ЛИТИЙ-УГЛЕРОДНЫЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ КОНДЕНСАТОР И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Литий-углеродный электрохимический конденсатор, включающий, по меньшей мере, два рабочих электрода, один электролит, сепараторы и коллекторы тока, размещенные в термостатируемом объеме, при этом отрицательный электрод представляет собой литий-углеродный нанокомпозит, положительный электрод представляет собой углеродный наноматериал с высокой удельной поверхностью.
3
2. Литий-углеродный электрохимический конденсатор по п. 1, в котором электроды выполнены в виде пластин или листов оптимальной толщины, обеспечивающей оптимальные энергетические и мощностные характеристики электродов, преимущественно, тощиной в диапазоне 0,1…10 мм и плотностью, обеспечивающей оптимальные энергетические и мощностные характеристики электродов, преимущественно, в диапазоне 0,6…1,8 г/см
3. Литий-углеродный электрохимический конденсатор по п. 1, в котором литий-углеродный нанокомпозит получают путем электрохимического растворения металлического лития, содержащегося во вспомогательном электроде.
4. Литий-углеродный электрохимический конденсатор по п. 1, в котором литий-углеродный нанокомпозит получают путем электрохимического растворения оксидных соединений лития, содержащихся во вспомогательном электроде.
5. Литий-углеродный электрохимический конденсатор по п. 1, в котором в качестве оксидных соединений лития при получении литий-углеродного нанокомпозита путем электрохимического растворения используют кобальтат лития и/или железо фосфат лития.
6. Литий-углеродный электрохимический конденсатор по п. 1, в котором литий-углеродный нанокомпозит получают путем электрохимического растворения оксидных соединений лития, входящих в состав положительного электрода вместе с углеродным наноматериалом с высокой удельной поверхностью.
7. Литий-углеродный электрохимический конденсатор по п. 1, в котором литий-углеродный нанокомпозит получают путем электрохимического взаимодействия с электролитом, содержащего в своем составе одну или более растворимых солей лития и растворитель, причем анионы электролита сорбируются в двойном электрическом слое на катоде.
8. Литий-углеродный электрохимический конденсатор по п. 1, в котором литий-углеродный нанокомпозит получают путем многократного электрохимического взаимодействия с электролитом, содержащего в своем составе одну или более растворимых солей лития и растворитель, причем анионы электролита сорбируются в двойном электрическом слое на катоде и периодически десорбируются путем растворения металлического лития, содержащегося во вспомогательном электроде.
9. Литий-углеродный электрохимический конденсатор по п. 1, в котором литий-углеродный нанокомпозит содержит в себе количество металлического лития, вычисляемое по формуле M=C·U/F, где M - количество молей лития в расчете на 1 г массы положительного электрода, C - емкость по ионам лития в Фарадах на 1 г массы положительного электрода, U - максимальный потенциал положительного электрода относительно лития, F - число Фарадея.
10. Литий-углеродный электрохимический конденсатор по п. 1, в котором положительный электрод (катод) получают путем соединения углеродного наноматериала с полимерным связующим.
11. Литий-углеродный электрохимический конденсатор по п. 1, в котором при изготовления положительного электрода (катода) в качестве углеродного наноматериала используют смесь активированного угля с углеродными наночешуйками и углеродными нанотрубками.
12. Литий-углеродный электрохимический конденсатор по п. 1, в котором при изготовлении положительного электрода (катода) к углеродным наноматериалам добавляют оксидные соединения лития.
13. Способ изготовления литий-углеродного электрохимического конденсатора по п. 1, включающий приготовление электродных смесей, диспергирование приготовленных электродных смесей со связующими; прессование пластин из диспергированных со связующими электродных смесей; сушка прессованных пластин из диспергированных со связующими электродных смесей; соединение прессованных пластин с коллекторами тока, изготовление сборки из отрицательного электрода, положительного электрода и сепаратора; сушку изготовленной сборки; заправку высушенной сборки электролитом на основе растворимой литиевой соли и растворителя в сухих условиях; вакуумирование заправленной сборки в зажатом состоянии и ее герметизацию; предварительную электрохимическую обработку для образования литий-углеродного нанокомопзита; заряжение и разряжение изготовленного литий-углеродного суперконденсатора.
14. Способ по п. 13, в котором электродные смеси для положительного электрода, состоят из высокопористого активированного угля, высокопористых наноуглеродных материалов с добавлением оксидных соединений лития или без добавления оксидных соединений лития.
15. Способ по п. 13, в котором электродные смеси для отрицательного электрода состоят из мелкодисперсного графита с добавлением наночастиц металлического лития или без добавления наночастиц металлического лития.
16. Способ по п. 13, в котором сушка прессованных пластин или листов из диспергированных со связующими электродных смесей происходит в инертной атмосфере при температуре 350…500°C в течение 10…50 часов.
17. Способ по п. 13, в котором сушка прессованных пластин или листов из диспергированных со связующими электродных смесей происходит под вакуумом при температуре 350…500°C в течение 10…50 часов.
18. Способ по п. 13, в котором пластины из диспергированных со связующими электродных смесей соединяют с коллекторами при помощи электропроводящих клеевых составов.
19. Способ по п. 13, в котором для получения литий-ионного нанокомпозита в сборку вводится дополнительный вспомогательный электрод, содержащий металлический литий.
20. Способ по п. 13, в котором для получения литий-ионного нанокомпозита в сборку вводится дополнительный вспомогательный электрод, состоящий из оксидных соединений лития и электропроводящих добавок.
21. Способ по п. 13, в котором для получения литий-ионного нанокомпозита в сборке используется отрицательный электрод, состоящий из мелкодисперсного графита с добавками наночастиц металлического лития.
22. Способ по п. 13, в котором для получения литий-ионного нанокомпозита в сборке используется положительный электрод, состоящий из высокопористого активированного угля, высокопористых наноуглеродных материалов с добавлением оксидных соединений лития.