CN205986235U - 可直接充电的锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了可直接充电的锂离子电池，其包含外壳，外壳内设置串联的两个圆柱形电池单元本体；两个圆柱形电池单元本体均为锂离子电池，且一个正极朝上，另一个负极朝上；两个圆柱形电池单元本体通过焊接极片串联；所述外壳外部顶面设置有正极端子和负极端子，正极端子和负极端子分别和串联后的圆柱形电池单元本体的正极和负极连接；所述外壳内部还设置有控制串联后的两个圆柱形电池单元本体充放电的控制电路板；所述外壳上设置有用于充电的MicroUSB充电口，所述控制电路板上集成有充电管理电路、锂离子电池保护电路、降压放电电路；所述外壳上还设置有指示灯；所述外壳上，对应所述正极端子和负极端子的位置开设正极标识槽和负极标识槽。

Description

可直接充电的锂离子电池
技术领域
本实用新型涉及一种锂离子电池，具体用于为数码产品尤其是小型数码产品提供电能。
背景技术
目前市面上的1.5V、3V圆柱电池(主要有AAA、AA、C、D等型号)主要用于各种设备遥控器、玩具及小型数码电器供电。多为碱性一次电池和镍氢二次电池。碱性一次电池只能充放电一次，循环利用率低下，废弃后污染环境，不符合环保理念；而镍氢二次电池的能量密度只有锂离子电池的一半，续航能力及用户体验有很大的影响。
与此同时，无论是锂电池还是镍氢二次电池，目前在使用时都需要专用的充电器进行充电，这导致充电过程非常麻烦，不同规格材质的电池需要备用不同的充电器和充电线等配件，这些配件丢失后电池的续航就存在问题了。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种可直接充电的锂离子电池，其能够直接通过MicroUSB充电口充电，非常方便，更加的环保。
为了达到上述目的，本实用新型采用以下技术方案予以实现：
可直接充电的锂离子电池，包含外壳，外壳内设置串联的两个圆柱形电池单元本体；两个圆柱形电池单元本体均为锂离子电池，且一个正极朝上，另一个负极朝上；两个圆柱形电池单元本体通过焊接极片串联；
所述外壳外部顶面设置有正极端子和负极端子，正极端子和负极端子分别和串联后的圆柱形电池单元本体的正极和负极连接；所述外壳内部还设置有控制串联后的两个圆柱形电池单元本体充放电的控制电路板；所述外壳上设置有用于充电的MicroUSB充电口，所述控制电路板上集成有充电管理电路、锂离子电池保护电路、降压放电电路；所述MicroUSB充电口与充电管理电路连接，充电管理电路与锂离子电池保护电路连接，锂离子电池保护电路与降压放电电路连接，降压放电电路与所述正极端子和负极端子连接；
所述外壳上还设置有指示灯，所述指示灯与控制电路板连接；
所述外壳上，对应所述正极端子和负极端子的位置开设有凹槽，凹槽的形状分别为“+”型和“-”型，对应形成正极标识槽和负极标识槽。
本实用新型的优选实施方式和进一步的改进点如下：
(1)所述外壳为长方体结构，所述正极端子的横截面为圆环形，所述负极端子的横截面为六边形结构。
(2)所述MicroUSB充电口与充电管理电路的输入端连接，充电管理电路的输出端与锂离子电池保护电路的输入端，锂离子电池保护电路的输出端与降压放电电路的输入端连接，降压放电电路的输出端与所述正极端子和负极端子连接；所述控制电路板设置在串联后的两个圆柱形电池单元的正负极与所述正极端子和负极端子之间的电路上。
(3)所述外壳内还设置有用于固定串联后的两个圆柱形电池单元的保持架。
