專利名稱：電池及其連接至衣服的方法
電池及將其連接至衣服的方法本發(fā)明一l^涉及一種可穿的電子設(shè)備。本發(fā)明尤^及一種電池及將其連 接至外殼的方法。電池可以制成各種形式、電壓和電流容量。例如，優(yōu)選小尺寸手動電子設(shè) 備，例如電動剃須刀或便攜式音樂播放器，可以使用薄的或相對小尺寸常規(guī)電池。但是常規(guī)，池具有以下缺點它們一般僅能用于為其設(shè)計的相同類型的電 子設(shè)備中并且詿需要在電池和設(shè)備之間的常規(guī)連接。標(biāo)準(zhǔn)電池，例如普通"AA"堿性電池具有預(yù)定尺寸和圓柱形外形、以及1.5伏的預(yù)定電壓。更普通地，標(biāo)準(zhǔn)電池需要串聯(lián)以提供特定電子設(shè)備需要的電 壓。例如，三個電池可以串聯(lián)以提供4.5伏。類似也，電池可以并聯(lián)以跑共增加 的電流。對于標(biāo)準(zhǔn)電池，可以使用電池間銜compartment)來將電池保持在適當(dāng)?shù)奈?置并在電池和電子設(shè)備之間提供一個或多個連接。然而，這種電池間格增加了 部件也增加了設(shè)備的體積。由于電池間格增加了元件和凸起，因此它并不很適合于可穿的電子設(shè)備。 體積較大的電子設(shè)備不符合時尚觀點的需要，或者對衣服的穿戴者導(dǎo)致不適的 結(jié)果。在夾克或襯衫的里面連有體積較大的電子設(shè)備會對穿戴者產(chǎn)生不適、刺 痛、灼傷、衞另和相關(guān)的傷害。而且，還存在降低在其中具有大術(shù)只物體的衣 服制品的柔軟性的問題。 一般，無論什么時候使用者添加體積較大、較重或不 柔軟的電子設(shè)備，衣服的舒適性、柔軟性和適配性都會顯著斷氐。另外，在衣MJ:連接可穿電子設(shè)備的電池是困難的，因為由于洗衣服電池 需要頻繁反復(fù)連接和拆除，而且需要以快速、直接和安全的方式連接至電子設(shè) 備。對于電池和電子設(shè)備或集成在衣服中的電路之間的電連接，也存在操作性 的困難。假設(shè)穿戴者參加廣泛的活動，無論下雨或排汗都可能滲A^者進(jìn)入電 連接。流體、汗液和濕氣可能中斷可穿電子設(shè)備的運行。另外，保護(hù)衣服的穿 免受電子設(shè)備的輕微的電擊或其它有害特性，也是要考慮的。因此，需要一種適用于可穿電子設(shè)備的電池以及一種將電池安全地連接至
衣月艮的方法。還需要一種電池系統(tǒng)，其不需要特別設(shè)計的電池間格而以串i^ 并聯(lián)方式實現(xiàn)電池隨意和容易的連接。本發(fā)明的一個目的是提出并解決J^需要。iM實施例提供一禾中以滿足上述需要的方式連接電池或電池組至衣服的系統(tǒng)和方法。一種薄型電池體有磁性并包括腿連接的端部。磁性端部允許快速而直 接地以并聯(lián)或串聯(lián)連接多個這樣的電池。對于可穿電子設(shè)備應(yīng)用，電池或電池組可以利用磁性端部安全itt接至衣服。結(jié)合附圖參照優(yōu)選實施例的詳細(xì)解釋，本發(fā)明的上述和其它目的和優(yōu)點將 會變得更加明顯。結(jié)合附圖，其中相同的特征，相同的元件，示出本發(fā)明im實施例的示 例性方面。通過實例示出并不限定為這些方面。 圖i是根據(jù)本發(fā)明雌實施例的電池的透視圖。圖2是

圖1所示電池的截面圖。圖3是圖1所示帶有自粘附絕緣帶的電池的截面圖。圖4是示出根據(jù)第一示例裝配的、兩個圖3所示電池串聯(lián),的側(cè)視圖。圖5是示出根據(jù)第一示例裝配的多個電池串聯(lián)連接的透視圖。圖6是示出根據(jù)第二示例裝配的、兩個圖1和2所示電池連接的側(cè)視圖。圖7是根據(jù)根據(jù)第二示例裝配的幾個電池串聯(lián)連接的透視圖。圖8是示出根據(jù)第H^例裝配的、兩個電池并聯(lián)連接的偵艦圖。圖9是電' fe^例性連接到圖10所示衣月艮的部分上的截面圖。圖10是電池示例性連接到部分衣月gJl的透視圖。參見附圖，尤其是，圖l-3，示出了根據(jù)本發(fā)明1 示實例的電池100的透 視圖。電池100相對較薄，電池100的寬度和長度是電池100厚度的許多倍。 如圖1所示，電池可以具有恒定厚度的薄帶的形狀和形式?？