您所在位置： &
&nbsp&&nbsp&nbsp&&nbsp
热电池用锂钒氧化物正极材料的放电模式.pdf 8页
本文档一共被下载：
次 ,您可全文免费在线阅读后下载本文档。
下载提示
1.本站不保证该用户上传的文档完整性，不预览、不比对内容而直接下载产生的反悔问题本站不予受理。
2.该文档所得收入(下载+内容+预览三)归上传者、原创者。
3.登录后可充值，立即自动返金币，充值渠道很便利
需要金币：100 &&
你可能关注的文档：
··········
··········
第18卷第1期
中国有色金属学报
、，o1．18 NO．1
The Chinese Journal of Nonferrous metals
文章编号：(59—08
热电池用锂钒氧化物正极材料的放电模式
李志友，曹笃盟，周科朝
(中南大学 粉末冶金国家重点实验室，长沙 410083)
摘 要：合成V2O5．V2O3．Li2O体系的3种化合物LiV3O8、 _LiV2O5和VO2，并以其作为热电池正极活性物质、
锂硼合金为负极、LiC1．KC1为电解质进行500℃、100 mA／~TI 的放电实验，研究该正极活性物质在放电中的物
相转变过程，同时对V2O5、
Lio-3V2O5、V O2，，+l和V O2
的放电反应进行分析。结果表明，LiV308、y-LiV205
和VO2均进行分解式放电反应，生成LiV2O5、Li3VO4、V2O3和LiVO2等物相。分析认为V205和 Lio．3V205可
能出现嵌入反应直至转变为y-LiV205，再由y_LiV205进行放电，V O l和V 02，rl放电最终也将生成Li3V04和
V203。y-LiV205和VO2放电过程中、，4 歧化反应产生Li3VO4相和V203相，Li3VO4相较差的电子导电性使正极材
料失去快速放电能力。
关键词：钒氧化物；锂钒氧化物；正极；热电池
中图分类号：TM 911．1
文献标识码：A
Discharge mechanisms of vanadium—lithium oxide cathodes for
thermal ceU
LI Zhi—you，CAO Du-meng，ZHOU Ke—chao
(State Key Laboratory ofPowder Metallurgy,Cen~al South University,Changsha 410083，China)
Abstract：Thermal bakery potential cathode materials，LiV308，~LiV2Os and VO2，were synthesized and discharged at a
current density of 1 00 mA／cITI ．with an anode of Li—B alloy and electrolyte of LiC1一KC1 eutectic molten salt at 500℃．
Th e attention was paid to the phase evolutions to investigate the discharge characteristics of these cathode compounds in
the V205-V203一Li20 system at high temperature．The discharge reactions ofV205，fl-Lio 3V205，V O2 l and O 1 were
also discussed．The results indicate that LiV3O8，y-LiV205 and VO2 all show decomposing discharge mechanism in which
LiV205，Li3VO4，V203 and LiVO2 gradually appear．The phase relationship is sc
正在加载中，请稍后...Electrolytic capacitor has cathode material comprising inexpensive pseudo-capacitance generating lithium-vanadium oxide and a conductive filler
German Patent DE
An electrolytic capacitor has a cathode material comprising lithium-vanadium oxide and a conductive filler. Electrolytic capacitor comprises a pair of anode and cathode elements separated by a separator and accommodated together with electrolyte in a housing, each element comprising a solid electrode positioned on one side of a current collector. The solid electrode of the cathode element is made of lithium-vanadium oxide and a conductive filler and the solid electrode of the anode element is made of active carbon. Preferred Features: The electrolyte comprises a solution of LiBF 4 or LiPF 6 in propylene carbonate.
