技术领域
[0001] 本实用新型属于储能设备技术领域，具体的为一种固态电容电芯、叠层电容电芯及复合动力电容电芯。
相关背景技术
[0002] 固态电容是一种电容科技。与现今普遍使用的锂离子电容和锂离子聚合物电容不同的是，固态电容是一种使用固体电极和固体电解质的电容。传统的液态锂电容又被科学家们形象地称为“摇椅式电容”，摇椅的两端为电容的正负两极，中间为电解质（液态）。而锂离子就像优秀的运动员，在摇椅的两端来回奔跑，在锂离子从正极到负极再到正极的运动过程中，电容的充放电过程便完成了。固态电容的原理与之相同，只不过其电解质为固态，具有的密度以及结构可以让更多带电离子聚集在一端，传导更大的电流，进而提升电容容量。因此，同样的电量，固态电容体积将变得更小。不仅如此，固态电容中由于没有电解液，封存将会变得更加容易，在汽车等大型设备上使用时，也不需要再额外增加冷却管、电子控件等，不仅节约了成本，还能有效减轻重量。
[0003] 现有的固态电容虽然在一定程度上能够满足使用要求，但是仍存在以下不足：
[0004] 1）固体电解质与电极之间的结合力不足；
[0005] 2）固体电解质与电极之间的亲润性较差；
[0006] 3）固体电解质与电极之间的界面电阻较大。
具体实施方式
[0079] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
[0080] 实施例1
[0081] 如图1所示，为本实用新型固态电容电芯实施例1的结构示意图。本实施例固态电容电芯，包括至少一个第一复合材料电容电极10和至少一个第二复合材料电容电极20。第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20交错设置，且相邻的第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20之间设有固态离子导体膜30。
[0082] 本实施例的第一复合材料电容电极10采用第一电极活性材料11与固态离子导体材料Ⅰ13的混合物制成；具体的，本实施例的第一电极活性材料11呈颗粒状均匀分布，且第一电极活性材料颗粒的缝隙中填充有固态离子导体材料Ⅰ13。第一复合材料电容电极10内的固态离子导体材料Ⅰ13与第一电极活性材料11之间的摩尔比小于等于100%。通过将第一复合材料电容电极采用第一电极活性材料11与固态离子导体材料Ⅰ13的混合物制成，混合在第一复合材料电容电极10内的固态离子导体材料Ⅰ13与固态离子导体膜30之间可离子导电连通，能够有效提高离子渗透率，并降低固态与电极之间界面电阻。本实施例的固态离子导体材料Ⅰ13采用与固态离子导体膜30相同的材料制成，当然，固态离子导体材料Ⅰ13与固态离子导体膜30之间也可以采用不同的材料制成，只要能够达到增强固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10之间的亲润性以及降低固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10之间的界面电阻、增加离子渗透率均可。
[0083] 本实施例的第二复合材料电容电极20采用第二电极活性材料21与固态离子导体材料Ⅱ23的混合物制成；具体的，本实施例的第二电极活性材料21呈颗粒状均匀分布，且第二电极活性材料颗粒的缝隙中填充有固态离子导体材料Ⅱ23。第二复合材料电容电极20内的固态离子导体材料Ⅱ23与第二电极活性材料21之间的摩尔比小于等于100%。通过将第二复合材料电容电极20采用第二电极活性材料21与固态离子导体材料Ⅱ23的混合物制成，混合在第二复合材料电容电极20内的固态离子导体材料Ⅱ23与固态离子导体膜30之间可离子导电连通，能够有效提高离子渗透率，并降低固态与电极之间界面电阻。本实施例的固态离子导体材料Ⅱ23采用与固态离子导体膜30相同的材料制成，当然，只要能够达到增强固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10以及第二复合材料电容电极20之间的亲润性以及降低固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10以及第二复合材料电容电极20之间的界面电阻、增加离子渗透率均可。
[0084] 进一步，第一复合材料电容电极10的数量N与第二复合材料电容电极20的数量M之间满足：
[0085] M=N，或，|M-N|=1。
[0086] 具体的，本实施例的第一复合材料电容电极10的数量N与第二复合材料电容电极20的数量M满足：M=N=1。
