专利摘要:
本發明係揭露一種包含一膠態電解質之超級電容器及其製造方法,該膠態電解質,是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成之一群組的其中之一。
公开号:TW201320128A
申请号:TW101134847
申请日:2012-09-24
公开日:2013-05-16
发明作者:Hsi-Sheng Teng;Sheng-Shu Hou;Ping-Lin Kuo;Cheng-Wei Huang;Ching-An Wu
申请人:Univ Nat Cheng Kung;
IPC主号:H01G11-00
专利说明:
具P(AN-EG-AN)複合高分子膠態電解質之超級電容器及其製造方法
本發明涉及包含一膠態電解質之超級電容器(supercapacitor)及其製造方法,該膠態電解質尤指一種用於超級電容器之高導電性共聚合物P(AN-EG-AN)之膠態電解質。
超級電容器可使用液相及有機相電解質,而有機相電解質系統可用的電位窗遠比液相電解質系統大。一個傳統的使用液相電解質之超級電容器,例如一電雙層電容器(electric double layer capacitor,EDLC)的電路示意圖如第一圖(a)所示。在第一圖(a)中,該超級電容器1電連接於一開關SW與一直流電源VDC,且包含一第一電容11、一第二電容12、一隔離膜(separator)13與一液相電解質14。其中,該第一電容11包括一電流集電器(current collector)111(未顯示,見第一圖(b))與一碳材料(carbon material)112,且該第二電容12包括一電流集電器121(未顯示,見第一圖(b))與一碳材料122。第一圖(b)則顯示該傳統的使用液相電解質之超級電容器的另一電路示意圖。如第一圖(b)所示,該超級電容器1包括該電流集電器111、該碳材料112、該隔離膜13、該電流集電器121與該碳材料122。但有機相電解質的劣化及液漏的情況容易發生,因此發展出固態及膠態電解質以解決以上的問題。而固態及膠態PEO高分子電解質的導電度範圍約只有10-8-10-4及10-4-10-3 S cm-1,仍不足以超越有機相電解質。
是故,為了提高膠態電解質的實用性及導電度,使其具有高導電度(例如,>10-2 S cm-1)、低阻抗、高能量密度及高功率功密度及寬廣的工作電位窗等特性,以便將此膠態共聚合物製成薄膜狀之電解質,俾能適合於超級電容器之使用,實為本領域一亟待解決的問題。
職是之故,發明人鑒於習知技術之缺失,乃思及改良發明之意念,終能發明出本案之「具P(AN-EG-AN)複合高分子膠態電解質之超級電容器及其製造方法」。
本案之主要目的在於提供一種包含一膠態電解質之超級電容器及其製造方法,該包括高導電性共聚合物P(AN-EG-AN)之膠態電解質,具有高導電度(例如,>10-2 S cm-1)、低阻抗、高能量密度及高功率功密度及寬廣的工作電位窗等特性,此膠態共聚合物製成薄膜狀之電解質,適用於超級電容器。
本案之又一主要目的在於提供一種超級電容器,包含一膠態電解質,是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成之一群組的其中之一。
本案之下一主要目的在於提供一種電荷儲存裝置,包含一膠態電解質,是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成之一群組的其中之一。
