双极导电薄膜连接结构的储能设备的制作方法

文档序号:22580333发布日期:2020-10-20 17:00阅读:80来源:国知局
双极导电薄膜连接结构的储能设备的制作方法

本发明属于储能设备技术领域,具体的为一种双极导电薄膜连接结构的储能设备。



背景技术:

现有的锂离子电池包括正电极、负电极和离子膜,正电极和负电极之间设有电解液。根据锂离子电池的充放电原理可知:锂离子电池的充放电过程,就是锂离子的嵌入和脱嵌过程。当对电池进行充电时,电池的正极上有锂离子生成,生成的锂离子经过电解液运动到负极。而作为负极的碳呈层状结构,它有很多微孔,达到负极的锂离子就嵌入到碳层的微孔中,嵌入的锂离子越多,充电容量越高。同样,当对电池进行放电时,嵌在负极碳层中的锂离子脱出,又运动回正极。回正极的锂离子越多,放电容量越高。

锂离子电池的额定电压因材料的变化而不同,一般为3.7v(以磷酸铁锂为正极的则为3.2v),充满电时的终止充电电压一般是4.2v,(以磷酸铁锂为正极的则为3.65v)。当以锂离子电池作为动力电池时,往往由于单节锂离子电池电压过低而需要将多节锂离子电池串联使用,虽然在一定程度上能够满足使用要求,但串联的锂离子电池无疑会增大电池包的尺寸和重量。



技术实现要素:

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种双极导电薄膜连接结构的储能设备,能够根据需要输出所需电压,并具有结构紧凑和尺寸小的优点。

为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:

一种双极导电薄膜连接结构的储能设备,包括依次设置的储能单元,相邻两个所述储能单元之间采用可电子导电但隔绝离子导电的双极导电薄膜相连;所述储能单元包括电子绝缘但可离子导电或电解液穿越的离子膜,所述离子膜的两侧分别设有第一电极和第二电极;

相邻两个所述储能单元中,其中一个所述储能单元的所述第二电极与另一个所述储能单元的第一电极之间相邻设置,且在该相邻的所述第二电极与第一电极之间采用所述双极导电薄膜相连;或,

相邻两个所述储能单元中,其中一个所述储能单元的所述第一电极与另一个所述储能单元的第一电极之间相邻设置,或其中一个所述储能单元的所述第二电极与另一个所述储能单元的第二电极之间相邻设置,该相邻的两个所述第一电极之间或相邻的两个所述第二电极之间采用所述双极导电薄膜相连;所有的所述双极导电薄膜中,位于相邻的两个所述第一电极之间的所述双极导电薄膜之间采用外电路或内电路导电连接,位于相邻的两个所述第二电极之间的所述双极导电薄膜之间采用外电路或内电路导电连接;或,

相邻的至少两个所述储能单元构成储能组,属于同一个所述储能组的相邻两个所述储能单元中,其中一个所述储能单元的所述第二电极与另一个所述储能单元的第一电极之间相邻设置,且在该相邻的所述第二电极与第一电极之间设有所述双极导电薄膜相连;相邻两个所述储能组中,位于其中一个所述储能组端部的所述第一电极与位于另一个所述储能组端部的所述第一电极相邻设置,或位于所述其中一个所述储能组端部的所述第二电极与位于另一个所述储能组端部的所述第二电极相邻设置,并在该相邻的两个所述第一电极之间或相邻的两个所述第二电极之间双极导电薄膜采用可电子导电但隔绝离子导电的第一导电体相连,位于所述储能组之间的所有所述双极导电薄膜第一导电体中,位于相邻的两个所述第一电极之间的所述第一导电体双极导电薄膜之间采用外电路或内电路导电连接,位于相邻的两个所述第二电极之间的所述第一导电体双极导电薄膜之间采用外电路或内电路导电连接;或,

