專利名稱：一種強(qiáng)迫冷卻充電方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬電池充電領(lǐng)域，涉及電池的充電和充電裝置，特別是涉及一種對(duì)干電池充電的方法和裝置。
對(duì)于電池的充電方法，制約的因數(shù)很多，其中一個(gè)很重要的因數(shù)是溫度。因此在鋅錳干電池或堿性電池之類的電池包裝上往往標(biāo)注不得充電和扔入火中，以免爆炸等字樣。因?yàn)樵谶@類電池中含有糊狀的電糊，由電解質(zhì)、糊狀賦形劑、及相當(dāng)多水分。當(dāng)充電的高溫或投入火中時(shí)水的汽化，是爆炸的主要原因。實(shí)際上以相當(dāng)小的電流為鋅錳干電池或堿性電池之類的電池充電時(shí)，升溫的幅度小，電池僅有微溫，是不會(huì)爆炸的。
一般來說鋅錳干電池或堿性電池之類的電池稱為一次電池，不考慮對(duì)其充電，因此市售的充電器均為鎳鎘、鎳氫、鋰電池等充電電池所用。充電電池的容量比同樣大小的鋅錳干電池或堿性電池之類的一次電池要大得多，往往在幾倍，甚至十幾倍，因此充電器的充電電流就很大。如果用來為一次電池充電，快速升溫，一來容易爆炸，二來往往烤干電糊。如果電糊變干，則電糊中的電解質(zhì)起作用的電離子運(yùn)動(dòng)就很困難，電池內(nèi)阻加大，電池效率減低。因此新電池避免暴曬之說，源自電糊的干枯會(huì)導(dǎo)致電池失效。
其實(shí)一次電池都是化學(xué)電池，電能的輸出源自化學(xué)反應(yīng)，眾所周知，一般的化學(xué)反應(yīng)在一定的條件下是可逆的。因此一次電池實(shí)際上是“可逆的”，可充電。問題在于一般的充電方法無法保持一次電池的電糊中的水分，有限的幾次充電后電糊就干了，導(dǎo)致電池失效。
在對(duì)一次電池充電的研究中，我們得知充電時(shí)的電化學(xué)可逆反應(yīng)，會(huì)產(chǎn)生“極化效應(yīng)”氣體會(huì)以極細(xì)小的氣泡附著在正極的碳棒上，電阻加大，發(fā)熱增加，汽化導(dǎo)致水分的丟失。而消除極化效應(yīng)的方法是在充電過程中短時(shí)間地放電一下，如充電十個(gè)時(shí)間單位，加一個(gè)或兩個(gè)時(shí)間單位的放電時(shí)間，如是循環(huán)。一般極化效應(yīng)隨充電電流的加大而嚴(yán)重。去極化效應(yīng)應(yīng)該有助充電，但是增加了功耗，也有發(fā)熱。
同樣，溫度的升高對(duì)可充電的鎳鎘、鎳氫、鋰電池等充電電池來說也是有害的，特別是蓄電池主要依靠電解液，對(duì)充電溫升尤為敏感。
綜上所述，控制溫度對(duì)充電是有益處的，特別是在一次電池的充電中將有莫大的好處。采用本發(fā)明方案的技術(shù)，如果一次電池能反復(fù)用上5次的話，將為環(huán)保作出巨大的貢獻(xiàn)！本發(fā)明的目的在于提出一個(gè)新型的方案；它的任務(wù)是強(qiáng)迫限制被充電的電池溫度，提高充電效率，此外為解決一次電池的充電提供手段。
本發(fā)明的技術(shù)方案是在充電的同時(shí)為電池提供一個(gè)強(qiáng)迫制冷裝置，使被充電的電池的溫度的升高受限制。從而達(dá)到本發(fā)明的目的。
本發(fā)明的技術(shù)方案可進(jìn)一步設(shè)計(jì)為強(qiáng)迫制冷裝置是半導(dǎo)體制冷裝置。
本發(fā)明的技術(shù)方案可進(jìn)一步設(shè)計(jì)為制冷裝置與電池之間有加強(qiáng)熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，以便進(jìn)一步提高效率。因?yàn)橹评溲b置與電池之間很難做到機(jī)械上的緊配合，所以有以下幾種方案。
