JP3248053U - リチウム電池の降圧回路モジュール及び１．５ｖリチウム電池 - Google Patents

Abstract

【課題】いかなる導電ケーブルを配置する必要もなく、電気性能の安定性がより高く、リチウム電池の内部接続構造が簡略化され、より安全なリチウム電池の降圧回路モジュールを提供する。
【解決手段】リチウム電池の降圧回路モジュール及び１．５Ｖリチウム電池に関し、降圧回路モジュールはＰＣＢ板１、外導電キャップ２及び内導電キャップ３を含み、ＰＣＢ板の正面に正極銅リング１１及び負極銅リング１２が設けられ、正極銅リングは外導電キャップに電気的に接続され、外導電キャップは低圧出力正極として用いられ、負極銅リングは共通負極として用いられ、ＰＣＢ板の背面に高圧入力銅リングが設けられ、高圧入力銅リングは内導電キャップに電気的に接続され、内導電キャップは高圧入力正極として用いられる。
【選択図】図３

Description

本願はリチウム電池技術の分野に関し、特にリチウム電池の降圧回路モジュール及び１．５Ｖリチウム電池に関する。

５号電池及び７号電池は非常に汎用的な電池であり、リモコン、電動玩具、電動歯ブラシ、シェーバー、ワイヤレスマイク、ドアベルなど、各種の機器に広く用いられ、一般的には使い捨て乾電池であり、充電可能なニッケル水素電池もあり、ニッケル水素電池はメモリ効果があり、充電可能回数が少なく、寿命が短いという欠点があり、実際の応用が制限される。

リチウム電池はメモリ効果がなく、エネルギー密度が大きく、耐用年数が長いという利点を有するが、リチウム電池のセル電圧は一般的に３．０～４．２Ｖであり、５号電池及び７号電池のサイズにしても既存の様々な機器に直接応用することができない。このため降圧可能なリチウム電池を設計し、出力電圧を１．５Ｖまで低下させ、電池の汎用性を向上させ、従来の使い捨て電池及びニッケル水素電池を置き換えることができ、高い応用の将来性を有する。

例えば、公開番号がＣＮ２０３７８７４８０Ｕで、名称が「可変電圧の円筒形電池装置」である中国特許出願において、電圧降下回路基板によりリチウム電池の高電圧を１．５Ｖの低電圧に変換する低圧リチウム電池が開示され、公開番号がＣＮ２０４９６６６１１Ｕで、名称が「１．５Ｖの定電圧リチウムイオン電池」である中国特許出願において、１．５Ｖの低電圧を定常的に出力することができ、同じポートによる充放電機能を実現する降圧回路が開示される。しかし上記従来技術はいずれも詳細な内部構造を開示せず、開示された内容も合理的ではなく、５号電池及び７号電池のサイズが小さいため、降圧回路モジュールをどのように設計し、リチウム電池内部に合理的に配置するか、リチウムセルとの電気的接続をどのように実現するかは、非常に重要な一環であり、さらなる改良が必要である。

従来のリチウム電池の内部構造が合理的でないという技術的問題を解決するために、本考案はリチウム電池の降圧回路モジュール及び１．５Ｖのリチウム電池を提供する。

一方、本願はリチウム電池の降圧回路モジュールを提供し、降圧回路モジュールはＰＣＢ板を含み、前記ＰＣＢ板に降圧回路、充放電路及び保護回路が集積され、降圧回路モジュールは外導電キャップ及び内導電キャップをさらに含み、前記ＰＣＢ板の正面に正極銅リング及び負極銅リングが設けられ、前記正極銅リングは外導電キャップに電気的に接続され、前記外導電キャップは低圧出力正極として用いられ、前記負極銅リングは共通負極として用いられ、前記ＰＣＢ板の背面に高圧入力銅リングが設けられ、前記高圧入力銅リングは内導電キャップに電気的に接続され、前記内導電キャップは高圧入力正極として用いられる。

