TWI335092B - - Google Patents

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1335092 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於-種膠體電池，特別是關於一種含有太 米碳管電解液之膠體電池。 不 【先前技術】

…目前市面上對於鉛酸電池的使用仍有高度的依賴性， 舉凡π機車、不斷電系統等皆大量運用錯酸電池為其主要 電力來源。究其廣為大眾運用的特點在於其具有電動勢 大、#作溫度廣、結構簡單、技術成熟與價格低廉等優點， 且其亦有良好的循環壽命，提供高度的經濟效益。

71 著科技的進步，市面上亦可見膠體電池，其係將 鉛酸電池之電解液添加-預定含量之二氧化矽（即Si〇2)， 並製成半固恶凝膠之型態。膠體電池在環保性、穩定性及 抗/m f生等方面的表現，比一般鉛酸電池更佳。膠體電池不 僅完全免保養’不需加水，且無酸霧、氫氣的產生，膠體 電池更可以任意方向放置使用，而不會發生硫酸液外漏腐 蚀見象並且，在電池殼體受到撞擊、摔碎等破壞時，電 解液之不流動特性更可確保使用者及使用環境之安全。膠 體電池不僅具有優異的熱傳導性，更耐深度放電循環使 用由於電池於深度放電且長期放置後，仍可完全回復飽 電狀態，壽命大大延長。 鉛酸電池中電解液採用硫酸溶液，一般電解液中是 1335092 以選用硫酸密度1·1 g/ml至i 6g/ml溶液，換算為硫酸的 重量百分比係介於16至70重量百分比之間。鉛酸電池又 可分為一般非膠體電池與膠體電池，而膠體電池比較不會 渗出破酸電解液’具有環保的優勢。—般非膠體電池與膠 體電池兩者之差異，就在於膠體電池的電解液中含有約3 重量百分比以上的二氧化#，此濃度的二氧化⑪在硫酸溶 液中會形成膠體，故稱為膠體電池。二氧化矽在硫酸溶液

中是否會形成膠體，除了二氧化矽的重量百分比之外，也 取決於硫酸溶液中的酸濃度與溫度，以及所使用二氧化矽 的種類與特性。 奈米碳管為奈米級的管狀物質，是二十一世紀奈米科 技的代表材料之-’由於該特殊的結構，使其具有非常優 異且獨特的機械、電子、光電、熱傳導和化學等特性，使 得它具有❹潛在的料，且近年來已快速推廣至各個不 同的領域。

〃在電池相關領域中，奈米碳管最廣泛的應用是用在各 種電池的電極，例如美國專利7，〇29，7%、7，Ο”，7舛、 〇3 163、6 ’ 440 ’ 610與中華民國專利號12326〇7以 及W〇2005022666將奈米碳管用於鐘電池的電極；美國專 利6 ’ 706，431奈米碳管用於燃料電池的電極華民國 專利號m1029將奈米碳管用於太陽電池的電極；中華民 :專和波1236779將奈米碳管用於錦氫電池的電極；中國 利公開案CN15G5186與美國專利公開案仍綱5i8i282 將奈米碳管用於錯酸電池的正負極。美國專利6,917 , i8i 愚丁種包源供應β，其中使用了電極上帶有奈米碳管的 電池。美國專利6,805,985也揭示一種使用奈米碳管作 為燃枓電池的儲氫材料。美國專利6 ’ 78ι，817揭示一種 電極上帶有奈米破管的電容器。美國專利6, 454, 816將 奈米碳管用於超級電容的電極。 $用3不米奴官之電解液而增進效能的電池相關應 是目觔lx y被注意的領域。中國專利公開案 CN15〇5196(授權公開號CN 1237646C，專利號ZL 0^44682.2)揭示-種在f解液中含有奈米碳質材料的錄酸 =二池但疋5亥鉛酸畜電池但鉛酸蓄電池的充電容量僅僅 提呵7.7%(由3.9 Ah提高到42 Ah)，提升並不夠高，產業 上仍須要有更⑺提升效果的電㈣。且該專利技術未提供 大€流快速充電的功效。而在膠體電池的領域中，迄今尚 未有任何前案提到有關使用含奈米碳管電解液之膠體電 池’以及使用含奈米碳管電解液對膠體電池功能之提升， 故’結合奈米碳管電解液之膠體電池將有其寬廣之發展空 間。 ^ ^ 另外，也有一些相關的專利敘述在電池的電解液中加 入内含非奈米破管的電解液碳材。中料利公開案 CW697236揭示-種使用含奈米碳電解液之_式密㈣ 酸蓄電池’其中奈米碳材料為電解氧化所製成直徑為 細的電解氧化碳顆粒，占電解液重量百分比的卜祝，並 未提1奈米碳管。該案所使用的材料為球狀碳粉顆粒0，與 奈米碳管的長條且中空的管狀結構大不相同，而奈米碳管

