【技术实现步骤摘要】
具有参考电极的二次蓄能元件
随后描述的专利技术涉及具有参考电极的二次蓄能元件。
技术介绍
适合于存储电能的元件(简称:蓄能元件)总是包括正极、负极和隔膜,该隔膜使正极和负极彼此分开。电极和隔膜大多用电解质来浸润。通常,液密密封的外壳包围电极、隔膜和电解质。在这种蓄能元件中,发生电化学的、提供能量的反应,该反应由两个彼此电耦合的但是空间上彼此分开的子反应组成。在比较低的氧化还原电位下发生的子反应在负极上进行,在比较高的氧化还原电位下发生的子反应在正极上进行。在放电时,在负极上通过氧化过程来释放电子,造成经过外部耗电器到达正极的电子流,相对应的数量的电子由该正极吸收。因此,在正极上发生还原过程。同时,为了电荷平衡的目的,在电池之内出现与电极反应相对应的离子流。该离子流通过传导离子的电解质来确保。在二次(可再充电的)电池中,该放电反应是可逆的,即存在使在放电时发生的化学能到电能的转换逆转的可能性。如果结合二次电池使用术语“阳极”和“阴极”,则通常根据电极的放电功能来对这些电极进行命名。即这种电池的负极是阳极,正极是阴极。二次蓄能元件的非常流行的示例是镍/金属氢化物电池和锂离子电池。尤其是在二次蓄能元件中,电极和隔膜常常构造为层。通常,这些层彼此连接成层复合体,例如通过粘贴或通过压薄来彼此连接成层复合体。在很多情况下,这种层复合体以线圈复合体、尤其是螺旋形线圈的形式存在。但是也可能的是:将多个这种层复合体加工成堆。为了可以确定二次蓄能元件的能量含量,常常确定该二次蓄能元件的电极的电极电位。电极电位说明了电极可以提供怎样的电压。单个电极的电极电位并不能以电化学方式来 ...
【技术保护点】
1.一种二次蓄能元件(50;60),所述二次蓄能元件具有如下特征:a:所述二次蓄能元件包括层复合体(10),所述层复合体具有:包括正极材料的电极层(12);和包括负极材料的电极层(14);和布置在所述包括正极材料的电极层与所述包括负极材料的电极层之间的隔膜层(18),b:所述隔膜层(18)包括至少一层,所述至少一层由具有电绝缘特性的微孔材料构成,c:所述二次蓄能元件包括参考电极(24A;24B、27),d:所述二次蓄能元件包括电解质,所述层复合体(10)用所述电解质来浸润,而且所述隔膜层(18)、所述电极层(12和14)和所述参考电极(24A;24B、27)通过所述电解质来保持接触,e:所述二次蓄能元件包括外壳(30),所述外壳包围所述层复合体(10)、所述参考电极(24A;24B、27)和所述电解质,f:所述外壳(30)具有三个彼此电绝缘的、能从所述外壳(30)之外分接的极,所述三个极中,第一极(40)与具有正极材料的电极层(12)电连接,第二极(42)与具有负极材料的电极层(14)电连接而第三极(44)与所述参考电极(24A;24B、27)电连接;以及所述二次蓄能元件具有如下附加特 ...