Inventors:
NOGUCHI MINORU (JP)
SUZUKI TATSUYA (JP)
YAMAMOTO YOSHIO (JP)
MATSUMOTO KENJI (JP)
HIGONO TAKASHI (JP)
Application Number:
Publication Date:
07/20/2000
Filing Date:
01/12/2000
Export Citation:
HONDA GIKEN KOGYO K.K., TOKIO/TOKYO
International Classes:
1. Elektrochemischer Kondensator, umfassend:ein Geh? undein Paar positiver und negativer Elektrodenelemente, die jeweils eine Festelektrode aufweisen, die an einer Seite eines Stromaufnehmers angeordnet ist, wobei das positive und das negative Elektrodenelement einander gegenüberliegend mit einem dazwischen befindlichen Separator angeordnet sind, wobei das positive und das negative Elektrodenelement, zusammen mit einer elektrolytischen L?sung, in dem Geh?wobei die Festelektrode des negativen Elektrodenelements aus Lithiumvanadiumoxid und einem elektrisch leitf?higen Füller hergestellt ist, wobei die Festelektrode des positiven Elektroden-elements aus Aktivkohle hergestellt ist.
2. Elektrochemischer Kondensator nach Anspruch 1, wobei das Lithiumvanadiumoxid zumindest ein Oxid aufweist, das aus der Gruppe gew?hlt ist, die aus LiV3O8, LiV2O5 Und Li2V2O5 besteht.
3. Elektrochemischer Kondensator nach Anspruch 1, wobei der elektrisch leitf?hige Füller im Bereich von 3 bis 80 Gew.-% des Gesamtgewichts der Festelektrode vorliegt.
4. Elektrochemischer Kondensator nach Anspruch 1, wobei die Aktivkohle eine spezifische Oberfl?che im Bereich von 100 bis 3000 m2/g aufweist.
5. Elektrochemischer Kondensator nach Anspruch 1, wobei die elektrolytische L?sung eine Propylencarbonatl?sung von LiBF4 oder LiPF6 enth?lt.
6. Elektrochemischer Kondensator nach Anspruch 5, wobei die elektrolytische L?sung eine Konzentration im Bereich von 0,5 bis 1,5 Mol/Liter aufweist.
Description:
HINTERGRUND DER ERFINDUNGGebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen elektrochemischen Kondensator.
Beschreibung der relevanten Technik:Es ist bisher ein elektrischer Doppelschicht-Kondensator mit positiven und negativen Elektrodenelementen bekannt geworden, die einander gegenüberliegend mit einem dazwischen befindlichen Separator ange-ordnet sind. Jedes der positiven und negativen Elektrodenelemente besitzt eine Festelektrode, die aus Aktivkohle an der Oberfl?che eines Stromaufnehmers, etwa Metallfolie o. dgl. hergestellt sind. Die positiven und negativen Elektrodenelemente sind gemeinsam mit einer elektrolyti-schen L?sung in einem Geh?use verkapselt, das Anschlüsse aufweist, die mit den jeweiligen Stromaufnehmern verbunden sind.
Bei dem obigen herk?mmlichen elektrischen Doppelschichtkondensator ist die Festelektrode aus Aktivkohle als Substanz mit einer grossen spezifischen Oberfl?che hergestellt. Jedoch hat der elektrische Doppel-schichtkondensator mit Festelektroden aus Aktivkohle eine geringere Energiedichte als Sekund?rzellen, die auf der Basis einer chemischen Reaktion arbeiten. Im Hinblick auf diesen Nachteil wurde ein elektroche-mischer Kondensator vorgeschlagen, dessen Festelektroden aus einem Material hergestellt sind, das aufgrund einer elektrochemischen Reaktion eine Pseudokapazit?t erzeugen kann. Es wurden verschiedene Materia-lien, einschliesslich Rutheniumoxid, die eine Pseudokapazit?t erzeugen k?nnen, zur Verwendung als Festelektrodenmaterialien geprüft. Jedoch haben diese Materialien den Nachteil, dass sie teuer sind.ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen elektrochemi-schen Kondensator anzugeben, der relativ billig herzustellen ist und ausgezeichnete Entladungscharakteristiken hat.