本案之再一主要目的在於提供一種超級電容器之製造方法,包含下列之步驟:提供一第一電流集電器層、一第一電極物料層、一膠態電解質層、一第二電極物料層與一第二電流集電器層,其中該膠態電解質層包含一膠態電解質,且該膠態電解質是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成的群組其中之一;以一有機溶劑或一電解液潤濕該第一與該第二電極物料層;以及壓合該第一電流集電器層、該經潤濕之第一電極物料層、該膠態電解質層、該經潤濕之第二電極物料層與該第二電流集電器層,使該膠態電解質層嵌入該經潤濕之第一電極物料層與該經潤濕之第二電極物料層並與該經潤濕之第一電極物料層與該經潤濕之第二電極物料層緊密接合,以製造包含一第一電流集電器、一第一電極、該膠態電解質、一第二電極與一第二電流集電器之該超級電容器。
本案之另一主要目的在於提供一種電荷儲存裝置之製造方法,包含下列之步驟:提供一第一電流集電器層、一第一電極物料層、一膠態電解質層、一第二電極物料層與一第二電流集電器層,其中該膠態電解質層包含一膠態電解質,且該膠態電解質是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成的群組其中之一;以一有機溶劑或一電解液潤濕該第一與該第二電極物料層;以及壓合該第一電流集電器層、該經潤濕之第一電極物料層、該膠態電解質層、該經潤濕之第二電極物料層與該第二電流集電器層,以製造包含一第一電流集電器、一第一電極、該膠態電解質、一第二電極與一第二電流集電器之該超級電容器。
本案之下一主要目的在於提供一種電荷儲存裝置之製造方法,包含下列之步驟:提供一第一電流集電器層、一第一電極物料層、一膠態電解質層、一第二電極物料層與一第二電流集電器層,其中該膠態電解質層包含一膠態電解質,且該膠態電解質是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成的群組其中之一;以一有機溶劑或一電解液潤濕該第一與該第二電極物料層;以及壓合該第一電流集電器層、該經潤濕之第一電極物料層、該膠態電解質層、該經潤濕之第二電極物料層與該第二電流集電器層,以製造該電荷儲存裝置。
為了讓本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂,下文特舉較佳實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下:
為了提高膠態電解質的實用性及導電度,本發明針對超級電容器,例如一電雙層電容器或一擬電容器之需求,設計一高導電度共聚合物,是由poly(ethylene glycol)(PEG)及poly(acrylonitrile)(PAN)組成的共聚合物,例如選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物,一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成之一群組的其中之一。
其中,例如由該P(AN-EG-AN)共聚合物所形成之一薄膜具有高透光性、高熱穩定性、高電化學穩定性與機械強度佳等特點,當與一鋰鹽,例如一過氯酸鋰(LiClO4)及一具有一醯胺的塑化劑,例如一二甲基甲醯胺(DMF)混摻後,具有高導電度(例如,>10-2 S cm-1)、低阻抗、高能量密度及高功率功密度及寬廣的工作電位窗等特性,將此膠態共聚合物製成薄膜狀之電解質,特別適合超級電容器的應用。P(AN-EG-AN)的結構設計上採用具有高傳導陽離子特性的ethylene oxide(EO)鏈段做為傳導陽離子的主體,再搭配具有高柔韌特性的PAN鏈段用以彌補單純使用PEG時機械強度的不足,此外PAN上的CN官能基亦可協助陽離子的傳輸,進而使整個P(AN-EG-AN)高分子鏈皆可傳導陽離子。
