旋盖式可充电电池制造技术

本发明专利技术提供了一种旋盖式可充电电池，包括可充电电芯、钢壳、磁铁、MicroUSB接口、保护IC、集成IC、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、电感、LED灯、塑胶件、硬性FR‑4基板、金属盖帽和弹簧顶针，实现隐藏式MicroUSB接口可充电、旋转式金属盖帽可便捷拆装、恒定电压输出、充电管理及保护、过充过放过流保护多位一体功能。与现有技术相比，本发明专利技术的旋盖式可充电电池，工艺结构简单且易于安装、集成的效率高、电池的可靠性高、功能多样。

Rotating cap rechargeable battery

【技术实现步骤摘要】
旋盖式可充电电池
本专利技术涉及一种旋盖式可充电电池，尤其是涉及一种金属盖帽可以依据使用的需要旋入安装或旋出卸下，具备MicroUSB接口充电输入功能，集成了恒定电压输出、充电管理和充电保护、电池保护(包含过充保护、过放保护、过流保护)等多种功能，同时兼具高容量的旋盖式可充电电池。
技术介绍
可充电电池由于具有可循环使用、比能量高、寿命长的优点，正在得到越来越广泛的应用。其中的一个应用方向就是替代一次电池，例如玩具、智能家居、遥控器等应用领域，可充电电池的单次使用成本比一次电池更低，呈现出强大的竞争力。为了实现可充电电池替代一次电池进行使用，通常情况下首先需要对可充电电池的电芯、附属结构件(一般包括电路板、电路元器件、防护外壳、输入接口、输出接口等)进行集成组装，最终形成一个具备各项管理和保护功能，输出电压符合一次电池应用需求，且电池的整体外形结构尺寸和机械可靠性符合国际标准的可充电电池。但是，现有的集成方法，存在以下的问题：首先是集成的效率不高，现有的设置附属结构件的方法，集成效率较低，各种附属结构零件通常占用了大量的电池内部空间，导致只能选用小尺寸的低容量电芯，这使得集成后的可充电电池与一次电池相比，可充电电池的容量优势反而不明显。尤其是当电池的规格尺寸较小(例如AAA型或R03型，其直径最大为10.5mm，高度最高为44.5mm)，将可充电电池集成组装的难度就更大，附属结构件占据的空间比例更多，导致集成之后的可充电电池容量只有一次电池的1/3左右。其次是集成的工艺复杂，当较小规格尺寸的电池(例如AAA型或R03型)需要集成充电输入接口(如MicroUSB接口)时，由于接口的尺寸较大，导致集成相对难度大，集成的效果和外观不理想，现有的集成方法往往导致加工工艺复杂，空间利用率低，外观较差。三是集成的可靠性不高，不合理的结构、复杂的加工工艺、低的集成效率，诸多因素导致最后集成的电池整体可靠性不高。因此，针对可充电电池替代一次电池进行使用的需求，尤其是针对小尺寸规格的电池，如何将可充电电池的性能及结构特点结合一次电池的使用要求，将可充电电池的充电管理、保护、一次电池外形结构、一次电池使用需求统筹优化，在兼顾集成的成本、效率以及可靠性的基础上，最大限度降低附属结构件占用的空间，最大可能提高外观一致性，提高充电方式的便捷性，提高集成的效率和可靠性，就显得非常必要。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种旋盖式可充电电池，具备隐藏式MicroUSB充电输入接口、更高集成度、更大容量、更高可靠性的可充电电池，与现有技术相比，本专利技术的旋盖式可充电电池的容量可以提高约25％，该旋盖式可充电电池具备MicroUSB充电接口充电输入功能，可以实现电池在输出电能工作过程中能够始终保持恒定的输出电压，同时包含充电管理和保护、放电欠压保护、充电过压保护、充电过流保护、放电过流保护、短路保护。该旋盖式可充电电池外观一致性好，非常适用于可充电电池替代一次电池的应用场合。本专利技术通过以下方案实现：一种旋盖式可充电电池(后文中部分简写为“电池”)，包括带盖帽凸点的可旋转式金属盖帽、可充电电芯、钢壳、MicroUSB接口、保护IC、集成IC(集成充电功能和恒压输出功能)、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、磁铁、电感、LED灯、塑胶件、硬性FR-4基板和弹簧顶针，实现隐藏式MicroUSB接口MicroUSB可充电、旋转式金属盖帽可便捷拆装、恒定电压输出、充电管理及保护、过充过放过流保护多位一体功能；其中保护IC、电感、LED灯、第二电容、第三电容、第一电阻、第二电阻、弹簧顶针贴片锡焊在硬性FR-4基板的A面，MicroUSB接口、集成IC、第一电容、第三电阻锡焊在硬性FR-4基板的B面上；所述硬性FR-4基板以长度方向沿塑胶件轴向平行的方式安装，硬性FR-4基板的凹槽与塑胶件的卡舌相配合，硬性FR-4基板的宽度窄边部分安装在塑胶件内部空腔且其两条长度边卡入塑胶件的基板卡槽内并相配合，贴片锡焊在硬性FR-4基板上端的MicroUSB接口与塑胶件顶端设置的MicroUSB开口部相配合(MicroUSB接口开口端伸入塑胶件MicroUSB开口部，但是MicroUSB接口开口端的最上沿不得超出塑胶件顶端平面)，贴片锡焊在硬性FR-4基板上端的弹簧顶针与塑胶件顶端设置的顶针开口部相配合(非受力压缩情况下，弹簧顶针的针头最高点处必须超出塑胶件顶端平面)；所述塑胶件的第一圆筒拉伸体的侧面设置有两个凸点卡槽(围绕塑胶件中心轴线均布)，塑胶件的第三圆筒拉伸体的底部垂直设置有两个卡舌，塑胶件的内侧壁面设置有两个基板卡槽，为了满足注塑加工需求的工艺结构，一般可在塑胶件的第一圆筒拉伸体的顶部设置两个通孔，所述通孔与基板卡槽一一对应相连通；所述塑胶件的下端即第三圆筒拉伸体配套套装在钢壳开口端；所述可充电电芯置于钢壳内，所述可充电电芯的正极端、负极端分别通过正极导线、负极导线与硬性FR-4基板B面的第一端口焊盘、第二端口焊盘相对应焊接在一起；塑胶件具有三个同轴心的圆筒拉伸体，塑胶件作为硬性FR-4基板的收纳体兼支撑体、硬性FR-4基板的卡接配合结构体、MicroUSB接口开口端的输出导引体、弹簧顶针针头的输出导引体、LED灯光的透射体、收纳于塑胶件内部空腔的硬性FR-4基板A面和B面贴片锡焊元器件(例如MicroUSB接口、弹簧顶针、LED灯等)的绝缘防护体、与钢壳连接固定用的结构体、与金属盖帽内部空腔装配配合以及金属盖帽的盖帽凸点装配配合的结构体；所述金属盖帽的第一圆筒体作为电池的正极端子，且第一圆筒体的内部空腔作为磁铁的收纳体，金属盖帽的第二圆筒体与塑胶件的第一圆筒拉伸体装配配合，塑胶件的第一圆筒拉伸体收纳在金属盖帽的第二圆筒体的内部空腔中，金属盖帽的第二圆筒体部分靠近下端向内的盖帽凸点与塑胶件的第一圆筒拉伸体侧面的凸点卡槽一一对应相配合和卡接；所述金属盖帽整体结构形式是一端开口的抽壳拉伸体，其结构形体组成包括第一圆筒体和第二圆筒体，第一圆筒体的上端封闭、下端开口，第一圆筒体的下端设置有朝外的裙边，第二圆筒体的顶端边缘与第一圆筒体的裙边边缘相连接为一体且第一圆筒拉伸体与第二圆筒拉伸体同轴线，第二圆筒体的下端开口，第二圆筒体靠近下端位置设置有向内的两个盖帽凸点(围绕金属盖帽中心轴线均布)，第一圆筒体的顶部是旋盖式可充电电池与外部