WO2014038970A1 - Силовой конденсатор с двойным электрическим слоем - Google Patents

Силовой конденсатор с двойным электрическим слоем Download PDF

Info

Publication number
WO2014038970A1
WO2014038970A1 PCT/RU2012/000741 RU2012000741W WO2014038970A1 WO 2014038970 A1 WO2014038970 A1 WO 2014038970A1 RU 2012000741 W RU2012000741 W RU 2012000741W WO 2014038970 A1 WO2014038970 A1 WO 2014038970A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
capacitor
negative electrode
current collector
activated carbon
Prior art date
Application number
PCT/RU2012/000741
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2014038970A8 (ru
Inventor
Олег Григорьевич ДАШКО
Анатолий Васильевич ДОЛГОЛАПТЕВ
Александр Федорович БУЛЬДЯЕВ
Евгений Иосифович ШКОЛЬНИКОВ
Олег Вениаминович КРЕПАК
Виктор Алексеевич СМИРНОВ
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Товарищество Энергетических И Электромобильных Проектов"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Товарищество Энергетических И Электромобильных Проектов" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Товарищество Энергетических И Электромобильных Проектов"
Priority to JP2015531036A priority Critical patent/JP2015531542A/ja
Priority to CN201280076854.7A priority patent/CN105027242A/zh
Priority to EP12884209.3A priority patent/EP2894644A1/en
Priority to PCT/RU2012/000741 priority patent/WO2014038970A1/ru
Priority to RU2013149931/07A priority patent/RU2013149931A/ru
Publication of WO2014038970A1 publication Critical patent/WO2014038970A1/ru
Publication of WO2014038970A8 publication Critical patent/WO2014038970A8/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32—Carbon-based
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/04—Hybrid 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
    • H01G11/26—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features
    • H01G11/28—Electrodes characterised by their structure, e.g. multi-layered, porosity or surface features arranged or disposed on a current collector; Layers or phases between electrodes and current collectors, e.g. adhesives
    • 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
    • H01G11/40—Fibres
    • 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
    • H01G11/38—Carbon pastes or blends; Binders or additives therein
    • 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

