CN108511820A - 延缓电池循环寿命的装置、方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种延缓电池循环寿命的装置、方法及电子设备。属于电池领域。该装置包括电池本体，所述电池本体上设置有至少一贮液腔，所述贮液腔内贮存有与电池本体内的电解液隔离的备用电解液，所述贮液腔上设置有将备用电解液注入电池本体内的补液结构。本发明还公开了一种延缓电池循环寿命的方法，包括如下步骤：判断电池的性能或充电次数，当电池的性能低于预设阈值或充电次数大于预设次数时，提示进行补注；利用补液结构将备用电解液注入电池本体内。本发明具有能在电池性下降时提高电池容量的优点。

Description

延缓电池循环寿命的装置、方法及电子设备

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其是涉及一种能在电池性下降时提高电池容量的延缓电池循环寿命的装置、方法及电子设备。

背景技术

锂离子电池虽然是一种能量存储和转换设备，但它并不是可以无限使用的，即它的循环使用寿命是有限的，这是因为电池的性能会随着电池的使用而逐渐下降。锂离子电池主要依靠锂离子在正极和负极之间移动来工作的，整个电池的化学动力来自于它两个电极化学势的差异。电池充电时将电能转换为化学能存储在电池中，放电时则将化学能转换为电能供负载使用。由于两种能量转换的可逆性，似乎充放电的循环过程是无限的，其实不然，这是因为充放电的循环过程中，电池内部会发生一些不可逆的化学反应过程，导致电极上“嵌入/脱出”的Li+的损失，从而使电池内部阻抗提高，导致电池的充电容量呈现衰退现象，直接表现为电池开路电压的下降。目前，手机、平板等消费类电子设备用的锂离子电池循环寿命一般是500次容量80％，按照现在用户对电池充电的需求以及换机频率来看，远远无法满足用户对电子产品待机要求和电池寿命短的要求，许多消费类用户，经常因为电池不耐用，被迫更换电子设备，因此，提升电池的循环寿命非常重要。

发明内容

有鉴于此，本发明目的在于提供一种能在电池性下降时提高电池容量的延缓电池循环寿命的装置、方法及电子设备，以克服在电池充放电循环过程中，锂离子的不停消耗导致电池的充电容量呈现衰退的技术问题。

根据本发明实施例的一个方面，提供的一种延缓电池循环寿命的装置，包括电池本体，所述电池本体上设置有至少一贮液腔，所述贮液腔内贮存有与电池本体内的电解液隔离的备用电解液，所述贮液腔上设置有将备用电解液注入电池本体内的补液结构。

作为一种优选方式，所述贮液腔与电池本体内的电解液由一隔膜隔离，所述补液结构为设置在贮液腔内通过挤压能刺破隔膜的锋锐结构。

作为一种优选方式，所述锋锐结构为针或锯齿边。

作为一种优选方式，所述贮液腔与电池本体内的电解液由管道隔离，所述补液结构为设置在管道内的密封塞。

作为一种优选方式，所述备用电解液中锂离子的浓度高于电池本体内电解液中锂离子的浓度。

根据本发明实施例的另一个方面，提供的一种延缓电池循环寿命的方法包括如下步骤：

判断电池的性能或充电次数，当电池的性能低于预设阈值或充电次数大于预设次数时，提示进行补注；利用补液结构将备用电解液注入电池本体内。

作为一种优选方式，所述电池的性能包括电池容量保持率以及负极电极的石墨化度。

作为一种优选方式，所述预设次数为300-500次。

作为一种优选方式，所述贮液腔与电池本体内的电解液由一隔膜隔离，所述补液结构为设置在贮液腔内通过挤压能刺破隔膜的锋锐结构。

作为一种优选方式，所述锋锐结构为针或锯齿边。

作为一种优选方式，所述贮液腔与电池本体内的电解液由管道隔离，所述补液结构为设置在管道内的密封塞。

作为一种优选方式，所述备用电解液中锂离子的浓度高于电池本体内电解液中锂离子的浓度。

根据本发明实施例的又一个方面，提供的一种电子产品，包括上述延缓电池循环寿命的装置。

本发明实施例提供的延缓电池循环寿命的装置、方法及电子设备，通过将备用电解液流入电池本体使其补充电池本体内的电解液中工作金属离子(如锂离子)的浓度，从而来降低电池内部阻抗，提高电池开路电压，在外在表现为提高电池容量。

