Суперконденсатор з великою кількістю обмоток

Реферат: Об'єктом даного винаходу є суперконденсатор з подвійним електрохімічним шаром, який містить щонайменше два комплекси (2, 3) і щонайменше один роздільник (4) між ними, при цьому комплекси (2, 3) і роздільник (4) намотані разом спіралевидно, утворюючи намотаний елемент (10). Згідно з винаходом суперконденсатор додатково містить щонайменше один інший комплекс (1) і щонайменше один інший роздільник (4), при цьому інший комплекс (1) і інший роздільник (4) намотані разом спіралевидно навколо намотаного елемента (10), утворюючи щонайменше один послідовний намотаний елемент (20), причому ці послідовно намотані елементи (10, 20) розділені електроізолюючим простором. UA 103611 C2 (12) UA 103611 C2 UA 103611 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки, до якої відноситься винахід Загалом винахід 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 розділяється 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 менше 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 коротше 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, напруга 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 відповідного суперконденсатора для електричного з'єднання з ним, наприклад, за допомогою зварювання. Крім того, кожна кришка містить контактний вихід, виконаний з можливістю входження в контакт з крізним отвором перемички, електрично сполучаючи два суміжні суперконденсатори. В документі US 2006/221551 описаний суперконденсатор з подвійним електрохімічним шаром, що містить перший та другий електроди, розділені відстанню d, та третій електрод, розташований навпроти першого та другого електродів. Такий суперконденсатор також містить шар електроізолюючого паперу, розташований між третім електродом та першим і другим електродами. 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. Завданням винаходу є створення суперконденсатора, термін служби якого був би тривалішим при еталонній напрузі. Додатковим завданням винаходу є створення суперконденсатора з обмеженим утворенням газу. Ще одне завдання винаходу полягає в створенні суперконденсатора, здатного витримувати напругу, яка б перевищувала еталонну, без зниження характеристик. Розкриття винаходу 1 UA 103611 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Поставлене завдання вирішене в суперконденсаторі, який містить щонайменше два електроди і щонайменше один роздільник між ними, при цьому електроди і роздільник намотані разом спіралевидно, утворюючи намотаний елемент, при цьому суперконденсатор додатково містить щонайменше один інший електрод і щонайменше один інший роздільник, при цьому інший електрод і інший роздільник намотані разом спіралевидно навколо намотаного елементу, утворюючи щонайменше один послідовний намотаний елемент, причому ці послідовно намотані елементи розділені електроізолюючим простором. "Комплексом" названо об'єднання колектора струму з щонайменше одним електродом, при цьому колектор струму і електрод містять спільну електропровідну поверхню. "Послідовними комплексами" називаються два компланарні комплекси (перед спіралевидним намотуванням для утворення намотаного елементу), розділені під час їх намотування електроізолюючим простором шириною d. "Загальним комплексом" названо будь-яке електрично неперервне з'єднання комплексів. Роздільник (роздільники) виходить (виходять) за межі електродів кожного комплексу, що знаходяться один проти одного, але не виходять за межі колекторів комплексів, які виконують роль сполучного виводу назовні. Бажано електрод суперконденсатора є спільним для двох послідовних намотаних елементів. Бажано суперконденсатор додатково містить щонайменше другий інший електрод, при цьому інші електроди та інший роздільник спіралевидно намотаний разом навколо намотаного елементу, утворюючи послідовний намотаний елемент. Кращий електроізолюючий простір утворено бандажем, утвореним щонайменше одним оборотом діелектричного ізолюючого матеріалу. Краще, якщо електроізолюючий простір утворено відділенням щонайменше одного з електродів першого намотаного елементу від щонайменше одного електроду другого намотаного елементу на відстань q. Краще, якщо відстань q становить щонайменше 1 мм. Бажано роздільники є суцільними, так що суперконденсатор містить єдиний роздільник, який є спільним для різних намотаних елементів і виконує функцію бандажа між різними намотаними елементами. Бажано висота кожного намотаного елементу є постійною. Бажано намотані елементи мають різну висоту. Бажано намотані елементи зміщені один відносно одного уздовж їх подовжньої осі. Бажано намотані елементи електрично сполучені першою кришкою, провідною по всій своїй площі і розташованою на одній із сторін основи намотаних елементів. Бажано перша кришка має зубчатий поперечний перетин. Бажано перша кришка має, власне кажучи, плоску форму. Бажано намотані елементи електрично сполучені другою кришкою, провідною по всій своїй площі і розташованою на іншій із сторін основи намотаних елементів, сполучаючи намотані елементи паралельно. Бажано намотані елементи електрично сполучені другою провідною кришкою, яка містить електропровідні ділянки, при цьому вказані провідні ділянки відокремлені одна від одної електроізолюючими ділянками, а кожна провідна ділянка знаходиться, відповідно, в електричному контакті з намотаним елементом, сполучаючи намотані елементи послідовно. Бажано одна з електропровідних ділянок має форму диска, а інші електропровідні ділянки мають форму кільця, при цьому провідні ділянки відокремлені одна від одної електроізолюючими ділянками у вигляді кільця. Бажано друга кришка лежить власне в одній площині. Бажано друга кришка має зубчатий поперечний перетин. Бажано кожна провідна ділянка має вигляд ділянки диска, при цьому ділянки дисків відокремлені одна від одної радіальними ізолюючими ділянками. Бажано суперконденсатор сполучений з щонайменше одним іншим суперконденсатором такого ж типу за допомогою щонайменше двох перемичок, які мають електропровідну частину, призначену для входження в контакт, відповідно, з провідною ділянкою у вигляді диска на кришці. Бажано суперконденсатор електрично сполучений з іншим суперконденсатором такого ж типу щонайменше однією сполучною перемичкою, яка містить щонайменше дві електропровідні частини, ізольовані одна від одної щонайменше однією електроізолюючою частиною, при цьому вказані провідні частини призначені для входження в контакт, відповідно, з провідною ділянкою кришки. 