PL187751B1 - Kondensator z podwójną warstwą elektryczną - Google Patents

Kondensator z podwójną warstwą elektryczną

Info

Publication number
PL187751B1
PL187751B1 PL97334491A PL33449197A PL187751B1 PL 187751 B1 PL187751 B1 PL 187751B1 PL 97334491 A PL97334491 A PL 97334491A PL 33449197 A PL33449197 A PL 33449197A PL 187751 B1 PL187751 B1 PL 187751B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
capacitor
electrode
electrolyte
electric layer
capacitors
Prior art date
Application number
PL97334491A
Other languages
English (en)
Other versions
PL334491A1 (en
Inventor
Alexei Ivanovich Belyakov
Oleg Grigorievich Dashko
Vladimir Alexandrovich Kazarov
Samvel Avakovich Kazaryan
Sergei Vitalievich Litvinenko
Vladimir Ivanovich Kutyanin
Pavel Andreevich Schmatko
Vladimir Ivanovich Vasechkin
Jury Mironovich Volfkovich
Original Assignee
Np Predpr Eksin
Zakrytoe Aktsionernoe Obschest
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 Np Predpr Eksin, Zakrytoe Aktsionernoe Obschest filed Critical Np Predpr Eksin
Publication of PL334491A1 publication Critical patent/PL334491A1/xx
Publication of PL187751B1 publication Critical patent/PL187751B1/pl

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/66Current collectors
    • H01G11/72Current collectors specially adapted for integration in multiple or stacked hybrid or EDL capacitors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • H01G11/30Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32Carbon-based
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • H01G11/30Electrodes characterised by their material
    • H01G11/46Metal oxides
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Fixed Capacitors And Capacitor Manufacturing Machines (AREA)

