CN219303739U - 锂离子电容电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种锂离子电容电池，包括：壳体、盖体、电池组件和电容组件；其中，盖体盖设于壳体的开口上；电池组件包括电池正极、电池负极和设置于电池正极与电池负极之间的电池隔膜；电容组件包括电容正极、电容负极和设置于电容正极与电容负极之间的电容隔膜；电池组件的电池正极耳和电容组件的电容正极耳均连接于盖体，电池组件的电池负极耳和电容组件的电容负极耳均连接于壳体。本实用新型的锂离子电容电池能够在保证电池能量密度的同时，能够提高电池的功率密度。

Description

锂离子电容电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电容电池。

背景技术

随着新能源汽车的飞速发展，对电化学储能技术在能量密度、快充、安全性、寿命、成本、存储特性、高低温性能等各方面提出了越来越高的要求。现有的纯电新能源汽车一般均使用锂离子电池作为动力，汽车在使用过程中，工况及其复杂，如在启动、加速过程中，需要动力电池提供较大的功率的密度，在正常行驶时，用户非常关心续驶里程，这时需要动力电池提供较高的能量密度。为延长续驶里程，还需要在减速、刹车过程中将能量回收，在充电时，需要动力电池能被快速充电，这时需要动力电池提供较高的功率密度。而现有的锂离子电池技术并不能同时提供令人满意的功率密度与能量密度。在提升能量密度时，充放电功能需做出牺牲，而在提高功率密度时，一般均需要降低能量密度。因此开发同时具有高能量密度和高功率特性的混合型储能器件成为迫在眉睫的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于，提供一种锂离子电容电池，以在保证电池能量密度的同时，能够提高电池的功率密度。

为了解决或者一定程度上改善上述技术问题，根据本实用新型提供了一种锂离子电容电池，包括：壳体、盖体、电池组件和电容组件；

其中，所述盖体盖设于所述壳体的开口上；

所述电池组件包括电池正极、电池负极和设置于所述电池正极与所述电池负极之间的电池隔膜；

所述电容组件包括电容正极、电容负极和设置于所述电容正极与所述电容负极之间的电容隔膜；

所述电池组件的电池正极耳和所述电容组件的电容正极耳均连接于所述盖体，所述电池组件的电池负极耳和所述电容组件的电容负极耳均连接于所述壳体。

在一些实施方式中，所述电池组件和所述电容组件为卷绕结构，所述电池组件和所述电容组件中的一个套设于另一个的外侧。

在一些实施方式中，所述电池组件中部具有沿所述电池组件的轴向设置的第一中心孔，所述电容组件放置于所述第一中心孔内，且所述电容组件的外径小于所述第一中心孔的直径。

在一些实施方式中，所述电容组件中部具有沿所述电容组件的轴向设置的第二中心孔，所述第二中心孔内设置有中心轴，且所述中心轴的直径小于所述第二中心孔的直径。

在一些实施方式中，所述电容组件中部具有沿所述电容组件的轴向设置的第三中心孔，所述电池组件放置于所述第三中心孔内，且所述电池组件的外径小于所述第三中心孔的直径。

在一些实施方式中，所述电池组件中部具有沿所述电池组件的轴向设置的第四中心孔，所述第四中心孔内设置有中心轴，且所述中心轴的直径小于所述第四中心孔的直径。

在一些实施方式中，在所述电池组件和所述电容组件朝向所述盖体的一端，与所述盖体之间设置有绝缘件，所述绝缘件的外周缘抵靠于所述壳体的内侧壁；

所述电池正极耳和所述电容正极耳穿过所述绝缘件连接于所述盖体。

在一些实施方式中，在所述盖体与所述壳体之间设置有绝缘密封件，以使所述盖体与所述壳体之间绝缘。

在一些实施方式中，所述壳体与所述盖体合围成的容置空间中，所述电容组件的体积占比为1％～90％。

在一些实施方式中，所述电容组件的所述体积占比为5％～15％。

本实用新型还提供了一种车辆，包括上述任一实施方式中所述的锂离子电容电池。

本实用新型与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本实用新型一种锂离子电容电池可达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

(一)通过将电池组件和电容组件设置在同一壳体内，并进行并联连接，即通过电池组件满足了电池的高能量密度，保证了车辆续航里程的需求，又通过电容组件满足了电池的高功率密度，保证了车辆在启动、加速、减速或刹车时的能量回收、应急充电等情况下对功率密度的需求。

(二)本实用新型的锂离子电容电池通过将独立结构的电池组件和电容组件进行并联，解决了将电池材料和电容材料混合导致的电池能量密度受损，以及两种不同特性材料混合导致混浆与涂布困难的问题。