2 UA 103611 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Бажано сполучна перемичка має, власне кажучи, плоску форму, а кришка містить електроізолюючі зони, які знаходяться на поверхні контакту між кришкою і перемичкою, при цьому електроізолюючі зони розташовані таким чином, що кожна провідна частина перемички входить в електричний контакт тільки з однією провідною ділянкою кришки. Бажано кожна електропровідна частина містить виступаючий сполучний елемент на кінцях сполучної перемички, кожен з яких призначений для входження в контакт з відповідною провідною ділянкою кришки. Бажано висота бандажа набуває проміжного значення між висотою активної речовини першого намотаного елементу і загальною висотою вказаного першого намотаного елементу. Бажано електроди намотаних елементів мають різну ширину і/або довжину. Бажано електроди намотаних елементів мають різну товщину. Бажано електроди намотаних елементів мають різну природу. 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. Поставлене завдання вирішене також в модулі, який містить корпус з розташованим в ньому щонайменше одним описаним вище суперконденсатором. Бажано модуль може містити одночасно суперконденсатори запропоновані даним винаходом і відомі суперконденсатори, такі як суперконденсатор, показаний на Фіг. 17. Іншими словами, додатково до суперконденсатора запропонованого даним винаходом модуль 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 зрозумілішими з подальшого опису, представленого виключно як необмежуючий приклад, з посиланнями на креслення. Короткий опис креслень На Фіг. 1а –7 показані різні варіанти виконання намотаних елементів суперконденсатора запропоновані даним винаходом; на Фіг. 8-13 показані різні варіанти виконання кришок суперконденсатора запропоновані даним винаходом; на Фіг. 14-16 показані різні варіанти виконання сполучної перемички для з'єднання суміжних суперконденсаторів; на Фіг. 17 показаний відомий суперконденсатор; на Фіг. 18-20 показані графіки залежності об'єму V суперконденсатора від числа намотаних елементів; на Фіг. 21-23 показані графіки залежності маси m суперконденсатора від числа намотаних елементів; на Фіг. 24-28 показані різні типи електричного монтажу суперконденсаторів відповідно до даного винаходу. Здійснення винаходу На Фіг. 1-23 показані різні варіанти виконання суперконденсатора відповідно до даного винаходу. На фігурах еквівалентні елементи суперконденсатора позначені однаковими цифровими позиціями. На Фіг. 1а і 1b показаний суперконденсатор відповідно до першого варіанта здійснення винаходу, вигляд в поперечному розрізі. Суперконденсатор містить два комплекси 2 і 3, розташовані один проти одного і розділені роздільником 4. Комплекси 2, 3 і роздільник намотані разом спіралевидно, утворюючи перший намотаний елемент. Суперконденсатор містить також інший комплекс 1, наступний за комплексом 2, і інший роздільник 4. Інший електрод і інший роздільник спіралевидно намотаний разом навколо першого намотаного елементу, утворюючи щонайменше один другий послідовний намотаний елемент. Послідовні комплекси 1 і 2 розділені відстанню q в напрямку, закрученому навколо подовжньої осі суперконденсатора. Краще, якщо відстань q між послідовними комплексами 1 і 2 є достатньою для забезпечення електричної ізоляції послідовних комплексів 1 і 2 один від одного. У показаному на Фіг.1 варіанті виконання відстань q більша або дорівнює 1 мм. 3 UA 103611 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відстань q в один міліметр є достатньою, щоб уникнути виникнення дуже інтенсивного електричного поля між двома послідовними комплексами 1 і 2, що привело б до розкладання електроліту за нормальних умов використання суперконденсатора. Комплекс 3, який знаходиться напроти двох послідовних комплексів, називають "загальним комплексом". Роздільники 4 дозволяють електрично ізолювати послідовні комплекси 1 і 2 від загального комплексу 3. Один з роздільників розташований між загальним комплексом 3 і послідовними комплексами 1 і 2. Інший роздільник 4 розташований на іншій стороні загального комплексу 3 таким чином, що спільний комплекс 3 знаходиться між роздільниками 4. Кожен з комплексів 1, 2, 3 містить колектор струму 11, 21, 31 і щонайменше один електрод, який містить активну речовину, при цьому електрод містить електропровідну сторону, спільну з колектором струму 11, 21, 31. У варіанті виконання, показаному на Фіг. 1а і 1b, 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, 33 містить електропровідну поверхню, спільну з відповідною стороною колектора струму 11, 21, 31. Зони послідовних і спільних комплексів, які знаходяться один проти одного, утворюють дві ланки суперконденсатора, ємкості яких визначені їх відповідними довжинами. 