UJ!)092 具有極佳之導電性，加上牲 寺殊之不未級官狀結構，可促進 離子在電解液中的移動♦座 ^ 力迷羊，麩升鉛酸電池之離子導電效 能。同時，在該篇專利中太半俨奴赳+ 卞午电政 4厌㈣的濃度屬於-般習知 的很度犯圍’即1重量百公 土一 .....^ 士 百刀比以上，运咼於本發明中所發 見：有良效的示米碳管低濃度，即〇1重量百分比⑽ i:果二以上各篇專利都未提及可供大電流充電與放 電效果的電池。^各料狀全文纽^參考文獻。 【發明内容】 本發明所欲解決之技術問題： 習知對於錯酸電池之相關改良技術皆為提升錯酸電池 能’然-般仍具有製作過程繁雜或效能提升有限 。子在。亚且’迄今未見對於膠體電池性能之改善， 以及膠體電池與奈米碳管之結合。如能夠增進膠體電二之 供電效率及使用循環，勢必為其廣大的應用提供更高的經 濟效"此全球能源短缺的時機，提高供電裝置的使用 效率’減少能源的耗費以及對環境的危害，不啻是一大貢 ”緣此’本發明之主要目的即是提供—種含有奈米碳管 電解/夜之勝體4池’其係於膠體化之電池電解液中添加夺 米碳管材料，*湘電池正極結構、電池負極結構與添加 奈未碳管材料之膠體電解液進行化學反應，以使該膠體電 池具有較佳的導電性能。 1335092 本發明解決問題之技術手段： 本發明為解決習知技術之問題所採用之技術手段係在 -含有奈米碳管電解液之膠體電池中包括有—電池槽體， 該電池槽體圍構有-容置空間，在該容置空間中容置有預 定ί量之膠體電解液、一電池正極結構、一電池負極結構 與複數片隔離膜，其中，該勝體電解液係為一具有預定濃 度之濃硫酸溶液、預定重量百分比之二氧化石夕及水之混人

