本發(fā)明涉及一種將鋰離子電池與鋰聚合物電池以并聯(lián)連接而組成的鋰電池裝置，其內(nèi)部會產(chǎn)生電流、電壓的共振轉(zhuǎn)態(tài)，從而具有阻尼功能，有利于快速充電及快速放電。

背景技術(shù)：

鋰離子電池(Lithium-ion battery)為各式消費型電子產(chǎn)品中使用最為廣泛的電池，例如：各種可攜式電子產(chǎn)品中的充電電池多為鋰離子電池。鋰離子電池具高能量密度、體積小、輸出功率大、無記憶效應(yīng)，且在不使用時自放電率低的特點。鋰離子電池的工作溫度范圍寬，可在20℃～60℃之間正常工作。

在對鋰電子電池充電時，因電容性的反法拉力(反抗電容兩端電壓變化的靜電力)，故需較長時間充電。鋰離子電池的使用壽命與環(huán)境的溫度、工作時的溫度息息相關(guān)。若鋰離子電池經(jīng)常在高溫下儲存放置或工作，容量會慢慢衰退。又，鋰離子電池不得過充及過放。因此，鋰離子電池必須搭配保護(hù)電路，以防止過充、過放、過載及過熱。

鋰聚合物電池(Lithium-ion polymer batteries)在制作上能做成各種形狀。這種特色能夠令鋰聚合物電池在追求輕、薄、短小的手機制造業(yè)中占有一席之地。在空氣槍產(chǎn)品與遙控模型上也都有使用鋰聚合物電池。

鋰聚合物電池在負(fù)載放電時，電池芯不得低于3.0伏特。若電池芯低于3.0伏特時仍未立即停止供電，將導(dǎo)致電池?zé)o法再達(dá)到完全充電的狀態(tài)，也會令鋰聚合物電池供電時的內(nèi)阻升高。目前采用芯片來防止電池過充、 過放。鋰聚合物電池必須使用特殊的充電器，該充電器可監(jiān)控每個電池芯，以進(jìn)行平衡充電。該充電器能防止鋰聚合物電池因溫度升高而爆炸或起火。

鋰離子電池與鋰聚合物電池在使用時均存在充電時間長以及溫度容易升高的問題，這些都會影響電池的使用效率與使用壽命，故本案發(fā)明人針對上述問題發(fā)明出一種能夠快速充電及快速放電，且不會產(chǎn)生高溫的鋰電池裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的主要目的在于提供一種具阻尼功能的共振型鋰電池裝置，其主要將鋰離子電池與鋰聚合物電池并聯(lián)，從而在二者之間產(chǎn)生共振的阻尼效應(yīng)，以達(dá)到快速充電及快速放電的目的。

本發(fā)明的次一目的在于提供一種具阻尼功能的共振型鋰電池裝置，由于鋰離子電池與鋰聚合物電池的共振，從而在充電、放電時不會產(chǎn)生高溫，能夠延長電池的使用壽命。

本發(fā)明的再一目的在于提供一種具阻尼功能的共振型鋰電池裝置，其可產(chǎn)生內(nèi)部鋰離子電池與鋰聚合物電池的電壓自動平衡的作用，從而無須使用電池管理系統(tǒng)(BMS)。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明提供的具阻尼功能的共振型鋰電池裝置由至少一個相同的電池電堆串/并聯(lián)所組成。每一電池電堆包含一鋰離子電池和一鋰聚合物電池。該鋰離子電池與該鋰聚合物電池之間為并聯(lián)連接。該鋰離子電池的電壓為該鋰聚合物電池的電壓的90％～110％。該鋰離子電池與該鋰聚合物電池之間會因電壓自動平衡關(guān)系產(chǎn)生共振的阻尼效應(yīng)。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明還提供了另一種具阻尼功能的共振型鋰電池裝置，該具阻尼功能的共振型鋰電池裝置包含一鋰離子電池和一鋰聚合物電池；該鋰離子電池與該鋰聚合物電池之間為并聯(lián)連接；該鋰離子電池的電壓為該鋰聚合物電池的電壓的90％～110％；該鋰離子電池與該鋰聚合 物電池之間因電壓自動平衡關(guān)系產(chǎn)生共振的阻尼效應(yīng)。