Definitions

  • the invention relates to the creation of energy-accumulating electric capacitors, the charge of which accumulates at the interface between two media - an electrode and an electrolyte, therefore called “capacitors with a double electric layer”, as well as “supercapacitors”, “hybrid capacitors”, “hypercapacitors” (Japan) , “Ultracapacitors” (Germany, USA), “electrochemical capacitors” (France, Canada), “ionistors” (Russia and other CIS countries).
  • capacitors with a double electric layer largely determines the possibility and expediency of their use primarily in transport electric and hybrid vehicles.
  • Another promising area is the use as “compensators” in power plants with unstable characteristics, such as wind-power generating plants, power plants with solar batteries, tidal power plants.
  • Double electric layer capacitors are “symmetrical” when both the positive and negative electrodes are made polarizable and “asymmetrical”, in which one of each pair of electrodes is made polarizable and the other non-polarizable. According to their operational characteristics, the capacitors of the first type are called “pulsed", and the second "power".
  • the present invention relates to power capacitors.
  • An example of such a capacitor is the capacitor disclosed in WO 99/24996, containing a negative electrode made of carbon material placed in the housing, down conductors, a positive electrode of lead dioxide, separators, separating electrodes, an electrolyte from aqueous solutions of inorganic acids and mixtures thereof.
  • the splitting of one negative electrode into two electrodes of half thickness provides an almost twofold decrease in ohmic energy losses at sufficiently high current densities, however, the specific characteristics obtained are insufficient.
  • Another analogue of the present invention is a capacitor according to the application WO 99/31688, located in a housing of power plates and comprising at least one or n storage sections containing a positive electrode coated on both sides with porous separators, made in the form of a rectangular plate consisting of from a grating, into the cells of which a pasty active mass is pressed in, and placed between two negative electrodes, located in turn between the electrodes This is done by insulators in the form of plates, between down conductors with a protective layer of graphite foil, and at the same time two negative electrodes are short-circuited.
  • the negative electrode is made of a porous carbon material
  • the positive electrode is made of a material including an active lead mass pressed into a grating of an alloy of 95% lead and 5% antimony.
  • the down conductors have, on the one hand, a protective layer made of graphite foil and impregnated with an acid-resistant polymer, and, on the other hand, an insulator that prevents the electric contact of the capacitor electrodes.
  • an electrolyte an aqueous solution of sulfuric acid is used as an electrolyte.
  • the capacitor is subjected to compression between the power plates of the frame. Due to the compression of the capacitor, the ohmic losses are reduced, the heating of the capacitor is prevented, which means that the efficiency of the device as a whole increases.
  • the closest analogue of the present invention is a capacitor according to the patent.
  • RU 2262148 consisting of at least one or n storage sections, each of which includes a positive electrode, coated on both sides with porous separators, made in the form of a rectangular plate, consisting of a grating, inside which cells a paste-like active mass is pressed in, located between two negative electrodes placed between insulators in the form of rectangular plates, on the inside of which there are metal down conductors with a protective layer of graphite foil, and on the outside with the torons the capacitor is pressed by power plates, while the positive electrode, lined with porous separators, is located in the groove of a rectangular rectangular shaped T-shaped frame, the inner perimeter of which is formed by the upper part of the T-shaped “T” profile shelf and which has an opening with a filter slot and a hole in the form of a gap, and the insulators are box-type.