將PAN及PEG之共聚合物P(AN-EG-AN)做為膠態電解質(其中摻雜鋰鹽,例如:過氯酸鋰以及塑化劑,例如:二甲基甲醯胺),並以活性碳纖維做為電極,組裝成二極式電容器,例如一超級電容器(其為一電雙極電容器或一擬電容器),是透過一擠壓的程序而形成。本膠態電解質之機械強度低,可透過擠壓方式,使電解質進出電極顆粒間。該膠態電解質的作用為提供電解質以及隔離膜。第二圖(a)顯示一依據本發明構想之較佳實施例之使用膠態電解質的超級電容器,例如一電雙層電容器(EDLC),在擠壓形成前的示意圖。在第二圖(a)中,該超級電容器2,在擠壓形成前,包含一電流集電器211與一包括複數個電極顆粒之活性碳212(例如:一活性碳纖維)、一電流集電器221與一包括複數個電極顆粒之活性碳222和未來在擠壓之後將形成一隔離膜23與一膠態電解質24之一共聚合物P(AN-EG-AN)(其中摻雜鋰鹽,例如:過氯酸鋰以及塑化劑,例如:二甲基甲醯胺)23+24。第二圖(b)顯示一依據本發明構想之較佳實施例之超級電容器於擠壓形成後的示意圖。在第二圖(b)中,該超級電容器2包含該電流集電器211、該包括複數個電極顆粒之活性碳212、該電流集電器221、該包括複數個電極顆粒之活性碳222和該隔離膜23(形成於該擠壓後的膠態電解質23+24的中央部位)以及該膠態電解質24。
為瞭解P(AN-EG-AN)製備之膠態電解質(GE)與習知之液態電解質(LE)之間的差異及性能,以下透過電化學測試來作一比較。
第三圖(a)與第三圖(b)分別顯示一習知之液態電解質(LE)與依據本發明構想之一膠態電解質(GE)依據循環伏安法在低速(10 mV s-1)至高速(2000 mV s-1)的不同狀態下其電容值相對於其電位值之電容曲線圖。如第三圖(a)與第三圖(b)所示,有機電解質(LE)及膠態電解質(GE)皆有良好的電容儲存能力,圖中至高速500 mV s-1下,仍可維持相當的電容曲線,僅只有少許的偏折,且膠態電解質(GE)顯示較有機電解質(LE)為佳之電容儲存能力。
第四圖顯示PEG 6K系列的共聚合物的導電度相對於過氯酸鋰(g)/PEG-b-PAN(g)的示意圖。由此圖可看出,PEG 6K系列的共聚合物中以LiClO4(g)/polymer(g)=4時會有較高的導電度值,其中當PEG 6K-b-PAN 30時具有相對最高之導電度值,而30是代表AN相對於PEG的反應莫耳比為30倍。據本發明之其他實驗數據(未顯示)可知,PEG 6K系列的共聚合物,較其他系列的共聚合物具有較高之導電度值,推測是因當共聚合物中EO鏈段較短時(例如PEG 1K系列),傳遞鋰離子的能力較低;而當EO鏈段較長時(例如PEG 10K系列),傳遞鋰離子的能力較低是因PEG鏈段的再結晶所造成。
第五圖分別顯示有機電解質(LE)及膠態電解質(GE)之特定電容值相對於放電電流的曲線圖。在第五圖中,有機電解質(LE)的濃度為1莫耳的過氯酸鋰溶解於二甲基甲醯胺中,每一碳材電極具有1平方釐米的面積,且各個電容在放電前,被以1mA電流充電至2.1V的電壓值。在充放電測試中,電容量隨放電電流提高而減少,是由於電解質離子或電極內部電子傳遞形成的阻力所造成。液相有機電解質(LE)及膠態電解質(GE)用於高放電速率下,明顯地能維持高電容量的表現,但是使用膠態電解質的電容器表現比液相有機電解質更好。第五圖中,在GE及LE電容測試中,低電流速率所得到的電容量兩者相當,而GE在高電流速率下的電容量較LE高,這是由於電容器的內電阻的差異所致。而內電阻主要包括了電解質電阻、電極與電解質的接觸電阻及離子於碳孔中移動所產生之電阻。
第六圖分別顯示有機電解質(LE)及膠態電解質(GE)之特定能量相對於特定功率的曲線圖。在該圖中,膠態電解質(GE)之電容器的能量密度大於液相(LE)。例如,在高功率(10000 W kg-1)下,膠態電解質之電容器的能量密度(10.8 Wh kg-1)即明顯大於液相(LE)。
