專利名稱：可充電電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電池，特別是涉及一種外觀上與9V 層疊電池外殼的形狀和尺寸相同的可充電電池。
背景技術(shù)：
近來(lái)由于IT行業(yè)的發(fā)展，各種數(shù)碼產(chǎn)品紛紛涌現(xiàn)，對(duì)電 池的需求和要求都在不斷地增加，這種基于IT的產(chǎn)品配備的電池一般都是由單
體電池串聯(lián)成電池組供電(例如9V層疊電池(6F22))，或者由單體電池經(jīng)升壓 后供電。9V層疊電池(6F22)是一種常用的干電池品種，它采用多個(gè)單體電池 串聯(lián)組合而成，由于各個(gè)單體電池的不均一性，在實(shí)際使用中會(huì)使電池的性能 受到很大影響。對(duì)于采用由單體電池經(jīng)升壓后供電的IT的產(chǎn)品，由于增加了一 套升壓裝置，無(wú)形中增加了產(chǎn)品的成本，而且使產(chǎn)品的設(shè)計(jì)變得復(fù)雜。由于IT 產(chǎn)品所需的標(biāo)稱電壓為5V，隨著IT行業(yè)和各種電子儀器的不斷發(fā)展，市場(chǎng)上對(duì) 5V輸出且具有9V層疊電池(6F22)外觀的可充電電池的需求也已出現(xiàn)，而且 有越來(lái)越多的趨勢(shì)，但市場(chǎng)上這方面的產(chǎn)品幾乎是空白。
專利申請(qǐng)?zhí)枮?00720090016.1的專利文獻(xiàn)公開了一種外觀上與9V層疊電 池外殼的形狀和尺寸相同的可充電電池，解決了9V層疊電池(6F22)的弊端， 但其充電時(shí)需將外殼的一部分去掉露出彈性片后才能進(jìn)行，使用起來(lái)不是很方 便。
(三)、實(shí)用新型內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種外觀上 與9V層疊電池外殼的形狀和尺寸相同，且容量大、成本小、使用方便的可充電 電池。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案
一種可充電電池，含有殼體以及安裝在殼體內(nèi)部的電池芯和電壓轉(zhuǎn)換電路， 殼體上含有正極帽、負(fù)極帽和充電正極端頭，正極帽和負(fù)極帽安裝在殼體的上 端面，充電正極端頭設(shè)置在殼體的下端面上與負(fù)極帽對(duì)應(yīng)的位置，電池芯的負(fù)極與負(fù)極帽和電壓轉(zhuǎn)換電路的地端連接，電池芯的正極與充電正極端頭和電壓 轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端與正極帽連接。
負(fù)極帽和正極帽分別位于殼體上端面的左、右兩邊，充電正極端頭位于殼 體下端面的左邊，電池芯位于負(fù)極帽下部的殼體腔內(nèi)，它的負(fù)極朝上方，正極 朝下方，電池芯通過(guò)鋼帶固定在殼體腔內(nèi)豎直設(shè)置的固定板上，電壓轉(zhuǎn)換電路 的線路板位于正極帽下部的殼體腔內(nèi)，它通過(guò)固定支腳固定在固定板上。
固定板通過(guò)殼體內(nèi)壁的臺(tái)階和固定膠垂直固定在殼體內(nèi)腔的中部，所述充電 正極端頭從殼體下端面的開孔處伸出并且其端部與殼體下端面的外表面位于同 一個(gè)水平面。
殼體、正極帽和負(fù)極帽連接在一起形成的外殼體與9V層疊電池的外殼的形 狀和尺寸相同，殼體和固定板的材質(zhì)為塑料或金屬，所述正極帽、負(fù)極帽和充電 正極端頭的材質(zhì)為金屬，所述殼體和固定板與正極帽、負(fù)極帽和充電正極端頭絕 緣。
電壓轉(zhuǎn)換電路含有DC/DC變換器，DC/DC變換器為L(zhǎng)M2703/2704系列 DC/DC變換器，或?yàn)長(zhǎng)T1073系列DC/DC變換器，或?yàn)長(zhǎng)T1615系列DC/DC變 換器，或?yàn)閂T50系列DC/DC變換器。
電池芯為鋰離子電池，或?yàn)殒嚉潆姵?，或?yàn)殒囨k電池。
本實(shí)用新型的有益效果
1. 本實(shí)用新型的電池外殼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、設(shè)計(jì)巧妙，其外觀與9V層疊電池外殼 的形狀和尺寸完全相同。
