FI97921C - Integrated battery capacitor and its use - Google Patents
Integrated battery capacitor and its use Download PDFInfo
- Publication number
- FI97921C FI97921C FI924629A FI924629A FI97921C FI 97921 C FI97921 C FI 97921C FI 924629 A FI924629 A FI 924629A FI 924629 A FI924629 A FI 924629A FI 97921 C FI97921 C FI 97921C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- battery
- capacitor
- capacitance
- battery according
- cell
- Prior art date
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04M—TELEPHONIC COMMUNICATION
- H04M1/00—Substation equipment, e.g. for use by subscribers
- H04M1/02—Constructional features of telephone sets
- H04M1/0202—Portable telephone sets, e.g. cordless phones, mobile phones or bar type handsets
- H04M1/026—Details of the structure or mounting of specific components
- H04M1/0262—Details of the structure or mounting of specific components for a battery compartment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Description
9792197921
Integroitu akku-kondensaattori sekä sen käyttö -Integrerad batteri-kondensator ooh användning därav . 5 Tämä keksintö kohdistuu patenttivaatimuksen l johdannon mu kaiseen akkuun, erityisesti pienen kannettavan laitteen, kuten radiopuhelimen, virtalähteenä käytettävään akkuun.Integrated battery capacitor and its use -Integrerad batteri-kondensator ooh användning därav. The present invention relates to a battery according to the preamble of claim 1, in particular to a battery used as a power source for a small portable device, such as a radio telephone.
Akkujen ominaisuuksiin kuuluu luontaisena tekijänä sisäinen 10 impedanssi, joka akkua kuormitettaessa ilmenee napajännitteen vaihteluna. Esimerkiksi TDMA-matkapuhelimissa (TDMA, Time-Division Multiple-Access) lähetys on aikajakoista, mikä aiheuttaa pulssitetun virranoton akusta. Kulloisestakin järjestelmästä ja akkutyypistä riippuen akun navoissa näkyvä 15 jännitevaihtelu on erilaista. Tällainen haitallinen jännite-vaihtelu on perinteisesti kompensoitu kytkemällä kondensaattori sähköisesti akun rinnalle, matkapuhelimissa yleensä "puhelimen" elektroniikan yhteyteen, koska akku tavallisesti sijaitsee omassa erillisessä lokerossaan.The characteristics of the batteries include, as an inherent factor, the internal impedance, which, when the battery is loaded, manifests itself as a variation in the terminal voltage. For example, in TDMA (Time-Division Multiple-Access) mobile phones, the transmission is time-divisional, which causes a pulsed current draw from the battery. Depending on the system and the type of battery, the voltage variation shown at the battery terminals is different. Such detrimental voltage fluctuations have traditionally been compensated for by electrically connecting the capacitor in parallel with the battery, in mobile phones usually in connection with the "telephone" electronics, since the battery is usually located in its own separate compartment.
2020
Akun jännitevaihtelut kompensoiva kondensaattori valitaan käytetyn akkutyypin mukaan, jolloin sen kapasitanssi voi vaihdella laajastikin, esim. alueella 1 - 50 mF, tavallisemmin kuitenkin alueella 5 - 15 mF. Optimaalista olisi valita 25 jokaista tapausta varten mahdollisimman pieni kapasitanssi, koska tämän suuruusluokan kondensaattori on yleensä pyöreä ja vaatii paljon tilaa, ja lisäksi koko kasvaa kapasitanssin kasvaessa. Tämän kondensaattorin sijoittaminen tuottaa yleensä vaikeuksia puhelimen suunnittelussa.The capacitor compensating for the voltage fluctuations of the battery is selected according to the type of battery used, whereby its capacitance can vary widely, e.g. in the range of 1 to 50 mF, but more usually in the range of 5 to 15 mF. It would be optimal to select the smallest possible capacitance for each case, because a capacitor of this magnitude is usually round and requires a lot of space, and in addition the size increases as the capacitance increases. Placing this capacitor usually presents difficulties in phone design.
30 . Koska esim. matkapuhelimeen on tarjolla erilaisia akkuja, joilla on erilaiset varauskyvyt, ja eri teknologioilla to-, teutettuina myös erilaiset sisäiset impedanssit, kompensoi van kondensaattorin kapasitanssi ja muut ominaisuudet on 35 mitoitettava suurimpien vaatimusten mukaan. Tämän johdosta valinta ei yleensä ole optimaalinen.30. Since, for example, different batteries with different charge capacities and different internal impedances are available for a mobile phone, the capacitance and other characteristics of the compensating capacitor must be dimensioned according to the highest requirements. As a result, the choice is usually not optimal.
