CN103107745A

CN103107745A - 移动终端、温差发电装置及带温差发电装置的电子产品

Info

Publication number: CN103107745A
Application number: CN2012105922694A
Authority: CN
Inventors: 李晓军
Original assignee: SHANGHAI DINGWEI SOFTWARE TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI DINGWEI SOFTWARE TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-12-31
Filing date: 2012-12-31
Publication date: 2013-05-15

Abstract

本发明提供了一种移动终端、温差发电装置及带温差发电装置的电子产品，所述移动终端包括温差电池，所述温差电池利用温差发电供所述移动终端使用。本发明所提供的移动终端使用温差电池替代现有的电池给移动终端供电，由于温差电池能够时刻利用温差产生电能，因而能够提高移动终端的电池续航能力。

Description

移动终端、温差发电装置及带温差发电装置的电子产品

技术领域

本发明涉及电子领域，特别涉及一种移动终端、温差发电装置及带温差发电装置的电子产品。

背景技术

随着科技的进步，电子产品的电池装置对于整个电子产品的影响越来越大。以智能手机为例，其各方面的配置(例如超大屏幕，双核甚至四核的CPU，千万像素以上的摄像头等)都在大幅度提高，这些高配置虽然给用户带来更佳使用体验，但是也对手机电池的续航能力提出了更高要求。在追求高配置的同时，机身减薄也已然成为人们对智能手机的一种时尚追求。业界已经开发出了多款超薄型智能手机，最薄的智能机甚至只有7毫米左右厚度。虽然超薄型智能手机外表炫目美观，但是这种超薄型智能手机进一步缩小了可用于容纳手机电池的空间，手机电池续航能力成为限制超薄型智能手机推广和发展的瓶颈。

事实上，智能手机的手机电池续航能力不足已经成为智能机最大的弱点。提高手机电池续航能力，是智能手机技术发展的永恒课题。

要解决上述智能机的手机电池续航能力不足的问题，可以从几个方向考虑。首先可以考虑增加手机电池容量。一般的智能机手机电池容量为1300-1700毫安左右。通过设计，可以将手机电池容量增加到2000毫安。但是这种增加手机电池容量的设计通常导致手机电池的体积和质量也增大，这与人们对智能手机轻薄化的追求相悖，因而这种方案会受到很大程度的限制。另外，即使能够将手机电池容量增加到2000毫安，但是对于耗电比普通手机高出许多的智能手机来说，都不足以保证用户能够长时间使用智能手机，更何况人们使用智能手机的时间远多于普通手机，这几乎使得人们需要对智能手机一天一充甚至一天两充。其次还可以考虑手机节能，手机电池节能技术已经在开始应用。比如，目前流行的是大多数Android系统智能手机采用的高通推出的“双核”芯片，一方面加快了手机的处理速度，另一方面也减少了手机电池能耗。又例如一些智能手机的手机电池管理方案吸收了笔记本的手机电池管理方案，能够智能审查、改善手机电池的健康情况，依据剩余电量优化电源分配等。但是，节能技术还是难敌智能手机连续上网、聊天和拍照等耗电的行为。现有技术中，无论是增加手机电池容量的方式还是手机节能的方式，目前都无法很好解决智能手机的手机电池续航能力不足的问题。推而广之，在当今各类电子产品不断更新升级的大环境下，电池的续航能力能否达到用户需求成为了多数电子产品最为重大的技术问题。

