CN104851594B - 铝电解‑电化学混合电容器及制备方法 - Google Patents

铝电解‑电化学混合电容器及制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种能量密度和工作电压高的铝电解‑电化学混合电容器它包括正极、负极、正极和负极之间的电解纸、电解质，其特征是所述的正极为在铝表面电化学氧化生成的氧化膜阳极箔，所述的负极为导电聚苯胺或者覆碳铝箔，所述电解质为水系电解液或非水系电解液；所述正极与电解质构成铝电解电容器，负极与电解质构成电化学电容器；所述铝电解‑电化学混合电容器的工作电压为40V～500V，能量密度为0.85J/㎝3～1.6J/㎝3；制备方法包括制备素子、含浸、组立、套管、老练、检测步骤；本发明制备的铝电解‑电化学混合电容器的能量密度为0.85J/㎝3～1.6J/㎝3，工作电压可高达40V～500V，解决了铝电解电容器能量密度不高以及电化学电容器工作电压低的缺点，同时，成本低，适合大规模推广应用。

Description

铝电解-电化学混合电容器及制备方法
技术领域
本发明涉及一种混合电容器，具体地说是一种铝电解-电化学混合电容器及制备方法，特别是涉及一种能量密度和工作电压高的铝电解-电化学混合电容器及制备方法。
背景技术
电解电容器是指在铝、钽、铌、钛等金属的表面采用阳极氧化法生成薄的致密的氧化物层，并以其氧化物作为电介质，以电解质作为阴极而构成的电容器。铝电解电容器具有工作电压高、功率密度高而能量密度低的特点。
电化学电容器(ElectrochemicalCapacitor，EC)，又称作超大容量电容器(Ultracapacitor)和超级电容器(Supercapacitor)。它是一种介于电容器和电池之间的新型储能器件。与传统的电容器相比，电化学电容器具有更高的比容量。与电池相比，具有更高的比功率，可瞬间释放大电流，充电时间短，充电效率高，循环使用寿命长，无记忆效应和基本免维护等优点。在移动通讯，消费电子，电动交通工具，航空航天等领域具有很大的潜在应用价值。
与电解电容器相比，电化学电容器是利用电子性导体和电解液界面双电层或基于法拉第赝电容(电吸附或氧化还原过程)原理，来储存电荷的新型储能器件，能量密度高，但由于受到电解液分解电压的限制，电化学电容器的单元工作电压很低(一般不超过3V)。
为此，文献1：申请号为200910221793.9，发明名称为混合电化学电容器的专利申请公开了一种采用多层薄型碳粉末电极与隔板交替排布组合为负极，使得混合电容器比容增高，功率密度变大，但比容增高有限，且工作电压未能得到提升。
文献2：申请号为201310261891.1，发明名称为一种混合型电化学电容器的专利申请公开了一种采用直接生长在导电基体上的定向碳纳米管阵列与聚吡咯复合材料为负极，具有可比拟二次电池的能量密度，但未涉及工作电压的情况。
文献3：申请号为200610134467.0，发明名称为混合型超级电容器的专利申请公开了一种采用钽做电容器的阳极，用二氧化钌做电容器的阴极，充以电解液，钽阳极和电解液形成电解电容器，二氧化钌电极在电解液中形成电化学电容器，制造了混合超级电容器，其优点是提高了电容器的能量密度和工作电压，但采用钽、钌稀有金属做电极，成本高。
文献4：申请号为201310298950.2，发明名称为方形高能钽混合电容器及其制造工艺的专利申请公开了一种在方形钽外壳和方形绝缘钽子盖组成的电容器腔体内依次填充高比容钽粉压制而成的阳极钽芯，涂有多个RuO2(二氧化钌)的阴极隔离层，随提高混合电容器的容量同时在一定程度上降低了成本，但仍然使用钽和钌等稀缺战略金属，成本仍然较高，也未涉及工作电压的情况。
综上所述，现有公开的技术方案主要存在有两个方面的缺陷，一是成本高，采用钽和钌等稀缺战略金属作为电极，这些稀有金属的价格较铝高的多；二是没有涉及工作电压，使用金属钽作为电解电容器的正极，而钽电解电容器的工作电压只有几十伏，较铝电解电容器可以达到的500V左右的工作电压要低得多。
发明内容
本发明的目的是提供一种能量密度和工作电压高的铝电解-电化学混合电容器及制备方法，制备的混合电容器其体积密度是相应电解电容器的4倍左右，工作电压与电解电容器相当，铝电解-电化学混合电容器的能量密度为0.85J/㎝3～1.6J/㎝3，工作电压可高达40V～500V。
本发明是采用如下技术方案实现其发明目的的，一种铝电解-电化学混合电容器，它包括正极、负极、正极和负极之间的电解纸、电解质，所述的正极为在铝表面电化学氧化生成的氧化膜阳极箔，所述的负极为导电聚苯胺或者覆碳铝箔，所述电解质为水系电解液或非水系电解液；所述正极与电解质构成铝电解电容器，负极与电解质构成电化学电容器；所述铝电解-电化学混合电容器的工作电压为40V～500V，能量密度为0.85J/㎝3～1.6J/㎝。
本发明所述导电聚苯胺为在多孔阳极氧化钛纳米管阵列中电化学聚合PANI制得；所述TiO2纳米管的孔径为10nm～100nm，厚度为35nm～360nm，PANI纳米线直径为60nm～120nm，长度为200nm～450nm。
本发明所述电化学聚合PANI的反应条件为：在0.1mol·L-1的苯胺和0.5mol·L-1的H2SO4水溶液中，以退火处理后的TiO2/Ti电极为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极组成三电极体系，电位范围为-0.2V～1.0V，扫描速度为25mV·s-1，循环30圈后停止，用去离子水冲洗后晾干即得到负极导电聚苯胺。
本发明所述覆碳铝箔为粘接在基体铝箔上至少2层以上的含碳复合层，含碳复合层的厚度为1μm～50μm。
本发明所述水系电解液包括以下原料，以重量百分比计：乙二醇60﹪～80﹪，甘油1﹪～10﹪，硼酸5﹪～20﹪，浓度为28﹪的氨水0.1﹪～10﹪，各组份之和为100﹪；其配制方法为：按配比将乙二醇、甘油在集热式恒温加热磁力搅拌器或水浴锅中加热到50℃～80℃，然后按配比加入硼酸，搅拌至完全溶解，加热到90℃，两分钟后再加入氨水，搅拌溶解后自然冷却至室温。
本发明所述非水系电解液包括以下原料，以重量百分比计：二甲基甲酰胺60﹪～70﹪，马来酸10﹪～25﹪，三乙胺5﹪～20﹪，各组份之和为100﹪；其配制方法为：按配比将二甲基甲酰胺加入集热式恒温磁力搅拌器或数显磁力搅拌器或恒温油浴锅中，加热到120℃～160℃，然后按配比加入马来酸，搅拌至完全溶解，继续加热到180℃，再加入三乙胺，搅拌溶解后自然冷却至室温。
一种铝电解-电化学混合电容器的制备方法，它包括下列步骤：
⑴制备素子：将裁切好的电解纸、正极箔、导电聚苯胺或者覆碳铝箔，通过自动钉卷机将正极导针刺铆在正极箔上，将负极导针刺铆在导电聚苯胺或者覆碳铝箔上，由电解纸作隔离，自动卷绕成素子；
⑵含浸：将步骤⑴制备好的素子放进配制好的电解液中，进行浸渍；
⑶组立、套管：将步骤⑵制备好的素子由全自动组立机套上胶塞，封装在铝壳里，最后在全自动套管机上进行套管，制备成具有正极导针、负极导针的铝电解-电化学混合电容器；⑷老练：将步骤⑶制成的铝电解-电化学混合电容器在老化机内老化，修补经过上述工序受到破坏的氧化膜；⑸检测：对步骤⑷制成的铝电解-电化学混合电容器进行表面质量检测和充电检测。
本发明在步骤⑴中，所述负极导电聚苯胺为在多孔阳极氧化钛纳米管阵列中电化学聚合PANI制得；所述TiO2纳米管的孔径为10nm～100nm，厚度为35nm～360nm，PANI纳米线直径为60nm～120nm，长度为200nm～450nm；所述负极覆碳铝箔为粘接在基体铝箔上至少2层以上的含碳复合层，含碳复合层的厚度为1μm～50μm。
本发明在步骤⑵中，所述的含浸采用真空含浸，即将烘干的素子放入到真空浸渍罐中抽真空，真空度小于1333Pa时将电解液注入，使素子进行真空浸渍。
本发明在步骤⑵中，所述的电解液为水系电解液或非水系电解液；所述水系电解液包括以下原料，以重量百分比计：乙二醇60﹪～80﹪，甘油1﹪～10﹪，硼酸5﹪～20﹪，浓度为28﹪的氨水0.1﹪～10﹪，各组份之和为100﹪；其配制方法为：按配比将乙二醇、甘油在集热式恒温加热磁力搅拌器或水浴锅中加热到50℃～80℃，然后按配比加入硼酸，搅拌至完全溶解，加热到90℃，两分钟后再加入氨水，搅拌溶解后自然冷却至室温。
本发明所述非水系电解液包括以下原料，以重量百分比计：二甲基甲酰胺60﹪～70﹪，马来酸10﹪～25﹪，三乙胺5﹪～20﹪，各组份之和为100﹪；其配制方法为：按配比将二甲基甲酰胺加入集热式恒温磁力搅拌器或数显磁力搅拌器或恒温油浴锅中，加热到120℃～160℃，然后按配比加入马来酸，搅拌至完全溶解，继续加热到180℃，再加入三乙胺，搅拌溶解后自然冷却至室温。
由于采用上述技术方案，本发明较好的实现了发明目的，采用在铝表面电化学氧化生成的氧化膜阳极箔作为混合电容器的正极，负极采用导电聚苯胺或者覆碳铝箔，充以水系电解液或非水系电解液，正极构成铝电解电容器，负极构成电化学电容器，从而制得兼具高能量密度(可达1.6J·㎝-3)、高工作电压(可高达500V)双重优点的铝电解-电化学混合电容器，解决了铝电解电容器能量密度不高以及电化学电容器工作电压低的缺点，同时，铝、导电聚苯胺或覆碳铝箔碳的成本比钽、钌低的多，适合大规模推广应用。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步说明。
实施例1：导电聚苯胺+水系电解液由图1可知，一种铝电解-电化学混合电容器，它包括正极1、负极3、正极1和负极3之间的电解纸2、电解质4，所述的正极1为在铝表面电化学氧化生成的氧化膜阳极箔，所述的负极3为导电聚苯胺或者覆碳铝箔，所述电解质4为水系电解液或非水系电解液；所述正极1与电解质4构成铝电解电容器，负极3与电解质4构成电化学电容器；所述铝电解-电化学混合电容器的工作电压为40V～500V，能量密度为0.85J/㎝3～1.6J/㎝3。
本发明所述导电聚苯胺为在多孔阳极氧化钛纳米管阵列中电化学聚合PANI制得；所述TiO2纳米管的孔径为10nm～100nm，厚度为35nm～360nm，PANI纳米线直径为60nm～120nm，长度为200nm～450nm。
本实施例所述TiO2纳米管的孔径为30nm～80nm，厚度为120nm～260nm，PANI纳米线直径为80nm～120nm，长度为230nm～420nm。
本发明所述电化学聚合PANI的反应条件为：在0.1mol·L-1的苯胺和0.5mol·L-1的H2SO4水溶液中，以退火处理后的TiO2/Ti电极为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极组成三电极体系进行苯胺的电化学聚合，为了使PANI在TiO2纳米管中均匀生长，采用循环伏安法(CV)聚合，电位范围为-0.2V～1.0V，扫描速度为25mV·s-1，循环30圈后停止，用去离子水冲洗后晾干即得到负极导电聚苯胺。
本发明所述水系电解液包括以下原料，以重量百分比计：乙二醇60﹪～80﹪，甘油1﹪～10﹪，硼酸5﹪～20﹪，浓度为28﹪的氨水0.1﹪～10﹪，各组份之和为100﹪；其配制方法为：按配比将乙二醇、甘油在集热式恒温加热磁力搅拌器或水浴锅中加热到50℃～80℃，然后按配比加入硼酸，搅拌至完全溶解，加热到90℃，两分钟后再加入氨水，搅拌溶解后自然冷却至室温。
本实施例所述水系电解液以重量百分比计：乙二醇75﹪，甘油10，硼酸10﹪，浓度为28﹪的氨水5﹪，各组份之和为100﹪；其配制方法为：按配比将乙二醇、甘油在集热式恒温加热磁力搅拌器中加热到60℃，然后按配比加入硼酸，搅拌至完全溶解，加热到90℃，两分钟后再加入氨水，搅拌溶解后自然冷却至室温。