【技术特征摘要】
2018.04.04 EP 18165727.11.一种二次蓄能元件(50;60),所述二次蓄能元件具有如下特征:a:所述二次蓄能元件包括层复合体(10),所述层复合体具有:包括正极材料的电极层(12);和包括负极材料的电极层(14);和布置在所述包括正极材料的电极层与所述包括负极材料的电极层之间的隔膜层(18),b:所述隔膜层(18)包括至少一层,所述至少一层由具有电绝缘特性的微孔材料构成,c:所述二次蓄能元件包括参考电极(24A;24B、27),d:所述二次蓄能元件包括电解质,所述层复合体(10)用所述电解质来浸润,而且所述隔膜层(18)、所述电极层(12和14)和所述参考电极(24A;24B、27)通过所述电解质来保持接触,e:所述二次蓄能元件包括外壳(30),所述外壳包围所述层复合体(10)、所述参考电极(24A;24B、27)和所述电解质,f:所述外壳(30)具有三个彼此电绝缘的、能从所述外壳(30)之外分接的极,所述三个极中,第一极(40)与具有正极材料的电极层(12)电连接,第二极(42)与具有负极材料的电极层(14)电连接而第三极(44)与所述参考电极(24A;24B、27)电连接;以及所述二次蓄能元件具有如下附加特征:g:在所述层复合体之内,正极层和负极层在它们之间包围出重叠区,而且h:参考电极(24A)或参考电极(24B、27)的组成部分(24B)放置在所述隔膜层(18)的至少一层与所述电极层之一(12)之间而且借助于绝缘介质(20)与所述电极层(12)电绝缘,而且i:所述参考电极(24A)或所述参考电极(24B、27)的位于那里的组成部分(24B)是在所述隔膜层的至少一层的表面或者所述绝缘介质(20)的表面(22)上的至少一根金属丝或者网状金属涂层(24),而且j:在所述重叠区之内,所述至少一根金属丝或所述网状金属涂层(24)布置在所述隔膜层的一层的表面或者所述绝缘介质(20)的表面上,而且k:所述至少一根金属丝或所述网状金属涂层在所述表面上覆盖所述重叠区在其上延伸的区域的最大5%的区域。2.根据权利要求1所述的蓄能元件,所述蓄能元件具有如下附加特征:a:所述隔膜层多层地来构造,而且包括:第一层,所述第一层由具有电绝缘特性的微孔材料构成;和第二层,所述第二层由具有电绝缘特性的微孔材料构成,b:所述绝缘介质是所述第二层,c:所述参考电极或所述参考电极的组成部分布置在所述第一层与所述第二层之间。3.根据权利要求1所述的蓄能元件,所述蓄能元件具有如下附加特征:a:所述隔膜层单层或多层地来构造,b:所述绝缘介质是在所述隔膜层的外侧或在所述电极层之一的外侧的涂层,其中所述参考电极或所述参考电极的组成部分布置在所述隔膜层的外侧与所述涂层之间。4.根据权利要求1所述的蓄能元件(50;60),所述蓄能元件具有如下附加特征:a:所述隔膜层(18)单层或多层地来构造,b:所述绝缘介质(20)是薄膜,所述薄膜布置在所述参考电极(24A)或所述参考电极(24B、27)的组成部分(24B)与所述电极层(12)之间。5.根据权利要求1所述的蓄能元件,所述蓄能元件具有如下附加特征:a:所述隔膜层单层或多层地来构造;b:所述绝缘介质是在所述参考电极的外侧或在所述参考电极的组成部分的外侧的具有电绝缘特性的微孔涂层。6.根据上述权利要求之一所述的蓄能元件(50),所述蓄能元件具有如下附加特征:a:所述金属丝或所述网状金属涂层(24)由能与锂制成合金的金属或者能与锂制成合金的金属合金组成,所述金属或所述金属合金在所述蓄能元件在常见的运行条件下(运行温度直至80℃)运行时可逆地吸收锂离子并且重新释放锂离子。7.根据权利要求1至5之一所述的蓄能元件(60),所述蓄能元件具有如下附加特征:a:所述参考电极(24B、27)包括基于如下化合物的电极作为第一组成部分(27),所述化合物能可逆地吸收并且重新释放锂离子;b:所述参考电极(24B、27)包括所述至少一根金属丝或所述网状金属涂层(24),作为第二组成部分(24B);c:所述金属丝或所述网状金属涂层由金属或者金属合金组成,所述金属或所述金属合金在所述蓄能元件在常见的运行条件下(运行温度直至80℃)运行时既没有与锂制成合金也没有可逆地吸收锂离子并且重新释放锂离子;d:仅仅所述参考电极(24B、27)的第二组成部分(24B)放置在所述隔膜层(18)的至少一层与所述电极层之一...
【专利技术属性】
技术研发人员:I楚马克,D恩斯林,S肖尔茨,S施托克,
申请(专利权)人:瓦尔达微电池有限责任公司,
类型:发明
国别省市:德国,DE
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