液體介質(zhì)，如水、油之類，該類設(shè)計(jì)需要一個(gè)容器，對(duì)于蓄電池之類的電極均在上部的電池比較合適，電極位于上下兩端的，就要看電池結(jié)構(gòu)而定，如鎳鎘、鎳氫電池的正極是外殼，可以將正極向下，放入容器(底部為負(fù)極)，鋅錳干電池一般外殼為負(fù)極，充電電極反置，對(duì)于外殼為塑料或外殼為金屬帶極性的，均可以使用可導(dǎo)電的導(dǎo)熱介質(zhì)，如水之類。堿性電池之類有兩種制造方法，外殼極性各不相同，還有經(jīng)絕緣的金屬外殼(無極性)，采用絕緣的導(dǎo)熱介質(zhì)較好，如油之類。鑒于該項(xiàng)技術(shù)在充電完畢后，需要去除外殼上的導(dǎo)熱介質(zhì)，有一定的麻煩。
用導(dǎo)電膏來導(dǎo)熱，導(dǎo)電膏中含有較多的金屬微粒，因此導(dǎo)熱性能良好，后處理比液體介質(zhì)更麻煩。
金屬顆粒導(dǎo)熱，在容器狀的制冷裝置，或者類似容器狀的(如網(wǎng)狀，能阻止金屬顆粒外漏的)與電池之間填充金屬顆粒，如小鋼珠，或者鋁、銅等金屬顆粒，圓柱形也可以，一種簡單的方法是將鋁、銅絲剪切成顆粒，當(dāng)然使用經(jīng)篩子分離的一定大小的異型金屬碎屑也可以達(dá)到導(dǎo)熱效果，但是可能含有尖刺等意外情況影響安全。這種設(shè)計(jì)，在充電完畢的后處理時(shí)非常方便。由于金屬顆粒是導(dǎo)電體，運(yùn)用原則按液體導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行。一個(gè)顯而易見的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是電池與制冷裝置之間幾何尺寸需要考慮能否容納顆粒。
具有彈性結(jié)構(gòu)金屬體來導(dǎo)熱，在制冷裝置與充電電池間設(shè)置足夠多的可直接接觸的金屬彈性體來加強(qiáng)導(dǎo)熱效果，如片狀的金屬彈性棘爪、瓦楞狀彈性金屬板、網(wǎng)狀的彈性金屬絲網(wǎng)、甚至是細(xì)金屬絲的氈狀物，以及可以直接接觸的其他結(jié)構(gòu)。
瓦楞狀彈性金屬板可以采用矩形結(jié)構(gòu)，其截面如長城的符號(hào)圖形。這種結(jié)構(gòu)在瓦楞板受到壓迫時(shí)長度不會(huì)增加，而以正弦波截面的瓦楞板長度會(huì)增加。
本發(fā)明的技術(shù)方案可進(jìn)一步設(shè)計(jì)為制冷裝置與電池之間有一個(gè)抱合的夾持結(jié)構(gòu)來加強(qiáng)導(dǎo)熱效果。該類設(shè)計(jì)有平板型，可用于蓄電池類，圓形的用于圓柱型的電池?？梢约由蠗l狀、點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)，如配合彈性金屬體，如金屬氈就效果更好。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于采用制冷充電的方式，使被充電的電池的溫度的升高受限制。電池的充電特性明顯改善。特別是采用本發(fā)明方案的技術(shù)，在一次電池的充電中將有莫大的好處。
本發(fā)明的技術(shù)方案實(shí)施的方式本發(fā)明的實(shí)施例是在充電裝置充電的同時(shí)為電池提供一個(gè)強(qiáng)迫制冷裝置，使被充電的電池的溫度的升高受限制。
本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步設(shè)計(jì)為強(qiáng)迫制冷裝置是半導(dǎo)體制冷裝置。
本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步設(shè)計(jì)為制冷裝置與電池之間有加強(qiáng)熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)，以便進(jìn)一步提高效率。因?yàn)橹评溲b置與電池之間很難做到機(jī)械上的緊配合，所以有以下幾種方案。