负载或充电电源接触的结构部位，第一圆筒体的内部空腔作为磁铁(牌号为N35以上的NdFeB强力磁铁)的收纳处，当金属盖帽的盖帽凸点沿塑胶件第一圆筒拉伸体侧面对应的凸点卡槽顶端配合后，稍用力将金属盖帽下压至金属盖帽内部空腔不能继续套入塑胶件第一圆筒拉伸体(盖帽凸点达到凸点卡槽最底端)，此时第一圆筒体的裙边与凸出塑胶件顶部平面的弹簧顶针的针头紧密接触并受到压缩弹簧的向上顶的反作用力，然后再保持向下的压力使得金属盖帽在高度方向不能移动(即使得盖帽凸点保持在凸点卡槽的最底端)并且稍用力将金属盖帽向左旋转，使得金属盖帽的盖帽凸点移动到凸点卡槽的最左端，松开压住金属盖帽的压力，就实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种旋盖式可充电电池，其特征在于：包括可充电电芯、钢壳、磁铁、MicroUSB接口、保护IC、集成IC、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、电感、LED灯、塑胶件、硬性FR-4基板、金属盖帽和弹簧顶针，实现隐藏式MicroUSB接口可充电、旋转式金属盖帽可便捷拆装、恒定电压输出、充电管理及保护、过充过放过流保护多位一体功能；所述金属盖帽的第二圆筒体靠近下端位置设置有向内的两个盖帽凸点，所述塑胶件的第一圆筒拉伸体的侧面设置有两个凸点卡槽，塑胶件的第三圆筒拉伸体的底部垂直设置有两个卡舌，塑胶件的内侧壁面设置有两个基板卡槽，所述硬性FR-4基板左右两侧面的中间结合部位设置有两个凹槽；金属盖帽的盖帽凸点与塑胶件第一圆筒拉伸体侧面设置的凸点卡槽一一对应相配合和卡接，硬性FR-4基板的宽度窄边部分安装在塑胶件内部空腔且其两侧配套卡入塑胶件相对应的基板卡槽内，硬性FR-4基板的凹槽与塑胶件的卡舌一一对应相配合；所述塑胶件作为硬性FR-4基板的收纳体兼支撑体、硬性FR-4基板的卡接配合结构体、MicroUSB接口开口端的输出导引体、弹簧顶针针头的输出导引体、LED灯光的透射体、收纳于塑胶件内部空腔的硬性FR-4基板A面和B面贴片锡焊元器件的绝缘防护体、与钢壳连接固定用的结构体、与金属盖帽内部空腔装配配合以及金属盖帽的盖帽凸点装配配合的结构体；所述金属盖帽的第一圆筒体作为电池的正极端子，且第一圆筒体的内部空腔作为磁铁的收纳体，金属盖帽的第二圆筒体与塑胶件的第一圆筒拉伸体装配配合，塑胶件的第一圆筒拉伸体收纳在金属盖帽的第二圆筒体的内部空腔中；所述塑胶件、金属盖帽、钢壳零件的功能复用、立体空间布局和装配的形式，大幅度减少不贡献容量的结构件占用的空间，有利于实现大容量化；金属盖帽的盖帽凸点、塑胶件的凸点卡槽、塑胶件的基板卡槽、塑胶件的卡舌、硬性FR-4基板的凹槽结构特征的设置，有利于金属盖帽与塑胶件安装的可靠性，有利于硬性FR-4基板在塑胶件中安装的牢固性，提高整个电池的机械可靠性；/n所述塑胶件的凸点卡槽和卡舌的特征尺寸满足：TD<SJTW≤TD+1.0mm，TD<SJTH≤TD+0.2mm，TDG<KTS≤TDG+0.5mm，KH<KSH≤KH+2.0mm，0.3mm≤KSW≤0.6mm，其中TD为金属盖帽的盖帽凸点的最大宽度，SJTW为塑胶件的凸点卡槽竖向的宽度，SJTH为塑胶件的凸点卡槽横向的高度，KTS为塑胶件的凸点卡槽的最大深度，TDG为金属盖帽的盖帽凸点的最大高度，KSH为塑胶件的卡舌的宽度，KH为塑胶件的基板卡槽的厚度，KSW为塑胶件的卡舌舌尖的厚度，KS为塑胶件的卡舌舌尖所在的圆弧直径，SD3为塑胶件第三圆筒拉伸体的外径，单位为mm。/n...

