EA039953B1 - Направленный рост полианилиновых нанотрубок на углеродной ткани для гибких и высокоэффективных суперконденсаторов - Google Patents

Направленный рост полианилиновых нанотрубок на углеродной ткани для гибких и высокоэффективных суперконденсаторов Download PDF

Info

Publication number
EA039953B1
EA039953B1 EA201892199A EA201892199A EA039953B1 EA 039953 B1 EA039953 B1 EA 039953B1 EA 201892199 A EA201892199 A EA 201892199A EA 201892199 A EA201892199 A EA 201892199A EA 039953 B1 EA039953 B1 EA 039953B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
approximately
supercapacitor
hours
functionalized carbon
pani
Prior art date
Application number
EA201892199A
Other languages
English (en)
Other versions
EA201892199A1 (ru
Inventor
Ричард Б. Канер
Махер Ф. Эль-Кади
Мир Фазлолла Мусави
Мазуме Хашеми
Мохаммад С. Рахманифар
Original Assignee
Дзе Риджентс Оф Дзе Юниверсити Оф Калифорния
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Дзе Риджентс Оф Дзе Юниверсити Оф Калифорния filed Critical Дзе Риджентс Оф Дзе Юниверсити Оф Калифорния
Publication of EA201892199A1 publication Critical patent/EA201892199A1/ru
Publication of EA039953B1 publication Critical patent/EA039953B1/ru

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32—Carbon-based
    • H01G11/36—Nanostructures, e.g. nanofibres, nanotubes or fullerenes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/02—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof using combined reduction-oxidation reactions, e.g. redox arrangement or solion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/24—Electrodes characterised by structural features of the materials making up or comprised in the electrodes, e.g. form, surface area or porosity; characterised by the structural features of powders or particles used therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32—Carbon-based
    • H01G11/34—Carbon-based characterised by carbonisation or activation of carbon
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/32—Carbon-based
    • H01G11/40—Fibres
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22—Electrodes
    • H01G11/30—Electrodes characterised by their material
    • H01G11/48—Conductive polymers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/66—Current collectors
    • H01G11/70—Current collectors characterised by their structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES OR LIGHT-SENSITIVE DEVICES, OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/84—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof
    • H01G11/86—Processes for the manufacture of hybrid or EDL capacitors, or components thereof specially adapted for electrodes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

Настоящее изобретение дополнительно предусматривает иллюстративное устройство накопления энергии, изготовленное из трубки прямоугольного сечения на основе полианилина (PANI), который является химически синтезированным с помощью простого и удобного способа. Трубка прямоугольного сечения на основе PANI в качестве активного материала синтезирована на функционализированной углеродной ткани (FCC), используемой в качестве подложки, и при этом полученный композиционный материал закреплен на сетке из нержавеющей стали, используемой в качестве токосъемника. Настоящее изобретение дополнительно предусматривает простую методику направленного синтеза нанотрубок на основе PANI с порами прямоугольного сечения на химически активированной СС (углеродной ткани).

Description

Данная заявка испрашивает преимущество по предварительной заявке на патент США №
62/317120, поданной 1 апреля 2016 г., которая включена в данный документ посредством ссылки.
Предпосылки
Разработка высокоэффективных устройств накопления энергии привлекала значительное внимание в широком диапазоне областей применения. Несмотря на то, что обычные электронные устройства быстро развиваются, согласно закону Мура батареи развивались незначительно, главным образом из-за ограничений в отношении значений плотности энергии и емкости представленных в настоящее время материалов. В связи с этим батареи с уменьшенным временем заряда и повышенной плотностью заряда могут оказать огромное влияние на конструкцию и применение переносных электронных устройств и устройств с возобновляемым источником энергии.
Сущность изобретения
В данном документе представлены способы, устройства и системы для выращивания нанотрубок на функционализированной углеродной ткани. Выращивание может предусматривать изготовление (или синтез) функционализированной углеродной ткани, изготовление (или синтез) нанотрубок и наноструктур и/или изготовление (или синтез) электролита. Некоторые варианты осуществления предусматривают способы, устройства и системы для изготовления (или синтеза) функционализированной углеродной ткани, и/или для изготовления (или синтеза) нанотрубок и наноструктур, и/или для изготовления (или синтеза) электролитов, и/или для изготовления (или синтеза) суперконденсаторов.
Первый аспект, раскрытый в данном документе, представляет собой устройство, содержащее функционализированный углеродный электрод, содержащий углеродную подложку и проводящий полимер, размещенный на углеродной подложке.
В некоторых вариантах осуществления функционализированный углеродный электрод представляет собой функционализированный полианилином углеродный электрод.
В некоторых вариантах осуществления углеродная подложка представляет собой углеродную ткань, углеродное волокно, аморфный углерод, стекловидный углерод, углеродную нанопену, углеродный аэрогель или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления проводящий полимер представляет собой полужесткий стержневидный полимер. В некоторых вариантах осуществления полужесткий стержневидный полимер представляет собой полианилин, поли(п-фениленоксид), поли(п-фениленсульфид), поли(3,4этилендиокситиофен), полипиррол, политиофен, поли(3-алкитиофен), поли(3-метилтиофен), поли(3гексилтиофен) или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления проводящий полимер имеет строение нанотрубки, причем нанотрубка имеет форму поперечного сечения в виде прямоугольника, квадрата, круга или многоугольника.
В некоторых вариантах осуществления нанотрубка имеет длину от приблизительно 100 до приблизительно 10000 нм. В некоторых вариантах осуществления нанотрубка имеет длину, составляющую по меньшей мере приблизительно 100 нм. В некоторых вариантах осуществления нанотрубка имеет длину, составляющую не более приблизительно 10000 нм. В некоторых вариантах осуществления нанотрубка имеет длину от приблизительно 100 до приблизительно 500 нм, от приблизительно 100 до приблизительно 1000 нм, от приблизительно 100 до приблизительно 2000 нм, от приблизительно 100 до приблизительно 3000 нм, от приблизительно 100 до приблизительно 4000 нм, от приблизительно 100 до приблизительно 5000 нм, от приблизительно 100 до приблизительно 6000 нм, от приблизительно 100 до приблизительно 7000 нм, от приблизительно 100 до приблизительно 8000 нм, от приблизительно 100 до приблизительно 9000 нм, от приблизительно 100 до приблизительно 10000 нм, от приблизительно 500 до приблизительно 1000 нм, от приблизительно 500 до приблизительно 2000 нм, от приблизительно 500 до приблизительно 3000 нм, от приблизительно 500 до приблизительно 4000 нм, от приблизительно 500 до приблизительно 5000 нм, от приблизительно 500 до приблизительно 6000 нм, от приблизительно 500 до приблизительно 7000 нм, от приблизительно 500 до приблизительно 8000 нм, от приблизительно 500 до приблизительно 9000 нм, от приблизительно 500 до приблизительно 10000 нм, от приблизительно 1000 до приблизительно 2000 нм, от приблизительно 1000 до приблизительно 3000 нм, от приблизительно 1000 до приблизительно 4000 нм, от приблизительно 1000 до приблизительно 5000 нм, от приблизительно 1000 до приблизительно 6000 нм, от приблизительно 1000 до приблизительно 7000 нм, от приблизительно 1000 до приблизительно 8000 нм, от приблизительно 1000 до приблизительно 9000 нм, от приблизительно 1000 до приблизительно 10000 нм, от приблизительно 2000 до приблизительно 3000 нм, от приблизительно 2000 до приблизительно 4000 нм, от приблизительно 2000 до приблизительно 5000 нм, от приблизительно 2000 до приблизительно 6000 нм, от приблизительно 2000 до приблизительно 7000 нм, от приблизительно 2000 до приблизительно 8000 нм, от приблизительно 2000 до приблизительно 9000 нм, от приблизительно 2000 до приблизительно 10000 нм, от приблизительно 3000 до приблизительно 4000 нм, от приблизительно 3000 до приблизительно 5000 нм, от приблизительно 3000 до приблизительно 6000 нм, от приблизительно 3000 до приблизительно 7000 нм, от приблизительно 3000 до приблизительно 8000 нм, от приблизительно 3000 до приблизительно 9000 нм, от приблизительно 3000 до приблизительно 10000 нм, от приблизительно 4000 до приблизительно 5000 нм, от приблизительно 4000 до приблизительно 6000 нм, от
- 1 039953 приблизительно 4000 до приблизительно 7000 нм, от приблизительно 4000 до приблизительно 8000 нм, от приблизительно 4000 нм до приблизительно 9000 нм, от приблизительно 4000 нм до приблизительно 10000 нм, от приблизительно 5000 нм до приблизительно 6000 нм, от приблизительно 5000 нм до приблизительно 7000 нм, от приблизительно 5000 нм до приблизительно 8000 нм, от приблизительно 5000 нм до приблизительно 9000 нм, от приблизительно 5000 нм до приблизительно 10000 нм, от приблизительно 6000 нм до приблизительно 7000 нм, от приблизительно 6000 нм до приблизительно 8000 нм, от приблизительно 6000 нм до приблизительно 9000 нм, от приблизительно 6000 нм до приблизительно 10000 нм, от приблизительно 7000 нм до приблизительно 8000 нм, от приблизительно 7000 нм до приблизительно 9000 нм, от приблизительно 7000 нм до приблизительно 10000 нм, от приблизительно 8000 нм до приблизительно 9000 нм, от приблизительно 8000 нм до приблизительно 10000. В некоторых вариантах осуществления нанотрубка имеет наружную ширину от приблизительно 10 нм до приблизительно 1000 нм. В некоторых вариантах осуществления нанотрубка имеет наружную ширину, составляющую по меньшей мере приблизительно 10 нм. В некоторых вариантах осуществления нанотрубка имеет наружную ширину, составляющую не более приблизительно 1000 нм. В некоторых вариантах осуществления нанотрубка имеет наружную ширину от приблизительно 10 нм до приблизительно 50 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 100 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 200 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 500 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 600 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 700 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 800 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 900 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 1000 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 100 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 200 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 500 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 600 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 700 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 800 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 900 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 1000 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 200 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 500 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 600 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 700 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 800 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 900 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 1000 нм, от приблизительно 200 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 200 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 200 нм до приблизительно 500 нм, от приблизительно 200 нм до приблизительно 600 нм, от приблизительно 200 нм до приблизительно 700 нм, от приблизительно 200 нм до приблизительно 800 нм, от приблизительно 200 нм до приблизительно 900 нм, от приблизительно 200 нм до приблизительно 1000 нм, от приблизительно 300 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 300 нм до приблизительно 500 нм, от приблизительно 300 нм до приблизительно 600 нм, от приблизительно 300 нм до приблизительно 700 нм, от приблизительно 300 нм до приблизительно 800 нм, от приблизительно 300 нм до приблизительно 900 нм, от приблизительно 300 нм до приблизительно 1000 нм, от приблизительно 400 нм до приблизительно 500 нм, от приблизительно 400 нм до приблизительно 600 нм, от приблизительно 400 нм до приблизительно 700 нм, от приблизительно 400 нм до приблизительно 800 нм, от приблизительно 400 нм до приблизительно 900 нм, от приблизительно 400 нм до приблизительно 1000 нм, от приблизительно 500 нм до приблизительно 600 нм, от приблизительно 500 нм до приблизительно 700 нм, от приблизительно 500 нм до приблизительно 800 нм, от приблизительно 500 нм до приблизительно 900 нм, от приблизительно 500 нм до приблизительно 1000 нм, от приблизительно 600 нм до приблизительно 700 нм, от приблизительно 600 нм до приблизительно 800 нм, от приблизительно 600 нм до приблизительно 900 нм, от приблизительно 600 нм до приблизительно 1000 нм, от приблизительно 700 нм до приблизительно 800 нм, от приблизительно 700 нм до приблизительно 900 нм, от приблизительно 700 нм до приблизительно 1000 нм, от приблизительно 800 нм до приблизительно 900 нм, от приблизительно 800 нм до приблизительно 1000 нм или от приблизительно 900 нм до приблизительно 1000 нм.
В некоторых вариантах осуществления нанотрубка имеет внутреннюю ширину от приблизительно 50 нм до приблизительно 800 нм. В некоторых вариантах осуществления нанотрубка имеет внутреннюю ширину, составляющую по меньшей мере приблизительно 50 нм. В некоторых вариантах осуществления нанотрубка имеет внутреннюю ширину, составляющую не более приблизительно 800 нм. В некоторых вариантах осуществления нанотрубка имеет внутреннюю ширину от приблизительно 50 нм до приблизительно 100 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 500 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 600 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 700 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 800 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 500 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 600 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 700 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 800 нм, от приблизительно 300 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 300 нм до приблизительно 500 нм, от приблизительно 300 нм до приблизительно 600 нм, от
- 2 039953 приблизительно 300 нм до приблизительно 700 нм, от приблизительно 300 нм до приблизительно 800 нм, от приблизительно 400 нм до приблизительно 500 нм, от приблизительно 400 нм до приблизительно 600 нм, от приблизительно 400 нм до приблизительно 700 нм, от приблизительно 400 нм до приблизительно 800 нм, от приблизительно 500 нм до приблизительно 600 нм, от приблизительно 500 нм до приблизительно 700 нм, от приблизительно 500 нм до приблизительно 800 нм, от приблизительно 600 нм до приблизительно 700 нм, от приблизительно 600 нм до приблизительно 800 нм или от приблизительно 700 нм до приблизительно 800 нм.
В некоторых вариантах осуществления поверхность нанотрубки включает одну или более наноструктур. В некоторых вариантах осуществления одна или более наноструктур представляют собой наностержень, наноцепь, нановолокно, наночешуйку, наноцветок, наночастицу, нанопластинку, нанополоску, нанокольцо, нанолист или их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления наноструктура имеет длину от приблизительно 4 нм до приблизительно 400 нм. В некоторых вариантах осуществления наноструктура имеет длину, составляющую по меньшей мере приблизительно 4 нм. В некоторых вариантах осуществления наноструктура имеет длину, составляющую не более приблизительно 400 нм. В некоторых вариантах осуществления наноструктура имеет длину от приблизительно 4 нм до приблизительно 10 нм, от приблизительно 4 нм до приблизительно 25 нм, от приблизительно 4 нм до приблизительно 50 нм, от приблизительно 4 нм до приблизительно 75 нм, от приблизительно 4 нм до приблизительно 100 нм, от приблизительно 4 нм до приблизительно 200 нм, от приблизительно 4 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 4 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 25 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 50 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 75 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 100 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 200 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 25 нм до приблизительно 50 нм, от приблизительно 25 нм до приблизительно 75 нм, от приблизительно 25 нм до приблизительно 100 нм, от приблизительно 25 нм до приблизительно 200 нм, от приблизительно 25 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 25 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 75 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 100 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 200 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 75 нм до приблизительно 100 нм, от приблизительно 75 нм до приблизительно 200 нм, от приблизительно 75 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 75 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 200 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 200 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 200 нм до приблизительно 400 нм или от приблизительно 300 нм до приблизительно 400 нм.
В некоторых вариантах осуществления наноструктура имеет ширину от приблизительно 4 нм до приблизительно 400 нм. В некоторых вариантах осуществления наноструктура имеет ширину, составляющую по меньшей мере приблизительно 4 нм. В некоторых вариантах осуществления наноструктура имеет ширину, составляющую не более приблизительно 400 нм. В некоторых вариантах осуществления наноструктура имеет ширину от приблизительно 4 нм до приблизительно 10 нм, от приблизительно 4 нм до приблизительно 25 нм, от приблизительно 4 нм до приблизительно 50 нм, от приблизительно 4 нм до приблизительно 75 нм, от приблизительно 4 нм до приблизительно 100 нм, от приблизительно 4 нм до приблизительно 200 нм, от приблизительно 4 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 4 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 25 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 50 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 75 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 100 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 200 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 10 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 25 нм до приблизительно 50 нм, от приблизительно 25 нм до приблизительно 75 нм, от приблизительно 25 нм до приблизительно 100 нм, от приблизительно 25 нм до приблизительно 200 нм, от приблизительно 25 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 25 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 75 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 100 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 200 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 50 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 75 нм до приблизительно 100 нм, от приблизительно 75 нм до приблизительно 200 нм, от приблизительно 75 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 75 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 200 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 100 нм до приблизительно 400 нм, от приблизительно 200 нм до приблизительно 300 нм, от приблизительно 200 нм до приблизительно 400 нм или от приблизительно 300 нм до приблизительно 400 нм.
