BRPI0617584A2 - capacitor de camada dupla eletroquìmico - Google Patents

capacitor de camada dupla eletroquìmico Download PDF

Info

Publication number
BRPI0617584A2
BRPI0617584A2 BRPI0617584-8A BRPI0617584A BRPI0617584A2 BR PI0617584 A2 BRPI0617584 A2 BR PI0617584A2 BR PI0617584 A BRPI0617584 A BR PI0617584A BR PI0617584 A2 BRPI0617584 A2 BR PI0617584A2
Authority
BR
Brazil
Prior art keywords
separator
capacitor according
capacitor
nanofiber
electrolyte
Prior art date
Application number
BRPI0617584-8A
Other languages
English (en)
Inventor
Pankaj Arora
Simon Frisk
Lu Zhang
Original Assignee
Du Pont
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=37681918&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=BRPI0617584(A2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Du Pont filed Critical Du Pont
Publication of BRPI0617584A2 publication Critical patent/BRPI0617584A2/pt

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/52—Separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00—Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/004—Details
    • H01G9/02—Diaphragms; Separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417—Polyolefins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/423—Polyamide resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/426—Fluorocarbon polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/429—Natural polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/429—Natural polymers
    • H01M50/4295—Natural cotton, cellulose or wood
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44—Fibrous material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/491—Porosity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/494—Tensile strength
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/489—Separators, membranes, diaphragms or spacing elements inside the cells, characterised by their physical properties, e.g. swelling degree, hydrophilicity or shut down properties
    • H01M50/497—Ionic conductivity
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Cell Separators (AREA)

Abstract

<B>CAPACITOR DE CAMADA DUPLA ELETROQUìMICO.<D> A presente invenção refere-se a capacitores eletroquímicos de camada dupla que vantajosamente incluem separadores que compreendem pelo menos uma camada porosa de nanofibras que possuem diâmetros médios de cerca de 50 nm a cerca de 1000 nm que fornecem combinações aprimoradas de espessura reduzida, barreira contra o desenvolvimento de pequenos curtos circuitos e baixa resistência iónica em comparação com separadores capacitores conhecidos.

