JP6387415B2 - リチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池又は電子電源技術分野に関し、特に、リチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池及びその制御方法に関する。

リチウムイオン二次電池（以下、単に「リチウムイオン電池」と称する）は、比エネルギーが大きい、迅速に充放電可能であり、サイクル寿命が長い、自己放電が小さい、公害がない、メモリ効果がないなどのメリットを有し、現在、ユニバーサル一次電池やニッケル水素充電池を代替する理想的な二次電池である。しかし、現在のリチウムイオン電池の出力電圧は高く、その出力電圧は採用されるカソード系（ｃａｔｈｏｄｅ ｓｙｓｔｅｍｓ）によって差異がある。現在、商品化されたリチウムイオン電池の公称電圧は３．２Ｖ〜３．８Ｖである。リチウムイオン電池技術の発展につれて、リチウムイオン電池の公称電圧がさらに大きくなり、リチウムイオン電池は公称電圧が１．５Ｖであるユニバーサル電池や、公称電圧が１．２Ｖであるニッケル水素充電池を直接代替できないことは明らかである。

リチウムイオン電池は、よい充放電性能を有するが、過充電や過放電に対する耐性が良くない、充電過熱及び放電過熱に対する耐性が良くないなどの問題が存在する。適切に制御しない場合、通常、リチウムイオン電池が迅速に劣化し、破損してしまうが、厳重の場合は、燃焼ひいては爆発されてしまうことが発生される。従って、リチウムイオン電池の充放電技術条件に沿って充放電を厳しく制御しなくてはいけない。

現在、リチウムイオン電池構造に対する成熟のパッケージプロセスは、負極集電体がハウジング本体に接続されてなるハウジング負極パッケージリチウムイオン電池（通常、鋼製のハウジングによってパッケージされる）と、正極集電体がハウジング本体に接続されてなるハウジング正極パッケージリチウムイオン電池（通常、アルミ製のハウジングによってパッケージされる）と、ソフトパッケージによるハウジング準絶縁パッケージリチウムイオン電池（通常、アルミニウム・プラスチック複合膜材料によってパッケージされる）と、ハウジング本体が絶縁パッケージ材料で構成されるハウジング絶縁パッケージリチウムイオン電池（通常、ポリプロピレン及びポリエチレンのハウジングによってパッケージされる）との４つの種類を有する。

ユニバーサル一次電池やニッケル水素充電池の使用歴史が長く、且つ既に標準化されたため、多くのユニバーサル電池の応用分野において、電池出力電圧によってその低電力を検出する方法が形成された。例えば、デジタルカメラ、ＭＰ３、ＭＰ４、電子スマートロック、電子計器などの電子装置は、いずれも電池のリアルタイム出力電圧を検出することで、電池の低電力状態に対する判定を実現する。

また、現在、パソコン、タブレットＰＣ及び携帯電話などの製品の普及率が高くなり、充電池はコンピュータＵＳＢインターフェースや、ユニバーサルリチウムイオン電池の充電アダプタを充電電源とする。これによって、購買コストを削減するだけではなく、社会資源も節約できる。

上記の問題点に対して、出願番号がＣＮ２０１１１０２１９８９２．０（リチウムイオン電池で構成される充電池及び制御方法）である発明が公開され（特許文献１）、前記出願は、リチウムイオン電池及び放電制御回路を一体にパッケージしてユニバーサル充電池を構成し、以下の機能及び性能不足の問題が存在する。

第一、充電池の内部には、リチウムイオン電池の充電制御回路及び充電過熱保護回路を有しない。

充電池の内部にリチウムイオン電池の充電制御回路及び過熱保護回路が設置されていないため、充電するとき、ダイオードを接続することで充電・放電回路を隔離し、リチウムイオン電池の充電制御回路及び温度センサー回路を含む専用外部充電装置で充電を行う必要がある。このため、以下のような技術性能欠陥が存在する。１、充電するとき、ダイオードの順方向電圧降下は、作動電流及び温度によって変化され、充電制御回路のリチウムイオン電池に対する検出及び充電制御の精度が降下され、ダイオードの順方向電圧降下が高いとき、リチウムイオン電池がフル充電できない問題が生じられ、ダイオードの順方向電圧降下が低いとき、リチウムイオン電池が過充電される問題が容易に生じられて、リチウムイオン電池の充電性能及び安全性が降下される。２、充電回路に隔離ダイオードが接続されるため、充電池の充電入力電圧が向上される。現存のコバルトリチウム系のリチウムイオン電池の充電上限電圧が既に４．３５Ｖになり、未来はさらに大きくなるだろう。公称電圧が５Ｖ±０．２５Ｖである現存のユニバーサルリチウムイオン電池の充電アダプタ、又はコンピュータＵＳＢインターフェースで充電池に対して充電を行う場合、順方向電圧降下が低いショットキー部品を採用しても、充電入力電圧の下限及び隔離ダイオードの導通電圧降下の上限の状態において、リチウムイオン電池がフル充電できない問題がやはり存在する。この問題は、外部充電装置内に昇圧回路を設置することで解決できるものの、充電装置のコストの向上、効率及び信頼性の降下などの問題を引き起こしてしまう。３、外部温度センサー回路は、充電池のパッケージハウジングのみを介して、又は電極の間のみを介して、リチウムイオン電池の温度を間接的に検出でき、このため、リチウムイオン電池の充電温度の検出精度が降下され、充電池はリチウムイオン電池の充電過熱によるサイクル寿命及び安全性を降下する問題が存在する。

第二、充電池は、リチウムイオン電池の放電過熱保護回路を有しない。

充電池の内部には、リチウムイオン電池の温度センシング・制御回路が設けられていないため、充電池はリチウムイオン電池の放電過程における過熱保護機能を有しない。このため、充電池は高温環境において高倍率で放電する場合、リチウムイオン電池の温度が上限動作温度を超える恐れがあり、リチウムイオン電池のサイクル寿命及び安全性を降下する問題が存在する。

第三、充放電コントローラの構造及び組み立てプロセスが複雑である。

充放電コントローラの負極と充電池のパッケージハウジングとの回路接続には、径方向弾性圧接構造設計が採用され、充電池を組み立てるとき、弾性の負極を径方向に沿って所定の位置まで押し下げてから、充放電コントローラを充電池のパッケージハウジング内に押し込めることができる。なお、弾性の負極は可動部品であり、その構造は充放電コントローラの内部空間の大部分を占めるとともに、充放電コントローラのシーリングが実現されにくくなるようにする。また、充放電コントローラの体積が大きくなり、制作・組立プロセスが複雑になり、且つ難度が高くなるため、自動化生産及び組み立てに不利であり、防水密封が実現できなくなる。このため、充電池の蓄電容量が低い、生産コストが高い、湿気及び浸水後の回路失効の問題が存在する。

中国特許出願公開第１０２２９９３９２号明細書

本発明は、リチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池を提供することを目的とし、その定電圧出力が１．５Ｖであり、リチウムイオン電池が低電力であるとき、その定電圧出力が１．１Ｖであり、コンピュータＵＳＢインターフェース、又はユニバーサルリチウムイオン電池の充電アダプタで充電を行うことができ、その外形サイズ及び放電性能がＧＢ／Ｔ ８８９７．２−２０１３及びＩＥＣ ６００８６−２技術規格に合致するため、現存のユニバーサル一次電池及びニッケル水素充電池を直接に代替でき、高い性能を有し、その充放電コントローラの構造及び組み立てプロセスが簡単になるため、自動化生産及び組み立てに有利であり、コントローラのハウジングをリチウムイオン電池の負極として、リチウムイオン電池の充放電制御回路に接続する電極構造によれば、充放電コントローラの内部空間を大幅に節約し、充放電コントローラの密封を妨げる可動部品を取り除くことができるため、充放電コントローラの防水密封を実現でき、湿気及び浸水後の回路失効を防止できるとともに、ユニバーサル充電池の蓄電容量を大きくすることに有利であり、生産コストを下げることができる。そして、充放電コントローラ内にリチウムイオン電池の充放電制御回路が設けられるため、リチウムイオン電池の充電・放電過程における制御や保護を実現でき、これによって、リチウムイオン電池のサイクル寿命及び安全性を向上することができる。

本発明のもう１つの目的は、リチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池の制御方法を提供することであり、リチウムイオン電池に必要な充放電動作の技術条件に基づいて、リチウムイオン電池の充放電制御回路を設けることで、リチウムイオン電池の充電・放電過程に対して制御及び保護を行うことができ、これによって、リチウムイオン電池に対する過充電保護、過放電保護、充放電倍率保護及び充放電過熱保護を実現でき、また、リチウムイオン電池のサイクル寿命及び安全性を向上することができ、ユニバーサル充電池の定電圧出力が１．５Ｖであること及びリチウムイオン電池が低電力であるときの定電圧出力が１．１Ｖであることを実現でき、コンピュータＵＳＢインターフェース、又はユニバーサルリチウムイオン電池の充電アダプタでユニバーサル充電池に対して充電することを実現でき、ユニバーサル充電池の外形サイズ及び放電性能がＧＢ／Ｔ ８８９７．２−２０１３及びＩＥＣ ６００８６−２技術規格に合致することを実現でき、これによって、前記リチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池が現存のユニバーサル一次電池及びニッケル水素充電池を直接に代替でき、ユニバーサル充電池の性能を全面的に向上することができる。

上記の目的を実現するために、本発明の第１の態様は、リチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池を提供し、ユニバーサル充電池は、パッケージハウジングを含み、前記パッケージハウジング内には充放電コントローラ、正極圧接シート、リチウムイオン電池、及び負極端蓋がこの順で圧合して組み立てられ、前記充放電コントローラは、充放電コントローラハウジングと、充放電コントローラハウジング内に設けられる充放電制御回路溶接体、絶縁シート、及び充放電コントローラリテーナーと、を含み、前記充放電制御回路溶接体には、リチウムイオン電池の充放電制御回路が溶接され、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路は、それぞれ回路基板に溶接された、リチウムイオン電池の充電制御回路、リチウムイオン電池の検出回路、及びＤＣ−ＤＣ降圧型定電圧放電回路を含み、前記回路基板はそれぞれリチウムイオン電池、正極端蓋に電気的に接続され、前記回路基板は、さらに充放電コントローラハウジング及びパッケージハウジングを介して負極端蓋に電気的に接続される。

