高压三极耳式电蓄能器制造技术

AC电池单元能够通过利用开关将双极电极极耳与双极电极极耳彼此连接或者与正极极耳彼此连接而变成高电压系统，每个AC电池单元具有三个电极极耳(端子)，三个电极极耳为阳极、双极电极和阴极。同时，所有阳极极耳总是彼此连接。AC电池的这些连接在阴极极耳与双极电极极耳之间产生高电压、在双极电极与阳极之间产生稳定电压。最后，该系统是高压电蓄能器。该系统是高压电蓄能器。该系统是高压电蓄能器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】高压三极耳式电蓄能器


[0001]本专利技术涉及能够提供交流电流和交流功率的可再充电电池配置和可再充电电池系统、被配置成对可再充电电池系统充电的充电器、以及被配置成对可再充电系统放电的放电器。

技术介绍

[0002]通过在电路和电网、电力供应基础设施中混合交流功率(AC)和直流功率(DC)，电力供应和使用已经朝向最高效率优化。
[0003]尽管可再充电(二次)电池是重要的电力供应，但它们在历史上只是作为DC开发和使用的。仅仅由于DC二次电池，还没有主要的方法来规划移动应用的电路和汽车的电力电池单元中的最大效率。
[0004]在二次电池中，在专利文献1和2中提供了一种通过AC充电和放电的类型。这种类型的可再充电电池被称为“AC电池”，其给出了在设计多种目的中的最有效规划的电路的多种视角。AC电池的单个电池单元(cell)具有三个极耳(tab)(端子)，这些极耳是阳极、双极电极(biode)、和阴极。该电极材料电势顺序是(较低)阳极＜双极电极＜阴极(较高)。双极电极通过开关电路充当双极性电极。然后，电池单元能够通过AC充电和放电(专利文献1&2)。
[0005]AC电池的单个电池单元的内部电极配置模式极其多，并且同时主要分为两个类别(列表)。列表的左栏示出了电极的总数的第一类别为4n+5(n表示等于或大于零的整数)。在这个类别中，三种电极(阳极(A)、双极电极(B)和阴极(C))对称配置。并且然后，总共4n+5个电极被分类为两种模式(n+1个阳极、2n+2个双极电极和n+2个阴极；n+2个阳极、2n+2个双极电极和n+1个阴极)。例如，在n＝0时，电极的总数为5，存在两种电极配置模式：主要是由CBACB表示为电极配置的一个阳极(A)、两个双极电极(B)和两个阴极(C)，其在列表的第一行中作为示例示出；接着，由ABCBA表示的两个阳极(A)、两个双极电极(B)、一个阴极(C)。不管n的数值如何，由于内部接触为A
‑
A
‑…
、B
‑
B
‑…
和C
‑
C
…
，所以电池仅具有三个极耳。
[0006]电极的总数的第二类别是4n+3，其中，n是等于或大于零的整数，其出现在列表的右栏处。在此第二类别中，三种电极(阳极(A)、双极电极(B)、阴极(C))的配置模式总是不对称的，如ABC(n＝0)、ABCBABC(n＝1)、ABCBABCBABC(n＝2)、ABCBABCBABCBABC(n＝3)
…
。当整数n等于1时，相同种类的电极必须像在列表的第二行中示出的电极配置模式ABCBABC(n＝1)中的A
‑
A、B
‑
B
‑
B、C
‑
C那样在内部连接。
[0007]分隔器必须置于任何电极之间，并且所有电池单元包括性能电解质。
[0008]用于控制AC电池单元的开关可以具有三种连接：(1)阳极
‑
双极电极，(2)双极电极
‑
阴极，(3)无(这意味着在任何电极之间均没有连接)。
[0009]AC电池的放电过程在图4中示出。AC电池单元由作为阳极的石墨(C6)、作为双极电极的氧化钛锂(Li4Ti5O
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)、以及作为阴极的氧化钴锂(LiCoO2)构造而成。放电的初始步骤以阳极与双极电极之间的连接开始。如图4中的(a)所示，电压标记为负(
‑
)1.37V。并且然后，
开关改变阴极与双极电极之间的连接。如图4中的(b)所示，电压变为正(+)2.33V。电池单元产生交流电力和交流电流。
[0010]AC电池的放电过程能够恢复到电池的最大容量。阳极
‑
双极电极和双极电极
‑
阴极两者的电势可以在0V下进行的原因。AC电池利用最大容量160mAhg
‑1(图4)作为LiCoO2的最高技术容量，尽管商用锂离子电池能够放电直至电压为3V，这意味着可用容量为120
‑
140mAhg
‑1。
[0011]如果阳极(C6)
‑
阴极(LiCoO2)的电压降至3V以下，作为商用锂离子电池(LIB)的铜箔的集电器溶解。这对于LIB的用户而言是最危险的事情，因为电池极有可能烧毁和炸毁。
[0012]阳极接触阴极的商用锂离子电池的设置基本上在3V以下的电压状态下带来了爆炸的危险，因为LiCoO2阴极需要来自不具有活性电子的石墨阳极的更多的电子。结果，具有石墨的铜箔溶解以给阴极提供电子。没有方法来抑制该现象。
[0013]在AC电池系统上，阳极在工作时与双极电极连接。阳极从不与阴极连接。因此，AC电池是绝对安全的。即使在系统的0V状态下，阳极铜箔也从未溶解。
[0014]在电极是石墨阳极、Li4Ti5O
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双极电极和LiCoO2阴极的AC电池系统上，阳极在60℃下保持几乎0V(0
‑
14.2mV)60天。负极铜箔(图5)没有损坏。AC电池绝对安全。

