一种替代干电池的USB锂电池的制作方法

本发明涉及电池，特别涉及一种替代干电池的usb锂电池。

背景技术：

1、随着科技的进步和消费者对便捷性与环保需求的提高，传统干电池逐渐被具有充电功能的usb锂电池所替代。这种替代不仅能减少环境污染，还能降低使用成本，提高产品的使用效率和用户体验。

2、usb锂电池的结构主要包括：

3、锂离子电池电芯，是电池的核心部分，负责储存和释放电能；电芯通常采用高能量密度的材料，如钴酸锂（lco）、镍钴锰酸三元锂（ncm）、镍钴铝酸三元锂（nca）等。

4、pcb保护板：带有集成芯片，具备降压稳压、充放电控制等功能；pcb板上的降压稳压电路将锂电池的电压降至1.5v，并维持在该电压平稳输出，确保与传统干电池的电压一致；保护电路还具备短路保护、过充过放保护、过温保护、过流保护等功能，保护电池的安全性和使用寿命。

5、外壳：采用耐用的塑料或金属材料，保护内部组件并提供结构支持。外壳设计需符合人体工程学，方便用户操作。

6、配件：包括充电接口（如type-c接口）、指示灯、接线等；其中，充电接口的位置有两种主要设计：位于电池顶部或侧面。

7、目前市场上的主流usb锂电池产品主要在pcb板和电芯的连接方式上有所区别，主要包括两种结构：

8、1.pcb板+电容式电芯+连接件：这种结构使用电容式电芯，通过连接件将电芯与pcb板连接；因电容式电芯的构造，两接电触角在同一个面上，使得方便连接pcb板，也能简化结构，只要焊接好触角便可有效防止松动和接触不良。

9、2.pcb板+圆柱电芯+铆接件：这种结构使用圆柱形可充电电芯，通过铆接件将电芯固定在pcb板上，确保电池的稳固性和安全性。

10、但现有的这两种usb锂电池技术的结构，其电芯都是不可拆卸的，若连接的电芯出现膨胀、磕碰、或者经高强度重复使用后电芯电量提早衰减、或出现电芯短路的现象，usb锂电池的其余部件pcb板和连接件或铆接件，就只能跟随电芯提早报废，电芯不可更换，可靠性无法进一步提高，导致产品的使用率降低，也不环保。

11、综上所述，本技术人发现现有技术至少存在以下技术问题：

12、现有的usb锂电池技术的结构，都存在锂电池（电芯）无法更换，容易导致usb锂电池整体过早报废的问题，无法以更高的可靠性或便捷性替代干电池的使用。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种替代干电池的usb锂电池，以解决现有的usb锂电池技术的结构，都存在锂电池（电芯）无法更换，容易导致usb锂电池整体过早报废的问题。

2、本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

3、为了解决上述技术问题，本发明提供了以下技术方案：

4、本发明提供了一种替代干电池的usb锂电池，包括充放电控制模块和锂电池，所述锂电池的正极端插入所述充放电控制模块的连接端并螺纹连接；所述充放电控制模块包括pcba智能电路控制器、外壳、导电柱、正极套、充电接口和负极接触环；所述pcba智能电路控制器设置在所述外壳内，所述外壳用于绝缘阻燃；所述导电柱位于所述外壳内部，所述导电柱的一端贯穿所述外壳端部，另一端与所述正极套连接；所述导电柱与所述正极套的连接处互相绝缘；所述正极套与所述锂电池的正极电柱套接形成电性连接；所述导电柱和所述正极套分别与所述pcba智能电路控制器电性连接；所述负极接触环内周设有连接螺纹，且将所述负极接触环设于所述外壳的开放端；所述负极接触环的引脚与所述pcba智能电路控制器电性连接；所述锂电池的外周壁依次设有第一绝缘层、负极连接环和第二绝缘层；所述负极连接环的一端与所述锂电池的负极电性连接，另一端的外周设有连接螺纹，在连接所述外壳时与所述负极接触环完成结构连接和电性连接；所述负极连接环在所述锂电池的负极端部漏出。

