可充电电池制造技术

本发明专利技术提供了一种可充电电池，包括可充电电芯、钢壳、保护IC、集成IC、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、电感、LED灯、塑胶件、圆形硬性FR‑4基板、金属帽头和固化结构胶，实现恒定电压输出、充电管理及保护、过充过放过流保护多功能于一体。与现有技术相比，本发明专利技术的可充电电池既可以实现电池的多功能集成，又可以实现电池附属结构件占用空间的节约化和电池的高容量化。

Rechargeable battery

The invention provides a rechargeable battery, which comprises a rechargeable electric core, a steel shell, a protective IC, an integrated IC, a first resistance, a second resistance, a third resistance, a first capacitance, a second capacitance, a third capacitance, an inductance, an LED lamp, a plastic part, a circular rigid fr \u2011 4 base plate, a metal cap head and a solidified structural adhesive, realizing constant voltage output, charge management and protection, overcharge, overcharge, discharge and overcurrent protection Multi function protection. Compared with the prior art, the rechargeable battery of the invention can not only realize the multi-functional integration of the battery, but also realize the saving of the space occupied by the auxiliary structure of the battery and the high capacity quantification of the battery.

【技术实现步骤摘要】
可充电电池
本专利技术涉及一种可充电电池，尤其是涉及一种集成了恒定电压输出、充电管理和充电保护、电池保护(包含过充保护、过放保护、过流保护)等多种功能，同时兼具高容量的可充电电池。
技术介绍
可充电电池具有容量大、可循环使用的优势，得到了越来越广泛的应用。例如，目前锂离子可充电电池已经成为手机、笔记本电脑、照相机、便携式移动电源的主要供电电池，并且在许多一次电池的传统应用领域例如遥控器、手电筒、玩具等，可充电锂离子电池也逐步在将一次电池替代。但是，可充电电池与一次电池相比，在使用上仍然存在诸多不便。一次电池不需要充电，而可充电电池需要用专用的充电器进行充电，同时为了保持正常的性能，可充电电池需要对充电过程和放电使用过程进行管理和保护。一次电池的额定电压与可充电电池也不同，例如钴酸锂-石墨型锂离子可充电电池的额定电压是3.7V，而通常的碱性锌锰干电池额定电压是1.5V，因此如果可充电电池不进行电压管理，一般情况下是不能直接应用在一次电池的用电设备上，否则可能损坏用电设备。为了实现可充电电池替代一次电池进行使用，往往需要对可充电电池的电芯、附属结构件(一般包括电路板、电路元器件、防护外壳等)进行集成组装，最终形成一个具备各项管理和保护功能，输出电压符合一次电池应用需求，且电池的整体外形结构尺寸和机械可靠性符合国际标准的可充电电池。但是，现有的设置附属结构件的方法，通常占用了大量的电池内部空间，导致只能选用小尺寸的低容量电芯，这使得集成后的可充电电池与一次电池相比，可充电电池的容量优势反而不明显。