Способ изготовления накопителя электрической энергии Советский патент 1992 года по МПК H01G9/00 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конденсаторостроению и может быть использовано для изготовления накопителя электрической энергии любой требуемой толщины с низким сопротивлением, запасающего заряд в двойном электрическом слое,

Целью изобретения является уменьшение сопротивления накопителя электрической энергии и упрощение процесса его изготовления, что позволяет сократить число операций, снизить толщину накопителя до заданной величины, значительно повысить выход годных электродов и повысить удельную накопительную емкость накопителей с его применением.

Для этого согласно способу изготовления накопителя электрической энергии, включающему фильтрацию суспензии порошкообразного электродного материала, например углерода со связующим через пористую подложку, соединение слоев электродного материала с металлическими токо- отводами, установку сепаратора между электродами, заправку электролитом, герметизацию корпуса фильтрацию суспензии электродного материала со связующим ведут последовательно через обе стороны пористой подложки, i в качестве которой используют сепаратор накопителя энергии Применение фильтрации суспензии порошка электродного материала со связующим последовательно через обе стороны пористой подложки и использование сепаратора накопителя энергии в качестве пористой подложки упрощает технологию изготовления накопителя электрической энергии за счет сокращения числа операций, обеспечивает однородный контакт электродов с сепаратором, позволяет снизить толщину накопителя до заданной вели- чины и уменьшить его электрическое сопротивление, позволяет отказаться от последующей операции подготовки основы

(Л

С

со

jOl

о IND

iO

повышает выход годных электродов, так как отпадает необходимость в операции отделения пористой подложки от нефильтрованного слоя активного материала.

Предлагаемый способ изготовления на- копителя электрической энергии осуществляют следующим образом.

Устанавливают на опорной сетке, размещенной на вакуумируемом сосуде, пористый сепаратор, например асбестовую бумагу, и прижимают опорным кольцом. Готовят суспензию порошкообразного однородного электродного материала со связующим диспергированием в воде. Полученную смесь выливают на сепаратор. Подключают форвакуумный насос и поддерживают вакуум 10 мм рт.ст. Затем суспензию фильтруют через пористый сепаратор. Сепаратор с нефильтрованным слоем снимают и устанавливают нефильтрованным слоем на опорную сетку. Наносят электродный материал на вторую сторону сепаратора по описанной технологии. Затем сепаратор с нанесенными на обе стороны слоями электродного материала суш-ат. Электроды заправляют электролитом. Электродные слои соединяют с соответствующими металлическими токоотводами. Полученную сборку устанавливают в корпус и герметизируют.

Пример. Изготавливают накопитель электрической энергии путем фильтрации суспензии активированного древесного угля с 0,2% суспензии политетрафторэтилена последовательно через обе стороны сепара- тора - пористой асбестовой бумаги толщиной 100 мкм и площадью 100 см , сушки сепаратора с нанесенными слоями при 105°С в течение 1 ч, заправки электролитом - раствором калиевой щелочи, обжатия элек- тродов в гидравлическом прессе при давлении 1 т/см , соединения электродных слоев с металлическими токоотводами, герметизации корпуса.

Для получения сравнительных данных готовят накопители электрической энергии с электродами, содержащими 0,05, 0,1 и 0,15 г древесного активированного угля с 5, 10 и 15 мл 0,2-ного% ПТФЭ на каждой стороне. Определяют накопительную емкость и сопротивление накопителя при их различных толщинах.

Накопительную емкость (количество электричества) измеряют по времени At заряжения накопителя постоянным током I от напряжения Do- 0 до напряжения U 1,0

В и равна I At. Сопротивление измеряют на переменном токе после заряжения накопителя на частоте 10 кГц. Полученные данные сведены в таблицу.

В качестве накопителей электрической энергии применяются электролитические конденсаторы, одним электродом которых является вентильный металл (Та), другим - электролит, а диэлектриком - оксидный слой. Данные накопители электрической энергии имеют невысокую удельную накопительную емкость 0,001-0,01 Кл/см3, что в 100 раз меньше, чем в предлагаемых накопителях энергии.

Таким образом, как видно из таблицы, предлагаемый способ изготовления накопителя электрической энергии упрощает технологию изготовления накопителя за счет уменьшения числа операций, позволяет отказаться от последующей операции подготовки основы, а также позволяет изготавливать накопители малой толщины (до 0,4 мм) и увеличивает выход годных накопителей. Кроме того, сопротивление накопителя электрической энергии, изготовленного по предлагаемому способу, в 2-3 раза меньше, чем накопителя, изготовленного по известному способу.

Удельная накопительная емкость предлагаемого накопителя электрической энергии в 100-1000 раз больше, чем известного электролитического конденсатора, и значительно больше, чем накопителя, изготовленного по известному способу.

Указанные преимущества позволяют использовать изобретение в изготовлении электрохимических устройств и обеспечить более высокие характеристики.

Формула изобретения

Способ изготовления накопителя электрической энергии, включающий фильтрацию суспензии порошкообразного электродного материала со связующим через пористую подложку, в качестве которой используют сепаратор накопителя энергии, соединение слоев электродного материала с токоотводами, установку сепаратора между электродами, заправку электролитом и герметизацию корпуса, отличающий- с я тем, что, с целью уменьшения сопротивления накопителя электрической энергии и упрощения процесса его изготовления, фильтрацию суспензии порошкообразного электродного материала со связующим осуществляют последовательно через обе стороны пористой подложки.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к конденсаторостроению, и может быть использовано для изготовления накопителя электрической энергии любой тоебуемой толщины с низким сопротивлением, запасающего заряд в двойном электрическом слое. Целью изобретения является уменьшение сопротивления накопителя электрической энергии и упрощение процесса его изготовления Изобретение позволяет сократить число операций, снизить толщину накопителя до заданной величины, значительно повысить процент выхода годных электродов и повысить удельную емкость накопителей в 100-1000 раз 1 табл