[0087] 进一步，本实施例的第一复合材料电容电极10的侧面为平面，固态离子导体膜30与所述第一复合材料电容电极10的侧面贴合。当然，在一些实施例中，也可以在第一复合材料电容电极10的侧面上设置第一凹槽，与对应的第一复合材料电容电极10侧面贴合的固态离子导体膜30嵌入到第一凹槽内，具体的，第一凹槽可设置为多种结构，如可以采用但不限于波浪槽、三角形锯齿槽、梯形槽、V型槽和矩形槽等。为了提高固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10侧面的结合面积，本实施例的第一凹槽的宽度沿着槽底指向槽口的方向逐渐增大。在一些实施例中，也可以在第一复合材料电容电极10的侧面上阵列设有第一嵌孔，与对应的第一复合材料电容电极10侧面贴合的固态离子导体膜30嵌入到第一嵌孔内。具体的，任意两个垂直于第一嵌孔轴线的径向截面在同一个第一嵌孔上截得的两个径向截面Ⅰ中，靠近第一嵌孔孔底一侧的径向截面Ⅰ的几何尺寸小于等于靠近第一嵌孔孔口一侧的径向截面Ⅰ的几何尺寸。具体的，第一嵌孔可采用多种结构，如采用圆锥形嵌孔、方锥形嵌孔以及喇叭口形嵌孔等，不再累述。通过在第一复合材料电容电极10设置第一凹槽或第一嵌入孔，能够有效增强第一复合材料电容电极10与固态离子导体膜30之间的结合强度和亲润性，并减少第一复合材料电容电极10与固态离子导体膜30之间的界面电阻。
[0088] 本实施例的第二复合材料电容电极20的侧面为平面，固态离子导体膜30与所述第二复合材料电容电极20的侧面贴合。当热，在一些实施例中，可以在第二复合材料电容电极20的侧面上设置第二凹槽，与对应的第二复合材料电容电极20侧面贴合的固态离子导体膜
30嵌入到第二凹槽内。具体的，第一凹槽可设置为多种结构，如可以采用但不限于波浪槽、三角形锯齿槽、梯形槽、V型槽和矩形槽等。为了提高固态离子导体膜30与第二复合材料电容电极20侧面之间的结合面积，第二凹槽的宽度沿着槽底指向槽口的方向逐渐增大。在一些实施例中，也可以在第二复合材料电容电极20的侧面上阵列设有第二嵌孔，与对应的第二复合材料电容电极20侧面贴合的固态离子导体膜30嵌入到第二嵌孔内。任意两个垂直于第二嵌孔轴线的径向截面在同一个第二嵌孔上截得的两个径向截面Ⅱ中，靠近第二嵌孔孔底一侧的径向截面Ⅱ的几何尺寸小于等于靠近第二嵌孔孔口一侧的径向截面Ⅱ的几何尺寸。第二嵌孔均采用多种结构，如采用圆锥形嵌孔、方锥形嵌孔以及喇叭口形嵌孔等，不再累述。通过在第二复合材料电容电极20上设置第二凹槽，增强第二复合材料电容电极20与固态离子导体膜30之间的结合强度和亲润性，并减少第二复合材料电容电极20与固态离子导体膜30之间的界面电阻。
[0089] 具体的，在一些实施例中，可以仅在第一复合材料电容电极10的侧面上仅设置第一凹槽或第一嵌孔，也可以同时在第一复合材料电容电极10的侧面上设置第一凹槽和第一嵌孔。同理，在一些实施例中，可以仅在第二复合材料电容电极20的侧面上设置第二凹槽或第二嵌孔，也可以同时在第二复合材料电容电极20的侧面上设置第二凹槽和第二嵌孔。
[0090] 进一步，第一电容电极活性材料11和第二电容电极活性材料21采用但不限于磷酸铁锂、三元材料、含硫导电材料、含有金属或有机材料的多孔碳层空气电容电极、层状金属氧化物材料、含氧有机聚合物材料、金属锂、金属钠、金属铝、金属镁、金属钾、石墨烯、硬碳、氧化硅和硅单质制成中的一种或至少两种的混合物。具体的，第一电容电极活性材料11和第二电容电极活性材料21可以采用相同的材料制成，也可以分别采用不同的材料制成，不再累述。
[0091] 所述固态离子导体膜30采用热压物理方法或化学方法分别与所述复合材料正极和复合材料负极形成良好的电极/电解液界面。具体的，所述固态离子导体材料、固态离子导体材料Ⅰ13和固态离子导体材料Ⅱ23采用但不限于凝胶、氧化物、硫化物和有机聚合物中的一种或至少两种的混合物制成。其中，所述凝胶为由高分子化合物-金属盐和/或溶剂三元组分组成的电解质，采用但不限于聚（乙烯醇）基衍生物-酸或碱或金属盐、聚（苯并咪唑）基衍生物-金属盐-有机溶剂、聚（偏氟乙烯）基衍生物-金属盐-有机溶剂、聚（环氧乙烷）基衍生物-金属盐-有机溶剂和聚（甲基丙烯酸甲酯）基衍生物-金属盐-有机溶剂的一种或至少两种的混合物制成。所述氧化物包括但不限于钠超离子导体（NASICON）型-LiTi（2 PO4)3及其衍生物、锂超离子导体（LISICON）型-Li14Zn(GeO4)4及其衍生物和石榴石（Garnet）型-Li7La3Zr2O12及其衍生物。所述硫化物包括但不限于Li10GeP2S12、Li2S-P2S5及其衍生物、卤化物、氢化物和磷锂氮氧化物。所述有机聚合物采用聚（环氧乙烷）（PEO）基衍生物-金属盐、聚（苯并咪唑）基衍生物-金属盐、聚（偏氟乙烯）基衍生物-金属盐中的一种或至少两种的混合物制成。具体的，固态离子导体膜、固态离子导体材料Ⅰ13和固态离子导体材料Ⅱ23可以采用相同的材料制成，也可以采用不同的材料制成，但需要能够满足离子导通。
