Електрод для конденсаторів подвійного електричного шару

1. Електрод для конденсаторів подвійного електричного шару, який містить з'єднані між собою алюмінієвий колектор струму і поляризаційний електрод, виготовлений з суміші, що містить нанопористий матеріал та в'яжуче, який відрізняється тим, що поляризаційний електрод додатково містить вуглецевий матеріал високої електропровідності, на поверхню алюмінієвого колектора струму нанесені вуглецеві частинки з матеріалу високої електропровідності з утворенням дискретного вуглецевого шару, на утворену вуглецевими 3 35069 Поставлена задача вирішується тим, що в електроді для конденсаторів подвійного електричного шару, який містить з'єднані між собою алюмінієвий колектор струму і поляризаційний електрод, виготовлений з суміші, що містить нанопористий матеріал та в'яжуче, згідно корисної моделі, поляризаційний електрод додатково містить вуглецевий матеріал високої електропровідності, на поверхню алюмінієвого колектора струму нанесені вуглецеві частинки з матеріалу високої електропровідності з утворенням дискретного вуглецевого шару, на утворену вуглецевими частинками поверхню алюмінієвого колектора струму нанесена електропровідна клейка плівка, а вуглецеві частинки частково вдавлені у поверхні поляризаційного електроду і алюмінієвого колектора. Новим також є те, що загальна площа вуглецевого шару, утвореного вуглецевими частинками на поверхні алюмінієвого колектору стр уму, складає не менше 60% загальної контактної поверхні між алюмінієвим колектором струму та поляризаційним електродом. Новим також є те, що алюмінієвий колектор струму виготовлений як пластина, частинки вуглецевого шару нанесено на обидві поверхні пластини, а кожна з поверхонь з'єднана з поляризаційним електродом. Новим також є те, що частинки вуглецевого шару вдавлені у поверхню алюмінієвого колектору струму механічним або ультразвуковим методами. При вдавленні у поверхню алюмінієвого колектора струму вуглецевих частинок окисна плівка на поверхні алюмінію руйнується, оголюючи чистий алюміній, при цьому між вуглецевою частинкою та алюмінієм утворюється щільний механічний контакт, що перешкоджає взаємодії алюмінію з киснем повітря та з електролітом конденсатору, тобто й пасивації алюмінію. А це забезпечує низький контактний опір та стабільність електричного контакту між алюмінієм колектора струму та частинками вдавленого в його поверхню вуглецевого матеріалу. Часткове вдавлені у поверхню колектору стр уму вуглецеві частинки утворюють своїми виступаючими частинами дискретний вуглецевий шар. Поверхню алюмінієвого колектора з виступаючим вуглецевим шаром вкривають клейкою електропровідною плівкою та щільно притискають до цієї поверхні поляризаційний електрод. Виступаючі частки вуглецевого порошку частково вдавлюються в поверхню поляризаційного електрода, забезпечуючи цим щільний контакт та низький контактний електричний опір між поляризаційним електродом та вдавленими частками вуглецевого порошку. Клейка електропровідна плівка виконує дві функції. По-перше, вона фіксує положення поляризаційного електрода відносно алюмінієвого колектора з вдавленим вуглецевим шаром, що стабілізує роботу електроду. По-друге, завдяки електропровідній складовій електропровідної клейкої плівки створюється додатковий електричний контакт між поляризаційним електродом та алюмінієвим колектором, що зменшує контактний опір між поляризаційним електродом та алюмінієвим колектором. Таким чином, заявлений електрод для конденсатора подвійного електричного 4 шару має низький контактний опір та підвищену стабільності його дії протягом тривалого часу роботи конденсатора. Поляризаційний електрод виконано з нанопористого вуглевмісного порошкового матеріалу, вуглецевого матеріалу високої електропровідності та в'яжучого. Додаткове введення у склад поляризаційного електроду вуглецевого матеріалу високої електропровідності зменшує електричний