CN206774639U - 一种充电电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种充电电池，所述电池包括壳体，壳体上设有正极端子、负极端子，壳体内部设有蓄电模块，所述蓄电模块包括但不限于锂离子电池、锂离子聚合物电池、镍氢电池、镍镉电池，所述电池还包括电压转换模块、充电模块、充电接口，所述充电模块一端与所述充电接口电连接，充电模块另一端与所述蓄电模块电连接，所述电压转换模块一端与所述正极端子、负极端子电连接，电压转换模块另一端与所述蓄电模块电连接。本实用新型可以直接替换现有不可充电电池用于电器设备上，让用户不再频繁更换电池，操作简单，给用户带来方便，不用更改电器产品设计就能让电器使用可充电电池，降低生产改进成本。

Description

一种充电电池

技术领域

本实用新型涉及电池制作技术领域，具体涉及一种充电电池。

背景技术

电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，是能将化学能转化成电能的装置。常见的电池有干电池、锂离子电池。干电池属于化学电源中的原电池，是一种一次性电池。因为这种化学电源装置其电解质是一种不能流动的糊状物，所以叫做干电池。锂离子电池的负极为石墨晶体，正极通常为二氧化锂。充电时锂离子由正极向负极运动而嵌入石墨层中。放电时，锂离子从石墨晶体内负极表面脱离移向正极。所以，在该电池充放电过程中锂总是以锂离子形态出现，而不是以金属锂的形态出现。因而这种电池叫做锂离子电池，简称锂电池。

生活中有大量电器设备使用干电池类不可充电电池，这主要是因为电器改用可充电电池需要对电器本身的结构进行相应的改进设计，因此很多商家为了降低成本，仍延续使用不可充电电池进行供电。干电池类不可充电电池通常寿命短，需要经常更换，给用户带来不便，同时大量废旧电池容易造成对环境的污染。现有的可充电电池如锂电池由于电压和外形都和不可充电电池不同所以不能进行直接替换，同时电池在充电的过程中，容易出现过充现象，造成正极的锂离子脱离过多，从而造成电池损坏。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种充电电池，利用该充电电池可以直接替换现有不可充电电池用于电器设备上，让用户不再频繁更换不可充电电池，同时充电操作简单，给用户带来方便，电器设备厂家不用更改电器产品设计就能让电器产品使用可充电电池，降低生产改进成本。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种充电电池，所述电池包括壳体，壳体上设有正极端子、负极端子，壳体内部设有蓄电模块，所述蓄电模块包括但不限于锂离子电池、锂离子聚合物电池、镍氢电池、镍镉电池，其特征在于：所述电池还包括电压转换模块、充电模块、充电接口，所述充电模块一端与所述充电接口电连接，充电模块另一端与所述蓄电模块电连接，所述电压转换模块一端与所述正极端子、负极端子电连接，电压转换模块另一端与所述蓄电模块电连接。

如上所述的一种充电电池，所述电压转换模块可以采用VA7930直流降压电路，但是并不限于VA7930，对于起到直流降压的电路均可以使用在本实用新型充电电池中。需要进一步说明的是，VA7930是一款1MHz高效率的直流降压转换电路，内置一个P-MOS开关管和N-MOS同步整流管。在一定的负载下，VA7930工作于脉冲宽度调制(PWM)模式；轻载时工作于脉冲频率调制(PFM)模式。VA7930保证在2.0-6.0V的输入电压范围内工作，可以通过开启和关断P-MOS和N-MOS来调节输出电压。可调输出电压范围为0.9V-V_IN。VA7930的输出电流大于500mA，但静态电流仅仅是35μA。在正常工作范围下，VA7930一直可以保证高效率。VA7930集过电流保护、过负载保护、过电压保护、过温保护、短路保护、反向电流监测、欠压锁定等功能于一身。发生不正常情况时，芯片将会进入相应的保护模式；而当相应模式的恢复条件出现时，芯片即恢复正常工作。芯片内部集成N-MOS同步整流管，从而使外部无需肖特基二极管，有效地节约系统的成本和空间。

