[实用新型]一种内并联高比能量高功率电源

说明书

本实用新型提供一种内并联高比能量高功率电源，包括若干组第一极组和若干组第二极组，第一极组与第二极组并联，并处于同一电解液中，第一极组的功率密度大于第二极组的功率密度，第二极组的比能量高于第一极组的比能量，第一极组包括第一正极、第一负极和设于二者之间的第一隔膜，第二极组包括第二正极、第二负极和设于二者之间的第二隔膜。该内并联高比能量高功率电源能够多次高功率脉冲放电、比能量高、可靠性高。

技术领域

本实用新型属于电源领域，尤其是涉及一种内并联高比能量高功率电源。

背景技术

随着科技的发展，各领域对配套电源系统的性能指标要求不断提高，对高功率电源的需求不再满足于在非常短的时间内实现能量释放，同时对一次充电多次脉冲放电的能力也有了较高要求，如粒子束、高功率开关、强激光等。因此既要求配套电源具有超高功率脉冲输出能力，又要求电池具有较高的比能量。锂离子电池具有电压高、比能量高、循环寿命长等优点。随着电池关键材料及电池制备工艺技术的快速发展，可以通过改变锂离子电池电极材料的粒径、包覆、涂覆量、压实密度、导电剂的加入量满足不同的使用需求。

高功率型锂离子电池由于选择小粒径活性物质、较高比例的导电剂，压实密度较低，比能量通常很难达到较高水平；相反，能量型锂离子电池亦无法达到较高的功率密度。因此，现有技术中的锂离子电池无法同时满足具备高功率脉冲输出能力和较高的比能量。

发明内容

本实用新型要解决的问题是提供一种内并联高比能量高功率电源，能够多次高功率脉冲放电、比能量高、可靠性高。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种内并联高比能量高功率电源，包括若干组第一极组和若干组第二极组，第一极组与第二极组并联，并处于同一电解液中，第一极组的功率密度大于第二极组的功率密度，第二极组的比能量高于第一极组的比能量，第一极组包括第一正极、第一负极和设于二者之间的第一隔膜，第二极组包括第二正极、第二负极和设于二者之间的第二隔膜。

技术方案中，优选的，还包括正极集流结构和负极集流结构，正极集流结构的两侧分别设置第一正极和第二正极，负极集流结构的两侧分别设置第一负极和第二负极，第一极组和第二极组通过正极集流结构和负极集流结构并联。

技术方案中，优选的，第一正极包括第一正极材料，第二正极包括第二正极材料，正极集流结构的两侧分别涂覆第一正极材料和第二正极材料。

技术方案中，优选的，第一负极包括第一负极材料，第二负极包括第二负极材料，负极集流结构的两侧分别涂覆第一负极材料和第二负极材料。

技术方案中，优选的，第一极组的功率密度不小于1.5kw/kg。

技术方案中，优选的，第二极组的比能量不小于100wh/kg。

技术方案中，优选的，正极集流结构为铝箔集流体，负极集流结构为铜箔集流体。

技术方案中，优选的，第一隔膜为聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、陶瓷隔膜和涂碳隔膜中的一种或多种的组合。

技术方案中，优选的，第二隔膜为聚乙烯隔膜、聚丙烯隔膜、陶瓷隔膜和涂碳隔膜中的一种或多种的组合。

本实用新型具有的优点和积极效果是：

1、通过集流体两侧涂覆不同活性物质，实现了功率型电极与能量型电极在电池内部的并联结构。在高功率脉冲放电过程中，功率型电极极化较小，为主要供电电极，放电深度较高，能量型电极极化较大，放电深度较低；在脉冲放电间隙，能量型电极通过集流体与集流体反面功率型电极进行电子交换，同时两种电极各自与隔膜相对的电极进行锂离子交换，实现能量型电极为功率型电极充电，从而实现多次脉冲放电。