Die Erfinder haben ein Lithiumvanadiumoxid verwendet, das billig als ein Zellenmaterial erh?ltlich ist, das eine Pseudokapazit?t erzeugen kann, und haben eine Festelektrode hergestellt, die Lithiumvanadiumoxid enth?lt. In dem Lithiumvanadiumoxid kann Vanadiumoxid entweder tetravalent oder pentavalent sein. Weil das Lithium vorhanden ist, liegt das Lithiumvana-diumoxid entweder als tetravalentes oder pentavalentes Oxid stabil vor. Im Ergebnis kann das Lithiumvanadiumoxid eine elektrochemische Reaktion bewirken und arbeitet, in Gegenwart einer elektrolytischen L?sung, als Zelle, so dass sie in einem Kondensator eine Pseudokapazit?t erzeugen kann.
Die Erfinder haben verschiedene Entladungscharakteristiken von Lithium-vanadiumoxid enthaltenden Festelektroden untersucht. Im Ergebnis haben die Erfinder herausgefunden, dass man ausgezeichnete Entladungs-charakteristiken durch einen elektrochemischen Kondensator erh?lt, dessen negative Festelektrode Lithiumvanadiumoxid enth?lt und dessen positive Festelektrode aus Aktivkohle hergestellt ist, und haben die Erfindung auf der Basis dieser Erkenntnis vervollst?ndigt.
Zur L?sung der obigen Aufgabe wird erfindungsgem?ss ein elektrochemi-scher Kondensator angegeben, umfassend: ein Geh?use und ein Paar positiver und negativer Elektrodenelemente, die jeweils eine Festelektrode aufweisen, die an einer Seite eines Stromaufnehmers angeordnet ist, wobei das positive und das negative Elektrodenelement einander gegen-überliegend mit einem dazwischen befindlichen Separator angeordnet sind, wobei das positive und das negative Elektrodenelement, zusammen mit einer elektrolytischen L?sung, in dem Geh? wobei die Festelektrode des negativen Elektrodenelements aus Lithiumva-nadiumoxid und einem elektrisch leitf?higen Füller hergestellt ist, wobei die Festelektrode des positiven Elektrodenelements aus Aktivkohle hergestellt ist.
Bei dem erfindungsgem?ssen elektrochemischen Kondensator besitzt das negative Elektrodenelement eine Festelektrode, die aus Lithiumvanadium-oxid in einem elektrisch leitf?higem Füller hergestellt ist, und das positive Elektrodenelement besitzt eine aus Aktivkohle hergestellte Festelektrode. Diese Festelektroden verhindern wirkungsvoll, dass an dem positiven Elektrodenelement ein scharfer Spannungsabfall stattfindet, wenn die Entladung des elektrochemischen Kondensators beginnt, um die Zeit-dauer zu verl?ngern, über die der elektrochemische Kondensator eine hohe Spannung erzeugen kann, und um zu erm?glichen, dass der elek-trochemische Kondensator eine grosse Menge an elektrischer Energie entl?dt.
Der erfindungsgem?sse elektrochemische Kondensator kann billig herge-stellt werden, weil das Lithiumvanadiumoxid als Substanz zum Erzeugen einer Pseudokapazit?t verwendet wird. Der elektrisch leitf?hige Füller, der gemeinsam mit dem Lithiumvanadiumoxid die Festelektrode des negati-ven Elektrodenelements bildet, ist erforderlich, um die elektrische Leitf?-higkeit der Festelektrode zu erh?hen.
Weil das Lithiumvanadiumoxid in der Gegenwart einer elektrolytischen L?sung eine elektrochemische Reaktion ausl?sen kann und als Zelle arbeitet, sollte das Vanadiumoxid bevorzugt tetravalent oder pentavalent sein. Das Lithiumvanadiumoxid kann zumindest ein Oxid aufweisen, das aus der Gruppe gew?hlt ist, die aus LiV3O8, LiV2O5 und Li2V2O5 besteht. Das Vanadium im LiV3O8 ist pentavalent, das Vanadium im LiV2O5 ist ein Gemisch von tetravalentem und pentavalentem Vanadium und das Vanadium im Li2V2O5 ist tetravalent.
