太阳城集团

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双层电容器.pdf

摘要
申请专利号:

太阳城集团CN201010142554.7

申请日:

2010.03.09

公开号:

太阳城集团CN101847522B

公开日:

2015.01.07

当前法律状态:

授权

有效性:

有权

法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):H01G 9/155申请日:20100309|||公开
IPC分类号: H01G11/64(2013.01)I; H01G11/84(2013.01)I 主分类号: H01G11/64
申请人: 阿维科斯公司
发明人: 德克·H·德赖西格; 乔纳森·R·克诺普斯尼德; 杰西卡·M·史密斯; 李·希纳伯格; 巴拉特·拉瓦尔
地址: 美国南卡罗来纳州
优先权: 2009.03.23 US 12/408,832
专利代理机构: 北京市金杜律师事务所 11256 代理人: 郑立柱
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法律状态
申请(专利)号:

CN201010142554.7

授权太阳城集团号:

101847522B||||||

法律状态太阳城集团日:

太阳城集团2015.01.07|||2012.03.21|||2010.09.29

法律状态类型:

太阳城集团授权|||实质审查的生效|||公开

摘要

本发明提供了一种包括至少一个电化学电池的双层电容器。该电池包括至少一个电极(例如,2个电极),每个电极包括一个电化学活性微粒的多孔基体(例如,碳)。一种水基电解质与上述多孔基体相接触地被设置。根据本发明,电解质由阴离子聚合体形成,该阴离子聚合体用作电化学活性微粒的粘合剂,以此减少电解质的损耗,尤其是减少其在高温下的损耗。因为聚合体在本质上是含阴离子的,所以,它通常是亲水性的,因此也就可以在遇水时仍保持其粘合性。聚合体的阴离子本质也使其在遇到腐蚀性多元酸时保持稳定,该多元酸被用于电解质中以提高电荷密度。因此,作为本发明的优点,所形成的电容器可显示出良好的电气性能(例如,高电容值以及低等效串联电阻),即使在高温(例如,70℃以及更高的温度)下,依然具备上述良好的电气性能。

权利要求书

权利要求书
1.  一种双层电容器,包括一电化电池,该电池包括:
第一和第二电极,各自包括一电化学活性微粒的多孔基体;以及
一水基电解质,该水基电解质与所述电化学活性微粒相接触地被设置,其中,所述电解质包括一阴离子聚合体和一多元酸。

2.  如权利要求1所述的双层电容器,其中,所述阴离子聚合体包括一磺酸官能团。

3.  如权利要求1或2所述的双层电容器,其中所述阴离子聚合体由乙烯基芳烃单体形成。

4.  如权利要求3所述的双层电容器,其中,所述乙烯基芳烃单体为苯乙烯。

5.  如前述权利要求之一所述的双层电容器,其中,所述阴离子聚合体包括聚(苯乙烯磺酸),聚(苯乙烯磺酸)的盐,或其混合物。

6.  如前述权利要求之一所述的双层电容器,其中,所述多元酸包括硫酸。

7.  如前述权利要求之一所述的双层电容器,其中,在所述电解质中,所述多元酸相对于所述阴离子聚合体的重量比为约2∶1至约40∶1,优选地,为约10∶1至约20∶1。

8.  如前述权利要求之一所述的双层电容器,其中,所述阴离子聚合体占所述含水电解质的约0.05wt.%至约15wt.%,所述多元酸占所述含水电解质的约10wt.%至约70wt.%。

9.  如前述权利要求之一所述的双层电容器,其中,所述阴离子聚合体占所述含水电解质的约0.5wt.%至约5wt.%,所述多元酸占所述含水电解质的约25wt.%至约50wt.%。

10.  如前述权利要求之一所述的双层电容器,其中,水占所述电解质的约30wt.%至约90wt.%,优选地,占所述电解质的约50wt.%至约70wt.%。

11.  如前述权利要求之一所述的双层电容器,其中,所述电化学活性微粒包括碳微粒。

12.  如前述权利要求之一所述的双层电容器,其中,所述电极包括钛。

13.  如前述权利要求之一所述的双层电容器,其中,所述电池还包括一有渗透性的隔离物,该隔离物被设置于所述电极之间。

14.  如前述权利要求之一所述的双层电容器,其中,所述电容器包括多个电化电池。

15.  如前述权利要求之一所述的双层电容器,其中,在120Hz的工作频率以及70℃的温度下测量,所述电容器具有约100欧姆或更小的等效串联电阻,优选地,约0.1至约50毫欧。

16.  如前述权利要求之一所述的双层电容器,其中,所述电容器在70℃温度下具有约1毫法/厘米2或者更大的电容量,优选地,在70℃温度下具有约5至约50毫法/厘米2的电容量。

17.  一种用于形成一双层电容器的电化电池的方法,该方法包括:与一电极相接触地设置一糊剂,其中,所述糊剂包括一种电化学活性微粒和一种水基电解质,所述电解质包括一多元酸以及一阴离子聚合体。

18.  如权利要求17所述的方法,其中,所述阴离子聚合体包括一磺酸官能团。

19.  如权利要求17所述的方法,其中,所述阴离子聚合体由一苯乙烯单体形成。

20.  如权利要求17所述的方法,其中,所述阴离子聚合体包括聚(苯乙烯磺酸),聚(苯乙烯磺酸)的盐,或其混合物。

21.  如权利要求17所述的方法,其中,所述多元酸包括硫酸。

22.  如权利要求17所述的方法,其中,所述糊剂中的所述多元酸相对于所述阴离子聚合体的重量比为约2∶1至约40∶1。

23.  如权利要求17所述的方法,其中,所述糊剂中的所述多元酸相对于所述阴离子聚合体的重量比为约10∶1至约20∶1。

24.  如权利要求17所述的方法,其中,所述电化学活性微粒包括碳微粒。

25.  如权利要求17所述的方法,其中,所述电极包括钛。

说明书

说明书双层电容器
背景技术
双层电容器通常使用一对可极化电极,该可极化电极包含一个由导电微粒(例如,活性碳)形成的多孔基体。多孔基体被注入液态电解质,该电解质在本质上可以是含水的。由于多孔材料的有效表面积以及电极之间空间较小,因此,对于得到的电容器,可以具有大电容值。然而,经常与此类电容相关的问题是:含水电解质暴露在高温环境下时,容易出现热膨胀。这会导致电解质从电容器中泄露,反过来,这又导致了电容量减小以及等效串联电阻增大。因此,现在需要对双层电容器进行改进,使其即使暴露在高温下时,也显出良好的电气特性。
发明内容
根据本发明的一实施例,提出了一种包括一电化电池(electrochemical cell)的双层电容器,该电化电池包括第一和第二电极,其中每个电极各自包括一种电化学活性微粒的多孔基体。该电化电池还包括一种水基电解质,与上述的电化学活性微粒相接触地设置。电解质包括一种阴离子聚合体以及一种多元酸。根据本发明的另一实施例,提出了一种用于形成双层电容器的电化电池的方法,该方法包括:与电极相接触地设置一糊剂,其中该糊剂包括电化学活性微粒以及水基电解质,该电解质包括一种多元酸以及一种阴离子聚合体。
本发明的其他特征和方面,通过下述更详细的描述给出。
附图说明
针对本领域技术人员,在说明书的剩余部分中更详细地阐述了包括最佳的实施方式在内的本发明的完整和有效的公开,并参照了附图,其中:
图1为根据本发明的形成的电容器的一个实施例的剖视图;以及
图2为可用于本发明的电容器中的电化电池的一个实施例的分解图;
本说明书和附图中的相同或相似的附图标记代表本发明的相同或相似的技术特征或元件。
具体实施方式
本领域技术人员应当理解,此处讨论的仅仅是示范性的实施例的描述,而非对本发明的在该示例性的结构中有所体现的更宽的方面的限制。
总的来说,本发明涉及一种包括至少一个电化电池的双层电容器。电化电池包括多个电极(例如,2个电极),其中每个电极包括一电化学活性微粒(例如,碳)的多孔基体。一种水基电解质与多孔基体相接触地被设置。根据本发明,电解质配置有一阴离子聚合体用作电化学活性微粒的粘合剂,以此可以减少电解质的损耗,尤其在高温时的损耗。因为聚合体在本质上是含阴离子的,所以,它通常是亲水性的,因此也就可以在遇水时仍保持其粘合性。聚合体的阴离子本质也使其在遇到腐蚀性多元酸时保持稳定,该多元酸被用于电解质中以提高电荷密度。因此,作为本发明的结果,所形成的电容器可显示出良好的电气性能(例如,高电容值以及低等效串联电阻),即使在高温(例如,70℃以及更高的温度)下,依然具备此良好的电气性能。
用于含水电解质的阴离子聚合体典型地包括一个或多个阴离子官能团,该阴离子官能团可悬吊(pendant from)于聚合体主链(polymerbackbone)之外和/或包含于聚合体主链(polymer backbone)之中。合适的阴离子基团可包括,例如,羧酸盐(carboxylate),磺酸盐(sulfonate),硫酸盐(sulphate),和/或任意其他带负电荷的电离基团。聚合体主链可由多种不同单体形成,例如,芳香族单体,脂肪族单体及其组合。