TW201517355A - 具有電致變色顯示電量之電池裝置 - Google Patents
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Abstract
一種具有電致變色顯示電量之電池裝置，包含一電池，及一電致變色元件，該電致變色元件設置於該電池的表面且與該電池的正、負極電連接，藉由該電池的電壓變化使該電致變色元件產生顏色深淺的變化。
Description
本發明是有關於一種能顯示電量之電池裝置，特別是指一種具有電致變色顯示電量之電池裝置。
隨著資訊科技的發展，各種行動式電子產品已成為大眾化的消費型商品，例如行動電話、數位相機、筆記型電腦等，該些電子產品的使用皆是由電池提供電力，然而，由於電池本身並無法顯示電量，使用者必須開啟電子產品，透過螢幕顯示電池的電量來更換電池或將電量不足的電池進行充電，或是必須等到電子產品無法運作時，才知道要將電池充電或更換電池，除了造成使用上的不便，且反覆開、關機也容易減少電子產品的使用壽命，尤其當有數顆電池同時替換使用時，使用者更難以直接分辨有電和沒電的電池。
一般較常用於檢測電池電量的方式是使用三用電表，利用三用電表分別與電池的正、負極接觸而測量出電壓，因電池的電壓是相對於電量而變化，便可明確的指示出電池的電量，但對於使用者而言，過於複雜的電池電量檢測方法及裝置，並不符合實用性，且需另攜帶一用以
檢測電池電量的三用電表，不僅增加成本亦不符合經濟效益與市場需求。
因此，市面上便出現一種可顯示電量的電池，其係利用一測電條進行電量的顯示，該測電條的兩端分別覆蓋於電池的正、負極，當使用者施力於該測電條的兩端時，該測電條便會與電池的正、負極電連接而產生發熱及變色的現象，當電池剩餘的電量越多，該測電條的顏色變化長度越長，藉此便可概略判斷電池剩餘的電量。然而，上述測電條容易受到溫度變化的影響，即處於高溫環境下，該測電條亦會呈現顏色的變化而無法準確判斷電池所剩餘的電量。
基於上述電池電量顯示的問題，如何能以不增加體積並以簡易的方式直接且快速的判斷電池的電量，係為本發明研究改良的目標。
因此，本發明之目的，即在提供一種能直接快速判斷電池電量之具有電致變色顯示電量之電池裝置。
於是，本發明具有電致變色顯示電量之電池裝置，包含一電池，及一電致變色元件。
該電致變色元件設置於該電池的表面且可與該電池的正、負極電連接，當該電致變色元件與該電池的正、負極電連接時，藉由該電池的電壓變化使該電致變色元件產生顏色深淺的變化。
較佳地，前述具有電致變色顯示電量之電池裝置，其中，該電致變色元件包括一設置於該電池的表面的第一導電單元、一形成於該第一導電單元的表面的電致變色單元，及一蓋設於該電致變色單元的第二導電單元。
較佳地，前述具有電致變色顯示電量之電池裝置，其中，該電致變色單元具有一形成於該第一導電單元的表面的第一電致變色層，及一形成於該第一電致變色層的表面的電解質層。
更佳地，前述具有電致變色顯示電量之電池裝置，其中，該電致變色單元還具有一形成於該電解質層的表面的第二電致變色層。
較佳地，前述具有電致變色顯示電量之電池裝置，其中，該電池包括二分別用以連接該第一、二導電單元與正、負極的彈性金屬片。
較佳地，前述具有電致變色顯示電量之電池裝置，還包含一蓋覆於該電致變色元件的表面的透明保護膜。
較佳地，前述具有電致變色顯示電量之電池裝置，其中，該電池的表面具有一用以容置該電致變色元件的凹槽。
2‧‧‧電池
21‧‧‧凹槽
22‧‧‧彈性金屬片
3‧‧‧電致變色元件
31‧‧‧第一導電單元
311‧‧‧第一基板
312‧‧‧第一導電層
32‧‧‧電致變色單元
321‧‧‧第一電致變色層
322‧‧‧電解質層
323‧‧‧第二電致變色層