опір електроду. Оптимальна ступень покриття колектора струму вуглецевими частинками складає 60-70% від загальної контактної площі поляризаційного електроду та колектора струму. Таким ступенем покриття досягається оптимальне співвідношення між величиною контактного опору та міцністю контакту між колектором струму й поляризаційним електродом, забезпеченою клейкою електропровідною плівкою. Виготовлення алюмінієвого колектора струму як пластини та нанесення дискретного вуглецевого шару на обидві поверхні пластини, дозволяє з'єднувати колектор з двома поляризаційними електродами. Вдавлювання частинок можна здійснити їх пресуванням за допомогою механічних валець або за допомогою ультразвуку, що забезпечує щільний механічний контакт вуглецевих частинок з алюмінієм колектора струму. Корисна модель пояснюється кресленнями, Фіг.1-3. На Фіг.1 показана схема процесу вдавлювання вуглецевих частинок 3 в алюмінієву фольгу (колектор струму) 2 механічними вальцями 1. На Фіг.2 схематично показана схема поперечного розрізу алюмінієвої фольги (колектора струму) з вуглецевими частинками, вдавленими в її поверхню: 1 -з одного боку; 2 - з двох сторін. На Фіг.3 схематично показаний поперечний розріз електроду, виготовленого у відповідності з даною корисною моделлю, де в алюмінієвий колектор струму 1 вдавлений шар вуглецевих частинок 2, який з'єднано клейкою плівкою з поляризаційним електродом 3. Електрод, що заявляється, може бути виготовлений наступним чином. В алюмінієву фольгу, яка виконує функцію колектора струму, вдавлюють, наприклад, пресуванням, вальцюванням або за допомогою ультразвуку, вуглецевий матеріал високої електропровідності. Вдавлені при цьому вуглецеві частинки частково виступають над поверхнею алюмінієвої фольги (колектора струму), утворюючі дискретний шар вуглецевих частинок, на який наносять шар вуглецевого порошку з високою електропровідністю, змішаний із в'яжучим, яке має високу адгезію до алюмінію. До сформованої таким чином поверхні із зусиллям притискують поляризаційний електрод, наприклад вальцюванням чи пресуванням. Електрод, що заявляється, при його використанні у конденсаторах подвійного електричного шару забезпечує їм низький електричний опір та здатний працювати тривалий час не змінюючи своїх параметрів. 5 35069 Дану корисну модель можна проілюструвати наведеним нижче прикладом. Алюмінієву фольгу товщиною 20мкм з насипаним на її поверхню шаром графітового порошку (вуглецеві частинки), розмір гранул якого не перевищував 10мкм, пропускали через вальці. Відстань між валками валець встановлена 24 (±1)мкм. Після прокатування вальців графітовий порошок на 57мкм впресовувався в алюмінієву фольгу, а на її поверхні залишався шар графітового покриття товщиною 3-5мкм. На підготовлену таким чином алюмінієвий колектор струму наносили суспензію (електропровідна клейка плівка) у складі: графіти 6 зована сажа - 10% ваг. (електропровідна складова); полівінілідендифторидом PVDF - 10% ваг. (в'яжуче); диметилацетамід -80% ваг. (розчинник), який випаровується після сушіння. До суспензії притискували та щільно прижимали поляризаційний електрод товщиною 100мкм, який може складатися з 7% тефлону (в'яжуче), 5% графітизованої сажі (вуглецеві частинки високої електропровідності) та 88% нанопористого вуглевмісного порошкового матеріалу. Потім електрод висушували. Результати вимірювання електричного опору одержаного таким чином електрода представлені в таблиці. Таблиця Метод виготовлення електроду Сумарний опір Ом .см 2 Електрод, виготовлений за наведеним прикладом конкретного виконання Електрод, виготовлений за прототипом Наведені результати показують, що заявлений електрод для конденсаторів подвійного електричного шару має суттєві переваги порівняно з відомими електродами. Ці переваги виражені у простоті виготовлення, дешевизні та високих 0,07 (±0,01) Вклад питомого контактного опору в загальний опір Аl/С, Ом .см 2