專利名稱：軟殼鋰電池過充與過熱報(bào)警保護(hù)結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種報(bào)警保護(hù)結(jié)構(gòu)，尤其是一種軟殼鋰電池過充與過熱報(bào)警保護(hù)結(jié)構(gòu)，屬于軟殼鋰電池保護(hù)的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
隨著高端移動(dòng)載具及移動(dòng)電子設(shè)備的普及，對(duì)更輕薄且能量密度更高的軟殼鋰電池的需求也日益增加。然而上述的鋰二次電池若充電過度形成過充電狀態(tài)，會(huì)在正極處生成不穩(wěn)定的高氧化物，電解液的有機(jī)溶劑也會(huì)發(fā)生分解并產(chǎn)生大量的可燃性氣體，電池芯因而發(fā)生鼓脹現(xiàn)象及異常發(fā)熱。如果此時(shí)在失去保護(hù)情況下繼續(xù)充電，將導(dǎo)致安全性問題?，F(xiàn)行電池保護(hù)技術(shù)中，有一種保護(hù)結(jié)構(gòu)主要包括異常檢測(cè)電路及光耦合電路，根據(jù)對(duì)充電電壓的檢查結(jié)果，調(diào)整光耦合電路的阻抗以斷開外接電路或保護(hù)電池?，F(xiàn)行充電電池保護(hù)技術(shù)中，另有一種結(jié)構(gòu)包括第一保護(hù)回路及第二保護(hù)回路，第一保護(hù)回路含主電路連接及主電流負(fù)荷與電池，以及熱電耦開關(guān)；第二保護(hù)回路包含保護(hù)電路及加熱器，保護(hù)電路連接主電路并監(jiān)測(cè)比較電池電壓，以及輸出信號(hào)啟動(dòng)熱電耦開關(guān)而進(jìn)行加熱。此外，用于軟殼鋰電池的過充保護(hù)，還有一種是利用電池的鼓脹現(xiàn)象，推動(dòng)一板片及連接于板片上的切刀，使切刀切斷分離一電池極柄而達(dá)到斷電保護(hù)的目的。另外，常使用于硬殼的圓筒形鋰電池的則是一種機(jī)械式保護(hù)裝置，于電池過充時(shí)借泄壓閥的動(dòng)作，扯斷電池的導(dǎo)電柄。上述各種過充保護(hù)裝置雖然各有其保護(hù)作用，但可能因有些組件及電路經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間的使用而耗損，影響了可靠性。另外，一般對(duì)于電極極柄的強(qiáng)度有一定要求，故切刀式與泄壓閥的保護(hù)裝置也存在分離斷電不完全的可能性，且硬殼圓筒形鋰電池的泄壓閥保護(hù)裝置亦不適用于軟殼鋰電池。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種軟殼鋰電池過充與過熱保護(hù)結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，安裝使用方便，可靠性高，延長(zhǎng)使用壽命，降低了使用成本。按照本發(fā)明提供的技術(shù)方案，所述軟殼鋰電池過充與過熱報(bào)警保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括容置盒及位于所述容置盒內(nèi)的軟殼電池芯，所述軟殼電池芯上設(shè)有板片，容置盒內(nèi)的頂端設(shè)有用于保護(hù)及管理軟殼電池芯并與外部充電電源連接的保護(hù)及平衡電路板，所述保護(hù)及平衡電路板與軟殼電池芯連接；外部充電電源通過保護(hù)及平衡電路板與軟殼電池芯電連接； 所述容置盒內(nèi)與板片相對(duì)應(yīng)的側(cè)壁上設(shè)有推動(dòng)開關(guān)，所述推動(dòng)開關(guān)與保護(hù)及平衡電路板上的關(guān)斷機(jī)構(gòu)相連；外部充電電源對(duì)軟殼電池芯過渡充電時(shí)，軟殼電池芯向推動(dòng)開關(guān)方向膨脹，通過板片觸發(fā)推動(dòng)開關(guān)，使推動(dòng)開關(guān)向關(guān)斷機(jī)構(gòu)輸出關(guān)斷信號(hào)，關(guān)斷機(jī)構(gòu)關(guān)斷軟殼電池芯與外部充電電源的連接。所述板片上設(shè)有用于檢測(cè)軟殼電池芯工作溫度的溫控開關(guān)，所述溫控開關(guān)與保護(hù)及平衡電路板上的關(guān)斷機(jī)構(gòu)相連；軟殼電池芯的溫度達(dá)到溫控開關(guān)的設(shè)定值時(shí)，溫控開關(guān)向關(guān)斷機(jī)構(gòu)輸出關(guān)斷信號(hào)，關(guān)斷機(jī)構(gòu)關(guān)斷軟殼電池芯與外部充電電源的連接。