二次电池系统以及二次电池系统的使用方法技术方案

本发明专利技术提供能够快速充电的二次电池及其恰当的使用方法。二次电池系统(1)的氢源(10)具备氢制造装置。另外，二次电池(11)具备正极(12)、包含储氢合金的负极(13)、隔膜(14)以及收容正极(12)、负极(14)以及隔膜(13)的容器(15)。进而，本发明专利技术的二次电池系统具备氢流路(21)，该氢流路(21)用于连接二次电池(11)与氢源(10)而向二次电池(11)导入氢，且将剩余的氢排出。本发明专利技术的二次电池系统(1)通过进行从氢源(10)供给氢并向负极(13)供给的工序、向外部负载供电的放电工序、从外部电源(30)向正极(12)和负极(13)供给规定的电流的充电工序、以及将作为充电工序的副产物的氢向氢流路(21)排出的工序，能够反复进行放电和快速充电。能够反复进行放电和快速充电。能够反复进行放电和快速充电。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】二次电池系统以及二次电池系统的使用方法


[0001]本专利技术涉及二次电池系统以及二次电池系统的使用方法。特别是涉及通过从具备氢制造装置的氢源供给氢而能够快速地进行充电的二次电池系统。

技术介绍

[0002]二次电池迄今为止被用作一次电池的替代品或者汽车用蓄电池。但是，近年来，二次电池也被用作用于自然能量的贮藏和输出的蓄电池、或者被用作车辆的动力源。特别是二次电池中的镍氢电池、锂离子电池作为混合动力车、电动汽车或者电动助力自行车等车辆的动力源，其用途正在扩大。
[0003]作为镍氢电池，在负极使用了储氢合金的镍金属氢化物电池正在普及。由于镍氢电池能够提供小型且大容量的二次电池，因此被优选用作混合动力车的动力源。另一方面，由于镍氢电池根据充电的条件而放出氢、氧，因此需要进行恰当的充放电管理。另外，与其他二次电池同样地，在将大容量的电池构成为车辆的动力源的情况下，充电时间变得非常长。
[0004]例如，在以0.1C对C速率为1C的镍氢电池进行充电的情况下，一般认为需要10小时以上的充电时间。因此，进行了通过进行0.2C～0.3C的快速充电来缩短充电时间的尝试。但是，在这样的快速充电中，也需要数小时的充电时间。
[0005]专利文献1公开了搭载于人造卫星等的镍氢电池。专利文献1的镍氢电池在作为压力容器的电池容器内收容氢气，通过作为正极的镍极和作为负极的氢极各自的极中的化学反应而进行发电。该镍氢电池供给将在充放电中在电池容器内产生的氢转换成水的物质，降低容器的压力，进行电池的长寿命化。将氢转化为水的具体方法是朝向容器供给氧气。
[0006]专利文献2公开了如下技术：在镍氢电池中，为了抑制充电时的氧气的产生，在正极应用含有锰的镍的复合氢氧化物。专利文献3公开了能够应对镍氢电池的快速充电的正极的结构。专利文献3中的正极以氢氧化镍为主要成分，在其中含有钴系成分、氧化钇成分等，进而包覆有在氧化锡系导电性物质或者由镀镍形成的物质中加入橡胶成分所得的物质。使用专利文献3的正极时的高速充电的方法为3C或者4C条件。
[0007]专利文献4公开了如下技术：为了提高镍氢电池的充电速度而将负极的储氢合金形成为纤维状。专利文献4没有示出具体的充电速度的提高效果。专利文献5公开了通过氢以及氧的供给来进行镍氢电池的充电的技术。在专利文献5中公开的镍氢电池为了能够进行基于氧以及氢的供给的充电而在正极中应用了含有氢氧化锰的物质。
[0008]专利文献6公开了对镍氢电池进行快速充电的技术。专利文献6的镍氢电池经由供排气管以及控制阀将氢气贮藏罐与镍氢电池连接，将镍氢电池充电时产生的氢气回收到氢贮藏罐。另外，在通过放电而使电槽内的压力下降至规定值以下的情况下，从氢贮藏罐向电池内供给氢气。
[0009]现有技术文献
[0010]专利文献
[0011]专利文献1：日本特开平7
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288137号公报
[0012]专利文献2：日本特开平11
‑
273716号公报
[0013]专利文献3：日本特开2003
‑
297351号公报
[0014]专利文献4：日本特开2004
‑
22332号公报
[0015]专利文献5：日本特开2010
‑
15729号公报
[0016]专利文献6：日本特开2003
‑
178738号公报

