一种内置电力转换电路的二次电池制造技术

本实用新型专利技术公开了一种内置电力转换电路的二次电池，涉及锂离子二次电池的装置领域。为针对特殊领域应用的产品，达到节省产品内电池所占用空间的目的，本实用新型专利技术采用了在设有电池芯体和电解质的包装体内设置了封装体，封装体内设置有电力转换电路，该电力转换电路输入端连接于电池芯体，输出端连接于电池正负极，使电池的输出电压较其所配置电芯的标准电压升高或降低。使电池的输出电压较其所配置电芯的标准电压升高或降低，仅需调节电力转换电路的变压比例，即可使该电池能适配于任意设备的负载电流电压，实现简单的连接结构即可驱动产品负载，以及减少产品所需设置的电池数量，使电子产品的设计可进一步小型化和轻质化。

【技术实现步骤摘要】
一种内置电力转换电路的二次电池
本技术涉及二次电池的装置领域，尤其涉及一种内置电力转换电路的二次电池。
技术介绍
二次电池也成为充电电池或蓄电池，锂离子二次电池主要是依靠靠锂离子在正极和负极之间移动来完成充放电过程。二次电池的外部结构跟随于用电装置中电池装配空间的设计要求，可标准地设置为块状软包结构、柱状结构或钮扣结构，或者设置为其他非标准结构。在电池的朝特大容量和能量密度的方向发展，还可由大量电池单体组合成大体积的箱状或板状结构。但随着二次电池在智能可穿戴产品中的广泛应用，小体积的锂离子二次电池常见结构有软包结构、柱状结构、钮扣结构或其他小型非标异型结构。如钮扣电池越来越多地应用在诸如蓝牙耳机、手表等可穿戴电子产品当中，并且随着可穿戴产品在功能上井喷式地发展，为了提供给消费者更好的使用体验，其对电池将提出更高的要求，如电池的尺寸方面的。现有的锂离子钮扣电池的额定电压是3.7-3.85V，但可穿戴产品的负载所要求电压可能是高于电池额定电压值。例如负载需要提供的是10V，则供电电路中需要设置多个串联的钮扣电池，并且设置相应的稳压电路方可满足负载的电压要求。无论是在产品中增加电池，还是增加稳压电路都会增加产品的设计空间，使得产品不能满足可穿戴产品小型化和轻质化的要求。但二次电池的额定电压收到极片与电解质材质、电极片形状结构等影响，同样为锂离子电池要改变额定电压十分困难。同时，负载所需电压的情况繁多，要改变二次电池的基本结构，进而改变额定电压，以适配负载电压需求，将难度极高且成本高昂。
技术实现思路
>本技术为了克服现有技术存在的问题，提供了一种内置电力转换电路的二次电池，可实现二次电池的电参量特性的改进，以针对特殊领域应用的产品，达到节省产品内电池所占用空间的目的。为了实现上述目的，本技术采用如下的技术方案：一种内置电力转换电路的二次电池，该二次电池包括设有正、负电池极的包装体，设于所述包装体的内部并具有正、负极耳的电池芯体，以及填充于包装体内腔的电解质；该二次电池还包括设于包装体内部的封装体，所述封装体内设置有电力转换电路，所述封装体外引出电力转换电路的第一端口和第二端口，所述第一端口对应电连接于电池芯体的正、负极耳，所述第二端口对应电连接于正、负电池极，所述电力转换电路用于获取电池芯体的一电压值的电力并转换为正、负电池极的另一电压值的电力输出。上述二次电池，作为优选的，所述正、负电池极位于电池芯体的两端，所述封装体设于电芯本体的端部，所述正、负极耳朝向该端部弯折并电连接于第一端口；所述第二端口包括电连接于该端部的电池极的其中一端子，以及通过导线绕过电芯本体电连接于另一端部的电池极的另一端子。上述二次电池，作为优选的，所述电池芯体由间隔有隔膜的至少两组正、负极片经层叠构成，各所述正、负极片对应电连接于正、负极耳，所述正、负极片的侧部设有缺口并且层叠形成位于电池芯体侧部的槽结构，所述封装体设于该槽结构内；所述正、负电池极设于电池芯体的两端，所述第一端口包括分别电连接于的正、负极耳的正、负输入端子，所述第二端口包括分别朝向于电池芯体两端的正、负输出端子并且分别电连接于正、负电池极。