RU2397568C2 - Коллектор тока для электрохимических конденсаторов с двойным электрическим слоем и способ его изготовления - Google Patents
Коллектор тока для электрохимических конденсаторов с двойным электрическим слоем и способ его изготовления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2397568C2 RU2397568C2 RU2008102639/09A RU2008102639A RU2397568C2 RU 2397568 C2 RU2397568 C2 RU 2397568C2 RU 2008102639/09 A RU2008102639/09 A RU 2008102639/09A RU 2008102639 A RU2008102639 A RU 2008102639A RU 2397568 C2 RU2397568 C2 RU 2397568C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- protective coating
- current collector
- layer
- coating material
- conductive
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 87
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 126
- 239000011253 protective coating Substances 0.000 claims abstract description 108
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims abstract description 69
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 58
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims abstract description 51
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical group [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 41
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 11
- 238000000935 solvent evaporation Methods 0.000 claims abstract description 7
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 55
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 23
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 22
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 19
- 229920005596 polymer binder Polymers 0.000 claims description 17
- 239000002491 polymer binding agent Substances 0.000 claims description 17
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 claims description 13
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 12
- 239000004014 plasticizer Substances 0.000 claims description 11
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 10
- -1 perchlorovinyl Chemical group 0.000 claims description 10
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 claims description 9
- 239000000080 wetting agent Substances 0.000 claims description 9
- 239000002518 antifoaming agent Substances 0.000 claims description 8
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 7
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 7
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000007605 air drying Methods 0.000 claims description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims 12
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims 2
- 229920000642 polymer Chemical group 0.000 abstract description 11
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 6
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 abstract description 4
- 239000011255 nonaqueous electrolyte Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N lead(0) Chemical compound [Pb] WABPQHHGFIMREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract 2
- 239000007767 bonding agent Substances 0.000 abstract 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 abstract 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 15
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 15
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 12
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 10
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 9
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 6
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 5
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 5
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 5
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 5
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N butyl acetate Chemical compound CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 3
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 2
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 2
- YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N dioxolead Chemical compound O=[Pb]=O YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 2
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000028161 membrane depolarization Effects 0.000 description 2
- 230000033116 oxidation-reduction process Effects 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- CBXWGGFGZDVPNV-UHFFFAOYSA-N so4-so4 Chemical compound OS(O)(=O)=O.OS(O)(=O)=O CBXWGGFGZDVPNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 2
- OEPOKWHJYJXUGD-UHFFFAOYSA-N 2-(3-phenylmethoxyphenyl)-1,3-thiazole-4-carbaldehyde Chemical compound O=CC1=CSC(C=2C=C(OCC=3C=CC=CC=3)C=CC=2)=N1 OEPOKWHJYJXUGD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N Vinyl chloride Chemical compound ClC=C BZHJMEDXRYGGRV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000013530 defoamer Substances 0.000 description 1
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 230000003628 erosive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N haloperidol Chemical compound C1CC(O)(C=2C=CC(Cl)=CC=2)CCN1CCCC(=O)C1=CC=C(F)C=C1 LNEPOXFFQSENCJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002681 hypalon Polymers 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000002075 main ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 229920005749 polyurethane resin Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/22—Electrodes
- H01G11/30—Electrodes characterised by their material
- H01G11/32—Carbon-based
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/54—Electrolytes
- H01G11/58—Liquid electrolytes
- H01G11/62—Liquid electrolytes characterised by the solute, e.g. salts, anions or cations therein
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
- H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
- H01G11/66—Current collectors
- H01G11/68—Current collectors characterised by their material
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/13—Energy storage using capacitors
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электрохимических конденсаторов, более конкретно, к коллектору тока для использования в электродном узле электрохимического суперконденсатора с двойным электрическим слоем и способу его изготовления. Согласно изобретению коллектор тока используется в конденсаторе с водным или неводным электролитом, таким как водный сернокислотный электролит. Проводящая основа коллектора тока может быть изготовлена из целого ряда проводящих металлов, но, предпочтительно, состоит из свинца или сплава свинца. Та часть проводящей основы, которая будет находиться в контакте с электролитом, снабжена защитным слоем, который создан путем нанесения на нее одного или более слоев одного или более материалов защитного покрытия. Каждый материал защитного покрытия состоит из, по меньшей мере, проводящего углеродного порошка и полимерного связующего, которое является стойким к электролиту. Предпочтительно, но не обязательно, материал(ы) защитного покрытия наносят на проводящую основу в виде пасты, которую затем подвергают этапу испарения растворителя и этапу термической обработки. Результирующий защитный слой также по существу лишен пор, сквозь которые может проникать электролит. Техническим результатом является повышение энергетических и мощностных параметров, стабильности работы и надежности. 4 н. и 59 з.п. ф-лы, 10 ил.
Description
Предпосылки изобретения
Настоящее изобретение относится к области электрохимических конденсаторов и, в частности, электрохимических суперконденсаторов. Более конкретно, настоящее изобретение направлено на создание коллектора тока для использования в электродном узле электрохимического суперконденсатора с двойным электрическим слоем.
Интерес к использованию конденсаторов в качестве средства накопления электрической энергии постоянно растет. Такие конденсаторы могут эффективно накапливать и перераспределять большое количество электрической энергии. Например, такие конденсаторы могут использоваться: в качестве основного источника электропитания; в качестве резервного источника электропитания; для обеспечения качества электроэнергии (т.е. для компенсации кратковременных «бросков», «всплесков» и «скачков» мощности, обычных для питаемого от электростанции источника электроэнергии). Такие конденсаторы могут быть также использованы для обеспечения выравнивания нагрузки путем накопления определенного количества электроэнергии, получаемой во внепиковые часы, и последующего перераспределения упомянутой электроэнергии во время периодов пикового спроса. Также возможно использовать такие конденсаторы в качестве первичного или вторичного источника электропитания в тех ситуациях, когда требуется портативный источник питания, таких как в случае с разнообразными транспортными средствами.
Конденсатор с двойным электрическим слоем (ДЭС) обычно включает в себя пару располагающихся на расстоянии относительно друг друга электродов, между которыми находится электролит. Электролит может быть либо водным, либо неводным по природе в зависимости от состава электродов. Обычно в пространстве между электродами также находится сепаратор.
Один или оба электрода в ДЭС-конденсаторе могут накапливать электрическую энергию по электрохимическому механизму двойного слоя. В процессе накопления энергии двойным электрическим слоем на электродной стороне границы раздела электрод/электролит формируется слой электронов. На электролитной стороне границы раздела электрод/электролит также формируется слой положительных ионов. Напряжение на границе раздела электрод/электролит возрастает с аккумулированием заряда и в итоге отдается во время разряда конденсатора.
В общем случае один или оба электрода ДЭС-конденсатора могут быть поляризуемыми электродами, хотя было выяснено, что выполнение ДЭС-конденсатора с одним поляризуемым электродом и одним неполяризуемым электродом обеспечивает ДЭС-конденсатор с удельной запасаемой энергией, которая больше, чем удельная запасаемая энергия конденсатора с двумя поляризуемыми электродами. Поляризуемый электрод может содержать, например, активный материал и коллектор тока, к которому крепится этот активный материал. Наиболее часто используемым активным материалом является один из множества активированных углеродных материалов.
Каждый из электродов такого ДЭС-конденсатора обычно прикрепляется какими-либо средствами к коллектору тока. Коллекторы тока обычно выполняются из материала, который обладает хорошей электрической проводимостью, обычно металла. Поскольку, по меньшей мере, часть коллектора тока должна находиться в электролите вместе с электродным материалом, то должно быть обеспечено, чтобы материал коллектора тока не реагировал с ним неблагоприятным образом. Например, электролит ДЭС-конденсатора может состоять из водного раствора серной кислоты или какого-либо иного водного или неводного материала. В таком случае должно быть гарантировано, что электролит не будет разъедать или корродировать материал коллектора тока, например, за счет (редокс) процесса окисления-восстановления.
