Суперконденсатор з великою кількістю доріжок

Реферат: Об'єктом винаходу є суперконденсатор, який містить щонайменше два комплекси (1, 2), які знаходяться один поряд з одним, розділені відстанню d, і щонайменше один спільний комплекс (3) напроти двох комплексів (1, 2), які знаходяться один поряд з одним, відокремлений від них щонайменше одним роздільником (4), при цьому роздільник (4) і комплекси (1, 2, 3) намотані спіралевидно разом, утворюючи намотаний елемент. UA 107327 C2 (12) UA 107327 C2 UA 107327 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки, до якої відноситься винахід Винахід в основному відноситься до суперконденсаторів, тобто до конденсаторів з подвійним електрохімічним шаром (або EDLC – Electrochemical Double Layer Capacitor). Рівень техніки Суперконденсатор є засобом накопичення енергії, який дозволяє отримати показники щільності потужності і щільності енергії, проміжні між щільністю потужності і щільністю енергії діелектричних конденсаторів і батарей. Час їх розряджання зазвичай складає приблизно декілька секунд. Відомий суперконденсатор містить циліндровий намотаний елемент, який містить щонайменше два електроди. Кожен електрод виготовлений з суміші активованого вугілля (яке називається також «активною речовиною»), сажі і полімерів. Під час етапу екструзії провідну пасту наносять на алюмінієвий колектор, який служить колектором струму. Обидва електроди розділено пористим роздільником, щоб уникнути короткого замикання між двома електродами. Під час етапу просочення суперконденсатор заповнюють електролітом. Цей електроліт складається з солі, розчиненої в розчиннику, як правило в ацетонітрилі. Ця сіль ділиться на два різновиди заряджених частинок, які називаються іонами (наприклад: BF4- і Теа+). Зазвичай товщина електроду складає 100 мкм. Іони мають розмір порядка 1/1000 мкм, тобто в 100 000 менші від товщини електроду. Активоване вугілля (або активна речовина) є виключно пористим матеріалом. Коли за допомогою генератора постійної напруги подають напругу на два електроди суперконденсатора, іони переміщаються в порах максимально близько до поверхні вугілля. Чим більша кількість іонів знаходиться на поверхні вугілля, тим більшою є ємкість. Кількість енергії, що накопичується в суперконденсаторі, залежить від напруги, яка подається на електроди, і від загальної ємкості суперконденсатора. Численні дослідження показали, що, чим вищою є робоча напруга суперконденсаторів, тим коротший термін їх служби внаслідок дуже інтенсивного утворення газу. Утворення газу пов'язане з розкладанням матеріалу, який утворює електроліт, і це розкладання залежить від напруги між електродами суперконденсатора. Наприклад, напругу розкладання чистого ацетонітрилу складає 5,9 В. В даний час опорна напруга, яка подається на електроди суперконденсаторів, складає 2,7 В (див., зокрема, документ WO9815962, де вказано, що напругу суперконденсатора необхідно обмежувати, щоб уникнути надмірного розкладання електроліту). Для усунення цього недоліку декілька суперконденсаторів електрично з’єднують один з одним, утворюючи модуль. Це дозволяє збільшити напругу, яка подається на модуль. Для електричного з'єднання двох суміжних суперконденсаторів використовують засоби з'єднання, які містять дві кришки і перемичку. Кожна кришка виконана з можливістю закривання, наприклад, за допомогою зварювання відповідного суперконденсатора для електричного з'єднання з ним. Крім того, як показано на Фіг. 11, кожна кришка містить контактний вихід, виконаний з можливістю входження в контакт з крізним отвором перемички, електрично сполучаючи два суміжні суперконденсатори. Проте такі суперконденсатори мають ряд недоліків. Зокрема, два суперконденсатори, електрично сполучені перемичкою і двома кришками, мають великий об'єм і масу. Крім того, вартість виготовлення, пов'язана із закупівлею і монтажем перемичок і кришок для з'єднання двох суперконденсаторів, залишається високою. Крім того, послідовний опір Rs між двома електричними суперконденсаторами, який відповідає сумі опорів суперконденсатора і засобів з’єднання (перемичка + кришка + шов зварювання ), є високим. Завдання винаходу полягає в створенні суперконденсатора, термін служби якого був би тривалішим при еталонній напрузі. Додатковим завданням винаходу є створення суперконденсатора з обмеженим утворенням газу. Ще одним завданням винаходу є створення суперконденсатора, здатного витримувати напругу, яка б перевищувала, еталонну, без зниження своїх характеристик. Розкриття винаходу Поставлене завдання вирішене в суперконденсаторі, який містить щонайменшедва комплекси, які знаходяться один поряд з одним, розділених відстанню d уздовж подовжньої осі, і щонайменше один спільний комплекс напроти двох комплексів, які знаходяться один поряд з одним, відокремлені від них щонайменше одним роздільником, при цьому роздільник і 1 UA 107327 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 комплекси намотані спіралеподібно разом уздовж подовжньої осі, утворюючи намотаний елемент. «Комплексом» називають об'єднання колектора струму з щонайменше одним електродом, при цьому колектор струму і електрод містять спільну електропровідну поверхню. «Комплексами, які знаходяться поряд» називають два компланарні комплекси (перед спіралевидним намотуванням для утворення намотаного елементу), розділені електроізолюючим простором шириною d. Іншими словами, під «комплексами які знаходяться поряд», слід розуміти два комплекси, розділені відстанню d в напрямку, паралельному до подовжньої осі (тобто осі намотування) намотаного елементу. «Загальним комплексом» названо будь-яке електрично неперервне поєднання комплексів. Роздільник (роздільники) виходить (виходять) за межі електродів кожного комплексу, які знаходяться один проти одного, але не виходять за межі колекторів комплексів, які виконують роль сполучного виводу назовні. Бажано роздільник утворений щонайменше двома частинами, розділеними відстанню w, меншою від відстані d, при цьому кожна частина повністю розділяє комплекси, які знаходяться один навпроти одного. Бажано відстань w перевищує 1 мм Бажано кожен комплекс містить два протилежні електроди по обидві сторони від колектора струму, так що кожен електрод має електропровідну поверхню, спільну з відповідною стороною колектора струму. Бажано спільний