RU2611722C1 - Method of production of non-polarizable electrode for electrochemical capacitor - Google Patents
Method of production of non-polarizable electrode for electrochemical capacitor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2611722C1 RU2611722C1 RU2015149004A RU2015149004A RU2611722C1 RU 2611722 C1 RU2611722 C1 RU 2611722C1 RU 2015149004 A RU2015149004 A RU 2015149004A RU 2015149004 A RU2015149004 A RU 2015149004A RU 2611722 C1 RU2611722 C1 RU 2611722C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrode
- nickel
- active material
- base
- hydroxide
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 17
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 41
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims abstract description 27
- -1 nitrate ions Chemical class 0.000 claims abstract description 12
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000011049 filling Methods 0.000 claims abstract description 7
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 39
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims description 19
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 8
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 5
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims description 5
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 claims description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 3
- VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N Nickel(2+) Chemical compound [Ni+2] VEQPNABPJHWNSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 6
- 229910001453 nickel ion Inorganic materials 0.000 abstract description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 abstract 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 22
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 13
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 7
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 4
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 4
- WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M Lithium hydroxide Chemical compound [Li+].[OH-] WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000035051 Malignant migrating focal seizures of infancy Diseases 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DWTHJRGGAKKQPO-UHFFFAOYSA-L [OH-].[OH-].[Ni].[Ni++] Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni].[Ni++] DWTHJRGGAKKQPO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 2
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 239000002482 conductive additive Substances 0.000 description 2
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 2
- 230000001351 cycling effect Effects 0.000 description 2
- 238000005238 degreasing Methods 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 2
- 229910000358 iron sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 208000012054 malignant migrating partial seizures of infancy Diseases 0.000 description 2
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 2
- 229940006477 nitrate ion Drugs 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 150000002910 rare earth metals Chemical class 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 239000004604 Blowing Agent Substances 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N Dextrotartaric acid Chemical compound OC(=O)[C@H](O)[C@@H](O)C(O)=O FEWJPZIEWOKRBE-JCYAYHJZSA-N 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N Tartaric acid Natural products [H+].[H+].[O-]C(=O)C(O)C(O)C([O-])=O FEWJPZIEWOKRBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001447 alkali salts Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 1
- BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N ammonium sulfate Chemical compound N.N.OS(O)(=O)=O BFNBIHQBYMNNAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052921 ammonium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011130 ammonium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N cadmium nickel Chemical compound [Ni].[Cd] OJIJEKBXJYRIBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005234 chemical deposition Methods 0.000 description 1
- GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L cobalt dichloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Co+2] GVPFVAHMJGGAJG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 239000007770 graphite material Substances 0.000 description 1
- 239000004519 grease Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 description 1
- UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N iron nickel Chemical compound [Fe].[Ni] UGKDIUIOSMUOAW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 159000000014 iron salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052987 metal hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical class C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N nickel zinc Chemical compound [Ni].[Zn] QELJHCBNGDEXLD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005486 organic electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000010979 pH adjustment Methods 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000005488 sandblasting Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 1
- 235000002906 tartaric acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000011975 tartaric acid Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances 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
-
- 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
- H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
- H01M4/26—Processes of manufacture
- H01M4/28—Precipitating active material on the carrier
- H01M4/29—Precipitating active material on the carrier by electrochemical methods
-
- 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
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
-
- 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
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники, точнее к электрохимическим конденсаторам, а именно к гибридным или асимметричным конденсаторам.The invention relates to the field of electrical engineering, more specifically to electrochemical capacitors, namely to hybrid or asymmetric capacitors.
Изобретение может быть использовано для изготовления неполяризуемого электрода для электрохимического гибридного конденсатора с щелочным электролитом.The invention can be used for the manufacture of non-polarizable electrode for an electrochemical hybrid capacitor with an alkaline electrolyte.
Поляризуемый электрод такого типа электрохимических конденсаторов выполнен из активированного углеродного материала. Другой электрод (неполяризуемый) в качестве активного материала содержит гидроксид никеля. Применение неполяризуемого электрода позволяет значительно повысить удельную энергию конденсатора по сравнению с симметричным электрохимическим конденсатором (где оба электрода поляризуемые, изготовленные из активированного углерода) с водным электролитом и достичь характеристик электрохимического конденсатора с органическим электролитом.A polarized electrode of this type of electrochemical capacitors is made of activated carbon material. Another electrode (non-polarizable) contains nickel hydroxide as the active material. The use of a non-polarizable electrode can significantly increase the specific energy of the capacitor compared to a symmetric electrochemical capacitor (where both electrodes are polarizable made of activated carbon) with an aqueous electrolyte and achieve the characteristics of an electrochemical capacitor with an organic electrolyte.
Электрохимические конденсаторы с неполяризуемым гидроксидноникелевым электродом могут использоваться для стартерного запуска двигателя внутреннего сгорания, в составе транспорта с гибридным приводом, на электротранспорте, в системах качественной энергии и бесперебойного питания, а также для других применений. Гидроксидноникелевые электроды, применяемые в электрохимических конденсаторах, должны обладать способностью заряжаться и разряжаться высокими плотностями тока, иметь практически неограниченный ресурс и срок службы.Electrochemical capacitors with a non-polarizable hydroxide-nickel electrode can be used to starter start an internal combustion engine, as part of a hybrid vehicle, in electric vehicles, in high-quality energy and uninterruptible power supply systems, as well as for other applications. Hydroxide nickel electrodes used in electrochemical capacitors must be able to charge and discharge at high current densities, and have an almost unlimited resource and service life.
