[发明专利]电能存储装置

说明书

技术领域

本发明涉及电能存储装置，以及具有这种存储装置的设备(例如，电气或电子装置)。更具体地，本发明涉及用于在时变电磁场中(例如，在感应充电系统中)使用的电能存储装置。

背景技术

电能存储装置通常是用来存储电能(虽然可能以化学的形式)以供稍后使用并且是可以再充电的装置。这种存储装置可以存储电能一段相对较短的时间(例如，数毫秒)或一段相对较长的时间(例如，数小时)。很多不同类型的电能存储装置是已知的，例如电池(例如，可再充电的锂基电池)、超级电容器(例如，电化学双层电容器)以及混合型电池-电容器装置。例如，电池可以以化学能的形式存储电能，该化学能能够在需要时被转化为电势能，以驱动电流。

在感应式电力传输系统中对电能存储装置(例如，电池)进行充电是已知的。鉴于热因素方面的考虑，电能存储装置在时变电磁场中、例如在这种感应充电系统中的使用可能是有问题的。例如，出于安全原因，一些锂基二次电池技术在充电期间具有45℃的最大温度极限。充电期间出现的任何损失都促进了温度升高。如果在充电期间使用的磁场延伸到电能存储装置自身内，那么已经发现可能由于任何导电部件的涡电流加热而出现损失。这些损失影响热考虑因素，因为这些损失自身表现为在电能存储装置内直接产生的热。

发明内容

根据本发明的第一方面的实施例，提供了一种构造成用于在时变电磁场中使用的电能存储装置，该存储装置包括电极，该电极的至少一部分构造成阻碍由该场感应出的涡电流在其中循环的能力。

阻碍涡电流循环的能力是有利的，因为这种涡电流的循环产生热。在一个实施例中，该电极部分可以构造成充分地减少乃至防止这些涡电流循环。

电极的所述部分可以被成形成阻碍由场感应出的涡电流在其中循环的能力。也就是说，电极的所述部分的物理结构在阻碍涡电流的循环方面能够是有效的。电极的所述部分的结构可以例如具有阻碍由场感应出的涡电流在其中循环的能力的图案。该图案可以例如在检查电极时能够被看到。电极的所述部分可以构造成使得基本没有或者具有相对较少的涡电流可绕其流动的闭环。

电极的所述部分可以是金属性的。例如，其可以由金属制成。合适的材料的示例包括碳(例如，用于阳极)、金属氧化物(例如，用于阴极，如LiCoO₂、LiMnO₂、LiFePO₄、Li₂FePO₄F)、锂或锂-碳(lithium-carbon)(例如，用于阳极)、铜、铝、银、含银的墨(silver-loaded ink)或碳。

在一个实施例中，电极的所述部分可以是一个或多个指状物的形式，所述指状物仅仅在一端电连接于电极的剩余部分。也就是说，可以提供一种构造成用于在时变电磁场中使用的电能存储装置，该存储装置包括电极，该电极的至少一部分是仅仅在一端电连接于电极的剩余部分的一个或多个指状物的形式。这种指状物可以通常为细长构件，或者是端点(extremity)，或者是突出部。所述指状物或每个指状物可以例如具有从其突出的一个或多个子指状物。所述指状物或每个指状物在形状上可以是基本规则的，或者在形状上可以是大致不规则的。通过仅仅在一端进行连接，这种指状物可以不形成闭环的一部分(否则如果其端部都连接在一起，则指状物可能形成闭环的一部分)。与电极和/或电极的所述部分的宽度相比，所述指状物或每个指状物可以基本上是窄的。

所述指状物或每个指状物可以具有沿其长度恒定或变化的截面。例如，所述指状物或每个指状物可以具有大致正方形或矩形截面。在一个实施例中，所述指状物或每个指状物可以具有圆形或三角形截面。

所述指状物或每个指状物的尺寸可以设定成阻碍由场感应出的涡电流在其中循环的能力。也就是说，每个指状物在其每个尺寸方面(长度、宽度、厚度)都可以足够小，从而阻碍涡电流在该指状物自身内循环。

电极的所述部分可以是仅仅在一端电连接在一起的多个这种指状物的形式。也就是说，可以提供一种构造成用于在时变电磁场中使用的电能存储装置，该存储装置包括电极，该电极的至少一部分是仅仅在一端电连接在一起的多个这种指状物的形式。这种结构可以类似于手或梳子。指状物和它们之间的这种电连接可以基本上构成电极的所述部分的全部。电连接自身可以构成电极的所述部分的较小部分，指状物构成电极的所述部分的大部分。这样，电极的所述部分可以基本上没有涡电流可绕其流动的闭环。