RU2763028C1 - Гибридный суперконденсатор на основе наноразмерного гидроксида никеля - Google Patents
Гибридный суперконденсатор на основе наноразмерного гидроксида никеля Download PDFInfo
- Publication number
- RU2763028C1 RU2763028C1 RU2021112752A RU2021112752A RU2763028C1 RU 2763028 C1 RU2763028 C1 RU 2763028C1 RU 2021112752 A RU2021112752 A RU 2021112752A RU 2021112752 A RU2021112752 A RU 2021112752A RU 2763028 C1 RU2763028 C1 RU 2763028C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nickel
- nickel hydroxide
- hybrid supercapacitor
- hydroxide
- electrodes
- Prior art date
Links
- BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L nickel(ii) hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ni+2] BFDHFSHZJLFAMC-UHFFFAOYSA-L 0.000 title claims abstract description 23
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 40
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 20
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims abstract description 16
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 12
- 229910021392 nanocarbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 8
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 claims abstract description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- -1 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 7
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000004810 polytetrafluoroethylene Substances 0.000 claims description 4
- 229920001343 polytetrafluoroethylene Polymers 0.000 claims description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 229910021389 graphene Inorganic materials 0.000 description 18
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 8
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 6
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000005842 heteroatom Chemical group 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 150000002815 nickel Chemical class 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical group [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M Bromide Chemical compound [Br-] CPELXLSAUQHCOX-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920000997 Graphane Polymers 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910012735 LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910012851 LiCoO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010707 LiFePO 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910015643 LiMn 2 O 4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004677 Nylon Substances 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OSOVKCSKTAIGGF-UHFFFAOYSA-N [Ni].OOO Chemical compound [Ni].OOO OSOVKCSKTAIGGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 239000002585 base Substances 0.000 description 1
- 125000003785 benzimidazolyl group Chemical group N1=C(NC2=C1C=CC=C2)* 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005518 electrochemistry Effects 0.000 description 1
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 1
- 238000004070 electrodeposition Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- GDVWDDRKKYMHKS-UHFFFAOYSA-N hepta-1,4,6-trien-3-one;styrene Chemical compound C=CC=CC(=O)C=C.C=CC1=CC=CC=C1 GDVWDDRKKYMHKS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N hydrogen iodide Chemical compound I XMBWDFGMSWQBCA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910000000 metal hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004692 metal hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 239000002135 nanosheet Substances 0.000 description 1
- 229910000480 nickel oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000483 nickel oxide hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000004433 nitrogen atom Chemical group N* 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 231100000252 nontoxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000003000 nontoxic effect Effects 0.000 description 1
- 229920001778 nylon Polymers 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N oxonickel Chemical compound [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052723 transition metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000003624 transition metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B82—NANOTECHNOLOGY
- B82B—NANOSTRUCTURES FORMED BY MANIPULATION OF INDIVIDUAL ATOMS, MOLECULES, OR LIMITED COLLECTIONS OF ATOMS OR MOLECULES AS DISCRETE UNITS; MANUFACTURE OR TREATMENT THEREOF
- B82B1/00—Nanostructures formed by manipulation of individual atoms or molecules, or limited collections of atoms or molecules as discrete units
-
- 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
- H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
- H01G11/12—Stacked hybrid or EDL capacitors
-
- 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
- H01G11/36—Nanostructures, e.g. nanofibres, nanotubes or fullerenes
-
- 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
- H01G11/46—Metal oxides
-
- 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)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Nanotechnology (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области электротехники, а именно к гибридному суперконденсатору на основе наноразмерного гидрооксида никеля, и может быть использовано в портативной электронике, в источниках бесперебойного питания, в стартере для автомобиля, фотовспышках, медицинской технике. Повышении ёмкостных характеристик гибридного суперконденсатора является техническим результатом изобретения, который достигается тем, что гибридный суперконденсатор на основе наноразмерного гидроксида никеля состоит из пластикового корпуса с клапаном для сброса избыточного давления, в котором размещены два электрода, причем один электрод выполнен из наноуглеродного материала, другой из гидроксида никеля, при этом свёрнутые в рулон электроды разделены сепаратором и помещены в стакан, заполненный 30% раствором гидроксида калия. Кроме того, к двум пеноникелевым подложкам приварены никелевые токоотводы. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Заявленное техническое решение относится к области электротехники и электрохимии. Оно может быть применено в портативной электронике, в качестве стартера для автомобиля, в источниках бесперебойного питания, фотовспышках, медицинской технике.
Среди гидроксидов металлов гидроксид никеля является широко используемым материалом для аккумуляторов и суперконденсаторов из-за многослойной структуры с большим межслоевым расстоянием, относительной безвредности для окружающей среды, высокой теоретической ёмкости, отличных электрохимических свойств, стабильности, низкой себестоимости и лёгкой доступности. Для повышения удельной ёмкости используют различные методы синтеза. Высокопористая структура, высокая удельная площадь поверхности улучшают электрохимические свойства за счёт более быстрой и лёгкой диффузии электролита на активных участках и большего использования массы. Существуют способы управлять свойствами полученного гидроксида, такие как измените его структуры при синтезе, а также допирование его различными добавками (кобальт, алюминий, цинк и т.д.), давая возможность значительно улучшить свойства получаемого гидроксида и его электрохимическую ёмкость.
Из уровня техники известен гибридный суперконденсатор на основе азот-допированного графенового материала (N=13÷14 мас.%), содержащего в структуре бензимидазольные фрагменты, при этом гибридный суперконденсатор включает в себя электроды, сажу и связующий компонент [патент на полезную модель RU 182720 U1, МПК H01G 9/042, заявка № 2018102788 от 24.01.2018, опубл.: 29.08.2018 в Бюл. № 25].
Недостатком данного технического решения является то, что допирование составляет более 10 мас.%, что, в свою очередь, может приводить к блокировке удельной поверхности электрода и снижению ёмкостных свойств суперконденсатора.
Известен суперконденсатор [патент US 2014141355, МПК H01G 11/32, H01G 11/38, Н01М 4/04, опубл. 22.05.2014, заявка US201313949732 от 24.07.2013], содержащий первый электрод, включающий металлическую фольгу толщиной 0,1÷200 мкм, слой нелегированного графена и слой графена, легированный гетероатомами, отделенный от металлической фольги слоем нелегированного графена, второй электрод, например, Li, LiCoO2, LiFePO4, LiCo1/3Ni1/3Mn1/3O2, LiMn2O4 или их комбинации, и изолирующую мембрану, в частности, пористую, например, из полиэтилена, полипропилена, расположенную между первым и вторым электродами. Слои графена могут содержать связующее и проводящее вещество, например, графит, углеродную сажу или их комбинации. Гетероатомы включают атомы азота, атомы фосфора, атомы бора или их комбинации. Количество гетероатомов в легированном графене может быть от 0,1 до 3,0%. Легированный графен может быть в виде монослоя или в виде нанолистов. У известного суперконденсатора зарядовая ёмкость разряда составляет до 1400 мА × час/г.
Недостатками данного суперконденсатора являются малая электрическая ёмкость, а также использование слоев переходных металлов во втором электроде, что не позволяет относить его к классическим суперконденсаторам, а относит к гибридным суперконденсаторам, у которых время разряда увеличено и, соответственно, при разряде развивается меньшая мощность.
Известен суперконденсатор с графен-углеродным гибридным электродом на основе пористой структуры [патент US 2017194105 A1. Supercapacitor having an integral 3D graphene-carbon hybrid foam-based electrode. МПК H01G 11/06, H01G 11/24, H01G 11/32, H01G 11/46, H01G 11/52, H01G 11/66, H01G 11/74, H01G 11/8, опубл.: 06.07.2017, заявка US201614998412 от 04.01.2016]. Суперконденсатор состоит из анода, катода, пористого сепаратора и электролита, при этом один из электродов содержит от 2 до 10 листов графена уложенных друг за другом, которые могут быть как исходно чистыми, так и полученными из окиси графена, восстановленного оксида графена, функционализированного графена, фторида графена, хлорида графена, йодида графена, бромида графена, азотсодержащего графена, гидрогинезированного графена, допированного графена или их комбинаций, имеющих долю от 0,01 до 25%.
Недостатком данного технического решения является необходимость повторной укладки листов графена без уменьшения удельной площади поверхности, а также получение толстых слоев графеновых электродов, которое приводит к повышению хрупкости.
