[发明专利]复合电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种电池，特别是涉及一种将电容与电池结合的复合电池。

背景技术

一般电池虽能提供长时间稳定供电，但在使用上的充、放电都比电容更慢，若仅使用电容又有容量不足且放电过快的问题，因此，如何构思一种可以兼顾电池大容量稳定使用，亦可如电容快速充放电的复合电池即为当前急待解决的问题。

发明内容

因此，本发明的目的，即在提供一种将电容与电池结合的复合电池。

于是，本发明复合电池，包含一电池单元、一与该电池单元串联的电容单元，及一电源管理单元。该电池单元包括一壳体、一填充于该壳体内的电解质及一设置于该壳体与该电解质间的石墨烯层。该电容单元与该电池单元串联。该电源管理单元包括一分别与该电池单元及该电容单元电连接且用以控制该电池单元与该电容单元是否导通的开关，及一用以比较该电池单元的电压与一预设电压并藉此控制该开关的处理器。

在一些实施方式中，该电容单元包括一本体及一覆盖于该本体的石墨烯层。

在一些实施方式中，该电池单元与该电容单元的电流比为4：1。

在一些实施方式中，该电容单元为一超级电容。

本发明的有益效果在于：复合电池于使用时，能兼顾电池大容量稳定使用及电容快速充放电等特性，提高整体用电效率。

附图说明

图1是本发明复合电池的架构图；

图2是本发明复合电池的电池单元的侧视示意图；及

图3是本发明复合电池的电容单元的侧视示意图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：

本发明复核电池100的实施例请参阅图1至图3，包含一电池单元1、一与该电池单元1串联的电容单元2，及一电源管理单元3。

该电池单元1包括一壳体11、一填充于该壳体11内的电解质12及一设置于该壳体11与该电解质12间的石墨烯层13。

该电源管理单元3包括一分别与该电池单元1及该电容单元2电连接，且用以控制该电池单元1与该电容单元2是否导通的开关31，及一用以比较该电池单元1的电压与一预设电压并藉此控制该开关31的处理器32。具体而言，该电容单元2包括一本体21及一覆盖于该本体21的石墨烯层22，于本实施例中该电容单元2为一超级电容，相较于一般电容，超级电容的电容量较大，并藉此提供该电池单元1稳压滤波及调整该电池单元1的等效电容值之用。值得一提的是，除前述提供该电池单元1的优点外，藉由使用该电容 单元2滤波后产生的电压波形亦较为稳定。

另外，由于石墨烯添加于电极材料中能提升循环寿命、稳定性与电容量，并达到快速充放电的性能，因此，覆盖于该电容单元2的本体21的石墨烯层22，相当于于电极(涂层铝箔)添加石墨烯，可藉此提高该电容单元2的能量密度、电容量与循环寿命。

以下就本发明复合电池100的充放电动作进行说明，当该电源管理单元3的处理器32检测到该电池单元1的电压未达该预设电压时，将控制该开关31导通该电池单元1与该电容单元2；此时，将由电容单元2进行大电流充电，由于电容单元2具较小的阻抗，因此对应较小的电阻-电容延迟时间(RC delay)，此时，电池单元1经由开关31接收由该电容单元2传送而来的一充电电流进行充电，可使电池单元1的充电时间缩短约为原先充电时间的三分之一，且该电池单元1未有明显升温。

为了最佳的充放电效果，该电池单元1与该电容单元2的电流比为4：1，但不以此为限。

综上所述，本发明复合电池100藉由该电池单元1与该电容单元2分别添加石墨烯层，除可藉由降低阻抗来缩短各元件的开关时间，而让该电源管理单元3超高频率的操作回应外，更能提升电池单元1与该电容单元2的循环寿命、稳定性与电容量，并达到快速充放电的性能，且电池单元1于充电后整体温度无明显升温，更进一步延长电池单元1的使用寿命，故确实能达成本发明的目的。