尤其适合用于形成阴离子聚合体的单体为乙烯基芳烃单体(vinyl aromatic monomers),例如,苯乙烯,2-乙烯基萘(2-vinyl naphthalene),α-甲基苯乙烯(alpha-methyl styrene),3-甲基苯乙烯(3-methylstyrene),4-甲基苯乙烯(4-methylstyrene),2,4-二甲基苯乙烯(2,4-dimethylstyrene),2,5-二甲基苯乙烯(2,5-dimethylstyrene),3,5-二甲基苯乙烯(3,5-dimethylstyrene),2,4,6-三甲基苯乙烯(2,4,6-trimethylstyrene),4-叔-丁基苯乙烯(4-tert-butylstyrene),4-甲氧基苯乙烯(4-methoxystyrene),4-乙氧基苯乙烯(4-ethoxystyrene),2-氯苯乙烯(2-chlorostyrene),3-氯苯乙烯(3-chlorostyrene),4-氯苯乙烯(4-chlorostyrene),2,6-二氯苯乙烯(2,6-dichlorostyrene),4-溴苯乙烯(4-bromostyrene),4-乙酰氧基苯乙烯(4-acetoxystyrene),4-羟基苯乙烯(4-hydroxystyrene),4-氨基苯乙烯(4-amino styrene),对二甲基乙氧基甲硅烷氧基苯乙烯(p-dimethylethoxy siloxy styrene),2-乙烯基吡啶(2-vinyl pyridine),4-乙烯基吡啶(4-vinyl pyridine),苯甲酸乙烯酯(vinyl benzoate),乙烯基苯甲酸4-叔丁酯(vinyl 4-tert-butylbenzoate),乙烯基咔唑(vinyl carbazole),乙烯基二茂铁(vinylferrocene)等。这类阴离子聚合体的具体例子包括:磺化聚合体,例如,聚(苯乙烯磺酸)(poly(styrenesulfonic acid),聚(2-丙烯氨基-2-甲基-1-丙烷磺酸)(poly(2-acrylamido-2-methyl-1-propane sulfonicacid)),磺化聚(醚醚酮)(sulfonated poly(etheretherketone)),磺化木素(sulfonated lignin),聚(乙烯磺酸)(poly(ethylenesulfonic)acid),聚(甲基丙烯酸乙氧基磺酸)(poly(methacryloxyethylsulfonic acid))等;羧酸化聚合物(carboxylated polymers),例如聚(丙烯酸),聚(甲基丙烯酸)(poly(methacrylic acid)),等。硫酸化聚合体,例如角叉菜胶(carrageenan)等;任何前述聚合物的盐,及其组合。这类聚合体的盐可包括,例如,金属阳离子,例如钠,钾,钙,锂,铯,锌,铜,铁,铝,锆,镧,钇,镁,锶,铈等。这类盐的具体例子包括,例如,或聚(苯乙烯磺酸)锂盐或钠盐。
如上所示,含水电解质还包括一多元酸,其可经受两次或者更多次的质子离解(例如,2次,3次等)。一些适合的多元酸的例子可应用于此处,例如,硫化氢(二元),硫酸(二元),亚硫酸(二元),磷酸(三元),乙二酸(二元),碳酸(二元),丙二酸(二元)等。硫酸(H2SO4)可以,例如,失去一个质子以形成硫酸氢阴离子(HSO4-),失去第二个质子形成硫酸阴离子(SO42-)。当然,电解质还可以包含一元酸化合物,例如,硝酸,亚硝酸,盐酸,高氯酸,氢碘酸,氢氟酸等。
电解质组分的相对浓度通常被选择以获得电容器的电气特性的平衡。例如,虽然高阴离子聚合体浓度可提高电解质暴露在高温中的稳定性,但是过高的浓度却可以对电解质的电导率以及由此得到的电容器的电容值有负面影响。考虑到这一点,本发明公开了多元酸相对于阴离子聚合体的重量比为约2∶1至约40∶1,在一些实施例中,约5∶1至约30∶1,以及在一些实施例中,使用约10∶1至约20∶1的重量百分比以获得期望的电气性能。例如,阴离子聚合体可占电解质的约0.05wt.%至约15wt.%,在一些实施例中,约0.1wt.%至约10wt.%,在一些实施例中,约0.5wt.%至约5wt.%。同样的,多元酸可占电解质的约10wt.%至约70wt.%,在一些实施例中,约20wt.%至约60wt.%,以及在一些实施例中,约25wt.%至约50wt.%。
含水电解质一般地可以多种形式中的任意一种形式存在,例如,溶液,分散体,凝胶体等等。然而,不论其存在的形式是怎样的,含水电解质典型地含有重量占电解质(例如,阴离子聚合体,多元酸,以及水)的组分的约30wt.%至约90wt.%的水(例如,去离子水),在一些实施例中,约为40wt.%至约80wt.%,在另一些实施例中,约为50wt.%至约70wt.%。得到的含水电解质可具有约10milliSiemens/厘米(“mS/cm”)或者更大的电气电导率,在另一些实施例中,约30mS/cm或者更大,在另一些实施例中,约40mS/cm至约100mS/cm,上述数据为在25℃下测得。电气电导率的数值可通过使用任意现有的电气电导率计(例如,Oakton Con 11系列)在25℃时测得。
在电容器的电极中使用的电化学活性微粒被配置以增加电极的有效表面积。这种增加的有效表面积使得电容器的形成对一给定体积具有更大的单元电容量和/或使得电容器的形成对一给定电容量具有更小的体积。典型地,电化学活性微粒具有一个特定的约为200m2/g的表面积,在一些实施例中,约为500m2/g,在另一些实施例中,至少约为1500m2/g。为得到期望的表面积,电化学活性微粒通常具有小体积。例如,电化学活性微粒的中等体积可小于约100微米,在一些实施例中,约0.01至约50微米,在另一些实施例中,约0.1至约20微米。同样的,电化学活性微粒可为多孔形态。例如,电化学活性微粒可以具有多个平均直径大于约5埃(angstrom)的孔或者通道,在一些实施例中,上述直径大于约20埃,在一些实施例中,大于约50埃。
多种电化学活性微粒中任何一种都可以被用于本发明中。例如,可以使用具有期望的电导率水平的碳微粒,例如,活性碳,碳黑,石墨,碳纳米管(carbon nanotube)等,以及其混合物。一些适用的活性炭的形式及其形成技术在Ivey等人的美国专利Nos.5,726,118;Wellen等人的美国专利5,858,911,以及Shinozaki等人的美国专利申请的公开文本No.2003/0158342中有所涉及,上述内容以全文引用的方式引入在此作为参考。多种金属也可被用作电化学活性微粒,例如,由钌,铱,镍,铑,铼,钴,钨,锰,钽,铌,钼,铅,钛,铂,钯和锇,及其上述金属的组合所形成的微粒。也可以使用通过可逆法拉第反应序列(reversible faradaic reaction sequence)产生电流的非绝缘氧化物微粒。适用的氧化物可包含一种金属,该金属选自钌,铱,镍,铑,铼,钴,钨,锰,钽,铌,钼,铝,铅,钛,铂,钯和锇中的一种或上述金属的组合,本发明中尤其适用的金属氧化物包括二氧化钌(RuO2)。
电化学活性微粒一般与一个电极相接触地被设置,其可由不同的导电材料,如钽,铌,铝,镍,铪,钛,铜,银,铝,钢(如不锈钢),以及其合金(如导电氧化物)等等中的任意一种形成。钛金属,以及其合金,尤其适合在本发明的使用。如本领域技术人员所知,该电极(电极)的几何构造一般可有所变化,例如,以一个容器,罐(can),箔(foil),薄片(sheet),筛(screen),构架(flame)等形式存在。
得到的电容器可具有本领域中已知的任意期望结构。参考图1,例如,一个双层电容器10的一个实施例被示意性地示出,其包含与第一电极32和第二电极42接触的水基电解质20。第一电极32涂覆有一层电化学活性微粒34的多孔基体。同样地,第二电极42涂覆有一层电化学活性微粒44的多孔基体。典型地,电极32和42之间被设置的间隔大约10微米至1000微米。在这个特定的实施例中,电极之间还设置有一个隔离物50以抑制在两个电极上聚集的电荷的短路。隔离物50有渗透性以允许电解质20的离子电流流过。为此目的的适用材料的例子包括,例如,多孔聚合体材料(例如,聚丙烯,聚乙烯等),多孔无机材料(如玻璃纤维垫(fierglass mats),多孔玻璃纸(porous glass paper)等),离子交换树脂材料等。特别的例子包括离子全氟化磺酸聚合体膜(如杜邦(DuPont)生产的NafionTM膜),磺化氟碳聚合体膜,聚苯并咪唑(PBI)膜,以及聚醚醚酮(PEEK)膜。
如本领域中已知,双层电容器的形成方式,也可以有多种不同的方式。在一实施例中,例如,先将含水电解质与电化学活性微粒混合形成糊剂。糊剂中的固态物,典型地,占糊剂的约5wt.%至约55wt.%,在一些实施例中,约10wt.%至约50wt.%,在一些实施例中,约15wt.%至约40wt.%。例如,电化学活性微粒(例如,碳黑,石墨,等)典型地占该糊剂的约5wt.%至约50wt.%,在一些实施例中,约10wt.%至约40wt.%,在一些实施例中,约15wt.%至约30wt.%。含水电解质也可占该糊剂的约50wt.%至约95wt.%。在一些实施例中,约60wt.%至约90wt.%,在一些实施例中,约70wt.%至约85wt.%。例如,阴离子聚合体可占该糊剂的约0.01wt.%至约10wt.%,在一些实施例中,约0.05wt.%至约4wt.%,以及在一些实施例中,约0.2wt.%至约2wt.%;多元酸可占该糊剂的约10wt.%至约40wt.%,在一些实施例中,约15wt.%至约35wt.%,以及在一些实施例中,约20wt.%至约30wt.%;以及水可占该糊剂的约30wt.%至约70wt.%,在一些实施例中,约35wt.%至约65wt.%,以及在一些实施例中,约40wt.%至约60wt.%。
