一种具有4个双电层结构的单体高压超级电容器.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利说明书

(10)申请公布号CN105097296A

(43)申请公布日2015.11.25

(21)申请号CN201510426489.3

(22)申请日2015.07.20

(71)申请人蒋岑

地址430068湖北省武汉市洪山区湖北工业大学工程技术学院

(72)发明人蒋岑蒋述金李智琳

(74)专利代理机构武汉科皓知识产权代理事务所(特殊普通合伙)

代理人鲁力

(51)Int.CI

权利要求说明书说明书幅图

(54)发明名称

一种具有4个双电层结构的单体高

压超级电容器

(57)摘要

本发明涉及一种具有4个双电层结

构的单体高压超级电容器,？它包括正电极

板（1）、负电极板（2）、隔膜（3）、非

电解质溶液和电解质溶液，隔膜（3）位于

正电极板（1）和负电极板（2）之间，且

正电极板（1）和隔膜（3）与负电极板

（2）和隔膜（3）之间分别形成离子储存

空间，非电解质和电解质溶液分别位于离

子储存空间内。本发明具有如下两个优

点：一是4个双电层的层间距离与电解质

或非电解质分子的大小相当，因而本电容

器具有现有双电层电容器所具备的极距小

的特点。二是现有单体超级电容器的工作

电压均低于电解质分解电压，而本电容器

工作电压可高于电解质分解电压，由于电

容器储能与电压的平方成正比，因而，本

电容器具有较大的存储电能的潜力。

法律状态

法律状态公告日法律状态信息法律状态

权利要求说明书

1.一种具有4个双电层结构的单体高压超级电容器，其特征在于，包括：

正电极板（1）：为电容器的正极，用于给电容器充电时接电源的正极；或给负载

放电时接负载的正极；

负电极板（2）：为电容器的负极，用于给电容器充电时接电源的负极；或给负载

放电时接负载的负极；所述正电极板（1）和负电极板（2）之间为离子储存空间；

非电解质溶液：分为两种情况，

情况一：充斥在正电极板（1）内表面，在正电极板（1）聚集正电荷后，在正电极

（1）的内表面形成1层由非电解质分子构成的致密排列的电偶极子，同时形成了

2个双电层，即正电极板（1）与电偶极子的负电荷端之间形成A电层（11）,电偶

极子的负电荷端与正电荷端之间形成B电层（12）；

情况二：充斥在负电极板（2）内表面，在负电极板（2）聚集负电荷后，在负电极

板（2）的内表面形成1层由非电解质分子构成的致密排列的电偶极子，同时形成

了2个双电层，即负电极板（2）与电偶极子的正电荷端之间形成E电层（21）,电

偶极子的负电荷端与正电荷端之间形成F电层（22）；

电解质溶液：分为两种情况，

情况一：电解质溶液充斥在离子储存空间内，且充斥的顺序是在B电层（12）形

成之后，由于电解质负离子与正电极板（1）之间被B电层（12）阻隔，而B电层

（12）由非电解质分子构成，因此，电解质负离子不会与B电层（12）的正电荷

端进行电荷交换，也不会穿过B电层（12）去与正电极板（1）内表面接触，B电

层（12）相当于对电解质负离子具有绝缘作用，即电解质负离子只会聚集在B电

层（12）的正电荷端近邻并与之形成C电层（13）；

另外，电解质正离子与负电极板（2）之间形成D电层（14）；

所述A电层（11）、B电层（12）、C电层（13）和D电层（14）4个双电层中，

只有B电层（12）由非电解质分子形成；同时，因为B电层（12）由非电解质分

子形成，能够承受高于电解质分解电压的电压，从而由A电层（11）、B电层

（12）、C电层（13）和D电层（14）构成具有4个双电层结构的单体高压电容器；

情况二：电解质溶液充斥在离子储存空间内，且充斥的顺序是在F电层（22）形

成之后，由于电解质正离子与负电极板（2）之间被F电层（22）阻隔，而F电层

（22）由非电解质分子构成，因此，电解质