(三)本实用新型的锂离子电容电池的电池组件和电容组件均为卷绕结构，相较于叠片结构，卷绕结构具备更高的能量密度，进一步提升了锂离子电容电池的续航能力。

上述说明仅是本实用新型技术方案的概述，为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本实用新型的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的锂离子电容电池的结构示意图；

图2为本实用新型另一实施例的锂离子电容电池的结构示意图；

图3为本实用新型一实施例的电池组件和电容组件的剖面结构示意图。

【符号说明】

10：壳体

20：盖体

30：电池组件

301：电池正极

302：电池负极

303：电池隔膜

304：电池正极耳

305：电池负极耳

306：第一中心孔

307：第四中心孔

40：电容组件

401：电容正极

402：电容负极

403：电容隔膜

404：电容正极耳

405：电容负极耳

406：第二中心孔

407：第三中心孔

50：中心轴

60：绝缘件

70：绝缘密封件

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的一种锂离子电容电池的具体实施方式及其功效，详细说明如后。

本实用新型实施例提供了一种锂离子电容电池，如图1-图3所示，该锂离子电容电池包括：壳体10、盖体20、电池组件30和电容组件40。

其中，壳体10为具有一端开口的结构，盖体20则盖设于该开口结构上，进而形成一个容置空间。如图1和图2所示，电池组件30和电容组件40则均设置于该容置空间内，且电池组件30的电池正极耳304和电容组件40的电容正极耳404连接于盖体20，电池组件30的电池负极耳305和电容组件40的电容负极耳405则连接于该壳体10上，进而实现了电池组件30和电容组件40的并联连接。

如图3所示，电池组件30由电池正极301、电池负极302和设置于电池正极301与电池负极302之间的电池隔膜303组成。电容组件40有电容正极401、电容负极402和设置于电容正极401与电容负极402之间的电容隔膜403组成。其中，电池组件30的电池正极301和电池负极302由具有锂离子嵌入/脱出功能的活性材料组成。电容组件40的电容正极401由具有锂离子嵌入/脱出功能的活性材料组成，电容负极402则由具有双电层电容储能的材料构成；或者电容正极401由双电层电容储能的材料构成，电容负极402由具有锂离子嵌入/脱出功能的活性材料组成。

锂离子电容电池中，电池组件30主要用于提供能量密度，以保证车辆的续航里程，电容组件40主要用于提供功率密度，以满足在车辆启动、加速阶段的高功率需求、在减速或刹车阶段能量的快速回收以及在应急情况下快速充电的需求。

在该实施例中，构成电池组件30的电池隔膜303和构成电容组件40的电容隔膜403可以采用相同的材质，也可以采用不同的材质，本实用新型并不以此为限。

锂离子电容电池的电池组件30和电容组件40可以采用卷绕方式形成，也可以采用叠片方式形成。

在一实施例中，如图1和图2所示，锂离子电容电池的电池组件30和电容组件40为采用卷绕方式形成的卷绕结构，且电池组件30和电容组件40中的一个套设在另一个的外侧。通过将电池组件30和电容组件40设置为卷绕结构，且一个套设在另一个外侧的方式能够在相同体积下，布置更多的电池组件30和电容组件40，进而能够有效地提高锂离子电容电池的能量密度和功率密度。

在一具体实施方式中，如图1所示，卷绕结构的电池组件30的中部具有沿电池组件30轴向设置的第一中心孔306，卷绕结构的电容组件40则放置于该第一中心孔306内，进而构成电池组件30套设在电容组件40外侧的结构。

为了便于将电容组件40放置于电池组件30的第一中心孔306内，以及能够为电池组件30和电容组件40充放电过程中的形变留有一定的余量，第一中心孔306的直径大于电容组件40的外径。

进一步地，在该实施例中，如图1所示，电容组件40中部具有延电容组件40的轴向设置的第二中心孔406，该第二中心孔406内设置有中心轴50。以保证锂离子电容电池的电芯的结构强度。其中，第二中心孔406的直径大于该中心轴50的直径，以便于该中心轴50放置于该第二中心孔406内。

在另一具体实施方式中，如图2所示，卷绕结构的电容组件40的中部具有沿电容组件40轴向设置的第三中心孔407，卷绕结构的电池组件30则放置于该第三中心孔407内，进而构成电容组件40套设在电池组件30外侧的结构。

为了便于将电池组件30放置于电容组件40的第三中心孔407内，以及能够为电池组件30和电容组件40充放电过程中的形变留有一定的余量，第三中心孔407的直径大于电池组件30的外径。