本発明の第２の態様は、リチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池の制御方法をさらに提供し、リチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池は、パッケージハウジングを含み、前記パッケージハウジング内には充放電コントローラ、正極圧接シート、リチウムイオン電池、及び負極端蓋がこの順で圧合して組み立てられ、前記充放電コントローラは、充放電コントローラハウジングと、充放電コントローラハウジング内に設けられる充放電制御回路溶接体、絶縁シート、及び充放電コントローラリテーナーと、を含み、前記充放電制御回路溶接体には、リチウムイオン電池の充放電制御回路が溶接され、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路は、それぞれ回路基板に溶接された、リチウムイオン電池の充電制御回路、リチウムイオン電池の検出回路、及びＤＣ−ＤＣ降圧型定電圧放電回路を含み、前記回路基板はそれぞれリチウムイオン電池、正極端蓋に電気的に接続され、前記回路基板は、さらに充放電コントローラハウジング及びパッケージハウジングを介して負極端蓋に電気的に接続され、
前記ユニバーサル充電池の充放電制御方法は、
充電電源がユニバーサル充電池に接続されると、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路により充電電源の接続を検出したとき充電状態に入り、充電状態において、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路により定電圧放電出力をオフにするとともに、リチウムイオン電池に対する充電を行う第１の制御条件と、
充電状態において、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路により前記リチウムイオン電池の出力電圧を検出するとともに、前記リチウムイオン電池の出力電圧の状態に基づいて、トリクル充電、定電流充電又は定電圧充電を選択して、リチウムイオン電池に対して充電を行い、充電過程において、前記リチウムイオン電池の充電制御回路により充電電源の最大許容出力電流を検出し、充電電源の最大許容出力電流が所定の充電電流値より小さいとき、充電電源の最大許容出力電流でリチウムイオン電池に対して充電を行い、定電圧充電状態での充電電流が所定のフル状態判定電流まで降下するとき、リチウムイオン電池に対する充電を停止する第２の制御条件と、
ユニバーサル充電池が充電電源から切られると、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路により充電電源からの切離を検出して、充電過程でフィルタコンデンサに貯蓄された余分な電気エネルギーを放出させて、ユニバーサル充電池の正負極の間の電圧を迅速に最大開放電圧以下に降下させて放電状態に入り、放電状態において、リチウムイオン電池の充放電制御回路により充電をオフにするとともに、定電圧放電をオンにして、第４の制御条件に基づいて定電圧放電出力を行う第３の制御条件と、
放電状態において、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路によりリチウムイオン電池の出力電圧を検出し、リチウムイオン電池の出力電圧が低電力電圧Ｖ_Ｌより高いとき、リチウムイオン電池の出力電圧を第１の出力電圧に降下させて定電圧出力を行い、リチウムイオン電池の出力電圧が放電終止電圧Ｖ_Ｄより高いが低電力電圧Ｖ_Ｌ以下になるとき、リチウムイオン電池の出力電圧を第２の出力電圧に降下させて定電圧出力を行い、そして、リチウムイオン電池の充電後の出力電圧がＶ_Ｌ＋ΔＶ_１より高いとき、第１の出力電圧に回復して定電圧出力を行い、ただし、Ｖ_Ｌは、所定のリチウムイオン電池の低電力電圧であり、ΔＶ_１は、所定のリチウムイオン電池の低電力電圧の検出閾値のヒステリシス電圧であり、Ｖ_Ｄは、所定のリチウムイオン電池の放電終止電圧である第４の制御条件と、
放電状態において、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路によりリチウムイオン電池の出力電圧を検出し、リチウムイオン電池の出力電圧が放電終止電圧Ｖ_Ｄ以下に降下するとき、定電圧出力をオフにし、そして、リチウムイオン電池の充電後の出力電圧がＶ_Ｄ＋ΔＶ_２より高いとき、第４の制御条件に基づいて定電圧出力を回復し、ただし、ΔＶ_２は、所定のリチウムイオン電池の放電終止電圧の検出限界のヒステリシス電圧である第５の制御条件と、
ユニバーサル充電池に対する充電過程において、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路によりリチウムイオン電池の温度を検出し、リチウムイオン電池の温度が充電上限温度Ｔ_ＣＨに上昇するとき、リチウムイオン電池に対する充電を停止し、そして、リチウムイオン電池の温度が降下してＴ_ＣＨ−ΔＴ_１より低いとき、再び充電を回復し、ただし、Ｔ_ＣＨは、所定のリチウムイオン電池の充電上限温度であり、ΔＴ_１は、所定のＴ_ＣＨ検出閾値のヒステリシス電圧に対応するヒステリシス温度である第６の制御条件と、
ユニバーサル充電池の放電過程において、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路によりリチウムイオン電池の温度を検出し、リチウムイオン電池の温度が放電上限温度Ｔ_ＤＨに上昇するとき、定電圧出力を停止し、そして、リチウムイオン電池の温度が降下してＴ_ＤＨ−ΔＴ_２より低いとき、再び定電圧出力を回復し、ただし、Ｔ_ＤＨは、所定のリチウムイオン電池の放電上限温度であり、ΔＴ_２は、所定のＴ_ＤＨ検出閾値のヒステリシス電圧に対応するヒステリシス温度である第７の制御条件と、を含み、
第１の制御条件によって充電電源がユニバーサル充電池に接続され、且つ第６の制御条件によってリチウムイオン電池に対する充電を許可するとき、第２の制御条件によってリチウムイオン電池に対して充電を行い、第６の制御条件によってリチウムイオン電池に対する充電を許可しないとき、リチウムイオン電池に対する充電を停止し、
第３の制御条件によってユニバーサル充電池が充電電源から切られ、且つ第５の制御条件及び第７の制御条件のいずれもリチウムイオン電池の放電出力を許可するとき、第４の制御条件によってリチウムイオン電池の出力電力を降圧させて定電圧出力を行い、第５の制御条件又は第７の制御条件のいずれか一方によってリチウムイオン電池の放電出力を許可しないとき、定電圧出力をオフにする。

本発明に係るリチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池は、定電圧出力が１．５Ｖであり、リチウムイオン電池が低電力であるとき、定電圧出力が１．１Ｖであり、コンピュータＵＳＢインターフェース、又はユニバーサルリチウムイオン電池の充電アダプタで充電を行うことができ、その外形サイズ及び放電性能がＧＢ／Ｔ ８８９７．２−２０１３及びＩＥＣ ６００８６−２技術規格に合致するため、従来のユニバーサル一次電池及びニッケル水素充電池を直接に代替でき、その充放電コントローラの構造及び組み立てプロセスが簡単になるため、自動化生産及び組み立てに有利であり、充放電コントローラハウジングをリチウムイオン電池負極としてリチウムイオン電池の充放電制御回路に接続する電極構造によれば、充放電コントローラの内部空間を大幅に節約することができ、充放電コントローラのシーリングを妨げる可動部品を取り除くことができるため、充放電コントローラの防水密封を実現でき、これによって、湿気及び浸水後の回路失効の問題を防止でき、また、ユニバーサル充電池の蓄電容量を大きくすることに有利であり、生産コストを降下でき、そして、充放電コントローラにリチウムイオン電池の充放電制御回路が設けられるため、リチウムイオン電池の充放電過程の制御及び保護を実現するとともに、リチウムイオン電池のサイクル寿命及び安全性を向上することができる。本発明に係るリチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池の制御方法は、リチウムイオン電池に必要な充放電動作の技術条件に基づいて、リチウムイオン電池の充放電制御回路を設けることで、リチウムイオン電池の充放電過程に対して制御及び保護を行うことができ、これによって、リチウムイオン電池の充放電過程の充電モード、充電倍率、過充電、過放電、放電倍率及び充放電過熱に対して制御及び保護を行うことを実現でき、リチウムイオン電池のサイクル寿命及び安全性を向上するとともに、ユニバーサル充電池の定電圧出力が１．５Ｖであること及びリチウムイオン電池が低電力であるときの定電圧出力が１．１Ｖであることを実現することができ、コンピュータＵＳＢインターフェース、又はユニバーサルリチウムイオン電池の充電アダプタでユニバーサル充電池に対して充電することを実現でき、ユニバーサル充電池の外形サイズ及び放電性能がＧＢ／Ｔ ８８９７．２−２０１３及びＩＥＣ ６００８６−２技術規格に合致することを実現でき、これによって、従来のユニバーサル一次電池及びニッケル水素充電池を直接に代替できるとともに、サイクル充放電、放電過程の出力電圧の安定及び環境保護性などの方面で従来のユニバーサル一次電池より優れ、公称出力電圧が１．５Ｖであり、放電過程出力電圧が安定になり、充電時間が短い、メモリ効果がなし、サイクル寿命が長いなどの方面で従来のニッケル水素充電池より優れ、これによって、ユニバーサル充電池の性能を全面的に向上することができる。

なお、本発明の特徴及び技術内容に対してさらに了解するために、以下の本発明に関する詳細な説明及び図面を参照し、図面及び実施例に示すパラメータは参考及び説明に用いるものにすぎず、本発明を限定するものではない。

以下、図面を参照しながら、本発明の具体的な実施形態に対して詳細に説明することで、本発明の技術手段及び他の効果が明らかになる。

リチウムイオン電池で構成されるＲ６充電池の組み立て後の充電池正極端の構造を示す概略図である。 リチウムイオン電池で構成されるＲ６充電池の組み立て後の充電池負極端の構造を示す概略図である。 リチウムイオン電池で構成されるＲ６充電池に用いられるハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池の正極端の構造を示す概略図である。 リチウムイオン電池で構成されるＲ６充電池に用いられるハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池の負極端の構造を示す概略図である。 ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池で構成されるＲ６充電池が組み立てられた状態で、パッケージハウジングを軸線に沿って切断した内部組み立て構造を示す概略図である。 ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池で構成されるＲ６充電池の組み立てられた後の分解構造図である。 Ｒ６充電池に用いられる充放電コントローラの正極端蓋の一端の構造を示す概略図である。 Ｒ６充電池に用いられる充放電コントローラのリチウムイオン電池正極が接続する一端の構造を示す概略図である。 Ｒ６充電池に用いられる充放電コントローラが組み立てられた後、充放電コントローラハウジング、充放電コントローラリテーナー及び正極端蓋を軸線に沿って切断した内部組み立て構造の概略図である。 Ｒ６充電池に用いられる充放電コントローラが組み立てられた後の分解構造図である。 Ｒ６充電池に用いられる充放電コントローラにおけるＰＣＢ溶接体の正極端蓋の一端の構造を示す概略図である。 Ｒ６充電池に用いられる充放電コントローラにおけるＰＣＢ溶接体のリチウムイオン電池正極が接続する一端の構造を示す概略図である。 Ｒ６充電池に用いられる充放電コントローラにおけるＰＣＢ溶接体の分解構造図である。 リチウムイオン電池で構成されるＲ０３充電池が組み立てられた後の充電池正極端の構造を示す概略図である。 リチウムイオン電池で構成されるＲ０３充電池が組み立てられた後の充電池負極端の構造を示す概略図である。 リチウムイオン電池で構成されるＲ０３充電池に用いられる、ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池の正極端の構造を示す概略図である。 リチウムイオン電池で構成されるＲ０３充電池に用いられる、ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池の負極端の構造を示す概略図である。 ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池で構成されるＲ０３充電池が組み立てられた後、パッケージハウジングを軸線に沿って切断した内部組み立て構造の概略図である。 ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池で構成されるＲ０３充電池が組み立てられた後の組み立て関係を示す分解構造図である。 Ｒ０３充電池に用いられる充放電コントローラの正極端蓋の一端の構造を示す概略図である。 Ｒ０３充電池に用いられる充放電コントローラのリチウムイオン電池正極が接続する一端の構造を示す概略図である。 Ｒ０３充電池に用いられる充放電コントローラが組み立てられた後、充放電コントローラハウジング、充放電コントローラリテーナー及び正極端蓋を軸線に沿って切断した内部組み立て構造の概略図である。 Ｒ０３充電池に用いられる充放電コントローラが組み立てられた後の分解構造図である。 Ｒ０３充電池に用いられる充放電コントローラにおけるＰＣＢ溶接体の正極端蓋の一端の構造を示す概略図である。 Ｒ０３充電池に用いられる充放電コントローラにおけるＰＣＢ溶接体のリチウムイオン電池正極が接続する一端の構造を示す概略図である。 Ｒ０３充電池に用いられる充放電コントローラにおけるＰＣＢ溶接体の分解構造図である。 リチウムイオン電池で構成されるＲ１充電池が組み立てられた後の充電池正極端の構造を示す概略図である。 リチウムイオン電池で構成されるＲ１充電池が組み立てられた後の充電池負極端の構造を示す概略図である。 リチウムイオン電池で構成されるＲ１充電池に用いられる、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池の正極端の構造を示す概略図である。 リチウムイオン電池で構成されるＲ１充電池に用いられる、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池の負極端の構造を示す概略図である。 ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池で構成されるＲ１充電池が組み立てられた後、パッケージハウジングを軸線に沿って切断した内部組み立て構造の概略図である。 ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池で構成されるＲ１充電池が組み立てられた後の分解構造図である。 Ｒ１充電池に用いられる充放電コントローラの正極端蓋の一端の構造を示す概略図である。 Ｒ１充電池に用いられる充放電コントローラのリチウムイオン電池正極が接続する一端の構造を示す概略図である。 Ｒ１充電池に用いられる充放電コントローラが組み立てられた後、充放電コントローラハウジング、充放電コントローラリテーナー及び正極端蓋を軸線に沿って切断した内部組み立て構造の概略図である。 Ｒ１充電池に用いられる充放電コントローラが組み立てられた後の分解構造図である。 Ｒ１充電池に用いられる充放電コントローラにおけるＰＣＢ溶接体の正極端蓋の一端の構造を示す概略図である。 Ｒ１充電池に用いられる充放電コントローラにおけるＰＣＢ溶接体のリチウムイオン電池正極が接続する一端の構造を示す概略図である。 Ｒ１充電池に用いられる充放電コントローラにおけるＰＣＢ溶接体の分解構造図である。 リチウムイオン電池で構成されるＲ８Ｄ４２５充電池が組み立てられた後の充電池正極端の構造を示す概略図である。 リチウムイオン電池で構成されるＲ８Ｄ４２５充電池が組み立てられた後の充電池負極端の構造を示す概略図である。 リチウムイオン電池で構成されるＲ８Ｄ４２５充電池に用いられるソフトパッケージ単体リチウムイオン電池正極端の構造を示す概略図である。 リチウムイオン電池で構成されるＲ８Ｄ４２５充電池に用いられるソフトパッケージ単体リチウムイオン電池負極端の構造を示す概略図である。 ソフトパッケージ単体リチウムイオン電池で構成されるＲ８Ｄ４２５充電池が組み立てられた後、パッケージハウジングを軸線に沿って切断した内部組み立て構造の概略図である。 ソフトパッケージ単体リチウムイオン電池で構成されるＲ８Ｄ４２５充電池が組み立てられた後の分解構造図である。 Ｒ８Ｄ４２５充電池に用いられる充放電コントローラの正極端蓋の一端の構造を示す概略図である。 Ｒ８Ｄ４２５充電池に用いられる充放電コントローラのリチウムイオン電池正極が接続する一端の構造を示す概略図である。 Ｒ８Ｄ４２５充電池に用いられる充放電コントローラが組み立てられた後、充放電コントローラハウジング、充放電コントローラリテーナー及び正極端蓋を軸線に沿って切断した内部組み立て構造の概略図である。 Ｒ８Ｄ４２５充電池に用いられる充放電コントローラが組み立てられた後の分解構造図である。 Ｒ８Ｄ４２５充電池に用いられる充放電コントローラにおけるＰＣＢ溶接体の正極端蓋の一端の構造を示す概略図である。 Ｒ８Ｄ４２５充電池に用いられる充放電コントローラにおけるＰＣＢ溶接体のリチウムイオン電池正極が接続する一端の構造を示す概略図である。 Ｒ８Ｄ４２５充電池に用いられる充放電コントローラにおけるＰＣＢ溶接体の分解構造図である。 本発明におけるＲ６充電池の充電結線原理を示す概略図である。 本発明充電池における、モノリシック集積型充電池制御チップで充電池の、リチウムイオン電池の充放電制御回路を構成する電気原理を示す概略図である。 充電池がコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）電池及びリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）電池を採用する、放電過程の電圧グラフと充電池の放電過程の電圧グラフとを対比する概略図である。