本实施例所述正极1采用耐压480V、0.85μF/㎝2氧化膜阳极箔，所述正极1与电解质4构成铝电解电容器，负极3与电解质4构成电化学电容器；所述铝电解-电化学混合电容器的工作电压为400V，能量密度为1.2J/㎝3。
一种铝电解-电化学混合电容器的制备方法，它包括下列步骤：⑴制备素子：将裁切好的电解纸、正极箔、导电聚苯胺或者覆碳铝箔，通过自动钉卷机将正极导针刺铆在正极箔上，将负极导针刺铆在导电聚苯胺或者覆碳铝箔上，由电解纸作隔离，自动卷绕成素子；本发明在步骤⑴中，所述正极箔采用耐压480V、0.85μF/㎝2氧化膜阳极箔，所述负极采用导电聚苯胺，导电聚苯胺为在多孔阳极氧化钛纳米管阵列中电化学聚合PANI制得；所述TiO2纳米管的孔径为10nm～100nm，厚度为35nm～360nm，PANI纳米线直径为60nm～120nm，长度为200nm～450nm。
本实施例所述TiO2纳米管的孔径为30nm～80nm，厚度为120nm～260nm，PANI纳米线直径为80nm～120nm，长度为230nm～420nm。在0.1mol·L-1的苯胺和0.5mol·L-1的H2SO4水溶液中，以退火处理后的TiO2/Ti电极为工作电极，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极组成三电极体系进行苯胺的电化学聚合，为了使PANI在TiO2纳米管中均匀生长，采用循环伏安法(CV)聚合，电位范围为-0.2V～1.0V，扫描速度为25mV·s-1，循环30圈后停止，用去离子水冲洗后晾干即得到负极导电聚苯胺。
⑵含浸：将步骤⑴制备好的素子放进配制好的电解液中，进行浸渍；本发明在步骤⑵中，所述的含浸采用真空含浸，即将烘干的素子放入到真空浸渍罐中抽真空，真空度小于1333Pa时将电解液注入，使素子进行真空浸渍。
本发明在步骤⑵中，所述水系电解液包括以下原料，以重量百分比计：乙二醇60﹪～80﹪，甘油1﹪～10﹪，硼酸5﹪～20﹪，浓度为28﹪的氨水0.1﹪～10﹪，各组份之和为100﹪；其配制方法为：按配比将乙二醇、甘油在集热式恒温加热磁力搅拌器或水浴锅中加热到50℃～80℃，然后按配比加入硼酸，搅拌至完全溶解，加热到90℃，两分钟后再加入氨水，搅拌溶解后自然冷却至室温。
本实施例所述水系电解液以重量百分比计：乙二醇75﹪，甘油10，硼酸10﹪，浓度为28﹪的氨水5﹪，各组份之和为100﹪；其配制方法为：按配比将乙二醇、甘油在集热式恒温加热磁力搅拌器中加热到60℃，然后按配比加入硼酸，搅拌至完全溶解，加热到90℃，两分钟后再加入氨水，搅拌溶解后自然冷却至室温。
⑶组立、套管：将步骤⑵制备好的素子由全自动组立机套上胶塞，封装在铝壳里，最后在全自动套管机上进行套管，制备成具有正极导针、负极导针的铝电解-电化学混合电容器；⑷老练：将步骤⑶制成的铝电解-电化学混合电容器在老化机内老化，修补经过上述工序受到破坏的氧化膜；⑸检测：对步骤⑷制成的铝电解-电化学混合电容器进行表面质量检测和充电检测。
本实施例制备的铝电解-电化学混合电容器的工作电压为400V，能量密度为1.2J/㎝3。
本发明将铝电解电容器(电容量C1)和电化学电容器(电容量C2)“混合”构成一个新的铝电解-电化学混合电容器，由于负极能量密度比正极大得多，所以总电容量C≈C1，基于此原理，本发明铝电解-电化学混合电容器的体积可大为减小。
本发明的铝电解-电化学混合电容器解决了铝电解电容器能量密度不高以及电化学电容器工作电压低的缺点，制备的混合电容器具有能量密度高、工作电压高的优良特性。其体积密度是相应电解电容器的4倍左右，所述铝电解-电化学混合电容器的能量密度为0.85J/㎝3～1.6J/㎝3，工作电压与电解电容器相当，为40V～500V。
实施例2：导电聚苯胺+非水系电解液本发明在步骤⑴中，所述正极箔采用耐压420V、1.05μF/㎝2氧化膜阳极箔。
