本發明專利技術公開了一種陰極消隱非惰性陽極超級贗電容，該電容器包括外殼，本體位于外殼內，陽極集流體位于本體內，陽極集流體內側被覆有非晶硅層作為陽極工作面，陽極工作面上再沉積有多孔石墨反型層，電解液加注在本體內陽極集流體和陰極集流體之間，陰極集流體位于本體內中心位置，壓線板嵌在本體上端，外殼上端封裝有封頭，疏氣散熱塞設置在封頭上，封頭上的陽極樁和陰極樁通過壓線板分別與陽極集流體和陰極集流體相連。能更有效地阻隔水合陰離子，根本上杜絕了陽極損耗。無陽極析氣現象發生，輸出功率較大，成本較低。主要作為地面公路車輛的牽引電源，野外作業的動力電源，再生能源的儲存電源，各類應急、備用電源。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種電容器。
技術介紹
公知的超級電容器(又稱雙電層電解電容器)，是利用不容性(惰性)陽極的耐電 離特性吸附水合陰離子，從而在陽極表面形成特有的雙電層。這層壁壘不是基于電介質隔 離，而是正負電場間載荷粒子背靠背地親和，其距離僅有數埃(1A=40_1 ° m )。故相當于極 間距極小的等效平行板電容器。由于陽極材料多選用孔隙多、表面積很大的惰性稀有昂貴 金屬及其氧化物陶瓷(形穩陽極)甚至添加了活性炭，故電容量奇大(參見《電子元器件選 用大全》崔體人主編浙江科學技術出版社1998年版)。但因電解質溶液在陰、陽兩極均參 與電化學反應，充電時有析氫、析氧等氣體析出現象(放電時陰極析氧尤為嚴重)發生，且 陽極不斷有電子輸注。故電極電位很低，輸出功率也較小。其成本卻極高。
技術實現思路
為了克服公知的電容器陽極析氣現象發生、陽極不斷有電子輸注、故電極電位很 低、輸出功率也較小、其成本卻極高的缺陷，本專利技術提供一種陰極消隱非惰性陽極超級贗電 容，該超級贗電容無陽極析氣現象發生和電子輸注，輸出功率較大，成本較低。本專利技術的技術方案是該電容器包括外殼，本體位于外殼內，陽極集流體位于本體 內，陽極集流體內側被覆有非晶硅層作為陽極工作面，陽極工作面上再沉積有多孔石墨反 型層，電解液加注在本體內陽極集流體和陰極集流體之間，陰極集流體位于本體內中心位 置，壓線板嵌在本體上端，外殼上端封裝有封頭，疏氣散熱塞設置在封頭上，封頭上的陽極 樁和陰極樁通過壓線板分別與陽極集流體和陰極集流體相連。本專利技術的陰極集流體和陽極集流體緊貼著本體內部的插槽嵌入，用環氧樹脂固 封，確保陽極集流體不與電解液接觸。注入過飽和電解質濃溶液，適量混入緩沖劑并充分攪 拌，再適度添加乙二醇抗凍液作穩定劑以改善低溫使用性能。塞緊濾氣分子塞用環氧樹脂 溜邊密封。在填料腔中裝入抗振、保溫填料，嵌入壓線板，覆蓋硅膠吸附劑，壓實封頭，旋裝 陰、陽極樁。用電阻焊或膨脹螺栓(適用鋼結構外殼)封裝在外殼中。本專利技術用雙陽極結構拓展陽極面積，壓縮極間距離。利用在陽極集流體均勻被覆 薄層不容性致密介質作為工作面，來抑制陽極參與電極反應而抬升陽極電位。主要是以充 電時電離滲析、放電時電解的本體為中心的結構。故陽極集流體和陰極集流體均無活性，僅 陽極工作面和陰極集流體浸在電解液中，而陽極集流面不與電解液接觸，故能有效防止陽 極溶解。含有抗凍液的過飽和電解質溶液，加注在陰陽兩極圍成的反應槽中。濾氣分子塞 貼近液面安裝。塞緊后用環氧樹脂溜邊密封，故能保證任意取向均無滲漏。填料腔中充填 抗振、保溫泡沫塑料作襯里，以確保陽極工作面免受振動也使電解液有足夠的溫度維持其 電化學活性。嵌入式壓線板可確保匯流排與集流體電接觸良好，并有利于快速組裝。氣室 內覆蓋硅膠吸附填充劑可有效限止水分及氨氣流失及自由流動，以極度壓縮氣室空間，兼3可充做臨時的佇液池，更利于氨與水被再循環利用。封頭上的疏氣散熱塞，是為防止氣室內 壓力過高而設置的安全裝置(設置數量至少為1個)，兼起通風降溫雙重作用，其通道孔徑 不得小于3毫米。壓實封頭，置入自復溫控保險，旋裝陰、陽極端子。用電阻焊或膨脹螺栓 (適用于鋼結構外殼)封裝在防護外殼中。陽極集流體的工作面是在高純度的金屬銅上，用輝光放電氣相沉積法被覆的一層 厚約Ium添加五價施主元素(或采用熱中子嬗變技術攙雜)的重攙雜N型含氫或含氟非晶 硅，使形成結面積極大的肖特基勢壘。攙雜量(如低攙雜量IxlO12原子/cm3約6ΚΩ，6χ1012 原子/cm3約IK Ω，一般要求阻值宜盡量小)視勢壘層耐壓需求酌情掌握。為極度拓展陽極 表面積，可再其上再被覆一層多孔石墨反型層。