Конденсатор з подвійним електричним шаром (варіанти)

1. Конденсатор з подвійним електричним шаром, який містить електрод, що поляризується, причому цей електрод виконаний головним чином із вуглецевого матеріалу, електрод, що не поляризується, і електроліт, який відрізняється тим, що електрод, що не поляризується, виконаний із ма 42882 Завдяки такому рішенню вдається підвищити питому енергію і зменшити вартість конденсаторів з ПЕШ. Збільшення питомої енергії забезпечується за рахунок підвищення робочої напруги до 2,2-2,6 В, а також за рахунок збільшення в 1,2-1,4 рази електричної ємності вуглецевого матеріалу в розчині кислоти порівняно з розчином лугу. Вартість конденсатора з ПЕШ, виконаного згідно з даним винаходом, зменшується за рахунок використання більш дешевого, в порівнянні з оксидно-нікелевим, електроду з діоксиду свинцю. На фіг. 1 зображена конструкція безкорпусного конденсатора. Безкорпусний конденсатор містить позитивний електрод 1, негативний електрод 2, струмовідводи 3, сепаратор 4, скріплюючу стрічку 5 захисне покриття 6, а електроліт (на фіг. 1 не показаний) міститься у порах позитивного та негативного електродів і сепаратора. На фіг. 2 зображена конструкція конденсатора згідно з даним винаходом. Конденсатор містить позитивний електрод 1, негативний електрод 2, струмовідводи 3, сепаратор 4 та корпус 6, в який залитий електроліт 5. Суть винаходу пояснюється наступними прикладами. Приклад 1. У безкорпусному конденсаторі (фіг. 1) як позитивний (що не поляризується) електрод (1) використовували електрод, виконаний з матеріалу, що містить діоксид свинцю з геометричними розмірами (70х50х0,5) мм 3, як негативний (що поляризується) електрод (2) - тканину з активованого вуглецевого волокна з геометричними розмірами (145х50х0,6) мм 3. Питома ємність негативного електрода складала 502,5 Ф/г. Активна маса негативного електрода мала вагу 3,1 г. Як струмовідвід (3) негативного електрода використовували свинець з геометричними розмірами (142х50х0,2) мм 3. Позитивний електрод поміщали в пакет з поліпропіленового сепаратора (4) товщиною 0,1 мм. Негативний електрод притискався до обох поверхностей позитивного електрода. Стягування електродів безкорпусного конденсатора виконували шляхом обмотування його тонкою кислотостійкою стрічкою (5), що дозволяло забезпечити необхідне для нормальної роботи притиснення електродів конденсатора. Далі конденсатор просочували електролітом водного розчину сірчаної кислоти зі густиною 1,25 г/см 3 і покривали (окрім виводів) захисним шаром (6) з високомолекулярного кислотостійкого матеріалу, що практично запобігає втраті електроліту при тривалій експлуатації безкорпусного конденсатора. На відміну від конденсатора, що має спеціальний корпус, у безкорпусному конденсаторі електроліт міститься тільки в порах позитивного та негативного електродів і сепаратора. Після п'ятикратних "заряд-розрядних" циклів у діапазоні напруги 2,2-0,8 В проводились виміри енергетичних параметрів конденсатора. При розряді зарядженого до 2,2 В конденсатора постійним струмом величиною 1,0 А до напруги 0,8 В питома енергія склала 50,7 Дж/г (245 Дж/см 3). Внутрішній опір конденсатора мав величину 14,5×10-3 Ом. Приклад 2. Як позитивний (що не поляризується) електрод у конденсаторі використовували електрод, виконаний з матеріалу, що містив діоксид свинцю (РbО2) з геометричними розмірами (125х70х0,8) мм 3, як негативний (що поляризується) електрод - тканину з активованого вуглецевого волокна з геометричними розмірами (125х70х1,21) мм 3. Питома ємність негативного електрода складала 512,3 Ф/г. Негативний електрод (2) загальною масою 12,8 г зі свинцевими струмовідводами (3) з геометричними розмірами (125х70х0,2) мм 3, який складався з двох електричне з'єднаних частин, поміщали в пакет із поліпропіленового сепаратора (4) товщиною 0,1 мм. Негативний електрод (дві його частини) притискався до поверхностей позитивного електрода (1) з обох сторін. Як електроліт був використаний водний розчин сірчаної кислоти з густиною 1,25 г/см 3. Елемент розряджали постійним струмом величиною 2,5 А. Напруга при розряді змінювалась від 2,2 до 0,8 В. За вказаними умовами розряду питома енергія елементу склала 56,2 Дж/г (270 Дж/см 3). Внутрішній опір конденсатора складав 10,1×10-3 Ом. Від початку до кінця розряду потенціал електроду, що не поляризується, із діоксиду свинцю знижувався від 1,71 до 1,625 В, тобто практично не змінювався. Конденсатор, дозволяє виробляти послідовні і паралельні з'єднання великої кількості елементів і створювати на його основі різноманітні конденсаторні батареї. При розширенні діапазону розрядної напруги питома енергія елементу збільшується. Описаний приклад ілюструє даний винахід, але не обмежує його. Фа хівці в даній галузі можуть вносити до нього різні очевидні зміни. Так, можливе виконання конденсатора, у якому електроліт буде утримуватися між електродами за рахунок сил поверхневого натягування, при цьому не буде потрібно будь-якого спеціального корпусу для заливки електроліту. Хоча був наведений приклад з використанням електроліту, який являє собою водний розчин неорганічної кислоти, можливе використання і інших електролітів, таких як водні розчини неорганічних солей, тиксотропні суміші кислот і солей, протонопровідні тверді електроліти (мембрани). 2 42882 Фіг. 1 Фіг. 2 3 42882 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2002 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 4