附图说明

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

图1为本发明实施例提供的一种延缓电池循环寿命的装置的剖视示意图。

图2为本发明实施例提供的另一种延缓电池循环寿命的装置的剖视示意图。

图3为本发明实施例提供的一种延缓电池循环寿命的方法的流程图。

图4为本发明实施例提供的一种移动终端的硬件结构示意图。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身没有特定的意义。因此，“模块”、“部件”或“单元”可以混合地使用。

实施例1

下面结合图1和图2对延缓电池循环寿命的装置的各个部件进行具体的介绍：

电池本体100，电池本体100为包括锂离子电池在内的铅酸、镍氢电池等利用电解液进行充放电的电池。

贮液腔200，可以直接连接在电池本体100上，或者与电池本体100一体加工而成，或者在后期再安装在电池本体100并能进行再次更换的结构。

电池本体内的电解液101，主要指用于在充电放电中作为介质的化学溶液。

备用电解液201，其成份与电池本体内的电解液101基本相同，但为了更好地进行补充，其浓度可以高于电池本体内的电解液101浓度。

补液结构，其作用主要是将备用电解液201流入电池本体100使其补充电池本体内的电解液101中工作金属离子(如锂离子)的浓度，从而来降低电池内部阻抗，提高电池开路电压，在外在表现为提高电池容量；可以是设置在贮液腔200内通过挤压能刺破隔膜102的锋锐结构。

请参阅图1，图1为本发明的实施例的一种剖视示意图，其为锋锐结构为针202，在其它实施例中也可以是锯齿边等结构，当需要添加备用电解液201，挤压贮液腔200使其变形，从而使针202刺破隔膜102，备用电解液201流入电池本体100内；还可以是设置在管道203内的密封塞204。

请参阅图2，图2为本发明的实施例的另一种剖视示意图，当需要添加备用电解液201，挤压贮液腔200使其变形，从而使密封塞204被推开，使备用电解液201流入电池本体100内；在其它实施例中也可以是其它相近的结构，如使用外面的针插入刺破隔膜等。

本发明实施例提供的延缓电池循环寿命的装置，通过将备用电解液流入电池本体使其补充电池本体内的电解液中工作金属离子(如锂离子)的浓度，从而来降低电池内部阻抗，提高电池开路电压，提高电池容量。

实施例2

为了平衡电池在使用过程中金属离子的损耗，锂离子的浓度在备用电解液中锂离子的浓度高于电池本体内电解液中锂离子的浓度。

这种延缓电池循环寿命的方法，包括如下步骤：

S301、当电池的性能低于预设阈值或充电次数大于预设次数时，提示进行补注。

其中，电池的性能可以包括电池容量保持率以及负极电极的石墨化度；预设次数可以设置为300-500次。

S302、利用补液结构将备用电解液注入电池本体内。

在一种实施例中，贮液腔与电池本体内的电解液由一隔膜隔离，所述补液结构为设置在贮液腔内通过挤压能刺破隔膜的锋锐结构。锋锐结构为针或锯齿边。

在另一种实施例中，贮液腔与电池本体内的电解液由管道隔离，所述补液结构为设置在管道内的密封塞。

进一步的，备用电解液中锂离子的浓度高于电池本体内电解液中锂离子的浓度。

本发明实施例提供的延缓电池循环寿命的方法，通过检测到电池的性能低于预设阈值或充电次数大于预设次数时，提示用户进行补注，将备用电解液流入电池本体使其补充电池本体内的电解液中工作金属离子(如锂离子)的浓度，从而来降低电池内部阻抗，提高电池开路电压，提高电池容量。

实施例三

本发明实施例提供的延缓电池循环寿命的电子设备，电子设备可以以各种形式来实施。例如，本发明中描述的终端可以包括诸如手机、平板电脑、笔记本电脑、掌上电脑、个人数字助理(Personal Digital Assistant，PDA)、便捷式媒体播放器(Portable MediaPlayer，PMP)、导航装置、可穿戴设备、智能手环、计步器等移动终端，以及诸如数字TV、台式计算机等固定终端。该电子终端包括上述实施例的延缓电池循环寿命的装置。

后续描述中将以移动终端为例进行说明，本领域技术人员将理解的是，除了特别用于移动目的的元件之外，根据本发明的实施方式的构造也能够应用于固定类型的终端。

请参阅图4，其为实现本发明实施例的一种移动终端的硬件结构示意图，该移动终端100可以包括：RF(Radio Frequency，射频)单元101、WiFi模块102、音频输出单元103、A/V(音频/视频)输入单元104、传感器105、显示单元106、用户输入单元107、接口单元108、存储器109、处理器110、以及电源111等部件。本领域技术人员可以理解，图1中示出的移动终端结构并不构成对移动终端的限定，移动终端可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