комплекс містить щонайменше два електроди, які знаходяться поряд, розділені відстанню g, при цьому кожен електрод розташований напроти електроду комплекcу, які знаходяться один поряд з одним. Бажано відстань g дорівнює відстані d. Бажано електроди загального комплексу мають різну товщину Бажано електроди загального комплексу мають різну ширину Бажано електроди комплексів, які знаходяться поряд, мають різну товщину. Бажано комплекси, які знаходяться один навпроти одного, мають різну довжину. Бажано електроди комплексів, які знаходяться один поряд з одним, мають різну ширину. Бажано електроди комплексів виконані з різним матеріалів. Бажано електроди комплексів, які знаходяться один поряд з одним, мають однакові довжину, ширину, товщину і виконані з одного матеріалу. Основа намотаних елементів, є перпендикулярною до осі намотування, може мати форму круга, або шестикутника, або трикутника, або восьмикутника, або прямокутника, або еліпса. Бажано намотані елементи не мають виступаючих кутів. Бажано суперконденсатор містить два комплекси, які знаходяться один поряд з одним і спільний комплекс, при цьому два комплекси, які знаходяться поряд, мають з’єднаний вихід назовні. Бажано суперконденсатор містить три комплекси, які мають з’єднаний вихід назовні, два з яких є такими, що знаходяться поряд, а один є загальним комплексом. Бажано суперконденсатор містить два набори комплексів, які мають з’єднаний вихід назовні і які знаходяться поряд із загальним комплексом, при цьому обидва набори знаходяться один навпроти одного, так що спільний комплекс першого набору знаходиться напроти комплексу, який має з’єднаний вихід назовні, другого набору. Бажано суперконденсатор містить щонайменше два комплекси, які знаходяться один поряд з одним, мають щонайменше один спільний комплекс, який знаходиться навпроти, відокремлений щонайменше одним роздільником, і намотаний спіралевидно разом, утворюючи перший намотаний елемент, при цьому суперконденсатор додатково містить щонайменше два інших комплекси, які знаходяться один поряд з одним, мають щонайменше один інший спільний комплекс, який знаходиться навпроти, відокремлений щонайменше одним іншим роздільником, причому ці два останні комплекси намотано спіралевидно разом навколо першого намотаного елементу, утворюючи щонайменше один другий намотаний елемент, причому ці послідовно намотані елементи розділені порожнім простором, ізолюючим газом або ізолюючою рідиною. Бажано суперконденсатор містить комплекс, спільний для двох послідовно намотаних елементів. Поставлене завдання вирішене також в модулі, який містить корпус з розташованим в ньому щонайменше одним описаним вище суперконденсатором. Бажано модуль може одночасно містити накопичувальні пристрої запропоновані даним винаходом і відомі накопичувальні пристрої, такі як показаний на Фіг. 11. Іншими словами, додатково до суперконденсатора запропонованого винаходом, модуль 2 UA 107327 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 може містити стандартний суперконденсатор, який має циліндровий намотаний елемент, щонайменше два електроди і щонайменше один роздільник, спіралевидно намотані разом з утворенням намотаного елементу, який знаходиться в корпусі, і кришки для закривання корпусу, причому цей стандартний суперконденсатор електрично сполучений із заявленим суперконденсатором за допомогою щонайменше однієї сполучної перемички. Інші завдання, особливості і переваги винаходу будуть більш зрозумілими з подальшого опису, представленого виключно як необмежуючий приклад, з посиланнями на креслення. Короткий опис креслень На Фіг. 1–10 показані різні варіанти виконання суперконденсатора запропонованого даним винаходом; на Фіг. 11 показаний відомий модуль; на Фіг. 12 показаний варіант виконання суперконденсатора запропонованого винаходом після намотування різних його компонентів для утворення намотаного елементу; на Фіг. 13а – 13с показані об'єми, які займають 12 відомих суперконденсатори, шість суперконденсаторів з двома доріжками запропонованих даним винаходом і чотири суперконденсаторів з трьома доріжками запропонованих даним винаходом, відповідно. Здійснення винаходу На Фіг. 1 – 13 показані різні варіанти виконання суперконденсатора запропонованого даним винаходом. На фігурах еквівалентні елементи суперконденсатора позначені однаковими цифровими позиціями. На Фіг. 1 показані різні елементи суперконденсатора відповідно до першого варіанта здійснення винаходу. Суперконденсатор містить два комплекси 1 і 2, які знаходяться один поряд з одним, розділені відстанню d. Відстань d між двома комплексами 1 і 2, які знаходяться поряд, є достатньою для електричної ізоляції цих комплексів один від одного. Суперконденсатор містить також комплекс С, який називається «загальним комплексом», розташований напроти двох комплексів 1 і 2, які знаходяться поряд. Крім того, суперконденсатор містить два роздільники 4, які дозволяють електрично ізолювати комплекси 1 і 2, які знаходяться поряд, від загального комплексу 3. Один з роздільників розташований між загальним комплексом і комплексами, які знаходяться один поряд з одним. Інший роздільник розташований на іншій стороні загального комплексу так, щоб спільний комплекс знаходився між роздільниками. Як показано на Фіг. 2, кожен комплекс 1, 2, 3 містить, відповідно, колектор струму 11, 21, 31 і електрод 12, 22, 32 (при цьому електрод 32 показаний на фігурі у вигляді двох частин 32а і 32b), який має електропровідну сторону, спільну з колектором струму. Розташовані одна напроти одної зони Z1 і Z2 комплексів, які знаходяться поряд, і загального комплексу утворюють дві ланки суперконденсатора, ємкості яких визначені їх відповідною шириною. Неперервність загального комплексу 3 забезпечує послідовне з'єднання двох ланок суперконденсатора. Комплекси 1, 2, 3 і роздільники 4 утворені, відповідно, одним або декількома накладеними один на одного листами. Комплекси 1, 2, які бажано знаходяться поряд, спільний комплекс 3 і роздільники 4 послідовно намотують разом спіралевидно для утворення намотаного елементу. Запропоноване рішення є дешевшим, ніж описані вище відомі суперконденсатори. Дійсно, кількість перемичок, кришок і трубок (які слугують гніздами для намотаних елементів) для електричного з'єднання двох ланок суперконденсатора є меншою від