相邻的至少两个所述储能单元构成储能组,属于同一个所述储能组的相邻两个所述储能单元中,其中一个所述储能单元的所述第一电极与另一个所述储能单元的第一电极之间相邻设置,或其中一个所述储能单元的所述第二电极与另一个所述储能单元的第二电极之间相邻设置,该相邻的两个所述第一电极之间或相邻的两个所述第二电极之间采用所述双极导电薄膜相连;位于同一个所述储能组内的所有所述双极导电薄膜中,位于相邻的两个所述第一电极之间的所述双极导电薄膜之间采用外电路或内电路导电连接,位于相邻的两个所述第二电极之间的所述双极导电薄膜之间采用外电路或内电路导电连接;相邻两个所述储能组中,位于其中一个所述储能组端部的第一电极与位于另一个所述储能组端部的第二电极相邻设置,且在该相邻的所述第一电极和第二电极之间双极导电薄膜采用可电子导电但隔绝离子导电的第一导电体相连。

进一步,所有的所述储能组内包含的所述储能单元的数量相等。

进一步,所述储能单元为电池储能单元,所述第一电极和第二电极分别为所述电池储能单元的正电极和负电极;所述离子膜位于属于同一个所述电池储能单元的所述正电极和负电极之间。

进一步,所述储能单元为电容储能单元,所述第一电极和第二电极分别为所述电容储能单元的第一电容电极和第二电容电极,所述离子膜位于属于同一个所述电容储能单元的所述第一电容电极和第二电容电极之间。

进一步,所述第一电容电极和第二电容电极采用相同的电容电极材料制成或采用不同的电容电极材料制成。

进一步,所述储能单元为混合储能单元,所述第一电极采用电池正极材料或电池负极材料制成,所述第二电极采用电容电极材料制成;或,所述第一电极采用电容电极材料制成,所述第二电极采用电池正极材料或电池负极材料制成。

进一步,所述离子膜的厚度大于等于1nm,所述第一电极的厚度大于等于1nm,所述第二电极的厚度大于等于1nm。

进一步,所述第一导电体和第二导电体采用所述双极导电薄膜。

进一步,所述双极导电薄膜涂覆在对应的所述第一电极或第二电极的侧面上。

进一步,相邻两个所述电池储能单元中,其中一个所述电池储能单元的所述第一电极和/或与其相邻的另一个所述储能电池单元的所述第二电极上设有所述双极导电薄膜;或,

相邻两个所述电池储能单元中,其中一个所述电池储能单元的所述第一电极和/或与其相邻的另一个所述电池储能单元的所述第一电极上设有所述双极导电薄膜;或,

相邻两个所述电池储能单元中,其中一个所述电池储能单元的所述第二电极和/或与其相邻的另一个所述电池储能单元的所述第二电极上设有所述双极导电薄膜。

进一步,所述双极导电薄膜采用但不限于碳、石墨、石墨烯或金属膜制成。

进一步,所述双极导电薄膜的厚度大于等于1nm。

进一步,属于同一个所述储能单元的所述离子膜与所述第一电极设置为一体;或属于同一个所述储能单元的所述离子膜与所述第二电极设置为一体;或属于同一个所述储能单元的所述第一电极、离子膜和第二电极设置为一体。

进一步,所述双极导电薄膜包括基体,所述基体的两侧分别设有导电层,两层所述导电层之间导电连接;或,所述基体内填充设有导电材料,所述导电材料分别从所述基体的两侧侧面上露出;或,所述基体为良好导电且离子隔绝的导电薄膜直接用作双极导电薄膜。

进一步,所述基体采用金属箔材或非金属薄膜制成。

进一步,所述金属箔材包括但不限于铜箔、铝箔或钢箔;所述非金属薄膜包括但不限于聚合物,炭纤维,石墨烯。

进一步,所述基体上阵列设有镂空孔,位于所述基体两侧的所述导电层材料填充所述镂空孔并实现导电连接;或,所述镂空孔内填充设有所述导电材料。

进一步,所述基体采用网状金属箔材或网状非金属薄膜,位于所述基体两侧的所述导电层材料填充所述网状金属箔材或网状非金属薄膜的网状空间并实现导电连接;或所述基体的网状空间内填充设有所述导电材料。

进一步,所述网状金属箔材采用网状铜箔,所述网状非金属薄膜采用网状碳纤维。

进一步,所述基材的厚度为大于等于1nm,所述导电层的厚度为大于等于0.5nm。

进一步,所述双极导电薄膜的端部设有极耳。

进一步,属于同一个所述储能单元的所述离子膜与所述第一电极设置为一体;或属于同一个所述储能单元的所述离子膜与所述第二电极设置为一体;或属于同一个所述储能单元的所述第一电极、离子膜和第二电极设置为一体。