[0092] 本实施例固态电容电芯，通过将第一复合材料电容电极采用第一电极活性材料与固态离子导体材料的混合物制成，如此，离子可通过固态离子导体膜进入到第一复合材料电容电极中的固态离子导体材料内，能够有效提高离子渗透率以及固态离子导体膜与第一复合材料电容电极之间的亲润性，并减小固态离子导体膜与第一复合材料电容电极之间的界面电阻；同理，通过将第二复合材料电容电极采用第二电极活性材料与固态离子导体材料的混合物制成，离子可通过固态离子导体膜进入到第二复合材料电容电极中的固态离子导体材料内，能够有效提高离子渗透率以及固态离子导体膜与第二复合材料电容电极之间的亲润性，并减小固态离子导体膜与第二复合材料电容电极之间的界面电阻；综上可以，本实施例固态电容电芯，能够有效提高固态离子导体膜与电极之间的亲润性，并能够有效减小固态离子导体膜与电极之间的界面电阻，提高离子渗透率。
[0093] 实施例2
[0094] 如图5所示，为本实用新型固态电容电芯实施例2的结构示意图。本实施例固态电容电芯，包括至少一个第一复合材料电容电极10和至少一个第二复合材料电容电极20。第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20交错设置，且相邻的第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20之间设有固态离子导体膜30。
[0095] 本实施例的第一复合材料电容电极10采用第一电极活性材料11与固态离子导体材料Ⅰ13的混合物制成；具体的，本实施例的第一电极活性材料11呈颗粒状均匀分布，且第一电极活性材料颗粒的缝隙中填充有固态离子导体材料Ⅰ13。第一复合材料电容电极10内的固态离子导体材料Ⅰ13与第一电极活性材料11之间的摩尔比小于等于100%。通过将第一复合材料电容电极采用第一电极活性材料11与固态离子导体材料Ⅰ13的混合物制成，混合在第一复合材料电容电极10内的固态离子导体材料Ⅰ13与固态离子导体膜30之间可离子导电连通，能够有效提高离子渗透率，并降低固态与电极之间界面电阻。本实施例的固态离子导体材料Ⅰ13采用与固态离子导体膜30相同的材料制成，当然，固态离子导体材料Ⅰ13与固态离子导体膜30之间也可以采用不同的材料制成，只要能够达到增强固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10之间的亲润性以及降低固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10之间的界面电阻、增加离子渗透率均可。
[0096] 本实施例的第二复合材料电容电极20采用第二电极活性材料21与固态离子导体材料Ⅱ23的混合物制成；具体的，本实施例的第二电极活性材料21呈颗粒状均匀分布，且第二电极活性材料颗粒的缝隙中填充有固态离子导体材料Ⅱ23。第二复合材料电容电极20内的固态离子导体材料Ⅱ23与第二电极活性材料21之间的摩尔比小于等于100%。通过将第二复合材料电容电极20采用第二电极活性材料21与固态离子导体材料Ⅱ23的混合物制成，混合在第二复合材料电容电极20内的固态离子导体材料Ⅱ23与固态离子导体膜30之间可离子导电连通，能够有效提高离子渗透率，并降低固态与电极之间界面电阻。本实施例的固态离子导体材料Ⅱ23采用与固态离子导体膜30相同的材料制成，当然，只要能够达到增强固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10以及第二复合材料电容电极20之间的亲润性以及降低固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10以及第二复合材料电容电极20之间的界面电阻、增加离子渗透率均可。
[0097] 进一步，第一复合材料电容电极10的数量N与第二复合材料电容电极20的数量M之间满足：
[0098] M=N，或，|M-N|=1。
[0099] 具体的，本实施例的第一复合材料电容电极10的数量N=1，第二复合材料电容电极20的数量M=2，并满足：M-N=1。两个第二复合材料电容电极20分别设置在第一复合材料电容电极10的两侧。本实施例的两个第二复合材料电容电极20之间可以采用内电路或外电路电连接，不再累述。