尤其是当电池的规格尺寸较小(例如AAA型或R03型，其直径最大为10.5mm，高度最高为44.5mm)，将可充电电池集成组装的难度就更大，附属结构件占据的空间比例更多，导致集成之后的可充电电池容量只有一次电池的1/3左右。因此，针对可充电电池替代一次电池进行使用的需求，尤其是针对小尺寸规格的电池，如何将可充电电池的性能特点结合一次电池的使用要求，将可充电电池的充电管理、保护、一次电池外形结构、一次电池使用需求统筹优化，在兼顾集成的成本、效率以及可靠性的基础上，最大限度降低附属结构件占用的空间，提高集成的效率，留出更多的空间给电芯从而提升整个可充电电池的容量，就显得非常必要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种更高容量的可充电电池，与现有技术相比，本专利技术的可充电电池的容量可以提高约20％，可以实现电池在输出电能工作过程中能够始终保持恒定的输出电压，同时包含充电管理和保护、放电欠压保护、充电过压保护、充电过流保护、放电过流保护、短路保护。该可充电电池非常适用于可充电电池替代一次电池的应用场合。本专利技术通过以下方案实现：一种可充电电池(后文中部分简写为电池)，包括可充电电芯、钢壳、保护IC、集成IC(集成充电功能和恒压输出功能)、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、电感、LED灯、塑胶件、圆形硬性FR-4基板、金属帽头和固化结构胶，实现恒定电压输出、充电管理及保护、过充过放过流保护多位一体功能；其中保护IC、集成IC、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容贴片锡焊在圆形硬性FR-4基板的A面，金属帽头、电感、LED灯、第三电容锡焊在圆形硬性FR-4基板的B面上；所述圆形硬性FR-4基板以B面朝上的方式安装在塑胶件内且金属帽头的第一圆筒体部分超出塑胶件顶端即塑胶件的第一圆筒拉伸体的顶面，所述塑胶件的下端即塑胶件的第二圆筒拉伸体和第三圆筒拉伸体配套套装在钢壳开口端，所述可充电电芯置于钢壳内，所述可充电电芯的正极端、负极端分别通过正极引出线、负极引出线与圆形硬性FR-4基板A面的第一焊盘、第二焊盘相对应焊接在一起；圆形硬性FR-4基板既作为金属帽头和其它元器件的贴片锡焊的基板，兼作电池的上部支撑端面和封口端面；塑胶件具有三个同轴心的圆筒拉伸体，作为圆形硬性FR-4基板的支撑体、LED灯光的透射体、圆形硬性FR-4基板B面贴片锡焊元器件的绝缘防护体、与钢壳连接固定用的结构体、固化结构胶的收纳体；所述金属帽头的第一圆筒体部分作为电池的正极端子，金属帽头的第二圆筒体部分作为锡焊在圆形硬性FR-4基板的B面上的电感、LED灯、第三电容的防护体，同时金属帽头第二圆筒体的开口部作为LDE灯光的散发通道；所述固化结构胶填充在圆形硬性FR-4基板的B面、圆形硬性FR-4基板的A面锡焊的保护IC即U1的以厚度方向为法线方向且平行于圆形硬性FR-4基板的B面的外部平面、塑胶件第三圆筒拉伸体内侧壁面所包围的空隙区域，起固化粘结和绝缘的作用；圆形硬性FR-4基板、塑胶件、金属帽头、固化结构胶等零件的功能复用、立体空间布局和装配的形式，大幅度减少不贡献容量的结构件占用的空间，实现大容量化。所述金属帽头整体结构形式是一端开口的抽壳拉伸体，其结构形体组成包括第一圆筒体和第二圆筒体，第一圆筒体的上端封闭、下端开口，第一圆筒体的下端设置有朝外的第一裙边，第二圆筒体的顶端边缘与第一圆筒体的第一裙边边缘相连接为一体且第一圆筒拉伸体与第二圆筒拉伸体同轴线，第二圆筒体的下端开口，第二圆筒体下端设置有朝外的第二裙边，第二圆筒体外侧周边设置有若干个沿高度方向且均匀分布的开口部，开口部作为LED灯光的散发通道，第一圆筒体的上端是可充电电池与外部负载或充电电源接触的结构部位，第二圆筒体的第二裙边是金属帽头与圆形硬性FR-4基板B面的第三焊盘J3锡焊连接的部位，第二圆筒体内部空腔可容纳电感、LED灯和第三电容合计三个元器件。所述金属帽头的第一圆筒体外径为M1，高度为H1；第二圆筒体的外径为M2，高度为H3；第二圆筒体与第一圆筒体同轴，第二圆筒体的顶面与第一圆筒体的底面共面；金属帽头的第一圆筒体、第二圆筒体的壁厚和第一裙边、第二裙边的厚度均为MH；第二圆筒体开口部的宽度为MK；第二圆筒体的第二裙边的外径为M3；金属帽头的第二圆筒体开口部的深度为MS。