Der elektrisch leitf?hige Füller kann Russ o. dgl. aufweisen. Der elektrisch leitf?hige Füller dient dazu, die elektrische Leitf?higkeit der Festelektrode einzustellen, und seine Menge differiert in Abh?ngigkeit von der Anwen-dung des elektrochemischen Kondensators. Beispielsweise wird der elektrisch leitf?hige Füller in einer gr?sseren Menge zugefügt, um den Widerstand der Festelektrode für eine hohe Ausgangsleistung zu reduzie-ren, und wird in einer geringeren Menge zugefügt, um die Leistungs-dichte für hohe Energiedichte zu reduzieren.
Der elektrisch leitf?hige Füller liegt im Bereich von 3 bis 80 Gew.-% des Gesamtgewichts der Festelektrode vor. Wenn die Menge an elektrisch leitf?higem Füller weniger als 3% des Gesamtgewichts der Festelektrode betragen würde, dann w?re der Widerstand der Elektrode zu hoch, um den elektrochemischen Kondensator gut zu entladen. Wenn die Menge an elektrisch leitf?higem Füller 80 Gew.-% des Gesamtgewichts der Fest-elektrode überschreiten würde, dann würde die Energiedichte der Elek-trode sinken.
Die Aktivkohle der Festelektrode des positiven Elektrodenelements hat eine spezifische Oberfl?che im Bereich von 100 bis 3000 m2/g. Wenn die spezifische Oberfl?che der Aktivkohle weniger als 100 m2/g betragen würde, dann würde die elektrostatische Kapazit?t pro Volumen zu gering. Wenn die spezifische Oberfl?che der Aktivkohle mehr als 3000 m2/g betragen würde, dann würde die Massendichte geringer.
Die elektrolytische L?sung umfasst eine Propylencarbonatl?sung von LiBF4 oder LiPF6. Positive Ionen des Elektrolysesalzes sollten bevorzugt Li+ sein, weil das Vanadiumoxid, welches an dem negativen Elektroden-element Pseudokapazit?t erzeugen kann, elektrische Energie reversibel durch Dotierung und Ent-Dotierung von Li+ l?dt und entl?dt. Negative Ionen des Elektrolysalzes sollten bevorzugt BF4? oder PF6? sein, weil es eine hohe Spannungsfestigkeit und eine hohe elektrische Leitf?higkeit hat, leicht industriell hergestellt werden kann und einen geringen Toxizi-t?tsgrad hat. Das L?sungsmittel des Elektrolysesalzes sollte bevorzugt Propylencarbonat sein, weil dies eine hohe Spannungsfestigkeit und hohe elektrische Leitf?higkeit hat und in einem breiten Temperaturbereich verwendbar ist.
Die Elektrolysel?sung hat eine Konzentration im Bereich von 0,5 bis 1,5 Mol/Liter. Wenn die Konzentration der Elektrolysel?sung geringer w?re als 0,5 Mol/Liter, dann würde der Widerstand zunehmen. Wenn die Konzentration der Elektrolysel?sung gr?sser als 1,5 Mol/Liter w?re, dann k?nnte sich das Elektrolysesalz bei geringen Temperaturen abscheiden.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegen-den Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die bevorzugte Ausführungen der Erfindung als Beispiel darstellen.KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Fig. 1 ist eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt, eines elektrochemischen Kondensators nach einer ersten Ausführung der vorliegenden E
Fig. 2 ist eine Graphik mit Darstellung von Lade- und Entlade-charakteristiken eines elektrochemischen Kondensators nach einem V
Fig. 3 ist eine Graphik mit Darstellung von Lade- und Entlade-charakteristiken jeder Festelektrode des elektrochemischen Kondensators nach dem V
Fig. 4 ist eine Graphik mit Darstellung von Lade- und Entlade-charakteristiken jeder Festelektrode des elektrochemischen Kondensators nach der ersten Ausführung der vorliegenden E
Fig. 5 ist eine Graphik mit Darstellung von Lade- und Entlade-charakteristiken der elektrochemischen Kondensatoren nach der ersten Ausführung und dem V und
Fig. 6 ist eine Graphik mit Darstellung von Lade- und Entlade-charakteristiken der elektrochemischen Kondensatoren nach der ersten Ausführung und dem Vergleichsbeispiel sowie einem herk?mmlichen elektrochemischen Kondensator.BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSF?HRUNGErste Ausführung
Wie in Fig. 1 gezeigt, besitzt der elektrochemische Kondensator nach einer ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung eine positive Fest-elektrode 1a und eine negative Festelektrode 1b, die einander gegenüber-liegend mit einem dazwischen liegenden Separator 2 als Isolator an-geordnet sind, und ein scheibenf?rmiges Geh?use 3 aus Aluminium, das die positiven und negativen Festelektroden 1a, 1b und den Separator 2 darin aufnimmt. Der Separator 2 ist z. B. aus Glasfasern hergestellt. Die positiven und negativen Festelektroden 1a, 1b und der Separator 2 sind gemeinsam mit einer elektrolytischen L?sung (nicht gezeigt) in dem Geh?use 3 aufgenommen. Das Geh?use 3 ist mit einem Aluminiumdeckel 5 verschlossen, dessen Umfangsrand mit dem Geh?use 3 über eine Kunststoffdichtung 4 verbunden ist.