кількості перемичок, кришок і трубок, необхідних для електричного з'єднання декількох відомих суперконденсаторів. Крім того, запропоноване рішення дозволяє понизити послідовний опір Rs системи (за рахунок зменшення кількості кришок і перемичок, необхідних для з'єднання ланок суперконденсатора, в порівнянні з кількістю кришок і перемичок, необхідних для з'єднання відомих суперконденсаторів) і значно збільшити допустиму енергію на одиницю об'єму з одночасною оптимізацією ємкості. Виключення перемичок і кришок для послідовного з'єднання двох ланок суперконденсатора дозволяє отримати наступні переваги: – підвищення одиничної напруги обмотки без збільшення загальної накопиченої енергії – оптимізація з'єднань між обмотками – зниження опору Rs між двома послідовно сполученими ланками суперконденсатора – зменшення маси в порівнянні з двома послідовно сполученими відомими суперконденсаторами 3 UA 107327 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 – зменшення об'єму в порівнянні з двома послідовно сполученими відомими суперконденсаторами – підвищення об'ємної і масової щільності енергії і потужності – відсутність зменшення внутрішнього вільного об'єму в порівнянні з послідовним з'єднанням відомих (стандартних) суперконденсаторів з однією доріжкою – виграш в часі з погляду способу виготовлення (n ланок в одному суперконденсаторі). У варіанті виконання, показаному на Фіг. 1, кожен з комплексів 1, 2, які знаходяться поряд, виступає на відповідному кінці намотаного елементу, утворюючи зовнішній сполучний вихід. Один з комплексів (комплекс 1), які знаходяться поряд, використовують як анод суперконденсатора, а інший (комплекс 2) – як катод суперконденсатора. Спільний комплекс 3 не має зовнішнього з'єднання і є менш широким, ніж роздільники 4. Фахівцеві зрозуміло, що спільний комплекс 3 виконує функції: – катода для комплексу 1, який знаходиться поряд і який використовується як анод – анода для комплексу 2, який знаходиться поряд, і який використовується як катод. На Фіг. 2 детальніше показана загальна схема, представлена на Фіг. 1. Бажано кожен комплекс 1, 2, 3 містить два протилежні електроди 12, 13, 22, 23, 32, 33 по обидві сторони від колектора струму 11, 21, 31. Кожен електрод 12, 13, 22, 23, 32 (електрод 32 показаний на фігурі у вигляді своїх двох частин 32а і 32b, розділених відстанню g), 33 (спільний комплекс 3 теж містить два електроди 33а, 33b, які знаходяться один поряд з одним, теж розділені відстанню g, при цьому відстань g може перевищувати або бути рівною відстані d) містить електропровідну поверхню, спільну з відповідною стороною колектора струму 11, 21, 31. Це дозволяє подвоїти кількість активної речовини отриманого таким чином суперконденсатора і, отже, збільшити його ємкість на одиницю об'єму і збільшити допустиму для суперконденсатора енергію. Це дозволяє полегшити спіралевидне намотування комплексів і роздільників. Кожен з електродів 32а, 32b знаходиться напроти відповідних електродів 12, 22 комплексів 1, 2, які знаходяться один поряд з одним. Спільний комплекс 3 містить також два інших електроди 33а, 33b, які є протилежними щодо двох електродів 32а, 32b, які знаходиться один поряд з одним. Ці два інших електроди входять в електричний контакт з іншою стороною колектора струму 31. Зокрема, кожен з інших електродів 33а, 33b загального комплексу 3 знаходиться напроти відповідного електроду 32а, 33b. Іншими словами, спільний комплекс 3 містить чотири електроди 32а, 32b, 33a, 33b, які знаходяться попарно поряд і розташовані симетрично щодо колектора струму 31 загального комплексу 3. Простір g між електродами 32a–32b, 33a–33b загального комплексу 3 можна отримати за допомогою трафарету, який розташовується по обидві сторони від колектора струму 31 під час нанесення (або екструзії) активної речовини на колектор 31, при цьому трафарет безперервно витягують в процесі виготовлення загального комплексу. Як варіант, електроди різних комплексів 1, 2, 3 є ідентичними, тобто мають однакові довжину, ширину, товщину і виконані з одного матеріалу. Це дозволяє отримати симетричний суперконденсатор з двома доріжками. Разом з тим, електроди різних комплексів 1, 2, 3 можуть бути різними (з погляду довжини і/або ширини і/або товщини і/або матеріалу). Це дозволяє отримати асиметричний суперконденсатор, тобто суперконденсатор, в якому об'єм анода відрізняється від об'єму катода. Робота з асиметричним суперконденсатором дозволяє оптимізувати його ємкість і старіння за рахунок кращого контролю над потенціалом кожного електроду. Асиметрії суперконденсатора можна досягти, наприклад, змінюючи товщину електродів на комплексах, які знаходяться поряд, або міняючи ширину електродів так, щоб позитивні і негативні електроди мали різні об'єми. На Фіг. 3 показаний варіант виконання, в якому аноди і катоди суперконденсатора є асиметричними. Кожен з комплексів 1 і 2, які знаходяться один поряд з одним, містить два електроди 12, 13 і 22, 23, відповідно. Спільний комплекс містить чотири електроди 32a, 32b, 33a і 33b. Кожен з електродів 12 і 13 першого комплексу 1 має першу товщину е1, а кожен з електродів 22, 23 другого комплексу 2 має другу товщину е2, яка відрізняється від першої товщини е1. Крім того, кожен з електродів 32a і 33а загального комплексу 3, що знаходиться напроти першого комплексу 1 має товщину, яка дорівнює другій товщині е2, а кожен з електродів 32b, 33b загального комплексу 3, що знаходиться напроти другого комплексу 2 має товщину, яка 4 UA 107327 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 дорівнює першій товщині е1. Іншими словами, товщина електродів 12, 13 і 32b, 33b, які утворюють анод, відрізняється від товщини електродів 22, 23 і 32а, 33а, які утворюють катод. Це дозволяє отримати асиметричний суперконденсатор, який містить два послідовно сполучених суперконденсатора із заздалегідь заданою різною ємкістю. На Фіг. 4 показаний інший варіант виконання, в якому аноди і катоди суперконденсатора є асиметричними. У цьому варіанті товщина кожного з електродів 12, 13, 22, 23, які знаходяться один поряд з одним комплексів 1, 2 є ідентичною. Крім того, всі електроди 32a, 32b, 33a, 33b загального комплексу 3 мають однакову товщину. Щоб отримати асиметрію, товщина електроду з боку загального комплексу 3 повинна відрізнятися від товщини електроду