直流能量源和耗电器制造技术

本发明专利技术涉及直流能量源（1）。所述直流能量源（1）具有混合超级电容器（11）、正的电接触元件（12）和负的电接触元件（13）。接触元件（12、13）被设立用于同时将直流能量源（1）与耗电器并且与其他类似的直流能量源（1）电连接。此外，本发明专利技术涉及耗电器。所述耗电器具有第一电接触元件，所述第一电接触元件被设立用于接触直流能量源（1）的正的电接触元件（12）。此外，所述耗电器具有第二电接触元件，所述第二电接触元件被设立用于接触直流能量源（1）的负的电接触元件（13）。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及直流能量源。此外，本专利技术涉及耗电器，所述耗电器被设立用于由直流能量源被供应电能。
技术介绍
具有多于1000瓦特的能量消耗的家用电器、诸如吹风机、熨斗和吸尘器必须借助于电缆被连接到插座上用于能量供应。这限制这样的设备的空间使用范围，因为所述这样的设备仅能够在插座可供使用的地方被使用。其他家用电器可以通过以下方式被给予不受限制的移动性，即所述其他家用电器被配备电池用于能量供应，而这对于之前提及的设备是不可能的。目前可用的电池不能提供由这样的设备需要的高的电功率。混合超级电容器（HybrideSuperCapacitor,HSC）、诸如锂离子电容器是新一代电容器，所述新一代电容器可以比锂离子电池提供更多的功率，所述锂离子电池虽然拥有多于100Wh/kg的大的能量密度，然而所述能量仅能缓慢地发出。混合超级电容器拥有比高能超级电容器（EDLC/SC）更高的能量密度，所述高能超级电容器虽然可以提供多于100kW/kg，然而仅拥有低的能量密度。混合超级电容器例如可以借助于如在机动车辆的制动能量再生时出现的短的高能量脉冲被充电。以这种方式回收的电能紧接着可以被使用，以便将机动车辆加速。这能够实现燃料的节省以及二氧化碳排放的减少。混合超级电容器也被考虑用于用作电动工具中的能量源。因为相比于其他类型的超级电容器以及相比于电池，混合超级电容器是新的技术，所以目前在商业上仅可获得使用混合超级电容器的少量产品。大多在可能会适用于混合超级电容器的应用领域中使用尺寸过大的锂离子电池，所述尺寸过大的锂离子电池由于其大小能够分别以对于相关的应用所需要的速度提供能量。混合超级电容器原则上可能会适合作为用于具有高功率要求的家用电器的能量源。然而，目前混合超级电容器的实施不可供使用，所述混合超级电容器的实施将会使耗电器能够利用所述混合超级电容器作为用于家用电器、诸如熨斗、吸尘器等等的能量源。
技术实现思路
按照本专利技术的直流能量源具有混合超级电容器、正的电接触元件和负的电接触元件。接触元件被设立用于同时将直流能量源与耗电器以及与其他的类似的直流能量源电连接。这能够实现：利用多个串联的直流能量源，以便给耗电器供应电能。因此，唯一的直流能量源可以被设计，使得所述直流能量源具有小的尺寸和小的重量。如果需要耗电器的长运行持续时间，那么能够将多个这样的直流能量源彼此连接，以便能够实现所需要的运行持续时间，并且实现功率的提高。通过将混合超级电容器用作直流能量源的能量存储器，所述能量源可以再次被充电。通过将多个直流能量源彼此连接的可能性，所述直流能量源在充电设备中可以同时再次被充电。为了能够将直流能量源简单地连到耗电器上或者其他直流能量源上，优选的是，每个接触元件具有固定区域，所述固定区域被设立用于以机械方式被与耗电器和其他类似的直流能量源的电接触元件连接。固定区域的特别简单地要操作的构型是附着区域，所述附着区域被设立用于在耗电器和其他类似的直流能量源的电接触元件处附着。为此，附着区域尤其可以包含可再次溶解的、导电的粘合剂。但是原则上也可能的是，固定区域例如被实施为挂钩连接、卡槽连接、扣接或者夹紧连接。为了给予直流能量源高的机械灵活性，优选的是，混合超级电容器具有由碳纤维织物组成的集电器。这样的直流能量源可以被使用用于不同类型的耗电器，并且相对机械损伤具有高稳健性。如果直流能量源应当通过可能不会以所需要的小心方式操作灵敏的能量源的用户操作，那么所述特性是重要的。混合超级电容器的至少一个电极优选地包含至少一种金属氧化物，所述金属氧化物分散（dispergiert）在碳纤维织物上。这能够实现在电极和集电器之间的固定的连接，所述固定的连接即使在碳纤维织物或者电极的机械变形的情况下也不能被无意地解开。为了能够提供足够的电功率给家用电器，优选的是，直流能量源包含混合超级电容器，所述混合超级电容器具有至少37.5Wh/kg的范围内的能量密度。最大的能量密度优选地为75.0Wh/kg。在该能量密度的情况下，混合超级电容器优选地具有100g至500g的范围内的质量。因此，唯一的直流能量源已经可以提供足够的能量，以便在典型的使用时间间隔内给家用电器供应电能。但是，直流能量源同时保持如此轻，使得所述直流能量源可以舒适地被用户操作。在本专利技术的一个实施方式中，混合超级电容器被布置在袋（Tasche）或者荷包袋（Pouch-Bag）中，所述袋或者荷包袋具有第一接触面和第二接触面。两个接触面是彼此电绝缘的电接触面。第一接触面与正的电接触元件连接，并且构成混合超级电容器的第一集电器。第二接触面与负的电接触元件连接，并且构成混合超级电容器的第二集电器。以这种方式，在集电器和单独的电接触元件之间不需要敷设电缆。代替地，直接地经由接触面接触集电器。混合超级电容器在袋中由电绝缘体围绕。所述电绝缘体例如可以被构造为薄膜或者塑料壳体。耗电器具有第一电接触元件和第二电接触元件。第一电接触元件被设立用于接触直流能量源的正的电接触元件。第二电接触元件被设立用于接触直流能量源的负的电接触元件。以这种方式，可以由直流能量源给耗电器供应电能。耗电器尤其是具有至少1000瓦特的输入功率的耗电器。这样的耗电器可以特别从以下获利：直流能量源可以比传统的电池提供明显更多的功率。这样的耗电器例如是吸尘器、熨斗或者吹风机。在耗电器的一个实施方式中，所述耗电器具有接纳装置，所述接纳装置被设立用于接纳多个直流能量源。在此，第一直流能量源的正的电接触元件同时接触耗电器的第一电接触元件和第二直流能量源的正的电接触元件。第一直流能量源的负的电接触元件同时接触耗电器的第二电接触元件和第二直流能量源的负的电接触元件。以这种方式，可以同时由多个直流能量源给耗电器供应电能。所述接纳装置可以如此被设计，使得直流能量源被保护免受损伤或者随机脱落。这尤其在具有很多内部结构空间的耗电器、诸如吸尘器的情况下可以简单地被实现。而在耗电器的另一实施方式中，放弃接纳装置。在该实施方式中，耗电器的两个电接触元件被安置在其表面处，使得一个或多个直流能量源可以被固定在电接触元件处，并且可以给所述耗电器供应电能。于是，耗电器上在外面挂着所述直流能量源。所述实施方式尤其在不具有用于接纳直流能量源的足够的内部结构空间的耗电器的情况下是特别有利的。在此情况下例如可以是吹风机或者熨斗。附图说明在附图中示出并且在下面的描述中进一步阐述本专利技术的实施例。图1示意性地示出布置在按照本专利技术的直流能量源的一个实施例中的混合超级电容器。图2示意性地示出按照本专利技术的一个实施例的直流能量源。图3示意性地示出：在本专利技术的一个实施例中按照图2的两个直流能量源如何与耗电器连接。具体实施方式在图1中示意性地示出的混合超级电容器11布置在按照本专利技术的直流能量源的一个实施例中。所述混合超级电容器11具有两个集电器111、112，所述两个集电器111、112分别由碳纤维构成的纺织织品（Gewirk）组成。由LiMn2O4粒子组成的阴极113分散在第一集电器111上。由Li4Ti5O12粒子组成的阳极114分散在第二集电器112上。H4[W12SiO40](钨硅酸；SiWA)被浓缩成聚合电解质115，所述电解质布置在阴极113和阳极114之间。此外，由多孔聚四氟乙烯组成本文档来自技高网...

