能量存储系统

技术领域

本发明关于一种能量存储系统，尤其是指将电池装置与电容器装置相结合的能量存储系统。

背景技术

手持式装置(笔电、平版及手机)、电动机车及电动汽车已经越来越普遍，且内部都包含电池。PCT专利公开案WO01/89058A1公开在电路中的电池与负载之间放置一个具有非常低的等效串联电阻(Equivalent Series Resistance，ESR)的电容器，而且等效串联电阻必须小于电池的内部电阻 (也称为内阻，internal resistance)的0.5倍，这样用来降低瞬时电流的消耗以及降低电池上所产生的电压降。而通过减少这些电压降，可以在达到最低电池电压的前延长电池的运行时间(Discharge-life time)。

然而，前述的手持式装置、电动机车及电动汽车等等装置在实际运用上，其电池是使用可充电的二次充电电池(Secondary Battery，例如锂电池)，对于二次充电电池除了应该考虑前述的延长电池的运行时间之外，其实另一个很重要的因素是还需要考虑电池循环寿命(Cycle-Life)。前述 WO01/89058A1的电路设计只是考虑延长电池的运行时间，而并未考虑到在实际使用二次充电电池的时候，电力的品质是会受到二次充电电池本身动态响应所影响，这导致WO01/89058A1的电路设计并未考虑到使用二次充电电池时所需留意到的电池循环寿命。

发明内容

本发明的主要目的即在于提供一种能量存储系统，是将二次充电电池所构成的电池装置与电容器所构成的电容器装置相并联，并且结合DC/DC 转换器(Direct Current toDirect Current converter，DC-to-DC converter，直流-直流转换器)，以及设置等效串联电阻与内部电阻的关系，或/及设置等效串联电阻与DC/DC转换器的额定电流范围的电流上限值的关系，以延长二次充电电池的电池循环寿命。

为达上述目的，本发明提供一种电容器装置，至少包含：一种能量存储系统，至少包含：一电池装置，具有一内部电阻；一第一端子与一第二端子，该第一端子与该第二端子分别与该电池装置的两个相反极性的电极电性连接；一电容器装置，与该第一端子及该第二端子并联电性连接，该电容器装置具有一等效串联电阻；一DC/DC转换器，电性连接于该第一端子与该电容器装置之间；其中，该等效串联电阻大于该内部电阻。

在本发明的一实施例中，该能量存储系统还包含一第三端子，该第三端子电性连接于该DC/DC转换器与该电容器装置之间。

在本发明的一实施例中，该第三端子是将电力从该电容器装置提供给一负载。

在本发明的一实施例中，该第三端子是将电力从一外部电源提供给该电池装置。

在本发明的一实施例中，该电池装置是一个二次充电电池，或者是多个二次充电电池串联或并联所组成。

在本发明的一实施例中，该电容器装置是一个电容器，或者是多个电容器串联或并联所组成，前述所称电容器为超级电容器、多层陶瓷电容器、钽电容器或电解电容器，但不以此为限。

在本发明的一实施例中，该DC/DC转换器具有一额定电流范围，该额定电流范围具有一电流上限值及一电流下限值，该电容器装置的该等效串联电阻具有一电阻下限值，该电阻下限值是依据该电流上限值计算而得，而该等效串联电阻不小于该电阻下限值。

本发明又提供另一种能量存储系统，至少包含：一电池装置，具有一内部电阻；一第一端子与一第二端子，该第一端子与该第二端子分别与该电池装置的两个相反极性的电极电性连接；一电容器装置，与该第一端子及该第二端子并联电性连接，该电容器装置具有一等效串联电阻；一DC/DC 转换器，电性连接于该第一端子与该电容器装置之间，该DC/DC转换器具有一额定电流范围，该额定电流范围具有一电流上限值及一电流下限值；该等效串联电阻是大于或等于一电阻下限值，该电阻下限值是依照式(1) 所计算：

其中，V是该电容器装置的一额定电压，I是前述该DC/DC转换器的该电流上限值，C是该电容器装置的电容量，Δt是该电容器装置的充放电的所需时间，R是该电容器装置的该等效串联电阻的该电阻下限值。

本发明运用该电容器装置对该DC/DC转换器输出端所产生的瞬变电压(transient voltage)直接去耦(decouple，解耦合)，所以使得涟波电流(ripplecurrents)平稳，这减缓了电路运行品质受到该电池装置动态响应的影响并且使得输出的电力更为稳定，所以可以间接地延长了该电池装置的循环寿命，该电池装置的衰退会被抑制。