发明内容

本发明要解决的是现有电子产品电池续航能力不足的问题。

为此，本发明提供了一种移动终端，所述移动终端包括温差电池，所述温差电池利用温差发电供所述移动终端使用。

本发明可选的，所述温差为人体温度与环境温度之差。

本发明可选的，所述温差电池为金属温差电池或者半导体温差电池。

本发明还提供了另一种移动终端，所述移动终端包括温差发电元件和电池，所述温差发电元件电连接所述电池，并且所述温差发电元件利用温差发电，并供给所述电池进行充电。

本发明可选的，所述温差发电元件为金属温差发电元件或者半导体温差发电元件。

本发明可选的，所述温差为人体温度与环境温度之差。

本发明可选的，所述移动终端为智能手机。

本发明可选的，所述温差发电元件通过充电连接线与所述电池连接。

本发明还提供了一种温差发电装置，包括：

用于靠近人体一侧的受热面和用于背离人体一侧的散热面；

位于所述受热面与所述散热面之间的温差发电元件；

与所述温差发电元件正极电连接的第一导线和与所述温差发电元件负极电连接的第二导线。

本发明可选的，所述温差发电装置呈手镯状，能够戴于人的腕部，所述受热面位于所述手镯状内侧，所述散热面位于所述手镯状外侧。

本发明可选的，所述温差发电装置呈眼镜框状，能够戴于人的头部，所述受热面位于所述眼镜框状内侧，所述散热面位于所述眼镜框状外侧。

本发明可选的，所述温差发电装置为帽子、皮带或者衣物的至少一部分。

本发明还提供了一种带温差发电装置的电子产品，包括如上所述的温差发电装置，所述电子产品通过所述温差发电装置充电或者直接供电。

本发明可选的，所述电子产品包括移动终端、MP3、小型收音机和电子表。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明所提供的移动终端使用温差电池替代现有的电池给移动终端供电，由于温差电池能够时刻利用温差产生电能，因而能够提高移动终端的电池续航能力。

本发明所提供的温差发电元件利用人体温度与环境温度之差发电，人体温度通常都比环境温度高，因而温差发电元件可以随时随地给电池520充电，使得人们不用再为手机没电而烦恼，并且所用的能量清洁环保。

附图说明

图1为本发明实施例一移动终端模块示意图；

图2为本发明实施二智能手机示意图；

图3为本发明实施例二温差电池原理示意图；

图4为本发明实施例三手机模块示意图；

图5为本发明实施四智能手机示意图；

图6为本发明实施五温差发电装置示意图；

图7为本发明实施六温差发电装置示意图；

图8为本发明实施七温差电子产品模块示意图。

具体实施方式

发明人提出利用温差发电的方案来解决现有电子产品电池续航能力不足的问题。温差发电通常指利用海水的温差进行发电，但本发明中主要指利用人体与环境的温差发电。据测算，一个体重50公斤的人一昼夜所消耗的热量约2500千卡，若将这些热量收集起来，可将50公斤的水从0℃加热到50℃。有科学研究认为，一个人一生中有1/3以上的能量被白白浪费掉，全世界有60多亿人口，如能将这部分人体生物能开发利用起来，就相当于建造了10座百万千瓦级的核电站。

实施例一

请参考图1，本发明实施例一提供一种移动终端100，所述移动终端100包括温差电池110，所述温差电池110利用温差发电，所获得的电能供所述移动终端100使用。图1中箭头11代表热量输入，而箭头12代表散热，这就意味着，在图1中靠近箭头11的温差电池110上表面温度较高，而靠近箭头12的温差电池110下表面温度较低，因而在温差电池110的上下表面存在温差，该温差保证了温差电池110具备发电的外界条件。本实施例中，图1中箭头11所代表的热量输入优选的来源于人体释放出来的热量。

本实施例所提供的移动终端直接使用温差电池110替代现有的电池给移动终端100供电，由于温差电池110能够时刻利用温度产生电能，因而能够提高移动终端100的电池续航能力。温差电池是利用温度差异，使热能直接转化为电能的装置。温差电池将热能转化为电能的方式是一种全固态能量转换方式(即物理转化方式)，无需化学反应或流体介质，因而在发电过程中具有无噪音、无磨损、无介质泄漏、体积小、重量轻、移动方便、使用寿命长等优点。

实施例二

请参考图2，本实施例提供一种智能手机200(一种移动终端)。

本实施例中将温差电池210设计成与大多数普通电池相同的扁平方块。并同样与现有智能手机电池相同的，该温差电池安装在智能手机200背面上设计的凹槽(未标号)中，如图2所示。但是在其它实施例中，也可以通过其它方式使得该温差电池210与手机电连接(例如通过充电连接线电连接)。该扁平方块由热电转换材料制成，并且具有一个受热面211和一个散热面212。为了方便将受热面靠近人体，本实施例中将所述受热面设置在智能手机200朝外的一面。

热电转换材料一般有金属和半导体两种。本实施例中温差电池210以金属热电转换材料来制作，金属热电转换材料发电原理请参考图3。图3中31代表热量输入，而32代表散热。当两种不同的金属热电转换材料接触时，由于不同的金属热电转换材料所具有的自由电子密度不同，在接触面上就会发生电子扩散(图中带箭头的虚线圈代表电子的扩散及扩散方向)。电子的扩散速率与两金属热电转换材料的电子密度有关，并和接触区的温差成正比。设金属热电转换材料310和320的自由电子密度为N₃₁₀和N₃₂₀，且有N₃₁₀>N₃₂₀，电子扩散的结果使金属热电转换材料310失去电子而带正电，金属热电转换材料320则因获得电子而带负电，在接触面形成电场(图中温差发电片330中间的虚线代表正负电势的分隔线)。这个电场阻碍了电子继续扩散，达到动态平衡时，在接触区形成一个稳定的电位差，即接触电势。由于该电势的存在，当用相应的电路连接在电势两端时，就会产生电流，该电流即供给智能手机200使用。