  • the capacitor is enclosed in a frame consisting of two sidewalls connecting the power plates located at the end, and the flexible frame is made of an elastic acid-resistant material, for example PVC, in addition, the paste-like active mass consists of lead dioxide filled with polypropylene fiber, the negative electrode is made of activated carbon fabrics with a specific inner surface of 1200 m2 / g and a surface density of 140 ⁇ 20 7 CM 2 , porous separators are made of ultrafine fiberglass with a bulk porosity of up to 97%, with a pore size of 7-10 microns, with a total thickness of 0.7-1 mm, the protective layer of graphite foil contains ceresin with the addition of 5% rosin (wt.%), an aqueous solution of sulfuric acid with a density of 1.3-1 is used as the electrolyte , 4 g / cm 3 , while inside the insulator a metal down conductor is installed using melt glue, for example a copolymer of vinyl acetate with polyprop
  • the current collector from the negative electrode is a metal sheet installed in the insulator on hot melt adhesive (for example, Savilen), a protective sheet of graphlex impregnated with cerisine is attached to this metal sheet with hot melt adhesive.
  • hot melt adhesive for example, Savilen
  • the negative electrode is not fixed rigidly and can be displaced during assembly, which can cause a short snap in the cell and uneven compression of the elements during the compression of the capacitor.
  • the objective of the present invention is to provide a power capacitor with a double electric layer, providing:
  • the negative electrode itself is made of activated carbon fabric, and its current collector is made of non-activated carbon fabric, which is connected to the electrode fabric and on which part of the surface is coated with lead.
  • connection of the tissue of the current collector and the tissue of the electrode is advisable to carry out their firmware carbon fiber.
  • Lead coating on part of the surface of the current collector fabric can be applied electrochemically (galvanically).
  • Activated carbon powder mixed with a binder can be additionally applied to the activated tissue of the negative electrode.
  • Figure 1 presents a sectional view of a capacitor in accordance with the present invention.
  • Figure 2 shows the negative electrode of the capacitor according to the invention with an attached current collector.
  • Fig.3 shows the current collector of the negative electrode
  • Figure 4 shows a partial section of a capacitor.
  • the main elements of the capacitor are at least one positive (non-polarizable) electrode 1, at least one negative (polarizable) electrode 2 and a separator and separator 3.
  • Active material mainly consisting of lead dioxide, is pressed into the lattice cells.
  • the electrode is placed inside the seal (4).
  • the negative electrode (2) is made of composite material, in which the matrix is activated carbon fabric, for example UVIS-AK-T-040 with a specific inner surface of ⁇ 1200 m2 / g , and the filler is carbon activated powder mixed with a proton-conducting binder.
  • the matrix is activated carbon fabric, for example UVIS-AK-T-040 with a specific inner surface of ⁇ 1200 m2 / g
  • the filler is carbon activated powder mixed with a proton-conducting binder.
  • carbon thread for example, fluoron sewing threads can be used.
  • the separator (3) is made of ultrafine fiberglass with a bulk porosity of up to 95%, with pore sizes of 10-25 ⁇ m, a thickness of 0.7-2 mm.
  • the sealing gasket (4) is made of an elastic acid-resistant material (for example, soft PVC or silicone) by injection molding. It has a hole for the current lead of the positive electrode and a ventilation hole. Around the inner perimeter has a groove for placing a positive electrode in it.
  • an elastic acid-resistant material for example, soft PVC or silicone
  • terminal (5) and intermediate (6) insulators are used.
  • a box-shaped end insulator (5) of a rectangular shape with a channel section with a window for the current collector of the negative electrode. Made of high impact polystyrene by injection molding.
  • the positive and negative electrodes are impregnated in an aqueous solution of sulfuric acid with a density of 1.25 1.30 g / cm 2 for 30-60 minutes. Then the negative electrodes are pressed with a specific pressure of 5 - ⁇ - 8 kg / cm 2 .
  • - power plate (7) (aluminum sheet with a thickness of 14-16 mm);
  • An end insulator and a power plate are placed on the last negative electrode.
  • the lid (13) is welded to the body (12) by heat sealing.
  • a valve (11) is installed in the opening of the lid.
  • a capacitor made in accordance with the present invention provides a significant reduction in the cost of its manufacture while improving performance.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)

