CN113013557A - 蓄电装置及蓄电装置组结构 - Google Patents

蓄电装置及蓄电装置组结构 Download PDF

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Abstract

本发明为一种蓄电装置及蓄电装置组结构,蓄电装置包含一第一蓄电单元、一第二蓄电单元、一第三蓄电单元及一第四蓄电单元,蓄电装置的内部设置一体成型的共用电极,以使得第一蓄电单元与第二蓄电单元形成串联,第三蓄电单元与第四蓄电单元形成串联,第一蓄电单元与第三蓄电单元形成并联,第二蓄电单元与第四蓄电单元形成并联,因此可以在蓄电装置内部同时达到高电位及高电容量,又避免了传统焊接制程所造成的整体阻抗提高的问题;并且,蓄电装置同时运用了共用电极的两个表面,而节省电极材料。本发明另提供一种蓄电装置组结构,由多个前述蓄电装置以一体成型的电极串联而成。

Description

蓄电装置及蓄电装置组结构
技术领域
本发明关于一种蓄电装置,尤其是指在内部以一体成型的共用电极达成并联及串联的蓄电装置,以及由多个蓄电装置串联而成的蓄电装置组结构。
背景技术
蓄电装置是指具有蓄电功能的所有元件及装置,例如锂离子电池、镍氢电池、铅蓄电池、锂离子电容器及电双层电容器(Electric Double-Layer Capacitors;EDLCs)等。近年来,伴随着手机或智慧手机、膝上型个人电脑等可携式资讯终端、可携式音乐播放机、数位相机等电子装置、医疗设备、混合动力汽车、电动汽车或插电式混合动力汽车等产业的发展,尤其是因行动装置的小型化或设置空间的限制等,而要求蓄电装置的进一步小型化,并且要求蓄电装置的高电位及高容量。蓄电装置的众多种类中,也包含了超级电容器(Supercapacitors),超级电容器是电双层电容器。
为了获得高电位或高电容量,目前是将多个蓄电装置的外部另外以导电线路或金属(焊料)进行焊接,使得多个蓄电装置达到串联或并联。例如,将分别具有上电极板及下电极板的两个超级电容并联,是把位于上方的超级电容的下电极板,与位于下方的超级电容的上电极板,以焊接方式电性连接而形成并联。但由于锡焊制程是以焊料来电性连接各个蓄电装置(例如超级电容),所以整体阻抗将会因此而提高。尤其当为了同时获得高电位及高容量时,目前利用外部导电线路进行串联或并联的焊接方式,反而导致过多且无可避免的导电线路、焊料及焊接点,形成了更多的阻抗。另外,显然地,超级电容的上电极板与下电极板,分别只运用到电极板的两个表面的其中一个表面,换言之,另一个表面并未运用于制作超级电容而形成浪费;而且,前述两个超级电容并联的方式会使得整体厚度增加,或者使得整体长度变长,这使得小型化遇到了困难。
发明内容
本发明的主要目的即在于提供一种蓄电装置,是在蓄电装置的内部直接以一体成型的共用电极进行串联及并联,以使得蓄电装置同时达到高电位及高电容量;并且,使得蓄电装置得以同时运用共用电极的两个表面(上表面及下表面),而节省电极材料及使得整体厚度变薄,以符合蓄电装置的小型化。
为达上述目的,本发明提供一种蓄电装置,至少包含:一第一蓄电单元,具有一第一电极、相对该第一电极设置的一第二电极、 介于该第一电极与该第二电极之间的一第一电解质层,以及封装该第一电极、该第二电极及该第一电解质层的一第一封装体;一第二蓄电单元具有一第三电极、相对该第三电极设置的一第四电极、 介于该第三电极与该第四电极之间的一第二电解质层,以及封装该第三电极、该第四电极及该第二电解质层的一第二封装体;一第三蓄电单元具有一第五电极、相对该第五电极设置的一第六电极、 介于该第五电极与该第六电极之间的一第三电解质层,以及封装该第五电极、该第六电极及该第三电解质层的一第三封装体;一第四蓄电单元具有一第七电极、相对该第七电极设置的一第八电极、 介于该第七电极与该第八电极之间的一第四电解质层,以及封装该第七电极、该第八电极及该第四电解质层的一第四封装体;其中,该第一电极与该第三电极为一体成型,该第五电极与该第七电极为一体成型,该第二电极与该第六电极为一体成型,且该第四电极与该第八电极为一体成型;该第二电极与该第四电极是电性绝缘。
在本发明的一实施例中,该第二电极及该第六电极为同一块电极板而成为该第一蓄电单元及该第三蓄电单元的共用电极,并且分别是在该第一蓄电单元及该第三蓄电单元的共用电极的上、下表面形成该第一蓄电单元及该第三蓄电单元。
在本发明的一实施例中,该第四电极及该第八电极为同一块电极板而成为该第二蓄电单元及该第四蓄电单元的共用电极,并且分别是在该第二蓄电单元及该第四蓄电单元的共用电极的上、下表面形成该第二蓄电单元及该第四蓄电单元。
在本发明的一实施例中,该第一封装体、该第二封装体、该第三封装体及该第四封装体分别是绝缘材料所构成。
