内部中和电源制造技术

本发明专利技术涉及内部中和电源。这里揭示的电池，包括两个接触区域、电解液和电子传导材料，该电子传导材料在中和跳变点温度增加在第一接触区域与第二接触区域之间的电池内部的电子传导性。在一个实施例中，电子传导材料没有在电池外部被激活。在另一个实施例中，电池包括半导体材料，该半导体材料包括定制掺杂以在中和跳变点温度提供增加的电子传导性。在再一个实施例中，电池包括绝缘体，用于分隔所述电子传导材料直到电池内部的温度达到所述中和跳变点温度，并在所述中和跳变点温度允许所述电子传导材料增加在所述第一接触区域与所述第二接触区域之间的电子传导性。

【技术实现步骤摘要】

这里披露的主题涉及内部中和(Neutralize)电源，更特别地涉及在电池 (battery)的内部温度达到特定跳变点(trip point)温度时自动增加电池的内部电传导性。
技术介绍
电池广泛用于笔记本电脑，手机，工具，运输车辆(例如电车，火车，公共汽车，等等)，以及其他的基于电源运转的系统。可再充电的电池，例如，锂离子电池，由于它们相对低的成本和高的能量存储能力而可作为选择的电池。电池使用化学能(内部离子转移)来执行电子工作(外部电子转移)。电池包括两个外部接触区域(阳极和阴极)和电解液。阳极相对于阴极被负充电，并且，通过将阳极和阴极连接到电子负载，电池通过使电子从阳极传递到负载并回到阴极来向电子负载提供电能。电解液是离子导体和电子绝缘体。意味着，电解液在阳极和阴极之间传递离子，但抑制阳极和阴极之间的电子流动。在电池通过它的外部触点将电子传递到电子负载(放电) 的时候，电解液在电池内部将离子从阳极传递到阴极。
技术实现思路
这里揭示的电池，包括两个接触区域、电解液和电子传导材料，该电子传导材料在中和跳变点温度增加在第一接触区域与第二接触区域之间的电池内部的电子传导性。在一个实施例中，电子传导材料没有在电池外部被激活。在另一个实施例中，电池包括半导体材料，半导体材料在中和跳变点温度提供增加的电子传导性。在再一个实施例中，电池包括绝缘体，用于分隔所述电子传导材料直到电池内部的温度达到所述中和跳变点温度，并在所述中和跳变点温度允许所述电子传导材料增加在所述第一接触区域与所述第二接触区域之间的电池内部的电子传导性。前述为
技术实现思路
并且因此必要地包括细节的简化、概括和省略；当然，本领域技术人员将意识到，该
技术实现思路
仅仅为描述性的并不意图构成任何限制。本披露的实施例的其他方面，专利技术点和优点，如完全由权利要求所定义的，将在以下阐述的非限制性的具体实施方式中变得明显。附图说明通过结合附图参考以下具体实施方式可以更容易理解在这里揭示的实现的特征和优点。图1是示出了具有热激活电子传导材料的电池的图示；图2是示出了电解液电子传导、内部电子传播和电池电压之间的关系的曲线图；图3是示出了在电池的内部温度达到特定的中和跳变点温度后，电池的热激活电子传导材料增加电子传导性的图示；图4是电池在开始热失控状况(thermal runaway condition)后中和自身的曲线表不；图5是示出了定制掺杂的半导体(custom doped semiconductor)特性与标称掺杂的半导体(nominally doped semiconductor)特性相比较的图示；图6A是示出了包括热激活电子传导材料层的电池电解液的图示；图6B是示出了包括电解液材料和电子绝缘材料的电解液的图示，当电解液材料和电子绝缘材料组合在一起时生成电子传导材料；图7是多单元电池(multi-cell battery)实施例的图示，该多单元电池包括普通的电解液材料和热激活电子导电材料；图8A是示出了使用具有这里讨论的中和能力的电池系统的电子系统的图示；以及图8B是示出了使用具有这里讨论的中和能力的电池系统的运输车辆的图示。 具体实施例方式在以下描述中阐述了某些特定细节，这些特定细节用于提供对本披露的各实施例的全面理解。然而，在以下描述中未阐述通常与计算和软件技术相关的某些已知的细节，以避免不必要地遮蔽本披露的各实施例。进一步，本领域技术员人将理解到，他们可以实施本披露的其他实施例而无需以下描述的细节中的一个或更多。最后，尽管参考以下披露中的步骤和顺序描述了各方法，但这样的描述用于提供对本披露的实施例的清楚实施，并且该步骤及其顺序不应当被认为是实施本披露所必须的。替代地，以下试图提供本披露的示例的详细描述并且不应当被认为是对本披露自身的限制。