極外殼上設(shè)置至少一個凸起，用于與所述線路板上的 定位槽進行適配連接。
采用上述方案，本實用新型通過將鋰電池及其控制電路封裝成一電池
結(jié)構(gòu)，用以替代現(xiàn)有的5號或7號干電池及鎳氫電池和鎳鎘電池。本實用 新型的電池4呆留了鋰電池的優(yōu)點，如電池容量大、充電時間短、重量輕、 無污染、使用時間長，并且其結(jié)構(gòu)簡單、制作方便。


圖1為本實用新型可充電電池的結(jié)構(gòu)示意圖2為本實用新型線路板上的電路結(jié)構(gòu)框圖3為圖2中鋰電池保護電路和鋰電池充電管理電路的原理圖4為圖2中直流電壓轉(zhuǎn)換電路和反向截止單元的原理圖5為的A-A向剖^f見圖6為圖1中線路壽反的B-B向剖視圖7為圖1中負極外殼的B-B向剖視圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的技術(shù)方案。
如圖1所示，本實用新型提供了一種可充電電池，其含有以下幾個部 分用于供給及存儲電能的鋰電池芯203、電池外殼211和線路板220;線 路板220用于控制鋰電池芯203的充》文電過程，起到對鋰電池芯203的保 護作用。如圖1所示，電池外殼211內(nèi)設(shè)置有一空腔，鋰電池芯203及線路板220封裝在電池外殼211的內(nèi)腔內(nèi)，鋰電池芯203的輸出電極與線路 板220的一接線端相連，線路板220的另一接線端連接所述可充電電池的 外設(shè)電極端(比如，下面所述的外設(shè)正電極端230),該外設(shè)電極端設(shè)置在 電池外殼211的外部，便于進行電壓的輸出或充電電流的輸入。這里所述 的鋰電池芯203可以是鋰二氧化硫電池、鋰亞硫酰氯電池、液態(tài)鋰離子電 池(LIB)、聚合物鋰離子電池(PLB)等中的一種。并且所述鋰電池芯203可以 是單個鋰電池、也可以是由多個鋰電池構(gòu)成的鋰電池組。
上述可充電電池可以根據(jù)需要制作成不同的形狀，比如，依據(jù)5號電 池或者7號電池的形狀，將電池外殼211的外觀做成圓柱形，并按5號電 池或者7號電池的規(guī)格制作圖1所示的可充電電池，即可用于替換現(xiàn)有的5 號或者7號干電池以及可充電的鎳氫和鎳鎘電池，應(yīng)用于兒童電動玩具、 小型家用電器等領(lǐng)域。由于本實用新型圖1所示的電池采用的是鋰電池芯， 所以其具有4里電池的所有優(yōu)點。例如，相對于4臬氫和4臬鎘電池，本實用新 型的可充電電池具有以下優(yōu)點1、不具有記憶效應(yīng)，其根據(jù)需要可隨時進 行充電或放電；2、容量大；3、其循環(huán)壽命高，在正常條件下，充放電周 期可超過500次；4、具有高能量密度，重量小；5、其不含有諸如鎘、鉛、 汞之類的有害金屬物^t，所以無污染；6、充電時間短；7、如果本實用新 型采用鋰離子電池作為鋰電池芯，則由于其不含金屬鋰，因而不受飛機運 輸關(guān)于禁止在客機攜帶鋰電池等規(guī)定的限制。
如圖1所示，電池外殼211包括負極外殼213和正極外殼212,所述負 極外殼213為導電金屬外殼，其可直接作為本實用新型可充電電池的外設(shè) 負電極端240;正極外殼212可直接作為外設(shè)正電極使用，也可以在其上設(shè) 置一個外設(shè)正電極作為本實用新型可充電電池的外設(shè)正電極端230。負極外 殼213和正極外殼212相連，其內(nèi)部形成一空腔結(jié)構(gòu)，鋰電池芯203及線 路板220均位于其中。負極外殼213和正極外殼212不能形成電連接，并 且必須將線i 各板220固定在空腔內(nèi)，所以它們之間可以存在多種連接方式，例如以下連^妄方式。如圖6所示，線路板220的設(shè)置有至少一個定位槽231。如圖7所示， 負極外殼213的一個端上設(shè)置有至少一個凸起214,此凸起214和定位槽 231適配連接，并且凸起214和定位槽231的個數(shù)一致，用于將線路板220 固定在電池外殼211上，避免線路板220因碰撞導致?lián)p壞。如圖6所示， 線路板220上設(shè)置的是截面為半圓形的定位槽231,同樣的道理，如果空間 允許，線路板220上也可以設(shè)置通孔，用于定位。相應(yīng)的，在正極外殼212 上可以如圖7所示設(shè)置至少一個凸起，用于與線路板220上的定位槽或定 位孔進行適配連接，也可以如圖6所示設(shè)置定位槽或定位孔，用于與負極 外殼213上的凸起進行適配連接，從而實現(xiàn)負極外殼213、正極外殼212以 及線路板220的連接，并在它們的連接部分采用焊接或者粘接等方式進行 固定。如圖1所示，若負極外殼213采用導電金屬，為了避免正極外殼212 和負極外殼213的短路，正極外殼212可以采用絕緣材料，或者正極外殼 212和負極外殼213采用絕緣連接的方式。若正極外殼212采用絕緣材料， 那么，可以在正極外殼212的端面設(shè)置一個外設(shè)電極端230，外設(shè)電極端 230通過正^L外殼212上設(shè)置的通孔與線路板220的另一接線端，用于電壓 的#T出或充電電流的l敘入。