RU2160940C1 - Конденсатор с двойным электрическим слоем - Google Patents
Конденсатор с двойным электрическим слоем Download PDFInfo
- Publication number
- RU2160940C1 RU2160940C1 RU99117170A RU99117170A RU2160940C1 RU 2160940 C1 RU2160940 C1 RU 2160940C1 RU 99117170 A RU99117170 A RU 99117170A RU 99117170 A RU99117170 A RU 99117170A RU 2160940 C1 RU2160940 C1 RU 2160940C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- capacitor
- electrode
- electrolyte
- electrodes
- polarizable
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
Конденсатор с двойным электрическим слоем, у которого один из электродов выполнен из углеродного материала, а другой - из материала, включающего в себя диоксид свинца. Описываемый конденсатор имеет улучшенные удельные характеристики и меньшую стоимость. 2 с. и 3 з.п.ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в производстве конденсаторов с двойным электрическим слоем (ДЭС) с высокими удельно-энергетическими характеристиками, способных запасать и отдавать электрическую энергию с большой скоростью.
Уровень техники
Известны конденсаторы с двойным электрическим слоем, с жидким электролитом и электродами, выполненными из разнообразных материалов с большой удельной поверхностью (см. , например, патент US N 4313084 (1982 г.) и N 4713734 (1987 г. ), патент DE N 3210420 (1983 г.). Наилучшие результаты достигнуты при использовании в качестве материалов электродов различных активированных углей. Удельная емкость таких конденсаторов превышает 2Ф/см3, а использование апротонных электролитов позволяет увеличить рабочее напряжение до 2-3 В (патент US N 4697224 (1987 г.), Nat. Techn. Report - 1980, 26, N2, p. 220-230).
Известны конденсаторы с двойным электрическим слоем, с жидким электролитом и электродами, выполненными из разнообразных материалов с большой удельной поверхностью (см. , например, патент US N 4313084 (1982 г.) и N 4713734 (1987 г. ), патент DE N 3210420 (1983 г.). Наилучшие результаты достигнуты при использовании в качестве материалов электродов различных активированных углей. Удельная емкость таких конденсаторов превышает 2Ф/см3, а использование апротонных электролитов позволяет увеличить рабочее напряжение до 2-3 В (патент US N 4697224 (1987 г.), Nat. Techn. Report - 1980, 26, N2, p. 220-230).
Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому эффекту является конденсатор с ДЭС, содержащий два электрода и жидкий электролит (водный раствор гидроксида щелочного металла с концентрацией 3 - 7 моль/л), у которого поляризуемый (отрицательный) электрод выполнен из углеродного волокнистого материала, а неполяризуемый - оксидно-никелевый. Максимальное напряжение этого конденсатора составляет 1, 4 В, удельные емкость и энергия соответственно 46 Ф/см3 и 45 Дж/см3 (WO 97/07518 от 27.02.97 г.).
Раскрытие сущности изобретения
Несмотря на наличие значительного числа решений по усовершенствованию конденсаторов с ДЭС, остается актуальной задача повышения их удельных характеристик. Так, в частности, достигаемые известными конденсаторами удельные емкости и энергии, а также их стоимость ограничивают возможности их использования в электротранспортных средствах.
Несмотря на наличие значительного числа решений по усовершенствованию конденсаторов с ДЭС, остается актуальной задача повышения их удельных характеристик. Так, в частности, достигаемые известными конденсаторами удельные емкости и энергии, а также их стоимость ограничивают возможности их использования в электротранспортных средствах.
Цель изобретения состоит в повышении плотности энергии и снижении стоимости конденсаторов с ДЭС. Решение этой задачи достигается описываемым далее изобретением, сущность которого заключается в выполнении в конденсаторе поляризуемого электрода из углеродного материала, а неполяризуемого - из материала, включающего в качестве активного компонента диоксид свинца.