以下、本発明の好ましい実施例及びその図面を結合して，本発明が採用する技術手段及びその効果をさら詳細に説明する。

本発明は、パッケージハウジングを含み、前記パッケージハウジング内に充放電コントローラ、正極圧接シート、リチウムイオン電池、及び負極端蓋がこの順で圧合して組み立てられ、前記充放電コントローラの一端には、ユニバーサル充電池の正極としての正極接点がパッケージハウジングから露出される正極端蓋が設けられ、前記負極端蓋の一端には、パッケージハウジングから露出されるユニバーサル充電池の負極としての負極接点が設けられる、リチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池を提供する。

図７〜図１３、図２０〜図２６、図３３〜図３９、図４６〜図５２及び図５４を参照すると、前記充放電コントローラ５５０（７５０、８５０、９５０）は、充放電コントローラハウジング５５１（７５１、８５１、９５１）と、充放電コントローラハウジング５５１（７５１、８５１、９５１）内に設けられる、リチウムイオン電池の充放電制御回路が溶接された充放電制御回路溶接体５６０（７６０、８６０、９６０）、充放電コントローラリテーナー５５２（７５２、８５２、９５２）、及び絶縁シート５６３（７６３、８６３、９６３）とを含む。

具体的に、前記充放電コントローラ５５０の構造は、Ｒ６充電池の技術条件を満足し、前記充放電コントローラ７５０の構造は、Ｒ０３充電池の技術条件を満足し、前記充放電コントローラ８５０の構造は、Ｒ１充電池の技術条件を満足し、前記充放電コントローラ９５０の構造は、Ｒ８Ｄ４２５充電池の技術条件を満足する。

前記充放電コントローラは、充放電コントローラハウジング内に、充放電コントローラリテーナー、充放電制御回路溶接体、絶縁シートを組み立てるとともに、充放電コントローラハウジングをヘミングし、そして、充放電コントローラハウジングのフリルをＰＣＢ２回路基板のリチウムイオン電池の充放電制御回路のＶ−端の銅ボンド部位に溶接して構成され、前記充放電制御回路溶接体に溶接されるリチウムイオン電池の充放電制御回路は、リチウムイオン電池の充放電制御回路の部品が溶接されたＰＣＢ１回路基板及びＰＣＢ２回路基板を接続ピンを介して一体に溶接するとともに、正極端蓋をＰＣＢ１回路基板に溶接し、正極圧接シートをＰＣＢ２回路基板に溶接して構成され、前記接続ピンは、高熱伝導率、高導電性能を有する金属材料で製造される。

前記充放電制御回路溶接体５６０（７６０、８６０、９６０）の組み立てステップは、ＰＣＢ１回路基板５７１（７７１、８７１、９７１）の両面にサーミスタＲｔ以外のリチウムイオン電池の充放電制御回路の部品を溶接して、ＰＣＢ１溶接体５７０（７７０、８７０、９７０）を構成するステップ１と、ＰＣＢ２回路基板５８１（７８１、８８１、９８１）の正面にサーミスタＲｔを溶接して、ＰＣＢ２溶接体５８０（７８０、８８０、９８０）を構成するステップ２と、板間接続ピン５６２（７６２、８６２、９６２）によってＰＣＢ１溶接体５７０（７７０、８７０、９７０）及びＰＣＢ２溶接体５８０（７８０、８８０、９８０）を溶接して接続するステップ３と、ＰＣＢ１回路基板５７１（７７１、８７１、９７１）のリチウムイオン電池の充放電制御回路のＶ＋端の銅ボンド部位に、正極端蓋５０１（７０１、８０１、９０１）を溶接するステップ４と、ＰＣＢ２回路基板５８１（７８１、８８１、９８１）の背面のリチウムイオン電池の充放電制御回路の節点Ｊｂ＋の銅ボンド部位に、正極圧接シート５６１（７６１、８６１、９６１）を溶接して、充放電制御回路溶接体５６０（７６０、８６０、９６０）を構成するステップ５と、を含む。

前記充放電コントローラ５５０（７５０、８５０、９５０）の組み立てステップは、充放電コントローラリテーナー５５２（７５２、８５２、９５２）を充放電コントローラハウジング５５１（７５１、８５１、９５１）内に装入するステップ１と、充放電制御回路溶接体５６０（７６０、８６０、９６０）及び絶縁シート５６３（７６３、８６３、９６３）を充放電コントローラリテーナー５５２（７５２、８５２、９５２）内に装入するステップ２と、ヘミング機により充放電コントローラハウジング５５１（７５１、８５１、９５１）をヘミングするステップ３と、ＰＣＢ２回路基板５８１（７８１、８８１、９８１）のリチウムイオン電池の充放電制御回路Ｖ−端の銅ボンド部位、及び充放電コントローラハウジング５５１（７５１、８５１、９５１）がヘミングされた後のフリルを溶接するステップ４と、ＰＣＢ２回路基板５８１（７８１、８８１、９８１）の注入孔を介してパッケージ用接着剤を注入し、パッケージ用接着剤が固化されて充放電コントローラ５５０（７５０、８５０、９５０）を構成するステップ５と、を含む。組み立てが終わった充放電コントローラ５５０（７５０、８５０、９５０）は、充放電コントローラハウジング５５１（７５１、８５１、９５１）がリチウムイオン電池の充放電制御回路Ｖ−端に接続される接続電極になり、正極端蓋５０１（７０１、８０１、９０１）がリチウムイオン電池の充放電制御回路のＶ＋端に接続される接続電極になり、正極圧接シート５６１（７６１、８６１、９６１）がリチウムイオン電池の充放電制御回路の節点Ｊｂ＋（図５４に示すように）に接続される接続電極になる。

充放電制御回路溶接体５６０（７６０、８６０、９６０）の取り付け用の前記充放電コントローラリテーナー５５２（７５２、８５２、９５２）は、光伝導型絶縁材料で製造され、ユニバーサル充電池の充電状態を表示するように、前記ユニバーサル充電池の充電状態を表示するための発光ダイオードＤ１が発光する光信号をユニバーサル充電池の外部に伝導する。

前記リチウムイオン電池は、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池、ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池、又はソフトパッケージ単体リチウムイオン電池を選用する。

単体リチウムイオン電池でユニバーサル充電池を組み立てるステップは、スポット溶接機により負極端蓋をリチウムイオン電池の負極に溶接するステップ１と、充放電コントローラ、単体リチウムイオン電池及び負極端蓋を軸方向に沿ってパッケージハウジングに装入するとともに、ヘミング機の絶縁位置決めツールに入れて圧合固定された後、パッケージハウジングをヘミングしてユニバーサル充電池の組み立てを完成するステップ２と、組み立てが終わったユニバーサル充電池のパッケージハウジングに対して絶縁材料及び外装材料で被覆や塗布してユニバーサル充電池の完成品を構成するステップ３と、を含む。このような組み立て方法を採用する実施例は、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池で構成されるＲ６充電池と、ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池で構成されるＲ０３充電池と、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池で構成されるＲ１充電池とが含まれる。

本発明において、前記正極端蓋、パッケージハウジング、負極端蓋、充放電コントローラハウジング及び接続ピンは、いずれも高熱伝導率、高導電性能を有する金属材料で製造され、表面に対して導電性酸化防止処理が実施される。前記パッケージハウジングの成型プロセスは、プレキャスト薄肉パイプによる成型、板材によるロール成型、又は板材によるリール成型であり、前記充放電コントローラハウジングの成型プロセスは、プレキャスト薄肉パイプによる成型、板材によるロール成型、又は板材によるリール成型である。前記正極圧接シートは、高弾性回復率、高熱伝導率及び高導電性能を有する金属材料で製造され、表面に対して導電性酸化防止処理が実施され、前記ＰＣＢ１回路基板及びＰＣＢ２回路基板は、高熱伝導率の絶縁材料で製造されるため、リチウムイオン電池及び部品が生成する熱量をパッケージハウジングに伝達して放熱できる。

組み立てが終わった前記ユニバーサル充電池の放熱原理は、リチウムイオン電池の充放電制御回路のパワー部品が生成する熱量がＰＣＢ１回路基板、ＰＣＢ２回路基板及び回路銅ボンド熱伝導構造、充放電コントローラハウジングを介して、ユニバーサル充電池のパッケージハウジングに伝達されて放熱することである。また、前記リチウムイオン電池が生成する熱量は、リチウムイオン電池の正極端において、正極圧接シート、ＰＣＢ回路基板（ＰＣＢ１及びＰＣＢ２）及び回路銅ボンド熱伝導構造、充放電コントローラハウジングを介して、ユニバーサル充電池のパッケージハウジングに伝達されて放熱し、リチウムイオン電池の負極端において、負極端蓋を介して、ユニバーサル充電池のパッケージハウジングに伝達されて放熱する。

前記充放電制御回路溶接体には、リチウムイオン電池の充放電制御回路が溶接され、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路は、それぞれ回路基板に溶接された、リチウムイオン電池の充電制御回路、リチウムイオン電池の検出回路、及びＤＣ−ＤＣ降圧型定電圧放電回路を含み、前記回路基板はそれぞれリチウムイオン電池、正極端蓋に電気的に接続され、前記回路基板は、さらに充放電コントローラハウジング及びパッケージハウジングを介して負極端蓋に電気的に接続される。本発明のユニバーサル充電池は、コンピュータＵＳＢインターフェースやユニバーサルリチウムイオン電池の充電アダプタで充電され、ユニバーサル充電池が充電電源に接続される場合、前記リチウムイオン電池の検出回路により接続される充電電圧を検出したとき、ＤＣ−ＤＣ降圧型定電圧放電回路を制御して定電圧出力をオフにするとともに、リチウムイオン電池の充電制御回路を制御してリチウムイオン電池に対する充電をオンする。

本発明に係るリチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池における、リチウムイオン電池の充放電制御回路は、充電電源に接続される充電状態、及び充電電源から切られる放電状態を有する。前記ユニバーサル充電池の充放電制御方法は、以下の制御条件を含む。

第１の制御条件：充電電源がユニバーサル充電池に接続されると、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路により充電電源の接続を検出したとき充電状態に入る。充電状態において、リチウムイオン電池の充放電制御回路により定電圧放電出力をオフにするとともに、リチウムイオン電池に対する充電を行う。