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. Бажано послідовні комплекси 1, 2, спільний комплекс 3 і роздільники 4 намотують разом послідовно спіралевидно для утворення послідовних першого і другого намотаних елементів. Запропоноване рішення є дешевшим, ніж описані вище відомі суперконденсатори. Дійсно, число перемичок, кришок і трубок (які слугують гніздами для намотаних елементів) для електричного з'єднання двох ланок суперконденсатора є меншим ніж число 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 числа кришок і перемичок, необхідних для з'єднання ланок суперконденсатора, в порівнянні з числом кришок і перемичок, необхідних для з'єднання відомих суперконденсаторів) і значно збільшити допустиму енергію на одиницю об'єму з одночасною оптимізацією ємкості. Таким чином, описаний вище суперконденсатор дозволяє отримати компактну намотану структуру: – яка забезпечує послідовні або паралельні електричні з'єднання ланок суперконденсатора однакової ємності С або різних ємностей С, С", які працюють за однакової напруги живлення Un, щоб підвищити загальні струми і/або напругу компактної структури; – яка відповідає спеціальним вимогам вирівнювання балансу ємкостей для варіантів виконання (монтаж трикутником або зіркою ланок суперконденсатора будь-яких ємкостей, що працюють за будь-якої напруги); – яка дозволяє оптимізувати об'ємну і масову щільності енергії і потужності зібраних ланок суперконденсатора однакової ємності, Un, які працюють за однакової напруги. Іншими перевагами, пов'язаними з виключенням перемичок і кришок для послідовного/паралельного з'єднання двох ланок суперконденсатора, є: – зменшення об'єму суперконденсатора – зменшення маси в порівнянні з двома сполученими послідовно відомими суперконденсаторами – зменшення об'єму двох послідовно/паралельно сполучених суперконденсаторів: подвійний об'єм відомого суперконденсатора (при одночасному спіралевидному намотуванні двох комплексів і роздільника) є більшим від об'єму суперконденсатора відповідно до даного винаходу (отриманого шляхом одночасного спіралевидного намотування трьох комплексів і двох роздільників), показаного на Фіг. 1, отже, збільшується об'ємна і масова щільність енергії і потужності, відсутнє зменшення внутрішнього вільного об'єму в порівнянні з послідовним з'єднанням відомих (стандартних) суперконденсаторів, а також досягається виграш в часі з погляду способу виготовлення (n ланок в одному суперконденсаторі) за рахунок спрощення способу виготовлення шляхом одночасного намотування, одночасного просочення, одночасної термічної обробки і одночасного зварювання. На Фіг. 2 показаний інший варіант виконання суперконденсатора відповідно до даного винаходу. Суперконденсатор, показаний на Фіг. 2, відрізняється від суперконденсатора, показаного на 4 UA 103611 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Фіг. 1, тим, що містить чотири комплекси замість трьох. Два перші комплекси 2, 3а розташовують один навпроти одного. Комплекс 2 розташовують між двома роздільниками 4. Два перші комплекси 2, 3а і роздільники 4 намотують разом спіралевидного для отримання першого намотаного елементу. Два інших комплекси 1, 3b йдуть за двома першими комплексами 2, 3а і відокремлені (від двох перших комплексів) відстанню q в окружному напрямі. Два комплекси 1, 3b намотують разом спіралевидно навколо першого намотаного елементу, утвореного комплексами 2, 3а, щоб отримати, щонайменше, один другий послідовний намотаний елемент. У цьому варіанті виконання кожен намотаний елемент утворює незалежний суперконденсатор. Послідовне або паралельне з'єднання двох отриманих таким чином суперконденсаторів забезпечують кришки 50, як це буде детально описано нижче. На Фіг. 3 показані три різних намотаних елементи 10, 20, 30 суперконденсатора запропоновані даним винаходом. Послідовні намотані елементи 10, 20, 30 є коаксіальними щодо осі Z. Ці послідовні намотані елементи 10, 20, 30 розділені електроізолюючим простором, що дозволяє ізолювати намотані елементи один від одного. Відповідно до цього варіанта виконання електроізолюючий простір утворений відстанню q, що розділяє два послідовні намотані елементи. Бажано, ця відстань q повинна бути достатньою, щоб виключити пряме проходження струму між двома послідовно намотаними елементами. Наприклад, відстань q може перевищувати один міліметр. Відповідно до іншого варіанту виконання, електроізолюючий простір може бути утворений бандажем 40, утвореним щонайменше одним обертом діелектричного ізолюючого матеріалу. Використання бандажа для електричного розділення двох послідовно намотаних елементів спрощує виготовлення суперконденсатора. Бажано висота бандажа знаходиться між висотою активного матеріалу першого намотаного елементу і загальною висотою вказаного першого намотаного елементу. Як показано на Фіг. 4, роздільники 4 можуть бути суцільними, так що суперконденсатор містить єдиний роздільник 4, спільний для різних намотаних елементів і такий, що виконує роль бандажа між послідовно намотаними елементами. У варіанті виконання, показаному на Фіг. 3, різні намотані елементи 10, 20, 30 мають постійну висоту. Крім того, основи різних намотаних елементів 10, 20, 30 є компланарними, що полегшує їх намотування. У інших варіантах виконання, як, наприклад, у варіанті, показаному на Фіг. 5, послідовно намотані елементи 10, 20, 30 мають різну висоту, при цьому основи послідовно намотаних елементів лежать в одній площині. У інших варіантах виконання послідовно намотані елементи 10, 20, 30 мають однакову висоту, але їх основи зміщені один відносно одного уздовж подовжньої осі. Такі варіанти виконання показані на Фіг. 6 і 7. У варіанті виконання, показаному на Фіг. 6, послідовно намотані елементи 10, 20, 30 вставлені один в одного. Іншими словами, послідовно намотані елементи є коаксіальними і розташовані навколо центрального намотаного елементу 10. У варіанті виконання, показаному на Фіг. 7, послідовно намотані елементи 10, 20, 30 зміщені один відносно одного таким чином, що їх основи в подовжньому перетині утворюють зубці. Послідовно намотані елементи суперконденсатора призначені для з'єднання одного з одним або з намотаними елементами інших суміжних суперконденсаторів за допомогою кришок 50 і/або перемичок. Далі будуть детально описані різні типи кришок 50, які можна використовувати для з'єднання між собою намотаних елементів одного суперконденсатора або різних суміжних суперконденсаторів. На Фіг. 8 показаний перший варіант виконання кришки 50, яка забезпечує електричне з'єднання двох