[发明专利]重组混合储能装置

说明书

本国际申请要求于2007年10月22日向美国专利商标局提交的序列号为11/876,005的专利申请的优先权。

技术领域

本发明涉及一种混合储能装置，该混合储能装置包括至少一个电池，该至少一个电池具有至少一个正电极、至少一个负电极、可透气分隔部、酸性电解质和壳体。放置在该至少一个电池内的酸性电解质的量小于可透气分隔部、至少一个正电极和至少一个负电极对酸性电解质的有限吸收容量。

背景技术

混合储能装置，也作为非对称超级电容器或者混合电池/超级电容器为人所知，将电池电极和超级电容器电极组合以产生具有包括循环寿命、能量密度、能量容量、快速再充电性能以及大范围温度可操作性在内的独特的特征组的装置。混合碳酸铅储能装置采用酸性铅电池正电极以及超级电容器负电极。例如，参见第6,466,429、6,628,504、6,706,079、7,006,346和7,110,242号美国专利。

公知的常识是，组合的并且意欲用于商业使用的混合储能装置需要装置内的电池被酸性电解质浸没。

当混合铅-碳-酸储能装置被液态酸性电解质浸没时，正电极和负电极电势可能变得不稳定，尤其是在深度放电或者过度充电的条件中。因此，存在腐蚀的风险，尤其对于铅基正电极来说。还可能有在充电条件期间生成气体的风险。特别地，由于液态酸性电解质的水分的电解而产生的足够的氧气和氢气在壳体内加压使得阀门打开。如果阀门打开，酸性电解质通常从壳体喷出，装置变干并且损坏电极。该装置通常从操作中被取出并被丢弃。

发明人已经证明了，与公知的常识相反，没有必要浸没混合储能装置的电池。为确保电池不被浸没，放置在电池内的液态酸性电解质的量小于可透气分隔部、至少一个正电极和至少一个负电极对电解质的有限吸收容量。

发明内容

本发明的目的是减少混合储能装置的电极在深度放电或者过度充电的情形中的不稳定性。

本发明的另一个目的是减少或消除由于液态酸性电解质的水分的电解所引起的氧化和氢气的产生。

本发明的另一个目的是减少或防止铅基正电极的腐蚀。

本发明的优势在于，可以使用比传统的混合储能装置中采用的分隔部更薄的分隔部。

上述目的和优势由这样的混合储能装置满足，该混合储能装置包括至少一个电池，该至少一个电池包括至少一个铅基正电极、至少一个碳基负电极、电极之间的分隔部、容纳电极、分隔部和酸性电解质的壳体。分隔部是能够透气的。至少一个电池中酸性电解质的量小于该可透气分隔部、至少一个正电极和至少一个负电极对酸性电解质的有限吸收容量。

这里所使用的“实质上”、“通常”、“相关的”、“近似”以及“约”是相对的修改量，该修改量意欲表示修改的特征所允许的偏差。并非意欲限制其修改的绝对值或者特征，而是接近或近似于这样的物理的或功能的特征。

提到的“一个实施例”、“实施例”或“实施例中”意指被提及的特征被包括在本发明的至少一个实施例中。而且，单独地提及“一个实施例”、“实施例”或者“实施例中”并非必须指同样的实施例；但是，除非这样声明了，并且除非对于本领域技术人员来说是非常明显的，这样的实施例不是互相排斥的。如此，本发明可以包括这里所描述的实施例的任意种的结合和/或综合。

在随后的说明书中，附图用作参考，其以图解可以实施本发明的具体实施例的方式被展示。随后图解的实施例被足够详细地描述以似的本领域技术人员能够实施本发明。要理解的是，可以使用其他实施例并且可以在不脱离本发明的宗旨的前提下做出基于当前已知的结构上和/或功能上的等价物的结构改变。

附图说明

图1图解混合储能装置的电池，该混合储能装置在正电极和负电极之间具有电压电势。

图2图解混合储能装置的组装的电池，该混合储能装置具有预定量的放置在电池中而没有浸没电池的液态酸性电解质。

图3是显示在恒流充电操作期间电池的正负电极的电极电势的曲线图。

图4图解根据本发明的实施例的混合储能装置的负电极。

具体实施方式

根据本发明，混合储能装置包括至少一个电池，该电池具有至少一个铅基正电极、至少一个碳基负电极、电极之间的分隔部、酸性电解质和壳体。该至少一个电池实质上不包括富余的液态酸性电解质。因为至少一个电池未被完全地浸没，所以并没有气态氧形成气泡而从至少一个电池溢出的趋势。