液，且在該膠體電解液中更添加有一預定重量百分比介於 0.001至0.1之奈米碳管材料。 m正極結構包括有—正極端子與複數片正極基材 材其中’該正極端子係凸伸於該電池槽體，該正極基 ==置於該靖體之容置空間中之膠體電解液， 反，正極立而子’母一片正極基材本體皆包含有至 應。反應面，並塗佈有正極反應物質，以進行化學反 該電池負極結構包括右— 本體，苴中，嗲自朽 、11糕子與複數片負極基材 材本r二置端子係凸伸於該電池槽體，該負極基 竹不to Itw叉置於該電池槽 办 上 並與相鄰之正極基材本體隔離中之膠體電解液， 負極端子，每—片負 貝疋距離以及電連接於該 並塗佈有負極：、體包含有至少-負極反應面， 塗佈有負極反應物質，以進行化學反應。 5亥隔離膜係浸置於 + 液中，日夂如 、ΠΧ电池槽體之容置空間之膠俨雷鮭 ,,, 搞離膜係配置於該正減材本雕料Γ 材本體所隔離之預定㈣本4㈣極基 π開5亥正極基材本體與 該負極基材本體。 本發明對照先前技術之功效： 相較於現有技術，本發明係於該含有奈米碳管電解液 2膝體電池令之膠體電解液添加有一預定重量百分比之太 米碟管材料，以使該電池正極結構與該負極電池結構之正: 負極反應物質進行化學反應時能有較佳之供電效率，並可 使該本發明之勝體電池具有極佳之使用壽命。 且添加於該膠體電解液之奈米碳管具有極佳之導電性 且具有特殊之奈米級管狀結構，因此可促進離子在膠體電 解液中的移動速率，並提升電池之反應速率，再者，本發 月膠體電解液中之奈米碳管可由毛細作用促使膠體電解液 中瓜S文冷液的/辰度均勻分佈，而解決傳統電解液皆會形成 ▲之硫酸濃度梯度之缺點，因而提升膠體電解液及電池之效 能，以展現本發明極佳之商業附加價值。 相較於先前技術，本發明具有如下數項創新優勢： ⑴本發明含有奈米碳管電解液之膠體電池可以大幅提升電 容量，0.1C放電可提高27%，1〇c放電可提高55%， 造成新穎的而且非輕易能夠預期的良好性質。此性能改 進大幅超過目前其他方法所制的效果，例如7.7%。 (2)本U 3有奈米碳管電解液之膠體電池，可以有效增進 電池的使用壽命，就1〇C 40A大電流放電與1C 4A大 电抓充電的衝擊測試而言’使用本發明電解液比正常電 解液的循環數（壽命）可延長到500%以上。 (3)::!:ί有奈米碳管電解液之膠體電池，除了大幅提θ 二,ι之外，更可克服一般膠體電池無法大 ： 的瓶頸’而達成呈有 帝 文 池，η， 大琶‘充放電效能的膠體電 % ° °以快速充電’這也是本發明膝體電池的另 一項主要的貢獻與優勢。 另 (4=管的應用極為廣泛’已添加在各種材 Γ;:=運動器材、電子產品，其添加量-般都在 重里百h比。本發明採用極低的奈米碳管含量， Γ:"01重量百分比，為奈米碳管應用領域中前所未 見的低浪度’且可達到令人驚異的良好效果。 ()在^明膝體電池之電解液中，奈米碳管濃度為低於01 =百分比’即_ ppm以下，遠低於—般相關技術 _才木用1-7%重量比或甚至更高的奈米碳管濃度。基於 奈米碳管屬於高價格材料，每公克價值在數美元到^十 美元之間本發明採用極低濃度奈米碳管即可達到良好 的電池功忐改善效果，具備了極佳的低成本優勢。 本^月所採用的具體實施例，將藉由以下之實施例及 附呈圖式作進一步之說明。 、 【實施方式】 1.材料 本發明實施方式中使用的材料如下： 辰瓜义 在度為1.84 g/m卜硫酸濃度為95-98重量百分比 ’丁米厌S A _多壁奈米碳管，其外徑為10至40奈米，長 度為5至20微米 不米火笞B _多壁奈米石炭管，其外徑為5至4〇奈米，長 度為0.1至3微米 干米反& C —單壁奈米碳管’其外徑為0.7至2奈米，長 度為〇_5至30微米 一氧化石夕粉體~AerQsil®2G。，購自DegUSSa公司 2.電池測試方法， 4用12V 4Ah的汽機車使用之電池進行測試，該電池 測試方法具有下列二種： A·高率低率放電測試： 高率低率放電測試係為一混合的放電測試，在該高率 :率放包測。式中’共做7次之放電測試’纟中’第一次與 第七-人之放電測试係為高率1Gc大電流放電測試(術）， 第二次至第六次係為低率Qlc小電流放電測試(g4a)。而 每-次的充電都是先以〇.lc(〇4A)充到1〇5v後，再用 1 C(4A)充到電池容量的200〇/。。 經高率低率放電測試後會得到三_試結果： (1) 1〇C大電流放電量（第—次之測試結果） C 2) 〇· 1C小電流放電量 (3)高率放電量損失率 其中該率放電量損尖逢及 — 、失率ί·η以弟一次咼率放電量減第 -12- 1335092 人门率放電i後，將其結果除以第一次高率放電量 計算出。 咼率放電量損失率是一種模擬電池壽命的方式，當高 率放電量損失率小於5G%時，表示顯電池壽命測試有通 過’、然而，模擬電池壽命測試有通過即表示正常電池壽命 測試就會通過，故高率放電量損失率之計算係—種縮短; 間的模擬電池哥命測試。若第一次高率放電時間低於丨分 鐘時’即表示此電池無法高率放電。 B.衝擊測試： /二高率10C40A大電流放電與1C4A大電流充電為— 個循壞，正常電池使用充電是以O.ic 0.4A小電流充電， 、：放電4間小於1分鐘為終止，而重複測試其循環數。 因充電是1C為正常充冑〇.lc的10倍，若所測得之循環 數越多’ gp表示該電池壽命較佳，且當循環數達到一預定 數值時，該電池即可做為快充電池。 3 ·電解液製作 ^釔I電池中電解液採用硫酸溶液，一般電解液中是以 =用爪西义在度1.1 g/ml至i 6g/ml溶液，換算為硫酸的重 八刀比如"灰16至7〇重量百分比之間。鉛酸電池又可 刀為-般非膠體電池與膠體電池，而膠體電池比較不會滲 出石友酸電解液，且古 曰/ ^ 一有壞保的優勢。一般非膠體電池與膠體 ^也=者之差異’就在於膠體電池的電解液中含有約3重 里百刀比m氧切，此濃度的二氧切在硫酸溶液 -13- 1^35092 令會形成膠體電池，故料膠體電池。二氧切在硫酸溶 液中疋否會形成膠體’除了二氧化石夕的重量百分比之外， 也取決於硫酸溶液中的酸濃度與溫度，以及所使用二氧化 矽的種類與特性。 實施例1 -24與比較例1 _2