з боку комплексів 1, 2, які знаходяться один поряд з одним. Крім того, ширина L1 електродів 12, 13 першого комплексу 1 відрізняється від ширини L2 електродів 22, 23 другого комплексу 2, при цьому ширина електродів 32а, 33а (відповідно, 32b, 33b) загального комплексу 3 дорівнює ширині L1 (відповідно, L2) електродів комплексу 1(відповідно, 2), який знаходиться напроти нього. На Фіг. 5 показаний ще один варіант виконання асиметричного суперконденсатора. У цьому варіанті ширина L1, L2 електродів 12, 13 і 22, 23 комплексів, які знаходяться один поряд з одним є різною, при цьому електроди 32а, 33а (відповідно, 32b, 33b) загального комплексу 3 мають ширину, яка дорівнює ширині L1 (відповідно, L2) електродів комплексу 1 (відповідно, 2), який знаходиться напроти нього. Крім того, товщина електродів 12, 13 першого комплексу 1 відрізняється від товщини електродів 22, 23 другого комплексу 2. Електроди 32а, 32b, 33a, 33b загального комплексу 3 мають однакову товщину. Крім того, товщина електродів 32а, 32b, 33a, 33b загального комплексу 3 відрізняється від товщини електродів 12, 13 і 22, 23 комплексів, які знаходяться один поряд з одним. У цьому варіанті виконання загальна товщина першого суперконденсатора, який складається з першого комплексу 1 і ділянки загального комплексу, що знаходиться напроти нього, відрізняється від загальної товщини другого суперконденсатора, який складається з другого комплексу 2 і ділянки загального комплексу, що знаходиться напроти нього. Щоб компенсувати цю різницю загальної товщини, суперконденсатор може містити прокладки для полегшення намотування роздільників 4 і трьох комплексів 1, 2, 3 при отриманні намотаного елементу. Ці прокладки можуть містити шари нейтрального матеріалу і/або шари матеріалу, ідентичного до матеріалу, який використовуватимуть для виготовлення роздільників. У іншому варіанті виконання електроди 12, 13, 22, 23 комплексів 1, 2, які знаходяться поряд, мають ідентичну товщину, але виконані з різних матеріалів, щоб мати різну ємкісну щільність. На Фіг. 6 показаний варіант виконання, в якому спільний комплекс 3 містить тільки два протилежні електроди 32, 33, розташовані напроти комплексів 1 і 2, які знаходяться один поряд з одним. У цьому варіанті роздільник 4, розташований між комплексами 1, 2, які знаходяться один поряд з одним і загальним комплексом 3, виконаний суцільним. Електроди 12, 22, 32 комплексів 1, 2, 3 можуть мати будь-яку ширину. Бажано протилежні електроди 13, 23, 33 кожного комплексу 1, 2, 3 мають однакову ширину. Колектори 11, 21 комплексів 1, 2, які знаходяться поряд, виступають за межі електродів 12, 13, 22, 23 назовні, що дозволяє сполучати суперконденсатор (після намотування) з іншими суперконденсаторами. Роздільники 4 виступають за межі електродів, які знаходяться навпроти, 12, 13, 22, 23, 32, 33, щоб уникнути пошкодження електродів комплексів 1, 2, 3. Комплекси 1, 2, які знаходяться один поряд з одним розділені відстанню d, щоб отримати розрив електричного зв'язку. Бажано ця відстань d є достатньою, щоб запобігти прямому проходженню струму від одного з комплексів 1, 2, який знаходиться поряд, до іншого. Наприклад, відстань d може перевищувати один міліметр. Відстань d - один міліметр є достатньою, щоб електричне поле, яке виникає між двома комплексами 1 і 2, які знаходяться поряд, не було дуже інтенсивним, що могло б привести до розкладання електроліту за нормальних умов роботи суперконденсатора. Дійсно, напруга в такій системі подвоюється в порівнянні з напругою відомого стандартного елементу, причому в однаковому корпусі, тому електроліт піддається дії подвійної напруги, наслідком чого може бути швидке розкладання. Таким чином, відстань d між комплексами 1 і 2, які знаходяться поряд вибирають таким чином, щоб на електроліт не діяла ця подвійна напруга. Бажано зона Z3, утворена між двома комплексами 1 і 2, які знаходяться поряд, може містити електричний ізолятор, наприклад, порожній простір, рідину або газ. Щоб цю зону можна було 5 UA 107327 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 заповнити, об'єм електроліту усередині корпусу вибирають таким чином, щоб він просочував тільки активну речовину без надлишку, не зачіпаючи порожні простори. Ділянка 31с колектора загального комплексу 3, знаходиться напроти зони Z3, утвореної між двома комплексами 1 і 2, які знаходяться поряд, є областю електричної безперервності загального комплексу 3. Ця область може бути утворена або ділянкою колектора загального комплексу у разі, коли спільний комплекс 3 містить тільки один колектор, як показано на Фіг. 6, або електричним з'єднанням, наприклад, зварною зоною у разі, коли спільний комплекс 3 містить два зварених між собою колектора 31а, 31b, які знаходяться один поряд з одним і як показано на Фіг. 7. Як показано на Фіг. 8, роздільник 4, розташований між двома комплексами 1, 2, що знаходяться один поряд з одним і загальним комплексом 3, може бути переривистим, тобто складатися з двох роздільників 4а і 4b, які знаходяться поряд. В цьому випадку відстань між цими роздільниками 4а і 4b, що знаходяться поряд, краща менше відстані d між двома що знаходяться один поряд з одним комплексами 1 і 2. Це забезпечує електричну ізоляцію між електродами 12, 22 комплексів 1, 2, які знаходяться поряд, і електродами 32а, 32b загального комплексу 3 і попереджає ризики пошкодження комплексів 1, 2, 3. Зона, утворена між двома роздільниками 4а і 4b, які знаходяться поряд, може містити ізолюючий матеріал будь-якого типу, наприклад, порожній простір, ізолюючий газ або ізолюючу рідину. На Фіг. 9 показано дві послідовні обмотки суперконденсатора, показаного на Фіг. 6, після одночасного намотування різних комплексів і роздільників для утворення намотаного елементу. Електроди 12, 13, 22, 23, 32, 33 різних комплексів 1, 2, 3 утворюють декілька суперконденсаторів. Електроди 12 і 22 комплексів 1 і 2, які знаходяться один поряд з одним, розташовані напроти електроду 32 загального комплексу 3, утворюють разом з цим електродом 32 загальні комплекси 3 і роздільником 4, розташованим між загальним комплексом 3 і комплексами 1 і 2, які знаходяться поряд, перший і другий суперконденсатори А і В, послідовно сполучені електрично (один з одним) за рахунок виконання обмотки. Разом з роздільником 4, розташованим між протилежними