在本发明的一实施例中,该第一电解质层、该第二电解质层、该第三电解质层及该第四电解质层分别是水系电解质所构成。
在本发明的一实施例中,该蓄电装置另具有一第一引出电极及一第二引出电极,该第一引出电极与该第二电极是电性连接,该第二引出电极与该第四电极是电性连接;该蓄电装置进行充电或放电时,该第一引出电极、该第二电极、该第六电极、该第三电极及该第七电极具有相同的电极极性;该第二引出电极、该第四电极、该第八电极、该第一电极及该第五电极具有相同的电极极性;而且,该第一引出电极与该第二引出电极具有相异的电极极性。因此该第一蓄电单元与该第二蓄电单元形成了串联,该第三蓄电单元与该第四蓄电单元形成了串联,该第一蓄电单元与该第三蓄电单元形成了并联,该第二蓄电单元与该第四蓄电单元形成了并联。
在本发明的一实施例中,该第一引出电极与该第二电极是一体成型,该第二引出电极与该第四电极是一体成型。
本发明又提供另一种蓄电装置,至少包含:一第一蓄电单元,具有一第一电极、相对该第一电极设置的一第二电极、 介于该第一电极与该第二电极之间的一第一电解质层,以及封装该第一电极、该第二电极及该第一电解质层的一第一封装体;一第二蓄电单元具有一第三电极、相对该第三电极设置的一第四电极、 介于该第三电极与该第四电极之间的一第二电解质层,以及封装该第三电极、该第四电极及该第二电解质层的一第二封装体;一第三蓄电单元具有一第五电极、相对该第五电极设置的一第六电极、 介于该第五电极与该第六电极之间的一第三电解质层,以及封装该第五电极、该第六电极及该第三电解质层的一第三封装体;一第四蓄电单元具有一第七电极、相对该第七电极设置的一第八电极、 介于该第七电极与该第八电极之间的一第四电解质层,以及封装该第七电极、该第八电极及该第四电解质层的一第四封装体;其中,该第二电极、该第四电极、该第六电极及该第八电极为一体成型,该第一电极与该第二电极是电性绝缘,该第五电极与该第七电极是电性绝缘。
在本发明的一实施例中,该第二电极、该第四电极、该第六电极及该第八电极为同一块电极板而成为该第一蓄电单元、该第二蓄电单元、该第三蓄电单元及该第四蓄电单元的共用电极,并且分别是在该第一蓄电单元、该第二蓄电单元、该第三蓄电单元及该第四蓄电单元的共用电极的上表面的左、右端形成该第一蓄电单元及该第二蓄电单元,而且分别是在该第一蓄电单元、该第二蓄电单元、该第三蓄电单元及该第四蓄电单元的共用电极的下表面的左、右端形成该第三蓄电单元及该第四蓄电单元。
在本发明的一实施例中,该蓄电装置另具有一第一引出电极及一第二引出电极,该第一引出电极、该第一电极及该第五电极是电性连接,该第二引出电极、该第三电极及该第七电极是电性连接;该蓄电装置进行充电或放电时,该第一引出电极、该第一电极、该第五电极、该第四电极及该第八电极具有相同的电极极性;该第二引出电极、该第三电极、该第七电极、该第二电极及该第六电极具有相同的电极极性;而且,该第一引出电极与该第二引出电极具有相异的电极极性。因此该第一蓄电单元与该第二蓄电单元形成了串联,该第三蓄电单元与该第四蓄电单元形成了串联,第一蓄电单元与该第三蓄电单元形成了并联,该第二蓄电单元与该第四蓄电单元形成了并联。
在本发明的一实施例中,该第一引出电极、该第一电极及该第五电极是一体成型,该第二引出电极、该第三电极及该第七电极是一体成型。
本发明的另一目的在于提供一种蓄电装置组结构,由多个前述的蓄电装置以一体成型的电极串联而成,并且可以依据需求而逐渐增加串联数量,因此可以形成高电位及高电容量的蓄电装置组结构。
为达上述目的,本发明提供一种蓄电装置组结构,至少包含复数个前述的该蓄电装置,其中,复数个该蓄电装置呈线性排列且相邻的该蓄电装置是彼此串联;且,其中一个该蓄电装置的该第四电极及该第八电极,与相邻的另一个该蓄电装置的该第二电极及该第六电极,是一体成型。
或者,为达上述目的,本发明提供另一种蓄电装置组结构,至少包含复数个前述的蓄电装置,其中,复数个该蓄电装置呈线性排列且相邻的该蓄电装置是彼此串联;且,其中一个该蓄电装置的该第三电极及该第七电极,分别与相邻的另一个该蓄电装置的该第一电极及该第五电极,是一体成型。
本发明在该蓄电装置的内部以一体成型的电极即可完成该第一蓄电单元、该第二蓄电单元、该第三蓄电单元及该第四蓄电单元之间的串联与并联,并不需要在外部另外以焊接的方式进行串联与并联,所以可避免焊接制程所造成的整体阻抗因为焊接而提高的问题。另外,本发明在该蓄电装置组结构的内部即可完成将复数个该蓄电装置串联,而可以达到所预设的电位及电容量。而且,本发明在该蓄电装置的内部采用共用电极,其中共用电极的上表面及下表面得以同时运用,而不会像传统电极只使用到电极的上表面或只使用到电极的下表面,因此本发明采用共用电极的蓄电装置可以节省电极材料及使得整体厚度变薄,并且符合蓄电装置的小型化。
附图说明
