CN1161848C - 便携式电子设备及在便携式电子设备中使用电池的方法 - Google Patents

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Abstract

一种便携式电子设备，包括多个电池供电部件(3，6；10，12，14，16，18，20)，其中至少两个要求不同的电源电压或电流。多个独立的电池(2，4，7；9，13，17，19)适于分别为特定部件供电，位于空腔内并与相应的设备(1；8)集成。

Description

便携式电子设备及在便携式电子设备中使用电池的方法
本发明涉及便携电子设备并特别涉及包括多个电池供电部件的电子设备及使用该部件的方法，在所述电子设备中至少两个部件要求不同的电源电压或电流。
电池供电电子设备利用，例如，单一电源或后备电源中的可充电电池为该设备的不同部件供电。传统上，后备电池是可更换的，因为电池总的来说比设备本身有较短的寿命。后备电池概念有一些明显的缺点，例如电池是一个分立部件并不能以任何有效的方式与设备集成到一起。此外，有多个不同功率消耗功能和不同电气需求的元件的设备中的单一电池电源要求在电压和电流上进行转换，这就产生功率损耗，在后备电池和当前设备间引入附加的接触电阻。
用于电子设备的可充电电池由一个电化学反应电偶组成，它们由一个离子传输媒体或电解质分割。这种电池使用液体电解质，需要一个罐来存储。而且，罐用于保持电池中不同层之间的紧密接触(阳极/隔离物/阴极)。
但是，由于有了有较低的总体离子阻抗并能够制成电气隔离部件的固体促进了固体电解质电池的发展。许多这种类型的电池从市面上可以获得，它们是用于常温的，例如计算机的易失性存储器以及其它要求长储藏寿命和长使用寿命的低功率电气设备的重要电源。新的电池发展包括固态，凝胶或混合聚合物电解质。这种电池中没有自由移动的液体电解质。而且，这种电池的内部结构由聚合物保持。因此，不再需要罐来建造电池。
这种电池一般基于锂(Li)或锂离子技术。锂作为阳极材料有一些优点。它在重量和体积上都有高单位容量。而且，它是强正电性的，当与典型的阴极材料耦合时有高电压。适合的锂离子导体可用作固体电解质。
聚合物电解质电池相对于有流动电极部件的液体电解质电池的其他优点是它们的低自放大率，在环境条件的较大范围内运行，和高能量密度。而且这些结构在设计上较灵活，制成薄电池和总体上有更好的性能。
US-A-5 124 508公开了一个发明，使用薄片(sheet)电池材料作为电路板衬底消除作为分立电路元件的电池的重量和体积并且消除玻璃纤维衬底或弯曲衬底作为印刷电路材料的重量和体积。本发明的目的是通过在电池单元的一面或两面上的薄片电池材料的中性绝缘覆盖层上安装电路而加强电子电路。
印刷电路和表明安装技术和蒸敷电路技术被用于纤维板和弯曲电路薄膜两者上。而且，本发明的一个目的是容易组装和容易现场更换独立于电池单元的电路结构的电池单元。
根据WO92/19090所公开的发明，它提供了带电源的电路板，该电源包括集成到电路板中的电池。通过将电池集成到电路板中，不再需要单独的外壳，因为电路板提供了这个功能。相似的，发明US-A-5 124 508也用于电路板。
本发明提供了便携式电子设备，包括多个电池供电单元，其中采用了新的电池技术，能够最有效地利用电池能量和最有效地利用设备的空间。
这是通过使用多个独立的电池来实现的，每个电池用于为特定的设备提供电力，电池位于一个空腔内并与相应的设备集成。
本发明特别的目的是为例如便携式计算机的不同部件供电，每个部件，例如，显示器，PCB，硬盘，CD-ROM驱动器等，使用一个电池。
本发明的另一个目的是为例如移动电话的不同部件提供电源。这些部件是逻辑单元，无线电单元，和显示器。
本发明的一个方面是所述电池包括固态，凝胶或混合聚合物电解质。
这样，本发明公开了用于便携式电子设备的装置，它带有薄膜电池，其中采用了使电子设备的能量效率和空间效率都有益处的新技术。
为了更详细地说明本发明和本发明的优点和特征，以下将参考附图描述本发明的最佳实施例，其中：
图1是采用本发明的电池的便携式计算机的前视图；
图2是图1的计算机的侧视图；
图3是采用本发明的电池的移动电话装置；和
图4是图3的移动电话装置的侧视图。
本发明公开了一种装置，用于包括多个电池供电部件的便携式电子设备，其中多个部件需要不同的电源电压或电流。
为了给电子设备的不同部件供电，电池被集成到设备中并且不同电池为给装置的特定功能或部件供电适于达到不同的要求，例如电压。这些电池集成到设备中并有适于安装到空腔中并与设备的表面啮合的外形。
图1和图2示出便携式计算机1，例如膝上型计算机和笔记本计算机，带有本发明的电池。第一电池2安装在计算机1的显示器3后的表面。第二电池4安装在计算机1的外壳5内。外壳5内的PCB6带有第三电池7。在这个便携式计算机1形式的电子设备实施例中，第一电池2和第三电池7两者都有平面矩形区域。但是，第二电池4有可以安装在外壳5内部的形状。
如上所述，不同电子设备和装置可装备根据本发明的电池装置。图3和4示出带有一组根据本发明的电池的移动电话装置8。使用了例如2-3伏电压的低容量电池9。电池9在本实施例中安装在PCB10上。在图中未示出的无线单元带有一个例如5-6伏电压的高容量电池。这个电池也可连接至PCB10。例如6-12伏电压的第二低容量电池11连接至电话装置8的显示器12。此外，一个小键盘电池13连接至小键盘14，一个扬声器电池15连接至扬声器16而供电，一个麦克风电池17连接至麦克风18，和最后一个指示器电池19连接至光指示器20。
作为电化学系统，锂或锂离子技术用于根据本发明的电池。而且，这些电池是聚合物型的，使用固态，凝胶或混合聚合物电解质。这种电池可以用多种方式制作，在阳极和阴极上选择活性材料。使用聚合物电解质的概念使电池自己支撑(self-supporting)和消除或限制了自由移动的液体电解质，如果它用于电池中。结果，这使得电池产品可以是几乎任何形状，其中电池由薄电池部件组成。本发明的最佳形式是薄电池，但不一定是平面电池(flat cell)。
通过选择活性电极材料和/或串联电池的方法以达到特定的电压特征，使用这种新技术在某种程度上可达到特定的电气特征。另一个可控制基本产品特性是容量，由电池的活性材料容量决定。
应该清楚，本发明提供了一个改进的电池装置，为电子设备的有不同功率消耗的部件供电，其中多个电池与设备集成而为特定的功能或部件供电。每个电池有适合的电气特性，例如电压和当前供电功能的容量。根据已描述的实施例，这些设备带有由当前设备形状决定其形状的电池设备，其中设备中的空腔和表面用于安装电池。
已结合实施例描述了本发明，这只是为了举例说明本发明的概念并不为了将本发明限制在已描述的实施例内。在本发明的其他实施例中，这种电池装置可用于例如，PDA(个人数字助理)，记事簿(organizer)，手持磁带录音机，或CD播放机等的部件中。

