[發明專利]高孔體積利用率碳和電雙層電容器

在審

• 申請號: 201580054306.8
• 申請日: 2015-08-05
• 公開（公告）號: CN106796846A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: K·P·加德卡埃;A·庫馬爾
• 申請（專利權）人: 康寧股份有限公司
• 主分類號: H01G11/32
• 分類號: H01G11/32;H01G11/34
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司31100
• 代理人: 徐鑫,項丹

本申請根據35U.S.C.§119，要求2014年8月8日提交的美國臨時申請系列第62/035,045號的優先權，本文以該申請為基礎并將其全文通過引用結合于此。

本文所述的出版物或專利文獻的全文內容分別通過參考結合于本文。

背景技術

本文一般地涉及儲能裝置領域。

發明內容

在一些實施方式中，本文提供了含有活性炭的電雙層電容器電極，其具有200-290F/cc的優異孔體積利用效率(PVUE)，小于5％的非線性度，并且具有優異的性能屬性，例如較高的起始壽命(BOL)電容和更好的老化特性。

附圖說明

在本文的實施方式中：

圖1確定了用于電化學雙層電容器(EDLC)等級的活性炭的孔體積利用效率(PVUE)的優選范圍。

具體實施方式

下面將參考附圖(如果存在的話)詳細描述本文的各種實施方式。對各種實施方式的參考不限制本發明的范圍，本發明范圍僅受所附權利要求書的范圍的限制。此外，在本說明書中列出的任何實施例都不是限制性的，且僅列出要求保護的本發明的諸多可能實施方式中的一些實施方式。

在一些實施方式中，所揭示組合物、組分和裝置以及所揭示的制造和使用方法提供了一個或多個優勢特征或方面，包括例如，如下文所述。任一項權利要求所述的特征或方面一般在本發明的所有方面適用。在任一項權利要求中所述的任意單個或多個特征或方面可以結合或與任一項或多項其它權利要求中所述的任意其它特征或方面結合或置換。

定義

“孔體積利用效率”、“PVUE”、“λ”或者類似表述或符號指的是活性炭的重量電容(F/g)與活性炭孔體積(cm³/g)的比例(或系數)，單位是(F/cc或F/cm³)。

“EDLC”或類似表述指的是電化學雙層電容器或者電雙層電容器，如本文所定義。

“起始壽命”、“BOL”或者類似表述指的是在其使用壽命開始時(t＝0時)的組件或裝置的具體度量和測得的度量，例如電容或等效串聯電阻(ESR)。

“非線性度”、“NL％”或者類似表述指的是在恒電流放電試驗過程中，能量方法計算與斜率方法計算之間的電池電容的百分比差異。不希望受限于理論，非線性度是電解質離子的孔可及性的定性或半定量指標。高的非線性度(例如，5-20％)表示活化不足的碳，低的非線性度(例如，0-0.1％)表示過度活化的碳，以及中等非線性度(例如，0.1-5％)表示適當活化的碳。活化不足和過度活化都有損于ELDC裝置中的碳性能。

“包括”、“包含”或者類似術語表示包括但不限于，即內含而非排它。

本文所述的實施方式中用來對例如組合物中成分的量、濃度、體積、加工溫度、加工時間、產率、流速、壓力、粘度和類似數值及其范圍或者組件的尺寸以及類似數值及其范圍進行修飾的“約”是指可能發生的數值量的改變，例如，源自制備材料、組合物、復合體、濃縮物、組件部件、制品或使用制劑所用的常規測量和操作過程；源自這些過程中的偶然性誤差；源自用來實施所述方法的起始材料或成分的制造、來源或純度的差異；以及類似因素。術語“約”還包括由于具有特定初始濃度或混合物的組合物或制劑的老化而不同的量，以及由于混合或加工具有特定初始濃度或混合物的組合物或制劑而不同的量。

“任選的”或“任選地”表示隨后描述的事件或情形會或不會發生，而且該描述包括事件或情形發生的實例和事件或情形不發生的實例。

除非另外說明，否則本文所用的不定冠詞“一個”或“一種”及其相應的定冠詞“該”表示至少一(個/種)，或者一(個/種)或多(個/種)。

可采用本領域普通技術人員熟知的縮寫(例如，表示小時的“h”或“hr”，表示克的“g”或“gm”，表示毫升的“mL”，表示室溫的“rt”，表示納米的“nm”以及類似縮寫)。

在組分、成分、添加劑、尺度、條件、時間和類似方面公開的具體和優選的值及其范圍僅用于說明，它們不排除其他限定值或限定范圍內的其他值。本文的組合物和方法可包括本文所述的任何數值或數值、具體數值、更具體的數值和優選數值的任何組合，包括明示或暗示的中間值和范圍。

(參見A.G.Pandolfo等人的“Carbon properties and their role in supercapacitors(碳性質以及它們在超級電容器中的角色)，”J.Power Sources(能源期刊),157(2006)11-27)回顧了碳以及它們在超級電容器中的使用。