CN102969543B - 一种太阳能柔性卷绕式可充电电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种太阳能柔性卷绕式可充电电池，包括电池外壳、电芯、正极、负极、柔性薄膜太阳能电池、端盖和控制电路；所述的电芯设在电池外壳内；所述的柔性薄膜太阳能电池一端与端盖相连，另一端与电芯相连，并可卷绕在电芯上；所述的端盖与电池壳体配合连接后密闭电池壳体；所述的电芯、正极、负极与柔性薄膜太阳能电池连接后形成一个能对电芯进行充电的电路，在所述的电路上连接有控制电路。该电池利用太阳能电池作为充电电源，电池本身不含任何有毒的物质，对环境没有任何污染；充电次数无限次，太阳能电池寿命为20年，比普通干电池寿命长很多；电池形状和普通干电池一致，保证了最广泛的使用领域；电池携带方便、充电便捷、使用安全。

Description

一种太阳能柔性卷绕式可充电电池
技术领域
本发明涉及太阳能柔性电池，具体涉及一种太阳能柔性卷绕式可充电电池。
背景技术
目前，随着科技的快速发展，层出不穷的电子产品在满足大众日益增长需求的同时，也给生活环境带来很大的压力。现有的普通干电池，作为这些电子产品的主要电源，消耗量越来越大，而在这些干电池中，除含有铁、锌、锰等金属元素，还含有微量的汞等重金属，如果处理不当，这些重金属就会污染环境，并给人类带来伤害，有统计表明，一节5号电池可以污染数十立方米的水，并且可以使一平方米土地荒废。可以看出普通干电池虽然用途广泛，但也让人类付出了非常大的环境成本，因此，研究出环境友好型的电池，迫在眉睫。
在CN102780252A中，公开了一种组合式便携太阳能电源，包括柔性太阳能电池组、内部具有空腔结构的主壳体、设于该主壳体内部的可绕轴转动的卷轴，该柔性太阳能电池组卷绕于该卷轴，该卷轴内部具有空腔结构，该空腔结构内可拆卸地插装有电池盒，该电池盒设有与该柔性太阳能电池组连接的充电输入接口。该电源的电池盒可以拆卸，电池盒体积小，占用空间小，适于放置于包里，携带更为方便；另外，该电源使用卷轴来收卷太阳能电池组，收缩自由，定位方便，使用灵活；太阳能电池组使用层压工艺制作，并且使用超薄导线引出正负极，而弯曲能力很强，产品结构设计很紧凑；电路板和可充电电池设于空间较大的卷轴内部的电池盒内，电池容量较大，产品结构更为合理。但这种本身不是一种电池，是一种方便携带太阳能电池的存放结构，是一种电源，外形、结构、输出形式、电性能和干电池相差很大，因而不能直接替代干电池所使用的场合。
发明内容
发明目的：针对现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种太阳能柔性卷绕式可充电电池，使其具有使用寿命长、方便，无环境污染，满足使用需求。
技术方案：为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
一种太阳能柔性卷绕式可充电电池，包括电池外壳、电芯、正极、负极、柔性薄膜太阳能电池、端盖和控制电路；所述的电芯设在电池外壳内；所述的柔性薄膜太阳能电池一端与端盖相连，另一端与电芯相连，并可卷绕在电芯上；所述的端盖与电池壳体配合连接后密闭电池壳体；所述的电芯、正极、负极与柔性薄膜太阳能电池连接后形成一个能对电芯进行充电的电路，在所述的电路上连接有控制电路。
所述的电池外壳外形与AA、AAA、C、D等型号电池外壳一致。
所述的电芯呈圆柱形，为聚合物锂电池，容量1000mAh~3000mAh。
所述的正极、负极的外形尺寸分别对应与AA电池的正、负极一致。
所述的正极、负极的外形尺寸分别对应与AAA电池的正、负极一致。
所述的柔性太阳能电池是以柔性材料为衬底的太阳能电池，柔性衬底为超薄的金属箔片或有机高分子材料，在衬底上依次设有AL层、减反射层、N层、本征层、P层和透明导电膜；透明导电膜作为正电极与正极相连，AL层作为背电极与负极相连。
所述的控制电路装配于电池壳体的上端，用来控制向电芯充电及电芯向外放电。
所述的柔性薄膜太阳能电池为非晶硅薄膜电池、CIGS电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池或砷化镓等三五族电池。
本发明的太阳能柔性卷绕式可充电电池，利用可卷绕的太阳能电池对电芯进行充电，冲完电后把太阳能电池卷到电池体内，保持普通干电池的形状（AA、AAA等型号），可应用到所有干电池用的场合，它以太阳能作为能源，可以无限次的充电，使用寿命可以达到20年，而其中不产生任何的污染物，可以说它是一款真正的绿色能源，能够取代所有普通干电池，用途极其广泛。
有益效果：与现有技术相比，本发明的电池，具有的优点包括：
（1）利用太阳能电池作为充电电源，太阳能是最清洁的能源，而电池本身不含任何有毒的物质，对环境没有任何污染；
（2）充电次数无限次，太阳能电池寿命为20年，比普通干电池寿命长很多；
（3）由于该电池的外形尺寸、结构、电力输出形式和普通干电池高度一致,可直接替代干电池所有的使用场合，保证了最广泛的使用领域；
（4）电池携带方便、充电便捷、使用安全。
附图说明
图1是太阳能柔性卷绕式可充电电池的结构示意图。
具体实施方式
下面结合具体附图对本发明作进一步的说明。
如图1所示，太阳能柔性卷绕式可充电电池，由电池外壳1、电芯2、正极3、负极4、柔性薄膜太阳能电池5、端盖6及控制电路7组成。其中电池外壳1和AA电池外壳一致（也可以和AAA、C、D等其他型号的干电池一致），外壳材料可以选用不锈钢；电芯2呈圆柱形，它是一个聚合物锂电池，容量约1000mAh，它不光起到存储电荷作用，它还是作为转轴用来缠绕太阳能电池；电池正极3和负极4是太阳能电池的正负极引出端子，其外形尺寸和AA电池的正负极一致（也可以和AAA、C、D等其他型号的干电池一致）；柔性薄膜太阳能电池5可选用非晶硅电池，典型的是以柔性材料为衬底的太阳能电池，柔性衬底可以为超薄的金属箔片或有机高分子材料，在衬底上依次设有AL层、减反射层（ZnO）、N层、本征层（I层）、P层和透明导电膜；透明导电膜作为正电极与正极3相连，AL层作为背电极与负极4相连。柔性薄膜太阳能电池5不限于非晶硅电池，还可选用CIGS电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池或砷化镓等三五族电池；端盖6装配于柔性薄膜太阳能电池5的一端，当把柔性薄膜太阳能电池5卷绕到电池壳体1内，端盖6起到密闭电池壳体1作用，同时还能方便把柔性薄膜太阳能电池5从壳体内抽出；控制电路7装配于电池壳体的上端，其作用是用来控制太阳能电池充电及蓄电池向外放电。
当电池需要充电时，从电池壳体上拨开端盖6，拉出柔性薄膜太阳能电池5，柔性薄膜太阳能电池5在阳光下产生伏打效应，光生正电荷在透明导电膜处收集，被传导到正极3，并和负极4形成回路，向电芯2进行充电，由于太阳能电池电压输出不够稳定，需要配置控制电路7进行稳压并且防止反充。当电芯2充满后，旋转正极3的金属柱，把柔性薄膜太阳能电池5穿过壳体上的槽孔缠绕到电芯2上，柔性薄膜太阳能电池5安全缠绕到电芯2后，端盖6盖到槽孔上，电池壳体完全密闭，电池外形恢复到普通电池AA形状，这样就可以应用到各种电子产品中。
本发明的电池，利用太阳能电池作为充电电源，太阳能是最清洁的能源，而电池本身不含任何有毒的物质，对环境没有任何污染；充电次数无限次，太阳能电池寿命为20年，比普通干电池寿命长很多；由于该电池的外形尺寸、结构、电力输出形式和普通干电池高度一致,可直接替代干电池所有的使用场合，保证了最广泛的使用领域；电池携带方便、充电便捷、使用安全。