В электрохимических конденсаторах обычно используют оптимизированные гидроксидноникелевые электроды известных конструкций, применяющихся в щелочных аккумуляторах, либо создают новые электродные конструкции.Electrochemical capacitors usually use optimized hydroxide-nickel electrodes of known designs used in alkaline batteries, or create new electrode designs.
Известно применение в электрохимическом конденсаторе гидроксидноникелевого электрода прессованной конструкции [Tenth International Seminar on Double Layer Capacitors and Similar Energy Storage Devices. December, 2001, Deerfield Beach, Florida]. Гидроксидноникелевый электрод изготавливают путем напрессовки на токовый коллектор активного материала с большим содержанием (16-23 мас.%) электропроводной добавки из углеграфитовых материалов [Химические источники тока: Справочник. / Под редакцией Н.В. Коровина и A.M. Скундина. - М.: Издательство МЭИ, 2003, с. 379]. Прессованные электроды имеют меньшую, по сравнению с другими конструкциями гидроксидноникелевого электрода, стоимость. Однако при высоких анодных потенциалах гидроксидноникелевого электрода (в процессе работы конденсатора) происходит постепенное окисление электропроводной добавки, что приводит к потере емкостных и мощностных характеристик электрода и, как следствие, к ограничению ресурса конденсатора с этим электродом.It is known to use an extruded structure of a hydroxide-nickel electrode in an electrochemical capacitor [Tenth International Seminar on Double Layer Capacitors and Similar Energy Storage Devices. December, 2001, Deerfield Beach, Florida]. A hydroxide-nickel electrode is made by pressing on a current collector of an active material with a high content (16-23 wt.%) Of an electrically conductive additive from carbon-graphite materials [Chemical current sources: Reference. / Edited by N.V. Korovin and A.M. Skundina. - M.: Publishing House MPEI, 2003, p. 379]. Pressed electrodes have a lower cost in comparison with other designs of the hydroxide-nickel electrode. However, at high anode potentials of the hydroxide-nickel electrode (during the operation of the capacitor), the conductive additive gradually oxidizes, which leads to the loss of capacitance and power characteristics of the electrode and, as a result, to the limitation of the capacitor resource with this electrode.
Известно применение оптимизированного по активному материалу пеноникелевого гидроксидноникелевого электрода для электрохимического конденсатора с мезопористым (нанопористым) гидроксидом никеля, полученным методом трафаретного синтеза, заключающегося в химическом осаждении гидроксида никеля из водной среды гомогенного самоорганизующегося жидкокристаллического трафарета (liquid crystal template - LCT), после удаления которого получается пористая структура, содержащая каналы однородного диаметра, расположенные в гексагональной решетке [Заявка WO 2007/091076 A1. F. Coowar. An electrode for an electrochemical cell comprising mesoporous nickel hydroxide.]. Электрод получали пастированием пеноникелевого коллектора с добавлением в активный материал 22 мас.% ацетиленовой сажи. Наноархитектура гидроксида никеля обеспечивает очень хороший электронный контакт и контакт с электролитом, поэтому данный электрод обладает выдающимися мощностными характеристиками, но, как и все гидроксидноникелевые электроды, содержащие в активном материале большое количество окисляющейся углеграфитовой добавки, имеет ограничение по ресурсу.It is known to use a foam nickel hydroxide-nickel electrode optimized for the active material for an electrochemical capacitor with mesoporous (nanoporous) nickel hydroxide obtained by the method of screen synthesis, which consists in the chemical deposition of nickel hydroxide from an aqueous medium of a homogeneous self-organizing liquid crystal stencil, after which the template is liquid (liquid) porous structure containing channels of uniform diameter located in a hexagonal lattice [Application and WO 2007/091076 A1. F. Coowar. An electrode for an electrochemical cell comprising mesoporous nickel hydroxide.]. The electrode was obtained by pasting a foam nickel collector with the addition of 22 wt.% Acetylene black to the active material. The nanoarchitecture of nickel hydroxide provides a very good electronic and electrolyte contact; therefore, this electrode has outstanding power characteristics, but, like all hydroxide-nickel electrodes containing a large amount of oxidized carbon-graphite additive in the active material, it has a resource limit.
Известно применение в электрохимическом конденсаторе оптимизированного гидроксидноникелевого электрода спеченной конструкции [WO 97/07518 по кл. H01G 9/00, 9/22]. Известный способ изготовления гидроксидноникелевого электрода электрохимического конденсатора спеченной конструкции включает: нанесение на металлическую ленту смеси порошка карбонильного никеля с порообразователем, термическую обработку в атмосфере водорода при температуре 800-960°C, заполнение спеченной никелевой губки активным материалом посредством поочередной ее пропитки в солях никеля и щелочи [Химические источники тока: Справочник. / Под редакцией Н.В. Коровина и A.M. Скундина. - М.: Издательство МЭИ, 2003, с. 378]. Для применения в электрохимическом конденсаторе электрод оптимизируют по толщине и закладываемой емкости посредством сокращения циклов пропитки пористой спеченной основы, использующейся для аккумуляторных электродов, при этом получают мощные электроды толщиной 300-400 мкм и емкостью 0,2-0,25 А⋅ч/см3. Электрод данной конструкции полностью удовлетворяет требованиям по мощностным и ресурсным характеристикам, но способ производств электродов данной конструкции довольно энерго- и материалозатратен и потому дорог.It is known to use an optimized hydroxide-nickel electrode of a sintered structure in an electrochemical capacitor [WO 97/07518 in class. H01G 9/00, 9/22]. A known method for the manufacture of a hydroxide-nickel electrode of an sintered electrochemical capacitor includes: applying a mixture of carbonyl nickel powder with a blowing agent onto a metal strip, heat treatment in a hydrogen atmosphere at a temperature of 800-960 ° C, filling the sintered nickel sponge with active material by impregnating it in nickel and alkali salts [Chemical sources of current: Handbook. / Edited by N.V. Korovin and AM Skundina. - M.: Publishing House MPEI, 2003, p. 378]. For use in an electrochemical capacitor, the electrode is optimized in thickness and capacity by shortening the impregnation cycles of the porous sintered base used for battery electrodes, while powerful electrodes with a thickness of 300-400 μm and a capacity of 0.2-0.25 A⋅h / cm 3 are obtained . The electrode of this design fully meets the requirements for power and resource characteristics, but the method of production of electrodes of this design is quite energy- and material-intensive and therefore expensive.
