CN104285333A - 用于线缆型二次电池的无线充电设备 - Google Patents

Abstract

公开了一种用于线缆型二次电池的无线充电设备。该用于线缆型二次电池的无线充电设备包括：容座，该容座具有形成在内侧的空间，用于安装线缆型二次电池；第一端子，该第一端子电连接到安装在容座中的线缆型二次电池的外集电器；第二端子，该第二端子电连接到安装在容座中的线缆型二次电池的内集电器；以及用于无线充电的次级线圈，该用于无线充电的次级线圈具有与第一端子连接的一端和与第二端子连接的另一端，并且该用于无线充电的次级线圈沿着容座的外周表面缠绕。根据本公开，即使在线缆型二次电池中不存在用于无线电力接收的次级线圈，也可以通过无线电力传输和接收的方法来进行充电。

Description

用于线缆型二次电池的无线充电设备

技术领域

本发明涉及一种用于线缆型二次电池的无线充电设备，并且更加特别地，涉及一种可以通过次级线圈将充电电力供应到线缆型二次电池的设备。

本申请要求于2013年4月26日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2013-0046759的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

随着对于移动装置、电动车辆、混合电动车辆、储能系统、不间断电源等的技术发展和日益增长的需求，对于作为能源的二次电池的需求急剧增加，并且在此背景下，对电池进行许多研究以满足各种需求。

二次电池是以化学形式存储电能并且当需要时将被存储的化学能转换成电能以产生电的装置。二次电池也被称为“可再充电电池”，因为其能够被重复地再充电。普通的二次电池包括铅蓄电池、NiCd电池、NiMH蓄电池、锂离子电池、锂离子聚合体电池等。当与一次性初级电池相比较时，二次电池不仅是更加经济有效的，而且是更加环保的。

通常，大多数二次电池具有圆柱形、棱柱形或者袋形的形状。基于外壳体的类型，这些二次电池被分类成袋形、圆柱形以及棱柱形二次电池。二次电池具有容易制造且制造成本低的优势，因为二次电池是通过将由阳极、阴极以及分隔物安装在圆柱形或者棱柱形金属罐中或者铝层压片的袋形壳体中并且通过将电解质注入到电极组件中来制造的。当需要用于二次电池的预定安装空间时，存在形状的适应受到限制的缺点。因此，二次电池的圆柱形、棱柱形或者袋形形状在开发各种形状的移动装置时存在限制。因此，存在对于在形状上容易适应的新型二次电池的需求。

为了实现该需求，已经建议研发具有非常高的长度对横截面直径比率的线缆型二次电池。韩国专利申请公开No.2005-99903公开一种由内电极、外电极以及夹置在其间的电解质层构成的可适应电池。这样的二次电池主要特征在于具有所谓的线缆型结构，该结构以被延长的形状构造并且在纵长方向上是柔性的。

同时，对将电力供应给线缆型二次电池的用于对线缆型二次电池进行充电的设备，已经进行了深入研究。

发明内容

技术问题

设计本公开以解决现有技术的问题，并且因此，本公开的目的是提供一种可以无线地接收电力并且对线缆型二次电池进行充电的设备。

问题的解决方案

为了实现上述目的，根据本公开的用于线缆型二次电池的无线充电设备包括：容座，该容座具有形成在内侧的空间，用于安装线缆型二次电池；第一端子，该第一端子电连接到安装在容座中的线缆型二次电池的外集电器；第二端子，该第二端子电连接到安装在容座中的线缆型二次电池的内集电器；以及用于无线充电的次级线圈，该用于无线充电的次级线圈具有与第一端子连接的一端和与第二端子连接的另一端，并且该用于无线充电的次级线圈沿着容座的外周表面缠绕。