Abstract

Описан электрод конденсатора с двойным электрическим слоем, у которого отрицательный (поляризуемый) электрод выполнен из активированной углеродной ткани, а токосъемник этого электрода из неактивированной углеродной ткани, присоединенной к ткани углерода прошивкой углеродной нитью. На часть поверхности токосъемника нанесено свинцовое покрытие, к которому присоединен токоотвод.

Description

Силовой конденсатор с двойным электрическим слоем
Область техники
Изобретение относится к созданию энергонакопительных электрических конденсаторов, заряд в которых накапливается на границе раздела двух сред - электрода и электролита, поэтому получивших название «конденсаторов с двойным электрическим слоем», а также «суперконденсаторов», «гибридных конденсаторов», «гиперконденсаторов» (Япония), «ультраконденсаторов» (Германия, США), «электрохимических конденсаторов» (Франция, Канада), «ионисторов» (Россия и др. страны СНГ).
Их основным преимуществом перед обычными электролитическими конденсаторами является повышенная удельная энергия. Некоторые типы таких конденсаторов способны накапливать удельную энергию более 10 кДж/кг и разряжаться на нагрузку с удельной мощностью порядка 1-10 ^/кг (www.kit- e.ru/articles/condenser/2005_6_12.php).
К этому следует добавить большое возможное количество циклов «зарядка- разрядка», надежность и долговечность, а также широкий интервал рабочих температур.
Указанное уникальное сочетание характеристик конденсаторов с двойным электрическим слоем во многом предопределяет возможность и целесообразность их использования в первую очередь в транспортных электрических и гибридных средствах. Другое перспективное направление - использование в качестве «компенсаторов» в энергетических установках с нестабильными характеристиками, такими как ветро-электрогенерирующие установки, электростанции с солнечными батареями, приливные электростанции.
Уровень техники
Конденсаторы с двойным электрическим слоем бывают «симметричными», когда и положительный и отрицательный электроды выполнены поляризуемыми и «несимметричными», у которых один из каждой пары электродов выполнен поляризуемым, а другой неполяризуемым. По своим эксплуатационным характеристикам конденсаторы первого типа называют «импульсными», а второго «силовыми». Настоящее изобретение относится к силовым конденсаторам. Примером такого конденсатора является конденсатор, раскрытый в публикации WO 99/24996, содержащий размещенные в корпусе отрицательный электрод из углеродного материала, токоотводы, положительный электрод из диоксида свинца, сепараторы, разделяющие электроды, электролит из водных растворов неорганических кислот и их смесей. Разбиение одного отрицательного электрода на два электрода половинной толщины обеспечивает практически двукратное уменьшение омических потерь энергии при достаточно больших плотностях тока, однако получаемые удельные характеристики являются недостаточными.
Другим аналогом настоящего изобретения является конденсатор по заявке WO 99/31688, расположенный в корпусе из силовых плит и включающий, по крайней мере, одну или п накопительных секций, содержащих обложенный с двух сторон пористыми сепараторами положительный электрод, выполненный в виде пластины прямоугольной формы, состоящей из решетки, внутрь ячеек которой впрессована пастообразная активная масса, и размещенный между двумя отрицательными электродами, расположенными в свою очередь между препятствующими электрическому замыканию электродов изоляторами в виде пластин, между токоотводами с защитным слоем из графитовой фольги и при этом два отрицательных электрода накоротко замкнуты между собой. Отрицательный электрод выполнен из пористого углеродного материала, положительный электрод - из материала, включающего активную свинцовую массу, впрессованную в решетку из сплава 95% свинца и 5% сурьмы. Токоотводы имеют с одной стороны защитный слой, выполненный из графитовой фольги и пропитанный кислотостойким полимером, а с другой стороны -изолятор, препятствующий электрическому замыканию электродов конденсатора. В качестве электролита используется водный раствор серной кислоты. Конденсатор подвергнут обжатию между силовыми плитами каркаса. Благодаря обжатию конденсатора уменьшаются омические потери, предотвращается нагрев конденсатора, а значит, увеличивается КПД устройства в целом. Однако при обжатии генерируемые при заряде и перезаряде газы не могут с достаточной скоростью транспортироваться к противоэлектродам для регенерации в результате затопления пор отрицательного и положительного электродов, кроме того образующиеся газы увеличивают омическое сопротивление, так как препятствуют прохождению ионов, и создают давление внутри конденсатора. Излишки электролита, образованные в результате обжатия, вытекая, приводят к уменьшению емкости конденсатора, повреждают металлические поверхности токоотводов конденсатора, могут привести к замыканию, присутствие вытекшего электролита может привести к повреждению внешней изоляции, к преждевременному выходу из строя конденсатора. Ближайшим аналогом настоящего изобретения является конденсатор по патенту
