CN105634057A - 电池、移动终端及电池控制方法 - Google Patents

Abstract

本公开揭示了一种电池、移动终端及电池控制方法，属于电池领域。所述电池包括：第一电池单元和第二电池单元，第一电池单元的正极与电池的正输出端相连，负极通过第一开关与电池的负输出端相连，负极还通过第二开关与第二电池单元的正极相连，第二电池单元的正极通过第三开关与电池的正输出端相连，负极与电池的负输出端相连，在至少存在一个电池单元的输出电压大于预定电压时，第一开关和第三开关导通，第二开关截止，反之，第一开关和第三开关截止，第二开关导通；解决了相关技术中由于很大一部分的电池能量都存储在3.0V以下的电压状态下而使硅基负极锂电池无法在终端上广泛使用的问题；达到了增大硅基负极锂电池的电池能量利用率的效果。

Description

电池、移动终端及电池控制方法

技术领域

本公开涉及电池领域，特别涉及一种电池、移动终端及电池控制方法。

背景技术

采用石墨负极的锂电池的电池容量，几乎已经达到了372毫安时/克的理论值。在有限的电池空间内提升电池容量越来越难。而采用硅基负极的锂电池，能够达到4200毫安时/克的理论值。

诸如智能手机、平板电脑、电子书阅读器之类的移动终端，需要使用电池电压达到3.0V以上的锂电池。但是采用硅基负极的锂电池，有很大一部分的电池能量都存储在3.0V以下的电压状态下，导致目前的硅基负极的锂电池无法在移动终端上得到广泛的使用。

发明内容

为了解决对硅基负极锂电池的电池能量利用率不高的问题，本公开提供一种电池、移动终端及电池控制方法。所述技术方案如下：

根据本公开实施例的第一方面，提供一种电池，该电池包括：

第一电池单元和第二电池单元；

第一电池单元的负极通过第一开关与电池的负输出端相连，第一电池单元的正极与电池的正输出端相连；

第一电池单元的负极还通过第二开关与第二电池单元的正极相连；

第二电池单元的正极通过第三开关与电池的正输出端相连，第二电池单元的负极与电池的负输出端相连；

其中，第一开关和第三开关用于在第一电池单元和第二电池单元中至少存在一个电池单元的输出电压大于预定电压时导通，第一电池单元和第二电池单元的输出电压均不大于预定电压时截止；第二开关用于在第一电池单元和第二电池单元中至少存在一个电池单元的输出电压大于预定电压时截止，第一电池单元和第二电池单元的输出电压均不大于预定电压时导通。

可选的，该电池还包括：

第一电压采集电路、第二电压采集电路和电源管理IC；

第一电压采集电路分别与第一电池单元的正极和负极相连；

第二电压采集电路分别与第二电池单元的正极和负极相连；

电源管理IC的第一输入端与第一电压采集电路相连；电源管理IC的第二输入端与第二电压采集电路相连；

电源管理IC的第一输出端与第一开关的控制端相连，电源管理IC的第二输出端与第二开关的控制端相连，电源管理IC的第三输出端与第三开关的控制端相连。

可选的，第一电压采集电路，被配置为采集第一电池单元的输出电压；

第二电压采集电路，被配置为采集第二电池单元的输出电压；

电源管理IC，被配置为检测第一电池单元和第二电池单元的输出电压是否大于预定电压；

电源管理IC，被配置为当第一电池单元和第二电池单元中至少存在一个电池单元的输出电压大于预定电压时，通过第一输出端和第三输出端输出导通指令，通过第二输出端输出截止指令；

电源管理IC，被配置为当第一电池单元和第二电池单元的输出电压均不大于预定电压时，通过第二输出端输出导通指令，通过第一输出端和第三输出端输出截止指令。

可选的，第一电池单元和第二电池单元的组合为两组或者两组以上。

可选的，第一电池单元和第二电池单元是采用硅基负极的锂电池。

可选的，第一开关是三极管、场效应管、数控开关中的任意一种；

第二开关是三极管、场效应管、数控开关中的任意一种；

第三开关是三极管、场效应管、数控开关中的任意一种。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种终端，该终端包括上述第一方面提供的电池。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种电池控制方法，该方法应用于上述第一方面提供的电池中，该方法包括：

采集第一电池单元和第二电池单元的输出电压；

检测第一电池单元和第二电池单元的输出电压是否大于预定电压；

当第一电池单元和第二电池单元中至少存在一个电池单元的输出电压大于预定电压时，控制第一开关和第三开关处于导通状态，控制第二开关处于截止状态；

当第一电池单元和第二电池单元的输出电压均不大于预定电压时，控制第二开关处于导通状态，控制第一开关和第三开关处于截止状态。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