下面结合图1对移动终端的各个部件进行具体的介绍：

射频单元101可用于收发信息或通话过程中，信号的接收和发送，具体的，将基站的下行信息接收后，给处理器110处理；另外，将上行的数据发送给基站。通常，射频单元101包括但不限于天线、至少一个放大器、收发信机、耦合器、低噪声放大器、双工器等。此外，射频单元101还可以通过无线通信与网络和其他设备通信。上述无线通信可以使用任一通信标准或协议，包括但不限于GSM(Global System of Mobile communication，全球移动通讯系统)、GPRS(General Packet Radio Service，通用分组无线服务)、CDMA2000(CodeDivision Multiple Access 2000，码分多址2000)、WCDMA(Wideband Code DivisionMultiple Access,宽带码分多址)、TD-SCDMA(Time Division-Synchronous CodeDivision Multiple Access，时分同步码分多址)、FDD-LTE(Frequency DivisionDuplexing-Long Term Evolut ion，频分双工长期演进)和TDD-LTE(Time DivisionDuplexing-Long Term Evolution，分时双工长期演进)等。

WiFi属于短距离无线传输技术，移动终端通过WiFi模块102可以帮助用户收发电子邮件、浏览网页和访问流式媒体等，它为用户提供了无线的宽带互联网访问。虽然图1示出了WiFi模块102，但是可以理解的是，其并不属于移动终端的必须构成，完全可以根据需要在不改变发明的本质的范围内而省略。

音频输出单元103可以在移动终端100处于呼叫信号接收模式、通话模式、记录模式、语音识别模式、广播接收模式等等模式下时，将射频单元101或WiFi模块102接收的或者在存储器109中存储的音频数据转换成音频信号并且输出为声音。而且，音频输出单元103还可以提供与移动终端100执行的特定功能相关的音频输出(例如，呼叫信号接收声音、消息接收声音等等)。音频输出单元103可以包括扬声器、蜂鸣器等等。

A/V输入单元104用于接收音频或视频信号。A/V输入单元104可以包括图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)1041和麦克风1042，图形处理器1041对在视频捕获模式或图像捕获模式中由图像捕获装置(如摄像头)获得的静态图片或视频的图像数据进行处理。处理后的图像帧可以显示在显示单元106上。经图形处理器1041处理后的图像帧可以存储在存储器109(或其它存储介质)中或者经由射频单元101或WiFi模块102进行发送。麦克风1042可以在电话通话模式、记录模式、语音识别模式等等运行模式中经由麦克风1042接收声音(音频数据)，并且能够将这样的声音处理为音频数据。处理后的音频(语音)数据可以在电话通话模式的情况下转换为可经由射频单元101发送到移动通信基站的格式输出。麦克风1042可以实施各种类型的噪声消除(或抑制)算法以消除(或抑制)在接收和发送音频信号的过程中产生的噪声或者干扰。

移动终端100还包括至少一种传感器105，比如光传感器、运动传感器以及其他传感器。具体地，光传感器包括环境光传感器及接近传感器，其中，环境光传感器可根据环境光线的明暗来调节显示面板1061的亮度，接近传感器可在移动终端100移动到耳边时，关闭显示面板1061和/或背光。作为运动传感器的一种，加速计传感器可检测各个方向上(一般为三轴)加速度的大小，静止时可检测出重力的大小及方向，可用于识别手机姿态的应用(比如横竖屏切换、相关游戏、磁力计姿态校准)、振动识别相关功能(比如计步器、敲击)等；至于手机还可配置的指纹传感器、压力传感器、虹膜传感器、分子传感器、陀螺仪、气压计、湿度计、温度计、红外线传感器等其他传感器，在此不再赘述。

显示单元106用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息。显示单元106可包括显示面板1061，可以采用液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)、有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode,OLED)等形式来配置显示面板1061。

用户输入单元107可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与移动终端的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。具体地，用户输入单元107可包括触控面板1071以及其他输入设备1072。触控面板1071，也称为触摸屏，可收集用户在其上或附近的触摸操作(比如用户使用手指、触笔等任何适合的物体或附件在触控面板1071上或在触控面板1071附近的操作)，并根据预先设定的程式驱动相应的连接装置。触控面板1071可包括触摸检测装置和触摸控制器两个部分。其中，触摸检测装置检测用户的触摸方位，并检测触摸操作带来的信号，将信号传送给触摸控制器；触摸控制器从触摸检测装置上接收触摸信息，并将它转换成触点坐标，再送给处理器110，并能接收处理器110发来的命令并加以执行。此外，可以采用电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现触控面板1071。除了触控面板1071，用户输入单元107还可以包括其他输入设备1072。具体地，其他输入设备1072可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如音量控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种，具体此处不做限定。

