一种小巧便携的电池电量检测装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种小巧便携的电池电量检测装置。该装置利用与电池的原理相反的思路来实现直观检测电池的目的。本实用新型的结构从上到下分别为：上透明玻璃基底材料、上透明导电层、电致变色层、电解质层、离子存储层、下透明导电层、下透明玻璃基底材料、正极导电铜丝、负极导电铜丝。器件工作时，将两个电极与待检测电池连接，电致变色材料在电压作用下发生氧化还原反应，颜色发生变化，并且电池的电量不同，电致变色材料所显示的颜色也不同，便可以根据电极颜色而直观地判断电池的电量。该装置结构简单、小巧便携，可作为常用的万用表的替代装置，具有较强的工程应用价值。
【专利说明】
一种小巧便携的电池电量检测装置
技术领域
[0001]本发明涉及一种电池电量检测装置，属于电子信息科学与技术领域，具体涉及一种小巧便携的电池电量检测装置。
【背景技术】
[0002]当今是电子设备广泛使用的时代，而作为电子设备的能源电池是一个让人又爱又恨的产品。随着设备的更新换代，对电池的需求也逐渐变大，很多电池已经无法满足长时间供电的需求，所以为了防止用户使用上的不方便，防止突然的手机断电等情况的发生，手机开发商在手机上都开发了电池电量检测的功能，让用户方便观察并在适当时间为电池充电。
[0003]然而并不是所有的电子产品都有电量监控装置，比如常用的麦克风、无线话筒、激光笔、手电等，有很多情况下比如开会的时候突然出现了电池电量不足的问题，可能并不方便现场换电池或来不及充电。传统的方法是采用万用表来检测，但是万用表体积庞大，不便携带。
[0004]发明一种小型的透明装置，类似体温计一样的小巧，可以让其在与电池接触的时候根据电量的不同而发生颜色的变化，以实现直观、方便的功能，亦成为了一种新的技术需求。
【发明内容】
[0005](一)要解决的技术问题
[0006]为了解决现有技术存在的问题，本发明提供了一种小巧便携的电池电量检测装置，该装置包括上透明玻璃基底材料、上透明导电层、电致变色层、电解质层、离子存储层、下透明导电层、下透明玻璃基底材料、导电铜丝，可以让其在与电池接触的时候根据电量的不同而发生颜色的变化，直观简便，易于使用者操作。
[0007](二)技术方案
[0008]日常使用的电池，如锂离子电池，通过锂离子在正负极之间往返嵌入和脱嵌来储存电能。当对电池进行充电时，电池的正极上有锂离子生成，生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构，它有很多微孔，达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中，嵌入的锂离子越多，充电容量越高。同样，当对电池进行放电时(即我们使用电池的过程)，嵌在负极碳层中的锂离子脱出，又运动回正极。回正极的锂离子越多，放电容量越高，则电池的电量越高。
[0009]电致变色是指材料的光学属性(反射率、透过率、吸收率等)在外加电场的作用下发生稳定、可逆的颜色变化的现象，在外观上表现为颜色和透明度的可逆变化。具有电致变色性能的材料称为电致变色材料，用电致变色材料做成的器件称为电致变色器件。电致变色材料在外加电源作用下发生电化学氧化还原反应，得失电子，从而使材料的颜色发生变化。
[0010]本发明根据材料的电致变色特性，利用与电池的原理相反的思路来实现直观检测电池的目的。
[0011]本发明提供了一种小巧便携的电池电量检测装置，包括上透明玻璃基底材料1、上透明导电层2、电致变色层3、电解质层4、离子存储层5、下透明导电层6、下透明玻璃基底材料7、正极导电铜丝8a和负极导电铜丝8b。