本实施例中温差电池210除了使用金属热电转换材料来制作以外，还可以采用半导体热电转换材料来制作，并且半导体热电转换材料的热电转换效率更高。将P型半导体和N型半导体在热端连接，则在冷端可得到一个电压，一个PN连结所能产生的电动势有限，将很多个这样的PN连结串联起来就可得到足够的电压，成为一个温差发电机，可采用一种半导体温差发电模块来构成半导体温差发电模块串并矩阵，构成温差电池，本实施例中可设计所述温差电池的外形尺寸为70mmx35mmx5mm。这样的温差电池共有256对PN结，具有一定的耐高温特性(热端稳定工作温度可达250℃，最高短时冲击温度380℃)，热电转化效率达到4．7％，可较佳地对智能手机提供供电服务。

实施例三

请参考图4，图4为本实施例各部件的模块示意图。本实施例以手机400为例，该手机400包括有温差发电元件410和电池420。本实施例优选的，所述手机400为智能手机。本实施例中，所述温差发电元件410的其中一侧处于靠近人体。因为人是恒温动物，周围的环境温度42与人体温度41总是存在着温差，该温差可以使温差发电元件410发电，其发电原理可以参考实施例一和实施例二。

实施例四

请参考图5，图5为本实施例所提供的智能手机的示意图。本实施例的智能手机500与实施例二的智能手机200不同之处在于，本实施例的温差发电元件510并非直接作为手机电池，而是作为充电电源给电池520充电，如图5所示。从图5中可以看出，温差发电元件510包括一个受热面511和一个散热面512。通常，可以将受热面511靠近人体，以使得在两个面(511和512)之间产生温差，从而使得温差发电元件510能够发电，并对电池520进行充电。虽然温差发电元件510产生的电势相对于家庭用电的电压而言较小，但是利用低压充电的电池已经是可实现的。

需要说明的是，图5中仅示出了温差发电元件510与电池520直接相邻接合导通的方式(导电连接处未显示，可以理解成是通常的电池装配连接)，但是在其它实施例中，也可以通过充电连接线(未图示)使得温差发电元件510与电池520导电连接。由于人体的温度通常都比环境温度高，因而温差发电元件510可以随时随地给电池520充电，使得人们不用再为手机没电而烦恼。同时，本实施例所用的温差发电元件510同样可以由金属热电转换材料或者半导体热电转换材料制作。

本实施例所提供的智能手机500不采用温差发电元件510直接作为电池，而是采用其作为充电电源，这样，原来的电池520仍然可以采用现有的家庭用电来充电，并且该电池520经过特殊设计之后，可以同时接受温差发电元件510的充电(当然也可以单独接受温差发电元件510充电)，因而使得该智能手机500的充电方式变得更加灵活多样，提高了电池520的续航能力。

实施例五

本实施例提供一种温差发电装置，如图6所示。该温差发电装置600呈手镯状，能够戴于人的手腕部。该温差发电装置600包括用于靠近人体一侧的受热面601和用于背离人体一侧的散热面602。本实施例中，所述受热面601位于所述手镯状内侧，所述散热面602位于所述手镯状外侧。该温差发电装置600还包括位于所述受热面601与所述散热面602之间为温差发电元件(未标号)，本实施例中该温差发电元件可以理解成该手镯状的主体部分。该温差发电装置600还可以包括与所述温差发电元件正极电连接的第一导线和与所述温差发电元件负极电连接的第二导线。本实施例中，在受热面601电连接第一导线603，而在散热面602电连接第二导线604，第一导线603和第二电线604用于将温差发电装置600与其它用电装置电连接，从而使得温差发电装置600产生的电能供给用电装置(例如电子产品)使用。

本实施例中，所述温差发电装置600为金属热电转换材料温差发电装置或者半导体热电转换材料温差发电装置。该温差发电装置600即可以用来直接给相应的电子产品供电，也可以给电子产品的电池充电，然后电池再供电给电子产品使用，其原理部分可以参考实施例一、实施例二、实施例三和实施例四。

实施例六

本实施例提供一种温差发电装置，如图7所示。该温差发电装置700呈眼镜框状，能够戴于人的头部。该温差发电装置700包括靠近人体一侧的受热面701和背离人体一侧的散热面702。所述受热面701位于所述眼镜框状内侧，所述散热面702位于所述眼镜框状外侧。该温差发电装置700还包括位于所述受热面701与所述散热面702之间为温差发电元件(未标号)，本实施例中该温差发电元件可以理解成该眼镜框状的主体部分。该温差发电装置700还可以包括与所述温差发电元件正极电连接的第一导线和与所述温差发电元件负极电连接的第二导线。本实施例中，第一导线703与受热面701电连接，第二导线704与散热面702连接。本实施例中，所述温差发电装置为金属热电转换材料温差发电装置或者半导体热电转换材料温差发电装置。同样的，该温差发电装置700的原理可以参考实施例一、实施例二、实施例三和实施例四。

