PL243201B1

PL243201B1 - Electrochemical capacitor with redox aqueous electrolyte

Info

Publication number: PL243201B1
Application number: PL435519A
Authority: PL
Inventors: Agnieszka CHOJNACKA; Agnieszka Chojnacka; Barbara Górska
Original assignee: Politechnika Poznanska
Priority date: 2020-09-29
Filing date: 2020-09-29
Publication date: 2023-07-17
Also published as: PL435519A1

Abstract

Przedmiotem wynalazku jest kondensator elektrochemiczny z elektrodą węglową o właściwościach redoks pracujący w elektrolicie wodnym zawierający oddzielone porowatą membraną elektrody wykonane z materiału węglowego o rozwiniętej powierzchni właściwej rzędu 2000 m2/g. Elektrolit stanowi wodny roztwór o stężeniu od 0,001 M do 5 M zawierający anion N,N-dietyloditiokarbaminianowy o wzorze 1 ulegający reakcji redoks do disulfidu tetrametylotiuramu o wzorze 2.The subject of the invention is an electrochemical capacitor with a carbon electrode with redox properties working in an aqueous electrolyte, containing electrodes made of carbon material separated by a porous membrane with a developed specific surface area of the order of 2000 m2/g. The electrolyte is an aqueous solution with a concentration of 0.001 M to 5 M containing the N,N-diethyldithiocarbamate anion of formula 1 redox reacting to tetramethylthiuram disulfide of formula 2.

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest kondensator elektrochemiczny (KE) pracujący w elektrolicie wodnym o właściwościach redoks.The subject of the invention is an electrochemical capacitor (KE) operating in a water electrolyte with redox properties.

Kondensatory elektrochemiczne to urządzenia do magazynowania energii elektrycznej charakteryzujące się wysokimi wartościami mocy wyjściowej. Zasadniczo KE składają się z dwóch elektrod, najczęściej wykonanych z materiału węglowego o wysokorozwiniętej powierzchni właściwej, będących w kontakcie z kolektorami prądowymi, a oddzielonych jonowymienną oraz izolującą elektrycznie membraną. Taki układ nasączony jest elektrolitem. W praktyce istnieje duży wybór materiałów elektrodowych oraz elektrolitów, co z kolei przekłada się na mechanizm ładowania urządzenia.Electrochemical capacitors are electrical energy storage devices characterized by high output power values. Basically, KEs consist of two electrodes, most often made of a carbon material with a highly developed specific surface, in contact with current collectors, and separated by an ion-exchange and electrically insulating membrane. Such a system is soaked in electrolyte. In practice, there is a large selection of electrode materials and electrolytes, which in turn translates into the charging mechanism of the device.

Pierwszy typ to kondensatory podwójnej warstwy elektrycznej (PWE). Wytwarzane są one na bazie materiałów węglowych o wysokiej porowatości i wysokorozwiniętej powierzchni właściwej, która pozbawiona jest elektroaktywnych grup funkcyjnych, oraz elektrolitów organicznych, wodnych lub cieczy jonowych. Po podłączeniu zewnętrznego źródła zasilania, jony elektrolitu przyciągane są elektrostatyczne do powierzchni elektrod o przeciwnym znaku, aniony do elektrody dodatniej, kationy do elektrody ujemnej, tworząc PWE. Przy stałym obciążeniu prądowym potencjały pracy elektrod zmieniają się liniowo. Kolejny typ urządzeń to te w których stosowane są elektrody wykonane z materiałów o właściwościach pseudopojemnościowych takich jak nanometryczne tlenki metali przejściowych, np. RuO2, MnO2. W tym przypadku ładunek akumulowany jest na drodze szybkich i odwracalnych reakcji redoks (prąd faradajowski), co znacznie zwiększa pojemność KE, w których są stosowane. Podczas procesu ładowania/wyładowania przy stałym obciążeniu prądowym, podobnie jak w przypadku nanoporowatych elektrod węglowych w kondensatorach PWE, potencjał pracy takiej elektrody zmienia się liniowo. Na ogół, elektrody na bazie materiałów o właściwościach pseudopojemnościowych są sprzęgane z elektrodami wykonanymi z materiałów węglowych tworząc kondensator asymetryczny. Osobną grupę stanowią urządzenia, w których na jednej z elektrod zachodzą reakcje redoks, takie jak w przypadku akumulatorów elektrycznych. Przy stałym obciążaniu prądowym taka elektroda pracuje w bardzo wąskim zakresie potencjału. Również w tym przypadku elektroda redoks jest łączona z elektrodą na której ładunek jest akumulowany w PWE. Jeżeli każdy z procesów występuje tylko na jednej elektrodzie, taki system określany jest mianem hybrydowego kondensatora elektrochemicznego.The first type is double electrical layer (PWE) capacitors. They are manufactured on the basis of carbon materials with high porosity and highly developed specific surface, which is devoid of electroactive functional groups, and organic, water or ionic liquid electrolytes. After connecting an external power source, the electrolyte ions are electrostatically attracted to the surface of the electrodes with the opposite sign, anions to the positive electrode, cations to the negative electrode, forming PWE. With a constant current load, the working potentials of the electrodes change linearly. Another type of devices are those in which electrodes made of materials with pseudocapacitance properties are used, such as nanometric transition metal oxides, e.g. RuO2, MnO2. In this case, the charge is accumulated by means of fast and reversible redox reactions (Faraday current), which significantly increases the capacitance of the ECs in which they are used. During the charging/discharging process at a constant current load, as in the case of nanoporous carbon electrodes in PWE capacitors, the work potential of such an electrode changes linearly. Generally, electrodes based on pseudo-capacitive materials are coupled with electrodes made of carbon materials to form an asymmetric capacitor. A separate group consists of devices in which redox reactions take place on one of the electrodes, such as in the case of electric batteries. With a constant current load, such an electrode works in a very narrow potential range. Also in this case, the redox electrode is combined with the electrode on which the charge is accumulated in the PWE. If each process occurs on only one electrode, the system is referred to as a hybrid electrochemical capacitor.

