电池封包的制作方法
【专利摘要】根据本发明的一特征，一种电池封包含第一电极；第二电极；位于第一与第二电极之间的介电层及电解材料，所述电解材料可以是NaCl或CF6Li等等的材料。
【专利说明】
电池封包
技术领域
[0001]本发明涉及一种电池封包。
【背景技术】
[0002]目前市面上的电池封包大多是铅酸电池或者铁铁电池，然而，它们需要的充电时间都相当长，因此使用者经常在电池尚未充电完成便取下使用，以致于电池的可供电时间缩短，造成使用上不便。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是为提供一种充电时间较快的电池封包。
[0004]根据本发明的一特征，一种电池封包含第一电极；第二电极；位于第一与第二电极之间的介电层及电解材料，该电解材料可以是NaCl或CF6Li等等的材料。
【附图说明】
[0005]图1是本发明的第一优选实施例的电池封包的示意图；
[0006]图2是显示本发明的第二优选实施例的电池封包的示意结构图；
[0007]图3是显示使用数个如在图2中所示的电池封包I的供电系统的示意图；
[0008]图4是显示使用数个如在图2中所示的电池封包I的另一供电系统的示意图；
[0009]图5是显示使用数个如在图1中所示的电池封包I的供电系统的示意图；
[0010]图6是显示本发明的第二优选实施例的电池封包Ia的示意结构图；
[0011]图7是正负极的制作的流程图；
[0012]图8是电容和电池同体形成串联或并联同体电池的示意图；
[0013]图9A是显示锂电池和钛酸钡纳电容电池做在同一包装(pack)体或分开包装加上二极管形成充电和放电回路的示意图；
[0014]图9B是显示在图9A中所示的二极管两端是互相对调的示意图?’及
[0015]图10至15是说明本发明的电池封包的充电特性的示意图。
【具体实施方式】
[0016]在后面的本发明的优选实施例的详细说明中，相同或类似的元件是由相同的标号标示，而且它们的详细描述将会被省略。此外，为了清楚揭示本发明的特征，于附图中的元件并非按实际比例描绘。
[0017]图1是为本发明的第一优选实施例的电池封包2的示意图。如在图1中所示，该电池封包2包括由Cu形成的第一电极20与由Al形成的第二电极21。在第一电极20和第二电极21之间设有用于进行离子交换作用的介电层或介电膜22。该电池封包2还可注入液固态电解材料23以进行离子交换或空穴、电子位移等。电解材料23可以是NaCl或CF6Li等等的液态或固态材料。
[0018]该电极20和21与介电层22的形成是藉由把金属粉(Al、Cu、C、Ag….等等)混合泥胶印刷而成。介电层(离子交换层)22是以BaTi03、BaTi03、BaTiA1203…等等纳米或微米粉混合其它材料泥胶印在正负极之间形成。
[0019]第一和第二电极20和21与介电层22形成多层电池体后可以注入电解液(CF6Li, NaCl….等等液体)。当然，不注入电解液也是可行的。
[0020]在第一和第二电极20和21与中间层22形成多层体(MLCC)，经高温排胶形成多孔第一和第二电极20和21与中间层电池体后注入或不注入电解液形成完全充放电电池。
[0021]应要注意的是，在图1中所示的结构是单层结构，然而，本实施例的电池封包2是可以包含数个迭置的单层结构。即，数个如在图1中所示的单层结构是被电气地串联或并联或串并联连接在一起。
[0022]图2是显示本发明的第二优选实施例的电池封包的示意结构图。
[0023]如在图2中所示，本实施例的电池封包I除了包括在图1中所示的电池结构之外，还包括电容器10和二极管11。
[0024]该电池封包I具有第一电极20和第二电极21。该电容器10具有一个电气连接至该第二电极21的第一电极100和一个电气连接至该第一电极20的第二电极101。
[0025]该二极管11具有一个电气连接至该电容器10的第二电极101的阳极110和一个电气连接至该第一电极20的阴极111。
[0026]当该电池封包I被充电时，电池封包I的第一电极20与第二电极21是与充电装置(图中未示)电气连接以致于该电容器10与该电池被同时充电。由于电容器10能够被迅速充电完成，例如，10分钟，该充电装置在电容器10充电完成之后即可与该电池封包I断接，藉此，该电容器10开始放电俾可继续对该电池充电。如是，电池封包I即可被移动，增加使用便利性。
[0027]该电极20、21可以是由铜或铝箔或纳米、微米金属粉混合胶泥印刷形成并经高温烧结，其厚度为1nm到10mm。应要注意的是，正负极除了可以由铜、铝或其它金属材料制成之外，也可以由非金属导电材料制成，且可以被制成卷带式(roll to roll)以利多层折迭，其制作流程如在图7中所示。
[0028]或者，冲压第一和第二电极块后经层叠形成电池体或卷第一和第二电极材料成圆桶状后注入电解液(cf61i或nacl…等等可离子交换液体)。