附图说明

图1是本发明能量存储系统的实施方式示意图。

图2是本发明能量存储系统与外部电源连接的实施方式示意图。

图3是本发明能量存储系统以两个开关切换与负载及外部电源连接的实施方式示意图。

图4是本发明能量存储系统的实施例1和比较例1中的充放电循环测试结果。

图5是本发明能量存储系统的实施例2和比较例2中的充放电循环测试结果。

图6是本发明能量存储系统的实施例3和比较例3中的充放电循环测试结果。

图7是本发明能量存储系统的电容器装置的第一实施例结构图。

图8是本发明能量存储系统与电容器装置的连接实施方式示意图。

图9是本发明能量存储系统的电容器装置的第二实施例结构图。

图10A是本发明能量存储系统的两个串联的电容器装置的结构图。

图10B是本发明能量存储系统的三个串联的电容器装置的结构图。

图10C是本发明能量存储系统的四个串联的电容器装置的结构图。

图11A是本发明能量存储系统的两个串联的电容器装置的另一结构图。

图11B是本发明能量存储系统的三个串联的电容器装置的另一结构图。图11C是本发明能量存储系统的四个串联的电容器装置的另一结构图。

附图标记说明：

1 电容器装置

10 第一电容器

11 第一电极

12 第二电极

13 第一电解质层

14 第一封装体

15 第一隔离膜

20 第二电容器

21 第三电极

22 第四电极

23 第二电解质层

24 第二封装体

25 第二隔离膜

30 第三电容器

31 第五电极

32 第六电极

33 第三电解质层

34 第三封装体

35 第三隔离膜

40 第四电容器

41 第七电极

42 第八电极

43 第四电解质层

44 第四封装体

45 第四隔离膜

100 能量存储系统

110 电池装置

120 第一端子

130 第二端子

140 DC/DC转换器

150 第三端子

160 负载

170 外部电源

180 开关

A、A’ 衰退率

C1、C2、C3、C4、C5、C6 共用电极

P1 第一引出电极

P2 第二引出电极

具体实施方式

为利了解本发明的技术特征、内容与优点及其所能实现的技术效果，兹将本发明配合附图，并以实施例的表达形式详细说明如下，而其中所使用的附图，其主旨仅为示意及辅助说明书之用，未必为本发明实施后的真实比例与精准配置，故不应就所附的附图的比例与配置关系解读、局限本发明于实际实施上的权利要求。特别说明的是，下述串联系指电性串联，并联系指电性并联，电性相接与电性连接为相同，都是指电性连接。

首先，请参阅图1所示，本发明的一种能量存储系统100，至少包含：一电池装置110、一第一端子120、一第二端子130、一电容器装置1及一 DC/DC转换器140。

该电池装置110，具有一内部电阻；该电池装置110是一个二次充电电池，或者是由多个二次充电电池串联或并联所组成。该电池装置110是以一个二次充电电池为举例，该电池装置110具有两个相反极性的电极，例如正极与负极。于该电池装置110是由多个二次充电电池串联或并联所组成的例子中，该电池装置110的该内部电阻是多个二次充电电池依照电阻的串联或并联所计算的总内部电阻。

该第一端子120与该第二端子130分别与该电池装置110的两个相反极性的电极电性连接，例如该第一端子120与该电池装置110的正极电性连接，而该第二端子130与该电池装置110的负极电性连接。

该电容器装置1与该第一端子110及该第二端子120并联电性连接，该电容器装置1具有一等效串联电阻；也就是说，该电容器装置1与该电池装置110并联，该电容器装置1与该电池装置110并联在该第一端子110 及该第二端子120之间。该电容器装置1是一个电容器，或者是由多个电容器串联或并联所组成，前述所称电容器为超级电容器、多层陶瓷电容器、钽电容器或电解电容器，但不以此为限。于该电容器装置1是由多个电容器串联或并联所组成的例子中，该电容器装置1的该等效串联电阻是多个该电容器依照电阻的串联或并联所计算的总等效串联电阻。