进一步,所述双极导电薄膜采用可电子导电但隔绝离子导电的薄膜制成。

本发明的有益效果在于:

本发明的双极导电薄膜连接结构的储能设备,通过设置多个储能单元,储能单元之间可以实现多种连接方式:

1)串联连接:将分别属于两个储能单元的第一电极和第二电极相邻设置,如此,当在该相邻两个储能单元的第一电极与第二电极之间设置双极导电薄膜时,即可将该相邻的两个储能单元串联在一起,如此,即可将依次设置的所有储能单元串联连接,有效提高输出电压;

2)并联连接:将分别属于两个储能单元的第一电极相邻设置,并在该两个相邻设置的第一电极与之间设置双极导电薄膜和极耳,或将分别属于两个储能单元的第二电极相邻设置,并在该两个相邻设置的第二电极与之间设置双极导电薄膜和极耳;即可将该相邻的两个储能单元并联在一起,如此,即可将依次设置的所有储能单元并联连接,有效提高输出电流;

3)混联连接:将所有储能单元分为至少两个储能组,当属于同一个储能组的储能单元之间串联连接时,可将储能组之间并联连接,实现混联,能够根据需求输出电压;或,当属于同一个储能组的储能单元之间并联连接时,可将储能组之间串联连接,实现混联,能够根据需求输出电流;

综上,本发明的双极导电薄膜连接结构的储能设备可实现串联、并联或混联,即可根据使用需求而改变输出电压或输出电流,使用更加灵活多变;且所有储能单元依次排列设置,省去了现有单个电池的封装结构,结构更加紧凑,尺寸更小、重量更轻。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:

图1为本发明双极导电薄膜连接结构的储能设备实施例1的结构示意图,具体的,本实施例的双极导电薄膜涂覆在对应的第一电极和第二电极上,且所有储能单元之间串联连接;

图2为双极导电薄膜独立设置时的双极导电薄膜连接结构的储能设备的结构示意图;

图3为设有导电层的双极导电薄膜的结构示意图;

图4为填充导电材料时的双极导电薄膜的结构示意图;

图5为离子膜与第一电极设置为一体时的双极导电薄膜连接结构的储能设备结构示意图;

图6为离子膜与第二电极设置为一体时的双极导电薄膜连接结构的储能设备结构示意图;

图7为第一电极、离子膜和第二电极设置为一体时的双极导电薄膜连接结构的储能设备结构示意图;

图8为本发明双极导电薄膜连接结构的储能设备实施例2的结构示意图;

图9为本发明双极导电薄膜连接结构的储能设备实施例3的结构示意图;

图10为本发明双极导电薄膜连接结构的储能设备实施例4的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明,以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施,但所举实施例不作为对本发明的限定。

实施例1

如图1所示,为本发明双极导电薄膜连接结构的储能设备实施例1的结构示意图。本实施例的双极导电薄膜连接结构的储能设备,包括依次设置的储能单元,相邻两个储能单元之间采用可电子导电但隔绝离子导电的双极导电薄膜4相连;储能单元包括电子绝缘但可离子导电或电解液穿越的离子膜1,离子膜1的两侧分别设有第一电极2和第二电极3。

本实施例的相邻两个储能单元中,其中一个储能单元的第二电极3与另一个储能单元的第一电极2之间相邻设置,且在该相邻的第二电极3与第一电极2之间采用双极导电薄膜4相连,即本实施例的所有的储能单元之间串联连接。

具体的,储能单元可以采用多种形式,如:储能单元为电池储能单元,第一电极2和第二电极3分别为电池储能单元的正电极和负电极;离子膜1位于属于同一个电池储能单元的正电极和负电极之间,此时储能设备的两端分别设有集流体;或,储能单元为电容储能单元,第一电极2和第二电极3分别为电容储能单元的第一电容电极和第二电容电极,离子膜1位于属于同一个电容储能单元的第一电容电极和第二电容电极之间;当然,电容储能单元也可以采用多种结构形式,当第一电容电极和第二电容电极采用相同的电容电极材料制成时,此时的电容储能单元为对称式电容器,当第一电容电极和第二电容电极采用不同的电容电极材料制成时,此时的电容储能单元为非对称式电容器;或,储能单元为混合储能单元,第一电极2采用电池正极材料或电池负极材料制成,第二电极3采用电容电极材料制成;或第一电极1采用电容电极材料制成,第二电极3采用电池正极材料或电池负极材料制成,也可实现储能的技术目的。