електродами 13, 23, 33 різних комплексів 1, 2, 3, протилежні електроди 13, 23 комплексів 1, 2, які знаходяться поряд, і протилежний електрод 33 загального комплексу 3 утворюють третій і четвертий суперконденсатори С і D, послідовно сполучені електрично (один з одним) за рахунок виконання обмотки. Перший і другий суперконденсатори А і В електрично сполучені паралельно з третім і четвертим суперконденсаторами C і D за рахунок виконання обмотки. Таким чином, отримують суперконденсатор, який містить в одному намотаному елементі чотири суперконденсатори А, В, С і D. Зрозуміло, що електроди 12, 13, 22, 23, 32, 33 різних комплексів 1, 2, 3 можуть містити різні активні речовини для отримання асиметрії, як було вказано вище (різна суміш активних речовин для електродів різних комплексів). Кращим є використання різного активованого вугілля для різних електродів 12, 13, 22, 23, 32, 33, адаптуючи розмір пор вугілля до розміру використовуваних іонів. Можна також міняти об'єм електродів 12, 13, 22, 23, 32, 33 різних комплексів 1, 2, 3 для отримання асиметрії. На Фіг. 10 показаний суперконденсатор, який містить n суперконденсаторів. Суперконденсатор містить безліч комплексів 1, 2, 3а, 3b, що по черзі розташовуються над і під роздільником 4. Два суміжні комплекси 3а (відповідно, 3b) із багатьох комплексів розділено смугою 40а (відповідно, 40b), яка не рівною нулю ширини. Смуги 40а між комплексами 3а, які знаходяться один поряд з одним, розташованими над роздільником 4, зміщені відносно смуг 40b між комплексами 3b, які знаходяться один поряд з одним, розташованими під роздільником 4. Електрична неперервність загального комплексу з двома суміжними комплексами (через зону з'єднання, внутрішню у відношенні до загального комплексу і розташовану напроти смуги 40) забезпечує послідовне з'єднання отриманих таким чином двох суперконденсаторів. Таким чином, отримують суперконденсатор, n, який містить, електрично послідовно сполучених суперконденсаторів. У різних варіантах виконання, показаних на Фіг. 1 – 10, смугу 40 отримують під час намотування на намотувальній машині, здійснюючи одночасне намотування суміжних комплексів, розділених по ширині на величину смуги 40. У разі несуцільного роздільника (тобто декількох роздільників, які знаходяться поряд, між комплексами, які знаходяться один поряд з одним і загальним комплексом) для отримання 6 UA 107327 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 проміжку між роздільниками можна застосовувати такий же процес. Ширину d смуги 40, яка відповідає проміжку між комплексами, що знаходяться поряд, отримують шляхом відповідного позиціонування комплексів під час запуску намотування. Ширина d смуги 40 залежить від використаної ізолюючої речовини. Якщо смуга 40 містить газ (наприклад, розчин електроліту в газоподібній формі), напруга Un, яка подається на елемент під час нормальної роботи, повинна бути в d разів меншою, ніж поле пробою газу. Якщо смуга 40 містить рідину, загальний опір смуги 40, дорівнює 1  d де σ – провідність  Le c електроліту, L – загальна довжина намотування, і ес – товщина смуги 40, повинна перевищувати 1 кОм. Ця вимога визначає допустиме значення ширини d. Якщо смуга 40 містить тверду речовину (електричний ізолятор), напруга Un між комплексами, які знаходяться поряд, повинна бути меншою від поля пробою ізолюючого матеріалу. Якщо смуга 40 містить змішану структуру (суміш різних матеріалів і/або різних фаз), ширину d вибирають найбільшою зі всіх значень. Бажано суперконденсатор може містити нашарування комплексів. Наприклад, суперконденсатор може містити два комплекси, які знаходяться один поряд з одним з одним загальним і таким, що знаходиться напроти них комплексом, відокремленим від комплексів, які знаходяться один поряд з одним, роздільником. Комплекси і роздільник намотують разом спіралевидно для утворення першого намотаного елементу. Суперконденсатор містить також два інших комплекси, які знаходяться один поряд з одним з іншим і загальним комплексом, що знаходиться напроти них, відокремленим іншим роздільником. Інші комплекси та інший роздільник намотують разом спіралевидно навколо першого намотаного елементу для утворення другого намотаного елементу. Перший і другий намотані елементи розділені порожнім простором, ізолюючим газом або ізолюючою рідиною. Це дозволяє зменшити об'єм і масу суперконденсатора в порівнянні з об'ємом і масою відомих модулів, які містять суперконденсатори, електрично сполучені перемичками і кришками. Це дозволяє також понизити вартість виготовлення, пов'язану із закупівлею і монтажем перемичок і кришок, а також зменшити послідовний опір отриманого таким чином суперконденсатора. Суперконденсатори можуть мати різні форми. Наприклад, суперконденсатори можуть бути циліндровими. Суперконденсатори можуть також містити основу в площині, перпендикулярній до осі намотування, що має форму шестикутника, або трикутника, або восьмикутника, або прямокутника, або еліпса. Це дозволяє обмежити мертвий об'єм між двома суміжними суперконденсаторами. При цьому намотані елементи не мають виступаючих кутів. Загальний випадок, який дозволяє показати виграш в об'ємі на системі з великою кількістю доріжок. Як зазначено вище, суперконденсатор запропонований даним винаходом в порівнянні з відомими модулями дозволяє зменшити об'єм, пов'язаний з послідовним електричним з'єднанням двох суперконденсаторів. Відомий модуль показаний на Фіг. 11. Модуль містить два суперконденсатори 20, кожен з яких містить циліндровий намотаний елемент, який має два електроди і роздільник. Ділянка 85 електродів виступає назовні. Суперконденсатори сполучені послідовно за допомогою сполучної перемички 70 і кришок 90. Кожна кришка 90 закриває відповідний суперконденсатор 20 так, щоб електрично з'єднуватися з ним в зоні ділянки 85 електроду, виступаючого назовні. Кожна кришка 90 додатково містить контактний вивід 80, виконаний з можливістю входження в контакт з крізним отвором в перемичці 70, щоб послідовно електрично сполучати два суперконденсатори 20. На Фіг. 12 показаний приклад виконання суперконденсатора запропонованого даним винаходом, сформованого у вигляді двох послідовно електрично сполучених суперконденсаторів. Цей суперконденсатор виконаний з можливістю з'єднання з суміжним суперконденсатором такого ж типу за