上記技術的解決手段を採用することにより、本願のＰＣＢ板は、例えば降圧回路、定電圧回路、充電回路、過放電保護回路など、従来の必要な回路を採用することができ、回路原理を大幅に改良する必要がないが、構造的に非常に大きな改良を行い、すなわち、ＰＣＢ板に正極銅リング、負極銅リング及び高圧入力銅リングを設置し、正極銅リングを低圧出力正極とし、高圧入力銅リングを高圧入力正極とし、負極銅リングを共通負極とし、この３つの銅リングにより高圧入力及び低圧出力の機能を実現し、高圧入力銅リングをさらに内導電キャップに電気的に接続して、高圧入力正極とし、正極銅リングをさらに外導電キャップに電気的に接続して、外導電キャップをリチウム電池の出力正極とし、負極銅リングをさらにリチウム電池の金属ケースに電気的に接続して、リチウム電池の出力負極とし、同じポートによる充放電機能を実現し、いかなる導電ケーブルを配置する必要もなく、電気性能の安定性がより高く、リチウム電池の内部接続構造を簡略化し、より安全である。

好ましくは、前記外導電キャップと内導電キャップはいずれも表面実装によりＰＣＢ板に溶接される。

好ましくは、前記ＰＣＢ板における電子素子は外導電キャップ及び内導電キャップ内に集中的に配置される。

好ましくは、外導電キャップ内に位置する電子素子はコンデンサ、インダクタ及び抵抗器であり、内導電キャップ内に位置する電子素子はスリーインワンチップである。

好ましくは、前記外導電キャップの下端にフランジ辺が設置される。

好ましくは、前記降圧回路モジュールは弾性リングをさらに含み、前記弾性リングは負極銅リングに電気的に接続される。

好ましくは、前記弾性リングはベースリング及びベースリング周辺に均一に設置された反り片を含み、前記ベースリングの背面は表面実装により負極銅リングに溶接される。

一方、本願は１．５Ｖリチウム電池を提供し、１．５Ｖリチウム電池は金属ケース、ＰＶＣ外被、巻回セルモジュール及び上記リチウム電池の降圧回路モジュールを含み、前記巻回セルモジュール及び降圧回路モジュールはいずれも金属ケース内に設置され、前記巻回セルモジュールの正極タブは内導電キャップに溶接され、負極タブは金属ケースの底部に溶接され、前記弾性リングは金属ケースに弾性的に当接し、前記ＰＶＣ外被は金属ケースを包むために用いられる。

以上説明したように、本願は以下の少なくとも１つの有益な技術的効果を含む。
１．本願は外導電キャップ及び内導電キャップを設置し、ＰＣＢ板に正極銅リング、負極銅リング及び高圧入力銅リングを設置し、いかなる導電ケーブルも使用せず、電気性能の安定性がより高く、
２．本願のリチウム電池の内部構造が簡略化され、内部接続構造がより確実で、より安全である。

本願の実施例に記載の降圧回路モジュールの正面斜視図である。 本願の実施例に記載の降圧回路モジュールの背面斜視図である。 本願の実施例に記載の降圧回路モジュールの分解斜視図である。 本願の実施例に記載のＰＣＢ板の背面斜視図である。 本願の実施例に記載の１．５Ｖリチウム電池の斜視図である。 本願の実施例に記載の１．５Ｖリチウム電池の半断面構造概略図である。 図６のＡ部の拡大図である。 図６のＢ部の拡大図である。 本願の実施例に記載の巻回セルモジュールの斜視図である。

以下、図１～９を参照して本願をさらに詳細に説明する。

図１から図４を参照し、本願の実施例はリチウム電池の降圧回路モジュール１００を開示し、前記降圧回路モジュール１００はＰＣＢ板１を含み、前記ＰＣＢ板１に降圧回路、充放電路及び保護回路が集積される。降圧回路モジュール１００は外導電キャップ２及び内導電キャップ３をさらに含む。前記ＰＣＢ板１の正面に正極銅リング１１及び負極銅リング１２が設けられ、前記正極銅リング１１は外導電キャップ２に電気的に接続され、前記外導電キャップ２は低圧出力正極として用いられ、前記負極銅リング１２は共通負極として用いられる。前記ＰＣＢ板１の背面に高圧入力銅リング１３が設けられ、前記高圧入力銅リング１３は内導電キャップ３に電気的に接続され、前記内導電キャップ３は高圧入力正極として用いられる。