(4)所述圆柱形电池单元包括负极端盖、负极集流板、第一温度传感器、负极片、第二温度传感器、正极集流板、正极极耳、正极极柱、正极端盖、正极片、电池外壳、隔膜和负极极耳，所述正极片与负极片之间夹有一层隔膜，一起卷绕制成圆柱形，所述正极片、隔膜和负极片都安装在电池外壳内，所述负极集流板安装在电池外壳内且负极集流板与负极片接触，所述负极极耳固定安装在负极集流板上，所述负极端盖固定安装在电池外壳的顶端且负极端盖底面顶在负极极耳上，所述第一温度传感器安装在负极集流板上，所述正极集流板安装在电池外壳内且正极集流板与正极片接触，所述正极极耳固定安装在正极集流板上，所述正极端盖固定安装在电池外壳的底部，所述正极极柱安装在正极端盖的安装孔里且正极极柱顶面顶在正极极耳上，所述第二温度传感器安装在正极集流板的底面上。
进一步的是：所述负极集流板的底面上设有圆环形凹槽；所述正极集流板的顶面上设有圆环形凹槽；所述正极极耳通过弹簧安装在正极集流板上，负极极耳通过弹簧安装在负极集流板上。
本实用新型有益效果是：
本实用新型公开的可直接充电的锂离子电池，包含外壳，外壳内设置串联的两个圆柱形电池单元本体；两个圆柱形电池单元本体均为锂离子电池，且一个正极朝上，另一个负极朝上；两个圆柱形电池单元本体通过焊接极片串联；两个圆柱形电池单元本体能够满足大部分小型数码产品的续航要求、容量要求和电压参数要求，因此，适用范围较广。
本实用新型的外壳外部顶面设置有正极端子和负极端子，正极端子和负极端子分别和串联后的圆柱形电池单元本体的正极和负极连接；正负极端子设置在同一侧，方便在数码产品内部设计电极；本实用新型的外壳内部还设置有控制串联后的两个圆柱形电池单元本体充放电的控制电路板；所述外壳上设置有用于充电的MicroUSB充电口，所述控制电路板上集成有充电管理电路、锂离子电池保护电路、降压放电电路；所述MicroUSB充电口与充电管理电路连接，充电管理电路与锂离子电池保护电路连接，锂离子电池保护电路与降压放电电路连接，降压放电电路与所述正极端子和负极端子连接；本实用新型的充放电过程，锂离子圆柱电池通过锂离子电池保护板电路，再通过降压电路将电压降为1.5V或者3V等常用规格,通过正负极极板恒压输出；充电过程中；使用安卓手机通用的Micro USB数据线，一端插入充电器或者电脑,另端插入电池Micro USB充电端口，通过充电管理电路及锂离子电池保护电路对锂离子圆柱电池充电。非常便捷；本实用新型利用锂离子电池代替碱性电池绿色环保，符合国家提倡环保理念，使用循环500次，容量保持80％以上，通过安卓手机通用的Micro USB数据线充电，方便通用，可解决专用充电器体积大，通用性差的问题，电池内部植入电池充电管理及电池保护电路，拥有过充电保护、过放电保护、充放电过电流保护、外部短路保护及温度保护，安全高效。
本实用新型的外壳上还设置有指示灯，所述指示灯与控制电路板连接；如此一来，整个电池为一个独立的充放电装置，类似于一个专用的移动电源；
本实用新型的外壳上，对应所述正极端子和负极端子的位置开设有凹槽，凹槽的形状分别为“+”型和“-”型，对应形成正极标识槽和负极标识槽。凹槽结构的标识耐磨，清晰，长期使用依然能够很明确的辨识，保证了可靠的指示作用。
附图说明
图1为本实用新型的一种具体实施方式的结构原理图；
图2为本实用新型的一种具体实施方式的立体结构示意图；
图3为图2的另一角度查看的立体结构示意图；
图4为本实用新型的一种优选实施方式的结构示意图；
图5为本实用新型的两个圆柱形电池单元的结构示意图；
图6为本实用新型的圆柱形锂电池单元的一种具体实施方式的结构示意图。
附图标记说明：
1-外壳，2-负极标识槽，3-正极端子，4-正极标识槽，5-负极端子，6-MicroUSB接口，7-指示灯，8-控制电路板，9-圆柱形电池单元本体，10-焊接极片；
901-负极端盖，902-负极集流板，903-第一温度传感器，904-负极片，905-第二温度传感器，906-正极集流板，907-正极极耳，908-正极极柱，909-正极端盖，911-正极片，912-电池外壳，913-隔膜，914-负极极耳。
