硅二次电池单元及利用此的电力机动车用电池模块制造技术

技术编号:15344050 阅读:27 留言:0更新日期:2017-05-17 00:38
本发明专利技术涉及一种硅二次电池,尤其涉及一种具有固体电解质的固体状硅二次电池及其的制造方法。根据本发明专利技术,用硅代替二次电池的锂,以具有制造费用减少以及废弃二次电池时环境污染最小化的效果。并且,将阳极或阴极物质多次叠层压缩从而制造阳极或阴极活性物质,以具有使阳极或阴极活性物质的密度增加,从而增加电子密度和容量的效果。并且,使阳极活性物质和阴极活性物质的内部内置有网状板,以具有可以有效地移动电子的效果。并且,硅二次电池串联连接时,连接的硅二次电池的电极为共用化,以至具有可以使硅二次电池组件的厚度减小并增大输出电压的效果。并且,与PCB或芯片形成一体从而供给电源,以具有发挥对于瞬间放电的备用电源的作用的效果。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】硅二次电池单元及利用此的电力机动车用电池模块
本专利技术涉及一种硅二次电池,尤其涉及一种具有固体电解质的固体状硅二次电池。
技术介绍
二次电池有时作为将化学能源变为电能源从而向外部电路供给电源,也可以作为放电时接收外部电源的供给,将电能源换为化学能源来储存电的电池,一般称之为二次电池。这种二次电池有铅蓄电池、镍-镉二次电池、锂电池等。铅蓄电池虽然电压高但体积大且重量重从而用于机动车,镍-镉二次电池替用干电池使用,锂电池特别轻用于数码相机、手机等电源来使用。随着最近急剧增加的类似智能手机和平板PC这种个人携带终端装置的普及,实际上,所述的二次电池中锂电池最为广泛使用。但是,作为锂电池的主要材料使用的锂价格相当高,废弃寿命将尽的锂电池时,在废弃场所会流出锂,从而伴随着环境污染的问题。因此,实际上,最需要的是开发可以代替锂电池的高输出二次电池。
技术实现思路
(要解决的问题)本专利技术的第1目的在于,提供一种可以代替锂电池的高输出以及高效率的硅二次电池。本专利技术的第2目的在于,提供一种将阳极或阴极物质多次叠层压缩从而制造阳极或阴极活性物质,以至可以增加阳极或阴极活性物质的密度,增加电子密度和容量的硅二次电池。本专利技术的第3目的在于,提供一种将网状板内置于阳极活性物质和阴极活性物质的内部,可以有效地移动电子的硅二次电池。本专利技术的第4目的在于,提供一种二次电池串联连接时,连接的硅二次电池的电极为共用化,减少硅二次电池组件的厚度,并且可以增大输出电压的硅二次电池组件。本专利技术的第5目的在于,提供一种与PCB或芯片一体形成从而供给电源,发挥瞬间放电的后背电源的作用的硅二次电池。(解决问题的手段)根据本专利技术达成所述目的,一种基于包括由用于在充电时产生硅阳离子放电时产生硅阴离子的第1硅化合物构成的阳极活性物质层、由用于在充电时产生硅阴离子放电时产生硅阳离子的第2硅化合物构成的阴极活性物质层和固体电解质层的多个硅二次电池单体叠层从而形成一个单元的硅二次电池单元,所述多个硅二次电池单体串联连接从而叠层,在阳极活性物质层和阴极活性物质层之间,具备一个共有集电层用于集电电荷。此处,所述阳极活性物质层,由用于充电时产生硅阳离子放电时产生硅阴离子的第1硅化合物构成的多个硅阳极化薄膜层叠层,从而形成第1硅多层薄膜部。并且,所述阴极活性物质层,由用于充电时产生硅阳离子放电时产生硅阴离子的第2硅化合物构成的多个硅阳极化薄膜层叠层,从而形成第2硅多层薄膜部。并且,所述共有集电层为多孔网状或泡沫状。并且,所述共有集电层在表面涂层有金、银和导电性聚合物中的任意一种。并且,所述导电性聚合物从聚吡咯(polypyrrole)、聚苯胺(PANI)、聚噻吩(polythiophene)和聚乙炔(polyacetylene)构成的群体中,选择其中的任意一种。并且,一种基于供给电源到电力机动车的电力机动车用电池模块,其特征在于,包括:外壳,容纳硅二次电池于内部;遮挡部件,覆盖所述外壳的开放部,具备输出电源的输出接头;及根据第1至第6项中任意一项的硅二次电池单元,多个配置于所述外壳内;所述硅二次电池单元以串联形式连接配置。并且,所述外壳为,外部空气可以顺畅通过的框架结构。并且,所述外壳包括:阳极母线,与所述硅二次电池单元的阳极接头连接,并且与输出接头电连接,及阴极母线,与所述硅二次电池单元的阴极接头连接,并且与输出接头电连接。并且,所述外壳和遮挡部件的材料为绝缘材料。并且,所述绝缘材料为合成树脂。(专利技术的效果)由此,本专利技术具有如下效果:第一,用硅代替二次电池的锂,以至具有制造费用减少以及废弃二次电池时环境污染最小化的效果。第二,将阳极或阴极物质多次叠层压缩从而制造阳极或阴极活性物质,以至具有使阳极或阴极活性物质的密度增加,从而增加电子密度和容量的效果。第三,使阳极活性物质和阴极活性物质的内部内置有网状板,以至具有可以有效地移动电子的效果。第四,硅二次电池串联连接时,连接的硅二次电池的电极为共用化,以至具有可以使硅二次电池组件的厚度减小,并且增大输出电压的效果。第五,与PCB或芯片形成一体从而供给电源,以至具有发挥瞬间放电的备用电源的作用的效果。附图说明图1是示出根据本专利技术的硅二次电池的结构。图2是示出根据本专利技术第1实施例的硅二次电池的结构。图3是示出根据本专利技术的第2实施例的硅二次电池的结构。图4是示出包括在根据本专利技术第3实施例的硅二次电池的活性物质的网状板的一个实施例。图5是示出根据本专利技术第4实施例硅二次电池单元的结构。图6是示出应用于根据本专利技术第4实施例硅二次电池单元的电动车电池模块的一个实施例。图7是示出根据本专利技术第6实施例的微型电池的一个实施例。具体实施方式本说明书和权利要求范围中使用的用语或单词不能为公知的或限定于词典的意思来进行解释,专利技术人为了用最佳的方法来说明自己的专利技术,遵守适当定义用语概念的规则,只对符合本专利技术技术思想的意义和概念进行解释。因此,本说明书中记载的实施例和图中图示的结构不过是本专利技术的一个最优选实施例,不全代表本专利技术的技术思想,基于本申请的观点,应该理解为可以是代替其的多种均等物和变形例。并且,基于本专利技术的说明,若相关的公知技术等能使本专利技术的要旨变得模糊,其相关的详细说明将被省略。以下,参照附图对根据本专利技术优选实施例的硅二次电池及其制造方法进行说明。根据本专利技术的硅二次电池涉及一种利用硅离子而执行充电和放电的二次电池,如图1所示,包括:阳极活性物质层20,充电时产生硅阳离子,放电时产生硅阴离子,阴极活性物质层40,充电时产生硅阴离子,放电时产生硅阳离子,及固体电解质层10,位于所述阳极活性物质层20和阴极活性物质层40之间,并且在充电和放电时,将硅离子传达到阳极活性物质层20和阴极活性物质层40之间。并且,如果根据图1,可得知,所述阳极活性物质层20上结合有阳极集电体30,所述阴极活性物质层40上结合有阴极集电体50。图1中,阳极集电体30以具有规定厚度的金属板存在,在其一侧面涂有阳极活性物质层20。阳极活性物质层20虽然可以配置为硅碳化物(SiC),但不是必须要局限于此。如举例说明,可以在硅碳化物(SiC)少量添加锗(ge)进行使用。其通过混杂变为可能,可以添加元素周期律表中,与碳(C)元素相同族的元素从而作为阳极活性物质来使用。阴极集电体50配置有具有规定厚度的金属板,其一侧面上涂有阴极活性物质层40。阴极活性物质层40虽然可以以氮化硅(Si3N4)存在,但不是必须要局限于此。在所述阴极活性物质层40或氮化硅(Si3N4)上,可以少量添加元素周期律表中,与氮(N)元素相同族的元素从而作为阴极活性物质来使用。若对所述的掺杂再次进行说明,在离子化过程中,由于电子的移动而产生了电位差,电极具有了产生电压的作用。硅作为具有+4化合价的元素具有阳极性,在阳极性中,为了能够使电子能够轻松地脱离和被接收,使用掺杂N和C的硅电极。但是,硅碳化物和氮化硅作为六方晶结晶质的物质,结晶上的电子容易在结晶表面产生移动,特别是,根据结晶的方向性,电子的脱离现象可能发生变化。硅碳化物和氮化硅的原料中添加铝(Al)、铁(Fe)、镁(Mg)、锌(Zn)、锰(Mn)等的过渡金属,变更结晶的方向性从而可以容易地调节电子的脱离和接收。同硅相比,可以通过添加离子直径大的4本文档来自技高网...
硅二次电池单元及利用此的电力机动车用电池模块