W praktyce, komercyjne KE to głównie urządzenia na bazie elektrod wykonanych z materiałów węglowych nasączonych elektrolitem organicznym i rozdzielonych porowatą membraną. Zastosowanie elektrolitu organicznego, czyli roztworu wybranej czwartorzędowej soli organicznej w rozpuszczalniku organicznym, najczęściej acetonitrylu, pozwala osiągnąć wysokie wartości napięcia (2,7 do 3,0 V).In practice, commercial ECs are mainly devices based on electrodes made of carbon materials soaked in an organic electrolyte and separated by a porous membrane. The use of an organic electrolyte, i.e. a solution of a selected quaternary organic salt in an organic solvent, most often acetonitrile, allows to achieve high voltage values (2.7 to 3.0 V).

Zgodnie z równaniem na energię tych urządzeń, E = ½ CU² (E - energia C - pojemność, U - napięcie), przekłada się to na relatywnie wysokie wartości energii. Ponadto, dzięki niskim wartościom oporu, na które wpływa niska lepkość takiego elektrolitu, uzyskuje się wysokie wartości mocy (P = U2/4 Rs; Rs - suma rezystancji wewnętrznych elementów tworzących kondensator elektrochemiczny).According to the equation for the energy of these devices, E = ½ CU ² (E - energy, C - capacitance, U - voltage), this translates into relatively high energy values. In addition, due to the low resistance values, which are affected by the low viscosity of such an electrolyte, high power values are obtained (P = U2/4 Rs; Rs - the sum of the resistances of the internal elements that make up the electrochemical capacitor).

Jednak produkcja tego typu KE wymaga dokładnego wysuszenia wrażliwych na wilgoć komponentów (elektrolit, elektrody) oraz zastosowania bezwodnej atmosfery gazu obojętnego, co znacząco zwiększa koszt ich produkcji. Co więcej, acetonitryl zawarty w elektrolicie organicznym jest lotny, łatwopalny oraz toksyczny powodując obniżenie bezpieczeństwa użytkowania takich KE.However, the production of this type of KE requires thorough drying of moisture-sensitive components (electrolyte, electrodes) and the use of an anhydrous inert gas atmosphere, which significantly increases the cost of their production. Moreover, the acetonitrile contained in the organic electrolyte is volatile, flammable and toxic, reducing the safety of use of such ECs.

