Электрохимический конденсатор

Полезная модель относится к электрохимическим конденсаторам (ЭХК), конкретнее к конденсаторам с двойным электрическим слоем. Техническим результатом полезной модели является повышение надежности и увеличение электрических характеристик. Согласно полезной модели ЭХК содержит герметичный корпус со щелочным электролитом, в котором размещен пакет электродов, состоящий из блока положительных оксидно-никелевых электродов, каждый из которых обернут пористым сепаратором, и отрицательного тканевого ленточного углеродного электрода из ленты Бусофит, охватывающей положительные электроды, при этом, положительные электроды в блоке обернуты двухслойным пористым сепаратором, а отрицательный электрод представляет собой блок электродов, который включает зигзагообразную ленту Бусофит и токовые коллекторы, расположенные в углублениях зигзагообразной ленты через одно углубление, при этом, в собранном пакете электродов в углублениях ленты в промежутках между токоотводами отрицательных электродов размещены положительные электроды. В качестве углеродной ленты Бусофит может использоваться лента Бусофит-Л типа С толщиной 0.28±0.05 мм, поверхностной плотностью 200±30 г/м ² и удельной электрической емкостью не менее 85 фарад/см ³ или лента Бусофит-Л типа Т толщиной 0.59±0.04 мм, поверхностной плотностью 380±50 г/м² и удельной электрической емкостью не менее 300 фарад/см³. В качестве токового коллектора может быть использована никелевая лента с углеродным покрытием. В качестве сепаратора может быть использован волокнистый полипропилен мембранный или бумага сепараторная марки БСК-50.

Полезная модель относится к электрохимическим конденсаторам (ЭХК), конкретнее к конденсаторам с двойным электрическим слоем.

Известен ЭХК, содержащий корпус, поляризуемый электрод, включающий токовый коллектор и активный углеродный материал, неполяризуемый оксидно-никелевый электрод, пористый сепаратор, пропитанный щелочным электролитом и расположенный между электродами (патент США 6181548, 2001).

Недостатком указанного ЭХК является низкие разрядные электрические характеристики, что связано с недостаточной площадью электродов.

Из известных ЭХК наиболее близким по совокупности существенных признаков и достигаемому техническому результату является ЭХК, содержащий герметичный корпус со щелочным электролитом, в котором размещен пакет электродов, состоящий из отрицательного тканевого ленточного углеродного электрода из ленты Бусофит, блока положительных оксидно-никелевых электродов, в котором каждый из электродов обернут пористым сепаратором, а поверх сепаратора их огибает углеродная лента отрицательного электрода (Патент РФ 96444, Кл. Н01G 9/04, 2010).

Указанный ЭХК имеет невысокие разрядные характеристики из-за значительного омического сопротивления отрицательного электрода.

Техническим результатом полезной модели является повышение надежности и увеличение электрических характеристик.

Указанный технический результат достигается тем, что ЭХК содержит герметичный корпус со щелочным электролитом, в котором размещен пакет электродов, состоящий из блока положительных оксидно-никелевых электродов, в котором каждый из электродов обернут пористым сепаратором, и отрицательного тканевого ленточного углеродного электрода из ленты Бусофит, охватывающей положительные электроды, при этом, положительные электроды в блоке обернуты двухслойным пористым сепаратором, а отрицательный электрод представляет собой блок электродов, который включает зигзагообразную ленту Бусофит и токовые коллекторы, расположенные в углублениях зигзагообразной ленты через одно углубление, при этом, в собранном пакете электродов в углублениях ленты в промежутках между токовыми коллекторами отрицательных электродов размещены положительные электроды.

Использование двухслойного сепаратора на положительном электроде повышает надежность ЭХК за счет предотвращения возможного замыкания электродов, а применение отрицательного электрода в виде блока электродов, который включает зигзагообразную ленту Бусофит и токовые коллекторы, расположенные в углублениях зигзагообразной ленты через одно углубление, уменьшает внутреннее сопротивление ЭХК, что способствует увеличению его электрических характеристик.

