CN212676925U - 充电电池 - Google Patents

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Abstract

一种充电电池，其包括：锂离子电芯和安装于锂离子电芯负电极一端的控制器，控制器包括：电路板，电路板上布设有放电控制电路以及负电极端盖；放电控制电路的公共接地端电连接锂离子电芯的正电极；负电极端盖焊装在电路板上，且负电极端盖通过焊接与放电控制电路的放电输出端电连接；放电控制电路具有放电输入端，锂离子电芯的负电极焊接并电连接放电输入端；锂离子电芯的正电极作为充电电池的正电极，负电极端盖作为充电电池的负电极。该充电电池结构简单，为锂离子电芯腾出了更大的空间，提高了锂离子电芯的体积比能量。

Description

充电电池
技术领域
本申请涉及二次电池技术领域，特别涉及一种充电电池。
背景技术
GB/T 8897.2(IEC 60086-2)标准化的圆柱形一次电池，已广泛应用于手持或便携式电子、电器产品领域。由于一次电池不可重复使用，且存在电池使用成本高、废弃电池污染环境等问题，消费市场对可替代GB/T 8897.2(IEC 60086-2)已标准化一次电池的二次电池产品需求越来越高。在兼容GB/T 8897.2(IEC60086-2)已标准化一次电池的充电电池产品领域，已先后诞生了镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等产品，但这些充电电池产品在放电电压兼容性、记忆效应、充电速率、滥用耐受性、循环使用寿命等方面，存在无法令消费者满意的技术问题。
锂离子充电电池在比能量、充放电记忆效应、充电速率、滥用耐受性、循环使用寿命等方面的性能，均大幅优于镍镉电池、镍氢电池、镍锌电池等二次电池，已逐步在消费类例如电子电器电源、储能电源、动力电源等产品领域替代了其它二次电池。但锂离子充电电池的放电电压不兼容GB/T 8897.2(IEC60086-2)标准定义的一次电池标称电压，其必须在充放电控制管理电路控制下充放电使用。
故，现有的锂离子充电电池基本都包括两部分，即，锂离子电芯和控制器。控制器内具有放电控制电路，其主要作用在于，对锂离子电芯的放电电压进行管控，以使充电电池的放电电压兼容GB/T 8897.2(IEC60086-2)标准定义的一次电池标称电压。也有些充电电池将充电控制电路也集成在控制器内，从而使每颗充电电池都具有独立的充放电电路。
然而，现有充电电池的控制器布置受限于现有的充和/或放电电路的控制方式，造成现有充电电池的控制器大多布置在锂离子电芯的正电极端，否则，将导致充电电池结构复杂，影响锂离子电芯的体积比能量，导致电池的电量降低，电池性能降低。
发明内容
本申请针对上述问题，提供一种充电电池，其包括：锂离子电芯和安装于所述锂离子电芯负电极一端的控制器，所述控制器包括：电路板，所述电路板上布设有放电控制电路以及负电极端盖；
所述放电控制电路的公共接地端电连接锂离子电芯的正电极；
所述负电极端盖焊装在所述电路板上，且负电极端盖通过焊接与所述放电控制电路的放电输出端电连接；
所述放电控制电路具有放电输入端，所述锂离子电芯的负电极焊接并电连接所述放电输入端；
所述锂离子电芯的正电极作为充电电池的正电极，所述负电极端盖作为充电电池的负电极。
可选地，所述电路板上还焊装有内电极，所述负电极端盖和所述内电极分别设置在所述电路板相对的第一表面和第二表面，所述内电极通过焊接与所述放电控制电路的放电输入端电连接，使内电极成为锂离子电芯的负电极接入所述控制器的接入电极。
可选地，所述控制器的外围设置有控制器外壳体，所述电路板位于所述控制器外壳体中，所述控制器外壳体通过焊接与所述放电控制电路的公共接地端电连接。
可选地，所述锂离子电芯外壁具有导电材质的电池外壳体，且所述电池外壳体与所述锂离子电芯的正电极电连接；所述电池外壳体的一端通过焊接与所述控制器外壳体电连接，使电池外壳体与锂离子电芯正电极、控制器外壳体以及放电控制电路公共接地端电连接。
可选地，所述锂离子电芯置入一导电材质的电池外壳体中，且所述电池外壳体为一端开口另一端封闭的结构，并于封闭端设置有正电极帽，所述电池外壳体与所述锂离子电芯的正电极电连接；所述电池外壳体的开口端设置有电芯盖帽壳体，所述控制器外壳体通过与所述电芯盖帽壳体与所述电池外壳体焊接固定并建立电连接。
可选地，所述锂离子电芯置入一导电材质的电池外壳体中，且所述电池外壳体为一端开口另一端封闭的结构，并于封闭端设置有正电极帽，所述电池外壳体与所述锂离子电芯的正电极电连接；所述控制器设置在所述电池外壳体的开口端，且所述控制器外壳体与所述电池外壳体焊接并建立电连接。
可选地，所述电路板上还布设有充电控制电路，所述充电控制电路的公共接地端与所述放电控制电路的公共接地端电连接；所述充电控制电路的充电输入端电连接所述放电控制电路的放电输出端，进而与所述负电极端盖电连接；所述充电控制电路的充电输出端与所述放电控制电路的放电输入端电连接，进而与所述锂离子电芯的负电极电连接。
本公开的实施例具有如下技术效果：
本公开的充电电池，通过将控制器布置在锂离子电芯的负电极端，并将锂离子电芯的正电极(也是充电电池的正电极)电连接充电电池充放电控制电路的公共接地端，将充电电池的负电极(即控制器上的负电极端盖)电连接充电电池的充放电控制电路的放电输出端和充电输入端，将锂离子电芯的负电极电连接充电电池的充放电控制电路的放电输入端和充电输出端，使控制器内的充放电控制电路从锂离子电芯的负电极或充电电池负电极直接取电并对负电压或电流进行控制，简化了锂离子电芯与控制器之间的连接结构，为锂离子电芯腾出了更大的空间，提高了锂离子电芯的体积比能量。
附图说明
图1为实施例1的充电电池正电极一端的外形示意图；
图2为实施例1的充电电池负电极一端的外形示意图；
图3为实施例1的充电电池剖视结构示意图；
图4为实施例1的充电电池结构分解示意图；
图5为实施例1的充电电池的软包锂离子电芯的正电极焊接延长的结构示意图；
图6为实施例1的充电电池的软包锂离子电芯的正负电极折弯的结构示意图；
图7为实施例1的充电电池的软包锂离子电芯装壳及正电极与电池外壳体焊接的结构示意图；
图8为实施例1的充电电池的软包锂离子电芯的负电极与控制器内电极焊接结构示意图；
图9为实施例2充电电池正电极一端外形示意图；
图10为实施例2的充电电池负电极一端外形示意图；
图11为实施例2的充电电池剖视结构示意图；
图12为实施例2的充电电池结构分解示意图；
图13为实施例2的充电电池的铝壳锂离子电芯剖视结构示意图；
图14为实施例2的充电电池的铝壳锂离子电芯结构分解示意图；
图15为实施例2的充电电池的铝壳锂离子电芯与绝缘层的分解示意图；
图16为实施例2的充电电池的控制器与绝缘层的分解示意图；
图17为实施例2的充电电池的内电极与铝壳锂离子电芯的负电极焊接的结构示意图；
