[发明专利]基于复合材料电极的复合动力固态储能电芯

说明书

本发明公开了一种基于复合材料电极的复合动力固态储能电芯，包括软包体，所述软包体内设有复合在一起的至少一个固态电池单元和固态电容单元。本发明的基于复合材料电极的复合动力固态储能电芯，通过将固态电池单元和固态电容单元复合在一起，不仅能够减小体积和重量，提高能量密度，而且固态电池单元之间、固态电容单元之间以及固态电池单元和固态电容单元之间可任意组合对外输出电能，在满足储能容量和大功率放点要求的条件下，可根据不同的应用场景控制固态电池单元和固态电容单元的输出电能比例，以实现固态电池单元始终在最佳倍率下运行，达到长距离、长寿命循环使用的目的。

技术领域

本发明属于储能设备技术领域，具体的为一种基于复合材料电极的复合动力固态储能电芯。

背景技术

公开号为CN203503746U的中国专利公开了一种锂离子电池与电容器一体式电池，包括顶部开口的圆柱状钢壳和设在圆柱状钢壳顶部开口处的圆柱状电容器，其中，圆柱状钢壳内部设有圆柱状电芯，圆柱状电芯由依次叠置并卷绕的带复合材料正极耳的复合材料正极片，带复合材料负极耳的复合材料负极片和隔膜构成，圆柱状电芯底部的复合材料负极耳与圆柱状钢壳的底部相连，圆柱状钢壳的顶部和圆柱状电容器的外壳相连且构成该电池的复合材料负极；圆柱状电芯顶部的复合材料正极耳通过圆柱状电容器的底部与设在圆柱状电容器顶部的复合材料正极相连通，所述圆柱状钢壳的内部设有锂离子电池电解液。

该锂离子电池与电容器一体式电池本质上是将独立的电容器和独立的锂离子电池通过机械的方式设置为一体，即相较于电容器和锂离子电池的体积，该一体式电池并未达到减小体积的目的。另外，该一体式电池将电容器和锂离子电池直接通过结构并联连接，无法实现电容器和锂离子电池单独充放电的技术目的，更无法根据应用场景而调整电池和电容的电能输出方式。

随着储能技术领域的发展，本领域技术人员发现，电容器和电池均有其各自的特点和优缺点。电容器具有充放电快和使用寿命长的优点，可用于输出大功率，但储能容量较电池小。电池具有储能容量大的优点，但存在充放电较慢的缺点，若用于输出大功率，则对其使用寿命影响很大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于复合材料电极的复合动力固态储能电芯，不仅能够减小体积和重量，提高能量密度，而且在满足储能容量和大功率放电要求的条件下，可以实现电池单元始终在最佳倍率下运行，达到长距离、长寿命循环使用的目的。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于复合材料电极的复合动力固态储能电芯，

包括软包体，所述软包体内设有复合在一起的至少一个固态电池单元和固态电容单元；

所述固态电池单元包括至少一个复合材料正极和至少一个复合材料负极；

所述复合材料正极和复合材料负极交错设置；

相邻的所述复合材料正极和复合材料负极之间设有固态离子导体膜Ⅰ；

所述复合材料正极采用正极活性材料与固态离子导体材料Ⅰ的混合物制成；

所述复合材料负极采用负极活性材料与固态离子导体材料Ⅱ的混合物制成；

和/或，

固态电容单元包括至少一个第一复合材料电容电极和至少一个第二复合材料电容电极；

所述第一复合材料电容电极和第二复合材料电容电极交错设置；

相邻的所述第一复合材料电容电极和第二复合材料电容电极之间设有固态离子导体膜Ⅱ；

所述第一复合材料电容电极采用第一电容电极活性材料与固态离子导体材料Ⅰ的混合物制成；

所述第二复合材料电容电极采用第二电容电极活性材料与固态离子导体材料Ⅱ的混合物制成。