该DC/DC转换器140电性连接于该第一端子110与该电容器装置1之间，该DC/DC转换器140具有一额定电流范围(current rating)(或者是称为工作电流范围)，该额定电流范围具有一电流上限值及一电流下限值，例如额定电流范围是2A(安培)～0.2A(安培)时，该电流上限值为2A，该电流下限值为0.2A。该DC/DC转换器140可以是包含升压转换器(Boost converter)或降压转换器(Buck converter)的架构。

该能量存储系统100还包含一第三端子150，该第三端子150电性连接于该DC/DC转换器140与该电容器装置1之间，该第三端子150是将电力从该电容器装置1提供给一负载160，如图2所示；或者如图2，该第三端子150是将电力从一外部电源170经由该第三端子150及该第一端子110 提供给该电池装置110。当然，也可以多个装置并联连接在该第一端子120 与该第二端子130之间，如图3所示，该能量存储系统100利用两个开关 180，分别控制该第三端子150是将电力从该电容器装置1提供给该负载 160，以及该第三端子150是将电力从该外部电源170经由该第三端子150 及该第一端子110提供给该电池装置110。特别说明的是，该负载160可以是设置于一智能手表的负载、一智能眼镜的负载、一手机的负载、一电子锁的负载、一电动牙刷的负载、一手工具机的负载或一电动车的负载，但不以此为限。

于实际运行时，该能量存储系统100允许电流在该电池装置110与该电容器装置1之间双向流动，以进行对该电池装置110的充电与放电，例如采用双向直流-直流转换器(Bidirectional DC-DC Converter)。另外，在该能量存储系统100当中，该电容器装置1比该电池装置110更能够承受放电/充电循环的次数，因此该能量存储系统100所采用的该电容器装置1与该电池装置110并联的方式，可以改善该电池装置110的循环寿命 (Cycle-Life)。再加上，当该第三端子150是将电力从该电容器装置1提供给一负载160(见图2)，该能量存储系统100的该DC/DC转换器140是连接于该第一端子110与该电容器装置1之间，因此该电容器装置1能够对该DC/DC转换器140输出端所产生的瞬变电压(transientvoltage)直接去耦(decouple，解耦合)，所以使得涟波电流(ripple currents)平稳，这减缓了电路运行品质受到该电池装置110动态响应的影响并且使得输出的电力更为稳定，所以可以间接地延长了该电池装置110的循环寿命，该电池装置110的衰退会被抑制。而且优选地，该等效串联电阻大于该内部电阻。更详细的说，该电容器装置1的该等效串联电阻具有一电阻下限值，该电阻下限值是依据前述该电流上限值计算而得，而该等效串联电阻不小于该电阻下限值。该电阻下限值是依照式(1)所计算：

其中，V是该电容器装置1的一额定电压，I是前述该DC/DC转换器 140的该电流上限值，C是该电容器装置1的电容量，Δt是该电容器装置 1的充放电的所需时间，R是该电容器装置1的该等效串联电阻的该电阻下限值。

循环寿命分析方法：

使用包含后述的实施例1至3及比较例1至3的二次充电电池锂离子电池做充放电循环测试：以恒定电流-恒定电压(constant current-constant voltage，CCCV)的充电模式以及恒定功率(CP，constant power)的放电模式进行测定，其中，充电截止电压为5伏特(V)、充电电流为2A；放电截止电压为2.8V、放电电流为2A。循环寿命定义为当该测试的锂离子电池的电容量降至初始电容量的80％时，其所执行的充放电循环次数。特别说明的是，实施例1至3是使用前述的该能量存储系统100的结构，而比较例1至3则是使用将该能量存储系统100的该电容器装置1移除的结构，换言之，实施例与比较例的差别在于，比较例没有使用实施例的电容器装置。

