CN203039034U - 一种改性钛酸锂储能电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种改性钛酸锂储能电池。它解决了现有的储能电池受高温影响放电容量低、寿命短、污染环境严重等问题。本改性钛酸锂储能电池包括正极储能离子层和负极储能离子层，包括塑料材质的外壳，所述外壳的中间层设为密封层，所述密封层采用铝箔材料制成，正极储能离子层具有正极耳，且正极耳采用铝镍铜复合制成，负极储能离子层具有负极耳，且负极耳采用紫铜制成。本改性钛酸锂储能电池以改性钛酸锂作为储能离子层，同时组建多方式连接电池组模块，再以电池组模块为基础组成储能电池，达到体积小、运行成本低，大倍率充放电、高低温放电性好，并由体积“零”应变使具备高安全性及超长使用寿命，同时电池本身不含有污染元素。
Description
技术领域
本实用新型属于锂离子电池技术领域，特别是一种改性钛酸锂储能电池。
背景技术
目前，市场上的储能电源大多是由“免维护铅酸蓄电池”来实现，电池的性能（重量、体积、寿命、高低温、浮充，安全、环境友好性）直接影响到储能电池的使用，同时还涉及到环境的污染，人身安全，财产安全等。
铅酸蓄电池在高温使用时，其性能急剧衰减，放电容量甚至不到1c容量的60%，并且其温度对铅酸寿命影响也很大，其寿命将会缩短一半以上。同时，其寿命终止时会危害环境。比如，一粒纽扣电池可以使600吨水受到污染。
目前随着保护环境意识的增强，世界各国已经开始着手限制铅酸电池的使用，铅酸电池将会随着时间的流逝，而逐渐淘汰。
实用新型内容
本实用新型的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种以改性钛酸锂作为储能离子层，同时组建多方式连接电池组模块，达到大倍率充放电、高低温放电性好、高安全性及超长使用寿命等功效的改性钛酸锂储能电池。
本实用新型的目的可通过下列技术方案来实现：一种改性钛酸锂储能电池，其特征在于，包括塑料材质的外壳，所述外壳的中间层设为密封层，所述密封层采用铝箔材料制成，还包括正极储能离子层和负极储能离子层，所述正极储能离子层具有正极耳，且所述正极耳采用铝镍铜制成，所述负极储能离子层具有负极耳，且所述负极耳采用紫铜制成。
本改性钛酸锂储能电池中正极储能离子层主要由富锂锰基材料制成，负极储能离子层由改性钛酸锂化合物制成，将改性钛酸锂作为储能导电层，由此使充放电电压在0～4V之间；同时充电系统和放电系统将放电深度控制在10%以内。
在上述的改性钛酸锂储能电池中，所述正极储能离子层与负极储能离子层之间设置排气阀。在改性钛酸锂储能电池的使用过程中会产生胀气，排气阀能够适机排除胀气，确保充放电效果、延长电池寿命。
在上述的改性钛酸锂储能电池中，所述若干改性钛酸锂储能电池通过串联形成串联电池组模块，通过并联形成并联电池组模块，通过串并混连形成混连电池组模块。应对不同电量供应的需求，进行单体改性钛酸锂储能电池之间的连接方式，再以电池组模块为基础组成储 能电池。该储能电池的电池组能量密度大，是采用单体改性钛酸锂负极电池的1.4倍，其中采用改性钛酸锂为储能离子层的电压为3.4V。
在上述的改性钛酸锂储能电池中，所述串联电池组模块、并联电池组模块或混连电池组模块中任一电池组模块的单体改性钛酸锂储能电池之间均通过紫铜线连接。采用紫铜材质连接，尽可能的降低接触内阻，从而最大限度的配合改性钛酸锂的负极储能离子层实现大倍率、大功率充放电。
与现有技术相比，本改性钛酸锂储能电池以改性钛酸锂作为储能离子层，同时组建多方式连接电池组模块，再以电池组模块为基础组成储能电池。达到体积小、运行成本低，大倍率充放电、高低温放电性好，并由体积“零”应变使具备高安全性及超长使用寿命，同时电池本身不含有污染元素。
附图说明
图1是本改性钛酸锂储能电池的单体电池结构示意图。
图2是本改性钛酸锂储能电池的混联电池组模块的主视结构示意图。
图3是本改性钛酸锂储能电池的混联电池组模块的俯视结构示意图。
图中，1、改性钛酸锂储能电池。
具体实施方式