图18为实施例3的充电电池正电极一端外形示意图；
图19为实施例3的充电电池负电极一端外形示意图；
图20为实施例3的充电电池内部结构剖视示意图；
图21为实施例3的充电电池结构分解示意图；
图22为实施例3的充电电池的直封锂离子电芯的负电极与控制器的内电极焊接示意图；
图23a实施例4的充电电池的外形示意图；
图23b为实施例4的充电电池的结构分解图；
图23c为实施例4的充电电池的CID锂离子电芯的负电极与控制器的内电极焊接示意图；
图24a为充电电池的电路原理框图；
图24b为充电电池的充放电原理框图；
图25为实施例1的充电电池的电路板的第一表面的结构示意图；
图26为实施例1的充电电池的电路板的第二表面的结构示意图；
图27为实施例1的充电电池的控制器的内电极与电路板进行焊装的结构示意图；
图28为实施例1的充电电池的控制器的负电极端盖与电路板进行焊装的结构示意图；
图29为实施例1的充电电池的控制器装配完成后的剖视示意图；
图30为实施例1的充电电池的控制器装配分解示意图；
图31为实施例2的充电电池的控制器的内电极与电路板进行焊装的结构示意图；
图32为实施例2的充电电池的控制器的负电极端盖与电路板进行焊装的结构示意图；
图33为实施例2的充电电池的控制器的控制器外壳体与电路板进行焊装的结构示意图；
图34为实施例2的充电电池的控制器装配完成后的剖视图；
图35为实施例2的充电电池的控制器的装配分解示意图；
图36为实施例3的充电电池的控制器的内电极与电路板进行焊装的示意图；
图37为实施例3的充电电池的控制器的负电极端盖与电路板焊装进行装配的结构示意图；
图38为实施例3的充电电池的控制器的控制器外壳体组件进行焊装的示意图；
图39为实施例3的充电电池的控制器焊装完成后的剖视示意图；以及
图40为实施例3的充电电池的的控制器装配分解示意图。
具体实施方式
尽管本申请可以容易地表现为不同形式的实施方式，但在附图中示出并且在本说明书中将详细说明的仅仅是其中一些具体实施方式，同时可以理解的是本说明书应视为是本公开原理的示范性说明，而并非旨在将本申请限制到在此所说明的那样。
由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本公开的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本申请的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。
在附图所示的实施方式中，方向的指示(诸如上、下、左、右、前和后)用于解释本申请的各种元器件的结构和运动不是绝对的而是相对的。当这些元器件处于附图所示的位置时，这些说明是合适的。如果这些元器件的位置的说明发生改变时，则这些方向的指示也相应地改变。
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些示例实施方式使得本公开的描述将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。
以下结合本说明书的附图，对本申请的较佳实施方式予以进一步地详尽阐述。
本申请以四个充电电池的具体结构实施例以及一个充电电池的充放电控制方法为例，说明充电电池一体化系统集成的结构和充电电池充电、放电的控制方法。
实施1：软包锂离子电池(即软包锂离子电芯充电电池)的实施例
以软包锂离子电芯构成的充电电池100a为例，说明本公开电池的结构特征，此实施方式适用于采用软包锂离子电芯构成不同型号的充电电池，例如，5号电池，7号电池，3号电池等。
参阅图1至图8，该充电电池100a包括软包锂离子电芯200a以及控制充放电的控制器400a。
具体的，该充电电池100a(即软包锂离子电池)包括圆筒状的电池外壳体110a、装设在该电池外壳体110a中的锂离子电芯200a、设置在电池外壳体110a一端的正电极帽及设置在该电池外壳体相对正电极帽的另一端的控制器400a。其中，该正电极帽为成型在电池外壳体110a一端部的封闭端凸台112a。
该软包锂离子电芯200a内部充装有电解液，表面密封封装有绝缘膜。软包锂离子电芯200a相对的两端分别具有外露于电芯封装体外部的正电极210a和负电极220b。
本实施例中的软包锂离子电芯200a的正电极向负电极一端折弯延长至电池外壳体110a的开口端处，并与开口端处与电池外壳体110a焊接固定以建立电连接。将软包锂离子电芯200a的正电极延长的目的在于方便将软包锂离子电芯200a的正电极与电池外壳体110a焊接固定。
如图6所示，正电极210a贴靠在软包锂离子电芯200a并向软包锂离子电芯200a的负极方向弯折，正电极210a延长至折弯后能够到达软包锂离子电芯200a的负电极220a所在的一端。软包锂离子电芯200a的负电极220a向软包锂离子电芯200a的负电极端面弯折。该正电极210a包括由软包锂离子电芯200a直接延伸的原部分和延长部，延长部采用的是与原部分相同材质冲压制造而成的金属片，并通过超声焊或电阻焊或激光焊的方法焊接在原部分上。
值得一提的是，在其他实施例中，也可不延长软包锂离子电芯200a的正电极，而采用其他连接方式将软包锂离子电芯200a的正电极于电池外壳体110a或者正电极帽固定并建立电连接，或者，采用其他方式将软包锂离子电芯200a的正电极引入控制器400a的充放电控制电路的公共接地端。
控制器400a的具体结构参见图25至图30。
参阅图29和图30，控制器400a的外围设置有控制器外壳体410a，控制器400a轴向一端设置内电极340a，另一端设置负电极端盖330a，控制器400a内设电路板300a，内电极340a焊装在电路板300a的第二表面并与电路板300a电连接，负电极端盖330a焊装在电路板300a的第一表面并与电路板300a电连接。
参阅图25和图26，电路板300a具有相对的第一表面和第二表面，图24所示为电路板300a的第一表面，图25所示为电路板300a的第二表面。如图24、图25所示，在电路板300a的第一表面和第二表面分别焊装有组成充放电控制电路的电子元器件。在该电路板300a的第二表面上设置有第一焊盘321a(即控制器外壳体焊盘)、第二焊盘322a(即负电极端盖焊盘)和第三焊盘323a(即内电极焊盘)。第一焊盘321a电连接充放电控制电路的公共接地端以及充放电控制电路的充电输入和放电输出的正电极P，第二焊盘322a电连接充放电控制电路的充电输入和放电输出的负电极N，第三焊盘323a作为充放电控制电路的软包锂离子电芯200a的负电极220b接入电极。