如上所述的一种充电电池，所述充电接口设置在所述壳体下端一侧。充电接口用于对充电电池进行充电，充电接口整合到充电电池壳体上，便于通过充电器之间进行充电，操作方便。

如上所述的一种充电电池，所述充电模块包括可调稳压电路、可调恒流电路和充电指示电路，可调稳压电路、可调恒流电路和充电指示电路之间电连接；所述可调稳压电路用于对充电电池进行恒压充电，稳压电路在输入电压、负载、环境温度、电路参数等发生变化时仍能保持输出电压恒定的电路；所述可调恒流电路用于对充电电池进行恒流充电，恒流电路由信号源和电压控制电流源两部分组成；所述充电指示电路用于充电电池的充电状态进行指示。可调稳压电路、可调恒流电路、充电指示电路均为现有技术，可以选择现有的电路布局方式。

如上所述的一种充电电池，所述正极端子、负极端子通过金属盖与所述壳体组合为一体结构。所述蓄电模块、充电模块和电压转换模块内置于带正极端子、负极端子的壳体内部。同时也可以将所述蓄电模块和电压转换模块内置于带正极端子、负极端子的壳体内部，所述充电模块外置。

作为优选，所述蓄电模块、充电模块和电压转换模块内置于带正极端子、负极端子的兼容于干电池的圆柱体壳体内部。

作为优选，所述蓄电模块、充电模块和电压转换模块内置于带正极端子、负极端子的兼容于积层电池的长方体壳体内部。

在对本充电电池进行充电时可以包括以下阶段：

对充电电池进行涓流充电，当涓流充电至充电电池的电压超过3V时，转换为恒流充电；

对充电电池进行恒流充电，当恒流充电至充电电池的电压为4.2V时转换为恒压充电；

对充电电池进行恒压充电，当恒压充电至充电电池的电流小于100mA时，停止充电。

本实用新型具有如下优点：将充电模块、可充电电池、电压转换模块封装在与常见干电池相同外形的壳体里，做成外形和电压都和不可充电电池相同的可充电电池，利用该充电电池可以直接替换现有不可充电电池用于电器设备上，让用户不再频繁更换不可充电电池，同时充电操作简单，给用户带来方便，电器设备厂家不用更改电器产品设计就能让电器产品使用可充电电池，降低生产改进成本。

附图说明

图1本实用新型实施例中充电电池结构示意图；

图2本实用新型实施例中充电电池电压转换模块电路图；

图3本实用新型实施例中充电电池充电模块电路图。

具体实施方式

以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

参见图1，一种充电电池，所述电池包括壳体1，壳体1上设有正极端子2、负极端子3，壳体1内部设有蓄电模块4，所述蓄电模块4包括但不限于锂离子电池、锂离子聚合物电池、镍氢电池、镍镉电池，其特征在于：所述电池还包括电压转换模块6、充电模块5、充电接口7，所述充电模块5的一端与所述充电接口7电连接，充电模块5的另一端与所述蓄电模块4电连接，所述电压转换模块6的一端与所述正极端子2、负极端子3电连接，电压转换模块6的另一端与所述蓄电模块4电连接。

参见图2，电压转换模块6可以采用VA7930直流降压电路，但是并不限于VA7930，对于起到直流降压的电路均可以使用在本实用新型充电电池中。需要进一步说明的是，VA7930是一款1MHz高效率的直流降压转换电路，内置一个P-MOS开关管和N-MOS同步整流管。在一定的负载下，VA7930工作于脉冲宽度调制(PWM)模式；轻载时工作于脉冲频率调制(PFM)模式。VA7930保证在2.0-6.0V的输入电压范围内工作，可以通过开启和关断P-MOS和N-MOS来调节输出电压。可调输出电压范围为0.9V-VIN。VA7930的输出电流大于500mA，但静态电流仅仅是35μA。在正常工作范围下，VA7930一直可以保证高效率。VA7930集过电流保护、过负载保护、过电压保护、过温保护、短路保护、反向电流监测、欠压锁定等功能于一身。发生异常情况时，芯片将会进入相应的保护模式；而当相应模式的恢复条件出现时，芯片即恢复正常工作。芯片内部集成N-MOS同步整流管，从而使外部无需肖特基二极管，有效地节约系统的成本和空间。

