ГЕТЕРОГЕННЫЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ СУПЕРКОНДЕНСАТОР И СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Гетерогенный электрохимический конденсатор с двойным электрическим слоем, содержащий:
герметизируемый корпус для размещения в нем компонентов упомянутого конденсатора;
по меньшей мере один положительный электрод, состоящий из пористого проводящего материала на основе свинца, содержащего присадку;
по меньшей мере один отрицательный электрод с пористой частью-активной массой, прикрепленной к части-коллектору тока;
пористый сепаратор, разделяющий упомянутые по меньшей мере один положительный и отрицательный электроды; и
водный сернокислотный электролит, который проникает в поры каждого из упомянутых электродов и упомянутого сепаратора;
при этом от приблизительно 60% до приблизительно 90% площади развитой поверхности упомянутой активной массы упомянутого по меньшей мере одного отрицательного электрода содержат поры диаметром между примерно 5 Е и примерно 50 Е; и
при этом упомянутая часть-коллектор тока упомянутого отрицательного электрода изготовлена из сплава свинец-олово.
2. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.1, в котором упомянутый по меньшей мере один положительный электрод является неполяризуемым.
3. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.1, в котором упомянутый по меньшей мере один отрицательный электрод является поляризуемым.
3
4
4. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.1, в котором упомянутый материал на основе свинца состоит по существу из смеси порошков Pb, PbO и PbO.
3
4
5. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.4, в котором использовано приблизительно 5-20 мас.% Pb, приблизительно 40-70 мас.% PbO и приблизительно 10-40 мас.% PbO.
3
4
6. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.4, в котором размер частиц упомянутых порошков Pb, PbO и PbO составляет между примерно 0,5 мкм и примерно 3,0 мкм.
7. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.1, в котором после подвергания процессу формирования упомянутый материал на основе свинца состоит по меньшей мере по существу из игольчатых кристаллов β-фазы.
8. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.7, в котором упомянутые игольчатые кристаллы β-фазы составляют в длину между примерно 10,0 мкм и примерно 12,0 мкм.
9. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.1, в котором упомянутая присадка является добавкой оксида титана.
10. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.1, в котором присутствует приблизительно 0,8-15 атомных процентов оксида титана.
11. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.9, в котором упомянутый оксид титана имеет состав, который соответствует химической формуле
n
2n-1
TiO.
7
13
8
15
12. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.11, в котором упомянутым оксидом титана является TiO, TiO или их комбинация.
13. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.1, в котором упомянутая присадка является добавкой висмута.
2
3
3
3
2
14. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.13, в котором упомянутой добавкой висмута является BiO или Bi(NO)·5HO.
15. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.13, в котором присутствует приблизительно 2,0-8,0 атомного процента висмута.
16. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.1, в котором упомянутая активная масса упомянутого отрицательного электрода состоит по существу из активированного углеродного материала.
17. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.1, в котором упомянутая активная масса упомянутого отрицательного электрода состоит по существу из активированной углеродной сажи.
18. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.1, в котором упомянутая активная масса упомянутого отрицательного электрода состоит по существу из смеси активированного углеродного материала и активированной углеродной сажи.
2
2
19. Гетерогенный электрохимический конденсатор по пп.16-18, в котором упомянутая активная масса обладает удельной площадью поверхности между примерно 1200 м/г и примерно 1700 м/г.
20. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.19, дополнительно содержащий полимерное связующее.
21. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.1, в котором упомянутый коллектор тока упомянутого отрицательного электрода является термообработанным.
22. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.1, в котором упомянутый коллектор тока упомянутого отрицательного электрода содержит приблизительно 1,5-4,0 мас.% олова.
23. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.1, дополнительно содержащий согласующий слой, покрывающий по меньшей мере часть упомянутого коллектора тока упомянутого отрицательного электрода.
24. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.23, в котором упомянутый согласующий слой состоит по существу из полимера, который химически устойчив в сернокислотном электролите, и некоторого количества проводящего соединения оксида титана.
2
4
25. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.23, в котором упомянутый согласующий слой состоит по существу из полимера, который химически устойчив в сернокислотном электролите, и некоторого количества проводящего материала, выбранного из группы, состоящей из SiTiN, TiCN, TiC, TiN и углерода.
26. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.1, в котором упомянутые электроды обладают асимметричной абсолютной емкостью.
27. Гетерогенный электрохимический конденсатор по п.26, в котором абсолютная емкость одного из упомянутых электродов по меньшей мере в три раза больше, чем абсолютная емкость другого электрода.
