專利名稱：具有區(qū)別性物理特征的二次單體電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池(battery)領(lǐng)域，特別是具有用于區(qū)別一次電池和二次 電池的區(qū)別特征的電池領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
根據(jù)各種ANSI C18標準的標準尺寸電池提供有不同的電池化學(xué)性質(zhì) (battery chemistry)。 一些為二次(可再充電)電池，例如鎳鎘(Ni-Cd) 電池或鎳氫(NiMH)電池。其他的是一次(非可再充電)電池，例如堿性 電池和鋰二硫化鐵(LiFeS2)電池。試圖對這樣的一次單體電池(cell)充 電有潛在的危險，因為當強行使過量的電流通過它們時，它們可能被過度 加熱以至于爆炸。
便攜式電子產(chǎn)品能夠使用這兩類電池。為了對二次電池再充電，使用 者有時需要將它們從產(chǎn)品中取出并將它們放進單獨的充電器中。這一限制 導(dǎo)致了電子裝置使用的不便?，F(xiàn)在的許多移動裝置可連接到外部的壁式充 電器，或有它們自己的用于連接到壁式電源的內(nèi)置充電器，以使得內(nèi)部電 池能夠在原位充電。這樣的裝置有時包括電池化學(xué)性質(zhì)檢測電路，例如在 聯(lián)合待審的國際專利申請第PCT/IL2007/001532號"Charging Methods for Battery Powered Devices "中所描述的電路，上述申請以此通過引用全部并 入。使用這樣的電路使裝置能夠確定所安裝的電池是否為二次電池并能夠 被安全地充電，或者確定其是否為充電不安全的一次電池。然而，這種電 路一般需要是微處理器控制的以完全有效，而由于提供這種電路的費用， 這樣的電路在低成本、普通的電子裝置上是不常見的。
因此，提供一種方法和系統(tǒng)，由此電池化學(xué)的性質(zhì)將簡單地由電池本 身指示，而在裝置中不需要復(fù)雜的電子電路，還不偏離這種電池的標準 ANSI總尺寸，將是有益的。
盡管根據(jù)嚴格的技術(shù)命名法，術(shù)語電池包括一定數(shù)量的單體電池，但
6貫穿于此申請，該術(shù)語將被理解為根據(jù)其普遍的用法對其進行解釋并如此 要求，由此單個的單體電池也稱為"電池"。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明尋求提供新形式的電池，所述電池具有常用電池的總標準尺寸， 但具有用于區(qū)分可再充電類型和非可再充電類型的額外的物理特性。在電 子裝置中提供了相應(yīng)的部件以使得電子裝置能夠辨別該物理特性，并相應(yīng) 地啟動或禁止其電池充電能力。
根據(jù)第一優(yōu)選實施方式，對標準尺寸可再充電電池進行小的機械更改。 這由電子產(chǎn)品在電池插入其槽中時檢測，并使該產(chǎn)品容易地區(qū)別標準尺寸 一次電池和具有相同總體標準尺寸規(guī)格的可再充電電池。然后產(chǎn)品可配置 成僅對檢測為二次電池的電池安全地再充電。
根據(jù)本發(fā)明的不同的優(yōu)選變化形式，物理更改可以是機械更改，且可 提供對這些機械更改的各種檢測方法，無論是機械的、光學(xué)的、磁性的或 電的檢測方法。應(yīng)理解，術(shù)語機械更改意在包括對電池進行的任何物理更 改，所述的任何物理更改將其自身在外形上表現(xiàn)為電池的更改的機械部分， 即使該機械更改的檢測不是機械地進行時也是如此。因此，在此申請中， 電池外表面的導(dǎo)電區(qū)或光反射區(qū)也稱為機械更改，即使該更改的檢測可能 優(yōu)選電地或光學(xué)地進行。
可能的優(yōu)選機械更改可包括，但不限于
(i) 電池的正極端頭的尺寸及/或形狀的改變。
(ii) 給電池的筒提供不同形狀，例如三角形或矩形棱柱狀形狀。
(iii) 電池主體上某處添加凹口或凸出物。
(iv) 少量延長或縮短電池的長度。
(iv)電池的負極端的尺寸及/或形狀的改變。 (V)電池外包覆物的電表面性質(zhì)或光學(xué)表面性質(zhì)的改變。 可能的檢測方法可包括，但不限于
(i) 機械操作的微動開關(guān)
(ii) 光電開關(guān)
(iii) 磁性接近開關(guān)(Magnetic proximity switch)
7(iv)電連續(xù)性或電壓測試 重要的是，裝入了用于本發(fā)明的更改的電池的檢測設(shè)備的裝置將繼續(xù) 用根據(jù)本發(fā)明未更改的標準電池工作。這對提供對本發(fā)明的電池的普遍的 接受是重要的。本發(fā)明裝置的各種實施方式的細節(jié)必須使得該裝置與未更 改的電池一起正常地工作，而根據(jù)本發(fā)明的更改的電池將觸發(fā)該裝置的充 電啟動設(shè)施或充電禁止設(shè)施，因此實現(xiàn)其期望的功能而不偏離其操作的正