Проведенный анализ уровня техники показал, что заявленная совокупность существенных признаков, изложенная в формуле полезной модели, неизвестна. Это позволяет сделать вывод о ее соответствии критерию "новизна".

Сущность полезной модели поясняется чертежами, описанием конструкции и примером практической реализации ЭХК.

На фиг.1 представлен продольный разрез ЭХК.

На фиг.2 представлен поперечный разрез ЭХК.

На фиг.3 представлена схема сборки электродов

ЭХК включает полимерный корпус 1, крышку 2 с клапаном 3, оснащенным ниппелем 4, положительным 5 и отрицательным 6 борнами. Внутри корпуса размещены блок положительных электродов 7, огибаемых ленточным угольным отрицательным электродом Бусофит 8. Положительные электроды помещены в двухслойный конверт из сепаратора 9. Сепаратор 9 пропитан щелочным электролитом 10. Электрический контакт с отрицательным угольным электродом 8 осуществляется посредством токовых коллекторов 11. Уплотнение клапана 3 осуществляется кольцом из щелочестойкой резины 12. Уплотнение борнов 5 и 6 осуществляется кольцами из щелочестойкой резины 13 с помощью шайбы 14, шайбы пружинной, 15 и гайки 16. Соединение положительных электродов 7 и токовых коллекторов 11 с борнами 5 и 6 соответственно производится аргоно - дуговой сваркой.

Пример практической реализации.

Был изготовлен образец ЭХК емкостью 6000 Ф из 25 положительных электродов и 26 токовых коллекторов, размеры электродов составляют 70 мм × 75 мм. В качестве электролита использовался щелочной КОН электролит имеющий концентрацию 28÷31 масс. % и содержащий LiOH, при этом, соотношение LiOH/KOH в электролите равно 0,043÷0,063. Электролит заправлялся в ЭХК под вакуумом. На отрицательном электроде использовалась лента Бусофит-Л-0,3-75С ТУ ВY 400031289.160-2006. Токовые коллекторы электродов изготавливались из ленты никелевой еКО.021.755ТУ тип 3 с углеродным покрытием. При испытаниях ЭХК показал емкость 6005 Ф.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что заявленный ЭХК может быть реализован на практике с достижением заявленного технического результата, т.е. он соответствуют критерию «промышленная применимость».

1. Электрохимический конденсатор (ЭХК), содержащий герметичный корпус со щелочным электролитом, в котором размещен пакет электродов, состоящий из блока положительных оксидно-никелевых электродов, каждый из которых обернут пористым сепаратором, и отрицательного тканевого ленточного углеродного электрода из ленты Бусофит, охватывающей положительные электроды, отличающийся тем, что положительные электроды в блоке обернуты двухслойным пористым сепаратором, а отрицательный электрод представляет собой блок электродов, который включает зигзагообразную ленту Бусофит и токовые коллекторы, расположенные в углублениях зигзагообразной ленты через одно углубление, при этом в собранном пакете электродов в углублениях ленты в промежутках между токоотводами отрицательных электродов размещены положительные электроды.

2. ЭХК по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродной ленты Бусофит используется лента Бусофит-Л типа С толщиной 0,28±0,05 мм, поверхностной плотностью 200±30 г/м² и удельной электрической емкостью не менее 85 Ф/см³.

3. ЭХК по п.1, отличающийся тем, что в качестве углеродной ленты Бусофит используется лента Бусофит-Л типа Т толщиной 0,59±0,04 мм, поверхностной плотностью 380±50 г/м² и удельной электрической емкостью не менее 300 Ф/см³.

4. ЭХК по п.1, отличающийся тем, что в качестве токового коллектора использована никелевая лента с углеродным покрытием.

5. ЭХК по п.1, отличающийся тем, что в качестве сепаратора использован волокнистый полипропилен мембранный или бумага сепараторная марки БСК-50.