Description

"CAPACITOR DE CAMADA DUPLA ELETROQUÍMICO"Campo da Invenção
A presente invenção refere-se ao campo de capacitoreseletroquímicos de camada dupla (EDLC) que incluem separadores quecompreendem camada porosa de nanofibras poliméricas.
Antecedentes da Invenção
Capacitores eletroquímicos de camada dupla, que incluemuItracapacitores e supercapacitores, são dispositivos de armazenagem deenergia que possuem capacitância extremamente grande da ordem de váriosFarads ou mais. A armazenagem de carga em capacitores eletroquímicos decamada dupla é um fenômeno de superfície que ocorre na interface entre oseletrodos, tipicamente carbono, e o eletrólito. Em capacitores de camada dupla,o separador absorve e retém o eletrólito, de forma a manter contato íntimoentre o eletrólito e os eletrodos. O papel do separador é de isolar eletricamenteo eletrodo positivo do eletrodo negativo e facilitar a transferência de íons noeletrólito, durante o carregamento e o descarregamento.
Capacitores eletroquímicos de camada dupla são comumenteutilizados em aplicações que necessitam de uma explosão de potência ecarregamento rápido; deseja-se, portanto, reduzir a resistência tônica no capacitor eaumentar a capacitância por volume unitário. Caso a resistência tônica do separadorseja alta demais, durante o carregamento e descarregamento de alta corrente, aqueda de voltagem será significativa, o que resulta em baixa potência e emissão deenergia. Seria desejável ter um separador que possua espessura reduzida com altaporosidade e baixa resistência, sendo ainda capaz de manter as suas propriedadesde isolamento mantendo os eletrodos positivo e negativo separados, de forma a evitaro desenvolvimento de curtos circuitos, que podem por fim gerar autodescarga.Separadores de capacitores deverão obstruir a migração eletroforética de partículasde carbono carregadas liberadas por um dos eletrodos para o outro eletrodo,denominada "pequeno curto circuito" ou "pequeno curto", para reduzir a probabilidadede autodescarga. Essa obstrução também é denominada no presente "barreira contrapequenos curtos". Como capacitores de camada dupla eletroquímicos sãotipicamente fabricados em projeto enrolado de forma cilíndrica em que os doiseletrodos de carbono e separadores são enrolados entre si, são desejadosseparadores que possuam alta resistência para evitar curtos circuitos entre os doiseletrodos. Além disso, como a capacitância do capacitor depende da quantidade dematerial ativo presente no volume do capacitor, deseja-se separador mais fino.
Separadores de capacitores de camada dupla convencionaisincluem papel com base em celulose depositado úmido que não é estável sob altatemperatura (ou seja, mais de 140 0C) ou alta voltagem (ou seja, mais de 3 V) epossuem adsorção de umidade inaceitável. As impurezas presentes no separadorcausam problemas sob voltagens mais altas. Filmes microporosos também foramutilizados, mas possuem resistência iônica indesejavelmente alta e máestabilidade sob alta temperatura. Seria desejável ter separadores de capacitorescom combinações aprimoradas de estabilidade sob alta temperatura e voltagem,barreira para a migração eletroforética de partículas de um eletrodo para o outro,resistência iônica mais baixa e resistência mais alta.
Descrição Resumida da Invenção
Segundo uma realização da presente invenção, a presente invençãorefere-se a capacitor de camada dupla eletroquímico que possui um separador quecompreende uma camada porosa de nanofibras poliméricas que possuemdiâmetros médios na faixa de cerca de 50 nm a cerca de 1000 nm, em que acamada porosa de nanofibra possui tamanho médio de poros de fluxo de cerca de0,01 μm a cerca de 10 μm, espessura de cerca de 0,0025 mm (0,1 mils) a cerca de0,127 mm (5 mils), peso base de cerca de 1 g/m2 a cerca de 30 g/m2, porosidade decerca de 20% a cerca de 90%, permeabilidade a ar Frazier de menos de cerca de24 m3/min/m2 (80 cfm/ft2) e número MacMuIIin de cerca de 2 a cerca de 15.Descrição Detalhada da Invenção
Os capacitores de camada dupla eletroquímicos de acordo com apresente invenção incluem separadores de capacitores que possuem combinaçãoaprimorada de propriedades de espessura reduzida, resistência iônica reduzida eboa barreira contra pequenos curtos, fornecendo alta resistência a curtos circuitos.Os separadores úteis nos capacitores de acordo com a presente invençãopossuem alta capacidade de absorção de eletrólitos, mantendo ao mesmo tempoexcelente integridade estrutural e estabilidade química e dimensional no uso, detal forma que os separadores não percam as suas propriedades de barreira contra pequenos curtos, mesmo quando saturados com solução de eletrólitos. A reduçãoda espessura permite a fabricação de capacitores que possuem maior capacidadepois, quanto mais fino o separador, mais baixa a espessura geral dos materiaisutilizados em capacitor; portanto, mais materiais eletroquimicamente ativos podemestar presentes em dado volume. Os separadores úteis nos capacitores de acordocom a presente invenção possuem baixa resistência iônica e, portanto, os íonsfluem facilmente entre o ânodo e o cátodo. Isso é evidenciado por númeroMacMuIIin de cerca de 2 a cerca de 15, até mesmo cerca de 2 a cerca de 6.
O capacitor de camada dupla eletroquímico de acordo com a presenteinvenção pode ser capacitor de camada dupla elétrico que utiliza eletrodos com base em carbono com eletrólito orgânico ou não aquoso, tal como solução de acetonitrilaou carbonato de propileno e 1,2 molar de sal de borato de tetrafluoroamônioquaternário, ou eletrólito aquoso, tal como solução de KOH a 30-40%.
O capacitor de camada dupla eletroquímico de acordo com a presenteinvenção pode ser alternativamente capacitor que dependa de reações químicas deredução e oxidação para fornecer capacitância. Estes capacitores são denominados"pseudocapacitores" ou "capacitores redox". Os pseudocapacitores utilizam carbono,óxido hidroso de metais nobres, óxido metálico de transição modificado e eletrodoscom base em polímeros condutores, bem como eletrólitos aquosos e orgânicos.Foi revelado que capacitores de camada dupla eletroquímicos podemser elaborados utilizando separadores de nanofibras poliméricas que possuemcombinações aprimoradas de estabilidade sob altas temperaturas, boas propriedadesde barreira contra pequenos curtos e resistência iônica mais baixa. Os separadoreselaborados de acordo com a presente invenção podem ser calandrados para fornecertamanho de poros pequeno, baixa espessura, boa estabilidade de superfície e altaresistência. Os separadores são estáveis sob altas temperaturas e, portanto, podemsuportar processos de secagem sob alta temperatura.
O capacitor de acordo com a presente invenção inclui separadorque compreende pelo menos uma camada porosa de nanofibras poliméricasque possuem diâmetros médios na faixa de cerca de 50 nm a cerca de 1000nm, até cerca de 50 nm a cerca de 1000 nm e mesmo cerca de 50 nm a cercade 500 nm. O termo "nanofibras" designa fibras que possuem diâmetros demenos de 1000 nanômetros. Fibras que possuem diâmetros nestas faixasfornecem estrutura separadora com alta extensão, o que resulta em boaabsorção e retenção de eletrólitos devido ao maior contato com eletrodos. Oseparador possui tamanho médio de poros de fluxo de cerca de 0,01 µm acerca de 10 µm, até cerca de 0,01 µm a cerca de 5 µm e mesmo cerca de 0,01µm a cerca de 1 µm. O separador possui porosidade de cerca de 20% a cerca de 90%, até cerca de 40%ra cerca de 70%. A alta porosidade do separadortambém proporciona boa absorção e retenção de eletrólitos no capacitor deacordo com a presente invenção.
Separador útil no capacitor de acordo com a presente invençãopossui espessura de cerca de 0,0025 mm a cerca de 0,127 mm, até cerca de0,0025 mm a cerca de 0,075 mm. O separador é suficientemente espesso paraevitar pequenos curtos entre eletrodos positivo e negativo, permitindo aomesmo tempo bom fluxo de íons entre o cátodo e o ânodo. Os separadoresfinos criam mais espaço para os eletrodos no interior de célula e, portanto,proporcionam desempenho aprimorado e vida útil dos capacitores de acordocom a presente invenção.