第２の制御条件：充電状態において、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路により前記リチウムイオン電池の出力電圧を検出するとともに、前記リチウムイオン電池の出力電圧の状態に基づいて、トリクル充電、定電流充電又は定電圧充電を選択して、リチウムイオン電池に対して充電を行い、充電過程において、前記リチウムイオン電池の充電制御回路により充電電源の最大許容出力電流を検出し、充電電源の最大許容出力電流が所定の充電電流値より小さいとき、充電電源の最大許容出力電流でリチウムイオン電池に対して充電を行う。定電圧充電状態での充電電流が所定のフル状態判定電流まで降下するとき、リチウムイオン電池に対する充電を停止する。

第３の制御条件：ユニバーサル充電池が充電電源から切られると、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路により充電電源からの切離を検出して、充電過程でフィルタコンデンサに貯蓄された余分な電気エネルギーを放出させて、ユニバーサル充電池の正負極の間の電圧を迅速に最大開放電圧以下に降下させて放電状態に入る。放電状態において、リチウムイオン電池の充放電制御回路により充電をオフにするとともに、定電圧放電をオンにして、第４の制御条件に基づいて定電圧出力を行う。

第４の制御条件：放電状態において、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路によりリチウムイオン電池の出力電圧を検出し、リチウムイオン電池の出力電圧が低電力電圧Ｖ_Ｌより高いとき、リチウムイオン電池の出力電圧を第１の出力電圧に降下させて定電圧出力を行い、リチウムイオン電池の出力電圧が放電終止電圧Ｖ_Ｄより高いが低電力電圧Ｖ_Ｌ以下になるとき、リチウムイオン電池の出力電圧を第２の出力電圧に降下させて定電圧出力を行い、そして、リチウムイオン電池の充電後の出力電圧がＶ_Ｌ＋ΔＶ_１より高いとき、第１の出力電圧に回復して定電圧出力を行う。ただし、Ｖ_Ｌは、電圧検出回路がユニバーサル充電池に用いられるリチウムイオン電池の電圧／容量特性に基づいて設定されるリチウムイオン電池の低電力電圧であり、ΔＶ_１は、電圧検出回路が設定するリチウムイオン電池の低電力電圧の検出閾値のヒステリシス電圧であり、Ｖ_Ｄは、電圧検出回路がユニバーサル充電池に用いられるリチウムイオン電池の放電特性に基づいて設定されるリチウムイオン電池の放電終止電圧である。

第５の制御条件：放電状態において、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路によりリチウムイオン電池の出力電圧を検出し、リチウムイオン電池の出力電圧が放電終止電圧Ｖ_Ｄ以下に降下するとき、定電圧出力をオフにし、そして、リチウムイオン電池の充電後の出力電圧がＶ_Ｄ＋ΔＶ_２より高いとき、第４の制御条件に基づいて定電圧出力に回復する。ただし、ΔＶ_２は、電圧検出回路が設定するリチウムイオン電池の放電終止電圧の検出限界のヒステリシス電圧である。

第６の制御条件：ユニバーサル充電池に対する充電過程において、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路によりリチウムイオン電池の温度を検出し、リチウムイオン電池の温度が充電上限温度Ｔ_ＣＨに上昇するとき、リチウムイオン電池に対する充電を停止し、そして、リチウムイオン電池の温度が降下して充電上限温度とヒステリシス温度との差（即ち、Ｔ_ＣＨ−ΔＴ_１）より低いとき、再び充電を回復する。ただし、Ｔ_ＣＨは、ユニバーサル充電池に用いられるリチウムイオン電池の充電技術条件に基づいて設定されるリチウムイオン電池の充電上限温度であり、ΔＴ_１は、サーミスタＲｔの電圧検出回路が設定するＴ_ＣＨ検出閾値のヒステリシス電圧に対応するヒステリシス温度である。

第７の制御条件：ユニバーサル充電池の放電過程において、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路によりリチウムイオン電池の温度を検出し、リチウムイオン電池の温度が放電上限温度Ｔ_ＤＨに上昇するとき、定電圧出力を停止し、そして、リチウムイオン電池の温度が降下して放電上限温度とヒステリシス温度との差（即ち、Ｔ_ＤＨ−ΔＴ_２）より低いとき、再び定電圧出力を回復する。ただし、Ｔ_ＤＨは、ユニバーサル充電池に用いられるリチウムイオン電池の放電技術条件に基づいて設定されるリチウムイオン電池の放電上限温度であり、ΔＴ_２は、サーミスタＲｔの電圧検出回路が設定するＴ_ＤＨ検出閾値のヒステリシス電圧に対応するヒステリシス温度である。

第１の制御条件によって充電電源がユニバーサル充電池に接続され、且つ第６の制御条件によってリチウムイオン電池に対する充電を許可するとき、第２の制御条件によってリチウムイオン電池に対して充電を行い、第６の制御条件によってリチウムイオン電池に対する充電を許可しないとき、リチウムイオン電池に対する充電を停止する。

第３の制御条件によってユニバーサル充電池が充電電源から切られ、且つ第５の制御条件及び第７の制御条件のいずれもリチウムイオン電池の放電出力を許可するとき、第４の制御条件によってリチウムイオン電池の出力電力を降圧させて定電圧出力を行い、第５の制御条件又は第７の制御条件のいずれか一方によってリチウムイオン電池の放電出力を許可しないとき、リチウムイオン電池の充放電制御回路が定電圧出力をオフにする。

ここで、本発明におけるユニバーサル充電池の第１の出力電圧は、１．３５Ｖ〜１．７２５Ｖの任意の電圧値であってもよい、第２の出力電圧は、０．９Ｖ〜１．３５Ｖの任意の電圧値であってもよい、前記最大開放電圧は、１．５Ｖ〜１．７２５Ｖの任意の電圧値であってもよい、好ましくは、前記第１の出力電圧が１．５Ｖであり、前記第２の出力電圧が１．１Ｖであり、前記最大開放電圧が１．６５Ｖである。

図５４を参照すると、前記リチウムイオン電池の充放電制御回路は、リチウムイオン電池ＬＩＢ、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１、負温度係数サーミスタＲｔ、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２、第３の抵抗Ｒ３、第４の抵抗Ｒ４、第５の抵抗Ｒ５、発光ダイオードＤ１、第１のコンデンサーＣ１、第２のコンデンサーＣ２、インダクタンスＬ１を含み、ここで、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１、発光ダイオードＤ１、第３の抵抗Ｒ３、第４の抵抗Ｒ４、第１のコンデンサーＣ１、第２のコンデンサーＣ２でリチウムイオン電池の充電制御回路が構成され、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２、第５の抵抗Ｒ５、負温度係数サーミスタＲｔでリチウムイオン電池の検出回路が構成され、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１、インダクタンスＬ１、第１のコンデンサーＣ１、第２のコンデンサーＣ２でＤＣ−ＤＣ降圧型定電圧放電回路が構成される。前記リチウムイオン電池ＬＩＢの正極は節点Ｊｂ＋に接続され、リチウムイオン電池ＬＩＢの負極はリチウムイオン電池の充放電制御回路のＶ−端に接続される。モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の充電電源接続端子ＶＣＣはリチウムイオン電池の充放電制御回路のＶ＋端に接続され、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１のリチウムイオン電池の接続端子ＢＡＴはリチウムイオン電池ＬＩＢの正極に接続され、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の電源接地端子ＧＮＤはリチウムイオン電池ＬＩＢの負極及びリチウムイオン電池の充放電制御回路のＶ−端に接続され、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の充電状態出力端子ＬＤＤは発光ダイオードＤ１の陰極に接続され、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の温度検出設置端子ＤＴＣＳは節点Ｐ１でそれぞれ第１の抵抗Ｒ１及び第２の抵抗Ｒ２に接続され、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１のＮＴＣ電圧検出端子ＮＴＣは分圧点Ｐ２でそれぞれ第２の抵抗Ｒ２及び負温度係数サーミスタＲｔに接続され、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の充電電流設置端子ＩＢＳＥＴは第４の抵抗Ｒ４の一端に接続され、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の余分電力放出端子ＤＥＣＯは第５の抵抗Ｒ５の一端に接続され、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の放電電流設置端子ＩＯＳＥＴはモノリシック集積型充電池制御チップＵ１のリチウムイオン電池の接続端子ＢＡＴ又はモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の電源接地端子ＧＮＤに接続され、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の変調出力端子ＳＷはインダクタンスＬ１の一端に接続される。前記負温度係数サーミスタＲｔはリチウムイオン電池ＬＩＢの温度をセンシングする負温度係数サーミスタであり、負温度係数サーミスタＲｔの一端は分圧点Ｐ２でそれぞれ第２の抵抗Ｒ２及びモノリシック集積型充電池制御チップＵ１のＮＴＣ電圧検出端子ＮＴＣに接続され、他端はモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の電源接地端子ＧＮＤに接続され、負温度係数サーミスタＲｔの本体絶縁部分はリチウムイオン電池ＬＩＢの出力電極に接続する熱伝導回路構造に近づけるように設置される。前記第１の抵抗Ｒ１は分圧点Ｐ２の上バイアス分圧抵抗であり、第１の抵抗Ｒ１の一端はリチウムイオン電池ＬＩＢの正極に接続され、他端は節点Ｐ１でそれぞれ第２の抵抗Ｒ２及びモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の温度検出設置端子ＤＴＣＳに接続される。前記第２の抵抗Ｒ２は分圧点Ｐ２の上バイアス分圧抵抗であり、第２の抵抗Ｒ２の一端は節点Ｐ１でそれぞれ第１の抵抗Ｒ１及びモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の温度検出設置端子ＤＴＣＳに接続され、他端は分圧点Ｐ２でそれぞれ負温度係数サーミスタＲｔ及びモノリシック集積型充電池制御チップＵ１のＮＴＣ電圧検出端子ＮＴＣに接続される。前記第３の抵抗Ｒ３は発光ダイオードＤ１の電流制限抵抗であり、第３の抵抗Ｒ３の一端はリチウムイオン電池の充放電制御回路のＶ＋端に接続され、他端は発光ダイオードＤ１の陽極に接続される。前記第４の抵抗Ｒ４はモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の充電電流設置抵抗であり、第４の抵抗Ｒ４の一端はモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の充電電流設置端子ＩＢＳＥＴに接続され、他端はモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の電源接地端子ＧＮＤに接続される。前記第５の抵抗Ｒ５は第２のコンデンサーＣ２の充電余分電力放出電流制限抵抗であり、第５の抵抗Ｒ５の一端はモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の余分電力放出端子ＤＥＣＯに接続され、他端は第２のコンデンサーＣ２の正極に接続される。前記発光ダイオードＤ１はモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の充電動作状態を表示する発光ダイオードであり、発光ダイオードＤ１の陽極は第３の抵抗Ｒ３の他端に接続され、発光ダイオードＤ１の陰極はモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の充電状態出力端子ＬＤＤに接続される。前記第１のコンデンサーＣ１はモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の充電出力フィルタコンデンサ及び放電出力フィルタ・補償コンデンサーであり、第１のコンデンサーＣ１の正極はモノリシック集積型充電池制御チップＵ１のリチウムイオン電池の接続端子ＢＡＴに接続され、第１のコンデンサーＣ１の負極はモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の電源接地端子ＧＮＤに接続される。前記第２のコンデンサーＣ２はモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の充電入力フィルタコンデンサ及び放電出力フィルタ・補償コンデンサーであり、第２のコンデンサーＣ２の正極はそれぞれインダクタンスＬ１の他端、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の充電電源接続端子Ｖｃｃ及びリチウムイオン電池の充放電制御回路のＶ＋端に接続され、第２のコンデンサーＣ２の負極はモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の電源接地端子ＧＮＤに接続される。前記インダクタンスＬ１はモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の出力フィルタ・補償インダクタンスであり、インダクタンスＬ１の一端はモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の変調出力端子ＳＷに接続され、他端は第２のコンデンサーＣ２の正極及びリチウムイオン電池の充放電制御回路のＶ＋端に接続される。前記モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の型番は、深せん市麦格松電気科技有限会社（ＳｈｅｎＺｈｅｎ Ｍｉｇｉｓｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏ．，Ｌｔｄ）のＭＧＳ４５２０ＡやＭＧＳ４５２０ＢやＭＧＳ４５２０Ｃであり、その主制御パラメータは、入力電圧が２．２５Ｖ〜６Ｖであり、充電上限電圧Ｖ_Ｈの場合、ＭＧＳ４５２０Ａが４．２Ｖであり、ＭＧＳ４５２０Ｂが３．６５Ｖであり、ＭＧＳ４５２０Ｃが４．３５Ｖであり、定電流状態での充電電流（Ｉ_ＣＨＧ）が５００ｍＡであり、フル判定電流がＩ_ＣＨＧ／１０であり、ＮＴＣ電圧検出閾値が０．３Ｖ_ＬＩＢであり、放電終止電圧Ｖ_Ｄの場合、ＭＧＳ４５２０Ａが３．０Ｖであり、ＭＧＳ４５２０Ｂが２．５Ｖであり、ＭＧＳ４５２０Ｃが３．０Ｖであり、放電低電力電圧Ｖ_Ｌの場合、ＭＧＳ４５２０Ａが３．４Ｖであり、ＭＧＳ４５２０Ｂが３．１Ｖであり、ＭＧＳ４５２０Ｃが３．４Ｖであり、余分電力放出閾値が１．６５Ｖであり、定電圧出力電圧が１．５Ｖ（Ｖ_ＬＩＢ≦Ｖ_Ｌになるとき、１．１Ｖである）であり、最大定電圧出力電流が２Ａ（Ｉ_ＯＳＥＴ端子がＧＮＤに接続するとき、１．０Ａである）である。