充电接口7设置在壳体1下端一侧。充电接口7用于对充电电池进行充电，充电接口7整合到充电电池壳体1上，便于通过充电器之间进行充电，操作方便。

充电模块5包括可调稳压电路、可调恒流电路和充电指示电路，可调稳压电路、可调恒流电路和充电指示电路之间电连接；可调稳压电路用于对充电电池进行恒压充电，稳压电路在输入电压、负载、环境温度、电路参数等发生变化时仍能保持输出电压恒定的电路；可调恒流电路用于对充电电池进行恒流充电，恒流电路由信号源和电压控制电流源两部分组成；充电指示电路用于充电电池的充电状态进行指示。可调稳压电路、可调恒流电路、充电指示电路均为现有技术，可以选择现有的电路布局方式。

参见图3，采用恒定电压给电池充电，确保不会过充。输入直流电压高于所充电池电压3V即可。电阻R1、二极管Q1、滑动变阻器W1、可控精密稳压源TL431组成精密可调稳压电路，二极管Q2、滑动变阻器W2、电阻R2构成可调恒流电路，二极管Q3、电阻R3、电阻R4、电阻R5、LED为充电指示电路。随着被充电池电压的上升，充电电流将逐渐减小，待电池充满后电阻R4上的压降将降低，从而使二极管Q3截止，LED将熄灭，为保证电池能够充足，在指示灯熄灭后继续充1-2小时。本电路充电安全，显示直观，并且不会损坏电池.通过改变滑动变阻器W1可以对多节串联锂电池充电，改变滑动变阻器W2可以对充电电流进行大范围调节。

充电电池的一个实施例中，所述蓄电模块4、充电模块5和电压转换模块6内置于带正极端子2、负极端子3的壳体1内部。

充电电池的一个实施例中，所述蓄电模块4和电压转换模块6内置于带正极端子2、负极端子3的壳体1内部，所述充电模块5外置。

充电电池的一个实施例中，所述蓄电模块4、充电模块5和电压转换模块6内置于带正极端子2、负极端子3的兼容于干电池的圆柱体壳体1内部。

充电电池的一个实施例中，所述蓄电模块4、充电模块5和电压转换模块6内置于带正极端子2、负极端子3的兼容于积层电池的长方体壳体1内部。

在对本充电电池进行充电时可以包括以下阶段：

对充电电池进行涓流充电，当涓流充电至充电电池的电压超过3V时，转换为恒流充电；

对充电电池进行恒流充电，当恒流充电至充电电池的电压为4.2V时转换为恒压充电；

对充电电池进行恒压充电，当恒压充电至充电电池的电流小于100mA时，停止充电。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。

Claims (5)

1.一种充电电池，所述电池包括壳体，壳体上设有正极端子、负极端子，壳体内部设有蓄电模块，所述蓄电模块包括但不限于锂离子电池、锂离子聚合物电池、镍氢电池、镍镉电池，其特征在于：所述电池还包括电压转换模块、充电模块、充电接口，所述充电模块一端与所述充电接口电连接，充电模块另一端与所述蓄电模块电连接，所述电压转换模块一端与所述正极端子、负极端子电连接，电压转换模块另一端与所述蓄电模块电连接。

2.根据权利要求1所述的一种充电电池，其特征在于：所述蓄电模块、充电模块和电压转换模块内置于带正极端子、负极端子的壳体内部。

3.根据权利要求1所述的一种充电电池，其特征在于：所述蓄电模块和电压转换模块内置于带正极端子、负极端子的壳体内部，所述充电模块外置。

4.根据权利要求1所述的一种充电电池，其特征在于：所述蓄电模块、充电模块和电压转换模块内置于带正极端子、负极端子的兼容于干电池的圆柱体壳体内部。

5.根据权利要求1所述的一种充电电池，其特征在于：所述蓄电模块、充电模块和电压转换模块内置于带正极端子、负极端子的兼容于积层电池的长方体壳体内部。