TWM538649U - 具高儲電效能電容之電源裝置 - Google Patents

Description

具高儲電效能電容之電源裝置

本創作有關一種具高儲電效能電容之電源裝置，尤指一種利用靜電紡絲噴塗方式將鍍液噴塗於一電容基材其表面，使得鍍液成形複數奈米珠粒並堆疊設於電容基材其表面，以獲得較高之比表面積，藉以能吸附更多電解液之正負離子，構成一具高儲電效能電容；再由一平衡電路電性連接於高儲電效能電容與一鋰電池之間，由平衡電路用以將高儲電效能電容所儲存之電能傳輸至鋰電池，達到可對鋰電池進行快速充電之功效。

按，傳統電容基材製作方法，其主要係以浸鍍燒結法為主要，其原因是習知浸鍍燒結法不需繁鎖的設備建置與複雜的工藝流程就能快速得到氧化釕電極，所以浸鍍燒結法乃被廣泛的運用；而習知浸鍍燒結法得到的氧化釕電極具結晶性，屬無水氧化釕結構，電容的效應產生作用在結晶間的裂痕縫隙間，此結晶裂紋結構屬於平面的結構。

然而，習知浸鍍燒結法需要解決的課題就是比表面積不夠，也因此產生的電容量效應已不符應用端所需，其原因在於習知浸鍍燒結法得到的氧化釕電極結晶裂紋結構屬於平面，導致電容產生只存在於裂縫中，非裂縫的結晶區就無作用；因此習知浸鍍燒結法為了增加電容量只能將浸鍍的次數增加，電容量值才會往上增多，但浸鍍次數增加，反而會產 生結構開使崩落的不穩定性。

此外，習知浸鍍燒結法其電容量提高有限是因為此結晶結構相當緻密，金屬氧化物釕電容的電容效應來自二者，其中一種是電雙層效應，簡單說就是正負相吸產生；另一種是類氧化還原反應(或稱擬電容、偽電容)，釕是屬於過渡金屬元素一族，此類元素特性是外圍價電子數豐富，容易丟電子也容易接收電子，當電容充電後，釕即與電解液中氫離子互相產生短暫的暫時配位鍵結合，在充電與放電的過程中產生大量的電荷群傳遞，因此此氧化釕電容量多半來自於反應現象造成。問題是前述提到結構緻密問題，低鍍層數電解液中的離子還能深入縫中作用，但高鍍層數只能在表層電極間作用，深層部份因緻密關係電解液離子無法深入，會造成電容量無法有效增加，充電時正極端因處高電壓端，因離子想進入深層因難，行成偏壓狀態，尤其是第一層正端，時間一長就會有正極端膨脹現像，就是電容處於要爆不爆的危險階段。

是以，如何有效提升電容之儲電效能，同時用以對鋰電池進行快速充電，即為本新型所欲解決之課題所在。

本創作主要目的係揭露一種具高儲電效能電容之電源裝置，包括有至少一高儲電效能電容、一平衡電路及至少一鋰電池。平衡電路電性連接於高儲電效能電容與鋰電池之間，而高儲電效能電容包括有電容基材及複數奈米珠粒，利用複數奈米珠粒以不規則方式堆疊設於電容基材其表面，讓複數奈米珠粒之間形成有間隙，所述複數奈米珠粒可利用靜電紡絲噴塗方式將一鍍液噴塗於電容基材其表面，使得鍍液成形複數奈米珠粒並堆疊設於電容基材其表面。而可利用電容基材其表面堆疊設有複數 奈米珠粒及形成複數的間隙，以獲得較高之比表面積，使得高儲電效能電容能吸附更多電解液之正負離子，達到增加電荷儲能的能量；再由平衡電路用以將高儲電效能電容所儲存之電能傳輸至鋰電池，達到可對鋰電池進行快速充電之功效。

1‧‧‧高儲電效能電容

100‧‧‧電容基材

10‧‧‧間隙

11‧‧‧奈米珠粒

2‧‧‧平衡電路

3‧‧‧鋰電池

第一圖：係本創作電源裝置一架構圖。

第二圖：係本創作電源裝置之具高儲電效能電容結構一局部放大示意圖。

為使 貴審查員方便簡捷瞭解本創作之其他特徵內容與優點及其所達成之功效能夠更為顯現，茲將本創作配合附圖，詳細敘述本創作之特徵以及優點，以下之實施例係進一步詳細說明本新型之觀點，但非以任何觀點限制本新型之範疇。