33‧‧‧第二導電單元
331‧‧‧第二基板
332‧‧‧第二導電層
4‧‧‧透明保護膜
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中：圖1是一剖視示意圖，說明本發明具有電致變色顯示
電量之電池裝置的電致變色元件；及圖2是一部分剖視示意圖，說明本發明具有電致變色顯示電量之電池裝置的一較佳實施例。
在本發明被詳細描述之前，應該注意在以下的說明內容中，類似的元件是以相同的編號來表示。
參閱圖1、2，本發明具有電致變色顯示電量之電池裝置的一較佳實施例是將電致變色顯示與常用的鹼性電池結合後，而得到可顯示電量的電池裝置為例來作說明，該電池裝置包含一電池2、一電致變色元件3，及一透明保護膜4。
該電池2包括一用以容置該電致變色元件3的凹槽21，及二分別與正、負極連接的彈性金屬片22，要說明的是，該電池2可選自日常生活中常用的一次電池，例如鋰電池、鋅電池、鋅錳電池、鋅汞電池、水銀電池等，也可以是用於行動電話、數位相機等一般3C產品或車用、大型工具機等所使用的二次電池，如鉛酸蓄電池、鎳氫電池、鋰離子電池等。較佳地，該電池2可選自電壓在1.5V至24V之間或較為長效型的電池，例如鋰離子電池、鎳氫電池等。
該電致變色元件3設置於該凹槽21內，包括一設置於該凹槽21的表面且可為透明或非透明的第一導電單元31、一形成於該第一導電單元31的表面的電致變色單元
32，及一蓋設於該電致變色單元32且為透明的第二導電單元33；詳細的說，該電致變色元件3是藉由該第一、二導電單元31、33分別與該等彈性金屬片22接觸而與該電池2的正、負極電連接，該電致變色單元32便可藉由該電池2的電壓變化而產生顏色深淺的變化。
該第一導電單元31具有一為可撓性或非可撓性的第一基板311，及一形成於該第一基板311的表面的第一導電層312；其中，該第一基板311可選用聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚丙烯等高分子材料製成，該第一導電層312可由任何具有導電性的金屬、金屬合金，或金屬氧化物所製成，例如氧化鋅、氧化錫、氧化銦錫、氧化銻錫等。另要說明的是，該第一導電單元31亦可直接選用銅金屬薄板、鋁金屬薄板，或其他可導電的金屬薄板，而可使製程更加簡化。
該電致變色單元32具有一形成於該第一導電單元31的表面的第一電致變色層321、一形成於該第一電致變色層321的表面的電解質層322，及一形成於該電解質層322的表面的第二電致變色層323。
該第一電致變色層321的材料選自金屬氧化物、過渡金屬氰化物、導電有機高分子，及前述其中之一組合；其中，該金屬氧化物選自氧化鎢、氧化鎳、氧化銅、氧化鉬、氧化釩、氧化鈦、氧化銫、氧化鈮、水合氧化鋅，及前述其中之一組合；該過渡金屬氰化物選自亞鐵氰化
鐵、六氰鐵酸鐵、六氰鐵酸銦、六氰鐵酸銅、六氰鐵酸鎳，及前述其中之一組合；該導電有機高分子選自聚(3,4-乙烯基二氧基噻吩)、聚噻吩、聚苯胺、聚砒咯、雙嘧啶、紫精，及前述其中之一組合。
該電解質層322可為液態、膠態、膠固態，或固態等形式，於本較佳實施例中，該電解質層322是膠固態的形式且由有機溶劑、高分子材料、碳酸丙烯，及一可解離出離子的鹽類混合而成，其中，該有機溶劑選自四氫呋喃、二氯甲烷、乙醇、氯仿，及前述其中之一組合；該高分子材料選自聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯，及前述其中之一組合；該可解離出的離子選自氫離子、鋰離子、鈉離子、鉀離子，及前述其中之一組合。