допомогою сполучної перемички. Щоб показати виграш в об'ємі суперконденсатора, показаного на Фіг. 12, в порівнянні з модулем, показаним на Фіг. 11, необхідно використовувати наступні параметри: h – активна висота (см); е – висота ділянки електроду, яка виступає з намотаного елементу (см); ес – товщина кришки (см); eb – товщина сполучної перемички (см); 7 UA 107327 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 ехt – зовнішній діаметр суперконденсатора (см); d – ширина смуги (при e > d) (см); Виходячи з цих параметрів можна обчислити об'єми відомого модуля і суперконденсатора запропонованого даним винаходом. При цьому використані наступні позначення: C 3 Vn – об'єм суперконденсатора з n-дорожками еквівалентної величини (см ); n V – об'єм відомого модуля, n послідовно сполучених суперконденсаторів, що містить, 3 величиною С (см ). Для величин h, ec, ехt, e, et, eb, однакових на Фіг. 11 і 12, виходить: 2 V = ехt (π/4) n (h + 2 e + 2 ec + 2 eb) 2 Vn = ехt (π/4) (n h + (n-1) d + 2 e + 2 ec + 2 eb) Таким чином, різниця ΔV в об'ємі відомого модуля і суперконденсатора запропонованого даним винаходом складає: 2 ΔV = ехt (π/4) (n-1) (2 e + 2 ec + 2 eb – d) Загальний випадок, який дозволяє показати виграш в масі на системі з великою кількістю доріжок Щоб показати виграш в об'ємі суперконденсатора, показаного на Фіг. 12, в порівнянні з модулем, показаним на Фіг. 11, необхідно використовувати наступні параметри: et – товщина трубки, в якій розташовані намотані елементи (см); mu – маса суперконденсатора С (г); mc – маса кришки суперконденсатора С (г); mb – маса сполучної перемички (г); 3 ξ – щільність матеріалу трубки і кришки (г/см ). На підставі цих параметрів можна обчислити наступні маси: C mt – маса трубки суперконденсатора величиною М (у відомому модулі) (г); C/n mt – маса трубки суперконденсаторів з n кількістю доріжок еквівалентної величини C (у n суперконденсаторі запропонованого даним винаходом) (г); m – загальна маса n послідовно сполучених суперконденсаторів еквівалентної величини С (у відомому модулі) (г); C mn – загальна маса суперконденсаторів з n кількістю доріжок еквівалентної величини (у n суперконденсаторі запропонованому даним винаходом) (г); Для величин h, ec, ехt, e, et, eb, однакових на Фіг. 11 і 12, отримано: C mt = ехt π et (h + 2 e + 2 ec) C/n mt = ехt π et (n h + (n-1) d + 2 e + 2 ec) m = n (mu + mtC + 2 mc) + (n-1) mb C/n mn = n mu + 2 mc + mt Таким чином, різниця Δm мас між відомим модулем і суперконденсатором запропонованим даним винаходом дорівнює: Δm = (n-1) (2 mc + mb + ехt π et (2 e + 2 ec – d) ξ) При обчисленнях припускають, що маса обмотки з n кількістю доріжок дорівнює n-кратній масі одиничної обмотки. Відомо, що це припущення є песимістичним, оскільки воно справедливе тільки при d = 2e. У реальності е набагато перевищує d. Цифрове вираження вищезгаданих формул Порівняння проводиться між стандартним суперконденсатором на 2600 Ф і суперконденсатором з двома доріжками на 2600 Ф відповідно до даного винаходу. При цьому: 45 mu = 370 г ехt = 7 см C = 2600 Ф 50 et = 0,05 см h = 8 см e = 0,7 см ec = 0,3 см eb = 0,4 см d = 0,4 см ξ = 2,7 Результати: mc = 30 г mb = 15 г C mt = 30 г C/n mt = 55 г m = 935 г (загальна маса 2 суперконденсаторів, об'єднаних сполучною перемичкою) 8 UA 107327 C2 n 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 m = 855 г (маса суперконденсатора з двома доріжками) n 3 V = 900 см 3 V = 1020 см Виграш в об'ємі і в масі суперконденсатора запропонованого даним винаходом в порівнянні з відомим модулем складає: 11,7% за об'ємом і 9% за масою. Приклади застосування винаходу в елементах з великою кількістю доріжок для отримання модулів. Розглянемо модуль з 12 елементів, розташованих, як показано на Фіг. 13а. Маса елементу на 3000 Ф складає 469 г, включаючи кришки і трубку. Модуль містить 11 сполучних перемичок по 15 г кожна. Діаметр елементів дорівнюють 6,85 см, а одинична висота дорівнює 9 см. 3 Об'єм 12 суперконденсаторів складає 3980,1 см , відповідно до обчислення: 2 3 Vсуперконденсаторів = 12 π 9 3,425 = 3980,1 см . Суперконденсатори розділені між собою проміжком в 2 мм (щоб уникнути коротких замикань). З нижньої і з верхньої сторін всіх суперконденсаторів залишений вільний простір в 2 мм, потім їх закривають нижніми і верхніми пластинами завтовшки 3 мм. Ці пластини виконані з алюмінію (d = 2,7). Боковини модуля виконані з алюмінієвих листів завтовшки 2 мм (d = 2,7). Таким чином, зовнішній об'єм модуля дорівнює: 3 Vзовнішній = (6,85 6 + 0,2 7) (6,85 2 + 0,2 3) (9 + (0,3 + 0,2) 2) = 42,5 14,3 10 = 6077,5 см Таким чином, загальна маса модуля дорівнює: mмодуля = (469 12) + 11 15 + (42,5 14,3 0,3 2,7) 2 + (10 42,5 0,2 2,7) 2 + (10 14,3 0,2 2,7) 2 = 5628 + 165 + 985 + 459 + 154,5 = 7391,5 г Розглянемо тепер елемент з двома доріжками на 1500 Ф подвійної напруги в порівнянні з описаною відомою системою. Зберігаючи те ж співвідношення між висотою обмотки і її діаметром, що і у відомому елементі, отримані наступні величини висоти і діаметру елементу з двома доріжками: Dобмотки = 8,5 см Hобмотки = 11 см Маса одиничного елементу з двома доріжками складає 863 г, включаючи дві кришки і трубку. На Фіг. 13b показані шість елементів з двома доріжками, послідовно сполучених між собою п'ятьма перемичками. Модуль містить п'ять сполучних перемичок по 17 г кожна. 3 Об'єм шести суперконденсаторів з двома доріжками складає 3745,2 см , відповідно до обчислення: 3 Vсуперконденсаторів = 6 π 11 4,252 = 3745,2 см . Суперконденсатори розділені проміжком 2 мм (щоб уникнути коротких замикань). З нижньої і з верхньої сторін всіх суперконденсаторів залишений вільний простір в 2 мм, потім їх закривають нижніми і верхніми пластинами завтовшки 3 мм. Ці пластини виконані з алюмінію (d = 2,7). Боковини модуля виконані з алюмінієвих листів завтовшки 2 мм (d = 2,7). Таким чином, зовнішній об'єм модуля дорівнює: 3 Vзовнішній = (8,5 3 + 0,2 4) (8,5 2 + 0,2 3) (11 + (0,3 + 0,2) 2) = 26,3 17,6 12 = 5554,6 см Таким чином, загальна маса модуля дорівнює: mмодуля = (863 6) + 5 17 + (26,3 17,6 0,3 2,7) 2 + (12 26,3 0,2 2,7) 2 + (12 17,6 0,2 2,7) 2 = 5178 + 85 + 750 + 341 + 228 = 6582 г Розглянемо тепер елемент з трьома доріжками на 1000 Ф потрійної напруги в порівнянні з описаною відомою системою. Зберігаючи те ж співвідношення між висотою обмотки і її діаметром, що і у відомому елементі, отримані наступні величини висоти і діаметру елементу з трьома доріжками: Dобмотки = 9,7 см Hобмотки = 12,3 см Маса одиничного елементу з трьома доріжками складає 1251 г, включаючи дві кришки і трубку. На Фіг. 13с показані чотири елементи з трьома доріжками, послідовно сполучені між собою трьома перемичками. Модуль містить три сполучні перемички по 20 г кожна. 