為了探討超級電容器之阻力組成,以下藉由交流阻抗進行分析。第七圖分別顯示有機電解質(LE)及膠態電解質(GE)之奈奎斯特阻抗圖(Nyquist impedance plot);其中橫軸所示為其阻抗之實數部份,縱軸所示則為其阻抗之虛數部份,而其頻率的範圍是於運用電位為0V時從10mHz至100kHz。至於其高頻範圍,是顯示在內圖中。由第七圖可知,以GE及LE做為電容器之電解質皆具有良好的電容行為,惟膠態電解質(GE)的電容器具較低的電阻。例如,在頻率1 kHz下的阻力:GE為0.94O,而LE為.37O。為探討其電阻組成,觀察高頻區阻抗的量測。在第七圖之內圖可見,GE曲線的起始點(Ri)比LE小,此表示電解質的電阻間的差異,GE的離子傳導性比LE高,是由於GE具有PEG及PAN高分子鏈,PEO具有含氧基提供鋰離子在鍵上跳動,而PAN也有助於電解質的傳遞,且P(AN-EG)聚合物對於鋰鹽的溶解度比溶液相高,因此GE的Ri比LE小。而其中的半圓為電容器電極與電解質界面接觸的情況,而GE的半圓較LE者大,是由於碳材與GE電解質的接觸阻力(Rc)所造成;而GE及LE有一明顯差別,在於半圓結束點至直線上升之過渡段,此段為碳材顆粒間的質傳阻力(EDR),以GE為電解質,其EDR明顯較低,這差異在於GE能深入電極顆粒間,使得到一較低的EDR值,而其離子在孔洞傳遞的阻力亦是GE比較小,此亦受到碳顆粒外的離子濃度差異不同所至。LE及GE的相關電阻值列於表一,其中Rp為碳材孔隙的電阻,而Rt為電容的總電阻。
表一LE及GE的相關電阻值
第八圖顯示以一捲對捲組合方式及一膠態高分子電解質(GPE)建構一電雙層電容器(EDLC)的示意圖。該電池由兩個相對的同樣的電極顆粒(碳電極)/電極物料層夾一層膠態高分子電解質薄膜而組成。該碳電極在電池組裝前,先以一鋰鹽/二甲基甲醯胺(DMF)電解液潤濕。當該膠態高分子電解質薄膜在壓力下與該潤濕的碳薄膜接觸時,由於DMF的可塑性,而使該GPE薄膜變成黏膠狀並失去其機械的完整性。這造成該高分子擴散進入該碳薄膜而將該液態電解質轉變為一膠態。此一過程為該碳/GPE的介面提供了緊密的接觸。當然,在第八圖的插圖中亦顯示了,在兩個相對的同樣的電極顆粒(碳電極)層外各有一個電流集電器(層),以及該碳/GPE/碳的類近三明治型的電池之一示意的架構。當該GPE層邊界區是黏膠狀且與碳顆粒接觸良好時,該GPE薄膜的中間部分維持其機械的完整性且穩固地作為一分隔物以分隔該電池。第八圖證明了使用所提議的固(膠)態的GPE以捲對捲方式組裝一電雙極電容器的可行性。
第九圖顯示在變動的放電電流下之特定的電容值。在最低的放電電流(0.125Ag-1)下所獲得的特定電容值是類近的:即該GPE-EDLC的各電極皆為101Fg-1。第九圖插入的小圖顯示該電位相對於時間的曲線在電池充電與放電時均為0.125Ag-1,顯示電雙層電容器之標準電容性的行為。
第十圖顯示GPE-EDLC特定的能量與功率密度結果。GPE-EDLC電池的性能可在一比能量/比功率關係圖(Ragone plot)中看出來,其比功率與比能量是位於越過電化學超級電容器的區域。其目前的性能是位於比能量/比功率關係圖的右上角,顯示了卓越的性能。 實施例:
1.一種超級電容器,包含:一膠態電解質,是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成之一群組的其中之一。
2.根據實施例1所述之電容器,為一擬電容器或一電雙層電容器。
3.根據實施例1或2所述之電容器,其中該膠態電解質更包括一鋰鹽與一具有一醯胺的塑化劑。
4.根據以上任一實施例所述之電容器,其中該鋰鹽為一過氯酸鋰,且該具有該醯胺的塑化劑為一二甲基甲醯胺。
5.根據以上任一實施例所述之電容器,更包括一電極,其中該電極為一活性碳。