如图26和图27所示，内电极340a设于电路板300a的第二表面，内电极340a与电路板300a电连接。内电极340包括平行于电路板的内电极接触台342a以及与内电极接触台342a相连的内电极焊装定位脚341a，内电极焊装定位脚341a固定在电路板300a上并与电路板300a电性连接。具体地，电路板300a设置有贯穿第一表面和第二表面的内电极定位孔305a，电路板300a第二表面环绕内电极定位孔305a设置有第三焊盘323a，内电极340a通过内电极焊装定位脚341a插入内电极定位孔305a实现定位，并通过第三焊盘323a将内电极焊装定位脚341a与电路板300a焊接并建立电连接。
如图25和图28所示，负电极端盖330a为金属导电材质，其与电路板300a电连接并设于电路板300a的第一表面。负电极端盖330a包括一端开口的圆形中空的帽体以及由帽体一体延伸形成的负电极端盖焊装定位脚331a。负电极端盖焊装定位脚331a固定在电路板300a上并与电路板300a电性连接。具体地，电路板300a设置有贯穿第一表面和第二表面的定位槽304a，电路板300a第二表面环绕定位槽304a设置有第二焊盘322a，负电极端盖330a通过负电极端盖焊装定位脚331a插入定位槽304a实现定位，并通过第二焊盘322a将负电极端盖焊装定位脚331a与电路板300a焊接并建立电连接。
如图30所示，控制器外壳体410a设有内腔体。电路板300a收容在该内腔体内，控制器外壳体410a与电路板300a电连接。电路板300a的第一表面朝向控制器外壳体410a的顶部，负电极端盖330a突出于控制器外壳体410a的顶部开口。电路板300a的第二表面朝向控制器外壳体410a的底部，控制器外壳体410a的底部开设有通孔，内电极340a通过该通孔外露，以与软包锂离子电芯200a的负电极220a电连接。
控制器外壳体410a包括筒状的侧壁413a和形成在侧壁413a轴向一端并垂直于侧壁413a的底壁414a，电路板300a架设在由侧壁413a围成的内腔中。侧壁413a内面突出设置有导电的金属材质形成的限位凸台，该限位凸台为一体突出成型在侧壁413a内面的环状台，该环状台具有一突出于侧壁413a内面用以支撑电路板的环形的支撑平面，该支撑平面与侧壁413a构成轴向截面为L形的环形的内定位槽412a。底壁414a中心设置有通孔，内电极340a的内电极接触台342a经由该通孔暴露在控制器外壳体410a外部，内电极接触台342a边缘与该通孔边缘之间具有间隙。控制器外壳体410a的与底壁414a相对的另一端为筒状的敞口端。
如图26和图30所示，电路板300a的边缘一周设置有多个第一焊盘321a，电路板300a架设于限位凸台时，电路板300a的第一表面平齐于控制器外壳体410a的敞口端的端面，电路板300a的第二表面通过第一焊盘321a接触焊接限位凸台415a，进而与控制器外壳体410a建立电连接。
如图29和图30所示，控制器400a还具有控制器盖板460a，控制器盖板460a围设在负电极端盖330a的外周并覆盖在电路板300a第一表面，且控制器盖板460a为绝缘材质，以对电路板300a第一表面裸露于负电极端盖330a之外的电路元器件进行绝缘和保护。
电路板300a的第一焊盘321a电连接充放电控制电路公共接地端GND，电路板300a第一焊盘321a与控制器外壳体410a通过焊接建立电连接，使控制器外壳体410a电连接充放电控制电路公共接地端GND。
电路板300a的第二焊盘322a电连接充放电控制电路的充电输入和放电输出的负电极N，负电极端盖330a与电路板300a的第二焊盘322a焊接并建立电连接，使负电极端盖330a作为充放电控制电路的充电输入和放电输出的负电极N。
电路板300a的第三焊盘323a作为充放电控制电路的软包锂离子电芯200a的负电极220a接入电极，内电极340a与电路板300a的第三焊盘323a焊接并建立电连接，从而使内电极340a作为充放电控制电路的软包锂离子电芯200a的负电极220a接入电极。
故，负电极端盖330a、内电极340a、控制器外壳体410a构成控制器400a的三个结构电极。
图7、图8为充电电池100a的装配图，其中，图7为软包锂离子电芯200a以及电池外壳体110a的装配图，图8为控制器400a与软包锂离子电芯200a以及电池外壳体110a的装配图。
如图7所示，软包锂离子电芯200a以正电极210a朝向电池外壳体110a的封闭端方向装入电池外壳体110a，之后，正电极210a与电池外壳体110a焊接连接，使电池外壳体110a作为充电电池100a的充电输入和放电输出的正电极。
如图8所示，控制器400a安装在电池外壳体110a的开口端，控制器400a的控制器外壳体410a与电池外壳体110a焊接并电连接，控制器400a的内电极340a与软包锂离子电芯的负电极220a电连接连接。
充电电池100a焊装完成后，内电极340a作为软包锂离子电芯200a的负电极接入控制器400a的接入电极，负电极端盖330a作为充电电池100a充电输入和放电输出的负电极。电池外壳体110a成为充电电池100a充电输入和放电输出的正电极以及充放电控制电路的公共接地端。
实施2：铝壳锂离子电池的实施例
以铝壳锂离子电芯构成的充电电池100b的实施方式为例，说明本公开铝壳锂离子电池的结构特征，此实施方式适用于采用铝壳锂离子电芯构成不同型号的充电电池，例如，5号电池，7号电池，3号电池等。
如图9和图10所示，充电电池100b(即铝壳锂离子电池)采用铝壳锂离子电芯200b构成，充电电池100b的内部结构如图11所示，装配关系如图12所示。
结合图13和图14所示，充电电池100b(即铝壳锂离子电池)包括圆筒状的电池外壳体110b、装设在电池外壳体110b中的铝壳锂离子电芯200b、连接在电池外壳体110b一端的正电极帽120b以及设置在该电池外壳体相对正电极帽120b的另一端的控制器400b(即电池控制器)。
电池外壳体110b由铝材质制成，该电池外壳体110b的一端形成封闭端凸台112b，该封闭端凸台112b与正电极帽120b连接。正电极帽120b的形状与封闭端凸台112b的形状相适配，以使该正电极帽120b可套设在该封闭端凸台112b上。采取过盈配合挤压装配的方法，将正电极帽120b装配固定在电池外壳体110b的封闭端凸台112b上，使正电极帽120b与电池外壳体110b装配固定并建立电连接。正电极帽120b作为充电输入和放电输出的正电极，控制器400b的负电极端盖330b作为充电输入和放电输出的负电极。
结合图14和图15所示，铝壳锂离子电芯200b包括铝壳锂离子电芯卷芯201b和电芯盖帽230b，铝壳锂离子电芯卷芯201b内部充装有电解液。铝壳锂离子电芯卷芯201b焊装在电池外壳体110b内，由电池外壳体110b、电芯盖帽230b共同完成对铝壳锂离子电芯卷芯201b的封装，由此构成铝壳锂离子电芯200b。
铝壳锂离子电芯卷芯201b相对的两端分别具有外露于电芯封装体外部的正电极210b和负电极。
