CN100589261C - 可充式电池 - Google Patents

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Abstract

一种可充式电池，其充放电路被集成在一块电路板(14)上，该电路板(14)被固定在一防护支架(16)上并与所述电芯(1)一起被封装于电池壳体内。所述防护支架(16)包括筒状体(161)及固设在所述筒状体(161)内的防护隔板(162)，所述电路板(14)被固定在所述防护隔板(162)的内侧，所述电池负极(17)被固定在所述防护隔板(162)的外侧形成电池负极端的凹形结构，该凹形结构对与该节电池串接的另一节电池的正极端起稳定作用。本发明的可充式电池能完全避免电池在使用过程中保护线路受到挤压而出现线路故障，可防止二次电池的过充和过放电电现象，增加了二次电池的稳定性能，从而延长电池使用寿命。

Description

可充式电池
技术领域
本发明涉及电源装置，尤其是涉及一种可以充放电的电源装置。适用于便携式电子装置的供电电源。
背景技术
随着当今IT产业的迅猛发展，各式IT产品通常是采用可充式电池、镍氢、镍镉等二次电池作为其电源，因而可充式电池需求也不断增长。
当可充式电池处于充电状态下，如果对其超过适当的范围进行过充电时，由于电池中电解液的分解及产生气体并伴随发热，将导致电池性能的劣化，严重者会引起电池爆炸；另一方面，作为二次电池，其放电时的放电电流及放电电压也应进行适当的控制，以防止过度放电以致降低电池本身寿命，因此，有必要给二次电池设置防止出现上述情况的保护装置。
针对上述技术问题，本发明人曾提出过申请号为CN200520111201.5发明专利申请《一种带有保护电路的可充电电池》，其揭示了一种可充电电池，它包括充电电芯和连接电芯的充放电路。所述充放电路含有保护电路和降压电路。所述保护电路为过电压保护电路、欠电压保护电路、过电流保护电路或前述保护电路的组合。所述降压电路为晶体管降压输出电路。所述充电电芯与所述充放电路连接后组装在电池壳体中，并且分别设置有充电负极和放电负极。
但上述技术方案仍存在一些缺陷：电池在使用过程中，封装在电池壳体内的充放电路及充放电保护电路会受到与该电池串接的另一电池的正极端的挤压，造成充放电路的线路板容易出现故障，从而影响充电电池的使用寿命，这是一个急待解决的问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，提供一种防止集成封装在电池外壳内的保护电路在使用过程受到挤压，性能稳定的可防止过充电及过度放电的可充式电池。
本发明为解决前述技术问题采用的技术方案是这样的：
设计并制造一种可充式电池，包括：电芯、用于充放电的正极和负极、包含有充放电保护电路和降压电路的充放电路，所述充放电路被集成在一块电路板上，该电路板被固定在一防护支架上并与所述电芯一起被封装于电池壳体内；
所述电路板和防护支架系封装于电池壳体内邻近负极一端，所述电路板分别通过正极镍片和负极镍片与所述正极、负极连接；
所述防护支架包括筒状体及固设在所述筒状体内的防护隔板，所述电路板被固定在所述防护隔板的内侧，所述电池负极被固定在所述防护隔板的外侧，所述筒状体外端部与所述电池负极形成电池负极端的凹形结构，该凹形结构对与该节电池串接的另一节电池的正极端起稳定作用。由于防护支架的防护隔板把所述电路板与电池负极分割开，当相互串接的一节电池的正极抵触另一节电池的负极时，防护隔板能有效防止对电路板的顶压，所以可以对电路板起到保护作用。
所述该充放电保护电路包括过电压保护电路、欠电压保护电路和过电流保护电路。所述降压电路为晶体管降压输出电路。
所述充放电保护电路含有锂电池保护芯片、第一场效应管、第二场效应管、第三场效应管、第四场效应管，所述第一场效应管和第二场效应管互相串接，第一场效应管和第二场效应管的控制信号输入端分别连接芯片的第一信号输出端和第二信号输出端；第三场效应管、第四场效应管分别与第一场效应管、第二场效应管并接，目的为增大带负载能力。
所述充电电池包括一节或多节相互串接的锂离子电芯或镍氢电芯。
所述可充式电池可根据需要制成圆柱形、长方体或片状，更换保护线路。
本发明的可充式电池具有如下优点：
能完全避免电池在使用过程中保护线路受到挤压而出现线路故障，可防止二次电池的过充电现象，有效防止电解液的分解及产生气体，同时也避免了电池的过放电，增加了二次电池的稳定性能，从而延长电池使用寿命；结构更为紧凑，有效减少充放电路占用的空间，确保电池有较大容量。
附图说明
图1为本发明的可充式电池的原理方框图；
图2为本发明的可充式电池的组装结构示意图；
图3为本发明的可充式电池的剖面图；
图4为本发明的可充式电池的负极端局部放大剖视图；
图5为本发明的可充式电池的充放电路的电路原理图。
其中，图3中P+，P-为电池输出端和充电端。
具体实施方式
下面结合附图来说明本发明的实施例。
如图1所示，本发明的可充式电池包括：电芯1、用于充放电的电池正极12和负极17、包含有充放电保护电路的充放电路。
如图2、图3所示，所述充放电路被集成在一块电路板14上，所述电路板14分别通过正极镍片32和负极镍片15与正极12和负极17连接，该电路板14被固定在一防护支架16上并与所述电极芯1一起被封装于电池壳体内邻近负极17端；锂电极芯1与正极镍片32及钢壳11之间隔有防火胶纸31。
如图3、图4所示，所述防护支架16包括筒状体161及固设在所述筒状体161内的防护隔板162，所述电路板14被固定在所述防护隔板162的内侧，所述电池负极17被固定在所述防护隔板162的外侧，所述筒状体161外端部与所述电池负极17形成电池负极端的凹形结构，该凹形结构对与该节电池串接的另一节电池的正极端起稳定作用。所述防护支架16能防止另一节电池的正极对电路板的顶压，对电路板14起到保护作用。
所述充电电池包括一节或多节相互串接的锂离子电芯或镍氢电芯。
请参照图2及图5，所述锂电池保护芯片的VDD端接第一引脚141，通过金属导电体与电池正极连接；VSS端接第二引脚142，通过金属导电体与电池负极17连接；第二信号输出端DO及第一信号输出端CO分别与场效应管连接并通过场效应管导出分别接第二引脚142和第三引脚143，其中第二引脚142与电池负极连接。
因为锂离子电芯对电压要求比较严格，过充电和过放电都会损坏电池，所以我们采用了型号为S8261的单节锂电池保护芯片U1(也可以使用其它具有类似功能的芯片)，通过在充放电路上串入两个阻抗很小的第一场效应管U3-A和第二场效应管U3-B来控制充放电回路的通断，以达到保护电池的作用。为增大带负载能力，将第三场效应管U4-A、第四场效应管U4-B分别与第一场效应管U3-A、第二场效应管U3-B并接，其电路原理图如图5所示。所述充放电路的保护电路含有精工公司型号为S8261的锂电池保护芯片U1、第一场效应管U3-A和第二场效应管U3-B、电容C1～C3以及电阻R1～R2；所述场效应管第一场效应管U3-A和第二场效应管U3-B互相串接，它们的控制信号输入端分别连接芯片U1的第一信号输出端CO和第二信号输出端DO；第三场效应管U4-A、第四场效应管U4-B分别与第一场效应管U3-A、第二场效应管U3-B并接。
其工作原理是，场效应管的控制信号由U1侦测锂离子电芯的电压和充放电路上的电流的大小。当电芯电压过高时，U1控制U2-A断开，停止充电。当电芯电压过低或放电电流过大时，U1控制U2-B断开，停止放电。从而达到防止电芯过充电和过放电的目的。故其保护电路为过电压保护、欠电压保护和过电流保护的组合。
锂电芯电压一般在3.6V到4.2V。
本发明可充电电池的实施例具有以下电气特性：
1.锂离子电芯参数：循环次数：500次以上，最高充电电压：4.2V，充电环境温度为0℃-45℃，湿度65％±20％，放电环境温度为-20℃-60℃，湿度65％±20％；
2.保护电路参数：过充电检测电压：4.325V/CELL，过充电解除电压：4.075V/CELL，过放电检测电压：2.3V/CELL，过放电解除电压：2.9V/CELL，过电流检测：7.0A；
1.全机静态消耗电流约为6uA；
2.有负载短路保护功能。