В некоторых вариантах осуществления электрод характеризуется поверхностной емкостью, составляющей от приблизительно 150 миллифарад на квадратный сантиметр (мФ/см2) до приблизительно 750 мФ/см2. В некоторых вариантах осуществления электрод характеризуется поверхностной емкостью, составляющей по меньшей мере приблизительно 150 мФ/см2. В некоторых вариантах осуществления электрод характеризуется поверхностной емкостью, составляющей по меньшей мере приблизитель- 3 039953 но 750 мФ/см2. В некоторых вариантах осуществления электрод характеризуется поверхностной емкостью, составляющей от приблизительно 150 мФ/см2 до приблизительно 250 мФ/см2, от приблизительно
150 мФ/см2 до приблизительно 350 мФ/см2, от приблизительно 150 мФ/см2 до приблизительно
450 мФ/см2, от приблизительно 150 мФ/см2 до приблизительно 550 мФ/см2, от приблизительно
150 мФ/см2 до приблизительно 650 мФ/см2, от приблизительно 150 мФ/см2 до приблизительно
750 мФ/см2, от приблизительно 250 мФ/см2 до приблизительно 350 мФ/см2, от приблизительно
250 мФ/см2 до приблизительно 450 мФ/см2, от приблизительно 250 мФ/см2 до приблизительно
550 мФ/см2, от приблизительно 250 мФ/см2 до приблизительно 650 мФ/см2, от приблизительно
250 мФ/см2 до приблизительно 750 мФ/см2, от приблизительно 350 мФ/см2 до приблизительно
450 мФ/см2, от приблизительно 350 мФ/см2 до приблизительно 550 мФ/см2, от приблизительно
350 мФ/см2 до приблизительно 650 мФ/см2, от приблизительно 350 мФ/см2 до приблизительно 750 мФ/см2, от приблизительно 450 мФ/см2 до приблизительно 550 мФ/см2, от приблизительно 450 мФ/см2 до приблизительно 650 мФ/см2, от приблизительно 450 мФ/см2 до приблизительно 750 мФ/см2, от приблизительно 550 мФ/см2 до приблизительно 650 мФ/см2, от приблизительно 550 мФ/см2 до приблизительно 750 мФ/см2 или приблизительно 650 мФ/см2 до приблизительно 750 мФ/см2.
В некоторых вариантах осуществления сопротивление электрода снижается после 1000 циклов сгибания на от приблизительно 1% до приблизительно 8%. В некоторых вариантах осуществления сопротивление электрода снижается после 1000 циклов сгибания не более чем на приблизительно 8%. В некоторых вариантах осуществления сопротивление электрода снижается после 1000 циклов сгибания на от приблизительно 1% до приблизительно 2%, от приблизительно 1% до приблизительно 3%, от приблизительно 1% до приблизительно 4%, от приблизительно 1% до приблизительно 5%, от приблизительно 1% до приблизительно 6%, от приблизительно 1% до приблизительно 7%, от приблизительно 1% до приблизительно 8%, от приблизительно 2% до приблизительно 3%, от приблизительно 2% до приблизительно 4%, от приблизительно 2% до приблизительно 5%, от приблизительно 2% до приблизительно 6%, от приблизительно 2% до приблизительно 7%, от приблизительно 2% до приблизительно 8%, от приблизительно 3% до приблизительно 4%, от приблизительно 3% до приблизительно 5%, от приблизительно 3% до приблизительно 6%, от приблизительно 3% до приблизительно 7%, от приблизительно 3% до приблизительно 8%, от приблизительно 4% до приблизительно 5%, от приблизительно 4% до приблизительно 6%, от приблизительно 4% до приблизительно 7%, от приблизительно 4% до приблизительно 8%, от приблизительно 5% до приблизительно 6%, от приблизительно 5% до приблизительно 7%, от приблизительно 5% до приблизительно 8%, от приблизительно 6% до приблизительно 7%, от приблизительно 6% до приблизительно 8% или приблизительно 7% до приблизительно 8%.
Второй аспект, раскрытый в данном документе, представляет собой суперконденсатор, содержащий два или более электродов, причем каждый электрод содержит функционализированный углеродный электрод, токосъемник и электролит.
В некоторых вариантах осуществления функционализированный углеродный электрод содержит: углеродную подложку, представляющую собой углеродную ткань, углеродное волокно, аморфный углерод, стекловидный углерод, углеродную нанопену, углеродный аэрогель, графеновую пену или любую их комбинацию; и проводящий полимер, размещенный на углеродной подложке, причем проводящий полимер представляет собой полианилин, поли(п-фениленоксид), поли(п-фениленсульфид), поли(3,4этилендиокситиофен), полипиррол, политиофен, поли(3-алкитиофен), поли(3-метилтиофен), поли(3гексилтиофен) или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления функционализированный углеродный электрод представляет собой функционализированный полианилином углеродный электрод.
В некоторых вариантах осуществления токосъемник является металлическим. В некоторых вариантах осуществления токосъемник является ферритовым. В некоторых вариантах осуществления токосъемник содержит нержавеющую сталь, тигельную сталь, углеродистую сталь, рессорно-пружинную сталь, легированную сталь, мартенситностареющую сталь, атмосферостойкую сталь, инструментальную сталь или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления электролит расположен между первым функционализированным углеродным электродом и вторым функционализированным углеродным электродом. В некоторых вариантах осуществления электролит представляет собой окислительно-восстановительный электролит. В некоторых вариантах осуществления электролит содержит кислоту. В некоторых вариантах осуществления электролит содержит растворитель. В некоторых вариантах осуществления электролит содержит кислоту и растворитель. В некоторых вариантах осуществления кислота представляет собой сильную кислоту. В некоторых вариантах осуществления сильная кислота представляет собой перхлорную кислоту, йодистоводородную кислоту, бромистоводородную кислоту, хлористоводородную кислоту, серную кислоту, п-толуолсульфоновую кислоту, метансульфоновую кислоту или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления растворитель представляет собой тетрагидрофуран, этилацетат, диметилформамид, ацетонитрил, ацетон, диметилсульфоксид, нитрометан, пропиленкарбонат, этанол, муравьиную кислоту, н-бутанол, метанол, уксусную кислоту, воду или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления концентрация кислоты составляет от приблизительно 0,5
- 4 039953 единицы молярной концентрации (М) до приблизительно 2 М. В некоторых вариантах осуществления концентрация кислоты составляет по меньшей мере приблизительно 0,5 М. В некоторых вариантах осуществления концентрация кислоты составляет не более приблизительно 2 М. В некоторых вариантах осуществления концентрация кислоты составляет от приблизительно 0,5 М до приблизительно 0,75 М, от приблизительно 0,5 М до приблизительно 1 М, от приблизительно 0,5 М до приблизительно 1,25 М, от приблизительно 0,5 М до приблизительно 1,5 М, от приблизительно 0,5 М до приблизительно 1,75 М, от приблизительно 0,5 М до приблизительно 2 М, от приблизительно 0,75 М до приблизительно 1 М, от приблизительно 0,75 М до приблизительно 1,25 М, от приблизительно 0,75 М до приблизительно 1,5 М, от приблизительно 0,75 М до приблизительно 1,75 М, от приблизительно 0,75 М до приблизительно 2 М, от приблизительно 1 М до приблизительно 1,25 М, от приблизительно 1 М до приблизительно 1,5 М, от приблизительно 1 М до приблизительно 1,75 М, от приблизительно 1 М до приблизительно 2 М, от приблизительно 1,25 М до приблизительно 1,5 М, от приблизительно 1,25 М до приблизительно 1,75 М, от приблизительно 1,25 М до приблизительно 2 М, от приблизительно 1,5 М до приблизительно 1,75 М, от приблизительно 1,5 М до приблизительно 2 М или от приблизительно 1,75 М до приблизительно 2 М.
В некоторых вариантах осуществления электролит является водным.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов от приблизительно 0,3 до приблизительно 1 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей по меньшей мере приблизительно 0,3 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей не более приблизительно 1 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов от приблизительно 0,3 В до приблизительно 0,4 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 0,5 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 0,6 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 0,7 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,5 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,6 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,7 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 0,6 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 0,7 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,5 до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 0,7 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1 В или от приблизительно 0,9 В до приблизительно 1 В.
В таких вариантах осуществления после приблизительно 1000 циклов зарядки удельная емкость суперконденсатора снижается на от приблизительно 4% до приблизительно 18%. В таких вариантах осуществления после приблизительно 1000 циклов зарядки удельная емкость суперконденсатора снижается не более чем на приблизительно 18%. В таких вариантах осуществления после приблизительно 1000 циклов зарядки удельная емкость суперконденсатора снижается на от приблизительно 4% до приблизительно 8%, от приблизительно 4% до приблизительно 10%, от приблизительно 4% до приблизительно 12%, от приблизительно 4% до приблизительно 14%, от приблизительно 4% до приблизительно 16%, от приблизительно 4% до приблизительно 18%, от приблизительно 8% до приблизительно 10%, от приблизительно 8% до приблизительно 12%, от приблизительно 8% до приблизительно 14%, от приблизительно 8% до приблизительно 16%, от приблизительно 8% до приблизительно 18%, от приблизительно 10% до приблизительно 12%, от приблизительно 10% до приблизительно 14%, от приблизительно 10% до приблизительно 16%, от приблизительно 10% до приблизительно 18%, от приблизительно 12% до приблизительно 14%, от приблизительно 12% до приблизительно 16%, от приблизительно 12% до приблизительно 18%, от приблизительно 14% до приблизительно 16%, от приблизительно 14% до приблизительно 18% или от приблизительно 16% до приблизительно 18%.
В таких вариантах осуществления после приблизительно 5000 циклов зарядки удельная емкость суперконденсатора снижается на от приблизительно 6% до приблизительно 26%. В таких вариантах осуществления после приблизительно 5000 циклов зарядки удельная емкость суперконденсатора снижается на по меньшей мере приблизительно 6%. В таких вариантах осуществления после приблизительно 5000 циклов зарядки удельная емкость суперконденсатора снижается не более чем на приблизительно 26%. В таких вариантах осуществления после приблизительно 5000 циклов зарядки удельная емкость суперконденсатора снижается на от приблизительно 6% до приблизительно 10%, от приблизительно 6% до приблизительно 14%, от приблизительно 6% до приблизительно 18%, от приблизительно 6% до приблизительно 22%, от приблизительно 6% до приблизительно 26%, от приблизительно 10% до приблизительно 14%, от приблизительно 10% до приблизительно 18%, от приблизительно 10% до приблизительно 22%, от приблизительно 10% до приблизительно 26%, от приблизительно 14% до приблизительно 18%, от приблизительно 14% до приблизительно 22%, от приблизительно 14% до приблизительно 26%, от при- 5 039953 близительно 18% до приблизительно 22%, от приблизительно 18% до приблизительно 26% или от приблизительно 22% до приблизительно 26%.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 1 ампер/грамм (А/г), составляющей от приблизительно 300 фарад/грамм (Ф/г) до приблизительно 1400 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 1 А/г, составляющей по меньшей мере приблизительно 300 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 1 А/г, составляющей не более приблизительно 1400 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 1 А/г, составляющей от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 900 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 1100 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 900 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 1100 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г, от приблизительно 700 Ф/г до приблизительно 900 Ф/г, от приблизительно 700 до приблизительно 1100 Ф/г, от приблизительно 700 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г, от приблизительно 900 Ф/г до приблизительно 1100 Ф/г, от приблизительно 900 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г или от приблизительно 1100 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 1200 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей по меньшей мере приблизительно 250 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей не более приблизительно 120 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 750 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 1000 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 1200 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 750 Ф/г, от приблизительно 500 до приблизительно 1000 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 1200 Ф/г, от приблизительно 750 Ф/г до приблизительно 1000 Ф/г, от приблизительно 750 Ф/г до приблизительно 1200 Ф/г или от приблизительно 1000 Ф/г до приблизительно 1200 Ф/г.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 10 А/г, составляющей от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 900 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 10 А/г, составляющей по меньшей мере приблизительно 200 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 10 А/г, составляющей не более приблизительно 900 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 10 А/г, составляющей от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 300 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 200 до приблизительно 800 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 900 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 800 Ф/г, от приблизительно 300 до приблизительно 900 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 800 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 900 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 500 до приблизительно 800 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 900 Ф/г, от приблизительно 600 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 600 Ф/г до приблизительно 800 Ф/г, от приблизительно 600 Ф/г до приблизительно 900 Ф/г, от приблизительно 700 Ф/г до приблизительно 800 Ф/г, от приблизительно 700 Ф/г до приблизительно 900 Ф/г или от приблизительно 800 Ф/г до приблизительно 900 Ф/г.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 20 А/г, составляющей от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 20 А/г, составляющей по меньшей мере приблизительно 150 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 20 А/г, составляющей не более приблизительно 700 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 20 А/г, составляющей от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 250 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизи- 6 039953 тельно 350 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 150 до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 350 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 350 до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 550 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 550 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г или от приблизительно 650 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 50 А/г, составляющей от приблизительно 125 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 50 А/г, составляющей по меньшей мере приблизительно 125 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 50 А/г, составляющей по меньшей мере приблизительно 600 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 50 А/г, составляющей от приблизительно 125 Ф/г до приблизительно 150 Ф/г, от приблизительно 125 Ф/г до приблизительно 200 Ф/г, от приблизительно 125 Ф/г до приблизительно 300 Ф/г, от приблизительно 125 до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 125 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 125 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 200 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 300 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 150 до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 300 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 400 до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г или от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии от приблизительно 30 ватт-ч на килограмм (Вт-ч/кг) до приблизительно 120 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей по меньшей мере приблизительно 30 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей не более приблизительно 120 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 40 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 50 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 50 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг или от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг.
В некоторых вариантах осуществления электролит является водным и дополнительно содержит хинон, где хинон представляет собой 1,2-бензохинон; 1,4-бензохинон; 1,4-нафтохинон; 9,10-антрахинон или любую их комбинацию.
В таких вариантах осуществления хинон характеризуется концентрацией, составляющей от приблизительно 0,25 М до приблизительно 1 М. В таких вариантах осуществления хинон характеризуется концентрацией, составляющей по меньшей мере приблизительно 0,25 М. В таких вариантах осуществления хинон характеризуется концентрацией, составляющей не более приблизительно 1 М. В таких вариантах
- 7 039953 осуществления хинон характеризуется концентрацией, составляющей от приблизительно 0,25 М до приблизительно 0,375 М, от приблизительно 0,25 М до приблизительно 0,5 М, от приблизительно 0,25 М до приблизительно 0,625 М, от приблизительно 0,25 М до приблизительно 1 М, от приблизительно 0,375 М до приблизительно 0,5 М, от приблизительно 0,375 М до приблизительно 0,625 М, от приблизительно 0,375 М до приблизительно 1 М, от приблизительно 0,5 М до приблизительно 0,625 М, от приблизительно 0,5 М до приблизительно 1 М или от приблизительно 0,625 М до приблизительно 1 М.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей от приблизительно 0,4 В до приблизительно 1,2 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей по меньшей мере приблизительно 0,4 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей не более приблизительно 1,2 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,5 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,6 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,7 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 1,1 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 0,6 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 0,7 В, от приблизительно 0,5 до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 1,1 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 0,7 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,1 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 1.1 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,8 до приблизительно 1,1 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,9 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,9 В до приблизительно 1,1 В, от приблизительно 0,9 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,1 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,2 В или от приблизительно 1,1 В до приблизительно 1,2 В.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 0,2 А/г, составляющей от приблизительно 300 до приблизительно 1400 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 0,2 А/г, составляющей по меньшей мере приблизительно 300 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 0,2 А/г, составляющей не более приблизительно 11400 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 0,2 А/г, составляющей от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 900 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 1100 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 900 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 1100 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г, от приблизительно 700 Ф/г до приблизительно 900 Ф/г, от приблизительно 700 до приблизительно 1100 Ф/г, от приблизительно 700 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г, от приблизительно 900 Ф/г до приблизительно 1100 Ф/г, от приблизительно 900 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г или от приблизительно 1100 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей от приблизительной Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей по меньшей мере приблизительно 12 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей не более приблизительно 120 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей от приблизительно 12 Вт-ч/кг до приблизительно 20 Вт-ч/кг, от приблизительно 12 Вт-ч/кг до приблизительно 40 Вт-ч/кг, от приблизительно 12 Вт-ч/кг до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно 12 до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 12 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 12 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 20 до приблизительно 40 Вт-ч/кг, от приблизительно 20 Вт-ч/кг до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно 20 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 20 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 20 до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизи- 8 039953 тельно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг или от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно
120 Вт-ч/кг.
В некоторых вариантах осуществления электролит представляет собой гель и дополнительно содержит хинон, представляющий собой 1,2-бензохинон, 1,4-бензохинон, 1,4-нафтохинон, 9,10-антрахинон или любую их комбинацию.
