【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】集成能量和功率装置本申请依据35U.S.C.§120要求于2015年1月30日提交的序列号为14/610,706的美国申请的优先权的权益,本文以该申请的内容为基础并且其全文通过引用的方式纳入本文。本文中提及的每种公开物或专利文件的完整公开内容通过引用纳入本文。
技术介绍
本公开涉及提供能量和功率益处的装置。
技术实现思路
在实施方式中,本公开提供了提供优异能量和功率输出的集成装置,以及制造和使用该集成能量和功率装置(IEPD)的方法。附图简要说明在本公开的实施方式中:图1为示出了在调整期间实施例1、2和3的三种本专利技术的IEPD装置的能量密度的曲线图。图2为示出了实施例1、2和3的每种IEPD装置的速率性能的曲线图。图3为示出了实施例1、2和3的每种IEPD装置的循环性能的曲线图。图4为法拉第阳极电极组合物(500)的截面示意图,其包括硬碳(510)和石墨(520),二者分别涂布在铜箔(530)的相对侧上。图5为另一个法拉第阳极电极组合物(600)的截面示意图,其包括涂布在铜箔(530)两侧上的硬碳(510)。图6为另一个法拉第阳极电极组合物(700)的截面示意图,其包括涂布在铜箔(530)两侧上的石墨(520)。图7为具有法拉第阴极组合物——例如锂过渡金属络合物(810)——的法拉第阴极电极(900)的截面示意图,所述法拉第阴极组合物涂布在铝箔(830)的两侧上。图8为具有非法拉第材料组合物——例如活性碳(820)——的非法拉第阴极电极(1000)的截面示意图,所述非法拉第材料组合物涂布在铝箔(830)的两侧上。图9示出了实施例1的示例性IEPD构造(1300) ...
【技术保护点】
一种锂离子能量和功率系统,其包括:壳体,所述壳体含有:至少三个电极,其包括:至少一个第一电极,所述至少一个第一电极包括阴极法拉第能量储存材料;至少一个第二电极,所述至少一个第二电极包括阳极法拉第能量储存材料;和至少一个第三电极,所述至少一个第三电极包括阴极非法拉第能量储存材料,其中所述至少一个第一电极与所述至少一个第二电极相邻,并且所述至少一个第三电极与所述至少一个第二电极相邻,并且所述至少一个第二电极与电耦合的至少一个第一电极和所述至少一个第三电极电学隔离;位于相邻电极之间的隔膜;和在相邻电极之间的液体电解质。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.30 US 14/610,7061.一种锂离子能量和功率系统,其包括:壳体,所述壳体含有:至少三个电极,其包括:至少一个第一电极,所述至少一个第一电极包括阴极法拉第能量储存材料;至少一个第二电极,所述至少一个第二电极包括阳极法拉第能量储存材料;和至少一个第三电极,所述至少一个第三电极包括阴极非法拉第能量储存材料,其中所述至少一个第一电极与所述至少一个第二电极相邻,并且所述至少一个第三电极与所述至少一个第二电极相邻,并且所述至少一个第二电极与电耦合的至少一个第一电极和所述至少一个第三电极电学隔离;位于相邻电极之间的隔膜;和在相邻电极之间的液体电解质。2.如权利要求1所述的装置,其中,在所述第一电极中的阴极法拉第能量储存材料包括锂过渡金属络合物,在所述第二电极中的阳极法拉第能量储存材料包括具有1至500m2/g的低表面积的嵌入硬碳或石墨,并且在所述第三电极中的阴极非法拉第能量储存材料包括具有800至3000m2/g的高表面积的碳。3.如权利要求1至2中任一项所述的装置,其中:所述阴极法拉第能量储存材料为锂过渡金属络合物,所述锂过渡金属络合物选自:LiCoO2、LiMn1.5Ni0.5O4、LiMn2O4、LiFePO4、LiNiMnCoO2、LiNiCoAlO2或其混合物;所述阳极法拉第能量储存材料选自:硅纳米颗粒;多孔硅;锡纳米颗粒;石墨烯;钒氧化物来源的化合物;碳纳米管;钛氧化物来源的化合物;锗;锑;石墨碳;硬碳;或其混合物;并且所述阴极法拉第能量储存材料选自:表面积为800至3000m2/gm的活性碳并且活性碳在至少一个第三电极中占总活性材料的51至100重量%;活性碳与石墨的混合物;活性碳与硬碳的混合物;或它们的混合物。4.如权利要求1至3中任一项所述的装置,其中,阴极法拉第能量储存材料、非阴极法拉第能量储存材料以及阳极法拉第能量储存材料包括具有由式(I)、(II)或(III)中的至少一个表示的相对空间关系的部件:C/S\A\S/C/S\A\S/C/S\A\S/C/S\A\S/CSC’/S\A\S/C’(I);C/S\A\S/C/S\A\S/CSC’/S\A\S/C’(II);C/S\A\S/C/S\A\S/C/S\A\S/C/S\A\S/C/S\A\S/C/S\A\S/CSC’/S\A\S/C’(III),其中,“C”为法拉第阴极,“C’”为非法拉第阴极,“/”为单侧涂层,“/C/”为在两侧上涂布了的法拉第阴极,“S”为隔膜,以及“\A\”为在两侧上涂布了的法拉第阳极。5.如权利要求1至4中任一项所述的装置,其中,所述至少三个电极中的至少两个包括多个阴极法拉第能量储存材料电极和多个阴极非法拉第能量储存材料电极,其中,阴极法拉第电极的数目与阴极非法拉第电极的数目之比为0.01至50。6.如权利要求1至5中任一项所述的装置,其还包括用于每个电极的外部连接器,或者用于两个或多个相同电极的每个组的外部连接器。7.如权利要求6所述的装置,其还包括连接至每个电极或两个或多个相同电极的每个组的每个外部连接器的外部开关。8.如权利要求1至7中任一项所述的装置,其中,将阳极法拉第能量储存材料涂布在铜箔集流器上,并且将阴极法拉第能量储存材料和阴极非法拉第能量储存材料各自分别涂布在铝箔集流器上。9.如权利要求1至8中任一项所述的装置,其中,电解质选自以下至少一种:在非水性溶剂中的LiPF6;鎓...
【专利技术属性】
技术研发人员:K·P·加德卡埃,R·S·卡达姆,
申请(专利权)人:康宁股份有限公司,
类型:发明
国别省市:美国,US
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