常的歷史模式(historic mode)。反過來，更改的電池自身必須使得其將在 沒安裝本發(fā)明的檢測設(shè)備的裝置中正常地工作。因此本發(fā)明的兩方面，即 更改的電池和具備檢測能力的裝置，必須對常規(guī)操作完全透明，以實現(xiàn)本 發(fā)明的特殊特性。
因此本發(fā)明提供了一種區(qū)別一次電池和二次標準尺寸電池的簡單、低 成本的方法。所述方法允許準確而安全地以機電、電光、磁性或光學(xué)方式 檢測出可以安全地再充電的電池，而無需復(fù)雜的電子檢測電路。此安全地 檢測可再充電電池的能力能夠通過使使用者在電池在產(chǎn)品中時對他的電池 再充電，并仍保有需要時還是在該產(chǎn)品中使用一次電池的益處，而提供新 電子產(chǎn)品的方便性。盡管本發(fā)明在此申請中描述為可用于電子裝置中，但 應(yīng)理解，其同樣可用于作為獨立的器具在電池充電器中應(yīng)用。
因而依據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實施方式提供了 一種用于向具有電池槽的電子
裝置提供電池供電的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括
(i) 電池，其具有用于區(qū)分可再充電類型和非可再充電類型的除其化
學(xué)性質(zhì)以外的至少一種物理特性；以及
(ii) 所述電池槽的相應(yīng)的部件，其適合于借助所述物理特性區(qū)分所述 電池類型。
在上述系統(tǒng)中，所述物理特性可優(yōu)選是所述電池的外部形狀。這種情 況下，所述外部形狀可優(yōu)選為本質(zhì)上矩形的筒，且所述電池槽的相應(yīng)的部 件是由所述本質(zhì)上矩形的筒觸發(fā)的微動開關(guān)或光電電路中的任一種?？蛇x 并優(yōu)選地，電池可具有大體上圓柱的主體，且所述外部形狀可以是來自所 述大體上的圓柱筒的凸出物，于是，所述電池槽的相應(yīng)的部件可以是由所 述凸出物觸發(fā)的微動開關(guān)或光電電路。在所有這些系統(tǒng)中，電子裝置優(yōu)選 包括充電電路，僅當所述相應(yīng)的部件辨別出所述物理特性是與可再充電電
8池關(guān)聯(lián)的那些物理特性時，所述充電電路被應(yīng)用于所述電池。
依據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式，物理特性可優(yōu)選是所述電池的正極 觸頭的尺寸。這種情況下，電池槽的相應(yīng)的部件可優(yōu)選是兩部分的觸頭， 所述兩部分的觸頭適合于提供啟動信號以僅向至少具有預(yù)定直徑的正極觸 頭的電池提供再充電電流?？蛇x并優(yōu)選地，電池槽的相應(yīng)的部件可以是兩 部分的觸頭，所述兩部分的觸頭適合于提供啟動信號以僅向具有小于預(yù)定 直徑的正極觸頭的電池提供再充電電流。
進一步依據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式提供了一種如上所述的系統(tǒng)， 其中物理特性是電池的負極觸頭的尺寸或形狀中的任一種。于是，電池槽 的相應(yīng)的部件優(yōu)選是兩部分的觸頭，所述兩部分的觸頭適合于提供啟動信 號以僅向具有小于預(yù)定直徑的負極觸頭的電池提供再充電電流。
更進一步依據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式提供了一種如上所述的系
統(tǒng)，其中物理特性是電池的負極基部(negative base)由絕緣層部分覆蓋。 于是，電池槽的相應(yīng)的部件優(yōu)選為負極觸頭，所述負極觸頭適合于提供啟 動信號以僅向具有電池的負極基部由絕緣層部分覆蓋這個物理特性的電池 提供再充電電流。
此外，又依據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方式，在上述系統(tǒng)中，物理特 性可優(yōu)選是電池的長度。這種情況下，所述長度可優(yōu)選不同于標準電池的 長度，以及電子裝置中的相應(yīng)的部件是由具有不同長度的電池觸發(fā)的微動 開關(guān)或光電電路。
還依據(jù)本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施方式提供了一種系統(tǒng)，其中物理特性 是裝在電池中或裝在電池上的被磁化的材料的存在。于是，電池槽的相應(yīng) 的部件優(yōu)選是磁場檢測元件，所述磁場檢測元件適合于提供啟動信號以僅 向具有與磁場檢測元件關(guān)聯(lián)的所述被磁化的材料的電池提供再充電電流。
依據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式，物理特性可以是在電池的大體絕緣 的外表面上的導(dǎo)電性的區(qū)域，于是，電池槽的相應(yīng)的部件可以是一對電觸 頭，所述一對電觸頭被連接并因此提供啟動信號以僅向在其大體絕緣的外 表面上具有導(dǎo)電性的區(qū)域的電池提供再充電電流。
