混合储能装置及其制造方法制造方法及图纸

一种混合储能装置，其包含至少一个电池，所述电池包含至少一个正极、至少一个负极、设置在所述至少一个正极和所述至少一个负极之间的隔膜、以及电解质。所述至少一个正极包括含铅活性材料、以及从所述至少一个正极一侧伸出的接头。该至少一个负极包含活化碳材料、从至少一个负极一侧伸出的接头、以及用于包封所述接头的铅凸头。第一铸焊铅汇流排位于从所述至少一个正极中伸出的接头上。第二铸焊铅汇流排位于至少一个负极的铅凸头上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的目的在于提供一种混合储能装置。该混合储能装置包括至少一个电池，该电 池包含至少一个铅基正极、至少一个碳基负极、在相邻的正极和负极之间的隔膜、以及电 解质。
技术介绍
混合储能装置，也已知为不对称的超级电容器或混合蓄电池/超级电容器，其合并蓄电池电 极和超级电容器电极以产生具有独特特性的装置，戶皿特性包括循环寿命、功率密度、能量容量、快速再充电能力、以及大范围的、m可操作性。混^IS-碳储會操置4顿铅-酸电池正极和超级电容器负极。参见，例如，美国专利Nos. 6,466,429; 6,628,504; 6,706,079; 7,006,346以及7,110,242。 传统的认识是，任何新的电池或超级电容器技术集合了构成成分并且使用该技术的独 特工艺。此外，传统的认识是，铅-碳储能装置被要M过使用在装置内部相对高压縮的一个或 多个电池而组装fe^。高度压缩部分地是由于存在于活化的碳活性材料和负极集电器之间 的很大的接触电阻。传统的认识还包括，通常用于制造普通铅-酸电池并且一般在汽车工 业、启动动力、固定物、以及其它能量储存应用中使用的装置不能在生产混合储能装置 中使用。本专利技术的目的在于提供一种混合储能装置，其具有出色的循环寿命，并且能够通过使用 可买到的普通铅-酸电池制造装置来制造。本专利技术人已经证明，通过使用具有改进之处的 普通铅酸电池制造装置可以制造出单电池和多电池的混合储能装置，该改进归因于负极 的设计，该设计使装置内的电池其上不再需要施加大量的叠加压力。因此，与传统的用于混合储能装置的认识相反，在根据本专利技术的混合储能装置的组装中， 不需要高度压縮。不必要提供额外的装置来压缩单个电池，并且用市场上可购买的壳体 和盖子也能够组装该混合储能装置。否则，需要新的定制的硬件以及组装装置，导致显 著的成本增加和/或显著的工艺变化
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有出色的循环寿命的混合储能装置。本专利技术的另一目的在于提供混合储能装置，其能够通过使用普通的铅-酸电池制造 装置来制造。本专利技术的优点在于，混合储能装置中的至少一个电池的压縮减少了例如由于振动造成 的电池损伤的问题。本专利技术的进一步优点在于，在混合储能装置的组装中需要小于大约5 psi的加压。上述目的及优点通过含有至少一个电池的混合储能装置得以实现，该电池包括至少 一个正极、至少一个负极、设置在所述至少一个正极和所述至少一个负极之间的隔膜、 以及电解质。该至少一个正极包括含铅活性材料、以及由正极一侧伸出的接头。该至少 一个负极包含活化碳材料，并且具有由负极一侧伸出的接头，该接头带有用于包封接头 的铅凸头。第一铸焊铅汇流排被铸焊在至少一个正极的接头上。第二铸焊铅汇流排被铸 焊在至少一个负极的铅凸头上。在这里使用的术语"基本上"、"通常"、"相对"、"大约"、以及"约"是相关的修饰 语，意欲表明修改后离开本质的允许的变化。其并非是意欲限于绝对值或本质性状，其修 改但是相当接近或者近似物理的或功能的特征。至于术语"一个实施方式"、"实施方式"、或者"在一些实施方式中"，意思是指涉及 的特征被包括在本专利技术的至少一个实施方式中。此外，单独谈及术语"一个实施方式、"实 施方式"、或者"在一些实施方式中"，并非必然是指相同的实施方式；然而，两者不相互排 斥，除非有此表述，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，本专利技术能够包含在本文 中描述的实施方式的组合以^或者整合的任一变化。在下面的描述中，参照显示用于说明可以实践本专利技术的具体实施方式的附图。下述说 明性的实施方式被充分描述，以便本领域的技术人员能够实施本专利技术。应当理解，在不 脱离本专利技术范围的情况下，基于目前已知的结构性等价物以及/或者功能性等价物，可以 作出许多结构改变，可以使用其它实施方式。