Claims (8)

1.一种便携式电子设备，包括多个电池供电部件(3，6；10，12，14，16，18，20)，其中至少两个要求不同的电源电压或电流，其特征在于，多个独立固态、凝胶或混合聚合物电解质电池(2，4，7；9，13，15，17，19)与设备(1；8)集成，每个电池适于为特定的部件供电，并且有适于安装在空腔中和与相应部件的表面啮合的形状。
2.如权利要求1的便携式电子设备，其特征在于，所述便携式电子设备是便携式计算机(1)，具有第一电池(2)，连接至显示器(3)，第二电池连接至计算机(1)外壳(5)的内表面，和第三电池连接至印刷电路板(6)。
3.如权利要求1的便携式电子设备，其特征在于，所述便携式电子设备是移动电话装置(8)，包括一个逻辑单元，一个无线单元，和一个显示器(16)，移动电话装置有一种电池(9)连接至逻辑单元(10)，另一种电池连接至无线单元，和一种电池(15)连接至显示器(16)。
4.如权利要求3的便携式电子设备，其特征在于，一个小键盘电池(13)连接至小键盘(14)，一个扬声器电池(15)连接至扬声器(16)，一个麦克风电池(17)连接至麦克风(18)，和一个指示器电池(19)连接至光指示器(20)。
5.在便携式电子设备中使用电池的方法，包括多个电池供电部件(3，6；10，12，14，16，18，20)，其中至少两个要求不同电源电压或电流，其特征在于，通过使用与相应的设备(1；8)集成的独立电池，包括固态、凝胶或混合聚合物电解质，每个电池适于为特定的部件供电，并且有适于安装在空腔中并与相应部件的表面啮合的形状。
6.如权利要求5的方法，其特征在于，所述便携式电子设备是便携式计算机，使用第一电池(2)连接至便携式计算机(1)的显示器(3)，第二电池(4)连接至计算机(1)外壳(5)的内表面，和第三电池(7)连接至印刷电路板(6)。
7.如权利要求5的方法，其特征在于，所述便携式电子设备是移动电话，使用一种电池(9)连接至移动电话(8)的逻辑单元(10)，另一种电池连接至无线单元，和一种电池(15)连接至移动电话(8)的显示器(16)。
8.如权利要求6或7的方法，其特征在于，使用一个小键盘电池(13)连接至小键盘(14)，一个扬声器电池(15)连接至扬声器(16)，一个麦克风电池(17)连接至麦克风(18)，和一个指示器电池(19)连接至光指示器(20)。
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