本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步設(shè)計(jì)為液體介質(zhì)導(dǎo)熱，如水、油之類，該類設(shè)計(jì)具有一個(gè)容器，對(duì)于蓄電池之類的電極均在上部的電池比較合適。
本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步設(shè)計(jì)為電極位于上下兩端的，就要看電池結(jié)構(gòu)而定，如鎳鎘、鎳氫電池的正極是外殼，可以將正極向下，放入容器(底部為負(fù)極)，鋅錳干電池一般外殼為負(fù)極，充電電極反置，所以具有一個(gè)電極可以對(duì)換的裝置，并且具有相應(yīng)的電極極性指示。
本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步設(shè)計(jì)為對(duì)于外殼為塑料或外殼為金屬帶極性的，均可以使用可導(dǎo)電的導(dǎo)熱介質(zhì)，如水之類。堿性電池之類有兩種制造方法，外殼極性各不相同，還有經(jīng)絕緣的金屬外殼(無極性)，采用絕緣的導(dǎo)熱介質(zhì)較好，如油之類。鑒于該項(xiàng)技術(shù)在充電完畢后，需要去除外殼上的導(dǎo)熱介質(zhì)，有一定的麻煩。
本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步設(shè)計(jì)為用導(dǎo)電膏來導(dǎo)熱，導(dǎo)電膏中含有較多的金屬微粒，因此導(dǎo)熱性能良好，后處理比液體介質(zhì)更麻煩。
本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步設(shè)計(jì)為金屬顆粒導(dǎo)熱，在容器狀的制冷裝置，或者類似容器狀的(如網(wǎng)狀，能阻止金屬顆粒外漏的)與電池之間填充金屬顆粒，如小鋼珠，或者鋁、銅等金屬顆粒，圓柱形也可以，一種簡單的方法是將鋁、銅絲剪切成顆粒，當(dāng)然使用經(jīng)篩子分離的一定大小的異型金屬碎屑也可以達(dá)到導(dǎo)熱效果，但是可能含有尖刺等意外情況影響安全。這種設(shè)計(jì)，在充電完畢的后處理時(shí)非常方便。由于金屬顆粒是導(dǎo)電體，運(yùn)用原則按液體導(dǎo)熱介質(zhì)進(jìn)行。一個(gè)顯而易見的設(shè)計(jì)要點(diǎn)是電池與制冷裝置之間幾何尺寸需要考慮能否容納顆粒。
本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步設(shè)計(jì)為具有彈性結(jié)構(gòu)金屬體來導(dǎo)熱，在制冷裝置與充電電池間設(shè)置足夠多的可直接接觸的金屬彈性體來加強(qiáng)導(dǎo)熱效果，如片狀的金屬彈性棘爪、瓦楞狀彈性金屬板、網(wǎng)狀的彈性金屬絲網(wǎng)、甚至是細(xì)金屬絲的氈狀物，以及可以直接接觸的其他結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步設(shè)計(jì)為瓦楞狀彈性金屬板可以采用矩形結(jié)構(gòu)，其截面如長城的符號(hào)圖形。這種結(jié)構(gòu)在瓦楞板受到壓迫時(shí)長度不會(huì)增加，而以正弦波截面的瓦楞板長度會(huì)增加。
本發(fā)明的實(shí)施例可進(jìn)一步設(shè)計(jì)為制冷裝置與電池之間有一個(gè)抱合的夾持結(jié)構(gòu)來加強(qiáng)導(dǎo)熱效果。該類設(shè)計(jì)有平板型，可用于蓄電池類，圓形的用于圓柱型的電池?？梢约由蠗l狀、點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)，如配合彈性金屬體，如金屬氈就效果更好。
