| 主权项 |
1.一种多孔性碳电极之制法,包括: (1)取5-10wt.%PTFE粘液或亲水性PVA高分子粘液、TritonX -100分散剂及30-50wt.%水,将混合物连同容器放入超 音波震荡器内均匀震荡搅拌混合; (2)取5-30wt.%料石墨(graphite)与60-80wt.%奈米BP2000碳黑 于溶液中,搅拌并辅助超音波震荡,待搅拌震荡至 整个电极粉体液成浆状(slurry)后,加入适当比例的 异丙醇-甲醇(isopropyl alcohol-methanol)有机溶剂; (3)将整个粉体液烧杯置于水浴中加热搅拌使至电 极粉体液达到适合涂布之黏度,取出即完成电极粉 体液之制备;以及 (4)以电流收集器,经酸洗前处理后将之置于模具中 ,经多次均匀涂布,将电极粉体液涂布于电流收集 器上,并控制涂布之厚度;每涂布一次便将涂布好 的电极片放入烘箱中以去除溶剂与水份,接着将模 具取出置于热压机中,温度控制在60-85℃,压力控制 在500psi以上,重复本步骤,将电极片热压成所需厚 度之多孔性碳电极片。 2.如申请专利范围第1项之制法,其中添加之碳黑(BP 2000,15nm大小,比表面积1500m2g-1),另可为其他同样具 有高比表面积(200-5000m2g-1)或更高比表面积之活性 碳粉。 3.如申请专利范围第1项之制法,其中添加之亲水性 PVA高分子粘着液,可为具有平均分子量(Mn)31,000-120, 000之间者。 4.如申请专利范围第1项之制法,其中之电流收集器 系为镍发泡网作为基材,且模具系为不锈钢材质者 。 5.一种硷性固态高分子电解质薄膜之制法,包括: (1)选取分子量介于2,000-120,000的聚乙烯醇(PVA)高分 子,使用量为10-20wt.%,在常温下及密闭环境下与重 量比50-60wt.%之水搅拌混合溶解; (2)将重量比15-25wt.%之硷金属氢氧化物溶液在常温 及密闭环境下与重量比10-20wt.%之水混合溶解; (3)而后将两完全溶解的聚乙烯醇水溶液及硷金属 水溶液混合,将混合产生固体物其与溶液充分搅拌 ,并于密闭容器内于50-100℃反应,使为固体物共聚 合,并于常温下冷却;以及 (4)将冷却之高分子液依照所需的膜厚去控制涂布 于承载盘上,装有高分子液涂膜之承载盘上,放入 恒温恒湿箱中,控制温度在40-80℃下,湿度在20-50RH%, 放置30-60分钟,使成固态高分子电解质膜,取出承载 盘置于常温下平衡,即可将薄膜轻易的取下而成。 6.如申请专利范围第5项之制法,其中之硷金属氢氧 化物可以为KOH、NaOH、LiOH或混合式硷金属KOH+LiOH、 NaOH+LiOH等化合物。 7.如申请专利范围第5项之制法,其中之聚乙烯醇高 分子具有80%以上之皂化度。 8.如申请专利范围第5项之制法,其中聚乙烯醇高分 子,可为具有平均分子量50,000-120,000之间者。 9.如申请专利范围第5项之制法,其中该法可加入玻 璃纤维布、PE/PP多孔性薄膜、Nylon多孔性薄膜,厚 度在20-800m,依制程需要选择不同基材薄膜厚制 备成复合式硷性固态高分子电解质薄膜,藉以提高 机械强度、热安性佳、电化学稳定性好。 10.如申请专利范围第5项之制法,其中聚乙烯醇高 分子中可以添加奈米级粒子或粉末,其中加入奈米 级粒子可以是亲水性二氧化矽、二氧化钛、二氧 化铈、三氧化二铝陶瓷材料粉末,以改善聚乙烯醇 高分子电解质薄膜的离子导电度、电化学稳定度 以及机械强度等。 11.一种电双层电容器,含正极电极片、负极电极片 及硷性固态高分子电解质薄膜之结构,其特征为: 上述电极片系使用如申请专利范围第1项制法所得 之多孔性碳电极;硷性固态高分子电解质薄膜中, 使用可以含有KOH、NaOH、LiOH或混合式KOH+LiOH、NaOH+ LiOH等不同电解液。 12.一种电双层电容器,系于一对多孔性碳电极间, 介以硷性固态高分子电解质薄膜而成,其特征为: 上述硷性固态高分子电解质薄膜,系使用如申请专 利范围第5项制法所得之硷性固态高分子电解质薄 膜。 13.一种如申请专利范围第11项或第12项之电双层电 容器,其系可依需求制备为各种型态,如卷绕型、 积层型、方形、圆形等不同形状。 14.一种如申请专利范围第11项或第12项之电双层电 容器,其系可以串联或并联,做成不同电压大小之 电容器。 15.一种如申请专利范围第11项或第12项之电双层电 容器,其系可制作不同大小尺寸面积之电容器。 图式简单说明: 图1系以本发明之硷性固态高分子电双层电容器之 多孔性电极"粉体液(slurry)"制备流程。 图2系以本发明之硷性固态高分子电双层电容器之 "多孔性碳电极"制备流程。 图3系以本发明之硷性固态高分子电双层电容器之 高分子电解质薄膜制作流程。 图4系以本发明之硷性固态高分子电容器之结构示 意图。 图5(a)及图5(b)系以本发明之制备之多孔性碳电极 的表面SEM图。 图6系以本发明之多孔性碳电极,在-0.8-0.2V之间的 循环伏安图(cyclic voltammetry,CV法),其电位扫瞄速率 分别是10、50、100mV/s。 图7系以本发明之硷性固态高分子电容器,以固定 电位扫描速率10mV/s,在不同工作电压范围内之循环 伏安图。 图8(a)及图8(b)系比较不同电双层电容器在不同扫 描速率下之循环伏安图。 图9(a)及图9(b)系以本发明之硷性固态高分子电容 器,在0-0.8V之间的循环充放电图,其充放电流固定 在2、10、20、50mA以及100mA。 图10在固定充放电流为10mA及在0-0.8V间,比较不同电 双层电容器的循环充放电图。 图11系比较不同电双层电容器之电化学阻抗分析 图(Nyquist plot)。 图12、电化学阻抗分析图,在10mHz-100kHz频率范围下, 频率振幅为10mV,比较不同电双层电容器的比电容 量(F/g)。 图13系比较不同电双层电容器的比电容量(Cspec)对 连续充/放电次数之比较分析图。 |