O separador possui peso base de cerca de 1 g/m2 a cerca de 30g/m2, até cerca de 5 g/m2 a cerca de 20 g/m2. Caso o peso base do separadorseja alto demais, ou seja, acima de cerca de 30 g/m2, a resistência iônica podeser alta demais. Caso o peso base seja baixo demais, ou seja, abaixo de cercade 1 g/m2, o separador pode não ser capaz de reduzir o curto entre oseletrodos positivo e negativo.
O separador possui permeabilidade a ar Frazier de menos decerca de 24 m3/min/m2, até menos de cerca de 7,6 m3/min/m2. Geralmente,quanto mais alta a permeabilidade a ar Frazier, mais baixa a resistência iônicado separador e é desejável, portanto, separador que possua altapermeabilidade a ar Frazier. Em baixos níveis de permeabilidade a ar Frazier,ou seja, menos de cerca de 0,30 m3/min/m2, a permeabilidade a ar de materialde folha é medida mais precisamente como porosidade Gurley Hill e éexpressa em segundos/100 cc. A relação aproximada entre porosidade GurleyHill e permeabilidade a ar Frazier pode ser expressa como:
porosidade Gurley Hill (em segundos) χ Frazier (em cfm/ft2) = 3,1Geralmente, quanto mais baixa a porosidade Gurley Hill1 maisbaixa a resistência iônica do separador e, portanto, é desejável separador quepossua baixa porosidade Gurley Hill.
Os polímeros apropriados para uso no separador incluemquaisquer polímeros termoplásticos e termo ajustáveis que sejamsubstancialmente inertes para a solução de eletrólitos destinada a uso nocapacitor de acordo com a presente invenção. Os polímeros apropriados parauso na formação das fibras do separador incluem, mas sem limitar-se apoliamida alifática, poliamida semi-aromática, álcool polivinílico, celulose,tereftalato de polietileno, tereftalato de polipropileno, tereftalato de polibutileno,polissulfona, fluoreto de polivinilideno, fluoreto de polivinilideno-hexafluoropropileno, polimetil penteno, sulfeto de polifenileno,politetrafluoroetileno, etileno tetrafluoroetileno, poliacetila, poliuretano,poliamida aromática e suas misturas, combinações e copolímeros.
Em algumas realizações da presente invenção, pode serpreferível reticular as nanofibras poliméricas, a fim de manter a estruturaporosa e aumentar a integridade mecânica e, por fim, as propriedades debarreira contra pequenos curtos de capacitores de acordo com a presenteinvenção. Alguns polímeros, incluindo álcool polivinílico, tendem a inchar eformar gel em eletrólitos alcalinos, enquanto outros, incluindo fluoreto depolivinilideno, metacrilatos de polimetila e poliacrilonitrila, tendem a inchar eformar gel em eletrólitos orgânicos e, portanto, eles necessitam ser reticuladosa fim de aumentar a sua integridade mecânica e estabilidade dimensionaldurante o uso. O inchaço ou gelificação desses polímeros causarão ofechamento dos poros da estrutura fibrosa. Em certos casos, também setornarão moles ou degradarão no eletrólito, gerando baixa integridadeestrutural. Separadores de álcool polivinílico (PVA) não reticulado, porexemplo, dissolvem-se em água e formam estrutura do tipo gel em eletrólitosalcalinos fortes. Dependendo do polímero do separador, vários agentesreticulantes e condições reticulantes podem ser utilizados. PVA pode serreticulado por meio de retícula química, retícula de feixe de elétrons ou retículade UV. Retícula química de camada de nanofibras de PVA pode ser realizadapor meio de tratamento da camada de PVA com dialdeído e ácido,subseqüente neutralização do ácido com NaHCOs e lavagem da camada comágua. Retícula de PVA torna-o insolúvel em água, aumenta a sua resistênciamecânica e aumenta a sua resistência química.
O processo de fabricação da(s) camada(s) de nanofibras doseparador para uso no capacitor de acordo com a presente invenção é descritono pedido Internacional n0 WO 2003/080905 (Número de Série Norte-Americano 10/822.325), que é incorporado ao presente como referência.
Em realização da presente invenção, o separador de capacitarcompreende camada de nanofibras isolada elaborada por meio de passagem isoladade meios de recolhimento móveis ao longo do processo, ou seja, em passagemisolada dos meios de recolhimento móveis sob o pacote de fiação. Apreciar-se-á quea teia fibrosa pode ser formada por um ou mais feixes de fiação que corremsimultaneamente ao longo dos mesmos meios de recolhimento móveis.
A(s) camada(s) de nanofibras recolhida(s) é (são) convenientementeunida(s), o que se revelou aumentar a resistência à tensão do separador. O altonível de resistência ajuda durante o enrolamento das células e também contribuicom as propriedades de barreira contra pequenos curtos do separador durante ouso, na presença de solução eletrolítica. A união pode ser realizada por meio demétodos conhecidos, que incluem, mas sem limitar-se a calandragem térmicaentre rolos de estreitamento macios aquecidos, união ultrassônica, união depontos e por meio de união de gás. A união aumenta a resistência da(s)camada(s) de nanofibras, de forma que a(s) camada(s) possa(m) suportar asforças associadas à manipulação e formação em separador útil e, dependendo dométodo de união utilizado, ajusta propriedades físicas tais como espessura,r densidade, tamanho e formato dos poros. Conforme indicado anteriormente, amaior resistência do separador também resulta em integridade mecânicaaprimorada durante o uso no capacitor. Ao utilizar-se calandragem térmica, deve-se tomar cuidado para não unir excessivamente o material, de forma que asnanofibras se fundam e não mais retenham a sua estrutura como fibrasindividuais. No caso extremo, a união excessiva resultaria na fusão completa dasnanofibras, de maneira a formar filme.
Os separadores úteis nas baterias de acordo com a presenteinvenção podem compreender camada isolada de nanofibras poliméricas oumúltiplas camadas. Quando o separador compreender múltiplas camadas, asmúltiplas camadas podem ser camadas das mesmas fibras finas poliméricasformadas por múltiplas passagens da correia de recolhimento móvel abaixo dopacote de fiação no mesmo processo. As múltiplas camadas podem seralternativamente camadas de fibras finas poliméricas diferentes. As múltiplascamadas podem possuir diferentes características que incluem, mas semlimitar-se a espessura, peso base, tamanho de poros, tamanho de fibra,porosidade, permeabilidade a ar, resistência iônica e resistência à tensão.
Métodos de Teste
Peso base foi determinado por meio de ASTM D-3776, que éincorporado ao presente como referência e relatado em g/m2.
Porosidade foi calculada dividindo-se o peso base da amostra emg/m2 pela densidade de polímero em g/cm3 e pela espessura de amostra emmicrômetros, multiplicando-se por 100 e subtraindo-se em seguida de 100%, ouseja, percentual de porosidade = 100 - peso base/(densidade χ espessura) χ 100.
Diâmetro das fibras foi determinado conforme segue. Dezimagens de microscópio eletrônico de varredura (SEM) em ampliação de 5000xforam retiradas de cada amostra de camada de nanofibras. O diâmetro de 11(onze) nanofibras claramente diferenciáveis foi medido a partir das fotografias eregistrado. Não foram incluídos defeitos (ou seja, conjuntos de nanofibras,gotas de polímero, intersecções de nanofibras). Foi calculado o diâmetro médiode fibra para cada amostra.
Espessura foi determinada por meio de ASTM D1777, que éincorporado ao presente como referência e é relatado em mils e convertido emmicrômetros.
Resistência iônica em eletrólito de KOH é medida da resistênciade separador ao fluxo de íons e foi determinada conforme segue. Amostrasforam cortadas em pedaços pequenos (2,54 cm χ 2,54 cm) e embebidas emhidróxido de potássio a 40% por uma noite para garantir umectação completa.Amostras foram colocadas em sanduíche entre duas cunhas de Teflon® comjanela de 1 cm2 que expõe a amostra. O sanduíche de cunhas de Teflon® eamostra foi colocado em célula de resistência que contém dois eletrodos deplatina, de tal forma que a janela ficasse de frente para os dois eletrodos. Aresistência foi medida a 1 kHz utilizando miliôhmetro HP. A medição foirepetida sem nenhum separador entre as cunhas de Teflon®. A diferença entreas duas leituras é a resistência (miliohms) da amostra. A resistência doseparador é multiplicada em seguida pela área dos eletrodos (1 cm2 nestecaso) e os resultados são relatados em miliohm.cm2.