【技术保护点】
直流能量源（1、1a、1b），具有混合超级电容器（11）、正的电接触元件（12、12a、12b）和负的电接触元件（13、13a、13b），其中接触元件（12、12a、12b、13、13a、13b）被设立用于同时将直流能量源（1、1a、1b）与耗电器（2）以及与其他类似的直流能量源（1、1a、1b）电连接。

【技术特征摘要】
2015.09.04 DE 102015216973.11.直流能量源（1、1a、1b），具有混合超级电容器（11）、正的电接触元件（12、12a、12b）和负的电接触元件（13、13a、13b），其中接触元件（12、12a、12b、13、13a、13b）被设立用于同时将直流能量源（1、1a、1b）与耗电器（2）以及与其他类似的直流能量源（1、1a、1b）电连接。2.按照权利要求1所述的直流能量源（1、1a、1b），其特征在于，每个接触元件（12、12a、12b、13、13a、13b）均具有固定区域（121、121a、121b、131、131a、131b），所述固定区域（121、121a、121b、131、131a、131b）被设立用于以机械方式被与耗电器（2）和/或其他类似的直流能量源（1、1a、1b）的电接触元件（21、22）连接。3.按照权利要求2所述的直流能量源（1、1a、1b），其特征在于，所述固定区域（121、121a、121b、131、131a、131b）被实施为附着区域，所述附着区域具有导电的双面粘合剂。4.按照权利要求1至3之一所述的直流能量源（1、1a、1b），其特征在于，所述混合超级电容器具有集电器（111、112），所述集电器由碳纤维织物组成。5.按照权利要求4所述的直流能量源（1、1a、1b），其特征在于，混合超级电容器（11）的至少一个电极（113、114）包含至少一种金属氧化物，所述金属氧化物分散在碳纤维织物上。6.按照权利要求1至5之一所述的直流能量源（1、1a、1b），其特征在于，所述混合超级电容器（11）具有37.5至75.0Wh/kg范围内的能量密度。7.按照权利要求6所述的直流能量源（1、1a、1...

【专利技术属性】
技术研发人员：E比勒，F戈尔克斯，M维德迈尔，P弗马，T瓦格纳，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE