发明名称 可再充电之混合式电池/超电容器系统
摘要 一种可提供高能量密度与高功率密度可再充电混合式电池/超电容器电贮存系统,其包括一个插入电极(17)与一个电容器电极(13),兼具有隔板(15)与导电电流收集元件(11,19),以形成一个单一电池单元结构(10)。吸附于隔板(15)孔状结构之可解离盐的电解质溶液提供互补离子物质,于施加充电电流时,其分别逆向插入一个电极(17),并电容吸附在另一电极(13)表面。可在需要一种有用装置时,在长时间内以高功率恢复高密度贮存电能,并且经由无数充电回合迅速再贮存至安定电容。
申请公布号 TW463409 申请公布日期 2001.11.11
申请号 TW089106420 申请日期 2000.04.07
申请人 泰克迪亚科技公司 发明人 格兰 G. 阿马图西
分类号 H01M4/58;H01G9/00 主分类号 H01M4/58
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种可再充电电能贮存系统,其包括一个正电极 元件、一个负电极元件及一个插入其间且包含一 种流体电解质之隔板元件,该电解质包括一组可解 离盐之离子物质,其特征系 a)该电极元件之一包括一种可以插入第一种离子 物质,以适应第一极性电改变应用之材料,及 b)该电极元件另一者包括一种可以吸附第二种离 子物质,以适应相对极性同时发生之电改变应用之 材料。2.如申请专利范围第1项之贮存系统,其中该 第一离子物质系选自包括硷类、硷土类、镧类、 Al与Zn之群组。3.如申请专利范围第1项之贮存系统 ,其中该第二离子物质系选自包括PF6,ClO4,BF4,CF3SO3, 及SbF6之群组。4.如申请专利范围第1项之贮存系统 ,其中该一种电极元件材料系选自包括过渡金属氧 化物、硫化物、磷酸盐类与氟化物,以及硷金属与 硷土金属-合金金属与化合物。5.如申请专利范围 第1项之贮存系统,其中该一种电极元件材料系选 自包括开放结构含碳石墨、硬化碳与焦炭之群组 。6.如申请专利范围第1项之贮存系统,其中该其他 电极元件材料系选自包括假电容器与双层电容器 电极材料之群组。7.如申请专利范围第4项之贮存 系统,其中该一种电极元件材料系选自包括过渡金 属氧化物尖晶石化合物之群组。8.如申请专利范 围第7项之贮存系统,其中该一种电极元件材料系Li 4Ti5O12。9.如申请专利范围第6项之贮存系统,其中 该其他电极元件材料系选自包括大表面积活性碳 粉末、发泡体、纤维与纺织材料之群组。10.如申 请专利范围第1项之贮存系统,其中该电解质包括 至少一种可解离盐于有机溶剂中之0.5M至2.0M溶液, 该溶剂选自包括碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸 丙烯酯、二乙氧基乙烷、碳酸二乙酯、二甲氧基 乙烷、四氢吩与碳酸二丙酯及其混合物之群组 。11.如申请专利范围第10项之贮存系统,其中该至 少一种可解离盐系选自包括LiPF6.LiClO4.LiN(CF3SO2)2. LiBF4.LiCF3SO3与LiSbF6之群组。12.一种可再充电混合 式电池/超电容器系统,其包括一个正电极元件、 一个负电极元件与一个插入其间且包含一种流体 电解质之隔板元件,该电解质包括一对可解离盐之 离子物质, 其特征系 a)该电极元件之一包括一层材料,该层材料可以插 入第一种离子物质,以适应第一极性电改变应用, 及 b)该电极元件另一者包括一层材料,该材料可以吸 附第二种离子物质,以适应相对极性同时发生之电 改变应用, c)该隔板元件包括一微孔状层,其中分散有该可解 离盐之非水性溶液,以及 d)在各元件之个别界面将彼黏合成一或多个邻近 元件,形成一个单一层叠结构。13.如申请专利范围 第12项之混合系统,其中将各个电极元件黏合成个 别导电性电流收集器元件。14.如申请专利范围第 12项之混合系统,其中 a)该等电极元件层各者均包括一种聚合基质,其中 分散有个别离子插入与离子吸附材料, b)该隔板元件层包括一种聚合隔膜,其中分散有很 多孔与空隙,以及 c)该等元件系藉由热黏合作用于该等元件之聚合 表面处黏合。15.如申请专利范围第12项之混合系 统,其中该一种电极元件材料系选自包括过渡金属 氧化物、硫化物、磷酸盐类与氟化物,以及硷金属 与硷土金属-合金金属与化合物之群组。16.如申请 专利范围第12项之混合系统,其中该一种电极元件 材料系选自包括开放结构含碳石墨、硬化碳与焦 炭之群组。17.如申请专利范围第12项之混合系统, 其中该另一电极元件材料系选自包括假电容器与 双层电容器电极材料以及大表面积活性碳粉末与 纤维之群组。18.如申请专利范围第12项之混合系 统,其中该电解质包括至少一种可解离盐于有机溶 剂中之0.5M至2.0M溶液,该溶剂选自包括碳酸乙烯酯 、碳酸二甲酯、碳酸丙烯酯、二乙氧基乙烷、碳 酸二乙酯、二甲氧基乙烷、四氢吩与碳酸二丙 酯及其混合物之群组。19.如申请专利范围第18项 之贮存系统,其中至少一种可解离盐系选自包括 LiPF6.LiClO4.LiN(CF3SO2)2.LiBF4.LiCF3SO3与LiSbF6之群组。20. 如申请专利范围第12项之混合系统,其中 a)该一种电极元件层包括Li4Ti5O12, b)该另一电极元件层包括一种高表面积活性碳,以 及 c)该电解质包括于碳酸乙烯酯:碳酸二甲酯为2:1混 合物中1M之LiPF6溶液。图式简单说明: 第一图系本发明一种层叠混合式电池/超电容器电 池结构之横断面图示; 第二图系先前技艺代表性锂离子插入电池中,个别 电极充电/放电电压特性之图表; 第三图系先前技艺代表性双层超电容器中,个别电 极充电/放电电压特性之图表; 第四图系本发明混合式电池/超电容器系统中,个 别电极充电/放电电压特性之图表; 第五图系本发明一具体实例中之个别电极与复合 混合系统电压水准; 第六图系延长充电/放电循九时,本发明混合式电 池/超电容器系统具体实例之一的充电电容器图表 ;以及 第七图系若干适于制造本发明混合系统负电极之 化合物的插入电压范围。
地址 美国