RU 2262148, состоящий из, по крайней мере, одной или п накопительных секций, каждая из которых включает обложенный с двух сторон пористыми сепараторами положительный электрод, выполненный в виде пластины прямоугольной формы, состоящей из решетки, внутрь ячеек которой впрессована пастообразная активная масса, расположенный между двумя отрицательными электродами, размещенными между изоляторами в форме прямоугольных пластин, с внутренней стороны которых расположены металлические токоотводы с защитным слоем из графитовой фольги, а с внешней стороны конденсатор поджат силовыми плитами, при этом положительный электрод, обложенный пористыми сепараторами, расположен в пазу гибкой рамки прямоугольной формы Т-образного профиля, внутренний периметр которой образован верхней частью полки буквы «Т» Т-образного профиля и которая имеет отверстие с гнездом для фильтра и отверстие в виде щели, а изоляторы выполнены коробчатого типа.
Конденсатор заключен в каркас, состоящий из двух боковин, соединяющих расположенные в торце силовые плиты, а гибкая рамка изготовлена из упругого кислотостойкого материала, например ПВХ, кроме того, пастообразная активная масса состоит из двуокиси свинца, наполненного полипропиленовым волокном, отрицательный электрод выполнен из активированной углеродной ткани с удельной внутренней поверхностью 1200 м2/г и с поверхностной плотностью 140±20 7СМ 2, пористые сепараторы изготовлены из ультратонкого стекловолокна с объемной пористостью до 97%, с размерами пор 7-10 мкм, с суммарной толщиной 0,7-1 мм, защитный слой из графитовой фольги содержит церезин с добавкой 5% канифоли (мас.%), в качестве электролита используется водный раствор серной кислоты плотностью 1,3-1,4 г/см3, при этом внутри изолятора установлен металлический токоотвод с помощью клея расплава, например сополимера винилацетата с полипропиленом .
Указанный конденсатор имеет ряд недостатков:
- токосъемником с отрицательного электрода служит металлический лист, установленный в изолятор на клей-расплав (например сэвилен), на этот металлический лист крепится с помощью клея-расплава защитный лист из графлекса, пропитанного церизином.
- такая конструкция токосъемников с отрицательных электродов достаточно сложна и требует изготовления металлических листов, изготовления листов из графлекса и их пропитки в церизине. Кроме того герметизация металлического листа и листа из графлекса с помощью клея-расплава трудоемка и не гарантирует получения герметичного соединения.
- отрицательный электрод не зафиксирован жестко и может сместиться при сборке, что может вызвать короткое замьпсание в ячейке и неравномерное сжатие элементов в процессе обжатия конденсатора.
Сущность изобретения
Задачей настоящего изобретения является создание силового конденсатора с двойным электрическим слоем, обеспечивающею:
- сокращение количества изготавливаемых деталей;
- сокращение трудоемких технологических операций в процессе сборки конденсатора;
- уменьшение веса и внутреннего сопротивления конденсатора, а значит повышение его удельных характеристик.
Указанные задачи решаются настоящим изобретением благодаря в основном изменению конструкции токосъемника отрицательного электрода конденсатора. Согласно изобретению сам отрицательный электрод выполнен из активированной углеродной ткани, а его токосъемник - из неактивированной углеродной ткани, которая соединена с тканью электрода и на части поверхности которой нанесено свинцовое покрытие.
Соединение ткани токосъемника и ткани электрода целесообразно осуществлять их прошивкой углеродной нитью.
Свинцовое покрытие на части поверхности ткани токосъемника может быть нанесено электрохимическим путем (гальванически).
На активированную ткань отрицательного электрода может быть дополнительно нанесен активированный углеродный порошок, смешанный со связующим (протонопроводящим).