循环寿命分析结果：

实施例1及比较例1的循环寿命测试结果：比较例1及实施例1的该电容器装置1是使用Sanyo UF515761ST锂聚合电池，其额定电压为3.7伏特，而额定容量为2600mAh，内部电阻值为小于38mΩ(毫欧姆)；该DC/DC 转换器140的该电流上限值为2A(安培)；该电容器装置1的选用：该电容器装置1的该等效串联电阻的该电阻下限值是以前述式(1)进行计算而得，其中，该电容器装置1的该额定电压V为5.0伏特，该DC/DC转换器140的该电流上限值I为2安培，该电容器装置1的电容量C为80mF(毫法拉)，该电容器装置1的充放电的所需时间Δt为10ms(毫秒)，因此经过式(1)计算后，该电容器装置1的该等效串联电阻的该电阻下限值R是 2.375Ω，所以选用该等效串联电阻为2.375Ω的该电容器装置1。值得注意的是，该等效串联电阻(其为2.375Ω)大于该内部电阻(其小于38mΩ)。测试结果为：当SanyoUF515761ST锂聚合电池的电容量降至初始电容量的80％时(即为图4中的纵轴，电容量损失率20％，纵轴刻度为-20％)，实施例1所执行的充放电循环次数为690次，而比较例1则只有240次，因此显然地实施例1所采用的前述的该能量存储系统100的结构，能够提升 SanyoUF515761ST锂聚合电池的循环寿命达2.875倍(690次除以240次)，请参见图4。另外，以第240次循环次数而言，实施例1的电容量损失率只有4.9％，而比较例1的电容量损失率高达19.5％，因此显然地实施例1所采用的前述的该能量存储系统100的结构，能够有效延长Sanyo UF515761ST锂聚合电池的循环寿命以及运行时间。

实施例2及比较例2的循环寿命测试结果：比较例2及实施例2的该电容器装置1是使用LG ICP3339105L1锂聚合电池，其额定电压为3.7伏特，而额定容量为2060mAh，内部电阻值为小于或等于30mΩ(毫欧姆)；该DC/DC转换器140的该电流上限值为2A(安培)；该电容器装置1的选用：该电容器装置1的该等效串联电阻的该电阻下限值是以前述式(1)进行计算而得，其中，该电容器装置1的该额定电压V为5.0伏特，该DC/DC 转换器140的该电流上限值I为2安培，该电容器装置1的电容量C为80mF (毫法拉)，该电容器装置1的充放电的所需时间Δt为10ms(毫秒)，因此经过式(1)计算后，该电容器装置1的该等效串联电阻的该电阻下限值 R是2.375Ω，所以选用该等效串联电阻为2.375Ω的该电容器装置1。值得注意的是，该等效串联电阻(其为2.375Ω)大于该内部电阻(其小于或等于30mΩ)。测试结果为：当LG ICP3339105L1锂聚合电池的电容量降至接近初始电容量的80％时(即为图5中的纵轴，电容量损失率20％，纵轴刻度为-20％)，实施例2所执行的充放电循环次数为1000次以上，而比较例1则只有约为500次，因此显然地实施例1所采用的前述的该能量存储系统100的结构，能够提升LG ICP3339105L1锂聚合电池的循环寿命达2 倍(1000次除以500次)以上，请参见图5。

实施例3及比较例3的循环寿命测试方式及结果：比较例3及实施例3 的该电容器装置1是使用Maxell ICP575673锂离子电池，其额定电压为3.8 伏特，而额定容量为3100mAh，内部电阻值为小于或等于70mΩ(毫欧姆)；该DC/DC转换器140的该电流上限值为2A(安培)；该电容器装置1的选用：该电容器装置1的该等效串联电阻的该电阻下限值是以前述式(1)进行计算而得，其中，该电容器装置1的该额定电压V为5.0伏特，该DC/DC 转换器140的该电流上限值I为2安培，该电容器装置1的电容量C为80mF (毫法拉)，该电容器装置1的充放电的所需时间Δt为10ms(毫秒)，因此经过式(1)计算后，该电容器装置1的该等效串联电阻的该电阻下限值 R是2.375Ω，所以选用该等效串联电阻为2.375Ω的该电容器装置1。值得注意的是，该等效串联电阻(其为2.375Ω)大于该内部电阻(其小于或等于70mΩ)。测试方式为：比较例3经过200次充放电后，接着采用前述的该能量存储系统100的结构进行实施例3再经过200次充放电，换言之，将经过200次充放电后的Maxell ICP575673锂离子电池，做为实施例3的该电池装置110，接着再经过200次充放电。测试结果为：MaxellICP575673 锂离子电池在比较例3的阶段，衰退率A有12.3％，请参见图6；然而在实施例3的阶段，衰退率A’只有2.3％。因此，实施例3所采用的前述的该能量存储系统100的结构，Maxell ICP575673锂离子电池(该电池装置110) 的容量的衰退会明显地被抑制。

因此，将二次充电电池所构成的该电池装置100与该电容器装置1并联，并且结合该DC/DC转换器140，以及设置等效串联电阻与内部电阻的关系，或/及设置等效串联电阻与电流上限值的关系，确实能够达到延长二次充电电池的电池循环寿命。