根据本公开的示例性实施例，容座是圆柱形的。在该情况下，该圆柱形的容座可以向圆柱体的顶部和底部中的至少一个敞开。

根据本公开的另一示例性实施例，容座包括：第一盖，该第一盖具有半球形横截面；和第二盖，该第二盖具有半球形横截面，并且当第一盖和第二盖彼此接合以形成圆柱形形状时，用于无线充电的次级线圈呈围绕容座的外周表面的形式。在这样的情况下，第一盖和第二盖可以连接，使得第一盖和第二盖在任何一个角部处彼此接触以允许打开和关闭。此外，为此，第一盖和第二盖可以通过铰链连接。

根据本公开的又一示例性实施例，第一端子具有这样的形状，即，第一端子与电连接到线缆型二次电池的外集电器并且形成在线缆型二次电池的一端处的第一插头联接，并且第二端子具有这样的形状，即，第二端子与电连接线到缆型二次电池的内集电器并且形成在线缆型二次电池的另一端处的第二插头联接。

根据本公开的用于线缆型二次电池的无线充电设备可以是用于线缆型二次电池的无线充电套件的部件，该用于线缆型二次电池的无线充电套件包括用于线缆型二次电池的无线充电电源设备，其包括用于无线充电的初级线圈。

为了实现上述目的，根据本公开的用于线缆型二次电池的无线充电设备包括：板，该板形成有狭槽，用于安装线缆型二次电池；第一端子，该第一端子电连接到安装在板的狭槽中的线缆型二次电池的外集电器；第二端子，该第二端子电连接到安装在板的狭槽中的线缆型二次电池的内集电器；以及用于无线充电的次级线圈，该用于无线充电的次级线圈具有与第一端子连接的一端和与第二端子连接的另一端。

根据本公开的示例性实施例，板具有至少两个狭槽。在这样的情况下，电连接到安装在所述至少两个狭槽中的线缆型二次电池的第一端子和第二端子可以与用于无线充电的次级线圈具有并联电连接关系。

根据本公开的示例性实施例，第一端子具有这样的形状，即，第一端子与电连接到线缆型二次电池的外集电器并且形成在线缆型二次电池的一端处的第一插头联接，并且第二端子具有这样的形状，即，第二端子与电连接到线缆型二次电池的内集电器并且形成在线缆型二次电池的另一端处的第二插头联接。

根据本公开的用于线缆型二次电池的无线充电设备可以是用于线缆型二次电池的无线充电套件的部件，该用于线缆型二次电池的无线充电套件包括用于线缆型二次电池的无线充电电源设备，其包括用于无线充电的初级线圈。

本发明的有益效果

根据本公开的方面，即使在线缆型二次电池中不存在用于无线电力接收的次级线圈，仍然可以通过用于无线电力传输和接收的方法执行充电。

根据本公开的另一方面，电力通过次级线圈被传输到线缆型二次电池，而不论使用初级线圈的无线电力发射器的形状和线缆型二次电池的形状如何，从而改进充电设备的兼容性。

附图说明

附图示意本公开的优选实施例，并且连同前面的公开一起用于提供对本公开的技术精神的进一步理解。然而，本公开不应被理解为限于附图。

图1是示意性地示意线缆型二次电池的构造的示例的视图。

图2是示意沿着线A-A’截取的在图1中示出的二次电池本体的结构的横截面图。

图3是示意根据本公开的示例性实施例的充电设备的构造的透视图。

图4是示意根据本公开的另一示例性实施例的充电设备的构造的透视图。

图5是示意根据本公开的又一示例性实施例的充电设备的构造的透视图。

图6是示意用于根据本公开的示例性实施例的线缆型二次电池的无线充电套件的构造的概念视图。

具体实施方式

在下文中，将会参考附图详细地描述本公开。在描述之前，应理解的是，在说明书和所附权利要求中使用的术语不应被理解为限于一般和字典的意义，而是在允许发明人限定适合用于最佳解释的术语的原理的基础上基于与本发明的技术方面相对应的意义和概念来理解。因此，仅为了示意的目的在此提出的描述仅是优选示例，不意欲限制本公开的范围，因此应理解在没有脱离本公开的精神和范围的情况下能够对其做出其它的等同物和修改。