2 979212,97921
Keksinnön tarkoituksena on osoittaa sellainen ratkaisu, jossa kulloinkin voidaan järjestää akkutyypin mukainen optimaalinen kondensaattoritoiminto ja sen rakenne.The object of the invention is to show such a solution in which the optimal capacitor function according to the battery type and its structure can be provided in each case.
55
Keksinnöllinen ajatus perustuu siihen, että kompensoiva kapasitanssi yhdistetään akkuun tai akkupakettiin integroiduksi akku-kondensaattoriksi. Tällöin esim. matkapuhelimen "pu-helinosassa" ei tarvitse varata tilaa kondensaattorille, ja 10 kuitenkin aikaansaadaan jokaista akkutyyppiä varten optimaalinen kompensointi ja sen edullinen suoritustapa.The inventive idea is based on combining the compensating capacitance in a battery or battery pack as an integrated battery capacitor. In this case, for example, it is not necessary to reserve space for a capacitor in the "telephone part" of the mobile telephone, and nevertheless, optimal compensation for each type of battery and its advantageous execution are provided.
Keksinnölle on tunnusomaista se, että kapasitanssi on akun tai akkukennon vaipparakenteeseen muodostettu kondensaatto-15 ri.The invention is characterized in that the capacitance is a capacitor formed in the housing structure of the battery or accumulator.
Keksinnön mukaisesti akkua käytetään pienen kannettavan laitteen, edullisesti radiopuhelimen, virtalähteenä. Keksintöä voidaan käyttää akkutyypistä riippumatta.According to the invention, the battery is used as a power source for a small portable device, preferably a radio telephone. The invention can be used regardless of the type of battery.
2020
Keksintöä selitetään seuraavassa tarkemmin suoritusesimerk-kien avulla oheiseen piirustukseen viitaten, jossa: kuvio 1 esittää keksinnön mukaisen integroidun akku-konden-25 saattorin periaatekytkennän, kun akkupaketti käsittää kolme kennoa. Kuvion la suoritusesimerkissä jokaisen kennon rinnalla on oma kapasitanssi. Kuvion Ib tapauksessa akkupaketin rinnalle on kytketty yhteinen kapasitanssi; 30 Kuvio 2 esittää yksinkertaistaen keksinnön mukaisen integroidun akku-kondensaattorin rakenteellisia suoritusesimerk-kejä, jolloin kuviossa 2a on akkukennon vaippaan yhdistetty kondensaattori, ja kuviossa 2b on akkupaketin vaippaan yhdistetty kondensaattori.The invention will now be described in more detail by means of exemplary embodiments with reference to the accompanying drawing, in which: Figure 1 shows the basic connection of an integrated battery-capacitor according to the invention when the battery pack comprises three cells. In the embodiment of Figure 1a, each cell has its own capacitance. In the case of Figure Ib, a common capacitance is connected in parallel with the battery pack; Fig. 2 shows, in a simplified manner, structural embodiments of an integrated battery capacitor according to the invention, in which Fig. 2a shows a capacitor connected to the battery cell housing, and Fig. 2b shows a capacitor connected to the battery pack housing.
35 3 9792135 3 97921
Matkapuhelimissa ja muissa pienissä ja kevyissä laitteissa käytetyt akkukennot ovat tyyppiä nikkeli-kadmium (NiCd), metallihybridi, litium, jne. Yleensä akku muodostuu sarjaan kytketyistä kennoista, joita on sarjassa esim. 3 - 8, jol-5 loin akkupaketin liitäntänapoihinsa tuottama jännite on vastaavasti esim. 3,6 - 9,6 V. Akkukennot ovat poikkileikkaukseltaan yleensä prismaattisia tai pyöreitä sauvoja. Keksintöä voidaan luonnollisesti soveltaa eri kokoisiin ja muotoisiin akkuihin samoin kuin esim. akkupakettiin, jossa akku 10 muodostaa osan kytkintyyppisestä virtalähteestä.The battery cells used in mobile phones and other small and light devices are of the nickel-cadmium (NiCd), metal hybrid, lithium, etc. type. e.g. 3.6 to 9.6 V. Battery cells are generally prismatic or round rods in cross section. The invention can, of course, be applied to batteries of different sizes and shapes, as well as, for example, to a battery pack in which the battery 10 forms part of a switch-type power supply.