Соответственно, хотя известны различные конструктивные варианты коллекторов тока ДЭС-конденсаторов, каждый из них обычно имеет один или более присущих ему недостатков. Например, поскольку в различных электрохимических конденсаторах используются различные электролиты и различные активные массы, то для использования с ними коллекторы тока должны обладать определенными, соответствующими им, электрохимическими, физическими, электрическими, механическими и технологическими характеристиками. Это привело к потребности в очень широком ряду разнообразных материалов коллекторов тока.
Кроме того, использование таких материалов, как серная кислота, в качестве электролита в ДЭС-конденсаторе исключает возможность выбора варианта с использованием при выполнении коллектора тока различных недорогих металлов и сплавов. Поскольку такие материалы проявляют низкую стабильность в указанном электролите, их применение значительно сузило бы диапазон рабочих напряжений конденсатора и привело бы к снижению удельных энергетических и мощностных параметров конденсатора. Поэтому в ДЭС-конденсаторах обычно используются такие материалы коллекторов тока, которые обладают более высокой стабильностью в подобных электролитах и которые обычно являются более дорогими в производстве. Такие материалы могут включать, например, Ti, Al, Ni, Ag, Nb, Ta, W и их различные сплавы.
Для формирования коллектора тока ДЭС-конденсатора можно использовать и менее дорогие материалы, такие как сталь или подобные ей металлы. Однако, поскольку подобные металлы не являются достаточно стойкими к определенным электролитам (например, сернокислотным электролитам), те коллекторы тока ДЭС-конденсаторов известных конструкций, в которых используются эти металлы, требовали также использования защитного покрытия, которое является стойким к используемому в конденсаторе электролиту. Без такого защитного покрытия коллектор тока, состоящий из стали или подобного металла, будет разрушаться в присутствии сернокислотного электролита, например, в результате коррозии. Коррозия коллектора тока может оказать отрицательное влияние на ресурс циклирования и срок службы конденсатора.
В качестве одного из примеров известной конструкции такого рода в стальном коллекторе тока может использоваться графитовая фольга. Несмотря на то что этот и другие сходные материалы покрытия могут обеспечивать приемлемую устойчивость к воздействию электролита, в котором они находятся, большие трудности вызывало получение адекватной адгезии между такими защитными покрытиями и прилегающими электродными материалами. В результате электролит в конечном итоге проникает между защитным покрытием и коллектором тока, после чего возникает коррозия материала коллектора тока.
Следует понимать, что любое повреждение или разъедание такого металлического коллектора тока может негативно сказаться на рабочих характеристиках ДЭС-конденсатора. Например, когда используется сернокислотный электролит, даже крайне незначительные количества присутствующего в нем железа могут резко понизить напряжение разложения электролита и привести к значительному уменьшению рабочего напряжения конденсатора. Следовательно, повреждение коллектора тока необходимо исключить.
Как можно понять из вышеизложенного, с известными конструкциями коллекторов тока ДЭС-конденсаторов связаны несколько недостатков. Исходя из этого в коллекторах тока по настоящему изобретению используется улучшенная конструкция, которая существенно снижает или исключает многие из этих проблем, связанных с известными коллекторами тока.
Раскрытие сущности изобретения
Коллектор тока по настоящему изобретению разработан с учетом вышеуказанных требований и проблем. Например, понятно, что материал, используемый для выполнения коллектора тока, может влиять на различные параметры конденсатора, такие как: максимальное рабочее напряжение; рабочая температура; стабильность работы; тот ряд электролитов, которые могут быть использованы; срок службы и стоимость. Учитывая вышеуказанные ограничения, включая множество разнообразных материалов, которые могут быть использованы для формирования активной массы электрода ДЭС-конденсатора, было определено, что наиболее подходящим материалом для выполнения коллектора тока для ДЭС-конденсатора с электролитом из водного раствора серной кислоты (сернокислотным) является свинец или сплав свинца. Эти материалы имеют высокую устойчивость при воздействии сернокислотного электролита, демонстрируют высокое перенапряжение выделения газообразных водорода и кислорода и являются легко доступными с низкой стоимостью.
Однако было также определено, что после длительной эксплуатации таких ДЭС-конденсаторов на поверхности незащищенных коллекторов тока на основе свинца или сплава свинца в результате окислительно-восстановительного процесса будет образовываться тонкий оксидный слой с высоким удельным сопротивлением и низкой стабильностью. Это приводит к снижению энергетических и мощностных параметров, стабильности работы и надежности.
Как таковой, коллектор тока по настоящему изобретению снабжен специальным защитным слоем, который предотвращает образование оксидного слоя на материале коллектора на основе свинца в то время, когда этот коллектор тока подвергается воздействию сернокислотного электролита в ДЭС-конденсаторе. Такой защитный слой наносится в виде покрытия на тело металлического коллектора тока перед прикреплением к нему активной массы электрода. Следовательно, защитный слой должен обеспечивать хорошую адгезию (сцепление) с активной массой, а также должен обеспечивать эффективный перенос заряда от активной массы к коллектору тока. Для получения защитного покрытия, которое обеспечивает и приемлемую защиту, и адгезию, на коллектор тока может быть нанесено множество (несколько) слоев материалов защитного покрытия одного или более составов.
Поскольку активная масса большинства электрохимических конденсаторов образуется с использованием активированного углеродного материала, который имеет дырочную проводимость (проводимость p-типа), то защитное покрытие также должно обладать дырочной проводимостью. Основные ингредиенты материала защитного покрытия предпочтительно представляют собой мелкодисперсный(е) порошок (порошки) угля с высокой дырочной проводимостью и одно или более специальных полимерных связующих, таких как смола на основе перхлорвинила. Предпочтительно, выбранный полимерный материал будет также обеспечивать такой состав защитного покрытия, который в достаточной мере лишен микропор.
Краткое описание чертежей
В дополнение к указанным выше признакам прочие аспекты настоящего изобретения будут вполне очевидны из нижеследующих описаний чертежей и примерных вариантов реализации, на которых сходные ссылочные позиции на нескольких видах относятся к одинаковым или эквивалентным признакам и на которых:
Фигура 1a представляет собой вид спереди, изображающий примерный вариант реализации коллектора тока с защитным покрытием согласно настоящему изобретению;
Фигура 1b представляет собой вид сбоку коллектора тока по Фигуре 1a;
Фигура 2 представляет собой блок-схему, иллюстрирующую этапы примерного способа изготовления коллектора тока по настоящему изобретению;
Фигура 3 представляет собой график, показывающий количество растворителя, испарившегося из материала защитного покрытия в ходе периода его сушки при нормальных условиях;
Фигура 4 иллюстрирует вид спереди, в разрезе, одного варианта реализации одноэлементного гетерогенного ДЭС-конденсатора с использованием коллектора тока по настоящему изобретению;
Фигура 5 представляет собой вид сбоку, в разрезе, конденсатора по Фигуре 4;
Фигура 6 представляет собой график, показывающий зависимость импеданса конденсатора по Фигурам 4-5 от его напряжения при заряде и разряде;
Фигура 7 иллюстрирует вид спереди, в разрезе, одного варианта реализации симметричного ДЭС-конденсатора с использованием коллектора тока по настоящему изобретению;
Фигура 8 представляет собой вид сбоку, в разрезе, конденсатора по Фигуре 7;
Фигура 9 представляет собой график, показывающий зависимость напряжения (U), импеданса (|Z|) и потенциала положительного (φ+) и отрицательного (φ-) электродов конденсатора по Фигурам 7-8 от времени заряда и разряда по отношению к стандартному водородному электроду (СВЭ) сравнения; и
Фигура 10 представляет собой график, показывающий зависимость импеданса конденсатора по Фигурам 7-8 от его напряжения во время заряда и разряда.
Подробное описание примерного(ых) варианта(ов) реализации
Один примерный вариант реализации коллектора тока по настоящему изобретению можно увидеть на Фигурах 1a-1b. Как можно видеть, коллектор 5 тока имеет внутреннюю проводящую основу 10 и внешний защитный слой 15. Проводящая основа 10 по этому варианту реализации состоит из свинца или сплава свинца, такого как, например, смесь свинца и олова.
