[发明专利]具有电压调节装置的电池

说明书

本发明涉及电池(100)，其包括用于调节电池的输出电压的电压调节装置(110)。电压调节装置(110)可以被配置成提供大于、小于或等于内部电源(114)的输出电压。电压调节装置还可以被配置成调节输入电压，以对内部电源(114)充电。提供切换器以使电压调节装置(110)在运行模式之间切换，以便减小电池的自放电率，或者保护内部电源(114)免于损坏。

技术领域

本发明涉及电池，其包括适于提供至少经调节的输出电压的电压调节装置。

背景

世界上几乎每个家庭都需要和使用电池。据信，每天每秒钟购买总共350节AA和150节AAA的电池。可用的主要类型的家用电池是碱性电池、锂电池、镍金属氢(NiMH)电池和镍-镉(NiCD)电池。存在使用不同形式的电源的不可再充电的一次电池和可再充电的二次电池。

碱性一次(不可再充电)

碱性电池是一种取决于锌和二氧化锰(Zn/MnO₂)之间的反应的“一次电池”。

碱性电池成本相对低且保质期长。此外，它们还适用于低功率设备，诸如挂钟和电视遥控器。然而，这些类型的电池是不可再充电的/一次性的电池，需要较频繁地丢弃，并且因此在污染方面可能对环境有害。另外，这些类型的电池在高功率设备中不是非常有效的。所有不可再充电的/一次性的碱性电池在负载下都会降低其输出电压，并且因此产品/设备诸如手电筒/手电筒(flashlight/torches)和照相机会很快失去性能。

锂一次(不可再充电)

锂一次电池是不可重复使用的电池，其具有锂金属或锂化合物作为阳极。

这些类型的电池特别适用于高电流设备。然而，类似于碱性电池，这些电池也是不可再充电的/一次性的电池，需要较频繁地丢弃，并且因此在污染方面可能对环境有害。此外，在成本方面，这些类型的电池对于不可再充电的/一次性的电池而言相对昂贵。

NiMH/NiCd二次(可再充电)

镍金属氢电池，简称NiMH或Ni-MH，是一种使用氢作为吸氢负极(阳极)的活性元素的可再充电电池。类似地，镍-镉电池(NiCd电池或NiCad电池)是一种使用羟基氧化镍和金属镉作为电极的可再充电电池。

这些类型的电池是可再充电的，并且因此可以一次又一次地使用，从而在多次使用后节省了资金。然而，这些类型的电池具有比不可再充电的/一次性的电池低的输出电压(1.2V)，并且因此不适合于所有类型的产品/设备。此外，一些已知的电池具有相对高的自放电率。这些类型的普通可再充电电池在负载下也会降低其输出电压。即使不同品牌的电池具有不同的输出电压减小，但是无论使用何种类型或品牌的电池，整体设备/产品诸如手电筒和照相机都会相对较快地失去性能。

市场上有一些可再充电电池，每种电池都具有内置的电压调节器，其不允许输出电压在负载下下降，并允许恒定的1.5V输出。虽然这看起来似乎是有利的，但它可能会烧坏许多LED和白炽手电筒，因为灯泡通常是在假设电压在电流负载下会下降的情况下制造的。此外，这些种类的可再充电电池需要特殊的/定制的充电器。

市场上还有包括电压电平指示器的电池。这些指示器通常使用了在标签的透明区段下方的导电条，当按压一端或两端时，该导电条被供电。

利用普通电池(1.5V碱性一次性电池、锂1.5V一次电池和NiMH 1.2V可再充电电池)，在负载下，即使电池是新的并且充满电，电压也会略微下降。一些电子装置的设计考虑到了这一点，诸如许多手电筒，其中，灯泡的额定电压不是1.5V，而是稍低的额定电压，例如1.4V。

固定的1.5V输出在一些情况下会损坏电子装置。一些电子设备是在假设将使用普通的1.5V一次性(一次)电池或1.2V可再充电(二次)电池的情况下构建的。这些电池在负载下非常快速地降低输出电压。