无线充电电池的制作方法

本发明系关于一种电池，特别关于一种无线充电电池。

背景技术：

现今，可携式电子装置例如相机、手机等的使用，已深植人们的生活当中。随着电子技术飞速发展，电子装置的种类及功能越来越多样化，对电池电量的需求亦剧增。由于一般一次电池的储电量有限，且在电力消耗完后即不敷使用而需丢弃，为了环保考虑，可携式电子装置多以二次电池(即充电电池)作为供电来源。此外，为了实现使用便利性，目前更发展出无需透过充电线或充电座电性连接的充电技术，即为无线充电技术。

无线充电系基于线圈感应磁场改变以产生电力的原理进行充电，因此无线充电电池中包含有线圈。而在习知的无线充电电池中，线圈多设置于电路板周遭以连接至电路板，可设置的空间相当狭小，因而局限可设置的线圈匝数，使得无线充电的效率难以提升。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种无线充电电池。

本发明之一实施例所揭露之无线充电电池，包含壳体、蓄电体、线圈及控制器。壳体具有间隔设置的第一端盖及第二端盖，并具有由该第一端盖延伸至该第二端盖的侧壁。第一端盖、第二端盖及侧壁共同形成容置空间，而第一端盖包含正端电极且第二端盖包含负端电极。蓄电体设置于容置空间中，电性连接于正端电极及负端电极之一者。线圈设置围绕蓄电体，用以感应环境磁场变化而产生电力。控制器设置于容置空间中，电性连接于正端电极及负端电极之另一者、蓄电体及线圈，并依据蓄电体的蓄电量，选择性地控制电力提供至蓄电体。

本发明之一实施例所揭露之无线充电电池，其中线圈设置于壳体的侧壁的内表面。

本发明之一实施例所揭露之无线充电电池，其中线圈设置于壳体的侧壁的外表面，侧壁具有至少一开孔，线圈的两端透过所述至少一开孔延伸至容置空间，且无线充电电池更包含外覆层包覆侧壁的外表面。

本发明之一实施例所揭露之无线充电电池，其中壳体的侧壁包含内侧壁及外侧壁，内侧壁较外侧壁接近容置空间，且内侧壁与外侧壁之间形成空腔，线圈设置于空腔，且线圈的两端自空腔延伸至容置空间。

根据上述实施例所揭露的无线充电电池，透过围绕蓄电体的线圈结构，得以增加线圈的设置面积及匝数，因而提升感应磁场变化以转换成电力的效率。

以上关于本发明内容的说明及以下实施方式的说明系用以示范与解释本发明的原理，并且提供本发明的专利申请范围更进一步的解释。

【附图说明】

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1 系依据本发明一实施例所绘示的无线充电电池的功能方块图；

图2系依据本发明另一实施例所绘示的无线充电电池的部分功能方块图；

图3A系依据本发明一实施例所绘示的无线充电电池的组合立体图；

图3B系图3A所绘示的无线充电电池的剖面示意图；

图3C系依据本发明另一实施例所绘示的无线充电电池的剖面示意图；

图3D系依据本发明又一实施例所绘示的无线充电电池的剖面示意图；

图3E系依据本发明又一实施例所绘示的无线充电电池的剖面示意图；

图4系依据本发明一实施例所绘示的无线充电电池及无线充电器的功能方块图。

【符号说明】

1、1’ 无线充电电池；

11 壳体；

111 第一端盖；

113 第二端盖；

115 侧壁；

117 容置空间；

1111 正端电极；

1131 负端电极；

12 蓄电体；

13 线圈；

14 控制器；

15 通讯电路；

16 整流器；

17 直流/直流转换器；

2、2’、2’’、2’’’ 无线充电电池；

20 电路板；

21 外覆层；

1151、1159 开孔；

1153 内侧壁；

1155 外侧壁；

1157 空腔；

1161 间隙；

3 无线充电器；

31 交流/直流转换器；

32 驱动器；

33 控制器；

34 电压/电流检测器。

【具体实施方式】

以下在实施方式中详细叙述本发明之详细特征以及优点，其内容足以使任何熟习相关技艺者了解本发明之技术内容并据以实施，且根据本说明书所揭露之内容、申请专利范围及图式，任何熟习相关技艺者可轻易地理解本发明相关之目的及优点。以下之实施例系进一步详细说明本发明之观点，但非以任何观点限制本发明之范畴。