该电容器装置1的制作：

首先，请一并参阅图7所示的该电容器装置1的第一实施例，该电容器装置1包括有一第一电容器10、一第二电容器20、一第三电容器30及一第四电容器40。

该第一电容器10具有一第一电极11、相对该第一电极11设置的一第二电极12、介于该第一电极11与该第二电极12之间的一第一电解质层 13，以及封装该第一电极11、该第二电极12及该第一电解质层13的一第一封装体14。

该第二电容器20具有一第三电极21、相对该第三电极21设置的一第四电极22、介于该第三电极21与该第四电极22之间的一第二电解质层 23，以及封装该第三电极21、该第四电极22及该第二电解质层23的一第二封装体24。

该第三电容器30具有一第五电极31、相对该第五电极31设置的一第六电极32、介于该第五电极31与该第六电极32之间的一第三电解质层 33，以及封装该第五电极31、该第六电极32及该第三电解质层33的一第三封装体34。

该第四电容器40具有一第七电极41、相对该第七电极41设置的一第八电极42、介于该第七电极41与该第八电极42之间的一第四电解质层 43，以及封装该第七电极41、该第八电极42及该四电解质层43的一第四封装体44。

其中，该第一电极11与该第三电极21为一体成型，该第五电极31与该第七电极41为一体成型，该第二电极12与该第六电极32为一体成型，且该第四电极22与该第八电极42为一体成型；该第二电极12与该第四电极22是电性绝缘。该第一电解质层13、该第二电解质层23、该第三电解质层33及该四电解质层43是彼此独立而不互相接触。必须了解的是，所述及后述的一体成型(integrated molding)是指没有经过组装(without assembly)，而是指由同一道工艺而形成，举例来说，该第一电极11与该第三电极21为一体成型是指：该第一电极11与该第三电极21是由一块电极板经由裁切而成为预定形状的片体(例如是长方形片体)，因此，该第一电极11与该第三电极21是由一块电极板经由同一道裁切工艺而形成，因此具有一体成型的整体性。所述“没有经过组装”，是指没有经过焊接、黏接等或其他方式将两块电极板组合，举例来说，该第一电极11与该第三电极 21不是经过金属焊接或导电胶黏接的组合。

前述该电容器装置1另可以具有一第一引出电极P1及一第二引出电极 P2，该第一引出电极P1与该第二电极12是电性连接，该第二引出电极P2 与该第四电极22是电性连接。优选地，该第一引出电极P1与该第二电极 12是一体成型，该第二引出电极P2与该第四电极22是一体成型。

前述该第一电极11、该第二电极12、该第三电极21、该第四电极22、该第五电极31、该第六电极32、该第七电极41、该第八电极42、该第一引出电极P1及该第二引出电极P2分别是具备电子传导功能的导电材料所构成的导电体，各自独立地为金属箔、金属板、金属网、活性碳涂层的金属网、活性碳涂层的金属板、活性碳涂层的金属箔、活性碳布、活性碳纤维、金属复合的网、金属复合的板、过渡金属氧化物所制作的过渡金属氧化物层或板、或者是导电高分子所制作的导电高分子层。优选地，前述该第一电极11、该第二电极12、该第三电极21、该第四电极22、该第五电极31、该第六电极32、该第七电极41、该第八电极42、该第一引出电极 P1及该第二电极12可以为镍金属箔。优选地，前述该第一电极11、该第二电极12、该第三电极21、该第四电极22、该第五电极31、该第六电极 32、该第七电极41、该第八电极42、该第一引出电极P1及该第二电极12 可以为表面具有活性碳涂层的镍金属箔。

前述该第一电解质层13、该第二电解质层23、该第三电解质层33及该四电解质层43分别是电解质所构成的电解质层，优选地是水是电解质所构成的水是电解质层，水是电解质例如是：锂、钠、钾盐类或上述的任意组合的水溶液。

前述该第一封装体14、该第二封装体24、该第三封装体34及该第四封装体44分别是绝缘材料所构成的绝缘层，优选地是具有耐酸碱、高防水及防气渗透的特性的绝缘材料，例如是胶膜(glue)或热固性的环氧树脂 (epoxy molding compound，EMC)。