В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет от приблизительно 5 ммоль/л (мМ) до приблизительно 20 ммоль/л. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет по меньшей мере приблизительно 5 ммоль/л. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет не более приблизительно 20 ммоль/л. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет от приблизительно 5 ммоль/л до приблизительно 7 ммоль/л, от приблизительно 5 ммоль/л до приблизительно 9 ммоль/л, от приблизительно 5 ммоль/л до приблизительно 11 ммоль/л, от приблизительно5 ммоль/л до приблизительно 13 ммоль/л, от приблизительно 5 до приблизительно 15 ммоль/л, от приблизительно 5 ммоль/л до приблизительно 20 ммоль/л, от приблизительно 7 ммоль/л до приблизительно 9 ммоль/л, от приблизительно 7 ммоль/л до приблизительно 11 ммоль/л, от приблизительно 7 до приблизительно 13 ммоль/л, от приблизительно 7 ммоль/л до приблизительно 15 ммоль/л, от приблизительно 7 ммоль/л до приблизительно 20 ммоль/л, от приблизительно 9 до приблизительно 11 ммоль/л, от приблизительно 9 ммоль/л до приблизительно 13 ммоль/л, от приблизительно 9 ммоль/л до приблизительно 15 ммоль/л, от приблизительно 9 ммоль/л до приблизительно 20 ммоль/л, от приблизительно 11 до приблизительно 13 ммоль/л, от приблизительно 11 ммоль/л до приблизительн 15 ммоль/л, от приблизительно 11 ммоль/л до приблизительно 20 ммоль/л, от приблизительно 13 ммоль/л до приблизительно 15 ммоль/л, от приблизительно 13 ммоль/л до приблизительно 20 ммоль/л или от приблизительно 15 до приблизительно 20 ммоль/л.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей от приблизительно 0,4 В до приблизительно 1,6 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей по меньшей мере приблизительно 0,4 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей не более приблизительно 0,4 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,5 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,6 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,7 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 0,6 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 0,7 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,5 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 0,7 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 0,9 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,9 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,9 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,9 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,9 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 1,6 В или от приблизительно 1,4 В до приблизительно 1,6 В.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей по меньшей мере приблизительно 350 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей не более приблизительно 1400 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до
- 9 039953 приблизительно 750 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 850 Ф/г, от приблизительно 350 до приблизительно 1000 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 1200 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 750 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 850 Ф/г, от приблизительно 450 до приблизительно 1000 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 1200 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г, от приблизительно 550 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 550 Ф/г до приблизительно 750 Ф/г, от приблизительно 550 Ф/г до приблизительно 850 Ф/г, от приблизительно 550 Ф/г до приблизительно 1000 Ф/г, от приблизительно 550 Ф/г до приблизительно 1200 Ф/г, от приблизительно 550 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г, от приблизительно 650 Ф/г до приблизительно 750 Ф/г, от приблизительно 650 Ф/г до приблизительно 850 Ф/г, от приблизительно 650 Ф/г до приблизительно 1000 Ф/г, от приблизительно 650 Ф/г до приблизительно 1200 Ф/г, от приблизительно 650 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г, от приблизительно 750 Ф/г до приблизительно 850 Ф/г, от приблизительно 750 Ф/г до приблизительно 1000 Ф/г, от приблизительно 750 Ф/г до приблизительно 1200 Ф/г, от приблизительно 750 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г, от приблизительно 850 Ф/г до приблизительно 1000 Ф/г, от приблизительно 850 Ф/г до приблизительно 1200 Ф/г, от приблизительно 850 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г, от приблизительно 1000 Ф/г до приблизительно 1200 Ф/г, от приблизительно 1000 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г или от приблизительно 1200 Ф/г до приблизительно 1400 Ф/г.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 130 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей по меньшей мере приблизительно 30 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей не более приблизительно 130 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 40 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно50 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 130 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 до приблизительно 50 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 130 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно50 Вт-ч/кг до приблизительно 130 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 до приблизительно 130 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 до приблизительно 130 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 до приблизительно 130 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 130 Вт-ч/кг или от приблизительно 120 Вт-ч/кг до приблизительно 130 Вт-ч/кг.
В некоторых вариантах осуществления суперконденсатор дополнительно содержит третий функционализированный углеродный электрод. В некоторых вариантах осуществления третий функционализированный углеродный электрод представляет собой функционализированный полианилином углеродный электрод.
В некоторых вариантах осуществления электролит расположен между электродами. В некоторых вариантах осуществления электролит содержит кислоту. В некоторых вариантах осуществления электролит содержит растворитель. В некоторых вариантах осуществления электролит содержит кислоту и растворитель. В некоторых вариантах осуществления кислота представляет собой сильную кислоту. В некоторых вариантах осуществления сильная кислота представляет собой перхлорную кислоту, йодистоводородную кислоту, бромистоводородную кислоту, хлористоводородную кислоту, серную кислоту, птолуолсульфоновую кислоту, метансульфоновую кислоту или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления растворитель представляет собой тетрагидрофуран, этилацетат, диметилформамид, ацетонитрил, ацетон, диметилсульфоксид, нитрометан, пропиленкарбонат, этанол, муравьиную кислоту, н-бутанол, метанол, уксусную кислоту, воду или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления концентрация кислоты в значительной степени влияет на структуру и свойства полиани
- 10 039953 лина (PANI).
В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет по меньшей мере приблизительно 0,25 ммоль/л. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет не более приблизительно 1 ммоль/л. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 0,375 ммоль/л, от приблизительно 0,25 до приблизительно 0,5 ммоль/л, от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 0,625 ммоль/л, от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 0,5 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 0,625 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л, от приблизительно 0,5 до приблизительно 0,625 ммоль/л, от приблизительно 0,5 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,5 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л, от приблизительно 0,625 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,625 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л или от приблизительно 0,75 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей от приблизительно 0,1 В до приблизительно 1,6 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей по меньшей мере приблизительно 0,1 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей не более приблизительно 1,6 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов от приблизительно 0,1 В до приблизительно 0,2 В, от приблизительно 0,1 В до приблизительно 0,3 В, от приблизительно 0,1 В до приблизительно 0,4 В, от приблизительно 0,1 В до приблизительно 0,6 В, от приблизительно 0,1 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,1 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,1 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,1 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,1 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,2 В до приблизительно 0,3 В, от приблизительно 0,2 В до приблизительно 0,4 В, от приблизительно 0,2 В до приблизительно 0,6 В, от приблизительно 0,2 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,2 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,2 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,2 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,2 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 0,4 В, от приблизительно 0,3 до приблизительно 0,6 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,6 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 1,6 В или от приблизительно 1,4 В до приблизительно 1,6 В.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 10 А/г, составляющей от приблизительно 5000 до приблизительно 20000 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 10 А/г, составляющей по меньшей мере приблизительно 5000 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 10 А/г, составляющей не более приблизительно 20000 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 10 А/г, составляющей от приблизительно 5000 Ф/г до приблизительно 6000 Ф/г, от приблизительно 5000 Ф/г до приблизительно 7000 Ф/г, от приблизительно 5000 Ф/г до приблизительно 8000 Ф/г, от приблизительно 5000 до приблизительно 9000 Ф/г, от приблизительно 5000 Ф/г до приблизительно 10000 Ф/г, от приблизительно 5000 Ф/г до приблизительно 12500 Ф/г, от приблизительно 5000 до приблизительно 15000 Ф/г, от приблизительно 5000 Ф/г до приблизительно 17500 Ф/г, от приблизительно 5000 Ф/г до приблизительно 20000 Ф/г, от приблизительно 6000 Ф/г до приблизительно 7000 Ф/г, от приблизительно 6000 Ф/г до приблизительно 8000 Ф/г, от приблизительно 6000 Ф/г до приблизительно 9000 Ф/г, от приблизительно 6000 Ф/г до приблизительно 10000 Ф/г, от приблизительно 6000 Ф/г до приблизительно 12500 Ф/г, от приблизительно 6000 Ф/г до приблизительно 15000 Ф/г, от приблизительно 6000 Ф/г до приблизительно 17500 Ф/г, от приблизительно 6000 Ф/г до приблизительно 20000 Ф/г, от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 8000 Ф/г, от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 9000 Ф/г, от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 10000 Ф/г, от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 12500 Ф/г, от
- 11 039953 приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 15000 Ф/г, от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 17500 Ф/г, от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 20000 Ф/г, от приблизительно 8000 Ф/г до приблизительно 9000 Ф/г, от приблизительно 8000 Ф/г до приблизительно 10000 Ф/г, от приблизительно 8000 Ф/г до приблизительно 12500 Ф/г, от приблизительно 8000 Ф/г до приблизительно 15000 Ф/г, от приблизительно 8000 Ф/г до приблизительно 17500 Ф/г, от приблизительно 8000 Ф/г до приблизительно 20000 Ф/г, от приблизительно 9000 Ф/г до приблизительно 10000 Ф/г, от приблизительно 9000 Ф/г до приблизительно 12500 Ф/г, от приблизительно 9000 Ф/г до приблизительно 15000 Ф/г, от приблизительно 9000 Ф/г до приблизительно 17500 Ф/г, от приблизительно 9000 Ф/г до приблизительно 20000 Ф/г, от приблизительно 10000 Ф/г до приблизительно 12500 Ф/г, от приблизительно 10000 Ф/г до приблизительно 15000 Ф/г, от приблизительно 10000 Ф/г до приблизительно 17500 Ф/г, от приблизительно 10000 Ф/г до приблизительно 20000 Ф/г, от приблизительно 12500 Ф/г до приблизительно 15000 Ф/г, от приблизительно 12500 Ф/г до приблизительно 17500 Ф/г, от приблизительно 12500 до приблизительно 20000 Ф/г, от приблизительно 15000 Ф/г до приблизительно 17500 Ф/г, от приблизительно 15000 Ф/г до приблизительно 20000 Ф/г или от приблизительно 17500 Ф/г до приблизительно 20000 Ф/г.
Третий аспект, раскрытый в данном документе, представляет собой суперконденсатор, содержащий два или более электродов, где первый электрод представляет собой функционализированный углеродный электрод, а второй электрод представляет собой электрод на основе активированного угля; токосъемник и электролит. В некоторых вариантах осуществления токосъемник является металлическим. В некоторых вариантах осуществления функционализированный углеродный электрод представляет собой функционализированный полианилином углеродный электрод. В некоторых вариантах осуществления токосъемник является ферритовым. В некоторых вариантах осуществления токосъемник содержит нержавеющую сталь, тигельную сталь, углеродистую сталь, рессорно-пружинную сталь, легированную сталь, мартенситностареющую сталь, атмосферостойкую сталь, инструментальную сталь или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления электролит расположен между первым функционализированным углеродным электродом и вторым функционализированным углеродным электродом. В некоторых вариантах осуществления электролит содержит кислоту. В некоторых вариантах осуществления электролит содержит растворитель. В некоторых вариантах осуществления электролит содержит кислоту и растворитель. В некоторых вариантах осуществления кислота представляет собой сильную кислоту. В некоторых вариантах осуществления сильная кислота представляет собой перхлорную кислоту, йодистоводородную кислоту, бромистоводородную кислоту, хлористоводородную кислоту, серную кислоту, птолуолсульфоновую кислоту, метансульфоновую кислоту или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления растворитель представляет собой тетрагидрофуран, этилацетат, диметилформамид, ацетонитрил, ацетон, диметилсульфоксид, нитрометан, пропиленкарбонат, этанол, муравьиную кислоту, н-бутанол, метанол, уксусную кислоту, воду или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления электролит представляет собой водный электролит.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей от приблизительно 0,6 В до приблизительно 2,6 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей по меньшей мере приблизительно 0,6 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей не более приблизительно 2,6 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей от приблизительно 0,6 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 0,6 до приблизительно 2 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно2 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 1, 2 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1,4 до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 1,6 В до при
- 12 039953 близительно 2,4 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 1,8 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,8 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 1,8 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 1,8 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 2 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 2 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 2 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 2,2 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 2,2 до приблизительно 2,6 В или от приблизительно 2,4 В до приблизительно 2,6 В.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей по меньшей мере приблизительно 150 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей не более приблизительно 600 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 200 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 250 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 300 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 350 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 150 до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 250 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 300 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 350 Ф/г, от приблизительно 200 до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 300 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 350 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 250 до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 350 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 300 до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 400 до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 500 до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г или от приблизительно 550 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей от приблизительно 45 Вт-ч/кг до приблизительно 180 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей по меньшей мере приблизительно 45 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей не более приблизительно 180 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей от приблизительно 45 Вт-ч/кг до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно 45 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 45 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 45 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 45 Вт-ч/кг до приблизительно 140 Вт-ч/кг, от приблизительно 45 Вт-ч/кг до приблизительно 160 Вт-ч/кг, от приблизительно 45 Вт-ч/кг до приблизительно 180 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 140 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 до приблизительно 160 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 180 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 до приблизительно 140 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 Вт-ч/кг до приблизительно 160 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 Вт-ч/кг до приблизительно 180 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 140 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 до приблизительно 160 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 180 Вт-ч/кг, от приблизительно 120 Вт-ч/кг до приблизительно 140 Вт-ч/кг, от приблизительно 120 до приблизительно 160 Вт-ч/кг, от приблизительно 120 Вт-ч/кг до приблизительно 180 Вт-ч/кг, от приблизительно 140 Вт-ч/кг до приблизительно 160 Вт-ч/кг, от приблизительно 140 Вт-ч/кг до приблизительно 180 Вт-ч/кг или от приблизи- 13 039953 тельно 160 Вт-ч/кг до приблизительно 180 Вт-ч/кг.
В некоторых вариантах осуществления водный электролит содержит хинон.
В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет по меньшей мере приблизительно 0,25 ммоль/л. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет не более приблизительно 1 ммоль/л. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 0,375 ммоль/л, от приблизительно 0,25 до приблизительно 0,5 ммоль/л, от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 0,625 ммоль/л, от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 0,5 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 0,625 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л, от приблизительно 0,5 до приблизительно 0,625 ммоль/л, от приблизительно 0,5 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,5 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л, от приблизительно 0,625 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,625 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л или от приблизительно 0,75 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей от приблизительно 0,6 В до приблизительно 3,5 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей по меньшей мере приблизительно 0,6 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей не более приблизительно 3,5 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей от приблизительно 0,6 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 0,6 до приблизительно 2 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 2,5 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 3 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 3,5 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 2,5 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 3 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 3,5 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 2,5 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 3 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 3,5 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 2,5 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 3 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 3,5 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 2,5 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 3 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 3,5 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 2,5 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 3 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 3,5 В, от приблизительно 1,8 до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,8 В до приблизительно 2,5 В, от приблизительно 1,8 В до приблизительно 3 В, от приблизительно 1,8 В до приблизительно 3,5 В, от приблизительно 2 В до приблизительно 2,5 В, от приблизительно 2 В до приблизительно 3 В, от приблизительно 2 В до приблизительно 3,5 В, от приблизительно 2,5 В до приблизительно 3 В, от приблизительно 2,5 В до приблизительно 3,5 В или от приблизительно 3 В до приблизительно 3,5 В.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей по меньшей мере приблизительно 150 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей не более приблизительно 700 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 200 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 250 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 300 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 350 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 150 до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 250 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 300 Ф/г, от
- 14 039953 приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 350 Ф/г, от приблизительно 200 до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 300 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 350 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 250 до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 350 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 300 до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 400 до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г, от приблизительно 500 до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г или от приблизительно 600 Ф/г до приблизительно 700 Ф/г.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 1600 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей по меньшей мере приблизительно 40 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей не более приблизительно 1600 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 50 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 250 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 500 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 до приблизительно 750 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 1000 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 1250 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 1600 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно50 Вт-ч/кг до приблизительно 250 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 500 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 до приблизительно 750 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 1000 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 1250 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 1600 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 250 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 до приблизительно 500 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 750 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 1000 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 1250 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 1600 Вт-ч/кг, от приблизительно 250 до приблизительно 500 Вт-ч/кг, от приблизительно 250 Вт-ч/кг до приблизительно 750 Вт-ч/кг, от приблизительно 250 Вт-ч/кг до приблизительно 1000 Вт-ч/кг, от приблизительно 250 Вт-ч/кг до приблизительно 1250 Вт-ч/кг, от приблизительно 250 Вт-ч/кг до приблизительно 1600 Вт-ч/кг, от приблизительно 500 до приблизительно 750 Вт-ч/кг, от приблизительно 500 Вт-ч/кг до приблизительно 1000 Вт-ч/кг, от приблизительно 500 Вт-ч/кг до приблизительно 1250 Вт-ч/кг, от приблизительно 500 Вт-ч/кг до приблизительно 1600 Вт-ч/кг, от приблизительно 750 Вт-ч/кг до приблизительно 1000 Вт-ч/кг, от приблизительно 750 до приблизительно 1250 Вт-ч/кг, от приблизительно 750 Вт-ч/кг до приблизительно 1600 Вт-ч/кг, от приблизительно 1000 Вт-ч/кг до приблизительно 1250 Вт-ч/кг, от приблизительно 1000 Вт-ч/кг до приблизительно 1600 Вт-ч/кг или от приблизительно 1250 Вт-ч/кг до приблизительно 1600 Вт-ч/кг.
В некоторых вариантах осуществления электролит представляет собой гелеобразный электролит.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей от приблизительно 0,6 В до приблизительно 2,4 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей по меньшей мере приблизительно 0,6 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей не более приблизительно 2,4 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов от приблизительно 0,6 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,8 до приблизительно 1,6 В,
- 15 039953 от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 1 до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 1,8 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,8 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 1,8 до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 2 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 2 В до приблизительно 2,4 В или от приблизительно 2,2 В до приблизительно 2,4 В.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей по меньшей мере приблизительно 150 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей не более приблизительно 650 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 200 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 250 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 300 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 350 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 150 до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 150 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 250 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 300 Ф/г, от приблизительно 200 до приблизительно 350 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 200 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 300 Ф/г, от приблизительно 250 до приблизительно 350 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 250 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 300 до приблизительно 350 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 300 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 400 Ф/г, от приблизительно 350 до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 350 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 450 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 400 до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 400 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 500 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 450 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 550 Ф/г, от приблизительно 500 до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 500 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г, от приблизительно 550 Ф/г до приблизительно 600 Ф/г, от приблизительно 550 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г или от приблизительно 600 Ф/г до приблизительно 650 Ф/г.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 130 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей по меньшей мере приблизительно 30 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей не более приблизительно 130 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, составляющей от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 40 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 50 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно
- 16 039953
Вт-ч/кг до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 90 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 110 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 130 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 50 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 90 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 110 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 до приблизительно 130 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 до приблизительно 90 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 110 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 130 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 до приблизительно 90 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 110 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 130 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 Вт-ч/кг до приблизительно 90 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 Вт-ч/кг до приблизительно 110 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 до приблизительно 130 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 Вт-ч/кг до приблизительно 90 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 Вт-ч/кг до приблизительно 110 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 Вт-ч/кг до приблизительно 130 Вт-ч/кг, от приблизительно 90 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 90 до приблизительно 110 Вт-ч/кг, от приблизительно 90 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 90 Вт-ч/кг до приблизительно 130 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 110 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 130 Вт-ч/кг, от приблизительно 110 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 110 Вт-ч/кг до приблизительно 130 Вт-ч/кг или от приблизительно 120 Вт-ч/кг до приблизительно 130 Вт-ч/кг.