如圖l所示，上述線路板220采用雙面PCB制板方式，在其上下兩面 均設(shè)置有電路結(jié)構(gòu)221、 222。如圖2所示，所述線^各4反220用于控制鋰電 池芯203的輸入輸出，則其上設(shè)置有鋰電池保護電路223、直流電壓轉(zhuǎn)換 電路224、 4里電池充電管理電路226和反向截止單元225。鋰電池保護電路 223的電源輸入端與鋰電池芯203相連，該鋰電池保護電路223的過流檢測 端VDD-BAT連接直流電壓轉(zhuǎn)換電路224的輸入端和鋰電池充電管理電路 226的充電電流輸出端，鋰電池保護電路223用于檢測鋰電池芯203的充放 電電流大小，并根據(jù)檢測結(jié)果對鋰電池芯203進行保護，如進行過放或過充的保護。直流電壓轉(zhuǎn)換電路224的輸出端通過反向截止單元225連接本 實用新型可充電電池的輸出端V-OUT (即圖1所示的外設(shè)正電極端230), 直流電壓轉(zhuǎn)換電路224用于將鋰電池芯203的輸出電壓降至所述可充電電 池的額定輸出電壓，反向截止單元225則防止充電電流流入到直流電壓轉(zhuǎn) 換電路224中。鋰電池充電管理電路226的電壓輸入端連接可充電電池的 輸出端V-OUT，其用于對鋰電池芯203的充電電流進4亍實時控制，并將可 克電電池的輸出端V-OUT輸入的充電電壓轉(zhuǎn)換為鋰電池芯203所需要的充 電電5危。例如，若本實用新型的可充電電池采用單節(jié)鋰電池BT1,則其輸出電 壓為3.7V左右，所以其輸出的3.7V電壓依次通過鋰電池保護電路223和 直流電壓轉(zhuǎn)換電路224后轉(zhuǎn)換為1.5V或1.8V輸出，經(jīng)過反向截止單元225 后可以在本實用新型可充電電池的輸出端V-OUT (即外設(shè)正電極端230) 獲得1.5V或1.8V。在電池需要進行充電時，在可充電電池的輸出端V-OUT (即外設(shè)正電極端230和外設(shè)負電極端240之間)施加4.5V ~ 5.5V的充電 電壓，該充電電壓依次通過鋰電池充電管理電^各226和4里電池保護電路223 后輸出充電電流給單節(jié)鋰電池BTl,直到充電完畢，則自動停止充電。如圖3和圖4所示，在實現(xiàn)具體電路時，這里的鋰電池保護電路223 可以采用型號為CR6002B的鋰電池保護芯片U3,直流電壓轉(zhuǎn)換電路224 可以采用型號為EML3416的直流轉(zhuǎn)換芯片U2，鋰電池充電管理電路226 可以采用型號為EMC-5754的單節(jié)鋰電池充電芯片Ul，反向截止單元225 可以采用一個二極管來實現(xiàn)。如圖3所示，鋰電池保護芯片U3的正電源輸入端VDD (即芯片的1、 2腳)連接單節(jié)鋰電池BT1的正極，單節(jié)鋰電池BT1的負極接地，鋰電池 保護芯片U3的過流4全測端/充電器正輸入端VM (即芯片的7、 8腳)連接 圖4中直流轉(zhuǎn)換芯片U2的電壓輸入端VIN (即芯片的6腳)。如圖4所示， 直流轉(zhuǎn)換芯片U2的7腳(即芯片的VIN_CLN端)、6腳、5腳(即芯片的另 一個VIN端)、3腳(即芯片的VSS—PWR端)相連，并通過電容C3接 地。直流轉(zhuǎn)換芯片U2的8腳(即芯片的EN端)通過電阻R5連接直流轉(zhuǎn) 換芯片U2的電壓輸入端VIN，直流轉(zhuǎn)換芯片U2的8腳通過電阻R3連接 直流轉(zhuǎn)換芯片U2的2腳(即芯片的VSS一CLN端)，并接地；直流轉(zhuǎn)換芯 片U2的2腳通過電阻R6連接直流轉(zhuǎn)換芯片U2的l腳(即芯片的VFB端)， 直流轉(zhuǎn)換芯片U2的1腳通過電阻R4連接一二極管D2的陽極，二極管D2 的陰極連接可充電電池的輸出端V-OUT(即圖1所示的外設(shè)正電極端230), 二極管D2的陽極通過電感Ll連接直流轉(zhuǎn)換芯片U2的4腳(即芯片的SW 端)，二極管D2的陽極還通過電容C2接地。如圖3所示，單節(jié)鋰電池充電(即圖1所示的外設(shè)正電極端230),并且該端通過電容Cl接地。單節(jié)鋰 電池充電芯片Ul的控制端PROG (即芯片的5腳)通過電阻R2接地，單 節(jié)鋰電池充電芯片U1的充電電流輸出端BAT(即芯片的3腳)連接鋰電池 保護芯片U3的過流檢測端/充電器正輸入端VM。單節(jié)鋰電池充電芯片Ul 的充電狀態(tài)檢測端CHGB (即芯片的1腳)依次通過一個電阻Rl和發(fā)光二 極管Dl連接可充電電池的輸出端V-OUT (即圖1所示的外設(shè)正電極端 230),當可克電電池的輸出端V-OUT輸入高電壓時，發(fā)光二極管D1導通 并給于提示。從上述電路可以看出，二極管D2充當了反向截止單元225, 起到了阻止充電電流進入直流電壓轉(zhuǎn)換電路224中的作用，從而保護了直 流電壓轉(zhuǎn)換電路224。應(yīng)當理解的是，對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以 改進或變換，而所有這些改進和變換都應(yīng)屬于本實用新型所附權(quán)利要求的 保護范圍。 .
