[发明专利]电压改变的混合型电化学电池设计

权利要求书

1.混合型锂离子电化学电池，其包括：

第一电极，其具有第一极性并包含可逆地循环锂离子的第一电活性材料；

第二电极，其具有所述第一极性并包含不同于第一电活性材料的可逆地循环锂离子的第二电活性材料；

至少一个第三电极，其包含可逆地循环锂离子的第三电活性材料并具有与所述第一极性相反的第二极性；和

至少一个电压改变部件，其与第一电极和第二电极电通信，其中所述混合型锂离子电化学电池具有对应于充电的第一运行状态和对应于放电的第二运行状态，其中所述至少一个电压改变部件配置为在第一运行状态下诱发电压降。

2.权利要求1的混合型锂离子电化学电池，其中所述至少一个电压改变部件选自：二极管、p-n结二极管、肖特基二极管、三极管、晶体管、晶闸管、场效应晶体管、包含p-n结的电子装置及其组合。

3.权利要求1的混合型锂离子电化学电池，其进一步包括至少两个电压改变部件，它们与第一电极和第二电极电通信，其中第一电压改变部件配置为在第一或第二运行状态下诱发第一电压降，并且第二电压改变部件配置为在第一或第二运行状态的另一个下允许电流通过。

4.权利要求1的混合型锂离子电化学电池，其中所述第一电极和第二电极并联或串联连接。

5.权利要求1的混合型锂离子电化学电池，其中所述至少一个电压改变部件进一步包括多个电压改变部件，其中所述多个电压改变部件串联连接，其中所述电压降是由多个电压改变部件产生的累积电压降或者所述多个电压改变部件并联连接以降低电阻。

6.权利要求1的混合型锂离子电化学电池，其中所述电压降大于0 V且小于或等于约5V。

7.权利要求1的混合型锂离子电化学电池，其中所述第一电极是第一正电极且所述第二电极是第二正电极，其中所述第一电活性材料选自：LiNiMnCoO₂，Li(Ni_xMn_yCo_z)O₂)，其中0≤ x ≤ 1、0 ≤ y ≤ 1、0 ≤ z ≤ 1且x + y + z = 1，LiNiCoAlO₂，LiNi_1-x-yCo_xAl_yO₂（其中0 ≤ x ≤ 1且0 ≤ y ≤ 1），LiNi_xMn_1-xO₂（其中0 ≤ x ≤ 1），LiMn₂O₄，Li_1+xMO₂ （其中M是Mn、Ni、Co、Al之一且0 ≤ x ≤ 1），LiMn₂O₄ (LMO)，LiNi_xMn_1.5O₄，LiV₂(PO₄)₃，LiFeSiO₄，LiMPO₄（其中M是Fe、Ni、Co和Mn中至少之一），活性碳及其组合，所述第二电活性材料选自：硅氧化物活性碳、硬碳、软碳、多孔碳材料、石墨、石墨烯、碳纳米管、碳干凝胶、介孔碳、模板碳、碳化物衍生碳（CDC）、石墨烯、多孔碳球、杂原子掺杂碳材料、贵金属的金属氧化物、RuO₂、过渡金属、过渡金属的氢氧化物、MnO₂、NiO、Co₃O₄、Co(OH)₂、Ni(OH)、聚苯胺（PANI）、聚吡咯（PPy）、聚噻吩（PTh）及其组合；和所述至少一个第三电极是负电极，且所述第三电活性材料选自：锂金属、锂合金、硅（Si）、硅合金、硅氧化物活性碳、硬碳、软碳、石墨、石墨烯、碳纳米管、氧化锂钛（Li₄Ti₅O₁₂）、锡（Sn）、钒氧化物（V₂O₅）、二氧化钛（TiO₂）、氧化钛铌（Ti_xNb_yO_z，其中0 ≤ x ≤ 2、0 ≤ y ≤ 24且0 ≤ z ≤ 64）、硫化亚铁（FeS）及其组合。