图1是本发明第一实施例的正视图。
图2是沿图1的线段2的剖面结构图。
图3是本发明第二实施例的结构图。
图4A是本发明第三实施例蓄电装置组结构具有二个串联的蓄电装置的结构图。
图4B是本发明第三实施例蓄电装置组结构具有三个串联的蓄电装置的结构图。
图4C是本发明第三实施例蓄电装置组结构具有四个串联的蓄电装置的结构图。
图5A是本发明第四实施例蓄电装置组结构具有二个串联的蓄电装置的结构图。
图5B是本发明第四实施例蓄电装置组结构具有三个串联的蓄电装置的结构图。
图5C是本发明第四实施例蓄电装置组结构具有四个串联的蓄电装置的结构图。
图号说明:
1 蓄电装置
10 第一蓄电单元
11 第一电极
12 第二电极
13 第一电解质层
14 第一封装体
15 第一隔离膜
20 第二蓄电单元
21 第三电极
22 第四电极
23 第二电解质层
24 第二封装体
25 第二隔离膜
30 第三蓄电单元
31 第五电极
32 第六电极
33 第三电解质层
34 第三封装体
35 第三隔离膜
40 第四蓄电单元
41 第七电极
42 第八电极
43 第四电解质层
44 第四封装体
45 第四隔离膜
100 蓄电装置组结构
C1、C2、C3、C4、C5、C6 共用电极
P1 第一引出电极
P2 第二引出电极。
具体实施方式
特别说明的是,下述串联是指电性串联,并联是指电性并联。
首先,请一并参阅图1及图2所示的第一实施例,本发明的蓄电装置1包括有一第一蓄电单元10、一第二蓄电单元20、一第三蓄电单元30及一第四蓄电单元40。
该第一蓄电单元10具有一第一电极11、相对该第一电极11设置的一第二电极12、介于该第一电极11与该第二电极12之间的一第一电解质层13,以及封装该第一电极11、该第二电极12及该第一电解质层13的一第一封装体14。
该第二蓄电单元20具有一第三电极21、相对该第三电极21设置的一第四电极22、介于该第三电极21与该第四电极22之间的一第二电解质层23,以及封装该第三电极21、该第四电极22及该第二电解质层23的一第二封装体24。
该第三蓄电单元30具有一第五电极31、相对该第五电极31设置的一第六电极32、介于该第五电极31与该第六电极32之间的一第三电解质层33,以及封装该第五电极31、该第六电极32及该第三电解质层33的一第三封装体34。
该第四蓄电单元40具有一第七电极41、相对该第七电极41设置的一第八电极42、介于该第七电极41与该第八电极42之间的一第四电解质层43,以及封装该第七电极41、该第八电极42及该第四电解质层43的一第四封装体44。
其中,该第一电极11与该第三电极21为一体成型,该第五电极31与该第七电极41为一体成型,该第二电极12与该第六电极32为一体成型,且该第四电极22与该第八电极42为一体成型;该第二电极12与该第四电极22是电性绝缘。该第一电解质层13、该第二电解质层23、该第三电解质层33及该第四电解质层43是彼此独立而不互相接触。必须了解的是,所述及后述的一体成型(integrated molding)是指没有经过组装(without assembly),而是指由同一道制程而形成,举例来说,该第一电极11与该第三电极21为一体成型是指:该第一电极11与该第三电极21是由一块电极板经由裁切而成为预定形状的片体(例如是长方形片体),因此,该第一电极11与该第三电极21是由一块电极板经由同一道裁切制程而形成,因此具有一体成型的整体性。所述“没有经过组装”,是指没有经过焊接、黏接等或其他方式将两块电极板组合,举例来说,该第一电极11与该第三电极21不是经过金属焊接或导电胶黏接的组合。
前述该蓄电装置1另可以具有一第一引出电极P1及一第二引出电极P2,该第一引出电极P1与该第二电极12是电性连接,该第二引出电极P2与该第四电极22是电性连接。较佳地,该第一引出电极P1与该第二电极12是一体成型,该第二引出电极P2与该第四电极22是一体成型。
前述该第一电极11、该第二电极12、该第三电极21、该第四电极22、该第五电极31、该第六电极32、该第七电极41、该第八电极42、该第一引出电极P1及该第二引出电极P2分别是具备电子传导功能的导电材料所构成的导电体,各自独立地为金属箔、金属板、金属网、活性碳涂层的金属网、活性碳涂层的金属板、活性碳涂层的金属箔、活性碳布、活性碳纤维、金属复合的网、金属复合的板、过渡金属氧化物所制作的过渡金属氧化物层或板、或者是导电高分子所制作的导电高分子层。较佳地,前述该第一电极11、该第二电极12、该第三电极21、该第四电极22、该第五电极31、该第六电极32、该第七电极41、该第八电极42、该第一引出电极P1及该第二电极12可以为镍金属箔。更佳地,前述该第一电极11、该第二电极12、该第三电极21、该第四电极22、该第五电极31、该第六电极32、该第七电极41、该第八电极42、该第一引出电极P1及该第二电极12可以为表面具有活性碳涂层的镍金属箔。