權(quán)利要求
1.一種充電方法和裝置，其特征在于在充電的同時(shí)為電池提供一個(gè)強(qiáng)迫制冷裝置，使被充電的電池的溫度的升高受限制。
2.權(quán)利要求1所述的充電方法和裝置，其特征在于強(qiáng)迫制冷裝置是半導(dǎo)體制冷裝置。
3.權(quán)利要求1所述的充電方法和裝置，其特征在于制冷裝置與電池之間有加強(qiáng)熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
4.權(quán)利要求3所述的充電方法和裝置，其特征在于加強(qiáng)熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有一個(gè)容器，用來容納用來導(dǎo)熱的液體介質(zhì)或?qū)щ姼唷?br> 5.權(quán)利要求3所述的充電方法和裝置，其特征在于加強(qiáng)熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有一個(gè)容器，用來容納用來導(dǎo)熱的金屬顆粒。該容器可以是能阻止金屬顆粒外漏的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
6.權(quán)利要求3所述的充電方法和裝置，其特征在于加強(qiáng)熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)具有彈性結(jié)構(gòu)金屬體來導(dǎo)熱，結(jié)構(gòu)為片狀的金屬彈性棘爪、瓦楞狀彈性金屬板、網(wǎng)狀的彈性金屬絲網(wǎng)、細(xì)金屬絲的氈狀物。
7.權(quán)利要求6所述的具有瓦楞狀彈性金屬板充電方法和裝置，其特征在于瓦楞狀彈性金屬板采用矩形結(jié)構(gòu)，其截面如長城的符號(hào)圖形。這種結(jié)構(gòu)在瓦楞板受到壓迫時(shí)長度不會(huì)增加，而以正弦波截面的瓦楞板長度會(huì)增加。
8.權(quán)利要求3所述的充電方法和裝置，其特征在于加強(qiáng)熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)用來導(dǎo)熱的是含有較多的金屬微粒的導(dǎo)電膏。
9.權(quán)利要求1所述的充電方法和裝置，其特征在于制冷裝置與電池之間有一個(gè)抱合的夾持結(jié)構(gòu)來加強(qiáng)導(dǎo)熱效果。平板型，可用于蓄電池類，圓形的用于圓柱型的電池。并且可以具有條狀、點(diǎn)狀結(jié)構(gòu)，如配合彈性金屬體，如金屬氈就效果更好。
10.權(quán)利要求9所述的充電方法和裝置，其特征在于夾持結(jié)構(gòu)與電池間有彈性結(jié)構(gòu)金屬體來導(dǎo)熱，結(jié)構(gòu)為片狀的金屬彈性棘爪、瓦楞狀彈性金屬板、網(wǎng)狀的彈性金屬絲網(wǎng)、細(xì)金屬絲的氈狀物。
全文摘要
本發(fā)明屬電池充電領(lǐng)域，涉及電池的充電和充電裝置，特別是涉及一種對(duì)干電池充電的方法和裝置。在充電的同時(shí)為電池提供一個(gè)強(qiáng)迫制冷裝置，使被充電的電池的溫度的升高受限制。強(qiáng)迫限制被充電的電池溫度，提高充電效率，此外為解決一次電池的充電提供手段。強(qiáng)迫制冷裝置是半導(dǎo)體制冷裝置。制冷裝置與電池之間有加強(qiáng)熱傳導(dǎo)結(jié)構(gòu)。
文檔編號(hào)H01M10/44GK1487622SQ03141950
公開日2004年4月7日 申請(qǐng)日期2003年7月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月30日
發(fā)明者朱守云 申請(qǐng)人:朱守云