[發明專利]復合電池及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201010204708.0
• 申請日: 2010-06-21
• 公開（公告）號: CN101888001A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 韓福忠
• 申請（專利權）人: 韓福忠
• 主分類號: H01M16/00
• 分類號: H01M16/00;H01M10/0525;H01G9/155;H01M10/06;H01M10/30
• 代理公司: 深圳中一專利商標事務所 44237
• 代理人: 張全文

技術領域

本發明屬于電化學及化學電源技術領域，具體的說是涉及一種復合電池及其制備方法和應用。

背景技術

電池工業是新能源產業的重要組成部分，新型電池技術是影響科技和產業發展高新技術之一，是二十一世紀最具發展潛力的朝陽產業。隨著科技的進步，電池工業在國家經濟建設、國防建設中將發揮越來越重要的作用。

能源危機的日益加劇和汽車保有量的與日俱增，使傳統內燃機汽車面臨嚴峻挑戰。特別是經濟處于高速發展的中國，石油消耗和進口量不斷攀升，給油耗大戶汽車工業的發展造成了前所未有的壓力，也為傳統汽車的技術升級、新能源汽車及電池產業的發展帶來了機遇。傳統汽車的技術升級取決于科技進步，新能源電動汽車的發展取決于電池技術的革命。

世界所有以內燃機為動力的火車、飛機、汽車、拖拉機、坦克、發電機、船舶的打火啟動，無一例外的都是配置使用鉛酸蓄電池。然而，鉛酸蓄電池并非十全十美，它比能量密度低、零下20度啟動困難、自身重量大，打火啟動瞬間又要求蓄電池要釋放300～800A的大電流，這相當于蓄電池3～8C或更大的深度放電，導致電池使用壽命縮短或終止。現有市場銷售蓄電池的使用壽命1～2年不等，其中出租車、城市公交客車因頻繁啟停，電池使用壽命不足一年。

鋰離子電池具有高比能量、循環使用壽命長、綠色環保、重量輕體積小等優點，是新能源純電汽車(EV)、混合動力汽車(HEV)的動力電源，但目前鋰離子電池還存在著有待解決的價格高、電池一致性及安全等方面的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的上述不足，提供一種復合電池，該復合電池能量高、功率大、耐低溫，保護母體電池、使用壽命長，還能夠回收能量、節能減排、節約資源。

本發明的另一目的在于提供一種工藝簡單、成本低廉、適于工業化生產的復合電池制備方法。

本發明進一步的目的在于提供一種復合電池在電啟動系統、電驅動系統、不間斷電源、牽引車的啟動和制動能量回收器件、電力供電系統智能電網控制器件的直流電源、飛機直流地面電源、軍用激光武器、潛艇、導彈、航天飛機、載重卡車、裝甲車或坦克中的應用。

為了實現上述發明目的，本發明的技術方案如下：

一種復合電池，包括電池殼體，所述電池殼體上設有正、負極端子，在所述電池殼體內還包括母體電池、超級電容器和均壓電路板，所述母體電池、超級電容器和均壓電路板分別固定于電池殼體內部，所述母體電池、超級電容器和均壓電路板三者并聯電連接構成并聯系統，所述并聯系統的正極、負極分別與電池殼體上的正、負極端子對應電連接。

以及，一種復合電池制備方法，包括如下步驟：

分別提供電池殼體、母體電池、超級電容器和均壓電路板；

將母體電池、超級電容器和均壓電路板三者并聯連接，形成并聯系統；

將并聯系統的正、負極分別與殼體上的正、負極端子進行電連接；

將電連接完畢后的母體電池、超級電容器和均壓電路板置于電池殼體內固定，得到所述的復合電池。

進一步的，本發明復合電池在電啟動系統、電驅動系統、不間斷電源、牽引車的啟動和制動能量回收器件、電力供電系統智能電網控制器件的直流電源、飛機直流地面電源、軍事的激光武器、潛艇、導彈、航天飛機、載重卡車、裝甲車、坦克中的應用。

上述技術方案是將高比能量的母體電池與高比功率的超級電容器匹配復合，取長補短、優勢互補，使得該復合電池具有雙重性能優勢，其至少具有如下有益效果：

1.能量高、功率大：復合電池除保持原有母體電池高比能量密度外，可瞬間向負載提供30～800A的大電流和5～20KW的高功率；

2.保護母體電池、延長電池使用壽命：由于復合電池中的超級電容器具有瞬間釋放數百至數千安培(A)大電流和高功率保持等特性，母體電池不深度放電，減輕了母體電池極板極化深度，延長了其壽命；

3.由于超級電容器可在極低溫度如-40℃～+70℃溫度范圍內正常釋放大電流和功率，有效擴展了該復合電池的使用范圍；

4.回收能量、節能減排：將復合電池應用于電驅動系統中，復合電池中的超級電容器能有效的回收、儲存制動剎車及發動機富余能量，能有效節約油的用量，有利于節能減排；

5.節約了資源，復合電池由于采用超級電容器與不同種類的母體電池復合，使母體電池體積減小，重量減輕，如母體為12V、110Ah鉛酸電池的復合電池與12V、200Ah傳統鉛酸電池的輸出功率相當，兩者鉛用量相差近半，因此，復合電池的重量減輕了33～50％，從而有效節約了鉛用量。同理，也減少了鋰離子電池、鎳氫電池正、負極材料的用量；