3 Об'єм чотирьох суперконденсаторів з трьома доріжками складає 3635,8 см , відповідно до обчислення: 3 Vсуперконденсаторів = 4 π 12,3 4,852 = 3635,8 см . Суперконденсатори розділені проміжком 2 мм (щоб уникнути коротких замикань). З нижньої і з верхньої сторін всіх суперконденсаторів залишений вільний простір в 2 мм, потім їх закривають нижніми і верхніми пластинами завтовшки 3 мм. Ці пластини виконані з алюмінію (d = 2,7). Боковини модуля виконані з алюмінієвих листів завтовшки 2 мм (d = 2,7). Таким чином, 9 UA 107327 C2 5 зовнішній об'єм модуля дорівнює: 3 Vзовнішній = (9,7 2 + 0,2 3) (9,7 2 + 0,2 3) (12,3 + (0,3 + 0,2) 2) = 20 20 13,3 = 5320 см Таким чином, загальна маса модуля дорівнює: mмодуля = (1251 4) + 3 20 + (20 20 0,3 2,7) 2 + (20 13,3 0,2 2,7) 2 + (13,3 20 0,2 2,7) 2 = 5004 + 60 + 648 + 287,3 + 287,3 = 6286,6 г У таблиці представлений виграш в масі і в об'ємі модулів, які містять елементи з двома або трьома доріжками, порівняно з відомим модулем. Ці виграші в масі і в об'ємі є ідентичними до виграшу в питомій енергії за масою і за об'ємом, оскільки загальна напруга модуля не змінилася: 10 Число елементів в модулі Загальна маса Загальний об'єм Виграш в масі в порівнянні з відомим рішенням Виграш в об'ємі в порівнянні з відомим рішенням 15 20 25 30 35 40 45 7391,5 г 3 6077,5 см 6 елементів 110 з двома доріжками відповідно винаходу (Фіг. 13b) 6582 г 3 5554,6 см 4 елементи 120 з двома доріжками відповідно винаходу (Фіг. 13с) 6286,6 г 3 5320 см 0% 12,3% 17,5% 0% 9,4% 14,2% Відоме рішення: 12 елементів 100 (Фіг. 13а) Загальний виграш в опорі Виграш в опорі пов'язаний з відсутністю перемички і із зменшенням числа кришок. В результаті скорочується шлях електронів в порівнянні із конструкцією з двох окремих суперконденсаторів. Еквівалентний опір конструкції з двох суперконденсаторів складає приблизно 0,4 мОм. Еквівалентний опір елементу з двома доріжками складає 0,2 мОм. У даному конкретному випадку опір понижений в 2 рази. Виграш в опорі дозволяє підвищити щільність потужності (V2/(4Rs)). Вищезазначені приклади були приведені, зокрема, для конкретного застосування до суперконденсаторів, проте зрозуміло, що у вищеописаний суперконденсатор можна вносити різні зміни для адаптації до конфігурацій різних інших елементів накопичення енергії, таких як батареї або елементи живлення, не виходячи за рамки описаних особливостей і переваг. Таким чином, зміни можна вносити до конструкції суперконденсатора в рамках формули винаходу. Винахід відноситься до двох типів суперконденсаторів. Перший тип суперконденсатора (який надалі називається «суперконденсатором з великою кількістю доріжок») містить щонайменше два комплекси, які знаходяться один поряд з одним, розділені відстанню d, і щонайменше один розташований напроти них спільний комплекс, відокремлений від комплексів, які знаходяться один поряд з одним, щонайменше одним роздільником, при цьому роздільник і комплекси намотані разом спіралевидно, утворюючи намотаний елемент. Суперконденсатор другого типу (який надалі називається «суперконденсатором з великою кількістю обмоток») містить щонайменше два комплекси і щонайменше один роздільник між ними, при цьому роздільник і комплекси намотані разом спіралевидно, утворюючи намотаний елемент, при цьому суперконденсатор з великою кількістю обмоток запропонований винаходом додатково містить щонайменше один інший комплекс і щонайменше один інший роздільник, причому ці інший комплекс і інший роздільник намотані разом спіралевидно навколо намотаного елементу, утворюючи щонайменше один послідовно намотаний елемент, при цьому послідовно намотані елементи розділені порожнім простором, ізолюючим газом або ізолюючою рідиною. Суперконденсатори з великою кількістю доріжок і з великою кількістю обмоток відповідно до даного винаходу мають багато переваг: – для суперконденсатора з великою кількістю доріжок або з великою кількістю обмоток при енергії на одиницю об'єму, ідентичній енергії на одиницю об'єму до двох стандартних суперконденсаторів, можна використовувати меншу напругу і, отже, значно обмежити утворення газу, істотно збільшуючи тим самим термін служби – внутрішній об'єм суперконденсатора з великою кількістю доріжок або з великою кількістю обмоток може за рахунок монтажу перевищувати внутрішній об'єм двох об'єднаних стандартних 10 UA 107327 C2 5 10 15 суперконденсаторів. В цьому випадку теж збільшується термін служби. Нарешті, в модулі, який містить декілька сполучених один з одним суперконденсаторів, щонайменше половина послідовного опору модуля є опором з'єднання між обмотками і кришками. У модулі, який містить декілька суперконденсаторів з великою кількістю доріжок або з великою кількістю обмоток, послідовний опір модуля значно зменшується унаслідок зменшення числа необхідних з'єднань між кришкою і обмоткою в порівнянні з модулем, який містить декілька стандартних суперконденсаторів. Крім того, суперконденсатор з великою кількістю доріжок має переваги в порівнянні з суперконденсатором з великою кількістю обмоток. Зокрема, суперконденсатор з великою кількістю доріжок дозволяє використовувати відомі кришки і перемички для електричного з'єднання двох суміжних суперконденсаторів з великою кількістю доріжок. Крім того, процес виготовлення суперконденсатора з великою кількістю доріжок можна легше адаптувати до існуючих способів виготовлення суперконденсаторів, чим процес виготовлення суперконденсатора з великою кількістю обмоток, оскільки він не вимагає застосування етапу зварювання або виготовлення спеціальних кришок. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Суперконденсатор з подвійним електрохімічним шаром, який відрізняється тим, що містить принаймні два комплекси (1, 2), які знаходяться один поруч з одним, розділених відстанню d уздовж подовжньої осі, і принаймні один спільний комплекс (3) напроти двох комплексів (1, 2), які знаходяться один поруч з одним, відокремлений від них принаймні одним роздільником (4), при цьому кожний комплекс містить колектор струму та принаймні один електрод, які мають спільну електропровідну поверхню, при цьому роздільник (4) і комплекси (1, 2, 3) намотані спіралеподібно разом уздовж подовжньої осі, утворюючи намотаний елемент. 