Uzasadnioną ekonomicznie oraz przyjazną dla środowiska alternatywę stanowią elektrolity wodne. Ich zastosowanie do wytwarzania KE nie wymaga suszenia komponentów, ani specjalnej atmosfery ochronnej. Jednak wadą tego typu urządzeń jest ich niskie napięcie pracy, zatem również energia. Napięcie robocze KE na bazie elektrod węglowych wynosi od 0,8 V dla elektrolitów 60 kwaśnych i zasadowych do 2,0 V dla elektrolitów o neutralnym pH. Różnice w tych wartościach zależą także od zastosowanych kolektorów prądowych (metale szlachetne np. złoto zapewniają bardziej stabilną pracę KE w porównaniu do np. uzasadnionej ekonomicznie stali nierdzewnej). Niemniej jednak, wyższe wartości energii można uzyskać stosując elektrolity wodne o właściwościach redoks. Pozwalają one na magazynowanie energii na drodze przyjęcia/oddania elektronu przez aktywne elektrochemicznie molekuły. W wodnych KE jako związki o właściwościach redoks najczęściej stosowane są benzochinonon (R. Santamaria et all, Angew. Chem. Int. Ed., 50 (2011) 1699-1701) i jego pochodne lub halidki (i^- w G. Lota, E. Frąckowiak, Electrochem. Commun., 11 (2009) 87-90).Water-based electrolytes are an economically justified and environmentally friendly alternative. Their use for the production of KE does not require drying of components or a special protective atmosphere. However, the disadvantage of this type of devices is their low operating voltage, so also the energy. The operating voltage of KE based on carbon electrodes ranges from 0.8 V for acidic and alkaline electrolytes to 2.0 V for pH-neutral electrolytes. Differences in these values also depend on the current collectors used (precious metals, e.g. gold, ensure more stable operation of the KE compared to, for example, economically justified stainless steel). Nevertheless, higher energy values can be obtained by using aqueous electrolytes with redox properties. They allow energy to be stored by accepting/donating an electron by electrochemically active molecules. In aqueous KEs, benzoquinones are most often used as redox compounds (R. Santamaria et all, Angew. Chem. Int. Ed., 50 (2011) 1699-1701) and its derivatives or halides (and ^- in G. Lota, E Frąckowiak, Electrochem Commun., 11 (2009) 87-90).

Interesującą alternatywę może stanowić zastosowanie wybranych związków siarkoorganicznych, które mogą zostać utlenione z wytworzeniem organicznego disiarczku (R-S-S-R). Do tej pory właściwości redoks disiarczków (disulfidów) badane były w akumulatorach litowo-jonowych lub sodowo-jonowych (K Naoi, all, US20040157122A1 (2002); K. Kang et all, Adv. Mater., (2018) 1704682-1704682). Natomiast w KE na bazie elektrod węglowych użyto elektrolit wodny z dodatkiem tiomocznika ulegającego reakcji redoks z wytworzeniem wiązania S-S (G. Lota et all, Electrochem. Comm., 97 (2018) 32-36).An interesting alternative may be the use of selected organosulfur compounds that can be oxidized to form an organic disulfide (R-S-S-R). So far, the redox properties of disulfides have been studied in lithium-ion or sodium-ion batteries (K Naoi, all, US20040157122A1 (2002); K. Kang et all, Adv. Mater., (2018) 1704682-1704682). On the other hand, KE based on carbon electrodes uses a water electrolyte with the addition of thiourea undergoing a redox reaction to form an S-S bond (G. Lota et all, Electrochem. Comm., 97 (2018) 32-36).

Wobec powyższego, obiecujące rozwiązanie stanowi zastosowanie anionu N,N-dietyloditiokarbaminianowego. W odpowiednich warunkach może on zostać utleniony formując dimer, tiuram (IUPAC: disulfid tetrametylotiuramu), z wytworzeniem mostku disiarczkowego (S-S).Therefore, the use of N,N-diethyldithiocarbamate anion is a promising solution. Under the right conditions, it can be oxidized to form the dimer thiuram (IUPAC: tetramethylthiuram disulfide) to form a disulfide bridge (S-S).

W związku z powyższym, w pracach badawczych nad wynalazkiem zaproponowano zastosowanie wodnych roztworów zawierających anion N,N -dietyloditiokarbaminianowy jako elektrolitów o właściwościach redoks w KE na bazie elektrod wykonanych z węgla o wysokorozwiniętej powierzchni właściwej.Therefore, in research works on the invention, it was proposed to use aqueous solutions containing N,N-diethyldithiocarbamate anion as electrolytes with redox properties in KE based on electrodes made of carbon with a highly developed specific surface area.

Podczas prac badawczych okazało się, że zastosowanie soli nieorganicznej z anionem N,N-dietyloditiokarbaminianowym pozwala na osiągniecie wysokiego stężenia elektroaktywnych anionów w roztworze wodnym, co z kolei pozwala zwiększyć ładunek zakumulowany w procesie ładowania KE.During the research, it turned out that the use of an inorganic salt with N,N-diethyldithiocarbamate anion allows to achieve a high concentration of electroactive anions in an aqueous solution, which in turn allows to increase the charge accumulated in the KE charging process.