电芯盖帽230b设置在电池外壳体110b的开口端并封闭电池外壳体110b的开口。电芯盖帽230b包括呈平底盖形状的圆形的电芯盖帽壳体231b和铆压在电芯盖帽壳体231b上的由导电材质制成的引出电极232b。
该电芯盖帽壳体231b包括圆形的盖底2311b和围设在该盖底2311b周向的盖沿2312b。该引出电极232b铆压在盖底2311b的中心并贯通该盖底2311b。该电池外壳体110b为铝材质，该电芯盖帽壳体231b的盖底2311b为绝缘材质，盖沿2312b为导电材质，盖沿2312b连接电池外壳体110b和控制器400b的控制器外壳体410b。引出电极232b外露于电芯盖帽壳体231b的一侧与铝壳锂离子电芯卷芯201b的负电极电性连接。
电芯盖帽壳体231b设有用于与控制器400b装配的凸缘结构，通过该凸缘结构使控制器400b与电芯盖帽230b相套接。
电芯盖帽230b安装在电池外壳体110b开口端，电芯盖帽壳体231b与电池外壳体110b焊接为一体并电连接，在铝壳锂离子电芯200b焊装完成后，电芯盖帽壳体231b成为电池外壳体110b的组成部分，电芯盖帽壳体231b的引出电极232b成为铝壳锂离子电芯200b的负电极220b。
控制器400b的具体结构参见图31至图35。
参阅图34和图35，控制器400b的外围设置有控制器外壳体410b，控制器400b轴向一端设置内电极340b，另一端设置负电极端盖330b，控制器400b内设电路板300b，内电极340b焊装在电路板300b的第二表面并与电路板300b电连接，负电极端盖330b焊装在电路板300b的第一表面并与电路板300b电连接。
如图31、图32所示，在电路板300b的第一表面和第二表面分别焊装有组成充放电控制电路的电子元器件。在该电路板300b的第二表面上设置有第一焊盘321b(即控制器外壳体焊盘)、第二焊盘322b(即负电极端盖焊盘)和第三焊盘323b(即内电极焊盘)。第一焊盘321b电连接充放电控制电路的公共接地端以及充放电控制电路的充电输入和放电输出的正电极P，第二焊盘322b电连接充放电控制电路的充电输入和放电输出的负电极N，第三焊盘323b作为充放电控制电路的铝壳锂离子电芯200b的负电极220b接入电极。
如图31和图32所示，内电极340b设于电路板300b的第二表面，内电极340b与电路板300b电连接。该内电极340b包括内电极焊装定位脚341b和内电极接触台342b,该内电极焊装定位脚341b和内电极接触台342b形成一个条状结构。该内电极接触台342b与内电极焊装定位脚341b一体成型，内电极接触台342b可相对于内电极焊装定位脚341b弹性弯折。
电路板300b上设置有贯通第一表面和第二表面的内电极定位孔305b，且电路板300b的第二表面设置有环绕内电极定位孔305b的第三焊盘323b。内电极焊装定位脚341b插入至内电极定位孔305b中，并通过第三焊盘323b与电路板焊接并建立电连接。
如图33和图34所示，该内电极340b呈长条状，在该控制器400b装配过程中，该内电极340b不折叠，呈伸长状态。当控制器400b密封封装完成时，内电极340b的内电极接触台342b折叠成与电路板300b平行的状态，且内电极接触台342b的末端相对于电路板300b悬空。
如图32和图33所示，负电极端盖330b为金属导电材质，其与电路板300b电连接并设于电路板300b的第一表面。负电极端盖330b包括一端开口的圆形中空的帽体以及由帽体一体延伸形成的负电极端盖焊装定位脚331b。负电极端盖焊装定位脚331b固定在电路板300b上并与电路板300b电性连接。具体地，电路板300b设置有贯穿第一表面和第二表面的定位槽304b，电路板300b第二表面环绕定位槽304b设置有第二焊盘322b，负电极端盖330b通过负电极端盖焊装定位脚331b插入定位槽304b实现定位，并通过第二焊盘322b将负电极端盖焊装定位脚331b与电路板300b焊接并建立电连接，进而将负电极端盖330b与电路板焊接并建立电连接。
如图33、图34和图35所示，控制器外壳体410b包括筒状的侧壁413b和形成在侧壁413b轴向一端并垂直于侧壁413b的底壁414b，侧壁413b和底壁414b围成一内腔体。底壁414b中心开设有通孔，控制器外壳体410b的与底壁414b相对的另一端为筒状的敞口端。侧壁413b内面突出设置有导电的金属材质形成的限位凸台，该限位凸台为一体突出成型在侧壁413b内面的环状台，该环状台具有一突出于侧壁413b内面用以支撑电路板的环形的支撑平面，该支撑平面与侧壁413b构成轴向截面为L形的环形的内定位槽412b。
电路板300b收容在控制器外壳体410b的内腔体中，电路板300b的外周通过内定位槽412b定位而架设在控制器外壳体410b的限位凸台上。
如图31、图33和图34所示，电路板300b的边缘一周设置有多个第一焊盘321b，电路板300b架设于限位凸台时，电路板300b的第一表面平齐于控制器外壳体410b的敞口端的端面，电路板300b的第二表面通过第一焊盘321b接触焊接限位凸台415b，进而与控制器外壳体410b建立电连接。
电路板300b的第一表面朝向控制器外壳体410b的敞口端，负电极端盖330b突出于控制器外壳体410b的顶部开口。电路板300b的第二表面朝向控制器外壳体410b的底部，内电极340b的内电极接触台342b通过底壁414b中心的通孔外露，以与铝壳锂离子电芯200b的负电极220b电连接。内电极接触台342b边缘与该通孔边缘之间具有间隙，以确保内电极340b与控制器外壳体410b相互绝缘。
如图34和图35所示，控制器400b还具有控制器盖板460b，控制器盖板460b围设在负电极端盖330b的外周并覆盖在电路板300b第一表面，且控制器盖板460b为绝缘材质，以对电路板300b第一表面裸露于负电极端盖330b之外的电路元器件进行绝缘和保护。
电路板300b的第一焊盘321b电连接充放电控制电路公共接地端GND，电路板300b第一焊盘321b与控制器外壳体410b通过焊接建立电连接，使控制器外壳体410b电连接充放电控制电路公共接地端GND。
电路板300b的第二焊盘322b电连接充放电控制电路的充电输入和放电输出的负电极N，负电极端盖330b与电路板300b的第二焊盘322b焊接并建立电连接，使负电极端盖330b作为充放电控制电路的充电输入和放电输出的负电极N。
电路板300b的第三焊盘323b作为充放电控制电路的铝壳锂离子电芯200b的负电极220b接入电极，内电极340b与电路板300b的第三焊盘323b焊接并建立电连接，从而使内电极340b作为充放电控制电路的铝壳锂离子电芯200b的负电极220b接入电极。
故，负电极端盖330b、内电极340b、控制器外壳体410b构成控制器400b的三个结构电极。
图17为控制器400b与铝壳锂离子电芯200b的装配图。