図３を参照し、前記外導電キャップ２及び内導電キャップ３はいずれも表面実装によりＰＣＢ板１に溶接される。前記ＰＣＢ板１における電子素子１４は外導電キャップ２及び内導電キャップ３内に集中的に配置される。電子素子１４は合理的に配置され、外導電キャップ２及び内導電キャップ３の内部空間を十分に利用する。外導電キャップ２内に位置する電子素子１４はコンデンサ、インダクタ及び抵抗器であり、内導電キャップ３内に位置する電子素子１４はスリーインワンチップであり、スリーインワンチップは従来技術であり、集積度が高く、体積が小さいという利点を有し、ＰＣＢ板１の設計がより容易である。外導電キャップ２と内導電キャップ３は接続強度が高く、固定が確実で、接続部の抵抗が小さく、導電性が高いだけでなく、さらに所定のシール性能を有し、水や塵埃の侵入を防止し、電子素子１４を保護する役割を果たし、電子素子１４は外部と接触せず、衝突して破損しない。外導電キャップ２が露出するため、外部の衝撃を受けやすく、固定の強度を補強する必要があり、そのため、外導電キャップ２の下端にフランジ辺２１が設けられ、フランジ辺２１は所定の幅を有し、外導電キャップ２の肉厚の数倍であり、正極銅リング１１との溶接面積が大きく、固定が確実で、衝撃に耐える。内導電キャップ３は露出せず、外部からの衝撃を受けず、強度に対する要求がやや低いため、フランジ辺を設置する必要がない。

図１及び図３を参照し、前記降圧回路モジュール１００は弾性リング４をさらに含み、前記弾性リング４は負極銅リング１２に電気的に接続される。前記弾性リング４はベースリング４１及びベースリング４１の周辺に均一に設置された反り片４２を含み、前記ベースリング４１の背面は表面実装により負極銅リング１２に溶接される。

本願のＰＣＢ板１は、例えば降圧回路、定電圧回路、充電回路、過放電保護回路など、既存の必要な回路を用いることができ、回路原理を大幅に改良する必要がないが、構造的に非常に大きな改良を行う。ＰＣＢ板１に正極銅リング１１、負極銅リング１２及び高圧入力銅リング１３を設置し、正極銅リング１１を低圧出力正極とし、高圧入力銅リング１３を高圧入力正極とし、負極銅リング１２を共通負極とし、この３つの銅リングにより高圧入力及び低圧出力の機能を実現する。高圧入力銅リング１３をさらに内導電キャップ３に電気的に接続して、高圧入力正極とし、正極銅リング１１をさらに外導電キャップ２に電気的に接続して、外導電キャップ２をリチウム電池の出力正極とし、負極銅リング１２をさらにリチウム電池の金属ケース２００に電気的に接続して、リチウム電池の出力負極とし、同じポートによる充放電機能を実現し、いかなる導電ケーブルを配置する必要もなく、電気性能の安定性がより高く、リチウム電池内部の接続構造が簡略化され、より安全である。

図５から図９を参照し、本願の実施例は１．５Ｖリチウム電池を開示し、前記１．５Ｖリチウム電池は金属ケース２００、ＰＶＣ外被３００、巻回セルモジュール４００、プラスチック中枠５００及び上記リチウム電池の降圧回路モジュール１００を含み、前記巻回セルモジュール４００、プラスチック中枠５００及び降圧回路モジュール１００はいずれも金属ケース２００内に設置され、プラスチック中枠５００は降圧回路モジュール１００を支持するために用いられ、前記巻回セルモジュール４００の正極タブ４０１は内導電キャップ３に溶接され、負極タブ４０２は金属ケース２００の底部に溶接され、前記弾性リング４は金属ケース２００に弾性的に当接し、前記ＰＶＣ外被３００は金属ケース２００を包むために用いられる。

巻回セルモジュール４００の正極タブ４０１は内導電キャップ３、高圧入力銅リング１３を介してＰＣＢ板１に接続され、巻回セルモジュール４００の負極タブ４０２は金属ケース２００、弾性リング４、負極銅リング１２を介してＰＣＢ板１に接続され、ＰＣＢ板１における回路降圧処理を経た後、正極銅リング１１、外導電キャップ２からリチウム電池の正極が出力され、負極銅リング１２、弾性リング４、金属ケース２００からリチウム電池の負極が出力される。