通过使用多个电池单元构成电池，当电池单元的输出电压大于预定电压时，使多个电池单元并联连接，当电池单元的输出电压不大于预定电压时，使多个电池单元串联连接；解决了相关技术中由于很大一部分的电池能量都存储在3.0V以下的电压状态下，而使硅基负极的锂电池无法在终端上广泛使用的问题；达到了当硅基负极的锂电池小于预定电压时，将多个硅基负极的锂电池串联供电，增大了硅基负极锂电池的使用时长，增大了对硅基负极锂电池的电池能量的利用率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是根据一示例性实施例示出的一种电池的结构示意图；

图1A是根据另一示例性实施例示出的一种电池的结构示意图；

图2是根据另一示例性实施例示出的一种电池的结构示意图；

图3是根据另一示例性实施例示出的一种电池的等效电路图；

图4是根据另一示例性实施例示出的一种电池的等效电路图；

图5是根据一示例性实施例示出的一种电池控制方法的流程图。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

图1是根据一示例性实施例示出的一种电池的结构示意图，该电池可以是手机、平板电脑、笔记本电脑等电子设备中使用的电池。如图1所示，该电池101包括：

第一电池单元102和第二电池单元103；

可选的，第一电池单元和第二电池单元是采用硅基负极的锂电池。

第一电池单元102的负极108通过第一开关104与电池101的负输出端112相连，第一电池单元102的正极107与电池101的正输出端111相连；

第一电池单元102的负极108还通过第二开关105与第二电池单元103的正极109相连；

第二电池单元103的正极109通过第三开关106与电池101的正输出端111相连，第二电池单元103的负极110与电池的负输出端112相连；

其中，第一开关104和第三开关106用于在第一电池单元102和第二电池单元103中至少存在一个电池单元的输出电压大于预定电压时导通，第一电池单元102和第二电池单元103的输出电压均不大于预定电压时截止；第二开关105用于在第一电池单元102和第二电池单元103中存在至少一个电池单元的输出电压大于预定电压时截止，第一电池单元102和第二电池单元103的输出电压均不大于预定电压时导通。

综上所述，本实施例提供的电池，包括第一电池单元和第二电池单元，第一电池单元的正极与电池的正输出端相连，负极通过第一开关与电池的负输出端相连，负极还通过第二开关与第二电池单元的正极相连，第二电池单元的正极通过第三开关与电池的正输出端相连，负极与所述电池的负输出端相连；在第一电池单元和第二电池单元中至少存在一个电池单元的输出电压大于预定电压时，第一开关和第三开关导通，第二开关截止，在第一电池单元和第二电池单元的输出电压均不大于预定电压时，第一开关和第三开关截止，第二开关导通；解决了相关技术中由于很大一部分的电池能量都存储在3.0V以下的电压状态下，而使硅基负极的锂电池无法在终端上广泛使用的问题；达到了当硅基负极的锂电池小于预定电压时，将多个硅基负极的锂电池串联供电，增大硅基负极锂电池的使用时长，增大对硅基负极锂电池的电池能量的利用率的效果。

可选的，在基于上述实施例的其他可选实施例中，第一电池单元和第二电池单元的组合为两组或者两组以上。

可选的，以第一电池单元和第二电池单元的组合方式为一个电池单元组合，每一个电池单元组合的正极与电池的正输出端相连，负极与电池的负输出端相连，即不同的电池单元组合并联连接。

如图1A示出了存在两组第一电池单元和第二电池单元的组合的结构示意图。本实施例对电池101中包含的电池单元组合的个数不作限定，当电池单元组合存在两组以上时，结构与图1A相似，本实施例对此不再赘述。

综上所述，本实施例提供的电池，包括第一电池单元和第二电池单元，第一电池单元的正极与电池的正输出端相连，负极通过第一开关与电池的负输出端相连，负极还通过第二开关与第二电池单元的正极相连，第二电池单元的正极通过第三开关与电池的正输出端相连，负极与所述电池的负输出端相连；在第一电池单元和第二电池单元中至少存在一个电池单元的输出电压大于预定电压时，第一开关和第三开关导通，第二开关截止，在第一电池单元和第二电池单元的输出电压均不大于预定电压时，第一开关和第三开关截止，第二开关导通；解决了相关技术中由于很大一部分的电池能量都存储在3.0V以下的电压状态下，而使硅基负极的锂电池无法在终端上广泛使用的问题；达到了当硅基负极的锂电池小于预定电压时，将多个硅基负极的锂电池串联供电，增大硅基负极锂电池的使用时长，增大对硅基负极锂电池的电池能量的利用率的效果。

可选的，在基于上述实施例的其他可选实施例中，如图2所示，电池101还包括：第一电压采集电路113、第二电压采集电路114和电源管理IC(Integratedcircuit，集成电路)115。

