[发明专利]集成能量和功率装置

说明书

一种锂离子能量和功率系统，其包括：壳体，所述壳体含有：至少三个电极，所述电极包括：至少一个第一电极，所述至少一个第一电极包括阴极法拉第能量储存材料；至少一个第二电极，所述至少一个第二电极包括阳极法拉第能量储存材料；和至少一个第三电极，所述至少一个第三电极包括阴极非法拉第能量储存材料，其中所述至少一个第一、第二和第三电极如本文所限定的相邻，并且所述至少一个第二电极与电耦合的至少一个第一电极和所述至少一个第三电极电学隔离；在各电极之间的隔膜；和在各电极之间的液体电解质。还公开了制造和使用所公开的锂离子能量和功率系统的方法。

本申请依据35U.S.C.§120要求于2015年1月30日提交的序列号为14/610,706的美国申请的优先权的权益，本文以该申请的内容为基础并且其全文通过引用的方式纳入本文。

本文中提及的每种公开物或专利文件的完整公开内容通过引用纳入本文。

背景技术

本公开涉及提供能量和功率益处的装置。

发明内容

在实施方式中，本公开提供了提供优异能量和功率输出的集成装置，以及制造和使用该集成能量和功率装置(IEPD)的方法。

附图简要说明

在本公开的实施方式中：

图1为示出了在调整期间实施例1、2和3的三种本发明的IEPD装置的能量密度的曲线图。

图2为示出了实施例1、2和3的每种IEPD装置的速率性能的曲线图。

图3为示出了实施例1、2和3的每种IEPD装置的循环性能的曲线图。

图4为法拉第阳极电极组合物500的截面示意图，其包括硬碳510和石墨520，二者分别涂布在铜箔530的相对侧上。

图5为另一个法拉第阳极电极组合物600的截面示意图，其包括涂布在铜箔530两侧上的硬碳510。

图6为另一个法拉第阳极电极组合物700的截面示意图，其包括涂布在铜箔530两侧上的石墨520。

图7为具有法拉第阴极组合物——例如锂过渡金属络合物810——的法拉第阴极电极900的截面示意图，所述法拉第阴极组合物涂布在铝箔830的两侧上。

图8为具有非法拉第材料组合物——例如活性碳820——的非法拉第阴极电极1000的截面示意图，所述非法拉第材料组合物涂布在铝箔830的两侧上。

图9示出了实施例1的示例性IEPD构造1300。

图10示出了实施例2的示例性IEPD构造1400。

图11示出了实施例3的示例性IEPD构造1500。

图12A和12B分别示出了示例性IEPD的示意图。

具体实施方式

下面参考附图(如果有的话)对本公开的各个实施方式进行详细描述。参考各个实施方式不限制本发明的范围，本发明的范围仅受所附权利要求书的范围限制。此外，在本说明书中列出的任何实施例都不是限制性的，并且仅列出了要求保护的本发明的诸多可能的实施方式中的一些实施方式。

定义

“集成”或类似术语，在所公开的集成能量和功率装置(IEPD)或同义公开的能量和功率装置(EPD)的上下文中是指将能量产生或储存部件和功率产生或储存部件结合成或物理集成成单个装置。

“法拉第”或类似术语是指通过存在于系统中的化学物质的氧化或还原来生成电流的系统。

“非法拉第”或类似术语是指通过吸附或解吸的静电电荷产生电流而不是通过化学物质的还原或氧化产生电流的系统。