前述该第一电解质层13、该第二电解质层23、该第三电解质层33及该第四电解质层43分别是电解质所构成的电解质层,较佳地是水系电解质所构成的水系电解质层,水系电解质例如是:锂、钠、钾盐类或上述的任意组合的水溶液。
前述该第一封装体14、该第二封装体24、该第三封装体34及该第四封装体44分别是绝缘材料所构成的绝缘层,较佳地是具有耐酸碱、高防水及防气渗透的特性的绝缘材料,例如是胶膜(glue)或热固性的环氧树脂(epoxy molding compound,EMC)。
前述该第一电解质层13的内部可以设置具备离子传导功能的一第一隔离膜15,该第二电解质层23的内部可以设置具备离子传导功能的一第二隔离膜25,该第三电解质层33的内部可以设置具备离子传导功能的一第三隔离膜35,以及该第四电解质层43的内部可以设置具备离子传导功能的一第四隔离膜45。前述该第一隔离膜15、该第二隔离膜25、该第三隔离膜35及该第四隔离膜45可以是纤维素薄膜、单层或多层聚丙烯(Polypropylene;PP)膜、聚乙烯(Polyethylene;PE) 膜、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene;PTFE) 膜、聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride;PVDF)膜或上述的任意组合的复合膜。特别说明的是,当前述电解质是固态电解质或置入间隔体(spacer)时,相应的该第一隔离膜15、该第二隔离膜25、该第三隔离膜35及该第四隔离膜45可省略而不设置。其中,前述间隔体例如是复数个肋(rib),在与电极之间形成相距间隔而配置。
当前述第一实施例的该蓄电装置1以直流电电源进行充电时,是将该第一引出电极P1与电源的两个相反电极的其中一个电极相接(例如是负极),而将该第二引出电极P2与电源的两个相反电极的另一个电极相接(例如是正极),以进行充电。于此充电状况下,该第一引出电极P1、该第二电极12、该第六电极32、该第三电极21及该第七电极41具有相同的一电极极性(例如是负极);该第二引出电极P2、该第四电极22、该第八电极42、该第一电极11及该第五电极31具有相同的另一电极极性(例如正极);而且,该第一引出电极P1(例如是负极)与该第二引出电极P2(例如正极)具有相异的电极极性。
当前述第一实施例的该蓄电装置1与负载(例如发光二极管)连接进行放电时,该第一引出电极P1、该第二电极12、该第六电极32、该第三电极21及该第七电极41具有相同的电极极性(例如是负极);该第二引出电极P2、该第四电极22、该第八电极42、该第一电极11及该第五电极31具有相同的另一电极极性(例如正极);而且,该第一引出电极P1(例如是负极)与该第二引出电极P2(例如正极)具有相异的电极极性。
当前述第一实施例的该蓄电装置1进行充电或放电时,由于该第一蓄电单元10的该第一电极11与该第二蓄电单元20的该第三电极21为一体成型,因此该第一蓄电单元10与该第二蓄电单元20形成了串联;而且,该第三蓄电单元30的该第五电极31与该第四蓄电单元40的该第七电极41为一体成型,因此该第三蓄电单元30与该第四蓄电单元40形成了串联;因此,该蓄电装置1藉由前述串联而获得高电位。特别说明的是,由于该第一电极11与该第三电极21为一体成型,且该第五电极31与该第七电极41为一体成型,因此串联时并不需要额外的焊接来进行电性连接,所以可避免焊接制程所造成的阻抗因为焊接而提高的问题。
当前述第一实施例的该蓄电装置1进行充电或放电时,由于该第一蓄电单元10的该第二电极12与该第三蓄电单元30的该第六电极32为一体成型,因此该第一蓄电单元10与该第三蓄电单元30形成了并联;而且,该第二蓄电单元20的该第四电极22与该第四蓄电单元40的该第八电极42为一体成型,因此该第二蓄电单元20与该第四蓄电单元40形成了并联;因此,该蓄电装置1藉由前述并联而获得高电容量。特别说明的是,由于该第二电极12与该第六电极32为一体成型,且该第四电极22与该第八电极42为一体成型,因此并联时并不需要额外的焊接来进行电性连接,所以可避免焊接制程所造成的阻抗因为焊接而提高的问题。
因此,第一实施例的该蓄电装置1的该第一蓄电单元10、该第二蓄电单元20、该第三蓄电单元30及该第四蓄电单元40于并联及串联时并不需要额外的焊接来进行电性连接,所以可避免焊接制程所造成的整体阻抗因为焊接而提高的问题。