进一步,离子膜1的厚度大于等于1nm,第一电极2的厚度大于等于1nm,第二电极3的厚度大于等于1nm。

进一步,本实施例的双极导电薄膜涂覆在对应的第一电极2或第二电极3的侧面上。相邻两个电池储能单元中,其中一个电池储能单元的第一电极2和/或与其相邻的另一个储能电池单元的第二电极3上设有双极导电薄膜1。本实施例同时在其中一个电池储能单元的第一电极2和与其相邻的另一个储能电池单元的第二电极3上设有双极导电薄膜1上涂覆设有双极导电薄膜,能够有效增强储能单元之间的导电连接性能,降低电阻和发热。当然,仅在其中一个电池储能单元的第一电极2或在与其相邻的另一个储能电池单元的第二电极3上设置双极导电薄膜1,也可实现在该相邻的第一电极2和第二电极3之间实现电子导电但不能实现离子导电的技术目的,不再累述。

当然,如图2所示,双极导电薄膜4还可以采用其他结构实现。如双极导电薄膜包括基体4a,基体4a的两侧分别设有导电层4b,两层导电层4b之间导电连接,如图3所示;或基体4a内填充设有导电材料4d,导电材料4d分别从基体4a的两侧侧面上露出,如图4所示。具体的,基体4a采用金属箔材或非金属薄膜制成。金属箔材包括但不限于铜箔、铝箔或钢箔;非金属薄膜包括包括但不限于聚合物,炭纤维或石墨烯。基体4a也可采用不同的结构实现,如:基体4a上阵列设有镂空孔4c,位于基体4a两侧的导电层4b材料填充镂空孔4c并实现导电连接,当然,在镂空孔4c内填充设有导电材料也可实现导电的技术目的;基体4a也可以采用网状金属箔材或网状非金属薄膜,位于基体4a两侧的导电层4b材料填充网状金属箔材或网状非金属薄膜的网状空间并实现导电连接,当然,基体4a的网状空间内填充设置导电材料也可实现导电的技术目的。网状金属箔材可以采用网状铜箔,网状非金属薄膜可以采用网状碳纤维。本实施例的基材4a的厚度为大于等于1nm,导电层4b的厚度为大于等于0.5nm。当然,双极导电薄膜也可以直接采用可电子导电但隔绝离子导电的薄膜制成,不再累述。

进一步,本实施例的双极导电薄膜1采用但不限于碳、石墨、石墨烯或金属膜制成,双极导电薄膜1的厚度大于等于1nm。本实施例的双极导电薄膜1采用石墨烯制成。

具体的,储能单元也可以采用多种结构,如:将属于同一个储能单元的离子膜1与第一电极2设置为一体,如图5所示;或将属于同一个储能单元的离子膜1与第二电极3设置为一体,如图6所示;或将属于同一个储能单元的第一电极2、离子膜1和第二电极3设置为一体,如图7所示。通过采用一体式的结构,能够有效简化储能单元的装配结构。

本实施例的双极导电薄膜连接结构的储能设备,通过设置多个储能单元,并将分别属于两个储能单元的第一电极和第二电极相邻设置,如此,当在该相邻两个储能单元的第一电极与第二电极之间设置双极导电薄膜时,即可将该相邻的两个储能单元串联在一起,如此,即可将依次设置的所有储能单元串联连接,有效提高输出电压。

实施例2

如图8所示,为本发明双极导电薄膜连接结构的储能设备实施例2的结构示意图。本实施例的双极导电薄膜连接结构的储能设备,包括依次设置的储能单元,相邻两个储能单元之间采用可电子导电但隔绝离子导电的双极导电薄膜4相连;储能单元包括电子绝缘但可离子导电或电解液穿越的离子膜1,离子膜1的两侧分别设有第一电极2和第二电极3。