第一电压采集电路113分别与第一电池单元102的正极和负极相连。

可选的，第一电压采集电路113被配置为采集第一电池单元102的输出电压。

第二电压采集电路114分别与第二电池单元103的正极和负极相连。

可选的，第二电压采集电路114被配置为采集第二电池单元103的输出电压。

可选的，电源管理IC115包括至少两个输入端。

电源管理IC115的第一输入端115a与第一电压采集电路113相连；电源管理IC115的第二输入端115b与第二电压采集电路114相连。

可选的，电源管理IC115，被配置为检测第一电压采集电路113采集到的第一电池单元，以及第二电压采集电路114采集到的第二电池单元的输出电压是否大于预定电压。

可选的，预定电压是电池101输出电压的最小值，即电池101向外供电的最小电压，本实施例对预定电压的取值不作限定。

可选的，预定电压是3.0V。

可选的，电源管理IC115包括至少三个输出端。

电源管理IC115的第一输出端116a与第一开关104的控制端(图2中未示出)相连，电源管理IC115的第二输出端116b与第二开关105的控制端(图2中未示出)相连，电源管理IC115的第三输出端116c与第三开关106的控制端(图2中未示出)相连。

可选的，第一开关104是三极管、场效应管、数控开关中的任意一种。

可选的，第二开关105是三极管、场效应管、数控开关中的任意一种。

可选的，第三开关106是三极管、场效应管、数控开关中的任意一种。

需要说明的是，电池101中的第一开关104、第二开关105和第三开关106可以是不同的元器件。

可选的，当开关是三极管时，开关的控制端是三极管的基极；当开关是场效应管时，开关的控制端是场效应管的栅极。

电源管理IC115，被配置为当第一电池单元102和第二电池单元103中至少存在一个电池单元的输出电压大于预定电压时，通过第一输出端116a和第三输出端116c输出导通指令，通过第二输出端116b输出截止指令。

可选的，导通指令是高电平电压，使第一开关104和第三开关106导通，截止指令是低电平电压，本实施例对高低电平的电压值不作限定。

当第一开关104和第三开关106导通，第二开关105截止时，电池101的等效电路图如图3所示，第一电压采集电路113、第二电压采集电路114和电源管理IC115未在图3中示出。

第一电池单元102和第二电池单元103的正极均与电池101的正输出端111相连，第一电池单元102和第二电池单元103的负极均与电池101的负输出端112相连，第一电池单元102和第二电池单元103并联供电。

则电池101的输出电压与第一电池单元102和第二电池单元103的输出电压大小相等。

电源管理IC115，还被配置为当第一电池单元102和第二电池单元103的输出电压均不大于预定电压时，通过第二输出端116b输出导通指令，通过第一输出端116a和第三输出端116c输出截止指令。

当第一开关104和第三开关106截止，第二开关105导通时，电池101的等效电路图如图4所示，第一电压采集电路113、第二电压采集电路114和电源管理IC115未在图4中示出。

第一电池单元102的正极107与电池101的正输出端111相连，负极108与第二电池单元103的正极109相连，第二电池单元103的负极110与电池101的负输出端112相连，第一电池单元102和第二电池单元103串联供电。

则电池101的输出电压是第一电池单元102的输出电压和第二电池单元103的输出电压之和，大于预定电压。

电源管理IC115，还被配置为当第一电池单元102和第二电池单元103中存在至少一个电池单元的输出电压小于电压阈值时，通过第一输出端116a、第二输出端116b和第三输出端116c输出截止指令。

可选的，电压阈值是第一电池单元或第二电池单元的最低放电电压，本实施例对电压阈值的取值不作限定。

当电源管理IC115检测到的第一电池单元或第二电池单元的输出电压小于电压阈值时，电池101中的第一开关104、第二开关105和第三开关106处于截止状态，电池101停止向外输出电压。

综上所述，本实施例提供的电池，包括第一电池单元和第二电池单元，第一电池单元的正极与电池的正输出端相连，负极通过第一开关与电池的负输出端相连，负极还通过第二开关与第二电池单元的正极相连，第二电池单元的正极通过第三开关与电池的正输出端相连，负极与所述电池的负输出端相连；在第一电池单元和第二电池单元中至少存在一个电池单元的输出电压大于预定电压时，第一开关和第三开关导通，第二开关截止，在第一电池单元和第二电池单元的输出电压均不大于预定电压时，第一开关和第三开关截止，第二开关导通；解决了相关技术中由于很大一部分的电池能量都存储在3.0V以下的电压状态下，而使硅基负极的锂电池无法在终端上广泛使用的问题；达到了当硅基负极的锂电池小于预定电压时，将多个硅基负极的锂电池串联供电，增大硅基负极锂电池的使用时长，增大对硅基负极锂电池的电池能量的利用率的效果。