Istotą wynalazku jest kondensator elektrochemiczny działający w elektrolicie wodnym o właściwościach redoks, zawierający oddzielone porowatą membraną elektrody wykonane z materiału węglowego o rozwiniętej powierzchni właściwej rzędu 2000 m²/g, w który elektrolit stanowi roztwór wodny o stężeniu od 0.001 M do 5 M zawierający anion N,N-dietyloditiokarbaminianowy o wzorze 1, który w toku pracy KE ulega reakcji redoks do disulfidu tetrametylotiuramu o wzorze 2.The essence of the invention is an electrochemical capacitor operating in a water electrolyte with redox properties, containing electrodes made of carbon material separated by a porous membrane with a specific surface area of 2000 m ² /g, in which the electrolyte is an aqueous solution with a concentration of 0.001 M to 5 M containing the anion N N-diethyldithiocarbamate of the formula 1, which undergoes a redox reaction in the course of KE work to form tetramethylthiuram disulfide of the formula 2.

W szczególności elektrolit może stanowić wodny roztwór siarczanu metalu alkalicznego oraz N,N-dietyloditiokarbaminianu sodu albo wodny roztwór siarczanu metalu alkalicznego, jodku metalu alkalicznego oraz N,N-dietyloditiokarbaminianu sodu.In particular, the electrolyte may be an aqueous solution of alkali metal sulfate and sodium N,N-diethyldithiocarbamate or an aqueous solution of alkali metal sulfate, alkali metal iodide and sodium N,N-diethyldithiocarbamate.

Kondensator elektrochemiczny według wynalazku znajduje zastosowanie jako układ do magazynowania energii.The electrochemical capacitor according to the invention is used as an energy storage system.

Dzięki zastosowaniu rozwiązania według wynalazku uzyskano następujące efekty techniczno-ekonomiczne:Thanks to the application of the solution according to the invention, the following technical and economic effects were obtained:

- możliwość rozszerzenia napięcia pracy kondensatora do 1,4 V,- possibility of extending the operating voltage of the capacitor to 1.4 V,

- zmniejszenie toksyczności, palności i wybuchowości stosowanego elektrolitu w porównaniu do elektrolitów organicznych,- reduction of toxicity, flammability and explosiveness of the electrolyte used compared to organic electrolytes,

- znaczne obniżenie kosztów przygotowania elektrolitu w porównaniu do elektrolitów organicznych o niskiej zawartości wody (< 20 ppm),- significant reduction of electrolyte preparation costs compared to organic electrolytes with low water content (< 20 ppm),

- znaczne obniżenie kosztów wytwarzania kondensatorów elektrochemicznych dzięki możliwości zastosowania kolektorów wykonanych ze stali nierdzewnej;- significant reduction of electrochemical capacitors manufacturing costs thanks to the possibility of using collectors made of stainless steel;

- wzrost pojemności urządzenia, w porównaniu do innych KE na bazie neutralnych elektrolitów wodnych.- an increase in the capacity of the device compared to other KE based on neutral water electrolytes.

Wynalazek przedstawiono w poniższych przykładach realizacji.The invention is illustrated in the following embodiments.

Przykład IExample I

Elektrody kondensatora elektrochemicznego wykonano z sadzy o rozwiniętej powierzchni właściwej. Materiał przygotowano w następujący sposób: materiał aktywny (80% wt.), perkolator (10% wt.) oraz lepiszcze (10% wt. 60% zawiesiny politetrafluoroetylenu w wodzie) umieszczono w naczyniu reakcyjnym, dodano etanolu i mieszano, aż do otrzymania homogennej gęstwy. Następnie, rozpuszczalnik odparowano w temperaturze 120°C. Z otrzymanej masy przygotowano arkusz o grubości 0,3 mm, z którego wycięto elektrody o średnicy 10 mm; elektrody suszono pod obniżonym ciśnieniem przez 12 godzin. Tak wykonane elektrody umieszczono w naczyniu elektrochemicznym o kolektorach prądowych ze stali nierdzewnej i oddzielono separatorem z włókniny szklanej. Elektrolit stanowił 0,3M wodny roztwór N,N-dietyloditiokarbaminianu sodu, co pozwoliło na uzyskanie napięcia pracy cyklicznej równego 1,4 V oraz pojemności 41 F/g (w przeliczeniu na masę materiału aktywnego w elektrodach) dla gęstości prądu 0,25 A/g (w przeliczeniu na układ). Energia kondensatora wynosiła odpowiednio 11,3 Wh/kg (w odniesieniu do masy materiału aktywnego w elektrodach).The electrodes of the electrochemical capacitor are made of carbon black with a developed specific surface. The material was prepared as follows: active material (80% wt.), percolator (10% wt.) and binder (10% wt. 60% suspension of polytetrafluoroethylene in water) were placed in the reaction vessel, ethanol was added and mixed until a homogeneous thick. Then, the solvent was evaporated at 120°C. From the mass obtained, a 0.3 mm thick sheet was prepared, from which electrodes with a diameter of 10 mm were cut; the electrodes were dried under reduced pressure for 12 hours. The electrodes made in this way were placed in an electrochemical vessel with stainless steel current collectors and separated with a glass non-woven separator. The electrolyte was a 0.3M aqueous solution of sodium N,N-diethyldithiocarbamate, which allowed to obtain a cyclic operating voltage of 1.4 V and a capacitance of 41 F/g (calculated to the mass of active material in the electrodes) for a current density of 0.25 A/ g (per chip). The energy of the capacitor was 11.3 Wh/kg (relative to the weight of the active material in the electrodes).