相邻两个储能单元中,当其中一个储能单元的第一电极2与另一个储能单元的第一电极2之间相邻设置时,且在该相邻的两个第一电极2之间设有双极导电薄膜4相连;或相邻两个储能单元中,当其中一个储能单元的第二电极3与另一个储能单元的第二电极3之间相邻设置,且在该相邻的两个第二电极3之间设有双极导电薄膜4相连。所有的双极导电薄膜4中,位于相邻的两个第一电极2之间的双极导电薄膜4之间采用外电路或内电路导电连接,位于相邻的两个第二电极3之间的双极导电薄膜4之间采用外电路或内电路导电连接。即本实施例的所有储能单元之间并联连接。

具体的,储能单元可以采用多种形式,如:储能单元为电池储能单元,第一电极2和第二电极3分别为电池储能单元的正电极和负电极;离子膜1位于属于同一个电池储能单元的正电极和负电极之间;或,储能单元为电容储能单元,第一电极2和第二电极3分别为电容储能单元的第一电容电极和第二电容电极,离子膜1位于属于同一个电容储能单元的第一电容电极和第二电容电极之间;当然,电容储能单元也可以采用多种结构形式,当第一电容电极和第二电容电极采用相同的电容电极材料制成时,此时的电容储能单元为对称式电容器,当第一电容电极和第二电容电极采用不同的电容电极材料制成时,此时的电容储能单元为非对称式电容器;或,储能单元为混合储能单元,第一电极2采用电池正极材料或电池负极材料制成,第二电极3采用电容电极材料制成;或第一电极1采用电容电极材料制成,第二电极3采用电池正极材料或电池负极材料制成,也可实现储能的技术目的。

进一步,离子膜1的厚度大于等于1nm,第一电极2的厚度大于等于1nm,第二电极3的厚度大于等于1nm,能够有效减小体积。

本实施例的双极导电薄膜包括基体4a,基体4a的两侧分别设有导电层4b,两层导电层4b之间导电连接,如图3所示;或基体4a内填充设有导电材料4d,导电材料4d分别从基体4a的两侧侧面上露出,如图4所示。具体的,基体4a采用金属箔材或非金属薄膜制成。金属箔材包括但不限于铜箔、铝箔或钢箔;非金属薄膜包括但不限于聚合物,炭纤维或石墨烯。基体4a也可采用不同的结构实现,如:基体4a上阵列设有镂空孔4c,位于基体4a两侧的导电层4b材料填充镂空孔4c并实现导电连接,当然,在镂空孔4c内填充设有导电材料也可实现导电的技术目的;基体4a也可以采用网状金属箔材或网状非金属薄膜,位于基体4a两侧的导电层4b材料填充网状金属箔材或网状非金属薄膜的网状空间并实现导电连接,当然,基体4a的网状空间内填充设置导电材料也可实现导电的技术目的。网状金属箔材可以采用网状铜箔,网状非金属薄膜可以采用网状碳纤维。

本实施例的基材4a的厚度大于等于1nm,导电层4b的厚度为大于等于1nm。本实施例的双极导电薄膜4的端部设有极耳5,便于外接其他电路或者设置内电路。极耳5的设置方式有多种,当基体4a采用导电材料时,将极耳5设置在基体4a端部即可;当基体4a采用非金属材料制成时,需在基体4a的端部设置嵌在其上的u型极耳,u型极耳的两端分别与位于基体4a两侧的导电层4b或导电材料4d导电连接。导电层4b或导电材料4d采用但不限于碳、石墨或石墨烯制成。

当然,双极导电薄膜也可以直接采用可电子导电但隔绝离子导电的薄膜制成,不再累述。

具体的,储能单元也可以采用多种结构,如:将属于同一个储能单元的离子膜1与第一电极2设置为一体;或将属于同一个储能单元的离子膜1与第二电极3设置为一体;或将属于同一个储能单元的第一电极2、离子膜1和第二电极3设置为一体。储能单元的结构形式与实施例1相同,不再一一累述。通过采用一体式的结构,能够有效简化储能单元的装配结构。

本实施例的其他结构与实施例1相同,不再一一累述。

本实施例的双极导电薄膜连接结构的储能设备,通过设置多个储能单元,并将分别属于两个储能单元的第一电极相邻设置,并在该两个相邻设置的第一电极与之间设置双极导电薄膜和极耳,或将分别属于两个储能单元的第二电极相邻设置,并在该两个相邻设置的第二电极与之间设置双极导电薄膜和极耳;即可将该相邻的两个储能单元并联在一起,如此,即可将依次设置的所有储能单元并联连接,有效提高输出电流。

