Development of High Rate Capacitor by Optimizing Electrode Structure

优化电极结构开发高倍率电容器

• 批准号: 23360347
• 负责人: KAWASE Motoaki
• 金额: $ 11.81万
• 依托单位: Kyoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2011
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2011-04-01 至 2014-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-23360347/
• 关键词: 電気二重層キャパシター; 速度性能; 構造化電極; イオン輸送; イオンパス; モデル; 物質移動抵抗; 粒子間空隙; 混合電極; 静電容量; キャパシター; レート特性; モデリング; 粒子間空隙内イオン輸送; 複合電極; 電極構造; 炭素材料; イオンチャネル; 高放電電流密度

At the high discharge rate, the diffusion resistance of ion in the through-plane direction of electrode greatly deteriorates the discharge rate of electrochemical double-layer capacitor (EDLC). We produced structured thick electrodes with through-plane microchannel, and investigated the effects of the structured electrodes on the discharge rate. Two types of structured electrodes with through-plane microchannel, multi-cylindrical-channel electrode (MCE) and multi-layered electrode (MLE) were prepared and the specific capacitance per weight of MCE and MLE were measured. Multi-cylindrical-channel and porous layer of MLE function as ion path. The specific capacitance of MCE and MLE was improved from that of a normal electrode in the high discharge rate region.We also built the model taking into acount mass transfer resistance of ion passing through the pore in the particle and between the particles in order to give the design guideline of EDLC.

在高放电速率下，离子沿电极面方向的扩散阻力严重影响了双电层电容器的放电速率。我们制作了具有贯穿平面微通道的结构化厚电极，并研究了结构化电极对放电速率的影响。制备了两种结构的贯通平面微通道电极：多圆柱通道电极（MCE）和多层电极（MLE），并测量了MCE和MLE的单位重量比电容。MLE的多圆柱通道和多孔层起到了离子通道的作用，在高倍率放电区，MCE和MLE的比电容都比普通电极有了较大的提高，并建立了考虑离子通过颗粒内孔和颗粒间传质阻力的模型，为EDLC的设计提供了依据。

项目成果

マクロ空隙を設けた電極構造による電気二重層キャパシターの速度性能改善

使用具有大空隙的电极结构提高双电层电容器的速度性能

• 发表时间: 2014
• 作者: T. Tagawa;T. Sengoku;H. Yamada;河瀬 元明・平田 彩香・井上 元
• 通讯作者: 河瀬 元明・平田 彩香・井上 元

電極構造が電気二重層キャパシターの速度性能に与える影響

电极结构对双电层电容器速度性能的影响

• 发表时间: 2014
• 作者: T. Tagawa;T. Sengoku;H. Yamada;河瀬 元明・平田 彩香・井上 元;宮崎崇・平田彩香・河瀬元明
• 通讯作者: 宮崎崇・平田彩香・河瀬元明

Structured EDLC Electrode with Through-Plane Microchannel

具有贯通平面微通道的结构化 EDLC 电极

• 发表时间: 2012
• 作者: Toshinori Okura;Akira Morimoto;Gen Inoue;Motoaki Kawase
• 通讯作者: Motoaki Kawase

マイクロチャネルを形成した構造化電極による電気二重層キャパシタの速度性能向上

使用微通道结构化电极提高双电层电容器的速度性能

• 发表时间: 2012
• 作者: Toshinori Okura;Akira Morimoto;Gen Inoue;Motoaki Kawase;大倉才昇
• 通讯作者: 大倉才昇