RU116270U1 - Конденсатор высокой удельной энергоемкости - Google Patents
Конденсатор высокой удельной энергоемкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU116270U1 RU116270U1 RU2011131028/07U RU2011131028U RU116270U1 RU 116270 U1 RU116270 U1 RU 116270U1 RU 2011131028/07 U RU2011131028/07 U RU 2011131028/07U RU 2011131028 U RU2011131028 U RU 2011131028U RU 116270 U1 RU116270 U1 RU 116270U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitor
- electrodes
- electrolyte
- impregnated
- porous
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
Конденсатор высокой удельной энергоемкости, состоящий из пары плоскопараллельных поляризуемых углеродных электродов, разделенных с помощью пористого сепаратора из полимерного волокна, пропитанного литийсодержащим электролитом, помещенных в герметичный корпус, в крышке которого укреплены токоподводы, соединенные с электродами с помощью коллектора, отличающийся тем, что конденсатор содержит, по меньшей мере, одну накопительную секцию, имеющую пропитанный электролитом ионопроводящий сепаратор, причем электроды изготовлены из композиционного материала, включающего в себя активный нанопористый уголь и терморасширенный графит, сочетающий в себе качества связующего, электропроводящего и пористообразующего компонента.
Description
Полезная модель относится к области разработки электролитических конденсаторов на основе двойного электрического слоя, которые могут быть использованы в качестве накопителей энергии для систем обеспечения качества электроснабжения, систем бесперебойного электропитания, источников энергии для электромобилей, гибридных энергетических установок ветровых, солнечных и приливных электростанций.
Известен конденсатор с двойным электрическим слоем (КДЭС), содержащий корпус, внутри которого размещен снабженный изоляторами и внутренними токоведущими пластинами пакет плоских накопительных секций, установленных друг на друга и сжатых между силовыми плитами, закрывающими корпус с торцов. Каждая накопительная секция имеет пропитанные водным электролитом два твердых пористых электрода, содержащих частицы активного угля, дисперсный углерод, непроводящие волокна и полимерное связующее. Пропитанный электролитом сепаратор разделяет электроды. Обратные стороны электродов контактируют с обкладками из пластичного металлического листа (Патент на изобретение РФ №2196369, опубл. 10.01.2003).
Данная конструкция, несмотря на то, что она позволяет создавать электрические конденсаторы большой емкости и запасаемой энергии с достаточно малым внутренним сопротивлением, обладает следующими недостатками. Для обеспечения необходимой механической прочности электродов применяется полимерное связующее в достаточно большом количестве, что приводит к увеличению внутреннего сопротивления накопительной секции и конденсатора в целом.
Технический результат полезной модели - повышение удельной энергоемкости, уменьшение внутреннего сопротивления и снижение себестоимости конденсатора.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном конденсаторе, состоящем из пары плоскопараллельных поляризуемых углеродных электродов, разделенных с помощью пористого сепаратора из полимерного волокна, пропитанного литийсодержащим электролитом, помещенных в герметичный корпус, в крышке которого укреплены токоподводы, соединенные с электродами с помощью коллектора, согласно полезной модели, конденсатор содержит, по меньшей мере, одну накопительную секцию, имеющую пропитанные электролитом ионопроводящий сепаратор и два пористых электрода, причем электроды изготовлены из композиционного материала, включающего в себя активный нанопористый уголь и терморасширенный графит, сочетающий в себе качества связующего, электропроводящего и пористообразующего компонента.
В применяемых при изготовлении конденсатора с двойным электрическим слоем пористых электродах полностью отсутствует полимерное связующее, а введение в состав терморасширенного графита позволяет сохранить необходимую механическую прочность и пористость, а также уменьшить внутреннее электрическое сопротивление.
Композиционный материал электродов может изготавливаться, например, при следующем соотношении входящих в его состав компонентов, вес.%: активный уголь - 5-30, терморасширенный графит - остальное. Такое соотношение компонентов позволяет повысить удельную емкость, уменьшить внутреннее сопротивление и себестоимость конденсатора.
