[發(fā)明專利]電容器鉛組電池以及耦合裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380070168.3
• 申請日: 2013-11-12
• 公開（公告）號: CN105144461B
• 公開（公告）日: 2018-06-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 阿部俊雄
• 申請（專利權(quán)）人: 空間聯(lián)合株式會社
• 主分類號: H01M10/42
• 分類號: H01M10/42;H02J7/00
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 王亞愛

在組合了鉛蓄電池和電容器的電容器鉛組電池中，需要同時利用脈沖電路和電容器，但是因電容器，存在脈沖電路受到影響而脈沖被衰減的問題。在鉛蓄電池中設(shè)置具備電容器、脈沖電路以及濾波器的耦合裝置，使硫酸鹽化作用防止和放電電流的急劇的變化平滑化，以便不會影響脈沖波形，由此大大改善鉛蓄電池的劣化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電容器鉛組電池。更詳細而言，涉及向電解液中的電極施加賦予用于對通過硫酸鹽化作用現(xiàn)象形成的非傳導(dǎo)性硫酸鉛(PbSO₄)皮膜進行分解并去除的能量的脈沖狀電壓的手段、搭載電容器的組電池及其耦合裝置。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，在汽車等車輛或服務(wù)器等蓄電裝置中，作為蓄電裝置通常具備鉛二次蓄電池等二次蓄電池(以下稱作二次蓄電池)。此外，近年來，二次蓄電池由于其能量密度大，因此耐于比較長時間使用，而且由于一旦過放電，再次充電需要時間，因此提出了將雙電層電容器用作輔助蓄電裝置的系統(tǒng)。例如，提出了在進行動作時為了驅(qū)動消耗大電流的電子設(shè)備負載(發(fā)動機啟動裝置)而與二次蓄電池分開連接雙電層電容器的構(gòu)成(例如專利文獻1以及2)。

近幾年，為了降低耗油量，開始利用了停車時自動停止發(fā)動機的搭載了所謂光動能系統(tǒng)(eco-drive system)的車輛。其中，在車輛暫時停止的情況下，在預(yù)定的發(fā)動機條件下強制停止發(fā)動機的空轉(zhuǎn)，然后再次啟動。由此，削減排出氣體的排出量，且降低耗油量。在這種光動能車中，需要迅速進行發(fā)動機的再次啟動，因此試著采用將發(fā)動機作為用于電子設(shè)備負載啟動的電子設(shè)備負載的電源來代替原有的二次蓄電池從而能夠瞬間放出大電力的雙電層電容器。

但是，在具備雙電層電容器以及二次蓄電池這兩者的蓄電裝置中，由于雙電層電容器的耐壓必須要在19V以上，因此如果是目前使用的活性炭雙電層電容器，則存在大型化且不容易安裝到發(fā)動機室的問題。

另一方面，二次電池經(jīng)常使用鉛蓄電池，存在在電極上形成的硫酸鹽化作用會縮短電池壽命的問題。硫酸鹽化作用是通過鉛蓄電池的放電生成的硫酸鉛(PbSO₄)通過放電條件等而析出到電解液中的電極板上，依次生長而形成不導(dǎo)電皮膜的現(xiàn)象。由此，內(nèi)部電阻會變大，輸出電壓降低，存在在短時間內(nèi)變成無法使用的問題。

為了阻止這種硫酸鉛皮膜的生長，需要密切關(guān)注并管理放電條件、溫度、振動等。但是，實際上，使用者不間斷地關(guān)注這種情況是極其困難的。因此，開發(fā)了如下的技術(shù)：從外部電極始終施加脈沖狀電壓，通過脈沖狀電能來始終分解并去除硫酸鉛(PbSO₄)皮膜，以防止使其生長成較大塊，由此解決問題。

例如，專利文獻3及4記載的鉛電池中產(chǎn)生的硫酸鉛皮膜的基于脈沖狀電壓的施加的分解去除方法和裝置是公知的。相應(yīng)電能源是從鉛蓄電池自身得到的，因此只要與鉛蓄電池的外部電極連接脈沖狀電能產(chǎn)生器即可。這樣就能夠始終從外部電極施加脈沖狀電壓。

但是，在與鉛蓄電池連接脈沖狀電能產(chǎn)生器的技術(shù)中雖然能夠防止氧化鉛的結(jié)晶化，但是卻無法防止放電電流急劇地發(fā)生變化而導(dǎo)致電極材料劣化的情況。鉛蓄電池的劣化原因中有因硫酸鉛的結(jié)晶化和負載電流的急劇變化而引起的電極的劣化，因此即使防止了一方的劣化，也無法獲得足夠的壽命延長效果。

對于鉛蓄電池的壽命延長而言，使放電電流的急劇變化這樣的負載變動平均化是非常重要的。從該觀點出發(fā)，考慮到將如上所述的電容器連接到鉛蓄電池的方案。

也就是說，同時進行連接電容器、連接電脈沖電路這兩者。但是，若連接電脈沖電路和電容器，則脈沖被電容器吸收，存在效果消失的大問題。

在先技術(shù)文獻

專利文獻

專利文獻1 JP特開平9-247856號

專利文獻2 JP特開平10-191576號公報

專利文獻3 WO2004/030138