Abstract

1. Kondensator z podwójna warstwa elektryczna, znamienny tym, ze zawiera elektrode polaryzowalna, która jest wyko- nana zasadniczo z materialu weglowego, elektrode niepolaryzowalna, która jest wy- konana zasadniczo z materialu zawieraja- cego dwutlenek olowiu, i elektrolit. PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy techniki elektrycznej i może znaleźć zastosowanie przy wytwarzaniu kondensatorów z podwójną warstwą elektryczną (DEL), mających duże wartości charakterystyki mocy właściwej i zdolnych do magazynowania i wyprowadzania mocy elektrycznej z dużą szybkością.
Znane są obecnie kondensatory z podwójną warstwą elektryczną, z ciekłym elektrolitem i elektrodami wykonanymi z różnych materiałów mających dużą powierzchnię właściwą, np. opisy patentowe USA nr 4 313 084 (1982) i nr 4 713 734 (1987) oraz opis patentowy niemiecki nr 3 210 420 (1983). Najlepsze wyniki są otrzymywane przy zastosowaniu różnych węgli aktywnych jako materiałów elektrod. Pojemność właściwa takich kondensatorów przekracza 2 F/cm3, podczas gdy zastosowanie elektrolitów aprotonowych umożliwia zwiększenie napięcia roboczego kondensatorów do 2-3 V (opis patentowy USA nr 4 697 224 (1987), Nat. Tech. Report, 180, 26, nr 2, str. 220-230).
Najbliższy zaproponowanemu wynalazkowi w technicznej istocie i osiąganym skutku jest kondensator DEL zawierający dwie elektrody i ciekły elektrolit (tj. uwodniony wodorotlenek metalu alkalicznego o stężeniu 3 do 7 moli/litr), mający polaryzowalną (ujemną) elektrodę wykonaną z materiału zawierającego włókna węglowe i niepolaryzowalną elektrodę wykonaną z tlenku niklu. Maksymalne napięcie tego kondensatora wynosi 1,4 V, a pojemność właściwa i energia właściwa odpowiednio 46 F/cm3 i 45 J/cm3 (WO 97/07518 z 27 lutego 1997).
Pomimo występowania wielu rozwiązań technicznych dotyczących poprawy kondensatorów DEL, problem, jak zwiększyć ich charakterystyki właściwe pozostaje nadal pilnym problemem. Tak więc w szczególności wartości pojemności właściwej i energii właściwej osiągalne przez dotychczas znane kondensatory, jak również ich ograniczenia co do kosztu i miejsca po zastosowaniu w urządzeniach transportowych napędzanych elektrycznie.
Wobec tego głównym i zasadniczym celem wynalazku jest uzyskanie większej gęstości energii i mniejszego nakładu na kondensatory DEL.
Istota wynalazku polega na tym, że polaryzowalną elektroda kondensatora jest wykonana z materiału węglowego i niepolaryzowalna elektroda jest wykonana z materiału zawierającego dwutlenek ołowiu jako składnik aktywny.
Chociaż kondensator, mający taką kombinację elektrod może zawierać różne elektrolity, jest korzystne stosowanie roztworów wodnych kwasów nieorganicznych i ich mieszanin.
187 751
Dzięki rozwiązaniu tutaj ujawnionemu energia właściwa kondensatorów DEL może być zwiększona, a ich koszt zmniejszony. Zwiększona energia właściwa jest otrzymywana w związku ze wzrostem napięcia roboczego kondensatorów do 2,2-2,6 V, jak równiej w związku z 1,2 - 1,4-krotnym wzrostem pojemności elektrycznej materiału węglowego, uzyskiwanego w roztworze kwasowym w porównaniu z roztworem alkalicznym.
Ponadto koszt kondensatora DEL wykonanego według wynalazku jest zmniejszony w związku z zastosowaniem elektrody z dwutlenkiem ołowiu, która jest tańsza niż z tlenkiem niklu.
Załączony rysunek przedstawia konstrukcję kondensatora DEL według wynalazku.
Kondensator ma elektrodę dodatnią 1, elektrodę ujemną 2, doprowadzenia 3 prądu, separator 4 i słój 6 wypełniony elektrolitem 5.
Zastosowano jako elektrodę dodatnią (niepolaryzowalną) w kondensatorze elektrodę wykonaną z materiału zawierającego dwutlenek ołowiu (PbCh) i mającą wymiary geometryczne 125x70x0,8 mm, a jako elektrodę ujemną (polaryzowalną) tkaninę wykonaną z włókien węgla aktywnego, mającą wymiary geometryczne 125x70x1,21 mm. Elektroda ujemna ma pojemność właściwą 512,3 F/g. Elektroda ujemna 2 wyposażona w doprowadzenia 3 prądu i mająca całkowity ciężar 12,8 g i wymiary geometryczne 125x70x0,2 mm jest złożona z dwóch połączonych elektrycznie części i jest umieszczona w worku separatora 4 z polipropylenu o grubości 0,1 mm. Dwie części elektrody ujemnej są dociskane do powierzchni elektrody dodatniej 1 na obu jej stronach. Jako elektrolit jest stosowany uwodniony kwas siarkowy mający gęstość 1,25 g/cm3.
Kondensator jest rozładowywany prądem stałym 2,5 A. Napięcie rozładowania spada z 2,2 do 0,8 V.
W uprzednio wzmiankowanych warunkach rozładowania energia właściwa kondensatora wynosi 56,2 J/g (270 J/cm3). Rezystancja wewnętrzna kondensatora jest równa 10,1.10'3 oma. Potencjał na niepolaryzowalnej elektrodzie z dwutlenku ołowiu spada z 1,71 do 1,625 V w procesie rozładowania, to jest pozostaje rzeczywiście niezmienny.
Zaproponowany tutaj kondensator umożliwia realizację połączeń szeregowych i równoległych wielu kondensatorów i przygotowanie na ich podstawie różnych zespołów kondensatorów.
Przy rozszerzonym zakresie napięcia rozładowania energia właściwa kondensatora wzrasta.
Przykład opisany poprzednio jest ilustrujący, lecz w żadnym razie nie ograniczający. Specjaliści mogą zatem wprowadzić różne oczywiste zmiany i modyfikacje. Wobec tego przykład wykonania zaproponowanego tutaj kondensatora jest możliwy do zastosowania w praktyce, przy czym elektrolit jest zamknięty pomiędzy elektrodami w wyniku sił napięcia powierzchniowego, więc nie jest wymagane napełnienie żadnego specjalnego słoja lub warstwy elektrolitem.
Chociaż podano przykład wykonania, w którym zastosowano jako elektrolit uwodniony kwas nieorganiczny, można zastosować pewne/inne elektrolity, takie jak uwodnione sole nieorganiczne, tiksotropowe mieszaniny kwasów i soli oraz stałe elektrolity (przepony) przewodzące protony.

