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一种恒压电池发明内容

2022/07/16105 作者:佚名
导读:一种恒压电池专利目的 针对2016年4月之前的技术的不足,《一种恒压电池》的目的旨在提供一种恒压电池,其能够输出恒定的电压,增加电池本身和电器的使用寿命。 一种恒压电池技术方案 《一种恒压电池》包括金属外壳、电芯、相对设置的第一线路板和第二线路板,金属外壳的前端设置有开口,电芯由该开口插装在金属外壳内部,第一线路板采用刚性基板、第二线路板采用柔性基板,第二线路板设置于金属外壳内部,用于闭合金属外壳

一种恒压电池专利目的

针对2016年4月之前的技术的不足,《一种恒压电池》的目的旨在提供一种恒压电池,其能够输出恒定的电压,增加电池本身和电器的使用寿命。

一种恒压电池技术方案

《一种恒压电池》包括金属外壳、电芯、相对设置的第一线路板和第二线路板,金属外壳的前端设置有开口,电芯由该开口插装在金属外壳内部,第一线路板采用刚性基板、第二线路板采用柔性基板,第二线路板设置于金属外壳内部,用于闭合金属外壳的第一线路板匹配于金属外壳的前端开口,对金属外壳进行机械压缩使其前端开口与第一线路板紧固连接,第一线路板上设置有与金属外壳电性导通的金属边缘,使金属外壳作为恒压电池输入与输出的负极,第一线路板远离电芯的面上焊接有作为恒压电池输入与输出正极的端子;电芯的两个接线端分别通过导线连接于第二线路板的连接端子上,在第一线路板上设置有升降压电路以及限流启动电路,第二线路板上设置有充电电路和保护电路,该升降压电路用于:当电芯电压高于额定输出电压时,对电芯输出电压进行降压处理,当电芯电压低于额定输出电压时,对电芯输出电压进行升压处理,该限流启动电路用于:在启动阶段降低电流。

优选地,恒压电池还包括设置于金属外壳与电芯之间的减震筒,减震筒的外侧上设置有减震通孔,相对设置于减震筒两侧的减震通孔交错分布,减震通孔的长度方向垂直于减震筒的中心轴线方向,减震筒的长度大小匹配于第一线路板至金属外壳底端的距离大小。

优选地,限流启动电路包括并联的第一支路和第二支路,第一支路和第二支路分别连接充电电路,第一支路上串联有限流电阻R、常闭触点KT1和通电延时型继电器KT,第二支路上串联有常开触点KT2和发光二极管LED。

优选地,呈圆筒状的金属外壳的外侧上设置有绕金属外壳的中心轴线向外辐射的散热片,该散热片的长度方向平行于金属外壳的中心轴线方向。

优选地,保护电路包括芯片U1,芯片U1上设置有供电电压端、工作电压端、接地端、第一场效应晶体管源极端和第二场效应晶体管源极端,接地端经第一电容连接供电电压端,接地端经第二电容连接工作电压端,接地端还连接电芯负极;工作电压端经第一电阻连接电芯正极,电芯正极还连接电源正极;第一场效应晶体管源极端和第二场效应晶体管源极端分别接地。

优选地,升降压电路包括降压电路,降压电路包括芯片U2,芯片U2上设置有电压输入端、使能信号端、转换信号端、反馈信号端和接地端,该电压输入端分别连接电源正极、第三电容和使能信号端,该电压输入端还经第二电阻连接电源正极;第三电容和接地端分别接地;转换信号端经电感连接电源正极;反馈信号端经第三电阻连接电源正极,反馈信号端经第四电阻接地,反馈信号端还依次连接第四电容,该第四电容分别连接电源正极和第五电容,该第五电容接地。

优选地,第一线路板上设置有微处理器单元、铁电存储器单元和声音报警电路,该微处理器单元分别连接铁电存储器单元、充电电路、保护电路、升降压电路和声音报警电路。

优选地,铁电存储器单元包括基层和置于基层上的铁电薄膜。

优选地,铁电薄膜是材料为Pb(Zr1-1.25xVx)O3(X<0.8)的锆酸铅掺矾薄膜。

优选地,锆酸铅掺矾薄膜的制备步骤包括:

1)把双(乙酰丙酮)氧化钒溶解于乙酰丙酮中制成钒液待用;

2)称量三水合乙酸铅至烧杯,加入乙二醇甲醚溶解三水合乙酸铅,在145℃下搅拌25分钟,去掉结晶水,制成铅液冷却待用;

3)用细长的移液管取正丙醇锆并用注射器针头把正丙醇锆滴入铅液中,封口后搅拌30分钟;

4)将钒液加入步骤3)制得的溶液中,封口搅拌至溶液澄清,即制备完成前驱体溶液;

5)将前驱体溶液过滤至试剂瓶中待用;

6)用旋转涂覆的方式将前驱体溶液涂覆在基片上,再将涂覆有前驱体溶液的基片放置在箱式炉中进行高温退火处理,取出冷却至室温后再继续涂覆前驱体溶液,涂覆好后同样进行高温退火处理,如此循环直至获得目标厚度的薄膜,为获得较好的薄膜晶相,高温退火处理包括依次进行的5分钟575℃退火和五分钟635℃高温退火。

优选地,取用钒液前先将钒液进行十分钟的搅拌。

优选地,第二线路板采用的柔性基板由铜箔制成。

优选地,第一线路板上设置有MicroUSB接口。

一种恒压电池有益效果

《一种恒压电池》的有益效果在于:

1)第二线路板采用较薄的柔性基板,第一线路板采用刚性基板,同时作为恒压电池的盖帽,结构紧凑,减小了充电电池的体积,使用及携带更加方便;

2)对金属外壳进行机械压缩使其前端开口与兼作电池盖帽的第一线路板紧固连接,相较于2016年4月之前的技术中使用激光焊接连接盖帽和外壳,机械压缩降低了对生产设备的要求,操作更加简便;

3)双电路系统,稳定保证输出及输入,保持恒定的输出电压,有利于延长电池和用电电器的使用寿命;

4)限流启动电路增大了起始阶段的电路电阻,从而降低初始电流,避免因充电初期电流过大严重影响电池寿命;

5)使用前设定好额定输出电压、电量上限值及电量下限值等数据到铁电存储器中,由微处理器单元进行控制和调配,提高了电池充放电的自动化程度;

6)设置有声音报警电路,当电池电量低于电量下限值时,微处理器单元发布控制命令使声音报警电路发出声音报警进行提示;

7)使用铁电存储器存储和收集数据,铁电存储器可在电能需求非常低的情况下快速存储,通过实时存储避免因突然断电或发生故障而导致数据丢失,便于追踪电池的充放电数据,便于对电池问题进行检测和分析;

8)使用锆酸铅掺钒薄膜作为铁电存储器的膜层材料,掺钒使典型的反铁电材料锆酸铅可转换成铁电材料,极化强度可以随外电场反向而反向,因此可利用铁电畴在电场下反转形成高极化电荷、或无反转形成低极化电荷来判别存储单元是在”1”或“0”状态;

9)钒具有众多优异的物理性能和化学性能,因而钒的用途十分广泛,有金属“维生素”之称,同时钒电池是2016年之前发展势头强劲的优秀绿色环保蓄电池之一,该发明将钒掺杂到锆酸铅中制得铁电薄膜,进一步拓展了钒的应用和铁电存储器在电池检测和信息存储方面的应用,具有开创性意义。

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