[0012]优选的，所述上透明玻璃基底材料I和下透明玻璃基底材料7分别作为电致变色层3和离子存储层5的基底，具有固定作用，所用材料是普通玻璃或涤纶树脂薄膜。
[0013]优选的，所述上透明导电层2用于减小上透明玻璃基底材料I与电致变色层3之间的电阻，降低电池检测过程中的电量损耗，所用材料是导电银膏。
[0014]优选的，所述下透明导电层6用于减小下透明玻璃基底材料7与离子存储层5之间的电阻，降低电池检测过程中的电量损耗，所用材料是导电银膏。
[0015]进一步的，装配时将所述上透明导电层2涂覆于上透明玻璃基底材料I表面，干燥之后在上透明导电层2表面的电致变色层3内涂覆电致变色材料;同时将所述下透明导电层6涂覆于下透明玻璃基底材料7表面，干燥之后在下透明导电层6表面的离子存储层5内涂覆离子存储材料。
[0016]进一步的，所述电致变色层3涂覆的电致变色材料为氧化银、氧化妈、氧化钼、氧化锰、氧化钌、氧化钛、氧化铁、氧化锌、氧化锡中的一种。
[0017]进一步的，所述离子存储层5涂覆的离子存储材料为活性炭、炭黑、乙炔黑、石墨稀、碳纳米管、富勒稀中的一种。
[0018]进一步的，将所述电解质层4夹在电致变色层3和离子存储层5之间，并且分别从上透明玻璃基底材料I和下透明玻璃基底材料7中引出一条铜丝与待检测电池连接，且上透明玻璃基底材料I中引出的铜丝连接至待检测电池的正极，下透明玻璃基底材料7中引出的铜丝连接至待检测电池的负极。
[0019]进一步的，所述电解质层4涂覆的电介质材料为高氯酸锂、氯化锂、硫酸锂、磷酸锂、高氯酸钠、氯化钠、硫酸钠、磷酸钠、高氯酸钾、氯化钾、硫酸钾、磷酸钾中的一种。
[0020]所述装置工作的基本原理为:装置正常工作时，将上透明玻璃基底材料I和下透明玻璃基底材料7中引出的正极导电铜丝8a和负极导电铜丝8b分别与待检测电池的正极和负极连接，所述电致变色层3中的电致变色材料在待检测电池的电压作用下发生氧化还原反应，颜色发生变化，并且电池的电量不同，电致变色材料所显示的颜色也不同，便可以根据电极颜色而直观地判断电池的电量。
[0021](三)有益效果
[0022]本发明提出的一种小巧便携的电池电量检测装置，能够产生积极的有益效果，本装置以电致变色材料作为电极，将电极与电源连接，便可以通过电极颜色的变化来直观地表征电源的电量。本发明步骤简单、容易实现，并且装置小巧便携，可作为万用表的替代性电池电量检测装置使用。
【附图说明】
[0023]图1显示了本发明优选实施例中小巧便携电池电量检测装置的结构示意图；
[0024]图2显示了本发明优选实施例中小巧便携电池电量检测装置的工作原理示意图。
【具体实施方式】
[0025]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合【具体实施方式】并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。
[0026]见图1所示，一种小巧便携的电池电量检测装置，最外层是一个透明玻璃套管，玻璃套管内从上到下分别是上透明玻璃基底材料1、上透明导电层2、电致变色层3、电解质层
4、离子存储层5、下透明导电层6、下透明玻璃基底材料7、正极导电铜丝8a和负极导电铜丝Sb。电致变色电极材料和离子存储层分别作为检测装置的两极。从导电涂层引两条导电铜丝8a和Sb作为检测装置的外接端口，用于与待检测电池两电极相连接，最后将最外层玻璃套管密封。本发明具体实施例中，检测装置直径为5?20毫米，长度为20?50毫米，制作简单，小巧便携，快捷灵敏。