一旦形成,则可通过诸如印刷(printing)(例如,影印(rotogravure)),喷涂(spraying),槽膜涂布(slot-die coating),滴涂(drop-coating),浸涂(dip-coating)等任意已知技术将该糊剂用于电极上。参考图2,例如,示出了一个集成电化电池100的方法的实施例。在该实施例中,糊剂126由含水电解质和电化学活性微粒的混合物初步形成。然后,糊剂126和一个电极128被设置在一个绝缘结构120(由带方向的箭头指出)的开口内,而绝缘结构120则连接至另一电极124。如Meitav等人的美国专利Nos.6,790,556以及Meitav等人的美国专利6,576,365to之中所描述的那样,结构120本质上可以是非导电的和穿孔的,上述内容以全文引用的方式引入在此作为参考。
上面描述的实施例通常是涉及在电容器中使用单个电化电池的。然而,当然应当理解,本发明的电容器也可包括2个或2个以上的电化电池。在一个这种实施例中,例如,电容器可以包括一堆2个或2个以上的电化电池,这些电化电池可以是相同或者不同的。
不管本发明的双层电容器的特定结构,该双层电容器都可具有优异的电气特性,即便在高温下也是如此。例如,本发明的电容器可具有约100欧姆(ohm)或者更小的等效串联电阻(ESR),在一些实施例中,约50欧姆或更小,在一些实施例中,约0.01至约500毫欧(milliohms),在一些实施例中,约0.1至约100毫欧,而在另一些实施例中,约0.1至约50毫欧,上述数据均在120Hz的工作频率下测得。同样地,电容量可以为约1毫法/厘米2(“mF/cm2”)或更大,在一些实施例中,约2mF/cm2或更大,在一些实施例中,约5至约50mF/cm2,而在另一些实施例中,约8至约20mF/cm2,这些等效串联电阻以及电容量的数值甚至在高温下也可保持不变。例如,这些数值可以在约60℃至约80℃(例如,70℃)的温度范围下保持不变。
这种电容器可被广泛地应用于多种应用场合,例如医疗设备(例如,植入式除颤器,心脏起搏器,心律转变器,神经刺激器,药物管理设备等。);自动化应用;军事应用(例如,雷达系统);消费电子(例如,收音机,电视机等)以及诸如此类的设备。在一实施例中,例如,电容器可被用于植入式医疗设备中,该医疗设备被配置用于为患者提供治疗的高电压(如在约500V至约850V之间,或者,理想地,在约600V至约800V之间)治疗。该设备可以包括被密封并具有生物惰性的容器或屏蔽套。一个或多个导线在设备和患者心脏间通过静脉电连接。提供心脏电极以检测心脏活动和/或对心脏提供电压。至少部分导线(如,导线的尾端)可以与心脏的心室和心房中的一个或多个接近或接触。该设备还包括一个电容器组,通常包括两个或多个串联的电容器,它们与设备内部或外部的电池相连,所述电池对所述电容器组提供能量。
本发明通过以下实施例可以更好的说明。
测试步骤
等效串联电阻(ESR)和电容量:
使用开尔文或等效4点(源端和感应端)探针结构的安捷伦LCR表(型号4263B)测量等效串联电阻。测量设置为:模式:Rs,太阳城集团:长,直流偏置:0V,频率:1000Hz及LVL:1000mV。测量之前,进行一次开路的和短路补偿,该补偿使用安捷伦型号为4263B的LCR表的内部算法消除引线长度与探头接触电阻的影响。使用与电容器的额定等效串联电阻接近,允许有1%的误差的电阻进行电阻测量。将四点探针都与电容器连接,通过触发LCR表,即可测得等效串联电阻。
使用Keithley源表(型号:2400或2601或2602)测量电容量。测量时需要对电容器充分充电至其额定电压,且充电直至充电电流低于1mA。该部件在开路状态下稳定5分钟。从4mA电流开始放电,并且维持放电电流4mA地进行放电。使用间隔至少为1秒的两次电压读数进行计算。通过使用下面的公式计算以确定电容量:电容量=|Δt|*I/|ΔV|。
实施例1
示范了一种形成本发明的电容器中使用的导电糊剂的方法。首先,将18克大表面积的碳黑粉末和6克石墨粉末(Sigma Aldrich公司生产)混合。此外,将64.8克的4M硫酸(4M H2SO4)慢慢加入7.2克含水的聚(苯乙烯磺酸)(浓度为18wt.%)溶液中。将上述酸性混合物加入碳混合物并通过将制剂置于一个转速为30rpm的滚筒中而使其充分混合。使用Meitav等的美国专利Nos.6,790,556和6,576,365中的充分描述的糊剂,可制作一组6个单电池。其后,对10组上述电池,在85℃以及额定电压4.5V条件下测试其等效串联电阻和电容量,结果如下表1和2所示:
表1



