專利名稱：一種復(fù)合電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種復(fù)合電池。
背景技術(shù)：
眾所周知，鉛酸電池和鋰離子電池是屬于不同化學(xué)體系的二次電池，且各有其獨(dú)自的特點(diǎn)。鉛酸電池和鋰離子電池的簡(jiǎn)單比較見表I:表I
項(xiàng)目鉛酸電池磚酸鐵鋰電池鈷酸鋰電池錳酸鋰電池三元材料電池
額定電壓(V)1212 151515
開路電壓(V)12.7-13.013.3 ~ 13.415.6 ~ 1615.6 ~ 1615.6 ~ 16
循環(huán)使用充電電壓(V)14.514.4-14.816.816.816.8
循環(huán)壽命(Cycle Life)400>1500800800800
能量密度(WH/KG)30120167110170
最大持續(xù)放電電流1~5C10-20C2~5C10~20C5 15C
充電時(shí)間(小時(shí))8~151~21~21~2I ~2
價(jià)格(元/V·Ah)0.82.672.22.22.2鉛酸蓄電池具有電壓平穩(wěn)、安全可靠、價(jià)格低廉、適用范圍廣、原材料豐富和回收再生利用率高等優(yōu)點(diǎn)，是世界上各類電池中產(chǎn)量最大、用途最廣的一種電池，其主要用于電信、銀行等后備電源、太陽能和風(fēng)能儲(chǔ)能、汽車、摩托車以及電動(dòng)車輛。但是，鉛酸電池在應(yīng)用過程中也暴露出了很多局限性I.重量比能量太低，僅為30WH/KG ；2.循環(huán)壽命短，作為電動(dòng)車輛用電池，使用約一年時(shí)間就需要進(jìn)行更換；3.欠充電使用時(shí)容易造成極板硫酸鹽化，使電池壽命嚴(yán)重縮短；如電動(dòng)車輛、風(fēng)能和太陽能用鉛酸電池，因經(jīng)常不能及時(shí)對(duì)電池進(jìn)行滿荷電充電，使得電池處于部分荷電狀態(tài)下循環(huán)使用，從而引起極板硫酸鹽化，導(dǎo)致容量加速衰減及壽命嚴(yán)重縮短；4.不適合大電流放電；如圖I顯示,在不同倍率放電時(shí)，電池容量相當(dāng)于ICl倍率放電電池容量的比值?？梢钥闯?，隨著放電倍率增加(放電電流增加)，電池所能放出的容量急劇下降。當(dāng)所用電器以較高功率工作時(shí)，電池實(shí)際工作時(shí)間明顯縮短，導(dǎo)致達(dá)不到標(biāo)稱的容量；5.低溫特性較差，低于零下20°C時(shí)就難以正常工作。上述局限性嚴(yán)重制約了鉛酸電池在電動(dòng)車輛、風(fēng)能及太陽能儲(chǔ)能、汽車及摩托車啟動(dòng)等方面的應(yīng)用。
為解決上述問題，人們相繼開發(fā)了新的二次電池，并應(yīng)用于所述領(lǐng)域，鋰離子二次電池即為其中的代表，其具有以下顯著特點(diǎn)I.具有較高的重量比能量，大于110WH/KG ；2.循環(huán)壽命長，比如磷酸鐵鋰電池可達(dá)1500次以上，實(shí)際使用壽命可達(dá)5年，如圖2所示；3.鋰離子電池可在任意荷電狀態(tài)下使用，不會(huì)因不飽和荷電循環(huán)使用而影響電池 壽命，且常適合用于市電和充電狀態(tài)不穩(wěn)定的環(huán)境下使用；4.大電流放電性能優(yōu)異，不同倍率下放電電池容量差異很小，可以IOC1A 20QA電流持續(xù)放電，這是鉛酸電池所無法實(shí)現(xiàn)的；鋰離子電池在不同倍率(CxA)放電時(shí)容量與IC1倍率(C1A)放電的容量對(duì)比如圖3所示。然而，鋰離子電池也有其局限性，主要是價(jià)格較高，其價(jià)格約為鉛酸電池的3 5倍，這在一定程度上限制了鋰離子電池的推廣應(yīng)用。