相反地，许多的变化可以落在由说明书所附的权利要求所定义的本披露的范围内。正如本领域技术人员将意识到的，本披露的方面可以具体化为系统、方法或计算机程序产品。相应地，本披露的方面可以采用全部硬件实施例、全部软件实施例(包括固件、固有软件、微代码，等等)或组合软件和硬件方面的实施例的形式，所有的该软件和硬件方面在这里通常可以被称为“电路”、“模块”或者“系统”。以下参考依据本披露的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程描述和/或框图来描述本披露的方面。将理解的是，流程描述和/或框图中的每个方框、以及流程描述和/或框图中的方框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可以提供到通用计算机、特定用途计算机或其他可编程数据处理装置的处理器，以产生机器， 从而，在通过计算机或其他可编程数据处理装置的处理器执行该指令时，该指令生成用于实现流程图和/或框图方块中指定的功能/动作的手段。这些计算机程序指令还可以存储在计算机可读介质中，能引导计算机、其他可编程数据处理装置或其他设备以特定方式运转，从而，存储在计算机可读介质中的指令产生包含实现流程图和/或框图块中指定的功能/动作的指令的制品。以下的具体实施方式将通常跟在如上阐述的
技术实现思路
之后，进一步用于对本披露的各方面和实施例的定义进行必要的解释和展开。图1是示出了具有热激活电子传导材料的电池的图示。电池100包括两个外部接触区域，它们是阴极110和阳极130。例如，阴极110可以是电池100的“正的”一侧，而阳极130可以是电池100的“负的”一侧。在一个实施例中，阴极110和阳极130 二者均有高的离子传导性和高的电子传导性。电池100还包括电解液120，电解液120具有高的离子传导性但是没有电子传导性。电解液120可以是液体、凝胶(gel)或固态，其允许离子(M+)并防止电子从阳极130 移动到阴极110。例如，电解液120可以包括电解材料，例如在如碳酸亚乙酯(ethylene carbonate)的有机溶剂中的锂盐(如，LiPF6, LiBF4或LiClO4)。情况发生在电池100出现小的内部短路时。该小的内部短路可以生成局部化的热，这会导致电池100过热和热失控。在电池故障或受热(heat exposure)期间，热失控或爆炸的风险与阴极110和阳极130之间的电势差成比例。为了最小化或消除热失控或爆炸的风险，电解液120包括热激活电子传导材料140。热激活电子传到材料140在“中和跳变点温度”增加阳极130和阴极110之间的电子传导性，由此显著减少阴极110和阳极130之间的电势(参阅图2-4和相应的正文以获得进一步的细节)。中和跳变点温度是指示电池 100正经历热失控时的特定温度。热激活电子传导材料140可以包括例如，定制掺杂半导体或惰性材料，该惰性材料与电解材料组合来生成电子传导的组合材料(参阅图6-7和相应的正文以获得进一步的细节)。图2是示出电解液电子传导、内部电子传播和电池电压之间的关系的曲线图。曲线图200包括曲线图210和曲线图220。曲线图210示出了随着电解液的电子传导性增加 (y轴)，阳极和阴极之间的内部电子传播增加(χ轴)。并且，如曲线图220所示，随着阳极和阴极之间的内部电子传播增加(χ轴)，电池电压减小(y轴)。这是由于随着电子从电池阳极迁移到阴极，阳极和阴极之间的电势差降低的事实所导致的。简言之，通过增加电解液的电子传导性，电池的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种系统，包括：电池，包括：第一接触区域和第二接触区域，其中，所述第一接触区域相对于所述第二接触区域被负充电；电解液，连接到所述第一接触区域和所述第二接触区域，其中，所述电解液抑制在所述第一接触区域与所述第二接触区域之间的电池内部的电子流动并且使在所述第一接触区域与所述第二接触区域之间的电池内部的离子流动；以及电子传导材料，在中和跳变点温度增加在所述第一接触区域与所述第二接触区域之间的电池内部的电子传导性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：布齐阿尼·耶夫卡，约瑟夫·安东尼·霍伦格，廷卢普·翁，肯尼斯·斯卡特·赛特艾乐，
申请(专利权)人：联想新加坡私人有限公司，
类型：发明
国别省市：SG