热色电池检测器制造技术

一种电化学电池状态检测器（１），包含一个与电池两极可以接通或断开的电阻元件（１８），和与电阻元件有热连接的可视热敏元件（２４），当电流通过电阻元件时，所产生的热量激发热敏元件。这种检测器对每个电极至少有两个开关（６５ａ，６５ｂ），每个开关与电阻元件的不同总电阻导率相关，因而可测试电池在高、低放电速率装置中的适用性。如加入一种电阻随环境温度改变的可变电阻率元件，则检测器可在一定的温度范围内给出不变的检测结果。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总的来说与电池检测器有关，更确切一些，是与装在标签上的热色电池检测器有关。电池在使用前往往要贮存一段时间，例如零售商将电池卖出去之前的一段时间。消费者购买电池后一般也要放置一段时间才会使用。如果放的时间很长，电池可能自行放电。因此希望利用电池检测器来确定电池是否还有足够的电量以带动某个装置。另外，还经常希望确定正在使用的电池还能用多久。用户仅仅因为记不起一个特定装置(如相机、磁带录音机等)内的电池用了多久而把“好”电池扔掉。同样，电池常常在不容易买到新的情况下达到无用或接近无用的放电状态。已经有一些单独的或可独立应用的电池检测器可以显示电池的剩下的电能。不过这类检测器容易放错地方，用起来麻烦。也有一些装在固定于电池的标签内的电池检测器。热色电池检测器就是其中的一种。它一般包含一个选择性地与电池两极连接的导电元件。在一端或两端装有一个开关座，使用者一按开关就把导电元件连在电池两极之间。在导电元件上所产生的热量与它的电阻率及流过电池的电流有关。电池所产生的电流大小是它剩下的容量的一个标志。热色检测器还包含一个热色层，它随着导电元件产生的热量不同而改变颜色或看得见的外部特征。热色层外部特征的变化可以显示电池的放电能力。例如，可以利用热色材料在不透明和透明两种状态的变化来显示放在热色层下面的标记，当它显示电池是“好的”，就说明电池的输出电流足够大。电池的应用范围很广，要求的功率消耗速度变化很大。例如，用于照相机闪光灯的电池，其放电速度就比收音机，钟表和手电筒的电池高得多。对于这类高放电速率的应用，就要求电池的剩余容量较高以继续给装置供电。因而，一个对于这种高速率应用完全失效的电池，可能用在钟表式收音机内仍然是“好的”。因此，仅仅是对一种放电速率定标的电池检测器电流，并不能精确地反映在其它应用场合的相应放电能力。举例说来，如果一个装在标签上的电池检测器是按用于高放电速率来定标的(即当电池容量不足以使闪光灯充电时显示该电池失效)，那么仍可用于低放电速率装置的电池，特别是那些仅仅供低放电速率装置使用的电池，就不一定要扔掉。另一方面，若电池检测器是对低放电装置定标的(即仅当电池容量不足以给收音机式钟表供电才显示该电池是真的不能用了)，那么当显示器告诉用户该电池仍是“好”的，而实际上并不能对高放电速率装置供电时，用户就可能感到迷惑。使用者可能认为这种电池检测器是很不准确的。用于这类装在标签上的检测器中的热色材料能在预先设定的温度范围内改变颜色。新电池的开路电压较高且内阻较低，因而能比用过的电池产生更多的热量和更高的温升。如果电路电阻与热色油墨的转变温度，绝缘体的导热系数，以及电池的电气特性适当地匹配，只要电池是在检测器电路定标的温度下进行检测，则热色检测器就能给出电池状态的正确信息。然而，如果检测器是在较冷的环境下使用，则导电元件必须产生较多的热量才能改变热色材料的颜色。同样，若检测器用在较高的环境温度下，导电元件要产生的热量就较少，甚至根本不需要产生热量，热色材料就能改变颜色。为此，这类热色检测器的制造商在电池标签上打上说明，告诉用户只能在规定的环境温度(例如室温)下进行检测。由于用户往往忽视这种说明，或者不可能或不方便将电池加温或冷却至规定的温度，使得到的放电能力读数不准确，导致用户将一个好电池废弃，或者错误地以为一个电放得差不多的电池仍然是“好的”。因此，有必要生产一种装在标签上的热色电池检测器，它可以在任何环境温度下准确地显示电池是否还能用。还需要有一种装在标签上的热色电池检测器，不管电池用在什么放电速率的装置中，它都能准确地显示电池的放电能力。