图5是根据本公开一示例性实施例示出的电池控制方法的流程图。本实施例以该电池控制方法应用于如图2所示的电池中来举例说明。该方法包括：

在步骤501中，采集第一电池单元和第二电池单元的输出电压。

在步骤502中，检测第一电池单元和第二电池单元的输出电压是否大于预定电压。

在步骤503中，当第一电池单元和第二电池单元中至少存在一个电池单元的输出电压大于预定电压时，控制第一开关和第三开关处于导通状态，控制第二开关处于截止状态。

在步骤504中，当第一电池单元和第二电池单元的输出电压均不大于预定电压时，控制第二开关处于导通状态，控制第一开关和第三开关处于截止状态。

综上所述，本实施例提供的电池控制方法，通过使用多个电池单元构成电池，当电池单元的输出电压大于预定电压时，使多个电池单元并联连接，当电池单元的输出电压不大于预定电压时，使多个电池单元串联连接；解决了相关技术中由于很大一部分的电池能量都存储在3.0V以下的电压状态下，而使硅基负极的锂电池无法在终端上广泛使用的问题；达到了当硅基负极的锂电池小于预定电压时，将多个硅基负极的锂电池串联供电，增大硅基负极锂电池的使用时长，增大对硅基负极锂电池的电池能量的利用率的效果。

关于上述实施例中的步骤，其中各个步骤的具体内容和所涉及的组件已经在有关电池结构的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (8)

1.一种电池，其特征在于，所述电池包括：

第一电池单元和第二电池单元；

所述第一电池单元的负极通过第一开关与所述电池的负输出端相连，所述第一电池单元的正极与所述电池的正输出端相连；

所述第一电池单元的负极还通过第二开关与所述第二电池单元的正极相连；

所述第二电池单元的正极通过第三开关与所述电池的正输出端相连，所述第二电池单元的负极与所述电池的负输出端相连；

其中，所述第一开关和所述第三开关用于在所述第一电池单元和所述第二电池单元中至少存在一个电池单元的输出电压大于预定电压时导通，在所述第一电池单元和所述第二电池单元的输出电压均不大于所述预定电压时截止；所述第二开关用于在所述第一电池单元和所述第二电池单元中至少存在一个电池单元的输出电压大于所述预定电压时截止，在所述第一电池单元和所述第二电池单元的输出电压均不大于所述预定电压时导通。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池，还包括：第一电压采集电路、第二电压采集电路和电源管理集成电路IC；

所述第一电压采集电路分别与所述第一电池单元的正极和负极相连；

所述第二电压采集电路分别与所述第二电池单元的正极和负极相连；

所述电源管理IC的第一输入端与所述第一电压采集电路相连，所述电源管理IC的第二输入端与所述第二电压采集电路相连；

所述电源管理IC的第一输出端与所述第一开关的控制端相连，所述电源管理IC的第二输出端与所述第二开关的控制端相连，所述电源管理IC的第三输出端与所述第三开关的控制端相连。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，

所述第一电压采集电路，被配置为采集所述第一电池单元的输出电压；

所述第二电压采集电路，被配置为采集所述第二电池单元的输出电压；

所述电源管理IC，被配置为检测所述第一电池单元和所述第二电池单元的输出电压是否大于所述预定电压；

所述电源管理IC，被配置为当所述第一电池单元和所述第二电池单元中至少存在一个电池单元的输出电压大于所述预定电压时，通过所述第一输出端和所述第三输出端输出导通指令，通过所述第二输出端输出截止指令；

所述电源管理IC，被配置为当所述第一电池单元和所述第二电池单元的输出电压均不大于所述预定电压时，通过所述第二输出端输出导通指令，通过所述第一输出端和所述第三输出端输出截止指令。

4.根据权利要求1至3任一所述的电池，其特征在于，所述第一电池单元和所述第二电池单元的组合为两组或者两组以上。

5.根据权利要求1至3任一所述的电池，其特征在于，所述第一电池单元和所述第二电池单元是采用硅基负极的锂电池。

6.根据权利要求1至3任一所述的电池，其特征在于，

所述第一开关是三极管、场效应管、数控开关中的任意一种；

所述第二开关是三极管、场效应管、数控开关中的任意一种；

所述第三开关是三极管、场效应管、数控开关中的任意一种。

7.一种移动终端，其特征在于，所述移动终端包括如权利要求1至6任一所述的电池。

8.一种电池控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至6任一所述的电池中，所述方法包括：

采集所述第一电池单元和所述第二电池单元的输出电压；

检测所述第一电池单元和所述第二电池单元的输出电压是否大于所述预定电压；

当所述第一电池单元和所述第二电池单元中至少存在一个电池单元的输出电压大于所述预定电压时，控制所述第一开关和所述第三开关处于导通状态，控制所述第二开关处于截止状态；

当所述第一电池单元和所述第二电池单元的输出电压均不大于所述预定电压时，控制所述第二开关处于导通状态，控制所述第一开关和所述第三开关处于截止状态。