Resistência iônica em eletrólito orgânico é medida da resistênciade separador ao fluxo de íons e foi determinada conforme segue. Amostrasforam cortadas em pedaços pequenos (diâmetro de 0,75) e embebidas em 0,5M trifluorometanossulfonato de lítio (LiFTS) em eletrólito de carbonato depropileno: carbonato de etileno: dimetoxietano (22:8:70). A resistência doseparador é medida utilizando Interface Eletroquímica Solartron 1287 junto comAnalisador de Resposta de Freqüências Solartron 1252 e software Zplot. Acélula de teste possuía área de eletrodos de 1,875 cm2 que fica em contatocom o separador umedecido. As medições são realizadas em amplitude AC de5 mV e na faixa de freqüências de 10 Hz a 100.000 Hz. A intereepção de altafreqüência na plotagem Nyquist é a resistência do separador (ohms). Aresistência do separador (ohms) é multiplicada pela área do eletrodo (1,875cm2) para gerar ohm.cm2.
Número MacMuIIin (Nm) é número sem dimensões e émedida da resistência iônica do separador, sendo definido como razãoentre a resistividade de amostra de separador cheia com eletrólito e aresistividade de volume equivalente do eletrólito isolado. Ele é expressopor:Nm= (Rseparador X AeietrodoV(Peletrólito X tseparador)
em que Rseparador é a resistência do separador em ohm, AeIetrodo é aárea do eletrodo em cm2, peietróiito é a resistividade do eletrólito em ohm.cm,tseparador é a espessura do separador em cm. A resistividade de eletrólito KOH a40% a 25 °C é de 2,22 ohm.cm e a resistividade de 0,5 Mtrifluorometanossulfonato de lítio (LiTFS) em eletrólito de carbonato depropileno: carbonato de etileno: dimetoxietano (22:8:70) a 25 °C é de 182ohm.cm.
Permeabilidade a ar Frazier é medida da permeabilidade a arde materiais porosos e é relatada em unidades de ft3/min/ft2. Ela mede ovolume do fluxo de ar através de material sob diferencial de pressão de12,7 mm da água. Orifício é montado em sistema a vácuo para restringir ofluxo de ar através da amostra até quantidade mensurável. O tamanho doorifício depende da porosidade do material. Permeabilidade Frazier émedida em unidades de ft3/min/ft2 utilizando manômetro duplo daSherman W. Frazier Co. com orifício calibrado e convertida em unidadesde m3/min/m2.
Porosidade Gurley Hill é o tempo necessário para que dado volumede ar (cem centímetros cúbicos) passe através de área de material (uma polegadaquadrada) sob pressão de cerca de 12,5 cm de água. A porosidade Gurley Hill foideterminada por meio de TAPPI T460/ASTM D726, que é incorporado aopresente como referência, e relatada em segundos.
Tamanho médio de poros de fluxo foi medido de acordo com aDenominação ASTM E 1294-89, Standard Test Method for Pore SizeCharacteristics of Membrane Fiiters Using Automated Liquid Porosimeter,que mede aproximadamente as características de tamanho de poro demembranas com diâmetro de tamanho de poro de 0,05 μm a 300 μmutilizando método de ponto de borbulhamento automatizado de DesignaçãoASTM F 316 utilizando porosímetro de fluxo capilar (modelo número CFP-34RTF8A-3-6-L4, Porous Materials, Inc. (PMI), Ithaca NY). Amostrasindividuais (diâmetro de 8, 20 ou 30 mm) foram umedecidas com fluido combaixa tensão superficial (1,1,2,3,3,3-hexafluoropropeno ou "Galwick", quepossui tensão superficial de 16 dyne/cm). Cada amostra foi colocada emsuporte, aplicou-se pressão diferencial de ar e o fluido foi removido daamostra. A pressão diferencial em que o fluxo úmido é igual à metade dofluxo seco (fluxo sem solvente umectante) é utilizada para calcular otamanho médio de poros de fluxo utilizando software fornecido.
Resistência à tensão foi medida de acordo com ASTM D5035-95,Standard Test Method for Breaking Force and Elongation of Textile Fabrics(Strip Method) e foi relatada em kg/cm2.
Exemplos
Separadores de capacitores úteis em capacitores de acordo coma presente invenção serão descritos com mais detalhes nos exemplos a seguir.Aparelho de eletrossopro conforme descrito no Pedido Internacional n° WO2003/080905 foi utilizado para produzir os separadores de fibras finas descritosnos Exemplos abaixo.
Exemplos 1 a 7
Camadas de nanofibras foram elaboradas por meio deeletrossopro de solução de polímero Nylon 66-FE 3218 da DuPont quepossui densidade de 1,14 g/cm3 (disponível por meio da Ε. I. du Pont deNemours and Company, Wilmington, Delaware) a 24% em peso em ácidofórmico (disponível por meio da Kemira Oyj, Helsinque, Finlândia). Pacotede fiação que contém bocais de fiação e bocais de injeção de gás foimantido sob temperatura de cerca de 17°C a cerca de 26°C e a pressãoda solução nos bocais de fiação a cerca de 9 bar a cerca de 13 bar. A fieirafoi isolada eletricamente e aplicou-se voltagem de 65 kV ao longo da fieira.Injetou-se ar comprimido sob temperatura de cerca de 34 0C a cerca de 79°C através dos bocais de injeção de gás a partir do pacote de fiação emvelocidade de cerca de 4,7 m3/min a cerca de 6 m3/min e pressão de 240mm de H2O a cerca de 410 mm de H2O. As fibras saíram dos bocais defiação para o ar sob pressão atmosférica, umidade relativa de cerca de19% a cerca de 72% e temperatura de cerca de 13 0C a cerca de 24 0C. Asfibras foram depositadas em distância de cerca de 300 mm a cerca de 360mm abaixo da saída do pacote sobre correia porosa que se move emvelocidade de cerca de 5,7 m/min a cerca de 14,7 m/min. Câmara a vácuoabaixo da correia porosa assistiu na deposição das fibras. As amostras decamadas de nanofibra foram formadas por meio de depósito das fibrasdiretamente sobre a correia de recolhimento móvel, seja em passagemúnica (formando uma única camada de nanofibra) ou diversas passagens(formando diversas camadas de nanofibras) da correia de recolhimentomóvel sob o pacote de fiação, conforme especificado abaixo. As camadasde nanofibras isoladas não poderão ser separadas em mais de umacamada de nanofibras por meios comuns.
Exemplo 1
Camada de nanofibras foi elaborada por meio de eletrossoproda solução através do pacote de fiação sob temperatura de 17 0C com apressão da solução nos bocais de fiação a 13 bar. Ar comprimido sobtemperatura de 34 0C foi injetado através dos bocais de injeção de gás apartir do pacote de fiação sob velocidade de 5 m3/min e pressão de 240mm de H2O. As fibras foram depositadas a 300 mm abaixo da saída dopacote sobre correia porosa que se move a 5,7 m/min. A amostra decamada de nanofibras foi elaborada em uma única passagem da correia derecolhimento móvel abaixo do pacote de fiação sem forro, por meio dedepósito das fibras diretamente sobre a correia de recolhimento móvel.Exemplo 2
Camada de nanofibras foi elaborada por meio de eletrossopro dasolução como no Exemplo 1 através do pacote de fiação sob temperatura de 24 0Ccom a pressão da solução nos bocais de fiação a 11 bar. Ar comprimido sobtemperatura de 60 0C foi injetado através dos bocais de injeção de gás a partir dopacote de fiação sob velocidade de 5,5 m3/min e pressão de 320 mm de H2O. Asfibras foram depositadas a 330 mm abaixo da saída do pacote sobre correia porosaque se move a 7,4 m/min. A amostra de camada de nanofibras foi elaborada emuma única passagem da correia de recolhimento móvel abaixo do pacote de fiação,sem forro, por meio de depósito das fibras diretamente sobre a correia derecolhimento móvel.
Exemplo 3
Camada de nanofibras foi elaborada por meio de eletrossopro dasolução como no Exemplo 1 através do pacote de fiação sob temperatura de22 0C com a pressão da solução nos bocais de fiação a 10 bar. Ar comprimidosob temperatura de 70 0C foi injetado através dos bocais de injeção de gás apartir do pacote de fiação sob velocidade de 6 m3/min e pressão de 290 mm deH2O. As fibras foram depositadas a 330 mm abaixo da saída do pacote sobrecorreia porosa que se move a 7,4 m/min. A amostra de camada de nanofibrasfoi elaborada em uma única passagem da correia de recolhimento móvelabaixo do pacote de fiação, sem forro, por meio de depósito das fibrasdiretamente sobre a correia de recolhimento móvel.
Exemplo 4
