专利名称：可充电电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电池，特别是涉及一种外观上与9V 层叠电池外壳的形状和尺寸相同的可充电电池。
背景技术：
近来由于IT行业的发展，各种数码产品纷纷涌现，对电 池的需求和要求都在不断地增加，这种基于IT的产品配备的电池一般都是由单
体电池串联成电池组供电(例如9V层叠电池(6F22))，或者由单体电池经升压 后供电。9V层叠电池(6F22)是一种常用的干电池品种，它采用多个单体电池 串联组合而成，由于各个单体电池的不均一性，在实际使用中会使电池的性能 受到很大影响。对于采用由单体电池经升压后供电的IT的产品，由于增加了一 套升压装置，无形中增加了产品的成本，而且使产品的设计变得复杂。由于IT 产品所需的标称电压为5V，随着IT行业和各种电子仪器的不断发展，市场上对 5V输出且具有9V层叠电池(6F22)外观的可充电电池的需求也已出现，而且 有越来越多的趋势，但市场上这方面的产品几乎是空白。
专利申请号为200720090016.1的专利文献公开了一种外观上与9V层叠电 池外壳的形状和尺寸相同的可充电电池，解决了9V层叠电池(6F22)的弊端， 但其充电时需将外壳的一部分去掉露出弹性片后才能进行，使用起来不是很方 便。
(三)、实用新型内容
本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种外观上 与9V层叠电池外壳的形状和尺寸相同，且容量大、成本小、使用方便的可充电 电池。
本实用新型的技术方案
一种可充电电池，含有壳体以及安装在壳体内部的电池芯和电压转换电路， 壳体上含有正极帽、负极帽和充电正极端头，正极帽和负极帽安装在壳体的上 端面，充电正极端头设置在壳体的下端面上与负极帽对应的位置，电池芯的负极与负极帽和电压转换电路的地端连接，电池芯的正极与充电正极端头和电压 转换电路的输入端连接，电压转换电路的输出端与正极帽连接。
负极帽和正极帽分别位于壳体上端面的左、右两边，充电正极端头位于壳 体下端面的左边，电池芯位于负极帽下部的壳体腔内，它的负极朝上方，正极 朝下方，电池芯通过钢带固定在壳体腔内竖直设置的固定板上，电压转换电路 的线路板位于正极帽下部的壳体腔内，它通过固定支脚固定在固定板上。
固定板通过壳体内壁的台阶和固定胶垂直固定在壳体内腔的中部，所述充电 正极端头从壳体下端面的开孔处伸出并且其端部与壳体下端面的外表面位于同 一个水平面。
壳体、正极帽和负极帽连接在一起形成的外壳体与9V层叠电池的外壳的形 状和尺寸相同，壳体和固定板的材质为塑料或金属，所述正极帽、负极帽和充电 正极端头的材质为金属，所述壳体和固定板与正极帽、负极帽和充电正极端头绝 缘。
电压转换电路含有DC/DC变换器，DC/DC变换器为LM2703/2704系列 DC/DC变换器，或为LT1073系列DC/DC变换器，或为LT1615系列DC/DC变 换器，或为VT50系列DC/DC变换器。
电池芯为锂离子电池，或为镍氢电池，或为镍镉电池。
本实用新型的有益效果
1. 本实用新型的电池外壳结构简单、设计巧妙，其外观与9V层叠电池外壳 的形状和尺寸完全相同。
2. 本实用新型的可充电电池使用普通的14430型单体锂离子电池(或AA 型镍氢、镍镉电池)作为电池芯，保证了该可充电电池具有较高的容量和较低 的成本。
3. 本实用新型的可充电电池的输出电压可根据需要设计成不同值，其范围 约为3V 30V，它应用范围广，可广泛应用于数码相机、移动电话、仪器仪表、 PCMCIA和USB外围设备及DSL调制解调器等领域。
4. 本实用新型的可充电电池的电压转换电路空载功耗低、可靠性强。
5. 本实用新型的可充电电池无需专用的充电器，也无需拆开外壳，在普通的充电器上就可以直接充电，使用方便、安全可靠。
(四) 、