Наиболее близким к заявляемому решению по технической сущности является способ изготовления неполяризуемого электрода электрохимического конденсатора, включающий изготовление пористого токового коллектора, синтез активного материала и заполнение пористого токового коллектора активным материалом, преимущественно гидроксидом никеля [RU №2254641 по кл. H01M 4/52, H01G 9/058]. По известному способу изготовление пористого токового коллектора, синтез активного материала и заполнение пористого токового коллектора активным материалом осуществляется одновременно путем попеременной анодной и катодной электрохимической обработки основы, состоящей по существу из никеля, в водном растворе, содержащем хлорид-ионы. По данному способу получают тонкий электрод толщиной 100-200 мкм и емкостью до 0,15 А⋅ч/см3. Гидроксидноникелевый электрод, изготовленный по данному способу, имеет меньшую стоимость по сравнению со спеченным электродом, но из-за применения никелевой основы остается значительно дороже электрода прессованной конструкции. Кроме того, небольшая величина удельной емкости ограничивает применение этого электрода даже в конденсаторах.Closest to the claimed solution according to the technical essence is a method of manufacturing a non-polarizable electrode of an electrochemical capacitor, including the manufacture of a porous current collector, synthesis of the active material and filling the porous current collector with an active material, mainly nickel hydroxide [RU No. 2254641 per class. H01M 4/52, H01G 9/058]. According to the known method, the manufacture of a porous current collector, synthesis of the active material and filling of the porous current collector with the active material is carried out simultaneously by alternating anodic and cathodic electrochemical treatment of a substrate consisting essentially of nickel in an aqueous solution containing chloride ions. According to this method, a thin electrode is obtained with a thickness of 100-200 μm and a capacity of up to 0.15 Ah / cm 3 . The hydroxide-nickel electrode manufactured by this method has a lower cost compared to the sintered electrode, but due to the use of the nickel base, it remains much more expensive than the electrode of the pressed construction. In addition, a small specific capacitance limits the use of this electrode even in capacitors.
Изобретение направлено на решение задачи повышения емкости и снижения стоимости неполяризуемого гидроксидноникелевого электрода электрохимического гибридного конденсатора.The invention is aimed at solving the problem of increasing capacity and reducing the cost of non-polarizable hydroxide-nickel electrode of an electrochemical hybrid capacitor.
Технический результат изобретения, а именно повышение емкости и снижение стоимости неполяризуемого гидроксидноникелевого электрода, достигается тем, что согласно заявляемому способу изготовление пористого токового коллектора электрода, синтез активного материала, преимущественно гидроксида никеля, и заполнение пористого токового коллектора активным материалом осуществляют одновременно путем электрохимической катодной обработки основы электрода, состоящей по существу из железа, в водном растворе, содержащем, по крайней мере, ионы никеля и нитрат-ионы.The technical result of the invention, namely increasing the capacity and lowering the cost of a non-polarizable hydroxide-nickel electrode, is achieved by the fact that according to the claimed method, the manufacture of a porous current collector of an electrode, synthesis of an active material, mainly nickel hydroxide, and filling of a porous current collector with active material is carried out simultaneously by electrochemical cathodic processing of the base an electrode consisting essentially of iron in an aqueous solution containing at least ions Nickel and nitrate ions.
Для получения электродов по новому способу можно использовать дешевую ленту из стали в отличие от прототипа, где возможно применять только дорогостоящую никелевую ленту.To obtain electrodes in a new way, you can use cheap steel tape, unlike the prototype, where it is possible to use only expensive nickel tape.
При катодной электрохимической обработке электродной основы в водных растворах солей никеля присутствующие в электролите нитрат-ионы восстанавливаются на катоде с образованием гидроксид-ионов, что приводит к защелачиванию прикатодного слоя и осаждению на основу гидроксида никеля. Согласно изобретению при проведении катодной обработки основы при плотности тока от 0,03 до 0,1 А/см2 в растворах с концентрациями ионов никеля и нитрат-ионов 0,2-2 и 0,01-0,3 г-ион/л соответственно удается добиться одновременного осаждения на основу гидроксида никеля и металлического никеля.During cathodic electrochemical treatment of the electrode base in aqueous solutions of nickel salts, the nitrate ions present in the electrolyte are reduced at the cathode to form hydroxide ions, which leads to alkalization of the cathode layer and deposition of nickel hydroxide on the base. According to the invention, when performing a cathodic treatment of a base at a current density of 0.03 to 0.1 A / cm 2 in solutions with concentrations of nickel ions and nitrate ions of 0.2-2 and 0.01-0.3 g-ion / l accordingly, it is possible to achieve simultaneous deposition of nickel hydroxide and metallic nickel on the base.
