[发明专利]电容式储能电池及其制造方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及电池领域，特别是关于一种电容式储能电池及其制造方法。

【背景技术】

要推动低碳能源工业的发展，高效大功率的储能器件就成了其中的关键技术之一。储能器件技术涵盖太阳能和风能的替换储能器件，紧急情况和瞬时反应储能电池，大功率和高能储能器件等, 其应用领域则涉及电网变电站应急储能器件，医院和24小时运营的高科技产业，军工脉冲电源，航天和深海温度敏感储能电池，微型化医疗移植器件，电动自行车和纯电动汽车用动力储能电池等等。

目前市场上的储能电池主要有铅酸电池，铅晶电池，镍氢电池，锂离子电池包括磷酸铁锂电池等化学电池。这类化学电池通过电能-化学能-电能的转换过程，来实现能量的储存和释放。而化学电池在能量密度，功率密度，充放电时间，和安全环保等方面都已经趋于极限。并因此严重制约了新能源产业的发展，特别是新能源电动汽车产业的发展。为了克服上述化学电池功率密度低和充电速率慢的难题，电化学双电层超级电容器（EDLC)在近十年获得了迅速的发展。其电池充电可在很短的时间内完成（以秒至分钟计）。因此，它在短途公交车如2005年在烟台试运行的城市公交车和2006年在上海试运行的11路城市公交车就成功将其运用为动力电源。而在世博园运行的电动公交车很多都是采用双电层超级电容器作为动力电池组。然而，双电层超级电容器的单体模块电压低（< 3.5伏），从而导致比能量小（≤30瓦*时/公斤），因此大大地限制了其应用前景。

因此，有必要提出一种新的电池以克服现有技术的前述缺陷。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种新的电容式储能电池。

本发明的另一目的在于提供一种新的电容式储能电池的制造方法。

为达成前述目的，本发明一种电容式储能电池，其包括介电材料、在介电材料内平行间隔交叉排列的第一电极和第二电极、夹持于介电材料两侧的第一封装导体以及第二封装导体；所述第一封装导体与第一电极的一端相连作为电池的正极，第二封装导体与第二电极的一端相连作为电池的负极，其中所述介电材料为钛酸盐纳米粉体加工形成的介电薄膜。

进一步地，所述钛酸盐纳米粉体为钛酸钡纳米粉体、钛酸锶纳米粉体或钛酸锶钡纳米粉体。

进一步地，所述钛酸盐纳米粉体为掺杂稀土形成的稀土参杂钛酸钡纳米粉体、稀土参杂钛酸锶纳米粉体或稀土参杂钛酸锶钡纳米粉体。

进一步地，所述介电材料为相互叠加的若干层介电薄膜。

进一步地，所述第一封装导体和第二封装导体为相对的半开口框形，其自两侧卡扣于介电材料与电极材料两侧，所述电极材料的末端与封装导体的内表面接触形成电池的正负极。

为达成前述另一目的，本发明一种电容式储能电池介电材料的制造方法，其中所述电容式储能电池包括介电材料、在介电材料内平行间隔交叉排列的第一电极和第二电极、夹持于介电材料两侧的第一封装导体以及第二封装导体；所述第一封装导体与第一电极的一端相连作为电池的正极，第二封装导体与第二电极的一端相连作为电池的负极；所述方法包括：

制备高纯度钛酸盐纳米粉体；

对前述纳米粉体进行纳米颗粒分级处理，获得粉体粒径均匀分布的上述纳米粉体；

经过高纯薄膜制备工艺将前述纳米粉体制成介电薄膜。

进一步地，在形成高纯度钛酸盐纳米粉体的步骤中，所述钛酸盐纳米粉体为钛酸钡纳米粉体、钛酸锶纳米粉体或钛酸锶钡纳米粉体。

进一步地，在形成高纯度钛酸盐纳米粉体的步骤中，所述钛酸盐纳米粉体为参杂稀土形成的稀土参杂钛酸钡纳米粉体、稀土参杂钛酸锶纳米粉体或稀土参杂钛酸锶钡纳米粉体。

进一步地，所述介电材料为相互叠加的若干层介电薄膜。

进一步地，所述电容式储能电池的第一封装导体和第二封装导体为相对的半开口框形，其自两侧卡扣于介电材料与电极材料两侧，所述电极材料的末端与封装导体的内表面接触形成电池的正负极。

本发明的电容式储能电池能量密度大，能够快速充电，功率大，高效节能，相比于化学储能电池，该类电容器储能电池无能量转换及损耗，充放电效率≥95%。因此，其相对节能可达30%以上，使用寿命长，充放电次数>10万次，而锂电池约为1000次，铅氧电池为500次，低碳环保，无二次环境污染，无安全隐患，结构上两端的封装导体为半开口框形，自两侧卡扣于介电材料两侧，封装导体的内表面与电极相连作为电池的正负极，结构简单而且能节省电池所占的空间。

【附图说明】

图1为本发明电容式电池的结构示意图。