本發(fā)明提供的具阻尼功能的共振型鋰電池裝置通過鋰離子電池與鋰聚合物電池之間的共振阻尼效應(yīng)，從而具備以下有益技術(shù)效果：

1.在充電、放電時，該鋰離子電池與鋰聚合物電池之間共振的阻尼效應(yīng)使充電與放電都更為順暢，從而能達(dá)到快充、快放的目的。

2.可令該鋰離子電池與鋰聚合物電池之間自動達(dá)到電壓平衡，從而無須設(shè)置電池管理系統(tǒng)(BMS)。

3.該鋰離子電池與鋰聚合物電池之間因共振而形成低內(nèi)阻，所以在充電、放電時均不會發(fā)生溫度升高的情形，穩(wěn)定性高。

4.可通過多組電池電堆的串/并聯(lián)組成的鋰電池裝置提升儲能電壓與放電電流，更能構(gòu)成多組充、放電路徑，更能提升充、放電速度。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示實施例中電池電堆的結(jié)構(gòu)圖；

圖3為阻尼充電裝置對圖1所示實施例進(jìn)行充電的電路方塊圖。

附圖標(biāo)記說明：10-鋰電池裝置；11-電池電堆；12-鋰離子電池；13-鋰聚合物電池；20-充電裝置；21-電源輸出裝置；22-控制電路；23-阻尼電感；24-高頻振蕩開關(guān)；30-電能產(chǎn)生裝置；40-負(fù)載。

具體實施方式

如圖1、圖2所示。本發(fā)明提供的具阻尼功能的共振型鋰電池裝置10由至少一個相同的電池電堆11串/并聯(lián)所組成。每一電池電堆11包含一鋰離子電池(Lithium-ion battery)12和一鋰聚合物電池(Lithium-ion polymer batteries)13。該鋰離子電池12與該鋰聚合物電池13之間為并聯(lián)連接。

該鋰離子電池12為一種電流型態(tài)的電池，有利于放電。該鋰聚合物電 池13為一種電壓型態(tài)的電池，有利于充電。該鋰離子電池12的電壓與該鋰聚合物電池13的電壓為相同或接近相同。由于該鋰離子電池12與該鋰聚合物電池13之間為并聯(lián)關(guān)系，二者儲存電能后的電壓必須相同。因此，該鋰離子電池12與該鋰聚合物電池13之間會自動達(dá)到電壓平衡，從而產(chǎn)生電流、電壓的共振轉(zhuǎn)態(tài)的阻尼效應(yīng)。

該鋰離子電池12的電壓與該鋰聚合物電池13的電壓相同為最佳的實施例。但在實際實施時，不易做到該鋰離子電池12的電壓與該鋰聚合物電池13的電壓相同。經(jīng)實際操作，該鋰離子電池12的電壓為該鋰聚合物電池13的電壓的90％～110％，就足以令該鋰離子電池12與該鋰聚合物電池13之間自動產(chǎn)生電壓平衡的共振作用。

該鋰離子電池12與該鋰聚合物電池13的能階不同。其中，該鋰離子電池12利于儲存電流型態(tài)的電能；該鋰聚合物電池13利于儲存電壓型態(tài)的電能。

由于該鋰離子電池12與該鋰聚合物電池13之間必須達(dá)到電壓完全相等的平衡關(guān)系，令該電池電堆11在充電、放電過程中，該鋰離子電池12與鋰聚合物電池13之間會造成的瞬間電壓失衡(有較大的電壓差別)，則瞬間電壓偏高的該鋰聚合物電池13自動將電能傳輸?shù)诫妷合鄬ζ偷脑撲囯x子電池12內(nèi)；或者，瞬間電壓偏高的該鋰離子電池12自動將電能傳輸?shù)诫妷合鄬ζ偷脑撲嚲酆衔镫姵?3內(nèi)，使該鋰離子電池12與該鋰聚合物電池13之間的電壓趨向相等的完全平衡狀態(tài)。這種會自動做自體內(nèi)部共振的現(xiàn)象即為阻尼效應(yīng)(Damping effect)。即使在該電池電堆11未進(jìn)行充電、放電時，其內(nèi)部也會產(chǎn)生自體共振的阻尼效應(yīng)，使該鋰離子電池12與該鋰聚合物電池13之間的電壓趨向相等的平衡狀態(tài)。