為了充分利用兩種能量體系的優(yōu)點(diǎn)，人們尋求將不同能量體系進(jìn)行并聯(lián)使用。但是鋰離子電池和鉛酸電池的開路電壓是不同的，就是與鉛酸電池特性最相似的磷酸鐵鋰電池，其開路電壓也較鉛酸電池高O. 3V左右(對(duì)12V電池而言)，而鉛酸電池和鋰離子電池內(nèi)阻均很小，僅在毫歐級(jí)，當(dāng)這樣的電池進(jìn)行并聯(lián)時(shí)，回路中可產(chǎn)生上百安的電流，對(duì)電池?fù)p傷很大，無法實(shí)現(xiàn)直接并聯(lián)?，F(xiàn)有的技術(shù)多是從電路上增加一些開關(guān)元器件或精確的控制電路，人為控制各支路電池的充電和放電起始，以達(dá)到避免兩個(gè)并聯(lián)的電池之間產(chǎn)生不受控的大電流問題。典型的如以下幾種類型技術(shù)所述現(xiàn)有一種具有高電流通路的二次電池，其通過控制元器件將柱狀電池和袋狀電池并聯(lián)起來，用袋狀電池填充柱狀電池中間的空隙，以達(dá)到充分利用電池盒內(nèi)空間的目的。這種復(fù)合能源系統(tǒng)僅僅是通過并聯(lián)實(shí)現(xiàn)形狀互補(bǔ)，其并未導(dǎo)致并聯(lián)電池性能的互補(bǔ)，如并聯(lián)后能同時(shí)滿足輸出高功率和高容量的要求。此外，其兩組電池的充電/放電是互相獨(dú)立的。在兩組電池上分別附加了用于偵測(cè)電池充電/放電狀態(tài)的保護(hù)線路，以分別適時(shí)獲得并聯(lián)的兩路電池的電流、電壓狀態(tài)。當(dāng)任何一個(gè)支路的電流、電壓到了設(shè)定的控制值時(shí)，保護(hù)線路給出信號(hào)，開關(guān)動(dòng)作，導(dǎo)通或者關(guān)閉其中一路的開關(guān)。另一種具有高電流通路的二次電池是將性能不同的兩種二次電池并聯(lián)使用，以充分利用兩種電池特性的系統(tǒng)。其第一并聯(lián)支路二次電池包括充電/放電開關(guān)、電池過充/過放保護(hù)；第二并聯(lián)支路二次電池包括充電/放電開關(guān)、電池過充/過放保護(hù)、用于與第一并聯(lián)支路二次電池系統(tǒng)保持電壓均衡的充電均衡管理模塊。其可實(shí)現(xiàn)兩套并聯(lián)的二次電池系統(tǒng)同時(shí)進(jìn)行充電/放電，但各自進(jìn)行充電/放電管理的功能。還有一種二次電池是利用不同形狀、化學(xué)特性的燃料電池、鋰離子電池或鋰聚合物電池等組成并聯(lián)的復(fù)合能源系統(tǒng)，每個(gè)支路都有電流和電壓傳感器，將電流電壓數(shù)值傳輸給控制器，由控制器給出信號(hào)進(jìn)行關(guān)斷，以防止兩個(gè)支路的電池過充/過放。該復(fù)合能源系統(tǒng)的充電方式是采用恒流進(jìn)行。第三種二次電池是將高功率型鋰離子電池和高容量型鋰離子電池并聯(lián)，每個(gè)支路里都串聯(lián)有用于控制充電/放電的元件，當(dāng)某一支路中電池達(dá)到充電/放電終止條件時(shí)，該支路即停止充電/放電。第四種二次電池是在個(gè)人便攜電源中由容量型鉛酸電池和箔片鉛酸型電池并聯(lián)使用，且箔片鉛酸電池可以為功率型電池進(jìn)行充電，在需要大電流或瞬間峰值放電時(shí)，功率型電池提供能量，且此時(shí)箔片鉛酸電池電壓下降較容量型鉛酸電池快。當(dāng)用電器大功率啟動(dòng)完成后，箔片型鉛酸電池電壓低于容量型鉛酸電池，此時(shí)容量型鉛酸電池為箔片型鉛酸電池充電。