Металлический никель осаждается на основу в виде каркаса, который служит дополнительным токосъемом для активного материала электрода и вместе с основой образует по существу проводящий коллектор гидроксидноникелевого электрода. На фиг. 1 показан образец гидроксидноникелевого электрода с активным материалом, на фиг. 2 показан этот же образец после его обработки в кипящем растворе, содержащем сульфат аммония, аммиак, винную кислоту с концентрациями 0,7 моль/л, 6 моль/л, 0,07 моль/л соответственно, который избирательно растворяет только гидроксид никеля, при этом никелевый каркас остается целым. Образующийся металлический каркас позволяет наращивать слой активного материала на коллекторе толщиной порядка 50-100 мкм с каждой стороны и тем самым значительно увеличить емкость электрода по сравнению с прототипом, где для увеличения емкости требуется использовать никелевую ленту большей толщины. Изменяя состав электролита и плотность тока катодной электрохимической обработки, можно получать электроды с различным соотношением металлического и окисленного никеля, по сути, электроды с задаваемыми емкостными и мощностными характеристиками, для использования в составе конденсаторов для различных областей применения.Nickel metal is deposited on the base in the form of a frame, which serves as an additional current collector for the active electrode material and together with the base forms a substantially conductive collector of a hydroxide-nickel electrode. In FIG. 1 shows a sample of a hydroxide-nickel electrode with an active material, FIG. Figure 2 shows the same sample after processing it in a boiling solution containing ammonium sulfate, ammonia, tartaric acid with concentrations of 0.7 mol / L, 6 mol / L, 0.07 mol / L, respectively, which selectively dissolves only nickel hydroxide, this nickel frame remains intact. The resulting metal frame allows you to build up a layer of active material on the collector with a thickness of about 50-100 μm on each side and thereby significantly increase the electrode capacity compared to the prototype, where to increase the capacity it is necessary to use a nickel tape of a larger thickness. By changing the composition of the electrolyte and the current density of the cathodic electrochemical treatment, it is possible to obtain electrodes with different ratios of metal and oxidized nickel, in fact, electrodes with preset capacitance and power characteristics, for use as part of capacitors for various applications.
При проведении катодной электрохимической обработки в растворах с концентрацией нитрат-ионов менее 0,01 г-ион/л на основе происходит только разряд ионов никеля и осаждение металлического никеля, при концентрации нитрат-ионов более 0,3 г-ион/л происходит только восстановление нитрат-ионов и осаждение гидроксида никеля на основу. В последнем случае наблюдается практически полное осыпание слоя активного материала с основы. При проведении катодной электрохимической обработки при плотности тока менее 0,03 А/см2 наблюдается осаждение только гидроксида никеля, проведение электрохимической катодной обработки при плотности тока более 0,1 А/см2 сопровождается значительным повышением катодной поляризации и выделением водорода, что приводит к снижению выхода по току. Катодную обработку предпочтительно проводят в растворах с концентрацией ионов никеля 0,2-2 г-ион/л при температуре 15-60°C, что обеспечивает достаточную скорость процесса.When conducting cathodic electrochemical treatment in solutions with a nitrate-ion concentration of less than 0.01 g-ion / l, only nickel ions are discharged on the basis and nickel metal is deposited, with a nitrate-ion concentration of more than 0.3 g-ion / l, only recovery occurs nitrate ions and the deposition of Nickel hydroxide on the base. In the latter case, almost complete shedding of the active material layer from the base is observed. When conducting cathodic electrochemical treatment at a current density of less than 0.03 A / cm 2 , precipitation of only nickel hydroxide is observed, conducting electrochemical cathodic processing at a current density of more than 0.1 A / cm 2 is accompanied by a significant increase in cathodic polarization and hydrogen evolution, which leads to a decrease current output. The cathodic treatment is preferably carried out in solutions with a concentration of nickel ions of 0.2-2 g-ion / l at a temperature of 15-60 ° C, which ensures a sufficient process speed.
По данному способу можно получать электроды с модифицирующими добавками, вводя добавки в раствор для осаждения активного материала. Добавки равномерно распределяются в активном материале, поскольку они вводятся в активный материал одновременно с его синтезом и нанесением на основу. Согласно изобретению электроды с модифицирующими добавками (гидроксиды щелочноземельных и/или редкоземельных металлов, и/или цинка, и/или кобальта, и/или марганца, и/или алюминия, и/или их смеси) получают при катодной обработке основы в присутствии ионов щелочноземельных и редкоземельных металлов, и/или цинка, и/или кобальта, и/или марганца, и/или алюминия, и/или смеси перечисленных ионов суммарной концентрации 0,001-0,2 г-ион/л и последующей обработке в водном растворе щелочи.According to this method, it is possible to obtain electrodes with modifying additives by introducing additives into the solution to precipitate the active material. Additives are evenly distributed in the active material, since they are introduced into the active material simultaneously with its synthesis and application to the base. According to the invention, electrodes with modifying additives (hydroxides of alkaline earth and / or rare earth metals, and / or zinc, and / or cobalt, and / or manganese, and / or aluminum, and / or a mixture thereof) are obtained by cathodic treatment of the base in the presence of alkaline earth ions and rare earth metals, and / or zinc, and / or cobalt, and / or manganese, and / or aluminum, and / or a mixture of these ions with a total concentration of 0.001-0.2 g-ion / l and subsequent processing in an aqueous solution of alkali.
