[發明專利]用于延長電池壽命的結構和方法

有效

• 申請號: 201180049932.X
• 申請日: 2011-09-19
• 公開（公告）號: CN103201871A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 法里博爾茲·弗朗基·魯帕瓦
• 申請（專利權）人: 法里博爾茲·弗朗基·魯帕瓦
• 主分類號: H01M2/02
• 分類號: H01M2/02;H01M2/10;H01M2/20;H01M2/30
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 邢德杰

相關申請案的交叉引用

本申請案要求于2010年9月20日申請的美國臨時申請案第61/403,625號的權利，其內容以全文引用的方式并入本文以用于所有的目的。

發明背景

本發明通常涉及電池技術且更明確地說涉及用于延長電池（諸如一次性電池和可再充電電池）的使用壽命的技術。大多數消費類電子設備使用電池。電池根據干電池的一次電池、二次電池和可再充電電池予以分類。許多電子設備是靈敏的且需要極其精確的電壓予以適當操作。在一些情況下，如果電池供應給電子設備的電壓下降得太低，那么不僅所述設備提供不可靠的輸出，而且低壓也會損壞所述設備。這樣，許多制造商制造的電子設備包括檢測電池電壓電平的電路，且如果電壓電平下降到低于某一電平，那么電路會自動斷開。例如，從未用過的新AA電池提供1.5V。隨著電池電荷被使用所述電池的設備隨時間消耗，電池電壓開始下降。

使用一次性電池（諸如AA電池）的一些電子設備被設計以在電池電壓下降達10%或大約這樣時停止運行。這意味著當AA電池的電壓下降到約1.4V或1.35V時，所述電池無法再被設備使用且必須用新電池更換。因此，介于0V到1.35V之間的全部電壓被浪費，造成顯著的低效。這類似于其中僅消耗10%的蘇打瓶（按照常規），且其余被丟棄的情形。這明顯是非常浪費且低效的。

影響電池成本的另一因素是制造電池時所使用的一些材料難以開采且在一些情況下被認為是稀土材料。由于一些材料僅在諸如中國的國家發現，且中國已經開始限制這些材料的出口，所以這些材料的價格不斷上漲。

除了電池低效的不利經濟影響之外，還存在明顯的環境影響。每年大約有30億電池售出。因為電池含有會找到途徑進入我們的自然資源（諸如地下水）中的有毒材料，所以電池造成特殊的環境危害。電池也是無法被生物降解的。許多國家以及自治區具有關于電池回收的法律和地方條例。此外，與電池的制造和分布相關的碳足跡增加了關注度。開采這些材料、將它們放入電池、封裝電池和將其它運送到全世界的過程花費大量能源并且產生大量溫室氣體。因此，改進電池的使用效率提供明顯的經濟效能以及環境益處。

因此，需要改進電池（諸如一次性電池和可再充電電池）效率的技術。

發明概要

本發明的實施方案提供用于顯著提高電池壽命的技術。根據一個實施方案，用于延長一個或多個電池的使用壽命的電池套管包括導電正極和絕緣層，所述絕緣層延伸到所述導電電極下方使得當所述套管耦合到電池時，所述導電正極定位在所述電池的正極端子上方，且所述絕緣層電隔離所述導電正極與所述電池的正極端子。

在另一實施方案中，電池套管還包括導電負極，所述導電負極被構造使得當所述套管耦合到電池時，所述導電負極與所述電池的負極端子電接觸。

在另一實施方案中，電池套管還包括電壓調節電路，所述電壓調節電路被調適以接收電池的正極端子和負極端子并在電連接到導電正極的輸出端子上提供輸出信號。

在另一實施方案中，電池套管還包括電壓調節電路，所述電壓調節電路被調適以接收由電池提供的正電壓和負電壓并且在所述電池的使用壽命期間在所述電池套管的導電正極上產生大致恒定的輸出電壓。

在另一實施方案中，電壓調節器容置在接近導電正極的電池套管的上部中。在替代實施方案中，電壓調節器容置在接近導電負極的電池套管的下部中。

在另一實施方案中，當電池套管耦合到電池時，所述套管的導電正極用作為所述電池的新正極端子。

在另一實施方案中，電池套管被構造使得當所述套管耦合到電池時，所述電池的正極端子被絕緣層覆蓋使得所述正極端子無法從外部電接達。

在又一實施方案中，電池套管被構造使得當所述套管耦合到電池時，所述電池的負極端子可從外部電接達。

根據本發明的另一實施方案，用于延長一個或多個電池的使用壽命的電池套管包括導電正極，所述導電正極被構造使得當所述電池套管耦合到至少一個電池時，所述套管的導電正極用作為所述至少一個電池的新正極端子。

在一個實施方案中，電池套管還包括電壓調節器，所述電壓調節器被調適以接收由至少一個電池提供的電壓并且在所述至少一個電池的使用壽命期間產生大致恒定的輸出電壓。

在另一實施方案中，電池套管還包括絕緣層，所述絕緣層延伸到導電電極下方使得當所述套管耦合到電池時，所述導電正極定位在所述電池的正極端子上方，且所述絕緣層電隔離所述導電正極與所述電池的正極端子。