CN1909274A - 倍能动力锂电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种倍能动力锂电池，其为在壳体内的电能反应槽内设有至少一个电极装置，每一该电极装置包括有一第一电极，其包含有可解离锂离子的锂化合物及一第一导电体、一第二电极，其包含有碳成份及金属化合物的含间层材料及一第二导电体及一第三电极，其介置在第一电极与第二电极之间，且其具有可供锂离子镀覆的具导电性的载体，该载体密布有可供锂离子穿越的贯穿孔，并以至少一个隔离膜分隔第一电极、第二电极和第三电极，且隔离膜密布有可供离子通过的微孔，再以一控制装置用以控制第一电极、第二电极和第三电极呈充电或放电状态的切换。
Description
技术领域
本发明涉及一种倍能动力锂电池，尤指一种包含一壳体、至少一个电极装置，该电极装置进一步包含有一第一电极、一第二电极、一第三电极及至少一个隔离膜以及一控制装置的具有双倍供电输出效果的锂电池。
背景技术
请参看图7所示，目前，常见的锂电池具有一个用以容纳锂电池反应剂的电能反应槽的壳体及至少一个电极装置120，但，该电极装置120仅具有一包含可解离锂离子的锂化合物及一第一导电体121a的第一电极121以及一包含有碳成份的含间层材料及一第二导电体122a的第二电极122。由于这种结构的锂电池仅具有正电极及负电极，因此，该电池仅能够做一次的放电而已，故无法做第二次放电的供电输出，故无法提升电池的供电效能及延长电池的使用寿命。
所谓的习用锂二次电池，只是具有单纯的充放电功能而已，因而使该电池得以重复使用，但，该习用结构也仅是具有一包含有锂离子成份的锂化合物及一第一导电体121a的第一电极121以及一包含有碳成份的间层材料及一第二导电体122a的第二电极122，因此，由于该习用结构仅具有正电极及负电极，因此，该电池仅能够做充电一次的放电一次而已，无法做第二次放电的供电输出，故无法提升该电池的供电效能。
鉴于上述习用锂电池设计不良，电能输出的供电效能不佳的缺点，本发明人乃积极努力研究，经潜心开发，终于研发出具有实用功效的本发明。
发明内容
鉴于上述原因，本发明的目的是提供一种可大幅提升供电效能，并可增进使用时的方便性的倍能动力锂电池。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：一种倍能动力锂电池，其特征在于：它包括有：
一壳体，该壳体具有至少一个用以容纳锂电池反应剂的电能反应槽；
至少一个电极装置，该电极装置设在该壳体的电能反应槽内，并通过锂电池反应剂进行电能反应，且每一该电极装置包含有：
一第一电极，该第一电极至少包含有可解离锂离子的锂化合物及一第一导电体；
一第二电极，该第二电极为由至少包含有碳成份或金属化合物的含间层材料及一第二导电体；
一第三电极，该第三电极介置在第一电极与第二电极之间，且该第三电极具有可供锂离子镀覆的具导电性的载体，该载体密布有可供锂离子穿越的贯穿孔；及
至少一个隔离膜，该隔离膜用以分隔第一电极、第二电极和第三电极，且该隔离膜密布有可供离子通过的微孔；及
一控制装置，该控制装置用以控制第一电极、第二电极、和第三电极呈充电或放电状态的切换，使该电池具有倍能输出的效果。
由于本发明采用上述结构设计，故本发明具有以下优点：
1、本发明因具有三个电极及控制装置的设置，故而能够使电池输出双倍的电能供电效果，可大幅提升电池的供电效能及使用寿命，因而本发明确实具有实用及市场的价值性。
2、本发明因具有三个电极及控制装置的设置，故可延长放电的使用时间，因此，可改善使用者于户外使用时电能容易很快耗尽的缺点，因而可减低使用者对于锂电池使用时间过短的疑虑。
附图说明
图1为本发明的基本构造分解示意图
图2为本发明的基本构造局部分解示意图
图3为本发明实施例外观示意图
图4为本发明的电极装置剖视示意图