В качестве компонентов композиционного материала могут использоваться: активный уголь - угли марок СКТ-4, СКТ-6, СКТ-8, СКТ-10, терморасширенный графит - ТРГ-400, такие компоненты имеют размеры агрегатов частиц менее 200 мкм и удельную поверхность 2-1000 м2/г. ТРГ-400 получают термолизом порошка фтороксида графита марки ФОГ-Э (ТУ 349735-0004-03533984-97) при 400°С в течение 4 час. Способ изготовления пористого электрода включает следующие операции: смешение вышеописанных компонентов; прессование при давлении не более 0,5 МПа; прокатка полученных обкладок при скоростях не превышающих 0,006 м/с и зазоре между валками не менее 0,2 мм. При прокатке и прессовании формируются поры разного типа. При прессовании поры - открытые, сообщающиеся с равномерным их распределением по объему, а при прокатке - туннельные, волокновые. В первом случае электрод конденсатора представляет собой объемно-пористую углеродную матрицу, которая легко пропитывается электролитом. Во втором же случае пористость внешнего поверхностного слоя электрода ниже пористости внутренних слоев. В связи с этим, для обеспечения эффективного использования внутренней поверхности электроды, полученные прокаткой, необходимо предварительно пропитывать электролитом не менее 15-20 часов.
Электрические параметры конденсаторов высокой удельной энергоемкости определяются размерами электродов, их пористостью и удельной поверхностью, составом электролита, напряжением заряда и при определенных условиях они могут быть использованы в качестве накопителей энергии, характеризующихся повышенными значениями разрядных токов.
Таким образом, заявленная полезная модель обеспечивает уменьшение себестоимости за счет упрощения технологического процесса изготовления конденсатора путем уменьшения количества операций и оборудования для его осуществления, а также отсутствием в составе электродного материала дорогостоящих полимерных связующих; увеличение удельной емкости за счет отсутствия диэлектрического барьера между частицами активного угля из-за отсутствия в составе электродного материала полимерного связующего; уменьшение внутреннего электрического сопротивления, сохранение механической прочности и достаточной пористости электродов за счет введения в состав электродного материала терморасширенного графита.
Пример 1.
Конденсатор высокой удельной энергоемкости изготовлен из пары высокопористых плоскопараллельных поляризуемых электродов, изготовленных прессованием и прокаткой активного нанопористого угля и терморасширенного графита в соотношении 1:9 в виде пластин толщиной 0,2 мм. С помощью пористого сепаратора из полимерного волокна электроды разделили и поместили в герметичный корпус конденсатора, в крышке которого укреплены токоподводы, имеющие электрический контакт с электродами. Предварительно вся система в течение 20 часов пропитывалась литийсодержащим электролитом. Максимальное напряжение, которое выдерживал конденсатор, составило 2,5 В, при этом удельная емкость составила 6,5 Ф на см3.
Пример 2.
Конденсатор высокой удельной энергоемкости изготовлен из пары высокопористых плоскопараллельных поляризуемых электродов, изготовленных прессованием и прокаткой активного нанопористого угля и терморасширенного графита в соотношении 2:8 в виде пластин толщиной 0,2 мм. С помощью пористого сепаратора из полимерного волокна электроды разделили и поместили в герметичный корпус конденсатора, в крышке которого укреплены токоподводы, имеющие электрический контакт с электродами. Предварительно вся система в течение 20 часов пропитывалась литийсодержащим электролитом. Максимальное напряжение, которое выдерживал конденсатор, составило 2,5 В, при этом удельная емкость составила 11,2 Ф на см3.
Пример 3.
Конденсатор высокой удельной энергоемкости изготовлен из пары высокопористых плоскопараллельных поляризуемых электродов, изготовленных прессованием и прокаткой активного нанопористого угля и терморасширенного графита в соотношении 3:7 в виде пластин толщиной 0,2 мм. С помощью пористого сепаратора из полимерного волокна электроды разделили и поместили в герметичный корпус конденсатора, в крышке которого укреплены токоподводы, имеющие электрический контакт с электродами. Предварительно вся система в течение 20 часов пропитывалась литийсодержащим электролитом. Максимальное напряжение, которое выдерживал конденсатор, составило 2,5 В при этом удельная емкость составила 19 Ф на см3.