[0027]工作原理:见图2所示，将本电池检测装置与待检测电池连接，检测装置种电解液中离子与电致变色电极材料发生电化学作用，从而嵌入电极材料中，使得电极材料变色。不同电量的电池使电致变色电极材料显示不同的颜色，从而实现检测电池电量的功能，本发明具体实施例中，只需将装置的正极导电铜丝8a连接至待检测电池的正极9a，负极导电铜丝8b连接至待检测电池的负极9b，进而通过电致变色层3中的电极材料颜色区分出电池电量。
[0028]综上所述，本发明提出了一种小巧便携的电池电量检测装置。该装置利用与电池的原理相反的思路来实现直观检测电池的目的。本实用新型的结构从上到下分别为:上透明玻璃基底材料、上透明导电层、电致变色层、电解质层、离子存储层、下透明导电层、下透明玻璃基底材料、导电铜丝。器件工作时，将两个电极与待检测电池连接，电致变色材料在电压作用下发生氧化还原反应，颜色发生变化，并且电池的电量不同，电致变色材料所显示的颜色也不同，便可以根据电极颜色而直观地判断电池的电量。该装置结构简单、小巧便携，可作为常用的万用表的替代装置，具有较强的工程应用价值。
[0029]应当理解的是，本发明的上述【具体实施方式】仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
【主权项】
1.一种小巧便携的电池电量检测装置，包括上透明玻璃基底材料(I)、上透明导电层(2)、电致变色层(3)、电解质层(4)、离子存储层(5)、下透明导电层(6)、下透明玻璃基底材料(7)、正极导电铜丝(Sa)和负极导电铜丝(Sb)，其特征在于: 所述上透明玻璃基底材料(I)和下透明玻璃基底材料(7)分别作为电致变色层(3)和离子存储层(5)的基底，具有固定作用，所用材料是普通玻璃或涤纶树脂薄膜;所述上透明导电层(2)用于减小上透明玻璃基底材料(I)与电致变色层(3)之间的电阻，降低电池检测过程中的电量损耗，所用材料是导电银膏;所述下透明导电层(6)用于减小下透明玻璃基底材料(7)与离子存储层(5)之间的电阻，降低电池检测过程中的电量损耗，所用材料是导电银膏；装配时将所述上透明导电层(2)涂覆于上透明玻璃基底材料(I)表面，干燥之后在上透明导电层(2)表面的电致变色层(3)内涂覆电致变色材料；同时将所述下透明导电层(6)涂覆于下透明玻璃基底材料(7)表面，干燥之后在下透明导电层(6)表面的离子存储层(5)内涂覆离子存储材料;将所述电解质层(4)夹在电致变色层(3)和离子存储层(5)之间，并且分别从上透明玻璃基底材料(I)和下透明玻璃基底材料(7)中引出铜丝与待检测电池连接，且上透明玻璃基底材料(I)中引出的正极导电铜丝(Sa)连接至待检测电池的正极，下透明玻璃基底材料(7)中引出的负极导电铜丝(8b)连接至待检测电池的负极。2.根据权利要求1所述的一种小巧便携的电池电量检测装置，其特征在于:所述电致变色层(3)涂覆的电致变色材料为氧化钒、氧化钨、氧化钼、氧化锰、氧化钌、氧化钛、氧化铁、氧化锌、氧化锡中的一种。3.根据权利要求1所述的一种小巧便携的电池电量检测装置，其特征在于:所述电解质层(4)涂覆的电介质材料为高氯酸锂、氯化锂、硫酸锂、磷酸锂、高氯酸钠、氯化钠、硫酸钠、磷酸钠、高氯酸钾、氯化钾、硫酸钾、磷酸钾中的一种。4.根据权利要求1所述的一种小巧便携的电池电量检测装置，其特征在于:所述离子存储层(5)涂覆的离子存储材料为活性炭、炭黑、乙炔黑、石墨烯、碳纳米管、富勒烯中的一种。
【文档编号】G01R31/36GK205484730SQ201620034601
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月15日
【发明人】吴鋆杰
【申请人】吴鋆杰