Claims (4)

  1. Zastrzeżenia patentowe
    1. Kondensator z podwójną warstwą elektryczną, znamienny tym, że zawiera elektrodę polaryzowalną, która jest wykonana zasadniczo z materiału węglowego, elektrodę niepolaryzowalną, która jest wykonana zasadniczo z materiału zawierającego dwutlenek ołowiu, i elektrolit.
  2. 2. Kondensator z podwójną warstwą elektryczną, znamienny tym, że zawiera elektrodę polaryzowalną, która jest wykonana zasadniczo z materiału węglowego, elektrodę niepolaryzowalną, która jest wykonana zasadniczo z materiału zawierającego dwutlenek ołowiu, elektrolit i słój, w którym są umieszczone elektrody i elektrolit.
  3. 3. Kondensator według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zawieraj separator, który rozdziela elektrody.
  4. 4. Kondensator według zaostrz. 3, znamienny tym, że zasadniczo roztwory wodne kwasów nieorganicznych i ich mieszaniny.
PL97334491A 1997-11-11 1997-11-11 Kondensator z podwójną warstwą elektryczną PL187751B1 (pl)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU1997/000353 WO1999024996A1 (fr) 1997-11-11 1997-11-11 Condensateur a couche electrique double

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL334491A1 PL334491A1 (en) 2000-02-28
PL187751B1 true PL187751B1 (pl) 2004-09-30

Family

ID=20130160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL97334491A PL187751B1 (pl) 1997-11-11 1997-11-11 Kondensator z podwójną warstwą elektryczną

Country Status (15)

Country Link
US (1) US6195252B1 (pl)
EP (1) EP0964416A4 (pl)
JP (1) JP2001508243A (pl)
KR (1) KR100530522B1 (pl)
AU (1) AU719684B2 (pl)
BG (1) BG63137B1 (pl)
BR (1) BR9714281B1 (pl)
CA (1) CA2277475C (pl)
CZ (1) CZ299062B6 (pl)
HU (1) HU223721B1 (pl)
NO (1) NO322376B1 (pl)
PL (1) PL187751B1 (pl)
SK (1) SK286579B6 (pl)
UA (1) UA42882C2 (pl)
WO (1) WO1999024996A1 (pl)

