CN105321722A - 电化学能量存储器件及其制造方法 - Google Patents

电化学能量存储器件及其制造方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105321722A
CN105321722A CN201510502151.1A CN201510502151A CN105321722A CN 105321722 A CN105321722 A CN 105321722A CN 201510502151 A CN201510502151 A CN 201510502151A CN 105321722 A CN105321722 A CN 105321722A
Authority
CN
China
Prior art keywords
shell
pair
collector
electrode
ultra
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
CN201510502151.1A
Other languages
English (en)
Inventor
B·拉沃尔
C·L·埃格丁
B·克诺普斯奈德
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kyocera Avx Components Corp
Original Assignee
AVX Corp
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
Application filed by AVX Corp filed Critical AVX Corp
Priority to CN202010971692.XA priority Critical patent/CN112289590A/zh
Publication of CN105321722A publication Critical patent/CN105321722A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • H01G11/54—Electrolytes
    • H01G11/58—Liquid electrolytes
    • H01G11/60—Liquid electrolytes characterised by the solvent
    • 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
    • H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H01G11/12—Stacked hybrid or EDL capacitors
    • 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
    • H01G11/66—Current collectors
    • H01G11/72—Current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
    • 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
    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • 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
    • H01G11/74—Terminals, e.g. extensions of current collectors
    • H01G11/76—Terminals, e.g. extensions of current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
    • 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
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/80—Gaskets; Sealings
    • 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
    • H01G11/78—Cases; Housings; Encapsulations; Mountings
    • H01G11/82—Fixing or assembling a capacitive element in a housing, e.g. mounting electrodes, current collectors or terminals in containers or encapsulations
    • 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
    • H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

提供了一种超薄电化学能量存储器件，其利用了具有多层集流体的电极材料，并且电极之间有一有机电解质。多个电池可能被排列成多层堆叠方式，并且所有的电池可能是串联、并联或串并联组合。此能量存储器件可以被构造为厚度低于0.5mm，并且具有极低的ESR和较高的工作温度范围。

Description

电化学能量存储器件及其制造方法
优先权声明
本申请要求此前提交的标题为“ORGANICELECTROLYTECAPACITORS(有机电解质电容器)”、申请号为USSN62/018,739且申请日为2014年6月30日的美国临时专利申请的优先权，并且为了所有目的，该美国临时专利申请以引用的方式结合于此。
技术领域
本公开的技术通常涉及存储与释放电能的电化学系统及相关方法。特别是，本公开的技术涉及具有极低等效串联电阻(ESR，equivalentseriesresistance)(和相应的低电阻率)、具有高温操作能力并具有超薄构造的有机电解质电容器器件的构造，以提供专门的超级电容器能量存储器件性能。
背景技术
本公开的主题通常涉及电化学能量存储器件及制造方法。本公开的主题特别涉及电子电路中使用的电化学系统，例如，电容器和/或电池。本公开的主题更特别涉及具有有机溶液电解质材料的电化学系统。
进一步说，本公开的主题部分涉及对电化学系统中多个单电池形成电池组件的改进设计。特别是，单个电池可以分别互相连接而形成一个电池组(在一个电池壳或者多个电池壳中)，电池组连接起来形成了电池组件。并且，本公开的主题在实现电池间或电池组间串联、并联或串并联组合，以及实现电池或连接电容器的电池或在单个综合产品中的电容器的混合包装上更具功能性。
各种电子器件都变得越来越便捷，提供越来越多的功能，从而需要这些器件在提供这些功能的特征与组件上的相关进步。通常，一种电子器件在大小和功能两方面的限制因素是它的组件的体积和重量，尤其是相关能量存储组件的体积和重量。电子产品微型化的突出进步也带来了将不同组件融入一个器件来节省空间和重量的结果。
用于便携式电子产品典型的主要能量来源包括电化学电池和/或电化学电容器。正如其它器件或组件那样，能量存储组件的一个限制方面就是电化学系统的包装和随之产生的系统的大小。
从性能的角度来说，其它影响或限制特定结构在特定器件中的使用的因素是组件可实现功能的温度范围，以及组件所涉及相关电路的等效串联电阻(ESR)。
因此，理想的情况是提供一种包含使用有机电解质的电化学电容器的超薄能量存储组件。
同样理想的情况是提供这样的一种电化学能量存储组件用于单个电子器件中，且其中的电池是凭借组件的结构串联、并联或串并联组合。
另外，提供这样的一种具有改进的极低ESR(和相应的极低电阻率)和扩大有效工作温度范围的器件也是理想的。
在电容器器件的各种实现方式和相关组件和结构方法不断发展的同时，并没有如以下所提出的主题技术一样能普遍包括所有预想特征的设计曾经出现。
发明内容
本公开的主题认识到并提出了前述和其它关于电化学能量存储组件的设计和制作方法的限制和障碍。因此，广义上说，本公开技术的某个实施方案的目的就是提供特定的电容器组件和配备有有机电解质电容器的组件的设计改进。其它目的，广义上讲，涉及提供一种改进的超薄电化学能量存储组件，这些组件通过串联、并联或串并联组合连接，以及改进制作这种组件的方法。
因此，本公开主题的一个原则性目的是提供一种改进的电化学电容器。
本公开主题的另一个更具体的目标是提供具有很低(或极低)等效串联电阻(ESR)(和相应极低电阻率)的电化学电容器器件。
本公开主题的进一步目标是提供一种超薄电化学电容器器件。在此背景下，本公开主题更具体的目标就是提供一种电化学能量存储器件，凭借其结构辅助配置多样连接电池进行串联、并联或串并联组合，以此实现不同的电容和/或电压。
本公开主题的另一个目的是提供一种能有效制造的超薄电化学能量存储组件。
本公开主题的另一个目的是提供一种具有有效扩大运行温度范围的电化学能量存储组件。
本公开主题的另一个目的是提供一种改进的能有效制造的电化学能量存储组件，其在制造过程中极大的减少暴露于潮湿中，从而生产出在热暴露中具有良好空间稳定性的产品。
本公开主题的另一个目的是提供一种有效包含低ESR脉冲超级电容器，或者改进的低ESR的电化学双层电容器(EDLC)的电化学能量存储组件。
根据本公开主题的一个示范性实施例涉及一种超薄电化学能量存储器件。这样的器件优选包含一对独立的具有电解质的内电极；位于所述独立电极之间的隔离层；一对独立的集流体，每个所述的集流体分别位于每个所述的电极之外；围绕所述集流体的壳，并且该壳具有一对独立端子分别与所述集流体连接。优选的，壳的厚度小于0.5mm。
在一些前述的变形中，这样的壳的含湿量可以不超过10ppm。在一些类似的替代方案中，这样的电解质可含有一种有机电解质，而有些这样的电解质至少包含一些碳酸丙烯酯。
在其它可代替的实施例中，这样的壳含湿量可以不超过10ppm。并且，器件的电极区电阻率不超过1.5Ω·cm2，并且工作温度范围在-40℃到70℃。
另一些示范性实施例的配置中，多个所述器件通过多种堆叠方式排列成多个电池，该多种堆叠方式可能是串联、并联或串并联组合。
还有一些选择性的示范性实施例的配置中，器件可能包括被所述壳围绕的多个内电极对、隔离层和集流体对，并且这样的壳的厚度可为0.5mm到5.0mm。
对于其他本公开的示范性超薄电化学存储器件的实施例，这样的电解质包括一种有机电解质；并且这样的器件可包括电化学双层电容器(EDLC)，其活性电极体的电容密度至少为约10Farads/cc。还有其他本公开的超薄电化学存储器件的可替代的实施例中，这样的电解质的沸点超过200℃；这样的壳还可包含热稳定密封材料；这样的电容器的半额定电压工作温度范围上限达到90℃。或者，这样的有机电解质可能至少包含一些碳酸丙烯酯；并且这样的壳可能的大小为50mm长，40mm宽，0.5mm厚，并且可以在高达105℃的存储温度下保持尺寸稳定性，同时保持低至150mΩ的ESR。
另外一个本公开的示范性实施例中，一个超薄、超低ESR的超级电容器优选包含了一对独立的具有有机电解质的内电极；位于所述独立电极之间的超薄隔离层；一对独立的多层集流体，每个所述的集流体分别位于每个所述的电极之外；以及围绕所述集流体的壳，并且所述壳具有一对独立端子分别与所述集流体连接。另外，壳的厚度小于0.5mm，含湿量不超过10ppm，并且这样的超级电容器的电极区电阻率不超过1.5Ω·cm2，活性电极体电容密度至少为约10Farads/cc，并且工作温度范围在-40℃到70℃。
在本公开的一个超级电容器的示范性实施例中，这样的超级电容器可能包括碳碳双层电容器，额定电压为4.2V，半额定电压工作温度范围为-40℃至90℃。在另一个变形中，这样的有机电解质可以至少包含一些碳酸丙烯酯。
可选的，一些这样的超级电容器可能通过多重堆叠方式排列成多个电池。在这样的一些例子中，多个电池的堆叠方式是串联、并联或串并联组合。
在这个示范性超级电容器的其他变形中，这样的器件可包含被所述壳围绕的多个内电极对、分隔层和集流体对，这些壳的厚度可在0.5mm至5.0mm之间。
在本公开的超级电容器的示范性实施例的另一些变形中，这样的电解质的沸点超过200℃；这样的壳还可包含热稳定密封材料；这样的电容器的半额定电压运行温度范围上限达到90℃。此外，这样的壳可能的大小为50mm长，40mm宽，0.5mm厚，并且可以在高达105℃的存储温度下保持尺寸稳定性，同时保持低至150mΩ的ESR。
从这里的全部公开中应该理解本公开的主题包括器件和相关的制造方法。本次公开的方法的一个示范性实施例涉及制造一种超薄电化学能量存储器件的方法，这样的方法优选包含提供一对独立的具有电解质的内电极，在所述独立电极之间具有隔离层；一对独立的集流体，每个所述的集流体分别位于每个所述的电极之外；用壳围绕集流体，该壳具有一对独立的端子分别与所述集流体连接。另外，每一个这样的示范性实施例，壳的厚度优选不到0.5mm。在一些方法的变形中，这样的方法可以在含湿量不超过10ppm的可控环境下执行。
在本公开的其它变形中，多个所述器件可能通过多种堆叠方式排列成多个电池，该多种堆叠方式可能是串联、并联或串并联，以此选择性实现预想的电容和/或电压水平。在另外一些变形中，这样的器件可以包含被所述壳围绕的多个内电极对、隔离层和集流体对，这些壳的厚度可在0.5到5.0mm之间。
在其它可选的实施例中，这样的电解质至少包含一些碳酸丙烯酯；并且这样的壳可能的大小为约50mm长，40mm宽，0.5mm厚，并且可以在高达105℃的存储温度下保持尺寸稳定性，同时保持低至150mΩ的ESR。
另一个本公开的示范性实施例涉及制造超薄，超低ESR的超级电容器的制造方法，这个方法优选包括：提供一对具有机电解质的内电极，在独立的电极之间具有超薄隔离层；提供一对独立的多层集流体，每个集流体分别处于每个电极的外面；并且用壳围绕集流体，该壳具有一对独立的端子分别与所述集流体连接。另外，每一个这样的示范性实施例中，壳的厚度优选都小于0.5mm，这样的方法可以在含湿量不超过10ppm的可控环境下执行，这样的超级电容器的电极区域电阻率不超过1.5Ω·cm2，活性电极体的电容密度至少为约10Farads/cc，运行温度范围在-40℃至70℃。
在一些前述的变形中，为了分别达到预想的电容水平和/或运行电压水平，这样的方法可能将多个超级电容器通过多种堆叠方式设置成多个电池。对于另外一些变形，所述多个电池的堆叠可以通过串联、并联或串并联组合来设置，以实现一个电池或多个电池与一个电容器或多个电容器杂合封装在单个集成产品中。还有一些变形中，器件可能包含被所述壳围绕的多个内电极对、隔离层和集流体对，这些壳的厚度在0.5到5.0mm之间。
对于其他本公开的替代实施例中，这样的电解质的沸点超过200℃；这样的壳还包含热稳定密封材料；这样的超级电容器的半额定电压运行温度范围上限达到90℃。
在这里提出了本公开主题的另一个目标和优势，对于本领域的普通技术人员是显而易见的，以下对其进行详细描述。并且，更应该理解，这里特别描述和讨论的特性和材料的修正和变化是依据本公开的引用实践于不同的实施例中，并没有脱离这里的精神和范围。这样的变形应该包含展示或讨论过的等价步骤、方法、特性和材料的替换，不同步骤、方法、特征或外形的功能性和位置性可颠倒，而不是局限于此。
另外，应该理解，本公开主题的不同实施例以及本优选的不同实施例，可能包含不同的本公开的步骤、特性、元素或它们的等价物的不同组合和结构(包括不只是专门在图表中展示的或是在细节描述中陈述的步骤、特性或结构的组合)。
这些和其他本公开主题的特征、特点和优势将通过下述描述的引用得到更好的理解。附图结合在说明书中且构成其一部分，与说明书一起描述本公开主题的一个实施例，用来说明本公开主题的原理。
附图说明
本公开主题的完整和可实现性的描述，包括其最优模式，针对本领域的普通技术人员，参考附图阐述在说明书中，附图中：
图1是层的等距分解图，包括一个示范性的现有技术的电化学能量存储器件；
图2是一个依照本公开主题设计的电化学双层电容器(EDLC)示范性实施例的图解；
图3A和3B分别是依照本公开的主题设计的一个有机电解质电容器的示范性实施例的顶视图和侧视图；并且
图4A和4B分别是依照本公开主题设计的另一个有机电解质电容器的示范性实施例的顶视图和侧视图；
图3C和4C分别是图3A/3B和4A/4B中按照本公开主题设计的示范性实施例的外观；
图5是一个本公开主题的示范性实施例的室温负载寿命(负载2.8V)相对等效串联电阻的百分比变化的图表；
图6是一个本公开主题的示范性实施例的室温负载寿命(负载2.8V)相对电容的百分比变化的图表；
图7是一个本公开主题的示范性实施例的室温负载寿命(负载2.8V)相对泄漏电流的百分比变化的图表；
图8是一个本公开主题的示范性实施例分别在75℃，85℃，和105℃下的使用寿命相对等效串联电阻的百分比变化的图表；
图9是一个本公开主题的示范性实施例分别在75℃，85℃，和105℃下的使用寿命相对电容的百分比变化的图表；
图10是一个本公开主题的示范性实施例的负载寿命(70℃，负载2.2V)相对漏电流的百分比变化的图表；
图11是一个本公开主题的示范性实施例的负载寿命(50℃，负载2.5V)相对电容的百分比变化的图表；
图12是一个本公开主题的示范性实施例的负载寿命(50℃，负载2.5V)相对漏电流的百分比变化的图表；
图13是一个本公开主题的示范性实施例的等效串联电阻相对温度的图表；
图14是一个本公开主题的示范性实施例的电容相对温度的图表；
图15是一个本公开主题的示范性实施例的漏电流相对温度的图表；
图16是一个本公开主题的示范性实施例在电压循环测试中的GSM波形，显示为电压和电流相对时间的变化；
图17是一个本公开主题的示范性实施例等效串联电阻的比例变化相对GSM波形电压循环次数的图表；
图18是一个本公开主题的示范性实施例在电压循环测试中的三角波形，展示为电压相对时间的变化；
图19是一个本公开主题的示范性实施例等效串联电阻的比例变化相对三角波形电压循环次数的图表；
重复使用附图标记和描述贯穿于全文和附图是为了代表本公开主题的相同或类似特性、元素或步骤。
具体实施方式
正如在发明内容部分陈述的那样，本公开的主题总地是关于某种有机电解质电容器器件及相关技术和制作和/或装配方法。本公开的主题更特别涉及某种超薄、超低ESR的超级电容器组件和能量存储组件装配的改进设计及相关方法。
公开技术的选定特征组合对应于本公开主题的多个不同实施例。值得指出的是，在此展示和讨论的每一个示范性实施例不应该暗含本公开主题的局限性。作为实施例的部分而描述的特性或是步骤可能用于另一实施例的特征组合中来延伸出其它实施例。另外，特定特征可能与类似器件或具有相同或类似功能但没有提及的特征互换。
现在将详细描述优选的示范性实施例，图2是依照本公开技术构造的电化学双层电容器(EDLC，electrochemicaldoublelayercapacitor)示范性实施例的图解。为了更好地理解本公开的主题，将提供EDLC器件的另一些背景，如下。图1图示了各层的等距分解图，包括了示范性的现有技术电化学能量存储器件。例如，还请参见于共同持有的美国专利No.6,567,365(Meitav等)的图4，其涉及电化学能量存储器件，并且为了所有目的其完整的公开内容全文并入于此。一般地说，这样的双层电容器与电子技术相比具有某些优势。
考虑到电化学电容器(EDLC)如何运行，它与电子电容器最显著的区别是电荷转移在电子电容器中是由电子完成的，而在EDLC器件中是由电子和离子完成的。双层超级电容器中的阴离子和阳离子包含在可能为液体(水溶液或有机溶液)或固体的电解质中。固体电解质通常是导电聚合物。
电子运动相对较快，因此电荷转移瞬间完成。然而，离子从阳极到阴极运动相对缓慢。因此，需要一定时间来建立器件的标称电容。这样的标称电容通常1秒可测出。EDLC(电化学双层电容器)与电子电容器的各种差异总结如下：
电容器一般包括被电介质材料层分开的两个导电板(电极)，电介质材料可以是陶瓷、塑料膜、纸、氧化铝或类似物。
EDLC不使用独立的电介质界面隔离电极。EDLC利用遍及电极和电解质界面形成的电荷分离。
EDLC包括两种电荷载流子：电解质一端是离子类，电极一端是电子类。
图1为等距分解图，示出了包括示范性的现有技术电化学能量存储器件的各层。
在这种情况下，壳或框架为一般内电池结构提供外形，该结构的外层(上层和底层)由包含阳极元件的电池壳材料组成。一对集流体可以由典型的现有技术图1示出。例如，它们可以包含与电池电极接触的第一层导电聚合物。第二层导电结构(层)可以优选金属、金属合金、金属膜或上述材料的组合或混合物，其相对于导电聚合物层或聚合物复合材料显示出高导电率、低接触电阻和良好的连接性能。
一个集流体可能与下电池壳相连，而另一个集流体与包括阴极的电极相邻。因此，绝缘材料层将位于这样的阴极电极和电池壳阳极之间。所示的每一个集流体都另与碳层相邻，每一碳层层继而与隔离层相邻。
图2是一个依照本公开技术构造的电化学双层电容器(EDLC)示范性实施例的图解，因此包含极低等效串联电阻的EDLC器件或脉冲超级电容器(适用于提供脉冲能量存储器件)。如图所示，隔离层夹在一对具有电解质的电极之间，而电极继而夹在外部的一对集流体之间。这样的电解质优选包含有机电解质。对于一些本公开的实施例，碳酸丙烯酯(PC)电解质更为优选。
由于这样的配置，提供一个碳碳(CC)电容器是可能的，该碳碳(CC)电容器具有这些共同电特性：50-300mΩ的低等效串联电阻(即，电极区域电阻率不超过1.5Ω·cm2，在一些例子中电极区域电阻率为1.3Ω.cm2或更小)，电容为1-10F(即，活性电极体的电容密度至少在约10Farads/cc)，漏电流小于50μA，额定电压范围为2.1-4.2V。
在一个应用例子中，4秒提供1W的恒功率，如下：
假设总△V＝1V
△V(总)＝△Vesr+△Vcap
△Vesr=0.25*0.1＝0.025V(小幅下降)
在4V电压下运行，使用△Vcap～1V
从1＝C*dV/dt估算C～1Farad
(注意，由于ESR产生的电压下降很小，因此即使双层影响也很小。)
另一个应用实例中，由本公开技术实现的关键电参数包括电容1F，额定电压为4.2V，运行温度范围在-40℃到70℃，ESR为100mΩ。
本公开的主题帮助提出了一项设想，即部分利用有机电解质代替水电解质，部分通过使用薄至例如0.5mm(或更小)的超薄设计(具有堆叠层的能力)代替约2-3mm量级的现有技术器件来实现增加功率密度。这样的超薄结构，能够并联排列电池，可以增加35％的电池寿命(使用寿命)。
本公开主题的另一个优势是相对延长的运行温度范围。例如，使用的电解质的沸点优选超过200℃，例如达到240℃。一个更优的例子至少包含一些碳酸丙烯酯(PC)。如果本公开主题的一个实例利用了热稳定材料来做密封剂，那么，电解质和端子在高温运行范围下将不受限制。例如，提高半额定电压下的温度范围至90℃成为可能，并且存储电容在105℃，器件依然能保持形状。
一般来说，本公开主题的一个特征也有助于它在制造过程中的相对高温下保持形状的能力。更具优势的是，水/湿气被高度排除在制造环境之外。例如，众所周知，氧化锂电池产品试图保持0.01到0.1％的含湿量，相当于100到1000ppm水。然而，在本例中，结合公开的其他特征，通过限制环境含湿量仅为0.001％，相当于10ppm水，实现了优化的形状耐热性。在那种极低的含湿量环境中，任何在预想的温度范围的限制下运行反应的变形都是可忽略的。
碳碳电容器(CCCap)结构的实现部分是通过各层之间极薄的隔离层。基于完整的公开，对于本领域的普通技术人员可以理解的是，另外实施例可能通过堆叠薄电容器来形成，以此选择性实现电容和/或电压的增长。例如，两个器件的电压均为2.1V，将他们串联起来可替代一个3.6V的锂电池。从而产生的超薄的本公开主题提供的实施例足够小，因此，因其大大缩减的体积，可能实现例如在手机额外的壳里配置一个电池。通常，本公开的电化学双层电容器(EDLC)主题可以用于超级电容器，来提供能量存储器件用来不同产品的配置。另一个例子是用于作为或用于不间断电源(UPS)。当然，不同的配置可能来自实施例串联和/或并联，来提高电容和/或电压，对于本领域的普通技术人员是可以理解的。
通常，本公开的主题涉及超低ESR的超级电容器的超薄模型，其实现了在超级电容器中通过利用使用了有机电解质材料的超低外形设计来提高功率密度。产生的主题提供了极薄的器件，厚度仅为0.5mm，而典型的现有技术标准为2-3mm。并且，新设计在高温下运行能力大幅提高，并且电池使用寿命延长。本公开的极薄设计以及耐高温材料和本公开的制造方法表现了卓越的低ESR特征结果。另外，专门使用了PC电介质且壳大小为50mm长，40mm宽，0.5mm厚的实施例，也能实现极低ESR的特征。
鉴于有极低ESR的特征，低于150mΩ量级的结果是预想到的，即使是在高温下工作，或存储温度到达105℃。
图3A和3B分别是依照本公开主题设计的一个有机电解质电容器的示范性实施例的顶视图和侧视图，正如图2详细展示的那样。如图所示，这样的单电池设置的示范性电池壳的大小为50mm长，40mm宽，0.5mm厚，并且在电池壳外连接有一对端子。图3C是图3A/3B中按照本公开主题设计的示范性实施例的外观。
图4A和4B分别是依照本公开主题设计的另一个有机电解质电容器的示范性实施例的顶视图和侧视图，示出了图2详细描述的一个器件的配置好的一对电池。如图所示，这样的双(对)电池装置的示范性尺寸为50mm长×80mm宽×0.5mm厚，并且两部分端子连入该实施例。图4C是图4A/4B中按照本公开主题设计的示范性实施例的外观。
图5、6、7是本公开主题的示范性实施例的典型室温负载寿命(负载2.8V)相对等效串联电阻、电容、泄漏电流的比例变化的图表。如图所示，为保证测试数据的可靠性，图片记录的定时曝光长度长达4000小时。反映出的数据在所有的分类测试中表现突出。可靠性测试的另一方面，对于本领域的普通技术人员是可以理解的，是测试电压(2.8VT)明显高于额定电压(2.1VR)。这样的试验方法良好地表明被测器件的有效性，对于本领域的普通技术人员是可以理解的，电化学器件在实际中一般用于额定电压或低于额定电压下。因此，这里的测试电压(例如，2.8VT)将不会输送更高的额定电压(例如，2.1VR)。
图8用图解说明了本公开主题的示范性实施例分别在75℃、85℃和105℃下的贮藏寿命的可靠性测试数据(超过4000小时时间轴)。图8的数据引用的是ESR的比例变化，而图9数据引用的是电容的比例变化。如图所示，本公开主题的示范性实施例表现出了良好的性能即使运行在延长的温度范围。
图10是一个本公开主题的示范性实施例的负载寿命(70℃，负载2.2V)与泄漏电流的比例变化的图表。衡量同样是来源于可靠性测试数据的角度，并且运行于70℃且负载2.2V。图11和12均是运行条件为50℃，负载2.5V的类似的图表。图11和12也分别是针对电容和漏电流的百分比变化表画的图表。
图13、14、15图解说明了本公开主题的示范性实施例的不同电子特性相对温度的变化。图13表示了0℃以上的ESR的百分比变化，ESR保持在室温时数值的±50％以内，因此极低的ESR可以在很宽的温度范围内实现。图14表示了电容变化并且在-40℃到70℃的范围内以仅表现出±25％的变化。图15也表现出了测试温度范围内稳定的漏电流。
图16至19图解说明了本公开主题的示范性实施例电压循环测试的相关数据，使用一个频率发生器和功率放大器测试系统。特别是，图16、17是示范例的GSM波形的使用测试，而图18、19是示范例的三角波形的使用测试。所显示的GSM波形样本是在217Hz25％的工作周期GSM方波，测试区间从1.4V到2.8V。所显示的三角波形样本是0.1Hz的三角波形，测试区间从1.4V到2.8V。
更特别的是，图16示出了本公开主题的示范性实施例在电压循环测试中电压和电流相对时间的变化。而图17记录了持续性能示范性实施例十万次测试波循环中的ESR变化。图18展示了示范性三角波的电压与时间的变化，其可能用于本公开主题的示范性实施例的电压循环测试。而图19记录了持续性能示范性实施例150,000测试波循环中的ESR变化。图17和19都普遍反映出在持续循环测试中可忽略的ESR的变化。
总而言之，本公开的主题可能包含的示范性电池壳的大小为50mm长，40mm宽，0.5mm厚，且电池壳连接有一对端子(参见图3A和3B)，而且优选使用至少一些碳酸丙烯酯(PC)电解质。这样的示范性实施例可能含有额定电压(Vr)2.1V和电容值2.1F/cc。他可能提供好的性能在90℃和0.5的额定电压操作。同时，它能避免膨胀并且在105℃的存储温度下保持结构稳定，并且保持150毫安的ESR和标准化的ESR/Cap比例为72毫欧姆/cc/F。
总的来说，本公开的主题具备卓越高功率缓冲性能，以及低漏电流和活性电极体电容密度高于10F/cc。测试数据也表明了提高的温度范围性能，包括在高温下半额定电压无退化和保持使用寿命和相对性高温(例如105℃)。
尽管本公开的主题通过其特别的实施例被详尽描述，但是对于本领域的普通技术人员是可以理解的，通过得到前述的理解可能很容易适应本公开主题实施例的替代物、或者附加物、变形和/或等价物。由此而来，本公开的实例仅为举例并非为限制权利的范围，并且本公开主题的实例不排除本公开的主题的修正、变体和/或附加物，对于本领域的普通技术人员是可以理解的。

Claims (36)

1.一种超薄电化学能量存储器件，包括：
一对独立的具有电解质的内电极；
隔离层，位于所述独立的内电极之间；
一对独立的集流体，所述集流体的每一个分别位于每个所述电极之外；以及
壳，围绕所述集流体，并且具有一对独立的端子分别与所述集流体连接；
其中所述壳的厚度低于0.5mm。
2.根据权利要求1所述的超薄电化学能量存储器件，其中所述壳的含湿量不超过约10ppm。
3.根据权利要求1所述的超薄电化学能量存储器件，其中所述电解质包含有机电解质。
4.根据权利要求1所述的超薄电化学能量存储器件，其中所述电解质至少包含一些碳酸丙烯酯。
5.根据权利要求1所述的超薄电化学能量存储器件，其中：
所述壳的含湿量不超过10ppm，并且
所述器件的电极区域电阻率不超过1.5Ω·cm2，并且工作温度范围在-40℃到70℃。
6.根据权利要求1所述的超薄电化学能量存储器件，还包括多个所述器件，该多个所述器件通过串联、并联或串并联组合构成的多种堆叠方式而排列成多个电池。
7.根据权利要求1所述的超薄电化学能量存储器件，其中：
所述器件包括被所述壳围绕的多个内电极对、隔离层和集流体对；并且
所述壳的厚度为0.5mm到5.0mm。
8.根据权利要求1所述的超薄电化学能量存储器件，其中：
所述电解质包括有机电解质；并且
所述器件包括电化学双层(ECDL)电容器，其活性电极体的电容密度至少为约10Farads/cc。
9.根据权利要求8所述的超薄电化学能量存储器件，其中：
所述电解质的沸点大于200℃；
所述壳进一步包含热稳定密封材料；并且
所述电容器的半额定电压工作温度范围上限达到90℃。
10.根据权利要求8所述的超薄电化学能量存储器件，其中：
所述有机电解质至少包含一些碳酸丙烯酯；并且
所述壳的大小约为50mm长，40mm宽，0.5mm厚，并且在高达105℃的存储温度下保持尺寸稳定，同时保持低至150mΩ的ESR。
11.一种超薄、超低ESR的超级电容器，包括：
一对独立的具有有机电解质的内电极；
超薄隔离层，位于所述独立的内电极之间；
一对独立的多层集流体，每个所述集流体分别位于每个所述电极之外；以及
壳，围绕所述集流体，并且具有一对独立的端子分别与所述集流体连接；
其中所述壳的厚度低于0.5mm，含湿量不超过10ppm，并且
所述超级电容器的电极区域电阻率不超过1.5Ω·cm2，活性电极体电容密度至少为约10Farads/cc，并且工作温度范围在-40℃到70℃。
12.根据权利要求11所述的超级电容器，其中所述超级电容器包括碳碳双层电容器，额定电压为4.2V，半额定电压工作温度范围为-40℃至90℃。
13.根据权利要求11所述的超级电容器，其中所述有机电解质至少包含一些碳酸丙烯酯。
14.根据权利要求11所述的超级电容器，还包括多个所述超级电容器，通过多重堆叠方式排列成多个电池。
15.根据权利要求14所述的超级电容器，其中所述多个电池的堆叠方式是串联、并联或串并联组合中的一种。
16.根据权利要求11所述的超级电容器，其中：
所述器件包含被所述壳围绕的多个内电极对、隔离层和集流体对；并且
所述壳的厚度为0.5mm到5.0mm。
17.根据权利要求11所述的超级电容器，其中：
所述电解质的沸点大于200℃；
所述壳进一步包含热稳定密封材料；并且，
所述超级电容器的半额定电压工作温度范围上限达到90℃。
18.根据权利要求13所述的超级电容器，其中所述壳的大小约为50mm长，40mm宽，0.5mm厚，并且可以在高达105℃的存储温度下保持尺寸稳定性，同时保持低至150mΩ的ESR。
19.一种制造超薄电化学能量存储器件的方法，包括：
提供一对独立的具有有机电解质的内电极，并且在独立的内电极之间有隔离层；
提供一对独立的集流体，所述集流体的每一个分别位于每一电极外；并且
用壳围绕所述集流体，该壳具有一对独立端子分别与所述集流体连接；
其中所述壳的厚度低于0.5mm。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述方法在含湿量不超过10ppm的可控环境下进行。
21.根据权利要求19所述的方法，其中所述电解质包含有机电解质。
22.根据权利要求19所述的方法，其中所述电解质至少包含一些碳酸丙烯酯。
23.根据权利要求19所述的方法，其中：
所述方法在含湿量不超过10ppm的可控环境操作下执行；并且
所述器件的电极区域电阻率不超过1.5Ω·cm2，工作温度范围在-40℃至70℃。
24.根据权利要求19所述的方法，还包括通过串联、并联或串并联组合构成的多种堆叠方式来将多个所述器件排列成多个电池，以此选择性实现预想的电容和/或电压水平。
25.根据权利要求19所述的方法，其中：
所述器件包含被所述壳围绕的多个所述内电极对、隔离层和集流体对；并且
所述壳的厚度为0.5mm到5.0mm。
26.根据权利要求19所述的方法，其中：
所述电解质含有有机电解质；并且
所述器件包括电化学双层(ECDL)电容器，其活性电极体电容密度至少为约10Farads/cc。
27.根据权利要求26所述的方法，其中：
所述电解质的沸点大于200℃；
所述壳进一步包含热稳定密封材料；并且
所述电容器的半额定电压运行温度范围上限达到90℃。
28.根据权利要求26所述的方法，其中：
所述有机电解质至少包含一些碳酸丙烯酯；并且
所述电池壳的大小为50mm长，40mm宽，0.5mm厚，并且在高达105℃的存储温度下保持尺寸稳定，同时保持低至150mΩ的ESR。
29.一种制造超薄、超低ESR的超级电容器的方法，包括：
提供一对独立的具有有机电解质的内电极，并且在独立的内电极之间有隔离层；
提供一对独立的多层集流体，所述集流体的每一个分别位于每一电极外；并且
用壳围绕所述集流体，该壳具有一对独立端子分别与所述集流体连接，
其中所述壳的厚度小于0.5mm，并且所述方法在含湿量不超过10ppm的可控环境下进行，并且
所述超级电容器的电极区域电阻率不超过1.5Ω·cm2，活性电极体的电容密度至少为10Farads/cc，运行温度范围在-40℃至70℃。
30.根据权利要求29所述的方法，其中所述超级电容器包括碳碳双层电容器，额定电压为4.2V，半额定电压运行温度范围为-40℃至90℃。
31.根据权利要求29所述的方法，其中所述有机电解质至少包含一些碳酸丙烯酯。
32.根据权利要求29所述的方法，还包括通过多种堆叠方式来将多个所述超级电容器排列成多个电池，以此选择性实现预想的电容和/或电压水平。
33.根据权利要求32所述的方法，其中所述多个电池的堆叠可以通过串联、并联或串并联组合来设置，以实现一个电池或多个电池与一个电容器或多个电容器杂合封装在单个集成产品中。
34.根据权利要求29所述的方法，其中：
所述器件包含被所述壳围绕的多个内电极对、隔离层和集流体对；并且
所述电池壳的厚度为0.5mm到5.0mm之间。
35.据权利要求29所述的方法，其中：
所述电解质的沸点大于200℃；
所述壳进一步包含热稳定密封材料；并且
所述超级电容器的半额定电压工作温度范围上限达到90℃。
36.据权利要求31所述的方法，所述壳的大小为50mm长，40mm宽，0.5mm厚，并且在高达105℃的存储温度下保持尺寸稳定，并且保持低至150mΩ的ESR。
CN201510502151.1A 2014-06-30 2015-06-30 电化学能量存储器件及其制造方法 Pending CN105321722A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010971692.XA CN112289590A (zh) 2014-06-30 2015-06-30 电化学能量存储器件及其制造方法