[0100] 进一步，本实施例的第一复合材料电容电极10的侧面上设有第一凹槽12，与对应的第一复合材料电容电极10侧面贴合的固态离子导体膜30嵌入到第一凹槽12内。第二复合材料电容电极20的侧面上设有第二凹槽22，与对应的第二复合材料电容电极20侧面贴合的固态离子导体膜30嵌入到第二凹槽22内。具体的，本实施例的第一复合材料电容电极10的两侧侧面上均设有第一凹槽12，两个第二复合材料电容电极20面向第一复合材料电容电极10的一侧侧面上均设有第二凹槽22。
[0101] 当然，也可以在第一复合材料电容电极10的侧面上设置第一嵌孔或者将第一复合材料电容电极10的侧面设置为平面；同理，也可以在第二复合材料电容电极20的侧面上设置第二嵌孔或者将第二复合材料电容电极20的侧面设置为平面，不再一一累述。
[0102] 本实施例的其他结构与实施例1相同，不再一一累述。
[0103] 实施例3
[0104] 如图7所示，为本实用新型固态电容电芯实施例3的结构示意图。本实施例固态电容电芯，包括至少一个第一复合材料电容电极10和至少一个第二复合材料电容电极20。第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20交错设置，且相邻的第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20之间设有固态离子导体膜30。
[0105] 本实施例的第一复合材料电容电极10采用第一电极活性材料11与固态离子导体材料Ⅰ13的混合物制成；具体的，本实施例的第一电极活性材料11呈颗粒状均匀分布，且第一电极活性材料颗粒的缝隙中填充有固态离子导体材料Ⅰ13。第一复合材料电容电极10内的固态离子导体材料Ⅰ13与第一电极活性材料11之间的摩尔比小于等于100%。通过将第一复合材料电容电极采用第一电极活性材料11与固态离子导体材料Ⅰ13的混合物制成，混合在第一复合材料电容电极10内的固态离子导体材料Ⅰ13与固态离子导体膜30之间可离子导电连通，能够有效提高离子渗透率，并降低固态与电极之间界面电阻。本实施例的固态离子导体材料Ⅰ13采用与固态离子导体膜30相同的材料制成，当然，固态离子导体材料Ⅰ13与固态离子导体膜30之间也可以采用不同的材料制成，只要能够达到增强固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10之间的亲润性以及降低固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10之间的界面电阻、增加离子渗透率均可。
[0106] 本实施例的第二复合材料电容电极20采用第二电极活性材料21与固态离子导体材料Ⅱ23的混合物制成；具体的，本实施例的第二电极活性材料21呈颗粒状均匀分布，且第二电极活性材料颗粒的缝隙中填充有固态离子导体材料Ⅱ23。第二复合材料电容电极20内的固态离子导体材料Ⅱ23与第二电极活性材料21之间的摩尔比小于等于100%。通过将第二复合材料电容电极20采用第二电极活性材料21与固态离子导体材料Ⅱ23的混合物制成，混合在第二复合材料电容电极20内的固态离子导体材料Ⅱ23与固态离子导体膜30之间可离子导电连通，能够有效提高离子渗透率，并降低固态与电极之间界面电阻。本实施例的固态离子导体材料Ⅱ23采用与固态离子导体膜30相同的材料制成，当然，只要能够达到增强固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10以及第二复合材料电容电极20之间的亲润性以及降低固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10以及第二复合材料电容电极20之间的界面电阻、增加离子渗透率均可。
[0107] 进一步，第一复合材料电容电极10的数量N与第二复合材料电容电极20的数量M之间满足：
[0108] M=N，或，|M-N|=1。
[0109] 具体的，本实施例的第一复合材料电容电极10的数量N=2，第二复合材料电容电极20的数量M=1，并满足满足：N-M=1。两个第一复合材料电容电极10分别设置在第二复合材料电容电极20的两侧。本实施例的两个第一复合材料电容电极10之间可以采用内电路或外电路电连接，不再累述。
[0110] 进一步，本实施例的第一复合材料电容电极10的侧面为平面，固态离子导体膜30与所述第一复合材料电容电极10的侧面贴合。当然，在一些实施例中，也可以在第一复合材料电容电极10的侧面上设置第一凹槽，与对应的第一复合材料电容电极10侧面贴合的固态离子导体膜30嵌入到第一凹槽内。在一些实施例中，也可以在第一复合材料电容电极10的侧面上阵列设有第一嵌孔，与对应的第一复合材料电容电极10侧面贴合的固态离子导体膜30嵌入到第一嵌孔内。