以下是本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的描述，但本实用新型并不限于这些实施例。
如图1、图2和图3所示，本改性钛酸锂储能电池1包括正极储能离子层和负极储能离子层，正极储能离子层具有正极耳，负极储能离子层具有负极耳。
正极储能离子层主要由富锂锰基材料制成，富锂锰基材料至少包含有xLi2MnO3·(1-x)LiMO2(M=Co,Fe)Ni1-2Mn1-2；负极储能离子层由改性钛酸锂化合物制成，改性钛酸锂化合物至少包含有Li4Ti5-xMxO12-yNy，M=Mg、Al、Sn、W，N=F,S。正极耳采用铝镍铜复合制成，负极耳采用紫铜制成。
改性钛酸锂储能电池1采用塑料材质的外壳，外壳的中间层设为密封层，密封层采用铝箔材料制成。
正极储能离子层与负极储能离子层之间设置排气阀。在改性钛酸锂储能电池1的使用过程中会产生胀气，排气阀能够适机排除胀气，确保充放电效果、延长电池寿命。
若干改性钛酸锂储能电池1通过串联形成串联电池组模块，通过并联形成并联电池组模块，通过串并混连形成混连电池组模块。串联电池组模块、并联电池组模块或混连电池组模块中任一电池组模块的单体改性钛酸锂储能电池1之间均通过紫铜线连接。采用紫铜材质连 接，尽可能的降低接触内阻，从而最大限度的配合改性钛酸锂的负极储能离子层实现大倍率、大功率充放电。
应对不同电量供应的需求，进行单体改性钛酸锂储能电池1之间的连接方式，再以电池组模块为基础组成储能电池。该储能电池的电池组能量密度大，是采用单体改性钛酸锂负极电池的1.4倍，其中采用改性钛酸锂为储能离子层的电压为3.4V。
在充放电控制电路方面，本改性钛酸锂储能电池1不同于其他锂电池，无需保护控制系统，其可以放电到0伏，单体电池测试10000次还有80%的容量，其6c脉冲式充电，在10分钟内可以完成90%的电量，完全满足储能瞬间大电流和大倍率使用要求。
本改性钛酸锂储能电池1中将改性钛酸锂作为储能导电层，由此使充放电电压在0～4V之间；同时充电系统和放电系统将放电深度控制在10%以内。
本改性钛酸锂储能电池1可大电流10c快速充放电，5c充电12分钟内可使电池充电达95%以上，启动电流可达15c，形成快充、快放的特点。
本改性钛酸锂储能电池1在充放电过程中实现体积“零”应变，即充电或放电时，电池体积无变化。消除其他后备电源电池组模块中充电体积会相应增大，放电体积会相应缩小的现象。再者改性钛酸锂的电势比纯金属锂的高，不易产生锂晶枝，为保障锂电池的安全提供了基础。综上原理使本改性钛酸锂储能电池1的安全性大大高于目前市场上使用的其它蓄电池。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了改性钛酸锂储能电池1等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。
Claims (4)
1.一种改性钛酸锂储能电池，其特征在于，包括塑料材质的外壳，所述外壳的中间层设为密封层，所述密封层采用铝箔材料制成，还包括正极储能离子层和负极储能离子层，所述正极储能离子层具有正极耳，且所述正极耳采用铝镍铜制成，所述负极储能离子层具有负极耳，且所述负极耳采用紫铜制成。
2.根据权利要求1所述的改性钛酸锂储能电池，其特征在于，所述正极储能离子层与负极储能离子层之间设置排气阀。
3.根据权利要求1或2所述的改性钛酸锂储能电池，其特征在于，所述若干改性钛酸锂储能电池通过串联形成串联电池组模块，通过并联形成并联电池组模块，通过串并混连形成混连电池组模块。
4.根据权利要求3所述的改性钛酸锂储能电池，其特征在于，所述串联电池组模块、并联电池组模块或混连电池组模块中任一电池组模块的单体改性钛酸锂储能电池之间均通过紫铜线连接。
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2012
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