一种储能装置、储能系统及用电设备制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种储能装置、储能系统及用电设备。本申请提供的储能装置括电解液、正极极片、隔膜及负极极片，电解液的动力学因子α满足关系式：α＝k1

【技术实现步骤摘要】
一种储能装置、储能系统及用电设备


[0001]本申请涉及电池
，具体涉及一种储能装置、储能系统及用电设备。

技术介绍

[0002]随着锂离子电池技术的不断发展，锂离子电池与铅酸、镉镍等其他类型的电池相比具有比容量大、无记忆效应、工作电压高、充电速度快、工作温度范围宽、循环寿命长、体积小、重量轻等优点。目前，锂离子电池已广泛应用，不仅要求锂离子电池具有更大的容量，对锂离子电池的能量密度、充放电效率以及循环稳定性等也提出了更高的要求。
[0003]可以通过在电解液中加入添加剂，使得当电极材料与电解液在固相界面上成膜时，添加剂能对所形成的界面层进行修饰，从而达到降低阻抗的作用，继而提高电池的电导率、循环和倍率性能。但目前所采用的添加剂都是非常规的添加剂，添加剂的成本高，提高了电池的生产成本。

技术实现思路

[0004]鉴于此，本申请提供一种储能装置，通过控制所述储能装置的动力学因子，从而使得储能装置具有良好的倍率性能、循环性能及低温性能。
[0005]本申请提供了一储能装置，所述储能系统括电解液、正极极片、隔膜及负极极片，所述电解液的动力学因子α满足关系式：α＝k1
×
ε
×
lnD+k2
×
σ
×
T/100C；其中，所述电解液的动力学因子α的取值范围为
‑
10≤α≤30，ε为所述电解液的粘度，D为所述电解液中电解质阳离子的扩散系数，σ为所述电解液的电导率，T为所述电解液的热力学温度，C为电解液中所述电解质的摩尔浓度，k1为所述电解液的粘度修正系数，k2为所述电解液的电导率修正系数；所述正极极片至少部分浸渍于所述电解液中；所述隔膜设置于所述正极极片的一侧，且至少部分浸渍于所述电解液中；所述负极极片设置于所述隔膜背离所述正极极片的一侧且至少部分浸渍于所述电解液中。
[0006]在本申请提供的储能装置中，电解液的粘度、电解液的电导率以及电解液的热力学温度等各项因素都会影响储能装置的动力学性能。在本申请实施例提供的储能装置中，通过控制所述电解液的动力学因子α满足关系式：α＝k1
×
ε
×
lnD+k2
×
σ
×
T/100C，可以综合所述电解液的粘度、电导率、电解液中电解质阳离子的扩散系数以及电解液的热力学温度对所述电解液的影响，使得所述电解液中的电解质阳离子可以高效地嵌入和脱出，进而使得所述储能装置具有良好的倍率性能、循环性能及低温性能。当所述电解液的动力学因子α的值在
‑
10至30的范围内时，所述电解液中电解质阳离子可以高效地嵌入和脱出，所述储能装置可以高效率地进行充放电过程而不发生析锂等现象，使得所述储能装置具有良好的倍率性能、循环性能及低温性能。
[0007]进一步地，所述电解液的热力学温度T的取值范围为：243.15K≤T≤333.15K；在所述储能装置化成前，所述电解液的粘度修正系数k1的取值范围为100Pa
·
m2≤k1≤800Pa
·
m2；所述电解液的电导率修正系数k2的取值范围为0.2K
·
mol/(s
·
cm2)≤k2≤1.6K
·
mol/
(s
·
cm2)；在所述储能装置化成后，所述电解液的粘度修正系数k1的取值范围为300Pa
·
m2≤k1≤1000Pa
·
m2；所述电解液的电导率修正系数k2的取值范围为0.5K
·
mol/(s
·
cm2)≤k2≤2.0K
·
mol/(s
·
cm2)。
[0008]本申请提供的电解液的热力学温度满足范围243.15K≤T≤333.15K，所述电解液中的电解质阳离子能够以较高效率在正极极片与负极极片之间进行脱嵌和嵌入，所述储能装置具有较高的容量保持率及循环倍率性能。在所述储能装置化成前，当所述电解液的粘度修正系数k1满足范围100Pa
·
m2≤k1≤800Pa
·
m2时，可修正储能装置化成前的所述电解液的粘度；当所述电解液的电导率修正系数k2的值满足范围0.2K
·
mol/(s
·
cm2)≤k2≤1.6K
·
mol/(s
·
cm2)时，可修正所述电解液在储能装置化成前的电导率，使得所述电解液的动力学因子α的取值在合理的范围内，便于检验动力学因子α在不同的范围内时，对储能装置的倍率性能、循环性能等性能的影响。在所述储能装置化成后，当所述电解液的粘度修正系数k1满足范围300Pa
·
m2≤k1≤1000Pa
·
m2时，可修正储能装置化成后的所述电解液的粘度；当所述电解液的电导率修正系数k2满足范围0.5K
·
mol/(s
·
cm2)≤k2≤2.0K
·
mol/(s
·
cm2)，有利于修正所述电解液的电导率，使得所述电解液的动力学因子α的取值在合理的范围内，便于检验动力学因子α在不同的范围内时，对储能装置的倍率性能、循环性能等性能的影响。
[0009]进一步地，当所述储能装置中电解液的热力学温度T满足范围243.15K≤T≤333.15K，且在循环倍率为预设倍率的条件下循环预设圈数，所述电解液的粘度修正系数k1为500Pa
·
m2，所述电解液的电导率修正系数k2为1K
·
mol/(s
·
cm2)，所述预设圈数的范围为500至10000，所述预设倍率的范围为0.5C至3C。