Согласно предлагаемому изобретению поверхность основы электрода перед катодной обработкой предпочтительно подвергнуть механической и/или электрохимической обработке для получения пористости основы 5-50%. Пористая основа обеспечивает хорошее сцепление активного слоя с основой электрода, а также создает дополнительный объем для активного материала, т.е. увеличивает емкость электрода. При пористости основы менее 5% активный слой плохо сцеплен с основой, возможно его осыпание при эксплуатации электрода, при пористости выше 50% сама основа теряет механическую прочность и электропроводность. Механическую обработку основы проводят известными методами, такими как пескоструйная обработка, обработка металлическими щетками и т.д.According to the invention, the surface of the base of the electrode before the cathodic treatment is preferably subjected to mechanical and / or electrochemical treatment to obtain a porosity of the base of 5-50%. The porous base provides good adhesion of the active layer to the electrode base, and also creates additional volume for the active material, i.e. increases the capacity of the electrode. If the porosity of the substrate is less than 5%, the active layer is poorly adhered to the substrate, it may fall off during the operation of the electrode; if the porosity is above 50%, the substrate itself loses its mechanical strength and electrical conductivity. The machining of the base is carried out by known methods, such as sandblasting, brushing, etc.
Оптимальную пористость основы (20-50%) предпочтительно получать анодной электрохимической обработкой. Основу анодно обрабатывают в растворах солей железа, близких к нейтральным (pH 3-6), в присутствии хлорид-ионов с концентрацией 0,02-1,5 г-ион/л, при этом толщина основы практически не изменяется, травление идет не по поверхности, а в глубину анода. Основа имеет регулярную пористую структуру (фиг. 3) с диаметром пор 50-150 мкм, причем размер пор уменьшается с увеличением плотности тока анодной электрохимической обработки. При концентрации хлорид-ионов менее 0,02 г-ион/л травление незначительно, на поверхности основы возникают отдельные очаги травления. При концентрации хлорид-ионов более 1,5 г-ион/л происходит равномерное травление по поверхности и глубине основы, в результате чего получается гладкая поверхность. Анодную электрохимическую обработку проводят при плотности тока от 0,04 до 0,2 А/см2, при плотности тока более 0,2 А/см2 травление прекращается, при плотности тока менее 0,04 А/см2 значительно снижается скорость процесса.The optimal porosity of the base (20-50%) is preferably obtained by anodic electrochemical treatment. The base is anodically treated in solutions of iron salts, close to neutral (pH 3-6), in the presence of chloride ions with a concentration of 0.02-1.5 g-ion / l, while the thickness of the base is practically unchanged, etching is not surface, and deep into the anode. The base has a regular porous structure (Fig. 3) with a pore diameter of 50-150 μm, and the pore size decreases with increasing current density of the anodic electrochemical treatment. When the concentration of chloride ions is less than 0.02 g-ion / l, etching is insignificant, separate etching foci appear on the surface of the substrate. When the concentration of chloride ions is more than 1.5 g-ion / l, etching is uniform over the surface and depth of the substrate, resulting in a smooth surface. Anodic electrochemical processing is carried out at a current density of 0.04 to 0.2 A / cm 2 , at a current density of more than 0.2 A / cm 2 the etching stops, at a current density of less than 0.04 A / cm 2 the process speed is significantly reduced.
Согласно изобретению основа электрода перед катодной обработкой может быть покрыта никелем. Никелевое покрытие повышает перенапряжение выделения кислорода, что приводит к увеличению выхода по току при заряде гидроксидноникелевого электрода в составе конденсатора. Целесообразно, чтобы толщина никелевого покрытия составляла не более 1 мкм с каждой стороны основы. Увеличение толщины никелевого слоя приводит к удорожанию электрода.According to the invention, the electrode base can be coated with nickel before cathodic treatment. Nickel coating increases the overvoltage of oxygen evolution, which leads to an increase in current efficiency when charging a hydroxide-nickel electrode in the capacitor. It is advisable that the thickness of the Nickel coating was not more than 1 μm on each side of the base. An increase in the thickness of the nickel layer leads to an increase in the cost of the electrode.
Изобретение отличается возможностью получения гидроксидноникелевого электрода в виде ленты, изготовление которой предпочтительно проводить путем непрерывного технологического процесса на автоматизированной линии. Изготовление гидроксидноникелевого электрода в виде ленты на линии значительно повышает производительность и снижает трудозатраты его производства, что в конечном итоге снижает стоимость самого электрода. Непрерывный процесс изготовления гидроксидноникелевой электродной ленты реализуют следующим образом. Рулон ленты устанавливают на отдающее устройство с вертикальной осью размотки, ленту непрерывно транспортируют по операционным отсекам с помощью лентопротяжного механизма с постоянной скоростью горизонтально (лента заходит в отсеки через уплотнительные пазы вертикально по ширине), последовательно обрабатывают в каждом отсеке и наматывают на принимающую катушку. Оборудование линии и последовательные операции данного процесса даны в таблице.The invention is characterized by the possibility of producing a hydroxide-nickel electrode in the form of a tape, the manufacture of which is preferably carried out by a continuous process on an automated line. The manufacture of a hydroxide-nickel electrode in the form of a tape on a line significantly increases productivity and reduces the labor costs of its production, which ultimately reduces the cost of the electrode itself. A continuous process for the manufacture of hydroxide-nickel electrode tape is implemented as follows. The roll of tape is installed on the delivery device with a vertical axis of unwinding, the tape is continuously transported through the operating compartments using a tape drive mechanism at a constant speed horizontally (the tape enters the compartments through the sealing grooves vertically in width), they are sequentially processed in each compartment and wound on the receiving reel. The line equipment and sequential operations of this process are given in the table.