[0111] 本实施例的第二复合材料电容电极20的侧面为平面，固态离子导体膜30与所述第二复合材料电容电极20的侧面贴合。当热，在一些实施例中，可以在第二复合材料电容电极20的侧面上设置第二凹槽，与对应的第二复合材料电容电极20侧面贴合的固态离子导体膜
30嵌入到第二凹槽内。在一些实施例中，也可以在第二复合材料电容电极20的侧面上阵列设有第二嵌孔，与对应的第二复合材料电容电极20侧面贴合的固态离子导体膜30嵌入到第二嵌孔内。
[0112] 本实施例的其他结构与实施例1相同，不再一一累述。
[0113] 实施例4
[0114] 如图9所示，为本实用新型固态电容电芯实施例4的结构示意图。本实施例固态电容电芯，包括至少一个第一复合材料电容电极10和至少一个第二复合材料电容电极20。第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20交错设置，且相邻的第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20之间设有固态离子导体膜30。
[0115] 本实施例的第一复合材料电容电极10采用第一电极活性材料11与固态离子导体材料Ⅰ13的混合物制成；具体的，本实施例的第一电极活性材料11呈颗粒状均匀分布，且第一电极活性材料颗粒的缝隙中填充有固态离子导体材料Ⅰ13。第一复合材料电容电极10内的固态离子导体材料Ⅰ13与第一电极活性材料11之间的摩尔比小于等于100%。通过将第一复合材料电容电极采用第一电极活性材料11与固态离子导体材料Ⅰ13的混合物制成，混合在第一复合材料电容电极10内的固态离子导体材料Ⅰ13与固态离子导体膜30之间可离子导电连通，能够有效提高离子渗透率，并降低固态与电极之间界面电阻。本实施例的固态离子导体材料Ⅰ13采用与固态离子导体膜30相同的材料制成，当然，固态离子导体材料Ⅰ13与固态离子导体膜30之间也可以采用不同的材料制成，只要能够达到增强固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10之间的亲润性以及降低固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10之间的界面电阻、增加离子渗透率均可。
[0116] 本实施例的第二复合材料电容电极20采用第二电极活性材料21与固态离子导体材料Ⅱ23的混合物制成；具体的，本实施例的第二电极活性材料21呈颗粒状均匀分布，且第二电极活性材料颗粒的缝隙中填充有固态离子导体材料Ⅱ23。第二复合材料电容电极20内的固态离子导体材料Ⅱ23与第二电极活性材料21之间的摩尔比小于等于100%。通过将第二复合材料电容电极20采用第二电极活性材料21与固态离子导体材料Ⅱ23的混合物制成，混合在第二复合材料电容电极20内的固态离子导体材料Ⅱ23与固态离子导体膜30之间可离子导电连通，能够有效提高离子渗透率，并降低固态与电极之间界面电阻。本实施例的固态离子导体材料Ⅱ23采用与固态离子导体膜30相同的材料制成，当然，只要能够达到增强固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10以及第二复合材料电容电极20之间的亲润性以及降低固态离子导体膜30与第一复合材料电容电极10以及第二复合材料电容电极20之间的界面电阻、增加离子渗透率均可。
[0117] 进一步，第一复合材料电容电极10的数量N与第二复合材料电容电极20的数量M之间满足：
[0118] M=N，或，|M-N|=1。
[0119] 具体的，本实施例的第一复合材料电容电极10的数量N≥2，第二复合材料电容电极20的数量M≥2，第一复合材料电容电极10的数量和第二复合材料电容电极20的数量可以根据实际需要设置，不再累述。本实施例的所有第二复合材料电容电极20之间可以采用内电路或外电路电连接，所有第一复合材料电容电极10之间可以采用内电路或外电路电连接。
[0120] 当N=M时，位于两端的两个电极分别为第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20，如图9所示；
[0121] 当N-M=1时，位于两端的两个电极均为第一复合材料电容电极10，如图10所示；
[0122] 当M-N=1时，位于两端的两个电极均为第二复合材料电容电极20，如图11所示。
[0123] 本实施例的其他结构与实施例1相同，不再一一累述。
[0124] 实施例5