該第二電致變色層323所選用的材料與特性與該第一電致變色層321相同，因此不再多加贅述。另要說明的是，該第一、二電致變色層321、323可擇一或二者同時存在，若擇一存在時，可使製程更加簡化並進一步節省生產的成本，若二者同時存在時，因色彩的疊加可使顏色變化的效果更加明顯。於本較佳實施例中，是以該第一、二電致變色層321、323同時存在為例來作說明。
該第二導電單元33具有一為可撓性或非可撓性且形成於該電致變色單元32的表面的第二基板331，及一介於該第二基板331與該電致變色單元32之間的第二導電層332；其中，該第二基板331可選用聚甲基丙烯酸甲酯、
聚對苯二甲酸乙二酯、聚碳酸酯、聚丙烯等高分子材料製成，該第二導電層332可由任何具有導電性且透明的金屬、金屬合金，或金屬氧化物所製成，例如氧化鋅、氧化錫、氧化銦錫、氧化銻錫等。
該透明保護膜4蓋覆於該電致變色元件3的表面，並用以保護該電致變色元件3以防止水氣進入或外部壓力造成該電致變色元件3的損壞，同樣可選用聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯等高分子材料製成。
本發明當該電致變色元件3接受電池2所提供的電壓時，該第一、二電致變色層321、323便會發生氧化還原反應而產生顏色的變化，電池2的電壓是相對於電量而變化，因此，當電池2所提供的電壓越高時，該第一、二電致變色層321、323的顏色變化越明顯，即代表該電池2的電量充足，反之，若當電池2的電量減少或需進行充電時，該第一、二電致變色層321、323便不會呈現出顏色的變化，使用者便可直接經由該第一、二電致變色層321、323顏色的判讀，而得知該電池2是否需重新進行充電。
本發明該電致變色元件3應用在電池顯示效果最佳，因為電池本身提供直流電，其中電壓是穩定且固定方式輸出，經過一段時間使用後電壓即慢慢遞減，因此，使得電致變色元件由電壓慢慢地遞減產生顏色上的變化，而可直接對應顯示電池的殘餘電量。
綜上所述，本發明利用該電致變色元件3設置整合於電池2結構中，即能在不增加電池2體積的前提下，以直接又快速的方式判斷電池的電量，不僅符合實用性，亦能廣泛的應用於不同的產業與領域，相當具有發展潛力，故確實能達成本發明之目的。
惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。
2‧‧‧電池
21‧‧‧凹槽
22‧‧‧彈性金屬片
3‧‧‧電致變色元件
4‧‧‧透明保護膜
Claims (7)
- 一種具有電致變色顯示電量之電池裝置，包含：一電池；及一電致變色元件，設置於該電池的表面且可與該電池的正、負極電連接，當該電致變色元件與該電池的正、負極電連接時，藉由該電池的電壓變化使該電致變色元件產生顏色深淺的變化。
- 如請求項1所述具有電致變色顯示電量之電池裝置，其中，該電致變色元件包括一設置於該電池的表面的第一導電單元、一形成於該第一導電單元的表面的電致變色單元，及一蓋設於該電致變色單元的第二導電單元。
- 如請求項2所述具有電致變色顯示電量之電池裝置，其中，該電致變色單元具有一形成於該第一導電單元的表面的第一電致變色層，及一形成於該第一電致變色層的表面的電解質層。
- 如請求項3所述具有電致變色顯示電量之電池裝置，其中，該電致變色單元還具有一形成於該電解質層的表面的第二電致變色層。
- 如請求項2所述具有電致變色顯示電量之電池裝置，其中，該電池包括二分別用以連接該第一、二導電單元與正、負極的彈性金屬片。
- 如請求項1所述具有電致變色顯示電量之電池裝置，還包含一蓋覆於該電致變色元件的表面的透明保護膜。
- 如請求項1所述具有電致變色顯示電量之電池裝置，其中，該電池的表面具有一用以容置該電致變色元件的凹槽。
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