2. 本實(shí)用新型的可充電電池使用普通的14430型單體鋰離子電池(或AA 型鎳氫、鎳鎘電池)作為電池芯，保證了該可充電電池具有較高的容量和較低 的成本。
3. 本實(shí)用新型的可充電電池的輸出電壓可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成不同值，其范圍 約為3V 30V，它應(yīng)用范圍廣，可廣泛應(yīng)用于數(shù)碼相機(jī)、移動(dòng)電話、儀器儀表、 PCMCIA和USB外圍設(shè)備及DSL調(diào)制解調(diào)器等領(lǐng)域。
4. 本實(shí)用新型的可充電電池的電壓轉(zhuǎn)換電路空載功耗低、可靠性強(qiáng)。
5. 本實(shí)用新型的可充電電池?zé)o需專用的充電器，也無(wú)需拆開外殼，在普通的充電器上就可以直接充電，使用方便、安全可靠。
(四) 、

圖1為可充電電池的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2為圖1的俯視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為圖1的仰視結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為A-A剖視放大結(jié)構(gòu)示意圖5為可充電電池的電壓轉(zhuǎn)換電路的原理示意圖之一； 圖6為可充電電池的電壓轉(zhuǎn)換電路的原理示意圖之二； 圖7為可充電電池的電壓轉(zhuǎn)換電路的原理示意圖之三； 圖8為可充電電池的電壓轉(zhuǎn)換電路的原理示意圖之四；
(五) 具體實(shí)施方式
實(shí)施例一參見圖1 圖5，圖中，可充電電池含有殼體1以及安裝在殼體 1內(nèi)部的電池芯BT和電壓轉(zhuǎn)換電路，殼體1上含有正極帽3、負(fù)極帽4和充電 正極端頭6，正極帽3和負(fù)極帽4安裝在殼體1的上端面2，充電正極端頭6設(shè) 置在殼體1的下端面13上與負(fù)極帽4對(duì)應(yīng)的位置，電池芯BT的負(fù)極與負(fù)極帽 4和電壓轉(zhuǎn)換電路的地端連接，電池芯BT的正極與充電正極端頭6和電壓轉(zhuǎn)換 電路的輸入端連接，電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端與正極帽3連接。
負(fù)極帽4和正極帽3分別位于殼體1的上端面2的左、右兩邊，充電正極 端頭6位于殼體1的下端面13的左邊，電池芯BT位于負(fù)極帽4下部的殼體腔 內(nèi)，它的負(fù)極朝上方，正極朝下方，電池芯BT通過(guò)鋼帶9固定在殼體腔內(nèi)豎直 設(shè)置的固定板5上，電池芯BT為鋰離子電池，電壓轉(zhuǎn)換電路的線路板12位于 正極帽3下部的殼體腔內(nèi)，它通過(guò)固定支腳10固定在固定板5上。
固定板5通過(guò)殼體1內(nèi)壁的臺(tái)階7和固定膠8垂直固定在殼體內(nèi)腔的中部， 充電正極端頭6從殼體1的下端面13的開孔14處伸出并且其端部與殼體1的下 端面13的外表面位于同一個(gè)水平面。
殼體1、正極帽3和負(fù)極帽4連接在一起形成的外殼體與9V層疊電池的外 殼的形狀和尺寸相同，殼體1和固定板5的材質(zhì)為塑料，正極帽3、負(fù)極帽4和充電正極端頭6的材質(zhì)為金屬。
電壓轉(zhuǎn)換電路含有DC/DC變換器IC4，它的型號(hào)為VT50, VT50是BOOST結(jié) 構(gòu)、電壓型PFM控制模式的DC-DC轉(zhuǎn)換電路。外部只需要一個(gè)電感、 一個(gè)輸出 電容、和一個(gè)肖特基二極管就可以提供5.0V的穩(wěn)定的低噪聲輸出電壓。芯片內(nèi) 部包括輸出電壓反饋和修正網(wǎng)絡(luò)、啟動(dòng)電路、震蕩電路、參考電壓電路、PFM控 制電路、過(guò)流保護(hù)電路以及功率管。PFM控制電路是VT的核心，該模塊根據(jù)其 他模塊傳遞的輸入電壓信號(hào)、負(fù)載信號(hào)和電流信號(hào)來(lái)控制功率管的開關(guān)，從而 達(dá)到控制電路恒壓輸出的作用。