所述金属帽头的第一圆筒体满足：2mm≤M1≤3.8mm；高度H1满足：0.8mm≤H1+H2+MH-SJ1-SJ2≤1.7mm，其中SJ1为塑胶件的第一圆筒拉伸体的高度，SJ2为塑胶件的第二圆筒拉伸体的高度，单位为mm。M1的下限尺寸即2mm≤M1设置，可以保证金属帽头有足够的接触面积，供可充电电池与外部负载或充电电源保持良好的接触；M1的上限尺寸即M1≤3.8mm设置，是为了符合国际标准规范的要求，否则有可能由于直径过大无法与外部负载或充电电源的配套接口配合，导致接触不良或接触不上。H1下限高度即0.8mm≤H1+H2+MH-SJ1-SJ2的设置，是为了符合国际标准规范的要求，否则有可能由于金属帽头凸出高度过低无法与外部负载或充电电源的配套接口配合，导致接触不良或接触不上；H1上限高度即H1+H2+MH-SJ1-SJ2≤1.7mm的设置，是考虑到尽量减少金属帽头占据的高度空间，从而将节余出的高度空间留给可充电电芯，这有利于电池的大容量化。所述金属帽头的第二圆筒体满足：M1≤M2≤M3-0.6mm；高度H2满足：YJmax+0.3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种可充电电池，其特征在于：包括可充电电芯、钢壳、保护IC、集成IC、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、电感、LED灯、塑胶件、圆形硬性FR-4基板、金属帽头和固化结构胶，实现恒定电压输出、充电管理及保护、过充过放过流保护多位一体功能；其中保护IC、集成IC、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容贴片锡焊在圆形硬性FR-4基板的A面，第三电容、电感、LED灯、金属帽头锡焊在圆形硬性FR-4基板的B面上，所述圆形硬性FR-4基板以B面朝上的方式安装在塑胶件内且金属帽头的第一圆筒体部分超出塑胶件顶端，所述塑胶件的下端配套套装在钢壳开口端，所述可充电电芯置于钢壳内，所述可充电电芯的正极端、负极端分别通过正极引出线、负极引出线与圆形硬性FR-4基板A面的第一焊盘、第二焊盘相对应焊接在一起；圆形硬性FR-4基板既作为金属帽头和其它元器件的贴片锡焊的基板，兼作电池的上部支撑端面和封口端面；塑胶件具有三个同轴心的圆筒拉伸体，作为圆形硬性FR-4基板的支撑体、LED灯光的透射体、圆形硬性FR-4基板B面贴片锡焊元器件的绝缘防护体、与钢壳连接固定用的结构体、固化结构胶的收纳体；所述金属帽头的第一圆筒体部分作为电池的正极端子，金属帽头的第二圆筒体部分作为锡焊在圆形硬性FR-4基板的B面上的电感、LED灯、第三电容的防护体，同时金属帽头的第二圆筒体的开口部作为LED灯光的散发通道；所述固化结构胶填充在圆形硬性FR-4基板的B面、圆形硬性FR-4基板的A面锡焊的保护IC的以厚度方向为法线方向且平行于圆形硬性FR-4基板的B面的外部平面、塑胶件的第三圆筒拉伸体内侧壁面所包围的空隙区域，起固化粘结和绝缘的作用；圆形硬性FR-4基板、塑胶件、金属帽头、固化结构胶的功能复用、立体空间布局和装配的形式，大幅度减少不贡献容量的结构件占用的空间，实现大容量化；/n所述塑胶件满足：1mm≤SD1-SD2≤2mm，0.5mm≤SJ1≤1mm，1.5mm≤SJ2且YJmax+MH+0.3mm≤SJ2+SJ1≤YJmax+MH+1.5mm，SD4>SD2，0.4mm≤SD3-SD4≤1mm，YH+YAmax≤SJ3≤YH+YAmax+1.0mm，其中SD1为塑胶件的第一圆筒拉伸体的外部直径，SD2为塑胶件的第一圆筒拉伸体的内部直径，SD3为塑胶件的第二圆筒拉伸体的外部直径，SD4为塑胶件的第三圆筒拉伸体的内部直径，SJ1为塑胶件的第一圆筒拉伸体的高度，SJ2为塑胶件的第二圆筒拉伸体的高度，YJmax为圆形硬性FR-4基板的B面贴片元器件的最大高度，MH为金属帽头的第一圆筒体、第二圆筒体的壁厚和第一裙边、第二裙边的厚度，YH为圆形硬性FR-4基板的厚度，YAmax为硬性FR-4基板的A面元器件的最大高度，单位为mm。/n...