Указанные, а также другие особенности и преимущества конденсатора будут более ясны из последующего описания и прилагаемых к нему чертежей.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 представлены в разрезе конденсатор в соответствии с настоящим изобретением. На фиг.2 изображен отрицательный электрод конденсатора согласно изобретению с прикрепленным токосъемником.
На фиг.З изображен токосъемник отрицательного электрода
На фиг.4 изображен частичный разрез конденсатора.
Подробное описание изобретения
Основными элементами конденсатора являются, по меньшей мере, один положительный (неполяризуемый) электрод 1, по меньшей мере один отрицательный (поляризуемый) электрод 2 и разделяющий и сепаратор 3.
Положительный электрод (1).
Состоит из решетки, отлитой из свинцово-кальциевого-оловянистого сплава
(кальций -0,05%, олово - 1,2 1,5%, свинец с примесями остальное).
В ячейки решетки впрессован активный материал, состоящий в основном из двуокиси свинца. Электрод помещен внутри герметизирующей прокладки (4).
Отрицательный электрод (2) выполнен из композиционного материала, в котором матрицей служит активированная углеродная ткань, например УВИС-АК-Т- 040 с удельной внутренней поверхностью ~ 1200м2/г, а наполнителем является углеродный активированный порошок смешанный с протонопроводящим связующим.
Токосъемником (10) отрицательного электрода (2) служит неактивированная (непористая) углеродная ткань, на часть поверхности которой наносят электрохимическим способом свинец полоской шириной 2-4 мм. Затем эту часть ткани помещают в форму и заливают расплавленным свинцом с температурой t = 520-560 °С. При этом образуется свинцовый токоотвод. Далее токосъемник (неактивированную ткань) соединяют с тканью электрода путем прошивки углеродной нитью, (например, могут быть использованы нитки фторлоновые швейные).
Сепаратор (3) изготавливают из ультратонкого стекловолокна с объемной пористостью до 95%, с размерами пор 10-25 мкм, толщиной 0,7-2 мм.
Герметизирующая прокладка (4) изготовлена из упругого кислостойкого материала (например из мягкого ПВХ или силикона) методом литья в форму. Она имеет отверстие для токовывода положительного электрода и вентиляционное отверстие. По внутреннему периметру имеет паз для помещения в нем положительного электрода.
Для исключения контакта электролита с токовыводами электродов служат концевой (5) и промежуточный (6) изоляторы. Концевой изолятор (5) коробчатого типа прямоугольной формы швеллерного сечения с окном для токовывода токосъемника отрицательного электрода. Изготовлен из ударопрочного полистирола методом литья в форму.
Промежуточный изолятор (6) двухстороннего коробчатого типа прямоугольной формы двутаврого сечения с 2 окнами в верхней части для токовыводов токосъемников отрицательных электродов. Также изготовлен из ударопрочного полистирола.
Перед сборкой конденсатора положительные и отрицательные электроды пропитывают в водном растворе серной кислоты плотностью 1,25 1,30 г/см 2 в течение 30-60 мин. Затем отрицательные электроды отжимают с удельным давлением 5-^-8 кг/см 2.
Сборка конденсатора осуществляется следующим образом. На технологическую опорную плиту укладывают последовательно:
- силовую плиту (7) (лист из алюминия толщиной 14-16 мм);
- концевой изолятор (5);
- отрицательный электрод (2), причем токовывод токосъемника входит в окно изолятора;
- положительный электрод (1), помещенный в прокладку (4) и обложенный с 2- х сторон сепараторами (3) ;
- отрицательный электрод (2) ;
- промежуточный изолятор (6) и снова:
- отрицательный электрод;
- положительный электрод с прокладкой и сепараторами и т.д. в зависимости от необходимого напряжения конденсаторной батареи.
На последний отрицательный электрод укладывают концевой изолятор и силовую плиту
С помощью стяжки (8) сжимают все элементы конденсатора с удельным давлением 7 10 кг/см 2.
При обжатии торцы изоляторов герметично соединяются с кромками прокладок
(4) полностью предотвращая возможность вытекания электролита и, образуя полость, внутренний объем которой заполнен электролитом.
Пропаивают с помощью паяльника положительные и отрицательные (9,10) токоотводы и соединяют последовательно скобками. В корпус (12) заливают герметик (14) и помещают в него собранный конденсатор. Сверху доливают необходимое количество герметика до уровня ниже 2-3 мм чем уровень вентиляционных патрубков (15).
Приваривают крышку (13) к корпусу (12) с помощью термосварки.
В отверстие крышки устанавливают клапан (11).
Промышленная применимость
Конденсатор, изготовленный в соответствии с настоящим изобретением, обеспечивает значительное сокращение затрат на его изготовление при одновременном улучшении эксплуатационных характеристик.

