一种可替代5号一次性碱性电池的1.5V恒压锂电池及其生产方法与流程

本发明涉及一种可替代5号一次性碱性电池的1.5V恒压锂电池及其生产方法。

背景技术：

一次性5号碱性电池，由于使用寿命短，且在使用过程中电压会随着使用时间的增加而不断降低，造成电压不稳定等情况，使得锂离子电池替代一次性5号碱性电池成为了一种趋势。但是由于锂离子电池的电芯标称电压为3.7V，使得其不能直接运用于1.5V碱性电池使用的领域，为此需要将其进行降压。

由于现有的降压电路板与锂离子电芯的正、负极输出端基本采用电阻点焊或焊锡形式连接，这使得可替代一次性5号碱性电池的锂离子电池的加工、装配更复杂、效率低，在生产过程中，如出现不良造成返工困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种可替代5号一次性碱性电池的1.5V恒压锂电池及其生产方法，该恒压锂电池不仅结构紧凑，而且方便使用，装配方法简便。

本发明的技术方案在于：一种可替代5号一次性碱性电池的1.5V恒压锂电池，包括圆柱形锂离子电芯，所述圆柱形锂离子电芯的上端扣接有绝缘的筒状电芯支架，所述筒状电芯支架内设置有用于降低圆柱形锂离子电芯输出电压的电路板，所述降压电路板上设置有用于紧固降压电路板并连通降压电路板的正极输入端与圆柱形锂离子电芯输出正极的正极导电连接件，所述圆柱形锂离子电芯的负极外壳上设置有与降压电路板的负极输入端相连接的负极导电连接件，所述筒状电芯支架的上部还嵌设有与降压电路板的输出端相连接的电池盖帽。

进一步地，所述圆柱形锂离子电芯的上端中部设置有正极凸帽，所述筒状电芯支架内设置有用于支撑降压电路板的支撑座，所述正极导电连接件为导电螺钉并自上而下穿过降压电路板、支撑座与设置于正极凸帽上的螺纹孔相螺接。

进一步地，所述正极凸帽的周部间隔设置有若干卡槽，所述支撑座的下部设置有与支撑座及筒状电芯支架一体成型的卡爪，所述卡爪卡入卡槽实现筒状电芯支架与圆柱形锂离子电芯的扣接。

进一步地，所述负极导电连接件包括夹设于筒状电芯支架与负极外壳之间的环形压簧片，所述环形压簧片上具有与降压电路板的负极输入端相连接的拐状弹片。

进一步地，所述筒状电芯支架内设置有用于支撑电池盖帽下端面的环形阶面，位于降压电路板侧部的正极输出端上设置有压在电池盖帽内侧壁用于实现电池盖帽嵌设于筒状电芯支架内的弧形导电弹片。

进一步地，所述筒状电芯支架的内侧壁还纵向设置有与弧形导电弹片相配合实现降压电路板安装时定位的沟槽。

一种可替代5号一次性碱性电池的1.5V恒压锂电池的装配方法，步骤如下：

1）在预制的圆柱形锂离子电芯的正极凸帽上钻设螺纹孔；

2）将预制好的负极导电连接件置放于圆柱形锂离子电芯的负极外壳的上端；

3）将筒状电芯支架与圆柱形锂离子电芯相扣接；

4）将降压电路板置放于筒状电芯支架内，使降压电路板的负极输入点与负极导电连接件的拐状弹片相抵接；

5）将导电螺钉穿过降压电路板与支撑座，并与正极凸帽上螺纹孔紧固；

6）将电池盖帽塞入筒状电芯支架内与降压电路板的输出端相连接。

进一步地，待步骤5电池盖帽安装完成后，在圆柱形锂离子电芯和筒状电芯支架上包裹一层彩印热缩套管。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：该1.5V恒压锂电池的降压电路板通过导电螺丝与电芯直接对接，增加了对接强度。且一只1.5V恒压锂电池可替代一次性5号碱性电池，使用寿命可以顶用上百只以上1.5V碱性电池使用寿命，节能环保无污染，可充放电循环使用，而且输出电压稳定1.5V，放电电流可持续1A，可以满足大多数玩具赛车使用和相关电子产品的应用。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的分解状态示意图；

图3为本发明的剖视图；

图4为本发明的图3的A区放大图；

图5为本发明的锂电池的原理框图；

图中：10-圆柱形锂离子电芯 11-正极凸帽 12-卡槽 13-螺纹孔 20-筒状电芯支架 21-支撑座 22-卡爪 23-沟槽 24-环形阶部 30-降压电路板 31-弧形导电弹片 40-导电螺钉 51-环形导电圈 52-拐状弹片 60-电池盖帽。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。