Технический результат предлагаемого изобретения заключается в повышении ёмкостных характеристик гибридного суперконденсатора.
Технический результат достигается тем, что гибридный суперконденсатор на основе наноразмерного гидроксида никеля состоит из пластикового корпуса, включающего крышку, держатель клапана и стакан, в котором размещены два электрода, причем один электрод изготовлен из наноуглеродного материала, другой электрод изготовлен из гидроксида никеля, свёрнутых в рулон и разделённых сепаратором; две пеноникелевые подложки, к каждой из которых приварен никелевый токоотвод; клапан для сброса избыточного давления от выделяющихся газов, расположенный внутри корпуса; при этом внутрь корпуса залит 30% раствор гидроксида калия, растворенный в воде.
Сущность изобретения, выраженная в совокупности признаков, достаточных для достижения результата, показана на Фигуре, где 1 - крышка, 2 - держатель клапана, 3 - стакан, 4 - клапан для сброса избыточного давления, 5 - рулонный блок электродов, 6 - никелевый токоотвод.
Осуществление изобретения
Крышка 1, держатель клапана 2 и стакан 3 напечатаны на 3D-принтере из акрил-бутадиен-стиролового пластика, устойчивого к воздействию щёлочи. В сборе эти детали образуют цельный корпус гибридного суперконденсатора.
Клапан для сброса избыточного давления 4 представляет собой промышленно изготовленный клапан марки 7HH1103383-3. Он необходим в суперконденсаторе для сбора избыточного давления газов, которые выделяются при разложении водного электролита в случае превышения допустимого тока и напряжения, а также в случае избыточного перезаряда.
Рулонный блок электродов 5 представляет собой два электрода, для каждого из которых в качестве подложки используют электрохимически активированный пеноникель. Первый электрод изготавливают из углеродного наноматериала, например, из «Таунит-М». Второй электрод изготавливают из гидроксида никеля с высокой удельной поверхностью и стабильными частицами. К пеноникелевой подложке приваривают никелевый токоотвод 6.
Пеноникелевая подложка представляет собой пластину из пеноникеля (длина - 255 мм, ширина - 35 мм, толщина - 1 мм) пористостью 130 отверстий на см2. Для активации пеноникелевой подложки используют метод электрохимического осаждения никеля на поверхность пеноникеля, что увеличивает удельную площадь поверхности подложки.
Пеноникелевую подложку закрепляют по центру электрохимической ячейки и подключают к «минусу» постоянного источника тока. По обе стороны электрохимической ячейки располагают никелевые аноды, которые подключают к «плюсу» постоянного источника тока и последовательно соединяют между собой. Для активации пеноникелевой подложки используют электролит никелирования следующего состава: NiCl2⋅5H2O - 250 г/л, HCl - 50 г/л. Режимы никелирования: время выдержки без тока составляет 3 минуты, время выдержки под током составляет 3 минуты, плотность тока равна 7 А/дм2.
Предварительная выдержка пеноникелевой подложки в растворе без тока проводится для того, чтобы растворить слой оксида никеля на поверхности с целью лучшего сцепления с металлической основой. Затем электроды тщательно промывают и сушат при комнатной температуре в течение 48 часов.
Гидроксидноникелевый электрод изготавливают следующим образом. Взвешивают 83 мас.% гидроксида никеля и 16 мас.% графита марки ГАК-3. Смесь тщательно перемешивают. Далее в неё добавляют 1 мас.% 60-процентного раствора политетрафторэтилена, который выступает в качестве связующего. В полученную массу добавляют дистиллированную воду и перемешивают до получения пастоподобной консистенции и наносят с двух сторон на пеноникелевую подложку. Далее удаляют избытки активной массы. Положку сушат при 60°С в течение часа, при этом общая масса гидроксида никеля на электроде составляет 2 г.
Изготовление электрода с наноуглеродным материалом осуществляется аналогично гидроксидноникелевому электроду. Взвешивают 83 мас.% наноуглеродного материала «Таунит-М» и 16 мас.% графита марки ГАК-3. Смесь тщательно перемешивают. Далее в неё добавляют 1 мас.% 60-процентного раствора политетрафторэтилена, который выступает в качестве связующего. В полученную массу добавляют дистиллированную воду, перемешивают до получения пастоподобной консистенции и наносят с двух сторон на пеноникелевую подложку. Далее удаляют избытки активной массы. Положку сушат при 60°С в течение часа, при этом общая масса наноуглеродного материала на электроде составляет 0,35 г.
