專利名稱：即充即用型充電電池的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及充電電池。
背景技術：
當今社會各種電子產品的使用越來越普遍，為了使用的方便，很多電子產品，
如遙控器、手電筒、計算器、電動剃須刀、電動牙刷等都設計成使用5號(AA)干 電池作為電源。但是由于干電池只能一次性使用，而且受倉儲時間的限制，全球每 年因倉儲時間過長而浪費的未使用干電池就數以億計，每年使用報廢的干電池更是 數以百億計，對社會資源造成了極大的消耗，給環境保護造成了極大的負擔。而現 有的鎳氫、鎳鎘等充電電池，由于充電時間過長，用戶往往不愿意使用。
發明內容
本實用新型所要解決的技術問題在于提供一種充電時間短的即充即用型充電 電池。
本實用新型所采用的技術方案是 一種即充即用型充電電池，包括電池殼體、 充電正極、輸出正極、公共負極，輸出正極和公共負極分別設置在電池殼體的兩端， 其特點是，該充電電池還包括電雙層電容器及穩壓電路，電雙層電容器與穩壓電路 設置在電池殼體內；電雙層電容器的一端與充電正極電連接，另一端與公共負極電 連接；穩壓電路的輸入端與電雙層電容器連接，輸出端與輸出正極和公共負極電連 接，用以將電雙層電容器中存儲的電能轉換成一預定的電壓后輸出。
上述的即充即用型充電電池，其中，還包括一二極管，該二極管設置在充電 正極與電雙層電容器之間，二極管的正極與充電正極相連，負極與電雙層電容器的 一端相連。
上述的即充即用型充電電池，其中，預定的電壓為1.2伏到1.75伏之間的任 一電壓值，電雙層電容器的電容值大于0.1法拉。本實用新型利用電雙層原理，以電雙層電容器為儲能裝置，理論上沒有充放 電次數的限制，并且能夠使充電速度達到以秒計時的級別，通常充電幾秒到幾十秒
即可達該充電電池容量的80%以上。由于該充電電池充電迅速，彌補了現有鎳氫、
鎳鎘等充電電池充電時間過長的缺點，使得該充電電池能夠成為現有市場上各類干 電池的理想替代品，具有安全、環保、使用壽命長、充電快速、工作溫度范圍寬等 優點，從而大量節省干電池的使用量，節約了社會資源，減輕了環保壓力。
圖1是本實用新型的電路原理圖2A是本實用新型的第一種實施方式的結構示意圖2B是圖2A的側視圖2C是本實用新型的第一種實施方式的電路連接示意圖3A是本實用新型的第二種實施方式的結構示意圖3B是本實用新型的第二種實施方式的電路連接示意圖4A是本實用新型的第三種實施方式的結構示意圖4B是本實用新型的第三種實施方式的電池殼體處于拆卸狀態的示意圖;
圖4C是本實用新型的第三種實施方式的電路連接示意圖5A是本實用新型的穩壓電路的一種實施方式的電路示意圖5B是本實用新型的穩壓電路的另一種實施方式的電路示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型做出進一步說明。
參考圖1至2B，本實用新型的即充即用型充電電池，包括電池殼體l、充電 正極2、輸出正極3、公共負極4、電雙層電容器5及穩壓電路6，輸出正極3和公 共負極4分別設置在電池殼體1的兩端，電雙層電容器5與穩壓電路6設置在電池 殼體l內。其中電雙層電容器5的一端與充電正極2電連接，另一端與公共負極 4電連接；穩壓電路6的輸入端與電雙層電容器5連接，輸出端與輸出正極3和公 共負極電4連接，用以將電雙層電容器中存儲的電能轉換成一預定的電壓后輸出。 該預定的電壓可以是1.2伏到1.75伏之間的任一電壓值，根據需要，優選地，可設定為1.5V±2%。電雙層電容器5的電容值優選大于0.1法拉。在本實用新型中， 較佳的是，在充電正極2與電雙層電容器5之間還設有一個二極管7，該二極管7 的正極與充電正極2相連，負極與電雙層電容器5的一端相連，從而防止電雙層電 容器5向充電正極端放電。
在第一種實施方式中，本實用新型的充電電池采用了整體組裝的方式，電池 殼體l為一完整的、不可拆卸的整體，電雙層電容器5與穩壓電路6均設置在電池 殼體l內，充電正極2設置在電池殼體1的外表面上，與充電電源的插座進行匹配 連接后可對充電電池進行充電。