然而，上述幾種不同類型的二次電池的并聯(lián)使用均是通過復(fù)雜的控制電路實(shí)現(xiàn)的，其存在如下問題I.在它們的兩個(gè)支路中都有用于監(jiān)控電池電壓和電流的元件，當(dāng)支路電池達(dá)到過充/過放條件時(shí)，這些檢測(cè)元件給出信號(hào)，開關(guān)元件工作，這一支路停止充電/放電；2.它們的兩個(gè)支路均有精確的電流、電壓和電量監(jiān)控，實(shí)際上是通過對(duì)各個(gè)支路的單獨(dú)控制實(shí)現(xiàn)輸出和接受 電能，其兩個(gè)并聯(lián)的支路對(duì)對(duì)方并不能造成任何影響。3.以上文獻(xiàn)中并未涉及如何選擇合適的、不同類型的二次電池體系，通過調(diào)節(jié)其結(jié)構(gòu)和內(nèi)部成分組成較為合理、不用電池管理元件進(jìn)行充電/放電控制的復(fù)合能源系統(tǒng)。它們屬于較為機(jī)械、生硬的電池并聯(lián)組合。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實(shí)施例的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長，且在不附加任何機(jī)械或電子控制電路的情況下，具有自調(diào)節(jié)各支路的電壓的復(fù)合電池。為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種復(fù)合電池，包括至少一鉛酸電池組和與所述鉛酸電池組并聯(lián)的至少一鋰離子電池組；其中，所述鉛酸電池組中鉛酸電池單體具有電解質(zhì)，所述電解質(zhì)的密度為I. 29
I.33g/ml和/或者鋰離子電池組中鋰離子電池單體正極/負(fù)極含有活性物質(zhì)，所述鋰離子電池單體正極活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、三元材料中的至少一種，負(fù)極活性物質(zhì)為石墨、中間相炭微球、鈦酸鋰中的至少一種；所述鉛酸電池組支路的總開路電壓與所述鋰離子電池組支路的總開路電壓比為O. 99 I. 01 I。本發(fā)明復(fù)合電池通過對(duì)鉛酸電池組中鉛酸電池單體的電解質(zhì)密度的調(diào)整,有效提高鉛酸電池單體的開路電壓，從而有效提高鉛酸電池組的總開路電壓；或/和通過選擇鋰離子電池組中鋰離子電池單體的正極/負(fù)極活性物質(zhì)材料體系，有效達(dá)到降低鋰離子電池單體的開路電壓，從而有效降低鉛酸電池組總開路電壓，使得鋰離子電池組的總開路電壓與該鉛酸電池組相匹配，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的通過復(fù)雜的控制電路監(jiān)控電池的電壓和電流的問題。該復(fù)合電池實(shí)現(xiàn)了在不需要附加任何機(jī)械或電子控制電路的情況下，充分利用本發(fā)明中的鉛酸電池單體和鋰離子電池單體各自的特點(diǎn)，能有效地調(diào)節(jié)各支路充、放電電流，使兩個(gè)支路電池電壓始終相同或相似，避免了對(duì)鉛酸電池的損傷，延長了其壽命。該復(fù)合電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，成本低。