进一步地，在该实施例中，如图2所示，电池组件30中部具有延电池组件30的轴向设置的第四中心孔307，该第四中心孔307内设置有中心轴50。以保证锂离子电容电池的电芯的结构强度。其中，第四中心孔307的直径大于该中心轴50的直径，以便于该中心轴50放置于该第四中心孔307内。

在上述任一实施方式中，在壳体10与盖体20合围成的容置空间中，电容组件40的体积占比为1％～90％。优选地，电容组件40的体积占比为5％～15％，以在保证锂离子电容电池保证功率密度的同时，能够最大限度的保证锂离子电容电池的能量密度，进而满足车辆的高续航能力的需求。

在一实施例中，如图1所示，为了避免电池组件30或电容组件40与盖体20之间发生短路，在电池组件30和电容组件40朝向盖体20的一端上设置有绝缘件60，该绝缘件60覆盖整个电池组件30和电容组件40朝向盖体20的一端，且该绝缘件60的外周缘抵靠于壳体10的内侧壁上。

电池组件30的电池正极耳304和电容组件40的电容正极耳404穿过该绝缘件60连接于盖体20上。

在一实施例中，如图1所示，在盖体20与壳体10之间还设置有绝缘密封件70，该绝缘密封件70一端抵靠于壳体10，另一端抵靠于盖体20，以使的盖体20与壳体10之间绝缘，放置其发生短路的情况。

本实用新型的锂离子电容电池，通过将电池组件和电容组件设置在同一壳体内，并进行并联连接，即通过电池组件满足了电池的高能量密度，保证了车辆续航里程的需求，又通过电容组件满足了电池的高功率密度，保证了车辆在启动、加速、减速或刹车时的能量回收、应急充电等情况下对功率密度的需求。通过将独立结构的电池组件和电容组件进行并联，解决了将电池材料和电容材料混合导致的电池能量密度受损，以及两种不同特性材料混合导致混浆与涂布困难的问题。锂离子电容电池的电池组件和电容组件均为卷绕结构，相较于叠片结构，卷绕结构具备更高的能量密度，进一步提升了锂离子电容电池的续航能力。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种锂离子电容电池，其特征在于，包括：壳体、盖体、电池组件和电容组件；

其中，所述盖体盖设于所述壳体的开口上；

所述电池组件包括电池正极、电池负极和设置于所述电池正极与所述电池负极之间的电池隔膜；

所述电容组件包括电容正极、电容负极和设置于所述电容正极与所述电容负极之间的电容隔膜；

所述电池组件的电池正极耳和所述电容组件的电容正极耳均连接于所述盖体，所述电池组件的电池负极耳和所述电容组件的电容负极耳均连接于所述壳体。

2.根据权利要求1所述的锂离子电容电池，其特征在于，所述电池组件和所述电容组件为卷绕结构，所述电池组件和所述电容组件中的一个套设于另一个的外侧。

3.根据权利要求2所述的锂离子电容电池，其特征在于，所述电池组件中部具有沿所述电池组件的轴向设置的第一中心孔，所述电容组件放置于所述第一中心孔内，且所述电容组件的外径小于所述第一中心孔的直径。

4.根据权利要求3所述的锂离子电容电池，其特征在于，所述电容组件中部具有沿所述电容组件的轴向设置的第二中心孔，所述第二中心孔内设置有中心轴，且所述中心轴的直径小于所述第二中心孔的直径。

5.根据权利要求2所述的锂离子电容电池，其特征在于，所述电容组件中部具有沿所述电容组件的轴向设置的第三中心孔，所述电池组件放置于所述第三中心孔内，且所述电池组件的外径小于所述第三中心孔的直径。

6.根据权利要求5所述的锂离子电容电池，其特征在于，所述电池组件中部具有沿所述电池组件的轴向设置的第四中心孔，所述第四中心孔内设置有中心轴，且所述中心轴的直径小于所述第四中心孔的直径。

7.根据权利要求1所述的锂离子电容电池，其特征在于，在所述电池组件和所述电容组件朝向所述盖体的一端，与所述盖体之间设置有绝缘件，所述绝缘件的外周缘抵靠于所述壳体的内侧壁；

所述电池正极耳和所述电容正极耳穿过所述绝缘件连接于所述盖体。

8.根据权利要求1所述的锂离子电容电池，其特征在于，在所述盖体与所述壳体之间设置有绝缘密封件，以使所述盖体与所述壳体之间绝缘。

9.根据权利要求1所述的锂离子电容电池，其特征在于，所述壳体与所述盖体合围成的容置空间中，所述电容组件的体积占比为1％～90％。

10.根据权利要求9所述的锂离子电容电池，其特征在于，所述电容组件的所述体积占比为5％～15％。

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