使用密度為1.84 g/ml之濃硫酸溶液（其中硫酸濃度為 98重置百分比），加入足量之純水中，配製成為密度為1 g/ml(其中知L g欠/辰度為43重量百分比）的硫酸溶液。此硫酸 溶液即作為比較例1之電解液。 取上述密度為1.33 g/m丨之硫酸溶液，另加入以6重 i百分比的二氧化石夕，此重量百分比係以硫酸溶液重量為 100/。什异，經充分授拌，混合均勻，靜置使該電解液形成 疑膠，即配製成含比較例2的膠體電解液。

取上述密度為1.33 g/ml之硫酸溶液，依表1中所列 配方’加入奈米碳管’經使用攪拌機充分攪拌24小時， 之後添加二氧化矽使達成所須之二氧化矽濃度，混合均 勻’靜置使該電解液形成凝膠’即配製完成實施例1至24 之膠體電解液。將各電解液加入測試電池中，在此採用汽 機車使用之電池種類12V4Ah。測試結果展示於表1中。 表1 編號 奈米碳 奈米 二氧化 0.4A 管重量 碳管 碎重量 放電， 40A 衝擊 模擬 放電 測試 壽命 14 1335092

比 種類 比 小時 ，秒 (循環 數） 比較例1 電解液 鉦 /»«> »»»、 10 150 30 合格 中無奈 米碳管 比較例2 膠體電 6% 11 ―氺 解液中 無奈米 碳管 實施例1 0.0005% A 6% 11 82 12 不合 格 實施例2 0.001% A 6% 11 136 55 合格 實施例3 0.002% A 6% 11.5 158 110 合格 實施例4 0.005% A 6% 11.5 179 >150 合格 實施例5 0.005% B 6% 11.5 182 >150 合格 實施例6 0.005% C 6% 12.5 191 >150 合格 實施例7 0.007% A 6% 12 193 >150 合格 實施例8 0.007% A 9% 12 186 >150 合格 實施例9 0.007% A 12% 12 174 >150 合格 實施例10 0.007% B 6% 12 197 >150 合格 實施例11 0.007% C 6% 13.5 218 >150 合格 實施例12 0.009% A 6% 12.5 197 >150 合格 實施例13 0.009% B 6% 12.5 199 >150 合格 1335092 實施例14 0.009% C 6% 14 232 >150 合格 實施例15 0.018% A 6% 12 182 >150 合格 實施例16 0.036% A 6% 11.5 174 >150 合格 實施例17 0.036% B 6% 11.5 177 >150 合格 實施例18 0.72% A 6% 11 170 124 合格 實施例19 0.72% A 9% 11 166 116 合格 實施例20 0.72% A 12% 11 154 108 合格 實施例21 0.1% A 6% 11 156 65 合格 實施例22 0.2%1 A 6% 10.5 75 22 不合 格2 實施例23 0.5%1 A 6% 10 33 -- 不合 格2 實施例24 1%1 A 6% 10 12 -- 不合 格2