实施例3

如图9所示,为本发明双极导电薄膜连接结构的储能设备实施例3的结构示意图。本实施例的双极导电薄膜连接结构的储能设备,包括依次设置的储能单元,相邻两个储能单元之间采用可电子导电但隔绝离子导电的双极导电薄膜4相连;储能单元包括电子绝缘但可离子导电或电解液穿越的离子膜1,离子膜1的两侧分别设有第一电极2和第二电极3。

相邻的至少两个储能单元构成一个储能组,属于同一个储能组的相邻两个储能单元中,其中一个储能单元的第二电极3与另一个储能单元的第一电极2之间相邻设置,且在该相邻的第二电极3与第一电极2之间设有双极导电薄膜4相连。即本实施例属于同一个储能组的所有储能单元串联连接。

相邻两个储能组中,位于其中一个储能组端部的第一电极2与位于另一个储能组端部的第一电极2相邻设置,或位于其中一个储能组端部的第二电极3与位于另一个储能组端部的第二电极3相邻设置,并在该相邻的两个第一电极2之间或相邻的两个第二电极3之间双极导电薄膜采用可电子导电但隔绝离子导电的第一导电体相连;位于储能组之间的所有双极导电薄膜第一导电体中,位于相邻的两个第一电极2之间的第一导电体双极导电薄膜之间采用外电路或内电路导电连接,位于相邻的两个第二电极3之间的第一导电体双极导电薄膜之间采用外电路或内电路导电连接。即本实施的储能组之间并联连接,结合串联连接的同属于一个储能组的储能单元,即可实现所有储能单元之间的混联连接,并输出需求的电压和电流。本实施例的双极导电薄膜连接结构的储能设备包括3个储能组,每一个储能组内设有4个储能单元。

本实施例中,属于同一个储能组的相邻两个储能单元之间的双极导电薄膜涂覆在对应的第一电极2或第二电极3的侧面上。相邻两个电池储能单元中,其中一个电池储能单元的第一电极2和/或与其相邻的另一个储能电池单元的第二电极3上设有双极导电薄膜1。本实施例同时在其中一个电池储能单元的第一电极2和与其相邻的另一个储能电池单元的第二电极3上设有双极导电薄膜1上涂覆设有双极导电薄膜,能够有效增强储能单元之间的导电连接性能,降低电阻和发热。

本实施例的第一导电体采用双极导电薄膜,当然,第一导电体也可以采用其他能够满足电子导电但隔绝离子的导电体实现。相邻储能组之间的双极导电薄膜4包括基体4a,基体4a的两侧分别设有导电层4b,两层导电层4b之间导电连接;或基体4a内填充设有导电材料4d,导电材料4d分别从基体4a的两侧侧面上露出。具体的,基体4a采用金属箔材或非金属薄膜制成。金属箔材包括但不限于铜箔、铝箔或钢箔;非金属薄膜包括但不限于聚合物,炭纤维,石墨烯。基体4a也可采用不同的结构实现,如:基体4a上阵列设有镂空孔4c,位于基体4a两侧的导电层4b材料填充镂空孔4c并实现导电连接,当然,在镂空孔4c内填充设有导电材料也可实现导电的技术目的;基体4a也可以采用网状金属箔材或网状非金属薄膜,位于基体4a两侧的导电层4b材料填充网状金属箔材或网状非金属薄膜的网状空间并实现导电连接,当然,基体4a的网状空间内填充设置导电材料也可实现导电的技术目的。网状金属箔材可以采用网状铜箔,网状非金属薄膜可以采用网状碳纤维。本实施例的基材4a的厚度大于等于1nm,导电层4b的厚度大于等于0.5nm。

当然,相邻储能组之间的双极导电薄膜4也可以涂覆在对应的第一电极2或第二电极3上,即此时在相邻储能组的相邻两个储能单元中,其中一个电池储能单元的第一电极2和/或与其相邻的另一个电池储能单元的第一电极2上设有双极导电薄膜4;或其中一个电池储能单元的第二电极3和/或与其相邻的另一个电池储能单元的第二电极3上设有双极导电薄膜4,不再累述。