Camadas de nanofibras foram elaboradas por meio deeletrossopro da solução do Exemplo 1 através do pacote de fiação sobtemperatura de 20 0C com a pressão da solução nos bocais de fiação a 12bar. Ar comprimido sob temperatura de 35 0C foi injetado através dosbocais de injeção de gás a partir do pacote de fiação sob velocidade de 5m3/min e pressão de 260 mm de H2O. As fibras foram depositadas a 300mm abaixo da saída do pacote sobre correia porosa que se move a 11,3m/min. A amostra de camada de nanofibras foi elaborada sem forro, pormeio de depósito das fibras diretamente sobre a correia de recolhimento móvel, em três passagens da correia móvel sob o pacote de fiação.
Exemplo 5
Camadas de nanofibras foram elaboradas por meio deeletrossopro da solução como no Exemplo 1 através do pacote de fiaçãosob temperatura de 26 0C com a pressão da solução nos bocais de fiação a 11 bar. Ar comprimido sob temperatura de 60 0C foi injetado através dosbocais de injeção de gás do pacote de fiação em velocidade de 5,5 m3/mine pressão de 400 mm de H2O. As fibras foram depositadas a 330 mmabaixo da saída do pacote sobre correia porosa que se move a 14,7 m/min.A amostra de camada de nanofibras foi elaborada sem forro, por meio de depósito das fibras diretamente sobre a correia de recolhimento móvel, emtrês passagens da correia móvel sob o pacote de fiação.
Exemplo 6
Camadas de nanofibras foram elaboradas por meio de eletrossopro dasolução como no Exemplo 1 através do pacote de fiação sob temperatura de 21 0C com a pressão da solução nos bocais de fiação a 10 bar. Injetou-se ar comprimidosob temperatura de 71 0C através dos bocais de injeção de gás a partir do pacote defiação sob velocidade de 5 m3/min e pressão de 410 mm de H2O. As fibras foramdepositadas a 330 mm abaixo da saída do pacote sobre correia porosa emmovimento a 14,7 m/min. A amostra de camada de nanofibras foi elaborada sem forro, depositando-se as fibras diretamente sobre a correia de recolhimento móvel,em três passagens da correia móvel sob o pacote de fiação.
Exemplo 7
Camadas de nanofibras foram elaboradas por meio de eletrossoproda solução do Exemplo 1 através do pacote de fiação sob temperatura de 23 0Ccom a pressão da solução nos bocais de fiação a 13 bar. Injetou-se ar comprimidosob temperatura de 45 0C através dos bocais de injeção de gás do pacote defiação sob velocidade de 5,5 m3/min. As fibras foram depositadas 300 mm abaixoda saída do pacote sobre correia porosa que se move a 5 m/min. A amostra dacamada de nanofibras foi elaborada sem forro, depositando-se as fibrasdiretamente sobre a correia de recolhimento móvel em quatro passagens dacorreia móvel sob o pacote de fiação.
Para ilustrar os efeitos de união, a amostra de camada de nanofibrasdo Exemplo 7 foi calandrada utilizando as condições relacionadas na Tabela 1.
Tabela 1
<table>table see original document page 16</column></row><table>
Como se pode observar por meio da Tabela 1, a união dascamadas de nanofibras resultou em redução da espessura e aumento daresistência. Separadores de capacitores unidos desta forma possuem maior
15 densidade e maior barreira contra curtos durante o uso.Tabela 2
<table>table see original document page 17</column></row><table>Os separadores discutidos nos Exemplos 1 a 7 exibem baixaresistência iônica e boas propriedades de barreira. A resistência iônica dosseparadores é relatada como número MacMuIIin e depende da espessura eporosidade do separador. Boa barreira é fornecida pelo pequeno tamanhode poros apesar da baixa espessura e é adicionalmente evidenciada pelasresistências à tensão superiores dos tecidos. Separadores com fibras muitofinas exibem boas propriedades de barreira apesar da baixa espessura, poisquantidade maior de fibras pode ser embalada na mesma estruturaseparadora.
Exemplo 8
Camadas de nanofibras foram elaboradas por meio deeletrossopro de solução de polímero de álcool polivinílico (PVA) DuPontElvanol® 80-18 que possui densidade de 1,26 g/cm3 (disponível por meio daE.l. du Pont de Nemours and Company, Wilmington, Delaware) a 16% em pesoem água, substancialmente conforme descrito no Exemplo 1. Atemperatura da solução no pacote foi de 42°C com a pressão da soluçãonos bocais de fiação a 2,5 bar. A fieira foi isolada eletricamente e recebeuvoltagem de 80 kV. Ar comprimido sob temperatura de 60°C foi injetadoatravés dos bocais de injeção de gás a partir do pacote de fiação sobvelocidade de 1000 l/min. As fibras foram depositadas a 300 mm abaixo dasaída do pacote sobre correia porosa que se move a 1 m/min. Câmara avácuo abaixo da correia porosa assistiu na deposição das fibras. A amostrade camada de nanofibras foi depositada sobre forro (tecido spunbond dePET a 30 g/m2 disponível por meio da Kolon Industries, Inc., Coréia)posicionado sobre a correia porosa em duas passagens da correia derecolhimento móvel abaixo do pacote de fiação. A amostra de camada denanofibras foi passada através de secador a 100°C.
A amostra de camada de nanofibras foi removida em seguida doforro e submetida a retículação conforme segue. Líquido de reação foipreparado por meio de mistura de 20 ml de H2SO4 concentrado, 200 g deNa2SC>4 e 50 g de glutaraldeído em 1000 g de água. Amostra de 20,3 a 35,5 cmda amostra de camada de nanofibras foi imersa no líquido de reação sobtemperatura de 80 0C por um a dois minutos. A amostra foi imersa em água emseguida por cinco minutos, imersa em seguida em 0,1 M de NaHCOs por cincominutos e imersa em seguida em água por dez minutos. A amostra resultantefoi seca por meio de remoção de água da amostra.
Exemplo 9
Camadas de nanofibras foram elaboradas por meio deeletrossopro da solução nas mesmas condições do Exemplo 8, com exceçãode que a voltagem aplicada foi de 76 kV e a velocidade da linha foi de 0,5m/min. A amostra de camada de nanofibras foi depositada sobre forro (tecidospunbond de PET com 30 g/m2 disponível por meio da Kolon Industries, Inc.,Coréia) posicionado sobre a correia porosa em duas passagens da correia derecolhimento móvel abaixo do pacote de fiação.
A amostra de camada de nanofibras foi removida em seguida doforro e submetida a retícula, conforme descrito no Exemplo 8.
Exemplo 10
Camadas de nanofibras foram elaboradas por meio deeletrossopro da solução nas mesmas condições do Exemplo 8, com asexceções de que a voltagem aplicada foi de 75 kV e a velocidade de linha foide 0,3 m/min. A amostra de camada de nanofibras foi depositada sobre forro(tecido spunbond de PET de 30 g/m2 disponível por meio da Kolon Industries,Inc., Coréia) posicionado sobre a correia porosa em duas passagens da correiade recolhimento móvel abaixo do pacote de fiação.
A amostra de camada de nanofibras foi removida em seguida doforro e submetida a retícula conforme descrito no Exemplo 8.Exemplo 11
Camada de nanofibras foi elaborada por meio de eletrossoproda solução conforme descrito no Exemplo 8 com as exceções a seguir. Asolução de eletrossopro foi polímero de álcool polivinílico (PVA) da DuPont8018 a 17% em peso em água. A temperatura da solução no pacote foi de62 0C com a pressão da solução nos bocais de fiação em 3,4 bar. A fieirafoi isolada eletricamente e aplicou-se voltagem de 70 kV. Ar comprimidosob temperatura de 92 0C foi injetado através dos bocais de injeção de gásdo pacote de fiação sob velocidade de 700 l/min. As fibras foramdepositadas 450 mm abaixo da saída do pacote sobre correia porosa quese move a 1,3 m/min. A amostra de camada de nanofibras foi depositadasobre forro (tecido spunbond de PET de 30 g/m2 disponível por meio daKolon Industries, Inc., Coréia) posicionado sobre a correia porosa empassagem isolada da correia de recolhimento móvel abaixo do pacote defiação.
A amostra de camada de nanofibras foi removida em seguida doforro e submetida a retícula conforme descrito no Exemplo 8, com exceção deque amostra de 20,3 x 35,5 cm foi imersa no líquido de reação por dez minutos.
Isso é relacionado na Tabela 3 como Exemplo 11.<table>table see original document page 21</column></row><table>Como se pode observar por meio da Tabela 3, as amostras dePVA reticulado dos Exemplos 8 a 11 possuem bom equilíbrio de resistênciaiônica e barreira contra pequenos curtos. O pequeno tamanho de poro dosseparadores fornecerá mais resistência a pequenos curtos. Os separadoresoferecem resistência muito baixa ao fluxo de íons.