[0125] 如图12所示，为本实用新型固态叠层电容电芯的结构示意图。本实施例固态叠层电容电芯包括软包体Ⅰ101，软包体Ⅰ101内设有至少两个复合在一起的如上所述的本实施例的固态电容电芯100。具体的，软包体Ⅰ101内设置的固态电容电芯100的数量可以为2个、3个及3个以上，不再累述。
[0126] 具体的，相邻的两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100端部的第一复合材料电容电极10与另一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20相邻设置，且在该相邻的第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20之间设有电子导电但离子隔离的双极集流板Ⅰ102。通过将多个固态电容电芯100组合为固态叠层电容电芯，能够有效增大固态叠层电容电芯的输出电压。
[0127] 本实施例的固态叠层电容电芯的两端分别设有第一复合材料电容电极极耳14和第二复合材料电容电极极耳24。当然，也可以在每一个固态电容电芯100的第一复合材料电容电极10上设置第一复合材料电容电极极耳14，在每一个固态电容电芯100的第二复合材料电容电极20上设置第二复合材料电容电极极耳24，便于外接电路用于对固态叠层电容电芯进行电能输出控制，如图13所示。
[0128] 具体的，本实施例的固态叠层电容电芯的结构具有多种变化：
[0129] 如图12和13所示，为采用实施例1中的固态电容电芯100组合为固态叠层电容电芯时的结构示意图，该固态叠层电容电芯中，固态电容电芯100的数量可以为2个、3个及3个以上，且相邻两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100端部的第一复合材料电容电极10与另一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20相邻设置，且在该相邻的第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20之间设有电子导电但离子隔离的双极集流板Ⅰ102。
[0130] 以此类推，当固态电容电芯100中的第一复合材料电容电极10的数量N与第二复合材料电容电极20的数量M满足M=N≥1时，此时仅需将所有的固态电容电芯100依次层叠在一起即可，在相邻两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100端部的第一复合材料电容电极10与另一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20相邻设置，并在该相邻的第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20之间设有电子导电但离子隔离的双极集流板Ⅰ102。
[0131] 如图14所示，为采用实施例2中的固态电容电芯100以及实施例3中的固态电容电芯100组合成固态叠层电容电芯时的结构示意图，该固态叠层电容电芯中，为了实现在相邻两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100端部的第一复合材料电容电极10与另一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20相邻设置的结构，需将实施例2中的固态电容电芯100与实施例3中的固态电容电芯100交错层叠在一起，如此，即可使相邻两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100端部的第一复合材料电容电极10与另一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20相邻设置，并在该相邻的第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20之间设有电子导电但离子隔离的双极集流板Ⅰ102。
[0132] 以此类推，当固态电容电芯100中的第一复合材料电容电极10的数量N与第二复合材料电容电极20的数量M满足|M-N|=1，且第一复合材料电容电极的数量N≥1，第二复合材料电容电极的数量M≥1时，此时的相邻两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100的第一复合材料电容电极数量N与第二复合材料电容电极数量M之间满足N-M=1，另一个固态电容电芯100的第一复合材料电容电极数量N与第二复合材料电容电极数量M之间满足M-N=1，以确保该相邻两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100端部的第一复合材料电容电极10与另一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20相邻设置，并在该相邻的第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20之间设有电子导电但离子隔离的双极集流板Ⅰ102。