Claims (1)
- Конденсатор высокой удельной энергоемкости, состоящий из пары плоскопараллельных поляризуемых углеродных электродов, разделенных с помощью пористого сепаратора из полимерного волокна, пропитанного литийсодержащим электролитом, помещенных в герметичный корпус, в крышке которого укреплены токоподводы, соединенные с электродами с помощью коллектора, отличающийся тем, что конденсатор содержит, по меньшей мере, одну накопительную секцию, имеющую пропитанный электролитом ионопроводящий сепаратор, причем электроды изготовлены из композиционного материала, включающего в себя активный нанопористый уголь и терморасширенный графит, сочетающий в себе качества связующего, электропроводящего и пористообразующего компонента.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011131028/07U RU116270U1 (ru) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | Конденсатор высокой удельной энергоемкости |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011131028/07U RU116270U1 (ru) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | Конденсатор высокой удельной энергоемкости |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU116270U1 true RU116270U1 (ru) | 2012-05-20 |
Family
ID=46231189
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011131028/07U RU116270U1 (ru) | 2011-07-26 | 2011-07-26 | Конденсатор высокой удельной энергоемкости |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU116270U1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014038972A1 (ru) * | 2012-09-06 | 2014-03-13 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Товарищество Энергетических И Электромобильных Проектов" | Импульсный конденсатор с двойным электрическим слоем |
RU2554933C1 (ru) * | 2014-01-09 | 2015-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "АкКо Лаб" | Композиционный углеродсодержащий материал для химического источника тока и способ его получения |
-
2011
- 2011-07-26 RU RU2011131028/07U patent/RU116270U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014038972A1 (ru) * | 2012-09-06 | 2014-03-13 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Товарищество Энергетических И Электромобильных Проектов" | Импульсный конденсатор с двойным электрическим слоем |
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 |
RU2554933C1 (ru) * | 2014-01-09 | 2015-07-10 | Общество с ограниченной ответственностью "АкКо Лаб" | Композиционный углеродсодержащий материал для химического источника тока и способ его получения |
WO2015105434A1 (ru) * | 2014-01-09 | 2015-07-16 | Общество с ограниченной ответственностью "АкКо Лаб" | Композиционный углеродсодержащий материал для химического источника тока и способ его получения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Pan et al. | Mesoporous Cladophora cellulose separators for lithium-ion batteries | |
Huang et al. | High performance fully paper‐based all‐solid‐state supercapacitor fabricated by a papermaking process with silver nanoparticles and reduced graphene oxide‐modified pulp fibers | |
RU2419907C1 (ru) | Многоэлементный электрохимический конденсатор и способ его изготовления | |
JP4878881B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ用電極および電気二重層キャパシタ | |
US20080003166A1 (en) | Methods of forming nanoporous carbon material and electrodes and electrochemical double layer capacitors therefrom | |
CN103151183B (zh) | 一种电极的制作方法、储能装置及其制作方法 | |
JP2007280803A (ja) | ハイブリッド型積層電極、それを用いたハイブリッド二次電源 | |
WO2013054710A1 (ja) | リチウムイオンキャパシタ、および蓄電デバイス、蓄電システム | |
KR20130017987A (ko) | 전기화학 캐패시터용 전극 및 이를 포함하는 전기화학 캐패시터 | |
RU2427052C1 (ru) | Электродный материал для конденсатора электрического, способ его изготовления и суперконденсатор электрический | |
TW201526048A (zh) | 具有改善老化性能的超級電容器 | |
KR101038869B1 (ko) | 커패시터용 전극 및 이를 포함하는 전기 이중층 커패시터 | |
RU116270U1 (ru) | Конденсатор высокой удельной энергоемкости | |
CN109643611B (zh) | 用于电化学电池的电极的添加剂材料、双层电容器和这种电极的制造方法 | |
KR20140138739A (ko) | 전극 재료 및, 이 전극 재료를 이용한 커패시터, 2차 전지 | |
CN208336002U (zh) | 分体式超级蓄电容器 | |
JP2005044821A (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
KR102188237B1 (ko) | 전해액 함침성이 우수한 전극을 제조할 수 있는 슈퍼커패시터 전극용 조성물, 이를 이용한 슈퍼커패시터 전극의 제조방법 및 상기 제조방법을 이용하여 제조된 슈퍼커패시터 | |
KR100342069B1 (ko) | 왕겨활성탄을 원료로한 분극성 전극의 제조방법 및 그분극성 전극을 적용한 전기이중층 캐패시터 | |
Gromadskyi et al. | Bivariant mechanical tuning of porous carbon electrodes for high-power and high-energy supercapacitors | |
JP2013165161A (ja) | キャパシタ | |
CN106981375B (zh) | 一种超高功率大容量碳气凝胶双电层电容器单体的制备方法 | |
JP2011243707A (ja) | キャパシタ用電極及びそれを用いたキャパシタ | |
EP2894643A1 (en) | Electric double-layer pulse capacitor | |
Drobnyi | The effect of nanoporous electrode composition on supercapacitor performance |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20130727 |