上述二次电池，作为优选的，所述电池芯体由若干相互层叠的正极片和负极片层叠而成，任意两所述正极片和负极片之间相间隔地设有隔膜，各所述正极片相互电连接于正极耳，各所述负极片相互电连接于负极耳，所述正极耳和负极耳以设定夹角设置，以使对应靠近于第一端口的两端子；各所述负极片在层叠方向上径向尺寸相等，或者在层叠方向上径向尺寸递进变化；上述二次电池，作为优选的，所述电池芯体由间隔有隔膜的正、负极片经卷绕构成柱状结构，所述封装体包裹于所述电池芯体的卷绕中心，所述第二端口包括分别朝向柱状结构两端的正、负输出端子，并对应电连接于位于两端的正、负电池极。上述二次电池，作为优选的，所述封装体为一设有电力转换电路的集成电路器件的封装结构；或者，所述封装体为共同构成电力转换电路的集成器件和外置器件的再次封装结构；或者，所述封装体为共同构成电力转换电路的集成器件和外置器件分别的封装结构。上述二次电池，作为优选的，所述封装体的外部覆盖有保护层，所述第一端口和第二端口延伸于保护层之外；所述保护层由可隔离电解质的耐腐蚀材料制成，该材料为PTFE材料或PP材料或PVC材料或PE材料或它们的改性材料。上述二次电池，作为优选的，所述电力转换电路包括储能元件、开关元件和开关控制元件，所述储能元件连接于第一端口和第二端口之间，所述开关控制元件连接并控制开关元件的通断，所述开关元件控制储能元件的充放电状态，以使第二端口输出的电压值相较于第一端口电压值升压或者降压或者先升后降。上述二次电池，作为优选的，所述储能元件为电感器，所述开关元件为MOS管，所述开关控制元件为脉冲调制芯片，所述电力转换电路还包括二极管、第一电容和第二电容；所述电感器和二极管串联于第一端口和第二端口的正极路，所述MOS管的源极和漏极并联于电感器和第一端口间，所述脉冲调制芯片的控制端连接于MOS管的删极，所述第一电容和第二电容分别并联于第一端口和第二端口。上述二次电池，作为优选的，所述包装体包括正极壳、负极壳和绝缘密封圈，所述正极壳和负极壳扣合连接，所述绝缘密封圈夹设于正极壳和负极壳之间，以将正极壳和负极壳彼此隔离分开，所述电池芯体和封装体设于正极壳和负极壳所围空间之内。与现有技术相比，本技术有益效果如下：(1)本技术充分利用电池内部空间，将电力转换电路设置在封装体内，并将封装体设置在电池的包装体内部，使电池芯体经电力转换电路变压后作为电池输出，使电池的输出电压较其所配置电芯的标准电压升高或降低，仅需调节电力转换电路的变压比例，即可使该电池能适配于任意设备的负载电流电压，实现简单的连接结构即可驱动产品负载，以及减少产品所需设置的电池数量，使电子产品的设计可进一步小型化和轻质化。(2)本技术进一步通过在封装体外镀设有保护层，使包装壳可隔离不受电解质腐蚀地设于锂离子电池内部。(3)本技术进一步通过设置封装体和电池芯体之间的位置关系，实现高效利用二次电池的内部空间，如利用层叠的电池片侧向地设置封装体，如减省以封装体减省电池芯体端部的隔膜。(4)本技术具体地将包含了电力转换电路的封装体设置于扣式电池当中，利用扣式电池的金属壳结构保护封装体，同时通过壳体使电池内的封装体和电池芯体更为紧凑和安全运行。下面结合附图对本技术作进一步的说明。附图说明图1为本技术内置电力转换电路的二次电池的剖面示意图；图2为本技术二次电池实施例一的剖面结构示意图；图3为本技术二次电池实施例二的剖面结构示意图；图4为本技术二次电池各实施例的电力转换电路的结构示意图；图5为本技术二次电池的应用场景示意图。附图标记为:1、包装体；11、正极壳；12、负极壳；13、绝缘密封圈；14、正电池极；15、负电池极；2本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种内置电力转换电路的二次电池，其特征在于，该二次电池包括设有正、负电池极(14,15)的包装体(1)，设于所述包装体(1)的内部并具有正、负极耳(24,25)的电池芯体(2)，以及填充于包装体(1)内腔的电解质(5)；/n该二次电池还包括设于包装体(1)内部的封装体(3)，所述封装体(3)内设置有电力转换电路(4)，所述封装体(3)外引出电力转换电路(4)的第一端口(31)和第二端口(32)，所述第一端口(31)对应电连接于电池芯体(2)的正、负极耳(24,25)，所述第二端口(32)对应电连接于正、负电池极(14,15)，所述电力转换电路(4)用于获取电池芯体(2)的一电压值的电力并转换为正、负电池极(14,15)的另一电压值的电力输出。/n