在使用光電檢測電路的上述系統(tǒng)的任何系統(tǒng)中，所述電路優(yōu)選可包括 發(fā)射器和光電檢測器，以及當在其表面具有預(yù)定的反射部分的電池插入所
9述槽中，以使得來自發(fā)射器的光被反射到所述光電檢測器中時，所述電路 被閉合?？蛇x并優(yōu)選地，當具有預(yù)定更改的形狀的電池插入所述槽中，以 使得來自發(fā)射器的光被透射到光電檢測器時，光電電路可被閉合。
依據(jù)本發(fā)明的又一優(yōu)選實施方式進一步提供了一種防止對一次電池充 電的方法，包括
(i) 提供電池，所述電池具有用于區(qū)分一次電池和二次電池的除了其 化學(xué)性質(zhì)以外的至少一個物理特性，
(ii) 提供電池充電器，所述電池充電器具有充電電路和用于接容將被 充電的電池的電池槽，以及
(iii) 給所述電池槽配備部件，所述部件適合于借助所述物理特性區(qū)分 一次電池和二次電池。
在上述方法中，所述物理特性可優(yōu)選為電池的外部形狀，以及電池槽 可優(yōu)選借助機械的、電的、光學(xué)的或磁性的檢測過程檢測電池的物理特性。


結(jié)合附圖，通過以下詳細的描述將更充分地理解和認識本發(fā)明，附圖
中
圖1A-1B示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施方式的通過使用 更改的正極端頭(positivetip)以區(qū)分二次電池和一次電池而改造的標準現(xiàn) 有技術(shù)電池；
圖2A-2C示意性地示出了構(gòu)造成利用圖1A和圖1 B的電池的更改的特 征的電子裝置的電池槽中相應(yīng)的正電流觸頭的優(yōu)選實施方式；
圖3A-3B示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施方式的類似于 圖1A至2C，但使用電池的更改的負極端的方案；
圖4A至4C示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另 一個優(yōu)選實施方式的方案， 由此使用更改的電池截面形狀來區(qū)分可再充電電池和一次電池；
圖5A-5C和圖6A-6E示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施方 式的方案，由此使用更改的電池長度來區(qū)分可再充電電池和一次電池。圖 5A-5E示出怎樣使用長度稍微增加的電池，而圖6A-6E示出怎樣使用標準 長度的電池；
10圖7A-7E示意性地示出了本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施方式，其中使用電 池的外表面的導(dǎo)電性以區(qū)別更改的電池和標準電池；
圖8A-8E示意性地示出了本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施方式，其中使用電 連續(xù)性以區(qū)別更改的電池和標準電池；
圖9A-9E示意性地示出了本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施方式，其中使用光 電檢測以區(qū)別更改的可再充電電池和標準電池；
圖10A-10E示意性地示出了本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施方式，其中使用 透射光電檢測方法以區(qū)別更改的可再充電電池和標準電池；以及
圖11A-11C示意性地示出了本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施方式，其中使用 磁檢測來確定更改的電池的存在。
具體實施例方式
現(xiàn)參考圖1A和1B，其示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實施方 式的通過使用更改的正極端頭以區(qū)分二次電池和一次電池而被改造的標準 現(xiàn)有技術(shù)電池。圖lA顯示了完整的標準電池10及其正極觸頭11。根據(jù)此 優(yōu)選實施方式，如圖1B所示，可再充電電池12制造成具有與相同大小的 傳統(tǒng)電池相同的總尺寸，以使得其合適地安裝在裝置的槽中，但可再充電 電池12具有更改的正極觸頭14，其直徑大于圖1A的標準電池的直徑。此 申請中顯示的這一優(yōu)選實施方式以及其他的優(yōu)選實施方式使用AA或AAA 電池作為實例用于本發(fā)明的實現(xiàn)。但是應(yīng)理解，本發(fā)明不旨在限于這樣的 電池，而是可應(yīng)用于常用的任何標準尺寸和形狀的電池。
現(xiàn)參考圖2A-2C，其示意性地示出了構(gòu)造成利用圖1A和1 B的電池的 更改的特征的電子裝置的電池槽中相應(yīng)的正電流觸頭20的優(yōu)選實施方式。 更改的正極槽觸頭有兩個部分一一外觸頭22和內(nèi)觸頭24，它們分別通過 導(dǎo)線1和導(dǎo)線2連接到裝置的電源電路。如圖2B所示，傳統(tǒng)單體電池10 的標準尺寸正極端頭11只能與通過導(dǎo)線2連接到裝置的電源電路的內(nèi)槽觸 頭24接觸。另一方面，當更改成具有較大直徑的正極觸頭端頭14的可再 充電電池12插入到槽中時，較大的正極端頭能夠與槽的外觸頭22接觸。 因此，觸頭22及其關(guān)聯(lián)的導(dǎo)線1只能與可再充電電池的較大直徑的正極端 頭接觸，而不與標準的、非可再充電電池的正極端頭接觸。電子裝置的再