В некоторых вариантах осуществления гелеобразный электролит содержит хинон.
В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет по меньшей мере приблизительно 0,25 ммоль/л. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет не более приблизительно 1 ммоль/л. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 0,375 ммоль/л, от приблизительно 0,25 до приблизительно 0,5 ммоль/л, от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 0,625 ммоль/л, от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 0,5 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 0,625 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л, от приблизительно 0,5 до приблизительно 0,625 ммоль/л, от приблизительно 0,5 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,5 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л, от приблизительно 0,625 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,625 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л или от приблизительно 0,75 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей от приблизительно 0,7 В до приблизительно 2,8 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей по меньшей мере приблизительно 0,7 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей не более приблизительно 2,8 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей от приблизительно 0,7 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 0,7 до приблизительно 2 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 0,7 В до приблизительно 2,8 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 0,8 В до прибли
- 17 039953 зительно 2,4 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 2,8 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 1 В до приблизительно 2,8 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 1,4 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 1,2 В до приблизительно 2,8 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 1,6 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 1,4 В до приблизительно 2,8 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 1,8 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 1,6 В до приблизительно 2,8 В, от приблизительно 1,8 В до приблизительно 2 В, от приблизительно 1,8 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 1,8 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 1,8 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 1,8 В до приблизительно 2,8 В, от приблизительно 2 В до приблизительно 2,2 В, от приблизительно 2 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 2 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 2 В до приблизительно 2,8 В, от приблизительно 2,2 В до приблизительно 2,4 В, от приблизительно 2,2 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 2,2 В до приблизительно 2,8 В, от приблизительно 2,4 В до приблизительно 2,6 В, от приблизительно 2,4 В до приблизительно 2,8 В или от приблизительно 2,6 В до приблизительно 2,8 В.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей от приблизительно 2500 Ф/г до приблизительно 10000 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей по меньшей мере приблизительно 2500 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей не более приблизительно 10000 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 2 А/г, составляющей от приблизительно 2500 Ф/г до приблизительно 3000 Ф/г, от приблизительно 2500 Ф/г до приблизительно 4000 Ф/г, от приблизительно 2500 Ф/г до приблизительно 5000 Ф/г, от приблизительно 2500 до приблизительно 6000 Ф/г, от приблизительно 2500 Ф/г до приблизительно 7000 Ф/г, от приблизительно 2500 Ф/г до приблизительно 8000 Ф/г, от приблизительно 2500 Ф/г до приблизительно 9000 Ф/г, от приблизительно 2500 Ф/г до приблизительно 10000 Ф/г, от приблизительно 3000 Ф/г до приблизительно 4000 Ф/г, от приблизительно 3000 Ф/г до приблизительно 5000 Ф/г, от приблизительно 3000 Ф/г до приблизительно 6000 Ф/г, от приблизительно 3000 Ф/г до приблизительно 7000 Ф/г, от приблизительно 3000 до приблизительно 8000 Ф/г, от приблизительно 3000 Ф/г до приблизительно 9000 Ф/г, от приблизительно 3000 Ф/г до приблизительно 10000 Ф/г, от приблизительно 4000 Ф/г до приблизительно 5000 Ф/г, от приблизительно 4000 Ф/г до приблизительно 6000 Ф/г, от приблизительно 4000 Ф/г до приблизительно 7000 Ф/г, от приблизительно 4000 Ф/г до приблизительно 8000 Ф/г, от приблизительно 4000 Ф/г до приблизительно 9000 Ф/г, от приблизительно 4000 Ф/г до приблизительно 10000 Ф/г, от приблизительно 5000 Ф/г до приблизительно 6000 Ф/г, от приблизительно 5000 Ф/г до приблизительно 7000 Ф/г, от приблизительно 5000 Ф/г до приблизительно 8000 Ф/г, от приблизительно 5000 до приблизительно 9000 Ф/г, от приблизительно 5000 Ф/г до приблизительно 10000 Ф/г, от приблизительно 6000 Ф/г до приблизительно 7000 Ф/г, от приблизительно 6000 Ф/г до приблизительно 8000 Ф/г, от приблизительно 6000 Ф/г до приблизительно 9000 Ф/г, от приблизительно 6000 Ф/г до приблизительно 10000 Ф/г, от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 8000 Ф/г, от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 9000 Ф/г, от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 10000 Ф/г, от приблизительно 8000 Ф/г до приблизительно 9000 Ф/г, от приблизительно 8000 Ф/г до приблизительно 10000 Ф/г или от приблизительно 9000 до приблизительно 10000 Ф/г.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по массе электродов, составляющей от приблизительно 700 Вт-ч/кг до приблизительно 3000 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по массе электродов, составляющей по меньшей мере приблизительно 700 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по массе электродов, составляющей не более приблизительно 300 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по массе электродов, составляющей от приблизительно 700 Вт-ч/кг до приблизительно 1000 Вт-ч/кг, от приблизительно 700 Вт-ч/кг до приблизительно 1250 Вт-ч/кг, от приблизительно 700 до приблизительно 1500 Вт-ч/кг, от приблизительно 700 Вт-ч/кг до приблизительно 1750 Вт-ч/кг, от прибли
- 18 039953 зительно 700 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг, от приблизительно 700 Вт-ч/кг до приблизительно 2250 Вт-ч/кг, от приблизительно 700 Вт-ч/кг до приблизительно 2500 Вт-ч/кг, от приблизительно 700 до приблизительно 2750 Вт-ч/кг, от приблизительно 700 Вт-ч/кг до приблизительно 3000 Вт-ч/кг, от приблизительно 1000 Вт-ч/кг до приблизительно 1250 Вт-ч/кг, от приблизительно 1000 Вт-ч/кг до приблизительно 1500 Вт-ч/кг, от приблизительно 1000 Вт-ч/кг до приблизительно 1750 Вт-ч/кг, от приблизительно 1000 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг, от приблизительно 1000 до приблизительно 2250 Вт-ч/кг, от приблизительно 1000 Вт-ч/кг до приблизительно 2500 Вт-ч/кг, от приблизительно 1000 Вт-ч/кг до приблизительно 2750 Вт-ч/кг, от приблизительно 1000 Вт-ч/кг до приблизительно 3000 Вт-ч/кг, от приблизительно 1250 Вт-ч/кг до приблизительно 1500 Вт-ч/кг, от приблизительно 1250 Вт-ч/кг до приблизительно 1750 Вт-ч/кг, от приблизительно 1250 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг, от приблизительно 1250 до приблизительно 2250 Вт-ч/кг, от приблизительно 1250 Вт-ч/кг до приблизительно 2500 Вт-ч/кг, от приблизительно 1250 Вт-ч/кг до приблизительно 2750 Вт-ч/кг, от приблизительно 1250 Вт-ч/кг до приблизительно 3000 Вт-ч/кг, от приблизительно 1500 Вт-ч/кг до приблизительно 1750 Вт-ч/кг, от приблизительно 1500 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг, от приблизительно 1500 Вт-ч/кг до приблизительно 2250 Вт-ч/кг, от приблизительно 1500 Вт-ч/кг до приблизительно 2500 Вт-ч/кг, от приблизительно 1500 до приблизительно 2750 Вт-ч/кг, от приблизительно 1500 Вт-ч/кг до приблизительно 3000 Вт-ч/кг, от приблизительно 1750 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг, от приблизительно 1750 Вт-ч/кг до приблизительно 2250 Вт-ч/кг, от приблизительно 1750 Вт-ч/кг до приблизительно 2500 Вт-ч/кг, от приблизительно 1750 Вт-ч/кг до приблизительно 2750 Вт-ч/кг, от приблизительно 1750 Вт-ч/кг до приблизительно 3000 Вт-ч/кг, от приблизительно 2000 Вт-ч/кг до приблизительно 2250 Вт-ч/кг, от приблизительно 2000 до приблизительно 2500 Вт-ч/кг, от приблизительно 2000 Вт-ч/кг до приблизительно 2750 Вт-ч/кг, от приблизительно 2000 Вт-ч/кг до приблизительно 3000 Вт-ч/кг, от приблизительно 2250 Вт-ч/кг до приблизительно 2500 Вт-ч/кг, от приблизительно 2250 Вт-ч/кг до приблизительно 2750 Вт-ч/кг, от приблизительно 2250 Вт-ч/кг до приблизительно 3000 Вт-ч/кг, от приблизительно 2500 Вт-ч/кг до приблизительно 2750 Вт-ч/кг, от приблизительно 2500 Вт-ч/кг до приблизительно 3000 Вт-ч/кг или от приблизительно 2750 Вт-ч/кг до приблизительно 3000 Вт-ч/кг.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по объему электродов, составляющей от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 2000 Вт-ч/л. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по объему электродов, составляющей по меньшей мере приблизительно 100 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по объему электродов, составляющей не более приблизительно 2000 Вт-ч/л. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по объему электродов, составляющей от приблизительно 500 Вт-ч/л до приблизительно 625 Вт-ч/л, от приблизительно 500 Вт-ч/л до приблизительно 750 Вт-ч/л, от приблизительно 500 Вт-ч/л до приблизительно 875 Вт-ч/л, от приблизительно 500 Вт-ч/л до приблизительно 100 Вт-ч/л, от приблизительно 500 Вт-ч/л до приблизительно 1125 Вт-ч/л, от приблизительно 500 до приблизительно 1250 Вт-ч/л, от приблизительно 500 Вт-ч/л до приблизительно 1375 Вт-ч/л, от приблизительно 500 Вт-ч/л до приблизительно 1500 Вт-ч/л, от приблизительно 500 Вт-ч/л до приблизительно 1750 Вт-ч/л, от приблизительно 500 Вт-ч/л до приблизительно 2000 Вт-ч/л, от приблизительно 625 Вт-ч/л до приблизительно 750 Вт-ч/л, от приблизительно 625 Вт-ч/л до приблизительно 875 Вт-ч/л, от приблизительно 625 Вт-ч/л до приблизительно 100 Вт-ч/л, от приблизительно 625 Вт-ч/л до приблизительно 1125 Вт-ч/л, от приблизительно 625 до приблизительно 1250 Вт-ч/л, от приблизительно 625 Вт-ч/л до приблизительно 1375 Вт-ч/л, от приблизительно 625 Вт-ч/л до приблизительно 1500 Вт-ч/л, от приблизительно 625 Вт-ч/л до приблизительно 1750 Вт-ч/л, от приблизительно 625 Вт-ч/л до приблизительно 2000 Вт-ч/л, от приблизительно 750 Вт-ч/л до приблизительно 875 Вт-ч/л, от приблизительно 750 Вт-ч/л до приблизительно 100 Вт-ч/л, от приблизительно 750 Вт-ч/л до приблизительно 1125 Вт-ч/л, от приблизительно 750 до приблизительно 1250 Вт-ч/л, от приблизительно 750 Вт-ч/л до приблизительно 1375 Вт-ч/л, от приблизительно 750 Вт-ч/л до приблизительно 1500 Вт-ч/л, от приблизительно 750 Вт-ч/л до приблизительно 1750 Вт-ч/л, от приблизительно 750 Вт-ч/л до приблизительно 2000 Вт-ч/л, от приблизительно 875 Вт-ч/л до приблизительно 100 Вт-ч/л, от приблизительно 875 Вт-ч/л до приблизительно 1125 Вт-ч/л, от приблизительно 875 Вт-ч/л до приблизительно 1250 Вт-ч/л, от приблизительно 875 Вт-ч/л до приблизительно 1375 Вт-ч/л, от приблизительно 875 Вт-ч/л до приблизительно 1500 Вт-ч/л, от приблизительно 875 Вт-ч/л до приблизительно 1750 Вт-ч/л, от приблизительно 875 Вт-ч/л до приблизительно 2000 Вт-ч/л, от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 1125 Вт-ч/л, от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 1250 Вт-ч/л, от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 1375 Вт-ч/л, от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 1500 Вт-ч/л, от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 1750 Вт-ч/л, от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 2000 Вт-ч/л, от приблизительно 1125 Вт-ч/л до приблизительно 1250 Вт-ч/л, от приблизительно
- 19 039953
1125 Вт-ч/л до приблизительно 1375 Вт-ч/л, от приблизительно 1125 до приблизительно 1500 Вт-ч/л, от приблизительно 1125 Вт-ч/л до приблизительно 1750 Вт-ч/л, от приблизительно 1125 Вт-ч/л до приблизительно 2000 Вт-ч/л, от приблизительно 1250 Вт-ч/л до приблизительно 1375 Вт-ч/л, от приблизительно 1250 Вт-ч/л до приблизительно 1500 Вт-ч/л, от приблизительно 1250 до приблизительно 1750 Вт-ч/л, от приблизительно 1250 Вт-ч/л до приблизительно 2000 Вт-ч/л, от приблизительно 1375 Вт-ч/л до приблизительно 1500 Вт-ч/л, от приблизительно 1375 Вт-ч/л до приблизительно 1750 Вт-ч/л, от приблизительно 1375 Вт-ч/л до приблизительно 2000 Вт-ч/л, от приблизительно 1500 до приблизительно 1750 Вт-ч/л, от приблизительно 1500 Вт-ч/л до приблизительно 2000 Вт-ч/л или от приблизительно 1750 Вт-ч/л до приблизительно 2000 Вт-ч/л.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по объему электродов и окислительно-восстановительного электролита, составляющей от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по объему электродов и окислительно-восстановительного электролита, составляющей по меньшей мере приблизительно 100 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по объему электродов и окислительно-восстановительного электролита, составляющей не более приблизительно 2000 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по объему электродов и окислительно-восстановительного электролита, составляющей от приблизительно 500 Вт-ч/кг до приблизительно 625 Вт-ч/кг, от приблизительно 500 Вт-ч/кг до приблизительно750 Вт-ч/кг, от приблизительно 500 до приблизительно 875 Вт-ч/кг, от приблизительно 500 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 500 Вт-ч/кг до приблизительно 1125 Вт-ч/кг, от приблизительно 500 Вт-ч/кг до приблизительно 1250 Вт-ч/кг, от приблизительно 500 Вт-ч/кг до приблизительно 1375 Вт-ч/кг, от приблизительно 500 до приблизительно 1500 Вт-ч/кг, от приблизительно 500 Вт-ч/кг до приблизительно 1750 Вт-ч/кг, от приблизительно 500 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг, от приблизительно 625 Вт-ч/кг до приблизительно 750 Вт-ч/кг, от приблизительно 625 Вт-ч/кг до приблизительно 875 Вт-ч/кг, от приблизительно 625 до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 625 Вт-ч/кг до приблизительно 1125 Вт-ч/кг, от приблизительно 625 Вт-ч/кг до приблизительно 1250 Вт-ч/кг, от приблизительно 625 Вт-ч/кг до приблизительно 1375 Вт-ч/кг, от приблизительно 625 Вт-ч/кг до приблизительно 1500 Вт-ч/кг, от приблизительно 625 до приблизительно 1750 Вт-ч/кг, от приблизительно 625 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг, от приблизительно 750 Вт-ч/кг до приблизительно 875 Вт-ч/кг, от приблизительно 750 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 750 Вт-ч/кг до приблизительно 1125 Вт-ч/кг, от приблизительно 750 до приблизительно 1250 Вт-ч/кг, от приблизительно 750 Вт-ч/кг до приблизительно 1375 Вт-ч/кг, от приблизительно 750 Вт-ч/кг до приблизительно 1500 Вт-ч/кг, от приблизительно 750 Вт-ч/кг до приблизительно 1750 Вт-ч/кг, от приблизительно 750 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг, от приблизительно 875 до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 875 Вт-ч/кг до приблизительно 1125 Вт-ч/кг, от приблизительно 875 Вт-ч/кг до приблизительно 1250 Вт-ч/кг, от приблизительно 875 Вт-ч/кг до приблизительно 1375 Вт-ч/кг, от приблизительно 875 Вт-ч/кг до приблизительно 1500 Вт-ч/кг, от приблизительно 875 до приблизительно 1750 Вт-ч/кг, от приблизительно 875 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 1125 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 1250 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 1375 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 до приблизительно 1500 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 1750 Вт-ч/кг, от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг, от приблизительно 1125 Вт-ч/кг до приблизительно 1250 Вт-ч/кг, от приблизительно 1125 Вт-ч/кг до приблизительно 1375 Вт-ч/кг, от приблизительно 1125 до приблизительно 1500 Вт-ч/кг, от приблизительно 1125 Вт-ч/кг до приблизительно 1750 Вт-ч/кг, от приблизительно 1125 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг, от приблизительно 1250 Вт-ч/кг до приблизительно 1375 Вт-ч/кг, от приблизительно 1250 Вт-ч/кг до приблизительно 1500 Вт-ч/кг, от приблизительно 1250 Вт-ч/кг до приблизительно 1750 Вт-ч/кг, от приблизительно 1250 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг, от приблизительно 1375 Вт-ч/кг до приблизительно 1500 Вт-ч/кг, от приблизительно 1375 до приблизительно 1750 Вт-ч/кг, от приблизительно 1375 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг, от приблизительно 1500 Вт-ч/кг до приблизительно 1750 Вт-ч/кг, от приблизительно 1500 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг или от приблизительно 1750 Вт-ч/кг до приблизительно 2000 Вт-ч/кг.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по объему электродов и окислительно-восстановительного электролита, составляющей от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 1800 Вт-ч/л. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по объему электродов и окислительно-восстановительного электролита, составляющей по меньшей мере приблизительно 100 Вт-ч/л. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью
- 20 039953 энергии, нормализованной по объему электродов и окислительно-восстановительного электролита, составляющей не более приблизительно 1800 Вт-ч/л. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по объему электродов и окислительновосстановительного электролита, составляющей от приблизительно 400 до приблизительно 600 Вт-ч/л, от приблизительно 400 Вт-ч/л до приблизительно 800 Вт-ч/л, от приблизительно 400 Вт-ч/л до приблизительно 100 Вт-ч/л, от приблизительно 400 Вт-ч/л до приблизительно 1200 Вт-ч/л, от приблизительно 400 до приблизительно 1400 Вт-ч/л, от приблизительно 400 Вт-ч/л до приблизительно 1600 Вт-ч/л, от приблизительно 400 Вт-ч/л до приблизительно 1800 Вт-ч/л, от приблизительно 600 Вт-ч/л до приблизительно 800 Вт-ч/л, от приблизительно 600 Вт-ч/л до приблизительно 100 Вт-ч/л, от приблизительно 600 Вт-ч/л до приблизительно 1200 Вт-ч/л, от приблизительно 600 Вт-ч/л до приблизительно 1400 Вт-ч/л, от приблизительно 600 Вт-ч/л до приблизительно 1600 Вт-ч/л, от приблизительно 600 до приблизительно 1800 Вт-ч/л, от приблизительно 800 Вт-ч/л до приблизительно 100 Вт-ч/л, от приблизительно 800 Вт-ч/л до приблизительно 1200 Вт-ч/л, от приблизительно 800 Вт-ч/л до приблизительно 1400 Вт-ч/л, от приблизительно 800 до приблизительно 1600 Вт-ч/л, от приблизительно 800 Вт-ч/л до приблизительно 1800 Вт-ч/л, от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 1200 Вт-ч/л, от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 1400 Вт-ч/л, от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 1600 Вт-ч/л, от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 1800 Вт-ч/л, от приблизительно 1200 Вт-ч/л до приблизительно 1400 Вт-ч/л, от приблизительно 1200 Вт-ч/л до приблизительно 1600 Вт-ч/л, от приблизительно 1200 Вт-ч/л до приблизительно 1800 Вт-ч/л, от приблизительно 1400 Вт-ч/л до приблизительно 1600 Вт-ч/л, от приблизительно 1400 Вт-ч/л до приблизительно 1800 Вт-ч/л или от приблизительно 1600 до приблизительно 1800 Вт-ч/л.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по массе и объему электродов, окислительно-восстановительного электролита и углеродной ткани, составляющей от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по массе и объему электродов, окислительно-восстановительного электролита и углеродной ткани, составляющей по меньшей мере приблизительно 30 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по массе и объему электродов, окислительно-восстановительного электролита и углеродной ткани, составляющей не более приблизительно 120 Вт-ч/кг. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по массе и объему электродов, окислительновосстановительного электролита и углеродной ткани, составляющей от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 40 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 50 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 90 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 30 до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 50 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 90 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 40 до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 60 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 90 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 50 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 до приблизительно 70 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 90 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 60 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 Вт-ч/кг до приблизительно 80 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 Вт-ч/кг до приблизительно 90 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 70 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 Вт-ч/кг до приблизительно 90 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 80 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг, от приблизительно 90 Вт-ч/кг до приблизительно 100 Вт-ч/кг, от приблизительно 90 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг или от приблизительно 100 Вт-ч/кг до приблизительно 120 Вт-ч/кг.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по массе и объему электродов, окислительно-восстановительного электролита и углеродной ткани, составляющей от приблизительно 40 Вт-ч/л до приблизительно 180 Вт-ч/л. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по массе и объему электродов, окислительно-восстановительного электролита и углеродной ткани, составляющей по меньшей мере приблизительно 40 Вт-ч/л. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по массе и объему элек
- 21 039953 тродов, окислительно-восстановительного электролита и углеродной ткани, составляющей не более приблизительно 180 Вт-ч/л. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, нормализованной по массе и объему электродов, окислительно-восстановительного электролита и углеродной ткани, составляющей от приблизительно 40 до приблизительно 50 Вт-ч/л, от приблизительно 40 Вт-ч/л до приблизительно 60 Вт-ч/л, от приблизительно 40 Вт-ч/л до приблизительно 70 Вт-ч/л, от приблизительно 40 Вт-ч/л до приблизительно 80 Вт-ч/л, от приблизительно 40 Вт-ч/л до приблизительно 90 Вт-ч/л, от приблизительно 40 Вт-ч/л до приблизительно 100 Вт-ч/л, от приблизительно 40 Вт-ч/л до приблизительно 120 Вт-ч/л, от приблизительно 40 Вт-ч/л до приблизительно 140 Вт-ч/л, от приблизительно 40 Вт-ч/л до приблизительно 160 Вт-ч/л, от приблизительно 40 Вт-ч/л до приблизительно 180 Вт-ч/л, от приблизительно 50 Вт-ч/л до приблизительно 60 Вт-ч/л, от приблизительно 50 до приблизительно 70 Вт-ч/л, от приблизительно 50 Вт-ч/л до приблизительно 80 Вт-ч/л, от приблизительно 50 Вт-ч/л до приблизительно 90 Вт-ч/л, от приблизительно 50 Вт-ч/л до приблизительно 100 Вт-ч/л, от приблизительно 50 Вт-ч/л до приблизительно 120 Вт-ч/л, от приблизительно 50 Вт-ч/л до приблизительно 140 Вт-ч/л, от приблизительно 50 Вт-ч/л до приблизительно 160 Вт-ч/л, от приблизительно 50 Вт-ч/л до приблизительно 180 Вт-ч/л, от приблизительно 60 Вт-ч/л до приблизительно 70 Вт-ч/л, от приблизительно 60 Вт-ч/л до приблизительно 80 Вт-ч/л, от приблизительно 60 Вт-ч/л до приблизительно 90 Вт-ч/л, от приблизительно 60 Вт-ч/л до приблизительно 100 Вт-ч/л, от приблизительно 60 Вт-ч/л до приблизительно 120 Вт-ч/л, от приблизительно 60 Вт-ч/л до приблизительно 140 Вт-ч/л, от приблизительно 60 Вт-ч/л до приблизительно 160 Вт-ч/л, от приблизительно 60 Вт-ч/л до приблизительно 180 Вт-ч/л, от приблизительно 70 Вт-ч/л до приблизительно 80 Вт-ч/л, от приблизительно 70 Вт-ч/л до приблизительно 90 Вт-ч/л, от приблизительно 70 Вт-ч/л до приблизительно 100 Вт-ч/л, от приблизительно 70 Вт-ч/л до приблизительно 120 Вт-ч/л, от приблизительно 70 Вт-ч/л до приблизительно 140 Вт-ч/л, от приблизительно 70 до приблизительно 160 Вт-ч/л, от приблизительно 70 Вт-ч/л до приблизительно 180 Вт-ч/л, от приблизительно 80 Вт-ч/л до приблизительно 90 Вт-ч/л, от приблизительно 80 до приблизительно 100 Вт-ч/л, от приблизительно 80 Вт-ч/л до приблизительно 120 Вт-ч/л, от приблизительно 80 Вт-ч/л до приблизительно 140 Вт-ч/л, от приблизительно 80 Вт-ч/л до приблизительно 160 Вт-ч/л, от приблизительно 80 Вт-ч/л до приблизительно 180 Вт-ч/л, от приблизительно 90 Вт-ч/л до приблизительно 100 Вт-ч/л, от приблизительно 90 Вт-ч/л до приблизительно 120 Вт-ч/л, от приблизительно 90 до приблизительно 140 Вт-ч/л, от приблизительно 90 Вт-ч/л до приблизительно 160 Вт-ч/л, от приблизительно 90 Вт-ч/л до приблизительно 180 Вт-ч/л, от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 120 Вт-ч/л, от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 140 Вт-ч/л, от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 160 Вт-ч/л, от приблизительно 100 Вт-ч/л до приблизительно 180 Вт-ч/л, от приблизительно 120 до приблизительно 140 Вт-ч/л, от приблизительно 120 Вт-ч/л до приблизительно 160 Вт-ч/л, от приблизительно 120 Вт-ч/л до приблизительно 180 Вт-ч/л, от приблизительно 140 Вт-ч/л до приблизительно 160 Вт-ч/л, от приблизительно 140 до приблизительно 180 Вт-ч/л или от приблизительно 160 Вт-ч/л до приблизительно 180 Вт-ч/л.
Четвертый аспект, раскрытый в данном документе, представляет собой суперконденсатор, содержащий три электрода, причем каждый электрод содержит электрод на основе активированного угля, токосъемник и электролит. В некоторых вариантах осуществления токосъемник является металлическим. В некоторых вариантах осуществления токосъемник является ферритовым. В некоторых вариантах осуществления токосъемник содержит нержавеющую сталь, тигельную сталь, углеродистую сталь, рессорнопружинную сталь, легированную сталь, мартенситностареющую сталь, атмосферостойкую сталь, инструментальную сталь или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления электролит расположен между электродами. В некоторых вариантах осуществления электролит содержит кислоту. В некоторых вариантах осуществления электролит содержит растворитель. В некоторых вариантах осуществления электролит содержит кислоту и растворитель. В некоторых вариантах осуществления кислота представляет собой сильную кислоту. В некоторых вариантах осуществления сильная кислота представляет собой перхлорную кислоту, йодистоводородную кислоту, бромистоводородную кислоту, хлористоводородную кислоту, серную кислоту, птолуолсульфоновую кислоту, метансульфоновую кислоту или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления растворитель представляет собой тетрагидрофуран, этилацетат, диметилформамид, ацетонитрил, ацетон, диметилсульфоксид, нитрометан, пропиленкарбонат, этанол, муравьиную кислоту, н-бутанол, метанол, уксусную кислоту, воду или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления электролит представляет собой гелеобразный электролит, причем гелеобразный электролит содержит хинон. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет по меньшей мере приблизительно 0,25 ммоль/л. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет не более приблизительно 1 ммоль/л. В таких вариантах осуществления концентрация хинона составляет от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 0,375 ммоль/л, от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 0,5 ммоль/л, от приблизи- 22 039953 тельно 0,25 ммоль/л до приблизительно 0,625 ммоль/л, от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,25 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 0,5 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 0,625 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,375 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л, от приблизительно 0,5 до приблизительно 0,625 ммоль/л, от приблизительно 0,5 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,5 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л, от приблизительно 0,625 ммоль/л до приблизительно 0,75 ммоль/л, от приблизительно 0,625 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л или от приблизительно 0,75 ммоль/л до приблизительно 1 ммоль/л.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей от приблизительно 0,2 В до приблизительно 1,2 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей по меньшей мере приблизительно 0,2 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов, составляющей не более приблизительно 1,2 В. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов от приблизительно 0,2 В до приблизительно 0,3 В, от приблизительно 0,2 В до приблизительно 0,4 В, от приблизительно 0,2 В до приблизительно 0,6 В, от приблизительно 0,2 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,2 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,2 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 0,4 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 0,6 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,3 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,6 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,4 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,4 до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 0,8 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,6 В до приблизительно 1,2 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1 В, от приблизительно 0,8 В до приблизительно 1,2 В или от приблизительно 1 В до приблизительно 1,2 В.
В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 10 А/г, составляющей от приблизительно 1000 Ф/г до приблизительно 8000 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 10 А/г, составляющей по меньшей мере приблизительно 1000 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 10 А/г, составляющей не более приблизительно 8000 Ф/г. В таких вариантах осуществления суперконденсатор характеризуется удельной емкостью при плотности тока приблизительно 10 А/г, составляющей от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 8000 Ф/г, от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 1000 Ф/г, от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 1250 Ф/г, от приблизительно 7000 до приблизительно 1500 Ф/г, от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 2000 Ф/г, от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 2250 Ф/г, от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 2500 Ф/г, от приблизительно 7000 Ф/г до приблизительно 2800 Ф/г, от приблизительно 8000 Ф/г до приблизительно 1000 Ф/г, от приблизительно 8000 Ф/г до приблизительно 1250 Ф/г, от приблизительно 8000 Ф/г до приблизительно 1500 Ф/г, от приблизительно 8000 Ф/г до приблизительно 2000 Ф/г, от приблизительно 8000 до приблизительно 2250 Ф/г, от приблизительно 8000 Ф/г до приблизительно 2500 Ф/г, от приблизительно 8000 Ф/г до приблизительно 2800 Ф/г, от приблизительно 1000 Ф/г до приблизительно 1250 Ф/г, от приблизительно 1000 Ф/г до приблизительно 1500 Ф/г, от приблизительно 1000 Ф/г до приблизительно 2000 Ф/г, от приблизительно 1000 Ф/г до приблизительно 2250 Ф/г, от приблизительно 1000 Ф/г до приблизительно 2500 Ф/г, от приблизительно 1000 Ф/г до приблизительно 2800 Ф/г, от приблизительно 1250 до приблизительно 1500 Ф/г, от приблизительно 1250 Ф/г до приблизительно 2000 Ф/г, от приблизительно 1250 Ф/г до приблизительно 2250 Ф/г, от приблизительно 1250 Ф/г до приблизительно 2500 Ф/г, от приблизительно 1250 Ф/г до приблизительно 2800 Ф/г, от приблизительно 1500 Ф/г до приблизительно 2000 Ф/г, от приблизительно 1500 Ф/г до приблизительно 2250 Ф/г, от приблизительно 1500 Ф/г до приблизительно 2500 Ф/г, от приблизительно 1500 Ф/г до приблизительно 2800 Ф/г, от приблизительно 2000 до приблизительно 2250 Ф/г, от приблизительно 2000 Ф/г до приблизительно 2500 Ф/г, от приблизительно 2000 Ф/г до приблизительно 2800 Ф/г, от приблизительно 2250 Ф/г до приблизительно 2500 Ф/г, от приблизительно 2250 Ф/г до приблизительно 2800 Ф/г или от приблизительно 2500 Ф/г до приблизительно 2800 Ф/г.
Пятый аспект, предлагаемый в данном документе, представляет собой способ изготовления функционализированного углеродного электрода, включающий стадии функционализации углеродной подложки, подготовки функционализированной углеродной подложки, составления полимеризационной жидкости и синтезирования нанотрубки на функционализированной углеродной подложке.
В некоторых вариантах осуществления функционализированный углеродный электрод представляет собой функционализированный полианилином углеродный электрод. В некоторых вариантах осуществления нанотрубка представляет собой полианилиновую нанотрубку.
В некоторых вариантах осуществления стадия функционализации углеродной подложки предусматривает образование раствора для функционализации, нагревание раствора для функционализации,
- 23 039953 охлаждение раствора для функционализации, размещение участка углеродной подложки в растворе для функционализации и ополаскивание участка функционализированной углеродной подложки. В некоторых вариантах осуществления подложку ополаскивают в воде.
В некоторых вариантах осуществления раствор для функционализации содержит сильную кислоту, представляющую собой перхлорную кислоту, йодистоводородную кислоту, бромистоводородную кислоту, хлористоводородную кислоту, серную кислоту, п-толуолсульфоновую кислоту, метансульфоновую кислоту и азотную кислоту, хлорноватую кислоту или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления раствор для функционализации содержит первую сильную кислоту и вторую сильную кислоту, где первая сильная кислота представляет собой перхлорную кислоту, йодистоводородную кислоту, бромистоводородную кислоту, хлористоводородную кислоту, серную кислоту, п-толуолсульфоновую кислоту, метансульфоновую кислоту, азотную кислоту, хлорноватую кислоту или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления вторая сильная кислота представляет собой перхлорную кислоту, йодистоводородную кислоту, бромистоводородную кислоту, хлористоводородную кислоту, серную кислоту, п-толуолсульфоновую кислоту, метансульфоновую кислоту, азотную кислоту, хлорноватую кислоту или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления раствор для функционализации содержит объемную долю в процентах первой сильной кислоты, составляющую от приблизительно 15% до приблизительно 60%. В некоторых вариантах осуществления раствор для функционализации содержит объемную долю в процентах первой сильной кислоты, составляющую по меньшей мере приблизительно 15%. В некоторых вариантах осуществления раствор для функционализации содержит объемную долю в процентах первой сильной кислоты, составляющую не более приблизительно 60%. В некоторых вариантах осуществления раствор для функционализации содержит объемную долю в процентах первой сильной кислоты, составляющую от приблизительно 15% до приблизительно 20%, от приблизительно 15% до приблизительно 25%, от приблизительно 15% до приблизительно 30%, от приблизительно 15% до приблизительно 35%, от приблизительно 15% до приблизительно 40%, от приблизительно 15% до приблизительно 45%, от приблизительно 15% до приблизительно 50%, от приблизительно 15% до приблизительно 55%, от приблизительно 15% до приблизительно 60%, от приблизительно 20% до приблизительно 25%, от приблизительно 20% до приблизительно 30%, от приблизительно 20% до приблизительно 35%, от приблизительно 20% до приблизительно 40%, от приблизительно 20% до приблизительно 45%, от приблизительно 20% до приблизительно 50%, от приблизительно 20% до приблизительно 55%, от приблизительно 20% до приблизительно 60%, от приблизительно 25% до приблизительно 30%, от приблизительно 25% до приблизительно 35%, от приблизительно 25% до приблизительно 40%, от приблизительно 25% до приблизительно 45%, от приблизительно 25% до приблизительно 50%, от приблизительно 25% до приблизительно 55%, от приблизительно 25% до приблизительно 60%, от приблизительно 30% до приблизительно 35%, от приблизительно 30% до приблизительно 40%, от приблизительно 30% до приблизительно 45%, от приблизительно 30% до приблизительно 50%, от приблизительно 30% до приблизительно 55%, от приблизительно 30% до приблизительно 60%, от приблизительно 35% до приблизительно 40%, от приблизительно 35% до приблизительно 45%, от приблизительно 35% до приблизительно 50%, от приблизительно 35% до приблизительно 55%, от приблизительно 35% до приблизительно 60%, от приблизительно 40% до приблизительно 45%, от приблизительно 40% до приблизительно 50%, от приблизительно 40% до приблизительно 55%, от приблизительно 40% до приблизительно 60%, от приблизительно 45% до приблизительно 50%, от приблизительно 45% до приблизительно 55%, от приблизительно 45% до приблизительно 60%, от приблизительно 50% до приблизительно 55%, от приблизительно 50% до приблизительно 60% или от приблизительно 55% до приблизительно 60%.
В некоторых вариантах осуществления раствор для функционализации нагревают до температуры, составляющей от приблизительно 30°С до приблизительно 120°С. В некоторых вариантах осуществления раствор для функционализации нагревают до температуры, составляющей по меньшей мере приблизительно 30 °С. В некоторых вариантах осуществления раствор для функционализации нагревают до температуры, составляющей не более приблизительно 120°С. В некоторых вариантах осуществления раствор для функционализации нагревают до температуры, составляющей от приблизительно 30°С до приблизительно 40°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 50°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 60°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 70°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 80°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 90°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 100°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 110°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 120°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 50°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 60°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 70°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 80°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 90°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 100°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 110°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 120°С, от приблизительно 50°С до приблизительно 60°С, от приблизительно 50°С до приблизительно 70°С, от приблизительно 50°С до приблизительно 80°С, от приблизительно 50°С до приблизительно 90°С, от приблизительно 50°С до приблизительно 100°С, от приблизительно 50°С до
- 24 039953 приблизительно 110°С, от приблизительно 50°С до приблизительно 120°С, от приблизительно 60°С до приблизительно 70°С, от приблизительно 60°С до приблизительно 80°С, от приблизительно 60°С до приблизительно 90°С, от приблизительно 60°С до приблизительно 100°С, от приблизительно 60°С до приблизительно 110°С, от приблизительно 60°С до приблизительно 120°С, от приблизительно 70°С до приблизительно 80°С, от приблизительно 70°С до приблизительно 90°С, от приблизительно 70°С до приблизительно 100°С, от приблизительно 70°С до приблизительно 110°С, от приблизительно 70°С до приблизительно 120°С, от приблизительно 80°С до приблизительно 90°С, от приблизительно 80°С до приблизительно 100°С, от приблизительно 80°С до приблизительно 110°С, от приблизительно 80°С до приблизительно 120°С, от приблизительно 90°С до приблизительно 100°С, от приблизительно 90°С до приблизительно 110°С, от приблизительно 90°С до приблизительно 120°С, от приблизительно 100°С до приблизительно 110°С, от приблизительно100°С до приблизительно 120°С или от приблизительно 110°С до приблизительно 120°С.
В некоторых вариантах осуществления раствор для функционализации нагревают в течение периода, составляющего от приблизительно 60 мин до приблизительно 240 мин. В некоторых вариантах осуществления раствор для функционализации нагревают в течение периода, составляющего по меньшей мере приблизительно 60 мин. В некоторых вариантах осуществления раствор для функционализации нагревают в течение периода, составляющего не более приблизительно 240 мин. В некоторых вариантах осуществления раствор для функционализации нагревают в течение периода, составляющего от приблизительно 60 мин до приблизительно 80 мин, от приблизительно 60 мин до приблизительно 100 мин, от приблизительно 60 мин до приблизительно 120 мин, от приблизительно 60 до приблизительно 140 мин, от приблизительно 60 мин до приблизительно 160 мин, от приблизительно 60 мин до приблизительно 180 мин, от приблизительно 60 мин до приблизительно 200 мин, от приблизительно 60 мин до приблизительно 220 мин, от приблизительно 60 мин до приблизительно 240 мин, от приблизительно 80 мин до приблизительно 100 мин, от приблизительно 80 мин до приблизительно 120 мин, от приблизительно 80 до приблизительно 140 мин, от приблизительно 80 мин до приблизительно 160 мин, от приблизительно 80 мин до приблизительно 180 мин, от приблизительно 80 мин до приблизительно 200 мин, от приблизительно 80 мин до приблизительно 220 мин, от приблизительно 80 мин до приблизительно 240 мин, от приблизительно 100 мин до приблизительно 120 мин, от приблизительно 100 до приблизительно 140 мин, от приблизительно 100 мин до приблизительно 160 мин, от приблизительно 100 до приблизительно 180 мин, от приблизительно 100 мин до приблизительно 200 мин, от приблизительно 100 мин до приблизительно 220 мин, от приблизительно 100 мин до приблизительно 240 мин, от приблизительно 120 мин до приблизительно 140 мин, от приблизительно 120 мин до приблизительно 160 мин, от приблизительно 120 мин до приблизительно 180 мин, от приблизительно 120 мин до приблизительно 200 мин, от приблизительно 120 мин до приблизительно 220 мин, от приблизительно 120 мин до приблизительно 240 мин, от приблизительно 140 мин до приблизительно 160 мин, от приблизительно 140 мин до приблизительно 180 мин, от приблизительно 140 мин до приблизительно 200 мин, от приблизительно 140 мин до приблизительно 220 мин, от приблизительно 140 мин до приблизительно 240 мин, от приблизительно 160 мин до приблизительно 180 мин, от приблизительно 160 мин до приблизительно 200 мин, от приблизительно 160 мин до приблизительно 220 мин, от приблизительно 160 мин до приблизительно 240 мин, от приблизительно 180 мин до приблизительно 200 мин, от приблизительно 180 мин до приблизительно 220 мин, от приблизительно 180 мин до приблизительно 240 мин, от приблизительно 200 мин до приблизительно 220 мин, от приблизительно 200 мин до приблизительно 240 мин или от приблизительно 220 мин до приблизительно 240 мин.
В некоторых вариантах осуществления раствор для функционализации охлаждают до комнатной температуры. В некоторых вариантах осуществления вода является деионизированной.
В некоторых вариантах осуществления воду нагревают до температуры, составляющей от прибли зительно 5°С до приблизительно 40°С. В некоторых вариантах осуществления воду нагревают до температуры, составляющей по меньшей мере приблизительно 5°С. В некоторых вариантах осуществления воду нагревают до температуры, составляющей не более приблизительно 40°С. В некоторых вариантах осуществления воду нагревают до температуры, составляющей от приблизительно 5°С до приблизительно 10°С, от приблизительно 5°С до приблизительно 15°С, от приблизительно 5°С до приблизительно 20°С, от приблизительно 5°С до приблизительно 25°С, от приблизительно 5°С до приблизительно 30°С, от приблизительно 5°С до приблизительно 35°С, от приблизительно 5°С до приблизительно 40°С, от приблизительно 10°С до приблизительно 10°С до приблизительно 10°С до приблизительно 15°С до приблизительно 15°С до приблизительно 15°С до приблизительно 20°С до приблизительно 15°С, приблизительно 25°С, приблизительно 35°С, приблизительно 20°С, приблизительно 30°С, приблизительно 40°С, приблизительно 30°С, от приблизительно 10°С до от приблизительно 10°С до от приблизительно 10°С до от приблизительно 15°С до от приблизительно 15°С до от приблизительно 20°С до от приблизительно 20°С до приблизительно 20°С, от приблизительно 30°С, от приблизительно 40°С, от приблизительно 25°С, от приблизительно 35°С, от приблизительно 25°С, от приблизительно 35°С, от
- 25 039953 приблизительно 20°С до приблизительно 40°С, от приблизительно 25°С до приблизительно 30°С, от приблизительно 25°С до приблизительно 35°С, от приблизительно 25°С до приблизительно 40°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 35°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 40°С или от приблизительно 35°С до приблизительно 40°С.
В некоторых вариантах осуществления объем воды составляет от приблизительно 0,5 л до приблизительно 2 л. В некоторых вариантах осуществления объем воды составляет по меньшей мере приблизительно 0,5 л. В некоторых вариантах осуществления объем воды составляет не более приблизительно 2 л. В некоторых вариантах осуществления объем воды составляет от приблизительно 0,5 л до приблизительно 0,625 л, от приблизительно 0,5 л до приблизительно 0,75 л, от приблизительно 0,5 л до приблизительно 0,875 л, от приблизительно 0,5 л до приблизительно 1 л, от приблизительно 0,5 л до приблизительно 1,25 л, от приблизительно 0,5 л до приблизительно 1,5 л, от приблизительно 0,5 л до приблизительно 1,75 л, от приблизительно 0,5 л до приблизительно2 л, от приблизительно 0,625 л до приблизительно 0,75 л, от приблизительно 0,625 л до приблизительно 0,875 л, от приблизительно 0,625 л до приблизительно 1 л, от приблизительно 0,625 л до приблизительно 1,25 л, от приблизительно 0,625 л до приблизительно 1,5 л, от приблизительно 0,625 л до приблизительно 1,75 л, от приблизительно 0,625 л до приблизительно 2 л, от приблизительно 0,75 л до приблизительно 0,875 л, от приблизительно 0,75 л до приблизительно 1 л, от приблизительно 0,75 л до приблизительно 1,25 л, от приблизительно 0,75 л до приблизительно 1,5 л, от приблизительно 0,75 л до приблизительно 1,75 л, от приблизительно 0,75 л до приблизительно 2 л, от приблизительно 0,875 л до приблизительно 1 л, от приблизительно 0,875 л до приблизительно 1,25 л, от приблизительно 0,875 л до приблизительно 1,5 л, от приблизительно 0,875 л до приблизительно 1,75 л, от приблизительно 0,875 л до приблизительно 2 л, от приблизительно 1 л до приблизительно 1,25 л, от приблизительно 1 л до приблизительно 1,5 л, от приблизительно 1 л до приблизительно 1,75 л, от приблизительно 1 л до приблизительно 2 л, от приблизительно 1,25 л до приблизительно 1,5 л, от приблизительно 1,25 л до приблизительно 1,75 л, от приблизительно 1,25 л до приблизительно 2 л, от приблизительно 1,5 л до приблизительно 1,75 л, от приблизительно 1,5 л до приблизительно 2 л или от приблизительно 1,75 л до приблизительно 2 л.
В некоторых вариантах осуществления углеродная подложка состоит из углеродной ткани, углеродного волокна, аморфного углерода, стекловидного углерода, углеродной нанопены, углеродного аэрогеля или любой их комбинации.
В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку обжигают после функционализации.
В некоторых вариантах осуществления температура обжига составляет от приблизительно 100°С до приблизительно 400°С. В некоторых вариантах осуществления температура обжига составляет по меньшей мере приблизительно 100°С. В некоторых вариантах осуществления температура обжига составляет не более приблизительно 400°С. В некоторых вариантах осуществления температура обжига составляет от приблизительно 100°С до приблизительно 150°С, от приблизительно 100°С до приблизительно 200°С, от приблизительно 100°С до приблизительно 250°С, от приблизительно 100°С до приблизительно 300°С, от приблизительно 100°С до приблизительно 350°С, от приблизительно 100°С до приблизительно 400°С, от приблизительно 150°С до приблизительно 200°С, от приблизительно 150°С до приблизительно 250°С, от приблизительно 150°С до приблизительно 300°С, от приблизительно 150°С до приблизительно 350°С, от приблизительно 150°С до приблизительно 400°С, от приблизительно 200°С до приблизительно 250°С, от приблизительно 200°С до приблизительно 300°С, от приблизительно 200°С до приблизительно 350°С, от приблизительно 200°С до приблизительно 400°С, от приблизительно 250°С до приблизительно 300°С, от приблизительно 250°С до приблизительно 350°С, от приблизительно 250°С до приблизительно 400°С, от приблизительно 300°С до приблизительно 350°С, от приблизительно 300°С до приблизительно 400°С или от приблизительно 350°С до приблизительно 400°С.
В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку обжигают в течение периода от приблизительно 0,5 ч до приблизительно 14 ч. В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку обжигают в течение периода, составляющего по меньшей мере приблизительно 0,5 ч. В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку обжигают в течение периода, составляющего не более приблизительно 14 ч. В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку обжигают в течение периода, составляющего от приблизительно 0,5 ч до приблизительно 1 ч, от приблизительно 0,5 ч до приблизительно 2 ч, от приблизительно 0,5 ч до приблизительно 5 ч, от приблизительно 0,5 ч до приблизительно 7 ч, от приблизительно 0,5 ч до приблизительно 9 ч, от приблизительно 0,5 ч до приблизительно 11 ч, от приблизительно 0,5 ч до приблизительно 14 ч, от приблизительно 1 ч до приблизительно 2 ч, от приблизительно 1 ч до приблизительно 5 ч, от приблизительно 1 ч до приблизительно 7 ч, от приблизительно 1 ч до приблизительно 9 ч, от приблизительно 1 ч до приблизительно 11 ч, от приблизительно 1 до приблизительно 14 ч, от приблизительно 2 ч до приблизительно 5 ч, от приблизительно 2 ч до приблизительно 7 ч, от приблизительно 2 ч до приблизительно 9 ч, от приблизительно 2 до приблизительно 11 ч, от
- 26 039953 приблизительно 2 ч до приблизительно 14 ч, от приблизительно 5 ч до приблизительно 7 ч, от приблизительно 5 ч до приблизительно 9 ч, от приблизительно 5 ч до приблизительно 11 ч, от приблизительно 5 ч до приблизительно 14 ч, от приблизительно 7 ч до приблизительно 9 ч, от приблизительно 7 ч до приблизительно 11 ч, от приблизительно 7 ч до приблизительно 14 ч, от приблизительно 9 ч до приблизительно ч, от приблизительно 9 ч до приблизительно 14 ч или от приблизительно 11 ч до приблизительно 14 ч.
В некоторых вариантах осуществления стадия подготовки функционализированной углеродной подложки включает отрезание участка функционализированной углеродной подложки, погружение участка функционализированной углеродной подложки в раствор растворителя, обработку с помощью ультразвука участка функционализированной углеродной подложки в растворе растворителя и высушивание участка функционализированной углеродной подложки.
В некоторых вариантах осуществления функционализированная углеродная подложка имеет геометрическую площадь, составляющую от приблизительно 0,1 квадратного сантиметра (см2) до приблизительно 0,5 см2. В некоторых вариантах осуществления функционализированная углеродная подложка имеет геометрическую площадь, составляющую по меньшей мере приблизительно 0,1 см2. В некоторых вариантах осуществления функционализированная углеродная подложка имеет геометрическую площадь, составляющую не более приблизительно 0,5 см2. В некоторых вариантах осуществления функционализированная углеродная подложка имеет геометрическую площадь, составляющую от приблизительно 0,1 см2 до приблизительно 0,2 см2, от приблизительно 0,1 см2 до приблизительно 0,3 см2, от приблизительно 0,1 см2 до приблизительно 0,4 см2, от приблизительно 0,1 см2 до приблизительно 0,5 см2, от приблизительно 0,2 см2 до приблизительно 0,3 см2, от приблизительно 0,2 см2 до приблизительно 0,4 см2, от приблизительно 0,2 см2 до приблизительно 0,5 см2, от приблизительно 0,3 см2 до приблизительно 0,4 см2, от приблизительно 0,3 см2 до приблизительно 0,5 см2 или от приблизительно 0,4 см2 до приблизительно 0,5 см2.