请参考图1，图1 系依据本发明一实施例所绘示的无线充电电池的功能方块图。如图1所示，于此实施例中，无线充电电池1包含壳体11、蓄电体12、线圈13及控制器14。壳体11具有间隔设置的第一端盖111及一第二端盖113，并具有侧壁115由第一端盖111延伸至第二端盖113，以由第一端盖111、第二端盖113及侧壁115共同形成容置空间117，其中第一端盖111包含正端电极1111且第二端盖113包含负端电极1131。蓄电体12及控制器14皆容置于壳体11的容置空间117内，线圈13围绕设置于蓄电体21，其中线圈13的设置位置将于后述实施例中详细描述。

壳体11除了金属制成的正端电极1111及负端电极1131之外的区域，例如是由塑料所制成，或者电极之外的区域与电极之间系为电性隔绝的连接。蓄电体12电性连接于壳体11的负端电极1131，蓄电体12例如是镍氢电池、锂电池或其它二次电池。线圈13用以感应环境磁场变化而产生电力并传送至控制器14。控制器14例如是控制电路，检测蓄电体12的蓄电量，并依据所述蓄电量控制电力选择性地提供至蓄电体12。更详细来说，当控制器14判断蓄电体12的蓄电量小于门坎电量时，控制器14将提供电力至蓄电体12；反之，当控制器14判断蓄电体12的蓄电量大于门坎电量时，控制器14将停止提供电力至蓄电体12。举例来说，控制器14包含一开关，当控制器14判断蓄电体12的蓄电量大于或等于第一门坎电量例如100%时，将藉由开关使得电路断路，以避免发生过充的状况。

于上述实施例中，以蓄电体12电性连接于负端电极1131且控制器14连接于正端电极1111为示例，然而蓄电体12亦可连接于正端电极1111而控制器连接于负端电极1131。

接下来请参考图2，图2系依据本发明另一实施例所绘示的无线充电电池1’的部分功能方块图。如图2所示，于此实施例中，无线充电电池1’除了如图1的实施例所述的壳体11、蓄电体12、线圈13及控制器14之外，更包含了通讯电路15、整流器16及直流/直流转换器17。关于壳体11、蓄电体12、线圈13及控制器14的叙述及其连接关系如同图1的实施例，因此不再赘述。

详言之，通讯电路15容置于壳体11的容置空间117中，并电性连接于控制器14。控制器14依据蓄电体12的蓄电量产生通知讯号，并控制通讯电路15发送所述通知讯号，其中，通知讯号可以指示蓄电体12的蓄电量的实际数值，或是指示蓄电量的状态。举例来说，当控制器14判断蓄电体12的蓄电量为50%时，将控制通讯电路15发送含有蓄电量50%的信息的通知讯号。举另一个例子，当控制器14判断蓄电体12的蓄电量大于或等于第一门坎电量例如100%时，发送的通知讯号将指示充电已完成，而当控制器14判断蓄电体12的蓄电量小于或等于第二门坎电量例如20%时，通知讯号则指示电量即将耗尽。上述例子皆为举例说明，并非用以限制本发明的通知讯号所包含的信息。

整流器16容置于壳体11的容置空间117中，并于电性连接于线圈13以及控制器14，而直流/直流转换器17亦容置于壳体11的容置空间117中，并电性连接于整流器16、控制器14及蓄电体12。整流器16将来自线圈13的电力进行整流，由交流电转换为直流电，再传输至直流/直流转换器17。直流/直流转换器17将接收到的电力变压处理后再提供至蓄电体12。控制器14检测蓄电体12的蓄电量，并据以选择性地截止整流器16或直流/直流转换器17。详细来说，当蓄电体12的蓄电量大于第一门坎电量时，控制器14将截止整流器16或直流/直流转换器17，停止对蓄电体12的供电，以避免过充。