特别说明的是,该第一蓄电单元10、该第二蓄电单元20、该第三蓄电单元30及该第四蓄电单元40较佳地可以各自独立地是超级电容。该第一封装体14、该第二封装体24、该第三封装体34及该第四封装体44是各自独立地与该第一电极11、该第二电极12、该第三电极21、该第四电极22、该第五电极31、该第六电极32该第七电极41、、该第八电极42、该第一引出电极P1及该第二引出电极P2电性绝缘。例如,该第一蓄电单元10、该第二蓄电单元20、该第三蓄电单元30及该第四蓄电单元40各别都是具有A伏特及B法拉,由于该第一蓄电单元10与该第二蓄电单元20形成了串联,该第三蓄电单元30与该第四蓄电单元40形成了串联,因此该蓄电装置1具有2倍A伏特的高电位。又由于该第一蓄电单元10与该第三蓄电单元30形成了并联,该第二蓄电单元20与该第四蓄电单元40形成了并联,因此该蓄电装置1具有2倍B法拉的高电容量。另外,较佳地由于前述该第一封装体14、该第二封装体24、该第三封装体34及该第四封装体44是一体成型,因此该蓄电装置1是在该蓄电装置1的内部即可完成该第一蓄电单元10、该第二蓄电单元20、该第三蓄电单元30及该第四蓄电单元40之间的串联与并联,并不需要在外部另外以焊接的方式进行串联与并联。
再特别说明的是,该蓄电装置1具有至少一个共用电极(common electrode),所述及后述的共用电极是指在至少两个蓄电单元之中,使用了同一块电极板而成为共用电极,而且共用电极的上表面及下表面分别形成至少一个蓄电单元;换言之,共用电极的上表面及下表面得以同时运用,而不会像传统电极只使用到电极的上表面或只使用到电极的下表面,因此本发明采用共用电极的蓄电装置可以节省电极材料及使得整体厚度变薄,并且符合蓄电装置的小型化。举例来说,于第一实施例中,该蓄电装置1具有二个共用电极C1、C2。由于该第一蓄电单元10的该第二电极12与该第三蓄电单元30的该第六电极32为一体成型,换言之,该第二电极12及该第六电极32为同一块电极板而成为该第一蓄电单元10及该第三蓄电单元30的共用电极C1,并且分别是在该第一蓄电单元10及该第三蓄电单元30的共用电极C1的上、下表面形成该第一蓄电单元10及该第三蓄电单元30。而且,该第二蓄电单元20的该第四电极22与该第四蓄电单元40的该第八电极42为一体成型,换言之,该第四电极22及该第八电极42为同一块电极板而成为该第二蓄电单元20及该第四蓄电单元40的共用电极C2,并且分别是在该第二蓄电单元20及该第四蓄电单元40的共用电极C2的上、下表面形成该第二蓄电单元20及该第四蓄电单元40。再详细地说明如下,将四个蓄电单元分为两组,每一组中的二个蓄电单元进行并联,于传统的做法总共会有四个电极表面无法使用到制作成蓄电单元而形成浪费,而且所构成的蓄电装置厚度为蓄电单元的厚度的二倍以上(例如将每一组的二个蓄电单元上下堆叠并联);然而,采用本发明的共用电极的方式,在共用电极(例如共用电极C1)的上表面及下表面都形成蓄电单元(该第一蓄电单元10及该第三蓄电单元30)而被充分运用不浪费,由于共用电极厚度是单一电极的厚度(图2中的共用电极C1的厚度),所以所构成的本发明的蓄电装置厚度为传统构成蓄电装置的蓄电单元的厚度的二倍以下,所以更能达到小型化的要求。
请一并参阅图3所示的第二实施例,第二实施例与第一实施例类似,因此相同处就不再重复说明,第二实施例与第一实施例有以下的不同之处:在第二实施例中,该蓄电装置1的该第二电极12、该第四电极22、该第六电极32及该第八电极42为一体成型,该第一电极11与该第二电极12是电性绝缘,该第五电极31与该第七电极41是电性绝缘,该第一引出电极P1、该第一电极11及该第五电极31是电性连接,该第二引出电极P2、该第三电极21及该第七电极41是电性连接。较佳地,该第一引出电极P1、该第一电极11及该第五电极31是一体成型,该第二引出电极P2、该第三电极21及该第七电极41是一体成型。
在前述第二实施例中特别说明的是,该蓄电装置1具有一个共用电极C3。由于该第二电极12、该第四电极22、该第六电极32及该第八电极42为一体成型,换言之,该第二电极12、该第四电极22、该第六电极32及该第八电极42为同一块电极板而成为该第一蓄电单元10、该第二蓄电单元20、该第三蓄电单元30及该第四蓄电单元40的共用电极C3,并且分别是在该第一蓄电单元10、该第二蓄电单元20、该第三蓄电单元30及该第四蓄电单元40的共用电极C3的上表面的左、右端形成该第一蓄电单元10及该第二蓄电单元20,而且分别是在该第一蓄电单元10、该第二蓄电单元20、该第三蓄电单元30及该第四蓄电单元40的共用电极C3的下表面的左、右端形成该第三蓄电单元30及该第四蓄电单元40。因此,共用电极C3同时为该第一蓄电单元10、该第二蓄电单元20、该第三蓄电单元30及该第四蓄电单元40的共用电极,相较于传统电极只使用到电极的上表面或只使用到电极的下表面而言,本发明的该蓄电装置1可以更节省更多电极材料及使得整体厚度变更薄,并且更符合蓄电装置的小型化。