如图17所示，装配时，先将控制器400b的内电极340b焊接在铝壳锂离子电芯200b的负电极220b上，使内电极340b与铝壳锂离子电芯200b的负电极220b建立电连接。然后将铝壳锂离子电芯200b电芯盖帽壳体231b的开口端与控制器外壳体410b同轴对接，并将二者焊接并建立电连接，使控制器外壳体410b通过电芯盖帽壳体231b与电池外壳体110b建立电连接。
如图15、图16和图17所示，在铝壳锂离子电芯200b的电芯盖帽壳体231b表面设置有绝缘层470b，用于在电芯盖帽壳体231b与控制器400b的内电极340b之间建立电绝缘。控制器400b朝向电芯盖帽230b的一面也设置有绝缘层470b，用于在控制器外壳体410b与控制器400b的内电极340b之间建立电绝缘。
该充电电池100b焊装完成后，内电极340b作为铝壳锂离子电芯200b的负电极接入控制器400b的接入电极，负电极端盖330b作为充电电池100b充电输入和放电输出的负电极，电池外壳体110b成为充电电池100b充电输入和放电输出的正电极以及充放电控制电路的公共接地端。
实施3：直封锂离子电池的实施例
如图18、图19所示，充电电池100c采用直封锂离子电芯200c，充电电池100c的内部结构如图20所示，充电电池100c的结构装配关系如图21和图22所示。
如图18、图19和图22所示，充电电池100c(即直封锂离子电池)包括圆筒状的电池外壳体110c、装设在电池外壳体110c中的直封锂离子电芯200c、设置在电池外壳体110c一端的正电极帽120c以及安装于直封锂离子电芯200c负电极端的控制器400c。
直封锂离子电芯200c内部填充有电解液，且由电池外壳体110c、控制器400c直接封堵其内部的电解液。
电池外壳体110c可由铝材质制成，该电池外壳体110c的一端形成封闭端凸台112c，该封闭端凸台112c与正电极帽120c连接。正电极帽120c的形状与封闭端凸台112c的形状相适配，以使该正电极帽120c可套设在该封闭端凸台112c上。可通过过盈配合挤压装配的方法，将正电极帽120c装配固定在电池外壳体110c的封闭端凸台112c上，并建立电连接。
如图21、图22和图23所示,直封锂离子电芯200c相对的两端分别具有正电极210c和负电极220c。控制器400c设置在电池外壳体110c的开口端并与直封锂离子电芯200c的负电极焊接并建立电连接，使控制器400c直接封闭电池外壳体110c的开口。
控制器400c的具体结构图参见图36至图40。
如图图39和图40所示，控制器400c的外围设置有控制器外壳体组件410c，控制器400c轴向一端设置内电极340c，另一端设置负电极端盖330c，控制器400c内设电路板300c，内电极340c焊装在电路板300c的第二表面并与电路板300c电连接，负电极端盖330c焊装在电路板300c的第一表面并与电路板300c电连接。
如图36和图37所示，与上述两实施例中的电路板结构一样，本实施例的电路板300c的第二表面上设置有第一焊盘321c(即控制器外壳体焊盘)、第二焊盘322c(即负电极端盖焊盘)和第三焊盘323c(即内电极焊盘)。第一焊盘321c电连接充放电控制电路的公共接地端以及充放电控制电路的充电输入和放电输出的正电极P，第二焊盘322c电连接充放电控制电路的充电输入和放电输出的负电极N，第三焊盘323c作为充放电控制电路的直封锂离子电芯200c的负电极220b接入电极。
如图36所示，内电极340c设于电路板300c的第二表面。内电极340包括平行于电路板的内电极接触台342c以及与内电极接触台342c相连的内电极焊装定位脚341c。电路板300c设置有贯穿第一表面和第二表面的内电极定位孔305c，电路板300c第二表面环绕内电极定位孔305c设置有第三焊盘323c，内电极340c通过内电极焊装定位脚341c插入内电极定位孔305c实现定位，并通过第三焊盘323c将内电极焊装定位脚341c与电路板300c焊接并建立电连接。
如图37所示，负电极端盖330c为金属导电材质，其与电路板300c电连接并设于电路板300c的第一表面。负电极端盖330c上设置负电极端盖焊装定位脚331c。电路板300c上定位槽304c和环绕定位槽304c的第二焊盘322c，负电极端盖330c通过负电极端盖焊装定位脚331c插入定位槽304c实现定位，并通过第二焊盘322c将负电极端盖焊装定位脚331c与电路板300c焊接并建立电连接。
如图36、图38和图39所示，控制器外壳体组件430c包括控制器外壳体410c和电路板支架420c。电路板支架420c焊装在控制器外壳体410c内，并在控制器外壳体410c内形成一用以架设电路板300c的限位凸台。电路板300c的第二表面的周缘设置有第一焊盘321c，电路板通过该第一焊盘321c固定于电路板支架420c，并通过电路板支架420c与控制器外壳体410c焊装固定并建立电连接。控制器外壳体410c的底部开设有通孔，内电极340c的内电极接触台342c通过通孔外露，以与直封锂离子电芯200c的负电极220c电连接。内电极接触台342c边缘与该通孔边缘之间具有间隙，以确保内电极340c与控制器外壳体410c相互绝缘。
如图39和图40所示，进一步，控制器400c在安装有负电极端盖330c的端面上还设置有控制器盖板460c和盖板遮光环490c。控制器盖板460c可由透明或半透明导光绝缘材料制成，用于传导控制器400c内部指示灯发出的光线。该盖板遮光环490c覆盖在该控制器盖板460c的上方，用于遮蔽控制器400c内指示灯发出的光，使光线从控制器盖板460c的侧面发出。
电路板300c的第一焊盘321c电连接充放电控制电路公共接地端GND，电路板300c第一焊盘321c与电路板支架420c焊接并建立电连接，电路板支架420又与控制器外壳体410c通过焊接建立电连接，从而使控制器外壳体410c电连接充放电控制电路公共接地端GND。
电路板300c的第二焊盘322c电连接充放电控制电路的充电输入和放电输出的负电极N，负电极端盖330c与电路板300c的第二焊盘322c焊接并建立电连接，使负电极端盖330c作为充放电控制电路的充电输入和放电输出的负电极N。
电路板300c的第三焊盘323c作为充放电控制电路的直封锂离子电芯200c的负电极220c接入电极，内电极340c与电路板300c的第三焊盘323c焊接并建立电连接，从而使内电极340c作为充放电控制电路的直封锂离子电芯200c的负电极220c接入电极。
故，负电极端盖330c、内电极340c、控制器外壳体410c构成控制器400c的三个结构电极。
图21和图22为充电电池100c的装配关系图。
