[實(shí)用新型]電池薄膜以及電池系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201720947328.3
• 申請(qǐng)日: 2017-08-01
• 公開（公告）號(hào): CN207052611U
• 公開（公告）日: 2018-02-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪際軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 全普光電科技（上海）有限公司
• 主分類號(hào): H01L31/043
• 分類號(hào): H01L31/043;H01L31/0352;H01L31/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電池薄膜以及一種電池系統(tǒng)。

背景技術(shù)

電池技術(shù)是電動(dòng)汽車等新能源設(shè)備進(jìn)行推廣和發(fā)展的門檻，而目前的電池產(chǎn)業(yè)正處于鉛酸電池和傳統(tǒng)鋰電池發(fā)展遭遇瓶頸的時(shí)期，石墨烯儲(chǔ)能設(shè)備的研制成功，則會(huì)帶來電池產(chǎn)業(yè)、新能源產(chǎn)業(yè)的新的變革。

石墨烯是一種神奇材料，其可以應(yīng)用的范圍非常廣泛，并且其原料價(jià)格低廉，使得石墨烯應(yīng)用于電池產(chǎn)業(yè)成為較佳的選擇，特別是微型石墨烯超級(jí)電容技術(shù)的突破，將給電池產(chǎn)業(yè)帶來革命性發(fā)展。然而，目前石墨烯電池技術(shù)的制造通常采用平板印刷技術(shù)，成本高昂，工藝復(fù)雜，阻礙了石墨烯電池的進(jìn)一步商業(yè)應(yīng)用和拓展。

此外，現(xiàn)有的石墨烯電池通常與鋰離子電池復(fù)合，也并不是完整意義上的石墨烯電池，而且還不可避免地會(huì)具有鋰離子電池的各種弊端，例如，電解液高溫分解、正極材料熱穩(wěn)定性差等。并且，現(xiàn)有意義上的石墨烯電池的體積和質(zhì)量都較大，不能夠滿足現(xiàn)代社會(huì)對(duì)器件日趨的輕質(zhì)化和便攜性的要求。

實(shí)用新型內(nèi)容

為了克服以上問題，本實(shí)用新型旨在提供一種電池薄膜及其系統(tǒng)，從而提高現(xiàn)有的電池薄膜的透明度和電能存儲(chǔ)量。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了一種電池薄膜，具有至少一個(gè)電池單元，每個(gè)電池單元包括：第一透明石墨烯層、透明石墨烯下電極層、生長(zhǎng)于透明石墨烯下電極層上的納米線陣列，位于納米線陣列頂部的透明石墨烯上電極層，以及位于透明石墨烯上電極層上的第二透明石墨烯層。

優(yōu)選地，所述電池薄膜層包括多個(gè)所述電池單元的堆疊結(jié)構(gòu)；相鄰的電池單元之間串聯(lián)；其中，堆疊的電池單元從上到下依次為第一電池單元至第N電池單元，相鄰的第K電池單元和第K+1電池單元中，第K+1電池單元的透明石墨烯上電極連接第K電池單元的透明石墨烯下電極，第K+1電池單元的透明石墨烯下電極連接第K+2電池單元的透明石墨烯上電極；其中，N為正整數(shù)且≥2，K＝1至N-2之間的整數(shù)，K從1至N-2之間循環(huán)；位于堆疊結(jié)構(gòu)最頂部的電池單元的透明石墨烯上電極層和位于堆疊結(jié)構(gòu)最底部的第N電池單元的透明石墨烯下電極層分別連接外部電源的正負(fù)極。

優(yōu)選地，所述電池薄膜層包括多個(gè)堆疊的所述電池單元；相鄰的電池單元之間并聯(lián)；其中，堆疊的電池單元從上到下依次為第一電池單元至第N電池單元，第一電池單元的透明石墨烯上電極和透明石墨烯下電極連接外部電源的正負(fù)極；相鄰的第K電池單元和第K+1電池單元中，第K+1電池單元的透明石墨烯上電極連接第K電池單元的透明石墨烯下電極，第K+1電池單元的透明石墨烯下電極連接第K電池單元的透明石墨烯上電極；其中，N為正整數(shù)且≥2，K＝1至N-1之間的整數(shù)，K從1至N-1之間循環(huán)。

優(yōu)選地，相鄰的電池單元之間采用透明石墨烯帶作為連接導(dǎo)線，透明石墨烯帶與相鄰的電池單元是一體成型的；每個(gè)電池單元與其上方相鄰的電池單元之間的透明石墨烯帶，以及每個(gè)電池單元與其下方相鄰的電池單元之間的透明石墨烯帶分別位于該電池單元的不同側(cè)。

優(yōu)選地，第一電池單元的透明石墨烯上電極或下電極和外部電源之間連接一MOS管，所述第一個(gè)MOS管的柵端接電壓源，通過控制柵端的電壓正負(fù)來控制第一電池單元和外部電源之間的導(dǎo)通或關(guān)斷；

相鄰上下兩個(gè)電池單元之間通過一MOS管相連接，通過MOS管控制相鄰上下連個(gè)電池單元之間的導(dǎo)通或關(guān)斷；

當(dāng)外部電源向第一電池單元傳輸電能時(shí)，外部電源與第一電池單元之間導(dǎo)通，通過第1個(gè)MOS管使第一電池單元與第二電池單元關(guān)斷；

當(dāng)?shù)谝浑姵貑卧拇鎯?chǔ)量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，第一電池單元與外部電源之間關(guān)斷；通過第1個(gè)MOS管使第一電池單元與第二電池單元導(dǎo)通，第一電池單元向第二電池單元充電；

……；

當(dāng)?shù)贘+1電池單元的電存儲(chǔ)量達(dá)到預(yù)設(shè)值時(shí)，通過第J個(gè)MOS管使第J+1電池單元與第J電池單元之間關(guān)斷；通過第J+1個(gè)MOS管使第J+1電池單元與第J+2電池單元導(dǎo)通，第J+1電池單元向第J+2電池單元充電；與此同時(shí)，以第J+1電池單元開始，向上間隔一個(gè)電池單元后，向相應(yīng)的電池單元充電，也即是，向與第J+2電池單元具有相同奇偶數(shù)的電池單元充電，而且可以通過開啟相應(yīng)的電池單元與其上方相鄰的電池單元或外部電源之間的MOS管來使相應(yīng)的電池單元上方相鄰的電池單元或外部電源向相應(yīng)的電池單元充電；其中，N為正整數(shù)且≥2，J＝1，2，……，N-2。