在步骤⑵中，所述的电解液为非水系电解液；所述非水系电解液包括以下原料，以重量百分比计：二甲基甲酰胺60﹪～70﹪，马来酸10﹪～25﹪，三乙胺5﹪～20﹪，各组份之和为100﹪；其配制方法为：按配比将二甲基甲酰胺加入集热式恒温磁力搅拌器或数显磁力搅拌器或恒温油浴锅中，加热到120℃～160℃，然后按配比加入马来酸，搅拌至完全溶解，继续加热到180℃，再加入三乙胺，搅拌溶解后自然冷却至室温。
本实施例所述非水系电解液以重量百分比计：二甲基甲酰胺65﹪，马来酸25﹪，三乙胺10﹪；其配制方法为：按配比将二甲基甲酰胺加入集热式恒温磁力搅拌器中，加热到140℃，然后按配比加入马来酸，搅拌至完全溶解，继续加热到180℃，再加入三乙胺，搅拌溶解后自然冷却至室温。
本实施例制备的铝电解-电化学混合电容器的工作电压为300V，能量密度为1.05J/㎝3。
余同实施例1。
实施例3：
覆碳铝箔+水系电解液本发明在步骤⑴中，所述负极为覆碳铝箔，所述覆碳铝箔为粘接在基体铝箔上至少2层以上的含碳复合层，含碳复合层的厚度为1μm～50μm。
本实施例所述正极箔采用耐压260V、1.85μF/㎝2氧化膜阳极箔，所述覆碳铝箔在基体铝箔上粘接有2层含碳复合层，含碳复合层的厚度为20μm。
本实施例所述水系电解液以重量百分比计：乙二醇65﹪，甘油5，硼酸20﹪，浓度为28﹪的氨水10﹪，各组份之和为100﹪；其配制方法为：按配比将乙二醇、甘油在集热式恒温加热磁力搅拌器中加热到65℃，然后按配比加入硼酸，搅拌至完全溶解，加热到90℃，两分钟后再加入氨水，搅拌溶解后自然冷却至室温。
本实施例所述所述正极与电解质构成铝电解电容器，负极与电解质构成电化学电容器；制备的铝电解-电化学混合电容器的工作电压为200V，能量密度为0.92J/㎝3。
余同实施例1。
实施例4：覆碳铝箔+非水系电解液本发明在步骤⑴中，所述负极为覆碳铝箔，所述覆碳铝箔为粘接在基体铝箔上至少2层以上的含碳复合层，含碳复合层的厚度为1μm～50μm。
本实施例所述正极箔采用耐压143V、3.8μF/㎝2氧化膜阳极箔，所述覆碳铝箔在基体铝箔上粘接有2层含碳复合层，含碳复合层的厚度为30μm。
本实施例所述非水系电解液以重量百分比计：二甲基甲酰胺70﹪，马来酸15﹪，三乙胺15﹪；其配制方法为：按配比将二甲基甲酰胺加入集热式恒温磁力搅拌器中，加热到140℃，然后按配比加入马来酸，搅拌至完全溶解，继续加热到180℃，再加入三乙胺，搅拌溶解后自然冷却至室温。
本实施例制备的铝电解-电化学混合电容器的工作电压为100V，能量密度为0.87J/㎝3。
余同实施例1。

Claims (4)

1.一种铝电解-电化学混合电容器，它包括正极、负极、正极和负极之间的电解纸、电解质，其特征是所述的正极为在铝表面电化学氧化生成的氧化膜阳极箔，所述的负极为导电聚苯胺或者覆碳铝箔，所述覆碳铝箔为粘接在基体铝箔上至少2层以上的含碳复合层，含碳复合层的厚度为1μm～50μm；所述电解质为水系电解液或非水系电解液；所述正极与电解质构成铝电解电容器，负极与电解质构成电化学电容器；所述铝电解-电化学混合电容器的工作电压为40V～500V，能量密度为0.85J/cm3～1.6J/cm3；所述水系电解液包括以下原料，以重量百分比计：乙二醇60﹪～80﹪，甘油1﹪～10﹪，硼酸5﹪～20﹪，浓度为28﹪的氨水0.1﹪～10﹪，各组份之和为100﹪；其配制方法为：按配比将乙二醇、甘油在集热式恒温加热磁力搅拌器或水浴锅中加热到50℃～80℃，然后按配比加入硼酸，搅拌至完全溶解，加热到90℃，两分钟后再加入氨水，搅拌溶解后自然冷却至室温；所述非水系电解液包括以下原料，以重量百分比计：二甲基甲酰胺60﹪～70﹪，马来酸10﹪～25﹪，三乙胺5﹪～20﹪，各组份之和为100﹪；其配制方法为：按配比将二甲基甲酰胺加入集热式恒温磁力搅拌器或数显磁力搅拌器或恒温油浴锅中，加热到120℃～160℃，然后按配比加入马来酸，搅拌至完全溶解，继续加热到180℃，再加入三乙胺，搅拌溶解后自然冷却至室温。