图1为可充电电池的结构示意图； 图2为图1的俯视结构示意图； 图3为图1的仰视结构示意图； 图4为A-A剖视放大结构示意图5为可充电电池的电压转换电路的原理示意图之一； 图6为可充电电池的电压转换电路的原理示意图之二； 图7为可充电电池的电压转换电路的原理示意图之三； 图8为可充电电池的电压转换电路的原理示意图之四；
(五) 具体实施方式
实施例一参见图1 图5，图中，可充电电池含有壳体1以及安装在壳体 1内部的电池芯BT和电压转换电路，壳体1上含有正极帽3、负极帽4和充电 正极端头6，正极帽3和负极帽4安装在壳体1的上端面2，充电正极端头6设 置在壳体1的下端面13上与负极帽4对应的位置，电池芯BT的负极与负极帽 4和电压转换电路的地端连接，电池芯BT的正极与充电正极端头6和电压转换 电路的输入端连接，电压转换电路的输出端与正极帽3连接。
负极帽4和正极帽3分别位于壳体1的上端面2的左、右两边，充电正极 端头6位于壳体1的下端面13的左边，电池芯BT位于负极帽4下部的壳体腔 内，它的负极朝上方，正极朝下方，电池芯BT通过钢带9固定在壳体腔内竖直 设置的固定板5上，电池芯BT为锂离子电池，电压转换电路的线路板12位于 正极帽3下部的壳体腔内，它通过固定支脚10固定在固定板5上。
固定板5通过壳体1内壁的台阶7和固定胶8垂直固定在壳体内腔的中部， 充电正极端头6从壳体1的下端面13的开孔14处伸出并且其端部与壳体1的下 端面13的外表面位于同一个水平面。
壳体1、正极帽3和负极帽4连接在一起形成的外壳体与9V层叠电池的外 壳的形状和尺寸相同，壳体1和固定板5的材质为塑料，正极帽3、负极帽4和充电正极端头6的材质为金属。
电压转换电路含有DC/DC变换器IC4，它的型号为VT50, VT50是BOOST结 构、电压型PFM控制模式的DC-DC转换电路。外部只需要一个电感、 一个输出 电容、和一个肖特基二极管就可以提供5.0V的稳定的低噪声输出电压。芯片内 部包括输出电压反馈和修正网络、启动电路、震荡电路、参考电压电路、PFM控 制电路、过流保护电路以及功率管。PFM控制电路是VT的核心，该模块根据其 他模块传递的输入电压信号、负载信号和电流信号来控制功率管的开关，从而 达到控制电路恒压输出的作用。在PFM控制系统中，固定震荡频率和脉宽，稳 定的输出电压是根据输入-输出电压比例以及负载情况通过消脉冲来调节在单 位时间内功率管导通时间来实现。震荡电路提供基准震荡频率和固定的脉宽。 参考电压电路提供稳定的参考电平，由于采用内部的修正技术，保证输出电压 精度达到±2%，同时由于参考电压经过精心的温度补偿设计考虑，使得芯片的 输出电压的温度漂移系数小于100PPm/°C。高增益的误差放大器保证了在不同输 入电压和不同负载电流情况下稳定的输出电压。为了减小输出电压的纹波和噪 声，误差放大器采用司密特比较器结构，并且有很快的响应速度。BOOST结构 DC-DC转换器的功耗损失主要是由于电感的寄生串联电阻、肖特基二极管的正 向导通压降、功率管的导通电阻及控制功率管信号的驱动能力这四个方面；当 然芯片本身消耗的静态功耗在低负载的情况下也会影响转换效率。所以为了获 得较高的转换效率，除了用户选择合适的电感、肖特基二极管和电容外，芯片 本身包含导通电阻很小的功率管，功率管有驱动能力很强的驱动电路驱动，保 证功率管开关沿口很陡，大大减小了开关的功率损耗。
在对本实用新型的可充电电池充电时，可将可充电电池的负极帽4对着充 电器的负极，充电正极端头6对着充电器的正极，直接插在普通的充电器上即 可进行充电。
实施例二参见图1 图4、图6，图中编号与实施例一相同的，代表的意 义相同，其工作过程也基本相同，相同之处不重述，不同之处是电压转换电 路含有DC/DC变换器IC1，它的型号为NS公司的LM2703，它是一种新型的电 荷泵式DC/DC变换器，无电感元件、外围连接电路简单，大大减小了电压转换电路的线路板12的体积；本实施例中电压转换电路的输出电压Vout与电阻Rl 和电阻R2的阻值的关系为Rl=R2*(Vout/1.237—Vout)。