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201462018739P 2014-06-30 2014-06-30
US62/018,739 2014-06-30
US14/749,785 2015-06-25
US14/749,785 US10312028B2 (en) 2014-06-30 2015-06-25 Electrochemical energy storage devices and manufacturing methods

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010971692.XA Division CN112289590A (zh) 2014-06-30 2015-06-30 电化学能量存储器件及其制造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105321722A true CN105321722A (zh) 2016-02-10

Family

ID=54839986

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510502151.1A Pending CN105321722A (zh) 2014-06-30 2015-06-30 电化学能量存储器件及其制造方法
CN202010971692.XA Pending CN112289590A (zh) 2014-06-30 2015-06-30 电化学能量存储器件及其制造方法

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010971692.XA Pending CN112289590A (zh) 2014-06-30 2015-06-30 电化学能量存储器件及其制造方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US10312028B2 (zh)
JP (4) JP2016029713A (zh)
CN (2) CN105321722A (zh)
DE (1) DE102015110497A1 (zh)
HK (1) HK1215326A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107963133A (zh) * 2016-10-20 2018-04-27 罗伯特·博世有限公司 用于机动车的结构部件和机动车

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115579248A (zh) * 2016-05-20 2023-01-06 京瓷Avx元器件公司 在高温下使用的超级电容器
CN109155202B (zh) 2016-05-20 2021-03-09 阿维科斯公司 多电池超级电容器
WO2017201173A1 (en) 2016-05-20 2017-11-23 Avx Corporation Nonaqueous electrolyte for an ultracapacitor
KR102495794B1 (ko) 2016-05-20 2023-02-06 교세라 에이브이엑스 컴포넌츠 코포레이션 울트라커패시터용 전극 구조
US11830672B2 (en) 2016-11-23 2023-11-28 KYOCERA AVX Components Corporation Ultracapacitor for use in a solder reflow process
US11127538B2 (en) 2017-02-20 2021-09-21 The Research Foundation For The State University Of New York Multi-cell multi-layer high voltage supercapacitor apparatus including graphene electrodes
US11875942B2 (en) 2018-02-22 2024-01-16 KYOCERA AVX Components Corporation Encapsulated supercapacitor module having a high voltage and low equivalent series resistance
KR102626277B1 (ko) 2018-02-22 2024-01-17 교세라 에이브이엑스 컴포넌츠 코포레이션 누설이 개선된 슈퍼 커패시터를 포함하는 전기 회로
US11043337B2 (en) 2018-02-22 2021-06-22 Avx Corporation Meter including a supercapacitor
CN115172071B (zh) * 2022-08-04 2023-12-26 东华大学 一种基于织物的自集成型柔性超级电容器及其制备方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1160455A (zh) * 1994-10-07 1997-09-24 麦斯韦尔技术股份有限公司 包含铝碳复合电极的高性能双层电容器
US20030007316A1 (en) * 2000-10-11 2003-01-09 Shinichi Takasugi Electric double layer capacitor and method for producing the same
CN1408128A (zh) * 1999-12-06 2003-04-02 阿维科斯公司 超薄电化学储能装置
CN1421051A (zh) * 1999-12-06 2003-05-28 阿维科斯公司 具有改进的封装结构的电化学储能装置
US20050231891A1 (en) * 2004-04-19 2005-10-20 Harvey Troy A High energy-density electric double-layer capacitor and energy generation systems thereof
CN101552138A (zh) * 2008-04-01 2009-10-07 阿维科斯公司 密封电容器组件