Материал, образующий защитный слой 15, состоит, главным образом, из мелкодисперсного(ых) углеродного(ых) порошка(ов) с высокой дырочной проводимостью и одного или более специальных полимерных связующих. Углеродный порошок может иметь исходный размер частиц в диапазоне примерно 3000-8000 Å, хотя могут также иметь место и другие размеры частиц. Однако, предпочтительно, частицы углеродного порошка еще больше уменьшены в размере. Предпочтительно, частицы углеродного порошка еще больше уменьшены в размере таким образом, что их линейные размеры не превышают приблизительно 300-500 Å.
Было установлено, что лишь ограниченное число полимерных материалов будет обеспечивать такой состав защитного покрытия, который в достаточной мере лишен микропор. Такие полимерные материалы включают, без ограничения, перхлорвинил; хлорсульфированный полиэтилен; эпоксидные смолы; полиуретановые смолы и Повиден Ф (сополимер винилиденхлорида с винилхлоридом). Прочие присутствующие в защитном слое материалы могут включать, без ограничения, пластификаторы, растворители, диспергаторы, смачиватели и пеногасители.
Примерный способ изготовления материала защитного покрытия и коллектора тока с двухслойным защитным слоем может быть уяснен при обращении к Фигуре 2 и нижеследующему описанию. Как показано, проводящая основа 10 коллектора 5 тока изготовлена из свинца или сплава свинца с заданными размерами. Например, в показанном на Фигуре 1 варианте реализации проводящая основа 10 изготовлена из свинцового сплава, содержащего смесь свинца и олова, с размерами 135×72×0,2 (мм). Естественно, специалисту в данной области техники следует понимать, что проводящая основа 10 может иметь множество иных размеров в зависимости от электрода и конденсатора, часть которого он будет составлять. Проводящая основа 10 может быть изготовлена с помощью механической обработки, формования или любого другого метода, известного специалисту в данной области техники.
Для того чтобы обеспечить, что между проводящей основой 10 и наносимым позже материалом защитного покрытия не будут оставаться снижающие адгезию загрязнения, является предпочтительным, чтобы соответствующие поверхности проводящей основы были очищены после формирования. Например, было обнаружено, что очистка поверхностей проводящей основы 10 ацетоном и толуолом дает хорошие результаты по обезжириванию и удалению любых загрязнений, которые могут присутствовать на них. Специалист в данной области техники наверняка поймет, что на проводящей основе 10 могут также эффективно использоваться и другие чистящие средства.
Является также предпочтительным, чтобы соответствующие поверхности проводящей основы 10 были шероховатыми с целью максимизации адгезии. Этого можно достигнуть целым рядом способов, которые были бы понятны специалисту в данной области техники. Например, было обнаружено, что для этой цели хорошо подходит очистка соответствующих поверхностей проводящей основы 10 металлической щеткой.
После того как проводящая основа изготовлена и подготовлена, может быть приготовлен материал защитного покрытия. Как указано выше, главными компонентами материала защитного покрытия являются мелкодисперсный(е) углеродный(е) порошок(ки) и одно или более специальные полимерные связующие. Так также обсуждалось выше, материал защитного покрытия может также включать, без ограничения, пластификаторы, растворители, диспергаторы, смачиватели и пеногасители.
Сначала получают материал углеродного порошка с приемлемым размером частиц. Углеродный порошок может быть приобретен или изготовлен. К этому углеродному порошку добавляют полимерное связующее и любой из прочих вышеуказанных материалов. Массовое отношение используемых в защитном покрытии материалов может варьироваться. Так, например, в приведенном ниже Примере 1 для образования материала защитного покрытия смешали: 6,0 массового % порошка углерода, 8,2 массового % полимера, 5,2 массового % пластификатора, 80,0 массового % растворителя, 0,3 массового % диспергатора, 0,15 массового % смачивателя и 0,15 массового % пеногасителя. Конечно же, конкретные используемые соотношения могут варьироваться в зависимости от конкретных применяемых материалов и/или марки этих материалов, и поэтому указанный выше и ниже примерный состав не следует рассматривать как ограничивающий материал защитного покрытия по настоящему изобретению конкретными перечисленными материалами или соотношениями.
Углеродный порошок, полимерное связующее и другие материалы предпочтительно перерабатывают в пасту. Это может быть осуществлено несколькими путями, с которыми будет знаком специалист в данной области техники. Например, различные компоненты материала защитного покрытия могут быть введены в лабораторную мельницу, такую как установка «Dyno Mill type Multi Lab». Во время приготовления пасты любые крупные частицы углеродного порошка предпочтительно уменьшаются в размере до уровня менее примерно 500 Å, а более предпочтительно - до уровня в приблизительно 300-500 Å, и ингредиенты превращаются в однородную пасту. После того как эта однородная паста получена, ее перемещают в гомогенизатор и перемешивают в нем в течение заданного количества времени. Примерные длительности измельчения и гомогенизации могут составлять, например, 45 минут и 20 минут соответственно. Конечно же, эти длительности могут в значительной степени варьироваться в зависимости от точного состава пасты и устройств, используемых для смешивания и гомогенизации этой пасты.
После гомогенизации пасту предпочтительно фильтруют для удаления любых крупных коагулированных частиц углеродного порошка. В одном примерном способе с этой целью используют керамический фильтр с максимальным диаметром пор примерно 5 мкм.
После того как паста была отфильтрована, ее легко наносить на проводящую основу 10. С этой целью было изготовлено специально сконструированное устройство наложения пасты (не показано), но могут также использоваться и другие известные способы нанесения пасты. Однако предпочтительным является именно это специально сконструированное устройство наложения пасты (или сходное устройство/способ), поскольку оно позволяет превосходно управлять толщиной каждого слоя защитного покрытия, наносимого на проводящую основу 10.
Материал защитного покрытия может быть нанесен на проводящую основу 10 в один-единственный слой. Вместе с тем, было обнаружено, что нанесение нескольких слоев материала защитного покрытия дает защитный слой 15 с улучшенными свойствами. Предполагается, что это обусловлено целым рядом причин. Например, было обнаружено, что в том случае, когда материал защитного покрытия нанесен в несколько слоев, число основных дефектов в общем защитном слое 15 сильно уменьшается, а также снижается плотность микропор в этом защитном слое. Это улучшает рабочие параметры коллектора 5 тока. Увеличение числа наносимых по отдельности слоев материала защитного покрытия вызывает улучшение качества всего защитного слоя и коллектора в целом, даже в том случае, если суммарная толщина общего защитного слоя 15 остается постоянной.
Кроме того, нанесение материала защитного покрытия в несколько слоев обеспечивает возможность того, чтобы общий защитный слой 15 состоял из индивидуальных материалов защитного покрытия, содержащих разные полимеры. Это является важной технологической возможностью, так как зачастую сложно, если не невозможно, одновременно удовлетворить все вышеуказанные требования к защитному слою при использовании материала(ов) защитного покрытия только с одним типом полимера.
Более конкретно, было обнаружено, что, в качестве общего правила, полимерные материалы, демонстрирующие наилучшую адгезию к проводящей основе 10 на основе свинца, также характеризуются как являющиеся сильно проницаемыми для сернокислотного электролита. Поэтому, для того чтобы максимизировать адгезию к проводящей основе 10 и ее защиту, предпочтителен защитный слой 15, состоящий из нескольких слоев защитного покрытия, имеющих, по меньшей мере, два различных полимера. Например, для того чтобы максимизировать адгезию между защитным слоем 15 и проводящей основой 10, является предпочтительным, чтобы первый наносимый на проводящую основу слой материала защитного покрытия включал в себя полимерный материал, который демонстрирует хорошую адгезию к материалам на основе свинца, даже если такой материал проницаем для сернокислотного электролита. Может оказаться, что этот первый слой материала защитного покрытия должен быть, например, всего лишь примерно 0,5-1,0 мкм толщиной, хотя может также наноситься и более толстый первый слой. Последующий слой или последующие слои материала защитного покрытия могут в этом случае состоять из проводящего материала, полимерный компонент которого может демонстрировать меньшую адгезию к материалам на основе свинца, но улучшенную стойкость в отношении проницаемости сернокислотным электролитом. Следовательно, как уже может быть понятно, при нанесении материалов защитного слоя разными слоями и при варьировании типа полимера, присутствующего, по меньшей мере, в некоторых из этих материалов, может быть наиболее оптимальным образом достигнута требуемая комбинация параметров защитного слоя.
