CN202996608U - 不对称超级电容器组 - Google Patents

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蔡克迪
姜海静
魏颖
张庆国
金振兴
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Abstract

一种不对称超级电容器组，由Al/Al2O3正极，浸有电解液的无纺纤维布，活性炭负极，隔膜，电解液，镍酸锂正极，壳体与导线组成，所述Al/Al2O3正极、活性炭负极、镍酸锂正极由左至右依次放置在壳体中，所述浸有电解液的无纺纤维布设置在Al/Al2O3正极与活性炭负极之间，所述电解液通过隔膜设置在活性炭负极与镍酸锂正极之间，所述导线分别连接在Al/Al2O3正极、活性炭负极、镍酸锂正极上。优点是：该不对称超级电容器组能根据不同用电器的用电需求连续工作；在工作过程中，结合电解电容器电压高、锂离子电池能量密度高与超级电容器功率特性好的特点，在保证一定功率特性的前提下，有较高的电压与能量密度。

Description

不对称超级电容器组
技术领域
本实用新型涉及一种不对称超级电容器的新型结构，特别涉及电解电容器、锂离子电池与超级电容器构成的不对称超级电容器组。
背景技术
超级电容器可以被视为是由插入电解液中的极化电极构成，包括活性材料和集流体，两极间施加电压时可以储存相反的电荷，并且在使用时能有以脉冲方式很快放出。根据储能机理不同，超级电容器分为两类，一类是双电层超级电容器，是利用电极/电解液界面形成双电层产生静电储能的；一类是法拉第超级电容器，是利用材料表面发生快速的氧化还原反应来储能的。其中，双电层超级电容器的储能过程中并不发生化学反应，这种储能过程是可逆的，因此，与传统的二次电池相比具有充放电时间短、循环寿命长、功率密度大、且可以在不同温度下工作的优点，但超级电容器的能量密度却比二次电池的能量密度要低。因此，提高超级电容器的能量密度成为目前的主要研究方向。
目前，提高超级电容器能量密度的工作主要集中在采用具有氧化还原活性的材料与活性炭组成不对称超级电容器，如活性炭/石墨，活性炭/金属氧化物以及活性炭/聚合物等混合超级电容器。近年来，锂离子电池与超级电容器结合的储能体系，应用锂离子嵌入化合物和锂离子电池碳材料作为混合超级电容器的正极材料，以提高混合超级电容器的能量密度，该混合型超级电容器相比于活性炭/活性炭双电层电容器，在能量密度上可以得到一定程度的改善，但仍不能满足一些用电器的实际需求。
发明内容
本实用新型是为了克服超级电容器在工作过程中电压与能量密度偏低的问题，提出一种不对称超级电容器组，结合了超级电容器、电解电容器与锂离子电池的优势，在保证功率密度和充放电速率的同时可大幅提高电容器电压与能量密度，为不同用电器的放电需求提供保障。
本实用新型的技术解决方案是：
一种不对称超级电容器组，由Al/Al2O3正极，浸有电解液的无纺纤维布，活性炭负极，隔膜，电解液，镍酸锂正极，壳体与导线组成，其特殊之处在于：所述Al/Al2O3正极、活性炭负极、镍酸锂正极由左至右依次放置在壳体中，所述浸有电解液的无纺纤维布设置在Al/Al2O3正极与活性炭负极之间，所述电解液通过隔膜设置在活性炭负极与镍酸锂正极之间，所述导线分别连接在Al/Al2O3正极、活性炭负极、镍酸锂正极上并由壳体引出。
本实用新型的有益效果：将电容器组设计成Al/Al2O3电极、活性炭电极与镍酸锂电极的三部分，其中活性炭电极为电容器组的共用部分。这种不对称超级电容器结构在工作过程中，能够结合电解电容器电压高、锂离子电池能量密度高与超级电容器功率特性好的特点，使得该电容器组在保证一定功率特性的前提下，有较高的电压与能量密度。该不对称超级电容器组能根据不同用电器的用电需求而连续工作。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图。
图中：1-Al/Al2O3正极，2-浸有电解液的无纺纤维布，3-活性炭负极，4-隔膜，5-电解液，6-镍酸锂正极，7-壳体，8-导线。 
具体实施方式
如图所示，该不对称超级电容器组由Al/Al2O3正极1，浸有电解液的无纺纤维布2，活性炭负极3，隔膜4，电解液5，镍酸锂正极6，壳体7与导线8组成。所述Al/Al2O3正极1、活性炭负极3、镍酸锂正极6由左至右依次放置在壳体7中，所述浸有电解液的无纺纤维布2设置在Al/Al2O3正极1与活性炭负极3之间，所述电解液5通过隔膜4设置在活性炭负极3与镍酸锂正极6之间，所述导线8分别连接在Al/Al2O3正极1、活性炭负极3、镍酸锂正极6上并由壳体7引出。
工作原理：当Al/Al2O3正极1与活性炭负极3组成的部分工作时，具有较高的工作电压，而当活性炭负极3与镍酸锂正极6组成的部分工作时，在保证一定的功率特性的同时具有较高的能量密度；不对称结构超级电容器组将两部分通过共用的活性炭负极3有效的结合起来，不仅结构简单，而且具有较高的电压、能量密度及功率特性，为不同用电器的放电需求提供保障。

Claims (1)

1.一种不对称超级电容器组，由Al/Al2O3正极，浸有电解液的无纺纤维布，活性炭负极，隔膜，电解液，镍酸锂正极，壳体与导线组成，其特征在于：所述Al/Al2O3正极、活性炭负极、镍酸锂正极由左至右依次放置在壳体中，所述浸有电解液的无纺纤维布设置在Al/Al2O3正极与活性炭负极之间，所述电解液通过隔膜设置在活性炭负极与镍酸锂正极之间，所述导线分别连接在Al/Al2O3正极、活性炭负极、镍酸锂正极上并由壳体引出。
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