Claims (10)

1. CAPACITOR DE CAMADA DUPLA ELETROQUÍMICO,caracterizado pelo fato de que possui um separa dor que compreende umacamada porosa de nanofibras poliméricas que possuem diâmetro médio nafaixa de cerca de 50 nm a cerca de 1000 nm, em que a camada porosa denanofibra possui tamanho médio de poros de fluxo entre cerca de 0,01 μηι ecerca de 10 μηι, espessura entre cerca de 0,0025 mm (0,1 mils) e cerca de-0,127 mm (5 mils), peso base entre cerca de 1 g/m2 e cerca de 30 g/m2,porosidade entre cerca de 20% e cerca de 90%, permeabilidade a ar Frazier demenos de cerca de 24 m3/min/m2 (80 cfm/ft2) e número MacMuIIin entre cercade 2 e cerca de 15.
2. CAPACITOR, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o separador possui resistência iônica entrecerca de 1 ohm.cm2 e cerca de 5 ohm.cm2 em 0,5 de molartrifluorometanossulfonato de lítio (LiTFS), solução de eletrólitos de carbonatode propileno: carbonato de etileno: dimetoxietano (22:8:70).
3. CAPACITOR, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o separador possui resistência iônica de menosde cerca de 100 miliohm.cm2 em solução de eletrólitos de hidróxido de potássio(KOH) a 40%.
4. CAPACITOR, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o separador possui número MacMuIIin entrecerca de 2 e cerca de 6.
5. CAPACITOR, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que as fibras são formadas de um polímeroselecionado a partir da lista que consiste de poliamida alifática, poliamida semi-aromática, álcool polivinílico, celulose, tereftalato de polietileno, tereftalato depolipropileno, tereftalato de polibutileno, polissulfona, fluoreto de polivinilideno,fluoreto de polivinilideno-hexafluropropileno, polimetil penteno, sulfeto depolifenileno, politetrafluoroetileno, etileno tetrafluoroetileno, poliacetila,poliuretano, poliamida aromática e suas misturas, combinações e copolímeros.
6. CAPACITOR, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o capacitor é um supercapacitor, ultracapacitorou pseudocapacitor.
7. CAPACITOR, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o eletrólito utilizado é um eletrólito aquoso oueletrólito orgânico.
8. CAPACITOR, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que o separador compreende múltiplas camadasporosas de nanofibra.
9. CAPACITOR, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de que o separador compreende múltiplas camadasporosas de nanofibra que compreendem polímeros diferentes.
10. CAPACITOR, de acordo com a reivindicação 8,caracterizado pelo fato de que o separador compreende múltiplas camadasporosas de nanofibra que possuem características diferentes selecionadas apartir da relação que consiste de espessura, peso base, tamanho de poros,tamanho de fibras, porosidade, permeabilidade a ar, resistência iônica eresistência à tensão.
BRPI0617584-8A 2005-09-30 2006-09-29 capacitor de camada dupla eletroquìmico BRPI0617584A2 (pt)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US11/240,738 2005-09-30
US11/240,738 US7170739B1 (en) 2005-09-30 2005-09-30 Electrochemical double layer capacitors including improved nanofiber separators
PCT/US2006/038098 WO2007041313A2 (en) 2005-09-30 2006-09-29 Electrochemical double layer capacitors including improved nanofiber separators

