[发明专利]光伏二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及光伏电池和储能蓄电池领域，特别涉及一种将太阳能光伏电池和蓄电池结合形成一体化的光伏二次电池，尤其是该光伏二次电池的结构、制造方法及其应用领域。

背景技术

基于解决能源危机、发展清洁再生能源的愿望，光伏技术正在茁壮成长、蓬勃发展。光伏技术发展将对传统大规模集中发电、远程供电、交流用电模式产生颠覆性影响，其中，与蓄电池共同使用将成为未来使用的主要模式之一。

目前，多晶硅、单晶硅、薄膜硅、CdTe、CI(G)S等材料为基础产生光伏效应、发展得到的光伏产品均已实现产业化。光伏产品的基础是上述材料，形成产品时，一般需要与玻璃、塑料或者金属基板结合，即成为光伏板进行销售、使用。

光伏电能的应用有两类，与传统电网连接进行并网发电应用或者与蓄电池结合离网应用。未来，离网应用将会更加广泛、方便。离网应用的基础是与蓄电池结合，因为光伏发电只有在有太阳的环境下才能产生电能，而使用电能则可能是任何时候。

蓄电池已经得到广泛应用，蓄电池产业已经发展的极其庞大，铅酸电池、锂离子电池、镉镍电池、镍氢电池、液流电池、超级电容器等已经作为蓄电池得到众多应用。

常规蓄电池的特征为正极极片、负极极片、隔膜叠片，根据外壳特性等卷绕，添加电解液并进行化成。

蓄电池在光伏应用中已经得到普遍应用，但是，通常二者是分裂的。

本发明提出了光伏二次电池一体化方案，形成独特的光伏二次电池，具有结构简单美观、集成度高，制造、安装价廉、方便等优点，大规模应用更加安全、可靠性高。

发明内容

本发明提出了光伏电池和蓄电池结合形成一种新型结构特征的光伏二次电池，尤其是其一体化结构、制造方法及应用。常规光伏电池和蓄电池是分离的，本发明提供了一体化结构及制备技术。一体化整体结构为，蓄电池与光伏板衔接形成整体光伏二次电池，其中，光伏板与蓄电池通常为薄片结构，但当单个蓄电池外形尺寸减小的极限条件下蓄电池为条状结构，此时蓄电池内的极片为卷绕结构，光伏板与蓄电池结合为整体。光伏板与蓄电池的表面积或者相等(或者近似相等)，或者光伏板面积是蓄电池面积的整数倍(或者近似整数倍)，或者蓄电池面积是光伏板面积的整数倍(或者近似整数倍)。

在一体化光伏二次电池之外，存在独立的控制器，用于匹配光伏电池产生的电能与蓄电池要求的充放电性能、负载对蓄电池的性能要求，并对蓄电池、光伏电池的性能进行监测等。核心控制如下：1)将光伏电池的输出电压变换为蓄电池要求的输入电压；2)根据蓄电池设定、要求的最低、最高输入电流及最大电能容量，通过对光伏电池产生的电能和蓄电池已存电能进行分析，确定开启或者关闭光伏电池对蓄电池的充电；3)根据负载对电能的需求，通过分析蓄电池存储电能现状，确定开启或者关闭对负载供电，等等。

光伏二次电池的结构特征及制造技术为，常规方法制造的光伏板和二次蓄电池，光伏电池和/或蓄电池是独立的薄板型成品，或者是其中间品。

一般利用边框固定、螺栓连接、或者粘结等方法连接在一起，形成光伏二次电池(图4)；或者，在与光伏板结合的部分，蓄电池不需要电极基板(或者称为包装外壳，一种蓄电池中间品)，电极片直接与光伏板的背板通过边框固定、螺栓连接、或者粘结等方法连接在一起，形成光伏二次电池(图5)；或者，在与薄片蓄电池接触的部分，光伏板不在增加背板(一种光伏电池中间品)，直接通过边框固定、螺栓连接、或者粘结等方法与蓄电池结合为一体，形成光伏二次电池(图6)；或者，在光伏板与蓄电池结合地方，即不需要光伏板上的背板(一种光伏电池中间品)，也不需要蓄电池上的基板(一种蓄电池中间品)，而直接通过边框固定、螺栓连接、或者粘结等方法结合，形成光伏二次电池(图7)。