section Accueil
Production, Amateur
Radio amateur
avions de modèle, fusée
Utile, divertissant 		maître furtif
électronique
physique
de la technologie
invention 		espace Mystery
Mystères de la Terre
Secrets de l'océan
infiltration
section Carte
début
forum
Utilisation de matériel est autorisé à titre de référence (pour les sites - hyperliens)
invention
Fédération de Russie Patent RU2063085

CONDENSATEUR électrique à double couche

CONDENSATEUR électrique à double couche

Nom de l'inventeur:. Belyakov AI; Bryntsev AM
Le nom du titulaire du brevet: Joint Stock Company "Elite"
Adresse de correspondance:
Date de début du brevet: 11.01.1993

Utilisation: génie électrique, la production d'un condensateur à double couche électrique. La double couche électrique selon l'invention comprend une électrode polarisable de carbone, qui est considéré comme une électrode d'oxyde de nickel, une électrode non polarisable et un électrolyte qui est utilisé en tant que liquide vysokoelektroprovodnaya ions réversible par rapport à l'électrode non polarisable.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention se rapporte à l' industrie électrique, en particulier pour la fabrication de condensateurs avec une double couche électrique et peut être utilisé dans leur fabrication.

Connu condensateur à couche double électrique comprenant des électrodes polarisables de carbone, un séparateur et l'électrolyte liquide (brevet japonais N 62449-62, Cl. H 01 G 9/00, publ. 1987).

Par les obstacles pour obtenir le résultat technique recherché, lors de l' utilisation du condensateur connu, il comprend le fait qu'un tel condensateur a une faible densité d'énergie 0,6.0,11 J / g (0,95.0,17 J / cm 3).

Malgré la capacité de décharge à haute densité de courant (attitude de courant maximum à la capacité stockée de 0,78-5 A / F) et le faible coût des matières premières du système, de faibles caractéristiques spécifiques, il est impossible de créer un condensateur avec un grand (10600 kJ) contenu énergétique et leur application dans comme la principale source d'énergie électrique (transport électrique, les lanceurs et les autres entrées.).

Le condensateur le plus proche pour le même but à l'objet revendiqué sur l'ensemble des attributs est un condensateur avec une double couche électrique contenant carbone électrodes polarisables et non polarisables et un électrolyte (Collection des brevets. L'industrie électrique. Série "chimiques et physiques sources d'énergie", M. 1984, Issue 1 ( 94) str.12-13), considéré comme un prototype.

Les raisons qui empêchent la réalisation du résultat technique requis lors de l' utilisation du condensateur connu pris comme prototype, notamment le fait que la présence d'énergie spécifique élevée (2,5.3 J / g et 2,3 J / cm 3), un tel condensateur a une forte résistivité électrique (ohms - cm 4 ), grâce à l'utilisation d'un tel système électrochimique à électrolyte solide.

En outre, l'utilisation de matériaux coûteux dans le condenseur (argent, Rb) avec la résistance interne élevée empêche les condensateurs utilisés dans les grands systèmes d'alimentation et d'objets mobiles.

La tâche à résoudre par l'invention consiste à proposer un nouveau condensateur à double couche électrique, qui, lorsqu'il est comparé à d'autres condensateurs connus du même type aurait une valeur élevée du courant de décharge, et la densité d'énergie était moins coûteuse à fabriquer.

Le résultat technique obtenu par la mise en oeuvre de l'invention est d'augmenter le courant de décharge du condensateur et de réduire les coûts tout en maintenant un niveau élevé d'énergie spécifique.

Ledit résultat technique pour la mise en oeuvre de l'invention est atteint par le fait que dans le condensateur connu ayant une double couche électrique comprenant du carbone polarisable et des électrodes non polarisables et le séparateur imprégné d'électrolyte l'électrode non polarisable est prise électrode d'oxyde de nickel, les ions d'électrolyte un électrolyte hautement conducteur réversible par par rapport à l'électrode d'oxyde de nickel.

condensateur mentionné comprenant, comme électrode non polarisable, l'électrode d'oxyde de nickel (polarisable angle) en combinaison avec un électrolyte vysokoelektroprovodyaschim liquide (solution aqueuse d'alcali) présente un courant de décharge spécifique élevée due à l'électrolyte liquide à un faible coût en utilisant moins coûteux électrode d'oxyde de nickel .

Dirigé par l'analyse de la requérante de l'art antérieur, y compris une recherche de sources d'informations scientifiques et techniques de brevets et et identifier les sources qui contiennent des informations sur les inventions similaires, a révélé que le demandeur ne se trouve pas un analogue, caractérisé par des caractéristiques identiques à toutes les caractéristiques essentielles de l'invention et la définition de la liste des analogues identifiés prototype comme l'analogue le plus proche pour les attributs globaux a révélé des agrégats vers le demandeur voit caractéristiques résultat technique de l'objet revendiqué indiqué dans les revendications.

Le dessin montre le système électrochimique proposé condensateur ayant une double couche électrique.

Description détaillée de l'invention sont les suivants.

