专利名称：一种强迫冷却充电方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明属电池充电领域，涉及电池的充电和充电装置，特别是涉及一种对干电池充电的方法和装置。
对于电池的充电方法，制约的因数很多，其中一个很重要的因数是温度。因此在锌锰干电池或碱性电池之类的电池包装上往往标注不得充电和扔入火中，以免爆炸等字样。因为在这类电池中含有糊状的电糊，由电解质、糊状赋形剂、及相当多水分。当充电的高温或投入火中时水的汽化，是爆炸的主要原因。实际上以相当小的电流为锌锰干电池或碱性电池之类的电池充电时，升温的幅度小，电池仅有微温，是不会爆炸的。
一般来说锌锰干电池或碱性电池之类的电池称为一次电池，不考虑对其充电，因此市售的充电器均为镍镉、镍氢、锂电池等充电电池所用。充电电池的容量比同样大小的锌锰干电池或碱性电池之类的一次电池要大得多，往往在几倍，甚至十几倍，因此充电器的充电电流就很大。如果用来为一次电池充电，快速升温，一来容易爆炸，二来往往烤干电糊。如果电糊变干，则电糊中的电解质起作用的电离子运动就很困难，电池内阻加大，电池效率减低。因此新电池避免暴晒之说，源自电糊的干枯会导致电池失效。
其实一次电池都是化学电池，电能的输出源自化学反应，众所周知，一般的化学反应在一定的条件下是可逆的。因此一次电池实际上是“可逆的”，可充电。问题在于一般的充电方法无法保持一次电池的电糊中的水分，有限的几次充电后电糊就干了，导致电池失效。
在对一次电池充电的研究中，我们得知充电时的电化学可逆反应，会产生“极化效应”气体会以极细小的气泡附着在正极的碳棒上，电阻加大，发热增加，汽化导致水分的丢失。而消除极化效应的方法是在充电过程中短时间地放电一下，如充电十个时间单位，加一个或两个时间单位的放电时间，如是循环。一般极化效应随充电电流的加大而严重。去极化效应应该有助充电，但是增加了功耗，也有发热。
同样，温度的升高对可充电的镍镉、镍氢、锂电池等充电电池来说也是有害的，特别是蓄电池主要依靠电解液，对充电温升尤为敏感。
综上所述，控制温度对充电是有益处的，特别是在一次电池的充电中将有莫大的好处。采用本发明方案的技术，如果一次电池能反复用上5次的话，将为环保作出巨大的贡献！本发明的目的在于提出一个新型的方案；它的任务是强迫限制被充电的电池温度，提高充电效率，此外为解决一次电池的充电提供手段。
本发明的技术方案是在充电的同时为电池提供一个强迫制冷装置，使被充电的电池的温度的升高受限制。从而达到本发明的目的。
本发明的技术方案可进一步设计为强迫制冷装置是半导体制冷装置。
本发明的技术方案可进一步设计为制冷装置与电池之间有加强热传导结构，以便进一步提高效率。因为制冷装置与电池之间很难做到机械上的紧配合，所以有以下几种方案。
液体介质，如水、油之类，该类设计需要一个容器，对于蓄电池之类的电极均在上部的电池比较合适，电极位于上下两端的，就要看电池结构而定，如镍镉、镍氢电池的正极是外壳，可以将正极向下，放入容器(底部为负极)，锌锰干电池一般外壳为负极，充电电极反置，对于外壳为塑料或外壳为金属带极性的，均可以使用可导电的导热介质，如水之类。碱性电池之类有两种制造方法，外壳极性各不相同，还有经绝缘的金属外壳(无极性)，采用绝缘的导热介质较好，如油之类。鉴于该项技术在充电完毕后，需要去除外壳上的导热介质，有一定的麻烦。
用导电膏来导热，导电膏中含有较多的金属微粒，因此导热性能良好，后处理比液体介质更麻烦。
金属颗粒导热，在容器状的制冷装置，或者类似容器状的(如网状，能阻止金属颗粒外漏的)与电池之间填充金属颗粒，如小钢珠，或者铝、铜等金属颗粒，圆柱形也可以，一种简单的方法是将铝、铜丝剪切成颗粒，当然使用经筛子分离的一定大小的异型金属碎屑也可以达到导热效果，但是可能含有尖刺等意外情况影响安全。这种设计，在充电完毕的后处理时非常方便。由于金属颗粒是导电体，运用原则按液体导热介质进行。一个显而易见的设计要点是电池与制冷装置之间几何尺寸需要考虑能否容纳颗粒。
具有弹性结构金属体来导热，在制冷装置与充电电池间设置足够多的可直接接触的金属弹性体来加强导热效果，如片状的金属弹性棘爪、瓦楞状弹性金属板、网状的弹性金属丝网、甚至是细金属丝的毡状物，以及可以直接接触的其他结构。
瓦楞状弹性金属板可以采用矩形结构，其截面如长城的符号图形。这种结构在瓦楞板受到压迫时长度不会增加，而以正弦波截面的瓦楞板长度会增加。
本发明的技术方案可进一步设计为制冷装置与电池之间有一个抱合的夹持结构来加强导热效果。该类设计有平板型，可用于蓄电池类，圆形的用于圆柱型的电池。可以加上条状、点状结构，如配合弹性金属体，如金属毡就效果更好。
本发明的优点在于采用制冷充电的方式，使被充电的电池的温度的升高受限制。电池的充电特性明显改善。特别是采用本发明方案的技术，在一次电池的充电中将有莫大的好处。