Далее между электродами прокладывают сепаратор из нейлона. Электроды сворачивают в рулон, который помещают в стакан 3. Затем в стакан добавляют электролит, представляющий собой 30 мас.% водного раствора гидроксида калия. После этого осуществляют окончательную сборку гибридного суперконденсатора. На стакан надевают держатель клапана 2, вставляют клапан 4 и надевают крышку 1.
Гибридный суперконденсатор на основе гидроксида никеля работает следующим образом. При подаче тока на электроды суперконденсатора происходит его заряд с изменением напряжения в диапазоне от 0 до 1,5 В. Он заряжается под действием нескольких механизмов:
- гидроксидноникелевый электрод заряжается за счёт протекания электрохимической реакции превращения гидроксида никеля в оксигидроксид никеля;
- электрод из наноуглеродного материала заряжается за счёт образования двойного электрического слоя.
В результате заряда током 3 А в течение 3 минут максимально достижимый ток разряда составил 6 А в течение 3 секунд, после чего резко упал. Напряжение упало с 1,5 В до 0,7 В. В результате заряда максимально допустимым током 12 А в течение 30 секунд максимально достижимый ток разряда составил 12 А в течение 2 секунд, после чего резко упал. Напряжение упало с 1,5 В до 0,2 В. Таким образом, гибридный суперконденсатор полностью разрядился.
Преимущества гидрибного суперконденсатора на основе наноразмерного стабильного гидроксида никеля состоят в следующем: электродный материал при работе не отслаивается, он имеет большую ёмкость за счёт применения гидроксида никеля в качестве материала второго электрода, использует активированный пеноникель в качестве электродной матрицы, что дополнительно увеличивает ёмкость суперконденсатора, использует относительно нетоксичные и пожаробезопасные элементы.
Claims (3)
1. Гибридный суперконденсатор на основе наноразмерного гидроксида никеля, характеризующийся тем, что состоит из пластикового корпуса, включающего крышку, держатель клапана и стакан, в котором размещены два электрода, причем один электрод изготовлен из наноуглеродного материала, другой электрод изготовлен из гидроксида никеля, свёрнутых в рулон и разделённых сепаратором, а также содержит две пеноникелевые подложки, к каждой из которых приварен никелевый токоотвод, клапан для сброса избыточного давления от выделяющихся газов, расположенный внутри корпуса, при этом внутрь корпуса залит 30% раствор гидроксида калия, растворенный в воде.
2. Гибридный суперконденсатор на основе наноразмерного гидроксида никеля, по п. 1, отличающийся тем, что электрод, изготовленный из наноуглеродного материала, представляет собой смесь наноуглеродного материала, графита и политетрафторэтилена, взятых в соотношении 83:16:1 мас.% соответственно.
