包含铝碳复合电极的高性能双层电容器制造技术

一种高性能的双层电容器，在活性炭和电解液之间的界面上形成电的双层。该高性能的双层电容器包括一对铝浸渍，组成电极的碳，它具有均匀分布和连续的通路，铝浸渍在活性炭纤维预制件中，浸透了高性能的电解液。该高性能的双层电容器在至少６００Ｗ／ｋｇ的功率值下能产生至少５Ｗｈ／ｋｇ的有用能量。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体上是关于一种双层电容器，更具体一点，是关于一种含碳铝复合电极和高性能电解溶液的高性能双层电容器，而且包括它的加工方法。双层电容器是一种在单位重量上比普通电容器储能更多的储能元件。跟许多可再充电电池比，它们独特之处在于能释放更大功率的能量。双层电容器包含两个多孔电极，该电极通过多孔分离器实现电绝缘。电极和分离器浸在电解质溶液中。这就使得离子电流能在电极间流过而防止电流使电容器短路。在每个激活电极的背面是一个电流集电片，它的一个功能是减小双层电容器的电阻损耗。如果这些电流集电片是非多孔性的，他们也可作为电容器封装的一部分。当电势加在双层电容器的两个电极上，由于阴离子吸引到阳极，阳离子吸引到阴极而形成离子电流。在所到达的电极表面，电荷被吸收到固一液介面区。这通过电荷形式的自吸收或溶剂分子偶极子的重排来完成。吸收的电荷在具有相反电荷的固体电极的介面区。在电化学电容器中使用碳电极有一个明显的好处，因为碳的原子量低，而且能加工出非常高的表面积。加工带碳电极的双层电容器在该
已经被公知了好长一段时间，如美国专利No.2,800,616(Becker)和No.3,648,1本文档来自技高网...

【技术保护点】
双层电容器包括： 一对表面相对的铝浸渍碳复合电极； 一对电流集电器，每个电流集电器在以上所述复合电极的没有相对的一面； 离子导电分离器，在所述复合电极的所述相对的表面之间； 浸透所述复合电极和分离器的电解质溶液。

【技术特征摘要】
US 1994-10-7 08/319,4931.双层电容器包括一对表面相对的铝浸渍碳复合电极；一对电流集电器，每个电流集电器在以上所述复合电极的没有相对的一面；离子导电分离器，在所述复合电极的所述相对的表面之间；浸透所述复合电极和分离器的电解质溶液。2.如权利要求1的双层电容器，其特征在于，所述的每个浸渍铝的碳复合电极进一步包含多孔电极，电极上的铝在活性碳纤维预制品中均匀连续分布。3.如权利要求2的双层电容器，所述的双层电容器至少能输出5wh/kg的有用能量，输出功率至少600w/kg。4.如权利要求2的双层电容器，所述复合电极的电阻率小于1.5Ωcm2，所述复合电极的电阻率小于1.5Ωcm2，电容至少30F/cm3。5.如权利要求1，3，4的双层电容器，每个所述铝浸渍的碳复合电极进一步包含多孔电极，该电极上的铝在碳布预制品中均匀连续分布。6.如权利要求1，3，4的双层电容器，每个所述铝浸渍的碳复合电极进一步包含多孔电极，该电极上的铝在碳纸预制品中均匀连续分布。7.如权利要求1，3，4的双层电容器，每个所述铝浸渍的碳复合电极进一步包含表面积在约500～3000m2/g范围的活性碳纤维。8.如权利要求1，3，4的双层电容器中，每个所述铝浸渍的碳复合电极进一步包含表面积大于2000m2/g的活性碳纤维。9.如权利要求1，3，4的双层电容器，每个所述铝浸渍的碳复合电极进一步包含铝、碳的重量比在约1.3～0.5的范围。10.如权利要求1，3，4的双层电容器，每个所述铝浸渍的碳复合电极进一步包含铝、碳重量比小于1.0。11.如权利要求1的双层电容器，其特征在于，进一步包含封装所述双层电容器的外壳装置。12.如权利要求1的双层电容器，所述分离器为浸透所述电解质溶液的多孔聚丙烯分离器。13.如权利要求1的双层电容器，每个所述电流集电器包含一薄层分别粘在所述电极非相对表面的金属箔片。14.如权利要求1的双层电容器，所述电流集电器包含一薄层分别粘结到所述电极非相对表面的铝箔。15.如权利要求1的双层电容器，所述电解质溶液为熔融盐溶液。16.如权利要求15的双层电容器，所述熔融盐电解质溶液为氯化钾和氯化锂的混合物。17.如权利要求15的双层电容器，所述熔融盐电解质溶液通过如下公式来表示[AlCl3]·MXM为碱金属，X从由氯或溴组成的组中选择。18.如权利要求1的双层电容器，所述电解质为氨合物溶液。19.如权利要求18的双层电容器，所述氨合物溶液从由[NH4NO3]·1.3[NH3]；[NuI]·3.3[NH3]；和[LiClO4]-4[NH3]组成的组中选择。20.如权利要求1的双层电容器，所述电解质溶液为二氧化硫溶液，用公式表示为M[AlCl4]n.Xso2X在2.5～6.0之间；M从由锂、钙、钠或锶组成的组中选择。21.一种加工双层电容器的方法，其特征在于包括如下步骤在活性碳纤维预制品上浸渍均匀连续分布的铝；将电流集电片粘结在所述铝浸渍的碳纤维预制品的表面；将一对铝浸渍的碳纤维预制品与电流集电器片排在一起，所述铝浸渍的碳纤维预制品没有粘结的表面面对面放置，把离子导电的分离器放在所述的铝浸渍的碳纤维预制品的相对面之间，用电解质溶液浸透所述的铝浸渍碳纤维预制品和分离器。22.如权利要求21的制作双层电容器的方法，其特征在于，粘结所述电流集电片到所述铝浸渍的的碳纤维预制品的步骤进一步包括如下步骤把任何氧化铝...

【专利技术属性】
技术研发人员：CJ法拉赫曼迪，JM迪斯篷奈特，
申请(专利权)人：麦斯韦尔技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]