Как можно видеть при обращении к Фигуре 2, после того как каждый слой из всего слоя материала защитного покрытия был нанесен на соответствующие поверхности проводящей основы 10, этот материал защитного покрытия подвергают этапу испарения растворителя и последующей термической обработки. Сначала материалу защитного покрытия дают возможность высохнуть на воздухе при по существу окружающих условиях (т.е. при средней комнатной температуре) в течение приблизительно двух (2) часов, хотя длительность сушки на воздухе может варьироваться в зависимости от конкретного состава используемого материала защитного покрытия и его толщины. Период времени сушки на воздухе позволяет основной части захваченного в него растворителя медленно испариться из наложенного слоя материала защитного покрытия, а также позволяет материалу защитного покрытия приобрести определенный уровень твердости и сплошности.
Как показано на Фигуре 3, путем испытаний было подтверждено, что структура и электрические свойства материала защитного покрытия являются в значительной степени зависимыми от скорости удаления растворителя. Было экспериментально установлено, что снижение той скорости, с которой растворитель испаряется из материала защитного покрытия, дает защитный слой 15, демонстрирующий хорошую электрическую проводимость и имеющий плотную структуру (т.е. сплошную и по существу беспористую пленку). Это исследование показало, что при нормальных условиях сушки (т.е. при комнатной температуре), что через 100 минут из объема материала защитного покрытия удаляется вплоть до примерно 95% растворителя(ей). Следовательно, этап сушки на воздухе помогает получить по существу сплошной защитный слой без пор или лишь с минимальными порами.
Обращаясь снова к Фигуре 2, можно увидеть, что после этапа сушки на воздухе (удаления растворителя) первый слой материала защитного покрытия подвергали этапу термической обработки. Термическая обработка может быть проведена самыми разными путями, такими как помещение проводящей основы 10 с нанесенным на нее материалом защитного покрытия в печь с контролируемой температурой. Температура и длительность обработки, связанные с этим этапом, также могут варьироваться в зависимости от конкретного состава используемого материала защитного покрытия и его толщины. В одном примерном способе получения коллектора тока по настоящему изобретению первый этап термической обработки происходил при температуре приблизительно 80-85°С в течение периода времени приблизительно 30-40 минут.
При выполнении коллектора тока с защитным слоем, состоящим из более чем одного отдельного слоя материала защитного покрытия, может быть нанесен второй слой материала защитного покрытия после того, как завершен предыдущий этап термической обработки. Например, в способе, проиллюстрированном на Фигуре 2, после того, как завершился первый этап термической обработки, наносили второй слой материала защитного покрытия. Этот второй слой и любые дополнительные слои материала защитного покрытия также предпочтительно наносят способом, который позволяет надлежащим образом регулировать его толщину. После нанесения второй слой материала защитного покрытия затем подвергают этапу сушки на воздухе (удаления растворителя) и этапу термической обработки сходным с первым слоем образом. Температура и длительность обработки, связанные с каждым из этих этапов сушки, опять же могут варьироваться в зависимости от конкретного состава используемого материала защитного покрытия и его толщины. Вместе с тем, в одном примерном способе получения коллектора тока по настоящему изобретению второй слой материала защитного покрытия сушили на воздухе при комнатной температуре в течение приблизительно двух (2) часов, а затем подвергали термической обработке при температуре приблизительно 110°С в течение периода времени приблизительно 60-70 минут. Сходным образом могут быть нанесены дополнительные слои материала защитного покрытия при регулируемых по мере необходимости длительностях и температурах сушки.
Пример 1
Примерный коллектор тока изготовили согласно описанной выше технологии. Коллектор тока имел проводящую основу с геометрическими размерами приблизительно 135×72×0,2 (мм). Материал защитного покрытия наносили на проводящую основу двумя отдельными слоями таким образом, что конечная толщина защитного слоя составила приблизительно 50 мкм. Проводящую основу изготавливали из сплава свинца, а именно сплава, состоявшего из приблизительно 97% свинца и приблизительно 3% олова. Состав пасты защитного покрытия коллектора тока был приблизительно следующим: 6,0 массового % порошка углерода; 5,2 массового % перхлорвинильного полимера; 8,2 массового % пластификатора; 80 массовых % растворителя (ацетона, н-бутилацетата, толуола); 0,3 массового % диспергатора; 0,15 массового % смачивателя (ПАВ) и 0,15 массового % пеногасителя. После термической обработки второго из двух слоев материала защитного покрытия состав защитного слоя был следующим: 30 массовых % порошка углерода; 45 массовых % перхлорвинильного полимера и 25 массовых % пластификатора.
После завершения изготовления коллектора тока измеряли различные его характеристики. Измерения толщины покрытия и удельного электрического сопротивления защитного слоя показали, что как толщина покрытия, так и величина удельного электрического сопротивления практически одинаковы по всей поверхности коллектора тока. В частности, измеренная толщина защитного слоя составила примерно 50±5 мкм, в то время как среднее значение удельного электрического сопротивления (ρк) перехода «проводящая основа/защитный слой» было определено составляющим 0,85 Ом·см2. Поскольку вклад в удельное электрическое сопротивление перехода «проводящая основа/защитный слой» является большим, чем удельное электрическое сопротивление самого материала защитного покрытия, то понятно, что изменение толщины защитного слоя не влияет на общую величину удельного электрического сопротивления.
Измерения величины адгезии на разных участках по всему готовому коллектору тока позволили также установить, что адгезия материала защитного покрытия к проводящей основе коллектора тока на основе свинца по всей поверхности достаточна высока. Кроме того, изменение адгезии имело место в небольшом диапазоне приблизительно 8-0 кг/см2.
От проводящей основы был также отделен образец защитного слоя с тем, чтобы провести дополнительные испытания. Измерение методами термозондов и Ван дер Пау показало, что как отделенный от основы образец защитного слоя, так и защитный слой, остающийся на проводящей основе, имеют электропроводность дырочного типа.
Образец покрытого защитным слоем коллектора тока также поместили в электролит из водного раствора серной кислоты (сернокислотный) (ρ=1,26 г/см3) и выдерживали в нем при комнатной температуре в течение примерно 120 часов. После этого образец тщательно промыли дистиллированной водой и высушили на воздухе при температуре приблизительно 80°С в течение 5 часов для удаления влаги. После указанной процедуры повторно измеряли электрические характеристики коллектора тока. Результаты измерений показали, что удельные электрические характеристики коллектора тока практически не изменились.
В еще одном испытании коллектор тока выдерживали в сернокислотном электролите при температуре приблизительно 65°С в течение примерно 120 часов. После извлечения измерения показали, что в этом случае значение его удельного электрического сопротивления (ρк) возросло от 0,85 до 0,87 Ом·см2. Коллектор тока подвергали также воздействию сернокислотного электролита при температуре приблизительно 80°С в течение примерно 60 часов. В этом случае измерения показали, что удельное электрическое сопротивление составило примерно 0,91 Ом·см2. После проведенных испытаний измерение показало, что дырочная электропроводность защитного слоя и его адгезия к проводящей основе остались без изменений.