进一步的，触控面板1071可覆盖显示面板1061，当触控面板1071检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器110以确定触摸事件的类型，随后处理器110根据触摸事件的类型在显示面板1061上提供相应的视觉输出。虽然在图1中，触控面板1071与显示面板1061是作为两个独立的部件来实现移动终端的输入和输出功能，但是在某些实施例中，可以将触控面板1071与显示面板1061集成而实现移动终端的输入和输出功能，具体此处不做限定。

接口单元108用作至少一个外部装置与移动终端100连接可以通过的接口。例如，外部装置可以包括有线或无线头戴式耳机端口、外部电源(或电池充电器)端口、有线或无线数据端口、存储卡端口、用于连接具有识别模块的装置的端口、音频输入/输出(I/O)端口、视频I/O端口、耳机端口等等。接口单元108可以用于接收来自外部装置的输入(例如，数据信息、电力等等)并且将接收到的输入传输到移动终端100内的一个或多个元件或者可以用于在移动终端100和外部装置之间传输数据。

存储器109可用于存储软件程序以及各种数据。存储器109可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能、图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据、电话本等)等。此外，存储器109可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。

处理器110是移动终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个移动终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器109内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器109内的数据，执行移动终端的各种功能和处理数据，从而对移动终端进行整体监控。处理器110可包括一个或多个处理单元；优选的，处理器110可集成应用处理器和调制解调处理器，其中，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。可以理解的是，上述调制解调处理器也可以不集成到处理器110中。

移动终端100还可以包括给各个部件供电的电源111(比如电池)，优选的，电源111可以通过电源管理系统与处理器110逻辑相连，从而通过电源管理系统实现管理充电、放电、以及功耗管理等功能。

具体的，由于电池的循环寿命和电池内部不可逆化学反应有关，由于在电池充放电循环过程中，锂离子的不停消耗导致电池的充电容量呈现衰退现象。故电源111可以包括上述发明实施例1提供的延缓电池循环寿命的装置，可以储存一部分暂且不用的电解液，通过将备用电解液流入电池本体使其补充电池本体内的电解液中工作金属离子(如锂离子)的浓度，这部分电解液可以及时补充电芯内部锂离子的消耗。

本发明实施例提供的延缓电池循环寿命的装置、方法及电子设备，通过将备用电解液流入电池本体使其补充电池本体内的电解液中工作金属离子(如锂离子)的浓度，从而来降低电池内部阻抗，提高电池开路电压，提高电池容量。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种延缓电池循环寿命的装置，其特征在于：包括电池本体，所述电池本体上设置有至少一贮液腔，所述贮液腔内贮存有与电池本体内的电解液隔离的备用电解液，所述贮液腔上设置有将备用电解液注入电池本体内的补液结构。

2.根据权利要求1所述的延缓电池循环寿命的装置，其特征在于：所述贮液腔与电池本体内的电解液由一隔膜隔离，所述补液结构为设置在贮液腔内通过挤压能刺破隔膜的锋锐结构。

3.根据权利要求2所述的延缓电池循环寿命的装置，其特征在于：所述锋锐结构为针或锯齿边。

4.根据权利要求1所述的延缓电池循环寿命的装置，其特征在于：所述贮液腔与电池本体内的电解液由管道隔离，所述补液结构为设置在管道内的密封塞。

5.根据权利要求1所述的延缓电池循环寿命的装置，其特征在于：所述备用电解液中锂离子的浓度高于电池本体内电解液中锂离子的浓度。

6.一种延缓电池循环寿命的方法，其特征在于包括如下步骤：

判断电池的性能或充电次数，当电池的性能低于预设阈值或充电次数大于预设次数时，提示用户进行补注；利用补液结构将备用电解液注入电池本体内。

7.根据权利要求6所述的延缓电池循环寿命的方法，其特征在于：所述电池的性能包括电池容量保持率以及负极电极的石墨化度。

8.根据权利要求6所述的延缓电池循环寿命的方法，其特征在于：所述预设次数为300-500次。

9.根据权利要求6所述的延缓电池循环寿命的方法，其特征在于：所述备用电解液中锂离子的浓度高于电池本体内电解液中锂离子的浓度。

10.一种电子设备，其特征在于：所述电子设备包括如权利要求1-5任意一项权利要求所述的延缓电池循环寿命的装置。