1 目前膠體電池一般最尚只有達到3 - 4 C電流放電’尚撕10 C 大電流放電功能。 2 在正負極上均發現有明顯的奈米碳管沉積現象 奈米碳管A -多壁碳管，外徑10至40奈米，長度5至20 微米 奈米碳管B -多壁碳管，外徑5至40奈米，長度0.1至3 微米 奈米碳管C -單壁碳管，外徑0.7至2奈米，長度0.5 至30微米 1335092 經上述測試中可知，本發明含有奈米碳管之電解液使 用在膠體電池的電解液中，也可發揮大幅提升電池功能的 效果。其中，當奈米碳管含量在0.001重量百分比（即1〇ppm) 至0.1重量百分比（即1000 ppm)之間，都有良好的功效。 奈米碳管較佳的比例範圍在0.003%重量比至〇〇72%重量 比=間（即30-720 ppm)，奈米碳管最佳的比例範圍^ 〇 〇〇5% 重量比至0.018%重量比之間（即50-180 ppm)。 相較於加入比較例2電解液的膠體電池，加入本發明 含奈米碳管之電解液之膠體電池在〇.lC放 -一電由】H、時提升…時)二 衝擊測試方面’由於目前膠體電池—般最高只有達到3_化 電流放電，尚無10C大電流放電功能，故只能與使用一般 電解液的非膠體電池（比較例υ相較。實驗結果顯示，加入 t發明含奈米碳管之電解液之膠體電池，可提升loc放電 里達到55%(150秒提升到232秒），衝擊測試之循環數大則 可幅提升到500%(30次提升到多於15〇次）以上。可知該含 有奈米碳管電解液之膠體電池，其壽命將會較一般電池大 幅延長，另方面，也具有使用大電流快速充電的優勢。 太同時’在此奈米碳管含量範圍之内，使用不同種類的 奈米碳管，都可獲得良好的效果。而且 單壁奈米碳管的效果最佳。 ' 旦由以上电池之測試結果可知，當奈米碳管在〇⑼1重 里百刀比以下的低濃度時，無法充份發揮其功效；而當奈 米碳管濃度在Ο ! i旦_、 一 .重里百/刀比以上時，經觀察到奈米碳營 曰太山本而開始聚集形成團塊，這些團塊反而會阻礙電 解^離子㈣動，因而降低電池的功效。 ,月 > 閱第圖所不，其係顯示本發明含有奈米碳管電 解液體電池之立體外觀圖’第二圖係顯示本發明含有 不米厌s電解液之膠體電池之立體分解圖。第三圖係顯示 本發明第-圖巾3_3斷面之斷面圖。如圖所示，該含有夺 米碳管電解液之膠體電& 100包括-電池槽體i，且該電 池槽體1圍構有一容置空間丨〇。 »亥合置空間1〇中容置有預定容量之膠體電解液2，該 膠體電解液2中添加有一預定重量百分比之奈米碳管材料 3 ’且該膠體電解液2係為-具有預定濃度之濃硫酸溶液、 預定重量百分比之二氧化矽及水之混合液。 在忒容置空間1 〇中，更設置有一電池正極結構4、一 負極正極結構5與複數片隔離膜6，其中，該電池正極結 構4包括有一正極端子41與複數片正極基材本體42，其 中，該正極端子41係凸伸於該電池槽體丨，該正極基材本 體42係浸置於該電池槽體丨之容置空間1〇間之膠體電解 液2，並電連接於該正極端子41，且每一片正極基材本體 42包含有至少一正極反應面421、422。 