Хотя в конденсаторе с таким сочетанием электродов могут использоваться различные электролиты, предпочтительным является использование водных растворов неорганических кислот и их смесей. Благодаря такому решению удается повысить удельную энергию и уменьшить стоимость конденсаторов с ДЭС. Увеличение удельной энергии обеспечивается за счет повышения рабочего напряжения до 2,2 -2,6 В, а также за счет увеличения в 1,2-1,4 раза электрической емкости углеродного материала в растворе кислоты по сравнению с раствором щелочи.
Стоимость конденсатора с ДЭС, выполненного в соответствии с данным изобретением, уменьшается за счет использования более дешевого по сравнению с оксидноникелевым электрода из диоксида свинца.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 изображена конструкция конденсатора согласно настоящему изобретению.
На фиг. 1 изображена конструкция конденсатора согласно настоящему изобретению.
Конденсатор имеет положительный электрод 1, отрицательный электрод 2, токоотводы 3, сепаратор 4 и корпус 6, в который залит электролит 5.
На фиг. 2 изображена конструкция бескорпусного конденсатора.
Бескорпусной конденсатор имеет положительный электрод 1, отрицательный электрод 2, токоотводы 3, сепаратор 4, стягивающая лента 7, защитное покрытие 8, а электролит (на фиг. 2 не указан) содержится в порах положительного и отрицательного электродов и сепаратора.
Примеры осуществления изобретения.
Сущность изобретения поясняется следующим примером.
В качестве положительного (неполяризуемого) электрода в конденсаторе использовался электрод, выполненный из материала, содержащего диоксид свинца (PbO2) с геометрическими размерами (125Х70Х0,8) мм3, в качестве отрицательного (поляризуемого) электрода - ткань из активированного углеродного волокна с геометрическими размерами (125Х70Х1,21) мм3. Удельная емкость отрицательного электрода составляла 512,3 Ф/г. Отрицательный электрод (2) общей массой 12,8 г со свинцовыми токотводами (3) с геометрическими размерами (125х70х0,2) мм3, состоящий из двух электрически соединенных частей, помещался в пакет из полипропиленового сепаратора (4) толщиной 0,1 мм. Отрицательный электрод (две его части) прижимался к поверхностям положительного электрода (1) с обеих сторон. В качестве электролита был использован водный раствор серной кислоты с плотностью 1,25 г/см3.
Элемент разряжали постоянным током величиной 2,5 А. Напряжение при разряде менялось от 2,2 до 0,8 В.
При указанных условиях разряда удельная энергия элемента составила 56,2 Дж/г (270 Дж/см3). Внутреннее сопротивление конденсатора составляло 10,1•10-3 Ом. От начала до конца разряда потенциал неполяризуемого электрода из диоксида свинца снижался от 1,71 до 1,625 В, то есть практически не изменялся.
Конденсатор позволяет производить последовательные и параллельные соединения множества элементов и создавать на его базе различные конденсаторные батареи.
При расширении диапазона разрядного напряжения удельная энергия элемента увеличивается.
Другой пример иллюстрирует данное изобретение, но не ограничивает его, в случае выполнения конденсатора бескорпусным.
В отличие от конденсатора, имеющего специальный корпус, в бескорпусном конденсаторе (фиг. 2) электролит содержится только в порах положительного, отрицательного электродов и сепаратора. Испарение электролита из объемов электродов и сепаратора конденсатора достаточно затруднено, поскольку он находится, преимущественно, в микропорах. Далее, конденсатор покрывается (кроме выводов) защитным покрытием (8) из высокомолекулярных кислотостойких материалов, что практически предотвращает потери электролита при длительной эксплуатации бескорпусного конденсатора.
Стяжка электродов бескорпусного конденсатора осуществляется путем обматывания его тонкой кислотостойкой лентой (7), что позволяет обеспечить необходимое для нормальной работы поджатие электродов конденсатора.
Хотя был приведен пример с использованием электролита, представляющего собой водный раствор неорганической кислоты, возможно использование и других электролитов, таких как водные растворы неорганических солей, тиксотропные смеси кислот и солей, протонопроводные твердые электролиты (мембраны).
Эти и другие возможные модификации не выходят за рамки изобретения, охарактеризованного приведенной далее формулой изобретения.