[0133] 当然，当固态电容电芯100中的第一复合材料电容电极10的数量N与第二复合材料电容电极20的数量M满足|M-N|=1且第一复合材料电容电极的数量N≥1，第二复合材料电容电极的数量M≥1时，此时包括两类结构的固态电容电芯100中，其中一类固态电容电芯100的第一复合材料电容电极数量N与第二复合材料电容电极数量M之间满足N-M=1，另一类固态电容电芯100的第一复合材料电容电极数量N与第二复合材料电容电极数量M之间满足M-N=1，在该两类固态电容电芯100之间，还可以层叠至少一个第一复合材料电容电极数量N与第二复合材料电容电极数量M之间满足N=M的固态电容电芯100，仅需保证相邻两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100端部的第一复合材料电容电极10与另一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20相邻设置，并在该相邻的第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20之间设有电子导电但离子隔离的双极集流板Ⅰ102即可，不再累述。
[0134] 实施例6
[0135] 如图15所示，为本实用新型固态复合电容电芯实施例6的结构示意图。本实施例固态复合电容电芯，包括软包体Ⅱ103，软包体Ⅱ103内设有至少两个复合在一起的如上所述的固态电容电芯100。
[0136] 具体的，相邻的两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100端部的第一复合材料电容电极10与另一个固态电容电芯100端部的第一复合材料电容电极10相邻设置，该相邻的两个第一复合材料电容电极10之间复合在一起或该相邻的两个第一复合材料电容电极10之间设有电子导电且离子隔离的双极集流板Ⅱ104或该相邻的两个第一复合材料电容电极10之间设有电子绝缘且离子隔离的绝缘隔膜Ⅰ105；或，其中一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20与另一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20相邻设置；该相邻的两个第二复合材料电容电极20之间复合在一起或该相邻的两个第二复合材料电容电极20之间设有电子导电且离子隔离的双极集流板Ⅱ104或该相邻的两个第二复合材料电容电极20之间设有电子绝缘且离子隔离的绝缘隔膜Ⅰ105。
[0137] 如图15所示，为采用实施例1中的至少两个固态电容电芯100复合在一起时的结构示意图，在相邻两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100端部的第一复合材料电容电极10与另一个固态电容电芯100端部的第一复合材料电容电极10相邻设置，该相邻的两个第一复合材料电容电极10之间复合在一起；或，其中一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20与另一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20相邻设置；该相邻的两个第二复合材料电容电极20之间复合在一起。
[0138] 如图16所示，为采用实施例1中的至少两个固态电容电芯100复合在一起时的结构示意图，在相邻两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100端部的第一复合材料电容电极10与另一个固态电容电芯100端部的第一复合材料电容电极10相邻设置，该相邻的两个第一复合材料电容电极10之间设有电子导电且离子隔离的双极集流板Ⅱ104或该相邻的两个第一复合材料电容电极10之间设有电子绝缘且离子隔离的绝缘隔膜Ⅰ105；或，其中一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20与另一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20相邻设置；该相邻的两个第二复合材料电容电极20之间设有电子导电且离子隔离的双极集流板Ⅱ104或该相邻的两个第二复合材料电容电极20之间设有电子绝缘且离子隔离的绝缘隔膜Ⅰ105。
