Суперконденсатор на основе наноструктурированного углеродного материала
Патенты
| Язык: |
Русский |
| Тип: |
Патент на изобретение |
| Номер (11) |
RU 2820678 С1 |
| Номер заявки (21): |
2023135730 |
| Дата подачи заявки (22): |
28 дек. 2023 г. |
| Дата начала отсчета срока действия патента (24): |
28 дек. 2023 г. |
| Дата публикации патента (44,45,46): |
7 июн. 2024 г. |
| Дата публикации заявки (43): |
|
| Авторы |
Елецкий П.М.
,
Бородина О.А.
,
Лебедева М.В.
,
Мозылева М.А.
,
Козлов Д.В.
,
Яковлев В.А.
|
| Организации |
| 1 |
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (Новосибирский государственный университет, НГУ)
|
|
Изобретение относится к области электротехники, а именно к суперконденсаторам с двойным электрическим слоем, и может быть использовано для изготовления электродов из пористых наноструктурированных углеродных материалов с различными типами пористой структуры (микро-, микро-мезо-, либо мезопористые), полученной путем активации лигноцеллюлозного сырья ортофосфорной кислотой. Повышение энергетической эффективности и стабильности суперконденсатора является техническим результатом, который достигается тем, что электроды суперконденсатора выполнены из материала, содержащего, масс.%: политетрафторэлитен 3-8, углеродные нанотрубки 1-12, остальное - наноструктурированный пористый углеродный материал, который имеет микропористую или микро-мезопористую или мезопористую структуру, а также содержит фосфор в виде Р-содержащих функциональных групп в количестве 0,5-5,0 масс.%, при этом электроды погружены в неводный электролит ионной жидкости BMIMBF4 в ацетонитриле. Суперконденсатор имеет рабочее напряжение 2,7 В, обладает массовой емкостью при плотности тока зарядки/разрядки 0,6 А/г 19,5-32,1 Ф/г, объемной емкостью 13,8-24,3 Ф/см3 и снижением удельной емкости за 5000 непрерывных циклов заряжения/разряжения при плотности тока разряжения 2 А/г, которая составляет 8-15%. 1 з.п. ф-лы, 16 пр.
FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical engineering, namely to supercapacitors with a double electric layer, and can be used for making electrodes from porous nanostructured carbon materials with different types of porous structure (micro-, micro-meso- or mesoporous), obtained by activating lignocellulose material with orthophosphoric acid. Supercapacitor electrodes are made of material containing, wt.%: polytetrafluoroethylene 3–8, carbon nanotubes 1–12, balance – nanostructured porous carbon material, which has microporous or micro-mesoporous or mesoporous structure, and also contains phosphorus in form of P-containing functional groups in amount of 0.5–5.0 wt.%, wherein the electrodes are immersed in a non-aqueous electrolyte of the ionic liquid BMIMBF4 in acetonitrile. Supercapacitor has an operating voltage of 2.7 V, has a mass capacity at a charging/discharging current density of 0.6 A/g 19.5–32.1 F/g, volumetric capacity of 13.8–24.3 F/cm3 and reduction of specific capacity for 5,000 continuous charging/discharging cycles at discharge current density of 2 A/g, which is 8–15%.
EFFECT: high energy efficiency and stability of the supercapacitor.