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1043744B1 (en) * 1997-12-18 2006-04-19 Nauchno-Proizvodstvennoe Predpriyatie "EKSIN" Capacitor with dual electric layer
RU2140681C1 (ru) * 1998-11-27 1999-10-27 Разумов Сергей Николаевич Асимметричный электрохимический конденсатор
US6842331B1 (en) * 2000-08-29 2005-01-11 Universal Resources Ag Electrochemical capacitor with a double electric layer
US7119047B1 (en) 2001-02-26 2006-10-10 C And T Company, Inc. Modified activated carbon for capacitor electrodes and method of fabrication thereof
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
CA2380954A1 (en) * 2002-04-08 2003-10-08 Powergenix Systems, Inc. Supercapacitor device with extended capability
US7040716B2 (en) * 2002-08-29 2006-05-09 Railway Technical Research Institute Anti-lock brake system for vehicles
US7006346B2 (en) * 2003-04-09 2006-02-28 C And T Company, Inc. Positive electrode of an electric double layer capacitor
ATE550804T1 (de) 2003-09-18 2012-04-15 Commw Scient Ind Res Org Hochleistungsfähige energiespeichereinrichtungen
WO2007001199A1 (en) * 2005-06-24 2007-01-04 Universal Supercapacitors Llc Heterogeneous electrochemical supercapacitor and method of manufacture
ES2414930T3 (es) 2005-06-24 2013-07-23 Universal Supercapacitors Llc. Electrodo y colector de corriente para condensador electroquímico que tiene doble capa eléctrica y condensador electroquímico de doble capa eléctrica formado con los mismos
WO2007001201A1 (en) * 2005-06-24 2007-01-04 Universal Supercapacitors Llc Current collector for double electric layer electrochemical capacitors and method of manufacture thereof
US20070128472A1 (en) * 2005-10-27 2007-06-07 Tierney T K Cell Assembly and Casing Assembly for a Power Storage Device
US20090035657A1 (en) * 2006-10-23 2009-02-05 Buiel Edward R Electrode for Hybrid Energy Storage Device and Method of Making Same
KR101050021B1 (ko) * 2006-10-23 2011-07-19 액시온 파워 인터네셔널, 인크. 하이브리드 에너지 저장 장치용 음극
US20080113268A1 (en) * 2006-10-23 2008-05-15 Buiel Edward R Recombinant Hybrid Energy Storage Device
US8202653B2 (en) * 2006-10-23 2012-06-19 Axion Power International, Inc. Electrode with reduced resistance grid and hybrid energy storage device having same
US7881042B2 (en) * 2006-10-26 2011-02-01 Axion Power International, Inc. Cell assembly for an energy storage device with activated carbon electrodes
RU2483383C2 (ru) 2006-11-27 2013-05-27 ЮНИВЕРСАЛ СУПЕРКАПАСИТОРЗ ЭлЭлСи Электрод для использования в электрохимическом конденсаторе с двойным электрическим слоем (варианты)
AR064292A1 (es) 2006-12-12 2009-03-25 Commw Scient Ind Res Org Dispositivo mejorado para almacenamiento de energia
AR067238A1 (es) * 2007-03-20 2009-10-07 Commw Scient Ind Res Org Dispositivos optimizados para el almacenamiento de energia
KR101384663B1 (ko) * 2007-06-05 2014-04-14 삼성전자주식회사 수퍼캐패시터 및 이를 이용한 정수용 전기 화학 장치
US20090103242A1 (en) * 2007-10-19 2009-04-23 Axion Power International, Inc. Electrode with Reduced Resistance Grid and Hybrid Energy Storage Device Having Same
KR20120027260A (ko) 2009-04-23 2012-03-21 후루카와 덴치 가부시키가이샤 납 축전지용 부극판의 제조법 및 납 축전지
JP5711483B2 (ja) 2009-08-27 2015-04-30 古河電池株式会社 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板の製造法及び鉛蓄電池
CN102725883B (zh) 2009-08-27 2015-08-26 联邦科学和工业研究组织 电存储装置及其电极
JP5797384B2 (ja) 2009-08-27 2015-10-21 古河電池株式会社 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板及び鉛蓄電池
JP2011206749A (ja) * 2010-03-30 2011-10-20 Daikin Industries Ltd 通電装置および通電方法
JP2012133959A (ja) 2010-12-21 2012-07-12 Furukawa Battery Co Ltd:The 鉛蓄電池用複合キャパシタ負極板及び鉛蓄電池
JP2015531542A (ja) 2012-09-06 2015-11-02 オプシストバ・ス・オルガニチノイ・アトベツトベンノスチュ(タバーリシストバ・エネルギチーチェスキフ・イ・エレクトロモビーリニフ・プロエクトフ)Obschestvo Sogranichennoy Otvetstvennostyu ‘Tovarischestvo Energeticheskikh I Elektromobilnikh Proektov’ 高出力電気二重層キャパシタ
US20170110255A1 (en) * 2015-10-14 2017-04-20 Pacesetter, Inc. Cathode subassembly with integrated separator

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3536963A (en) 1968-05-29 1970-10-27 Standard Oil Co Electrolytic capacitor having carbon paste electrodes
US3652902A (en) 1969-06-30 1972-03-28 Ibm Electrochemical double layer capacitor
US4370206A (en) * 1977-07-06 1983-01-25 Rexnord, Incorporated Method of operating an electrochemical gas measuring system
US4313084A (en) 1978-03-27 1982-01-26 Nippon Electric Co., Ltd. Laminated structure of double-layer capacitor
DE3210420A1 (de) 1982-03-22 1983-09-22 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Elektrochemischer doppelschichtkondensator
EP0112923B1 (en) * 1982-06-30 1990-09-19 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Double electric layer capacitor
US4438481A (en) * 1982-09-30 1984-03-20 United Chemi-Con, Inc. Double layer capacitor
GB8501155D0 (en) * 1985-01-17 1985-02-20 Shell Int Research Capacitive underwater electrical connector
JPS62105412A (ja) 1985-11-01 1987-05-15 株式会社村田製作所 電気二重層コンデンサ
US4683516A (en) * 1986-08-08 1987-07-28 Kennecott Corporation Extended life capacitor and method
US4713734A (en) 1986-11-24 1987-12-15 Dekay Thomas J Wall lamps
JPH0693413B2 (ja) 1988-02-09 1994-11-16 株式会社村田製作所 電気二重層コンデンサ
WO1992012521A1 (en) 1990-12-29 1992-07-23 Nauchno-Proizvodstvennoe Obiedinenie 'kvant' Capacitor with double electric layer and method of manufacture
US5381303A (en) * 1992-05-20 1995-01-10 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electric double layer capacitor and method for manufacture thereof
RU2063085C1 (ru) 1993-01-11 1996-06-27 Акционерное общество "Элит" Конденсатор с двойным электрическим слоем
RU2054723C1 (ru) 1993-04-17 1996-02-20 Михайленко Ирена Евгеньевна Конденсатор с двойным электрическим слоем
JPH08138978A (ja) * 1994-11-02 1996-05-31 Japan Gore Tex Inc 電気二重層コンデンサとその電極の製造方法
DE69513191T2 (de) * 1995-08-14 2000-05-25 Elton Aozt Kondensator mit elektrischer doppelschicht