Przykład IIExample II

Do wykonania elektrod kondensatora elektrochemicznego użyto materiału aktywnego (sadzy o rozwiniętej powierzchni), perkloatora oraz lepiszcza (60% zawiesiny politetrafluoroetylenu w wodzie), które zmieszano z alkoholem krótkołańcuchowym wytwarzając homogenną gęstwę. Rozpuszczalnik odparowano w warunkach normalnych przy ciągłym mieszaniu układu. Z materiału elektrodowego wykonano arkusz o grubości 0,3 mm, z którego wycięto elektrody o średnicy 10 mm, i kolejno wysuszono pod obniżonym ciśnieniem. Otrzymane elektrody umieszczono w naczyniu elektrochemicznym, którego kolektory prądowe wykonane były ze stali nierdzewnej i oddzielono je separatorem z włókniny szklanej.To make the electrochemical capacitor electrodes, the active material (soot with a developed surface), a percloter and a binder (60% suspension of polytetrafluoroethylene in water) were used, which were mixed with short-chain alcohol to produce a homogeneous slurry. The solvent was evaporated under normal conditions with continuous stirring of the system. The electrode material was made into a 0.3 mm thick sheet, from which electrodes with a diameter of 10 mm were cut and successively dried under reduced pressure. The obtained electrodes were placed in an electrochemical vessel with current collectors made of stainless steel and separated with a glass fiber separator.

Naczynie elektrochemiczne wypełniono elektrolitem, stanowiącym wodny roztwór 0,5 M siarczanuj) sodu oraz 0,15 M N,N-dietyloditiokarbaminianu sodu. Napięcie pracy cyklicznej kondensatora wynosiło 1,4 V, a pojemność 28 F/g (w przeliczeniu na masę materiału aktywnego w elektrodach) dla gęstości prądu 0,25 A/g (w przeliczeniu na układ). Energia kondensatora wynosiła 7,7 Wh/kg (w odniesieniu do masy materiału aktywnego w elektrodzie).The electrochemical vessel was filled with an electrolyte consisting of an aqueous solution of 0.5 M sodium sulfate and 0.15 M sodium N,N-diethyldithiocarbamate. The cyclic operating voltage of the capacitor was 1.4 V, and the capacitance was 28 F/g (calculated to the mass of the active material in the electrodes) for a current density of 0.25 A/g (calculated to the system). The energy of the capacitor was 7.7 Wh/kg (relative to the weight of the active material in the electrode).

Przykład IIIExample III

Homogenną gęstwę materiału elektrodowego wytworzono z połączenia materiału aktywnego (sadzy o rozwiniętej powierzchni), perkloatora, lepiszcza (60% zawiesiny politetrafluoroetylenu w wodzie) oraz alkoholu etylowego. Następnie, użyto jej do przygotowania arkusza o grubości 0,3 mm i wycięto z niego elektrody o średnicy 10 mm, które wysuszono pod próżnią. W naczyniu elektrochemicznym z kolektorami prądowymi wykonanymi ze stali nierdzewnej umieszczono otrzymane elektrody i oddzielono je separatorem z włókniny szklanej.A homogeneous electrode material slurry was made of a combination of the active material (carbon black with a developed surface), a percloter, a binder (60% suspension of polytetrafluoroethylene in water) and ethyl alcohol. It was then used to prepare a 0.3 mm thick sheet and 10 mm diameter electrodes were cut out of it and dried under vacuum. The obtained electrodes were placed in an electrochemical vessel with current collectors made of stainless steel and separated with a glass non-woven separator.