前記弾性リング４の反り片４２は金属ケース２００に弾性的に圧着し、弾性的圧着は金属ケース２００とＰＣＢ板１における負極銅リング１２との圧着が緊密ではなく、又は負極銅リング１２が圧壊される状況の発生を回避することができる。

以上、いずれも本願の好適な実施例であり、これに基づいて本願の保護範囲を制限するものではなく、したがって、本願の構造、形状、原理に基づく等価変化は、いずれも本願の保護範囲内に含まれるべきである。

１…ＰＣＢ板、１１…正極銅リング、１２…負極銅リング、１３…高圧入力銅リング、１４…電子素子、２…外導電キャップ、２１…フランジ辺、３…内導電キャップ、４…弾性リング、４１…ベースリング、４２…反り片、１００…降圧回路モジュール、２００…金属ケース、３００…ＰＶＣ外被、４００…巻回セルモジュール、４０１…正極タブ、４０２…負極タブ、５００…プラスチックの中枠。

Claims (8)

1. ＰＣＢ板（１）を含み、前記ＰＣＢ板（１）に降圧回路、充放電路及び保護回路が集積されるリチウム電池の降圧回路モジュールにおいて、外導電キャップ（２）及び内導電キャップ（３）をさらに含み、前記ＰＣＢ板（１）の正面に正極銅リング（１１）及び負極銅リング（１２）が設けられ、前記正極銅リング（１１）は前記外導電キャップ（２）に電気的に接続され、前記外導電キャップ（２）は低圧出力正極として用いられ、前記負極銅リング（１２）は共通負極として用いられ、前記ＰＣＢ板（１）の背面に高圧入力銅リング（１３）が設けられ、前記高圧入力銅リング（１３）は前記内導電キャップ（３）に電気的に接続され、前記内導電キャップ（３）は高圧入力正極として用いられることを特徴とするリチウム電池の降圧回路モジュール。
2. 前記外導電キャップ（２）及び前記内導電キャップ（３）はいずれも表面実装により前記ＰＣＢ板（１）に溶接されることを特徴とする請求項１に記載のリチウム電池の降圧回路モジュール。
3. 前記ＰＣＢ板（１）における電子素子（１４）は前記外導電キャップ（２）及び前記内導電キャップ（３）内に集中的に配置されることを特徴とする請求項１に記載のリチウム電池の降圧回路モジュール。
4. 外導電キャップ（２）内に位置する電子素子（１４）はコンデンサ、インダクタ及び抵抗器であり、内導電キャップ（３）内に位置する電子素子（１４）はスリーインワンチップであることを特徴とする請求項３に記載のリチウム電池の降圧回路モジュール。
5. 前記外導電キャップ（２）の下端にフランジ辺（２１）が設置されることを特徴とする請求項２に記載のリチウム電池の降圧回路モジュール。
6. 弾性リング（４）をさらに含み、前記弾性リング（４）は前記負極銅リング（１２）に電気的に接続されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のリチウム電池の降圧回路モジュール。
7. 前記弾性リング（４）はベースリング（４１）及びベースリング（４１）周辺に均一に設置された反り片（４２）を含み、前記ベースリング（４１）の背面は表面実装により前記負極銅リング（１２）に溶接されることを特徴とする請求項６に記載のリチウム電池の降圧回路モジュール。
8. 金属ケース（２００）、ＰＶＣ外被（３００）、巻回セルモジュール（４００）及び請求項６に記載のリチウム電池の降圧回路モジュール（１００）を含み、前記巻回セルモジュール（４００）及び前記降圧回路モジュール（１００）はいずれも金属ケース（２００）内に設置され、前記巻回セルモジュール（４００）の正極タブ（４０１）は前記内導電キャップ（３）に溶接され、負極タブ（４０２）は金属ケース（２００）の底部に溶接され、前記弾性リング（４）は金属ケース（２００）に弾性的に当接し、前記ＰＶＣ外被（３００）は金属ケース（２００）を包むために用いられることを特徴とする１．５Ｖリチウム電池。

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