JP2011525704A - スーパーキャパシタ及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】スーパーキャパシタは、第1の電極と、第2の電極と、第1の電極との間でイオンを受け渡しするための第1のイオン伝導経路を形成するために第1の電極と接触するように構成された第1のイオンキャリアと、第1の電極との間に第1のイオンキャリアを保持するように構成された第1の保持層とを具備する。スーパーキャパシタは、イオンを供給するために第1の電極と第2の電極との間に分散された電解質と、第1の電極と接触するように構成された第1の集電器と、第2の電極と接触するように構成された第2の集電器とを更に具備する。スーパーキャパシタを製造する方法も提供される。
【選択図】図1
Description
10 スーパーキャパシタ
11 第1の集電器
12 第2の集電器
13 第1の電極、アノード
14 第2の電極、カソード
15 第1のイオンキャリア
16 第2のイオンキャリア
17 第1の保持層
18 第2の保持層
19 電源
20 電解質溶液
21 スーパーキャパシタ
22 イオンキャリア
23 保持層
30 液体源
31 カチオン
32 アニオン
33 出力流れ
71 容器
72 スーパーキャパシタ脱塩セル
73 絶縁セパレータ
74 入口
75 出口
100 スペーサ
Claims (29)
- 第1の電極と、
第2の電極と、
前記第1の電極との間でイオンを受け渡しするための第1のイオン伝導経路を形成するために前記第1の電極と接触するように構成された第1のイオンキャリアと、
前記第1の電極との間に前記第1のイオンキャリアを保持するように構成された第1の保持層と、
前記イオンを供給するために前記第1の電極と前記第2の電極との間に分散された電解質と、
前記第1の電極と接触するように構成された第1の集電器と、
前記第2の電極と接触するように構成された第2の集電器とを具備するスーパーキャパシタ。 - 第2のイオンキャリア及び第2の保持層を具備し、前記第2のイオンキャリアは、前記第2の電極との間で前記イオンを受け渡しするための第2のイオン伝導経路を形成するために前記第2の電極と接触するように構成され、且つ前記第2の保持層は、前記第2の電極と前記第2の保持層との間に前記第2のイオンキャリアを保持するように構成される請求項1記載のスーパーキャパシタ。
- 前記第1のイオンキャリアは第1の高分子電解質であり、前記第2のイオンキャリアは第2の高分子電解質である請求項2記載のスーパーキャパシタ。
- 前記第1のイオンキャリアはポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロリド)溶液であり、前記第2のイオンキャリアはポリスチレン硫酸ナトリウム溶液である請求項3記載のスーパーキャパシタ。
- 前記第1の保持層及び前記第2の保持層はイオン交換膜を具備し且つ前記第1のイオンキャリア及び前記第2のイオンキャリアの各々の有効性損失を防止するように構成される請求項2記載のスーパーキャパシタ。
- 前記第1のイオン伝導経路及び前記第2のイオン伝導経路は、それぞれ対応する電極と保持層との間の抵抗を減少するように構成される請求項5記載のスーパーキャパシタ。
- 前記第1の保持層はアニオンのみを通過可能であり且つ前記第2の保持層はカチオンのみを通過可能である請求項5記載のスーパーキャパシタ。
- 前記第1の保持層と前記第2の保持層との間に配設されたスペーサを更に具備する請求項2記載のスーパーキャパシタ。
- 電池の充電状態においてイオンを吸着し且つ前記電池の放電状態においてイオンを離脱するように構成された第1の電極と、
前記電池の充電状態においてイオンを吸着し且つ前記電池の放電状態においてイオンを離脱するように構成された第2の電極と、
前記第1の電極との間で前記イオンを受け渡しするための第1のイオン伝導経路を形成するために前記第1の電極と接触するように構成された第1のイオンキャリアと、
前記第1の電極との間に前記第1のイオンキャリアを保持するように構成された第1の保持層と、
前記第1の電極と接触するように構成された第1の集電器と、
前記第2の電極と接触するように構成された第2の集電器とを具備するスーパーキャパシタ脱塩セル。 - 前記第1のイオンキャリアは高分子両性電解質を具備する請求項9記載のスーパーキャパシタ脱塩セル。
- 第2のイオンキャリア及び第2の保持層を具備し、前記第2のイオンキャリアは、前記第2の電極との間で前記イオンを受け渡しするための第2のイオン伝導経路を形成するために前記第2の電極と接触するように構成され、且つ前記第2の保持層は、前記第2の電極と前記第2の保持層との間に前記第2のイオンキャリアを保持するように構成される請求項9記載のスーパーキャパシタ脱塩セル。