ii充電電路可設(shè)置成，它們只通過導(dǎo)線1給更改的正極觸頭的外部22饋電， 使得只有本發(fā)明的可再充電電池能在插入裝置中時充電。
可選并優(yōu)選地，觸頭的外部22可用于簡單地檢測什么時候電壓存在， 這指示具有大的正極端頭14的可再充電電池的存在。隨后利用導(dǎo)線1上此 電壓的存在來啟動裝置的充電電路，該充電電路隨后能對電池充電。
用于裝置常規(guī)工作的功率通過連接到更改的正極觸頭的內(nèi)部部分24的 導(dǎo)線2從電池供給，以使得非可再充電電池或可再充電更改的電池在插入 裝置的電池槽中時將通過此內(nèi)觸頭恰當?shù)毓┙o裝置電力。
盡管此優(yōu)選實施方式己經(jīng)被顯示具有與傳統(tǒng)尺寸的端頭的正極端頭相 比增大的更改的電池的正極端頭，但應(yīng)理解，在與常規(guī)電池的標準直徑端 頭相比，更改的二次電池的正極端頭直徑減小的情況下，本發(fā)明也適合于 工作。然而在這種情況下，本發(fā)明將只借助電壓啟動方案工作，例如只在 外觸頭上不存在電壓時，向內(nèi)觸頭提供充電電流。此組合將指示有小直徑 端頭的更改的可再充電電池在槽中，而標準尺寸的端頭將向槽觸頭的兩部 分提供電壓，并因此將禁止充電。
因此這些實施方式實現(xiàn)了區(qū)分可充電電池和一次單體電池以及提供裝 置的透明工作而不考慮槽中使用的是哪種類型的電池的雙重要求。
現(xiàn)參考圖3A和3B ，其示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施 方式的類似于圖1A至2C，但代替地使用電池的更改的負極端的方案。根 據(jù)此實施方式，如圖3A所示，通過減小電池末端上電觸頭面積的直徑能夠 更改可再充電電池30的負極端32，這使得該負極端32具有接近正極端頭 的形狀的形狀。然后電子裝置可配備有類似于以上在圖2A-2C中所顯示的 更改的兩部分的觸頭結(jié)構(gòu)，優(yōu)選地具有例如彈簧加載的機構(gòu)以保證電池能 被插入以及觸頭靠著負極端板穩(wěn)固地放置。圖3A和3B的負極觸頭實施方 式的工作與圖1A至2C的正極端頭觸頭實施方式的不同在于，觸頭的外部 將只用于檢測相對于正極端子不存在或存在負電壓。只有內(nèi)觸頭部分使電 流與電池的負極端接觸。外觸頭上電壓(負)的存在指示標準電池，這因 為其可為一次電池而可工作以禁用用于向觸頭的內(nèi)部部分提供充電電流的 電路。另一方面，外觸頭上不存在電壓指示槽中裝有具有減小直徑的負極 觸頭端32的更改的可再充電電池30，因此啟動電池的充電。因此，此實施方式要求使用感測電路來啟動充電功能?？蛇x并優(yōu)選地，如在下文的實施 方式中所描述的，可使用機械的或光電方法來檢測在單體電池的負極端的 減小的直徑的存在，以及由此產(chǎn)生的充電啟動信號。
現(xiàn)參考圖3B，其示意性地示出了一種根據(jù)本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施方 式的可選的優(yōu)選方法，通過該方法可實現(xiàn)可再充電電池34的更改的負極 端。在此更改的電池34中，擴大施加到電池的柱面的絕緣包覆物，以使得 其也使電池的負極端的外直徑環(huán)36絕緣。于是電池僅通過擴大施加到電池 的絕緣包覆物而不同于常規(guī)尺寸的電池。重要的是，附加的末端絕緣的擴 大不大到使其妨礙端板38的中心部分和在許多當前裝置中使用的標準螺旋 形彈簧之間的接觸。如果末端絕緣覆蓋過大寬度的環(huán)，則將不產(chǎn)生接觸， 以及本發(fā)明的更改的可再充電電池將不可用于這樣的裝置。更改的可再充 電電池可能不會容易地在使用彈簧金屬接觸舌片的當前裝置中工作，且獲 得最大程度的益處可能要求稍微改變將要利用此實施方式的裝置的負極觸 頭。
使用更改的電池觸頭(無論是正極端頭或負極端)的以上所描述的選 擇的優(yōu)點是一般提供的后向兼容性，即更改的可再充電電池一般仍能用于 大多數(shù)現(xiàn)有產(chǎn)品中，以及標準電池能夠用于具有更改的觸頭的新裝置中， 而附加價值在于，在新裝置中實現(xiàn)了對可再充電電池的簡單且低成本的檢 測。
現(xiàn)參考圖4A至4C，其示意性地示出了根據(jù)本發(fā)明的另一個優(yōu)選實施 方式的方案，由此使用更改的電池截面形狀來區(qū)分可再充電電池和一次電 池。根據(jù)這些優(yōu)選實施方式，更改的可再充電電池配備有不同于標準、現(xiàn) 有技術(shù)電池的圓柱筒的特殊形狀的筒。矩形筒是特別優(yōu)選的形狀。