技术实现思路

[0015]尽管AC电池是极其安全的系统，但电压与商用LIB相比是极低的。例如，LiCoO2阴极与Li4Ti5O
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双极电极之间的正电压通常是2.33V，并且双极电极与石墨阳极之间的负电压平均仅为
‑
1.37V，尽管正常的LIB电压是3.7V。这是应用多种电路的问题。
[0016]AC电池的优点是阳极通过在工作时与双极电极连接而是绝对稳定的。
[0017]AC电池单元能够通过利用开关将双极电极极耳与双极电极极耳彼此连接或者与正极极耳彼此连接而变成高电压系统，每个AC电池单元具有三个电极极耳(端子)，三个电极极耳为阳极、双极电极和阴极。同时，所有阳极极耳总是彼此连接。
[0018]AC电池的这些连接在阴极极耳与双极电极极耳之间产生高电压、在双极电极与阳极之间产生稳定电压。
[0019]最后，该系统是高压电蓄能器。
[0020]在与双极电极连接的绝对安全的阳极的情况下，实现了交流电流和交流功率的高压电储能器。需要高压交流电流和交流功率来有效地生产极其安全的无人机、电动自行车和电动汽车。
附图说明
[0021]图1A是三个AC电池和具有四个开关的接触电线的配置。开关的控制电路未示出。
[0022]图1B是三个AC电池和具有四个开关的接触电线的上部配置。
[0023]图1C是三个AC电池和具有四个开关的接触电线的下部配置。
[0024]图2是具有石墨阳极、Li4Ti5O
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双极电极和LiCoO2阴极的三个AC电池的配置的放电过程及其图示。开关的控制电路未示出。
[0025]图3是具有石墨阳极、两个Li4Ti5O
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双极电极和两个LiCoO2阴极的三个AC电池的配置的放电过程及其图示本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种高压AC电池蓄能器，包括m个AC电池单元，m是等于或大于1的整数，每个所述AC电池单元具有三个电极极耳(端子)：阳极极耳、双极电极极耳和阴极极耳，所有阳极极耳彼此并联连接，并且第m个双极电极极耳和第m个阴极极耳与插入在第m个所述AC电池单元与第m+1个电池单元之间、并且将第m个双极电极极耳
‑
第m+1个双极电极极耳的接触变成第m个阴极极耳
‑
第m+1个双极电极极耳的接触的开关连接；第m+1个是最后的AC电池单元，所述最后的AC电池单元的阳极极耳和阴极极耳具有频繁地将第m+1个阳极极耳
‑
第一个(m＝1)双极电极极耳的接触变成第m+1个阴极...

【专利技术属性】
技术研发人员：水沢厚志，雪田康夫，
申请(专利权)人：ACBiode责任有限公司，
类型：发明
国别省市：