蛇x擇地，電池100 可以是具有圓形端部、逐漸變薄的邊緣或者變化的厚度。參見例如，圖9和10 所示的電池。優(yōu)選，電池不完全是硬的，而在至少在長度方向上具有一些柔軟 性。電池100具有中央部分110和兩個端部120。如圖l所示，端部可以是橫跨電池100的旨寬度，或可以僅是寬度一部分。一端部120包括電池的正極 連接121 ，另一端部120包括電池的負(fù)tM接122。盡管圖1和2中沒有示出， 正極連接121和負(fù)極連接122可以稍微[/人端部120的_ 面和下表面突出。針端部120包括一些產(chǎn)生磁效應(yīng)的磁性元件。磁性元件可以飄粒形式， 分布在包含端部120的材料中，以使端部具有累積的磁^iS?？蛇xm，如圖2 和3所示，磁性元件可以;^含在包裝材料123中和端部120表面下的離散薄 磁體125。端部120的包裝材料,123可以是或不是與用在中央部分110相同的材料。 '^用離散磁體125的情況，兩極，在電池100的兩個相對的上表面和 下底面。如圖2和3所示，^h磁體125的正北("N")極可以在端部120的頂 面，而負(fù)南("S")極在端部120的底面，赫一個端部120的磁體125的正北 ("N")極在頂面，而另一端部的磁體125的正北("N")極械面。如下所述， 根據(jù)需要可以使用磁體提供電池之間強(qiáng)力和直覺的連接。如圖3所示，電池100可以還具有覆蓋負(fù)K^接122頂面和正f鵬接121 底面的自-粘接絕緣帶300。自-粘接絕緣帶300足以防止形成電連接，而不消除 負(fù)極電壓連接122頂面上正北("N")極或正極電壓連接m底面上負(fù)南("S") 極的磁效應(yīng)。圖4示出了根據(jù)第一可育碟配兩個圖3所示電池100串聯(lián)連接，以加倍單 電池的電壓。將一個電池100-2翻過來，以使負(fù)電壓連接的北("N")極向下并 吸引到電池100-1的正電壓連接的南("S")極。然而，在電池100-2的負(fù)^ffi 連接122頂面和電池100-1的正電壓連接121的底面上的自-粘接絕緣帶防止在 這兩個電iB^接之間的電連接，而端部120的磁體仍然彼此吸引。電池100-2 的正電壓連接的北("N")極和電池100-1的負(fù)電壓連接的南("S")極垂直相 鄰并且也彼此吸引。然而，這些電壓連接之間沒有自-粘接絕緣帶，所以電池被 串 接并且使單電池的電壓翻倍。圖5示出100-1到100-5五個電池垂直堆疊 并串聯(lián)連接，其中將^^交替電池顛倒來產(chǎn)生五倍于單電池電壓的結(jié)果電壓，圖6示出在可選擇的第Z^配中兩個電池100連接而沒有自-粘附絕緣帶以 提供兩倍于單電池的電壓。在這種情況下，電、池100-1的負(fù)電壓連接122置于電 池100-2的正電壓連接121上并且由于端部120的磁交M而3I接。然而，電池 100-2的負(fù)電壓連接122不與電池100-1的正電壓連接121垂直鄰近。電池100-1 的正電壓連接121和電池100-2的負(fù)電壓連接122之間的電，^^是單電池的 兩倍。圖7示出根據(jù)這種第二裝配四個電池100-1到1004連接以提供四倍單電 池的電壓。在某些需要更多電流的應(yīng)用中，例如電子設(shè)備包括無線電，機(jī)，也可能 需要并聯(lián)ife^接電池。在這種例子中，兩個或多個電池100可以圖7所示的第 三裝配方式垂直地堆疊。不翻轉(zhuǎn)任何電池而保持相同的垂直方向，電池會自然 并聯(lián)連接。當(dāng)然，如果任何電池具有覆蓋它電壓連接的一面的自-粘接帶300， 貝U應(yīng)當(dāng)除去該帶以允許并聯(lián)連接。對于可穿戴電子設(shè)備的應(yīng)用，電池或電池組應(yīng)當(dāng)旨,安^i接至衣服。 參見圖9和10，示出一種根據(jù)本發(fā)明實施例的連接電池的方法。電池可以是根 據(jù)圖1-3所示 實施例的、如戰(zhàn)討論的電池，或者電池可以是任何在包括電 池電壓連接的端部具有磁性效應(yīng)的其它電池。另一個例子是圖9和10所示的電 池900，其中一單磁皿包括負(fù)電壓連接122的端部具有北("N") ai及以及在 包括正電壓連接121的端部具有南("S")磁極。