[0029]或者，使金属粉和多孔非金属粉形成多孔导电第一和第二电极板。
[0030]或者，在多孔电极板涂布碳、石墨稀或正极材料LiCo、LiPFe、LiMn…等等材料。
[0031]电解液化学式如下:
[0032]LiCo----->-2Li到Cu正或负极，Co到正极铜上，形成离子交换，
[0033]NaCl----->+2Na到Cu正或负极，Cl离子到正或负极Al板上。
[0034]正负极亦可涂布LiCo、LipFe、LiMn…等等正极材料。负为碳材料。电极板金属为铝、铜、或其它金属或非金属导电材料，例如碳、石墨、石墨稀等等。
[0035]正负极之间加PFVD或离子交换膜，正负极板上印刷上离子交换膜BaTi03+PFVD或BaTi03混合泥胶印刷在正负铜铝银…等等金属电极板上。
[0036]BaTi03、BaTi03、BaAl203等介电材料+PFVD或泥胶参杂其它材料形成离子交换膜。
[0037]该离子交换膜将正负极上正负离子正负空穴电子做离子交换或空穴和电子位移在正负极端重复充电或放电周期循环功能。
[0038]应要注意的是，锂电池和钛酸钡纳电容电池做在同一包装(pack)体或分开包装加上二极管形成充电和放电回路，如在图9A中所示。
[0039]在二极管两端可以互相对调，如在图9B中所示。
[0040]图3是为显示使用数个如在图2中所示的电池封包I的供电系统的示意图。
[0041]如在图3中所示，该电池封包I并联地连接俾可得到高电流输出。
[0042]图4是显示使用数个如在图2中所示的电池封包I的另一供电系统的示意图。
[0043]如在图4中所示，该电池封包I串联地连接俾可得到高电压输出。
[0044]图5是显示使用数个如在图1中所示的电池封包I的供电系统的示意图。
[0045]如在图5中所示，该电池封包I并联与串联地连接俾可得到高电压与高电流输出。
[0046]图6是为显示本发明的第二优选实施例的电池封包Ia的示意结构图。
[0047]如在图6中所示，与在图2中所示的实施例不同的地方是在于该电池封包Ia并不包含二极管。
[0048]图8指出电容和电池同体形成串联或并联同体电池。LiCo、LiMn、LiPFe锂电池中可加BaTi03、NaCl或其它材料电容电池形成同体串联或并联。
[0049]多孔正负极的形成是如下:
[0050]在多孔陶瓷正负极板上，可CVD或涂布或电镀Al、Cu、Carbon等金属或非金属导电材料。
[0051]中间离子交换膜的形成如下:
[0052]BaTi03、BeTi03、BaA1203等介电材料+PFVD或离子交换膜或胶泥印刷方式涂布在正或负极板上结合做离子交换膜。
[0053]在多孔电极板泡在液体浮悬中，其电解液可以导电和离子化液，协助正负离子交换或空穴或电子位移交换。该电解液一般如NaCl (盐水)、CF6L1、六碳化锂等等液态电解液。
[0054]在多孔多层印刷层叠(一层到一万层以上，如正极、介电层、PFVD、负极、正极…)，三层重复层叠一层到十万层皆可，在层叠后于50°C至100tC的高温排胶是把三层及层叠中胶泥排出，留下正负极导材料及中间层介电材料形成更薄的电池结构。
[0055]在中间层BaTi03+PFVD或胶泥中加入NaCl结晶体，在充电时介电体产生高温100°C至5000C时NaCl结晶体固态变为液态将BaTi03晶体内正负离子和离子交换胶体包覆绝缘提高内阻从IM提升至1M或以上产生电容变成电池储电功能。
[0056]在中间层被NaCl结晶包覆BaTi03粒子在放电时产生三态变化，将BnTi03铁电特性和磁滞位移放电(或充电)产生电流形成电池特性。
[0057]在充电时NaCl液中发生电解现象正负极铜、铝和+Na和-Cl离子产生化学式变化如下:
[0058]NaCl----->+Na+_Cl 或 LiPFe----->Li+Fe
[0059]+Na与-Cl离子电解经介电层BnTi03+PFVD时启动BnTi03铁电和磁滞正负电子空穴位移储电。
[0060]请结合参阅图10和11所示，当+Na与-Cl离子交换时BnTi03发生铁电和磁滞位移产生高温由掺杂在介电层NaCl结晶体吸热后三态变化后该结晶体液化后流动包覆BnTi03晶体使其保留充电后饱和铁电及磁滞特性，当停止充电，三态变化NaCl快速冷却晶体包覆BnTi03粒在最佳磁滞饱和点达到储电功能。
[0061]BnTi03、BeTi03在I μπι上下磁滞曲线最强且明显，本实施例的应用范围可以是从1nm 至 lOyn^lSBnT1S'BeT1S。
[0062]在三层(正负极和中间介电层)都可用纳米或微米金属和非金属材料达到最大面积、最小介电层中BnTi03由DK = 100(Ik)到DK = 500k介电常数，C = ε OKXA/dt。
[0063]中层介电层NaCl晶体和BnTi03和胶泥也可不注入任何电解液而有电池功能存在。