参考图1至图5

一种可替代5号一次性碱性电池的1.5V恒压锂电池，包括圆柱形锂离子电芯10，所述圆柱形锂离子电芯的上端扣接有绝缘的筒状电芯支架20，所述筒状电芯支架内设置有用于降低圆柱形锂离子电芯输出电压的电路板30，所述降压电路板上设置有用于紧固降压电路板并连通降压电路板的正极输入端与圆柱形锂离子电芯输出正极的正极导电连接件，所述圆柱形锂离子电芯的负极外壳上设置有与降压电路板的负极输入端相连接的负极导电连接件，所述筒状电芯支架的上部还嵌设有与降压电路板的输出端相连接的电池盖帽60。该1.5V恒压锂电池的总长度及直径与1.5V的5号碱性电池的长度和直径相同。该1.5V恒压锂电池内置充电管理电路输出4.2V500mA对锂电池充电，可通过外部专用5V2A充电座对1.5V恒压锂电池充电。

本实施例中，所述圆柱形锂离子电芯的上端中部设置有正极凸帽11，所述筒状电芯支架内设置有用于支撑降压电路板的支撑座21，所述正极导电连接件为导电螺钉40并自上而下穿过降压电路板、支撑座与设置于正极凸帽上的螺纹孔13相螺接，从而通过导电螺钉连通圆柱形锂离子电芯的输出正极和降压电路板的正极输入端，提高对接强度，保证导电性，克服现有电焊加工及安装的不便。

本实施例中，所述正极凸帽的周部间隔设置有若干卡槽12，所述支撑座的下部设置有与支撑座及筒状电芯支架一体成型的卡爪22，所述卡爪卡入卡槽实现筒状电芯支架与圆柱形锂离子电芯的扣接，简化筒状电芯支架与圆柱形锂离子电芯的连接。

本实施例中，所述负极导电连接件包括夹设于筒状电芯支架与负极外壳之间的环形压簧片51，所述环形压簧片上具有与降压电路板的负极输入端相连接的拐状弹片52，从而保证负极外壳与降压电路板的负极输入端的连接强度。

本实施例中，所述筒状电芯支架内设置有用于支撑电池盖帽下端面的环形阶面24，位于降压电路板侧部的正极输出端上设置有拐向上侧并用于压在电池盖帽内侧壁实现电池盖帽嵌设于筒状电芯支架内的弧形导电弹片31，以便将电池盖帽限制在筒状电芯支架内。

本实施例中，所述筒状电芯支架的内侧壁还纵向设置有与弧形导电弹片相配合实现降压电路板安装时定位的沟槽23，从而提高降压电路板的定位效果。

上述可替代5号一次性碱性电池的1.5V恒压锂电池的装配方法，步骤如下：

1）在预制的圆柱形锂离子电芯的正极凸帽上钻设螺纹孔；

2）将预制好的负极导电连接件置放于圆柱形锂离子电芯的负极外壳的上端；

3）将筒状电芯支架的卡爪与圆柱形锂离子电芯正极凸帽上的卡槽相扣接；

4）将降压电路板置放于筒状电芯支架内，通过沟槽实现降压电路板的定位，并使降压电路板的负极输入点与负极导电连接件的拐状弹片相抵接；

5）将导电螺钉穿过降压电路板与支撑座并与正极凸帽上螺纹孔紧固，从而完成降压电路的输入正极的连接以及降压电路板的紧固，保证导电效果；

6）将电池盖帽塞入筒状电芯支架内，并使电池盖帽的内侧壁夹在弧形导电弹片与筒形电芯支架之间，从而完成装配。

本实施例中，待步骤5电池盖帽安装完成后，在圆柱形锂离子电芯和筒状电芯支架上包裹一层彩印热缩套管，从而形成可替代5号一次性碱性电池的1.5V恒压锂电池。

该1.5V恒压锂电池工作原理说明：

该1.5V恒压锂电池采用14400毫安的圆柱形锂离子电芯，该圆柱形锂离子电芯的标称电压为3.7V，通过DCtoDC降压电路将锂电池3.7V降压为1.5V实现同碱性电池相同电压。降压电路板内置有恒流/恒压充电管理电路，和降压电路及锂电池保护电路，电路具有过充、过放、过流、过温、短路等安全保护（参见图5）。1.5V恒压锂电池充电和放电同口，内设置输入和输出同口隔离电路，既：充电时5V电压从电池正极盖帽输入，放电时由内部电路转1.5V电压输出，互不影响。此电路在锂电池工作电压范围4.2V~2.5V之间，通过降压电路板后，电池输出恒定为1.5V电压，从而可替代5#AA1..5V碱性电池,且不限于5#碱性电池应用，如市面上标准7#、2#、1#碱性电池等同原理，而且电池可充放电使用，是替代5#一次性碱性电池的理想选择。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的1.5V恒压锂电池并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。