此外，上述的控制器14以及通讯电路15、整流器16和直流/直流转换器中的其中之一或多个，皆可以电路实现，并整合于一电路板且设置于壳体11内。

接着，请参考图3A-3E。图3A系依据本发明一实施例所绘示的无线充电电池2的组合立体图，图3B系图3A所绘示的无线充电电池2的剖面示意图，图3C系依据本发明另一实施例所绘示的无线充电电池2’的剖面示意图，图3D系依据本发明又一实施例所绘示的无线充电电池2’’的剖面示意图，而图3E系依据本发明又一实施例所绘示的无线充电电池2’’’的剖面示意图。如图3A-3E所示，无线充电电池2、2’、2’’及2’’’包含如上述实施例中所述的壳体11、蓄电体12、线圈13，以及包含控制器14和通讯电路15、整流器16及直流/直流转换器中的其中之一或多个的电路板20。

如图3A所示，壳体11的形状以圆筒状作为示例，壳体11可以系如传统1、2、3或4号电池的外观，此外，壳体11亦可以呈四方体状，例如如9V电池的外观，本发明的无线充电电池之壳体外观设计并不限制于上述。

于图3A及3B所示的实施例中，无线充电电池2的蓄电体12、线圈13以及电路板20设置于壳体11的容置空间117内，蓄电体12电性连接于壳体11的负端电极1131以及电路板20，电路板20电性连接于壳体11的正端电极1111。线圈13围绕着蓄电体12并设置于壳体11的侧壁115的内表面，线圈13的两端电性连接至整合于电路板20上的控制器14或整流器16。

于图3C所示的实施例中，蓄电体12以及电路板20设置于壳体11的容置空间117内，线圈13则设置于壳体11的侧壁115的外表面并围绕着蓄电体12，侧壁115具有至少一开孔1151，而线圈13的两端可以透过开孔1151自壳体11的外部延伸至容置空间117中以电性连接于电路板20。于此实施例中，无线充电电池2’更包含外覆层21以包覆壳体1的侧壁115的外表面1及位于外表面的线圈13，避免线圈13遭受外力影响而毁损。其中外覆层21可以系塑料或其它非导电材料所制的薄膜，本发明不予限制。

再来，于图3D及3E所示的实施例中，无线充电电池2’’及2’’’的壳体11的侧壁115包含内侧壁1153及外侧壁1155，内侧壁1153较外侧壁1155接近该容置空间117，且内侧壁1153及外侧壁1155之间形成空腔1157。无线充电电池2’’及2’’’的线圈13设置于空腔1157中，且线圈13的两端自空腔1157延伸至容置空间117中以电性连接于电路板20。如图3D所示，于此实施例中，壳体11的内侧壁1153具有至少一开孔1159，使得线圈13的两端可以透过开孔1159自空腔1157延伸至容置空间117。而于图3E所示的实施例中，壳体11的内侧壁1153与第一端盖111之间具有一间隙1161，因此线圈13的两端可以透过间隙1161自空腔1157延伸至容置空间117。

于上述图3A-3E的实施例中，皆以蓄电体12电性连接于负端电极1131且控制器14连接于正端电极1111为示例，然而蓄电体12亦可连接于正端电极1111而控制器连接于负端电极1131。

接着，请参考图4，图4系依据本发明一实施例所绘示的无线充电电池及无线充电器的功能方块图。于图4中，无线充电电池1’同样于图2所示的实施例中的无线充电电池1’，其所包含之各组件间的连接关系及作动如图2的实施例所述，于此不再赘述，此外，图1所示的无线充电电池1亦适用于图4的实施例中。

如图4所示，无线充电器3包含了交流/直流转换器31、驱动器32、控制器33、电压/电流检测器34及线圈35。交流/直流转换器31电性连接于驱动器32，驱动器32电性连接于控制器33及线圈35，且电压/电流检测器34电性连接于控制器33及线圈35。交流/直流转换器31自外部电源接收电力，将其转换并传输至驱动器32，驱动器32再透过线圈35及无线充电电池1’的线圈12间的电磁感应，将转换后的电力传送至无线充电电池1’。而无线充电器3的控制器33依据电压/电流检测器34所检测到的线圈35的电压或电流，以控制驱动器32所传输的电力。

根据上述实施例之无线充电电池，透过围绕蓄电体的线圈结构，得以增加线圈的设置面积及匝数，因而提升感应磁场变化以转换成电力的效率。

虽然本发明以前述之较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何熟习相像技艺者，在不脱离本发明之精神和范围内，当可作些许之更动与润饰，因此本发明之专利保护范围须视本说明书所附之申请专利范围所界定者为准。