[发明专利]用于抑制锂（Li）离子电池中容量损失的锂补充

说明书

一种锂离子电池包括壳体、壳体内的电极总成以及大容量再生电极。大容量再生电极处于外壳内并且与电极总成电隔离。大容量再生电极也与电极总成的单一面间隔开并且仅对应于该电极总成的单一面。大容量再生电极被配置为选择性地电连接到电极总成以提供锂离子来增加电极总成的容量。

技术领域

本发明涉及增加锂离子电池的电池容量。

背景技术

混合动力和电动车辆依靠牵引电池来提供能量和/或动力以推进车辆和动力配件负载。牵引电池可以由各种化学配方制成。牵引电池可以由锂离子(Li-ion)化合物制成。锂离子电池的容量倾向于随着电池老化并且经历反复的充电和放电循环随时间的推移而降低。随着电池荷电容量减少时，电池中存储了较少的能量，从而导致满荷电时的可行驶里程变小、燃油经济性降低以及车辆性能下降。

发明内容

根据实施例，锂电子电池包括壳体、壳体内的电极总成以及大容量再生电极。大容量再生电极处于壳体内并且与电极总成电隔离。大容量再生电极与电极总成的单一面间隔开并且仅对应于电极总成的单一面。大容量再生电极被配置为选择性地电连接到电极总成以提供锂离子来增加电极总成的容量。

在一个或多个实施例中，电极总成可以是卷绕总成，并且单一面可以是卷绕总成的平坦的面。大容量再生电极可以包括包围集电器和大容量活性材料的分隔件。大容量活性材料可以是大容量阴极材料并且可以是富含Ni的NMC、锂化硫或者xLi₂MnO₃·(1-x)LiZO₂，其中Z是Mn、Co或者Ni并且x是在0和1之间表示每个组分的百分比的值。大容量活性材料可以是大容量阳极材料并且可以是锂化金属氢化物；锂化SnO₂、锂化Co₃O₄、锂化CuSn或其合金；锂化Si；锂化Sn；或者锂化Ge。

根据实施例，一种系统包括电池和控制器，该电池具有壳体、处于壳体内的电极总成以及处于壳体内的大容量再生电极。大容量再生电极与所述电极总成电隔离并且间隔开。大容量再生电极仅对应于电极总成的单一面，并且被配置为经由电路选择性地电连接到该总成以增加该总成的容量。控制器配置为基于来自电池管理系统的信号激活电路。

在一个或多个实施例中，电池管理系统可以被配置为监测电池容量和退化并且输出关于电池容量和退化的信号。电极总成可以是卷绕总成，并且单一面可以是卷绕总成的平坦的面。大容量再生电极包括包围集电器和大容量活性材料的分隔件。大容量活性材料可以是大容量阴极材料并且可以是富含Ni的NMC、锂化硫或者xLi₂MnO₃·(1-x)LiZO₂，其中Z是Mn、Co或者Ni并且x是在0和1之间表示每个组分的百分比的值。大容量活性材料可以是大容量阳极材料并且可以是锂化金属氢化物；锂化SnO₂、锂化Co₃O₄、锂化CuSn或其合金；锂化Si；锂化Sn；或者锂化Ge。控制器可以被配置为设定电池的初始容量和在电极总成的容量增加之后新的初始容量。

根据实施例，锂离子电池包括壳体、处于壳体内并且具有至少一个面的卷绕电极总成以及处于壳体内的大容量再生电极。大容量再生电极与电极总成电隔离并且间隔开。大容量再生电极仅对应于电极总成的单一面。大容量再生电极被配置为经由再生电路选择性地电连接到电极总成以提供锂离子来增加电极总成的容量。

在一个或多个实施例中，至少一个面可以是卷绕总成的平坦的面。大容量再生电极可以包括包围集电器和大容量活性材料的分隔件。再生电路可以被控制器响应于来自电池管理系统的信号而激活，该电池管理系统配置为监测电池容量和退化。

附图说明

图1是示出了典型的传动系和能量存储部件的混合动力电动车辆的示意图；

图2A是具有锂再生电极和电池管理系统的示例性电池的示意图；