装配时，先将直封锂离子电芯200c以正电极210c朝向电池外壳体110c封闭端的方向装入电池外壳体110c，将直封锂离子电芯200c正电极210c焊接在电池外壳体110c封闭端；然后，在控制器400c的控制器外壳体410c面向直封锂离子电芯的轴向底面粘贴有绝缘层470c。该绝缘层470c可以是一面带有不干胶的聚酰亚胺薄膜构成，其用于在直封锂离子电芯200c的负电极220c与控制器外壳体410c之间建立电绝缘；之后，将直封锂离子电芯200c的负电极220c焊接在控制器400c的内电极340c上，使直封锂离子电芯200c的负电极220c与内电极340c通过焊接固定并建立电性连接；然后，在电池外壳体110c的开口端向焊装有直封锂离子电芯200c的电池外壳体110c腔体内灌注电解液；最后，将控制器400c摆正为与电池外壳体110c同轴心方向，将控制器外壳体410c与电池外壳体110c焊接在一起，并建立电连接。
该充电电池100c焊装完成后，内电极340c作为直封锂离子电芯200c的负电极接入控制器400c的接入电极，负电极端盖330c作为充电电池100c充电输入和放电输出的负电极，电池外壳体110c成为充电电池100c充电输入和放电输出的正电极以及充放电控制电路的公共接地端。
实施4：CID电芯充电电池的实施例
充电电池100d的外形结构如图23a所示，充电电池100d的结构装配关系如图23b和图23c所示。
充电电池100d包括CID锂离子电芯200d和控制器400d。
如图23a、图23b和图23c所示，充电电池100d采用CID锂离子电芯200d。其中，CID是current interrupt device的缩写，即，电流切断装置。当CID锂离子电芯200d失效时(如过热、短路、过充等)，内部将产生很多气体，当压力增大时，电芯内部的泄压片翻转，导致电芯内部短路，而起到保护作用。
该CID锂离子电芯200d内部填充有电解液，两端设有负电极220d和正电极120d，CID锂离子电芯200d的外壁即为电池外壳体110d，该电池外壳体110d与CID锂离子电芯200d的正电极120d连接为一体并建立电连接，CID锂离子电芯200d的负电极处设置电芯泄压孔234d，CID锂离子电芯200d产生的气体可通过该电芯泄压孔234d泄压。
控制器400d安装在CID锂离子电芯200d的负电极端。控制器400d的内部结构与上述铝壳锂离子电芯充电电池100b的控制器400b结构大致相同，即，控制器400d外围设置有控制器外壳体410d，控制器400d轴向一端设置内电极340d，另一端设置负电极端盖330d，控制器400d内设电路板(图未出示)。电路板上布设有充放电控制电路，负电极端盖330d作为充放电控制电路的充电输入和放电输出的负电极N，控制器外壳体410d电连接充放电控制电路的公共接地端GND，从而使内电极340d作为充放电控制电路的软包锂离子电芯200d的负电极220d接入电极。
控制器400d的内电极340d与CID锂离子电芯200d的负电极220d焊装固定并建立电连接，使内电极340d构成锂离子电芯负电极的接入电极。
在CID锂离子电芯200d的负电极220d外周设置有绝缘层470d，用于在控制器外壳体410d与控制器400d的内电极340d之间建立电绝缘。
电池外壳体110d的一端与控制器400d的控制器外壳体410d焊接固定并建立电连接，又由于CID锂离子电芯200d的正电极120d与电池外壳体110d电连接，控制器外壳体410d电连接充放电控制电路的公共接地端GND，故电池外壳体110d构成充电电池100d的正电极以及充放电控制电路的公共接地端GND。
负电极端盖330d作为充电电池100d的负电极以及充放电控制电路的充电输入和放电输出的负电极N。
本实施例的CID锂离子电芯200d的内部具有电流切断保护装置和泄压片等结构，故其具有电流切断保护功能。在其他实施例中，如果不需要进行泄压保护功能，也可将本实施例的CID锂离子电芯200d中的电流切断保护装置、泄压片以及泄压孔234d等结构省去。
以上通过四个具体实施例详细介绍了充电电池的具体结构，各实施例虽然在内电极结构、控制器外壳体结构、锂离子电芯结构以及锂离子电芯与控制器的封装结构上存在差异，但上述四个实施例的电路原理均相同。
以下将通过图24a和图24b详细介绍上述四个充电电池实施例的工作原理。
图24a为充电电池的电路原理框图，图24b为充电电池的充放电原理框图。
充电电池的电路原理如下：
参阅图24a，锂离子电芯200的正电极210与电池外壳体110电连接，电池外壳体110与控制器外壳体410电连接，控制器外壳体410通过电路板300上设置的第一焊盘321与电路板300电连接，并通过第一焊盘321电连接电路板300上的充放电控制电路的公共接地端GND。使电池外壳体110作为充电电池100的正电极P以及充放电控制电路的公共接地端GND。
控制器400的负电极端盖330通过第二焊盘322电连接电路板300，而第二焊盘322电连接电路板上充放电控制电路的充电输入端和放电输出端，故负电极端盖330作为充电电池100的负电极N。
控制器400的内电极340通过第三焊盘323电连接电路板300，且内电极340还电连接锂离子电芯的负电极220，从而通过内电极340将锂离子电芯的负电极220引入电路板300的充放电控制电路。
参阅图24b，电路板300上设置充放电控制电路310，具体包括两部分电路，即，充电控制电路311和放电控制电路312。充电控制电路311的充电输入端与放电控制电路312的放电输出端电连接且二者都电连接第二焊盘322，并通过第二焊盘322电连接负电极端盖330。充电控制电路311的充电输出端与放电控制电路312的放电输入端电连接且二者都电连接第三焊盘323，并通过第三焊盘323电连接锂离子电芯200的负电极220。充电控制电路311的公共接地端GND与放电控制电路312的公共接地端GND电连接且二者都电连接第一焊盘321，并通过第一焊盘321电连接控制器外壳体410和电池外壳体110。
当放电控制电路312检测到外部充电电源未接入充电电池或检测到外部充电电源与充电电池电连接断开，则放电控制电路312控制充电电池100进入放电状态。
在放电状态下，当锂离子电芯200的电压绝对值高于设定的放电截止电压时，放电控制电路312通过控制锂离子电芯200的负电极放电电压，将其转换成设定的负电极放电电压，并通过充电电池负电极N(即负电极端盖330)向外输出，使锂离子电芯200对外放电；当锂离子电芯200的电压绝对值等于或低于放电截止电压时，放电控制电路312通过切断与锂离子电芯负电极相连的放电回路，使锂离子电芯200停止对外放电。
当充电控制电路311检测到外部充电电源接入充电电池，在外部电源的电压满足充电条件时，充电控制电路311开启对锂离子电芯充电，当外部充电电源的电压不满足充电条件时，充电控制电路311停止对锂离子电芯充电。