圖4A示意性地顯示了一種方式，其中裝置的電池槽40可優(yōu)選地通過 添加微動開關(guān)42而被更改，該微動開關(guān)42的舌片44由更改的可再充電電 池的形狀觸發(fā)以使再充電電流施加到電池。圖4B顯示了插入槽中的標準圓 柱筒電池46，其中因為它的截面形狀，其不觸發(fā)微動開關(guān)42，這使得不啟 動對電池的充電。
圖4C示意性地顯示根據(jù)此優(yōu)選實施方式的更改的可再充電電池47的 插入槽中，所述電池具有矩形截面48，其壓下微動開關(guān)舌片44，觸發(fā)微動
13開關(guān)并使充電電流施加到電池。
盡管機械操作的微動開關(guān)是本發(fā)明的更改的截面形狀實施方式特別簡 單的實現(xiàn)，但應(yīng)理解使用如本領(lǐng)域已知的光學(xué)檢測方案或電接觸方案或磁
性接近方案(magnetic proximity scheme)也可檢測這樣更改的形狀，而不 減損此實施方式的新穎性。
此形狀選擇的優(yōu)點在于通過使用添加到標準電池的棱柱狀包覆物，任 何現(xiàn)有標準形狀的可再充電電池都能輕易地變換成此實施方式的新的規(guī) 格。
作為提供十分特別的形狀的可替換的情況，更改的可再充電電池可在 預(yù)定位置，優(yōu)選地沿著電池的長度方向配備有凸出物，且此凸出物由電池 槽中的微動開關(guān)或其他檢測機構(gòu)檢測。
現(xiàn)參考圖5A至5C以及圖6A至6E，其示意性地示出了據(jù)本發(fā)明的另 外的優(yōu)選實施方式的方案，由此使用更改的電池長度來區(qū)分可再充電電池 和一次電池。圖5A-5E示出使用長度稍微增加的電池的實施方式，而圖 6A-6E示出使用標準長度的電池的實施方式。根據(jù)這些優(yōu)選實施方式中的 任一實施方式，在裝置電池槽中提供微動開關(guān)或光電開關(guān)或如在上文提到 的任何其他合適的檢測裝置以檢測此修改的長度(無論其是增加的長度或 減小的長度)。
在圖5A-5E的優(yōu)選實施方式中，因為使更改的可再充電電池長于標準 電、池的長度，所以在電子裝置中需要專用的電池槽。圖5A示意性地顯示了 標準尺寸的電池50，與之對照的是稍微更長的圖5B的更改的電池51。圖 5C顯示了更改的電池槽52的示意圖，以便檢測圖5B較長的更改的電池。 槽優(yōu)選具有微動開關(guān)53或具有等效功能的位置測量裝置以及適當?shù)卦O(shè)置的 負極觸頭54，負極觸頭54優(yōu)選由如在常規(guī)電池槽中常用的彈性舌片構(gòu)成。 圖5D此刻顯示了插入槽中的圖5A的標準長度、未更改的一次電池。電池 與槽的負極觸頭54接觸良好，但沒有足夠的長度來壓下微動開關(guān)53或以 其他方式觸發(fā)代替微動開關(guān)使用的長度傳感器。圖5E此刻顯示了插入槽中 的圖5B的更改長度的可再充電電池51。如在圖5D中一樣，電池與槽的負 極觸頭54接觸良好，并且充分壓下該負極觸頭54以觸發(fā)微動開關(guān)53或其 他長度傳感器，并因此使充電電流施加到槽。
14為了此改變長度的實施方式與標準電池尺寸向后兼容，優(yōu)選通過減少 電池筒主體的長度，而不改變電池從負極端到正極端頭的總長的方式來進
行長度的改變，例如圖6A-6E所示。圖6A示意性地顯示了標準尺寸的電池 60，與之對照的是圖6B的更改的電池61，電池61主體較短但總長相等， 以使其能夠用于現(xiàn)有傳統(tǒng)長度的電池槽。圖6C顯示了更改的電池槽62的 示意圖，以便檢測圖6B的更改的電池。槽優(yōu)選具有微動開關(guān)63或具有等 效功能的位置測量裝置，其設(shè)置成使得圖6A的傳統(tǒng)形狀的電池60在插入 槽中時驅(qū)動微動開關(guān)，或可選的傳感器，如圖6D所示。此驅(qū)動是可操作來 禁止對槽的充電功能，因此防止一次電池被充電，另一方面，當本發(fā)明的 更改的可再充電電池61插入槽中時(如在圖6E中)，變短的筒不驅(qū)動微動 開關(guān)63，而因此不禁止充電。
圖6A至6E中顯示的長度檢測方案也可用于上面提到的顯示了更改的 電池的減小直徑的負極觸頭端的圖3A的實施方式，因為這種減小直徑的負 極觸頭區(qū)也可由在電池的負極端的外直徑的減小的筒長來區(qū)分。
應(yīng)理解，盡管非標準長度實施方式顯示為在電池的負極端在長度上具 有明顯的增加，但這純粹是為了易于解釋實施方式的工作，且"如果"在 正極端有增加的長度，同樣是可以工作的。
本發(fā)明的先前實施方式涉及到更改的可再充電單體電池的尺寸上的物 理改變。然而，根據(jù)本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施方式，也有可能借助電池的 尺寸以外的物理性質(zhì)，例如電氣性質(zhì)、光學(xué)性質(zhì)或磁性質(zhì)來區(qū)分不同的電 池。