衣服纖維1000 —部分的表面上，有兩個導(dǎo)電纖維表面/接觸1010和1020， 其連接到^A在衣服中并通向可穿電子設(shè)備的相應(yīng)導(dǎo)電纖維線路1030和1040。 盡管圖中未示出，衣服可以具有多層纖維，導(dǎo)電表面/接觸1010和1020可以在 衣服的上纖維層或任何其他纖維層。導(dǎo)電纖維可以以美國專利No.6,815,061描 述的任何方式形成，該專利在此引入作為參考。在任何情況下，在衣服的導(dǎo)電表面/接觸1010和1020之下，存在相應(yīng)的磁 性帶1050。磁性帶1050的極性是這樣:其吸引電池如電池900端部的相應(yīng)1^及。 盡管圖9示出磁性帶1050，但可選^i也存在兩個離散的磁體，每一個磁條導(dǎo) 電表面/接觸1010和1020之一下面并具有相似的磁效應(yīng)。只要在具有正電壓連 接的端部與正導(dǎo)電表面/接ft蟲1010之間和具有負(fù)電壓連接電池的端部與負(fù)導(dǎo)電 表面/l數(shù)蟲1020之間提供磁性吸引，限定電池和衣服中磁極的特定方向并非關(guān) 鍵。所述布置允許電池安全且容易地連接至衣服。例如，由于洗衣服或替換， 電池也能夠容易地從衣服上除去。如果電池以適當(dāng)?shù)姆较蚍胖?，由于磁極會相 斥，電池的連接當(dāng)然是安全和正確的。當(dāng)然，電池和/或?qū)щ娎w纟嫁面/接觸可用 "+"和"_"符號標(biāo)記Jl^^電池的適當(dāng)放置。
詳細(xì)參照特定的優(yōu)選實施例描述了本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)理解，的描述和實例僅 是本發(fā)明的示例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在不脫離本發(fā)明精神的范圍內(nèi)設(shè)計各種 替換和變形。因此，本發(fā)明并不意在概括落在附帶權(quán)禾腰求范圍內(nèi)的所有的這 些替換、娜和變化。
權(quán)利要求
1、一種薄型電池(100)，包括中央部分(110)；和兩個端部(120)，所述兩個端部中的一個包括暴露在電池頂面和底面上的正極電壓連接(121)，所述兩個端部中的另一個包括暴露在電池頂和底面上的負(fù)極電壓連接(122)，其中每個所述端部(120)包括磁性元件，該磁性元件具有在電池頂面或底面之一上的北磁極和在電池頂面或底面中另一上的南磁極。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1的薄型電池，其中所述薄型電池是具有至少一些柔軟性 的薄帶形。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1的薄型電池，其中^磁性元件包括分布MS旨端部 的磁體顆粒。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1的薄型電池，其中端部的每個磁性元件包括離散磁體 (125)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4的薄型電池，其中端部中的齡離散磁體包圍端部的電 壓連接。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1的薄型電池，其中每個磁性元件具有朝向所述電池頂面 的北磁極和朝向所述電池底面的南磁極。
7、 根據(jù)權(quán)禾腰求6的薄型電池，其中，所述薄型電池包括^M^f述負(fù)電 壓連接的頂面的可除去絕緣粘合劑，和覆蓋所述正極電壓連接的底面的可除去 絕緣粘合劑。
8、 一禾中連接至少兩個電池(100)的方法，包括 提供兩個電池，齡電池根據(jù)權(quán)利要求1設(shè)置；以及 移動所述兩個電池中每個電池的至少一個端部到一垂直鄰近位置，以l妙萬述兩個電池的端部中的磁性元件彼此磁性相吸并導(dǎo)致所述電池彼此接觸，以及 在所述兩個電池的端部上的電壓連接之間產(chǎn)生電連接。
9、 根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中所述兩個電池M還包括可除去絕織占合 齊lj，其覆M^f述兩個電池的所,少一個端部上的電壓連接，該方法還包括在移動所述兩個電池的至少一個端部成所述垂直鄰近位置之前除去所述可 除去絕緣粘合劑。
