[發明專利]含有導電碳顆粒的電解液液流式雙電層電容

無效

• 申請號: 201310123138.6
• 申請日: 2013-04-10
• 公開（公告）號: CN103198933A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 吳凱明
• 申請（專利權）人: 吳凱明
• 主分類號: H01G11/58
• 分類號: H01G11/58
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種雙電層電容，特別是一種含有導電碳顆粒的電解液液流式雙電層電容。?

背景技術

雙電層電容俗稱超級電容或法拉電容，它具有充電快，壽命長，效率高，節能環保的特點，已部分取代蓄電池，目前正快速發展。根據物理原理，密封式雙電層電容的容量是由電極板表面積決定的。為了增加電極板表面積目前國內外制造商都采取了兩種措施：措施一；電極使用金屬薄膜卷繞式結構以增大面積。措施二；使用含有微孔的導電碳顆粒并把它們粘附在正負電極板上，使表面積比過去有了很大的提高，容量也有很大提高。但是，這造成了它比功率很大，達到幾KW?/?kg，比能量及儲能不大，它的比能量只有2?W?h?/?kg，也就是說；它的瞬時放電功率很大，但持續時間不長。電容的比能量及儲能的大小是由參與反應的電解液容量及內能決定的，但在密封式雙電層電容中金屬電極占了很大的比重，電解液儲量占的比重很小，這限制它的比能量及儲能的提高。隨著雙電層電容應用范圍的擴大，特別是推廣應用到電動汽車領域及作為風力發電和太陽能發電的儲能元件，這種密封式雙電層電容的比能量及儲能能力不足的缺點就越加顯現出來。即使作了大規模的串并聯，它的體積變得很龐大，使用范圍受到很大的限制。如由上海奧威科技開發有限公司制造的儲能式超級電容，(型號：無機超級電容單體UCE15V80000A型超級電容器，單體額定電壓1.5V，額定容量80000F。網址：www.aowei.com.)，?應用于上海的1?1路電車，每行駛一站路就要充一次電，行動范圍受到了很大的限制。?

發明內容

為了解決目前的密封式雙電層電容比功率很大，比能量及儲能較小的問題，本發明提供了一種含有導電碳顆粒的電解液液流式雙電層電容。其采用的技術方案是，整個雙電層電容做成一個開放式的平板電極結構，通過擴大外接電解液儲量來提高雙電層電容的比能量及儲能，電容在充放電過程中電容工作室中的電解液通過泵的抽運與外部儲箱中的電解液和電解液極化后產生的正電荷電解液及負電荷電解液進行交換，導電碳顆粒包含在液態電解液中，工作時隨電解液流動，作為電解液極化后產生的正負離子的載體。?

它的構造是由電容工作室，電解液，2只電解液儲箱，正電荷電解液儲箱，負電荷電解液儲箱，2只充電泵，2只放電泵及連接管道組成，電解液被灌注在電解液儲箱中，通過管道把2只電解液儲箱，2只充電泵，電容工作室，2只放電泵，正電荷電解液儲箱，負電荷電解液儲箱連接起來。?

充電時電解液從電解液儲箱中措出，泵入電容工作室，在電容工作室中電解液中的正負自由離子在電場作用下被極化，形成正負兩個離子區，并分別吸附在電解液中帶正負電的導電碳顆粒上，形成正電荷電解液和負電荷電解液，然后分別被送入正電荷電解液儲箱和負電荷電解液儲箱隔離存儲。放電時正負電荷電解液被抽出，泵入電容工作室，在電容工作室中導電碳顆粒上的正負電荷通過正負電極和外回路放電，同時正負離子相互吸引，脫離導電碳顆粒的吸附，重新回到電解液中變成自由離子，被極化的電解液還原成電中性，然后被送入電解液儲箱，放電過程完成。在電容工作室中設置有微孔隔離膜，正負離子可以自由穿越，但導電碳顆粒被過濾，不能穿越，以防內部漏電?。?

本發明的有益效果

由于在本發明中雙電層電容的電解液由密封式改為開放液流式，它帶來的益處有：

1，雙電層電容儲能的多少可以通過外接電解液儲量的多少來調整。

2，水基電解液雙電層電容的比能量由通常的2?W?h?/?kg提高到60?W?h/?kg。?

3，它的電壓，電流放電曲線在工作時始終保持平坦，有利于控制電?路的設計。?

附圖說明

圖1?為本發明含有導電碳顆粒的電解液液流式雙電層電容系統圖。?

圖2?為本發明主要部件電容工作室剖視圖?。?

圖1，圖2中的數字標號說明：?

??1.電容工作室，2.正電極板，3.負電極板，4.導電碳顆粒，5.負離子，6.正離子，7.微孔隔離膜，8.充電泵，18.充電泵，9.放電泵，27.放電泵，10.管道，11.電解液，12電解液.，19.電解液儲箱，20.電解液儲箱，?13.負電荷電解液儲箱，14.正電荷電解液儲箱.，15.負電荷電解液，16.正電荷電解液，17.電容殼體，21.端口，22.端口，23.端口，24.端口，25.負電極室，26.正電極室。

??

?具體實施方式

?步驟1，?按圖1，圖2設計制作部件：電解液儲箱（11）（12），正電極板（2），