技术实现思路

[0017]专利技术所要解决的技术问题
[0018]在镍氢电池中，进行了各种缩短充电时间的尝试。但是，即使进行正极和负极的材料变更、电池结构的改善，充电时间的缩短效果依旧不充分。如专利文献6所公开的那样的、在将充电时排出的氢回收到贮藏罐并在放电时使回收的氢返回的系统中，需要作为压力容器的氢的贮藏罐。另外，在反复充电而使电池内的氢减少的情况下，仅通过使回收的氢气返回，有可能无法确保氢的需要量。在该情况下，另外需要向电池内供给氢的单元。
[0019]本专利技术就是鉴于这样的现状而完成的，作为应解决的课题而提供能够快速充电的二次电池系统及其使用方法。
[0020]用于解决技术问题的方案
[0021]本专利技术涉及一种二次电池系统，具备氢源以及一个或者多个二次电池。本专利技术的二次电池系统的特征在于，氢源具备氢制造装置。另外，本专利技术的二次电池系统的二次电池具备：正极；负极；隔膜，包含电解液，将正极与负极隔开；以及容器，收容正极、负极以及隔膜。进而，本专利技术的二次电池系统的特征在于，具备氢流路，该氢流路连接二次电池与氢源而向二次电池导入氢，且将剩余的氢排出。
[0022]本专利技术的二次电池系统通过具备氢制造装置而充分地提供放电时所需的氢，能够反复进行高速充电。
[0023]本专利技术的二次电池系统优选的是，负极为储氢合金。另外，本专利技术的二次电池系统优选的是，正极为氢氧化镍。
[0024]本专利技术的二次电池系统的氢制造装置优选具备：氨贮藏容器；等离子体反应容器，用于分解氨而形成等离子体，且具备氨供给口以及氢出口；等离子体产生用电源；以及氢分离膜，划分等离子体反应容器的氢出口侧，氢分离膜是从在等离子体反应容器内成为等离子体的氨中分离氢并使其通过氢出口侧的装置。
[0025]本专利技术的二次电池系统的容器的氢流路优选具备氢量调整阀，该氢量调整阀从氢流路导入氢，并将剩余的氢排出。
[0026]本专利技术还提供一种二次电池系统的使用方法。本专利技术的二次电池的使用方法的特征在于，所述二次电池的使用方法包括：从氢源向容器供给氢的工序；向外部负载供电的放电工序；从外部电源供给规定的电流的充电工序；以及将作为充电工序的副产物的氢向氢流路排出的工序。
[0027]在具备第一二次电池和第二二次电池的二次电池系统中，能够高扩：从氢源向第一二次电池供给氢的工序；第一二次电池的放电工序；第一二次电池的充电工序；以及将作为第一二次电池中的充电工序的副产物的氢经由氢流路向第二二次电池供给的工序。
[0028]专利技术效果
[0029]在本专利技术的二次电池系统中，在以大电流进行充电并放出所产生的剩余的氢和氧之后，从氢制造装置供给氢，从而能够极其迅速地完成充电。
[0030]由于本专利技术的二次电池系统具备氢制造装置，因此无需贮藏氢的压力容器，能够使系统整体小型化。另外，由于通过氢制造装置能够随时供给氢，因此能够始终提供所需的氢量，维持二次电池的充放电特性。
附图说明
[0031]图1是示意性地表示根据本专利技术的实施方式的二次电池系统的结构的图。
[0032]图2是示意性地表示具备第一二次电池和第二二次电池的二次电池系统的结构的图。
[0033]图3是表示实施例的二次电池的放电特性的图。
[0034]图4是表示实施例的二次电池的充电特性的图。
[0035]图5是表示实施例的二次电池的快速充电后的放电特性的图。
[0036]图6是表示比较例的二次电池的放电特性的图。
[0037]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种二次电池系统，具备氢源以及一个或者多个二次电池，其特征在于，所述氢源具备氢制造装置，所述二次电池具备：正极；负极；隔膜，包含电解液，将所述正极和所述负极隔开；以及容器，收容所述正极、所述负极以及所述隔膜，所述二次电池系统还具备氢流路，所述氢流路连接所述二次电池与所述氢源而向所述二次电池导入氢，且将剩余的氢排出。2.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，所述负极为储氢合金。3.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，所述正极为氢氧化镍。4.根据权利要求1所述的二次电池系统，其特征在于，所述氢制造装置具备：氨贮藏容器；等离子体反应容器，用于分解氨而形成等离子体，且具备氨供给口以及氢出口；等离子体产生用电源；以及氢分离膜，划分该等离子体反应容器的氢出口侧，所述氢分离膜从在所述等离子体反应容器内成为等离子体的氨中分离氢，并使所述氢通过所...

【专利技术属性】
技术研发人员：神原信志，早川幸男，三浦友规，田中裕弥，池田达也，
申请(专利权)人：泽藤电机株式会社，
类型：发明
国别省市：