前記リチウムイオン電池の充放電制御回路のそれぞれの動作状態に対する具体的な制御方法は、以下の通りである。

充放電モード切替制御方法：ユニバーサル充電池が充電電源に接続しない状態において、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の充電電源接続端子Ｖｃｃの電圧が４Ｖより小さく、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１が充電をオフにして定電圧放電出力をオンにし、ユニバーサル充電池が定電圧放電状態に入る。充電電源が接続されると、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の充電電源接続端子Ｖｃｃの電圧が４Ｖより高く、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１が定電圧放電出力をオフにし、リチウムイオン電池ＬＩＢに対する充電をオンにし、ユニバーサル充電池が充電状態に入り、充電電源が切断されると、放電状態に切り替えられて放電出力を回復する。なお、充電電源から切られて、ユニバーサル充電池が充電状態から放電状態に切り替えるとき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の余分電力放出端子ＤＥＣＯの出力が低レベルであり、充電において第２のコンデンサーＣ２に充電される余分な電気エネルギーが第５の抵抗Ｒ５により制限放出され、これによって、ユニバーサル充電池の無負荷電圧が迅速に最大開放電圧まで降下され、第２のコンデンサーＣ２の電圧が最大開放電圧以下に降下すると、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の余分電力放出端子ＤＥＣＯの出力がハイインピーダンスに切り替えられる。

充電過程の制御方法：充電電源がユニバーサル充電池に接続される場合、充電電源の正極がユニバーサル充電池の正極Ｖ＋に接続され、充電電源の負極がユニバーサル充電池の負極Ｖ−に接続される。ユニバーサル充電池の正極Ｖ＋がリチウムイオン電池の充放電制御回路のＶ＋端であり、ユニバーサル充電池の負極Ｖ−がリチウムイオン電池の充放電制御回路のＶ−端であるため、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の充電電源入力端子Ｖｃｃが充電電源の正極に接続され、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の電源接地端子ＧＮＤが充電電源の負極に接続されることに相当し、この場合、リチウムイオン電池ＬＩＢの温度がＴ_ＣＨより低いと、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１はリチウムイオン電池ＬＩＢに対する充電をオンにし、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１はリチウムイオン電池の接続端子ＢＡＴを介してリチウムイオン電池ＬＩＢの出力電圧Ｖ_ＬＩＢを検出し、Ｖ_ＬＩＢの状態に基づいてリチウムイオン電池の接続端子ＢＡＴの出力によってリチウムイオン電池ＬＩＢに対して充電を行う。リチウムイオン電池ＬＩＢの出力電圧Ｖ_ＬＩＢがチウムイオン電池ＬＩＢの放電終止電圧Ｖ_Ｄ以下（Ｖ_ＬＩＢ≦Ｖ_Ｄ）になるとき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１はリチウムイオン電池ＬＩＢに対してトリクル充電を行い、リチウムイオン電池ＬＩＢの出力電圧Ｖ_ＬＩＢがリチウムイオン電池ＬＩＢの放電終止電圧Ｖ_Ｄより大きいがリチウムイオン電池ＬＩＢの充電上限電圧Ｖ_Ｈより小さい（Ｖ_Ｄ＜Ｖ_ＬＩＢ＜Ｖ_Ｈ）とき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１はＩ_ＣＨＧでリチウムイオン電池ＬＩＢに対して定電流充電を行い、リチウムイオン電池ＬＩＢの出力電圧Ｖ_ＬＩＢがリチウムイオン電池ＬＩＢの充電上限電圧Ｖ_Ｈに等しい（Ｖ_ＬＩＢ＝Ｖ_Ｈ）とき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１は充電上限電圧Ｖ_Ｈでリチウムイオン電池ＬＩＢに対して定電圧充電を行い、充電電流がＩ_ＣＨＧ／１０に降下した後、充電を停止する。充電過程において、発光ダイオードＤ１が充電電源によって給電され、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１によって充電状態出力端子ＬＤＤを介して充電過程の動作状態を駆動表示する。

充電電流の制御方法：モノリシック集積型充電池制御チップＵ１がリチウムイオン電池ＬＩＢに対する充電する定電流状態での最大充電電流は、第４の抵抗Ｒ４の抵抗値によって設定される。即ち、Ｒ４＝１０００Ｖ／Ｉ_ＣＨＧ（Ｉ_ＣＨＧは、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１が定電流充電状態で出力する最大充電電流である）、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１のリチウムイオン電池ＬＩＢに対するフル状態判定電流は、Ｉ_ＣＨＧ／１０である。

充電電源の出力電流の適応制御方法：モノリシック集積型充電池制御チップＵ１は、充電電源接続端子Ｖｃｃを介して充電電源の無負荷状態での出力電圧及び線形負荷状態での出力電圧の電圧降下の振幅値を検出し、充電電源の出力許容最大電流を判定する。充電電源の出力許容最大電流がＩ_ＣＨＧより小さいとき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１は、充電電源の出力許容最大電流を限流値として、リチウムイオン電池ＬＩＢに対して充電を行う。

定電圧出力電圧の制御方法：ユニバーサル充電池が充電電源に接続しない放電状態において、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１は、リチウムイオン電池の接続端子ＢＡＴを介してリチウムイオン電池ＬＩＢの出力電圧Ｖ_ＬＩＢを検出し、リチウムイオン電池ＬＩＢの出力電圧Ｖ_ＬＩＢが低電力電圧より高い（Ｖ_ＬＩＢ＞Ｖ_Ｌ）とき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１はリチウムイオン電池ＬＩＢの出力電圧を１．５Ｖに降下して定電圧出力を行う。リチウムイオン電池ＬＩＢの出力電圧Ｖ_ＬＩＢが低電力電圧以下になる（Ｖ_ＬＩＢ≦Ｖ_Ｌ）とき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１は、リチウムイオン電池ＬＩＢの出力電圧を１．１Ｖに降下して定電圧出力を行う。モノリシック集積型充電池制御チップＵ１がリチウムイオン電池ＬＩＢの低電力電圧Ｖ_Ｌに対する検出判定値は、多点サンプリングの平均値であり、そのサンプリング周波数はリチウムイオン電池ＬＩＢの出力電圧変化率に正比例し、その検出閾値のヒステリシス電圧がΔＶ_１である。従って、リチウムイオン電池ＬＩＢの充電後の電圧Ｖ_ＬＩＢがＶ_Ｌ＋ΔＶ_１以上に上昇すると、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１は１．５Ｖの定電圧出力を回復する。

過放電保護の方法：ユニバーサル充電池が充電電源に接続しない放電状態において、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１は、リチウムイオン電池の接続端子ＢＡＴを介してリチウムイオン電池ＬＩＢの出力電圧Ｖ_ＬＩＢを検出し、リチウムイオン電池ＬＩＢの出力電圧Ｖ_ＬＩＢが放電終止電圧により高い（Ｖ_ＬＩＢ＞Ｖ_Ｄ）とき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１は定電圧出力をオンにする。リチウムイオン電池ＬＩＢの出力電圧Ｖ_ＬＩＢが放電終止電圧以下になる（Ｖ_ＬＩＢ≦Ｖ_Ｄ）とき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１は定電圧出力をオフにする。モノリシック集積型充電池制御チップＵ１がリチウムイオン電池ＬＩＢの放電終止電圧Ｖ_Ｄに対する検出判定値は、多点サンプリングの平均値であり、そのサンプリング周波数はリチウムイオン電池ＬＩＢの出力電圧変化率が正比例し、その検出閾値のヒステリシス電圧がΔＶ_２である。従って、リチウムイオン電池ＬＩＢの充電後の出力電圧Ｖ_ＬＩＢがＶ_Ｄ＋ΔＶ_２以上に上昇すると、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１は定電圧出力を回復する。

出力過負荷又は短絡制御方法：モノリシック集積型充電池制御チップＵ１には、限流値の設定が可能な出力過負荷保護回路が設けられる。ユニバーサル充電池が出力過負荷又は短絡になるとき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１は、設定された最大出力電流Ｉ_ＬＩＭを限流値として定電圧出力を行う。モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の定電圧出力の限流値は、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の放電電流設置端子Ｉ_ＯＳＥＴの接続レベルの状態によって設定され、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の放電電流設置端子Ｉ_ＯＳＥＴがモノリシック集積型充電池制御チップＵ１のリチウムイオン電池の接続端子ＢＡＴに接続されるとき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の最大出力電流Ｉ_ＬＩＭが２Ａであり、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の放電電流設置端子Ｉ_ＯＳＥＴがモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の電源接地端子ＧＮＤに接続されるとき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の最大出力電流Ｉ_ＬＩＭが１Ａである。ユニバーサル充電池に用いられるリチウムイオン電池の放電倍率特性に基づいてモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の最大出力電流Ｉ_ＬＩＭを設定すると、ユニバーサル充電池が出力過負荷又は短絡になるとき、リチウムイオン電池ＬＩＢが高倍率で放電して損傷されることを避ける。

充電過熱保護の制御方法：モノリシック集積型充電池制御チップＵ１のＮＴＣ電圧検出端子ＮＴＣの限界電圧は０．３Ｖ_ＬＩＢであり、充電状態において、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の温度検出設置端子ＤＴＣＳの出力はハイインピーダンスであり、第１の抵抗Ｒ１、第２の抵抗Ｒ２、及び負温度係数サーミスタＲｔの抵抗値は、２．３３ＲＴ_ＣＨ＝Ｒ１＋Ｒ２（Ｒｔｃｈは、リチウムイオン電池温度がＴ_ＣＨであるときの負温度係数サーミスタＲｔの抵抗値である）という数式を満足することが必要である。リチウムイオン電池ＬＩＢの作動温度が設定された充電上限温度Ｔ_ＣＨより低いとき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１のＮＴＣ電圧検出端子ＮＴＣの電圧が０．３Ｖ_ＬＩＢより高くなり、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１はリチウムイオン電池ＬＩＢに対する充電をオンにする。リチウムイオン電池ＬＩＢの作動温度が充電上限温度Ｔ_ＣＨ以上に上昇すると、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１のＮＴＣ電圧検出端子ＮＴＣの電圧が０．３Ｖ_ＬＩＢ以下になり、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１はリチウムイオン電池ＬＩＢに対する充電をオフにする。モノリシック集積型充電池制御チップＵ１のＮＴＣ電圧検出閾値のヒステリシス電圧はΔＶ_Ｔであるため、リチウムイオン電池ＬＩＢの作動温度が降下して、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１のＮＴＣ電圧検出端子ＮＴＣの電圧を０．３Ｖ_ＬＩＢ＋ΔＶ_Ｔ以上に上昇させるとき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１はリチウムイオン電池ＬＩＢに対する充電を回復する。