В отсеках травления и осаждения активного материала предусмотрено экранирование части ленты шириной 3-33 мм под токоотвод. Линию можно компоновать новыми операционными отсеками (или убирать ненужные) в зависимости от требований технологического процесса, например добавить ванну обезжиривания для очистки стальной ленты от смазки или загрязнений.In the compartments of etching and deposition of the active material, shielding of a portion of the tape 3-33 mm wide under the collector is provided. The line can be assembled with new operating compartments (or removed unnecessary) depending on the requirements of the process, for example, add a degreasing bath to clean the steel strip from grease or contamination.
По данному способу можно получить гидроксидноникелевые электроды толщиной 300-400 мкм, емкостью 0,2-0,25 А⋅ч/см3 с высокими мощностными и ресурсными характеристиками и невысокой стоимостью, т.е. электроды с оптимальными параметрами для применения в гибридном электрохимическом конденсаторе.Using this method, it is possible to obtain hydroxide-nickel electrodes with a thickness of 300-400 μm, a capacity of 0.2-0.25 A⋅h / cm 3 with high power and resource characteristics and low cost, i.e. electrodes with optimal parameters for use in a hybrid electrochemical capacitor.
Сущность предлагаемого изобретения поясняется следующими примерами.The essence of the invention is illustrated by the following examples.
Пример 1. Гидроксидноникелевые электроды получали из заготовок стальной ленты размером 70×105 мм и толщиной 200 мкм. Заготовки химически обезжиривали, затем подвергали электрохимической анодной обработке при плотности тока 0,07 А/см2 в растворе состава: сульфат железа, хлорид натрия с концентрациями 0,5 г-ион/л. Травленые основы промывали водой и подвергали электрохимической катодной обработке при плотности тока 0,04 А/см2 в растворе, содержащем ионы никеля и нитрат-ионы с концентрациями 0,5 и 0,1 г-ион/л соответственно, сушили, обрабатывали в щелочи, промывали конденсатом, сушили. Время каждой из операций составляло около 20 минут. Полученные электроды имели толщину 310 мкм и емкость 0,16 А⋅ч/см3.Example 1. Hydroxide-nickel electrodes were obtained from blanks of steel tape with a size of 70 × 105 mm and a thickness of 200 μm. The preforms were chemically degreased, then subjected to an electrochemical anodic treatment at a current density of 0.07 A / cm 2 in a solution of the composition: iron sulfate, sodium chloride with concentrations of 0.5 g-ion / L. The etched bases were washed with water and subjected to electrochemical cathodic treatment at a current density of 0.04 A / cm 2 in a solution containing nickel ions and nitrate ions with concentrations of 0.5 and 0.1 g-ion / l, respectively, dried, processed in alkali , washed with condensate, dried. The time of each operation was about 20 minutes. The resulting electrodes had a thickness of 310 μm and a capacity of 0.16 Ah / cm 3 .
Пример 2. В отличие от примера 1 основу после анодной обработки никелировали, а электрохимическую катодную обработку проводили в присутствии хлорида кобальта с концентрацией 0,05 моль/л. Получили электроды емкостью 0,18 А⋅ч/см3 и толщиной 320 мкм.Example 2. In contrast to example 1, the base after anode treatment was nickel-plated, and the electrochemical cathode treatment was carried out in the presence of cobalt chloride with a concentration of 0.05 mol / L. Received electrodes with a capacity of 0.18 Ah / cm 3 and a thickness of 320 μm.
Пример 3. В отличие от примера 1 и 2 процесс проводили на автоматизированной линии. Стальную лента шириной 200 мм перематывали со скоростью 18 м/ч и последовательно обрабатывали в операционных отсеках линии: ванне электрохимического травления (обработка ленты при плотности тока 0,1 А/см2 в растворе состава: сульфат железа, хлорид натрия с концентрациями 0,5 моль/л), секции холодной струйной промывки, ванне электрохимического никелирования (обработка ленты при плотности тока 0,02 А/см2 в растворе соли никеля), ванне электрохимического осаждения активного материала (обработка ленты при плотности тока 0,06 А/см2 в растворе, содержащем ионы никеля и нитрат ионы с концентрациями 0,6 и 0,1 г-ион/л соответственно), секции теплой сушки, ванне обработки щелочью, ванне теплой промывки, секции теплой сушки. Из полученной электродной ленты вырубали электроды с габаритами рабочей части 70×135 мм и токоотводом 30×30 мм. Электроды имели толщину 320 мкм и емкость 0,17 А⋅ч/см3.Example 3. In contrast to examples 1 and 2, the process was carried out on an automated line. A steel tape 200 mm wide was rewound at a speed of 18 m / h and sequentially processed in the operating compartments of the line: bath of electrochemical etching (processing of the tape at a current density of 0.1 A / cm 2 in a solution of composition: iron sulfate, sodium chloride with concentrations of 0.5 mol / l), sections of cold jet washing, electrochemical nickel plating bath (treatment of a tape at a current density of 0.02 A / cm 2 in a solution of nickel salt), electrochemical deposition bath of an active material (treatment of a tape at a current density of 0.06 A / cm 2 in a solution containing I eat nickel ions and nitrate ions with concentrations of 0.6 and 0.1 g-ion / l, respectively), a section for warm drying, an alkaline bath, a warm wash bath, and a warm drying section. The electrodes with the dimensions of the working part 70 × 135 mm and the collector 30 × 30 mm were cut out from the obtained electrode strip. The electrodes had a thickness of 320 μm and a capacity of 0.17 Ah / cm 3 .