在第二種和第三種實施方式中，本實用新型的充電電池采用了分體組裝的方 式，電池殼體1包括上殼體11和下殼體12，上殼體11內設有一空腔，空腔開口于 上殼體的底部，上殼體11和下殼體12之間可進行插拔式連接。
參考圖3A和圖3B，在本實用新型的第二種實施方式中，輸出正極3設置在 上殼體11的頂部，公共負極4設置在下殼體12的底部。穩壓電路6設置在上殼體 11內，電雙層電容器5設置在下殼體12內。在上殼體11的空腔的內壁上設有環 形的插座8，插座8與穩壓電路6的輸入端電連接。在下殼體12的上部凸設有與 上殼體的空腔相適配的插頭13，插頭13與電雙層電容器電連接，充電正極2設于 插頭13內，為插頭的正極，插頭的外壁作為插頭的負極，并與公共負極4電連接。 插頭13嵌設在上殼體11的空腔內，并與插座8電連接，從而使上、下殼體相互連 接成一體，存儲在電雙層電容器5中的電能通過該插頭被輸出到穩壓電路6的輸入 端。當需要對充電電池進行充電時，則將上殼體ll拔下，電雙層電容器5通過插 頭13充電。
參考圖4A至圖4C，在本實用新型的第三種實施方式中，輸出正極3設置在 上殼體ll的頂部，公共負極4設置在下殼體12的底部。穩壓電路6和電雙層電容 器5均設置在下殼體12內。在上殼體ll的底部端面設有上導電觸片9，上導電觸 片9與輸出正極3電連接。在下殼體12的頂部端面與上導電觸片相對應的位置處 設有下導電觸片10，下導電觸片10與穩壓電路6的輸出端電連接。在下殼體12 的上部凸設有與上殼體的空腔110相適配的插頭13,插頭13與電雙層電容器電連 接，充電正極2設于插頭13內，為插頭的正極，插頭的外壁作為插頭的負極，并 與公共負極4電連接。插頭13嵌設在上殼體11的空腔內，上導電觸片9與下導電觸片10相互接觸導電，從而使上、下殼體相互連接成一體。存儲在電雙層電容器 5中的電能通過穩壓電路6的電壓轉換，經由上下導電觸片9和10電連接到輸出 正極3輸出。當需要對充電電池進行充電時，則將上殼體ll拔下，電雙層電容器 5通過插頭13充電。
圖5A和5B分別示出了本實用新型的穩壓電路的兩種實施方式的電路示意 圖。本實用新型的穩壓電路的主要功能是把電雙層電容器中存儲的電能轉換成穩定 的電壓輸出。圖5A和圖5B中所示的穩壓電路僅僅用于示例，本領域技術人員應 該知道，還可以采用其它實施方式實現該電壓轉換要求。
在圖5A中，穩壓電路6主要由LDO (Low drop-out type regulator,低壓差型 電壓穩壓器)芯片100、濾波電容器Cl、輸出相位補償電容器C2以及一個PNP 三級管組成。其中，濾波電容器Cl連接在LDO芯片100的In (輸入)腳和Vss 腳之間，并且和上述的電雙層電容器5并聯。輸出相位補償電容器C2連接在LDO 芯片100的Out (輸出)腳和Vss腳之間。Vss腳接地。PNP三極管的基極與LDO 芯片100的Ext (外接)腳連接，發射極與LDO芯片100的In腳連接，集電極與 LDO芯片100的Out腳連接。設定電壓由所選定的LDO芯片決定，LDO芯片可把 其規格書規定范圍內的輸入電壓Vin轉換成設定電壓穩定輸出。當輸入電壓大于設 定電壓時，輸出電壓Vout等于設定電壓；當輸入電壓Vin小于設定電壓時，輸出 電壓Vout跟隨輸入電壓變化而變化。PNP三極管的功能是放大輸出電流，部分LDO (如日本精工的型號為S1172的LDO)本身可輸出大電流，則無需外接PNP三極 管。由于與穩壓電路的輸入端連接的電雙層電容器本身即為超大電容器，在本實用 新型中也可省去輸入端的濾波電容器Cl。
在圖5B中，穩壓電路6主要由DC/DC直流電壓轉換芯片200、電感器L、 電流驅動三級管T、肖特基二極管D、濾波電容器C3組成。其中，電感器L的一 端與電雙層電容器的一端連接后，另一端與三極管T的集電極連接。三極管T的 發射極接地，基極與DC/DC直流電壓轉換芯片200的Ext (外接)腳連接。DC/DC 直流電壓轉換芯片200的Vss腳接地，濾波電容器C3連接在DC/DC直流電壓轉 換芯片200的Out (輸出)腳與Vss腳之間。肖特基二極管D的正極與三極管T 的集電極連接，負極與DC/DC直流電壓轉換芯片200的Out腳連接。DC/DC直流 電壓轉換芯片200,配合其它所需元件，可把一定范圍內的輸入電壓轉換成穩定的電壓輸出，不論輸入電壓Vin大于還是小于設定電壓，輸出電壓Vout始終等于設 定電壓；但是當輸入電壓Vin低于該芯片的輸入啟動電壓后，輸出電壓Vout不輸 出。