放電過熱保護の制御方法：モノリシック集積型充電池制御チップＵ１のＮＴＣ電圧検出端子ＮＴＣの閾値電圧は０．３Ｖ_ＬＩＢであり、放電状態において、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の温度検出設置端子ＤＴＣＳはモノリシック集積型充電池制御チップＵ１のリチウムイオン電池の接続端子ＢＡＴに接続され、第２の抵抗Ｒ２及び負温度係数サーミスタＲｔの抵抗値は２．３３Ｒｔｄｈ＝Ｒ２（Ｒｔｄｈは、リチウムイオン電池温度がＴ_ＤＨであるときの負温度係数サーミスタＲｔの抵抗値である）という数式を満足する。リチウムイオン電池ＬＩＢの作動温度が放電上限温度Ｔ_ＤＨより低いとき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１のＮＴＣ電圧検出端子ＮＴＣの電圧が０．３Ｖ_ＬＩＢより高くなり、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１は定電圧出力をオンにする。リチウムイオン電池ＬＩＢの作動温度が放電上限温度Ｔ_ＤＨ以上に上昇すると、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１のＮＴＣ電圧検出端子ＮＴＣの電圧が０．３Ｖ_ＬＩＢ以下になり、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１は定電圧出力をオフにする。モノリシック集積型充電池制御チップＵ１のＮＴＣ電圧検出閾値のヒステリシス電圧はΔＶ_Ｔであるため、リチウムイオン電池ＬＩＢの放電停止後の作動温度が降下して、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１のＮＴＣ電圧検出端子ＮＴＣの電圧が０．３Ｖ_ＬＩＢ＋ΔＶ_Ｔ以上に上昇するとき、モノリシック集積型充電池制御チップＵ１は定電圧出力を回復する。
上記のＲ６充電池５００、Ｒ０３充電池７００、Ｒ１充電池８００及びＲ８Ｄ４２５充電池９００が、その型番に対応する外形サイズの技術規格及び充放電コントローラ構造の技術条件の下で、構成されるユニバーサル充電池の構造方法及び回路接続方法は、以下の通りである。

（１）ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池５１０を用いて構成されるＲ６充電池５００

図１〜図６を参照すると、Ｒ６充電池５００は、パッケージハウジング５０２と、パッケージハウジング５０２内にパッケージされる充放電コントローラ５５０、リチウムイオン電池５１０、及び負極端蓋５０３とを含む。Ｒ６充電池５００の正極端において、パッケージハウジング５０２から露出される正極端蓋５０１の突出構造がＲ６充電池５００の正極とし、正極端蓋５０１とパッケージハウジング５０２との間に、光伝導型絶縁材料で製造された充放電コントローラリテーナー５５２の導光フランジ構造がＲ６充電池５００の充電動作状態の発光表示体とし、Ｒ６充電池５００の負極端において、パッケージハウジング５０２から露出する負極端蓋５０３の突出構造がＲ６充電池５００の負極とする。
Ｒ６電池構造の技術規格及び充放電コントローラ５５０構造の技術条件の下で、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池５１０を用いて構成されるＲ６充電池５００の構造方法及び回路接続方法は、以下の通りである。

図３及び図４を参照すると、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池５１０の円筒形ハウジング本体及び底端は、単体リチウムイオン電池５１０の負極５１２であり、他端の凸蓋は、単体リチウムイオン電池５１０の正極５１１であり、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池５１０は、鋼材質のハウジング本体又は他の導電材料のハウジング本体によってパッケージされる、ハウジング本体が負極であるリチウムイオン電池であり、本実施例において、ユニバーサル充電池の蓄電容量を大きくすることを優先で考慮する条件の下で、前記ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池５１０はＲ１４４３０鋼材質のハウジングで９２０ｍＡｈの高エネルギーコバルト酸リチウム電池をパッケージして構成される。

図５４を参照すると、本実施例に係るリチウムイオン電池の充放電制御回路に用いられるモノリシック集積型充電池制御チップＵ１は、ＭＧＳ４５２０Ｃを採用し、その主制御パラメータは、充電入力電圧が４Ｖ〜６Ｖであり、充電上限電圧（Ｖ_Ｈ）が４．３５Ｖであり、最大充電出力電流が５００ｍＡ（Ｉ_ＣＨＧ）であり、フル状態判定電流がＩ_ＣＨＧ／１０であり、放電低電力電圧が３．４Ｖ（Ｖ_Ｌ）であり、放電終止電圧が３．０Ｖ（Ｖ_Ｄ）であり、最大定電圧出力電流が２Ａ（モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の放電電流設置端子Ｉ_ＯＳＥＴがモノリシック集積型充電池制御チップＵ１のリチウムイオン電池の接続端子ＢＡＴに接続する）である。これに基づいて、実現可能な本実施例に係るＲ６充電池の主制御パラメータは、充電入力電圧が５Ｖ±０．７Ｖであり、最大充電電流（Ｉ_ＣＨＧ）が３７０ｍＡ（リチウムイオン電池ＬＩＢの最大充電倍率がほぼ０．４Ｃである）に設計され、リチウムイオン電池ＬＩＢの充電上限温度Ｔ_ＣＨが４５℃に設計され、リチウムイオン電池ＬＩＢの放電上限温度Ｔ_ＤＨが５５℃に設計され、定電圧出力電圧が１．５Ｖであり、低電力定電圧出力電圧が１．１Ｖであり、最大定電圧出力電流が２Ａ（リチウムイオン電池ＬＩＢの最大放電倍率がほぼ１Ｃである）であり、蓄電容量がほぼ２２００ｍＡｈである。

図１〜図６及び図５４を参照すると、本実施例において、前記リチウムイオン電池ＬＩＢは、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池５１０であり、単体リチウムイオン電池５１０の正極５１１は、リチウムイオン電池ＬＩＢの正極であり、単体リチウムイオン電池５１０の負極５１２は、リチウムイオン電池ＬＩＢの負極である。ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池５１０を用いてＲ６充電池５００を組み立てるステップは、前述した組み立てステップに沿って直接に行うことができ、組み立てられた後の放熱原理は前述した放熱原理と同じであるため、ここで繰り返して説明しない。
図７〜図１３及び図５４を参照すると、前記Ｒ６充電池５００に用いられる充放電コントローラ５５０の組み立てステップは、前述した組み立てステップに沿って直接に行うことができるため、ここで繰り返して説明しない。組み立て後の回路接続関係は以下の通りである。

図１〜１３及び図５４を参照すると、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池５１０を用いて構成されるＲ６充電池５００の組み立て後の回路接続関係は、図５４におけるＶ＋に溶接される正極端蓋５０１をＲ６充電池５００の放電出力及び充電入力の正極とし、単体リチウムイオン電池５１０の正極５１１と図５４における節点Ｊｂ＋に溶接される正極圧接シートとが弾性圧接し、回路接続の意味から言うと、リチウムイオン電池５１０の正極５１１が図５４における節点Ｊｂ＋に接続することに相当し、パッケージハウジング５０２を介して図５４におけるＶ−に溶接される充放電コントローラハウジング５５１と単体リチウムイオン電池５１０の負極５１２に溶接される負極端蓋５０３とが圧合して回路接続を確立し、回路接続の意味から言うと、単体リチウムイオン電池５１０の負極５１２が負極端蓋５０３、充電池パッケージハウジング５０２及び充放電コントローラハウジング５５１を介して図５４におけるＶ−に接続し、負極端蓋５０３がＲ６充電池５００の放電出力及び充電入力の負極になることに相当する。

（２）ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池７２０を用いて構成されるＲ０３充電池７００

Ｒ０３電池構造の技術規格及び充放電コントローラ７５０構造の技術条件の下で、ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池７２０を用いて構成されるＲ０３充電池７００の構造方法及び回路接続方法は、以下の通りである。

図１４〜図１９を参照すると、Ｒ０３充電池７００は、パッケージハウジング７０２と、パッケージハウジング７０２内にパッケージされる充放電コントローラ７５０、ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池７２０、及び負極端蓋７０３とを含む。Ｒ０３充電池７００の正極端において、パッケージハウジング７０２から露出する正極端蓋７０１の突出構造がＲ０３充電池７００の正極とし、正極端蓋７０１とパッケージハウジング７０２との間に、光伝導型絶縁材料で製造される充放電コントローラリテーナー７５２の導光フランジ構造がＲ０３充電池７００の充電動作状態の発光表示体とする。Ｒ０３充電池７００の負極端において、パッケージハウジング７０２から露出する負極端蓋７０３の突出構造がＲ０３充電池７００の負極とする。

図１６及び図１７を参照すると、ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池７２０の円筒形ハウジング本体及び底端は、リチウムイオン電池７２０の正極７２１であり、他端の凸蓋は、リチウムイオン電池７２０の負極７２２であり、リチウムイオン電池７２０の円筒形ハウジング本体には、熱可塑性プラスチック絶縁膜７２３が被覆され、ハウジング本体熱可塑性プラスチック絶縁膜７２３はハウジング本体を被覆した後、底端のみがハウジング本体の一部の底部を露出させてリチウムイオン電池７２０の正極７２１とし、ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池７２０は、アルミ材のハウジング本体又は他の導電材料のハウジング本体でパッケージされるハウジング本体が正極であるリチウムイオン電池である。本実施例において、ユニバーサル充電池容量のコストパフォーマンスを向上することを優先で考慮する条件の下で、前記リチウムイオン電池７２０はＲ１０３８０アルミハウジングで３００ｍＡｈのニッケル・コバルト・マンガン酸リチウム電池をパッケージして構成される。
図５４を参照すると、本実施例に係るリチウムイオン電池の充放電制御回路に用いられるモノリシック集積型充電池制御チップＵ１は、ＭＧＳ４５２０Ａを採用し、その主制御パラメータは、充電入力電圧が４Ｖ〜６Ｖであり、充電上限電圧（Ｖ_Ｈ）が４．２Ｖであり、最大充電出力電流が５００ｍＡ（Ｉ_ＣＨＧ）であり、フル状態判定電流がＩ_ＣＨＧ／１０であり、放電低電力電圧が３．４Ｖ（Ｖ_Ｌ）であり、放電終止電圧が３．０Ｖ（Ｖ_Ｄ）であり、最大定電圧出力電流が１Ａ（モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の放電電流設置端子Ｉ_ＯＳＥＴがモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の電源接地端子ＧＮＤに接続する）である。これに基づいて、実現可能な本実施例に係るＲ０３充電池の主制御パラメータは、充電入力電圧が５Ｖ±０．７Ｖであり、最大充電電流（Ｉ_ＣＨＧ）が１５０ｍＡ（リチウムイオン電池ＬＩＢの最大充電倍率がほぼ０．５Ｃである）に設計され、リチウムイオン電池ＬＩＢの充電上限温度Ｔ_ＣＨが４５℃に設計され、リチウムイオン電池ＬＩＢの放電上限温度Ｔ_ＤＨが５５℃に設計され、定電圧出力電圧が１．５Ｖであり、低電力定電圧出力電圧が１．１Ｖであり、最大定電圧出力電流が１Ａ（リチウムイオン電池ＬＩＢの最大放電倍率がほぼ１．５Ｃである）であり、蓄電容量がほぼ７００ｍＡｈである。

図１４〜図１９及び図５４を参照すると、前記リチウムイオン電池ＬＩＢは、ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池７２０であり、ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池７２０の正極７２１は、リチウムイオン電池ＬＩＢの正極であり、ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池７２０の負極７２２は、リチウムイオン電池ＬＩＢの負極である。ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池７２０を用いて組み立てられるＲ０３充電池７００の組み立てステップは、前述した組み立てステップに沿って、直接に行うことができ、組み立て後の放熱原理は前述した放熱原理と同じであるため、ここで繰り返して説明しない。

図２０〜図２６及び図５４を参照すると、前記Ｒ０３充電池７００に用いられる充放電コントローラ７５０の組み立てステップは、前述した組み立てステップに沿って、直接に行うことができ、ここで繰り返して説明しない、組み立て後の回路接続関係は以下の通りである。