Kuviossa la on esitetty kolme sarjaan kytkettyä akkukennoa B1 - B3, jolloin niiden muodostaman akkupaketin navat on merkitty Vl ja V2. Jokaisen kennon rinnalle on järjestetty 15 integroitu kapasitanssi Cl, C2, C3. Kuviossa Ib on akkupaketin B1 - B3 rinnalle napojen VI - V2 välille kytketty yhteinen kapasitanssi Cl. Alan ammattilainen ymmärtää, että kuvioiden la ja Ib periaatteita voidaan soveltaa muillakin yhdistelmillä. Näin ollen akun kennojen lukumäärä voi olla 1 -20 8 ja myös sitä suurempi. Toisaalta esim. kuvion Ib mukaisten akkupakettiyksiköiden avulla voidaan muodostaa useamman yksikön akkuja, jolloin vaihtoehtoisesti jokaisessa yksikössä voisi olla jokin muu määrä kennoja B. Kondensaattoreiden kytkeminen erillisten akkukennojen rinnalle tai akkupaketin 25 rinnalle tai jossakin muussa edellä viitatussa yhdistelmässä riippuu akkutyypistä, toivotusta kokonaiskapasitanssista sekä luonnollisesti kulloisenkin sovellutuksen rakenteellisista näkökohdista. Alan ammattilaiselle kapasitanssien erilaisten rinnan-/sarjakytkentöjen mitoitukset ovat sinänsä 30 tunnettuja.Figure 1a shows three battery cells B1 to B3 connected in series, the poles of the battery pack formed by them being marked V1 and V2. Alongside each cell, 15 integrated capacitances C1, C2, C3 are arranged. In Fig. 1b, a common capacitance C1 is connected between the terminals VI to V2 in parallel with the battery pack B1 to B3. One skilled in the art will appreciate that the principles of Figures 1a and Ib may be applied to other combinations. Thus, the number of battery cells can be 1 to 20 8 and also larger. On the other hand, e.g. the battery pack units according to Fig. Ib can be used to form multi-unit batteries, alternatively each unit could have a different number of cells B. Connecting capacitors structural aspects. The dimensions of the various parallel / series connections of the capacitances are known per se to a person skilled in the art.
Kuviossa 2a on hahmoteltu keksinnön soveltamista käytäntöön. Akkukenno B voi olla jokin sinänsä tunnettu akkukenno, esim. poikkileikkaukseltaan pyöreä, sauvamainen NiCd-akku, josta 35 tarpeen mukaan on riisuttu tarpeettomat paperi-, muovi- tai muut pakkauskerrokset. Kennon B ympärille järjestetään sopiva eristevaippa D. Eristeen D päälle kierretään tässä kaaviollisessa esityksessä kondensaattori C, joka käytännössä 97921 4 voisi sisältää tarvittavan määrän eristekalvon eristämiä elektrodikalvokerroksia (ei esitetty), esim. kierteisesti käärittynä. Kondensaattori on suojattu vaipalla S, jollain sinänsä tunnetulla tavalla.Figure 2a outlines the application of the invention in practice. The battery cell B can be a battery cell known per se, e.g. a NiCd battery with a round cross-section, rod-shaped, from which unnecessary layers of paper, plastic or other packaging have been removed. A suitable insulating jacket D is arranged around the cell B. In this schematic representation, a capacitor C is wound on the insulator D. In practice 97921 4 could contain the required number of electrode film layers (not shown) insulated by the insulating film, e.g. helically wound. The capacitor is protected by a sheath S in a manner known per se.
55
Kuviossa 2a ei ole esitetty kondensaattorin C liitäntää ak-kukennon napoihin V (kuvio 1), mutta alan ammattilainen ymmärtää, että kondensaattorin C kalvojen ja akun napojen väliin voidaan sopivin sinänsä tunnetuin välinein, esim. joh-10 timin, muodostaa yhteydet akkukennon toisessa tai molemmissa päissä. Voitaisiin myös ajatella, että kondensaattorikal-voista muodostetaan samakappaleiset jatkoliuskat, jotka ulottuvat suojaavan eristeen D ulkopuolelle ja jotka kiinnitetään akkukennon napoihin.Fig. 2a does not show the connection of the capacitor C to the terminals V of the battery cell (Fig. 1), but one skilled in the art will appreciate that connections between the membranes and the terminals of the capacitor C can be made by at the ends. It would also be conceivable for the capacitor films to be formed in one-piece extension strips which extend beyond the protective insulator D and which are attached to the terminals of the battery cell.