Naczynie elektrochemiczne wypełniono elektrolitem, stanowiącym wodny roztwór 0,5 M siarczanu(VI) sodu oraz 0,5 M N,N-dietyloditiokarbaminianu sodu. Napięcie pracy cyklicznej kondensatora wynosiło 1,4 V, a pojemność 36 F/g (w przeliczeniu na masę materiału aktywnego w elektrodach) dla gęstości prądu 0,25 A/g (w przeliczeniu na układ). Energia kondensatora wynosiła 9,9 Wh/kg w odniesieniu do masy materiału aktywnego w elektrodzie.The electrochemical vessel was filled with an electrolyte consisting of an aqueous solution of 0.5 M sodium sulfate(VI) and 0.5 M N,N-diethyldithiocarbamate sodium. The cyclic operating voltage of the capacitor was 1.4 V, and the capacitance was 36 F/g (calculated to the mass of the active material in the electrodes) for a current density of 0.25 A/g (calculated to the system). The energy of the capacitor was 9.9 Wh/kg based on the weight of the active material in the electrode.

Przykład IVExample IV

Elektrody węglowe kondensatora elektrochemicznego wytworzono z materiału aktywnego (sadzy o rozwiniętej powierzchni), perkloatora i lepiszcza (60% zawiesiny politetrafluoroetylenu w wodzie), które zmieszano z alkoholem krótkołańcuchowo i uzyskano homogenną gęstwę. Rozpuszczalnik częściowo odparowano do uzyskania plastycznej masy z której przygotowano arkusz o grubości 0,3 mm. Kolejno wycięto elektrody o średnicy 10 mm i wysuszono pod obniżonym ciśnieniem. Tak otrzyma ne elektrody umieszczono w naczyniu elektrochemicznym z kolektorami prądowymi wykonanymi ze stali nierdzewnej i oddzielono separatorem z włókniny szklanej.The carbon electrodes of the electrochemical capacitor were made of an active material (carbon black with a developed surface area), a percloter and a binder (60% suspension of polytetrafluoroethylene in water), which were mixed with short-chain alcohol to obtain a homogeneous slurry. The solvent was partially evaporated to obtain a plastic mass from which a 0.3 mm thick sheet was prepared. Subsequently, electrodes with a diameter of 10 mm were cut and dried under reduced pressure. The electrodes obtained in this way were placed in an electrochemical vessel with current collectors made of stainless steel and separated with a glass non-woven separator.

Elektrolit stanowił wodny roztwór 0,5 M siarczanu(VI) sodu, 0,3 M N,N-dietyloditiokarbaminianu sodu, oraz 0,3 M jodku sodu. Napięcie pracy cyklicznej kondensatora wynosiło 1,4 V a pojemność 34 F/g (w przeliczeniu na masę materiału aktywnego w elektrodach) dla gęstości prądu 0,25 A/g (w przeliczeniu na układ). Energia kondensatora wynosiła 9,4 Wh/kg (w odniesieniu do masy materiału aktywnego w elektrodzie).The electrolyte was an aqueous solution of 0.5 M sodium sulfate, 0.3 M sodium N,N-diethyldithiocarbamate, and 0.3 M sodium iodide. The cyclic operating voltage of the capacitor was 1.4 V and the capacitance was 34 F/g (calculated to the mass of the active material in the electrodes) for a current density of 0.25 A/g (calculated to the system). The energy of the capacitor was 9.4 Wh/kg (relative to the weight of the active material in the electrode).

Claims

1. An electrochemical capacitor with a water electrolyte with redox properties, containing electrodes made of carbon material separated by a porous membrane with a developed specific surface area of the order of 2000 m ² /g, characterized in that the electrolyte is an aqueous solution with a concentration of 0.001 M to 5 M containing anion N,N -diethyldithiocarbamate of formula 1 undergoing redox reaction to tetramethylthiuram disulfide of formula 2.

2. An electrochemical capacitor according to claim The method of claim 1, characterized in that the electrolyte is an aqueous solution of alkali metal sulfate and sodium N,N-diethyldithiocarbamate.

3. An electrochemical capacitor according to claim The method of claim 1, wherein the electrolyte is an aqueous solution of alkali metal sulfate, alkali metal iodide and sodium N,N-diethyldithiocarbamate.