具体的,本实施例的所有的储能组内包含的储能单元的数量相等,使所有储能组的输出电压相等。

本实施例的其他结构可以参考实施例1和实施例2,不在一一累述。

实施例4

如图10所示,为本发明双极导电薄膜连接结构的储能设备实施例4的结构示意图。本实施例的双极导电薄膜连接结构的储能设备,包括依次设置的储能单元,相邻两个储能单元之间采用可电子导电但隔绝离子导电的双极导电薄膜4相连;储能单元包括电子绝缘但可离子导电或电解液穿越的离子膜1,离子膜1的两侧分别设有第一电极2和第二电极3。

相邻的至少两个储能单元组成一个储能组,属于同一个储能组的相邻两个储能单元中,其中一个储能单元的第二电极3与另一个储能单元的第二电极3之间相邻设置,或其中一个储能单元的第一电极2与另一个储能单元的第一电极2之间相邻设置,且在该相邻的第二电极3与第一电极1之间设有双极导电薄膜4相连。位于同一个储能组内的所有双极导电薄膜4中,位于相邻的两个第一电极2之间的双极导电薄膜4之间采用外电路或内电路导电连接,位于相邻的两个第二电极3之间的双极导电薄膜4之间采用外电路或内电路导电连接。即本实施例属于同一个储能组的所有储能单元之间并联连接。

相邻两个储能组中,位于其中一个储能组端部的第一电极2与位于另一个储能组端部的第二电极3相邻设置,且在该相邻的第一电极2和第二电极3之间采用可电子导电但隔绝离子导电的第二导电体相连。即本实施例的储能组之间串联连接,结合储能组内部并联连接的储能单元,即可实现所有储能单元之间的混联连接,并输出需求的电压和电流。本实施例的储能组设置为3个,每一个储能组内设有4个储能单元。

本实施例中,属于同一个储能组的相邻两个储能单元之间的双极导电薄膜包括基体4a,基体4a的两侧分别设有导电层4b,两层导电层4b之间导电连接;或基体4a内填充设有导电材料4d,导电材料4d分别从基体4a的两侧侧面上露出。具体的,基体4a采用金属箔材或非金属薄膜制成。金属箔材包括但不限于铜箔、铝箔或钢箔;非金属薄膜包括但不限于聚合物,炭纤维,石墨烯。基体4a也可采用不同的结构实现,如:基体4a上阵列设有镂空孔4c,位于基体4a两侧的导电层4b材料填充镂空孔4c并实现导电连接,当然,在镂空孔4c内填充设有导电材料也可实现导电的技术目的;基体4a也可以采用网状金属箔材或网状非金属薄膜,位于基体4a两侧的导电层4b材料填充网状金属箔材或网状非金属薄膜的网状空间并实现导电连接,当然,基体4a的网状空间内填充设置导电材料也可实现导电的技术目的。网状金属箔材可以采用网状铜箔,网状非金属薄膜可以采用网状碳纤维。本实施例的基材4a的厚度大于等于1nm,导电层4b的厚度大于等于0.5nm。

本实施例的第二导电体采用双极导电薄膜,当然,第一导电体也可以采用其他能够满足电子导电但隔绝离子的导电体实现,特别的,当储能组体积较大时,可以采用传统的导电体连接两个储能组。相邻储能组之间的双极导电薄膜4涂覆在对应的第一电极2或第二电极3的侧面上。相邻两个电池储能单元中,其中一个电池储能单元的第一电极2和/或与其相邻的另一个储能电池单元的第二电极3上设有双极导电薄膜1。本实施例同时在其中一个电池储能单元的第一电极2和与其相邻的另一个储能电池单元的第二电极3上设有双极导电薄膜1上涂覆设有双极导电薄膜,能够有效增强储能单元之间的导电连接性能,降低电阻和发热。

当然,属于同一个储能组内的相邻两个储能单元之间的双极导电薄膜4也可以涂覆在对应的第一电极2或第二电极3上,即此时在相邻储能单元中,其中一个电池储能单元的第一电极2和/或与其相邻的另一个电池储能单元的第一电极2上设有双极导电薄膜4;或其中一个电池储能单元的第二电极3和/或与其相邻的另一个电池储能单元的第二电极3上设有双极导电薄膜4,不再累述。

具体的,本实施例的所有的储能组内包含的储能单元的数量相等,使所有储能组的输出电流相等。

本实施例的其他结构可以参考实施例1和实施例2,不在一一累述。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例,本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换,均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

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