具体实施方式
下面结合附图及实施例描述本实用新型具体实施方式：
如图1～6所示，其示出了本实用新型的具体实施方式，如图所示，本实用新型公开的可直接充电的锂离子电池，包含外壳1，外壳内设置串联的两个圆柱形电池单元本体9；两个圆柱形电池单元本体均为锂离子电池，且一个正极朝上，另一个负极朝上；两个圆柱形电池单元本体通过焊接极片10串联；
所述外壳外部顶面设置有正极端子3和负极端子5，正极端子和负极端子分别和串联后的圆柱形电池单元本体的正极和负极连接；所述外壳内部还设置有控制串联后的两个圆柱形电池单元本体充放电的控制电路板；所述外壳上设置有用于充电的MicroUSB充电口，所述控制电路板上集成有充电管理电路、锂离子电池保护电路、降压放电电路；所述MicroUSB充电口与充电管理电路连接，充电管理电路与锂离子电池保护电路连接，锂离子电池保护电路与降压放电电路连接，降压放电电路与所述正极端子和负极端子连接；
所述外壳上还设置有指示灯7，所述指示灯与控制电路板8连接；
所述外壳上，对应所述正极端子和负极端子的位置开设有凹槽，凹槽的形状分别为“+”型和“-”型，对应形成正极标识槽4和负极标识槽2。
优选的，如图所示：所述外壳为长方体结构，所述正极端子的横截面为圆环形，所述负极端子的横截面为六边形结构。该结构便于明确分辨正负极，防止装反。
优选的，如图所示：所述MicroUSB充电口与充电管理电路的输入端连接，充电管理电路的输出端与锂离子电池保护电路的输入端，锂离子电池保护电路的输出端与降压放电电路的输入端连接，降压放电电路的输出端与所述正极端子和负极端子连接；所述控制电路板设置在串联后的两个圆柱形电池单元的正负极与所述正极端子和负极端子之间的电路上。
优选的，如图所示：所述外壳内还设置有用于固定串联后的两个圆柱形电池单元的保持架。保持架能够将圆柱形电池单元本体可靠固定。
优选的，如图所示：所述圆柱形电池单元包括负极端盖901、负极集流板902、第一温度传感器903、负极片904、第二温度传感器905、正极集流板906、正极极耳907、正极极柱908、正极端盖909、正极片911、电池外壳912、隔膜913和负极极耳914，所述正极片与负极片之间夹有一层隔膜，一起卷绕制成圆柱形，所述正极片、隔膜和负极片都安装在电池外壳内，所述负极集流板安装在电池外壳内且负极集流板与负极片接触，所述负极极耳固定安装在负极集流板上，所述负极端盖固定安装在电池外壳的顶端且负极端盖底面顶在负极极耳上，所述第一温度传感器安装在负极集流板上，所述正极集流板安装在电池外壳内且正极集流板与正极片接触，所述正极极耳固定安装在正极集流板上，所述正极端盖固定安装在电池外壳的底部，所述正极极柱安装在正极端盖的安装孔里且正极极柱顶面顶在正极极耳上，所述第二温度传感器安装在正极集流板的底面上。所述温度传感器与控制电路板连接，使得本实用新型具备了采集温度的功能；本实施例采用环形凹槽能确保集流板与极耳位端面的良好接触和联接，放电效果好且稳定；提高了锂电池的安全性能且智能化程度高。具体的，本实施例公开的圆柱形电池单元本体中，正极、负极间夹有一层隔膜，一起卷绕成一个柱形(圆柱或棱柱)的电池芯体。此结构的特点是：负极以双面进行工作。为保证负极双面工作，绕制芯体时，在卷绕轴上先卷绕一圈隔膜(双层的)，然后将带引线一端的正极片插入隔膜与卷绕轴之间，卷绕一周；再将不带引线一端的负极片插入到双层隔膜之间，使正、负极引线处于芯体的同一方向；之后，把正极、负极同隔膜一起卷绕，直到负极全部卷绕完后再卷绕一圈正极，并延长保证负极全部被正极包裹；最后用双层隔膜继续卷绕两圈，切断隔膜，将芯体装入电池壳。通过第一温度传感器和第二温度传感器实时监测锂电池的温度，当温度过高时会通过充放电控制电路板自动切断，通过充放电控制电路板对锂电池的充放电进行控制，防止过放和过充。