在PFM控制系統(tǒng)中，固定震蕩頻率和脈寬，穩(wěn) 定的輸出電壓是根據(jù)輸入-輸出電壓比例以及負(fù)載情況通過(guò)消脈沖來(lái)調(diào)節(jié)在單 位時(shí)間內(nèi)功率管導(dǎo)通時(shí)間來(lái)實(shí)現(xiàn)。震蕩電路提供基準(zhǔn)震蕩頻率和固定的脈寬。 參考電壓電路提供穩(wěn)定的參考電平，由于采用內(nèi)部的修正技術(shù)，保證輸出電壓 精度達(dá)到±2%，同時(shí)由于參考電壓經(jīng)過(guò)精心的溫度補(bǔ)償設(shè)計(jì)考慮，使得芯片的 輸出電壓的溫度漂移系數(shù)小于100PPm/°C。高增益的誤差放大器保證了在不同輸 入電壓和不同負(fù)載電流情況下穩(wěn)定的輸出電壓。為了減小輸出電壓的紋波和噪 聲，誤差放大器采用司密特比較器結(jié)構(gòu)，并且有很快的響應(yīng)速度。BOOST結(jié)構(gòu) DC-DC轉(zhuǎn)換器的功耗損失主要是由于電感的寄生串聯(lián)電阻、肖特基二極管的正 向?qū)▔航怠⒐β使艿膶?dǎo)通電阻及控制功率管信號(hào)的驅(qū)動(dòng)能力這四個(gè)方面；當(dāng) 然芯片本身消耗的靜態(tài)功耗在低負(fù)載的情況下也會(huì)影響轉(zhuǎn)換效率。所以為了獲 得較高的轉(zhuǎn)換效率，除了用戶選擇合適的電感、肖特基二極管和電容外，芯片 本身包含導(dǎo)通電阻很小的功率管，功率管有驅(qū)動(dòng)能力很強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)，保 證功率管開關(guān)沿口很陡，大大減小了開關(guān)的功率損耗。
在對(duì)本實(shí)用新型的可充電電池充電時(shí)，可將可充電電池的負(fù)極帽4對(duì)著充 電器的負(fù)極，充電正極端頭6對(duì)著充電器的正極，直接插在普通的充電器上即 可進(jìn)行充電。
實(shí)施例二參見圖1 圖4、圖6，圖中編號(hào)與實(shí)施例一相同的，代表的意 義相同，其工作過(guò)程也基本相同，相同之處不重述，不同之處是電壓轉(zhuǎn)換電 路含有DC/DC變換器IC1，它的型號(hào)為NS公司的LM2703，它是一種新型的電 荷泵式DC/DC變換器，無(wú)電感元件、外圍連接電路簡(jiǎn)單，大大減小了電壓轉(zhuǎn)換電路的線路板12的體積；本實(shí)施例中電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電壓Vout與電阻Rl 和電阻R2的阻值的關(guān)系為Rl=R2*(Vout/1.237—Vout)。
實(shí)施例三參見圖1 圖4、圖7，圖中編號(hào)與實(shí)施例一相同的，代表的意義 相同，其工作過(guò)程也基本相同，相同之處不重述，不同之處是電壓轉(zhuǎn)換電路 中的DC/DC變換器IC2的型號(hào)為凌特公司的LT1073，它為低功耗DC-DC變換 器，可提供5V、 12V及可調(diào)等多個(gè)檔次的電壓；本實(shí)施例中電壓轉(zhuǎn)換電路的輸 出電壓Vout與電阻R21和電阻R22的阻值的關(guān)系為Vout=212* (R21/R22+l )。 電池芯BT為鎳氫電池。
實(shí)施例四參見圖1 圖4、圖8，圖中，圖中編號(hào)與實(shí)施例一相同的，代 表的意義相同，其工作過(guò)程也基本相同，相同之處不重述，不同之處是電壓 轉(zhuǎn)換電路中的DC/DC變換器IC3的型號(hào)為凌特公司的LT1615，它為低功耗升 壓式DC-DC變換器，內(nèi)部有36V開關(guān)電路，只需利用簡(jiǎn)單的拓?fù)潆娐肪涂梢暂?出34V的直流電壓，不需要昂貴的變壓器，而且它還具有保護(hù)電路，可以在電 路啟動(dòng)及負(fù)載發(fā)生短路時(shí)提供完善的保護(hù)；本實(shí)施例中電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出電 壓Vout與電阻R31和電阻R32的阻值的關(guān)系為Vout=1.23* (R32/R31+l)。 電池芯BT為鋰離子電池。