前述具阻尼功能的共振型鋰電池裝置10必須使用具有阻尼功能的充電裝置來充電，例如：已授權(quán)的中國臺灣實用新型第M484854號“阻尼充 電裝置”。如圖3所示。所述充電裝置20包含一電源輸出裝置21、一控制電路22、一阻尼電感23及一高頻振蕩開關(guān)24。該電源輸出裝置21能夠與一電能產(chǎn)生裝置30連接，其主要將電能產(chǎn)生裝置30輸出的電能做升壓或降壓后輸出電源。該鋰電池裝置10的正極端與該阻尼電感23連接，負(fù)極端與該高頻振蕩開關(guān)24連接。該電能產(chǎn)生裝置30可以是再生能產(chǎn)生裝置，也可以是家用電源。該充電裝置20通過該高頻振蕩開關(guān)24使該阻尼電感23進(jìn)行高頻率的儲電和放電。該高頻振蕩開關(guān)24在ON的狀態(tài)下，該阻尼電感23會儲存電能。該高頻振蕩開關(guān)24在OFF的狀態(tài)下，該阻尼電感23會將所儲存電能釋放出來對該鋰電池裝置10充電。所以該充電裝置20放出的電能是具有頻率響應(yīng)的電能。該鋰電池裝置10可放電以驅(qū)動負(fù)載40工作。

前述阻尼充電裝置20對該電池電堆11充電時，會將電能充入該鋰聚合物電池13內(nèi)，使該鋰聚合物電池13的電壓瞬間升高，從而高于該鋰離子電池12的電壓。則該鋰聚合物電池13會自動輸出電能并流入該鋰離子電池12內(nèi)，從而產(chǎn)生共振作用，最終使二者的電壓相等。該充電裝置20輸出有頻率響應(yīng)的電能，該鋰電池裝置10的內(nèi)部即產(chǎn)生有頻率的共振作用。

當(dāng)鋰電池裝置10放電驅(qū)動該負(fù)載40工作時，該鋰離子電池12內(nèi)的電能即輸出供電，使該鋰離子電池12的電壓瞬間降低，即該鋰聚合物電池13的電壓瞬間高于該鋰離子電池12的電壓。則該鋰聚合物電池13會自動輸出電能并流入該鋰離子電池12內(nèi)，從而產(chǎn)生共振作用，最終使二者的電壓相等。

該鋰離子電池12與鋰聚合物電池13之間以瞬間快速的共振型態(tài)來達(dá)到電壓平衡，是一種阻尼效應(yīng)。由于該鋰電池裝置10中的每一電池電堆11在充電、放電過程中都會產(chǎn)生自體共振，從而不會出現(xiàn)溫度升高現(xiàn)象， 自然能延長該鋰電池裝置10的使用壽命。由于鋰離子電池12與鋰聚合物電池13之間的電壓會自動趨向相等的平衡狀態(tài)，所以無須使用電池管理系統(tǒng)(BMS)，則電器內(nèi)無需裝設(shè)電池管理系統(tǒng)(BMS)電路板，可降低電器的生產(chǎn)成本以及減輕機體的重量。

由于該鋰電池裝置10的每一電池電堆11都具有自體共振的阻尼特性，則構(gòu)成該鋰電池裝置10的電池電堆11數(shù)量愈多，其充電與放電的路徑就愈多，就能使充電與放電的速度越快。

綜上所述，本發(fā)明提供的具阻尼功能的共振型鋰電池裝置10通過鋰離子電池12與鋰聚合物電池13之間的共振阻尼效應(yīng)，從而具備以下有益技術(shù)效果：

1.在充電、放電時，該鋰離子電池12與鋰聚合物電池13之間共振的阻尼效應(yīng)使充電與放電都更為順暢，從而能達(dá)到快充、快放的目的。

2.可令該鋰離子電池12與鋰聚合物電池13之間自動達(dá)到電壓平衡，從而無須設(shè)置電池管理系統(tǒng)(BMS)。

3.該鋰離子電池12與鋰聚合物電池13之間因共振而形成低內(nèi)阻，所以在充電、放電時均不會發(fā)生溫度升高的情形，穩(wěn)定性高。

4.可通過多組電池電堆11的串/并聯(lián)組成的鋰電池裝置10提升儲能電壓與放電電流，更能構(gòu)成多組充、放電路徑，更能提升充、放電速度。

以上所述為利用較佳實施例詳細(xì)說明本發(fā)明，而非限制本發(fā)明的范圍。大凡熟知此類技藝人士皆能明了，適當(dāng)而作些微的改變及調(diào)整，仍將不失本發(fā)明的要義所在，亦不脫離本發(fā)明的精神和范圍。