1515
Kuviossa 2b on esitetty akkupaketin vaippaan muodostettu kondensaattori C. Akkupaketissa on tässä tapauksessa kuvion Ib esittämät sarjaan kytketyt kennot B1 - B3. Rakenne on muutoin samanlainen kuin kuviossa 2a. Tässä tapauksessa kon-20 densaattori C (Cl kuviossa Ib) kytketään suoraan akkupaketin napoihin VI, V2 jollain edellä hahmotellulla tavalla.Fig. 2b shows a capacitor C formed in the housing of the battery pack. In this case, the battery pack has the cells B1 to B3 connected in series as shown in Fig. 1b. The structure is otherwise similar to that in Figure 2a. In this case, the capacitor C (C1 in Fig. Ib) is connected directly to the terminals VI, V2 of the battery pack in one of the ways outlined above.
Akkukennon tai -paketin vaippaan kääritty kondensaattori on edullinen toteutus, koska kondensaattorin kapasitanssi on 25 suoraan verrannollinen elektrodien pinta-alaan. Elektrodit voidaan tehdä jostain sopivasta kalvosta ja eristää sopivalla eristekalvolla, jolloin päällekkäin liitetyt kalvot nauhana kääritään akun vaipaksi. Tällöin ei muodostu tavallisen käärityn kondensaattorin yhteydessä esiintyvää ongelmaa, kun 30 alkukierrokset on käärittävä pienellä säteellä.A capacitor wrapped in the jacket of a battery cell or package is a preferred embodiment because the capacitance of the capacitor is directly proportional to the surface area of the electrodes. The electrodes can be made of any suitable film and insulated with a suitable insulating film, in which case the superimposed films are wrapped as a strip in a battery jacket. In this case, there is no problem with a conventional wrapped capacitor when the initial turns have to be wrapped with a small radius.
Kierretyn kondensaattorikalvonauhan sijasta voidaan luonnollisesti ajatella kerrostettujen kalvopakettien käyttämistä, jolloin kalvopaketit voitaisiin sijoittaa akkukennon johon-35 kin määrättyyn kohtaan tai useampia rinnankytkettyjä kalvo-paketteja useampiin kohtiin. Tällaisen vaihtoehdon mukaan kondensaattori voisi olla akkusauvan pohjan tai yläosan jatkeena oleva paketti, jonka ympärille on kääritty akun piden- 5 97921 netty suojavaippa, jolla on oleellisesti sama halkaisija kuin akkukennon suojavaipalla.Instead of a twisted capacitor film strip, it is, of course, conceivable to use layered film packages, in which case the film packages could be placed at a specific location in the battery cell or at several locations in several parallel-connected film packages. According to such an alternative, the capacitor could be a package extending to the bottom or top of the battery rod, around which is wrapped an extended sheath of the battery having substantially the same diameter as the sheath of the battery cell.
Edellä kuvatut integroidun akku-kondensaattorin rakenteet 5 voidaan periaatteessa yksinkertaisesti toteuttaa esim. siten, että otetaan kaupan olevia akkukennoja, jotka toivotulla tavalla liitetään akkupaketiksi. Näiden akkukennojen tai valmiin akkupaketin ympärille voidaan kääriä sopivasti valmistettua kondensaattorin elektrodit ja eristeet käsittävää 10 nauhaa, minkä jälkeen elektrodit liitetään akun napoihin ja ympäröidään suojavaipalla.The structures 5 of the integrated battery-capacitor described above can in principle be simply implemented, e.g. by taking commercially available battery cells, which are desired to be connected as a battery pack. A suitably made strip of capacitor electrodes and insulators can be wrapped around these battery cells or the finished battery pack, after which the electrodes are connected to the battery terminals and surrounded by a protective sheath.
Luonnollisesti keksinnön mukainen integroitu akku-kondensaattori on myös mahdollista tehdä akun valmistuksen yh-15 teydessä yhtenäisenä toimenpidesarjana. Tällöin olisi mahdollista yhdistää kondensaattorinauha esim. litium-akkuken-non muodostavan kalvonauhan päälle ja kääriä nämä nauhat yhdessä spiraalikääreeksi, joka varustetaan sopivalla vaipalla ja sopivin navoin, joihin kondensaattorin navat on 20 liitetty. Integroidussa valmistuksessa voidaan vaipparaken-teet tehdä yksinkertaisemmin.Of course, it is also possible to make the integrated battery-capacitor according to the invention as a uniform series of operations in connection with the manufacture of a battery. In this case, it would be possible to connect the capacitor strip, e.g. on the film strip forming the lithium battery cell, and wrap these strips together into a spiral wrapper provided with a suitable sheath and suitable terminals to which the capacitor terminals 20 are connected. In integrated manufacturing, jacket structures can be made more simply.