Die Festelektroden 1a, 1b sind mit Innenfl?chen des Geh?uses 3 bzw. des Deckels 5 durch elektrisch leitf?higen Klebstoff o. dgl. verbunden. Die Innenfl?chen des Geh?uses 3 und des Deckels 5 dienen als Stromaufneh-mer für die Festelektroden 1a, 1b. Das Geh?use 3 hat eine Aussenfl?che, die als negativer Verbindungsanschluss genutzt werden kann, und der Deckel 5 hat eine Aussenfl?che, die als positiver Verbindungsanschluss genutzt werden kann.
Nachfolgend wird ein elektrochemischer Kondensator nach einem Ver-gleichsbeispiel beschrieben. Der elektrochemische Kondensator nach dem Vergleichsbeispiel ist in der k?rperlichen Struktur zum erfindungsgem?-ssen elektrochemischen Kondensator, wie er in Fig. 1 gezeigt ist, iden-tisch. Nach dem Vergleichsbeispiel enthalten die Festelektroden 1a, 1b ein Lithiumvanadiumoxid (LiV3O8). Insbesondere werden die Festelek-troden 1a, 1b hergestellt durch Mischen von 45 Gewichtsteilen Lithium-vanadiumoxid (LiV3O8), 45 Gewichtsteilen elektrisch leitf?higem Füller aus Russ (Handelsname: DENKA BLACK, hergestellt von Denki Kagaku Kogyo K. K.) und 10 Gewichtsteilen Polytetrafluorethylen als Bindemittel, und Pressen des Gemisches zu einer Scheibenform mit einem Durch-messer von 20 mm. Jede der Festelektroden 1a, 1b hat ein Gewicht von 150 mg.
Das Lithiumvanadiumoxid kann nach einem Sol-Gel-Verfahren hergestellt werden durch Mischen einer vorbestimmten Menge einer L?sung von in organischem L?sungsmittel gel?stem Lithiumpropoxid mit einer vor-bestimmten Menge einer L?sung von in organischem L?sungsmittel gel?stem Vanadiumpropoxid, und Hydrolysieren und Kondensieren des Gemischs.
Die elektrolytische L?sung enth?lt eine Propylencarbonatl?sung von Lithiumtetrafluorborat (LiBF4) und hat eine Konzentration von 1 Mol/Liter.
Fig. 2 zeigt eine Lade- und Entladekurve, die aufgetragen wurde, wenn der elektrochemische Kondensator nach dem Vergleichsbeispiel mit konstantem Strom bei konstanter Spannung geladen wurde. Insbeson-dere wurde der elektrochemische Kondensator nach dem Vergleichs-beispiel mit einem Konstantstrom von 5 mA geladen, und nachdem die Ladespannung 2 V erreicht hatte, wurde der elektrochemische Kon-densator nach dem Vergleichsbeispiel mit einer konstanten Spannung von 2 V für 2 Stunden geladen. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, dass die Spannung über dem elektrochemischen Kondensator nach dem Ver-gleichsbeispiel zu Beginn der Entladung scharf abfiel.