[0064]中层介电层注入NaCl+H20等等电解液可以增大充电速度，在高电压I至6000v/dc高电流I μ A至1000Α，达成快速度充电，否则需要的充电时间大致落在1sec至1k sec内。
[0065]如在图12中所示，应要注意的是，NaCl电解液比重1%至100%对充电和储电有成正比现象。
[0066]该电池非含L1、Co、Mn等易燃金属在工作温度_70°C至400°C内不会爆炸或任何撞击、穿刺亦不会高温自燃。
[0067]请结合参阅图13和14所示，NaCl在饱和浓度水中形成三态经电解后成+Na和-Cl离子形成三态导电，同理，在BnTi03充电时同时电解NaCl后成+Na和-Cl使NaCl固态到液态包覆BnTi03晶粒。当不充电时少量+Na和-Cl放电中和时回NaCl晶体固态包覆饱和的BnTi03晶体达到储电功能。
[0068]当正四方BnTi03被充电时变成长方形晶体，且正负空穴、电子在表面两边，在放电时中和恢复到四方结晶。当在长方型磁滞特性饱和储电时被+Na和-Cl或NaCl三态变化包覆时或(放电)不被包覆时重复周期循环充电和储电和放电等循环功能。
[0069]请参阅图15所示，其显示NaCl 二态变化控制内阻曲线。当处于液态时，内阻小，而当处于固态时，内阻大，形成电池二态开关(on/off)功能。在开时，达成充/放电功能，而在关时，达成储电功能。
[0070]NaCl (内阻小)----->+NaH—Cl (内阻大)
[0071]离子化后内阻变大(on)储电，而中和后内阻变小(off)充/放电。
[0072]Al、Cu等其它电极金属有助于电解充放电功能及Mn、Al、C、Zn、锌等等有助化学反应。
[0073]符号说明
[0074]2 电池封包
[0075]20第一电极
[0076]21第二电极
[0077]22介电膜
[0078]23电解材料
【主权项】
1.一种电池封包，包含: 第一电极； 第二电极； 位于所述第一电极与所述第二电极之间的介电层；及 电解材料，所述电解材料可以是NaCl或CF6Li等等的材料。2.如权利要求1所述的电池封包，其中，所述电极与介电层的形成是藉由把金属薄片或金属粉(Al、Cu、C、Ag…等等)混合泥胶印刷而成，介电层是以BaTi03、BaTi03、BaTiA1203…等等纳米或微米粉混合其它材料泥胶印在正负极之间形成，或正负极之间加入PFVD或纤维布做成隔离薄膜。3.如权利要求1所述的电池封包，其中，所述电极可以由铜或铝箔或纳米、微米金属粉混合胶泥印刷形成并经高温烧结，其厚度为1nm到1_。4.如权利要求1所述的电池封包，其中，所述电极可以由诸如纳米碳管、石墨、石墨稀、碳粉等等的非金属导电材料制成。5.如权利要求1所述的电池封包，其中，所述电极和中间层介质材料可以被制成卷带式以利多层折迭。6.如权利要求1所述的电池封包，其中，电解液化学式为 LiCo>-2Li到Cu正或负极，Co到正或负极铝上，形成离子交换 NaCl---->+2Na到Cu正或负极，Cl离子到正或负极招上。7.如权利要求1所述的电池封包，其中，正极可涂布LiCo、LiPFe、LiMn等等正极材料，负极可涂布碳粉、石墨、石墨稀等等负极材料。8.如权利要求1所述的电池封包，其中，电极板金属为铝、铜等等金属导电材料或者为碳、石墨、石墨稀等等非金属材料。9.如权利要求1所述的电池封包，其中，离子交换膜BaTi03+PFVD或者BaTi03混合泥胶是被印刷到正负极板上。10.如权利要求9所述的电池封包，其中，在BaTi03+PFVD或者BaTi03混合泥胶中加入NaCl结晶体，在充电时介电体产生高温时NaCl结晶体固态变为激态将BaTi03晶体内正负离子和离子交换胶体包覆绝缘内阻从IM提升至1M或以上产生电容变成电池储电。11.如权利要求10所述的电池封包，其中，在中间层被NaCl结晶包覆BaTi03粒子在放电时产生三态变化，将BaTi03铁电特性和磁滞位移放电(或充电)产生电流形成电池特性。12.如权利要求10所述的电池封包，其中，在充电时NaCl液中发生电解现象正负极铜、铝和+Na和-Cl离子产生化学式变化如下 NaCl----->+Na+-Cl 或 LiPFe----->Li+Fe +Na与-Cl离子电解经介电层BnTi03+PFVD时启动BnTi03铁电和磁滞正负电子空穴位移储电。13.如权利要求1所述的电池封包，还包含电容器，当所述电池封包被充电时所述电容器能迅速被充满电，以致于在充电电源移除时所述电容器放电俾对电池继续充电。14.如权利要求1所述的电池封包，其中，金属粉和多孔非金属粉形成多孔导电第一和第二电极板。15.如权利要求1所述的电池封包，其中，在多孔电极板涂布碳、石墨稀或正极材料。
【文档编号】H01M2/02GK105990535SQ201510046111
【公开日】2016年10月5日
【申请日】2015年1月29日
【发明人】王琮淇
【申请人】王琮淇