附图说明图1是根据本专利技术的实施方式的具有铸焊汇流排的负极的部分示意图； 图2是图l所示负极的剖面图3是根据本专利技术的实施方式的具有铸焊汇流排的正极的部分示意图； 图4是图3所示正极的剖面图；图5是根据本专利技术的电池的示意图。具体实施例方式图l-5显示了一种混合储能装置及其构成组件。根据本专利技术，该混合储能装置包括至少一个电池，该电池包含至少一个铅基正极、至少一个碳基负极、在相邻的正极和负极之间的隔膜、以及电解质。铅基正极和碳基负极各自具有从电极一侧伸出的接头。铸焊汇流排连接各个给定极性的接头，导致在至少一个电池内部具有共同极性的所有接头的单连接。例如， 一个铸焊汇流排可以连接在给定电池内部的所有正极，并且一个铸焊汇流排可以连接在给定电池内部的所有负极。A.舰图l和图2显示了至少一个负极15，其包含集电器22;粘附于集电器22的至少一个面的耐腐蚀涂层23;以及粘附于耐腐蚀涂层23的活性材料24。该至少一个负极15还包含接头30，接头30从电极一侧，例如，至少一个负极15的顶端边缘上方伸出，(例如，伸出集电器22上方)。集电器22含有导电材料。例如，集电器22可以包含至少一种金属材料，例如铍、青铜、含铅青铜、铜、铜合金、银、金、钛、铝、铝合金、铁、钢、镁、不锈钢、镍、其混合物、或它们的合金。集电器可以包含导电率大于1Xl()S西门子/m的任何导电材料。在优选的实施方式中，集电器包含铜或铜合金。耐腐蚀涂层23优选包含经浸渍的石墨材料。石墨被某一物质浸渍，从而使膨胀的石墨薄片或箔片耐酸。该物质可以是非聚合性的物质，例如石蜡或糖醛。优选地，石墨用石蜡及松香浸渍。在一些实施方式中，以混合物的重量为基准，石墨可以用大约90 大约99 wty。的石蜡与大约1 10wte/。的松香、优选大约2~大约5wt。/。的松香的混合物浸渍。松香有助于石墨中的小孔被完全密封，并且因此不会被酸渗透。在一些实施方式中，浸渍物质显示出热塑性特性，并且可以具有大约25 ° C至大约400 ° C范围内的瑢解温度。石墨可以呈由高密度或低密度膨胀的石墨粒子做成的薄片或箔片的形态。优选地，耐腐蚀涂层包含低密度膨胀的石墨。在其它实施方式中，耐腐蚀涂层可以包含含有导电材料例如炭黑的聚合物涂层。可选择地，耐腐蚀涂层可以包含导电性的、但耐腐蚀的物质，例如钛的亚氧化物(例如，Tix02"，其中x是整数)或者导电性金刚石材料。在一些实施方式中，导电性金刚石材料可以是通过热丝化学气相淀积(CVD)方法、微波等离子体CVD方法、等离子体电弧7喷射方法、或者等离子体气相沉积(PVD)方法而沉积出的薄层或薄膜。例如，导电性金刚石中可以掺入硼。负极的活性材料24包括活化碳。活化碳涉及任何主要为碳基的材料，该材料可显示出大于大约100m2/g，例如，大约100 m々g至大约2500 m"g的表面积，该表面积是通过使用普通的单点式BET技术(例如，使用MicromeriticsFlowSorb III2305/2310设备)测量的。在特定的实施方式中，活性材料可以包含活化碳、铅、以及导电性炭黑。例如，活性材料可以包含5-95wt。/。的活化碳；95-5wt。/。的铅；以及5-20wt。/。导电性炭黑。活性材料24可以呈薄片形式粘附于耐腐蚀导电性涂料23、并且与其电接触。为了使活化碳粘附于耐腐蚀导电涂层、并且与其电接触，可以将活化碳粒子与合适的粘合剂物质例如PTFE或超高分子量聚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合储能装置，其特征在于，包含：　至少一个电池，所述电池包含至少一个正极、至少一个负极、设置在所述至少一个正极和所述至少一个负极之间的隔膜、以及电解质；　所述至少一个正极包括：含铅的活性材料、以及从所述至少一个正极的一侧伸出 的接头。　所述至少一个负极包括：活化碳材料、从所述至少一个负极的一侧伸出的接头、以及包封所述接头的铅凸头；　第一铸焊铅汇流排，位于从所述至少一个正极伸出的所述接头上；　第二铸焊铅汇流排，位于所述至少一个负极的所述铅凸头上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：爱德华布伊尔，维克托埃什克纳齐，利奥尼德拉比诺维奇，孙伟，弗拉基米尔维赫亚利夫，亚当斯维奇，约瑟夫科尔，
申请(专利权)人：阿克逊动力国际公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]