Из полученных электродов собирали электрохимические конденсаторы следующей конструкции: 22 неполяризуемых гидроксидноникелевых электрода, обернутых в два слоя сепаратора из нетканого полипропилена толщиной 90 мкм, и 23 поляризуемых электрода (металлический коллектор толщиной 50 мкм с 300 мкм углеродной активированной тканью с каждой стороны коллектора). Электролитом служил раствор гидроксида калия с добавкой гидроксида лития с концентрациями 6 моль/л и 0,6 моль/л соответственно.Electrochemical capacitors of the following design were assembled from the obtained electrodes: 22 non-polarizable hydroxide-nickel electrodes wrapped in two layers of a 90 μm thick non-woven polypropylene separator, and 23 polarizable electrodes (50 μm thick metal collector with 300 μm activated carbon fabric on each side of the collector). The electrolyte was a potassium hydroxide solution with the addition of lithium hydroxide with concentrations of 6 mol / L and 0.6 mol / L, respectively.
Закладываемая емкость неполяризуемого гидроксидноникелевого электрода в конденсаторе составила 11,3 А⋅ч, что почти в два раза больше, чем для электрохимического конденсатора таких же габаритных размеров с неполяризуемыми электродами, изготовленными по способу прототипа (5,95 А⋅ч, конденсатор с 35 гидроксидноникелевыми электродами емкостью 0,15 А⋅ч/см3 и толщиной 120 мкм). С увеличением закладываемой емкости снижается глубина циклирования неполяризуемого гидроксидноникелевого электрода в конденсаторе, что приводит к увеличению ресурса конденсатора и более стабильной работе конденсатора в составе модуля.The laying capacity of the non-polarizable hydroxide-nickel electrode in the capacitor was 11.3 Ah, which is almost two times greater than for an electrochemical capacitor of the same overall dimensions with non-polarizable electrodes made by the prototype method (5.95 Ah, capacitor with 35 nickel hydroxide-nickel electrodes with a capacity of 0.15 Ah / cm 3 and a thickness of 120 microns). With an increase in the pledged capacitance, the cycling depth of the non-polarizable hydroxide-nickel electrode in the capacitor decreases, which leads to an increase in the capacitor resource and more stable operation of the capacitor in the module.
Были проведены ускоренные ресурсные испытания при температуре 35°C сборки из четырех конденсаторов в режиме: заряд постоянным током 150 A до напряжения 1,5 B; пауза 20 с; разряд постоянным током 150 А до напряжения 0,8 В; пауза 20 с.Accelerated life tests were conducted at a temperature of 35 ° C of an assembly of four capacitors in the mode: DC charge of 150 A to a voltage of 1.5 V; pause 20 s; discharge with a direct current of 150 A to a voltage of 0.8 V; pause 20 s.
Во время испытаний в течение 200000 циклов электрические характеристики конденсаторов практически не изменялись. Разбалансировки по напряжению конденсаторов в сборках при циклировании не наблюдалось.During testing over 200,000 cycles, the electrical characteristics of the capacitors remained virtually unchanged. Unbalance in the voltage of the capacitors in the assemblies during cycling was not observed.
Возможности реализации данного изобретения не исчерпываются приведенными примерами. Для изготовления гидроксидноникелевого электрода могут быть использованы традиционные гальванические операции (обезжиривания, декапирования и т.д.), рецептуры используемых электролитов также могут содержать обычные в практике добавки регулирования pH, управления величиной перенапряжения, электропроводности раствора с целью изменения морфологии осадков, изменения скорости процесса и других целей.The possibilities of implementing the present invention are not limited to the above examples. For the manufacture of a hydroxide-nickel electrode, traditional galvanic operations (degreasing, decapitation, etc.) can be used, the formulations of the used electrolytes can also contain the usual practice of pH adjustment additives, controlling the overvoltage, the conductivity of the solution in order to change the morphology of the precipitation, change the process speed and other purposes.
По предлагаемому способу можно получить гидроксидноникелевые электроды, которые по своим емкостным и мощностным характеристикам вполне пригодны для их использования в щелочных аккумуляторах (никель-кадмиевых, никель-металлогидридных, никель-цинковых, никель-железных, никель-водородных).According to the proposed method, it is possible to obtain hydroxide-nickel electrodes, which in terms of capacitance and power characteristics are quite suitable for their use in alkaline batteries (nickel-cadmium, nickel-metal hydride, nickel-zinc, nickel-iron, nickel-hydrogen).