Publications (1)

Publication Number Publication Date
BRPI0617584A2 true BRPI0617584A2 (pt) 2011-08-02

Family

ID=37681918

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
BRPI0617584-8A BRPI0617584A2 (pt) 2005-09-30 2006-09-29 capacitor de camada dupla eletroquìmico

Country Status (8)

Country Link
US (1) US7170739B1 (pt)
EP (1) EP1941524B1 (pt)
JP (1) JP5203949B2 (pt)
KR (1) KR101374434B1 (pt)
CN (1) CN101273422B (pt)
BR (1) BRPI0617584A2 (pt)
DE (1) DE602006006083D1 (pt)
WO (1) WO2007041313A2 (pt)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100820162B1 (ko) * 2006-08-07 2008-04-10 한국과학기술연구원 내열성 초극세 섬유상 분리막 및 그 제조 방법과, 이를 이용한 이차전지
KR100845239B1 (ko) * 2006-08-07 2008-07-10 한국과학기술연구원 내열성 초극세 섬유층을 지닌 분리막 및 이를 이용한이차전지
US20080070463A1 (en) * 2006-09-20 2008-03-20 Pankaj Arora Nanowebs
US7760486B2 (en) * 2007-08-28 2010-07-20 E. I. Du Pont De Nemours And Company Aluminum electrolytic capacitors utilizing fine fiber spacers
KR101529348B1 (ko) * 2007-10-18 2015-06-16 가부시키가이샤 구라레 적층체, 캐패시터용 세퍼레이터 및 캐패시터
JP5049092B2 (ja) * 2007-10-18 2012-10-17 株式会社クラレ キャパシタ用セパレータおよびキャパシタ
US20090111012A1 (en) * 2007-10-31 2009-04-30 Sony Corporation Secondary battery
JP2011503880A (ja) * 2007-11-09 2011-01-27 イー・アイ・デュポン・ドウ・ヌムール・アンド・カンパニー 改良された電気化学キャパシタ
EP2522692B1 (en) 2008-05-30 2014-06-18 3M Innovative Properties Company Ligand monomers and copolymers made therewith
JP2011523965A (ja) 2008-05-30 2011-08-25 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー リガンド官能化基材
JP5416222B2 (ja) * 2008-12-23 2014-02-12 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 官能化不織布物品
JP2010273782A (ja) * 2009-05-27 2010-12-09 Ge Medical Systems Global Technology Co Llc Ｘ線ｃｔ装置
JP2012531531A (ja) 2009-06-23 2012-12-10 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 官能化不織布物品
WO2011040718A2 (ko) * 2009-09-30 2011-04-07 주식회사 아모메디 웨스턴 블롯용 나노섬유 멤브레인 및 그 제조방법
CN101702541B (zh) * 2009-11-09 2011-07-13 南京双登科技发展研究院有限公司 一种超级电容器内部短路修复方法
US20110156316A1 (en) * 2009-12-30 2011-06-30 Jacob Conner Electrochemical cell
US8377672B2 (en) * 2010-02-18 2013-02-19 3M Innovative Properties Company Ligand functionalized polymers
EP2889625B1 (en) * 2010-03-03 2016-09-14 3M Innovative Properties Company Ligand guanidinyl functionalized polymers
JP5881694B2 (ja) 2010-06-30 2016-03-09 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 吸水性フィルターアセンブリを有するフィルタープレート物品
WO2012092242A2 (en) 2010-12-29 2012-07-05 3M Innovative Properties Company Microbial detection article having a water-absorbent filter assembly
US9666848B2 (en) 2011-05-20 2017-05-30 Dreamweaver International, Inc. Single-layer lithium ion battery separator
ES2649409T3 (es) 2011-10-13 2018-01-11 Tokushu Tokai Paper Co., Ltd. Membrana microporosa y procedimiento para producir la misma
MX2013008026A (es) 2011-10-13 2014-12-08 Tokushu Tokai Paper Co Ltd Membrana porosa y procedimiento para preparacion de la misma.
JP5461745B2 (ja) * 2011-10-13 2014-04-02 特種東海製紙株式会社 微多孔膜及びその製造方法
BR112013018609A2 (pt) 2011-10-13 2016-10-18 Tokushu Tokai Paper Co Ltd processo para preparar um separador para um dispositivo eletroquímico, separador para um dispositivo eletroquímico, e, dispositivo eletroquímico
US9330855B2 (en) * 2012-03-18 2016-05-03 Elbit Systems Land And C4I Ltd Aqueous-based electric double-layer capacitor
WO2013180073A1 (ja) 2012-05-28 2013-12-05 株式会社クラレ 非水系電池用セパレータ及び非水系電池
WO2014003766A2 (en) * 2012-06-28 2014-01-03 Empire Technology Development, Llc Copolymer electrochemical double layer capacitor
JP5941371B2 (ja) * 2012-08-20 2016-06-29 Ｊｍエナジー株式会社 リチウムイオンキャパシタ
US10700326B2 (en) 2012-11-14 2020-06-30 Dreamweaver International, Inc. Single-layer lithium ion battery separators exhibiting low shrinkage rates at high temperatures
WO2014100213A2 (en) 2012-12-18 2014-06-26 Sabic Innovative Plastics Ip B.V. High temperature melt integrity battery separators via spinning
CN104885173B (zh) 2012-12-26 2018-03-02 可乐丽股份有限公司 双电层电容器用隔板及双电层电容器
US10607790B2 (en) 2013-03-15 2020-03-31 Dreamweaver International, Inc. Direct electrolyte gelling via battery separator composition and structure
KR102106119B1 (ko) 2017-09-15 2020-04-29 주식회사 엘지화학 수계 전해액 및 이를 포함하는 에너지 저장 장치
WO2019055893A1 (en) * 2017-09-18 2019-03-21 Avx Corporation LOW CURRENT ULTRA CAPACITOR