本實用新型的電池殼體1可做成市場上7號或5號干電池的形狀，如圓柱體 形狀，這樣，可替代現有的7號或5號干電池作為大多數使用7號或5號干電池的 電子產品的電源，特別適用于如電動剃須刀、電動牙刷、LED手電筒等單次使用 時間較短的小家電。
本實施方案的描述結合了特定的實施例，但是本領域普通技術人員應該理 解本實用新型并不限于在此描述的實施例，并可以進行各種修改和變化而不背 離本實用新型的精神和范圍。
權利要求1.一種即充即用型充電電池，包括電池殼體、充電正極、輸出正極、公共負極，所述輸出正極和公共負極分別設置在所述電池殼體的兩端，其特征在于所述充電電池還包括電雙層電容器及穩壓電路，所述電雙層電容器與所述穩壓電路設置在所述電池殼體內；電雙層電容器的一端與充電正極電連接，另一端與公共負極電連接；穩壓電路的輸入端與電雙層電容器連接，輸出端與所述輸出正極和公共負極電連接，用以將電雙層電容器中存儲的電能轉換成一預定的電壓后輸出。
2. 如權利要求l所述的即充即用型充電電池，其特征在于所述充電正極設置在所述電池殼體的外表面上。
3. 如權利要求l所述的即充即用型充電電池，其特征在于所述電池殼體包 括上殼體和下殼體，所述上殼體內設有一空腔，所述空腔開口于上殼體的底部；所 述輸出正極設置在上殼體的頂部，所述公共負極設置在下殼體的底部；所述穩壓電 路設置在上殼體內，所述電雙層電容器設置在下殼體內；在所述上殼體的空腔的內 壁上設有環形的插座，所述插座與所述穩壓電路的輸入端電連接；在所述下殼體的 上部凸設有與上殼體的空腔相適配的插頭，所述插頭與電雙層電容器電連接，所述 充電正極為插頭的正極，插頭的負極與所述公共負極電連接；插頭嵌設在上殼體的 空腔內，并與插座電連接。
4. 如權利要求l所述的即充即用型充電電池，其特征在于所述電池殼體包 括上殼體和下殼體，所述上殼體內設有一空腔，所述空腔開口于上殼體的底部；所 述穩壓電路和所述電雙層電容器均設置在所述下殼體內；所述輸出正極設置在上殼 體的頂部，所述公共負極設置在下殼體的底部；在上殼體的底部端面設有上導電觸 片，所述上導電觸片與所述輸出正極電連接；在所述下殼體的頂部端面與所述上導 電觸片相對應的位置處設有下導電觸片，所述下導電觸片與穩壓電路的輸出端電連 接；在所述下殼體的上部凸設有與上殼體的空腔相適配的插頭，所述插頭與電雙層 電容器電連接，所述充電正極為插頭的正極，插頭的負極與所述公共負極電連接； 插頭嵌設在上殼體的空腔內，上導電觸片與下導電觸片相互接觸，形成電連接。
5. 如權利要求2至4中任何一項所述的即充即用型充電電池，其特征在于還包括一二極管，所述二極管設置在所述充電正極與所述電雙層電容器之間，二極 管的正極與充電正極相連，負極與電雙層電容器的一端相連。
6. 如權利要求2至4中任何一項所述的即充即用型充電電池，其特征在于 所述電池殼體為圓柱體形狀。
7. 如權利要求1所述的即充即用型充電電池，其特征在于所述預定的電壓為1.2伏到1.75伏之間的任一電壓值。
8. 如權利要求l所述的即充即用型充電電池，其特征在于所述電雙層電容器的電容值大于0.1法拉。
專利摘要本實用新型公開了一種即充即用型充電電池，包括電池殼體、充電正極、輸出正極、公共負極、電雙層電容器及穩壓電路，輸出正極和公共負極分別設置在電池殼體的兩端，電雙層電容器與穩壓電路設置在電池殼體內。電雙層電容器的一端與充電正極電連接，另一端與公共負極電連接。穩壓電路的輸入端與電雙層電容器連接，輸出端與輸出正極和公共負極電連接，用以將電雙層電容器中存儲的電能轉換成一預定的電壓后輸出。本實用新型充電迅速，通常充電幾秒到幾十秒即可達該充電電池容量的80％以上，彌補了現有鎳氫、鎳鎘等充電電池充電時間過長的缺點，可替代現有的7號或5號干電池等。
文檔編號H01M10/46GK201146230SQ200820055149
公開日2008年11月5日 申請日期2008年1月28日 優先權日2008年1月28日
發明者揚 昂 申請人:揚 昂