Akkuun integroidun kondensaattorin suunnittelussa on luonnollisesti huomioitava, että kondensaattorilta vaaditaan 25 pieni sisäinen resistanssi. Lisäksi kondensaattorin materiaalit on valittava niin, että ne sopivasti kestävät akun varauksessa/purkauksessa syntyvän lämpötilan. Näihin käytännön suunnittelutekijöihin tässä ei kuitenkaan paneuduta tarkemmin, koska niiden ratkaisut ovat alan ammattilaiselle 30 sinänsä tunnettuja.Naturally, when designing a capacitor integrated in a battery, it must be taken into account that a small internal resistance of 25 capacitors is required. In addition, the materials of the capacitor must be chosen so that they can adequately withstand the temperature generated by charging / discharging the battery. However, these practical design factors will not be discussed in more detail here, as their solutions are known per se to a person skilled in the art.
••
Claims (7)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI924629A FI97921C (en) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | Integrated battery capacitor and its use |
GB9320714A GB2271666B (en) | 1992-10-13 | 1993-10-05 | Integral power supply and capacitor |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FI924629 | 1992-10-13 | ||
FI924629A FI97921C (en) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | Integrated battery capacitor and its use |
Publications (4)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
FI924629A0 FI924629A0 (en) | 1992-10-13 |
FI924629A FI924629A (en) | 1994-04-14 |
FI97921B FI97921B (en) | 1996-11-29 |
FI97921C true FI97921C (en) | 1997-03-10 |
Family
ID=8536035
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
FI924629A FI97921C (en) | 1992-10-13 | 1992-10-13 | Integrated battery capacitor and its use |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
FI (1) | FI97921C (en) |
GB (1) | GB2271666B (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4430804B2 (en) * | 2000-08-31 | 2010-03-10 | ノキア コーポレイション | Device cover case structure and electronic device |
US6943526B2 (en) | 2000-10-28 | 2005-09-13 | Intellikraft Limited | Rechargeable battery |
EP1336217A1 (en) * | 2000-10-28 | 2003-08-20 | Intellikraft Limited | Rechargeable battery |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB418629A (en) * | 1933-03-18 | 1934-10-29 | Elek Zitaets Ag Hydrawerk | Improvements relating to electrical condensers |
-
1992
- 1992-10-13 FI FI924629A patent/FI97921C/en active IP Right Grant
-
1993
- 1993-10-05 GB GB9320714A patent/GB2271666B/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB9320714D0 (en) | 1993-11-24 |
FI97921B (en) | 1996-11-29 |
GB2271666B (en) | 1996-04-03 |
GB2271666A (en) | 1994-04-20 |
FI924629A0 (en) | 1992-10-13 |
FI924629A (en) | 1994-04-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5200280A (en) | Terminal cover for a battery pack | |
US8034481B2 (en) | Pouch-type secondary battery | |
CN101345323B (en) | Pouched lithium secondary battery | |
KR101379985B1 (en) | Electrode assembly and secondary battery using the same | |
US4408259A (en) | Electrochemical double-layer capacitor | |
AU2009216777B2 (en) | Double-layer multiple-coil supercapacitor | |
KR20060102207A (en) | Case for high power rechargeable lithium battery | |
JP2003530658A (en) | Configuration of electrochemical cell and circuit board | |
WO2001041233A3 (en) | Electrochemical energy storage device having improved enclosure arrangement | |
JPH0888019A (en) | Sealed storage battery | |
JPH0256803B2 (en) | ||
CN1326269C (en) | Electrode unit and secondary battery therewith | |
CN113921994A (en) | Battery and electric equipment | |
KR102137699B1 (en) | Battery cell with bus bar | |
KR101095343B1 (en) | Jelly-Roll Of Improved Structure And Secondary Battery Containing Them | |
FI97921C (en) | Integrated battery capacitor and its use | |
KR102355380B1 (en) | A side wire-bondable battery pack, a battery module, and a method of manufacturing a battery module | |
KR101050533B1 (en) | Electrode assembly and secondary battery having same | |
FI77741C (en) | Power capacitor. | |
CN111133604B (en) | Battery pack | |
JP4378499B2 (en) | Thin pack battery | |
CN213845048U (en) | High-voltage-resistant film capacitor | |
CN216288697U (en) | Battery pack | |
JP2008511976A (en) | High voltage capacitor | |
JP3631054B2 (en) | Battery pack |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FG | Patent granted |
Owner name: NOKIA MOBILE PHONES LTD |
|
BB | Publication of examined application |