[发明专利]太阳能及全固态二次电池复合供电器件

说明书

技术领域

本发明涉及电源设备技术领域，特别是涉及一种太阳能及全固态二次电池复合供电器件。

背景技术

目前，随着电子设备尤其是智能眼镜、智能手表等可穿戴设备日趋普及，该类电子设备的供电问题是影响其发展的关键。一方面，该类电子设备多采用二次电池作为电源尤其是聚合物锂离子二次电池，以尽量使电池所占体积小，容量大。另一方面，人们试图通过利用太阳能对其充电使得续航能力延长。然而目前的太阳能——二次电池复合供电技术，太阳能电池和二次电池无法做到供电量足够的同时微型化甚至柔性化，以满足可穿戴式、便携式以及微电子机械系统(MEMS)等可穿戴设备的需求。

发明内容

基于此，有必要提供一种体积小、容量大、续航能力好的太阳能及全固态二次电池复合供电器件。

一种太阳能及全固态二次电池复合供电器件，包括太阳能电池、全固态二次电池及电源管理器，所述太阳能电池和全固态二次电池均为沉积在各衬底上的薄膜电池，所述太阳能电池的衬底和所述全固态二次电池的衬底相互粘结；所述太阳能电池的正负极以及所述全固态二次电池的正负极均与所述电源管理器电连接，所述电源管理器设有用于连接外接负载的外接负载端；所述电源管理器包括充电监控电路、电压监控电路及放电保护电路，所述充电监控电路用于控制所述太阳能电池对所述全固态电池是否充电，所述电压监控电路用于控制所述全固态二次电池的充电过程，所述放电保护电路用于控制所述全固态二次电池的放电过程。

上述太阳能及全固态二次电池复合供电器件，采用薄膜化的太阳能电池和全固态二次电池，体积小，容量大，非常轻便适合可穿戴式设备。且太阳能电池将太阳能转化为电能，采用电源管理器科学的电路管理，合理的对全固态二次电池充电，有效的对外接负载供电，使其续航能力好。上述太阳能及全固态二次电池复合供电器件为可穿戴式等电子设备提供了小体积、容量大、可持续的独立电源。

在其中一个实施例中，所述充电监控电路控制所述太阳能电池对所述全固态电池是否充电的过程具体为：所述太阳能电池的输出电压大于或等于预设放电电压值且所述全固态二次电池的电压小于预设充电电压值时，所述太阳能电池对所述全固态二次电池进行充电；反之，则所述太阳能电池不对所述全固态二次电池进行充电。

在其中一个实施例中，所述电压监控电路控制所述全固态二次电池的充电过程具体为：所述全固态二次电池的电压小于预设截止电压值时，所述全固态二次电池恒流充电；

所述全固态二次电池的电压小于所述预设充电电压值且大于等于所述预设截止电压值时，所述全固态二次电池恒压充电；

所述全固态二次电池的电压大于等于所述预设充电电压值时，所述全固态二次电池停止充电；其中，所述预设充电电压值大于所述预设截止电压值。

在其中一个实施例中，所述电源管理器还包括用于连接外接电源的外接充电端，通过外接电源对所述全固态二次电池进行充电受到所述电压监控电路的控制。

在其中一个实施例中，所述放电保护电路控制所述全固态二次电池的放电过程具体为：所述全固态二次电池的电压大于等于设定供电电压值时，所述全固态二次电池对所述外接负载进行供电；反之，则所述全固态二次电池不对所述外接负载进行供电。

在其中一个实施例中，所述太阳能电池为多个太阳能电池串并联集成的太阳能电池组，所述全固态二次电池为多个全固态二次电池串并联集成的全固态二次电池组。

在其中一个实施例中，所述电源管理器为两个，其中一个所述电源管理器包括所述充电监控电路及所述电压监控电路，所述太阳能电池的正负极以及所述全固态二次电池的正负极均与该电源管理器电连接；另一个所述电源管理器包括所述放电保护电路，所述全固态二次电池的正负极与该电源管理器电连接，该电源管理器设有所述外接负载端。

在其中一个实施例中，所述太阳能电池包括依次层叠的衬底、正极集流层、吸收层薄膜、缓冲层及透明导电层；所述全固态二次电池包括依次层叠的衬底、集流层、正极薄膜、固态电解质薄膜、负极薄膜及集流层。

在其中一个实施例中，所述太阳能电池为铜铟镓硒太阳能电池、碲化镉太阳能电池、单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池或钙钛矿太阳能电池。

在其中一个实施例中，所述全固态二次电池为锂离子电池、钠离子电池、锂硫电池或锂空气电池。

附图说明

图1为一实施方式的太阳能及全固态二次电池复合供电器件的布局示意图；

图2为图1所示的太阳能及全固态二次电池复合供电器件的结构示意图；

图3为实施例1的太阳能及全固态二次电池复合供电器件的结构示意图。