[發明專利]水溶液系雙電層電容器的電極材料性能測定用單元裝置及測定方法

有效

• 申請號: 200910101640.0
• 申請日: 2009-08-20
• 公開（公告）號: CN101644723A
• 公開（公告）日: 2010-02-10
• 發明（設計）人: 陳再華
• 申請（專利權）人: 浙江富來森炭材料有限公司
• 主分類號: G01R1/04
• 分類號: G01R1/04;G01R31/00
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司
• 代理人: 劉曉春

技術領域

本發明涉及一種水溶液系雙電層電容器的電極材料性能測定用單元裝置及 測定方法。

背景技術

雙電層電容器(Electric?Double?Layer?Capacitor，EDLC)也稱超級電容器，是 利用具備大比表面積的活性炭等炭素材料與電解質界面間形成的雙電層來儲存 電荷的新型蓄能元件。它具備電誘導型電容器和二次電池的中間特性。它還具備 以下通常電容器以及二次電池所沒有具備的優點：

(1)不發生過充電/過放電，可以簡化電氣回路降低價格；

(2)可以通過電壓來掌握殘余容量；

(3)使用溫度范圍寬(-30-+90)；

(4)不含重金屬，環境負荷低；

(5)不發生化學反應，使用壽命長(10萬次以上)。

因此，EDLC的用途非常廣泛，小型(＜1F)作為永久性記憶備份應用于LSI、 ULSI、RAM等，中型(1-500F)作為蓄電電源用于家電、電子儀器、路標、道 路鉚釘、玩具以及汽車制動保險系統、UPS等，大型(500-5000F)作為電源或 輔助電源用于混合汽車、電車、電梯、自動門、太陽能/風力發電、產業空調等。

EDLC按電解液分為水溶液系(以下簡稱：水系)和有機溶液系(以下簡 稱：有機系)。水系是采用硫酸、氫氧化鉀等離子型無機物的水溶液作為電解質， 有機系是采用有機離子溶液為電解質，一般為四乙基氟硼酸銨(Et₄NBF₄)的碳 酸丙烯脂(PC)等溶液。由于水系電解液的電導率高，是有機系的60倍以上， 加上粘性、離子擴散系數等因素，水系的內部阻抗較低，一般適合于大電流快速 充放電的功率型元件，而有機系由于耐電壓高，較適合于高能量密度的蓄能型元 件。另外，由于水系EDLC在生產過程中不需要嚴格控制的水分，工藝、設備 較為簡單，所以制造成本較低、品質的信賴度高，深受用戶的歡迎。

水系EDLC的電解液可采用硫酸、鹽酸、氫氧化鉀、氯化鈉、氯化鉀等水 溶液，由于硫酸溶液的導電性最高，所以在EDLC制品中絕大多數采用硫酸溶 液為電解液。為了制品性能評價的準確性和信賴性，要求評價EDLC電極性能 時采用硫酸溶液為電解液。但由于硫酸具有強的腐蝕性，對測定單元的材料有耐 腐蝕的要求，所以目前在實驗室評價電極性能是一般采用氫氧化鉀等非酸性電解 液，以不銹鋼、銅、合金等材質的測定單元較多，有的單元采用黃金、白金的裝 置，但其結構復雜、用貴金屬量多，造成價格昂貴，使用普遍性差。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種水溶液系雙電層電容器的電極材料 性能測定用單元裝置，結構簡單、組裝操作方便，而且價格便宜，適合于一般單 位的實驗室測定用。為此，本發明采用以下技術方案：所述裝置包括上塑料外殼 和下塑料外殼，所述上塑料外殼和下塑料外殼由塑料螺絲連接，所述上塑料外殼 和下塑料外殼在相面對的面上分別設有對稱的槽，在設槽處，所述上塑料外殼和 下塑料外殼分別設有通孔，所述單元裝置中設有帶導線的純貴金屬集電極，所述 上塑料外殼和下塑料外殼、塑料螺絲的用材為耐酸堿的硬質樹脂。所述純貴金屬 指其含量(純度)為99.9％以上。

上述外殼的材料、塑料螺絲的材質為包括PE、PP、PS、PET、PVC、PTFE 等在內的所有耐酸堿的硬質樹脂。所述PE、PP、PS、PET、PVC、PTFE分別為： 聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯。

在采用以上技術方案的同時，本發明還可同時采用以下進一步的技術方案：

純貴金屬集電極的材質可選用純度為99.9％以上的白金和黃金等所有貴金 屬。

所述上塑料外殼的槽的一邊設有開口，下塑料外殼的槽的一邊也設有開口， 上塑料外殼的槽開口方向與下塑料外殼的槽開口方向錯開。

上塑料外殼和下塑料外殼上分別設有與塑料螺絲配合的螺絲孔，上塑料外殼 的螺絲孔直徑較塑料螺絲稍大且沒有螺絲紋，下塑料外殼的螺絲孔有螺紋且螺絲 孔的大小與塑料螺絲吻合。

所述上塑料外殼和下塑料外殼分別為厚度為2-4mm、邊長為25-40mm的正 方形片；所述槽為圓形槽，其直徑為10-20mm、深度為0.1-0.5mm；上塑料外殼 和下塑料外殼分別設有6-12個所述通孔，所述通孔的直徑為1-3mm。

所述帶導線的純貴金屬集電極為網狀或帶孔的片狀，貴金屬集電極周邊形狀 與槽吻合。