表2
  等效串联电阻  (Ω)  等效串联电阻  (Ω)  等效串  联电阻  (Ω)  等效串联电阻  (Ω)  太阳城集团(小时)  0  168  336  504  实施例1  0.184  0.206  0.258  0.328
实施例2
示范了一种形成本发明的电容器中使用的导电糊剂的方法。首先,将9.7克大表面积的碳黑粉末和3.3克石墨粉末(Sigma Aldrich公司生产)混合。此外,将82克的4M硫酸(4M H2SO4)慢慢加入9.1克含水的聚(苯乙烯磺酸)(浓度为18wt.%)溶液中。将上述酸性混合物加入碳混合物并通过将制剂置于一个转速为30rpm的滚筒中保持24小时,使其充分混合。制成之后,由导电糊剂形成16个单电池,其面积为40.5mm x 22.5mm。一组电池被置于70℃中约1340小时(8周),另一组被置于25℃中约1340小时(8周)。上述电池每周测试一次其等效串联电阻和电容量。8周的测试结果如表3、4所示。
表3:存贮在70℃中的单电池
  等效串  联电阻  (1)mΩ  电容  (1)  F  等效  串联  电阻  (2)  mΩ  电  容  (2)  F  等效  串联  电阻  (3)  mΩ  电  容  (3)  F  等效  串联  电阻  (4)  mΩ  电  容  (4)  F  等效  串联  电阻  (5)  mΩ  电容  (5)  F  等效  串联  电阻  (6)  mΩ  电  容  (6)  F  等效  串联  电阻  (7)  mΩ  电  容  (7)  F  等效  串联  电阻  (8)  mΩ  电  容  (8)  F  27  1.28  17  1  18  1.02  20  1.01  20  0.97  21.26  0.95  22.64  0.93  26.33  0.89  29  1.33  22  1.06  22  1.09  23  1.07  24  1.05  23.22  1.02  24.81  0.99  26.43  0.85  25  1.27  17  1  17  1.01  18  1.02  19  1  19.44  0.99  21.36  0.98  22.49  0.96  29.5  1.26  19  0.98  21  0.99  21  1  22  0.99  22.81  0.97  24.39  0.95  25.56  0.93
表4:存贮在25℃中的单电池
  等效  串联  电阻  (1)  mΩ  电容  (1)  F  等效  串联  电阻  (2)  mΩ  电  容  (2)  F  等效  串联  电阻  (3)  mΩ  电  容  (3)  F  等效  串联  电阻  (4)  mΩ  电  容  (4)  F  等效  串联  电阻  (5)  mΩ  电  容  (5)  F  等效  串联  电阻  (6)  mΩ  电  容  (6)  F  等效  串联  电阻  (7)  mΩ  电容  (7)  F  等效  串联  电阻  (8)  mΩ  电  容  (8)  F  27.5  1.32  20  1.36  19  1.28  18  1.27  18  1.34  17.41  1.31  17.53  1.33  17.4  1.27  26.5  1.3  20  1.31  18  1.25  17  1.24  17  1.3  16.42  1.28  16.25  1.28  16.01  1.28  27  1.28  23  1.31  20  1.23  19  1.23  18  1.29  18.07  1.29  17.96  1.24  17.73  1.30  30  1.25  23  1.25  22  1.24  21  1.2  21  1.23  20.36  1.23  20.45  1.22  20.03  1.24
实施例3
示范了一种形成本发明的电容器中使用的导电糊剂的方法。首先,将30.1克大表面积的碳黑粉末和10克石墨粉末(Sigma Aldrich公司生产)混合并摇晃10秒钟。另外,将169.9克的5M硫酸慢慢加入19.1克含水的聚(苯乙烯磺酸)(浓度为18wt.%)溶液中。将上述酸性混合物加入碳混合物中,并用玻璃棒搅拌以确保其中碳混合物充分湿润。
实施例4