需要说明的是，除了实施例五和实施例六所示的形状外，本发明所提供的温差发电装置还可以制作成帽子状、皮带状或者衣物的至少一部分，并且同样具有受热面和散热面。例如制成帽子状时，虽然整个装置呈头盔一样(因为是金属材料或者半导体材料制成)，但是可以在装置的表面设置起到保护作用和装饰作用的布层(或者其它纺织品)，从而使得整个装置看起来像是一顶普通的帽子。这种设计成帽子状的温差发电装置特别适合冬天使用，因为一方面为了御寒，冬天人们通常会戴帽子，因而可以自然地使用该温差发电装置。而另一方面，冬天戴帽子时，帽子内外表面的温差较大，有利于产生更多的电能。而当制作成皮带状时，由于金属材料或者半导体材料不能承受反复弯折，因而可以设计成为皮带的其中一段或者皮带的某一部分。而当设计成衣物的一部分时，最好是设计成可以从衣物上拆来的形式，以防止在衣物清洗过程中损坏该温差发电装置。

实施例七

本实施例提供一种电子产品800。本说明书中所指的电子产品800是指手机、MP3和收音机等用电量和适用电压均较小的电子产品，以区别电视机和空调等大型电子产品。该电子产品800包括温差发电装置810(该温差发电装置810包括本说明书上述内容中所述的全部温差发电装置)，所述电子产品800通过所述温差发电装置810充电或者直接供电。而所述温差发电装置810的温差优选的，来自于人体温度81与环境温度82之差。所述电子产品800包括但不限于是移动终端、MP3、小型收音机和电子表。并且，进一步优选的，所述移动终端为智能手机。当利用温差发电装置810给电子产品800充电或者直接供电时，通常可以采用通电导线使得温差发电装置810与电子产品800电连接。

本实施例所提供的电子产品800由于包括有温差发电装置810，因而可以随时随地地充电(或者直接由温差发电装置810直接供电)，因而可以长时间使用，满足用户的使用需要，并且该电子产品利用的是人体散发出的热量，环保节能。

以上所述具体实施方式，目的是为了使本领域技术人员更好的理解本发明的精神，然而本发明的保护范围并不以这些具体实施方式的描述限定范围，任何本领域的技术人员在不脱离本发明创造精神的范围内，可以对本发明的具体实施例做修改，而不脱离本发明的保护范围。

Claims

1.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括温差电池，所述温差电池利用温差发电供所述移动终端使用。

2.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述温差为人体温度与环境温度之差。

3.如权利要求1所述的移动终端，其特征在于，所述温差电池为金属温差电池或者半导体温差电池。

4.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括温差发电元件和电池，所述温差发电元件电连接所述电池，并且所述温差发电元件利用温差发电，并供给所述电池进行充电。

5.如权利要求4所述的移动终端，其特征在于，所述温差发电元件为金属温差发电元件或者半导体温差发电元件。

6.如权利要求4所述的移动终端，其特征在于，所述温差为人体温度与环境温度之差。

7.如权利要求4所述的移动终端，其特征在于，所述移动终端为智能手机。

8.如权利要求4所述的移动终端，其特征在于，所述温差发电元件通过充电连接线与所述电池连接。

9.一种温差发电装置，其特征在于，包括：

用于靠近人体一侧的受热面和用于背离人体一侧的散热面；

位于所述受热面与所述散热面之间的温差发电元件；

10.如权利要求9所述的温差发电装置，其特征在于，所述温差发电装置呈手镯状，能够戴于人的腕部，所述受热面位于所述手镯状内侧，所述散热面位于所述手镯状外侧。

11.如权利要求9所述的温差发电装置，其特征在于，所述温差发电装置呈眼镜框状，能够戴于人的头部，所述受热面位于所述眼镜框状内侧，所述散热面位于所述眼镜框状外侧。

12.如权利要求9所述的温差发电装置，其特征在于，所述温差发电装置为帽子、皮带或者衣物的至少一部分。

13.一种带温差发电装置的电子产品，其特征在于，包括如权利要求9至12任意一项所述的温差发电装置，所述电子产品通过所述温差发电装置充电或者直接供电。

14.如权利要求13所述的带温差发电装置的电子产品，其特征在于，所述电子产品包括移动终端、MP3、小型收音机和电子表。