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4464238A (en) * 1983-05-09 1984-08-07 The Dow Chemical Company Porous separators for electrolytic processes
JPS62154559A (ja) 1985-12-27 1987-07-09 Kuraray Co Ltd アルカリ乾電池用セパレ−タ−紙
JPS63108664A (ja) * 1986-04-30 1988-05-13 Asahi Chem Ind Co Ltd 電池用セパレ−タ
JPS63164420A (ja) * 1986-12-26 1988-07-07 松下電器産業株式会社 電解コンデンサ
JPS63310555A (ja) * 1987-06-12 1988-12-19 Asahi Chem Ind Co Ltd 電池用セパレ−タ
JP3252010B2 (ja) * 1993-04-05 2002-01-28 三菱化学株式会社 高分子複合圧電体の製造方法
EP0795916B1 (en) * 1994-12-28 2010-02-24 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha Wet type nonwoven fabric for cell separator, its production method and enclosed secondary cell
WO1998032184A1 (en) * 1997-01-16 1998-07-23 Mitsubishi Paper Mills Limited Separator for nonaqueous electrolyte batteries, nonaqueous electrolyte battery using it, and method for manufacturing separator for nonaqueous electrolyte batteries
US6159634A (en) 1998-04-15 2000-12-12 Duracell Inc. Battery separator
JP3791180B2 (ja) * 1998-04-23 2006-06-28 旭硝子株式会社 電気二重層キャパシタ用電極及び該電極を有する電気二重層キャパシタ
EP1094535B1 (en) * 1998-06-30 2006-10-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Solid polymer electrolyte fuel cell
JP2000277085A (ja) 1999-03-26 2000-10-06 Oji Paper Co Ltd アルカリ電池用セパレータ
JP2001196267A (ja) 1999-10-27 2001-07-19 Asahi Glass Co Ltd 電気二重層キャパシタ
JP2003533862A (ja) 2000-05-19 2003-11-11 コリア インスティテュート オブ サイエンス アンド テクノロジー 超極細繊維状の多孔性高分子セパレータフィルムを含むリチウム二次電池及びその製造方法
JP4244294B2 (ja) * 2000-05-29 2009-03-25 三菱製紙株式会社 電気化学素子用セパレーター及びその製造方法
JP2002050335A (ja) * 2000-08-01 2002-02-15 Tonen Tapyrus Co Ltd 耐熱性セパレータ
JP2002343329A (ja) * 2001-05-16 2002-11-29 Tonen Tapyrus Co Ltd セパレータ
JP2002170540A (ja) * 2000-11-30 2002-06-14 Tonen Tapyrus Co Ltd セパレータ
JP3986744B2 (ja) * 2000-10-11 2007-10-03 帝人株式会社 リチウムイオン二次電池用セパレータ、及びリチウムイオン二次電池
JP2002151037A (ja) * 2000-11-07 2002-05-24 Teijin Ltd リチウムイオン二次電池用セパレータ及びリチウムイオン二次電池
JP2003142065A (ja) * 2001-08-15 2003-05-16 Mitsubishi Paper Mills Ltd 電気化学素子用セパレーターおよびその製造方法
JP4800527B2 (ja) * 2001-09-27 2011-10-26 日本バイリーン株式会社 不織布、この不織布を用いた電池、及びこの不織布を用いたキャパシタ
JP4588286B2 (ja) 2001-09-28 2010-11-24 帝人株式会社 複合多孔膜の製造法
JP2003142341A (ja) * 2001-11-05 2003-05-16 Kuraray Co Ltd キャパシタ用セパレータおよびキャパシタ
JP2003188050A (ja) * 2001-12-20 2003-07-04 Nec Tokin Corp 電気二重層コンデンサ及びその製造方法
KR100549140B1 (ko) 2002-03-26 2006-02-03 이 아이 듀폰 디 네모아 앤드 캄파니 일렉트로-브로운 방사법에 의한 초극세 나노섬유 웹제조방법
JP4163894B2 (ja) * 2002-04-24 2008-10-08 帝人株式会社 リチウムイオン二次電池用セパレータ
EP1538686B1 (en) * 2002-08-22 2011-06-15 Teijin Limited Non-aqueous secondary battery and separator used therefor
JP4425576B2 (ja) 2003-06-23 2010-03-03 日本バイリーン株式会社 リチウム二次電池用セパレータ及びリチウム二次電池
JP4907055B2 (ja) * 2003-12-25 2012-03-28 日本バイリーン株式会社 電池用セパレータ及びこれを用いた電池
US7616428B2 (en) * 2004-11-02 2009-11-10 Japan Vilene Company, Ltd. Separator for electric double layer capacitor and electric double layer capacitor containing same

Also Published As

Publication number Publication date
WO2007041313A3 (en) 2007-06-21
JP5203949B2 (ja) 2013-06-05
KR20080064963A (ko) 2008-07-10
CN101273422B (zh) 2011-04-27
WO2007041313A2 (en) 2007-04-12
CN101273422A (zh) 2008-09-24
EP1941524A2 (en) 2008-07-09
DE602006006083D1 (de) 2009-05-14
JP2009510788A (ja) 2009-03-12
KR101374434B1 (ko) 2014-03-17
US7170739B1 (en) 2007-01-30
EP1941524B1 (en) 2009-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
BRPI0617584A2 (pt) capacitor de camada dupla eletroquìmico
BRPI0617556A2 (pt) bateria e bateria de lÍtio
JP5031835B2 (ja) 耐熱性超極細繊維状分離膜及びそれを利用した二次電池
US20150372273A1 (en) Hybrid nonwoven separator having inverted structure
EP2634838B1 (en) Separator for non-aqueous batteries and non-aqueous battery equipped with same, and process for manufacturing separator for non-aqueous batteries
KR101777076B1 (ko) 높은 용융 온도 미세다공성 리튬-이온 2차 전지 세퍼레이터 및 제조방법 및 용도
TWI529999B (zh) 超高熔融溫度微孔高溫電池分離器及相關方法
WO2010044264A1 (ja) 蓄電デバイス用セパレータ
KR102221467B1 (ko) 전기화학 전지용 분리막 매체
WO2010106793A1 (ja) 蓄電デバイス用セパレータ及びその製造方法
KR101387388B1 (ko) 미다공막 및 그 제조 방법
JP2008186707A (ja) 電気化学素子用セパレータ
KR101565178B1 (ko) 미세 섬유 스페이서를 사용하는 개선된 알루미늄 전해 커패시터
JP2010219335A (ja) 蓄電デバイス用セパレータ及びその製造方法
JP2010129308A (ja) 蓄電デバイス用セパレータ
JP2010277800A (ja) 蓄電デバイス用セパレータ
JP2004172372A (ja) 電気二重層キャパシタ用セパレータ及び電気二重層キャパシタ

Legal Events

Date Code Title Description
B08F Application dismissed because of non-payment of annual fees [chapter 8.6 patent gazette]

Free format text: REFERENTE A 10A ANUIDADE.

B08K Patent lapsed as no evidence of payment of the annual fee has been furnished to inpi [chapter 8.11 patent gazette]

Free format text: EM VIRTUDE DO ARQUIVAMENTO PUBLICADO NA RPI 2385 DE 20-09-2016 E CONSIDERANDO AUSENCIA DE MANIFESTACAO DENTRO DOS PRAZOS LEGAIS, INFORMO QUE CABE SER MANTIDO O ARQUIVAMENTO DO PEDIDO DE PATENTE, CONFORME O DISPOSTO NO ARTIGO 12, DA RESOLUCAO 113/2013.

B15K Others concerning applications: alteration of classification

Ipc: H01G 9/02 (2006.01), H01G 9/00 (2006.01), H01G 11/