Claims (5)

1.一种太阳能柔性卷绕式可充电电池，其特征在于：包括电池外壳(1)、电芯(2)、正极(3)、负极(4)、柔性薄膜太阳能电池(5)、端盖(6)和控制电路(7)；所述的电芯(2)设在电池外壳(1)内；所述的柔性薄膜太阳能电池(5)一端与端盖(6)相连，另一端与电芯(2)相连，并可卷绕在电芯(2)上；所述的端盖(6)与电池外壳(1)配合连接后密闭电池外壳(1)；所述的电芯(2)、正极(3)、负极(4)与柔性薄膜太阳能电池(5)连接后形成一个能对电芯(2)进行充电的电路，在所述的电路上连接有控制电路(7)；所述的电池外壳(1)外形与AA、AAA、C或D电池外壳一致；所述的电芯(2)呈圆柱形，为聚合物锂电池，容量为1000mAh～3000mAh。
2.根据权利要求1所述的太阳能柔性卷绕式可充电电池，其特征在于：所述的正极(3)、负极(4)的外形尺寸分别对应与AA电池的正、负极一致。
3.根据权利要求1所述的太阳能柔性卷绕式可充电电池，其特征在于：所述的正极(3)、负极(4)的外形尺寸分别对应与AAA电池的正、负极一致。
4.根据权利要求1所述的太阳能柔性卷绕式可充电电池，其特征在于：所述的控制电路(7)装配于电池壳体的上端，用来控制向电芯(2)充电及电芯(2)向外放电。
5.根据权利要求1所述的太阳能柔性卷绕式可充电电池，其特征在于：所述的柔性薄膜太阳能电池(5)为非晶硅薄膜电池、CIGS电池、染料敏化太阳能电池、有机太阳能电池或砷化镓电池。
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