В некоторых вариантах осуществления раствор растворителя содержит тетрагидрофуран, этилацетат, диметилформамид, ацетонитрил, ацетон, диметилсульфоксид, нитрометан, пропиленкарбонат, этанол, муравьиную кислоту, н-бутанол, метанол, уксусную кислоту, воду или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления раствор растворителя содержит первый растворитель и второй растворитель. В некоторых вариантах осуществления раствор первого растворителя содержит тетрагидрофуран, этилацетат, диметилформамид, ацетонитрил, ацетон, диметилсульфоксид, нитрометан, пропиленкарбонат, этанол, муравьиную кислоту, н-бутанол, метанол, уксусную кислоту, воду или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления раствор второго растворителя содержит тетрагидрофуран, этилацетат, диметилформамид, ацетонитрил, ацетон, диметилсульфоксид, нитрометан, пропиленкарбонат, этанол, муравьиную кислоту, н-бутанол, метанол, уксусную кислоту, воду или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления первый растворитель составляет объемную долю в процентах в растворе растворителя от приблизительно 25% до приблизительно 95%. В некоторых вариантах осуществления первый растворитель составляет объемную долю в процентах в растворе растворителя по меньшей мере приблизительно 25%. В некоторых вариантах осуществления первый растворитель составляет объемную долю в процентах в растворе растворителя, составляющую не более приблизительно 95%. В некоторых вариантах осуществления первый растворитель составляет объемную долю в процентах в растворе растворителя от приблизительно 25% до приблизительно 35%, от приблизительно 25% до приблизительно 45%, от приблизительно 25% до приблизительно 55%, от приблизительно 25% до приблизительно 65%, от приблизительно 25% до приблизительно 75%, от приблизительно 25% до приблизительно 85%, от приблизительно 25% до приблизительно 95%, от приблизительно 35% до приблизительно 45%, от приблизительно 35% до приблизительно 55%, от приблизительно 35% до приблизительно 65%, от приблизительно 35% до приблизительно 75%, от приблизительно 35% до приблизительно 85%, от приблизительно 35% до приблизительно 95%, от приблизительно 45% до приблизительно 55%, от приблизительно 45% до приблизительно 65%, от приблизительно 45% до приблизительно 75%, от приблизительно 45% до приблизительно 85%, от приблизительно 45% до приблизительно 95%, от приблизительно 55% до приблизительно 65%, от приблизительно 55% до приблизительно 75%, от приблизительно 55% до приблизительно 85%, от приблизительно 55% до приблизительно 95%, от приблизительно 65% до приблизительно 75%, от приблизительно 65% до приблизительно 85%, от приблизительно 65% до приблизительно 95%, от приблизительно 75% до приблизительно 85%, от приблизительно 75% до приблизительно 95% или от приблизительно 85% до приблизительно 95%.
В некоторых вариантах осуществления период обработки ультразвуком составляет от приблизительно 30 мин до приблизительно 60 мин. В некоторых вариантах осуществления период обработки ультразвуком составляет по меньшей мере приблизительно 30 мин. В некоторых вариантах осуществления период обработки ультразвуком составляет не более приблизительно 60 мин. В некоторых вариантах осуществления период обработки ультразвуком составляет от приблизительно 30 мин до приблизительно 35 мин, от приблизительно 30 мин до приблизительно 40 мин, от приблизительно 30 мин до приблизительно 45 мин, от приблизительно 30 мин до приблизительно 50 мин, от приблизительно 30 мин до приблизительно 55 мин, от приблизительно 30 мин до приблизительно 60 мин, от приблизительно 35 мин до
- 27 039953 приблизительно 40 мин, от приблизительно 35 мин до приблизительно 45 мин, от приблизительно 35 до приблизительно 50 мин, от приблизительно 35 мин до приблизительно 55 мин, от приблизительно 35 до приблизительно 60 мин, от приблизительно 40 мин до приблизительно 45 мин, от приблизительно 40 до приблизительно 50 мин, от приблизительно 40 мин до приблизительно 55 мин, от приблизительно 40 до приблизительно 60 мин, от приблизительно 45 мин до приблизительно 50 мин, от приблизительно 45 до приблизительно 55 мин, от приблизительно 45 мин до приблизительно 60 мин, от приблизительно 50 до приблизительно 55 мин, от приблизительно 50 мин до приблизительно 60 мин или от приблизительно 55 до приблизительно 60 мин.
В некоторых вариантах осуществления высушивание осуществляют при температуре, составляющей от приблизительно 30°С до приблизительно 120°С. В некоторых вариантах осуществления высушивание осуществляют при температуре, составляющей по меньшей мере приблизительно 30°С. В некоторых вариантах осуществления высушивание осуществляют при температуре, составляющей не более приблизительно 120°С. В некоторых вариантах осуществления высушивание осуществляют при температуре, составляющей от приблизительно 30°С до приблизительно 40°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 50°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 60°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 70°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 80°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 90°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 100°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 110°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 120°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 50°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 60°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 70°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 80°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 90°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 100°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 110°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 120°С, от приблизительно 50°С до приблизительно 60°С, от приблизительно 50°С до приблизительно 70°С, от приблизительно 50°С до приблизительно 80°С, от приблизительно 50°С до приблизительно 90°С, от приблизительно 50°С до приблизительно 100°С, от приблизительно 50°С до приблизительно 110°С, от приблизительно 50°С до приблизительно 120°С, от приблизительно 60°С до приблизительно 70°С, от приблизительно 60°С до приблизительно 80°С, от приблизительно 60°С до приблизительно 90°С, от приблизительно 60°С до приблизительно 100°С, от приблизительно 60°С до приблизительно 110°С, от приблизительно 60°С до приблизительно 120°С, от приблизительно 70°С до приблизительно 80°С, от приблизительно 70°С до приблизительно 90°С, от приблизительно 70°С до приблизительно 100°С, от приблизительно 70°С до приблизительно 110°С, от приблизительно 70°С до приблизительно 120°С, от приблизительно 80°С до приблизительно 90°С, от приблизительно 80°С до приблизительно 100°С, от приблизительно 80°С до приблизительно 110°С, от приблизительно 80°С до приблизительно 120°С, от приблизительно 90°С до приблизительно 100°С, от приблизительно 90°С до приблизительно 110°С, от приблизительно 90°С до приблизительно 120°С, от приблизительно 100°С до приблизительно 110°С, от приблизительно 100°С до приблизительно 120°С или от приблизительно 110°С до приблизительно 120°С.
В некоторых вариантах осуществления высушивание осуществляют в течение периода времени, составляющего от приблизительно 3 ч до приблизительно 12 ч. В некоторых вариантах осуществления высушивание осуществляют в течение периода времени, составляющего по меньшей мере приблизительно 3 ч. В некоторых вариантах осуществления высушивание осуществляют в течение периода времени, составляющего не более приблизительно 12 ч. В некоторых вариантах осуществления высушивание осуществляют в течение периода времени, составляющего от приблизительно 3 ч до приблизительно 4 ч, от приблизительно 3 ч до приблизительно 5 ч, от приблизительно 3 ч до приблизительно 6 ч, от приблизительно 3 ч до приблизительно 7 ч, от приблизительно 3 ч до приблизительно 8 ч, от приблизительно 3 ч до приблизительно 9 ч, от приблизительно 3 ч до приблизительно 10 ч, от приблизительно 3 ч до приблизительно 11 ч, от приблизительно 3 ч до приблизительно 12 ч, от приблизительно 4 ч до приблизительно 5 ч, от приблизительно 4 ч до приблизительно 6 ч, от приблизительно 4 ч до приблизительно 7 ч, от приблизительно 4 ч до приблизительно 8 ч, от приблизительно 4 ч до приблизительно 9 ч, от приблизительно 4 ч до приблизительно 10 ч, от приблизительно 4 ч до приблизительно 11 ч, от приблизительно 4 ч до приблизительно 12 ч, от приблизительно 5 ч до приблизительно 6 ч, от приблизительно 5 ч до приблизительно 7 ч, от приблизительно 5 ч до приблизительно 8 ч, от приблизительно 5 ч до приблизительно 9 ч, от приблизительно 5 ч до приблизительно 10 ч, от приблизительно 5 ч до приблизительно 11 ч, от приблизительно 5 ч до приблизительно 12 ч, от приблизительно 6 ч до приблизительно 7 ч, от приблизительно 6 ч до приблизительно 8 ч, от приблизительно 6 ч до приблизительно 9 ч, от приблизительно 6 ч до приблизительно 10 ч, от приблизительно 6 ч до приблизительно 11 ч, от приблизительно 6 ч до приблизительно 12 ч, от приблизительно 7 ч до приблизительно 8 ч, от приблизительно 7 ч до приблизительно 9 ч, от приблизительно 7 ч до приблизительно 10 ч, от приблизительно 7 до приблизительно 11 ч, от приблизительно 7 ч до приблизительно 12 ч, от приблизительно 8 ч до приблизительно 9 ч, от приблизительно 8 ч до приблизительно 10 ч, от приблизительно 8 ч до приблизительно 11 ч, от приблизительно 8 ч до приблизительно 12 ч, от приблизительно 9 ч до приблизительно 10 ч, от приблизительно 9 ч до
- 28 039953 приблизительно 11 ч, от приблизительно 9 ч до приблизительно 12 ч, от приблизительно 10 ч до приблизительно 11 ч, от приблизительно 10 ч до приблизительно 12 ч или от приблизительно 11 ч до приблизительно 12 ч.
В некоторых вариантах осуществления стадия составления полимеризационной жидкости включает образование полимеризационного раствора, содержащего проводящий полимер, кислоту, очищающее средство, воду и окислитель, и перемешивание полимеризационного раствора. В некоторых вариантах осуществления проводящий полимер представляет собой полианилин, поли(п-фениленоксид), поли(пфениленсульфид), поли(3,4-этилендиокситиофен), полипиррол, политиофен, поли(3-алкитиофен), поли (3-метилтиофен), поли(3-гексилтиофен) или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления проводящий полимер подвергают перегонке. В некоторых вариантах осуществления проводящий полимер подвергают перегонке с паром. В некоторых вариантах осуществления пар содержит воду, нефть, масло, липиды, нефтепродукты или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления масса проводящего полимера составляет от приблизительно 20 мг до приблизительно 90 мг. В некоторых вариантах осуществления масса проводящего полимера составляет по меньшей мере приблизительно 20 мг. В некоторых вариантах осуществления масса проводящего полимера составляет не более приблизительно 90 мг. В некоторых вариантах осуществления масса проводящего полимера составляет от приблизительно 20 мг до приблизительно 30 мг, от приблизительно 20 мг до приблизительно 40 мг, от приблизительно 20 мг до приблизительно 50 мг, от приблизительно 20 мг до приблизительно 60 мг, от приблизительно 20 мг до приблизительно 70 мг, от приблизительно 20 мг до приблизительно 80 мг, от приблизительно 20 мг до приблизительно 90 мг, от приблизительно 30 мг до приблизительно 40 мг, от приблизительно 30 мг до приблизительно 50 мг, от приблизительно 30 мг до приблизительно 60 мг, от приблизительно 30 мг до приблизительно 70 мг, от приблизительно 30 мг до приблизительно 80 мг, от приблизительно 30 мг до приблизительно 90 мг, от приблизительно 40 мг до приблизительно 50 мг, от приблизительно 40 мг до приблизительно 60 мг, от приблизительно 40 мг до приблизительно 70 мг, от приблизительно 40 мг до приблизительно 80 мг, от приблизительно 40 мг до приблизительно 90 мг, от приблизительно 50 мг до приблизительно 60 мг, от приблизительно 50 мг до приблизительно 70 мг, от приблизительно 50 мг до приблизительно 80 мг, от приблизительно 50 мг до приблизительно 90 мг, от приблизительно 60 мг до приблизительно 70 мг, от приблизительно 60 мг до приблизительно 80 мг, от приблизительно 60 мг до приблизительно 90 мг, от приблизительно 70 мг до приблизительно 80 мг, от приблизительно 70 мг до приблизительно 90 мг или от приблизительно 80 мг до приблизительно 90 мг.
В некоторых вариантах осуществления кислота является водной. В некоторых вариантах осуществления кислота представляет собой сильную кислоту. В некоторых вариантах осуществления сильная кислота представляет собой перхлорную кислоту, йодистоводородную кислоту, бромистоводородную кислоту, хлористоводородную кислоту, серную кислоту, п-толуолсульфоновую кислоту, метансульфоновую кислоту, азотную кислоту, хлорноватую кислоту или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления концентрация кислоты составляет от приблизительно 0,1 М до приблизительно 0,5 М. В некоторых вариантах осуществления концентрация кислоты составляет по меньшей мере приблизительно 0,1 М. В некоторых вариантах осуществления концентрация кислоты составляет не более приблизительно 0,5 М. В некоторых вариантах осуществления концентрация кислоты составляет от приблизительно 0,1 М до приблизительно 0,2 М, от приблизительно 0,1 М до приблизительно 0,3 М, от приблизительно 0,1 М до приблизительно 0,4 М, от приблизительно 0,1 М до приблизительно 0,5 М, от приблизительно 0,2 М до приблизительно 0,3 М, от приблизительно 0,2 М до приблизительно 0,4 М, от приблизительно 0,2 М до приблизительное, 5 М, от приблизительно 0,3 М до приблизительно 0,4 М, от приблизительно 0,3 М до приблизительно 0,5 М или от приблизительно 0,4 М до приблизительно 0,5 М.
В некоторых вариантах осуществления объем кислоты составляет от приблизительно 0,1 мл до приблизительно 0,6 мл. В некоторых вариантах осуществления объем кислоты составляет по меньшей мере приблизительно 0,1 мл. В некоторых вариантах осуществления объем кислоты составляет не более приблизительно 0,6 мл. В некоторых вариантах осуществления объем кислоты составляет от приблизительно 0,1 мл до приблизительно 0,2 мл, от приблизительно 0,1 мл до приблизительно 0,3 мл, от приблизительно 0,1 мл до приблизительно 0,4 мл, от приблизительно 0,1 мл до приблизительно 0,5 мл, от приблизительно 0,1 мл до приблизительно 0,6 мл, от приблизительно 0,2 мл до приблизительно 0,3 мл, от приблизительно 0,2 мл до приблизительно 0,4 мл, от приблизительно 0,2 мл до приблизительно 0,5 мл, от приблизительно 0,2 мл до приблизительно 0,6 мл, от приблизительно 0,3 мл до приблизительно 0,4 мл, от приблизительно 0,3 мл до приблизительно 0,5 мл, от приблизительно 0,3 мл до приблизительно 0,6 мл, от приблизительно 0,4 мл до приблизительно 0,5 мл, от приблизительно 0,4 мл до приблизительно 0,6 мл или от приблизительно 0,5 мл до приблизительно 0,6 мл.
В некоторых вариантах осуществления очищающее средство представляет собой натрия диоктил сульфосукцинат, перфтороктансульфонат, перфторбутансульфонат, фосфаты алкил-ариловых эфиров, фосфаты алкиловых эфиров, бромид четвертичной соли аммония, цетилпиридиния хлорид, бензалкония хлорид, бензетония хлорид, диметилдиоктадециламмония хлорид, диоктадецилдиметиламмония бромид,
- 29 039953 октенидина дигидрохлорид, октаэтиленгликоля монододециловый эфир, пентаэтиленгликоля монододециловый эфир, алкиловые эфиры полипропиленгликоля, децил глюкозид, лаурил глюкозид, октил глюкозид, октилфениловые эфиры полиэтиленгликоля, алкилфениловые эфиры полиэтиленгликоля, ноноксинол-9, алкиловые сложные эфиры глицерина, глицерил лаурат, алкиловые сложные эфиры полиоксиэтиленгликоль сорбитана, алкиловые сложные эфиры полисорбат сорбитана, додецил диметиламин оксид, полоксамеры, полиэтоксилированный талловый амин или любую их комбинацию.
В некоторых вариантах осуществления масса очищающего средства составляет от приблизительно 1 мг до приблизительно 10 мг. В некоторых вариантах осуществления масса очищающего средства составляет по меньшей мере приблизительно 1 мг. В некоторых вариантах осуществления масса очищающего средства составляет не более приблизительно 10 мг. В некоторых вариантах осуществления масса очищающего средства составляет от приблизительно 1 мг до приблизительно 2 мг, от приблизительно 1 до приблизительно 3 мг, от приблизительно 1 мг до приблизительно 4 мг, от приблизительно 1 мг до приблизительно 5 мг, от приблизительно 1 мг до приблизительно 6 мг, от приблизительно 1 мг до приблизительно 7 мг, от приблизительно 1 мг до приблизительно 8 мг, от приблизительно 1 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 1 мг до приблизительно 10 мг, от приблизительно 2 мг до приблизительно 3 мг, от приблизительно 2 мг до приблизительно 4 мг, от приблизительно 2 до приблизительно 5 мг, от приблизительно 2 мг до приблизительно 6 мг, от приблизительно 2 мг до приблизительно 7 мг, от приблизительно 2 мг до приблизительно 8 мг, от приблизительно 2 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 2 мг до приблизительно 10 мг, от приблизительно 3 мг до приблизительно 4 мг, от приблизительно 3 мг до приблизительно5 мг, от приблизительно 3 мг до приблизительно 6 мг, от приблизительно 3 мг до приблизительно 7 мг, от приблизительно 3 мг до приблизительно 8 мг, от приблизительно 3 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 3 мг до приблизительно 10 мг, от приблизительно 4 мг до приблизительно 5 мг, от приблизительно 4 мг до приблизительно 6 мг, от приблизительно 4 мг до приблизительно 7 мг, от приблизительно 4 мг до приблизительно 8 мг, от приблизительно 4 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 4 мг до приблизительною мг, от приблизительно 5 мг до приблизительно 6 мг, от приблизительно 5 мг до приблизительно 7 мг, от приблизительно 5 мг до приблизительно 8 мг, от приблизительно 5 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 5 мг до приблизительно 10 мг, от приблизительно 6 мг до приблизительно 7 мг, от приблизительно 6 мг до приблизительно 8 мг, от приблизительно 6 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 6 мг до приблизительно 10 мг, от приблизительно 7 мг до приблизительно 8 мг, от приблизительно 7 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 7 мг до приблизительно 10 мг, от приблизительно 8 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 8 мг до приблизительно 10 мг или от приблизительно 9 мг до приблизительно 10 мг.