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中圖I是鉛酸電池不同倍率(CxA)放電時(shí)容量與IC1倍率(C1A)放電的容量對(duì)比圖；圖2是常溫條件下磷酸鐵鋰鋰離子電池循環(huán)壽命曲線圖；圖3是鋰離子電池不同倍率(CxA)放電時(shí)容量與IC1倍率(C1A)放電的容量對(duì)比圖；圖4為鉛酸電池板柵的耐腐蝕性能與鈣含量和錫含量的關(guān)系圖5是本發(fā)明復(fù)合電池的一優(yōu)選實(shí)施例鉛酸電池組與磷酸鐵鋰電池組并聯(lián)示意圖；圖6是圖5所示的鉛酸電池組與磷酸鐵鋰電池組并聯(lián)后的形成復(fù)合電池與同樣容量的鉛酸電池以相同功率放電時(shí)電池電壓變化示意圖；其中，A曲線為鉛酸電池放電時(shí)的電壓變化示意圖，B曲線為鉛酸電池組I與磷酸鐵鋰電池組2并聯(lián)后的形成復(fù)合電池放電時(shí)的電壓變化示意圖；圖7是圖5所示的容量比為50 50鉛酸電池組與磷酸鐵鋰電池組并聯(lián)而成的復(fù)合電池進(jìn)行放電時(shí)，兩個(gè)并聯(lián)支路的電流分配示意圖；其中，A曲線為鉛酸電池組I支路放電時(shí)的電流變化示意圖，B曲線為磷酸鐵鋰電池組2放電時(shí)的電流變化示意圖；圖8是圖5所示的鉛酸電池組和磷酸鐵鋰電池組在充電時(shí)，鉛酸電池組支路的電流與磷酸鐵鋰電池組支路的電流隨時(shí)間變化曲線圖；其中，A曲線為鉛酸電池組I支路充電時(shí)的電流變化示意圖，B曲線為磷酸鐵鋰電池組2充電時(shí)的電流變化示意圖；圖9是本發(fā)明復(fù)合電池的另一優(yōu)選實(shí)施例中的以4V正極材料-鈦酸鋰負(fù)極體系的鋰離子電池單體的放電曲線圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。本發(fā)明實(shí)施例提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，壽命長，且在不附加任何機(jī)械或電子控制電路的情況下，具有自調(diào)節(jié)各支路的電壓的復(fù)合電池。該復(fù)合電池包括至少一鉛酸電池組和與該鉛酸電池組并聯(lián)的至少一鋰離子電池組。其中，鉛酸電池組中鉛酸電池單體具有電解質(zhì)，該電解質(zhì)的密度為I. 29 I. 33g/ml和/或者鋰離子電池組中鋰離子電池單體正極/負(fù)極含有活性物質(zhì)，該鋰離子電池單體正極活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、三元材料中的至少一種，負(fù)極活性物質(zhì)為石墨、中間相炭微球、鈦酸鋰中的至少一種。該鉛酸電池組支路的總開路電壓與鋰離子電池組支路的總開路電壓比為O. 99 I I. 01 I。這樣，本發(fā)明實(shí)施例復(fù)合電池通過對(duì)鉛酸電池組中鉛酸電池單體的電解質(zhì)(如硫酸溶液電解質(zhì))密度的調(diào)整，有效提高鉛酸電池單體的開路電壓，從而有效提高鉛酸電池組的總開路電壓；同時(shí)/或者通過選擇鋰離子電池組中鋰離子電池單體的正極/負(fù)極活性物質(zhì)材料體系，有效達(dá)到降低鋰離子電池單體的開路電壓，從而有效降低鉛酸電池組總開路電壓，使得鋰離子電池組的總開路電壓與該鉛酸電池組相匹配，使兩支路總開路電壓范圍近似一致，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的通過復(fù)雜的控制電路監(jiān)控電池的電壓和電流的問題。如通過對(duì) 12V鉛酸電池單體中硫酸溶液電解質(zhì)密度的調(diào)整，可以使其單體提高約O. IV ;通過選擇鋰離子電池組中鋰離子電池單體正極/負(fù)極活性物質(zhì)材料體系，使鋰離子電單體池開路電壓在13. OV左右。該復(fù)合電池實(shí)現(xiàn)了在不需要附加任何機(jī)械或電子控制電路的情況下，該復(fù)合電池通過自身上述特點(diǎn)，自動(dòng)調(diào)節(jié)各支路充、放電電流，使兩個(gè)支路電壓始終相同或近似相等，在放電時(shí)鋰離子電池組回路優(yōu)先提供高功率放電能力，避免了鉛酸電池組大電流放電對(duì)鉛酸電池單體的損傷，在充電時(shí)優(yōu)先保證了易于損傷的鉛酸電池單體始終處于滿荷電循環(huán)狀態(tài)，延長了復(fù)合電池的壽命。該復(fù)合電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，成本低。