図１４〜２６及び図５４を参照すると、ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池７２０を用いて組み立てて構成されるＲ０３充電池７００の組み立て後の回路接続関係は、図５４におけるＶ＋に溶接される正極端蓋７０１をＲ０３充電池７００の放電出力及び充電入力の正極とし、リチウムイオン電池７２０の正極７２１と図５４における節点Ｊｂ＋に溶接される正極圧接シート７６１とが弾性圧接し、回路接続の意味から言うと、リチウムイオン電池７２０の正極７２１が正極圧接シート７６１を介して図５４における節点Ｊｂ＋に接続することに相当し、パッケージハウジング７０２を介して、図５４におけるＶ−に溶接される充放電コントローラハウジング７５１と単体リチウムイオン電池７２０の負極７２２に溶接される負極端蓋７０３とが圧合して回路接続を確立し、回路接続の意味から言うと、リチウムイオン電池７２０の負極７２２が負極端蓋７０３、パッケージハウジング７０２及び充放電コントローラハウジング７５１を介して図５４におけるＶ−に接続し、負極端蓋７０３がＲ０３充電池７００の放電出力及び充電入力の負極になることに相当する。

（３）ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池８１０を用いて構成されるＲ１充電池８００

Ｒ１電池構造の技術規格及び充放電コントローラ ８５０構造の技術条件の下で、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池８１０を用いて構成されるＲ１充電池８００の構造方法及び回路接続方法は、以下の通りである。

図２７〜図３２を参照すると、Ｒ１充電池８００は、パッケージハウジング８０２と、パッケージハウジング８０２内にパッケージされる充放電コントローラ８５０、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池８１０、及び負極端蓋８０３とを含む。Ｒ１充電池８００の正極端において、パッケージハウジング８０２から露出する正極端蓋８０１の突出構造をＲ１充電池８００の正極とし、正極端蓋８０１とパッケージハウジング８０２との間に、光伝導型絶縁材料で製造される充放電コントローラリテーナー８５２の導光フランジ構造をＲ１充電池８００の充電動作状態の発光表示体とする。Ｒ１充電池８００の負極端において、パッケージハウジング８０２から露出する負極端蓋８０３の突出構造をＲ１充電池８００の負極とする。

図２９及び図３０を参照すると、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池８１０の円筒形ハウジング本体及び底端は、リチウムイオン電池８１０の負極８１２であり、他端の凸蓋は、リチウムイオン電池８１０の正極８１１であり、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池８１０は、鋼材質のハウジング本体又は他の導電材料のハウジング本体よりパッケージされる、ハウジング本体が負極であるリチウムイオン電池であり、本実施例において、ユニバーサル充電池のサイクル寿命及び安全性を向上することを優先で考慮する条件の下で、前記リチウムイオン電池８１０はＲ１１２５０鋼材質のハウジングで１６０ｍＡｈのリン酸鉄リチウム電池をパッケージして構成される。

図５４を参照すると、本実施例に係るリチウムイオン電池の充放電制御回路に用いられるモノリシック集積型充電池制御チップＵ１は、ＭＧＳ４５２０Ｂを採用し、その主制御パラメータは、充電入力電圧が４Ｖ〜６Ｖであり、充電上限電圧（Ｖ_Ｈ）が３．６５Ｖであり、最大充電出力電流が５００ｍＡ（Ｉ_ＣＨＧ）であり、フル状態判定電流がＩ_ＣＨＧ／１０であり、放電低電力電圧が３．１Ｖ（Ｖ_Ｌ）であり、放電終止電圧が２．５Ｖ（Ｖ_Ｄ）であり、最大定電圧出力電流が１Ａ（モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の放電電流設置端子Ｉ_ＯＳＥＴがモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の電源接地端子ＧＮＤに接続する）である。これに基づいて、実現可能な本実施例に係るＲ１充電池の主制御パラメータは、充電入力電圧が５Ｖ±０．７Ｖであり、最大充電電流（Ｉ_ＣＨＧ）が８０ｍＡ（リチウムイオン電池ＬＩＢの最大充電倍率がほぼ０．５Ｃである）に設計され、リチウムイオン電池ＬＩＢの充電上限温度Ｔ_ＣＨが５０℃に設計され、リチウムイオン電池ＬＩＢの放電上限温度Ｔ_ＤＨが６０℃に設計され、定電圧出力電圧が１．５Ｖであり、低電力定電圧出力電圧が１．１Ｖであり、最大定電圧出力電流が１Ａ（リチウムイオン電池ＬＩＢの最大放電倍率がほぼ３．２Ｃでる）であり、蓄電容量がほぼ３４０ｍＡｈである。

図２７〜図３２及び図５４を参照すると、前記リチウムイオン電池ＬＩＢは、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池８１０で構成され、リチウムイオン電池８１０の正極８１１は、リチウムイオン電池ＬＩＢの正極であり、リチウムイオン電池８１０の負極８１２は、リチウムイオン電池ＬＩＢの負極である。ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池８１０を用いて組み立てて構成されるＲ１充電池８００の組み立てステップ、組み立て後の放熱原理は、いずれもハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池５１０を用いて構成されるＲ６充電池５００の組み立てステップ及び組み立て後の放熱原理と同じであるため、ここで繰り返して説明しない。

図３３〜図３９及び図５４を参照すると、前記Ｒ１充電池８００に用いられる充放電コントローラ８５０の組み立てステップは、前述した組み立てステップに沿って、直接に行うことができ、ここで繰り返して説明しない、組み立て後の回路接続関係は以下の通りである。

図２７〜図３９及び図５４を参照すると、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池８１０を用いて構成されるＲ１充電池８００の組み立て後の回路接続関係は、図５４におけるＶ＋に溶接される正極端蓋８０１をＲ１充電池８００の放電出力及び充電入力の正極とし、リチウムイオン電池８１０の正極８１１と図５４における節点Ｊｂ＋に溶接される正極圧接シート８６１とが弾性圧接し、回路接続の意味から言うと、リチウムイオン電池８１０の正極８１１が正極圧接シート８６１を介して図５４における節点Ｊｂ＋に接続することに相当し、パッケージハウジング８０２を介して、図５４におけるＶ−に溶接される充放電コントローラハウジング８５１とリチウムイオン電池８１０の負極８１２に溶接される負極端蓋８０３とが圧合して回路接続を確立し、回路接続の意味から言うと、リチウムイオン電池８１０の負極８１２が負極端蓋８０３、パッケージハウジング８０２及び充放電コントローラハウジング８５１を介して図５４におけるＶ−に接続し、負極端蓋８０３がＲ１充電池８００の放電出力及び充電入力の負極になることに相当する。

（４）ソフトパッケージ単体リチウムイオン電池９３０を用いて構成されるＲ８Ｄ４２５充電池９００

Ｒ８Ｄ４２５電池構造の技術規格及び充放電コントローラ９５０構造の技術条件の下で、ソフトパッケージ単体リチウムイオン電池９３０を用いて構成されるＲ８Ｄ４２５充電池９００の構造方法及び回路接続方法は、以下の通りである。

図４０〜図４５を参照すると、Ｒ８Ｄ４２５充電池９００は、パッケージハウジング９０２と、パッケージハウジング９０２内にパッケージされる充放電コントローラ９５０、ソフトパッケージ単体リチウムイオン電池９３０、及び負極端蓋９０３とを含む。Ｒ８Ｄ４２５充電池９００の正極端において、パッケージハウジング９０２から露出する正極端蓋９０１の突出構造をＲ８Ｄ４２５充電池９００の正極とし、正極端蓋９０１とパッケージハウジング９０２との間に、光伝導型絶縁材料で製造される充放電コントローラリテーナー９５２の導光フランジ構造をＲ８Ｄ４２５充電池９００の充電動作状態の発光表示体とする。Ｒ８Ｄ４２５充電池９００の負極端において、パッケージハウジング９０２から露出する負極端蓋９０３の突出構造をＲ８Ｄ４２５充電池９００の負極とする。

図４２及び図４３を参照すると、ソフトパッケージ単体リチウムイオン電池９３０の一端は、リチウムイオン電池９３０の正極９３１であり、他端は、リチウムイオン電池９３０の負極９３２であり、ソフトパッケージ単体リチウムイオン電池９３０は、アルミニウムプラスチック複合膜９３３、又は他の材料で製造されるソフトパッケージ単体リチウムイオン電池であり、本実施例において、ユニバーサル充電池の蓄電容量を大きくすることを優先で考慮する条件の下で、前記リチウムイオン電池９３０はＲ０８３５０アルミニウムプラスチック膜で１９０ｍＡｈの通常のコバルト酸リチウム電池をソフトパッケージして構成される。

図５４を参照すると、本実施例に係るリチウムイオン電池の充放電制御回路に用いられるモノリシック集積型充電池制御チップＵ１は、ＭＧＳ４５２０Ａを採用し、その主制御パラメータは、充電入力電圧が４Ｖ〜６Ｖであり、充電上限電圧（Ｖ_Ｈ）が４．２Ｖであり、最大充電出力電流が５００ｍＡ（Ｉ_ＣＨＧ）であり、フル状態判定電流がＩ_ＣＨＧ／１０であり、放電低電力電圧が３．４Ｖ（Ｖ_Ｌ）であり、放電終止電圧が３．０Ｖ（Ｖ_Ｄ）であり、最大定電圧出力電流が１Ａ（モノリシック集積型充電池制御チップＵ１の放電電流設置端子Ｉ_ＯＳＥＴがモノリシック集積型充電池制御チップＵ１の電源接地端子ＧＮＤに接続する）である。これに基づいて、実現可能な本実施例に係るＲ８Ｄ４２５充電池の主制御パラメータは、充電入力電圧が５Ｖ±０．７Ｖであり、最大充電電流（Ｉ_ＣＨＧ）が１００ｍＡ（リチウムイオン電池ＬＩＢの最大充電倍率がほぼ０．５Ｃである）に設計され、リチウムイオン電池ＬＩＢの充電上限温度Ｔ_ＣＨが４５℃に設計され、リチウムイオン電池ＬＩＢの放電上限温度Ｔ_ＤＨが５５℃に設計され、定電圧出力電圧が１．５Ｖであり、低電力定電圧出力電圧が１．１Ｖであり、最大定電圧出力電流が１Ａ（リチウムイオン電池ＬＩＢの最大放電倍率がほぼ２．２Ｃである）であり、蓄電容量がほぼ４６０ｍＡｈである。

図４２〜図４５を参照すると、前記リチウムイオン電池ＬＩＢは、ソフトパッケージ単体リチウムイオン電池９３０で構成され、リチウムイオン電池９３０の正極９３１は、リチウムイオン電池ＬＩＢの正極であり、リチウムイオン電池９３０の負極９３２は、リチウムイオン電池ＬＩＢの負極である。ソフトパッケージ単体リチウムイオン電池９３０を用いて組み立て構成されるＲ８Ｄ４２５充電池９００の組み立てステップは、リチウムイオン電池９３０を絶縁タブ湾曲定形ツールに入れて、正極タブ９３１及び負極タブ９３２を湾曲定形するステップ１と、正極の絶縁位置決めリテーナー９３５のタブ係合溝の開口を湾曲された正極タブ９３１に位置合わせて押し込んで、正極タブ９３１を正極の絶縁位置決めリテーナー９３５のタブ係合溝に嵌入させるステップ２と、負極の絶縁位置決めリテーナー９３６のタブ係合溝の開口を湾曲された負極タブ９３２に位置合わせて押し込んで、負極タブ９３２を負極の絶縁位置決めリテーナー９３６のタブ係合溝に嵌入させるステップ３と、スポット溶接機により負極端蓋９０３をリチウムイオン電池９３０の負極タブ９３２に溶接するステップ４と、充放電コントローラ９５０、リチウムイオン電池９３０及び負極端蓋９０３を軸方向を沿ってパッケージハウジング９０２に順番に装入するとともに、ヘミング機の絶縁位置決めツールに入れて圧合固定するステップ５と、ヘミング機でパッケージハウジング９０２をヘミングしてＲ８Ｄ４２５充電池９００の組み立てを完成するステップ６と、組み立て後のＲ８Ｄ４２５充電池９００のパッケージハウジング９０２の外部に絶縁材料及び外装材料を被覆又は塗布してＲ８Ｄ４２５充電池９００の完成品を構成するステップ７とを含む。組み立て後の放熱原理は前記実施例の放熱原理と同じであるため、ここで繰り返して説明しない。

図４６〜図５２及び図５４を参照すると、前記Ｒ８Ｄ４２５充電池９００に用いられる充放電コントローラ９５０の組み立てステップは、前述した組み立てステップに沿って、直接に行うことができ、ここで繰り返して説明しない、組み立て後の回路接続関係は以下の通りである。