当前述第二实施例的该蓄电装置1进行充电或放电时,该第一引出电极P1、该第一电极11、该第五电极31、该第四电极22及该第八电极42具有相同的电极极性(例如是负极);该第二引出电极P2、该第三电极21、该第七电极41、该第二电极12及该第六电极32具有相同的另一电极极性(例如正极);而且,该第一引出电极P1(例如是负极)与该第二引出电极P2(例如正极)具有相异的电极极性。由于该第一蓄电单元10的该第二电极12与该第二蓄电单元20的该第四电极22为一体成型,因此该第一蓄电单元10与该第二蓄电单元20形成了串联;而且,该第三蓄电单元30的该第六电极32与该第四蓄电单元40的该第八电极42为一体成型,因此该第三蓄电单元30与该第四蓄电单元40形成了串联;因此,该蓄电装置1藉由前述串联而获得高电位。由于该第一蓄电单元10的该第二电极12与该第三蓄电单元30的该第六电极32为一体成型,因此该第一蓄电单元10与该第三蓄电单元30形成了并联;而且,该第二蓄电单元20的该第四电极22与该第四蓄电单元40的该第八电极42为一体成型,因此该第二蓄电单元20与该第四蓄电单元40形成了并联;因此,该蓄电装置1藉由前述并联而获得高电容量。特别说明的是,由于该第二电极12、该第六电极32、该第四电极22及该第八电极42为一体成型,因此可以同时达到并联与串联,而且并不需要额外的焊接来进行电性连接,所以可避免焊接制程所造成的整体阻抗因为焊接而提高的问题。因此,该蓄电装置1是在该蓄电装置1的内部即可完成该第一蓄电单元10、该第二蓄电单元20、该第三蓄电单元30及该第四蓄电单元40之间的串联与并联,并不需要在外部另外以焊接的方式进行串联与并联。
前述第一实施例及第二实施例中,该蓄电装置1的该第一蓄电单元10、该第二蓄电单元20、该第三蓄电单元30及该第四蓄电单元40之间是具有二个串联与二个并联,如果该第一蓄电单元10、该第二蓄电单元20、该第三蓄电单元30及该第四蓄电单元40都具有相同的电位及电容量,则该蓄电装置1就具有2倍A伏特的电位及2倍B法拉的电容量。
请一并参阅图4A至图4C所示的第三实施例,本发明另外提供一种蓄电装置组结构100,该蓄电装置组结构100包含复数个电性连接的第一实施例所述的该蓄电装置1,其中一个该蓄电装置1的该第四电极22及该第八电极42,与相邻的另一个该蓄电装置1的该第二电极12及该第六电极32,是一体成型;换言之,其中一个该蓄电装置1的该第四电极22及该第八电极42,与相邻的另一个该蓄电装置1的该第二电极12及该第六电极32,为同一块电极板而成为两个相邻的蓄电装置1(参考图4A)中的共用电极C4。因此,于第三实施例中,该蓄电装置组结构100是将复数个该蓄电装置1呈线性排列且相邻的该蓄电装置1是彼此串联,而可以达到所预设的电位及电容量。图4A所示为二个串联的该蓄电装置1,因此在该蓄电装置组结构100的内部即可完成就具有4倍A伏特的电位及2倍B法拉的电容量。图4B所示为三个串联的该蓄电装置1,因此在该蓄电装置组结构100的内部即可完成就具有6倍A伏特的电位及2倍B法拉的电容量。图4C所示为四个串联的该蓄电装置1,因此在该蓄电装置组结构100的内部即可完成就具有8倍A伏特的电位及2倍B法拉的电容量。显然地,当串连的该蓄电装置1的数量愈多,所达到运用共用电极的上表面及下表面的节省效应更为显著。
请一并参阅图5A至图5C所示的第四实施例,提供本发明的该蓄电装置组结构100的另一种实施态样,该蓄电装置组结构100包含复数个电性连接的第二实施例所述的该蓄电装置1,复数个该蓄电装置1呈线性排列且相邻的该蓄电装置1是彼此串联;且,其中一个该蓄电装置1的该第三电极21及该第七电极41,分别与相邻的另一个该蓄电装置1的该第一电极11及该第五电极31,是一体成型;换言之,其中一个该蓄电装置1的该第三电极21与相邻的另一个该蓄电装置1的该第一电极11为同一块电极板而成为两个相邻的蓄电装置1(参考图5A)中的共用电极C5,前述其中一个该蓄电装置1的该第七电极41与前述相邻的另一个该蓄电装置1的该第五电极31,为同一块电极板而成为两个相邻的蓄电装置1(参考图5A)中的共用电极C6。因此,于第四实施例中,该蓄电装置组结构100是将复数个该蓄电装置1串联,而可以达到所预设的电位及电容量。图5A所示为二个串联的该蓄电装置1,因此在该蓄电装置组结构100的内部即可完成就具有4倍A伏特的电位及2倍B法拉的电容量。图5B所示为三个串联的该蓄电装置1,因此在该蓄电装置组结构100的内部即可完成就具有6倍A伏特的电位及2倍B法拉的电容量。图5C所示为四个串联的该蓄电装置1,因此在该蓄电装置组结构100的内部即可完成就具有8倍A伏特的电位及2倍B法拉的电容量。同样地,当串连的该蓄电装置1的数量愈多,所达到运用共用电极的上表面及下表面的节省效应更为显著。