所述關(guān)斷機(jī)構(gòu)包括繼電器，所述繼電器的線圈與推動(dòng)開關(guān)的輸出端相連，繼電器的觸點(diǎn)分別與外部充電電源及軟殼電池芯相連。所述關(guān)斷機(jī)構(gòu)包括繼電器，所述繼電器的線圈與溫控開關(guān)的輸出端相連，繼電器的觸點(diǎn)分別與外部充電電源及軟殼電池芯相連。所述充電連接板上設(shè)有報(bào)警裝置。所述報(bào)警裝置包括蜂鳴器及發(fā)光二極管。所述蜂鳴器及發(fā)光二極管串聯(lián)后與三極管的集電極相連，三極管的發(fā)射極與電源負(fù)極相連，三極管的基極通過電阻與推動(dòng)開關(guān)及溫控開關(guān)的一端相連，溫控開關(guān)及推動(dòng)開關(guān)的另一端與蜂鳴器后連接到電源正極。所述軟殼電池芯上設(shè)有電連接的極柄。所述極柄包括正極電柄及負(fù)極電柄。所述板片是由鋁鎂合金或塑料材料制成的硬質(zhì)板。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)容置盒內(nèi)設(shè)有軟殼電池芯，軟殼電池芯上設(shè)有板片，容置盒內(nèi)與板片相應(yīng)的側(cè)壁上設(shè)有推動(dòng)開關(guān)，且板片上設(shè)有溫控開關(guān)；溫控開關(guān)與推動(dòng)開關(guān)與繼電器的線圈相連，軟殼電池芯通過繼電器的觸點(diǎn)、保護(hù)及平衡電路板與外部充電電源相連；當(dāng)軟殼電池芯形成過充電時(shí)，軟殼電池芯通過板片推動(dòng)觸發(fā)推動(dòng)開，使推動(dòng)開關(guān)輸出關(guān)斷信號(hào)，改變繼電器觸點(diǎn)的狀態(tài)；同時(shí)，當(dāng)軟殼電池芯的溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，溫控開關(guān)輸出關(guān)斷信號(hào)，同樣改變繼電器觸點(diǎn)的狀態(tài)，達(dá)到斷開外部充電電源與軟殼電池芯的連接；同時(shí)，通過蜂鳴器與發(fā)光二極管進(jìn)行報(bào)警指示，避免了軟殼電池芯過充與過熱情況的危險(xiǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，安裝使用方便，可靠性高，延長(zhǎng)使用壽命，降低了使用成本。


圖1為現(xiàn)有軟殼鋰電池的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖3為本發(fā)明推動(dòng)開關(guān)的局部放大圖。圖4為本發(fā)明軟殼鋰電池充電膨脹后的狀態(tài)圖。圖5為圖4中A的局部放大圖。圖6為本發(fā)明的連接框圖。圖7為本發(fā)明報(bào)警裝置的連接原理圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。如圖2 圖8所示本發(fā)明包括容置盒1、板片2、軟殼電池芯3、極柄4、蜂鳴器5、 發(fā)光二極管LED、保護(hù)及平衡電路板7、溫控開關(guān)8、推動(dòng)開關(guān)9、報(bào)警裝置10、繼電器11、充電回路12及關(guān)斷機(jī)構(gòu)。如圖2、圖4和圖7所示所述容置盒1內(nèi)設(shè)有軟殼電池芯3 ；軟殼電池芯3上設(shè)有極柄4，所述極柄4包括正極柄及負(fù)極柄。容置盒1內(nèi)的頂端設(shè)有保護(hù)及平衡電路板7，軟殼電池芯3通過保護(hù)及平衡電路板7與外部充電電源相連，外部充電電源向鋰電池進(jìn)行充電；外部充電電源與保護(hù)及平衡電路板7、軟殼電池芯3充電時(shí)形成充電回路12 ；當(dāng)外部電源對(duì)軟殼電池芯3過充時(shí)，軟殼電池芯3就會(huì)向外膨脹，影響軟殼鋰電池的充電安全，此時(shí)需要通過繼電器11或其他設(shè)備關(guān)斷充電回路12。軟殼電池芯3上設(shè)有板片2，所述板片2是由鋁鎂合金或塑料制成的硬質(zhì)板。保護(hù)及平衡電路板7可以采用德龍微電技術(shù)有限公司生產(chǎn)的電路板。