Fig. 3 zeigt eine Lade- und Entladekurve der Potentiale der Elektroden, die durch einen Dreielektrodenprozess unter Verwendung einer Lithium-elektrode als Referenzelektrode gemessen wurden, wobei die Kurve aufgetragen wurde, wenn der elektrochemische Kondensator nach dem Vergleichsbeispiel unter den gleichen Bedingungen wie für die in Fig. 2 gezeigte Lade- und Entladekurve geladen wurde. Aus Fig. 3 ist zu entnehmen, dass der scharfe Spannungsabfall bei Entladebeginn des elektrochemischen Kondensators nach dem Vergleichsbeispiel an der positiven Elektrode auftrat.
In dem elektrochemischen Kondensator nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung enth?lt die negative Festelektrode 1a Lithiumva-nadiumoxid (LiV3O8) und die positive Festelektrode 1b ist aus Aktivkohle hergestellt. Die negative Festelektrode 1a nach der ersten Ausführung ist identisch zur negativen Festelektrode 1a nach dem Vergleichsbeispiel. Das heisst, die negative Festelektrode 1a nach der ersten Ausführung wird hergestellt durch Mischen von 45 Gewichtsteilen Lithiumvanadium-oxid (LiV3O8), 45 Gewichtsteilen eines elektrisch leitf?higen Füllers aus Russ (Handelsname: DENKA BLACK, hergestellt von Denki Kagaku Kogyo K. K.), sowie 10 Gewichtsteilen Polytetrafluorethylen als Bindemittel, und Pressen des Gemischs zu einer Scheibenform mit einem Durchmesser von 20 mm. Die Festelektrode 1a hat ein Gewicht von 150 mg. Anstelle von DENKA BLACK, hergestellt von Denki Kagaku Kogyo K. K. kann der elektrisch leitf?hige Füller KETJEN BLACK (Handelsname) sein, herge-stellt von Mitsubishi Chemical Corp. oder PRINTEX (Handelsname), hergestellt von Dekusa o. dgl.
Die positive Festelektrode 1b ist aus einem Dampf-aktivierten Kohlenstoff oder Alkali-aktivierten Kohlenstoff hergestellt, dessen spezifische Ober-fl?che im Bereich von 100 bis 3000 m2/g liegt. Der Kohlenstoff kann z. B. BAC-PW (Handelsname) sein, hergestellt von Kureha Chemical Industry Co., Ltd. Die positive Festelektrode 1b wird hergestellt durch Formen des Kohlenstoffs zu einer Scheibenform mit einem Durchmesser von 20 mm und hat ein Gewicht von 100 mg.
Die elektrolytische L?sung enth?lt Propylencarbonatl?sung von Lithium-tetrafluorborat (LiBF4) und hat eine Konzentration von 1 Mol/Liter. Jedoch ist die elektrolytische L?sung nicht auf obige L?sung beschr?nkt, und sie kann eine andere bekannte elektrolytische L?sung enthalten, z. B. eine Propylencarbonatl?sung von Lithiumhexafluorphosphat (LiPF6).
Fig. 4 zeigt eine Lade- und Entladekurve der Potentiale der Elektroden, gemessen durch einen Dreielektrodenprozess unter Verwendung einer Lithiumelektrode als Referenzelektrode, wobei die Kurve aufgetragen ist, wenn der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung unter den gleichen Bedingungen geladen wurde wie jenen für die in Fig. 2 gezeigte Lade- und Entladekurve.
Aus Fig. 4 ist ersichtlich, dass beim Entladebeginn des elektrochemi-schen Kondensators nach der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung kein scharfer Spannungsabfall an der positiven Elektrode auftrat, und der elektrochemische Kondensator in der Lage ist, eine grosse elektrische Energiemenge zu entladen.
