[发明专利]电池、利用电池储存电力的方法和提供电力的方法

说明书

本发明涉及电池、利用电池储存电力的方法和提供电力的方法。用于防止内部短路发生和传播的电池单元设计。描述了一种电池和相关方法。该电池可包括多个电池单元段。各个电池单元段可包括阳极段、阴极段以及一个或更多个限流器。所述一个或更多个限流器被配置为基于电池单元段内的短路的发生有条件地将电池单元段电隔离。该电池可用于储存电力和/或向负载提供电力。

技术领域

本公开总体上涉及电池，更具体地，涉及与具有多个电池单元段的电池有关的方法和设备。

背景技术

电池用于储存电力并为飞机、地面车辆、个人电子装置以及其它电动装置提供电力。电池可具有正端子或电极以及负端子或电极。然后，从电池汲取电力的“负载”或装置可经由导电体(例如，导线、电触点和/或电缆)连接到电路中的正端子和负端子。然后，电池可在向负载提供电力时在放电模式下操作。为了给电池充电，可将电源电连接到电路中的正端子和负端子，并且电池可在充电模式下操作以从电源“充电”或汲取并储存电力。在一些应用中，作为在车辆和电力系统中使用的电池，电池可连接到一个或更多个装置，所述一个或更多个装置可充当汽车的其余部分的负载和电源二者。在汽车正启动时，汽车的其余部分可充当负载从汽车电池汲取电力。在汽车已启动之后，汽车的交流发电机和/或再生制动系统可充当电源以给电池充电。

在一些情况下，由于环境条件、电池的构造和/或设计中的故障、电池的物理损坏以及电池储存和提供电流的化学品的(逐渐)劣化，电池可能失效。这些故障可能导致没有电力被提供给电路的电开路和/或创建电池内的低电阻路径的电池内部电短路。短路可导致非预期的大量电力被提供给电路的组件，包括但不限于电路中的电池。

发明内容

在示例实施方式中，描述了一种电池。该电池包括一个或更多个单元。各个单元包括多个电池单元段。各个电池单元段包括：阳极段；阴极段；以及一个或更多个限流器，其被配置为基于电池单元段内的短路的发生有条件地将电池单元段电隔离。

在另一示例实施方式中，描述了一种方法。使用电池来储存电力，其中所述电池包括一个或更多个单元，其中各个单元包括多个电池单元段，并且其中各个电池单元段包括：阳极段、阴极段和一个或更多个限流器。基于电池单元段内的短路的发生有条件地将特定电池单元段电隔离。

在另一示例实施方式中，描述了一种方法。使用电池来向负载提供电力，其中所述电池包括一个或更多个单元，其中各个单元包括多个电池单元段，并且其中各个电池单元段包括：阳极段、阴极段和一个或更多个限流器。基于电池单元段内的短路的发生有条件地将特定电池单元段电隔离。

应该理解，在此发明内容部分中以及本文献中的其它地方提供的描述旨在通过非限制性示例来示出本公开的各方面。通常，本文所讨论的特征、功能、组件和优点可在各种实施方式中独立地实现或者可在其它实施方式中被组合，其进一步的细节在以下描述和附图中公开。

附图说明

图1是根据示例实施方式的电池和电负载的框图。

图2是传统电池单元的框图。

图3是向电负载提供电流的图2的电池单元的图。

图4是基于均匀离子流向电负载提供电流的图2的电池单元的图。

图5是基于退化(degraded)离子流向电负载提供电流的图2的电池单元的图。

图6是具有扩大的退化区域的图2的电池单元的图。

图7是在扩大的退化区域中具有短通道的图2的电池单元的图。

图8是当在正常放电模式下操作时向电负载提供电子流的图2的电池单元的阳极片和阴极片的图。

图9是具有短通道的图2的电池单元的阳极和阴极片的图。

图10是根据示例实施方式的图1的电池的电池单元的分段阳极片和负电极的图。