為了達(dá)到軟殼電池芯3的充電安全，容置盒1內(nèi)設(shè)有推動(dòng)開關(guān)9，所述推動(dòng)開關(guān)9 位于容置盒1內(nèi)與軟殼電池芯3對(duì)應(yīng)于設(shè)置板片2相對(duì)應(yīng)的側(cè)壁上，推動(dòng)開關(guān)9固定在容置盒1的側(cè)壁上，且推動(dòng)開關(guān)9通過連接線與保護(hù)及平衡電路板7及關(guān)斷機(jī)構(gòu)相連。具體地，關(guān)斷機(jī)構(gòu)采用繼電器11，通過繼電器11觸點(diǎn)的動(dòng)作來關(guān)斷軟殼電池芯3與外部充電電源的連接。當(dāng)有外部推力觸發(fā)推動(dòng)開關(guān)9后，推動(dòng)開關(guān)9向外輸出相應(yīng)的關(guān)斷信號(hào)。推動(dòng)開關(guān)9與繼電器11的線圈相連，繼電器11的觸點(diǎn)將外部充電電源與軟殼電池芯3相連，當(dāng)推動(dòng)開關(guān)9向繼電器3輸出關(guān)斷信號(hào)后，繼電器11的觸點(diǎn)帶電，使繼電器11的常閉觸點(diǎn)斷開，達(dá)到將外部充電電源與軟殼電池芯3斷開的目的，避免了外部充電電源對(duì)軟殼電池芯3 的過渡充電。如圖5和圖6所示當(dāng)軟殼電池芯3過渡充電時(shí)，就會(huì)向安裝推動(dòng)開關(guān)9 一側(cè)的方向膨脹，當(dāng)軟殼電池芯3膨脹到一定程度后，軟殼電池芯3就會(huì)推動(dòng)并觸發(fā)推動(dòng)開關(guān)9，使推動(dòng)開關(guān)9輸出關(guān)斷信號(hào)。為了避免軟殼電池芯3過熱，在板片2上設(shè)有溫控開關(guān)8，所述溫控開關(guān)8的輸出端通過連接線與保護(hù)及平衡電路板7及上述關(guān)斷機(jī)構(gòu)相連；溫控開關(guān)8的輸出端與繼電器 11的線圈相連，溫控開關(guān)8用于判斷軟殼電池芯3的工作溫度。當(dāng)軟殼電池芯3的溫度達(dá)到溫控開關(guān)8的設(shè)定溫度時(shí)，溫控開關(guān)8向繼電器11輸出關(guān)斷信號(hào)，使繼電器11的線圈帶電，從而使繼電器11的常閉觸點(diǎn)斷開，斷開外部充電電源與軟殼電池芯3的連接。如圖7和圖8所示為了能夠指示軟殼電池芯3的過熱與過充過程，充電連接板7 上設(shè)有報(bào)警裝置10，所述報(bào)警裝置10包括蜂鳴器5及發(fā)光二極管6，所述蜂鳴器5與發(fā)光二極管6串聯(lián)后與三極管VT的集電極相連，三極管VT的發(fā)射機(jī)與電源負(fù)極端相連，三極管 VT的基極通過電阻R與推動(dòng)開關(guān)9及溫控開關(guān)8的一端相連，溫控開關(guān)8與推動(dòng)開關(guān)9的另一端與蜂鳴器5對(duì)應(yīng)于與發(fā)光二極管6相連的另一端相連。蜂鳴器5對(duì)應(yīng)于與溫控開關(guān) 8、推動(dòng)開關(guān)9相連的一端與電源正極相連，所述電源為整個(gè)報(bào)警裝置提供工作電源。當(dāng)溫控開關(guān)8與推動(dòng)開關(guān)9向繼電器11輸出關(guān)斷信號(hào)時(shí)，溫控開關(guān)8與推動(dòng)開關(guān)9的關(guān)斷信號(hào)同時(shí)通過電阻R驅(qū)動(dòng)三極管VT，使三極管VT導(dǎo)通，當(dāng)三極管VT導(dǎo)通后，蜂鳴器5、發(fā)光二極管6及三極管VT組成的報(bào)警裝置10形成通路，此時(shí)，蜂鳴器5蜂鳴報(bào)警，同時(shí)發(fā)光二極管 6點(diǎn)亮指示，能夠便于觀察處理。如圖2 圖8所示使用時(shí)，外部充電電源通過繼電器11的觸點(diǎn)、保護(hù)及平衡電路板7與軟殼電池芯3相連，用于對(duì)軟殼電池芯3進(jìn)行充電。繼電器11的線圈與推動(dòng)開關(guān)9 及溫控開關(guān)8的輸出端相連，推動(dòng)開關(guān)9與溫控開關(guān)8分別與報(bào)警裝置10相連。工作時(shí)， 外部充電電源對(duì)軟殼電池芯3進(jìn)行充電；當(dāng)外部充電電源對(duì)軟殼電池芯3充電超過軟殼電池芯3的容量達(dá)到過渡充電時(shí)，軟殼電池芯3開始向推動(dòng)開關(guān)9的方向膨脹，直至軟殼電池芯3觸發(fā)推動(dòng)開關(guān)9輸出相應(yīng)的關(guān)斷信號(hào)。當(dāng)推動(dòng)開關(guān)9輸出關(guān)斷信號(hào)后，推動(dòng)開關(guān)9使繼電器11的線圈帶電，使繼電器11的常閉觸點(diǎn)斷開，斷開軟殼電池芯3與外部充電電源的連接，從而有效保護(hù)軟殼電池芯3。同時(shí)，若軟殼電池芯3的充電或工作溫度達(dá)到溫控開關(guān) 8的設(shè)定溫度時(shí)，溫控開關(guān)8輸出關(guān)斷信號(hào)，通過繼電器11關(guān)斷外部充電電源與軟殼電池芯 3的連接，并通過蜂鳴器5及發(fā)光二極管6進(jìn)行報(bào)警指示，安全可靠。