图5为本发明电极装置另一实施例的示意图
图5-A为图5的剖视图
图6为本发明另一实施例的基本构造示意图
图7为习用结构的电极装置剖视示意图
具体实施方式
请参看图1、图2、图4所示，本发明较佳实施例的基本结构，其包括：
一壳体10，该壳体10内具有至少一个用以容纳锂电池反应剂40的电能反应槽11；
至少一个电极装置20，该电极装置20设在该壳体10的电能反应槽11内，并通过锂电池反应剂40进行电能反应，且每一电极装置20包含有：
一第一电极21，该第一电极21至少包含可解离锂离子的锂化合物及一第一导电体210；
一第二电极22，该第二电极22为由至少包含有碳成份或金属化合物的含间层材料及一第二导电体220；
一第三电极23，该第三电极23介置在第一电极21与第二电极22之间，且该第三电极23具有可供锂离子镀覆的具导电性的载体230，该载体230密布有可供锂离子穿越的贯穿孔231；及
至少一个隔离膜24，该隔离膜24用以分隔第一电极21、第二电极22及第三电极23，且隔离膜24密布有可供离子通过的微孔。
在本发明的具体实施例中，它是一体延伸成复数个并置的隔离膜24，该复数隔离膜24围成三个容槽25，三个容槽25分别供容置第一电极21、第二电极22及第三电极23，该等隔离膜24依序相接而呈只有两个自由端的连续体；及
一控制装置30，该控制装置30用以控制第一电极21、第二电极22和第三电极23呈充电或放电状态的切换，使电池达到具双倍供电的目的。
在本发明的具体实施例中，第一电极21的化合物可为钴酸锂，或锰酸锂，或铬酸锂，或镍酸锂，或磷酸铁锂。
在本发明的具体实施例中，第三电极23的载体230为铜，或铝，或锡，或银，或巴士合金，或伍德合金，或汞齐，或不锈钢，或碳纤布材料制成的平板式且具导电性的薄膜(图中未标示)。
如图1所示，在本发明的具体实施例中，载体230的表面密布有可供增加锂离子依附表面积的微细的凹凸部232。
如图1、图2所示，在本发明的具体实施例中，隔离膜24一体成型围设在第一电极21与第三电极23以及第三电极23与第二电极22之间，而呈只有两个自由端的连续体，且隔离膜24为由PP，或PE，或其他塑料所抽拉延伸而成的多孔薄膜。
如图1～图3所示，在本发明的具体实施例中，控制装置30为具有复数个接点的拨动开关，该拨动开关装设在壳体10上而与第一电极21、第二电极22以及第三电极23电连接成回路。
在本发明的具体实施例中，控制装置30在充电时，第一电极21与电源的正极接点连通，第三电极23与电源负极接点连通，用以使第一电极21充当正极，而第三电极23充当负极。
本发明的具体实施例实施时，控制装置30在第一次放电时，使第三电极23与负载的正极接点连通，第二电极22与负载的负极接点连通，用以使第三电极23充当正极，而第二电极22充当负极。
本发明的具体实施例实施时，控制装置30在第二次放电时，使第一电极21与负载的正极接点连通，第三电极23分别与第二电极22及负载50负极接点连通，用以使第一电极21充当正极，第三电极23及第二电极22充当负极。
本发明的具体实施例实施时，控制装置在第二次放电时，使第一电极21与负载的正极接点连通，第二电极22与负载负极接点连通。
如图1～图3所示，本发明的具体实施例实施时，壳体10的电能反应槽11设有复数个电极装置20，该等电极装置20逐一邻接排列，每一电极装置20都具有依序并置的第一电极21、第三电极23及第二电极22，而两相邻的电极装置20其相同的第一电极21或第二电极22是相紧邻的，而且每两相邻的电极之间介置有一隔离膜24，该等隔离膜24可依序相接成只有两自由端的连续体。
本发明较佳实施例于实施时，锂电池反应剂40采用常用的溶剂如碳酸丙稀酯，或碳酸乙稀酯，或碳酸二甲酯，或碳酸二乙酯，或甲基乙酸，或甲基丙酸等，及锂盐如氯酸锂LiClO4，或錋氟酸锂LiBF4，或磷氟酸锂LiPF6，或砷氟酸锂LiAsF6等依比例组合成液态锂电子电解质，或由锂盐与高分子组合成高分子电解质或锂盐所形成的胶态电解质。