由上述的实施说明可知,本发明与现有技术与产品相较之下,本发明在该蓄电装置的内部即可完成该第一蓄电单元、该第二蓄电单元、该第三蓄电单元及该第四蓄电单元之间的串联与并联,并不需要在外部另外以焊接的方式进行串联与并联,所以可避免焊接制程所造成的整体阻抗因为焊接而提高的问题。另外,本发明在该蓄电装置组结构的内部即可完成将复数个该蓄电装置串联,而可以达到所预设的电位及电容量。而且,本发明在该蓄电装置的内部采用共用电极,其中共用电极的上表面及下表面得以同时运用,而不会像传统电极只使用到电极的上表面或只使用到电极的下表面,因此本发明采用共用电极的蓄电装置可以节省电极材料及使得整体厚度变薄,并且符合蓄电装置的小型化。

Claims (17)

1.一种蓄电装置,其特征在于,至少包含:
一第一蓄电单元(10),具有一第一电极(11)、相对该第一电极(11)设置的一第二电极(12)、 介于该第一电极(11)与该第二电极(12)之间的一第一电解质层(13),以及封装该第一电极(11)、该第二电极(12)及该第一电解质层(13)的一第一封装体(14);
一第二蓄电单元(20)具有一第三电极(21)、相对该第三电极(21)设置的一第四电极(22)、 介于该第三电极(21)与该第四电极(22)之间的一第二电解质层(23),以及封装该第三电极(21)、该第四电极(22)及该第二电解质层(23)的一第二封装体(24);
一第三蓄电单元(30)具有一第五电极(31)、相对该第五电极(31)设置的一第六电极(32)、 介于该第五电极(31)与该第六电极(32)之间的一第三电解质层(33),以及封装该第五电极(31)、该第六电极(32)及该第三电解质层(33)的一第三封装体(34);
一第四蓄电单元(40)具有一第七电极(41)、相对该第七电极(41)设置的一第八电极(42)、 介于该第七电极(41)与该第八电极(42)之间的一第四电解质层(43),以及封装该第七电极(41)、该第八电极(42)及该第四电解质层(43)的一第四封装体(44);
其中,该第一电极(11)与该第三电极(21)为一体成型,该第五电极(31)与该第七电极(41)为一体成型,该第二电极(12)与该第六电极(32)为一体成型,且该第四电极(22)与该第八电极(42)为一体成型;该第二电极(12)与该第四电极(22)是电性绝缘。
2.如权利要求1所述蓄电装置,其特征在于,该第二电极(12)及该第六电极(32)为同一块电极板而成为该第一蓄电单元(10)及该第三蓄电单元(30)的共用电极(C1),并且分别是在该第一蓄电单元(10)及该第三蓄电单元(30)的共用电极(C1)的上、下表面形成该第一蓄电单元(10)及该第三蓄电单元(30)。
3.如权利要求2所述蓄电装置,其特征在于,该第四电极(22)及该第八电极(42)为同一块电极板而成为该第二蓄电单元(20)及该第四蓄电单元(40)的共用电极(C2),并且分别是在该第二蓄电单元(20)及该第四蓄电单元(40)的共用电极(C2)的上、下表面形成该第二蓄电单元(20)及该第四蓄电单元(40)。
4.如权利要求1所述蓄电装置,其特征在于,该第一封装体(14)、该第二封装体(24)、该第三封装体(34)及该第四封装体(44)分别是绝缘材料所构成。
5.如权利要求1所述蓄电装置,其特征在于,该第一电解质层(13)、该第二电解质层(23)、该第三电解质层(33)及该第四电解质层(43)分别是水系电解质所构成。
6.如权利要求1所述蓄电装置,其特征在于,该蓄电装置(1)另具有一第一引出电极(P1)及一第二引出电极(P2),该第一引出电极(P1)与该第二电极(12)是电性连接,该第二引出电极(P2)与该第四电极(22)是电性连接;该蓄电装置(1)进行充电或放电时,该第一引出电极(P1)、该第二电极(12)、该第六电极(32)、该第三电极(21)及该第七电极(41)具有相同的电极极性;该第二引出电极(P2)、该第四电极(22)、该第八电极(42)、该第一电极(11)及该第五电极(31)具有相同的电极极性;而且,该第一引出电极(P1)与该第二引出电极(P2)具有相异的电极极性。
7.如权利要求6所述蓄电装置,其特征在于,该第一引出电极(P1)与该第二电极(12)是一体成型,该第二引出电极(P2)与该第四电极(22)是一体成型。
8.一种蓄电装置,其特征在于,至少包含:
一第一蓄电单元(10),具有一第一电极(11)、相对该第一电极(11)设置的一第二电极(12)、 介于该第一电极(11)与该第二电极(12)之间的一第一电解质层(13),以及封装该第一电极(11)、该第二电极(12)及该第一电解质层(13)的一第一封装体(14);