Claims

Формула изобретения
1. Силовой конденсатор с двойным электрическим слоем, содержащий, по меньшей мере, один положительный свинцовый электрод,
по меньшей мере, один отрицательный электрод
токосъемники электродов и
разделяющий электроды сепаратор, при этом:
отрицательный электрод выполнен из активированной углеродной ткани, а токосъемник этого электрода выполнен из неактивированной углеродной ткани, соединенной с активированной углеродной тканью электрода и имеющей на части своей поверхности свинцовое покрытие, к которому присоединен токоотвод.
2. Конденсатор по п.1, отличающийся тем, что соединение ткани токосъемника и ткани электрода осуществлено путем их прошивки углеродной нитью.
3. Конденсатор по п.1 или п.2, отличающийся тем, что на активированную углеродную ткань отрицательного электрода нанесен активированный углеродный порошок, смешанный с протонпроводящим связующим.
4. Конденсатор по любому из предшествующих пунктов, отличающийся тем, что свинцовое покрытие нанесено на часть поверхности ткани токосъемника отрицательного электрода электрохимическим путем.
PCT/RU2012/000741 2012-09-06 2012-09-06 Силовой конденсатор с двойным электрическим слоем WO2014038970A1 (ru)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015531036A JP2015531542A (ja) 2012-09-06 2012-09-06 高出力電気二重層キャパシタ
CN201280076854.7A CN105027242A (zh) 2012-09-06 2012-09-06 双电层电力电容器
EP12884209.3A EP2894644A1 (en) 2012-09-06 2012-09-06 High-power electric double-layer capacitor
PCT/RU2012/000741 WO2014038970A1 (ru) 2012-09-06 2012-09-06 Силовой конденсатор с двойным электрическим слоем
RU2013149931/07A RU2013149931A (ru) 2012-09-06 2012-09-06 Силовой конденсатор с двойным электрическим слоем

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/RU2012/000741 WO2014038970A1 (ru) 2012-09-06 2012-09-06 Силовой конденсатор с двойным электрическим слоем

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2014038970A1 true WO2014038970A1 (ru) 2014-03-13
WO2014038970A8 WO2014038970A8 (ru) 2014-08-28

Family

ID=50237453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2012/000741 WO2014038970A1 (ru) 2012-09-06 2012-09-06 Силовой конденсатор с двойным электрическим слоем

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2894644A1 (ru)
JP (1) JP2015531542A (ru)
CN (1) CN105027242A (ru)
RU (1) RU2013149931A (ru)
WO (1) WO2014038970A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015230906A (ja) * 2014-06-03 2015-12-21 スペースリンク株式会社 電気二重層キャパシタとその製造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10727003B2 (en) * 2016-10-03 2020-07-28 Board Of Regents, The University Of Texas System Cord-yarn structured supercapacitor

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999024996A1 (fr) 1997-11-11 1999-05-20 Nauchno-Proizvodstvennoe Predpriyatie 'eksin' Condensateur a couche electrique double
RU2174263C2 (ru) * 1996-10-07 2001-09-27 Максвелл Текнолоджиз, Инк. Многоэлектродный конденсатор с двойным слоем
RU2183877C2 (ru) * 1999-08-27 2002-06-20 Закрытое акционерное общество "ЭЛЛИТ ХОЛДИНГ" Электрохимический конденсатор с двойным электрическим слоем
US6721168B2 (en) * 2000-07-04 2004-04-13 Jeol Ltd. Electric double-layer capacitor and carbon material therefor
EA005670B1 (ru) * 2001-05-03 2005-04-28 Си Энд Ти Компани, Инк. Конденсатор с электрическим двойным слоем