请参看图1～图3所示，本发明于实施时，壳体10上设有可供充电或放电的导电接点12。
本发明的具体实施例实施时，可将二个以上的锂电池予以串联，以增加供电效能，并可通过一多点式的连动开关(图中未标示)将锂电池的各导电接点12予以连通，故可通过该连动开关来控制锂电池间的连动，进而达到控制该等锂电池串联时的充电或放电的目的。
图5、图5-A、图6为本发明的另一种较佳实施例，在该实施例中，可将具有第一电极21、第二电极22及第三电极23的电极装置20制成一长条状，用以卷绕后置入圆形的壳体10的电能反应槽11内。
请参看图3、图4所示，本发明较佳实施例在组装时，先用隔离膜24将第一电极21、第二电极22及第三电极23予以分隔围设而成的电极装置20堆叠或压缩置入已注入有锂电池反应剂40的壳体10的电能反应槽11内，再将各电极装置20相同电极的导电板210、220、230予以并联，并将壳体10的导电接点12与电极装置20的导电板210、220、230电连接，最后用盖体将壳体10予以完全密封结合，如是即为本发明的组合形式。
请参看图3、图4所示，本发明在操作充电时，首先将壳体10上的控制装置30拨切在充电位置上，使第一电极21与电源的正极接点连通，第三电极23与电源负极接点连通，依据电镀原理，由第一电极21与第三电极23形成一电极回路，将第一电极21内的锂离子镀覆于载体230的表面上，当载体230的表面镀覆满锂离子时，该电池即完成充电。
请参看图3、图4所示，本发明在第一次放电时，先将壳体10上的控制装置30拨切在第一次放电位置上，使第三电极23与负载的正极接点连通，第二电极22与负载的负极接点连通，此时，锂电池反应剂LiClO4的氯酸离子与第三电极23载体的锂金属结合成Li+ClO4 -，并放出一电子至第二电极，且锂电池反应剂LiClO4的锂离子则移至第二电极结合成Li+C，该氯酸与锂金属结合而产生化学放电反应，即可达到第一次放电的效果。
当第一次放电完毕时即可进入第二次放电，先将壳体10上的控制装置30拨切在第二次放电位置上，使第一电极21与负载的正极接点连通，第二电极22及第三电极23与负载的负极接点连，由于第三电极23已结合锂离子，此时，锂离子开始脱离第三电极23穿越载体230上的贯穿孔231而与第一电极21化合物钴CoO4结合成LiCoO4而放电，由第一电极21与第二电极22及第三电极23之间产生电能，再加以循环上述的电能反应即可达到第二次放电，从而，使锂电池具有倍能输出供电的效果。
另外，第二次放电时也可使第一电极21与负载的正极接点连通，第二电极22与负载的负极接点连通，同样也可使锂电池达到第二次放电而具倍能输出供电的效果。
因此，通过上述结构的设计，可归纳本发明确实具有下列的优点：
1、本发明因具有三个电极及控制装置的设置，故而能够使电池输出双倍的电能供电效果，可大幅提升电池的供电效能及使用寿命，因而本发明确实具有实用及市场的价值性。
2、本发明因具有三个电极及控制装置的设置，故可延长放电的使用时间，因此，可改善使用者于户外使用时电能容易很快耗尽的缺点，因而可减低使用者对于锂电池使用时间过短的疑虑。
综上所述，本发明具有双倍的供电效能、实用及市场价值性，并可广泛用于一般的行动电话、数码相机、笔记本电脑、PDA及MP3等3C商品上，确实具有实用性、产业的利用性以及能够立即普及化等特点。
Claims (12)
1、一种倍能动力锂电池，其特征在于：它包括有：
一壳体，该壳体具有至少一个用以容纳锂电池反应剂的电能反应槽；
至少一个电极装置，该电极装置设在该壳体的电能反应槽内，并通过锂电池反应剂进行电能反应，且每一该电极装置包含有：
一第一电极，该第一电极至少包含有可解离锂离子的锂化合物及一第一导电体；
一第二电极，该第二电极为由至少包含有碳成份或金属化合物的含间层材料及一第二导电体；