本發(fā)明容置盒1內(nèi)設(shè)有軟殼電池芯3，軟殼電池芯3上設(shè)有板片2，容置盒1內(nèi)與板片2相應(yīng)的側(cè)壁上設(shè)有推動(dòng)開關(guān)9，且板片2上設(shè)有溫控開關(guān)8 ；溫控開關(guān)8與推動(dòng)開關(guān) 9與繼電器11的線圈相連，軟殼電池芯3通過繼電器11的觸點(diǎn)、保護(hù)及平衡電路板7與外部充電電源相連；當(dāng)軟殼電池芯3形成過充電時(shí)，軟殼電池芯3通過板片2推動(dòng)觸發(fā)推動(dòng)開 9，使推動(dòng)開關(guān)9輸出關(guān)斷信號(hào)，改變繼電器11觸點(diǎn)的狀態(tài)；同時(shí)，當(dāng)軟殼電池芯3的溫度達(dá)到設(shè)定溫度后，溫控開關(guān)8輸出關(guān)斷信號(hào)，同樣改變繼電器11觸點(diǎn)的狀態(tài)，達(dá)到斷開外部充電電源與軟殼電池芯3的連接；同時(shí)，通過蜂鳴器5與發(fā)光二極管6進(jìn)行報(bào)警指示，避免了軟殼電池芯3過充與過熱情況的危險(xiǎn)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，安裝使用方便，可靠性高，延長(zhǎng)使用壽命，降低了使用成本。
權(quán)利要求
1.一種軟殼鋰電池過充與過熱報(bào)警保護(hù)結(jié)構(gòu)，包括容置盒(1)及位于所述容置盒(1) 內(nèi)的軟殼電池芯(3)，所述軟殼電池芯(3)上設(shè)有板片(2)，容置盒(1)內(nèi)的頂端設(shè)有用于保護(hù)及管理軟殼電池芯(3)并與外部充電電源連接的保護(hù)及平衡電路板(7)，所述保護(hù)及平衡電路板(7)與軟殼電池芯(3)連接；外部充電電源通過保護(hù)及平衡電路板(7)與軟殼電池芯(3)電連接；其特征是所述容置盒(1)內(nèi)與板片(2)相對(duì)應(yīng)的側(cè)壁上設(shè)有推動(dòng)開關(guān)(9)， 所述推動(dòng)開關(guān)(9)與保護(hù)及平衡電路板(7)上的關(guān)斷機(jī)構(gòu)相連；外部充電電源對(duì)軟殼電池芯(3)過渡充電時(shí)，軟殼電池芯(3)向推動(dòng)開關(guān)(9)方向膨脹，通過板片(2)觸發(fā)推動(dòng)開關(guān) (9)，使推動(dòng)開關(guān)(9)向關(guān)斷機(jī)構(gòu)輸出關(guān)斷信號(hào)，關(guān)斷機(jī)構(gòu)關(guān)斷軟殼電池芯(3)與外部充電電源的連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟殼鋰電池過充與過熱報(bào)警保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是所述板片 (2)上設(shè)有用于檢測(cè)軟殼電池芯(3)工作溫度的溫控開關(guān)(8)，所述溫控開關(guān)(8)與保護(hù)及平衡電路板(7)上的關(guān)斷機(jī)構(gòu)相連；軟殼電池芯(3)的溫度達(dá)到溫控開關(guān)(8)的設(shè)定值時(shí)， 溫控開關(guān)(8)向關(guān)斷機(jī)構(gòu)輸出關(guān)斷信號(hào)，關(guān)斷機(jī)構(gòu)關(guān)斷軟殼電池芯(3)與外部充電電源的連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟殼鋰電池過充與過熱報(bào)警保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是所述關(guān)斷機(jī)構(gòu)包括繼電器(11)，所述繼電器(11)的線圈與推動(dòng)開關(guān)(9)的輸出端相連，繼電器(11) 的觸點(diǎn)分別與外部充電電源及軟殼電池芯(3 )相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的軟殼鋰電池過充與過熱報(bào)警保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是所述關(guān)斷機(jī)構(gòu)包括繼電器(11)，所述繼電器(11)的線圈與溫控開關(guān)(8)的輸出端相連，繼電器(11) 的觸點(diǎn)分別與外部充電電源及軟殼電池芯(3 )相連。