現(xiàn)參考圖7A至7E，其示意性地示出了本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施方式， 其中使用電池的外表面的導(dǎo)電性以區(qū)別更改的電池和標準電池。圖7A示意 性地顯示了標準尺寸的電池70，與之相對照的是圖7B的更改的可再充電 電池71，電池71尺寸相同，以使得其能夠用于現(xiàn)有傳統(tǒng)長度電池槽。圖 7B的電池通過存在于其表面的部分上的導(dǎo)電區(qū)73而被更改。在所示的優(yōu) 選實施方式中，導(dǎo)電區(qū)被顯示處于筒的中心區(qū)。筒表面的其余部分是絕緣 的。圖7C顯示了更改的電池槽72的示意圖，以便檢測圖7B的更改的電 池。槽優(yōu)選具有一對電觸頭75，其布置成使得當圖7B的電池插入時，如 圖7E所示，在兩個觸頭之間有電連續(xù)性?？墒褂么穗娺B續(xù)性來驅(qū)動充電啟
15動電路76。如果標準電池70插入槽中，如圖7D所示，則傳統(tǒng)表面絕緣防 止充電被驅(qū)動。為了避免干擾電池的正常電流流動，導(dǎo)電層73優(yōu)選地印刷 到電池絕緣上，并不簡單是絕緣去除的區(qū)域。
現(xiàn)參考圖8A至8E，其示意性地示出了本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施方式， 其中使用電連續(xù)性以區(qū)別更改的電池和標準電池。圖8A示意性地顯示了標 準尺寸的電池80，與之對照的是圖8B的更改的可再充電電池81，電池81 尺寸相同以使得其能夠用于現(xiàn)有傳統(tǒng)長度電池槽。圖8B的電池通過借助優(yōu) 選在電池的部分或整個頂端上的導(dǎo)電層83，來擴大電池的正極觸頭區(qū)而更 改。圖8C顯示了更改的電池槽82的示意圖，以便檢測圖8B的更改的電 池。槽優(yōu)選地具有電觸頭85，其布置成使得當圖8B的更改的二次電池81 插入時，如圖8E所示，觸頭獲得與槽的正極電池觸頭的正電壓相等的正電 壓。沒有電壓差(differential voltage)能夠用于在轉(zhuǎn)化(inversion)后驅(qū)動 充電啟動電路86。另一方面，如果標準電池80插入槽中，如圖8D所示， 則在槽的正導(dǎo)線和觸頭85之間有電壓差，且此電壓差能夠用來不啟動充電 電路，以使得傳統(tǒng)電池80不被充電。
在利用修改的機械形狀的本發(fā)明的可再充電電池的那些不同的實施方 式中，可以可選地使用光電檢測代替上述機械微動開關(guān)檢測來檢測存在或 不存在電池的修改的機械形狀。這通過檢測由于存在或不存在對電池形狀 的機械修改而引起的光發(fā)射裝置和檢測器之間穿過的光的阻礙或通路，或 通過檢測由于機械修改的存在或不存在引起的光被反射或不被反射，而是 可工作的。這樣的光電檢測方案可應(yīng)用于修改的筒形狀，應(yīng)用于機械凸出 物，應(yīng)用于增大或減小的長度，或甚至應(yīng)用于更改的正極或負極電池端頭。
現(xiàn)參考圖9A至9E，其示意性地示出了本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施方式， 其中使用光電檢測以區(qū)別更改的可再充電電池和標準電池。圖9A示意性地 顯示了標準尺寸的電池90，與之對照的是尺寸相同以使得其能夠用于現(xiàn)有 傳統(tǒng)長度電池槽的圖9B的更改的可再充電電池91。圖9B的電池通過存在 于其表面的部分上的光學(xué)高反射率區(qū)93而被更改。在顯示的優(yōu)選實施方式 中，反射區(qū)93顯示處于筒的中心區(qū)。筒表面的其余部分一般是光吸收性的 (optically absorptive)。圖9C顯示了更改的電池槽92的示意圖，以便檢測 圖9B的更改的電池91。槽優(yōu)選具有光反射器95，例如小LED，其定向為使得其在插入槽中的電池的方向上發(fā)射光束。光電檢測器97布置成使得當 圖9B的更改的二次電池91插入槽中時，如圖9E所示，從源95發(fā)射的光 被更改的電池91的反射區(qū)反射到光電檢測器97中。來自光電檢測器97的 信號可用來啟動電子裝置的充電電路。另一方面，如果標準電池90插入槽 中，如圖9D所示，來自源95的光被電池表面漫散射，且光電檢測器97 不產(chǎn)生信號，這使得充電不被啟動。
圖9A至9E的實施方式描述了區(qū)分電池的反射的光學(xué)方法。然而，光 也能用于透射模式以實現(xiàn)此辨別。
現(xiàn)參考圖IOA至IOE，其示意性地示出了本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施方 式，其中使用透射光電檢測方法以區(qū)別更改的可再充電電池和標準電池。 圖10A示意性地顯示了標準尺寸的電池100，與之對照的是尺寸相同以使 得其能夠用于現(xiàn)有傳統(tǒng)長度電池槽的圖10B的更改的可再充電電池101。 圖10B的電池通過存在于電池的負極端的直徑減小的筒103 (類似于圖3A 的實施方式中所示的直徑減小的筒)而被更改。圖IOC顯示了更改的電池 槽102的示意圖，以便檢測圖10B的更改的電池101。槽優(yōu)選具有光發(fā)射 器105，例如小LED,其定向為使得其在插入槽中的電池的方向上發(fā)射光 束。光電檢測器107布置成使得在沒有阻礙的情況下能夠接收LED 105發(fā) 射的光。如圖10D所示，如果標準電池IOO插入到槽中，則來自源105的 光受到電池的末端阻擋，且光電檢測器97不產(chǎn)生信號，這使得充電不被啟 動。另一方面，當圖10B的更改的二次電池101插入槽中時，如圖10E所 示，從源105發(fā)射的光因為負極端更改的形狀而不受電池阻擋，且來自光 電檢測器107的信號可用來啟動電子裝置的充電電路。替代更改的筒端， 還可使用允許光的透射的任何其他機械特征，例如表面上的凹槽或類似的 機械特征。