2. Суперконденсатор за п. 1, який відрізняється тим, що роздільник (4) утворений принаймні двома частинами, розділеними відстанню w, меншим відстані d, при цьому кожна частина повністю розділяє комплекси (1, 2, 3), які знаходяться один проти одного. 3. Суперконденсатор за п. 2, який відрізняється тим, що відстань w перевищує 1 мм. 4. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що кожен комплекс (1, 2, 3) містить два протилежні електроди (12, 13, 22, 23, 32, 33) по обидві сторони від колектора струму (11, 21, 31), так що кожен електрод має електропровідну поверхню, спільну з відповідною стороною колектора струму. 5. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що спільний комплекс (3) містить принаймні два електроди (32а, 32b), що знаходяться поряд, розділені відстанню g, при цьому кожен електрод розташований напроти електрода (12, 22) комплексів (1, 2), які знаходяться один поруч з одним. 6. Суперконденсатор за п. 5, який відрізняється тим, що відстань g дорівнює відстані d. 7. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 4-6, який відрізняється тим, що електроди (32а, 32b, 33а, 33b) загального комплексу (3) мають різну товщину. 8. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 4-7, який відрізняється тим, що електроди (32а, 32b, 33а, 33b) загального комплексу (3) мають різну ширину. 9. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що електроди (12, 13, 22, 23) комплексів (1, 2), що знаходяться поряд, мають різну товщину. 10. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що комплекси (1, 2, 3), що знаходяться один напроти одного, мають різну довжину. 11. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що електроди (12, 13, 22, 23) комплексів (1, 2), що знаходяться поряд, мають різну ширину. 12. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-11, який відрізняється тим, що електроди комплексів (1, 2, 3) виконані з різних матеріалів. 13. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що електроди комплексів (1, 2), які знаходяться один поруч з одним, мають однакові довжину, ширину, товщину і виконані з одного матеріалу. 14. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-13, який відрізняється тим, що основа намотаного елемента, є перпендикулярною до осі намотування, має форму кола. 15. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-13, який відрізняється тим, що основа намотаного елемента, є перпендикулярною до осі намотування, має форму шестикутника. 11 UA 107327 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 16. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-13, який відрізняється тим, що основа намотаного елемента, є перпендикулярною до осі намотування, має форму трикутника. 17. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-13, який відрізняється тим, що основа намотаного елемента, є перпендикулярною до осі намотування, має форму восьмикутника. 18. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-13, який відрізняється тим, що основа намотаного елемента, є перпендикулярною до осі намотування, має форму прямокутника. 19. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 14-18, який відрізняється тим, що намотаний елемент не має виступаючих кутів. 20. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-13, який відрізняється тим, що основа намотаного елемента, яка є перпендикулярною до осі намотування, має форму еліпса. 21. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-20, який відрізняється тим, що містить два комплекси, які знаходяться один поруч з одним і спільний комплекс, при цьому два комплекси, які знаходяться поруч, мають сполучний вивід назовні. 22. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-20, який відрізняється тим, що містить три комплекси, які мають сполучний вивід назовні і який знаходяться поруч попарно, та один спільний комплекс. 23. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-20, який відрізняється тим, що містить два набори комплексів, які мають сполучний вивід назовні і які знаходяться поруч із загальним комплексом, при цьому обидва набори знаходяться один проти одного, так що спільний комплекс першого набору знаходиться напроти комплексу, який має сполучний вихід назовні, другого набору. 24. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-23, який відрізняється тим, що містить принаймні два комплекси, які знаходяться один поруч з одним, мають принаймні один спільний комплекс, який знаходиться навпроти, відокремлений принаймні одним роздільником, і намотаний спіралеподібно разом, утворюючи перший намотаний елемент, при цьому суперконденсатор додатково містить принаймні два інших комплекси, які знаходяться один поруч з одним, мають принаймні один спільний комплекс, який знаходиться навпроти, відокремлений принаймні одним іншим роздільником, причому ці два останні комплекси намотано спіралеподібно разом навколо першого намотаного елемента, утворюючи принаймні один другий намотаний елемент, причому ці послідовно намотані елементи розділені порожнім простором, ізолюючим газом або ізолюючою рідиною. 25. Суперконденсатор за п. 21, який відрізняється тим, що містить комплекс, спільний для двох послідовно намотаних елементів. 26. Модуль, який відрізняється тим, що містить корпус, в якому розташований принаймні один суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-25. 27. Модуль за п. 26, який відрізняється тим, що додатково містить принаймні один стандартний суперконденсатор, який має циліндровий намотаний елемент, принаймні два електроди і принаймні один роздільник, спіралеподібно намотані разом з утворенням намотаного елемента, який знаходиться в корпусі, та кришки для закривання корпусу, причому цей стандартний суперконденсатор електрично сполучений з суперконденсатором за будь-яким з пп. 1-25 за допомогою принаймні однієї сполучної перемички. 12 UA 107327 C2 13 UA 107327 C2 14 UA 107327 C2 15 UA 107327 C2 16 UA 107327 C2 Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 17