在該正極反應面421、422上塗佈有正極反應物質 423 ’以進行化學反應，其中，該正極反應物質423具有 —預定重量百分比之奈米碳管材料，且該預定重量百分比 之奈米碳管材料係依據該含有奈米碳管電解液之膠體電池 1335092 100之應用領域而改變其重量百分比。 έ亥電池負極結構5包括右一 s κ d π 極基材本體52,其中，該二=子51與複數片負 X、和而子51係凸伸於該電池样 體1，該負減材本體52係浸置於該電池槽體i之容置， 間之膠體電解液2，並與相鄰之正極基材本體42隔 硪-預疋距離以及電連接於該負極端子5 基材本…含有至少一負極反應面521、5:= 極反應面521、522卜涂^ /亡士么！ 、 學反應。 4有負極反應«仍，以進行化 該隔離膜6係浸詈於坊带、、；— 膠體電解液2，且各個p離膜 _ 1之合置空間1〇之 42與該貞減材=2^置於肢極基材本體 ^^ " 2所隔離之預定距離間，用以隔開 该正極基材本體42與該負極基材本體52。 ” 中，因輸電解液2係為濃硫酸溶液，故 '二㈣良好的耐酸性，此外，該電池槽體1 性，以1=度、抗震動、抗衝擊、與耐高低溫的特 完整。…有奈米碳管電解液之膠體電池10。結構的 所添加之奈靖材料3係介於 壁碳管n S 4之間’且絲米碳管材们係為多 二:戈平壁碳管，該多壁碳管外徑為5至40奈米，長； '，’ 2〇微米，·該單壁碳管外栌Λ 0 7 5 ο ；& 人 為0.5至30微米。 h外U〇.7至2奈米，長度 枉基材本體42與負極基材本體&可由含雜合金 1335092 所製成，而該正極反應物質423與負極反應物質523之成 分主要為二氧化鉛。 在實際應用時，該添加奈米碳管材料3之膠鱧電解液 2中之一氧化矽之重量百分比係介於3至2〇重量百分比之 間。 該含有奈米碳管電解液之膠體電池1〇〇在實際應用 時，主要反應皆在該電池正極結構4與該電池負極結構5 上進行，當该含有奈米碳管電解液之膠體電池1〇〇進行放 電反應時，該電池正極結構4係利用其正極反應面421、422 附著之正極反應物質423進行還原反應（抑〇2+31_1+ + 1必〇1-+ 2e—PbS04 + 2H2〇)，電子由該正極端子41流入該電池 正極結構4，並與二氧化鉛、氫離子與硫酸氫離子反應， 生成硫酸鉛與水。 該電池負極結構5係利用其負極反應面52丨、522附 著之負極反應物質523進行氧化反應（Pb(s) + HS(V—pbs〇i + Η + 2e )，消耗鉛與硫酸氫離子並生成硫酸鉛、電子與 氫離子，該電子經由負極端子51流出，構成—放電路徑。 由上述化學反應可看出，放電反應會持續消耗該電池 正極結構4的二氧化鉛、該電池負極結構5的鉛與該膠體 電解液2的硫酸，當硫酸含量過低時應進行充電反應以活 化兩極，使硫酸濃度回復，即可再進行放電的動作。 充電反應時，该電池正極結構4進行氧化反應（pbS(^ + 2H2〇4 Pb〇2 + 3H+ + HS〇4_ + 2e-)，分解出二氧化鉛、氫 離子與硫酸氫離子，*該電池負極賴5則進行還原反應 •20· 1335092 (pbS〇4 + ir+2e、Pb⑷+ HS(V)，生成鉛與硫酸氫離子。 因此，充電反應時可產生放電反應時消耗的二氧化鉛、鉛 與硫酸’使硫酸濃度漸漸回復，方可再對外界實行放電反 應。