一第三电极，该第三电极介置在第一电极与第二电极之间，且该第三电极具有可供锂离子镀覆的具导电性的载体，该载体密布有可供锂离子穿越的贯穿孔；及
至少一个隔离膜，该隔离膜用以分隔第一电极、第二电极和第三电极，且该隔离膜密布有可供离子通过的微孔；及
一控制装置，该控制装置用以控制第一电极、第二电极、和第三电极呈充电或放电状态的切换，使该电池具有倍能输出的效果。
2、根据权利要求1所述的倍能动力锂电池，其特征在于：所述第一电极的化合物可为钴酸锂，或锰酸锂，或铬酸锂，或镍酸锂，或磷酸铁锂。
3、根据权利要求1所述的倍能动力锂电池，其特征在于：所述第三电极的载体为铜，或铝，或锡，或银，或巴士合金，或伍德合金，或汞齐，或不锈钢，或碳纤布材料制成的平板式且具导电性的薄膜。
4、根据权利要求3所述的倍能动力锂电池，其特征在于：所述载体的表面密布有可供增加锂离子依附表面积的微细的凹凸部。
5、根据权利要求1所述的倍能动力锂电池，其特征在于：所述隔离膜一体成型围设在第一电极与第三电极以及第三电极与第二电极之间，形成只有两个自由端的连续体，且该隔离膜为由PP，或PE，或其他塑料所抽拉延伸而成的多孔薄膜。
6、根据权利要求1所述的倍能动力锂电池，其特征在于：该锂电池具有复数个并置的隔离膜，该复数个隔离膜内围成三个容槽，该三个容槽分别供容置所述第一电极、第二电极和第三电极，该四个隔离膜依序相接而呈只有两个自由端的连续体。
7、根据权利要求1所述的倍能动力锂电池，其特征在于：所述控制装置为具有复数个接点的拨动开关，且该拨动开关装设在所述壳体上而与所述第一电极、第二电极和第三电极电连接成回路。
8、根据权利要求1所述的倍能动力锂电池，其特征在于：所述控制装置在充电时，使第一电极与电源的正极接点连通，第三电极与电源负极接点连通。
9、根据权利要求1所述的倍能动力锂电池，其特征在于：所述控制装置在第一次放电时，使第三电极与负载的正极接点连通，第二电极与负载的负极接点连通。
10、根据权利要求1所述的倍能动力锂电池，其特征在于：所述控制装置在第二次放电时，使第一电极与负载的正极接点连通，第三电极分别与第二电极及负载负极接点连通。
11、根据权利要求1所述的倍能动力锂电池，其特征在于：所述控制装置在第二次放电时，使第一电极与负载的正极接点连通，第二电极与负载负极接点连通。
12、根据权利要求1所述的倍能动力锂电池，其特征在于：所述壳体的电能反应槽设有复数个电极装置，该等电极装置逐一邻接排列，每一电极装置都具有依序并置的第一电极、第三电极和第二电极，两相邻的电极装置其相同的第一电极或第二电极是相紧邻的，而且每两相邻的电极之间介置有一隔离膜，该隔离膜依序相接成只有两自由端的连续体。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102315422A (zh) * | 2011-09-13 | 2012-01-11 | 东莞新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池 |
| CN103390764A (zh) * | 2013-08-02 | 2013-11-13 | 清华大学 | 容量可恢复锂离子电池 |
| CN108448160A (zh) * | 2017-02-16 | 2018-08-24 | 宁德新能源科技有限公司 | 安全层及锂二次电池 |
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| CN102315422B (zh) * | 2011-09-13 | 2015-09-30 | 东莞新能源科技有限公司 | 一种锂离子电池 |
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