[发明专利]可变内阻的电池

说明书

公开了一种根据温度调制其欧姆电阻的可再充电电池。

相关申请的交叉引用

本申请要求2014年5月1日提交的美国专利申请No.14/267,648的优先权，后者要求2013年10月11日提交的美国临时专利申请No.61/890,012的权益，两者的公开内容在此通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本发明主要涉及可再充电电池，并且更特别地涉及一种被设计成具有超过一个内阻级别的可再充电电池。内阻级别基本随着温度变化。这些电池能够具有改进的性能和安全性，并且包括用于电子装置、车辆和电网蓄能的锂离子电池。

背景技术

用于电子装置、运输和电网蓄能的能量密集的可再充电电池通常受到低温时的低性能以及高温时的安全性问题的困扰。在低温，尤其是在低于冰点的温度下，可再充电电池，尤其是锂离子电池由于在电池单体中发生的迟缓电化学动力学和传递过程而展现非常低的功率性能和低能量。在高温下，锂离子电池具有经历热失控的强烈趋势，导致相当大的危险性。存在一种对具有低温下的改进的性能和/或改进的高温安全性的可再充电电池的需求。

发明内容

本公开的优点在于一种可变内阻的可再充电电池，诸如被设计成具有能够基本随着电池温度而变化的两个或者更多内阻级别的锂离子电池。能够通过主动或者被动配置实施可变内阻机制。有利地，这些电池能够在一个温度范围上以一个内阻级别运行，并且在其它温度或范围上以其它内阻级别运行。各种内阻级别之间的差异能够为2至50或者更高的倍数。在本公开的实施例中，各种内阻级别之间的差异能够为在2至500之间并且包括2至500的倍数，例如在2至100之间并且包括2至100，或者在2至50之间并且包括2至50。不同电阻级别之间的切换能够提高可再充电电池的性能和安全性。例如，当电池温度升高至高于正常运行范围，例如约45℃至55℃或者更高时，则电池的内部欧姆电阻能够剧烈地升高，使得将可能的最大充电/放电电流保持在低水平，这继而充分降低内部发热。低很多的最大可能电流和低很多的内部发热率的组合提高了高温下的电池安全性。