Le condensateur proposé avec une double couche électrique comprend une électrode polarisable 1, une électrode non polarisable et un électrolyte 2 3 disposé dans les pores du séparateur. L'électrode polarisable est réalisé en un matériau de carbone ayant une surface spécifique de 900 à 3000 m 2 / g. Comme une électrode non polarisable est prise électrode d'oxyde de nickel. L'électrolyte liquide est une solution aqueuse d'hydroxyde de potassium avec une concentration de 1-32 absorbe l'électrolyte et deux électrodes disposées entre eux dans un séparateur.

Lorsque la polarisation cathodique de l'électrode polarisable des potentiels ... ® 0,0 - 0,6 formée dans une couche double électrique comprenant des cations hydratés K et N sont adsorbés sur la surface électriquement chargée négativement de carbone. Lorsque le potentiel de polarisation électrode polarisée dans la région positive est sa décharge et le transfert de cations K retour dans l'électrolyte. Processus Vue:



L'oxyde de nickel électrode positive est chargée à un potentiel de pré +0,35.0,55 B et a une capacité électrique de la capacité de l'électrode négative de plus de 10 fois ou plus.

Lors d'un changement du récipient, et donc le potentiel de l'électrode polarisable, le potentiel de l'électrode positive, tandis que sur la partie plate de la courbe de charge-décharge ne soit pas modifiée. Ainsi, une électrode d'oxyde de nickel non-polarisable est idéale en ce qui concerne les changements dans la polarisabilité de ses potentialités.

Le processus de charge et de décharge de l'électrode d'oxyde de nickel (DEW) est une protonation-déprotonation partielle à protons en excès absolus dans une solution aqueuse d'électrolyte.



la concentration de la solution doit fournir

nombre requis de porteurs de charge pour la conduction 2ème ligne

le nombre de porteurs de charge pour la formation de DES sur l'électrode polarisée;

le nombre requis de protons pour DEW.

Dans la pratique, cette concentration est 15-32 Range résistivité électrique inférieure à 1,5 ohm cm.

Tension en circuit ouvert du condensateur chargé



NRT déchargé condensateur avec une électrode polarisable à pleine charge est égal au potentiel de la non-polarisable et est 0,35.0,5 B, mais dans certains cas, que la décharge du système à 0,0 V. Par conséquent, la plage de fonctionnement du condensateur DEL 0,0.1,15 B.

La présence du système proposé (+) NiOOH / solution caustique / C (-) fournit une densité d'énergie de 3 J / g (4,5 J / cm 3), un débit spécifique courant 2,29.10 A / F.

Ainsi, le condensateur EDL inventive est supérieur en amplitude de la décharge de courant 2-10 fois et énergie spécifique 1,2-1,5 fois.

Le coût d'un condensateur DEL selon ci-dessous prototype valeur du condensateur de plus de 25 ZAR. Tel qu'utilisé dans le nouveau système de matériaux sont largement disponibles et non déficientes.

exemple

1. Comme une électrode non polarisable est prise électrode en oxyde de nickel est chargé à un potentiel de + 0,55 V, une capacité de l'électrode plage de potentiel ® 0,55 0,35 B - 1 Ah. La zone d'électrode de 187 cm2, une épaisseur de 0,8 mm.

L'électrode polarisable épaisseur sorbant de carbone tissé en fibres de 0,35 mm et une surface spécifique de 1200 m 2 / g, situé des deux côtés de l'électrode d'oxyde de nickel. Le nickel utilisé laminé épaisseur de 0,05 mm en tant que collecteur de celui-ci. Séparateur de 0,2 mm d'épaisseur en polypropylène non tissé.

L'électrolyte est une densité aqueuse d'hydroxyde de potassium de 1,26 g / cm3.

Sur la base de cette cellule fabriquée avec une batterie de condensateurs DEL constitué de 34 cellules connectées en série pour une tension de 28 V.

La capacité de la batterie de 23,5 F au courant de décharge de 2A à 28 V à 15 V.

Impédance 115,6 × 10 -3 Ohm

Le courant de décharge maximum de 242,2 A

caractéristiques électriques particulières de 4,17 J / cm 3, de 3,04 J / g, de 10,3 A / F

2. Un condensateur 102 constitué par des cellules, une cellule diffère de celle décrite ci-dessus en ce qu 'au lieu d'une seule couche de sorbant de carbone sur les deux côtés de la couche d'électrode d'oxyde de nickel est 3.

La capacité du condensateur 178,9 F lorsque le courant de décharge 5A avec une tension de 28,0 V à 15,0 V.

Impédance 68 ohm × 10 -3

Le débit maximal de courant 411,7 A

Les caractéristiques spécifiques de 5,68 J / cm 3, 3,11 J / g, 2,3 A / F.

Le condensateur proposé avec une DEL améliore le courant de décharge pendant le fonctionnement et est moins cher par rapport au niveau connu, tout en maintenant une énergie spécifique élevée.

REVENDICATIONS

Un condensateur à double couche électrique comprenant du carbone polarisable et des électrodes non polarisables et le séparateur imprégné d'électrolyte, dans lequel, en ce que l'électrode non polarisable est prise électrode d'oxyde de nickel et les ions d'électrolyte de l'électrolyte hautement conducteur, réversible par rapport à la fois à l'électrode d'oxyde de nickel.

Version imprimable
Date de publication 05.04.2007gg