28. Способ производства гетерогенного электрохимического конденсатора с двойным электрическим слоем, включающий в себя:
обеспечение герметизируемого корпуса для размещения в нем компонентов упомянутого конденсатора;
размещение в упомянутом корпусе по меньшей мере одного положительного электрода, состоящего из пористого проводящего материала на основе свинца, содержащего присадку;
размещение в упомянутом корпусе по меньшей мере одного отрицательного электрода с пористой частью-активной массой, прикрепленной к части-коллектору тока;
размещение пористого сепаратора между упомянутыми по меньшей мере одним положительным и отрицательным электродами;
по существу заполнение упомянутого корпуса водным сернокислотным электролитом, который проникает в поры каждого из упомянутых электродов и упомянутого сепаратора;
подвергание упомянутого по меньшей мере одного положительного электрода процессу формирования; и
герметизацию упомянутого корпуса;
при этом от приблизительно 60% до приблизительно 90% площади развитой поверхности упомянутой активной массы упомянутого по меньшей мере одного отрицательного электрода содержат поры диаметром между примерно 5 Е и примерно 50 Е; и
при этом упомянутая часть-коллектор тока упомянутого отрицательного электрода изготовлена из сплава свинец-олово.
29. Способ по п.28, в котором упомянутый по меньшей мере один положительный электрод является неполяризуемым.
30. Способ по п.28, в котором упомянутый по меньшей мере один отрицательный электрод является поляризуемым.
3
4
31. Способ по п.28, в котором упомянутый материал на основе свинца состоит по существу из смеси порошков Pb, PbO и PbO.
32. Способ по п.28, в котором упомянутая присадка является добавкой оксида титана.
33. Способ по п.28, в котором упомянутая присадка является добавкой висмута.
34. Способ по п.28, в котором упомянутый процесс формирования вызывает образование игольчатых кристаллов β-фазы по существу по всему упомянутому материалу на основе свинца.
35. Способ по п.34, в котором упомянутый процесс формирования выбирают для получения игольчатых кристаллов β-фазы длиной между примерно 10,0 мкм и примерно 12,0 мкм.
36. Способ по п.28, дополнительно включающий в себя обеспечение согласующего слоя между упомянутой активной массой и упомянутым коллектором тока упомянутого отрицательного электрода.
37. Способ по п.36, в котором упомянутый согласующий слой состоит по существу из полимера, который химически устойчив в сернокислотном электролите, и некоторого количества проводящего соединения оксида титана.
2
4
38. Способ по п.36, в котором упомянутый согласующий слой состоит по существу из полимера, который химически устойчив в сернокислотном электролите, и некоторого количества проводящего материала, выбранного из группы, состоящей из c-SiTiN, TiCN, TiC, TiN и углерода.
39. Гетерогенный электрохимический конденсатор с двойным электрическим слоем, содержащий:
герметизируемый корпус для размещения в нем компонентов упомянутого конденсатора;
3
4
7
13
8
15
по меньшей мере один положительный электрод, состоящий из смеси порошков Pb, PbO и PbO, причем упомянутая смесь легирована комбинацией TiO и TiO;
по меньшей мере один отрицательный электрод с пористой активной массой из активированного углеродного материала, причем упомянутая активная масса прикреплена к коллектору тока, состоящему из сплава свинца-олова и покрытому проводящим полимерным согласующим слоем;
пористый сепаратор, разделяющий упомянутые по меньшей мере один положительный и отрицательный электроды; и
водный сернокислотный электролит, который проникает в поры каждого из упомянутых электродов и упомянутого сепаратора;
2
2
при этом упомянутая активная масса упомянутого по меньшей мере одного отрицательного электрода обладает удельной площадью поверхности между примерно 1200 м/г и примерно 1700 м/г; и
при этом от приблизительно 60% до приблизительно 90% площади развитой поверхности упомянутой активной массы упомянутого по меньшей мере одного отрицательного электрода содержат поры диаметром между примерно 5 Е и примерно 50 Е.
40. Способ производства многоэлементного гетерогенного электрохимического конденсатора с двойным электрическим слоем, включающий в себя:
обеспечение герметизируемого корпуса для размещения в нем компонентов упомянутого конденсатора;
3
4
7
13
8
15
формирование множества положительных электродов из смеси активного материала из порошков Pb, PbO и PbO, легированных комбинацией TiO и TiO;
размещение упомянутого множества положительных электродов в упомянутом корпусе;
формирование множества отрицательных электродов путем прикрепления пористой активной массы из активированного углеродного материала к коллектору тока, который состоит из сплава свинца-олова и покрыт проводящим полимерным согласующим слоем, причем от приблизительно 60% до приблизительно 90% площади развитой поверхности упомянутой активной массы содержат поры диаметром между примерно 5 Е и примерно 50 Е;
размещение упомянутого множества отрицательных электродов в упомянутом корпусе;
размещение пористого сепаратора между каждым положительным и отрицательным электродом в упомянутом корпусе;
подсоединение частей-коллекторов тока каждого электрода к соответствующему выводу на упомянутом корпусе;
по существу заполнение упомянутого корпуса водным сернокислотным электролитом, который проникает в поры каждого из упомянутых электродов и упомянутого сепаратора;
подвергание упомянутого множества положительных электродов процессу формирования, в результате чего по существу весь их упомянутый активный материал формируется в игольчатые кристаллы β-фазы длиной между примерно 10,0 мкм и примерно 12 мкм; и
герметизацию упомянутого корпуса;
при этом упомянутые положительные и отрицательные электроды размещены внутри упомянутого корпуса в чередующемся порядке таким образом, что отрицательных электродов на единицу больше, чем положительных электродов.