намотаних елементів одного суперконденсатора. Кришка 50 має зубчатий поперечний перетин. Кришка 50 відповідно до першого варіанта виконання призначена для закривання суперконденсатора, основи намотаних елементів якого зміщені один відносно одного. Для електричного з'єднання намотаних елементів однакової висоти і не зміщених один відносно одного (як показано на Фіг. 5) використовують, власне кажучи, плоску кришку 50. Бажано, кришка є електропровідною по всій своїй площі і забезпечує електричний контакт між послідовно намотаними елементами суперконденсатора, утворюючи спільний контактний вивід для цих намотаних елементів. Іншу сторону суперконденсатора можна закрити кришкою 50, яка є електропровідною, по 5 UA 103611 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 всій своїй площі, щоб паралельно з'єднати послідовно намотані елементи суперконденсатора. Іншу сторону суперконденсатора можна також закрити кришкою 50, яка містить електропровідні ділянки, які відокремлені одна від одної електроізолюючими ділянками, при цьому кожна електропровідна ділянка, відповідно, входить в електричний контакт з намотаним елементом так, щоб послідовно з'єднати намотані елементи. На Фіг. 9 і 10 показані варіанти виконання кришок, які містять електропровідні ділянки, призначені, відповідно, для входження в контакт з одним з намотаних елементів. У варіанті виконання, показаному на Фіг. 9, кришка містить дві електропровідні ділянки. Перша електропровідна ділянка S1 має форму диска, а друга електропровідна ділянка S2 має форму кільця. Електропровідні ділянки S1 і S2 відокремлені одна від одної електроізолюючими кільцевими ділянками 60. Ця кришка 50 призначена для закривання суперконденсатора, який містить два послідовно намотаних елементи. Перша електропровідна ділянка S1 електрично сполучена з центральним намотаним елементом 10 суперконденсатора, а друга електропровідна ділянка S2 електрично сполучена із зовнішнім намотаним елементом 20 суперконденсатора. У варіанті виконання, показаному на Фіг. 10, кришка 50 містить три електропровідні ділянки S1, S2, S3. Одна з електропровідних ділянок S1 має форму диска. Інші електропровідні ділянки S2, S3 виконані у вигляді кільця. Електропровідні ділянки S1, S2, S3 відокремлені одна від одної електроізолюючими кільцевими ділянками 60. Електропровідні ділянки S1, S2, S3 електрично сполучені з відповідними намотаними елементами 10, 20, 30. Ця кришка 50 призначена для закривання суперконденсатора, який містить три послідовно намотаних елементи. Зрозуміло, кришка 50 може містити більше трьох електропровідних ділянок, оскільки число провідних ділянок залежить від числа намотаних елементів суперконденсатора. Залежно від варіанту застосування кришка 50 може розташовуватися власне в площині або мати зубчатий поперечний перетин, як це показано на Фіг. 11. Крім того, електропровідні ділянки можуть мати інші форми. На Фіг. 12 і 13 показані кришки 50, в яких електропровідні ділянки виконані у вигляді частини диска. Частини диска відокремлені одна від одної радіальними ізолюючими ділянками. У варіанті виконання, показаному на Фіг. 12, кришка 50 містить дві електропровідні ділянки S1, S2 у вигляді напівдиска. Кожна ділянка S1 (відповідно, S2) призначена для з'єднання з відповідним намотаним елементом 10 (відповідно, 20) суперконденсатора в зоні Z1 (відповідно, Z2) кожної ділянки S1 (відповідно, S2). Ця кришка 50 призначена для закривання суперконденсатора, який містить два намотані елементи. У варіанті виконання, показаному на Фіг. 13, кришка 50 містить три електропровідні ділянки S1, S2, S3 у вигляді третини диска. Кожна ділянка S1 (відповідно, S2, S3) електрично сполучена з відповідним намотаним елементом 10 (відповідно, 20, 30) суперконденсатора на рівні зварних зон Z1 (відповідно, Z2, Z3). Ця кришка 50 призначена для закривання суперконденсатора, який містить три намотані елементи 10, 20, 30. Після закривання суперконденсатора однієї з кришок 50, описаних вище з посиланнями на Фіг. 9-13, суперконденсатор можна з'єднати з суміжним суперконденсатором або суміжними суперконденсаторами, використовуючи електропровідні сполучні перемички. На Фіг. 14 показаний приклад виконання сполучної перемички 70. Кожна сполучна перемичка 70 містить електропровідну частину, призначену для входження в контакт з відповідною провідною ділянкою S1, S2, S3 у вигляді диска кришки 50, описаною з посиланнями на Фіг. 13. Зокрема, кожна перемичка 70 є, власне кажучи, плоскою. Основна частина сполучної перемички 70 є прямокутною. Кінці 80 перемичок мають трикутну форму. Розмір і форму цих кінців 80 виконують достатніми для того, щоб вони могли входити в контакт з відповідною провідною ділянкою S1, S2, S3 кришки 50, не перекриваючи ізолюючу частину, яка розділяє провідні ділянки кришки 50. Таким чином, сполучні перемички 70 ізольовані одна від одної. Відсутність контакту між перемичками 70 забезпечує їх електричну ізоляцію, виключаючи коротке замикання. На Фіг. 15 показаний інший варіант виконання сполучної перемички 70. Ця сполучна перемичка 70 забезпечує електричне з'єднання двох суперконденсаторів типу описаного з посиланнями на Фіг. 9 і 10. Сполучна перемичка 70 містить дві (або більше) електропровідні частини, ізольовані одна від одної електроізолюючою (або декількома електроізолюючими) частиною (частинами). Кожна електропровідна частина призначена для входження в контакт з відповідною провідною ділянкою S1, S2, S3 кришки 50. Кожна електропровідна частина містить сполучний елемент 90, який утворює виступ на кінцях 80 сполучної перемички 70. Кожен з цих виступаючих елементів 6 UA 103611 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 90 призначений для входження в контакт з відповідною провідною ділянкою S1, S2, S3 кришки 50. На Фіг. 16 показаний інший варіант виконання сполучної перемички 70 і кришки. Такі сполучна перемичка 70 і кришка виконані з можливістю з'єднання двох