一种物理电池制造技术

本实用新型专利技术提供了一种物理电池，包括设置在外壳内的储能单元，伸出外壳裸露在外壳上的电池正极和电池负极，所述的储能单元为超级电容器，所述的超级电容器的正、负极分别与所述的电池正极和电池负极电连接。本实用新型专利技术的物理电池中由于采用超级电容作为储能元件，实现充放电过程只进行物理反应，不进行化学反应，使电池使用寿命延长，且减少了充放电时间。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供了一种物理电池，包括设置在外壳内的储能单元，伸出外壳裸露在外壳上的电池正极和电池负极，所述的储能单元为超级电容器，所述的超级电容器的正、负极分别与所述的电池正极和电池负极电连接。本技术的物理电池中由于采用超级电容作为储能元件，实现充放电过程只进行物理反应，不进行化学反应，使电池使用寿命延长，且减少了充放电时间。【专利说明】一种物理电池
本技术涉及电池领域，特别涉及一种储能单元为超级电容的只进行物理反应的物理电池。
技术介绍
随着科学技术的发展，传统干电池(学名:原电池)已经发展成为一个大的家族，到目前为止已经约有100多种。常见的有普通锌-锰干电池、碱性锌-锰干电池、镁-锰干电池、锌-空气电池、锌-氧化汞电池、锌-氧化银电池、锂-锰电池等。 根据资料证明:传统干电池用完后若弃之于自然界，对环境造成的污染是相当严重的，对人体的危害也不容忽视。因为电池中含有汞，外层金属锈蚀后，汞就会慢慢从电池中溢出来，进入土壤或地下水，再通过农作物或饮用水进入人体，将会损伤人的肾脏。一节一号电池能使一平方米的土地失去利用价值，对环境具有极强破坏力。 我国生产的电池有96%为锌锰电池和碱锰电池，其主要成分为锰、汞、锌、铬等重金属。废电池无论裸露在大气中还是深埋在地下，其重金属成分都会随渗液溢出，造成地下水和土壤的污染，日积月累，会严重危害人类健康。 调查表明，一节七号电池弃入大自然后，可以污染60万升水，相当于一个人一生的用水量。 目前，市场上的干电池不论是可充电循环使用的还不可充电的在充放电过程中都是通过化学反应实现电能的转移，因此，对于可充电的干电池来说充放电的次数是有限的，寿命是在限的。 超级电容器(supercapacitor, ultracapacitor),通过极化电解质来储能。它是一种电化学元件，但在其储能的过程并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，也正因为此超级电容器可以反复充放电数十万次。超级电容器可以被视为悬浮在电解质中的两个无反应活性的多孔电极板，在极板上加电，正极板吸弓I电解质中的负离子，负极板吸引正离子，实际上形成两个容性存储层，被分离开的正离子在负极板附近，负离子在正极板附近。 由于超级电容器可以存储大量电能，因此，目前，有一些超级电容蓄电池，这种蓄电池充分地利用了超级电容的耐冲击、铅酸蓄电池本身容量大的特点，采用超级电容与铅酸蓄电池并联使用的超级电容蓄电池，但这种超级电容蓄电池不能替代目前的干电池。
技术实现思路
本技术的目的是为了克服目前超级电容蓄电池不能替代目前的干电池的不足，公开一种物理电池，该电池进行充放电过程中只进行物理反应，不会进行化学反应，且体积和外形与目前的干电池一致。 本技术的技术方案是:一种物理电池，包括设置在外壳内的储能单元，伸出外壳裸露在外壳上的电池正极和电池负极，所述的储能单元为超级电容器，所述的超级电容器的正、负极分别与所述的电池正极和电池负极电连接。 本技术的物理电池中由于采用超级电容作为储能元件，实现充放电过程只进行物理反应，不进行化学反应，使电池使用寿命延长，且减少了充放电时间。 本技术的优选方案中，在电池壳内还设置稳压电路，使电池输出在使用时(放电)时输出稳定，同时，在电池中还可以设置充放电保护电路，所述的充放电保护电路包括电压检测单元、保护开关和充放电隔离开关电路；所述的电压检测单元包括比较器、参考电压单元，所述的考电压单元与所述的超级电容器的正极分别与所述的比较器同相端和异相端相连，比较器的输出分别接所述的保护开关和充放电隔离开关电路，其中控制所述的保护开关是低电平有效，控制所述的充放电隔离开关电路是高电平有效；所述的保护开关设置在超级电容的正极与电池正极之间；所述的充放电隔离开关电路设置在所述的稳压电路输出与电池正极之间。