本发明专利技术涉及一种其中配设有放电电路的双极电池单元，可以自动地平衡充电条件。此双极电池单元包括多个双极电极，每个双极电极包括集电器，所述集电器具有位于一个表面上的正电极层和位于另一表面上的负电极层。所述双极电池单元还包括在所述双极电极之间交换离子的多个电解质层；以及电气导通相邻双极电极的放电电路。所述放电电路与所述正电极层、所述负电极层或所述电解质层中的至少一层设置在同一表面上。多个双极电池单元进行组合以构成车辆用的组合电池。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】车辆用双极电池单元和组合电池
本专利技术涉及电池，特别是用在车辆中的电池。
技术介绍
双极电池是由多个双极电极构作而成的电池，并具有优良的特性，诸如轻、薄和较佳热辐射等。当双极电池用作车辆的动力源时，要求可靠性和稳定性。如果双极电池的多个电池元(电池元形成在各双极电极之间)的充电能力不同，则不能给出所需的输出特性和容量特性。因此，每一电池元的充电条件在任何时候都需要予以均衡。为此目的，每一电池元的充电和放电系统是通过连接相应于每一电池元的电压检测导线(用于检测电池元的电压)和旁路导线(用于旁路电池元)而各别进行控制的。旁路导线的连接是按照电压检测导线检测的电压进行控制的。不过，电压检测导线和旁路导线是不希望有的，因为电压检测导线和旁路导线(bypass wire)必须从设置在双极电极之间的每一集电器引出，这往往需要很多的工时。此外，必须确保包罩材料的密封性。
技术实现思路
提供了一种用于车辆的双极电池单元，具有配设的放电电路，可以自动地平衡充电条件而不用电压检测导线和旁路导线。此外，用于车辆的双极组合电池是由多个双极电池单元构成的。双极电池单元包括多个叠置的双极电极。在一集电器的一个表面上，形成正电极层。在另一表面上，形成负电极层。在相应双极电极之间交换离子的多个电解质层一个接一个地叠置。放电电路设置成使相邻双极电极导电。放电电路可以与正电极层或负电极层或电解质层中的至少一层设置在同一表面上。-->在一项实施例中，双极电池单元可以根据每一电池元的电压自动地平衡充电条件而无需引出电压检测导线和旁路导线，因为放电电路与正电极层或负电极层或电解质层中的至少一层设置在同一表面上。双极电池单元可以自动地平衡充电条件而无需引出电压检测导线和旁路导线，因为使相邻双极电极电气连通的放电电路设置与集电器的正电极层或负电极层或电解质层中的至少一层设置在同一表面上。结果，可以提高电池制造工作效率和可靠性。在一项实施例中，所提供的双极电池单元具有配设的放电电路，可以自动地平衡充电条件。此双极电池单元包括多个双极电极，各双极电极包括集电器，集电器在一个表面上具有正电极层而在另一表面上具有负电极层。此双极电池单元还包括多个电解质层，在双极电极之间交换离子；以及放电电路，使相邻双极电极导电。放电电路与正电极层、负电极层或电解质层中的至少一层设置在同一表面上。在另一实施例中，组合电池包括多个双极电池单元。在另一实施例中，车辆包括一或多个双极电池单元的组合电池和控制器。在另一实施例中，形成双极电池单元的方法包括叠置多个双极电极，各双极电极包括集电器，集电器在一个表面上具有正电极层而在另一表面上具有负电极层。此方法还包括叠置在双极电极之间交换离子的多个电解质层，以及叠置使相邻双极电极导电的放电电路。在另一实施例中，双极电池单元包括多个双极电极，各双极电极包括集电器，集电器在一个表面具有正电极层而在另一表面上具有负电极层。此双极电池单元还包括用于在双极电极之间交换离子的装置，以及用于通过使相邻双极电极导电而使双极电池单元放电的装置。附图说明本专利技术的一或多项实施例的细节阐述在附图和下面的说明中。本专利技术的其他一些特点、目的和优点根据说明书和附图以及各项权利要求将显而易见。图1是本专利技术实施例的双极电池单元的透视图；图2是双极电池单元内部的透视图；-->图3是双极电池单元内部的透视图；图4-9是配设在双极电池单元中的放电电路的范例图；图10-12是图示配设在双极电池单元中的发光元件的范例图；图13A-13C是组合电池内部的示意图；图14图示配备在车辆中的组合电池。具体实施方式现在根据附图详细说明双极电池单元、组合电池和配备组合电池的车辆。在附图中，用以构造双极电池的每一层的厚度和形状都以放大方式画出。不过，这是为了更好地理解本专利技术的主题，而附图并不意味着符合于双极电池每一层的厚度和形状。图1是双极电池单元100的示意简图。一双极电池单元实例100示于图1中，其具有扁平的矩形形状。从双极电池单元100的两端引出正电极接头120A和负电极接头120B以便受电(absorb electricity)。电产生元件160用双极电池单元100的包罩材料180(比如叠层膜)进行包封，而该元件的周边进行热密封。图2和3图示双极电池单元100的内部，而图4-9图示配设在双极电池单元100中的双极电池的放电电路。正像从底部到顶部一路逐层地在每一层上涂画而用喷墨印制机印制图像那样，双极电池单元100可以通过从多个喷嘴排出形成每一层所需的材料进行制造。此外，双极电池单元100配有放电电路，也是利用印刷方法制成。图2是说明双极电池单元100内部的分解透视图。