具體地，上述鉛酸電池單體結(jié)構(gòu)為本領(lǐng)域常用的鉛酸電池結(jié)構(gòu)，如包括板柵，該板柵優(yōu)選為鉛與錫的合金，其中，該鉛與錫的合金中錫的重量百分含量優(yōu)選為O. 3 I. 8%。由于本發(fā)明實(shí)施例是通過對(duì)鉛酸電池單體中電解質(zhì)密度的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)有效提高鉛酸電池單體的開路電壓。但是電解質(zhì)密度的提高帶來兩種后果一是活性物質(zhì)利用率提高，參與反應(yīng)的活性物質(zhì)的量是要在一定范圍內(nèi)才能達(dá)到較好的壽命，如果利用率過高，在循環(huán)使用過程中，活性物質(zhì)之間的結(jié)構(gòu)就會(huì)加速塌陷，從而也加速鉛酸電池單體失去導(dǎo)電能力的速率，導(dǎo)致鉛酸電池單體壽命縮短；二是板柵腐蝕速度加快，板柵腐蝕速度是與電解質(zhì)密度正相關(guān)的，電解質(zhì)密度的提高加快了板柵腐蝕，從而加速了鉛酸電池單體的導(dǎo)電骨架過早喪失導(dǎo)電能力的速率，也導(dǎo)致鉛酸電池單體壽命縮短。例如，現(xiàn)有的鉛酸電池中的硫酸溶液電解質(zhì)密度從I. 28g/cm3提高到I. 34g/cm3時(shí)，其壽命縮短約20%。而本發(fā)明實(shí)施例中優(yōu)選采用錫的重量百分含量優(yōu)選為O. 3 I. 8%的鉛與錫的合金作為鉛酸電池單體的板柵，該板柵的成分主要是鉛，較普通鉛鈣合金雜相少，能有效的提高板柵抗腐蝕能力，延長該鉛酸電池單體的壽命。該鉛與錫的合金中，錫的重量百分含量更優(yōu)選為1.2%。 進(jìn)一步地，上述板柵優(yōu)選是將鉛與錫的合金在輥壓壓力為5噸 40噸、輥壓次數(shù)為I 5次的條件下制得。其中，輥壓壓力進(jìn)一步優(yōu)選為20噸，輥壓次數(shù)進(jìn)一步優(yōu)選為2次。該鉛與錫的合金經(jīng)過輥壓后，晶體間變得更加致密，晶間腐蝕較鉛鈣板柵低，使得板柵具有優(yōu)良的耐腐蝕性能。在同樣厚度的條件下，將相同厚度的經(jīng)上述處理后獲得的鉛錫合金板柵與現(xiàn)有的鉛鈣合金板柵在相同條件下進(jìn)行耐腐蝕性能測(cè)試分析，其測(cè)試分析參見圖4，由圖4可知，經(jīng)上述處理后獲得的鉛錫合金板柵的耐腐蝕能力是現(xiàn)有鉛鈣合金的I. 2 2倍，從而有效延長了鉛酸電池單體的壽命。上述鉛酸電池單體的開路電壓V符合如下公式V = (O. 85+d) V式中，所述O. 85為經(jīng)驗(yàn)系數(shù)，d為電解質(zhì)密度，V為電壓?jiǎn)挝环?hào)。當(dāng)d的取值范圍為I. 29 I. 33g/mL時(shí)，對(duì)應(yīng)的鉛酸電池單體開路電壓為2. 14 2. 18v。這樣6只鉛酸電池單體串聯(lián)所組成的鉛酸電池組的總開路電壓就是在12. 84V 13. 08V之間，較普通鉛酸蓄電池提高了約O. IV。進(jìn)一步地,上述鉛酸電池單體中含有鉛膏，如上述板柵或者鉛酸電池單體的極板中含有鉛膏，該鉛膏的視比重優(yōu)選為4. 35 4. 5g/cm3,更優(yōu)選為4. 