Die elektrochemischen Kondensatoren nach der ersten Ausführung und dem Vergleichsbeispiel wurden mit dem konstanten Strom und der konstanten Spannung unter den gleichen Bedingungen wie jenen für die in Fig. 2 gezeigte Lade- und Entladekurve geladen, und es wurden verschiedene Eigenschaften gemessen. Die gemessenen Eigenschaften der elektrochemischen Kondensatoren nach der ersten Ausführung und nach dem Vergleichsbeispiel sind in der unten gezeigten Tabelle 1 ange-geb6
en, und ihre Lade- und Entladekurven sind in Fig. 5 gezeigt.Tabelle 1Eine Rückschau auf Tabelle 1 zeigt, dass der elektrochemische Kondensa-tor nach der ersten Ausführung eine gr?ssere elektrische Energiemenge entladen kann als der elektrochemische Kondensator nach dem Ver-gleichsbeispiel. Die ?berprüfung von Fig. 5 zeigt, dass, weil der elek-trochemische Kondensator nach der ersten Ausführung keinen scharfen Spannungsabfall unmittelbar nach seinem Entladebeginn zeigt, die Zeitdauer, über die der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung eine hohe Spannung erzeugen kann, l?nger ist als die Zeit-dauer, über die der elektrochemische Kondensator nach dem Vergleichs-beispiel eine hohe Spannung erzeugen kann.
Der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung und ein herk?mmlicher elektrochemischer Kondensator wurden mit konstantem Strom und konstanter Spannung wie folgt geladen: Jeder elektroche-mische Kondensator wurde mit einem konstanten Strom von 5 mA geladen, und nachdem die Ladespannung 2,5 V erreicht hatte, wurde der elektrochemische Kondensator nach dem Vergleichsbeispiel mit kon-stanter Spannung von 2,5 V über 2 Stunden geladen. Der herk?mmliche elektrochemische Kondensator ist ein elektrischer Doppelschichtkon-densator, der den gleichen k?rperlichen Aufbau hat wie der in Fig. 1 gezeigte. In dem herk?mmlichen elektrochemischen Kondensator ist jede der Festelektroden 1a, 1b hergestellt durch Formen von Aktivkohle (BAC-PW (Handelsname), hergestellt von Kureha Chemical Industry Co., Ltd.) zu einer Scheibenform mit einem Durchmesser von 20 mm. Jede der Festelektroden 1a, 1b hat ein Gewicht von 100 mg.
Eine Eigenschaft der elektrochemischen Kondensatoren ist in der folgen-den Tabelle 2 angegeben, und ihre Lade- und Entladekurven sind in Fig. 6 gezeigt. Fig. 6 zeigt auch die Lade- und Entladekurve (siehe Fig. 5) des elektrochemischen Kondensators nach dem Vergleichsbeispiel.Tabelle 2Tabelle 1 zeigt, dass der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung eine gr?ssere elektrische Energiemenge entladen kann als der herk?mmliche elektrochemische Kondensator (ein elektrischer Doppel-schichtkondensator). W?hrend aus Fig. 5 ersichtlich ist, dass die Zeit-dauer, über die der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung eine hohe Spannung erzeugen kann, l?nger ist als die Zeit-dauer, über die der elektrochemische Kondensator nach dem Vergleichs-beispiel eine hohe Spannung erzeugen kann, ist auch die Zeitdauer, über die der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung eine hohe Spannung erzeugen kann, ebenfalls l?nger als die Zeitdauer, über die der herk?mmliche elektrochemische Kondensator (der elektrische Doppelschichtkondensator) eine hohe Spannung erzeugen kann.
Zweite Ausführung:
Ein elektrischer Kondensator nach einer zweiten Ausführung hat die in Fig. 1 gezeigte Struktur und wird in der gleichen Weise hergestellt wie der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung, ausser dass das Lithiumvanadiumoxid vom in der ersten Ausführung benutzten LiV3O8 ausgetauscht wurde gegen LiV2O5, das ein Gemisch von tetrava-lentem Vanadium und pentavalentem Vanadium enth?lt.