【技术特征摘要】
1.一种可充电电池，其特征在于：包括可充电电芯、钢壳、保护IC、集成IC、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、电感、LED灯、塑胶件、圆形硬性FR-4基板、金属帽头和固化结构胶，实现恒定电压输出、充电管理及保护、过充过放过流保护多位一体功能；其中保护IC、集成IC、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容贴片锡焊在圆形硬性FR-4基板的A面，第三电容、电感、LED灯、金属帽头锡焊在圆形硬性FR-4基板的B面上，所述圆形硬性FR-4基板以B面朝上的方式安装在塑胶件内且金属帽头的第一圆筒体部分超出塑胶件顶端，所述塑胶件的下端配套套装在钢壳开口端，所述可充电电芯置于钢壳内，所述可充电电芯的正极端、负极端分别通过正极引出线、负极引出线与圆形硬性FR-4基板A面的第一焊盘、第二焊盘相对应焊接在一起；圆形硬性FR-4基板既作为金属帽头和其它元器件的贴片锡焊的基板，兼作电池的上部支撑端面和封口端面；塑胶件具有三个同轴心的圆筒拉伸体，作为圆形硬性FR-4基板的支撑体、LED灯光的透射体、圆形硬性FR-4基板B面贴片锡焊元器件的绝缘防护体、与钢壳连接固定用的结构体、固化结构胶的收纳体；所述金属帽头的第一圆筒体部分作为电池的正极端子，金属帽头的第二圆筒体部分作为锡焊在圆形硬性FR-4基板的B面上的电感、LED灯、第三电容的防护体，同时金属帽头的第二圆筒体的开口部作为LED灯光的散发通道；所述固化结构胶填充在圆形硬性FR-4基板的B面、圆形硬性FR-4基板的A面锡焊的保护IC的以厚度方向为法线方向且平行于圆形硬性FR-4基板的B面的外部平面、塑胶件的第三圆筒拉伸体内侧壁面所包围的空隙区域，起固化粘结和绝缘的作用；圆形硬性FR-4基板、塑胶件、金属帽头、固化结构胶的功能复用、立体空间布局和装配的形式，大幅度减少不贡献容量的结构件占用的空间，实现大容量化；
所述塑胶件满足：1mm≤SD1-SD2≤2mm，0.5mm≤SJ1≤1mm，1.5mm≤SJ2且YJmax+MH+0.3mm≤SJ2+SJ1≤YJmax+MH+1.5mm，SD4>SD2，0.4mm≤SD3-SD4≤1mm，YH+YAmax≤SJ3≤YH+YAmax+1.0mm，其中SD1为塑胶件的第一圆筒拉伸体的外部直径，SD2为塑胶件的第一圆筒拉伸体的内部直径，SD3为塑胶件的第二圆筒拉伸体的外部直径，SD4为塑胶件的第三圆筒拉伸体的内部直径，SJ1为塑胶件的第一圆筒拉伸体的高度，SJ2为塑胶件的第二圆筒拉伸体的高度，YJmax为圆形硬性FR-4基板的B面贴片元器件的最大高度，MH为金属帽头的第一圆筒体、第二圆筒体的壁厚和第一裙边、第二裙边的厚度，YH为圆形硬性FR-4基板的厚度，YAmax为硬性FR-4基板的A面元器件的最大高度，单位为mm。


2.根据权利要求1所述的可充电电池，其特征在于：所述金属帽头满足：2mm≤M1≤3.8mm，0.8mm≤H1+H2+MH-SJ1-SJ2≤1.7mm，M1≤M2≤M3-0.6mm，YJmax+...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏兵，钟发平，陈晓峰，陈鹏飞，龚颖林，胡顺华，
申请(专利权)人：深圳先进储能材料国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44