Family Cites Families (132)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3652902A (en) 1969-06-30 1972-03-28 Ibm Electrochemical double layer capacitor
US4267566A (en) 1979-04-02 1981-05-12 Sprague Electric Company Sealed flat electrolytic capacitor and method
US4267565A (en) 1979-04-02 1981-05-12 Sprague Electric Company Copper encased flat electrolytic capacitor manufacture and capacitor
GB2044000B (en) 1980-02-08 1983-08-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Electrochemical double-layer capacitor
JPS62192627U (zh) 1986-05-27 1987-12-08
EP0449145B1 (en) 1990-03-29 1998-01-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electric double layer capacitor and method for producing the same
JP2949823B2 (ja) 1990-10-12 1999-09-20 株式会社村田製作所 扁平型電気化学装置の製造方法
US5079674A (en) 1990-12-24 1992-01-07 Motorola, Inc. Supercapacitor electrode and method of fabrication thereof
US5381303A (en) 1992-05-20 1995-01-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electric double layer capacitor and method for manufacture thereof
US5426561A (en) 1992-09-29 1995-06-20 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration High energy density and high power density ultracapacitors and supercapacitors
JPH06342739A (ja) 1993-05-31 1994-12-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電気二重層キャパシタおよびその製造方法
US5445856A (en) 1993-11-10 1995-08-29 Chaloner-Gill; Benjamin Protective multilayer laminate for covering an electrochemical device
US6233135B1 (en) 1994-10-07 2001-05-15 Maxwell Energy Products, Inc. Multi-electrode double layer capacitor having single electrolyte seal and aluminum-impregnated carbon cloth electrodes
US5591540A (en) 1995-06-26 1997-01-07 Motorola, Inc. Packaging for an electrochemical device and device using same
JP3846930B2 (ja) 1996-03-29 2006-11-15 旭硝子株式会社 電気二重層コンデンサの製造方法
JPH09298129A (ja) 1996-05-01 1997-11-18 Asahi Glass Co Ltd 角型電気二重層キャパシタ
JP2947215B2 (ja) 1997-03-28 1999-09-13 日本電気株式会社 電気二重層コンデンサ及びその製造方法
US5973913A (en) 1997-08-12 1999-10-26 Covalent Associates, Inc. Nonaqueous electrical storage device
JPH1167608A (ja) 1997-08-21 1999-03-09 Okamura Kenkyusho:Kk 電気二重層コンデンサ
JP3719570B2 (ja) 1997-10-20 2005-11-24 株式会社パワーシステム 電気二重層コンデンサ
US6349027B1 (en) 1997-10-29 2002-02-19 Asahi Glass Company, Ltd. Electric double layer capacitor
DE69736613T2 (de) 1997-12-18 2007-09-20 Nauchno-Proizvodstvennoe Predpriyatie "Exin" Kondensator mit elektrischer doppelschicht
US6493210B2 (en) 1998-01-23 2002-12-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrode metal material, capacitor and battery formed of the material and method of producing the material and the capacitor and battery
EP0938109A3 (en) 1998-02-20 2003-06-04 Asahi Glass Company Ltd. Electric double layer capacitor
WO2000016354A1 (fr) 1998-09-14 2000-03-23 Asahi Glass Company Ltd. Procede de fabrication d'un condensateur double couche electrique de grande capacite
AUPP596598A0 (en) 1998-09-16 1998-10-08 Energy Storage Systems Pty Ltd A flexible charge storage device
US6181545B1 (en) 1998-09-24 2001-01-30 Telcordia Technologies, Inc. Supercapacitor structure
US6212061B1 (en) 1998-09-29 2001-04-03 General Electric Company Sealing an ultracapacitor
US6304426B1 (en) 1998-09-29 2001-10-16 General Electric Company Method of making an ultracapacitor electrode
US6198620B1 (en) 1998-09-29 2001-03-06 General Electric Company Ultracapacitor separator
WO2000034964A1 (en) 1998-12-05 2000-06-15 Energy Storage Systems Pty. Ltd. A charge storage device
US6449139B1 (en) 1999-08-18 2002-09-10 Maxwell Electronic Components Group, Inc. Multi-electrode double layer capacitor having hermetic electrolyte seal
AUPQ253099A0 (en) 1999-08-30 1999-09-23 Energy Storage Systems Pty Ltd A charge storage device
WO2001020624A1 (fr) 1999-09-13 2001-03-22 Asahi Glass Company Ltd. Condensateur a double couche electrique
JP2001185459A (ja) 1999-10-15 2001-07-06 Mitsubishi Chemicals Corp 電気化学キャパシタ
EP1096521A3 (en) 1999-10-27 2001-11-21 Asahi Glass Co., Ltd. Electric double layer capacitor
KR100323477B1 (ko) 1999-11-12 2002-02-07 김선욱 콘덴서
WO2001037295A1 (en) 1999-11-16 2001-05-25 Powercell Corporation Capacitor development
US6352565B2 (en) 1999-12-14 2002-03-05 Asahi Glass Company Ltd. Electric double layer capacitor
US6396682B1 (en) 2000-01-31 2002-05-28 Ness Capacitor Co., Ltd. Electric energy storage device and method for manufacturing the same
KR100346031B1 (ko) 2000-04-25 2002-07-24 주식회사 네스캐패시터 전기에너지 저장장치
JP2002025867A (ja) 2000-07-04 2002-01-25 Jeol Ltd 電気二重層キャパシタおよび電気二重層キャパシタ用炭素材料
AUPR194400A0 (en) 2000-12-06 2001-01-04 Energy Storage Systems Pty Ltd An energy storage device
US20020164441A1 (en) 2001-03-01 2002-11-07 The University Of Chicago Packaging for primary and secondary batteries
US6628504B2 (en) 2001-05-03 2003-09-30 C And T Company, Inc. Electric double layer capacitor
US6466429B1 (en) 2001-05-03 2002-10-15 C And T Co., Inc. Electric double layer capacitor
JP2002334683A (ja) * 2001-05-07 2002-11-22 Nisshinbo Ind Inc 電気部品、そのパッケージ及びパッケージ方法
EP1256966A1 (en) 2001-05-08 2002-11-13 Ness Capacitor Co., Ltd Electric double layer capacitor and method for manufacturing the same
KR100383511B1 (ko) 2001-06-19 2003-05-12 주식회사 네스캡 금속막이 형성된 전기에너지 저장장치 및 그 제조 방법
DE60215433T2 (de) 2001-08-23 2007-05-03 Asahi Glass Co., Ltd. Verfahren zur Herstellung eines elektrischen Doppelschichtkondensators und positive Elektrode für einen elektrischen Doppelschichtkondensator
JP3941917B2 (ja) 2001-10-19 2007-07-11 Ｎｅｃトーキン株式会社 電気二重層コンデンサの製造方法及び電気二重層コンデンサ
AUPR977301A0 (en) 2001-12-28 2002-01-31 Energy Storage Systems Pty Ltd An electrode for an energy storage device
JP3953327B2 (ja) * 2002-01-21 2007-08-08 Ｎｅｃトーキン株式会社 電池および電気二重層コンデンサ
AUPS119502A0 (en) * 2002-03-19 2002-04-18 Energy Storage Systems Pty Ltd An electrolyte for an energy storage device
WO2003098649A1 (fr) 2002-05-17 2003-11-27 Okamura Laboratory, Inc. Condensateur electrique bicouche
US7154738B2 (en) 2002-11-29 2006-12-26 Honda Motor Co., Ltd. Polarizing electrode for electric double layer capacitor and electric double layer capacitor therewith
JP2004193571A (ja) 2002-11-29 2004-07-08 Honda Motor Co Ltd 電気二重層コンデンサ用の分極性電極及び電気二重層コンデンサ用の分極性電極の製造方法並びに電気二重層コンデンサの製造方法
US7061750B2 (en) 2002-11-29 2006-06-13 Honda Motor Co., Ltd. Polarizing electrode for electric double layer capacitor and electric double layer capacitor therewith
CN100446138C (zh) 2002-11-29 2008-12-24 本田技研工业株式会社 双电层电容器用的可极化电极及其制造方法以及双电层电容器的制造方法
JPWO2004059671A1 (ja) 2002-12-26 2006-04-27 株式会社ブリヂストン 電気二重層キャパシタの非水電解液用添加剤及び非水電解液電気二重層キャパシタ
JP2004253562A (ja) 2003-02-19 2004-09-09 Tdk Corp 電気化学キャパシタ
KR100516108B1 (ko) 2003-04-11 2005-09-21 주식회사 네스캡 전기에너지 저장장치 및 이의 제조 방법
JP2004335889A (ja) * 2003-05-09 2004-11-25 Tdk Corp 電気化学キャパシタ