請參閱第一、二圖所示，本創作係揭露一種具高儲電效能電容之電源裝置，包括有至少一高儲電效能電容1、一平衡電路2及至少一鋰電池3。

高儲電效能電容1其包括有至少一電容基材100及複數奈米珠粒11。所述電容基材100之材質可為鈦金屬。所述複數奈米珠粒11係以不規則方式堆疊設於所述電容基材100其表面，且複數奈米珠粒11之間形成有間隙；所述奈米珠粒11係利用靜電紡絲噴塗方式將一預設之鍍液噴塗於電容基材100其表面，使得鍍液可成形複數奈米珠粒11並堆疊設於電容基材100其表面。所述之鍍液材質可為二氧化 釕、二氧化釕混合石墨烯或二氧化釕混合導電高分子。

平衡電路2(balancing circuit)設有一輸入端及一輸出端。

所述平衡電路2電性連接於高儲電效能電容1與鋰電池3之間，由平衡電路2之輸入端與高儲電效能電容1電性連接，由平衡電路2之輸出端與鋰電池3電性連接，使得高儲電效能電容1所儲存之電能經由平衡電路2傳輸至鋰電池3。

值得注意的是，所述靜電紡絲噴塗方式，係將預設之鍍液置入一靜電紡絲設備之中，而靜電紡絲設備利用高壓電產生電壓差以製造出奈米物質，藉其利用靜電紡絲噴塗方式將所述之鍍液以奈米珠粒11形式於電容基材100表面進行噴塗堆疊，使得複數奈米珠粒11之間形成有間隙。以利用電容基材100其表面設有由複數奈米珠粒11及間隙10，使得電容基材100可獲得較高之比表面積。如此，當電容基材100於電容後段製程中，透過電容基材100其表面所形成的複數奈米珠粒11及間隙10，讓電容基材100能吸附更多電解液之正負離子，達到增加高儲電效能電容1之電荷儲能能量。

所述電容基材100可作至少二個或二個以上的堆疊而構成高儲電效能電容1，並於高儲電效能電容1設有正、負極導電接點。所述電容基材100可為任意形狀，使得至少二個或二個以上的電容基材100堆疊時，可構成一任意形狀之高儲電效能電容1。例如：電容可製成手機殼體之形狀。

本新型之技術特徵在於，利用電容基材100其表面堆疊設有複數奈米珠粒11及形成複數的間隙10，以獲得較高之比表面積，使得高儲電效能電容1能吸附更多電解液之正負離子，達到增加電荷儲能的能量；此外，透過平衡電路2電性連接於高儲電效能電容1與鋰電池3之 間，由平衡電路2用以將高儲電效能電容1所儲存之電能傳輸至鋰電池3，達到可對鋰電池3進行快速充電之功效。

1‧‧‧高儲電效能電容

2‧‧‧平衡電路

3‧‧‧鋰電池

Claims (8)

1. 一種具高儲電效能電容之電源裝置，包括有：至少一高儲電效能電容，其包括有：至少一電容基材；複數奈米珠粒，係以靜電紡絲噴塗方式堆疊設於該電容基材其表面，且該等奈米珠粒之間形成有間隙。 一平衡電路；至少一鋰電池；該平衡電路電性連接於該高儲電效能電容與該鋰電池之間，由該平衡電路用以將該高儲電效能電容所儲存之電能傳輸至該鋰電池，以對該鋰電池進行充電。
2. 如請求項1所述之具高儲電效能電容之電源裝置，其中該電容基材之材質可為鈦金屬。
3. 如請求項1所述之具高儲電效能電容之電源裝置，其中該奈米珠粒係利用靜電紡絲噴塗方式將一預設之鍍液噴塗於該電容基材其表面，由該鍍液可成形該等奈米珠粒並堆疊設於該電容基材其表面。
4. 如請求項3所述之具高儲電效能電容之電源裝置，其中該鍍液之材質可為二氧化釕。
5. 如請求項3所述之具高儲電效能電容之電源裝置，其中該鍍液之材質可為二氧化釕混合石墨烯。
6. 如請求項3所述之具高儲電效能電容之電源裝置，其中該鍍液之材質可為二氧化釕混合導電高分子。
7. 如請求項1所述之具高儲電效能電容之電源裝置，其中該電容基材可 作至少二個或二個以上的堆疊而構成該高儲電效能電容。
8. 如請求項7所述之具高儲電效能電容之電源裝置，其中該高儲電效能電容可為任意形狀。