【技术特征摘要】
1.一种内置电力转换电路的二次电池，其特征在于，该二次电池包括设有正、负电池极(14,15)的包装体(1)，设于所述包装体(1)的内部并具有正、负极耳(24,25)的电池芯体(2)，以及填充于包装体(1)内腔的电解质(5)；
该二次电池还包括设于包装体(1)内部的封装体(3)，所述封装体(3)内设置有电力转换电路(4)，所述封装体(3)外引出电力转换电路(4)的第一端口(31)和第二端口(32)，所述第一端口(31)对应电连接于电池芯体(2)的正、负极耳(24,25)，所述第二端口(32)对应电连接于正、负电池极(14,15)，所述电力转换电路(4)用于获取电池芯体(2)的一电压值的电力并转换为正、负电池极(14,15)的另一电压值的电力输出。


2.根据权利要求1所述的内置电力转换电路的二次电池，其特征在于，所述正、负电池极(14,15)位于电池芯体(2)的两端，所述封装体(3)设于电芯本体的端部，所述正、负极耳(24,25)朝向该端部弯折并电连接于第一端口(31)；所述第二端口(32)包括电连接于该端部的电池极的其中一端子，以及通过导线绕过电芯本体电连接于另一端部的电池极的另一端子。


3.根据权利要求1所述的内置电力转换电路的二次电池，其特征在于，所述电池芯体(2)由间隔有隔膜(23)的至少两组正、负极片(21,22))经层叠构成，各所述正、负极片(21,22))对应电连接于正、负极耳(24,25)，所述正、负极片(21,22))的侧部设有缺口并且层叠形成位于电池芯体(2)侧部的槽结构，所述封装体(3)设于该槽结构内；所述第一端口(31)包括分别电连接于的正、负极耳(24,25)的正、负输入端子，所述第二端口(32)包括分别朝向于电池芯体(2)两端的正、负输出端子并且分别电连接于位于电池芯体(2)两端的正、负电池极(14,15)。


4.根据权利要求2或3所述的内置电力转换电路的二次电池，其特征在于，所述电池芯体(2)由若干相互层叠的正极片(21)和负极片(22)层叠而成，任意两所述正极片(21)和负极片(22)之间相间隔地设有隔膜(23)，各所述正极片(21)相互电连接于正极耳(24)，各所述负极片(22)相互电连接于负极耳(25)，所述正极耳(24)和负极耳(25)以设定夹角设置，以使对应靠近于第一端口(31)的两端子；各所述负极片(22)在层叠方向上径向尺寸相等，或者在层叠方向上径向尺寸递进变化。


5.根据权利要求1所述的内置电力转换电路的二次电池，其特征在于，所述电池芯体...

【专利技术属性】
技术研发人员：何安轩，胡彦庆，
申请(专利权)人：深圳市格瑞普电池有限公司，
类型：新型
国别省市：广东;44