一种电池
2019-11-22

一种电池

一种以轻质结构板并包含被隔离的单体电池形式装配的电池。每个单体电池包含一种蜂窝状结构(44),在蜂窝状结构中每个薄膜状的层是一个电极组。每个电极组(20)包含一个拉长的阴极、一个拉长的隔板以及一个拉长的阳极。隔板被电解质溶液润湿以利于电化学反应。电化学反应可以是NiMH2电池以及NiH电池、Li

多个这种电极组20可被排列成一排,并且通过在每个相邻电极组20之间的粘结剂43在彼此上面被堆合在一起,如图3所示。粘结剂43的位置对应于每个被排列电极组20的隔板23中的大面积固体材料41的位置并与之相邻。优选的是,在第一对相邻电极组20中的粘结剂43的位置都处在隔板23中大面积固体材料41每个相隔的位置上。这第一对电极组20中的每一个电极组还与另一个电极组相邻,即一个反向相邻的电极组。从图3中还可看出,第一对电极组之间的粘结剂位置与介于这对电极组中的每一个电极组与其反向相邻的电极组之间的粘结剂位置相互错开。粘结剂43处于与隔板23中大面积固体材料41相邻的位置,能够加强在下一步中形成的蜂窝状结构,应当得到重视。

如图2中的横截面所示,能够看到阴极22和阳极24上的反应物和导体相互之间有一点儿垂直偏移。这允许外电路经由电极组20的顶端和末端与阴极22和阳极24连接。这个技术减少了阴极22和阳极24之间短路的可能性。

图9是类似于图2结构的横截面图,示出了电极组的第二种实施方案,这个电极组具有一个双极电极构造。

图8是带有多个图7中所示电池板的一辆客车的透视图。

因为电池具有相对低的能量密度,电池必须具有一个非常大的质量。因而,电动汽车用的电池系统都有一个及其大的体积和质量,也许能占据一个标准客车发动机室和车厢的大部分位置。正如所看到的那样,电池不仅具有非常大的体积和质量,而且集中在汽车上一个或两个特定的位置上。这样的设计在汽车相撞的事故中是非常危险的,被集中放置的大个的电池会经过车体并压坏汽车乘客室中的人和物。

在一个文明的国家里,对大部分成年人来说,一个以汽油或柴油为动力的内燃机汽车是运输的标准方式。然而,这样带有使用汽油或其它碳氢化合物燃料运转的发动机的汽车具有两个明显的缺点。第一,汽车排出的废气是城市地区空气污染的主要来源。第二,大部分国家并没有足够的自然资源以市场价格或接近市场的价格生产碳氢化合物燃料(特别是汽油)。因此,这些国家依靠其它国家来提供这些资源。

前面的描述可以被看作仅仅是对本发明的原理所做的解释。而且,因为对于本领域技术人员来说,可以很容易地对本发明做无数的改进和变化,所以本发明不希望被限定在上面描述的具体构造和工艺上。因而,所有适当地改进和等价地代替都处在下面权利要求书限定的本发明的范围之内。

图6是图5中所示电池板的上层面板的侧视图。

前面的描述可以被看作仅仅是对本发明的原理所做的解释。而且,因为对于本领域技术人员来说,可以很容易地对本发明做无数的改进和变化,所以本发明不希望被限定在上面描述的具体构造和工艺上。因而,所有适当地改进和等价地代替都处在下面权利要求书限定的本发明的范围之内。

电极组20的三个部分,即阴极22、阳极24和隔板23,这三个被拉长的部分被排成一行结合起来,并将阴极22和阳极24点焊到隔板23相对的两面。一对相反的探针(未示出)被用到这一夹层排列中,将这一组件加热到正好接近隔板23所用材料的熔点以下。对这对相反的探针连同接近熔点状态的隔板23施加压力就使隔板23的两面与阴极22和阳极23分别点焊在一起。这些点焊点形成在隔板23上的固体隔离材料39和41处。此时,一个拉长的电极组20就形成了。同样可替换地,一个没有支撑基体层的阴极或阳极也可以通过这种方法来制造,这种相对脆弱的电极可依靠隔板通过毛细作用来支撑。

阳极24同阴极22相似,阳极基体层32由附着镍金属等离子体的玻璃纤维或特氟隆薄膜构成,镍金属的等离子体被熔融溅射或电沉积或气相沉积到层32的表面上,形成镍的阳极集流体层34。反应物层36通过沉积金属氢化物的金属晶体而形成。沉积金属氢化物的优选的方法是使用一种以前面讲述的具有所需合金组分的AB2或AB5型金属氢化物作靶材料(等离子体源)的等离子溅射。对于一些效率较低的金属氢化物,每安时电池额定容量所需沉积的反应物要高达3.46克。因而最好能使用一种更高效的金属氢化物,使每安时电池容量所需的金属氢化物在1.5克范围之内(氢气储存量为2.5%重量百分比)。据报道Ovonics电池公司做到达了这样的高效率,甚至效率更高,为AB5型金属氢化物材料。

一种电池

均可从市场购得或是本行业常用的实施例1

图3是本发明实施例1的LiMn2O4/Zn电池首次充放电曲线图,其中1是充电曲线图,2是放电曲线图。"

与实施例1相同的方式制造电池,所不同的是以LiFePO4作为正极活性物质,循环操作电压范围为0.8-1.6V。其电池循环性能测试结果见表1和附图5。

实施例19

一种电池技术领域

负极反应为Mx++xe'→M,LiAaBPC¾—种离子嵌入化合物的通式,M为一种金,是一种或几种金属的离子形态。),正极的锂离子或者其他可脱出-嵌入离子从正极活性物质中脱出,正极活性物质中的变价离子被氧化并失去电子,电子从正极经由外电路到达负极。电解液中所包含的一种金属离子在负极表面获得电子,并以金属形态电沉积在负极表面,从而实现充电。放电过程与充电过程相反。

可以看出,不同的电解液中的电池展示了稍有不同的电化学性能。对于本发明的电池而言,水、甲醇或乙醇作为电解液都是适宜的。实施例14的循环性能如附图8所示。

尽管发明人已经对本发明的技术方案做了较为详细的阐述和列举,应当理解,对于本领域一个熟练的技术人员来说,对上述实施例作出修改和/或变通或者采用等同的替代方案是显然的,都不能脱离本发明精神的实质,本发明中出现的术语用于对本发明技术方案的阐述和理解,并不能构成对本发明的限制。

表2

实施例11