現(xiàn)參考圖IIA至IIC，其示意性地示出了本發(fā)明的另外的優(yōu)選實施方 式，其中使用磁檢測來確定更改的電池的存在。圖11A示意性地顯示了根 據(jù)此優(yōu)選實施方式的更改的可再充電電池110，其具有安裝在更改的電池上 或裝在更改的電池中的被磁化的材料的小顆粒113。圖11C所示的電池槽 112安裝有磁檢測單元115，來自該單元的輸出用于啟動或禁止槽的充電功 能。磁場檢測器可優(yōu)選為簧片幵關(guān)或霍爾探針或?qū)Υ艌龅拇嬖诿舾械钠渌线m的元件。在圖11B中顯示的實施方式中，圖示了簧片開關(guān)，其觸頭在 磁場附近閉合。圖11C顯示更改的電池110插入槽112中，從而通過閉合 磁開關(guān)的觸頭而驅(qū)動磁開關(guān)115，該磁開關(guān)115能夠連接到充電控制裝置以 使電子裝置中的充電電路工作。沒有磁體的傳統(tǒng)電池將不影響簧片開關(guān)， 并因此不能被充電。因為磁場穿過電池外殼，本發(fā)明的此實施方式還能通 過裝在電池主體內(nèi)的被磁化的材料實現(xiàn)，而不是如此申請的先前描述的實 施方式的外部的有形(physical)附屬物。這可在制造期間，通過在電池中 將微小的磁體裝于預(yù)定位置，并將磁場檢測器在電池槽中的位置設(shè)置成使 得其對來自電池的磁場的存在敏感而實現(xiàn)。
所有以上提及的實施方式都用更改的可再充電電池以及用于一次電池 的標準形狀的詞句來描述。這可認為是更符合邏輯的選擇，因為一次電池 是更基本的且具有更加廣泛的使用。然而，應(yīng)理解，本發(fā)明不意在限制于 此設(shè)置，而同樣可應(yīng)用于可再充電電池是標準電池，而一次電池是更改的 電池的實施方式。
本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認識到本發(fā)明不受已經(jīng)在上文中具體顯示和描述的 限制。確切地說，本發(fā)明的范圍包括上文所描述的各種特征以及本領(lǐng)域技 術(shù)人員通過閱讀以上的描述所想到的和不在現(xiàn)有技術(shù)中的各種特征的變化 和更改的組合及子組合。
權(quán)利要求
1、一種系統(tǒng)，其用于向具有電池槽的電子裝置提供電池供電，所述系統(tǒng)包括電池，其具有用于區(qū)分可再充電類型和非可再充電類型的除其化學(xué)性質(zhì)以外的至少一種物理特性；以及所述電池槽的相應(yīng)的部件，其適合于借助所述物理特性區(qū)分所述電池類型。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述物理特性是所述電池的外部 形狀。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述外部形狀是本質(zhì)上矩形的筒， 且所述電池槽的所述相應(yīng)的部件是由所述本質(zhì)上矩形的筒觸發(fā)的微動開關(guān) 和光電電路中的任一種。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其中所述電池具有大體上圓柱的主體， 且所述外部形狀是來自所述大體上圓柱筒的凸出物，以及所述電池槽的所 述相應(yīng)的部件是由所述凸出物觸發(fā)的微動開關(guān)和光電電路中的任何一種。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1至4所述的系統(tǒng)，其中所述電子裝置包括充電電路， 僅當所述相應(yīng)的部件辨別出所述物理特性是與可再充電電池關(guān)聯(lián)的那些物 理特性時，所述充電電路才被應(yīng)用于所述電池。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述物理特性是所述電池的正極 觸頭的尺寸。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述電池槽的所述相應(yīng)的部件是 兩部分的觸頭，所述兩部分的觸頭適合于提供啟動信號以僅向至少具有預(yù) 定直徑的正極觸頭的電池提供再充電電流。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其中所述電池槽的所述相應(yīng)的部件是 兩部分的觸頭，所述兩部分的觸頭適合于提供啟動信號以僅向具有小于預(yù) 定直徑的正極觸頭的電池提供再充電電流。