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的軟殼鋰電池過充與過熱報(bào)警保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是所述充電連接板(7 )上設(shè)有報(bào)警裝置(10 )。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的軟殼鋰電池過充與過熱報(bào)警保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是所述報(bào)警裝置(10)包括蜂鳴器(5)及發(fā)光二極管(6)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的軟殼鋰電池過充與過熱報(bào)警保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是所述蜂鳴器(5)及發(fā)光二極管(6)串聯(lián)后與三極管(VT)的集電極相連，三極管(VT)的發(fā)射極與電源負(fù)極相連，三極管(VT)的基極通過電阻(R)與推動(dòng)開關(guān)(9)及溫控開關(guān)(8)的一端相連，溫控開關(guān)(8)及推動(dòng)開關(guān)(9)的另一端與蜂鳴器(5)后連接到電源正極。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟殼鋰電池過充與過熱報(bào)警保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是所述軟殼電池芯(3 )上設(shè)有電連接的極柄(4 )。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的軟殼鋰電池過充與過熱報(bào)警保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是所述極柄 (4)包括正極電柄及負(fù)極電柄。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟殼鋰電池過充與過熱報(bào)警保護(hù)結(jié)構(gòu)，其特征是所述板片 (2)是由鋁鎂合金或塑料材料制成的硬質(zhì)板。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種軟殼鋰電池過充與過熱報(bào)警保護(hù)結(jié)構(gòu)，其包括容置盒及軟殼電池芯，軟殼電池芯上設(shè)有板片，容置盒內(nèi)的頂端設(shè)有用于保護(hù)及管理軟殼電池芯并與外部充電電源連接的保護(hù)及平衡電路板，保護(hù)及平衡電路板與軟殼電池芯連接；外部充電電源通過保護(hù)及平衡電路板與軟殼電池芯電連接；所述容置盒內(nèi)與板片相對(duì)應(yīng)的側(cè)壁上設(shè)有推動(dòng)開關(guān)，推動(dòng)開關(guān)與保護(hù)及平衡電路板上的關(guān)斷機(jī)構(gòu)相連；外部充電電源對(duì)軟殼電池芯過渡充電時(shí)，軟殼電池芯向推動(dòng)開關(guān)方向膨脹，通過板片觸發(fā)推動(dòng)開關(guān)，使推動(dòng)開關(guān)向關(guān)斷機(jī)構(gòu)輸出關(guān)斷信號(hào)，關(guān)斷機(jī)構(gòu)關(guān)斷軟殼電池芯與外部充電電源的連接。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，安裝使用方便，可靠性高，延長(zhǎng)使用壽命，降低了使用成本。
文檔編號(hào)H02H3/04GK102195270SQ201110144290
公開日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2011年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月31日
發(fā)明者張志鵬 申請(qǐng)人:無錫新緯電池有限公司