US7920371B2 (en) 2003-09-12 2011-04-05 Maxwell Technologies, Inc. Electrical energy storage devices with separator between electrodes and methods for fabricating the devices
CN1860567B (zh) 2003-10-10 2011-07-06 日本戈尔-得克斯股份有限公司 双电荷层电容器用电极及其制造方法和双电荷层电容器以及导电性粘接剂
US7939600B2 (en) 2003-10-24 2011-05-10 Zeon Corporation Binder for electric double layer capacitor electrode
KR101067176B1 (ko) 2003-11-28 2011-09-22 니폰 제온 가부시키가이샤 전기 이중층 커패시터용 바인더
US7227737B2 (en) 2004-04-02 2007-06-05 Maxwell Technologies, Inc. Electrode design
US20080003166A1 (en) 2004-07-15 2008-01-03 Yurii Maletin Methods of forming nanoporous carbon material and electrodes and electrochemical double layer capacitors therefrom
CN101088132A (zh) * 2004-12-21 2007-12-12 帝人株式会社 双电层电容器
JP2006186220A (ja) 2004-12-28 2006-07-13 Tdk Corp 電気化学デバイス
US7864508B2 (en) 2005-03-30 2011-01-04 Zeon Corporation Electrode material for electric double layer capacitor, method for producing the same, electrode for electric double layer capacitor and electric double layer capacitor
JP4616052B2 (ja) 2005-04-08 2011-01-19 パナソニック株式会社 電気二重層キャパシタ用電極材料及びその製造方法、電気二重層キャパシタ用電極、及び、電気二重層キャパシタ
JP2006332446A (ja) 2005-05-27 2006-12-07 Tdk Corp 電気二重層キャパシタ
JP4894282B2 (ja) 2005-08-26 2012-03-14 パナソニック株式会社 電気二重層キャパシタ
US20080013253A1 (en) 2005-09-02 2008-01-17 Maxwell Technologies, Inc. Expandable enclosure for energy storage devices
US7599191B2 (en) * 2005-11-01 2009-10-06 Avx Corporation Electrochemical low ESR capacitor with connector
US20080259525A1 (en) 2005-11-09 2008-10-23 Maxwell Technologies, Inc. Energy storage apparatus and article of manufacture
CN101438431B (zh) 2006-05-09 2011-05-11 麦斯韦尔技术股份有限公司 能量存储装置
US8098482B2 (en) 2006-07-28 2012-01-17 Illinois Tool Works Inc. Double layer capacitor using polymer electrolyte in multilayer construction
JP5038751B2 (ja) 2006-08-04 2012-10-03 協立化学産業株式会社 電極板製造用塗工液、アンダーコート剤およびその使用
JP4959259B2 (ja) 2006-09-01 2012-06-20 日本ゴア株式会社 電気二重層キャパシタ
WO2008050657A1 (fr) 2006-10-24 2008-05-02 Kyocera Corporation Condensateur de stratifié
US20080201925A1 (en) 2007-02-28 2008-08-28 Maxwell Technologies, Inc. Ultracapacitor electrode with controlled sulfur content
US8497225B2 (en) 2007-08-27 2013-07-30 Nanotek Instruments, Inc. Method of producing graphite-carbon composite electrodes for supercapacitors
JP5459843B2 (ja) 2007-09-03 2014-04-02 株式会社カネカ 電解質組成物およびイオン液体
US7830646B2 (en) 2007-09-25 2010-11-09 Ioxus, Inc. Multi electrode series connected arrangement supercapacitor
KR100922855B1 (ko) 2007-10-25 2009-10-27 킴스테크날리지 주식회사 쿼지바이폴라 구조를 갖는 적층형 전기화학셀
US8411413B2 (en) 2008-08-28 2013-04-02 Ioxus, Inc. High voltage EDLC cell and method for the manufacture thereof
US20090279230A1 (en) 2008-05-08 2009-11-12 Renewable Energy Development, Inc. Electrode structure for the manufacture of an electric double layer capacitor
JP2010003773A (ja) * 2008-06-19 2010-01-07 Nec Tokin Corp 電気二重層キャパシタ
US8223473B2 (en) 2009-03-23 2012-07-17 Avx Corporation Electrolytic capacitor containing a liquid electrolyte
US20100266878A1 (en) 2009-04-16 2010-10-21 Ioxus, Inc. Prismatic polymer case for electrochemical devices
US8652687B2 (en) 2009-12-24 2014-02-18 Nanotek Instruments, Inc. Conductive graphene polymer binder for electrochemical cell electrodes
US8749953B2 (en) 2010-06-30 2014-06-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electric double layer capacitor, lithium ion capacitor and manufacturing method thereof
JP5820158B2 (ja) 2010-08-18 2015-11-24 セイコーインスツル株式会社 電気二重層キャパシタ及びその製造方法
JP2012069408A (ja) 2010-09-24 2012-04-05 Hitachi Maxell Energy Ltd 電気化学素子モジュール
US8760851B2 (en) 2010-12-21 2014-06-24 Fastcap Systems Corporation Electrochemical double-layer capacitor for high temperature applications
WO2012083538A1 (zh) * 2010-12-22 2012-06-28 海洋王照明科技股份有限公司 电极片及其制备方法及超级电容器和锂离子电池
CN103270566B (zh) 2010-12-24 2016-08-10 株式会社村田制作所 蓄电器件
WO2012133701A1 (ja) * 2011-03-31 2012-10-04 ダイキン工業株式会社 電気二重層キャパシタ及び電気二重層キャパシタ用非水電解液
JP5694843B2 (ja) * 2011-04-25 2015-04-01 Ｊｍエナジー株式会社 蓄電モジュール
TWI446381B (zh) 2011-04-28 2014-07-21 Ultracap Technologies Corp Assembly structure and manufacturing method of super capacitor
CN102244290A (zh) * 2011-06-03 2011-11-16 向建辉 一种超薄锂离子电池
CN202094230U (zh) * 2011-06-03 2011-12-28 深圳市金科能源开发有限公司 一种超薄聚合物锂离子电池
US9558894B2 (en) 2011-07-08 2017-01-31 Fastcap Systems Corporation Advanced electrolyte systems and their use in energy storage devices
US20130026978A1 (en) 2011-07-27 2013-01-31 Fastcap Systems Corporation Power supply for downhole instruments
JP5735368B2 (ja) 2011-07-20 2015-06-17 ニチコン株式会社 電気二重層コンデンサ
US8932750B2 (en) 2011-07-27 2015-01-13 Fastcap Systems Corporation Aluminum housing with a hermetic seal
JP6034621B2 (ja) * 2011-09-02 2016-11-30 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置の電極および蓄電装置
KR20140079426A (ko) * 2011-10-07 2014-06-26 어플라이드 나노스트럭처드 솔루션스, 엘엘씨. 활성 2 기능성 전해질을 함유한, 하이브리드 캐패시터-배터리 및 슈퍼캐패시터
US8982535B2 (en) 2011-11-16 2015-03-17 Corning Incorporated Cell design for high energy density electrochemical double layer capacitors
US20130120906A1 (en) 2011-11-16 2013-05-16 Mark J. Soulliere Cell design for high energy density electrochemical double layer capacitors
US9209434B2 (en) 2011-11-17 2015-12-08 Fastcap Systems Corporation Mechanical hermetic seal
KR20140116154A (ko) * 2011-12-28 2014-10-01 우베 고산 가부시키가이샤 비수 전해액 및 그것을 이용한 축전 디바이스
US9293269B2 (en) * 2012-02-08 2016-03-22 Dais Analytic Corporation Ultracapacitor tolerating electric field of sufficient strength
JP2013243205A (ja) 2012-05-18 2013-12-05 Seiko Instruments Inc 電気化学セル
JP6216154B2 (ja) 2012-06-01 2017-10-18 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置用負極及び蓄電装置
JP5468714B1 (ja) 2012-08-29 2014-04-09 昭和電工株式会社 蓄電デバイスおよびその製造方法
CN105027243A (zh) * 2012-09-06 2015-11-04 “能源及电动汽车合作项目”有限责任公司 具有双电层的脉冲电容器
CN108010739B (zh) 2012-10-08 2020-11-10 麦克斯威科技公司 用于三伏超级电容器的电解质
CN203406180U (zh) 2013-06-21 2014-01-22 Cap-Xx有限责任公司 双电层电容器单元及双电层电容器
CN203596278U (zh) 2013-07-10 2014-05-14 Cap-Xx有限责任公司 双电层电容器
WO2015109287A1 (en) 2014-01-20 2015-07-23 Maxwell Technologies, Inc. Pouch cell housing
CN103887452B (zh) * 2014-02-26 2016-10-05 明基材料有限公司 电池包装膜及其制备方法
US9818552B2 (en) 2015-01-26 2017-11-14 Ioxus, Inc. Additives for reducing ESR gain in electrochemical double layer capacitors
KR102495794B1 (ko) 2016-05-20 2023-02-06 교세라 에이브이엑스 컴포넌츠 코포레이션 울트라커패시터용 전극 구조
CN109155202B (zh) 2016-05-20 2021-03-09 阿维科斯公司 多电池超级电容器
WO2017201173A1 (en) 2016-05-20 2017-11-23 Avx Corporation Nonaqueous electrolyte for an ultracapacitor
KR20190000388A (ko) 2016-05-20 2019-01-02 에이브이엑스 코포레이션 커패시터 충전 시스템 및 방법
CN115579248A (zh) 2016-05-20 2023-01-06 京瓷Avx元器件公司 在高温下使用的超级电容器
US11830672B2 (en) 2016-11-23 2023-11-28 KYOCERA AVX Components Corporation Ultracapacitor for use in a solder reflow process