9、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述物理特性是所述電池的負極 觸頭的尺寸和形狀中的任一種。
10、 根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其中所述電池槽的所述相應(yīng)的部件 是兩部分的觸頭，所述兩部分的觸頭適合于提供啟動信號以僅向具有小于 預(yù)定直徑的負極觸頭的電池提供再充電電流。
11、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述物理特性是所述電池的負 極基部由絕緣層部分覆蓋。
12、根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述電池槽的所述相應(yīng)的部件是 負極觸頭，所述負極觸頭適合于提供啟動信號以僅向具有所述的所述電池 的負極基部由絕緣層部分覆蓋的物理特性的電池提供再充電電流。
13、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述物理特性是所述電池的長度。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述長度不同于標準電池的長 度，以及所述電子裝置中的所述相應(yīng)的部件是由具有所述不同長度的電池 觸發(fā)的微動開關(guān)和光電電路中的任何一種。
15、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述物理特性是裝在所述電池 中或裝在所述電池上的被磁化的材料的存在。
16、 根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中所述電池槽的所述相應(yīng)的部件是磁場檢測元件，所述磁場檢測元件適合于提供啟動信號以僅向具有與所 述磁場檢測元件關(guān)聯(lián)的所述被磁化的材料的電池提供再充電電流。
17、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述物理特性是在所述電池的 大體絕緣的外表面上的導(dǎo)電性的區(qū)域。
18、 根據(jù)權(quán)利要求17所述的系統(tǒng)，其中所述電池槽的所述相應(yīng)的部件 是一對電觸頭，所述一對電觸頭被連接并因此提供啟動信號以僅向在其大 體絕緣的外表面上具有所述導(dǎo)電性的區(qū)域的電池提供再充電電流。
19、 根據(jù)權(quán)利要求3、 4和14中的任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中所 述光電電路包括發(fā)射器和光電檢測器，以及當其表面具有預(yù)定反射部分的 電池插入所述槽中，以使得來自所述發(fā)射器的光被反射到所述光電檢測器 中時，所述電路被閉合。
20、 根據(jù)權(quán)利要求3、 4和14中的任一權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其中所 述光電電路包括發(fā)射器和光電檢測器，以及當具有預(yù)定更改的形狀的電池 插入所述槽中，以使得來自所述發(fā)射器的光被透射到所述光電檢測器時， 所述電路被閉合。
21、 一種防止對一次電池充電的方法，包括提供電池，所述電池具有用于區(qū)分一次電池和二次電池的除其化學(xué)性 質(zhì)以外的至少一個物理特性；提供電池充電器，所述電池充電器具有充電電路和用于接容將被充電 的電池的電池槽；以及給所述電池槽配備部件，所述部件適合于借助所述物理特性區(qū)分一次 電池和二次電池。
22、 根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述物理特性是所述電池的外 部形狀。
23、根據(jù)權(quán)利要求21所述的方法，其中所述電池槽借助機械的、電的、 光學(xué)的以及磁性的檢測過程中的任何一種檢測所述電池的所述物理特性。
全文摘要
一種總體標準尺寸的電池，其具有用于區(qū)分可再充電類型和非可再充電類型的物理特性，以及電子裝置的電池槽中的相應(yīng)的部件，使得電子裝置能夠辨別出此物理特性?？蓪藴食叽缈稍俪潆婋姵剡M行機械更改。這由電子產(chǎn)品檢測，并使該產(chǎn)品容易地區(qū)別標準一次電池和具有相同的總體標準尺寸規(guī)格的可再充電電池。產(chǎn)品設(shè)計成僅對二次電池安全地再充電。對電池的可能的機械更改包括電池的正極端頭和負極端的尺寸及/或形狀；電池的筒的截面形狀；電池上添加的凹口或凸出物；以及電池的延長或縮短的長度。檢測方法可以是機械的、光學(xué)的、電的或磁性的。
文檔編號H01M12/00GK101589529SQ200780047779
公開日2009年11月25日 申請日期2007年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
發(fā)明者A·薩爾, D·布賴廷, D·馬諾爾, G·溫斯坦 申請人:泰克蒂姆有限公司