图1是示意性地示意线缆型二次电池100的构造的示例的视图。

参考图1，根据示例的线缆型二次电池100包括二次电池本体110、第一插头120以及第二插头130。为了在用于线缆型二次电池的无线充电设备(在下文中被称为“充电设备”)的描述中便于理解，在图1中示出的线缆型二次电池100是线缆型二次电池的示例。特别地，线缆型二次电池100是包括特别地在相对的方向中的第一和第二插头120和130的线缆型二次电池以帮助理解具有根据本公开的充电设备的电连接。因此，本公开的范围不受图1中示出的线缆型二次电池100限制。

二次电池本体110具有以被延长的形状构造并且在纵向方向中是柔性的线缆结构。二次电池本体110包括这样的构造，该构造容纳从外部来源供应的电能，以化学的形式存储电能，并且当需要时将被存储的化学能转换成电能以将电提供给外部其它装置。

图2是示意沿着线A-A’截取的在图1中示出的二次电池本体110的结构的横截面图。

参考图2(a)，根据示例性实施例的二次电池本体110包括：内集电器111，该内集电器111具有预定形状的水平横截面并且在纵向方向上延伸；和内电极活性材料112，该内电极活性材料112形成在内集电器111的表面上。在此，预定的形状意指的是，对形状不存在特殊限制，并且任何形状是可能的，只要其没有损坏本公开的本质即可。内集电器111的水平横截面可以是圆形或者多边形，并且圆形可以对应于在几何学上完美对称的的圆形结构和不对称的椭圆形结构。多边形结构没有特别地限制，并且作为非限制性的示例，可以是三角形、正方形、五边形或者六边形。然而，在制造工艺中，可以使用管式集电器、绕线式集电器、绕片式集电器或网式集电器。

同时，在本说明书中，包括内集电器111和内电极活性材料112的部分可以被称为内电极层113。如在图2(b)和图2(c)中所示，二次电池本体110可以包括至少两个内集电器111。图2(b)的二次电池本体110具有完美对称的圆形，并且图2(c)的二次电池本体110具有不对称的椭圆形，并且如所图示的，各种形状是可能的。此外，多个内电极层111可以不仅平行地布置而还扭绕。图2(b)的二次电池本体110具有三个内电极层111，并且图2(c)的二次电池本体110具有两个内电极层111。

在二次电池本体110包括多个内电极层111的情况下，与外电极层117接触的表面面积增加，从而导致高电池速率(battery rate)和优异的电池性能。此外，根据可适应线缆型二次电池的特性，由于被重复使用，对电极可能发生短路，但是在使用多个电极的情况下，即使在任何一个内电极层111中出现短路，二次电池仍能够操作。此外，在使用具有比外电极层117低的每单位体积容量的内电极层111的情况下，易于调节内电极层111和外电极层117的容量平衡，这是因为能够调节内电极层111的数目。

隔离层114形成在内电极层113的外表面上以围绕内电极层113。隔离层114包括提供离子的通道的电解质。此外，外电极层117形成在隔离层114的外表面上以围绕隔离层114。

在本说明书中，外电极层117表示这样的部分，其包括与内集电器111相对应的外集电器116和形成在外集电器116的表面上的外电极活性材料115。在制造过程中，外集电器116还可以使用管式集电器、绕线式集电器、绕片式集电器或网式集电器。

内集电器111和外电流电极116用作收集由内电极活性材料112和外电极活性材料115的电化学反应产生的电子或用作提供电化学反应所需的电子，并且通常使用金属，诸如铜或铝。然而，最近，为了提高二次电池本体110的柔性并确保二次电池本体110的轻质，诸如聚吡咯的导电聚合物可以被用作集电器。然而，本公开不受内集电器111和外集电器116的材料限制。

本公开的内电极层113可以是负或者正电极，并且外电极层117可以是与内电极层113相对的正或者负电极。然而，在本说明书中，为了便于描述，将会在内电极层113被设置为负电极而外电极层117被设置为正电极的条件下进行描述。