前述该第一电解质层13的内部可以设置具备离子传导功能的一第一隔离膜15，该第二电解质层23的内部可以设置具备离子传导功能的一第二隔离膜25，该第三电解质层33的内部可以设置具备离子传导功能的一第三隔离膜35，以及该四电解质层43的内部可以设置具备离子传导功能的一第四隔离膜45。前述该第一隔离膜15、该第二隔离膜25、该第三隔离膜35及该第四隔离膜45可以是纤维素薄膜、单层或多层聚丙烯(Polypropylene； PP)膜、聚乙烯(Polyethylene；PE)膜、聚四氟乙烯(Polytetrafluoroethene； PTFE)膜、聚偏二氟乙烯(Polyvinylidene Fluoride；PVDF)膜或上述的任意组合的复合膜。特别说明的是，当前述电解质是固态电解质或置入间隔体(spacer)时，相应的该第一隔离膜15、该第二隔离膜25、该第三隔离膜35及该第四隔离膜45可省略而不设置。其中，前述间隔体例如是多个肋(rib)，在与电极之间形成相距间隔而配置。

当该电容器装置1与该电池装置110并联电性连接时，该第一引出电极P1与该第二端子130电性相接，而该第二引出电极P2与该第三端子150 电性相接，以进行充电，如图8所示。请同时参阅图7及图8，于此充电状况下，该第一引出电极P1、该第二电极12、该第六电极32、该第三电极 21及该第七电极41具有相同的一电极极性(例如是负极)；该第二引出电极P2、该第四电极22、该第八电极42、该第一电极11及该第五电极31具有相同的另一电极极性(例如正极)。

当该电容器装置1与该负载160连接进行放电时，该第一引出电极P1、该第二电极12、该第六电极32、该第三电极21及该第七电极41具有相同的电极极性(例如是负极)；该第二引出电极P2、该第四电极22、该第八电极42、该第一电极11及该第五电极31具有相同的另一电极极性(例如正极)。

当该电容器装置1进行充电或放电时，由于该第一电容器10的该第一电极11与该第二电容器20的该第三电极21为一体成型，因此该第一电容器10与该第二电容器20形成了串联；而且，该第三电容器30的该第五电极31与该第四电容器40的该第七电极41为一体成型，因此该第三电容器 30与该第四电容器40形成了串联；因此，该电容器装置1通过前述串联而获得高电位。

当该电容器装置1进行充电或放电时，由于该第一电容器10的该第二电极12与该第三电容器30的该第六电极32为一体成型，因此该第一电容器10与该第三电容器30形成了并联；而且，该第二电容器20的该第四电极22与该第四电容器40的该第八电极42为一体成型，因此该第二电容器 20与该第四电容器40形成了并联；因此，该电容器装置1通过前述并联而获得高电容量。

特别说明的是，该第一电容器10、该第二电容器20、该第三电容器30 及该第四电容器40也可以各自独立地是超级电容器。该第一封装体14、该第二封装体24、该第三封装体34及该第四封装体44是各自独立地与该第一电极11、该第二电极12、该第三电极21、该第四电极22、该第五电极 31、该第六电极32该第七电极41、、该第八电极42、该第一引出电极P1及该第二引出电极P2电性绝缘。例如，该第一电容器10、该第二电容器 20、该第三电容器30及该第四电容器40各别都是具有A伏特及B法拉，由于该第一电容器10与该第二电容器20形成了串联，该第三电容器30与该第四电容器40形成了串联，因此该电容器装置1具有2倍A伏特的高电位。又由于该第一电容器10与该第三电容器30形成了并联，该第二电容器20与该第四电容器40形成了并联，因此该电容器装置1具有2倍B法拉的高电容量。另外，优选地由于前述该第一封装体14、该第二封装体24、该第三封装体34及该第四封装体44是一体成型，因此该电容器装置1是在该电容器装置1的内部即可完成该第一电容器10、该第二电容器20、该第三电容器30及该第四电容器40之间的串联与并联。