經由上述實施例可知，本發明所使用之奈求碟管材料 3，因其具有極佳導電性且具有特殊之奈米級管狀結構， 可促進離子在膠體電解液中的移動速率，使該電池正極结 構與該負極電池結構之正、負極反應物質進行化學反應時 能有較佳之供電效率，以提升鉛酸電池本身之離 能。適當比例的添加奈米碳管材# 3，極大的提高了^ 體電解液2與該聽反應㈣423的導電能力，亦提高了 該正極反應物質423的反應速度。 本發明之含有奈米碳管電解液之膠體電池1〇〇在高率 低放電與耐衝擊測試之實際測試時，該膠體電池1〇〇可達 到大電流操作，且該含有奈米碳管電解液之膠體電池1〇〇

之放甩里不僅優於一般鉛酸電池，更具有較佳之使用壽命 且可快速充電。 藉由上述之本發明實施例可知，本發明確具產業上之 利用價值。惟以上之實施例說明，僅為本發明之較佳實施 例說明，凡習於此項技術者當可依據本發明之上述實施例 說明而作其它種種之改良及變化。然而這些依據本發明實 施例所作的種種改良及變化，當仍屬於本發明之發明精神 及界定之專利範圍内。 1335092 【圖式簡單說明】 # Θ係,、’、員示本叙明含有奈米碳管電解液之膠體電池之立 體外觀圖； 第二圖相示本發明含有奈米碳解液m也之立 體分解圖；

第三圖係顯示本發明第一圖中3·3斷面之斷面圖。 【主要元件符號說明】 100 1 含有奈米碳管電解液之膠體電池 電池槽體 10 2 容置空間 膠體電解液 3 奈米碳管材料 4 電池正極結構 41 正極端子 42 正極基材本體 421 、 422 正極反應面 423 正極反應物質 5 負極電池結構 51 負極端子 52 負極基材本體 521 、 522 負極反應面 523 負極反應物質 6 隔離膜 -22-

Claims (1)

