[发明专利]高能量密度二次锂离子电池

说明书

本发明提供了一种高能量密度二次锂离子电池，包括锂离子电芯、钢壳、保护IC、集成IC、电阻、电容、电感、MicroUSB接口、塑胶结构件、方形硬性FR‑4基板、圆形硬性FR‑4基板和金属帽头，实现恒定电压输出、充电管理及保护、过充过放过流保护三位一体功能。与现有技术相比，本发明的高能量密度二次锂离子电池，既可以实现电池的多功能集成，又可以实现电池附属结构件占用空间的节约化和电池的高能量密度化，同时还有利于提高可靠性。

技术领域

本发明涉及一种高能量密度二次锂离子电池，尤其是涉及一种集成了恒定电压输出、MicorUSB接口、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，同时兼具高能量密度的二次可充电锂离子电池。

背景技术

随着二次锂离子电池技术的发展，二次锂离子电池的性能有了快速的提升，同时其成本也大幅度下降。二次锂离子电池具有高能量密度、长寿命的优势，因而得到了越来越广泛的应用。目前，二次锂离子电池已经成为手机、笔记本电脑、照相机、便携式移动电源的主要供电电池，并且在许多一次电池的传统应用领域例如遥控器、手电筒、玩具等，二次锂离子电池也逐步在将一次电池替代。

但是，二次锂离子电池与一次电池相比，在使用上仍然存在诸多不便。一次电池不需要充电，而二次锂离子电池需要用专用的充电器进行充电，同时为了保持正常的性能，二次锂离子电池需要对充电过程和放电使用过程进行管理和保护。一次电池的额定电压与二次锂离子电池也不同，例如钴酸锂-石墨型锂离子二次电池的额定电压是3.7V，而通常的碱性锌锰干电池额定电压是1.5V，因此如果二次锂离子电池不进行电压管理，一般情况下是不能直接应用在一次电池的用电设备上，否则可能损坏用电设备。

为了实现二次锂离子电池替代一次电池进行使用，往往需要对二次锂离子电池的电芯、附属结构件(一般包括电路板、电路元器件、防护外壳、各种接口等)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二次锂离子电池。但是，现有的设置附属结构件的方法，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，这使得集成后的二次锂离子电池与一次电池相比，锂离子电池的能量密度优势反而不明显。

因此，如何将二次锂离子电池的性能特点结合一次电池的使用要求，将二次电池的充电管理、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，留出更多的空间给电芯从而提升整个锂离子电池的能量密度，就显得非常必要。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种高能量密度二次锂离子电池，与现有技术相比，本发明的二次锂离子电池能量密度可以提高约1/3，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、短路保护和MicroUSB接口。该二次锂离子电池非常适用于可充电电池替代一次电池的应用场合。

本发明通过以下方案实现：