38 4. 41g/cm3。該視比重的鉛膏在化成時(shí)能形成較多含量的a-Pb02。該a-PbO2在密度為1.30g/mL以上的電解質(zhì)中的利用率反而下降，并減緩了化成時(shí)形成的P-PbO2的利用率，從而避免了高電解質(zhì)密度對(duì)鉛酸電池單體壽命的不利影響。如含有上述視比重的鉛膏，且電解質(zhì)密度為1.34g/mL的鉛酸蓄電池的壽命與現(xiàn)有普通鉛酸電池的壽命相當(dāng)。具體地，上述鋰離子電池單體的正極活性物質(zhì)中還摻雜有重量百分含量為3% 20%的非金屬元素。在正極活性物質(zhì)中摻雜非金屬元素，能進(jìn)一步地降低鋰離子電池單體的開路電壓。該非金屬元素優(yōu)選為硼、硅、砷中的至少一種。如當(dāng)鋰離子電池單體的正極活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰，且在該磷酸鐵鋰中摻雜重量百分含量為3 20%的硼、硅非金屬元素時(shí)，可使磷酸鐵鋰電池單體的開路電壓降低至3. 21 3. 27V。上述鋰離子電池單體的正極活性物質(zhì)中摻雜非金屬元素的方法優(yōu)選如下SI.將鋰離子電池單體的正極活性物質(zhì)與非金屬元素源化合物混合，形成混合物；其中，非金屬元素源化合物相對(duì)正極活性物質(zhì)的重量百分比為3 20% ;S2.將混合物經(jīng)研磨、干燥和燒結(jié)，從而實(shí)現(xiàn)非金屬元素在正極活性物質(zhì)中的摻雜。上述鋰離子電池單體的正極活性物質(zhì)中摻雜非金屬元素方法的SI步驟中，非金屬元素源化合物優(yōu)選為如上述的硼、硅、砷非金屬元素源化合物中的至少一種，如硼酸、氧化硼、硅酸中的至少一種。上述鋰離子電池單體的正極活性物質(zhì)中摻雜非金屬元素方法的S2步驟中，燒結(jié)是將經(jīng)研磨并干燥后的混合物在580 850°C下進(jìn)行煅燒6 24小時(shí)。具體地，上述鉛酸電池組中的鉛酸電池單體數(shù)量和鋰離子電池組中的鋰離子電池單體數(shù)量可以根據(jù)實(shí)際需要靈活調(diào)整，鉛酸電池組與鋰離子電池組的容量比優(yōu)選為10 : 90 90 : 10，進(jìn)一步優(yōu)選為 30 70 70 30。因此，在一優(yōu)選的實(shí)施例中，如圖5所示，本發(fā)明實(shí)施例復(fù)合電池包括一鉛酸電池組I和與該鉛酸電池組I并聯(lián)的一磷酸鐵鋰電池組2，在該復(fù)合電池上設(shè)有電流輸出接口和充電接口(圖5中未示出)，并且通過調(diào)整鉛酸電池組I中鉛酸電池單體的電解質(zhì)密度，使鉛酸電池組I和磷酸鐵鋰電池組2的總開路電壓相等或近似相等。其中，鉛酸電池組I中的鉛酸電池單體由上述鉛酸電池單體的開路電壓V計(jì)算公式得知的其開路電壓為2. 14
2.18v，當(dāng)由3、6、9、12只該鉛酸電池單體串聯(lián)形成的鉛酸電池組I的總開路電壓分別參見下述表2。磷酸鐵鋰電池組2中的磷酸鐵鋰電池單體的開路電壓在2. 57 2. 62V。當(dāng)將2、4、6、8只該磷酸鐵鋰電池單體串聯(lián)而形成的磷酸鐵鋰電池電池組2的總開路電壓分別參見下述表2。表 權(quán)利要求