1335092 *1 ff年“〉|p修正本 4 十、申請專利範圍： -- 1. 一種含有奈米碳管電解液之膠體電池，包括有： 一電池槽體，圍構有一容置空間； - 一膠體電解液，容置於該電池槽體之容置空間中，且該 . 膠體電解液係為一具有預定濃度之濃硫酸溶液、預定 重量百分比之二氧化矽及水之混合液，其中，該膠體 電解液中之濃硫酸溶液之重量百分比係介於16至70 # 之間，二氧化矽之重量百分比係介於3至20重量百分 比之間； 一奈米碳管材料，以一預定重量百分比添加在該膠體電 解液中，其中，該預定重量百分比係介於0.001至0.1 i 重量百分比之間； 一電池正極結構，設置於該容置空間内，該電池正極結 構包括： 一正極端子’凸伸於該電池槽體， ® 複數片正極基材本體，浸置於該電池槽體之容置空間 中之膠體電解液並電連接於該正極端子，每一片正 極基材本體包含有至少一正極反應面，並塗佈有正 極反應物質，以進行化學反應； 一電池負極結構，設置於該容置空間内，該電池負極結 構包括： 一負極端子，凸伸於該電池槽體； 複數片負極基材本體，浸置於該電池槽體之容置空間 -23 - 1335092 1 ' # r ^ « 中之膠體電解液並與相鄰之正極基材本體隔離一預 ' 定距離以及電連接於該肩極端子，每一片負極基材 本體包含有至少一負極反應面，並塗佈有負極反應 物質，以進行化學反應； - 複數片隔離膜，浸置於該電池槽體之容置空間中之膠體 . 電解液，且各個隔離膜係配置於該正極基材本體與該 負極基材本體所隔離之預定距離間，用以隔開該正極 基材本體與該負極基材本體。 2. —種含有奈米碳管電解液之膠體電池，包括有： 一電池槽體，圍構有一容置空間； 一膠體電解液，容置於該電池槽體之容置空間中，且該 膠體電解液係為一具有預定濃度之濃硫酸溶液、預定 重量百分比之二氧化矽及水之混合液，其中，該膠體 電解液中之濃硫酸溶液之重量百分比係介於16至70 ® 之間，二氧化矽之重量百分比係介於3至20重量百分 比之間； 一奈米碳管材料，以一預定重量百分比添加在該膠體電 解液中，其中，該預定重量百分比係介於0.003至0.072 重量百分比之間； 一電池正極結構’設置於該容置空間内’該電池正極結 構包括： 一正極端子，凸伸於該電池槽體； • 24- 複數片正極基材本體，浸置於該電池槽體之容置空間 中之膠體電解液並電連接於該正極端子，每一片正 極基材本體包含有至少一正極反應面，並塗佈有正 極反應物質，以進行化學反應； 一電池負極結構，設置於該容置空間内，該電池負極結 構包括： 一負極端子，凸伸於該電池槽體； 複數片負極基材本體，浸置於該電池槽體之容置空間 中之膠體電解液並與相鄰之正極基材本體隔離一預 定距離以及電連接於該負極端子，每一片負極基材 本體包含有至少一負極反應面，並塗佈有負極反應 物質，以進行化學反應； 複數片隔離膜，浸置於該電池槽體之容置空間中之膠體 電解液，且各個隔離膜係配置於該正極基材本體與該 負極基材本體所隔離之預定距離間，用以隔開該正極 基材本體與該負極基材本體。 3. —種含有奈米碳管電解液之膠體電池，包括有： 一電池槽體，圍構有一容置空間； 一膠體電解液，容置於該電池槽體之容置空間中，且該 膠體電解液係為一具有預定濃度之濃硫酸溶液、預定 重量百分比之二氧化矽及水之混合液，其中，該膠體 電解液中之濃硫酸溶液之重量百分比係介於16至70 之間，二氧化矽之重量百分比係介於3至20重量百分 1335092 s 比之間； 一奈米碳管材料，以一預定重量百分比添加在該膠體電 ' 解液中，其中，該預定重量百分比係介於0.005至0.018 重量百分比之間； - 一電池正極結構，設置於該容置空間内，該電池正極結 . 構包括： 一正極端子，凸伸於該電池槽體； 複數片正極基材本體，浸置於該電池槽體之容置空間 # 中之膠體電解液並電連接於該正極端子，每一片正 極基材本體包含有至少一正極反應面，並塗佈有正 極反應物質，以進行化學反應； 一電池負極結構，設置於該容置空間内，該電池負極結 構包括： 一負極端子，凸伸於該電池槽體； 複數片負極基材本體，浸置於該電池槽體之容置空間 中之膠體電解液並與相鄰之正極基材本體隔離一預 ® 定距離以及電連接於該負極端子，每一片負極基材 本體包含有至少一負極反應面，並塗佈有負極反應 物質，以進行化學反應； 複數片隔離膜，浸置於該電池槽體之容置空間中之膠體電解 液，且各個隔離膜係配置於該正極基材本體與該負極基 材本體所隔離之預定距離間，用以隔開該正極基材本體 與該負極基材本體。 -26- 4·如申請專·㈣丨至3項任—賴衫含有奈米礙管 電解液之膠體電池，其中，該奈米碳管係選自單壁碳管、 雙壁碳管、多壁碳管或其混合物之一。 月專利範圍第4項所述之含有奈米碳管電解液之膠 電池’其中，該多壁碳管外徑係為2至1〇〇夺 度係為0.1至8〇微米。 。^

6 ·如申清專利簕 體電池，其中，1 „。項所述之含有奈米碳管電解液之膠 為〇.!至80微米炭管外徑係為0.7至2奈米，長度係

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