6.根據以上任一實施例所述之電容器,其中該活性碳是選自由一活性碳纖維、一高孔隙碳材料、一高導電性碳材料及其組合所組成之一群組的其中之一。
7.一種電荷儲存裝置,包含:一膠態電解質,是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成之一群組的其中之一。
8.根據實施例7所述之裝置,為一擬電容器或一電雙層電容器。
9.根據實施例7或8所述之裝置,更包括一電極,其中該膠態電解質更包括一鋰鹽與一具有一醯胺的塑化劑,且該電極為一活性碳。
10.根據以上任一實施例所述之裝置,其中該鋰鹽為一過氯酸鋰,該具有該醯胺的塑化劑為一二甲基甲醯胺,且該活性碳是選自由一活性碳纖維、一高孔隙碳材料、一高導電性碳材料及其組合所組成之一群組的其中之一。
11.一種超級電容器之製造方法,包含下列之步驟:提供一第一電流集電器層、一第一電極物料層、一膠態電解質層、一第二電極物料層與一第二電流集電器層,其中該膠態電解質層包含一膠態電解質,且該膠態電解質是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成的群組其中之一;以一有機溶劑或一電解液潤濕該第一與該第二電極物料層;以及壓合該第一電流集電器層、該經潤濕之第一電極物料層、該膠態電解質層、該經潤濕之第二電極物料層與該第二電流集電器層,使該膠態電解質層嵌入該經潤濕之第一電極物料層與該經潤濕之第二電極物料層並與該經潤濕之第一電極物料層與該經潤濕之第二電極物料層緊密接合,以製造包含一第一電流集電器、一第一電極、該膠態電解質、一第二電極與一第二電流集電器之該超級電容器。
12.根據實施例11所述之製造方法,其中該超級電容器為一擬電容器或一電雙層電容器,該膠態電解質更包括一鋰鹽與一具有一醯胺的塑化劑,該第一與該第二電極物料層各為一第一與一第二碳層,該壓合步驟是以一捲對捲製程或一堆疊式製程來完成,且該第一與該第二電極是分別由該第一與該第二碳層所形成。
13.一種電荷儲存裝置之製造方法,包含下列之步驟:提供一第一電流集電器層、一第一電極物料層、一膠態電解質層、一第二電極物料層與一第二電流集電器層,其中該膠態電解質層包含一膠態電解質,且該膠態電解質是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成的群組其中之一;以一有機溶劑或一電解液潤濕該第一與該第二電極物料層;以及壓合該第一電流集電器層、該經潤濕之第一電極物料層、該膠態電解質層、該經潤濕之第二電極物料層與該第二電流集電器層,以製造包含一第一電流集電器、一第一電極、該膠態電解質、一第二電極與一第二電流集電器之該超級電容器。
14.根據實施例13所述之製造方法,其中該電荷儲存裝置為一擬電容器或一電雙層電容器,該膠態電解質更包括一鋰鹽與一具有一醯胺的塑化劑,該第一與該第二電極物料層各為一第一與一第二碳層,該壓合步驟是以一捲對捲製程或一堆疊式製程來完成,且該壓合步驟使該膠態電解質層嵌入該經潤濕之第一電極物料層與該經潤濕之第二電極物料層並與該經潤濕之第一電極物料層與該經潤濕之第二電極物料層緊密接合,而該第一與該第二電極是分別由該第一與該第二碳層所形成。
15.一種電荷儲存裝置之製造方法,包含下列之步驟:提供一第一電流集電器層、一第一電極物料層、一膠態電解質層、一第二電極物料層與一第二電流集電器層,其中該膠態電解質層包含一膠態電解質,且該膠態電解質是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成的群組其中之一;以一有機溶劑或一電解液潤濕該第一與該第二電極物料層;以及壓合該第一電流集電器層、該經潤濕之第一電極物料層、該膠態電解質層、該經潤濕之第二電極物料層與該第二電流集電器層,以製造該電荷儲存裝置。