在充电状态下，充电控制电路311检测锂离子电芯200的电压，并依据锂离子电芯的电压状态，使充电控制电路311对充电电池负电极N(即负电极端盖330)的输入电压和/或电流进行控制并输出至锂离子电芯的负电极，对锂离子电芯进行充电，并在锂离子电芯充满电或充电电池脱离外部充电电源后，切断充电控制电路311，进而关闭对锂离子电芯充电。
对锂离子电芯进行充电的控制方法，可采用涓流充电，也可采用恒流充电，或者采用恒压充电，或者结合涓流、恒流或恒压充电。如：当锂离子电芯的电压绝对值低于设定的放电截止电压时，通过控制锂离子电芯负电极的充电电流，对锂离子电芯进行涓流充电；当锂离子电芯的电压绝对值等于或高于设定的放电截止电压但低于设定的充电上限电压时，通过控制锂离子电芯负电极的充电电流，对锂离子电芯进行恒流充电；当锂离子电芯的电压绝对值等于设定的充电上限电压时，通过控制锂离子电芯负电极的充电电压，对锂离子电芯进行恒压充电；当锂离子电芯在恒压充电的充电电流降低至等于或小于设定的充电终止电流时，判定锂离子电芯已充满电，充电控制电路311关闭对锂离子电芯充电。
放电控制电路312可以是线性降压或升压控制电路，也可以是DC-DC降压或升压控制电路。
为方便放电控制电路312控制锂离子电芯200的负电极放电电压，可利用负电平控制放电控制电路312，将锂离子电芯的负电极放电电压转换成设定的放电电压并向外输出。
充电控制电路可以是线性降压或升压控制电路，也可以是DC-DC降压或升压控制电路。
为方便充电控制电路311对充电电池负电极的输入电压和/或电流进行控制并输出至锂离子电芯的负电极，可利用负电平控制充电控制电路311，进而对充电电池负电极的输入电压和/或电流进行控制，对锂离子电芯进行涓流、恒流或恒压充电。
在具体实现充放电控制电路时，充电控制电路和放电控制电路的主体电路可以集成在一个芯片内，也可以分别集成。
在其他实施例中，也可将充电电池的控制器中的充电控制电路省去，而在将该充电控制电路置入与该充电电池配套的充电座中。
在其他实施例中，也可将控制器的控制器外壳体410省去，使电路板300、内电极340以及负电极端盖330构成的控制电路组件直接收入电池外壳体110中，并将电池外壳体110与电路板300的公共接地端电连接。
在其他实施例中，内电极340也可省去，而改用导线或其他方式将锂离子电芯负电极220与电路板300建立电连接，或将锂离子电芯负电极220直接焊接在电路板300上的第三焊盘323。
充电电池的放电控制方法
本实施例的充电电池的放电控制方法应用于充电电池的电系统，具体包括：
将锂离子电芯正电极电连接放电控制电路的公共接地端，将公共接地端作为充电电池放电输出的正电极；
将锂离子电芯负电极电连接放电控制电路的输入端，经放电控制电路转换成设定的负电极放电电压并通过输出电极向外输出，输出电极作为充电电池的放电输出的负电极。
其中，“将锂离子电芯正电极电连接放电控制电路的公共接地端”的具体实现方案可如上述四个充电电池的实施例一样，将放电控制电路布设在一控制器中，通过控制器的控制器外壳体电连接放电控制电路的公共接地端，并通过控制器外壳体分别与锂离子电芯正电极和电池外壳体电连接，实现锂离子电芯正电极电连接放电控制电路的公共接地端。也可不采用上述四个充电电池的实施例中的具体方案，如：省去控制器外壳体，而直接将电池外壳体与放电控制电路的公共接地端电连接，并将电池外壳体与锂离子电芯正电极电连接。
其中，“将锂离子电芯负电极电连接放电控制电路的输入端”的具体实现方案可如上述四个充电电池的实施例一样，将放电控制电路布设在一控制器中，并在控制器内布置内电极，使内电极电连接放电控制电路的输入端，并将锂离子电芯负电极与内电极焊接而实现与放电控制电路的输入端建立电连接。也可不采用上述四个充电电池的实施例中的具体方案，如：省去内电极，而将锂离子电芯负电极通过导线或其他导电结构直接与控制器内的放电控制电路的输入端建立电连接，或将锂离子电芯负电极直接焊接在电路板上。
具体地，放电控制方法包括：
当放电控制电路检测到外部充电电源未接入充电电池或检测到外部充电电源与充电电池电连接断开，放电控制电路控制充电电池进入放电状态；
充电电池在放电状态下，当锂离子电芯的电压绝对值高于设定的放电截止电压时，放电控制电路通过控制锂离子电芯的负电极放电电压，允许锂离子电芯对外放电；
充电电池在放电状态下，当锂离子电芯的电压绝对值等于或低于放电截止电压时，放电控制电路通过关闭锂离子电芯负电极放电，使锂离子电芯停止对外放电。
其中，当充放电控制电路检测到外部充电电源未接入或检测到外部充电电源断开时，充放电控制电路开启放电控制电路，并通过锂离子电芯负电极的放电电压，将其转换成设定的负电极放电电压后，再对外放电；当锂离子电芯电压绝对值等于或低于放电截止电压时，放电控制电路关闭锂离子电芯对外放电。
充电电池的充电控制方法
本实施例的充电电池的充电控制方法应用于充电电池自身的电系统或者独立于充电电池外部的电系统(如，与充电电池配套的充电座的电系统)，该充电控制方法具体包括：
将充电电池充电输入的正电极电连接充电控制电路的公共接地端，并将公共接地端作为充电电池充电输入的正电极；
将充电电池充电输入的负电极作为充电控制电路的输入端，使充电控制电路对负电极的输入电压和/或电流进行控制并输出至锂离子电芯的负电极，对锂离子电芯进行充电。
其中，“将充电电池充电输入的正电极电连接充电控制电路的公共接地端”的具体实现方案可如上述四个充电电池的实施例一样，将锂离子电芯正电极作为充电电池充电输入的正电极，将充电控制电路布设在一控制器中，通过控制器的控制器外壳体电连接充电控制电路的公共接地端，并通过控制器外壳体分别与锂离子电芯正电极和电池外壳体电连接，实现充电电池正电极电连接放电控制电路的公共接地端。也可不采用上述四个充电电池的实施例中的具体方案，如：省去控制器外壳体，而直接将电池外壳体与充电控制电路的公共接地端电连接，并将电池外壳体与锂离子电芯正电极电连接。
其中，“充电控制电路对负电极的输入电压和/或电流进行控制”具体控制方法包括：
当锂离子电芯的电压绝对值低于设定的放电截止电压时，通过控制锂离子电芯负电极的充电电流，对锂离子电芯进行涓流充电；
当锂离子电芯的电压绝对值等于或高于设定的放电截止电压但低于设定的充电上限电压时，通过控制锂离子电芯负电极的充电电流，对锂离子电芯进行恒流充电；
当锂离子电芯的电压绝对值等于设定的充电上限电压时，通过控制锂离子电芯负电极的充电电压，对锂离子电芯进行恒压充电；
当锂离子电芯在恒压充电的充电电流降低至等于或小于设定的充电终止电流时，判定锂离子电芯已充满电，充电控制电路关闭对锂离子电芯充电。
在其他实施例中，也可择一或择二采用涓流充电、恒流充电或恒压充电。
进一步地，上述充电控制方法中，充电电池进入充电状态之前，还需要进行充电电源检测。
当充电控制电路检测到外部充电电源接入充电电池，充电控制电路控制充电电池进入充电状态，充电电池在充电状态下，充电控制电路检测锂离子电芯的电压并依据锂离子电芯的电压状态，通过控制锂离子电芯负电极输入电压和或电流，对锂离子电芯进行充电控制。
