[發明專利]能量儲存與轉換裝置

無效

• 申請號: 201210080295.9
• 申請日: 2012-03-23
• 公開（公告）號: CN102610874A
• 公開（公告）日: 2012-07-25
• 發明（設計）人: 徐艷輝
• 申請（專利權）人: 蘇州大學
• 主分類號: H01M16/00
• 分類號: H01M16/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 常亮;李辰

技術領域

本發明涉及電池領域，特別涉及一種能量儲存與轉換裝置。

背景技術

當前，人類正面臨著資源估計和生存環境惡化的雙重挑戰。為此，世界各國正在努力研發新材料，推進低碳生活的新理念，促進人類社會由目前的高能耗、高消耗生活生產方式轉向節能型、可循環的可持續發展方式。具體為大力推廣清潔能源的應用，如太陽能、風能在發電領域的應用，以及使用混合動力汽車或純電動汽車代替目前使用汽油的傳統汽車。

清潔能源和新型汽車的應用均離不開中大型儲能電池和動力電池。在眾多儲能電池和動力電池中，二次電池和燃料電池具有廣泛的應用前景，特別是應用于混合動力汽車中。

二次電池體系較多，如鎳氫電池、鉛酸電池、液流電池和鋰離子電池。二次電池的工作方式是，充電時將電能轉換成化學能，放電時則將化學能轉換成電能。燃料電池的工作方式是將化學能轉換成電能。二者各有優缺點，與燃料電池相比，二次電池的功率較大，能量密度較低。而燃料電池正相反。

在新興的電池應用領域中，當二者作為電動車動力電池使用時，常常將二次電池與燃料電池集成起來使用，以充分利用二者的優點。現有技術中，二次電池與燃料電池通常都是采用外集成的方法集成在一起的，即二次電池模塊與燃料電池模塊分別制備，然后通過外部線路連接在一起。這種集成方法存在以下缺點：線路復雜，成本高，而且二次電池在過度充電情況下，容易引起電池內部脹氣、電極上活性物質脫落等。

有鑒于此，有必要提供一種新型的能量儲存與轉換裝置。

發明內容

本發明解決的技術問題在于提供一種能量儲存與轉換裝置，該能量儲存與轉換裝置同時具有燃料電池和二次電池的功能，且結構簡單、成本低，解決了過度充電的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種能量儲存與轉換裝置，包括：

一殼體，包括一收容空間；

隔膜，設于所述收容空間內；

二次電池正極和二次電池負極，設于所述收容空間內；

燃料電池正極和燃料電池負極，設于所述收容空間內，所述燃料電池正極電性連接于所述二次電池正極，所述燃料電池負極電性連接于所述二次電池負極；

堿性電解液，形成于二次電池正極和二次電池負極之間以及二次電池正極和二次電池負極之間；

氧氣儲存罐，連通于所述收容空間并提供所述燃料電池正極氧氣；

氫氣儲存罐，連通于所述收容空間并提供所述燃料電池負極氫氣。

優選的，在上述能量儲存與轉換裝置中，所述隔膜將所述收容空間分隔成正極氣室和負極氣室，所述氧氣儲存罐連通于所述正極氣室；所述氫氣儲存罐連通于所述負極氣室；所述二次電池正極和燃料電池正極設于所述正極氣室內；所述二次電池負極和燃料電池負極設于所述負極氣室內。

優選的，在上述能量儲存與轉換裝置中，所述隔膜包括第一隔膜和第二隔膜，該第一隔膜和第二隔膜將所述收容空間分隔成第一氣室、第二氣室和第三氣室，所述第二氣室位于所述第一氣室和第三氣室之間。

優選的，在上述能量儲存與轉換裝置中，所述氧氣儲存罐連通于所述第二氣室；所述氫氣儲存罐分別連通于所述第一氣室和第三氣室；所述二次電池正極和燃料電池正極設于所述第二氣室內；所述二次電池負極設于所述第一氣室內；所述燃料電池負極設于所述第三氣室內。

優選的，在上述能量儲存與轉換裝置中，所述氫氣儲存罐連通于所述第二氣室；所述氧氣儲存罐分別連通于所述第一氣室和第三氣室；所述二次電池負極和燃料電池負極設于所述第二氣室內；所述二次電池正極設于所述第一氣室內；所述燃料電池正極設于所述第三氣室內。

優選的，在上述能量儲存與轉換裝置中，所述堿性電解液選自氫氧化鉀或氫氧化鈉。

優選的，在上述能量儲存與轉換裝置中，所述二次電池正極的材料選自氫氧化鎳、二氧化錳或者兩者的混合物；所述燃料電池正極的材料選自氫氧化鎳、二氧化錳或者兩者的混合物。

優選的，在上述能量儲存與轉換裝置中，所述二次電池正極的材料中還包括添加劑，所述添加劑選自鉑、銀中的一種或兩種；所述燃料電池正極的材料中還包括添加劑，所述添加劑選自鉑、銀中的一種或兩種。

優選的，在上述能量儲存與轉換裝置中，所述二次電池負極的材料為貯氫合金材料；所述燃料電池負極的材料為貯氫合金材料。