權(quán)利要求1、一種可充電電池，其特征在于，所述電池包括鋰電池芯，電池外殼和用于控制鋰電池芯充放電的線路板；所述電池外殼內(nèi)設(shè)置有一空腔，所述鋰電池芯及線路板封裝在所述電池外殼的內(nèi)腔內(nèi)，所述鋰電池芯的輸出電極與所述線路板的一接線端相連，所述線路板的另一接線端連接所述可充電電池的外設(shè)電極端，該外設(shè)電極端設(shè)置在所述電池外殼的外部。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充電電池，其特征在于，所述鋰電池芯 是鋰二氧化硫電池、鋰亞硫酰氯電池、液態(tài)鋰離子電池、聚合物鋰離子電 池中的一種。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充電電池，其特征在于，所述電池外殼 為圓柱形。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充電電池，其特征在于，所述電池外殼 包括負極外殼和正極外殼，所述負極外殼和正極外殼相連形成一空腔結(jié)構(gòu)， 所述鋰電池芯及線路板均位于該空腔結(jié)構(gòu)中。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可充電電池，其特征在于，所述負極外殼 為導電金屬外殼。
6、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可充電電池，其特征在于，所述正極外殼 上設(shè)置有一個外設(shè)正電極端，該正電極端通過所述正極外殼上設(shè)置的通孔 與所述線路板的,另一接線端相連。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充電電池，其特征在于，所述鋰電池芯 是單個鋰電池、或者由多個鋰電池構(gòu)成的鋰電池組。
8、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的可充電電池，其特征在于，所述線路板上 設(shè)置有鋰電池保護電路、直流電壓轉(zhuǎn)換電路、鋰電池充電管理電路和用 于防止充電電流流入到所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路中的反向截止單元；所述鋰電池保護電路的電源輸入端與所述鋰電池芯相連，該鋰電池保 護電路的過流檢測端連4妄所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端和所述鋰電池充 電管理電路的充電電流輸出端，所述鋰電池保護電路用于檢測所述鋰電池 芯的充放電電流大小，并根據(jù)檢測結(jié)果對所述鋰電池芯進行保護；池的輸出端，所述直流電壓轉(zhuǎn)換電路用于將所述鋰電池芯的輸出電壓降至 所述可充電電池的額定輸出電壓；所述鋰電池充電管理電路的電壓輸入端連接可充電電池的輸出端，其 用于將施加在可充電電池的輸出端的充電電壓轉(zhuǎn)換為所述鋰電池芯所需要的充電電 流o
9、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可充電電池，其特征在于，所述線路板的 設(shè)置有至少一個定位槽，所述負極外殼的一個端上設(shè)置有至少一個凸起， 此凸起和所述定位槽適配連接，并且所述凸起和定位槽的個數(shù)一致，用于 將所述線路板固定在所述電池外殼上。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的可充電電池，其特征在于，在所述正極外 殼上設(shè)置至少一個凸起，用于與所述線^各板上的定位槽進行適配連接。
專利摘要本實用新型提供了一種可充電電池，包括鋰電池芯，電池外殼和用于控制鋰電池芯充放電的線路板；所述電池外殼內(nèi)設(shè)置有一空腔，所述鋰電池芯及線路板封裝在所述電池外殼的內(nèi)腔內(nèi)，所述鋰電池芯的輸出電極與所述線路板的一接線端相連，所述線路板的另一接線端連接所述可充電電池的外設(shè)電極端，該外設(shè)電極端設(shè)置在所述電池外殼的外部。本實用新型的電池無記憶效應(yīng)，能夠隨時進行充放電，能量密度高、無污染，壽命長，可用于替代現(xiàn)有的5號或7號干電池及鎳氫電池和鎳鎘電池。
文檔編號H01M2/06GK201174404SQ20082009330
公開日2008年12月31日 申請日期2008年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月3日
發(fā)明者尹曉慧, 徐森林 申請人:尹曉慧