図４０〜図５２及び図５４を参照すると、ソフトパッケージ単体リチウムイオン電池９３０を用いて構成されるＲ８Ｄ４２５充電池９００の組み立て後の回路接続関係は、図５４におけるＶ＋に溶接される正極端蓋９０１をＲ８Ｄ４２５充電池９００の放電出力及び充電入力の正極とし、リチウムイオン電池９３０の正極９３１と図５４における節点Ｊｂ＋に溶接される正極圧接シート９６１とが弾性圧接し、回路接続の意味から言うと、リチウムイオン電池９３０の正極９３１が図５４における節点Ｊｂ＋に接続することに相当し、パッケージハウジング９０２を介して、図５４におけるＶ−に溶接される充放電コントローラハウジング９５１とリチウムイオン電池９３０の負極９３２に溶接される負極端蓋９０３とが圧合して回路接続を確立し、回路接続の意味から言うと、リチウムイオン電池９３０の負極９３２が負極端蓋９０３、パッケージハウジング９０２及び充放電コントローラハウジング９５１を介して図５４におけるＶ−に接続し、負極端蓋９０３がＲ８Ｄ４２５充電池９００の放電出力及び充電入力の負極になることに相当する。

図５３を参照すると、本発明において、リチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池は、コンピュータＵＳＢインターフェース、又はユニバーサルリチウムイオン電池充電アダプタを充電電源としてユニバーサル充電池に対して充電を行う。単一の充電池の充電装置回路は、２つの電極及び２本の導線が設けられる最も簡単な構造であり、そのうちの一本の導線は充電電源の正極をユニバーサル充電池の正極に接続させ、他の一本は充電電源の負極をユニバーサル充電池の負極に接続させる。前記Ｒ０３、Ｒ１、Ｒ８Ｄ４２５充電池の充電装置回路接続原理はＲ６充電池の充電装置回路接続原理と同じであり、本発明に係るユニバーサル充電池は、直接に並列して充電（異なる型番を含む）してもよいが、充電電源の最大出力電流が並列後のすべてのユニバーサル充電池の最大充電電流の和より小さいとき、必要な充電時間が長い。

図５５は、本発明において、リチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池の放電過程における、リチウムイオン電池の出力電圧グラフ及びユニバーサル充電池の出力電圧グラフの対比概略図である。ここで、ＬＣは、ユニバーサル充電池に用いられるコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）電池の放電過程の出力電圧グラフであり、ＬＦは、ユニバーサル充電池に用いられるリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）電池の放電過程の出力電圧グラフであり、ＬＥは、ユニバーサル充電池の放電過程の出力電圧グラフであり、ユニバーサル充電池がフル充電された後、放電過程のリチウムイオン電池の出力電圧とユニバーサル充電池の出力電圧との対応関係は、リチウムイオン電池の出力電圧がＶ_ＬＩＢ＞Ｖ_Ｌになる時、ユニバーサル充電池の出力電圧が１．５Ｖであり、リチウムイオン電池の出力電圧がＶ_Ｌ≧Ｖ_ＬＩＢ＞Ｖ_Ｄになるとき、ユニバーサル充電池の出力電圧が１．１Ｖであり、リチウムイオン電池の出力電圧がＶ_ＬＩＢ≦Ｖ_Ｄになるとき、ユニバーサル充電池が出力をオフにする。同図に示されるリチウムイオン電池の放電グラフは、環境温度がほぼ２５℃であり、放電倍率がほぼ０．４Ｃである条件の下での概略図であり、環境温度及び放電倍率が異なる条件の下で、リチウムイオン電池の出力電圧ｖと時間ｔとの関数関係は図５５に示されるものと異なる。異なるカソード系、負極体系、電解液及び電池構造で構成されるリチウムイオン電池の放電グラフ、充電完了時の端電圧Ｖ_Ｈ、放電終止電圧Ｖ_Ｄなどは図５５に示されるパラメータと異なる。

本発明に開示される前述したすべてのパラメータ及び実施例の制御パラメータの配置、実施例のリチウムイオン電池の設計等は、あくまで本発明の技術原理を補助的に説明することにすぎず、本発明の技術原理を限定するものではない。

以上を纏めると、本発明に係るリチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池は、定電圧出力が１．５Ｖであり、リチウムイオン電池が低電力であるとき、定電圧出力が１．１Ｖであり、コンピュータＵＳＢインターフェース、又はユニバーサルリチウムイオン電池の充電アダプタで充電を行うことができ、その外形サイズ及び放電性能がＧＢ／Ｔ ８８９７．２−２０１３及びＩＥＣ ６００８６−２技術規格に合致するため、従来のユニバーサル一次電池及びニッケル水素充電池を直接に代替でき、その充放電コントローラの構造及び組み立てプロセスが簡単になるため、自動化生産及び組み立てに有利であり、充放電コントローラハウジングをリチウムイオン電池負極としてリチウムイオン電池の充放電制御回路に接続する電極構造によれば、充放電コントローラの内部空間を大幅に節約することができ、充放電コントローラのシーリングを妨げる可動部品を取り除くことができるため、充放電コントローラの防水密封を実現でき、これによって、湿気及び浸水後の回路失効の問題を防止でき、また、ユニバーサル充電池の蓄電容量を大きくすることに有利であり、生産コストを降下でき、そして、充放電コントローラにリチウムイオン電池の充放電制御回路が設けられるため、リチウムイオン電池の充放電過程の制御及び保護を実現するとともに、リチウムイオン電池のサイクル寿命及び安全性を向上することができる。本発明に係るリチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池の制御方法は、リチウムイオン電池に必要な充放電動作の技術条件に基づいて、リチウムイオン電池の充放電制御回路を設けることで、リチウムイオン電池の充放電過程に対して制御及び保護を行うことができ、これによって、リチウムイオン電池の充放電過程の充電モード、充電倍率、過充電、過放電、放電倍率及び充放電過熱に対して制御及び保護を行うことを実現でき、リチウムイオン電池のサイクル寿命及び安全性を向上するとともに、ユニバーサル充電池の定電圧出力が１．５Ｖであること及びリチウムイオン電池が低電力であるときの定電圧出力が１．１Ｖであることを実現することができ、コンピュータＵＳＢインターフェース、又はユニバーサルリチウムイオン電池の充電アダプタでユニバーサル充電池に対して充電することを実現でき、ユニバーサル充電池の外形サイズ及び放電性能がＧＢ／Ｔ ８８９７．２−２０１３及びＩＥＣ ６００８６−２技術規格に合致することを実現でき、これによって、従来のユニバーサル一次電池及びニッケル水素充電池を直接に代替できるとともに、サイクル充放電、放電過程の出力電圧の安定及び環境保護性などの方面で従来のユニバーサル一次電池より優れ、公称出力電圧が１．５Ｖであり、放電過程出力電圧が安定になり、充電時間が短い、メモリ効果がなし、サイクル寿命が長いなどの方面で従来のニッケル水素充電池より優れ、これによって、ユニバーサル充電池の性能を全面的に向上することができる。

以上のように、当業者であれば、本発明の技術手段及び技術思想に基づいて他の様々な変更や変形を行うことが可能であり、更に、すべての変更や変形も本発明の保護範囲に属する。

Claims (5)

1. パッケージハウジングを含み、前記パッケージハウジング内には充放電コントローラ、正極圧接シート、リチウムイオン電池、及び負極端蓋がこの順で圧合して組み立てられ、
   前記充放電コントローラは、充放電コントローラハウジングと、充放電コントローラハウジング内に設けられる充放電制御回路溶接体、絶縁シート、及び充放電コントローラリテーナーと、を含み、前記充放電制御回路溶接体には、リチウムイオン電池の充放電制御回路が溶接され、
   前記リチウムイオン電池の充放電制御回路は、それぞれ回路基板に溶接された、リチウムイオン電池の充電制御回路、リチウムイオン電池の検出回路、及びＤＣ−ＤＣ降圧型定電圧放電回路を含み、前記回路基板はそれぞれリチウムイオン電池、正極端蓋に電気的に接続され、前記回路基板は、さらにリチウムイオン電池の負極とする充放電コントローラハウジング及びパッケージハウジングを介して負極端蓋に電気的に接続され、
   充電状態において、前記リチウムイオン電池の検出回路がリチウムイオン電池の温度を検出し、リチウムイオン電池の温度が所定の充電上限温度まで上昇するとき、前記リチウムイオン電池の充電制御回路を制御してリチウムイオン電池に対する充電を停止し、リチウムイオン電池の温度が降下して所定の充電上限温度とヒステリシス温度との差より低いとき、再び充電を回復し、
   放電状態において、前記リチウムイオン電池の検出回路がリチウムイオン電池の温度を検出し、リチウムイオン電池の温度が所定の放電上限温度まで上昇するとき、前記ＤＣ−ＤＣ降圧型定電圧放電回路を制御して定電圧出力を停止し、リチウムイオン電池の温度が降下して所定の放電上限温度とヒステリシス温度との差より低いとき、再び定電圧出力を回復し、
   前記リチウムイオン電池の充電制御回路は、モノリシック集積型充電池制御チップ（Ｕ１）、発光ダイオード（Ｄ１）、第３の抵抗（Ｒ３）、第４の抵抗（Ｒ４）、第１のコンデンサー（Ｃ１）、第２のコンデンサー（Ｃ２）で構成され、
   前記リチウムイオン電池の検出回路は、モノリシック集積型充電池制御チップ（Ｕ１）、第１の抵抗（Ｒ１）、第２の抵抗（Ｒ２）、第５の抵抗（Ｒ５）、負温度係数サーミスタ（Ｒｔ）で構成され、
   前記ＤＣ−ＤＣ降圧型定電圧放電回路は、モノリシック集積型充電池制御チップ（Ｕ１）、インダクタンス（Ｌ１）、第１のコンデンサー（Ｃ１）、第２のコンデンサー（Ｃ２）で構成されることを特徴とする、リチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池。
2. 前記充放電コントローラの一端には、ユニバーサル充電池の正極としての正極接点がパッケージハウジングから露出される正極端蓋が設けられ、前記負極端蓋の一端には、パッケージハウジングから露出されるユニバーサル充電池の負極としての負極接点が設けられることを特徴とする、請求項１に記載のリチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池。
3. 前記リチウムイオン電池は、ハウジング負極パッケージ単体リチウムイオン電池、ハウジング正極パッケージ単体リチウムイオン電池、又はソフトパッケージ単体リチウムイオン電池であり、
   前記ユニバーサル充電池は、Ｒ６充電池、Ｒ０３充電池、Ｒ１充電池、又はＲ８Ｄ４２５充電池であり、
   前記ユニバーサル充電池は、コンピュータＵＳＢインターフェース、又はユニバーサルリチウムイオン電池の充電アダプタを充電電源としてユニバーサル充電池に対して充電を行うことを特徴とする、請求項１に記載のリチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池。
4. 前記正極圧接シートは、高弾性回復率、高熱伝導率及び高導電性能を有する金属材料で製造され、表面に対して導電性酸化防止処理が実施され、前記正極端蓋、パッケージハウジング、負極端蓋、及び充放電コントローラハウジングは、いずれも高熱伝導率、高導電性能を有する金属材料で製造され、表面に導電性酸化防止処理が実施され、前記充放電コントローラリテーナーは、光伝導型絶縁材料で製造され、充放電制御回路溶接体の取り付けのために用いられ、ユニバーサル充電池の充電状態を表示するための発光ダイオードが発生する光信号をユニバーサル充電池の外部に伝導することを特徴とする、請求項１に記載のリチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池。
5. 前記充放電コントローラは、充放電コントローラハウジング内に充放電コントローラリテーナー、充放電制御回路溶接体、及び絶縁シートを組み立てるとともに、充放電コントローラハウジングをヘミングし、充放電コントローラハウジングのフリルをＰＣＢ２回路基板のリチウムイオン電池の充放電制御回路Ｖ−端の銅ボンド部位に溶接して構成され、
   前記充放電制御回路溶接体に溶接されるリチウムイオン電池の充放電制御回路は、リチウムイオン電池の充放電制御回路の部品が溶接されるＰＣＢ１回路基板及びＰＣＢ２回路基板を接続ピンを介して一体に溶接し、正極端蓋をＰＣＢ１回路基板に溶接し、正極圧接シートをＰＣＢ２回路基板に溶接して構成され、
   前記接続ピンは、高熱伝導率、高導電性能を有する金属材料で製造されることを特徴とする、請求項１に記載のリチウムイオン電池で構成されるユニバーサル充電池。

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