Таким образом, можно видеть, что после достаточно жестких испытаний коллектора тока в сернокислотном электролите удельное электрическое сопротивление коллектора тока увеличилось всего в 1,07 раза. Следовательно, очевидно, что защитный слой эффективно предотвращает реагирование сернокислотного электролита с поверхностью проводящей основы и тем самым защищает поверхность проводящей основы от окисления. Также специалисту в данной области должно быть очевидно, что незначительное изменение удельного электрического сопротивления коллектора тока не может повлиять на энергетические характеристики электрохимического конденсатора с сернокислотным электролитом в случае, если такой коллектор тока будет установлен в него.
Гетерогенный электрохимический конденсатор (ГЭК) 20 с двойным электрическим слоем (ДЭС), собранный с целью проверки коллектора тока из Примера 1, показан на Фигурах 4-5. ГЭК был испытан с использованием коллектора тока, изготовленного согласно технологиям, описанным выше и подробно в Примере 1.
Как можно видеть, ГЭК 20 включал в себя положительный (неполяризуемый) электрод 25 на основе диоксида свинца и пару отрицательных (поляризуемых) электродов 30 с активной массой, состоящей из активированного углеродного материала. Каждый отрицательный электрод 30 также имел прикрепленный к его активной массе коллектор 35 тока по настоящему изобретению. Пористый сепаратор 40 по существу окружает положительный электрод 25 и отделяет его от отрицательных электродов 30. Электроды 25, 30 и сепаратор 40 пропитаны некоторым количеством водного сернокислотного электролита с плотностью 1,26 г/см3. Электродный узел помещался в корпусе 45, из которого выступали токовыводы 50 коллекторов 35 тока. Корпус 45 герметизирован против утечки вокруг токовыводов 50 токовыводными уплотнениями 55. ГЭК 20 также оборудован аварийным клапаном 60.
В качестве активной массы отрицательных электродов 30 применялись активированные угольные пластины типа РАС-ММ-100, которые изготавливаются фирмой Material Methods LLC (США), хотя, как очевидно, могут быть также использованы и другие материалы. Эти угольные пластины обладали геометрическими размерами приблизительно 135×72×2,0 (мм). Удельная электрическая емкость, удельная массовая плотность и удельное электрическое сопротивление пластин РАС-ММ-100 составляли соответственно 750 Ф/г, 0,38 г/см3 и 0,44 Ом·см2. Угольные пластины имели электропроводность дырочного типа.
В качестве конкретного сепаратора 40 в ГЭК 20 использовался AGM-сепаратор, выполненный из RECOMAT 15064XXP, который изготавливается фирмой „BERNARD DUMAS” во Франции. Сепаратор 40 обладал толщиной примерно 0,4 мм.
С целью проведения ускоренных испытаний коллектора тока по настоящему изобретению в составе ГЭК 20 испытания проводили при повышенных температурах приблизительно 60±3°С. ГЭК 20 испытывали при токе заряда и токе разряда примерно 0,75 А, времени заряда примерно 3,5 часа, паузе после заряда и после разряда примерно 5 минут и при разряде до напряжения примерно 0,8 В.
Во время испытаний измеряли следующие характеристики ГЭК: (а) кулоновскую емкость при заряде и при разряде; (б) энергию при заряде и при разряде; (в) КПД по кулоновской емкости и КПД по энергии и (г) напряжение и омическое сопротивление в начале и в конце разряда.
В начале испытаний проводили пять заряд-разрядных циклов ГЭК 20 при комнатной температуре для стабилизации и определения его рабочих параметров. Затем ГЭК 20 помещали в специальную установку и нагревали до приблизительно 60°С, причем далее эту температуру поддерживали на постоянном уровне в пределах 60±3°С. После окончания 95-го цикла ГЭК охлаждали до комнатной температуры и проводили еще пять заряд-разрядных циклов.
Измерения показали, что на 5-м цикле при комнатной температуре ГЭК 20 имел электрическую емкость примерно 8500 Ф, кулоновскую емкость примерно 2,45 А·ч, разрядную энергию примерно 12,5 кДж, омическое сопротивление в начале разряда (RHP) примерно 67,3 мОм и омическое сопротивление в конце разряда (RКР) примерно 41,2 мОм.
Всего было проведено 100 непрерывных заряд-разрядных циклов, из которых 90 циклов (с 6-го цикла по 96-й цикл) осуществлялись при температуре 60±3°С. Измеренные характеристики ГЭК 20 на 100-м цикле и 5-м цикле (при комнатной температуре) оставались по существу без изменений. После повышения температуры ГЭК до 60±3°С измеренные характеристики увеличились и затем на всем протяжении периода циклирования при температуре 60±3°С также оставались по существу без изменений. При снижении (после 95-го цикла) температуры ГЭК до комнатной температуры измеренные характеристики снова уменьшились до измеренных значений, полученных на 5-м цикле.
Омическое сопротивление в начале разряда (RHP) и в конце разряда (RКР) на 8 цикле (при температуре 60±3°С) имели значения соответственно 64,3 мОм и 39,3 мОм. По ходу циклирования значения RHP и RКР с незначительной скоростью уменьшались, и на последнем (95-м) цикле их значения составляли соответственно 63,7 мОм и 38,5 мОм.
Циклирование ГЭК 20 при температуре 60±3°С не привело к каким-либо изменениям его рабочих характеристик, которые можно было связать с изменением свойств коллекторов 35 тока. На 100-м цикле (при комнатной температуре) ГЭК 20 имел измеренную электрическую емкость 8750 Ф, кулоновскую емкость 2,46 А·ч, разрядную энергию 12,7 кДж, RHP 65,8 мОм и RКР 39,2 мОм. Небольшой рост измеренных энергетических характеристик ГЭК 20 был связан с улучшением смачиваемости угольных пластин отрицательных электродов 30 при его циклировании.
Измерения импеданса ГЭК в процессе заряда и разряда (см. Фигуру 6) позволили установить, что: (а) зависимость импеданса от напряжения практически не меняется с ростом числа циклов при длительном периоде циклирования конденсатора и (б) исходя из кривой зависимости импеданса от напряжения при заряде и разряде не наблюдается каких-либо процессов окисления-восстановления на поверхности коллектора тока отрицательного электрода. Таким образом, низкое внутреннее сопротивление конденсатора, отсутствие окислительно-восстановительных процессов на поверхности проводящей основы и стабильная зависимость импеданса от напряжения при длительном циклировании свидетельствуют о выгодности использования коллектора тока по настоящему изобретению.
Электрические характеристики защитного слоя были также испытаны и после циклирования ГЭК 20. Эти испытания показали, что изменение свойств защитного слоя коллектора тока после упомянутых ускоренных испытаний было незначительным. Например, среднее значение удельного электрического сопротивления коллектора тока уменьшилось от 0,85 Ом·см2 до 0,80 Ом·см2, а его электропроводность дырочного типа сохранилась. Предполагается, что небольшое снижение удельного электрического сопротивления может быть связано с изменением плотности поверхностных состояний защитного слоя.
Поскольку использованный для испытаний отрицательный электрод ГЭК 20 поляризуется в диапазоне потенциалов примерно от 0,9 В до -0,7 В относительно потенциала СВЭ, то очевидно, что коллектор тока по настоящему изобретению можно также использовать в составе симметричного электрохимического конденсатора с водным сернокислотным электролитом.
Пример 2
Сходным вышеописанному образом был изготовлен другой примерный коллектор тока. Коллектор тока по-прежнему обладал проводящей основой с геометрическими размерами приблизительно 135×72×0,2 (мм). Материал защитного покрытия наносили на проводящую основу двумя отдельными слоями таким образом, что толщина конечного защитного слоя составила приблизительно 50 мкм. Проводящую основу изготовили из сплава свинца, а именно сплава, содержавшего приблизительно 99% свинца и приблизительно 1% олова. Состав пасты защитного покрытия коллектора тока был приблизительно следующим: 4,0 массового % порошка углерода; 9,7 массового % перхлорвинильного полимера; 6,0 массового % пластификатора; 80 массовых % растворителя (ацетона, н-бутилацетата, толуола); 0,1 массового % диспергатора; 0,1 массового % смачивателя (ПАВ) и 0,1 массового % пеногасителя. После термической обработки второго из двух слоев материала защитного покрытия состав защитного слоя был следующим: 20 массовых % порошка углерода; 52 массовых % перхлорвинильного полимера и 28 массовых % пластификатора.