优选地，二次电池本体110可以进一步包括保护涂层118，该保护涂层118围绕外电极层117。

再次参考图1，第一插头120形成在二次电池本体10的一端处。此外，第二插头130形成在不存在第一插头120的二次电池本体110的另一端处。

第一插头120电连接到外集电器116，并且第二插头130电连接到内集电器111。因此，在本实施例中，第一插头120变成正插头，而第二插头130变成负插头。此外，在其它实施例中，第一插头120可以变成负插头，而第二插头130可以变成正插头。

图3是示意根据本公开的示例性实施例的充电设备200的构造的透视图。

参考图3，根据本公开的示例性实施例的充电设备200包括容座210、第一端子220、第二端子230以及用于无线充电的次级线圈240。

容座210具有形成在内侧的空间，用于安装线缆型二次电池。容座210可以具有带有各种形状的外观，包括三角柱、方形柱、五边形柱等，并且例如容座210可以具有圆柱形的形状。在容座210是圆柱形的情况下，容座210具有带有中空内侧的圆柱形形状。

根据本公开的示例性实施例，圆柱形容座210可以向圆柱形的顶部和底部中的至少一个敞开。线缆型二次电池可以通过敞开的顶部和敞开的底部中的至少一个安装在容座210中。

在线缆型二次电池安装在容座210中的情况下，第一端子220电连接到线缆型二次电池的外集电器。

在线缆型二次电池被安装在容座210的情况下，第二端子230电连接到线缆型二次电池的内集电器。

虽然图3的实施例示出第一端子220设置在圆柱形容座210的顶部并且第二端子230设置在圆柱形容座210的底部，但是也可以构想其中本公开的第一端子220和第二端子230放置在本实施例的相反的位置处的实施例。

第一端子220可以具有这样的形状，即，第一端子220可以与电连接到安装在容座210中的线缆型二次电池的外集电器并且形成在线缆型二次电池的一端处的第一插头联接。此外，第二端子230可以具有这样的形状，即，第二端子230可以与电连接到安装在容座210的线缆型二次电池的内集电器并且形成在线缆型二次电池的另一端处的第二插头联接。为了简化示意，在图3中示出第一端子220和第二端子230的简单形状，但是第一端子220和第二端子230可以具有匹配在图1中作为示例呈现的线缆型二次电池100的第一插头120和第二插头130的形状(阳性端子)的插头(plug)形状(阴性端子)。

用于无线充电的次级线圈240的一端连接到第一端子220，并且另一端连接到第二端子230。此外，用于无线充电的次级线圈240沿着容座210的外周表面缠绕。

因此，当线缆型二次电池安装在容座210中时，线缆型二次电池在被用于无线充电的次级线圈240缠绕的情况下设置在内侧，并且用于无线充电的次级线圈240电连接在线缆型二次电池的外集电器和内集电器之间。

用于无线充电的次级线圈240表示在用于无线电力传输和接收的线圈当中的无线电力接收器线圈。根据本公开的充电设备200对应于这样的设备，其将通过用于无线电力传输和接收的方法供应的充电电力传输到线缆型二次电池。在该情形中，安装在到线缆型二次电池的充电电源设备侧处的线圈被称为初级线圈，并且安装在供应充电电力接收器侧处的线圈被称为次级线圈。对本公开属于的本技术领域中的普通技术人员来说，使电流流动穿过初级线圈流动以产生电磁波并且使用响应于接收的电磁波从次级线圈产生的电动势发送和接收电力的用于无线电力传输和接收的技术是公知的，并且在此省略无线电力传输和接收的原理的详细描述。

图4是图示根据本公开的另一示例性实施例的充电设备200的构造的透视图。

根据本公开的另一示例性实施例，容座210包括具有半球形横截面的第一盖211和具有半球形横截面的第二盖212。第一盖211和第二盖212彼此接合以形成圆柱形。在该情形中，当第一盖211和第二盖212彼此接合以形成圆柱形时，用于无线充电的次级线圈240处于围绕容座210的外周表面的形式。