1.ー種復(fù)合電池，包括至少ー鉛酸電池組和與所述鉛酸電池組并聯(lián)的至少ー鋰離子電池組；其特征在于所述鉛酸電池組中鉛酸電池単體具有電解質(zhì)，所述電解質(zhì)的密度為I.29 I. 33g/ml和/或者鋰離子電池組中鋰離子電池單體正扱/負(fù)極含有活性物質(zhì)，所述鋰離子電池單體正極活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、三元材料中的至少ー種，負(fù)極活性物質(zhì)為石墨、中間相炭微球鈦酸鋰中的至少ー種；所述鉛酸電池組支路的總開路電壓與所述鋰離子電池組支路的總開路電壓比為0.99 I. Ol I。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合電池，其特征在于所述鉛酸電池單體具有板柵，所述板柵為鉛與錫的合金，其中，所述鉛與錫的合金中錫的重量百分含量為0. 3 I. 8%。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的復(fù)合電池，其特征在于所述板柵是將鉛與錫的合金在輥壓壓カ為5噸 40噸、輥壓次數(shù)為I 5次的條件下制得。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合電池，其特征在于所述鉛酸電池組中鉛酸電池単體的開路電壓為2. 14 2. 18v。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合電池，其特征在于所述鉛酸電池組中鉛酸電池単體含有鉛膏,所述鉛膏的視比重為4. 35 4. 5g/cm3。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合電池，其特征在于所述鉛酸電池組中鉛酸電池単體含有鉛膏,所述鉛膏的視比重為4. 38 4. 41g/cm3。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合電池，其特征在于所述鋰離子電池組中鋰離子電池單體的正極活性物質(zhì)中摻雜有重量百分含量為3% 20%的非金屬元素。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的復(fù)合電池，其特征在于所述非金屬元素為硼、硅、神元素中的至少ー種。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合電池，其特征在于所述鉛酸電池組與鋰離子電池組的容量比為10 : 90 90 : 10。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的復(fù)合電池，其特征在于所述鉛酸電池組與鋰離子電池組的容量比為30 70 70 30。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種復(fù)合電池，包括至少一鉛酸電池組和與所述鉛酸電池組并聯(lián)的至少一鋰離子電池組；其中，所述鉛酸電池組中鉛酸電池單體具有電解質(zhì)，所述電解質(zhì)的密度為1.29～1.33g/ml和/或者鋰離子電池組中鋰離子電池單體正極/負(fù)極含有活性物質(zhì)，所述鋰離子電池單體正極活性物質(zhì)為磷酸鐵鋰、錳酸鋰、鈷酸鋰、三元材料等中的至少一種，負(fù)極活性物質(zhì)為石墨、中間相炭微球、鈦酸鋰等中的至少一種；所述鉛酸電池組支路的總開路電壓與所述鋰離子電池組支路的總開路電壓比為0.99～1.01∶1。本發(fā)明復(fù)合電池使得鋰離子電池組的總開路電壓與該鉛酸電池組相匹配，避免了對(duì)鉛酸電池的損傷，延長了其壽命；同時(shí)，該復(fù)合電池結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施，成本低。
文檔編號(hào)H01M16/00GK102651491SQ20111004633
公開日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者張華農(nóng), 梁國標(biāo), 胡金豐 申請(qǐng)人:深圳市雄韜電源科技股份有限公司