суперконденсаторів, кожен з яких містить три намотані елементи. Зрозуміло, ці кришка і перемичка можуть містити більше трьох електропровідних ділянок, якщо суперконденсатори містять більше трьох намотаних елементів. Сполучна перемичка 70 є, власне кажучи, плоскою. Кришка містить електроізолюючі зони, які знаходяться на поверхні контакту між кришкою і перемичкою. Ці електроізолюючі зони розташовують так, щоб кожна провідна частина перемички входила в електричний контакт тільки з однією провідною ділянкою кришки. Це дозволяє попарно електрично сполучати намотані елементи сполучених таким чином суперконденсаторів. Краще, якщо суперконденсатор буде асиметричним, тобто електроди різних комплексів можуть відрізнятися за довжиною, і/або товщиною, і/або природою свого матеріалу. Робота з асиметричним суперконденсатором дозволяє оптимізувати ємкість суперконденсатора і його старіння за рахунок кращого контролю за потенціалом кожного електроду. Асиметрії суперконденсатора можна досягти, наприклад, змінюючи товщину електродів намотаних елементів так, щоб позитивні і негативні електроди кожного намотаного елементу мали різні об'єми. Асиметрію суперконденсатора можна також отримати, змінюючи товщину і/або довжину електродів намотаних елементів. Асиметрію суперконденсатора можна також отримати, змінюючи матеріал компонентів електродів намотаних елементів. Наприклад, як варіант, електроди намотаного елементу мають однакову товщину, але виконані з різних матеріалів і, отже, мають різну ємкісну щільність. Суперконденсатори можуть мати різну форму. Наприклад, суперконденсатори можуть бути циліндровими. Суперконденсатори можуть також мати в основі, перпендикулярній до осі намотування, форму шестикутника, або трикутника, або восьмикутника, або прямокутника, або еліпса. Це дозволяє обмежити мертвий об'єм між двома суміжними суперконденсаторами. Намотані елементи можуть мати або можуть не мати виступаючих кутів. Загальний випадок, який дозволяє показати виграш у об'ємі на спільно намотаній системі. Як зазначено вище, суперконденсатор запропонований даним винаходом в порівнянні з відомими модулями дозволяє зменшити об'єм, пов'язаний з послідовним або паралельним електричним з'єднанням двох суперконденсаторів. Відомий модуль показаний на Фіг. 17. Модуль містить два суперконденсатори 120, кожен з яких містить циліндровий намотаний елемент, який включає два електроди і роздільник. Ділянка 190 електродів виступає назовні. Суперконденсатори сполучені послідовно за допомогою сполучної перемички 170 і кришок 180. Кожна кришка 180 закриває відповідний суперконденсатор 120 так, щоб електрично з'єднуватися з ним в зоні виступаючої назовні ділянки 190 електроду. Кожна кришка 180 утворює контакт з перемичкою 70 за рахунок зварювання таким чином, щоб послідовно електрично сполучати два суперконденсатори 120. Щоб показати виграш в об'ємі суперконденсатора запропонованого даним винаходом в порівнянні з відомим модулем, необхідно використовувати наступні параметри: С – отримана ємкість (Ф); 3 ξ – ємкісна щільність (Ф/см ); h – активна висота (см); Н – загальна висота (см); е – товщина намотаного сандвича роздільник-електрод-колектор-електрод-роздільникелектрод-колектор-електрод (см); int – внутрішній діаметр, від якого починається кругове намотування (int > 0) (см). Вихідними даними є: k – кількість витків; ехt – зовнішній діаметр обмотки конденсатора C, який містить k витків (см); Сn – ємкість з'єднаних паралельно n обмоток (Ф); ext n – зовнішній діаметр конденсатора Cn (см) 3 Vn – об'єм конденсатора з n обмотками ємкістю Cn (см ) 3 V – об'єм паралельно з'єднаних n конденсаторів ємністю С (см ) 60 7 UA 103611 C2 Формули: C he k Øint  ke  2 Øext  Øint  2ke 2  Øint  Øint  k 2e 2 Øext  Øint  5 8C h 8C h Cn  nC Vn  2 Øext nH  2 8nC   H   Øint  h     2 8C  2 H V  nØextH  n Øint   h    10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Цифровий вираження вищезгаданих формул У приведених нижче прикладах значення ємкості кожної обмотки прийняте за однакове, що на практиці означає, що обмотки більшого діаметру мають меншу товщину, ніж обмотки меншого діаметру, при цьому для кожного конденсатора довжина обмотки є однаковою. Приклад 1 3 С = 600 Ф ξ = 30 Ф/см h=8 см Н = 10 см е = 0,05 см int=2,5 см На Фіг. 18 показаний графік, на якому символом V позначена лінія, яка характеризує об'єм модуля, який складається з n намотаних елементів, а символом V n – лінія, яка характеризує об'єм еквівалентного одного суперконденсатора запропонованого винаходом, який містить n 3 спільно намотаних елементів. Об'єми виражені в см (вісь ординат зліва). %ΔV показує виграш в об'ємі в процентному вираженні між спільно намотаним елементом і об'єднаними елементами (вісь ординат справа). Приклад 2 3 С = 2600 Ф ξ = 30 Ф/см h=8 см Н = 10 см е = 0,05 см int=2,5 см На Фіг. 19 показаний графік, на якому символом V позначена лінія, яка характеризує об'єм модуля, який складається з n намотаних елементів, а символом V n – лінія, яка характеризує об'єм еквівалентного одного суперконденсатора запропонованого винаходом, який містить n 3 спільно намотаних елементів. Об'єми виражені в см (вісь ординат зліва). %ΔV показує виграш в об'ємі в процентному вираженні між спільно намотаним елементом і об'єднаними елементами (вісь ординат справа). Приклад 3 3 С = 5000 Ф ξ = 30 Ф/см h=8 см Н = 10 см е = 0,05 см int=2,5 см На Фіг. 20 показаний графік, на якому символом V позначена лінія, яка характеризує об'єм модуля, який складається з n намотаних елементів, а символом V n – лінія, яка характеризує об'єм еквівалентного одного суперконденсатора запропонованого винаходом, який містить n 3 спільно намотаних елементів. Об'єми вираженні в см (вісь ординат зліва). %ΔV показує виграш в об'ємі в процентному вираженні між спільно намотаним елементом і об'єднаними елементами (вісь ординат справа). Результат: З Фіг. 18, 19, 20 видно, що виграш в об'ємі отриманий за будь-якої кількості