Средние значения удельного электрического сопротивления и адгезии защитного слоя коллектора тока из Примера 2 составляли соответственно 2,4 Ом·см2 и 12 кг/см2. Защитный слой имел электропроводность дырочного типа.
Симметричный электрохимический конденсатор 65 с двойным электрическим слоем (ДЭС), собранный с целью проверки коллектора тока из Примера 2, показан на Фигурах 7-8. Симметричный конденсатор 65 испытывали с использованием коллектора тока, изготовленного согласно технологиям, описанным подробно выше в Примере 2, в качестве коллектора тока для его как отрицательного, так и положительного электродов.
Как можно видеть, симметричный конденсатор 65 включает в себя пару пористых поляризуемых электродов 70 с активной массой, состоящей из активированного углеродного материала. Каждый электрод 70 имел прикрепленный к его активной массе коллектор 75 тока по настоящему изобретению. Электроды 70 разделяет пористый сепаратор 80. Электроды 70 и сепаратор 80 пропитаны некоторым количеством водного сернокислотного электролита с плотностью 1,26 г/см3. Электродный узел помещается в корпусе 85, из которого выступают токовыводы 90 коллекторов 75 тока. Корпус 85 герметизирован от утечки вокруг токовыводов 90 токовыводными уплотнениями 95. Симметричный конденсатор 65 также оборудован аварийным клапаном 100.
В качестве активной массы этих электродов 70 применялись активированные угольные пластины типа РАС-ММ-100, хотя, как очевидно, могут быть использованы и другие материалы. Эти угольные пластины по-прежнему обладали геометрическими размерами приблизительно 135×72×2,0 (мм). Удельная электрическая емкость, удельная массовая плотность и удельное электрическое сопротивление пластин РАС-ММ-100 составляли соответственно 750 Ф/г, 0,38 г/см3 и 0,44 Ом·см2. Угольные пластины имели электропроводность дырочного типа.
В качестве конкретного сепаратора 80 в симметричном конденсаторе 65 опять же использовался AGM-сепаратор, выполненный из RECOMAT 15064XXP. Сепаратор 80 обладал толщиной примерно 0,4 мм.
Симметричный конденсатор 65 испытывали при комнатной температуре. С целью увеличения воздействия кислорода и водорода на испытуемые коллекторы 75 тока специально был выбран жесткий режим циклирования (с кулоновской эффективностью примерно 16%). Заряд и разряд конденсатора осуществляли постоянным током приблизительно 0,36 А. Кулоновская емкость заряд-разрядного процесса симметричного конденсатора 65 имела значение примерно 1,8 А·ч. При заряде и разряде симметричный конденсатор 65 переполюсовывался (т.е. положительный электрод конденсатора становился отрицательным электродом, а отрицательный электрод становился положительным электродом).
В процессе испытаний измеряли следующие характеристики конденсатора: (а) энергию при заряде и при разряде; (б) напряжение конденсатора и потенциалы его электродов; (в) омическое сопротивление конденсатора в начале и в конце разряда; (г) импеданс конденсатора.
Длительность паузы после зарядного и разрядного процессов составляла 5 минут. Испытания осуществляли в режиме непрерывного циклирования конденсатора. Количество проведенных непрерывных циклов составляло 100 циклов.
Энергетические характеристики симметричного конденсатора 65 в процессе циклировании практически оставались без изменений. Измерения показали, что электрическая емкость составляет 1400 Ф, кулоновская емкость - 0,22 А·ч, разрядная энергия - 1,188 кДж, значение омического сопротивления в начале заряда (RHP) - 21,3 мОм, а значение омического сопротивления в конце заряда (RКР) - 25,2 мОм.
Как показано на Фигуре 9, потенциалы электродов конденсатора при заряде и разряде меняются в широком диапазоне. Исходя из приведенной на Фигуре 10 кривой зависимости импеданса от напряжения окислительно-восстановительные процессы, связанные с проводящей основой коллекторов тока, несмотря на жесткий режим циклирования не наблюдались. Это свидетельствует о том, что нанесенный в виде покрытия на проводящую основу защитный слой каждого коллектора тока эффективно работает на предотвращение окисления проводящей основы. Это подтверждалось измерением электрических характеристик коллекторов тока после циклирования симметричного конденсатора 65. В дополнение к этому электрические, механические, химические и физические характеристики коллекторов тока после испытания не изменялись.
Таким образом, как можно видеть из вышеприведенного, защитное покрытие, изготовленное согласно настоящему изобретению, демонстрирует низкое удельное электрическое сопротивление и высокую дырочную электропроводность. Такое защитное покрытие будет предотвращать контакт электролита электрохимического конденсатора, такого как электролит на основе серной кислоты, с поверхностью проводящей основы коллектора тока и будет защищать поверхность этой проводящей основы от влияния окислительно-восстановительных процессов в ходе поляризации и деполяризации связанного с ним электрода. Защитное покрытие также является гибким и демонстрирует хорошую адгезию к таким составляющим проводящую основу материалам, как свинец и сплавы свинца.
Дополнительно такое защитное покрытие будет обеспечивать высокое перенапряжение выделения газообразных водорода и кислорода в сернокислотном электролите ДЭС-конденсатора. При температурах от примерно -40°С до примерно +50°С такое защитное покрытие будет стабильным в пределах диапазона потенциалов, по меньшей мере, от +1,0 до -0,7 В по отношению к стандартному водородному электроду (СВЭ) сравнения в сернокислотном электролите. Более того, электрические, электрохимические, физические, механические и защитные свойства такого защитного покрытия не будут изменяться в результате многократных поляризаций и деполяризаций в пределах вышеуказанного диапазона потенциалов и температур.
Таким образом, приведенные описание и примеры показывают, что коллектор тока по настоящему изобретению демонстрирует высокую эффективность работы при применении в электрохимических конденсаторах, содержащих, по меньшей мере, один электрод на основе углерода и водный сернокислотный электролит. Однако специалистам в данной области техники также должно быть понятно, что коллектор тока по настоящему изобретению не ограничен таким применением и может фактически найти применение и в других электрохимических конденсаторах. Например, но без ограничения, очевидно, что коллектор тока по настоящему изобретению может быть использован в качестве коллекторов тока и положительных, и отрицательных электродов симметричного электрохимического конденсатора со щелочным электролитом. Аналогичным образом можно использовать коллектор тока по настоящему изобретению (с основой из Ni) в положительных и отрицательных электродах симметричного электрохимического конденсатора C|KOH|C. Кроме того, коллектор тока по настоящему изобретению может также быть использован с отрицательными электродами (имеющими проводящую основу из Ni, Cu, Fe и других металлов) электрохимических конденсаторов системы Ni(OH)2|KOH|C. В дополнение к этому также очевидно, что защитный слой по настоящему изобретению может использоваться для защиты проводящей основы коллектора тока (в частности, проводящей основы из алюминия) как конденсатора, так и аккумуляторной батареи, имеющих неводный электролит.
Поэтому, несмотря на то что выше подробно описаны определенные варианты реализации настоящего изобретения, объем изобретения не следует считать ограниченным таким раскрытием, и возможны модификации и изменения без отклонения от духа изобретения, охарактеризованного следующей формулой изобретения.
Claims (63)
1. Коллектор тока конденсатора, включающий в себя:
проводящую основу; и
защитное покрытие, покрывающее, по меньшей мере, часть упомянутой проводящей основы, причем упомянутое защитное покрытие содержит проводящий композит, который включает в себя проводящий углеродный порошок и полимерное связующее, при этом упомянутое защитное покрытие предназначено для по существу предотвращения контакта электролита из водного раствора серной кислоты с частью упомянутой проводящей основы, покрытой упомянутым защитным покрытием.