[0139] 以此类推，当固态电容电芯100中的第一复合材料电容电极10的数量N与第二复合材料电容电极20的数量M之间满足N=M时，均可采用如图15和图16的方式，将至少两个固态电容电芯100复合在一起构成固态复合电容电芯。
[0140] 如图17所示，为采用实施例2中的至少两个固态电容电芯100复合在一起时的结构示意图。在相邻两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20与另一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20相邻设置；该相邻的两个第二复合材料电容电极20之间复合在一起。
[0141] 如图18所示，为采用实施例3中的至少两个固态电容电芯100复合在一起时的结构示意图。在相邻两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20与另一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20相邻设置；该相邻的两个第二复合材料电容电极20之间复合在一起。
[0142] 如图19所示，为采用实施例2中的至少两个固态电容电芯100复合在一起时的结构示意图。在相邻两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20与另一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20相邻设置；该相邻的两个第二复合材料电容电极20之间设有电子导电且离子隔离的双极集流板Ⅱ104或该相邻的两个第二复合材料电容电极20之间设有电子绝缘且离子隔离的绝缘隔膜Ⅰ105。
[0143] 如图20所示，为采用实施例3中的至少两个固态电容电芯100复合在一起时的结构示意图。在相邻两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20与另一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20相邻设置；该相邻的两个第二复合材料电容电极20之间电子导电且离子隔离的双极集流板Ⅱ104或该相邻的两个第一复合材料电容电极10之间设有电子绝缘且离子隔离的绝缘隔膜Ⅰ105。
[0144] 以此类推，当固态电容电芯100中的第一复合材料电容电极10的数量N与第二复合材料电容电极20的数量M之间满足|M-N|=1时，均可采用如图17-20的方式，将至少两个固态电容电芯100复合在一起构成固态复合电容电芯。
[0145] 本实施例中，每一个固态电容电芯100的所有第一复合材料电容电极10上均设有第一复合材料电容电极极耳14，所有第二复合材料电容电极20上均设有第二复合材料电容电极极耳24。
[0146] 实施例7
[0147] 如图21所示，为本实用新型固态复合电容电芯实施例7的结构示意图。本实施例固态复合电容电芯，包括软包体Ⅱ103，软包体Ⅱ103内设有至少两个复合在一起的如上所述的固态电容电芯100。
[0148] 相邻的两个固态电容电芯100中，其中一个固态电容电芯100端部的第一复合材料电容电极10与另一个固态电容电芯100端部的第二复合材料电容电极20相邻设置，且在该相邻的第一复合材料电容电极10和第二复合材料电容电极20之间设有电子绝缘且离子隔离的绝缘隔膜Ⅱ106，每一个固态电容电芯100可相互独立控制实现对外输出电能，当然，多个固态电容电芯100之间可以通过外电路控制实现串联、并联或串并混联对外输出电能。
[0149] 如图21所示，为采用实施例1中的至少两个固态电容电芯100复合在一起时的结构示意图；
[0150] 如图22所示，为采用实施例2和实施例3中的至少两个固态电容电芯100复合在一起时的结构示意图。
[0151] 本实施例中，每一个固态电容电芯100的所有第一复合材料电容电极10上均设有第一复合材料电容电极极耳14，所有第二复合材料电容电极20上均设有第二复合材料电容电极极耳24。
[0152] 以上所述实施例仅是为充分说明本实用新型而所举的较佳的实施例，本实用新型的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本实用新型基础上所作的等同替代或变换，均在本实用新型的保护范围之内。本实用新型的保护范围以权利要求书为准。