在此图中，为了说明方便每一层予以分解；不过，各层实际上都是不能予以分解的，因为在实现本专利技术的模式中，每一层都是利用印刷方法从底部到顶部逐层进行喷涂。用于双极电池单元100每一层的材料如下。用以形成正电极活性材料(positive-eletrode active material)212的正极油墨(positive ink)的制备包括作为正电极活性材料的LiMn204(85％重量)、作为导电辅助剂的乙炔炭黑(5％重量)、以及作为粘合剂的PVdF(10％重量)。NMP用作浆液粘度调节剂以调节油墨粘度。正电极层是由混合在一起的活性材料、导电辅助剂(如果需要的话)、-->粘合剂和电解质(electrolyte)所形成的一层。活性材料在实施例中不予以限制。正电极活性材料的实例包括诸如LiMn204等Li-Mn体系中的化合物、诸如LiNiO2等Li-Ni体系中的化合物、诸如CoO2等Li-Co体系中的化合物、以及诸如Li-FePO4等磷酸铁化合物。在这些材料中，Li-Mn体系中的化合物从导电性优良这方面来看是最优选的。在某些情况下，可以使用一种以上的正电极活性材料。这里，Li电池的材料取作实例，然而碳可用作电容器。另外，也可使用诸如氢氧化镍、二氧化铅(plumbic oxide)、以及硫酸铅等水电解电池的材料。高导电性和难以由电流分解的一些材料，诸如像碳黑以及粉状石墨这样的碳材料；金，以及铂，都可用作导电辅助剂。粘合剂的实例包括聚偏氟乙烯(PVdF)、丁苯橡胶(SBR)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚烯烃、聚酰亚胺、聚酰胺-酰亚胺以及聚胺酯。电解质是离子导电聚合物与支持电解质的混合物。离子导电聚合物在本实施例中不予限制。聚环氧乙烷(PEO)和聚环氧丙烷(PPO)的聚合物可以取作实例。包含在活性材料层中的离子导电聚合物可以与用作本专利技术电极应用其上的电池电解质的一样的或不同，但优选的是一样的。支持电解质的实例包括LiBETI(双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺)锂；Li(C2F5SO2)2N)、LiPF6、LiBF6、LiClO4、LiASF6、以及LiCF3SO3。用以形成负电极活性材料202的负极油墨的制备包括作为负电极活性材料的硬碳(90％重量)，以及作为粘合剂的PVdF(10％重量)。NMP用作浆液粘度调节剂以调节油墨粘度。负电极层是由混合在一起的活性材料、导电辅助剂(如果需要的话)、粘合剂和电解质所形成的一层。负电极活性材料的实例包括结晶和非结晶碳材料。更为具体地说，诸如天然石墨和人造石墨等碳-石墨材料(carbon-graph本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双极电池单元，包括：多个双极电极，每个双极电极包括集电器，所述集电器具有位于一个表面上的正电极层和位于另一表面上的负电极层；在所述双极电极之间交换离子的多个电解质层；以及电气导通相邻双极电极的放电电路。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2004-11-2 319334/20041.一种双极电池单元，包括：多个双极电极，每个双极电极包括集电器，所述集电器具有位于一个表面上的正电极层和位于另一表面上的负电极层；在所述双极电极之间交换离子的多个电解质层；以及电气导通相邻双极电极的放电电路。2.按照权利要求1所述的双极电池单元，其中，所述放电电路与所述正电极层、所述负电极层或所述电解质层中的至少一层设置在同一表面上。3.按照权利要求1所述的双极电池单元，其中，所述放电电路与所述双极电极之间的接触面积大于所述双极电池每1Ah电池容量0.06mm2。4.按照权利要求1所述的双极电池单元，其中，所述放电电路中放电电压的阈值设定在3.6V-4.1V之间，以及其中掺杂浓度设定在1017-1018的范围内，而耗尽层的厚度设定在0.1μm-1.0μm之间，以便将所述放电电路PN结的击穿电压设定为与所述阈值相同。5.按照权利要求1所述的双极电池单元，其中，所述放电电路包括齐纳二极管层。6.按照权利要求1所述的双极电池单元，其中，所述放电电路包括发光装置。7.按照权利要求6所述的双极电池单元，其中，还包括设置在所述发光装置与所述电池单元端部之间的光导引装置。8.按照权利要求6所述的双极电池单元，其中，还包括对发自相应发光装置的光作出响应的光传感器。9.按照权利要求8所述的双极电池单元，其中，所述放电电路包括恒流电路。10.按照权利要求9所述的双极电池单元，其中，还包括覆盖和密封所述双极电极、所述电解质层、所述放电电路以及所述光传感器的包罩材料。11.按照权利要求1所述的双极电池单元，其中，还包括覆盖和密封所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：木下拓哉，堀江英明，安部孝明，嶋村修，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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