[发明专利]带内置控制器以延长电池寿命的一次性电池

权利要求书

1．一种运用于具有截止电压的装置的一次性电池，一次性电池的特征在于包括：

(a)具有正端子和负端子的容器；

(b)置于所述容器内的一次性电化学单元，所述单元具有正电极、负电极、在所述单元的所述正负电极间测得的单元电压以及标称电压；并且

(c)电气连接在所述单元所述电极与所述容器所述端子之间的控制器，以便形成在所述容器的所述正负端子间测得的输出电压，所述控制器提供一个或更多下列特征：

(ⅰ)包括适于在小于装置截止电压的单元电压下工作的转换器，从而使所述控制器通过将所述单元电压转换为所述输出电压延长电池寿命，使得输出电压大于装置的截止电压，

(ⅱ)包括将所述单元电压转换为所述输出电压从而使所述输出电压小于所述单元的所述标称电压的转换器，

(ⅲ)包括将所述单元电压转换为所述输出电压的转换器和提供电荷存储以保护所述单元免遭峰值电流冲击的电容器；

其中一次性电池选自单一单元电池、通用单一单元电池、多单元电池和多单元混合电池中的一种。

2．如权利要求1所述的一次性电池，其特征在于所述一次性电池适于作为整数个电池之一与装置电气串联，所述输出电压大于或等于装置的截止电压除以电池的所述整数，并且/或者，其中所述一次性电池是一种多单元电池，所述一次性电池还包括正输出端子和负输出端子；所述的容器、单元和控制器形成第一单元装置；所述第一单元装置是电气串联在所述正负输出端子之间整数个单元装置之一，所述输出电压大于或等于装置的截止电压除以单元装置的所述整数。

3．如权利要求1或2所述的一次性电池，其特征在于所述控制器可以将所述单元电压调节至至少0.6伏。

4．如权利要求1-3中任一项所述的一次性电池，其特征在于所述控制器适于在所述单元电压跌至预定电压电平时在所述单元的所述电极与所述容器的所述端子之间电气连接所述转换器，所述预定电压电平比较好的是选自具有1.5伏特标称电压的单元的0.8-1.2伏特范围、从装置截止电压到装置截止电压加上0.2伏特的范围、从装置截止电压到所述单元所述标称电压的范围内，以使所述单元在装置的截止电压对于包含1.5伏特标称电压的单元为1伏特时作深度放电，并且/或在所述单元为锂单元并且装置的截止电压为2.4伏特时使所述单元至少放电90％。

5．如权利要求1-4中任一项所述的一次性电池，其特征在于所述转换器进一步包括：

(ⅰ)电气连接至所述单元的所述正负电极的控制电路，所述控制电路比较好的是包括脉冲调制器，更好的是所述脉冲调制器包括具有至少一个输入控制信号的脉宽调制器，还要好的是所述脉冲调制器适于使所述转换器从所述单元电气断开和使所述转换器电气连接至所述单元，还要好的是所述脉冲调制器适于至少部分根据来自所述单元的内部阻抗、抽取电流和所述输出电压中选择的一个或多个控制信号，使所述转换器从所述单元上电子断开和使所述转换器电子连接所述单元，还要好的是所述脉冲调制器适于当所述单元电压跌至预定电压电平时，使所述转换器电子连接在所述单元的所述电极与所述容器的所述端子之间，所述预定电压电平比较好的是在从装置截止电压到所述单元所述标称电压的范围内；

(ⅱ)电气连接至所述控制电路的DC/AC驱动器；以及

(ⅲ)电气连接至所述DC/AC驱动器和所述容器的所述正负端子的同步整流器。

6．如权利要求1-5中任意一项所述的一次性电池，其特征在于所述控制器进一步包括：

(ⅳ)接地偏压电路电气连接至所述单元的所述正负电极，所述接地偏压电路向所述转换器和所述容器的所述负端子提供虚拟接地，所述接地偏压电路最好包括电荷泵电路，并且所述虚拟接地比较好的是低于所述单元的所述负电极电压电平的电压水平。

7．如权利要求1-6中任意一项所述的一次性电池，其特征在于所述标称电压大于1.5伏特。

8．如权利要求1-7中任意一项所述的一次性电池，其特征在于所述单元为锂单元，所述单元的所述标称电压在2.8伏特到4.0伏特的范围内，并且所述控制器降低所述单元电压从而使得所述输出电压在1.0-1.6伏特的范围内。