优选的，如图所示：所述负极集流板的底面上设有圆环形凹槽；所述正极集流板的顶面上设有圆环形凹槽；所述正极极耳通过弹簧安装在正极集流板上，负极极耳通过弹簧安装在负极集流板上。
上面结合附图对本实用新型优选实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化，这些变化涉及本领域技术人员所熟知的相关技术，这些都落入本实用新型专利的保护范围。
不脱离本实用新型的构思和范围可以做出许多其他改变和改型。应当理解，本实用新型不限于特定的实施方式，本实用新型的范围由所附权利要求限定。

Claims (6)

1.可直接充电的锂离子电池，其特征在于：包含外壳，外壳内设置串联的两个圆柱形电池单元本体；两个圆柱形电池单元本体均为锂离子电池，且一个正极朝上，另一个负极朝上；两个圆柱形电池单元本体通过焊接极片串联；
所述外壳外部顶面设置有正极端子和负极端子，正极端子和负极端子分别和串联后的圆柱形电池单元本体的正极和负极连接；所述外壳内部还设置有控制串联后的两个圆柱形电池单元本体充放电的控制电路板；所述外壳上设置有用于充电的MicroUSB充电口，所述控制电路板上集成有充电管理电路、锂离子电池保护电路、降压放电电路；所述MicroUSB充电口与充电管理电路连接，充电管理电路与锂离子电池保护电路连接，锂离子电池保护电路与降压放电电路连接，降压放电电路与所述正极端子和负极端子连接；
所述外壳上还设置有指示灯，所述指示灯与控制电路板连接；
所述外壳上，对应所述正极端子和负极端子的位置开设有凹槽，凹槽的形状分别为“+”型和“-”型，对应形成正极标识槽和负极标识槽。
2.如权利要求1所述的可直接充电的锂离子电池，其特征在于：所述外壳为长方体结构，所述正极端子的横截面为圆环形，所述负极端子的横截面为六边形结构。
3.如权利要求1所述的可直接充电的锂离子电池，其特征在于：所述MicroUSB充电口与充电管理电路的输入端连接，充电管理电路的输出端与锂离子电池保护电路的输入端，锂离子电池保护电路的输出端与降压放电电路的输入端连接，降压放电电路的输出端与所述正极端子和负极端子连接；所述控制电路板设置在串联后的两个圆柱形电池单元的正负极与所述正极端子和负极端子之间的电路上。
4.如权利要求1所述的可直接充电的锂离子电池，其特征在于：所述外壳内还设置有用于固定串联后的两个圆柱形电池单元的保持架。
5.如权利要求1所述的可直接充电的锂离子电池，其特征在于：所述圆柱形电池单元包括负极端盖、负极集流板、第一温度传感器、负极片、第二温度传感器、正极集流板、正极极耳、正极极柱、正极端盖、正极片、电池外壳、隔膜和负极极耳，所述正极片与负极片之间夹有一层隔膜，一起卷绕制成圆柱形，所述正极片、隔膜和负极片都安装在电池外壳内，所述负极集流板安装在电池外壳内且负极集流板与负极片接触，所述负极极耳固定安装在负极集流板上，所述负极端盖固定安装在电池外壳的顶端且负极端盖底面顶在负极极耳上，所述第一温度传感器安装在负极集流板上，所述正极集流板安装在电池外壳内且正极集流板与正极片接触，所述正极极耳固定安装在正极集流板上，所述正极端盖固定安装在电池外壳的底部，所述正极极柱安装在正极端盖的安装孔里且正极极柱顶面顶在正极极耳上，所述第二温度传感器安装在正极集流板的底面上。
6.如权利要求5所述的可直接充电的锂离子电池，其特征在于：所述负极集流板的底面上设有圆环形凹槽；所述正极集流板的顶面上设有圆环形凹槽；所述正极极耳通过弹簧安装在正极集流板上，负极极耳通过弹簧安装在负极集流板上。
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