一第二蓄电单元(20)具有一第三电极(21)、相对该第三电极(21)设置的一第四电极(22)、 介于该第三电极(21)与该第四电极(22)之间的一第二电解质层(23),以及封装该第三电极(21)、该第四电极(22)及该第二电解质层(23)的一第二封装体(24);
一第三蓄电单元(30)具有一第五电极(31)、相对该第五电极(31)设置的一第六电极(32)、 介于该第五电极(31)与该第六电极(32)之间的一第三电解质层(33),以及封装该第五电极(31)、该第六电极(32)及该第三电解质层(33)的一第三封装体(34);
一第四蓄电单元(40)具有一第七电极(41)、相对该第七电极(41)设置的一第八电极(42)、 介于该第七电极(41)与该第八电极(42)之间的一第四电解质层(43),以及封装该第七电极(41)、该第八电极(42)及该第四电解质层(43)的一第四封装体(44);
其中,该第二电极(12)、该第四电极(22)、该第六电极(32)及该第八电极(42)为一体成型,该第一电极(11)与该第二电极(12)是电性绝缘,该第五电极(31)与该第七电极(41)是电性绝缘。
9.如权利要求8所述蓄电装置,其特征在于,该第二电极(12)、该第四电极(22)、该第六电极(32)及该第八电极(42)为同一块电极板而成为该第一蓄电单元(10)、该第二蓄电单元(20)、该第三蓄电单元(30)及该第四蓄电单元(40)的共用电极(C3),并且分别是在该第一蓄电单元(10)、该第二蓄电单元(20)、该第三蓄电单元(30)及该第四蓄电单元(40)的共用电极(C3)的上表面的左、右端形成该第一蓄电单元(10)及该第二蓄电单元(20),而且分别是在该第一蓄电单元(10)、该第二蓄电单元(20)、该第三蓄电单元(30)及该第四蓄电单元(40)的共用电极(C3)的下表面的左、右端形成该第三蓄电单元(30)及该第四蓄电单元(40)。
10.如权利要求8所述蓄电装置,其特征在于,该第一封装体(14)、该第二封装体(24)、该第三封装体(34)及该第四封装体(44)分别是绝缘材料所构成。
11.如权利要求8所述蓄电装置,其特征在于,该第一电解质层(13)、该第二电解质层(23)、该第三电解质层(33)及该第四电解质层(43)分别是水系电解质所构成。
12.如权利要求8所述蓄电装置,其特征在于,该蓄电装置(1)另具有一第一引出电极(P1)及一第二引出电极(P2),该第一引出电极(P1)、该第一电极(11)及该第五电极(31)是电性连接,该第二引出电极(P2)、该第三电极(21)及该第七电极(41)是电性连接;该蓄电装置(1)进行充电或放电时,该第一引出电极(P1)、该第一电极(11)、该第五电极(31)、该第四电极(22)及该第八电极(42)具有相同的电极极性;该第二引出电极(P2)、该第三电极(21)、该第七电极(41)、该第二电极(12)及该第六电极(32)具有相同的电极极性;而且,该第一引出电极(P1)与该第二引出电极(P2)具有相异的电极极性。
13.如权利要求12所述蓄电装置,其特征在于,该第一引出电极(P1)、该第一电极(11)及该第五电极(31)是一体成型,该第二引出电极(P2)、该第三电极(21)及该第七电极(41)是一体成型。
14.一种蓄电装置组结构,其特征在于,至少包含复数个如权利要求1所述蓄电装置,其中,复数个该蓄电装置(1)呈线性排列且相邻的该蓄电装置(1)是彼此串联;且,其中一个该蓄电装置(1)的该第四电极(22)及该第八电极(42),与相邻的另一个该蓄电装置(1)的该第二电极(12)及该第六电极(32),是一体成型。
15.如权利要求14所述蓄电装置组结构,其特征在于,一个该蓄电装置(1)的该第四电极(22)及该第八电极(42),与相邻的另一个该蓄电装置(1)的该第二电极(12)及该第六电极(32),为同一块电极板而成为两个相邻的蓄电装置(1)中的共用电极(C4)。
16.一种蓄电装置组结构,其特征在于,至少包含复数个如权利要求8所述蓄电装置,其中,复数个该蓄电装置(1)呈线性排列且相邻的该蓄电装置(1)是彼此串联;且,其中一个该蓄电装置(1)的该第三电极(21)及该第七电极(41),分别与相邻的另一个该蓄电装置(1)的该第一电极(11)及该第五电极(31),是一体成型。
17.如权利要求16所述蓄电装置组结构,其特征在于,一个该蓄电装置(1)的该第三电极(21)与相邻的另一个该蓄电装置(1)的该第一电极(11)为同一块电极板而成为两个相邻的蓄电装置(1)中的共用电极(C5);前述其中一个该蓄电装置(1)的该第七电极(41)与前述相邻的另一个该蓄电装置(1)的该第五电极(31),为同一块电极板而成为两个相邻的蓄电装置(1)中的共用电极(C6)。
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