Claims (5)

1.一种可充式电池，包括：电芯(1)、用于充放电的正极(12)和负极(17)、包含有充放电保护电路的充放电路，其特征是：
所述充放电路被集成在一块电路板(14)上，该电路板(14)被固定在防护支架(16)上并与所述电芯(1)一起被封装于电池壳体内；
所述电路板(14)和防护支架(16)系封装于电池壳体内邻近负极(17)一端，所述电路板(14)分别通过正极镍片(32)和负极镍片(15)与所述电池的正极(12)和负极(17)连接；
所述防护支架(16)包括筒状体(161)及固设在所述筒状体(161)内的防护隔板(162)，所述电路板(14)被固定在所述防护隔板(162)的内侧，所述电池负极(17)被固定在所述防护隔板(162)的外侧，所述筒状体(161)外端部与所述电池负极(17)形成电池负极端的凹形结构，该凹形结构对与该节电池串接的另一节电池的正极端起稳定作用。
2.根据权利要求1所述的可充式电池，其特征是：所述充放电保护电路包括过电压保护电路、欠电压保护电路和过电流保护电路。
3.根据权利要求1所述的可充式电池，其特征是：所述充电电池包括一节或多节相互串接的锂离子电芯或镍氢电芯。
4.根据权利要求3所述的可充式电池，其特征是：所述充放电保护电路含有锂电池保护芯片(U1)、第一场效应管(U3-A)、第二场效应管(U3-B)、第三场效应管(U4-A)、第四场效应管(U4-B)，所述第一场效应管(U3-A)和第二场效应管(U3-B)互相串接，第一场效应管(U3-A)和第二场效应管(U3-B)的控制信号输入端分别连接芯片(U1)的第一信号输出端(CO)和第二信号输出端(DO)；第三场效应管(U4-A)、第四场效应管(U4-B)分别与第一场效应管(U3-A)、第二场效应管(U3-B)并接。
5.根据权利要求1所述的可充式电池，其特征是：所述可充式电池可根据需要制成圆柱形、长方体或片状。
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