спільно намотаних елементів і за будь-якої використаної первинної ємкості. Загальний випадок, який дозволяє показати виграш в масі на спільно намотаній системі. Як було вказано вище, суперконденсатор відповідно до даного винаходу в порівнянні з відомими модулями дозволяє зменшити масу, пов'язану з послідовним або паралельним електричним з'єднанням двох суперконденсаторів. Щоб показати виграш в масі суперконденсатора відповідно до даного винаходу в порівнянні з відомим модулем, необхідно використовувати наступні параметри: ес – товщина кришки (см); et – товщина трубки (см); C mu – маса конденсатора С (г); 3 d – щільність матеріалу трубки і кришки (г/см ); Вихідними даними є: C mc – маса кришки конденсатора ємністю С (г); C mt – маса трубки конденсатора ємністю С (г); m – загальна маса n паралельно сполучених конденсаторів ємністю С (г); mn – загальна маса конденсатора з n обмоток ємністю З (г); 8 UA 103611 C2 Формули: mc = π ext ec d C mt = π ext et H d C C C m=n (mu +2 mc +mt ) Cn Cn Cn mn=mu +2 mc +mt Цифрове вираження вищезгаданих формул ec=0,4 см et=0,05 см 3 d (щільність алюмінію) = 2,7 г/см 600Ф 2600Ф mu = 75 г mu = 325 г Приклад 1 ec=0,4 см et=0,05 см 3 d (об'ємна маса алюмінію) = 2,7 г/см 600Ф mu = 75 г На Фіг. 21 показаний графік, на якому символом m позначена лінія, яка характеризує масу модуля, який складається з n намотаних елементів, а символом m n – лінія, яка характеризує масу еквівалентного одного суперконденсатора запропонованого винаходом, який містить n спільно намотаних елементів. Маса виражена в грамах (вісь ординат зліва). %Δ m показує виграш в масі в процентному вираженні між спільно намотаним елементом і об'єднаними елементами (вісь ординат справа). Приклад 2 ec=0,4 см et=0,05 см 3 d (об'ємна маса алюмінію) = 2,7 г/см 2600Ф mu = 325 г На Фіг. 22 показаний графік, на якому символом m позначена лінія, яка характеризує масу модуля, який складається з n намотаних елементів, а символом m n – лінія, яка характеризує масу еквівалентного одного суперконденсатора запропонованого винаходом, який містить n спільно намотаних елементів. Маса виражена в грамах (вісь ординат зліва). %Δ m показує виграш в масі в процентному вираженні між спільно намотаним елементом і об'єднаними елементами (вісь ординат справа). Приклад 3 ec=0,4 см et=0,05 см 3 d (об'ємна маса алюмінію) = 2,7 г/см 5000Ф mu = 650 г На Фіг. 23 показаний графік, на якому символом m позначена лінія, яка характеризує масу модуля, який складається з n намотаних елементів, а символом m n – лінія, яка характеризує масу еквівалентного одного суперконденсатора запропонованого винаходом, який містить n спільно намотаних елементів. Маса виражена в грамах (вісь ординат зліва). %Δ m показує виграш в масі в процентному вираженні між спільно намотаним елементом і об'єднаними елементами (вісь ординат справа). Результат З Фіг. 21, 22, 23 видно, що виграш в об'ємі отриманий за будь-якої кількості спільно намотаних елементів і за будь-якої використаної первинної ємкості. Цей виграш в масі не враховує відповідний виграш в додаткових сполучних елементах (сполучні перемички, кришки і так далі), що дає ще більший виграш з погляду маси. Висновок Незалежно від числа спільно намотаних елементів отриманий одночасний виграш в масі і в об'ємі в порівнянні з паралельною або послідовною збіркою декількох намотаних елементів згідно відомим технічним рішенням. Таким чином, нова система сприяє істотному підвищенню об'ємної і масової щільності енергії. Необхідно відзначити, що, як видно з фігур, маса кожного електроду, товщина просочення, колектора, тип вуглецю і ширина обмотки можуть бути різними. У представлених прикладах були узяті найпростіші випадки, проте за бажання їх можна легко ускладнити. Незалежно від компоновки, виграш в масі і об'ємі є значним. Цей виграш може також виражатися в напрузі, згідно з рішенням, описаному з посиланнями на Фіг. 8. Кожен електрод може бути симетричним (найбільш простий і найбільш поширений випадок) щодо колектора, щоб подвоїти кількість активної речовини конденсатора і радикально збільшити об'ємну ємкість всього пристрою і, отже, максимальну допустиму енергію. Проте не слід забувати і випадок асиметрії: – обмотки різної ємкості в одному елементі; C 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2 9 UA 103611 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 – різні активні речовини (наприклад, вуглеці різної пористості); – комбінація одночасних намотувань з великою кількістю доріжок, тобто суперконденсатор, який містить щонайменше два розташованих поряд комплекси, розділених відстанню d, і щонайменше один спільний комплекс напроти двох комплексів, що знаходяться поряд, відокремлений від них щонайменше одним роздільником, при цьому роздільник і комплекси намотані разом спіралевидно, утворюючи намотаний елемент (що є об'єктом окремої заявки) з великою кількістю обмоток відповідно до даного винаходу. На Фіг. 24-28 показані різні приклади монтажу суперконденсаторів відповідно до даного винаходу. На Фіг. 24 показаний приклад монтажу, в якому послідовно намотані елементи 10, 20, 30 (кожен з яких утворює суперконденсатор) послідовно сполучені за допомогою спеціальної кришки, яка містить різні провідні та ізолюючі зони і яка дозволяє отримати послідовне електричне з'єднання різних намотаних елементів. На Фіг. 25 показаний інший приклад монтажу, в якому кожен намотаний елемент 10, 20, 30 першого суперконденсатора послідовно сполучений з намотаним елементом 10", 20", 30" іншого суперконденсатора, при цьому різні намотані елементи першого суперконденсатора сполучені паралельно. Зокрема, основи кожного суперконденсатора закривають кришками (типу показаною на Фіг. 10), які містять три електропровідні ділянки S1, S2, S3 (S1 у вигляді диска і S2, S3 у вигляді кільця), відокремлені одна від одної електроізолюючими ділянками 60 (у вигляді кільця). Після цього обидва суперконденсатори встановлюють