这样，当充电电压高出限度时，通过断开保护开关停止充电对超级电容进行保护，如果负载大，输出电流大于限度时，通过断开充放电隔离开关电路，断开放电。 另外，关于物理电池的外形，可以将外壳设置成圆柱形，使其符合标准AAAA、AAA、AA、A型，同样也可以设计成I号电池、2号电池、N号电池、F号电池尺寸等， 下面结合具体实施例对本技术作较为详细的描述。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术物理电池结构框图。 图2为本技术物理电池充放电保护电路原理框图。 图3为本技术物理电池输出稳压电路及充放电隔离开关电路。 图4为本技术的电压检测电路及充电保护电路。 【具体实施方式】 如图1所示，本实施例是一种可以替代目前替代传统干电池达到快速充电的物理电池。该物理电池，包括设置在外壳4内的储能单兀1，伸出外壳裸露在外壳4上的电池正极3和电池负极5，储能单元I为超级电容器，超级电容器的正、负极分别与所述的电池正极3和电池负极5电连接。在外壳内还有电池充放电保护单元2，充放电保护单元2设置在超级电容I的正极与电池正极3之间，包括稳压电路、电压检测单元、保护开关和充放电隔离开关电路。如图2和图3、图4所不。 其中，稳压电路设置在超级电容器与电池正极、电池负极之间，将超级电容器输出的电压稳压在电池输出电压指标范围内。该稳压电路将超级电容的输出稳压到1.5V输出，这是一节干电池的输出电压，如图3所示，稳压电路包括稳压芯片U3、电容C4、电容C9、电容ClO和电感LI，稳压芯片U3的第1、2脚接地，第6脚EN脚接超级电容C8的正级，第3脚通过电容C9接地，电容C9为电解电容，超级电容C8的正极通过由电容C4和电感LI组成的LC底通滤波电路进入到稳压芯片U3的第4脚，稳压芯片U3的第5脚为稳压输出接电池的正极。在接入电池的正极之前还由充放电隔离开关电路控制是否接入，充放电隔离开关电路为一个开关管，它是一个MOS管Q1，在MOS管的源、漏极之间接入一个二极管，二极管的阳极接源极。MOS管Ql由电压检测单元输出的信号控制，当检测单元检测到电压高于设定电压时，开关断开，低于设定电压时，开关闭合。 电压检测单元包括比较器U2、参考电压单元，参考电压单元与超级电容器CS的正极分别与比较器U2同相端(I号引脚)和异相端(3号引脚)相连，比较器U2的输出(4号引脚)分别接保护开关和充放电隔离开关电路，其中控制保护开关是低电平有效，控制充放电隔离开关电路是高电平有效；保护开关设置在超级电容的正极与电池正极之间；充放电隔离开关电路设置在所述的稳压电路输出与电池正极之间。 参考电压单元中包括一个三端可调分流基准电源Ul，Ul与外围电路产生稳定的参考电压，该参考电压与超级电容CS的正极电压进行比较，如果CS的正极电压大则输出低电平，反之输出高电平，输出低电平时控制保护开关断开，充放电隔离开关电路闭合，反之，保护开关闭合，充放电隔离开关电路断开。 参考电压单元是以三端可调基准电源Ul为中心，电池正极拉入的电压通过电阻R3接三端可调基准电源Ul的阳极，三端可调基准电源Ul的阴极接地，电阻R7设置在三端可调基准电源Ul参考端与地之间，可调电阻R5设置在三端可调基准电源Ul参考端与阳极之间，在三端可调基准电源Ul的阴极和阳极之间并联电容Cl，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种物理电池，包括设置在外壳内的储能单元，伸出外壳裸露在外壳上的电池正极和电池负极，其特征在于：所述的储能单元(1)为超级电容器，所述的超级电容器的正、负极分别与所述的电池正极(3)和电池负极(5)电连接。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周茂奎，胡慧英，林土飞，
申请(专利权)人：深圳市前海富达科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44