Also Published As

Publication number Publication date
EP0964416A1 (en) 1999-12-15
US6195252B1 (en) 2001-02-27
BR9714281A (pt) 2000-04-18
HUP0002991A3 (en) 2002-04-29
KR100530522B1 (ko) 2005-11-23
PL334491A1 (en) 2000-02-28
HUP0002991A2 (hu) 2001-01-29
AU6125598A (en) 1999-05-31
KR20000070032A (ko) 2000-11-25
HU223721B1 (hu) 2004-12-28
EP0964416A4 (en) 2005-03-02
CZ283099A3 (cs) 1999-11-17
SK286579B6 (sk) 2009-01-07
WO1999024996A1 (fr) 1999-05-20
WO1999024996A8 (fr) 1999-07-08
CZ299062B6 (cs) 2008-04-16
UA42882C2 (uk) 2001-11-15
JP2001508243A (ja) 2001-06-19
SK107399A3 (en) 2000-08-14
NO322376B1 (no) 2006-09-25
NO993406L (no) 1999-07-09
NO993406D0 (no) 1999-07-09
CA2277475A1 (en) 1999-05-20
BG103599A (en) 2000-06-30
AU719684B2 (en) 2000-05-18
CA2277475C (en) 2004-01-20
BG63137B1 (bg) 2001-04-30
BR9714281B1 (pt) 2010-11-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
PL187751B1 (pl) Kondensator z podwójną warstwą elektryczną
EP0786786B1 (en) Capacitor with a double electrical layer
KR100309634B1 (ko) 전기이중층커패시터
US6181546B1 (en) Double layer capacitor
JP3648176B2 (ja) 有機系電解液を利用した金属酸化物電気化学擬似キャパシタ
JP2002246269A (ja) 電気化学素子
JPWO2005008700A1 (ja) 電気二重層キャパシタ
EP2323146A1 (en) Water-based electrolyte for electric double layer capacitor and electric double layer capacitor having the same
JPWO2008018326A1 (ja) 電気二重層キャパシタ用非水系電解液およびそれを用いた電気二重層キャパシタ
KR101732688B1 (ko) 전기 이중층 소자
JP4514275B2 (ja) 電気二重層コンデンサ
CN1183563C (zh) 具有双电荷层的电容器
JP2002252145A (ja) 電気化学素子
RU2160940C1 (ru) Конденсатор с двойным электрическим слоем
JP4627874B2 (ja) 電気二重層コンデンサ
JP2009117759A (ja) 電気二重層キャパシタ
JP2001338844A (ja) 電気二重層コンデンサ
JP2002015954A (ja) 電気二重層コンデンサ
KR100458723B1 (ko) 전기 이중층 소자
JP4043675B2 (ja) 炭素材料の賦活装置、炭素材料の賦活方法及び電気二重層コンデンサの製造方法
KR200248116Y1 (ko) 전기 이중층 소자
KR100356393B1 (ko) 콘덴서
KR20030047644A (ko) 전기에너지 저장 장치
JP2009170622A (ja) 電気化学キャパシタ用電極及び電気化学キャパシタ

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Decisions on the lapse of the protection rights

Effective date: 20051111