2.根据权利要求1所述的铝电解-电化学混合电容器的制备方法，其特征是，它包括下列步骤：⑴制备素子：将裁切好的电解纸、正极箔、覆碳铝箔，通过自动钉卷机将正极导针刺铆在正极箔上，将负极导针刺铆在覆碳铝箔上，由电解纸作隔离，自动卷绕成素子；
⑵含浸：将步骤⑴制备好的素子放进配制好的电解液中，进行浸渍；
⑶组立、套管：将步骤⑵制备好的素子由全自动组立机套上胶塞，封装在铝壳里，最后在全自动套管机上进行套管，制备成具有正极导针、负极导针的铝电解-电化学混合电容器；
⑷老练：将步骤⑶制成的铝电解-电化学混合电容器在老化机内老化，修补经过上述工序受到破坏的氧化膜；
⑸检测：对步骤⑷制成的铝电解-电化学混合电容器进行表面质量检测和充电检测；
所述步骤⑴中，所述负极覆碳铝箔为粘接在基体铝箔上至少2层以上的含碳复合层，含碳复合层的厚度为1μm～50μm。
3.根据权利要求2所述铝电解-电化学混合电容器的制备方法，其特征是在步骤⑵中，所述的含浸采用真空含浸，即将烘干的素子放入到真空浸渍罐中抽真空，真空度小于1333Pa时将电解液注入，使素子进行真空浸渍。
4.根据权利要求2所述铝电解-电化学混合电容器的制备方法，其特征是在步骤⑵中，所述的电解液为水系电解液或非水系电解液；所述水系电解液包括以下原料，以重量百分比计：乙二醇60﹪～80﹪，甘油1﹪～10﹪，硼酸5﹪～20﹪，浓度为28﹪的氨水0.1﹪～10﹪，各组份之和为100﹪；其配制方法为：按配比将乙二醇、甘油在集热式恒温加热磁力搅拌器或水浴锅中加热到50℃～80℃，然后按配比加入硼酸，搅拌至完全溶解，加热到90℃，两分钟后再加入氨水，搅拌溶解后自然冷却至室温；所述非水系电解液包括以下原料，以重量百分比计：二甲基甲酰胺60﹪～70﹪，马来酸10﹪～25﹪，三乙胺5﹪～20﹪，各组份之和为100﹪；其配制方法为：按配比将二甲基甲酰胺加入集热式恒温磁力搅拌器或数显磁力搅拌器或恒温油浴锅中，加热到120℃～160℃，然后按配比加入马来酸，搅拌至完全溶解，继续加热到180℃，再加入三乙胺，搅拌溶解后自然冷却至室温。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1963966A (zh) * 2006-11-29 2007-05-16 大连理工大学 混合型超级电容器
CN102903522A (zh) * 2012-10-22 2013-01-30 湖南艾华集团股份有限公司 铝电解电容器生产方法及全自动组立机
CN202996608U (zh) * 2012-12-28 2013-06-12 渤海大学 不对称超级电容器组

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1963966A (zh) * 2006-11-29 2007-05-16 大连理工大学 混合型超级电容器
CN102903522A (zh) * 2012-10-22 2013-01-30 湖南艾华集团股份有限公司 铝电解电容器生产方法及全自动组立机
CN202996608U (zh) * 2012-12-28 2013-06-12 渤海大学 不对称超级电容器组

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"35V混合超级电容器的性能研究";景燕等;《电池》;20070425;第37卷(第2期);第137-138页 *
"电解-电化学混合电容器的制备与性能";杨斌等;《物理化学学报》;20130312;第29卷(第5期);第1013-1020页 *

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