【技术特征摘要】
1.一种旋盖式可充电电池，其特征在于：包括可充电电芯、钢壳、磁铁、MicroUSB接口、保护IC、集成IC、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第一电容、第二电容、第三电容、电感、LED灯、塑胶件、硬性FR-4基板、金属盖帽和弹簧顶针，实现隐藏式MicroUSB接口可充电、旋转式金属盖帽可便捷拆装、恒定电压输出、充电管理及保护、过充过放过流保护多位一体功能；所述金属盖帽的第二圆筒体靠近下端位置设置有向内的两个盖帽凸点，所述塑胶件的第一圆筒拉伸体的侧面设置有两个凸点卡槽，塑胶件的第三圆筒拉伸体的底部垂直设置有两个卡舌，塑胶件的内侧壁面设置有两个基板卡槽，所述硬性FR-4基板左右两侧面的中间结合部位设置有两个凹槽；金属盖帽的盖帽凸点与塑胶件第一圆筒拉伸体侧面设置的凸点卡槽一一对应相配合和卡接，硬性FR-4基板的宽度窄边部分安装在塑胶件内部空腔且其两侧配套卡入塑胶件相对应的基板卡槽内，硬性FR-4基板的凹槽与塑胶件的卡舌一一对应相配合；所述塑胶件作为硬性FR-4基板的收纳体兼支撑体、硬性FR-4基板的卡接配合结构体、MicroUSB接口开口端的输出导引体、弹簧顶针针头的输出导引体、LED灯光的透射体、收纳于塑胶件内部空腔的硬性FR-4基板A面和B面贴片锡焊元器件的绝缘防护体、与钢壳连接固定用的结构体、与金属盖帽内部空腔装配配合以及金属盖帽的盖帽凸点装配配合的结构体；所述金属盖帽的第一圆筒体作为电池的正极端子，且第一圆筒体的内部空腔作为磁铁的收纳体，金属盖帽的第二圆筒体与塑胶件的第一圆筒拉伸体装配配合，塑胶件的第一圆筒拉伸体收纳在金属盖帽的第二圆筒体的内部空腔中；所述塑胶件、金属盖帽、钢壳零件的功能复用、立体空间布局和装配的形式，大幅度减少不贡献容量的结构件占用的空间，有利于实现大容量化；金属盖帽的盖帽凸点、塑胶件的凸点卡槽、塑胶件的基板卡槽、塑胶件的卡舌、硬性FR-4基板的凹槽结构特征的设置，有利于金属盖帽与塑胶件安装的可靠性，有利于硬性FR-4基板在塑胶件中安装的牢固性，提高整个电池的机械可靠性；
所述塑胶件的凸点卡槽和卡舌的特征尺寸满足：TD<SJTW≤TD+1.0mm，TD<SJTH≤TD+0.2mm，TDG<KTS≤TDG+0.5mm，KH<KSH≤KH+2.0mm，0.3mm≤KSW≤0.6mm，其中TD为金属盖帽的盖帽凸点的最大宽度，SJTW为塑胶件的凸点卡槽竖向...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏兵，钟发平，陈鹏飞，陈晓峰，龚颖林，胡顺华，
申请(专利权)人：深圳先进储能材料国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44