- 前記第1のイオン伝導経路及び前記第2のイオン伝導経路は、それぞれ対応する電極と保持層との間の抵抗を減少するように構成される請求項11記載のスーパーキャパシタ脱塩セル。
- 前記第1の保持層と前記第2の保持層との間に配設されたスペーサを更に具備する請求項11記載のスーパーキャパシタ脱塩セル。
- 前記第1のイオンキャリアは第1の高分子電解質であり、前記第2のイオンキャリアは第2の高分子電解質である請求項11記載のスーパーキャパシタ脱塩セル。
- 前記第1の高分子電解質はカチオン基を含み、前記第2の高分子電解質はアニオン基を含む請求項14記載のスーパーキャパシタ脱塩セル。
- 前記第1の高分子電解質はポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロリド)であり、前記第2の高分子電解質はポリスチレン硫酸ナトリウムである請求項15記載のスーパーキャパシタ脱塩セル。
- 前記第1の保持層及び前記第2の保持層はイオン交換膜を具備し且つ前記第1のイオンキャリア及び前記第2のイオンキャリアの各々の有効性損失を防止するように構成される請求項11記載のスーパーキャパシタ脱塩セル。
- 前記第1の保持層はアニオンのみを通過可能であり且つ前記第2の保持層はカチオンのみを通過可能である請求項17記載のスーパーキャパシタ脱塩セル。
- 前記第1のイオンキャリア及び前記第2のイオンキャリアは溶液の形態である請求項11記載のスーパーキャパシタ脱塩セル。
- 前記第1のイオンキャリア及び前記第2のイオンキャリアはゲルの形態である請求項11記載のスーパーキャパシタ脱塩セル。
- 電池の充電状態においてイオンを吸着し且つ前記電池の放電状態においてイオンを離脱するように共に構成される第1の電極及び第2の電極と、前記第1の電極との間で前記イオンを受け渡しするための第1のイオン伝導経路を形成するために前記第1の電極と接触するように構成された第1のイオンキャリアと、前記第2の電極との間に前記第1のイオンキャリアを保持するように構成された第1の保持層と、前記第1の電極と接触するように構成された第1の集電器と、前記第2の電極と接触するように構成された第2の集電器とを具備するスーパーキャパシタ脱塩セルと、
前記第1の電極及び前記第2の電極を逆の電気的極性に付勢するように構成された電源と、
脱塩のために前記電池に液体を通すように構成された液体源とを具備するスーパーキャパシタ脱塩デバイス。 - 前記スーパーキャパシタ脱塩セルは第2のイオンキャリア及び第2の保持層を更に具備し、前記第2のイオンキャリアは、前記第2の電極との間で前記イオンを受け渡しするための第2のイオン伝導経路を形成するために前記第2の電極と接触するように構成され、且つ前記第2の保持層は、前記第2の電極と前記第2の保持層との間に前記第2のイオンキャリアを保持するように構成される請求項21記載のスーパーキャパシタ脱塩デバイス。
- 前記スーパーキャパシタ脱塩装置は、前記第1の保持層と前記第2の保持層との間に配設されたスペーサを更に具備する請求項22記載のスーパーキャパシタ脱塩デバイス。
- 前記第1のイオンキャリアは第1の高分子電解質溶液であり、前記第2のイオンキャリアは第2の高分子電解質溶液でる請求項22記載のスーパーキャパシタ脱塩デバイス。
- 前記第1のイオンキャリアはポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロリド)であり、前記第2のイオンキャリアはポリスチレン硫酸ナトリウムである請求項24記載のスーパーキャパシタ脱塩デバイス。
- 第1の電極及び第2の電極を設けることと、
前記第1の電極との間でイオンを受け渡しするための第1のイオン伝導経路を形成するために前記第1の電極と接触するように構成された第1のイオンキャリアを設けることと、
前記第1の電極との間に前記第1のイオンキャリアを保持するように構成された第1の保持層を設けることと、
前記第1の電極と接触するように構成された第1の集電器を設けることと、
前記第2の電極と接触するように構成された第2の集電器を設けることとを含む方法。 - 前記第2の電極との間で前記イオンを受け渡しするための第2のイオン伝導経路を形成するために前記第2の電極と接触するように構成された第2のイオンキャリア及び前記第2の電極との間に前記第2のイオンキャリアを保持するように構成された第2の保持層を設けることを更に含む請求項26記載の方法。
- 前記第1の保持層と前記第2の保持層との間に配設されたスペーサを設けることを更に含む請求項27記載の方法。
- 前記第1のイオンキャリアはポリ(ジアリルジメチルアンモニウムクロリド)溶液であり、前記第2のイオンキャリアはポリスチレン硫酸ナトリウム溶液である請求項28記載の方法。
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