本發明使用氧化還原聚合反應製備,例如:P(AN-EG-AN)等共聚合物,氧化還原聚合反應具有簡易合成、副反應低及可大量製備上述共聚合物的優點,適合工業化量產。本發明所用到的膠態電解質具有電化學穩定性高及可調控機械強度等優點,將其電解質用於電容器有相當好的表現。透過調控電解質及電極的性質,本發明可用簡易的捲對捲方式製備出膠態電解質電容器,此電容器更可藉此方式加以推廣及大量生產,故此膠態電解質具有極高的價值。
綜上所述,本發明提供一種包含一膠態電解質之超級電容器及其製造方法,該包括高導電性共聚合物P(EG-AN-EG)之膠態電解質,具有高導電度(例如,>10-2 S cm-1)、低阻抗、高能量密度及高功率功密度及寬廣的工作電位窗等特性,此膠態共聚合物製成薄膜狀之電解質,適用於超級電容器,故其確實具有進步性與新穎性。
是以,縱使本案已由上述之實施例所詳細敘述而可由熟悉本技藝之人士任施匠思而為諸般修飾,然皆不脫如附申請專利範圍所欲保護者。
1‧‧‧傳統的使用液相電解質之超級電容器
2‧‧‧依據本發明構想之具膠態電解質之超級電容器
11‧‧‧第一電容
111,121,211,221‧‧‧電流集電器
112,122‧‧‧碳材料
12‧‧‧第二電容
13,23‧‧‧隔離膜
14‧‧‧液相電解質
212,222‧‧‧電極顆粒
24‧‧‧膠態電解質
第一圖:其係顯示一傳統的使用液相電解質之超級電容器的電路示意圖;第二圖(a):其係顯示一依據本發明構想之較佳實施例的使用膠態電解質之超級電容器在擠壓形成前的示意圖;第二圖(b):其係顯示一依據本發明構想之較佳實施例的使用膠態電解質之超級電容器在擠壓形成後的示意圖;第三圖(a)與第三圖(b):分別顯示一習知之液態電解質(LE)與依據本發明構想之一膠態電解質(GE)依據循環伏安法在不同狀態下其電容值相對於其電位值之電容曲線圖;第四圖:其係顯示一PEG 6K系列的共聚合物的導電度相對於過氯酸鋰(g)/PEG-b-PAN(g)的示意圖;第五圖:分別顯示有機電解質(LE)及膠態電解質(GE)之特定電容值相對於放電電流的曲線圖;第六圖:分別顯示有機電解質(LE)及膠態電解質(GE)之特定能量相對於特定功率的曲線圖;以及第七圖:分別顯示有機電解質(LE)及膠態電解質(GE)之奈奎斯特阻抗圖;第八圖:顯示以一捲對捲組合方式及一膠態高分子電解質(GPE)建構一電雙層電容器的示意圖;第九圖:顯示在變動的放電電流下之特定的電容值的曲線圖;以及第十圖:顯示GPE-EDLC特定的能量與功率密度結果的能量比較圖。
2‧‧‧依據本發明構想之具膠態電解質之超級電容器
211,221‧‧‧電流集電器
212,222‧‧‧電極顆粒
23‧‧‧隔離膜
24‧‧‧膠態電解質
权利要求:
Claims (15)
[1] 一種超級電容器,包含:一膠態電解質,是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成之一群組的其中之一。
[2] 如申請專利範圍第1項所述之電容器,為一擬電容器或一電雙層電容器。
[3] 如申請專利範圍第1項所述之電容器,其中該膠態電解質更包括一鋰鹽與一具有一醯胺的塑化劑。
[4] 如申請專利範圍第3項所述之電容器,其中該鋰鹽為一過氯酸鋰,且該具有該醯胺的塑化劑為一二甲基甲醯胺。
[5] 如申請專利範圍第1項所述之電容器,更包括一電極,其中該電極為一活性碳。
[6] 如申請專利範圍第5項所述之電容器,其中該活性碳是選自由一活性碳纖維、一高孔隙碳材料、一高導電性碳材料及其組合所組成之一群組的其中之一。
[7] 一種電荷儲存裝置,包含:一膠態電解質,是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成之一群組的其中之一。
[8] 如申請專利範圍第7項所述之裝置,為一擬電容器或一電雙層電容器。