Claims (5)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015149004A RU2611722C1 (en) | 2015-11-16 | 2015-11-16 | Method of production of non-polarizable electrode for electrochemical capacitor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2015149004A RU2611722C1 (en) | 2015-11-16 | 2015-11-16 | Method of production of non-polarizable electrode for electrochemical capacitor |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2611722C1 true RU2611722C1 (en) | 2017-02-28 |
Family
ID=58459189
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2015149004A RU2611722C1 (en) | 2015-11-16 | 2015-11-16 | Method of production of non-polarizable electrode for electrochemical capacitor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2611722C1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2744516C1 (en) * | 2020-06-26 | 2021-03-11 | Акционерное общество "Энергия" | Method of making a non-polarizable electrode of an electrochemical capacitor |
| RU2758442C1 (en) * | 2020-12-08 | 2021-10-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской Академии наук (ФГБУН ИПХФ РАН) | Composite cathode material and method for its preparation |
| RU2763028C1 (en) * | 2021-04-30 | 2021-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" | Hybrid supercapacitor based on nanosized nickel hydroxide |
| RU2823037C1 (en) * | 2023-07-28 | 2024-07-17 | Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия") | Method of making non-polarizable electrode of electrochemical capacitor |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003081617A2 (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Sergey Nikolaevich Razumov | Double-layer electrochemical capacitor |
| RU2254641C2 (en) * | 2003-04-10 | 2005-06-20 | Разумов Сергей Николаевич | Method for producing nonpolarized electrode for electrochemical generator |
| WO2006036077A1 (en) * | 2004-08-31 | 2006-04-06 | Sergey Nikolaevich Razumov | Method for producing a non-polarisable electrode for an electrochemical capacitor |
| RU2296383C2 (en) * | 2004-12-23 | 2007-03-27 | Сергей Николаевич Разумов | Electrochemical capacitor |
| JP2013048213A (en) * | 2011-07-26 | 2013-03-07 | Sato Komusho:Kk | Electric double layer capacitor |
| CN104505497A (en) * | 2014-12-12 | 2015-04-08 | 盐城市新能源化学储能与动力电源研究中心 | Graphene nickel composite material and graphene nickel carbon electrode prepared by using same |
-
2015
- 2015-11-16 RU RU2015149004A patent/RU2611722C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003081617A2 (en) * | 2002-03-26 | 2003-10-02 | Sergey Nikolaevich Razumov | Double-layer electrochemical capacitor |
| RU2254641C2 (en) * | 2003-04-10 | 2005-06-20 | Разумов Сергей Николаевич | Method for producing nonpolarized electrode for electrochemical generator |
| WO2006036077A1 (en) * | 2004-08-31 | 2006-04-06 | Sergey Nikolaevich Razumov | Method for producing a non-polarisable electrode for an electrochemical capacitor |
| RU2296383C2 (en) * | 2004-12-23 | 2007-03-27 | Сергей Николаевич Разумов | Electrochemical capacitor |
| JP2013048213A (en) * | 2011-07-26 | 2013-03-07 | Sato Komusho:Kk | Electric double layer capacitor |
| CN104505497A (en) * | 2014-12-12 | 2015-04-08 | 盐城市新能源化学储能与动力电源研究中心 | Graphene nickel composite material and graphene nickel carbon electrode prepared by using same |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2744516C1 (en) * | 2020-06-26 | 2021-03-11 | Акционерное общество "Энергия" | Method of making a non-polarizable electrode of an electrochemical capacitor |
| RU2758442C1 (en) * | 2020-12-08 | 2021-10-28 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем химической физики Российской Академии наук (ФГБУН ИПХФ РАН) | Composite cathode material and method for its preparation |
| RU2763028C1 (en) * | 2021-04-30 | 2021-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" | Hybrid supercapacitor based on nanosized nickel hydroxide |
| RU2823037C1 (en) * | 2023-07-28 | 2024-07-17 | Акционерное общество "Энергия" (АО "Энергия") | Method of making non-polarizable electrode of electrochemical capacitor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10301714B2 (en) | Process of preparing a chemically pre-formed (CPF) iron negative electrode with water | |
| KR101413774B1 (en) | Coated electrode and organic electrolyte capacitor | |
| US8377567B2 (en) | Highly corrosion-resistant porous metal member | |
| US10305093B2 (en) | Process of preparing a chemically pre-formed (CPF) iron negative electrode with oxidizing compounds | |
| US10446827B2 (en) | Accelerated formation and increased performance in chemically pre-formed (CPF) iron negative electrodes | |
| KR20140073492A (en) | Lithium ion capacitor, power storage device, power storage system | |
| RU2611722C1 (en) | Method of production of non-polarizable electrode for electrochemical capacitor | |
| KR101424680B1 (en) | Electrode for supercapacitor and manufacturing method thereof | |
| JPH10255790A (en) | Positive active material of nickel electrode for alkaline storage battery | |
| JPH0888022A (en) | Secondary battery and manufacture of secondary battery | |
| JP4822554B2 (en) | Foamed nickel chromium current collector for capacitor, electrode using the same, capacitor | |
| JP2013008811A (en) | Collector for capacitor, electrode using the same, and capacitor | |
| CN108511671B (en) | Flexible electrode, preparation method thereof and giant-energy flexible instant-use electric storage device | |
| KR20160115915A (en) | Conductive resin molded body, structure, aluminum porous body, method for producing aluminum porous body, current collector, electrode, non-aqueous electric double layer capacitor, and lithium ion capacitor | |
| Raicheff et al. | Novel current collector and active mass carrier of the zinc electrode for alkaline nickel-zinc batteries | |
| JP4298578B2 (en) | Porous metal foil with carrier foil and method for producing the same | |
| JP2013194308A (en) | Porous metallic body, electrode material using the same, and battery | |
| RU2254641C2 (en) | Method for producing nonpolarized electrode for electrochemical generator | |
| JP2016173934A (en) | Aluminum porous body, method of producing aluminum porous body, electrode, electric double-layer capacitor, lithium ion capacitor, and lithium ion battery | |
| JP2010010364A (en) | Polarizable electrode for electric double-layer capacitor and its production process | |
| CN215896452U (en) | Copper foil and lithium ion battery | |
| JP5557227B2 (en) | Nickel positive electrode for fiber batteries | |
| JP3781058B2 (en) | Battery electrode substrate and manufacturing method thereof | |
| KR0146336B1 (en) | Porous and thin-film nickel electrode and their manufacturing method | |
| KR20240018807A (en) | Anode for magnesium battery and method for manufacturing the same |