实施例三参见图1 图4、图7，图中编号与实施例一相同的，代表的意义 相同，其工作过程也基本相同，相同之处不重述，不同之处是电压转换电路 中的DC/DC变换器IC2的型号为凌特公司的LT1073，它为低功耗DC-DC变换 器，可提供5V、 12V及可调等多个档次的电压；本实施例中电压转换电路的输 出电压Vout与电阻R21和电阻R22的阻值的关系为Vout=212* (R21/R22+l )。 电池芯BT为镍氢电池。
实施例四参见图1 图4、图8，图中，图中编号与实施例一相同的，代 表的意义相同，其工作过程也基本相同，相同之处不重述，不同之处是电压 转换电路中的DC/DC变换器IC3的型号为凌特公司的LT1615，它为低功耗升 压式DC-DC变换器，内部有36V开关电路，只需利用简单的拓扑电路就可以输 出34V的直流电压，不需要昂贵的变压器，而且它还具有保护电路，可以在电 路启动及负载发生短路时提供完善的保护；本实施例中电压转换电路的输出电 压Vout与电阻R31和电阻R32的阻值的关系为Vout=1.23* (R32/R31+l)。 电池芯BT为锂离子电池。
权利要求1.一种可充电电池，含有壳体以及安装在壳体内部的电池芯和电压转换电路，其特征是壳体上含有正极帽、负极帽和充电正极端头，正极帽和负极帽安装在壳体的上端面，充电正极端头设置在壳体的下端面上与负极帽对应的位置，电池芯的负极与负极帽和电压转换电路的地端连接，电池芯的正极与充电正极端头和电压转换电路的输入端连接，电压转换电路的输出端与正极帽连接。
2. 根据权利要求l所述的可充电电池，其特征是负极帽和正极帽分别位 于壳体上端面的左、右两边，充电正极端头位于壳体下端面的左边，电池芯位 于负极帽下部的壳体腔内，它的负极朝上方，正极朝下方，电池芯通过钢带固 定在壳体腔内竖直设置的固定板上，电压转换电路的线路板位于正极帽下部的 壳体腔内，它通过固定支脚固定在固定板上。
3. 根据权利要求2所述的可充电电池，其特征是所述固定板通过壳体内 壁的台阶和固定胶垂直固定在壳体内腔的中部，所述充电正极端头从壳体下端面 的开孔处伸出并且其端部与壳体下端面的外表面位于同一个水平面。
4. 根据权利要求1 3中任一项所述的可充电电池，其特征是所述壳体、 正极帽和负极帽连接在一起形成的外壳体与9V层叠电池的外壳的形状和尺寸相 同，壳体和固定板的材质为塑料或金属，所述正极帽、负极帽和充电正极端头的 材质为金属，所述壳体和固定板与正极帽、负极帽和充电正极端头绝缘。
5. 根据权利要求4所述的可充电电池，其特征是所述电压转换电路含有DC/DC变换器。
6. 根据权利要求5所述的可充电电池，其特征是所述DC/DC变换器为 LM2703/2704系列DC/DC变换器，或为LT1073系列DC/DC变换器，或为LT1615 系列DC/DC变换器，或为VT50系列DC/DC变换器。
7. 根据权利要求4所述的可充电电池，其特征是所述电池芯为锂离子电 池，或为镍氢电池，或为镍镉电池。
专利摘要本实用新型涉及一种电池，特别是涉及一种外观上与9V层叠电池外壳的形状和尺寸相同的可充电电池；可充电电池含有壳体以及安装在壳体内部的电池芯和电压转换电路，壳体的上端面安装有正极帽和负极帽，壳体的下端面上与负极帽对应的位置安装有充电正极端头，电池芯的负极与负极帽和电压转换电路的地端连接，电池芯的正极与充电正极端头和电压转换电路的输入端连接，电压转换电路的输出端与正极帽连接，电池芯位于负极帽下部的壳体腔内，它的负极朝上方，正极朝下方，电压转换电路的线路板位于正极帽下部的壳体腔内，电压转换电路含有DC/DC变换器；本实用新型提供了一种容量大、成本小、使用方便的可充电电池。
文档编号H01M10/04GK201278357SQ20082014913
公开日2009年7月22日 申请日期2008年9月10日 优先权日2008年9月10日
发明者刘宇飞, 刘新保, 周永刚, 李恩惠, 贾晓林 申请人:郑州市联合能源电子有限公司