[9] 如申請專利範圍第7項所述之裝置,更包括一電極,其中該膠態電解質更包括一鋰鹽與一具有一醯胺的塑化劑,且該電極為一活性碳。
[10] 如申請專利範圍第9項所述之裝置,其中該鋰鹽為一過氯酸鋰,該具有該醯胺的塑化劑為一二甲基甲醯胺,且該活性碳是選自由一活性碳纖維、一高孔隙碳材料、一高導電性碳材料及其組合所組成之一群組的其中之一。
[11] 一種超級電容器之製造方法,包含下列之步驟:提供一第一電流集電器層、一第一電極物料層、一膠態電解質層、一第二電極物料層與一第二電流集電器層,其中該膠態電解質層包含一膠態電解質,且該膠態電解質是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成的群組其中之一;以一有機溶劑或一電解液潤濕該第一與該第二電極物料層;以及壓合該第一電流集電器層、該經潤濕之第一電極物料層、該膠態電解質層、該經潤濕之第二電極物料層與該第二電流集電器層,使該膠態電解質層嵌入該經潤濕之第一電極物料層與該經潤濕之第二電極物料層並與該經潤濕之第一電極物料層與該經潤濕之第二電極物料層緊密接合,以製造包含一第一電流集電器、一第一電極、該膠態電解質、一第二電極與一第二電流集電器之該超級電容器。
[12] 如申請專利範圍第11項所述之製造方法,其中該超級電容器為一擬電容器或一電雙層電容器,該膠態電解質更包括一鋰鹽與一具有一醯胺的塑化劑,該第一與該第二電極物料層各為一第一與一第二碳層,該壓合步驟是以一捲對捲製程或一堆疊式製程來完成,且該第一與該第二電極是分別由該第一與該第二碳層所形成。
[13] 一種電荷儲存裝置之製造方法,包含下列之步驟:提供一第一電流集電器層、一第一電極物料層、一膠態電解質層、一第二電極物料層與一第二電流集電器層,其中該膠態電解質層包含一膠態電解質,且該膠態電解質是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成的群組其中之一;以一有機溶劑或一電解液潤濕該第一與該第二電極物料層;以及壓合該第一電流集電器層、該經潤濕之第一電極物料層、該膠態電解質層、該經潤濕之第二電極物料層與該第二電流集電器層,以製造包含一第一電流集電器、一第一電極、該膠態電解質、一第二電極與一第二電流集電器之該超級電容器。
[14] 如申請專利範圍第13項所述之製造方法,其中該電荷儲存裝置為一擬電容器或一電雙層電容器,該膠態電解質更包括一鋰鹽與一具有一醯胺的塑化劑,該第一與該第二電極物料層各為一第一與一第二碳層,該壓合步驟是以一捲對捲製程或一堆疊式製程來完成,且該壓合步驟使該膠態電解質層嵌入該經潤濕之第一電極物料層與該經潤濕之第二電極物料層並與該經潤濕之第一電極物料層與該經潤濕之第二電極物料層緊密接合,而該第一與該第二電極是分別由該第一與該第二碳層所形成。
[15] 一種電荷儲存裝置之製造方法,包含下列之步驟:提供一第一電流集電器層、一第一電極物料層、一膠態電解質層、一第二電極物料層與一第二電流集電器層,其中該膠態電解質層包含一膠態電解質,且該膠態電解質是選自由一P(AN-EG-AN)共聚合物、一P(AN-EG)共聚合物、一P(EG-AN-EG)共聚合物及其組合所組成的群組其中之一;以一有機溶劑或一電解液潤濕該第一與該第二電極物料層;以及壓合該第一電流集電器層、該經潤濕之第一電極物料層、該膠態電解質層、該經潤濕之第二電極物料層與該第二電流集電器層,以製造該電荷儲存裝置。
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公开号 | 公开日
TWI587335B|2017-06-11|
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