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TWI578594B - 三級性電池 - Google Patents

三級性電池 Download PDF

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TWI578594B
TWI578594B TW102124325A TW102124325A TWI578594B TW I578594 B TWI578594 B TW I578594B TW 102124325 A TW102124325 A TW 102124325A TW 102124325 A TW102124325 A TW 102124325A TW I578594 B TWI578594 B TW I578594B
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Taiwan
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electrode
terminal
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positive
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任文勝
張軍
莊宗仁
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鴻海精密工業股份有限公司
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Description

三級性電池
本發明涉及一種電池，尤其涉及一種可產生常電壓、較高電壓和負電壓的三級性電池。
電路設計時，可以利用多節電池串聯實現常壓、較高壓和負壓的需要。但多節電池串聯在使用中存在如下弊端：第一，每節電池都需要外殼封裝和內部填充電解液，多節電池串聯需要更大的空間；第二，多節電池充放電時存在均衡問題，長期使用時由於電池的性能不一致會影響電池組的使用壽命；第三，在實際使用中，高電壓和負電壓元器件不是主要功率器件，需求的功率較低，多節電池串聯來實現浪費能量。
有鑒於此，故需要提供一種可產生常電壓、較高電壓和負電壓的三級性電池。
一種三級性電池，包括一第一正極、一第一接地極、若干用於隔離正極與接地級的隔膜、及一外殼。該三級性電池還包括：一第二正極；一第二接地極；其中，第一接地極和第二接地極連接在一起，第一正極通過一第一端子與外界連接，第二正極通過一第二端子與外界連接，第一接地極和第二接地極通過一第三端子與外界連接。
本發明的三級性電池，在原來電池正極和負極的基礎上再增加一個正極，三個電極的兩兩配合分別產生常壓、較高壓和負電壓，節約空間節省能源，使用十分方便。
1‧‧‧三級性電池
10‧‧‧第一正極
20‧‧‧第一接地極
30‧‧‧第二正極
40‧‧‧第二接地極
50‧‧‧隔膜
60‧‧‧外殼
101‧‧‧第一端子
102‧‧‧第二端子
103‧‧‧第三端子
圖1是本發明較佳實施方式下的三級性電池的結構示意圖。
圖2是本發明較佳實施方式下的三級性電池充電時的電荷運動示意圖。
圖3是本發明較佳實施方式下的三級性電池放電時的電荷運動示意圖。
請參閱圖1，是本發明較佳實施方式下的三級性電池的結構示意圖。三級性電池1包括一第一正極10、一第一接地極20、一第二正極30、一第二接地極40、若干用於隔離正極與接地級的隔膜50、及一外殼60。第一正極10、第一接地極20、第二正極30、第二接地極40、隔膜50、及外殼60可採用現有的元件結構。
三級性電池1內部填充不含水的電解液(未圖示)，並利用外殼60封裝。第一接地極20和第二接地極40連接在一起。第一正極10通過一第一端子101與外界連接，第二正極30通過一第二端子102與外界連接，第一接地極20和第二接地極40通過一第三端子103與外界連接。
優選實施方式下，第一正極10與第一接地極20靠近的一面選用氧化鈷鋰(LiCoO2)均勻塗在鋁箔上。第一接地極20兩面均用石墨均勻塗在銅箔上。第二正極30兩面均選用氧化鈷鋰(LiCoO2)均 勻塗在鋁箔上。第二接地極40與第二正極30靠近的一面選用石墨(C)均勻塗在銅箔上。
圖2是本發明較佳實施方式下的三級性電池1充電時的電荷運動示意圖。充電時，第一正極10與第二正極30連接一電源正極，第一接地極20與第二接地極40連接接負極。第一正極10與第二正極30發生分解反應，產生正電荷鋰離子Li+，鋰離子Li+在外加電源的作用下向經過電解液運動到第一接地極20和第二接地極40。而第一接地極20和第二接地極40的石墨(C)呈層狀結構，有很多微孔，鋰離子Li+最終嵌入到碳層的微孔中。嵌入的鋰離子Li+越多，充電的容量越高。
由於，第二正極30的鋁箔是雙面都塗有氧化鈷鋰(LiCoO2)，而第一正極10是單面塗有氧化鈷鋰(LiCoO2)，第二正極30比第一正極10具有的電壓更高。
圖3是本發明較佳實施方式下的三級性電池放電時的電荷運動示意圖。放電時，第一接地極20和第二接地極40發生分解反應，將鋰離子Li+從碳層中脫離，鋰離子Li+沿著電流方向又運動回第一正極10與第二正極30，回到第一正極10與第二正極30的鋰離子越多，放電容量越高。
以第三端子103為負極，第一端子101為正極，可以得到常壓；以第三端子103為負極，第二端子102為正極，可以得到較高電壓；以第一端子101為負極，從第二端子102處可以得到正壓，從第三端子103處可以得到負電壓。因此，三級性電池1在原來電池正極和負極的基礎上增加了一個正極，在第一端子101、第二端子102及第三端子103的兩兩配合分別產生常壓、較高電壓和負電壓， 十分方便。
1‧‧‧三級性電池
10‧‧‧第一正極
20‧‧‧第一接地極
30‧‧‧第二正極
40‧‧‧第二接地極
50‧‧‧隔膜
60‧‧‧外殼
101‧‧‧第一端子
102‧‧‧第二端子
103‧‧‧第三端子

Claims (5)

  1. 一種三級性電池，包括一第一正極、一第一接地極、若干用於隔離正極與接地級的隔膜、及一外殼，其改良在於，該三級性電池還包括：一第二正極；一第二接地極；其中，第一接地極和第二接地極連接在一起，第一正極通過一第一端子與外界連接，第二正極通過一第二端子與外界連接，第一接地極和第二接地極通過一第三端子與外界連接，所述第一正極、第二正極的材料為鋁，所述第一接地極、第二接地極的材料為銅，其中，第一正極與第一接地極靠近的一面選用氧化鈷鋰均勻塗在鋁箔上，第一接地極兩面均用石墨均勻塗在銅箔上，第二正極兩面均選用氧化鈷鋰均勻塗在鋁箔上，第二接地極與第二正極靠近的一面選用石墨均勻塗在銅箔上。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的三級性電池，其中，在充電時，第一正極與第二正極連接一電源正極，第一接地極與第二接地極連接負極，第一正極與第二正極發生分解反應，產生正電荷鋰離子，鋰離子在外加電源的作用下向經過電解液運動到第一接地極和第二接地極，而第一接地極和第二接地極的石墨呈層狀結構，有很多微孔，鋰離子最終嵌入到碳層的微孔中。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的三級性電池，其中，在放電時，第一接地極和第二接地極發生分解反應，將鋰離子從碳層中脫離，鋰離子沿著電流方向又運動回第一正極與第二正極，回到第一正極與第二正極的鋰離子越多，放電容量越高。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的三級性電池，其中，第二正極具有比第一正極高的電壓。
  5. 如申請專利範圍第3項所述的三級性電池，其中，以第三端子為負極，第一端子為正極，可以得到常壓；以第三端子為負極，第二端子為正極，可以得到較高電壓；以第一端子為負極，從第二端子處可以得到正壓，從第三端子處可以得到負電壓。
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