[0010]在本申请的实施例中，所述电解液中电解液的热力学温度T满足范围243.15K≤T≤333.15K，且在循环倍率为预设倍率的条件下循环预设圈数，所述电解液的粘度修正系数k1为500Pa
·
m2，所述电解液的电导率修正系数k2为1K
·
mol/(s
·
cm2)，所述粘度修正系数k1及电导率修正系数k2用于修正电解液所满足的关系式α＝k1
×
ε
×
lnD+k2
×
σ
×
T/100C，使得电解液的动力学因子α的取值在合理的范围内，便于对电解液的动力学因子α进行计算，便于检验动力学因子α在不同的范围内时，储能装置的动力学性能。
[0011]进一步地，所述电解液的动力学因子α的取值范围为：0≤α≤15。
[0012]在本申请提供的储能装置中，当所述电解液的动力学因子α满足范围0≤α≤15时，所述电解液中具有更为合适的粘度、电导率，电解液中的电解质阳离子具有更合适的扩散速度，且电解液的温度也在合理的范围内，使得所述储能装置中电解质阳离子的迁移阻力更小，电解液中的金属阳离子能够本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种储能装置，其特征在于，包括：电解液，所述电解液的动力学因子α满足关系式：α＝k1
×
ε
×
lnD+k2
×
σ
×
T/100C；其中，所述电解液的动力学因子α的取值范围为
‑
10≤α≤30，ε为所述电解液的粘度，D为所述电解液中电解质阳离子的扩散系数，σ为所述电解液的电导率，T为所述电解液的热力学温度，C为电解液中所述电解质的摩尔浓度，k1为所述电解液的粘度修正系数，k2为所述电解液的电导率修正系数；正极极片，所述正极极片至少部分浸渍于所述电解液中；隔膜，所述隔膜设置于所述正极极片的一侧，且至少部分浸渍于所述电解液中，以及负极极片，所述负极极片设置于所述隔膜背离所述正极极片的一侧且至少部分浸渍于所述电解液中。2.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述电解液的热力学温度T的取值范围为：243.15K≤T≤333.15K；在所述储能装置化成前，所述电解液的粘度修正系数k1的取值范围为100Pa
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m2≤k1≤800Pa
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m2；所述电解液的电导率修正系数k2的取值范围为0.2K
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mol/(s
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cm2)≤k2≤1.6K
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mol/(s
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cm2)；在所述储能装置化成后，所述电解液的粘度修正系数k1的取值范围为300Pa
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m2≤k1≤1000Pa
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m2；所述电解液的电导率修正系数k2的取值范围为0.5K
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mol/(s
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cm2)≤k2≤2.0K
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mol/(s
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cm2)。3.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，当所述储能装置中电解液的热力学温度T满足范围243.15K≤T≤333.15K，且在循环倍率为预设倍率的条件下循环预设圈数，所述电解液的粘度修正系数k1为500Pa
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m2，所述电解液的电导率修正系数k2为1K
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mol/(s
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cm2)，所述预设圈数的范围为500至10000，所述预设倍率的范围为0.5C至3C。4.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述电解液的动力学因子α的取值范围为：0≤α≤15。5.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述电解液的粘...

【专利技术属性】
技术研发人员：廖颖，
申请(专利权)人：厦门海辰储能科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：