再特别说明的是，该电容器装置1具有至少一个共用电极(common electrode)，所述及后述的共用电极是指在至少两个电容器之中，使用了同一块电极板而成为共用电极，而且共用电极的上表面及下表面分别形成至少一个电容器；换言之，共用电极的上表面及下表面得以同时运用，而不会像传统电极只使用到电极的上表面或只使用到电极的下表面，因此本发明采用共用电极的电容器装置可以节省电极材料及使得整体厚度变薄，并且符合电容器装置的小型化。举例来说，该电容器装置1具有两个共用电极C1、C2。由于该第一电容器10的该第二电极12与该第三电容器30的该第六电极32为一体成型，换言之，该第二电极12及该第六电极32为同一块电极板而成为该第一电容器10及该第三电容器30的共用电极C1，并且分别是在该第一电容器10及该第三电容器30的共用电极C1的上、下表面形成该第一电容器10及该第三电容器30。而且，该第二电容器20的该第四电极22与该第四电容器40的该第八电极42为一体成型，换言之，该第四电极22及该第八电极42为同一块电极板而成为该第二电容器20及该第四电容器40的共用电极C2，并且分别是在该第二电容器20及该第四电容器40的共用电极C2的上、下表面形成该第二电容器20及该第四电容器 40。再详细地说明如下，将四个电容器分为两组，每一组中的两个电容器进行并联，于传统的做法总共会有四个电极表面无法使用到制作成电容器而形成浪费，而且所构成的电容器装置厚度为电容器的厚度的二倍以上(例如将每一组的两个电容器上下堆叠并联)；然而，采用本发明的共用电极的方式，在共用电极(例如共用电极C1)的上表面及下表面都形成电容器(该第一电容器10及该第三电容器30)而被充分运用不浪费，意外的收获是，由于共用电极厚度是单一电极的厚度(图2中的共用电极C1的厚度)，所以所构成的本发明的电容器装置厚度为传统构成电容器装置的电容器的厚度的二倍以下，所以更能达到小型化的要求。

请一并参阅图9所示的该电容器装置1的第二实施例，该电容器装置1 的第二实施例与该电容器装置1的第一实施例类似，因此相同处就不再重复说明，该电容器装置1的第二实施例与该电容器装置1的第一实施例有以下的不同之处：在该电容器装置1的第二实施例中，该电容器装置1的该第二电极12、该第四电极22、该第六电极32及该第八电极42为一体成型，该第一电极11与该第二电极12是电性绝缘，该第五电极31与该第七电极41是电性绝缘，该第一引出电极P1、该第一电极11及该第五电极31 是电性连接，该第二引出电极P2、该第三电极21及该第七电极41是电性连接。优选地，该第一引出电极P1、该第一电极11及该第五电极31是一体成型，该第二引出电极P2、该第三电极21及该第七电极41是一体成型。

在前述该电容器装置1的第二实施例中特别说明的是，该电容器装置1 具有一个共用电极C3。由于该第二电极12、该第四电极22、该第六电极 32及该第八电极42为一体成型，换言之，该第二电极12、该第四电极22、该第六电极32及该第八电极42为同一块电极板而成为该第一电容器10、该第二电容器20、该第三电容器30及该第四电容器40的共用电极C3，并且分别是在该第一电容器10、该第二电容器20、该第三电容器30及该第四电容器40的共用电极C3的上表面的左、右端形成该第一电容器10及该第二电容器20，而且分别是在该第一电容器10、该第二电容器20、该第三电容器30及该第四电容器40的共用电极C3的下表面的左、右端形成该第三电容器30及该第四电容器40。因此，共用电极C3同时为该第一电容器 10、该第二电容器20、该第三电容器30及该第四电容器40的共用电极，同样意外的收获是，相较于传统电极只使用到电极的上表面或只使用到电极的下表面而言，该电容器装置1可以更节省更多电极材料及使得整体厚度变更薄，并且更符合电容器装置的小型化。

当前述该电容器装置1的第二实施例的该电容器装置1进行充电或放电时，该第一引出电极P1、该第一电极11、该第五电极31、该第四电极 22及该第八电极42具有相同的电极极性(例如是负极)；该第二引出电极 P2、该第三电极21、该第七电极41、该第二电极12及该第六电极32具有相同的另一电极极性(例如正极)。由于该第一电容器10的该第二电极12与该第二电容器20的该第四电极22为一体成型，因此该第一电容器10与该第二电容器20形成了串联；而且，该第三电容器30的该第六电极32与该第四电容器40的该第八电极42为一体成型，因此该第三电容器30与该第四电容器40形成了串联；因此，该电容器装置1通过前述串联而获得高电位。由于该第一电容器10的该第二电极12与该第三电容器30的该第六电极32为一体成型，因此该第一电容器10与该第三电容器30形成了并联；而且，该第二电容器20的该第四电极22与该第四电容器40的该第八电极 42为一体成型，因此该第二电容器20与该第四电容器40形成了并联；因此，该电容器装置1通过前述并联而获得高电容量。特别说明的是，由于该第二电极12、该第六电极32、该第四电极22及该第八电极42为一体成型，因此可以同时达到并联与串联。因此，该电容器装置1是在该电容器装置1的内部即可完成该第一电容器10、该第二电容器20、该第三电容器 30及该第四电容器40之间的串联与并联。