Der elektrochemische Kondensator nach der zweiten Ausführung wurde mit dem konstanten Strom bei der konstanten Spannung unter den gleichen Bedingungen geladen wie jenen für die in Fig. 2 gezeigte Lade- und Entladekurve, und es wurden verschiedene Eigenschaften gemessen. Die gemessenen Eigenschaften der elektrochemischen Kondensatoren nach der zweiten Ausführung, zusammen mit den Eigenschaften des elektrochemischen Kondensators nach der ersten Ausführung, welche die gleichen sind wie die numerischen Werte in Tabelle 1), sind in der unten gezeigten Tabelle 3 angegeben.
Dritte Ausführung:
Ein elektrochemischer Kondensator nach einer dritten Ausführung hat die in Fig. 1 gezeigte Struktur und wird in der gleichen Weise hergestellt wie der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung, ausser, dass das Lithiumvanadiumoxid vom in der ersten Ausführung benutzten LiV3O8 gegen Li2V2O5 ausgetauscht wurde, das tetravalentes Vanadium enth?lt.
Der elektrochemische Kondensator nach der dritten Ausführung wurde mit dem konstanten Strom bei der konstanten Spannung unter den gleichen Bedingungen wie jenen für die in Fig. 2 gezeigte Lade- und Entladekurve geladen, und es wurden verschiedene Eigenschaften gemessen. Die gemessenen Eigenschaften der elektrochemischen Kon-densatoren nach der dritten Ausführung, zusammen mit den Eigenschaf-ten des elektrochemischen Kondensators nach der ersten Ausführung (die die gleichen sind wie die numerischen Werte in Tabelle 1) sind in der unten gezeigten Tabelle 3 angegeben.Tabelle 3
Aus Tabelle 3 ist ersichtlich, dass der elektrochemische Kondensator nach der zweiten Ausführung, der LiV2O5 verwendet, das ein Gemisch von tetravalentem Vanadium und pentavalentem Vanadium als Lithiumvana-diumoxid enth?lt, und der elektrochemische Kondensator nach der dritten Ausführung, der Li2V2O5 verwendet, das tetravalentes Vanadium als Lithiumvanadiumoxid enth?lt, zeigen die gleichen Eigenschaften wie der elektrochemische Kondensator nach der ersten Ausführung, der LiV3O8 verwendet, das pentavalentes Vanadium enth?lt.
In jeder der obigen Ausführungen hat der elektrochemische Kondensator die in Fig. 1 gezeigte k?rperliche Struktur. Jedoch ist der elektroche-mische Kondensator nach der vorliegenden Erfindung nicht auf die in Fig. 1 gezeigte k?rperliche Struktur beschr?nkt, sondern kann andere Strukturen haben, einschliesslich einer Struktur, bei der eine Mehrzahl positiver und negativer Elektrodenelemente, jeweils mit einer an einem Stromaufnehmer angeordneten polarisierten Elektrode abwechselnd mit dazwischen angeordneten Separatoren aufeinandergeschichtet sind, und wobei von den Stromaufnehmern kommende Leiter mit positiven und negativen Verbindungsanschlüssen verbunden sind.
Obwohl bestimmte bevorzugte Ausführungen der vorliegenden Erfindung gezeigt und im Detail beschrieben wurden, versteht es sich, dass ver-schiedene ?nderungen und Modifikationen darin erfolgen k?nnen, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.
Ein elektrolytischer Kondensator besitzt ein Paar positiver und negativer Elektrodenelemente, die jeweils eine Festelektrode aufweisen, die an einer Seite eines Stromaufnehmers angeordnet ist. Das positive und das negative Elektrodenelement sind einander gegenüberliegend mit einem dazwischen befindlichen Separator angeordnet. Das positive und das negative Elektrodenelement sind, gemeinsam mit einer elektrolytischen L?sung, in dem Geh?use aufgenommen. Die Festelektrode des negativen Elektrodenelements ist aus Lithiumvanadiumoxid und einem elektrisch leitf?higen Füller hergestellt, und die Festelektrode des positiven Elek-trodenelements ist aus Aktivkohle hergestellt.
& 2004-. All rights reserved.}