проводящую основу; и
защитное покрытие, покрывающее, по меньшей мере, часть упомянутой проводящей основы, причем упомянутое защитное покрытие содержит проводящий композит, который включает в себя проводящий углеродный порошок и полимерное связующее, при этом упомянутое защитное покрытие предназначено для по существу предотвращения контакта электролита из водного раствора серной кислоты с частью упомянутой проводящей основы, покрытой упомянутым защитным покрытием.
2. Коллектор тока по п.1, в котором упомянутая проводящая основа содержит свинец.
3. Коллектор тока по п.1, в котором упомянутая проводящая основа содержит сплав свинца.
4. Коллектор тока по п.3, в котором упомянутый сплав свинца содержит свинец и олово.
5. Коллектор тока по п.1, в котором упомянутая проводящая основа выбрана из группы, состоящей из никеля, меди, железа и алюминия.
6. Коллектор тока по п.1, в котором упомянутое защитное покрытие обладает дырочной проводимостью.
7. Коллектор тока по п.1, в котором упомянутое полимерное связующее является стойким к водному сернокислотному электролиту.
8. Коллектор тока по п.7, в котором упомянутое полимерное связующее содержит перхлорвинил.
9. Коллектор тока по п.1, в котором упомянутый проводящий материал-композит нанесен на упомянутую проводящую основу в виде пасты.
10. Коллектор тока по п.1, в котором упомянутый проводящий материал-композит также включает в себя один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из пластификатора, растворителя, диспергатора, смачивателя и пеногасителя.
11. Коллектор тока по п.1, в котором упомянутый конденсатор является электрохимическим конденсатором с двойным электрическим слоем.
12. Коллектор тока по п.11, в котором упомянутый конденсатор является гетерогенным электрохимическим суперконденсатором.
13. Коллектор тока по п.11, в котором упомянутый конденсатор является симметричным электрохимическим суперконденсатором.
14. Коллектор тока для использования в электрохимическом конденсаторе с водным сернокислотным электролитом, включающий в себя:
проводящую основу из свинца или сплава свинца; и
защитный слой, находящийся на упомянутой проводящей основе, причем упомянутый защитный слой выполнен из одного или более слоев одного или более материалов защитного покрытия, причем каждый материал защитного покрытия содержит проводящий композит, который включает в себя проводящий углеродный порошок и полимерное связующее;
при этом каждый слой материала защитного покрытия подвергнут процессу выпаривания растворителя и процессу термической обработки перед нанесением последующего слоя материала защитного покрытия; и
при этом упомянутый полученный защитный слой является по существу беспористым и предотвращает контакт упомянутого водного сернокислотного электролита с упомянутой проводящей основой, тем самым исключая окисление упомянутой проводящей основы упомянутым водным сернокислотным электролитом.
проводящую основу из свинца или сплава свинца; и
защитный слой, находящийся на упомянутой проводящей основе, причем упомянутый защитный слой выполнен из одного или более слоев одного или более материалов защитного покрытия, причем каждый материал защитного покрытия содержит проводящий композит, который включает в себя проводящий углеродный порошок и полимерное связующее;
при этом каждый слой материала защитного покрытия подвергнут процессу выпаривания растворителя и процессу термической обработки перед нанесением последующего слоя материала защитного покрытия; и
при этом упомянутый полученный защитный слой является по существу беспористым и предотвращает контакт упомянутого водного сернокислотного электролита с упомянутой проводящей основой, тем самым исключая окисление упомянутой проводящей основы упомянутым водным сернокислотным электролитом.
15. Коллектор тока по п.14, в котором упомянутый защитный слой обладает дырочной проводимостью.
16. Коллектор тока по п.14, в котором упомянутое полимерное связующее является стойким к упомянутому водному сернокислотному электролиту.
17. Коллектор тока по п.16, в котором упомянутое полимерное связующее содержит перхлорвинил.
18. Коллектор тока по п.14, в котором упомянутый проводящий материал-композит нанесен на упомянутую проводящую основу в виде пасты.
19. Коллектор тока по п.14, в котором упомянутый проводящий материал-композит также включает в себя один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из пластификатора, растворителя, диспергатора, смачивателя и пеногасителя.
20. Коллектор тока по п.14, в котором упомянутый конденсатор является электрохимическим конденсатором с двойным электрическим слоем.
21. Коллектор тока по п.20, в котором упомянутый конденсатор является гетерогенным электрохимическим суперконденсатором.
22. Коллектор тока по п.20, в котором упомянутый конденсатор является симметричным электрохимическим суперконденсатором.
23. Коллектор тока по п.14, в котором упомянутое защитное покрытие образовано из нескольких слоев, из которых первый слой состоит из проводящего композита, который обладает хорошей адгезией к проводящей основе на основе свинца.
24. Коллектор тока по п.23, в котором упомянутый первый слой упомянутого материала защитного покрытия имеет толщину примерно 0,5-1,0 мкм.
25. Коллектор тока по п.14, в котором упомянутое защитное покрытие образовано из нескольких слоев, каждый из которых имеет по существу одинаковую толщину.
26. Коллектор тока по п.14, в котором каждый слой проводящего материала-композита подвергнут процессу выпаривания растворителя и процессу термической обработки перед нанесением последующего слоя проводящего материала-композита.
27. Коллектор тока по п.14, в котором упомянутый проводящий углеродный порошок имеет размер частиц примерно 300-500 Å перед тем, как упомянутый проводящий композит нанесен на упомянутую проводящую основу.
28. Способ изготовления коллектора тока конденсатора, который является стойким к кислотным электролитам, включающий в себя:
обеспечение проводящей основы, выполненной из электропроводящего металла;
покрытие, по меньшей мере, определенных поверхностей упомянутой проводящей основы материалом защитного покрытия, содержащим проводящий композит, который включает в себя проводящий углеродный порошок и полимерное связующее;
подвергание упомянутого материала защитного покрытия этапу выпаривания растворителя; и
подвергание упомянутого материала защитного покрытия этапу термической обработки.
обеспечение проводящей основы, выполненной из электропроводящего металла;
покрытие, по меньшей мере, определенных поверхностей упомянутой проводящей основы материалом защитного покрытия, содержащим проводящий композит, который включает в себя проводящий углеродный порошок и полимерное связующее;
подвергание упомянутого материала защитного покрытия этапу выпаривания растворителя; и
подвергание упомянутого материала защитного покрытия этапу термической обработки.
29. Способ по п.28, в котором упомянутая проводящая основа состоит из свинца или сплава свинца.
30. Способ по п.28, в котором упомянутую проводящую основу выбирают из группы, состоящей из никеля, меди, железа и алюминия.
31. Способ по п.28, в котором упомянутый материал защитного покрытия обладает дырочной проводимостью.
32. Способ по п.28, в котором упомянутое полимерное связующее является стойким к водному сернокислотному электролиту.
33. Способ по п.32, в котором упомянутое полимерное связующее содержит перхлорвинил.
34. Способ по п.28, в котором упомянутый материал защитного покрытия наносят на упомянутую проводящую основу в виде пасты.
35. Способ по п.34, в котором упомянутая паста также включает в себя один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из пластификатора, растворителя, диспергатора, смачивателя и пеногасителя.
36. Способ по п.34, в котором упомянутый проводящий углеродный порошок имеет размер частиц менее примерно 500 Å.
37. Способ по п.34, в котором упомянутую пасту гомогенизируют после смешивания.
38. Способ по п.34, в котором упомянутую пасту фильтруют перед нанесением на упомянутую проводящую основу.
39. Способ по п.28, в котором упомянутый материал защитного покрытия подвергают этапу выпаривания растворителя после нанесения на упомянутую проводящую основу.
40. Способ по п.39, в котором упомянутый этап выпаривания растворителя включает в себя сушку на воздухе.
41. Способ по п.40, в котором упомянутый материал защитного покрытия сушат на воздухе в течение приблизительно двух часов.
42. Способ по п.39, также включающий в себя подвергание упомянутого материала защитного покрытия этапу термической обработки после упомянутого этапа выпаривания растворителя.