один на одного таким чином, що: – центральний намотаний елемент 10 першого суперконденсатора послідовно сполучений з центральним намотаним елементом 10" другого суперконденсатора; – зовнішній намотаний елемент 30 першого суперконденсатора послідовно сполучений із зовнішнім намотаним елементом 30" другого суперконденсатора; – проміжний намотаний елемент 20 першого суперконденсатора послідовно сполучений з проміжним намотаним елементом 20" другого суперконденсатора. Перевагою такого монтажу є те, що електричне з'єднання двох суперконденсаторів не вимагає використання сполучної перемички. Очевидно, що у разі електричного з'єднання двох суміжних суперконденсаторів можна реалізувати такий же монтаж, використовуючи спеціальні сполучні перемички (як сполучна перемичка, показана на Фіг. 16), як показано на Фіг. 26. На Фіг. 27 показаний варіант виконання, в якому послідовні намотані елементи суперконденсатора сполучають так, щоб отримати монтаж у вигляді зірки. Зокрема, нижню основу суперконденсатора закривають кришкою, провідною по всій її площі, а верхню основу суперконденсатора закривають кришкою, показаною на Фіг. 13, яка містить три ділянки диска, сполучені з відповідним намотаним елементом суперконденсатора. Для з'єднання намотаних елементів суперконденсатора з намотаними елементами інших суміжних суперконденсаторів використовують сполучні перемички типу перемички, показаної на Фіг. 14. Нарешті, на Фіг. 28 показаний приклад монтажу, в якому два суперконденсатори електрично сполучено послідовно, при цьому намотані елементи кожного суперконденсатора сполучені паралельно. Зокрема, основи кожного суперконденсатора закривають кришками, провідними по всій своїй площі, і сполучають сполучними перемичками, провідними по всій своїй площі. Таким чином, суперконденсатори запропоновані винаходом дозволяють отримати велике число видів електричного монтажу, що є набагато зручнішим, ніж суперконденсатори, які відповідають відомим рішенням. Зрозуміло, що в описаний вище суперконденсатор можна вносити численні зміни, не виходячи за рамки даного винаходу. Таке технічне рішення можна застосовувати також для будь-яких батарей або елементів живлення (літій-іонних, літій-полімерних, Ni-Cd, Nі-MH) або навіть для паливних елементів. Суперконденсатор запропонований даним винаходом має багато переваг: – для суперконденсатора відповідно до даного винаходу при об'ємній енергії, ідентичній до об'ємної енергії двох стандартних суперконденсаторів, можна застосовувати меншу напругу і, отже, значно обмежити утворення газу, істотно збільшивши тим самим термін служби; – внутрішній об'єм суперконденсатора відповідно до даного винаходу може за рахунок монтажу перевищувати внутрішній об'єм двох об'єднаних стандартних суперконденсаторів, що також дозволяє збільшити 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 запропонованих даним 10 UA 103611 C2 винаходом, послідовний опір модуля значно зменшується унаслідок зменшення числа необхідних з'єднань між кришкою і обмоткою в порівнянні з модулем, який містить декілька стандартних суперконденсаторів. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 1. Суперконденсатор з подвійним електрохімічним шаром, який містить щонайменше два комплекси (2, 3) і щонайменше один роздільник (4) між ними, при цьому кожен комплекс містить колектор струму та принаймні один електрод, що мають спільну електропровідну поверхню, який відрізняється тим, що додатково містить щонайменше один інший комплекс (1) і щонайменше один інший роздільник (4), при цьому комплекси (1, 2, 3) та роздільник (4) намотані разом спіралевидно навколо подовжньої осі суперконденсатора, причому інший комплекс (1) йде за одним (2) з двох комплексів (2, 3) для утворення двох послідовних комплексів (1, 2), розділених відстанню q в окружному напрямку, перпендикулярному подовжній осі суперконденсатора, а інший роздільник (4) розташований на стороні комплексу (3) навпроти послідовних комплексів (1, 2), при цьому зазначений комплекс (3) знаходиться між роздільником (4) та іншим роздільником (4), утворюючи щонайменше два послідовно намотані елементи (10, 20), розділені електроізолюючим простором, утвореним відстанню q між двома послідовними комплексами. 2. Суперконденсатор за п. 1, який відрізняється тим, що один комплекс (3) суперконденсатора є спільним для двох послідовно намотаних елементів (10, 20). 3. Суперконденсатор за п. 1, який відрізняється тим, що додатково містить щонайменше другий інший комплекс (3b), при цьому інші комплекси (3а, 3b) та інший роздільник (4) спіралевидно намотані разом навколо намотаного елемента (10), з утворенням послідовного намотаного елемента (20). 4. Суперконденсатор за п. 1, який відрізняється тим, що відстань q складає щонайменше 1 мм. 5. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що роздільники (4) є суцільними, так що суперконденсатор містить єдиний роздільник, який є спільним для різних намотаних елементів (10, 20, 30) і виконує функцію бандажа (40) між різними намотаними елементами (10, 20, 30). 6. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що висота кожного намотаного елемента (10, 20, 30) є постійною. 7. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що намотані елементи (10, 20, 30) мають різну висоту. 8. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що намотані елементи (10, 20, 30) зміщені один відносно одного уздовж їх подовжньої осі (Z). 9. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-8, який відрізняється тим, що намотані елементи (10, 20, 30) електрично сполучені першою кришкою (50), що є електропровідною по всій своїй площі і розташованою на одній із сторін основи намотаних елементів (10, 20, 30). 10. Суперконденсатор за п. 9, який відрізняється тим, що перша кришка (50) має зубчатий поперечний переріз. 11. Суперконденсатор за п. 9, який відрізняється тим, що перша кришка (50) є, власне кажучи, плоскою. 12. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 8-11, який відрізняється тим, що намотані елементи (10, 20, 30) електрично сполучені другою кришкою (50), яка є електропровідною по всій своїй площі і розташованою на іншому боці основи намотаних елементів (10, 20, 30), сполучаючи намотані елементи (10, 20, 30) паралельно. 13. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 8-11, який відрізняється тим, що намотані елементи (10, 20, 30) електрично сполучені другою електропровідною кришкою (50), яка містить електропровідні ділянки (S1, S2, S3), при цьому електропровідні ділянки (S1, S2, S3) відокремлені одна від одної електроізолюючими ділянками (60), а кожна електропровідна ділянка (S1, S2, S3) знаходиться в електричному контакті з відповідним намотаним елементом (10, 20, 30), сполучаючи ці намотані елементи (10, 20, 30) послідовно. 14. Суперконденсатор за п. 13, який відрізняється тим, що одна (S1) з електропровідних ділянок (S1, S2, S3) має форму диска, а інші (S2, S3) електропровідні ділянки мають форму кільця, при цьому електропровідні ділянки (S1, S2, S3) відокремлені одна від одної електроізолюючими ділянками (60) у вигляді кільця. 15. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 12-14, який відрізняється тим, що друга кришка (50) лежить власне в одній площині. 11 UA 103611 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 16. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 12-14, який відрізняється тим, що друга кришка (50) має зубчатий поперечний переріз. 17. Суперконденсатор за п. 13, який відрізняється тим, що кожна електропровідна ділянка (S1, S2, S3) має вигляд ділянки диска, при цьому ділянки дисків (S1, S2, S3) відокремлені одна від одної радіальними ізолюючими ділянками (60). 18. Суперконденсатор за п. 17, який відрізняється тим, що він сполучений з щонайменше одним іншим суперконденсатором такого ж типу за допомогою щонайменше двох перемичок (70), які мають електропровідну частину, призначену для входження в контакт з відповідною провідною ділянкою (S1, S2, S3) у вигляді диска на кришці (50). 19. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 13-17, який відрізняється тим, що він електрично сполучений з іншим суперконденсатором такого ж типу щонайменше однією сполучною перемичкою (70), яка містить щонайменше дві електропровідні частини, ізольовані одна від одної щонайменше однією електроізолюючою частиною, при цьому вказані провідні частини виконані з можливістю входження в контакт з відповідною провідною ділянкою (S1, S2, S3) кришки (50). 20. Суперконденсатор за п. 19, який відрізняється тим, що сполучна перемичка (70) власне є плоскою, а кришка (50) містить електроізолюючі зони (60), розташовані на поверхні контакту між кришкою (50) і перемичкою (70), при цьому електроізолюючі зони (60) розташовані так, що кожна електропровідна частина перемички (70) входить в електричний контакт тільки з однією провідною ділянкою (S1, S2, S3) кришки (50). 21. Суперконденсатор за п. 19, який відрізняється тим, що кожна електропровідна частина містить виступаючий сполучний елемент на кінцях (80) сполучної перемички (70), кожен з яких виконаний з можливістю входження в контакт з відповідною провідною ділянкою (S1, S2, S3) кришки (50). 22. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-21, який відрізняється тим, що електроди (12, 13, 22, 23, 32, 33) комплексів (1, 2, 3а, 3b) намотаних елементів (10, 20, 30) мають різну довжину. 23. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-22, який відрізняється тим, що електроди (12, 13, 22, 23, 32, 33) комплексів (1, 2, 3а, 3b) намотаних елементів (10, 20, 30) мають різну товщину. 24. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-23, який відрізняється тим, що електроди (12, 13, 22, 23, 32, 33) комплексів (1, 2, 3а, 3b) намотаних елементів (10, 20, 30) мають різну природу. 25. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-24, який відрізняється тим, що основа намотаних елементів (10, 20, 30), є перпендикулярною до осі (Z) намотування, має форму круга. 26. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-25, який відрізняється тим, що основа намотаних елементів (10, 20, 30) є перпендикулярною до осі (Z) намотування, має форму шестикутника. 27. Суперконденсатор за будь-яким пп. 1-25, який відрізняється тим, що основа намотаних елементів (10, 20, 30) є перпендикулярною до осі (Z) намотування, має форму трикутника. 28. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-25, який відрізняється тим, що основа намотаних елементів (10, 20, 30) є перпендикулярною до осі (Z) намотування, має форму восьмикутника. 29. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-25, який відрізняється тим, що основа намотаних елементів (10, 20, 30) є перпендикулярною до осі (Z) намотування, має форму прямокутника. 30. Суперконденсатор за будь-яким з пп. 25-29, який відрізняється тим, що намотані елементи (10, 20, 30) не мають виступаючих кутів. 31. Суперконденсатор за одним з пп. 1-25, який відрізняється тим, що основа намотаних елементів (10, 20, 30) є перпендикулярною до осі (Z) намотування, має форму еліпса. 32. Модуль накопичення електричної енергії, який відрізняється тим, що містить корпус, в якому розташований щонайменше один суперконденсатор за будь-яким з пп. 1-31. 33. Модуль за п. 32, який відрізняється тим, що містить щонайменше один стандартний суперконденсатор, який має циліндровий намотаний елемент, щонайменше два електроди і щонайменше один роздільник, спіралевидно намотані разом з утворенням намотаного елемента, який знаходиться в корпусі, і кришки для закривання корпусу, причому цей стандартний суперконденсатор електрично сполучений з суперконденсатором за допомогою щонайменше однієї сполучної перемички. 12 UA 103611 C2 13 UA 103611 C2 14 UA 103611 C2 15 UA 103611 C2 16 UA 103611 C2 17 UA 103611 C2 Комп’ютерна верстка І. Мироненко 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 18