[发明专利]能量储存与转换装置

说明书

技术领域

本发明涉及电池领域，特别涉及一种能量储存与转换装置。

背景技术

当前，人类正面临着资源估计和生存环境恶化的双重挑战。为此，世界各国正在努力研发新材料，推进低碳生活的新理念，促进人类社会由目前的高能耗、高消耗生活生产方式转向节能型、可循环的可持续发展方式。具体为大力推广清洁能源的应用，如太阳能、风能在发电领域的应用，以及使用混合动力汽车或纯电动汽车代替目前使用汽油的传统汽车。

清洁能源和新型汽车的应用均离不开中大型储能电池和动力电池。在众多储能电池和动力电池中，二次电池和燃料电池具有广泛的应用前景，特别是应用于混合动力汽车中。

二次电池体系较多，如镍氢电池、铅酸电池、液流电池和锂离子电池。二次电池的工作方式是，充电时将电能转换成化学能，放电时则将化学能转换成电能。燃料电池的工作方式是将化学能转换成电能。二者各有优缺点，与燃料电池相比，二次电池的功率较大，能量密度较低。而燃料电池正相反。

在新兴的电池应用领域中，当二者作为电动车动力电池使用时，常常将二次电池与燃料电池集成起来使用，以充分利用二者的优点。现有技术中，二次电池与燃料电池通常都是采用外集成的方法集成在一起的，即二次电池模块与燃料电池模块分别制备，然后通过外部线路连接在一起。这种集成方法存在以下缺点：线路复杂，成本高，而且二次电池在过度充电情况下，容易引起电池内部胀气、电极上活性物质脱落等。

有鉴于此，有必要提供一种新型的能量储存与转换装置。

发明内容

本发明解决的技术问题在于提供一种能量储存与转换装置，该能量储存与转换装置同时具有燃料电池和二次电池的功能，且结构简单、成本低，解决了过度充电的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种能量储存与转换装置，包括：

一壳体，包括一收容空间；

隔膜，设于所述收容空间内；

二次电池正极和二次电池负极，设于所述收容空间内；

燃料电池正极和燃料电池负极，设于所述收容空间内，所述燃料电池正极电性连接于所述二次电池正极，所述燃料电池负极电性连接于所述二次电池负极；

碱性电解液，形成于二次电池正极和二次电池负极之间以及二次电池正极和二次电池负极之间；

氧气储存罐，连通于所述收容空间并提供所述燃料电池正极氧气；

氢气储存罐，连通于所述收容空间并提供所述燃料电池负极氢气。

优选的，在上述能量储存与转换装置中，所述隔膜将所述收容空间分隔成正极气室和负极气室，所述氧气储存罐连通于所述正极气室；所述氢气储存罐连通于所述负极气室；所述二次电池正极和燃料电池正极设于所述正极气室内；所述二次电池负极和燃料电池负极设于所述负极气室内。

优选的，在上述能量储存与转换装置中，所述隔膜包括第一隔膜和第二隔膜，该第一隔膜和第二隔膜将所述收容空间分隔成第一气室、第二气室和第三气室，所述第二气室位于所述第一气室和第三气室之间。

优选的，在上述能量储存与转换装置中，所述氧气储存罐连通于所述第二气室；所述氢气储存罐分别连通于所述第一气室和第三气室；所述二次电池正极和燃料电池正极设于所述第二气室内；所述二次电池负极设于所述第一气室内；所述燃料电池负极设于所述第三气室内。

优选的，在上述能量储存与转换装置中，所述氢气储存罐连通于所述第二气室；所述氧气储存罐分别连通于所述第一气室和第三气室；所述二次电池负极和燃料电池负极设于所述第二气室内；所述二次电池正极设于所述第一气室内；所述燃料电池正极设于所述第三气室内。

优选的，在上述能量储存与转换装置中，所述碱性电解液选自氢氧化钾或氢氧化钠。

优选的，在上述能量储存与转换装置中，所述二次电池正极的材料选自氢氧化镍、二氧化锰或者两者的混合物；所述燃料电池正极的材料选自氢氧化镍、二氧化锰或者两者的混合物。

优选的，在上述能量储存与转换装置中，所述二次电池正极的材料中还包括添加剂，所述添加剂选自铂、银中的一种或两种；所述燃料电池正极的材料中还包括添加剂，所述添加剂选自铂、银中的一种或两种。

优选的，在上述能量储存与转换装置中，所述二次电池负极的材料为贮氢合金材料；所述燃料电池负极的材料为贮氢合金材料。