43. Способ по п.28, в котором на упомянутую проводящую основу наносят более чем один слой одного или более материалов защитного покрытия.
44. Способ по п.43, в котором каждый слой упомянутого материала защитного покрытия подвергают этапу выпаривания растворителя и этапу термической обработки перед нанесением последующего слоя материала защитного покрытия.
45. Способ по п.44, в котором температура, связанная с упомянутым этапом термической обработки для каждого слоя упомянутого материала защитного покрытия, является по существу одинаковой.
46. Способ по п.44, в котором температура, связанная с упомянутым этапом термической обработки для первого слоя упомянутого материала защитного покрытия, отличается от температуры, связанной с упомянутым этапом термической обработки для дополнительных слоев упомянутого материала защитного покрытия.
47. Способ по п.43, в котором первый слой упомянутого материала защитного покрытия выбирают, исходя из его адгезионных свойств по отношению к конкретному материалу проводящей основы, на который он будет наноситься.
48. Способ изготовления коллектора тока конденсатора, который является стойким к кислотным электролитам, включающий в себя:
обеспечение проводящей основы, выполненной из свинца или сплава свинца;
формирование защитного слоя на упомянутой проводящей основе путем покрытия, по меньшей мере, определенных поверхностей упомянутой проводящей основы одним или более слоями одного или более материалов защитного покрытия, каждый из которых содержит проводящий композит, который включает в себя проводящий углеродный порошок и полимерное связующее; и
подвергание каждого слоя упомянутого материала защитного покрытия этапу выпаривания растворителя и этапу термической обработки перед нанесением любых дополнительных слоев материала защитного покрытия;
при этом упомянутый полученный защитный слой является по существу беспористым и предотвращает контакт упомянутого водного сернокислотного электролита с упомянутой проводящей основой, тем самым исключая окисление упомянутой проводящей основы упомянутым водным сернокислотным электролитом.
обеспечение проводящей основы, выполненной из свинца или сплава свинца;
формирование защитного слоя на упомянутой проводящей основе путем покрытия, по меньшей мере, определенных поверхностей упомянутой проводящей основы одним или более слоями одного или более материалов защитного покрытия, каждый из которых содержит проводящий композит, который включает в себя проводящий углеродный порошок и полимерное связующее; и
подвергание каждого слоя упомянутого материала защитного покрытия этапу выпаривания растворителя и этапу термической обработки перед нанесением любых дополнительных слоев материала защитного покрытия;
при этом упомянутый полученный защитный слой является по существу беспористым и предотвращает контакт упомянутого водного сернокислотного электролита с упомянутой проводящей основой, тем самым исключая окисление упомянутой проводящей основы упомянутым водным сернокислотным электролитом.
49. Способ по п.48, в котором упомянутый материал защитного покрытия обладает дырочной проводимостью.
50. Способ по п.48, в котором упомянутое полимерное связующее является стойким к водному сернокислотному электролиту.
51. Способ по п.50, в котором упомянутое полимерное связующее содержит перхлорвинил.
52. Способ по п.48, в котором упомянутый материал защитного покрытия наносят на упомянутую проводящую основу в виде пасты.
53. Способ по п.52, в котором упомянутая паста также включает в себя один или более компонентов, выбранных из группы, состоящей из пластификатора, растворителя, диспергатора, смачивателя и пеногасителя.
54. Способ по п.52, в котором упомянутый проводящий углеродный порошок имеет размер частиц менее примерно 500 Å.
55. Способ по п.52, в котором упомянутую пасту гомогенизируют после смешивания.
56. Способ по п.52, в котором упомянутую пасту фильтруют перед нанесением на упомянутую проводящую основу.
57. Способ по п.48, в котором каждый слой упомянутого материала защитного покрытия подвергают этапу выпаривания растворителя после нанесения на упомянутую проводящую основу.
58. Способ по п.57, в котором упомянутый этап выпаривания растворителя включает в себя сушку на воздухе.
59. Способ по п.58, в котором упомянутый материал защитного покрытия сушат на воздухе в течение приблизительно двух часов.
60. Способ по п.57, также включающий в себя подвергание каждого слоя упомянутого материала защитного покрытия этапу термической обработки после упомянутого этапа выпаривания растворителя.
61. Способ по п.60, в котором температура, связанная с упомянутым этапом термической обработки для каждого слоя упомянутого материала защитного покрытия, является по существу одинаковой.
62. Способ по п.61, в котором температура, связанная с упомянутым этапом термической обработки для первого слоя упомянутого материала защитного слоя, отличается от температуры, связанной с упомянутым этапом термической обработки для дополнительных слоев упомянутого материала защитного покрытия.
63. Способ по п.48, в котором первый слой упомянутого материала защитного покрытия выбирают, исходя из его адгезионных свойств по отношению к материалу проводящей основы на основе свинца, на который он будет наноситься.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008102639/09A RU2397568C2 (ru) | 2005-06-24 | 2005-06-24 | Коллектор тока для электрохимических конденсаторов с двойным электрическим слоем и способ его изготовления |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008102639/09A RU2397568C2 (ru) | 2005-06-24 | 2005-06-24 | Коллектор тока для электрохимических конденсаторов с двойным электрическим слоем и способ его изготовления |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2008102639A RU2008102639A (ru) | 2009-07-27 |
RU2397568C2 true RU2397568C2 (ru) | 2010-08-20 |
Family
ID=41048107
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008102639/09A RU2397568C2 (ru) | 2005-06-24 | 2005-06-24 | Коллектор тока для электрохимических конденсаторов с двойным электрическим слоем и способ его изготовления |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2397568C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2475879C1 (ru) * | 2011-07-05 | 2013-02-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Элитех" | Электрохимический суперконденсатор |
-
2005
- 2005-06-24 RU RU2008102639/09A patent/RU2397568C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2475879C1 (ru) * | 2011-07-05 | 2013-02-20 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Элитех" | Электрохимический суперконденсатор |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2008102639A (ru) | 2009-07-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7799099B2 (en) | Method of manufacturing a current collector for a double electric layer capacitor | |
US7312976B2 (en) | Heterogeneous electrochemical supercapacitor and method of manufacture | |
US6946007B2 (en) | Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes | |
US8472163B2 (en) | Negative electrode current collector for heterogeneous electrochemical capacitor and method of manufacture thereof | |
US8226808B2 (en) | Method for manufacturing metal electrode having transition metallic coating layer and metal electrode manufactured thereby | |
KR102528734B1 (ko) | 전극, 전기화학 전지, 그리고 전극 및 전기화학 전지를 형성하는 방법 | |
EP1468434A1 (en) | Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes | |
US8017270B2 (en) | Electrochemical cell fabricated via liquid crystal templating | |
EP2738856A1 (en) | Collector, electrode structure, nonaqueous electrolyte battery, and electricity storage component | |
JP2010536122A (ja) | バイポーラー電池用プレートおよびバイポーラー電池 | |
US8351182B2 (en) | Electric double layer capacitor | |
RU2600566C2 (ru) | Токопроводящий электрод и соответствующий способ изготовления | |
JP4822554B2 (ja) | キャパシタ用発泡状ニッケルクロム集電体およびそれを用いた電極、キャパシタ | |
RU2397568C2 (ru) | Коллектор тока для электрохимических конденсаторов с двойным электрическим слоем и способ его изготовления | |
RU2391732C2 (ru) | Гетерогенный электрохимический суперконденсатор и способ изготовления | |
KR101220036B1 (ko) | 전기화학소자 전극, 이의 제조 방법 및 전기화학소자 | |
WO2022172720A1 (ja) | コンデンサ | |
KR102157384B1 (ko) | 과립형 활성탄-탄소나노튜브 복합체를 포함하는 전기이중층 커패시터 | |
JP2022121988A (ja) | コンデンサ | |
JP2022121990A (ja) | コンデンサ | |
KR20230174091A (ko) | 복합전극 및 이를 이용한 전기에너지 저장장치 | |
JP2022121989A (ja) | コンデンサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150625 |