10、根據(jù)豐又利要求9的方法，其中所述兩個電池^t^括覆^^M兩個電 池另一端部上的電壓連接的第二可除去絕緣粘合劑，其中移動所述電池的兩個端部成垂直鄰近，以使端部的磁性元{ 11 性相吸并導(dǎo)致所述電池撤蟲，以致在所述一端部產(chǎn)生電連接但在另一端部M:第 二可除去絕緣粘合齊鵬止電連接，從而串聯(lián)連接戶腐電池。
11、根據(jù)權(quán)利要求8的方法，其中將具有負(fù)極電壓連接的第一電池的僅一 端部移動成與具有正極電壓連接的第二電池的端部成垂直鄰近位置，而具有正 極電JBi接的第一電池的端部不與具有負(fù)極電壓連接的第二電池的端部成垂直 鄰近，從而串聯(lián)連接所述電池。
12、 根據(jù)權(quán)利要求ll的方法，其中至少具有正極電壓連接的第三電池的所述端部被移動至垂直接近所述具有負(fù)極電壓連接的第二電池的所述端部的位 置，從而串聯(lián)連接所述第一、第二和第三電池。
13、 一種衣服，包括至少一個纖維層(1000);^^f述纖維層上的第一和第二導(dǎo)電接角據(jù)面(1010、 1020); 分別連接到所述第一和第二導(dǎo)電接觸表面的第一和第二導(dǎo)電纖維線路 (1030、 1040);以及在所述第一和第二導(dǎo)電接觸面的表面下的至少一個磁性元件(1050)，所述磁性元fm供在所述第一導(dǎo)電接觸表面的位置的第一極性磁極和在所述第二導(dǎo) 電接觸表面的位置的第二極性磁極。
14、 根據(jù)權(quán)利要求13的衣服，其中所述磁性元件是單個薄磁性帶。
15、 根據(jù)權(quán)利要求13的衣服，其中所述磁性元件包括兩個不同的磁體。
16、 一種將電池接至衣服的方法，所述方法包括在衣服纖維(1000)上提供第一和第二導(dǎo)電接觸表面(1010、 1020)和分 別與所述第一和第二導(dǎo)電接觸表面連接的第一和第二導(dǎo)電纖維線路(1030、 1040);以及移動一個電池，以使它的端部鄰近所述第一和第二導(dǎo)電接觸表面，所述電池具有包括暴驗所述電池頂面和底面上的正極電壓連接(121)的第一端部(120)、以及包括暴露在電池頂面和底面上的負(fù)極電壓連接(122)的第二端部， 其中所述電池的所述第一和第二端部的磁性元件和衣服的第一和第二導(dǎo)電 接觸表面下的磁性元件之間的磁性吸引，使所述電池的第一和第二端部的電壓 連接與該衣服的第一和第二導(dǎo)電接觸表面產(chǎn)生接觸。
17、 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中在所述電池的所述第一端部的電ffii接 的磁性元件極性，與在所述電池的所，二端部的電壓連接的磁l^件極性相 反，以及該衣服的第一導(dǎo)電接觸表面的磁性元件極性，與第二導(dǎo)電接觸表面的 磁性元件極性相反，以使得電池僅會^131正確的極性連接到所述衣服。
18、 根據(jù)權(quán)利要求16的方法，其中禾,所述電池的端部的所述磁性元件， 使多個電池以垂直堆疊的方式彼此連接，并且所述多個電池通過所述第一和第 二導(dǎo)電接角，面連接至所述衣服。
全文摘要
一種薄型電池(100)具有中央部分(110)和兩個端部(120)。兩個端部之一包括暴露在電池頂和底兩面上的正電壓連接部(121)。兩個端部的另一個包括暴露在電池的頂和底兩面上的負(fù)電壓連接部(122)。每個端部(120)包括磁性元件，其在電池的頂或底面的一個面上具有北磁極而在電池的頂或底面的另一面上具有南磁極。多個電池可以通過磁性吸引彼此連接。通過利用衣服纖維層上的正和負(fù)導(dǎo)電表面/接觸(1010、1020)和所述導(dǎo)電表面/接觸之下的相應(yīng)磁性元件(1050)，其中該磁性元件吸引并固定電池在適當(dāng)位置，可以將電池安全地安裝并且電連接至衣服。
文檔編號H01M2/20GK101213688SQ200680023437
公開日2008年7月2日 申請日期2006年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月30日
發(fā)明者G·武, G·馬馬羅波洛斯 申請人:皇家飛利浦電子股份有限公司