3. Гибридный суперконденсатор на основе наноразмерного гидроксида никеля, по п. 1, отличающийся тем, что электрод, изготовленный из гидроксида никеля, представляет собой смесь гидроксида никеля, графита и политетрафторэтилена, взятых в соотношении 83:16:1 мас.% соответственно.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021112752A RU2763028C1 (ru) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Гибридный суперконденсатор на основе наноразмерного гидроксида никеля |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2021112752A RU2763028C1 (ru) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Гибридный суперконденсатор на основе наноразмерного гидроксида никеля |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2763028C1 true RU2763028C1 (ru) | 2021-12-27 |
Family
ID=80039033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2021112752A RU2763028C1 (ru) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Гибридный суперконденсатор на основе наноразмерного гидроксида никеля |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2763028C1 (ru) |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140141355A1 (en) * | 2012-11-21 | 2014-05-22 | Industrial Technology Research Institute | Graphene electrode, energy storage device employing the same, and method for fabricating the same |
RU2518150C2 (ru) * | 2011-08-19 | 2014-06-10 | ЮГ Инвестмент Лтд. | Нанокомпозитный электрохимический конденсатор и способ его изготовления |
RU2611722C1 (ru) * | 2015-11-16 | 2017-02-28 | Игорь Николаевич Варакин | Способ изготовления неполяризуемого электрода для электрохимического конденсатора |
RU2624466C1 (ru) * | 2016-09-06 | 2017-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Способ синтеза слоя электроактивного вещества для электродов суперконденсаторов на основе нанокомпозита из металл-кислородных соединений кобальта и никеля |
US20170194105A1 (en) * | 2016-01-04 | 2017-07-06 | Aruna Zhamu | Supercapacitor having an integral 3D graphene-carbon hybrid foam-based electrode |
RU2686690C1 (ru) * | 2018-08-28 | 2019-04-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Накопители Энергии Супер Конденсаторы" (ООО "НЭСК") | Пленочный конденсатор |
-
2021
- 2021-04-30 RU RU2021112752A patent/RU2763028C1/ru active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2518150C2 (ru) * | 2011-08-19 | 2014-06-10 | ЮГ Инвестмент Лтд. | Нанокомпозитный электрохимический конденсатор и способ его изготовления |
US20140141355A1 (en) * | 2012-11-21 | 2014-05-22 | Industrial Technology Research Institute | Graphene electrode, energy storage device employing the same, and method for fabricating the same |
RU2611722C1 (ru) * | 2015-11-16 | 2017-02-28 | Игорь Николаевич Варакин | Способ изготовления неполяризуемого электрода для электрохимического конденсатора |
US20170194105A1 (en) * | 2016-01-04 | 2017-07-06 | Aruna Zhamu | Supercapacitor having an integral 3D graphene-carbon hybrid foam-based electrode |
RU2624466C1 (ru) * | 2016-09-06 | 2017-07-04 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Санкт-Петербургский государственный университет" (СПбГУ) | Способ синтеза слоя электроактивного вещества для электродов суперконденсаторов на основе нанокомпозита из металл-кислородных соединений кобальта и никеля |
RU2686690C1 (ru) * | 2018-08-28 | 2019-04-30 | Общество с ограниченной ответственностью "Накопители Энергии Супер Конденсаторы" (ООО "НЭСК") | Пленочный конденсатор |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6928093B2 (ja) | リチウム金属負極、その製造方法およびこれを含むリチウム二次電池 | |
US20150155107A1 (en) | Lithium ion capacitor | |
WO2013163695A1 (en) | Battery electrode materials | |
WO2013054710A1 (ja) | リチウムイオンキャパシタ、および蓄電デバイス、蓄電システム | |
JP5575531B2 (ja) | 負極活物質、これを用いた二次電池およびキャパシタ | |
JP2000123880A5 (ru) | ||
WO2011129020A1 (ja) | 負極活物質、これを用いた二次電池およびキャパシタ、ならびに蓄電デバイス | |
KR102647045B1 (ko) | 리튬 이차 전지용 음극 활물질 및 이를 포함하는 이차전지 | |
EP3255708B1 (en) | Lithium-ion secondary battery | |
WO2013061789A1 (ja) | キャパシタ | |
JPH1131534A (ja) | 非水電解液二次電池およびこれに用いる電極板の製造方法 | |
WO2013146464A1 (ja) | 電極材料、及びこの電極材料を用いたキャパシタ、二次電池 | |
KR102147925B1 (ko) | 리튬이온전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬이온전지 | |
US20120262845A1 (en) | Magnesium capacitor and method for preparing the same | |
RU2763028C1 (ru) | Гибридный суперконденсатор на основе наноразмерного гидроксида никеля | |
KR20200082821A (ko) | 리튬이온전지용 전해질 및 이를 포함하는 리튬이온전지 | |
JP4161437B2 (ja) | リチウム電池 | |
JP2014187383A (ja) | 金属多孔体を用いたキャパシタ | |
JP5565112B2 (ja) | 金属多孔体を用いたキャパシタ | |
JP2000123869A5 (ru) | ||
JP2010170901A (ja) | 負極活物質、これを用いた二次電池およびキャパシタ | |
JP3048953B2 (ja) | 非水電解質二次電池 | |
RU2743576C1 (ru) | Анод литий-ионного аккумулятора для работы при пониженных температурах и способ его изготовления | |
JP2019096561A (ja) | リチウムイオン二次電池 | |
JP2011228402A (ja) | 蓄電デバイス |