目前已意外地找到一种可靠的检测器，它采用一种电阻随环境温度改变的可变电阻元件，从而保证热色检测器得到的结果不会因环境温度不同而改变。另外，我们还意外地发现很容易制造一种多种定标的检测器，譬如说，只需简单地把检测器的电阻元件加长并沿其长度方向装上一些开关。由此，本专利技术首先提供一种电化学电池检测器，它包含一个与电池两极可通断连接的电阻元件，以及与该元件有热接触的看得见的热敏装置，当电流流过电阻元件时所产生的热量激发该热敏装置。这种检测器的特征是电阻元件通过至少两个开关与电池的一端或两端接触，每个开关所对应的电阻元件的总电阻率各不相同。电阻元件与电池两极的连接既可以是直接的，也可以通过一个或几个连接件。由于在电池制造中尽可能降低成本是很重要的，因此通常倾向于把电阻元件直接和两极连接。这很容易实现，只需将电阻元件印刻在一个合适的基底(例如标签或其中一部分)上，并提供一些区域，使标签能在那些地方产生变形，以便元件与电池接触。虽然可以把电阻元件按我们的需要做得很复杂，但出于以上所说的原因，总是让电阻元件越简单越好，因此一般来说导电油墨(印剂)较合适。同样，开关也可以用任何适当的方式制造，虽然通常都是将电阻元件以柔性的方式安装在一个基底(如标签)上，并通过一个绝缘体与其接触点分隔开来。对标签加压即可对绝缘体上的一个孔产生接触，然后当松开时标签就回弹或跳回来而使触点断开。需要的话，也可使检测器的一部分与各自的端点保持永久接触。我们发现，只需在一个简单的检测器装上两个或两个以上的开关，就可以得到一个经过适当改型并定标的检测器。这种检测器包含一个条形电阻材料(如上面提到的油墨)，因而电阻条越长电阻就越大。当电阻条一端的开关离另一端的另一个开关比较远时，电阻也越大，同时加热电阻条所需的电池功率也越大。因而在一种简单的情形下，可能在电阻条一端装上两个开关，而在另一端再装一个开关，用来检测用于高放电速率装置的电池。虽然不是必须的，但人们还是希望有相关的电池上以某种方式标明每个开关的用途。人们可能希望提供几组开关，每组与一给定的温度范围相关联，例如用于寒带的、温带的和热带的，按预计的温度采用相应的一组开关。可供观察的热敏装置可以采用任何适当的材料或材料组合。最简单不过是采用热色油墨的形式，其颜色和(或)密度随温度而改变。但在本专利技术中有不限于此，例如，我们完全可以把一个简单的热敏电阻与热色油墨配合使用。这种结构的好处是它通常是与电阻元件并联运行的。我们发现，在热色电池检测器中采用可变电阻特别有效。这样构成的电化学电池检测器包含一个与电池两极可通断连接的电阻元件，和与该元件有热连接的供观察的热敏装置，当电流流过电阻元件时，所产生的热量激发该热敏装置。这种检测器的特征是，至少有一个部分电阻元件的电阻值与环境温度有关。也希望当电阻元件不完全是由可变电阻材料组成时，可变电阻器能与电阻元件的其它部分串联或并联。业内人士很容易灵活地运用各种可能的结构形式。不过一般倾向采用电阻随温度增加的材料，以使读数保持不变。一般来说，本专利技术的电池检测器包含一个导热元件，在它的一端至少有两个开关板，用来选择性地将导热元件与电池的另一极相连接。揿下不同的开关板可使导热元件具有不同的电阻率，以此来改变检测器在不同放电速率下的定标。通常电池检测器还包含与每个开关板相关的放电速率定标标记，用以说明应该揿哪个开关板才与某相应放电速率下的定标对应。本专利技术的检测器不仅给用户提供选择对打算使用的放电速率进行正确定标的能力，而且不管电池测试器用在什么环境温度下都能提供电池放电能力的准确指示。为此可将导热元件的至少一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电化学电池的状态检测器，包括一个与电池电极可开合地接触的电阻元件，一个可视的热敏元件，它与电阻元件的热连接使得电流流过电阻元件时产生的热量对热敏元件进行激发，其特征在于，电阻通过至少两个开关可与至少一极端接触，其中的每个开关分别与电阻元件的不同总电阻率相连。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JC贝利，
申请(专利权)人：永备电池有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]