【技术保护点】
一种基于包括由用于在充电时产生硅阳离子放电时产生硅阴离子的第1硅化合物构成的阳极活性物质层、由用于在充电时产生硅阴离子放电时产生硅阳离子的第2硅化合物构成的阴极活性物质层和固体电解质层的多个硅二次电池单体叠层从而形成一个单元的硅二次电池单元,所述多个硅二次电池单体串联连接而叠层,在阳极活性物质层和阴极活性物质层之间,具备一个共有集电层从而用于集电电荷。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.22 KR 10-2014-00925181.一种基于包括由用于在充电时产生硅阳离子放电时产生硅阴离子的第1硅化合物构成的阳极活性物质层、由用于在充电时产生硅阴离子放电时产生硅阳离子的第2硅化合物构成的阴极活性物质层和固体电解质层的多个硅二次电池单体叠层从而形成一个单元的硅二次电池单元,所述多个硅二次电池单体串联连接而叠层,在阳极活性物质层和阴极活性物质层之间,具备一个共有集电层从而用于集电电荷。2.根据权利要求1所述的硅二次电池,其特征在于,所述阳极活性物质层为,由用于充电时产生硅阳离子放电时产生硅阴离子的第1硅化合物构成的多个硅阳极化薄膜层叠层,从而形成的第1硅多层薄膜部。3.根据权利要求1所述的硅二次电池,其特征在于,所述阴极活性物质层为,由用于充电时产生硅阳离子放电时产生硅阴离子的第2硅化合物构成的多个硅阳极化薄膜层叠层,从而形成的第2硅多层薄膜部。4.根据权利要求1所述的硅二次电池,其特征在于,所述共有集电层为多孔网状或泡沫状。5.根据权利要求4所述的硅二次电...

【专利技术属性】
技术研发人员:柳秉勋公载景
申请(专利权)人:瑞克锐斯株式会社
类型:发明
国别省市:韩国,KR

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