5、在其中一个实施例中，所述导电柱上连接有正极接触环，所述正极接触环与所述pcba智能电路控制器电性连接。

6、在其中一个实施例中，所述导电柱和所述正极套之间粘接有尼龙绝缘垫。

7、在其中一个实施例中，所述正极套的空心段周壁上冲压有接触开孔，所述接触开孔上连接有向所述空心段内摆的弹性接触片。

8、在其中一个实施例中，所述充放电控制模块还设置有内固定架，所述内固定架包裹固定所述pcba智能电路控制器、所述导电柱和所述正极套用于为所述pcba智能电路控制器提供散热空间和为所述导电柱和所述正极套提供结构性支撑。

9、在其中一个实施例中，所述内固定架为阻燃尼龙件，用于为所述pcba智能电路控制器、所述导电柱和所述正极套提供固定、电绝缘和阻燃的电路物理保护。

10、在其中一个实施例中，所述充电接口与所述pcba智能电路控制器电性连接，所述充电接口伸入所述外壳的充电口内。

11、在其中一个实施例中，所述充电接口设置于所述外壳的顶部，位于所述导电柱旁。

12、在其中一个实施例中，所述充电接口类型为type-c接口、或micro usb接口。

13、在其中一个实施例中，所述外壳顶部的所述导电柱旁还设置有充电指示灯，所述充电指示灯与所述pcba智能电路控制器电性连接。

14、本发明的有益效果如下：

15、（1）模块化设计提升了可维护性和可升级性：锂电池的正极端通过螺纹连接插入充放电控制模块，使得电池与控制模块的连接更加稳固，可拆卸式连接实现模块化设计，便于拆卸和更换；提高了产品的可维护性，用户可以轻松更换电池或充放电控制模块，延长产品的使用寿命。

16、（2）高效的充放电控制：pcba智能电路控制器，负责管理电池的充放电过程，确保电池在安全范围内工作；通过精确的充放电控制，避免了电池过充、过放、短路、过温和过流等问题，提高了电池的安全性和使用寿命。

17、多重保护机制：pcba智能电路控制器内置多重保护机制，包括短路保护、欠压保护和过温保护功能，确保电池在各种情况下都能安全工作。

18、（3）稳定的电性连接和绝缘保护：导电柱与正极套连接，并且互相绝缘；正极套与锂电池的正极电柱插入形成电性连接，使电池能高效地传输电能；物理分隔锂电池的正极输入和导电柱的正极输出，确保电连接的稳定性和安全性。

19、负极接触环设于外壳的开放端，确保负极电性连接的绝缘稳定性和结构可靠性，避免松动；负极接触环与负极连接环螺纹连接在结构可靠连接情况下，实现可靠的电连接，负极接触环的引脚与pcba智能电路控制器电性连接，实现电流的可靠传导。

20、锂电池的外周壁设有第一绝缘层、负极连接环和第二绝缘层，第一绝缘层和第二绝缘层形成外周壁绝缘层，确保电池在安装和使用过程中不会发生短路或漏电，提升了产品的安全性。

21、（4）良好的绝缘和防火性能：外壳采用绝缘阻燃材料，保护内部电路和组件免受外部环境影响，而发生短路、或漏电的现象，确保锂电池的安全性，即使在高温或火灾情况下，外壳也能提供一定程度的防护。

22、（5）简化的结构设计方便安装和使用：锂电池的负极端部设计有负极连接环，通过连接螺纹与负极接触环形成结构连接和电性连接，这种设计简化了电池的安装过程，用户只需旋转电池即可完成电池的安装连接，方便快捷。

23、（6）具有便捷使用的充电接口：充电接口设置在外壳的顶部，在充电时，电池可以立在放置电池的面上（如放置的桌面），提升了充电的便捷性。

24、综上，替代干电池的usb锂电池通过优化结构设计，在锂电池（电芯）损坏或寿命终止后，以及锂电池（电芯）电量用完后，可及时更换正常满电的锂电池（电芯），不需要重新购买整个usb锂电池或者充电后才能使用，能够满足消费者在急用时的迅速换电和闲时再充电的需求，还提升了产品的安全性、可维护性和使用便捷性，对用户来说比较方便。且锂电池以更高的能量密度和稳定的电量与电压输出特性，以远超干电池的性能，满足现代电子设备对高效、安全、环保电源的需求。