本发明的技术方案实施的方式本发明的实施例是在充电装置充电的同时为电池提供一个强迫制冷装置，使被充电的电池的温度的升高受限制。
本发明的实施例可进一步设计为强迫制冷装置是半导体制冷装置。
本发明的实施例可进一步设计为制冷装置与电池之间有加强热传导结构，以便进一步提高效率。因为制冷装置与电池之间很难做到机械上的紧配合，所以有以下几种方案。
本发明的实施例可进一步设计为液体介质导热，如水、油之类，该类设计具有一个容器，对于蓄电池之类的电极均在上部的电池比较合适。
本发明的实施例可进一步设计为电极位于上下两端的，就要看电池结构而定，如镍镉、镍氢电池的正极是外壳，可以将正极向下，放入容器(底部为负极)，锌锰干电池一般外壳为负极，充电电极反置，所以具有一个电极可以对换的装置，并且具有相应的电极极性指示。
本发明的实施例可进一步设计为对于外壳为塑料或外壳为金属带极性的，均可以使用可导电的导热介质，如水之类。碱性电池之类有两种制造方法，外壳极性各不相同，还有经绝缘的金属外壳(无极性)，采用绝缘的导热介质较好，如油之类。鉴于该项技术在充电完毕后，需要去除外壳上的导热介质，有一定的麻烦。
本发明的实施例可进一步设计为用导电膏来导热，导电膏中含有较多的金属微粒，因此导热性能良好，后处理比液体介质更麻烦。
本发明的实施例可进一步设计为金属颗粒导热，在容器状的制冷装置，或者类似容器状的(如网状，能阻止金属颗粒外漏的)与电池之间填充金属颗粒，如小钢珠，或者铝、铜等金属颗粒，圆柱形也可以，一种简单的方法是将铝、铜丝剪切成颗粒，当然使用经筛子分离的一定大小的异型金属碎屑也可以达到导热效果，但是可能含有尖刺等意外情况影响安全。这种设计，在充电完毕的后处理时非常方便。由于金属颗粒是导电体，运用原则按液体导热介质进行。一个显而易见的设计要点是电池与制冷装置之间几何尺寸需要考虑能否容纳颗粒。
本发明的实施例可进一步设计为具有弹性结构金属体来导热，在制冷装置与充电电池间设置足够多的可直接接触的金属弹性体来加强导热效果，如片状的金属弹性棘爪、瓦楞状弹性金属板、网状的弹性金属丝网、甚至是细金属丝的毡状物，以及可以直接接触的其他结构。
本发明的实施例可进一步设计为瓦楞状弹性金属板可以采用矩形结构，其截面如长城的符号图形。这种结构在瓦楞板受到压迫时长度不会增加，而以正弦波截面的瓦楞板长度会增加。
本发明的实施例可进一步设计为制冷装置与电池之间有一个抱合的夹持结构来加强导热效果。该类设计有平板型，可用于蓄电池类，圆形的用于圆柱型的电池。可以加上条状、点状结构，如配合弹性金属体，如金属毡就效果更好。
权利要求
1.一种充电方法和装置，其特征在于在充电的同时为电池提供一个强迫制冷装置，使被充电的电池的温度的升高受限制。
2.权利要求1所述的充电方法和装置，其特征在于强迫制冷装置是半导体制冷装置。
3.权利要求1所述的充电方法和装置，其特征在于制冷装置与电池之间有加强热传导结构。
4.权利要求3所述的充电方法和装置，其特征在于加强热传导结构具有一个容器，用来容纳用来导热的液体介质或导电膏。
5.权利要求3所述的充电方法和装置，其特征在于加强热传导结构具有一个容器，用来容纳用来导热的金属颗粒。该容器可以是能阻止金属颗粒外漏的网状结构。
6.权利要求3所述的充电方法和装置，其特征在于加强热传导结构具有弹性结构金属体来导热，结构为片状的金属弹性棘爪、瓦楞状弹性金属板、网状的弹性金属丝网、细金属丝的毡状物。
7.权利要求6所述的具有瓦楞状弹性金属板充电方法和装置，其特征在于瓦楞状弹性金属板采用矩形结构，其截面如长城的符号图形。这种结构在瓦楞板受到压迫时长度不会增加，而以正弦波截面的瓦楞板长度会增加。
8.权利要求3所述的充电方法和装置，其特征在于加强热传导结构用来导热的是含有较多的金属微粒的导电膏。
9.权利要求1所述的充电方法和装置，其特征在于制冷装置与电池之间有一个抱合的夹持结构来加强导热效果。平板型，可用于蓄电池类，圆形的用于圆柱型的电池。并且可以具有条状、点状结构，如配合弹性金属体，如金属毡就效果更好。
10.权利要求9所述的充电方法和装置，其特征在于夹持结构与电池间有弹性结构金属体来导热，结构为片状的金属弹性棘爪、瓦楞状弹性金属板、网状的弹性金属丝网、细金属丝的毡状物。
全文摘要
本发明属电池充电领域，涉及电池的充电和充电装置，特别是涉及一种对干电池充电的方法和装置。在充电的同时为电池提供一个强迫制冷装置，使被充电的电池的温度的升高受限制。强迫限制被充电的电池温度，提高充电效率，此外为解决一次电池的充电提供手段。强迫制冷装置是半导体制冷装置。制冷装置与电池之间有加强热传导结构。
文档编号H01M10/44GK1487622SQ03141950
公开日2004年4月7日 申请日期2003年7月30日 优先权日2003年7月30日
发明者朱守云 申请人:朱守云