示范了一种形成本发明的电容器中使用的导电糊剂的方法。首先,将17克大表面积的碳黑粉末和3克石墨粉末(Sigma Aldrich公司生产)混合,并摇晃10秒钟。此外,将2克的聚(苯乙烯磺酸)钠盐(~Mw 70000)(Sigma Aldrich公司生产)与7克含水的聚(苯乙烯磺酸)(浓度为18wt.%)溶液混合。然后,将80克5M硫酸加入上述混合物中。将上述酸性混合物加入碳混合物中,并用玻璃棒搅拌以确保其中碳混合物充分湿润。将得到的酸性混合物置于一个转速为30rpm的滚筒中保持24小时。制成之后,由导电糊剂形成16个单电池,其面积为40.5mm x 22.5mm。一组电池被置于70℃中约1340小时(8周),另一组被置于25℃中约1340小时(8周)。上述电池每周测试一次其等效串联电阻和电容量。8周的测试结果如表5、6所示。
表5:存贮在70℃中的单电池
  等效串  联电阻  (1)mΩ  电  容  (1)  F  等效  串联  电阻  (2)  mΩ  电  容  (2)  F  等效  串联  电阻  (3)  mΩ  电  容  (3)  F  等效  串联  电阻  (4)  mΩ  电  容  (4)  F  等效  串联  电阻  (5)  mΩ  电  容  (5)  F  等效  串联  电阻  (6)  mΩ  电  容  (6)  F  等效  串联  电阻  (7)  mΩ  电  容  (7)  F  等效  串联  电阻  (8)  mΩ  电  容  (8)  F  18  1.29  18  1.27  19  1.26  18.59  1.24  18.86  1.21  18.93  1.20  22.97  1.06  39.12  1.12  16  1.30  16  1.3  16  1.26  16.56  1.25  16.54  1.23  16.83  1.22  19.36  1.21  32.27  1.18  18  1.27  18  1.26  19  1.23  19.05  1.22  19.21  1.21  20.31  1.18  26.22  1.17  38.01  1.10  19  1.26  20  1.24  21  1.22  20.62  1.20  20.62  1.20  21.23  1.18  22.82  1.16  37.21  1.12  Av.17.86  1.28  18.26  1.27  18.54  1.24  18.71  1.23  18.81  1.21  19.33  1.20  22.84  1.15  36.65  1.13
表6:存贮在25℃中的单电池
  等效串联  电阻(1)  mΩ  电容  (1)  F  等效  串联  电阻  (2)  mΩ  电  容  (2)  F  等效  串联  电阻  (3)  mΩ  电  容  (3)  F  等效  串联  电阻  (4)  mΩ  电  容  (4)  F  等效  串联  电阻  (5)  mΩ  电  容  (5)  F  等效  串联  电阻  (6)  mΩ  电容  (6)  F  等效  串联  电阻  (7)  mΩ  电  容  (7)  F  等效  串联  电阻  (8)  mΩ  电  容  (8)  F  18.27  1.49  18  1.50  17  1.5  16.83  1.49  17.01  1.50  16.99  1.50  16.67  1.55  16.68  1.54  16.93  1.49  16  1.52  16  1.5  15.51  1.50  15.17  1.50  15.15  1.51  15.13  1.52  15.19  1.58  18.20  1.54  17  1.56  17  1.56  16.3  1.56  16.36  1.58  16.17  1.57  16.04  1.59  16.08  1.59  20.23  1.52  19  1.50  19  1.54  17.4  1.56  17.55  1.55  16.98  1.55  16.8  1.55  16.8  1.56  Av.18.41  1.51  18  1.52  17.25  1.53  16.51  1.53  16.52  1.53  16.32  1.53  16.16  1.55  16.19  1.57
上述本发明的修饰和变形可以根据本领域的常用技术而定,而不偏离于本发明的精神和范围。另外,应理解的是,不同实施例的各方面可以整体或部分地相互替换。而且,本领域的技术人员应知道,上述记载只用于实例,并不能限制本发明及权利要求的范围。

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