權(quán)利要求1.一種可充電電池，含有殼體以及安裝在殼體內(nèi)部的電池芯和電壓轉(zhuǎn)換電路，其特征是殼體上含有正極帽、負(fù)極帽和充電正極端頭，正極帽和負(fù)極帽安裝在殼體的上端面，充電正極端頭設(shè)置在殼體的下端面上與負(fù)極帽對(duì)應(yīng)的位置，電池芯的負(fù)極與負(fù)極帽和電壓轉(zhuǎn)換電路的地端連接，電池芯的正極與充電正極端頭和電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端與正極帽連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的可充電電池，其特征是負(fù)極帽和正極帽分別位 于殼體上端面的左、右兩邊，充電正極端頭位于殼體下端面的左邊，電池芯位 于負(fù)極帽下部的殼體腔內(nèi)，它的負(fù)極朝上方，正極朝下方，電池芯通過(guò)鋼帶固 定在殼體腔內(nèi)豎直設(shè)置的固定板上，電壓轉(zhuǎn)換電路的線路板位于正極帽下部的 殼體腔內(nèi)，它通過(guò)固定支腳固定在固定板上。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的可充電電池，其特征是所述固定板通過(guò)殼體內(nèi) 壁的臺(tái)階和固定膠垂直固定在殼體內(nèi)腔的中部，所述充電正極端頭從殼體下端面 的開孔處伸出并且其端部與殼體下端面的外表面位于同一個(gè)水平面。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的可充電電池，其特征是所述殼體、 正極帽和負(fù)極帽連接在一起形成的外殼體與9V層疊電池的外殼的形狀和尺寸相 同，殼體和固定板的材質(zhì)為塑料或金屬，所述正極帽、負(fù)極帽和充電正極端頭的 材質(zhì)為金屬，所述殼體和固定板與正極帽、負(fù)極帽和充電正極端頭絕緣。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可充電電池，其特征是所述電壓轉(zhuǎn)換電路含有DC/DC變換器。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的可充電電池，其特征是所述DC/DC變換器為 LM2703/2704系列DC/DC變換器，或?yàn)長(zhǎng)T1073系列DC/DC變換器，或?yàn)長(zhǎng)T1615 系列DC/DC變換器，或?yàn)閂T50系列DC/DC變換器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的可充電電池，其特征是所述電池芯為鋰離子電 池，或?yàn)殒嚉潆姵?，或?yàn)殒囨k電池。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種電池，特別是涉及一種外觀上與9V層疊電池外殼的形狀和尺寸相同的可充電電池；可充電電池含有殼體以及安裝在殼體內(nèi)部的電池芯和電壓轉(zhuǎn)換電路，殼體的上端面安裝有正極帽和負(fù)極帽，殼體的下端面上與負(fù)極帽對(duì)應(yīng)的位置安裝有充電正極端頭，電池芯的負(fù)極與負(fù)極帽和電壓轉(zhuǎn)換電路的地端連接，電池芯的正極與充電正極端頭和電壓轉(zhuǎn)換電路的輸入端連接，電壓轉(zhuǎn)換電路的輸出端與正極帽連接，電池芯位于負(fù)極帽下部的殼體腔內(nèi)，它的負(fù)極朝上方，正極朝下方，電壓轉(zhuǎn)換電路的線路板位于正極帽下部的殼體腔內(nèi)，電壓轉(zhuǎn)換電路含有DC/DC變換器；本實(shí)用新型提供了一種容量大、成本小、使用方便的可充電電池。
文檔編號(hào)H01M10/04GK201278357SQ20082014913
公開日2009年7月22日 申請(qǐng)日期2008年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月10日
發(fā)明者劉宇飛, 劉新保, 周永剛, 李恩惠, 賈曉林 申請(qǐng)人:鄭州市聯(lián)合能源電子有限公司