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60167411A (ja) * 1984-02-10 1985-08-30 松下電器産業株式会社 電気二重層キヤパシタの製造方法
JPS6159716A (ja) * 1984-08-30 1986-03-27 松下電器産業株式会社 電気二重層キヤパシタ
JPS61163617A (ja) * 1985-01-14 1986-07-24 日立マクセル株式会社 電気二重層キヤパシタの製造方法
JP4077051B2 (ja) * 1996-01-30 2008-04-16 フクイシンター株式会社 電池用電極基板及び電池用電極基板の製造方法
US5700363A (en) * 1996-02-15 1997-12-23 Inco Limited Porous nickel electrode substrate
AU7240898A (en) * 1997-12-18 1999-07-05 Antares High Tek C.A. Capacitor with dual electric layer
JP2000012407A (ja) * 1998-06-25 2000-01-14 Jeol Ltd 電気二重層コンデンサ
AT408288B (de) * 2000-05-10 2001-10-25 Funktionswerkstoffe Forschungs Mehrschichtige elektrode
US8192863B2 (en) * 2006-04-18 2012-06-05 Commonwealth Scientific And Industrial Research Organisation Flexible energy storage devices
BRPI0621977A2 (pt) * 2006-08-31 2011-12-20 Firefly Energy Inc placa de eletrodo de um dispositivo de armazenamento de energia, e, dispositivo de armazenamento de energia
US8399134B2 (en) * 2007-11-20 2013-03-19 Firefly Energy, Inc. Lead acid battery including a two-layer carbon foam current collector
JP5527670B2 (ja) * 2009-07-14 2014-06-18 川崎重工業株式会社 ファイバー電極を備える蓄電デバイス及びその製造方法
JP6249546B2 (ja) * 2012-07-25 2017-12-20 株式会社サンエイト 電気二重層キャパシタ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2174263C2 (ru) * 1996-10-07 2001-09-27 Максвелл Текнолоджиз, Инк. Многоэлектродный конденсатор с двойным слоем
WO1999024996A1 (fr) 1997-11-11 1999-05-20 Nauchno-Proizvodstvennoe Predpriyatie 'eksin' Condensateur a couche electrique double
RU2183877C2 (ru) * 1999-08-27 2002-06-20 Закрытое акционерное общество "ЭЛЛИТ ХОЛДИНГ" Электрохимический конденсатор с двойным электрическим слоем
US6721168B2 (en) * 2000-07-04 2004-04-13 Jeol Ltd. Electric double-layer capacitor and carbon material therefor
EA005670B1 (ru) * 2001-05-03 2005-04-28 Си Энд Ти Компани, Инк. Конденсатор с электрическим двойным слоем

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015230906A (ja) * 2014-06-03 2015-12-21 スペースリンク株式会社 電気二重層キャパシタとその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013149931A (ru) 2015-10-20
CN105027242A (zh) 2015-11-04
JP2015531542A (ja) 2015-11-02
WO2014038970A8 (ru) 2014-08-28
EP2894644A1 (en) 2015-07-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8023251B2 (en) Hybrid energy storage device and method of making same
CN105580194A (zh) 非水电解质二次电池及其制造方法
JP2012169576A (ja) 電気化学デバイス
CN103208633A (zh) 一种水平电池及其制造方法
JP2018055871A (ja) 二次電池
KR100953890B1 (ko) 쿼지바이폴라 구조를 갖는 전기화학셀
JP2009076248A (ja) 蓄電デバイスおよびその製造方法
CN109786841B (zh) 一种锂离子电化学储能器件的制备方法
CN109888162A (zh) 具备内嵌式极耳的胶黏结构电芯及其制备方法与锂电池
WO2014038970A1 (ru) Силовой конденсатор с двойным электрическим слоем
KR102568421B1 (ko) 막전극접합체 및 이를 포함하는 아연-브롬 슈퍼커패터리
JP2011159642A (ja) 電気化学デバイス
KR20120123851A (ko) 2 이상의 양극 및 음극을 포함하는 전극 조립체 및 이에 의한 전기 화학 소자
JP2012079813A (ja) 蓄電デバイスの製造方法
JP2011258798A (ja) 電気化学デバイス
JP2005044821A (ja) 電気二重層キャパシタ
CN205177974U (zh) 一种单袋式高功率大容量铁镍电池
JPH1064769A (ja) 電気二重層キャパシタ
KR101671301B1 (ko) 고전압 전기 이중층 캐패시터
KR20070025687A (ko) 리튬 이차전지
US9761379B2 (en) Stack-type flow energy storage system and method of charging and discharging energy using the same
CN111740141A (zh) 双极性蓄电池
KR100955233B1 (ko) 적층형 전기이중층 커패시터
JP4854377B2 (ja) リチウム二次電池
RU2262148C1 (ru) Конденсатор с двойным электрическим слоем с изоляторами и силовой плитой

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201280076854.7

Country of ref document: CN

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2013149931

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 12884209

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2015531036

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2012884209

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2012884209

Country of ref document: EP