优选地，第一盖211和第二盖212可以连接，使得第一盖211和第二盖212可以在任何一个角部处彼此接触以允许打开和关闭。在该情形中，第一盖211和第二盖212可以通过铰链连接以允许打开和关闭。

即，在第二盖212打开之后，将线缆型二次电池安装在第一盖211的内部空间中，使得线缆型二次电池电连接到第一盖220和第二盖230，并且将第二盖212关闭。形成在第一盖212和第二盖212中的每一个的外周表面上的用于无线充电的次级线圈240处于围绕整个容座210的形式。

图5是示意根据本公开的另一示例性实施例的充电设备200的构造的透视图。

参考图5，根据本公开的又一示例性实施例的充电设备200的特征在于，包括板250，该板250具有形成有用于安装线缆型二次电池的狭槽251。

与在前面中描述的图3和图4的实施例不同，本实施例的充电设备200包括作为部件的板250而非容座210，并且将线缆型二次电池安装在形成在板250上的狭槽251中而不是安装在容座210内。根据本公开的实施例，可以在板250上形成至少两个狭槽251。尽管图5示出其中形成有四个狭槽251的实施例，但是本公开不限于在图5中示出的实施例。

在狭槽251的两端处，可以设置电连接到安装在狭槽中的线缆型二次电池的外集电器的第一端子220和电连接到安装在狭槽中的线缆型二次电池的内集电器的第二端子230。仅为了便于理解，在图5中示意与其中使用先前示出的图1的线缆型二次电池100的情况相对应的实施例，并且第一端子220和第二端子230的位置可以基于安装在狭槽251中的线缆型二次电池的类型而变化。

同时，用于无线充电的次级线圈240的一端连接到第一端子220，并且另一端连接到第二端子230。在至少两个狭槽形成在板250上的情况下，电连接到安装在狭槽251中的每一个狭槽中的线缆型二次电池的第一端子220和第二端子230可以与用于无线充电的次级线圈240具有并联电连接关系。在这样的情况下，安装在所述至少两个狭槽251中的线缆型二次电池可以同时地用从用于无线充电的次级线圈240产生的电力来充电。

同时，第一端子220可以具有这样的形状，即，第一端子220可以与电连接到安装在狭槽251中的线缆型二次电池的外集电器并且形成在线缆型二次电池的一端处的第一插头联接。此外，第二端子230可以具有这样的形状，即，第二端子230可以与电连接到安装在狭槽251中的线缆型二次电池的内集电器并且形成在线缆型二次电池的另一端处的第二插头联接。为了简化示意，在图3中示出第一端子220和第二端子230的简单形状，但是第一端子220和第二端子230可以具有匹配在图1中作为示例呈现的线缆型二次电池100的第一插头120和第二插头130的形状(阳性端子)的插头形状(阴性端子)。

图6是示意根据本公开的示例性实施例的用于线缆型二次电池的无线充电套件300的构造的概念视图。

根据本公开的充电设备200可以是用于线缆型二次电池的无线充电套件300的部件，该用于线缆型二次电池的无线充电套件300包括用于线缆型二次电池的无线充电电源设备260，该无线充电电源设备260包括用于无线充电的初级线圈261。

根据本公开，即使在线缆型二次电池中不存在用于无线电力接收的次级线圈，也可以通过用于无线电力传输和接收的方法来执行充电。此外，不论线缆型二次电池的形状和使用初级线圈的无线电力发射器的形状如何，都可以通过次级线圈将电力传输到线缆型二次电池，从而改善了充电设备的兼容性。

虽然已经通过有限的实施例和附图描述了本公开，但是没有因此限制本公开，并且对于本公开属于的本技术领域中的普通技术人员来说，在本公开和所附权利要求的精神和它们的等效物内的各种改型和改变将会变得显而易见。