前述第一实施例及第二实施例中，该电容器装置1的该第一电容器10、该第二电容器20、该第三电容器30及该第四电容器40之间是具有两个串联与两个并联，如果该第一电容器10、该第二电容器20、该第三电容器30 及该第四电容器40都具有相同的电位及电容量，则该电容器装置1就具有2倍A伏特的电位及2倍B法拉的电容量。

请一并参阅图10A至图10C所示，本发明将多个前述该电容器装置1 的第一实施例进行串联，其中一个该电容器装置1的该第四电极22及该第八电极42，与相邻的另一个该电容器装置1的该第二电极12及该第六电极 32，是一体成型；换言之，其中一个该电容器装置1的该第四电极22及该第八电极42，与相邻的另一个该电容器装置1的该第二电极12及该第六电极32，为同一块电极板而成为两个相邻的电容器装置1(参考图10A)中的共用电极C4。因此，将多个该电容器装置1呈线性排列且相邻的该电容器装置1是彼此串联，可以达到所预设的电位及电容量。图10A所示为两个串联的该电容器装置1，因此完成具有4倍A伏特的电位及2倍B法拉的电容量。图10B所示为三个串联的该电容器装置1，因此完成具有6倍A 伏特的电位及2倍B法拉的电容量。图10C所示为四个串联的该电容器装置1，因此完成具有8倍A伏特的电位及2倍B法拉的电容量。显然地，当串连的该电容器装置1的数量愈多，所达到运用共用电极的上表面及下表面的节省效应更为显着。

请一并参阅图11A至图11C所示，本发明将多个前述该电容器装置1 的第二实施例进行串联，换言之，多个该电容器装置(1)呈线性排列且相邻的该电容器装置(1)是彼此串联；且，其中一个该电容器装置1的该第三电极21及该第七电极41，分别与相邻的另一个该电容器装置1的该第一电极11及该第五电极31，是一体成型；换言之，其中一个该电容器装置1 的该第三电极21与相邻的另一个该电容器装置1的该第一电极11为同一块电极板而成为两个相邻的电容器装置1(参考图11A)中的共用电极C5，前述其中一个该电容器装置1的该第七电极41与前述相邻的另一个该电容器装置1的该第五电极31，为同一块电极板而成为两个相邻的电容器装置 1(参考图11A)中的共用电极C6。因此，将多个该电容器装置1串联，而可以达到所预设的电位及电容量。图11A所示为两个串联的该电容器装置 1，因此完成具有4倍A伏特的电位及2倍B法拉的电容量。图11B所示为三个串联的该电容器装置1，因此完成具有6倍A伏特的电位及2倍B 法拉的电容量。图11C所示为四个串联的该电容器装置1，因此完成具有8 倍A伏特的电位及2倍B法拉的电容量。同样地，当串连的该电容器装置1的数量愈多，所达到运用共用电极的上表面及下表面的节省效应更为显着。

由上述的实施说明可知，本发明与现有技术与产品相较之下，本发明所提供的能量存储系统，是将二次充电电池所构成的电池装置与电容器所构成的电容器装置相并联，并且结合DC/DC转换器，以及设置等效串联电阻大于内部电阻的关系，或/及设置等效串联电阻不小于依据DC/DC转换器的额定电流范围的电流上限值所计算所得的电阻下限值的关系，确实能够达到延长二次充电电池的电池循环寿命。

综上所述，本发明的能量存储系统，的确能通过上述所公开的实施例，达到所预期的使用技术效果，且本发明也未在申请之前公开，已完全符合专利法的规定与要求。依法提出发明专利的申请。

而，上述所给出的图示及说明，仅为本发明的优选实施例，非为限定本发明的保护范围；本领域技术人员在本发明的特征范围内，所作的其它等效变化或修饰，皆应视为不脱离本发明的设计范围。