安裝時勿使陽極集流面接觸電解液。作為換能媒介，電解質溶液是唯一的化學活性物質。為抑制產氣、增進循環、自動 調節電解質溶液酸堿度、防止電極熱腐蝕，優先選用硫酸銅氨(分子量約228)濃溶液，必要 時添加少量硅酸作緩沖劑以中和過充時析氫所造成的堿基過剩，混合適量抗凍液乙二醇以 改善低溫使用性能，并防止低溫環境下電解液結冰膨脹。電解液是過飽和溶液，電解質的用 量很大，須留出足夠的熱貯備。本專利技術陰、陽極集流體均無活性且均可選用普通導電有色金屬銅或鋁(陽極不可 用銀，因銀離子會隨同電子發生遷移)。陽極工作面是用氣相淀積法被覆的一層不容性致 密介質，陰極電子則與水合金屬陽離子中和消隱。其儲能方式以化學儲存為主，輔以靜電存 儲，從而高度融合了靜電電容器與化學二次電池的優勢。本專利技術充分抑制陽極上的電化學反應來顯著抬升陽極電位，從而獲得超常電容 量。巧妙而有效地避免了陽極析氧所造成的電能損失和去極化影響，同時也極度限止了陰 極析氫，并始終保持電解液呈中性，故耐過充能力較強。本專利技術電容器電動勢較高(類似于傳統靜電電容器)。并突破了極板間有效正對 面積及極間距離對電容量制約的瓶頸，有效使用容量大。無取向、免維護。充電迅速，放電 平穩。本專利技術的優點安全抗暴可參照化學二次電池標準規范。單體電動勢高，避免了 串聯使用所造成的容量折損。自身放電極少，荷電貯存時間明顯延長，資源利用率高。充電 迅速，放電平穩，充放循環次數多，電極幾無損耗，使用壽命長，伴隨設備終生。沒有電位記 憶現象，無容量損耗之濾。長期欠電亦不致損壞，防過充措施完善，散熱條件較好。生產及 使用過程中無毒、害煙塵氣體排放，無重金屬污染。工藝設備簡單，原材料充足，生產成本低 廉、周期短。采取在陽極上淀積電子絕緣的不容性致密介質作為工作面，以充分抑制陽極反 應。因而能更有效地阻隔水合陰離子，根本上杜絕了陽極損耗，并易集結雙電層，顯著抬升 陽極電位。水合金屬陽離子則在陰極表面吸收電子而消隱。故陰、陽極集流體均無活性且 均可選用普通導電有色金屬銅或鋁。即改善了荷電貯存性，又降低了生產成本。無陽極析 氣現象發生和電子輸注，輸出功率較大，成本較低。主要作為地面公路車輛的牽引電源，野 外作業的動力電源，再生能源的儲存電源，各類應急、備用電源，以及特殊使用場合的貯備 電源等。附圖說明圖1是本專利技術的一個實施例的結構示意圖。圖2圖1中的本體結構示意圖。圖3是圖2的A-A剖視圖。圖4是圖1中的壓線板結構示意圖。圖5是圖4的B-B剖視圖。圖中1.陰極樁、2.氣室、3.疏氣散熱塞、4.壓線板、5.陽極樁、6.封頭、7.濾氣分 子塞、8.陽極工作面、9.陽極集流體、10.本體、11.填料腔、12.自復溫控保險、13.陰極集 流體、14.反應槽、15.外殼、16.陽極插槽、17.陰極插槽、18.陰極過液梁、19.陽極匯流排、 20.通氣散熱窗、21.陰極匯流排。具體實施例方式在圖1中，本體10位于外殼15內，陽極集流體9位于本體10內，陽極集流體9內 側被覆有非晶硅層作為陽極工作面8，電解液加注在本體10內陽極集流體9和陰極集流體 13之間，電解液為過飽和硫酸銅氨電解液或氰化銅電解液。陰極集流體13位于本體10內 中心位置，壓線板4嵌在本體10上端，外殼15上端封裝有封頭6，疏氣散熱塞3設置在封頭 6上，封頭6上的陽極樁5和陰極樁1通過壓線板4分別與陽極集流體9和陰極集流體13 相連。本體20及壓線板4可用熱固性工程塑料ABS注塑成型。注制壓線板4時將陽極 匯流排19和陰極匯流排21 —體注入注塑成本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種陰極消隱非惰性陽極超級贗電容，該電容器包括外殼，本體位于外殼內，陽極集流體位于本體內，電解液加注在本體內陽極集流體和陰極集流體之間，其特征是陽極集流體內側被覆有非晶硅層作為陽極工作面，陽極工作面上再沉積有多孔石墨反型層，陰極集流體位于本體內中心位置，壓線板嵌在本體上端，外殼上端封裝有封頭，疏氣散熱塞設置在封頭上，封頭上的陽極樁和陰極樁通過壓線板分別與陽極集流體和陰極集流體相連。
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發人員：王慶生，
申請(專利權)人：王慶剛，
類型：發明
國別省市：32[中國|江蘇]
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