申请/专利权人：宜兴市昱元能源装备技术开发有限公司

申请日：2022-03-25

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN114597071B

主分类号：H01G11/06

分类号：H01G11/06;H01G11/30;H01G11/68;H01G11/70;H01G11/56

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.06.24#实质审查的生效;2022.06.07#公开

摘要：本发明公开了一种固态储能单元，其特征在于：包括两个极板；两层薄层，两层所述薄层分别附着在两个所述极板的相对侧面上，所述薄层为多孔构造；固态离子导电层，所述固态离子导电层置于两层所述薄层之间。本发明利用固态储能代替液态储能，同时能够藏储锂原子以及可以储藏和放出锂离子，提高储能密度，明显缩短充放电时间，优化能量存储单元的能量和充放电跟踪响应性能。

主权项：1.一种固态储能单元，其特征在于：包括两个极板，具体是第一极板（1）和第二极板（2），其中，第一极板（1）作为正极，第二极板（2）作为负极；两层薄层，两层所述薄层分别附着在两个所述极板的相对侧面上，所述薄层为多孔构造；具体是第一薄层（4）贴附在第一极板（1）的内壁上，第二薄层（5）贴附在第二极板（2）的内壁上，第一薄层（4）和第二薄层（5）均采用多孔的形式；第一薄层（4）为LiCoO2、LiNiO2或Li1+xFe0.3Mn0.5Ti0.21-xO20x13材料；第二薄层（5）为Li4Ti5O12C复合材料或SiOx复合材料；固态离子导电层，所述固态离子导电层置于两层所述薄层之间，具体是置于第一薄层（4）和第二薄层（5）之间；当两个所述极板外加电压为阈值电压时，所述固态离子导电层靠近两个所述极板的部分与该对应极板和对应薄层共同形成扩散型电气二重层；固态离子导电层（3）靠近第一极板（1）的部分，与第一极板（1）、与第一薄层（4）共同形成扩散型电气二重层；固态离子导电层（3）靠近第二极板（2）的部分，与第二极板（2）、与第二薄层（5）共同形成扩散型电气二重层；当两个所述极板外加电压大于所述阈值电压时，发生电化学反应，电能以化学能的形式储藏；两个所述极板间承受的最大电压高于8V；所述固态离子导电层的厚度5-50nm；所述固态离子导电层采用耐压高的离子晶体薄层；所述固态储能单元的厚度15-80nm；两个所述极板均采用薄金属铜材料；处于阈值电压Vth下的充电情形时，阈值电压Vth最大值为2V，在0.5~2V范围内，此过程中，在正负电极附近形成电气二重层，达到储能的目的；能量密度值的理论计算如下：单个储能芯片面积：S=100cm2；离子导体的厚度：dic=20nm；最大容许电压：Vu,max=8V；电气容量：Q=0.7F；计算得到Eu=（12）CVmax2=0.5×0.7F×8V2=22.4J，即最大储能量约为22J；储能单元的重量约S-EDLC的2倍，由S-EDLC计算结果推算出最大能量密度为1880Whkg。

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权利要求：

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