[發(fā)明專利]一種提高超級(jí)電容器電容的方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201810022581.7 | 申請(qǐng)日： | 2018-01-10 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN108257795B | 公開(kāi)（公告）日： | 2020-11-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 劉忠范;魏迪;衣芳 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 北京石墨烯研究院;北京大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | H01G11/84 | 分類號(hào)： | H01G11/84;H01G11/36 |
| 代理公司： | 北京律智知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11438 | 代理人： | 董天寶;于寶慶 |
| 地址： | 100095 北京市海淀區(qū)蘇家*** | 國(guó)省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 提高 超級(jí) 電容器 電容 方法 | ||
本發(fā)明涉及一種提高超級(jí)電容器電容的方法，通過(guò)對(duì)超級(jí)電容器進(jìn)行光照，利用光熱效應(yīng)使超級(jí)電容器的溫度升高，從而使該超級(jí)電容器的電容提高，能量密度及功率密度也隨之均得到提高。該方法簡(jiǎn)單、方便、環(huán)保無(wú)污染且不需要通過(guò)外加電源加熱，適用于儲(chǔ)能應(yīng)用以及太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化的應(yīng)用。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及光熱轉(zhuǎn)化和能量?jī)?chǔ)存領(lǐng)域，具體涉及一種利用光熱效應(yīng)提高超級(jí)電容器電容的方法。
背景技術(shù)
太陽(yáng)能是一種資源豐富、可免費(fèi)使用、無(wú)需運(yùn)輸、而且對(duì)環(huán)境無(wú)任何污染的可再生能源。太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化技術(shù)比如光伏、光催化、人工光合作用、光熱轉(zhuǎn)換等發(fā)展迅速，在這些太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化技術(shù)中，光熱轉(zhuǎn)化技術(shù)具有高轉(zhuǎn)化效率和低成本的優(yōu)點(diǎn)，因而受到廣泛關(guān)注。迄今為止，光熱轉(zhuǎn)化技術(shù)已經(jīng)被應(yīng)用于諸多領(lǐng)域，比如太陽(yáng)能水凈化和光熱治療等，而且其應(yīng)用領(lǐng)域有望進(jìn)一步得到拓展。
能量?jī)?chǔ)存器件是當(dāng)今世界人們生活中不可缺少的元件。超級(jí)電容器是一種重要的能量?jī)?chǔ)存器件，具有功率密度高、充放電速率快和循環(huán)壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。超級(jí)電容器一般包括雙電層超級(jí)電容器、贗電容超級(jí)電容器和復(fù)合式超級(jí)電容器。雙電層超級(jí)電容器主要基于離子的吸附/解吸附機(jī)制，贗電容超級(jí)電容器主要基于快速的法拉第反應(yīng)機(jī)制，復(fù)合式超級(jí)電容器將雙電層超級(jí)電容器和贗電容超級(jí)電容器結(jié)合到一個(gè)器件里面(一般一個(gè)電極為雙電層電極一個(gè)電極為贗電容電極)。與其他能量?jī)?chǔ)存器件比如電池相似的是，在溫度降低的時(shí)候，超級(jí)電容器的電容、能量密度和功率密度一般都會(huì)下降。因而，亟需尋找一種環(huán)保無(wú)污染的方法來(lái)提高超級(jí)電容器在低環(huán)境溫度下的電容，以解決低溫環(huán)境下超級(jí)電容器性能下降的問(wèn)題，而且還有望發(fā)展多功能超級(jí)電容器比如可以對(duì)溫度或光照有響應(yīng)的超級(jí)電容器。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種提高超級(jí)電容器電容的方法，該方法通過(guò)利用光熱效應(yīng)可提高超級(jí)電容器的溫度，從而提高超級(jí)電容器的電容，并隨之提高能量密度和功率密度。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
本發(fā)明提供一種提高超級(jí)電容器電容的方法，所述方法包括用光照射超級(jí)電容器，使超級(jí)電容器的溫度升高，以提高超級(jí)電容器的電容。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述超級(jí)電容器為雙電層超級(jí)電容器、贗電容超級(jí)電容器或復(fù)合式超級(jí)電容器，所述復(fù)合式超級(jí)電容器具有雙電層電極和贗電容電極。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述超級(jí)電容器的電極材料應(yīng)為光熱轉(zhuǎn)化效率大于70％的材料。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述超級(jí)電容器的電極材料選自三維石墨烯、碳納米管或活性炭中的一種。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述超級(jí)電容器的電解質(zhì)選自聚乙烯醇/(酸、堿、鹽)電解質(zhì)、聚丙烯酸鉀/硫酸電解質(zhì)或離子液體電解質(zhì)中的一種，所述聚乙烯醇/(酸、堿、鹽)電解質(zhì)包括但不限于聚乙烯醇/磷酸(PVA/H3PO4)電解質(zhì)、聚乙烯醇/硫酸(PVA/H2SO4)電解質(zhì)、聚乙烯醇/氫氧化鉀(PVA/KOH)電解質(zhì)或聚乙烯醇/氯化鈉(PVA/NaCl)電解質(zhì)中的一種，所述離子液體電解質(zhì)包括但不限于1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述光照后所達(dá)到的超級(jí)電容器的溫度不超過(guò)所用電極材料、電解質(zhì)或者活性物質(zhì)的失效溫度。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，對(duì)超級(jí)電容器進(jìn)行光照的光源包括但不限于太陽(yáng)光、鈉燈光、氙燈光或其它照明光源中的一種，優(yōu)選為太陽(yáng)光、鈉燈光或氙燈光。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述對(duì)超級(jí)電容器進(jìn)行光照的強(qiáng)度為0.1～100kW/m2。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，所述超級(jí)電容器所處的環(huán)境溫度為-200℃～100℃。
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