Claims (13)

1.一种用于线缆型二次电池的无线充电设备，包括：

容座，所述容座具有形成在内侧的空间，用于安装所述线缆型二次电池；

第一端子，所述第一端子电连接到安装在所述容座中的所述线缆型二次电池的外集电器；

第二端子，所述第二端子电连接到安装在所述容座中的所述线缆型二次电池的内集电器；以及

用于无线充电的次级线圈，所述用于无线充电的次级线圈具有与所述第一端子连接的一端和与所述第二端子连接的另一端，并且所述用于无线充电的次级线圈沿着所述容座的外周表面缠绕。

2.根据权利要求1所述的用于线缆型二次电池的无线充电设备，其中，所述容座是圆柱形的。

3.根据权利要求2所述的用于线缆型二次电池的无线充电设备，其中，圆柱形的所述容座朝向圆柱形的顶部和底部中的至少一个敞开。

4.根据权利要求1所述的用于线缆型二次电池的无线充电设备，其中，所述容座包括具有半球形横截面的第一盖和具有半球形横截面的第二盖，并且当所述第一盖和所述第二盖彼此接合以形成圆柱形形状时，所述用于无线充电的次级线圈呈围绕所述容座的外周表面的形式。

5.根据权利要求4所述的用于线缆型二次电池的无线充电设备，其中，所述第一盖和所述第二盖被连接，使得所述第一盖和所述第二盖在任何一个角部处彼此接触以允许打开和关闭。

6.根据权利要求5所述的用于线缆型二次电池的无线充电设备，其中，所述第一盖和所述第二盖通过铰链连接。

7.根据权利要求1所述的用于线缆型二次电池的无线充电设备，其中，所述第一端子具有使所述第一端子与第一插头联接的形状，所述第一插头电连接到所述线缆型二次电池的所述外集电器并且形成在所述线缆型二次电池的一端处，并且

所述第二端子具有使所述第二端子与第二插头联接的形状，所述第二插头电连接到所述线缆型二次电池的所述内集电器并且形成在所述线缆型二次电池的另一端处。

8.一种用于线缆型二次电池的无线充电套件，包括：

在权利要求1至7中的任一项中限定的用于线缆型二次电池的无线充电设备；和

用于线缆型二次电池的无线充电电源设备，包括用于无线充电的初级线圈。

9.一种用于线缆型二次电池的无线充电设备，包括：

板，所述板形成有狭槽，以用于安装所述线缆型二次电池；

第一端子，所述第一端子电连接到在所述板的所述狭槽中安装的所述线缆型二次电池的外集电器；

第二端子，所述第二端子电连接到在所述板的所述狭槽中安装的所述线缆型二次电池的内集电器；以及

用于无线充电的次级线圈，所述用于无线充电的次级线圈具有与所述第一端子连接的一端和与所述第二端子连接的另一端。

10.根据权利要求9所述的用于线缆型二次电池的无线充电设备，其中，所述板具有至少两个狭槽。

11.根据权利要求10所述的用于线缆型二次电池的无线充电设备，其中，电连接到安装在所述至少两个狭槽中的所述线缆型二次电池的所述第一端子和所述第二端子与用于所述无线充电的次级线圈具有并联电连接关系。

12.根据权利要求9所述的用于线缆型二次电池的无线充电设备，其中，所述第一端子具有使所述第一端子与第一插头联接的形状，所述第一插头电连接到所述线缆型二次电池的外集电器并且形成在所述线缆型二次电池的一端处，并且

所述第二端子具有使所述第二端子与第二插头联接的形状，所述第二插头电连接到所述线缆型二次电池的内集电器并且形成在所述线缆型二次电池的另一端处。

13.一种用于线缆型二次电池的无线充电套件，包括：

在权利要求9至12中的任一项中限定的用于线缆型二次电池的无线充电设备；和

用于线缆型二次电池的无线充电电源设备，包括用于无线充电的初级线圈。