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1160455A (zh) * 1994-10-07 1997-09-24 麦斯韦尔技术股份有限公司 包含铝碳复合电极的高性能双层电容器
CN1408128A (zh) * 1999-12-06 2003-04-02 阿维科斯公司 超薄电化学储能装置
CN1421051A (zh) * 1999-12-06 2003-05-28 阿维科斯公司 具有改进的封装结构的电化学储能装置
US20030007316A1 (en) * 2000-10-11 2003-01-09 Shinichi Takasugi Electric double layer capacitor and method for producing the same
US20050231891A1 (en) * 2004-04-19 2005-10-20 Harvey Troy A High energy-density electric double-layer capacitor and energy generation systems thereof
CN101552138A (zh) * 2008-04-01 2009-10-07 阿维科斯公司 密封电容器组件

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107963133A (zh) * 2016-10-20 2018-04-27 罗伯特·博世有限公司 用于机动车的结构部件和机动车

Also Published As

Publication number Publication date
US20150380175A1 (en) 2015-12-31
CN112289590A (zh) 2021-01-29
JP2023096158A (ja) 2023-07-06
JP2016029713A (ja) 2016-03-03
HK1215326A1 (zh) 2016-08-19
US10312028B2 (en) 2019-06-04
JP2020010068A (ja) 2020-01-16
DE102015110497A1 (de) 2015-12-31
JP2021180341A (ja) 2021-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN105321722A (zh) 电化学能量存储器件及其制造方法
JP5085651B2 (ja) キャパシタ−バッテリー構造のハイブリッド型電極アセンブリー
US7145763B2 (en) High-voltage electric double layer capacitor
US20170263939A1 (en) Electrode material and energy storage apparatus
JP2013502070A (ja) 高エネルギー密度スーパーキャパシタ用の多孔質炭素酸化物ナノコンポジット電極
KR101567374B1 (ko) 다공성 전기화학 커패시터를 위한 나노기계가공된 구조물
JP2011243941A (ja) エネルギー貯蔵装置製造用のドーピング槽
US20100328846A1 (en) Electrode for electric double layer capacitor, method of manufacturing the same, and electric double layer capacitor
KR101464524B1 (ko) 내전압 특성이 우수한 전기이중층 커패시터
KR20130072507A (ko) 슈퍼 커패시터의 에이징 방법
US20110188171A1 (en) Electric double layer capacitor and method of manufacturing the same
JP2008186945A (ja) 電気二重層キャパシタ及び電気二重層キャパシタの製造方法
US9299505B2 (en) Overcoming variance in stacked capacitors
US20110170234A1 (en) Electric double layer capacitor
KR101035284B1 (ko) 출력 특성이 향상된 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR20130085572A (ko) 캐패시터 및 캐패시터 제조방법
KR20170113908A (ko) 리튬이온 커패시터
WO2005117044A1 (ja) 電解コンデンサ
US10658128B2 (en) Electric double-layer device
KR101211667B1 (ko) 파우치형 슈퍼 커패시터 및 이의 제작 방법
KR102385369B1 (ko) 에너지 저장 장치
KR101152649B1 (ko) 출력 특성이 향상된 전극조립체 및 이를 포함하는 이차전지
KR101258545B1 (ko) 저항특성이 개선된 전기에너지 저장장치 및 그 제조방법과, 이를 위한 내부 터미널
KR100619282B1 (ko) 커패시터 및 그 제조방법
KR102302821B1 (ko) 집전체 구조 및 이를 포함하는 슈퍼 캐패시터

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: DE

Ref document number: 1215326

Country of ref document: HK

SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160210

REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: WD

Ref document number: 1215326

Country of ref document: HK