Claims (5)
1. Конденсатор с двойным электрическим слоем, включающий в себя поляризуемый электрод, причем этот электрод выполнен, по существу, из углеродного материала, неполяризуемый электрод, причем этот электрод выполнен из материала, содержащего диоксид свинца, электролит и корпус, в который помещены указанные электроды и электролит.
2. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что он имеет сепаратор, разделяющий электроды.
3. Конденсатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что электролит представляет собой водные растворы неорганических кислот и их смесей и содержится в порах положительного, отрицательного электродов и сепаратора.
4. Конденсатор с двойным электрическим слоем, включающий в себя поляризуемый электрод, причем этот электрод выполнен, по существу, из углеродного материала, неполяризуемый электрод, причем этот электрод выполнен из материала, содержащего диоксид свинца, электролит и сепаратор, разделяющий электроды.
5. Конденсатор по п.4, отличающийся тем, что электролит представляет собой водные растворы неорганических кислот и их смесей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117170A RU2160940C1 (ru) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | Конденсатор с двойным электрическим слоем |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99117170A RU2160940C1 (ru) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | Конденсатор с двойным электрическим слоем |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2160940C1 true RU2160940C1 (ru) | 2000-12-20 |
Family
ID=20223581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99117170A RU2160940C1 (ru) | 1997-11-11 | 1997-11-11 | Конденсатор с двойным электрическим слоем |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2160940C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003081619A2 (fr) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Sergey Nikolaevich Razumov | Condensateur electrochimique muni d'une double couche electrique |
RU2558156C2 (ru) * | 2013-01-18 | 2015-07-27 | Открытое Акционерное Общество "АлМет" | Металлодиэлектрическая структура и способ ее изготовления |
-
1997
- 1997-11-11 RU RU99117170A patent/RU2160940C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2003081619A2 (fr) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Sergey Nikolaevich Razumov | Condensateur electrochimique muni d'une double couche electrique |
WO2003081619A3 (fr) * | 2002-03-26 | 2004-04-08 | Sergey Nikolaevich Razumov | Condensateur electrochimique muni d'une double couche electrique |
RU2558156C2 (ru) * | 2013-01-18 | 2015-07-27 | Открытое Акционерное Общество "АлМет" | Металлодиэлектрическая структура и способ ее изготовления |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100530522B1 (ko) | 이중 전기층을 갖는 캐패시터 | |
KR100516041B1 (ko) | 이중 전기층을 가진 커패시터 | |
KR100309634B1 (ko) | 전기이중층커패시터 | |
CZ107397A3 (cs) | Dvouvrstvový kondenzátor | |
JP2004520703A (ja) | 炭素粉末電極を有する電気化学二重層キャパシタ | |
JP2005508081A (ja) | 炭素粉末電極を有する電気化学的二重層キャパシタ(1) | |
JP2007005717A (ja) | 電気化学素子 | |
WO2000016354A1 (fr) | Procede de fabrication d'un condensateur double couche electrique de grande capacite | |
US20020089807A1 (en) | Polymer electrochemical capacitors | |
EP0881650A2 (en) | Electric double layer capacitor, and carbon material and electrode therefor | |
KR100392667B1 (ko) | 유기전해질을 이용한 금속산화물 전기화학 의사커패시터 | |
US5969936A (en) | Electric double layer capacitor and electrolyte therefor | |
RU2160940C1 (ru) | Конденсатор с двойным электрическим слоем | |
KR101599711B1 (ko) | 전기 이중층 소자 | |
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 | |
KR100334240B1 (ko) | 전기 에너지 저장 장치 및 그 제조방법 | |
JP2000106327A (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
JPH04286108A (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
JP2001244148A (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
CN1183563C (zh) | 具有双电荷层的电容器 | |
JP3861186B2 (ja) | 電気二重層キャパシタ | |
JP2002015954A (ja) | 電気二重層コンデンサ | |
JPH11162788A (ja) | 電気二重層キャパシタの製造方法 | |
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 | |
JP3791171B2 (ja) | 電気二重層コンデンサ及びそのための電解液 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151112 |