当充电控制电路检测到锂离子电芯充满电或充电电池脱离外部充电电源后，关闭对锂离子电芯充电。
进一步地，上述充电控制方法中，充电电池进入充电状态之前，还需要进行充电条件检测。
在外部充电电源接入充电电池的状态下，充电控制电路检测外部电源的电压，在外部电源的电压满足充电条件时，充电控制电路开启对锂离子电芯充电。
当外部充电电源的电压不满足充电条件时，充电控制电路停止对锂离子电芯充电。
虽然已参照几个典型实施方式描述了本公开，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本申请能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施方式不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (7)

1.一种充电电池，其特征在于，包括：锂离子电芯和安装于所述锂离子电芯负电极一端的控制器，所述控制器包括：电路板，所述电路板上布设有放电控制电路以及负电极端盖；
所述放电控制电路的公共接地端电连接锂离子电芯的正电极；
所述负电极端盖焊装在所述电路板上，且负电极端盖通过焊接与所述放电控制电路的放电输出端电连接；
所述放电控制电路具有放电输入端，所述锂离子电芯的负电极焊接并电连接所述放电输入端；
所述锂离子电芯的正电极作为充电电池的正电极，所述负电极端盖作为充电电池的负电极。
2.如权利要求1所述的充电电池，其特征在于，所述电路板上还焊装有内电极，所述负电极端盖和所述内电极分别设置在所述电路板相对的第一表面和第二表面，所述内电极通过焊接与所述放电控制电路的放电输入端电连接，使内电极成为锂离子电芯的负电极接入所述控制器的接入电极。
3.如权利要求1所述的充电电池，其特征在于，所述控制器的外围设置有控制器外壳体，所述电路板位于所述控制器外壳体中，所述控制器外壳体通过焊接与所述放电控制电路的公共接地端电连接。
4.如权利要求3所述的充电电池，其特征在于，
所述锂离子电芯外壁具有导电材质的电池外壳体，且所述电池外壳体与所述锂离子电芯的正电极电连接；
所述电池外壳体的一端通过焊接与所述控制器外壳体电连接，使电池外壳体与锂离子电芯正电极、控制器外壳体以及放电控制电路公共接地端电连接。
5.如权利要求3所述的充电电池，其特征在于，
所述锂离子电芯置入一导电材质的电池外壳体中，且所述电池外壳体为一端开口另一端封闭的结构，并于封闭端设置有正电极帽，所述电池外壳体与所述锂离子电芯的正电极电连接；
所述电池外壳体的开口端设置有电芯盖帽壳体，所述控制器外壳体通过与所述电芯盖帽壳体与所述电池外壳体焊接固定并建立电连接。
6.如权利要求3所述的充电电池，其特征在于，
所述锂离子电芯置入一导电材质的电池外壳体中，且所述电池外壳体为一端开口另一端封闭的结构，并于封闭端设置有正电极帽，所述电池外壳体与所述锂离子电芯的正电极电连接；
所述控制器设置在所述电池外壳体的开口端，且所述控制器外壳体与所述电池外壳体焊接并建立电连接。
7.如权利要求1所述的充电电池，其特征在于，所述电路板上还布设有充电控制电路，
所述充电控制电路的公共接地端与所述放电控制电路的公共接地端电连接；
所述充电控制电路的充电输入端电连接所述放电控制电路的放电输出端，进而与所述负电极端盖电连接；
所述充电控制电路的充电输出端与所述放电控制电路的放电输入端电连接，进而与所述锂离子电芯的负电极电连接。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4266451A1 (en) * 2022-04-22 2023-10-25 Dukosi Limited Improved electric battery assembly
CN117955217B (zh) * 2024-03-26 2024-06-07 湖南五号智能新能源有限公司 车载动力锂电池及其充放电方法
CN118367663B (zh) * 2024-06-19 2024-08-16 深圳市优能电源技术有限公司 一种可充电电池

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3438340B2 (ja) * 1994-08-26 2003-08-18 松下電工株式会社 充電回路
AR018815A1 (es) * 1998-04-02 2001-12-12 Procter & Gamble Bateria que tiene un controlador incorporado
US6118248A (en) 1998-04-02 2000-09-12 The Procter & Gamble Company Battery having a built-in controller to extend battery service run time
CN102299392B (zh) * 2011-05-16 2013-06-19 李松 采用锂离子电池构成的充电电池及控制方法
CN202142621U (zh) * 2011-05-16 2012-02-08 李松 采用锂离子电池构成的充电电池
CN103490099B (zh) * 2013-09-23 2015-09-30 李松 采用锂离子电池构成的通用型充电电池及控制方法
WO2016197567A1 (zh) * 2015-06-12 2016-12-15 福建南平南孚电池有限公司 具有封装型芯片散热结构的二次电化学电池封口体及电池
JP6821026B2 (ja) 2017-11-06 2021-01-27 恵州億緯▲リ▼能股▲フン▼有限公司Ｅｖｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 安全で高エネルギーのｕｓｂ充電可能な電池
KR102256602B1 (ko) * 2017-12-14 2021-05-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전압 측정 장치 및 방법
CN109935920B (zh) * 2017-12-16 2022-05-17 神讯电脑(昆山)有限公司 电池的放电控制方法及电池电路架构
TWM560129U (zh) * 2017-12-28 2018-05-11 Apo International Co Ltd 具快速充電功能的電池
CN209119829U (zh) * 2018-08-15 2019-07-16 深圳市泰钦园贸易有限公司 一种关机扩流锂电池充电电路

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