В некоторых вариантах осуществления объем воды составляет от приблизительно 9 мл до приблизительно 40 мл. В некоторых вариантах осуществления объем воды составляет по меньшей мере приблизительно 9 мл. В некоторых вариантах осуществления объем воды составляет не более приблизительно 40 мл. В некоторых вариантах осуществления объем воды составляет от приблизительно 9 мл до приблизительно 10 мл, от приблизительно 9 мл до приблизительно 15 мл, от приблизительно 9 мл до приблизительно 20 мл, от приблизительно 9 мл до приблизительно 25 мл, от приблизительно 9 мл до приблизительно 30 мл, от приблизительно 9 мл до приблизительно 35 мл, от приблизительно 9 мл до приблизительно 40 мл, от приблизительно 10 мл до приблизительной мл, от приблизительно 10 мл до приблизительно 20 мл, от приблизительно 10 мл до приблизительно 25 мл, от приблизительно 10 мл до приблизительно 30 мл, от приблизительною мл до приблизительно 35 мл, от приблизительно 10 мл до приблизительно 40 мл, от приблизительно 15 мл до приблизительно 20 мл, от приблизительно 15 мл до приблизительно 25 мл, от приблизительно 15 мл до приблизительно 30 мл, от приблизительно 15 мл до приблизительно 35 мл, от приблизительно 15 мл до приблизительно 40 мл, от приблизительно 20 мл до приблизительно 25 мл, от приблизительно 20 мл до приблизительно 30 мл, от приблизительно 20 мл до приблизительно 35 мл, от приблизительно 20 мл до приблизительно 40 мл, от приблизительно 25 мл до приблизительно 30 мл, от приблизительно 25 мл до приблизительно 35 мл, от приблизительно 25 мл до приблизительно 40 мл, от приблизительно 30 мл до приблизительно 35 мл, от приблизительно 30 мл до приблизительно 40 мл или от приблизительно 35 мл до приблизительно 40 мл.
В некоторых вариантах осуществления окислитель представляет собой персульфат аммония и кислород, озон, пероксид водорода, фтор, хлор, галогены, азотную кислоту, серную кислоту, пероксидисерную кислоту, пероксимоносерную кислоту, хлорит, перхлорат, гипохлорит, хозяйственный отбеливатель, хромовую кислоту, дихромовую кислоту, триоксид хрома, хлорхромат пиридиния, перманганат, перборат натрия, оксид одновалентного азота, нитрат калия, висмутат натрия или любую их комбинацию. В некоторых вариантах осуществления окислитель добавляют одной порцией.
В некоторых вариантах осуществления концентрация окислителя составляет от приблизительно 0,1 до приблизительно 0,5 М. В некоторых вариантах осуществления концентрация окислителя составляет по меньшей мере приблизительно 0,1 М. В некоторых вариантах осуществления концентрация окислителя составляет не более приблизительно 0,5 М. В некоторых вариантах осуществления концентрация окислителя составляет от приблизительно 0,1 М до приблизительно 0,2 М, от приблизительно 0,1 М до приблизительно 0,3 М, от приблизительно 0,1 М до приблизительно 0,4 М, от приблизительно 0,1 М до
- 30 039953 приблизительно 0,5 М, от приблизительно 0,2 М до приблизительно 0,3 М, от приблизительно 0,2 М до приблизительно 0,4 М, от приблизительно 0,2 М до приблизительно 0,5 М, от приблизительно 0,3 М до приблизительно 0,4 М, от приблизительно 0,3 М до приблизительно 0,5 М или от приблизительно 0,4 М до приблизительно 0,5 М.
В некоторых вариантах осуществления масса окислителя составляет от приблизительно 1 мг до приблизительно 10 мг. В некоторых вариантах осуществления масса окислителя составляет по меньшей мере приблизительно 1 мг. В некоторых вариантах осуществления масса окислителя составляет не более приблизительно 10 мг. В некоторых вариантах осуществления масса окислителя составляет от приблизительно 1 мг до приблизительно 2 мг, от приблизительно 1 мг до приблизительно 3 мг, от приблизительно 1 мг до приблизительно 4 мг, от приблизительно 1 мг до приблизительно 5 мг, от приблизительно 1 мг до приблизительно 6 мг, от приблизительно 1 мг до приблизительно 7 мг, от приблизительно 1 мг до приблизительно 8 мг, от приблизительно 1 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 1 мг до приблизительно 10 мг, от приблизительно 2 мг до приблизительно 3 мг, от приблизительно 2 мг до приблизительно 4 мг, от приблизительно 2 мг до приблизительно 5 мг, от приблизительно 2 до приблизительно 6 мг, от приблизительно 2 мг до приблизительно 7 мг, от приблизительно 2 мг до приблизительно 8 мг, от приблизительно 2 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 2 мг до приблизительно 10 мг, от приблизительно 3 мг до приблизительно 4 мг, от приблизительно 3 мг до приблизительно 5 мг, от приблизительно 3 мг до приблизительно 6 мг, от приблизительно 3 мг до приблизительно 7 мг, от приблизительно 3 мг до приблизительно 8 мг, от приблизительно 3 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 3 мг до приблизительно 10 мг, от приблизительно 4 мг до приблизительно 5 мг, от приблизительно 4 мг до приблизительно 6 мг, от приблизительно 4 мг до приблизительно 7 мг, от приблизительно 4 мг до приблизительно 8 мг, от приблизительно 4 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 4 мг до приблизительно 10 мг, от приблизительно 5 мг до приблизительно 6 мг, от приблизительно 5 мг до приблизительно 7 мг, от приблизительно 5 мг до приблизительно 8 мг, от приблизительно 5 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 5 мг до приблизительно 10 мг, от приблизительно 6 мг до приблизительно 7 мг, от приблизительно 6 мг до приблизительно 8 мг, от приблизительно 6 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 6 мг до приблизительно 10 мг, от приблизительно 7 мг до приблизительное мг, от приблизительно 7 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 7 мг до приблизительно 10 мг, от приблизительно 8 мг до приблизительно 9 мг, от приблизительно 8 мг до приблизительно 10 мг или от приблизительно 9 мг до приблизительно 10 мг.
В некоторых вариантах осуществления полимеризационный раствор перемешивают при комнатной температуре.
В некоторых вариантах осуществления полимеризационный раствор перемешивают в течение периода времени, составляющего от приблизительно 10 мин до приблизительно 40 мин. В некоторых вари антах осуществления полимеризационный раствор перемешивают в течение периода времени, состав ляющего по меньшей мере приблизительно 10 мин. В некоторых вариантах осуществления полимеризаци онный раствор перемешивают в течение периода времени, составляющего не более приблизительно 40 мин. В некоторых вариантах осуществления полимеризационный раствор перемешивают в течение периода времени, составляющего от приблизительно 10 мин до приблизительно 15 мин, от приблизительно 10 до приблизительно 20 мин, от приблизительно 10 мин до приблизительно 25 мин, от приблизительно до приблизительно 30 мин, от приблизительно 10 мин до приблизительно 35 мин, от приблизительно до приблизительно 40 мин, от приблизительно 15 мин до приблизительно 20 мин, от приблизительно до приблизительно 25 мин, от приблизительно 15 мин до приблизительно 30 мин, от приблизительно до приблизительно 35 мин, от приблизительно 15 мин до приблизительно 40 мин, от приблизительно до приблизительно 25 мин, от приблизительно 20 мин до приблизительно 30 мин, от приблизительно до приблизительно 35 мин, от приблизительно 20 мин до приблизительно 40 мин, от приблизительно до приблизительно 30 мин, от приблизительно 25 мин до приблизительно 35 мин, от приблизительно до приблизительно 40 мин, от приблизительно 30 мин до приблизительно 35 мин, от приблизительно до приблизительно 40 мин или от приблизительно 35 мин до приблизительно 40 мин.
В некоторых вариантах осуществления полимеризационный раствор перемешивают перед добавле нием окислителя. В некоторых вариантах осуществления полимеризационный раствор перемешивают с помощью магнитной мешалки.
В некоторых вариантах осуществления стадия синтезирования нанотрубки на функционализированной углеродной подложке включает перемешивание полимеризационной жидкости, погружение функционализированной углеродной подложки в полимеризационную жидкость, выдерживание функционализированной углеродной подложки в полимеризационной жидкости, удаление функционализированной углеродной подложки из полимеризационной жидкости, промывание функционализированной углеродной подложки водой и высушивание функционализированной углеродной подложки. В некоторых вариантах осуществления с помощью промывания функционализированной углеродной подложки водой удаляют избыток полимеризационной жидкости. В некоторых вариантах осуществления функционализированная углеродная подложка представляет собой функционализированную полианилином угле родную подложку.
- 31 039953
В некоторых вариантах осуществления полимеризационную жидкость перемешивают интенсивно.
В некоторых вариантах осуществления полимеризационную жидкость перемешивают неинтенсивно. В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку и полимеризационную жидкость выдерживают без встряхивания. В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку и полимеризационную жидкость выдерживают со встряхиванием.
В некоторых вариантах осуществления полимеризационную жидкость перемешивают в течение периода времени, составляющего от приблизительно 15 с до приблизительно 60 с. В некоторых вариантах осуществления полимеризационную жидкость перемешивают в течение периода времени, составляющего по меньшей мере приблизительно 15 с. В некоторых вариантах осуществления полимеризационную жидкость перемешивают в течение периода времени, составляющего не более приблизительно 60 с. В некоторых вариантах осуществления полимеризационную жидкость перемешивают в течение периода времени, составляющего от приблизительно 15 с до приблизительно 20 с, от приблизительно 15 с до приблизительно 25 с, от приблизительно 15 с до приблизительно 30 с, от приблизительно 15 с до приблизительно 35 с, от приблизительно 15 с до приблизительно 40 с, от приблизительно 15 с до приблизительно 45 с, от приблизительно 15 с до приблизительно 50 с, от приблизительно 15 с до приблизительно 55 с, от приблизительно 15 с до приблизительно 60 с, от приблизительно 20 с до приблизительно 25 с, от приблизительно 20 с до приблизительно 30 с, от приблизительно 20 с до приблизительно 35 с, от приблизительно 20 с до приблизительно 40 с, от приблизительно 20 с до приблизительно 45 с, от приблизительно 20 с до приблизительно 50 с, от приблизительно 20 с до приблизительно 55 с, от приблизительно 20 с до приблизительно 60 с, от приблизительно 25 с до приблизительно 30 с, от приблизительно 25 с до приблизительно 35 с, от приблизительно 25 с до приблизительно 40 с, от приблизительно 25 с до приблизительно 45 с, от приблизительно 25 с до приблизительно 50 с, от приблизительно 25 с до приблизительно 55 с, от приблизительно 25 с до приблизительно 60 с, от приблизительно 30 с до приблизительно 35 с, от приблизительно 30 с до приблизительно 40 с, от приблизительно 30 с до приблизительно 45 с, от приблизительно 30 с до приблизительно 50 с, от приблизительно 30 с до приблизительно 55 с, от приблизительно 30 с до приблизительно 60 с, от приблизительно 35 с до приблизительно 40 с, от приблизительно 35 с до приблизительно 45 с, от приблизительно 35 с до приблизительно 50 с, от приблизительно 35 с до приблизительно 55 с, от приблизительно 35 с до приблизительно 60 с, от приблизительно 40 с до приблизительно 45 с, от приблизительно 40 с до приблизительно 50 с, от приблизительно 40 с до приблизительно 55 с, от приблизительно 40 с до приблизительно 60 с, от приблизительно 45 с до приблизительно 50 с, от приблизительно 45 с до приблизительно 55 с, от приблизительно 45 с до приблизительно 60 с, от приблизительно 50 с до приблизительно 55 с, от приблизительно 50 с до приблизительно 60 с или от приблизительно 55 с до приблизительно 60 с.
В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку выдержи вают в полимеризационной жидкости при температуре, составляющей от приблизительно 10°С до приблизительно 50°С. В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку выдерживают в полимеризационной жидкости при температуре, составляющей по меньшей мере приблизительно 10°С. В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку выдерживают в полимеризационной жидкости при температуре, составляющей не более приблизительно 50°С. В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку выдерживают в полимеризационной жидкости при температуре, составляющей от приблизительно 10°С до приблизительно 15°С, от приблизительно 10°С до приблизительно 20°С, от приблизительно 10°С до приблизительно 25°С, от приблизительно 10°С до приблизительно 30°С, от приблизительно 10°С до приблизительно 35°С, от приблизительно 10°С до приблизительно 40°С, от приблизительно 10°С до приблизительно 45°С, от приблизительно 10°С до приблизительно 50°С, от приблизительно 15°С до приблизительно 20°С, от приблизительно 15°С до приблизительно 25°С, от приблизительно 15°С до приблизительно 30°С, от приблизительно 15°С до приблизительно 35°С, от приблизительно 15°С до приблизительно 40°С, от приблизительно 15°С до приблизительно 45°С, от приблизительно 15°С до приблизительно 50°С, от приблизительно 20°С до приблизительно 25°С, от приблизительно 20°С до приблизительно 30°С, от приблизительно 20°С до приблизительно 35°С, от приблизительно 20°С до приблизительно 40°С, от приблизительно 20°С до приблизительно 45°С, от приблизительно 20°С до приблизительно 50°С, от приблизительно 25°С до приблизительно 30°С, от приблизительно 25°С до приблизительно 35°С, от приблизительно 25°С до приблизительно 40°С, от приблизительно 25°С до приблизительно 45°С, от приблизительно 25°С до приблизительно 50°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 35°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 40°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 45°С, от приблизительно 30°С до приблизительно 50°С, от приблизительно 35°С до приблизительно 40°С, от приблизительно 35°С до приблизительно 45°С, от приблизительно 35°С до приблизительно 50°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 45°С, от приблизительно 40°С до приблизительно 50°С или от приблизительно 45°С до приблизительно 50°С.
В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку выдержи- 32 039953 вают в полимеризационной жидкости в течение периода времени, составляющего от приблизительно 8 ч до приблизительно 70 ч. В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку выдерживают в полимеризационной жидкости в течение периода времени, составляющего по меньшей мере приблизительно 8 ч. В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку выдерживают в полимеризационной жидкости в течение периода времени, составляющего не более приблизительно 70 ч. В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку выдерживают в полимеризационной жидкости в течение периода времени, составляющего от приблизительно 8 ч до приблизительно 10 ч, от приблизительно 8 ч до приблизительно 20 ч, от приблизительно 8 ч до приблизительно 30 ч, от приблизительно 8 ч до приблизительно 40 ч, от приблизительно 8 ч до приблизительно 50 ч, от приблизительно 8 ч до приблизительно 60 ч, от приблизительно 8 ч до приблизительно 70 ч, от приблизительно 10 ч до приблизительно 20 ч, от приблизительно 10 ч до приблизительно 30 ч, от приблизительно 10 ч до приблизительно 40 ч, от приблизительно 10 ч до приблизительно 50 ч, от приблизительно 10 ч до приблизительно 60 ч, от приблизительно 10 ч до приблизительно 70 ч, от приблизительно 20 ч до приблизительно 30 ч, от приблизительно 20 ч до приблизительно 40 ч, от приблизительно 20 ч до приблизительно 50 ч, от приблизительно 20 ч до приблизительно 60 ч, от приблизительно 20 ч до приблизительно 70 ч, от приблизительно 30 ч до приблизительно 40 ч, от приблизительно 30 ч до приблизительно 50 ч, от приблизительно 30 ч до приблизительно 60 ч, от приблизительно 30 ч до приблизительно 70 ч, от приблизительно 40 ч до приблизительно 50 ч, от приблизительно 40 ч до приблизительно 60 ч, от приблизительно 40 ч до приблизительно 70 ч, от приблизительно 50 ч до приблизительно 60 ч, от приблизительно 50 ч до приблизительно 70 ч или от приблизительно 60 ч до приблизительно 70 ч.
В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку высушивают при температуре, составляющей от приблизительно 30 ч до приблизительно 120 ч. В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку высушивают при температуре, составляющей по меньшей мере приблизительно 30 ч. В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку высушивают при температуре, составляющей не более приблизительно 120 ч. В некоторых вариантах осуществления функционализированную углеродную подложку высушивают при температуре, составляющей от приблизительно 30 ч до приблизительно 40 ч, от приблизительно 30 ч до приблизительно 50 ч, от приблизительно 30 ч до приблизительно 60 ч, от приблизительно 30 ч до приблизительно 70 ч, от приблизительно 30 ч до приблизительно 80 ч, от приблизительно 30 ч до приблизительно 90 ч, от приблизительно 30 ч до приблизительно 100 ч, от приблизительно 30 ч до приблизительно 110 ч, от приблизительно 30 ч до приблизительно 120 ч, от приблизительно 40 до приблизительно 50 ч, от приблизительно 40 ч до приблизительно 60 ч, от приблизительно 40 ч до приблизительно 70 ч, от приблизительно 40 ч до приблизительно 80 ч, от приблизительно 40 ч до приблизительно 90 ч, от приблизительно 40 ч до приблизительно 100 ч, от приблизительно 40 ч до приблизительно 110 ч, от приблизительно 40 ч до приблизительно 120 ч, от приблизительно 50 ч до приблизительно 60 ч, от приблизительно 50 ч до приблизительно 70 ч, от приблизительно 50 ч до приблизительно 80 ч, от приблизительно 50 ч до приблизительно 90 ч, от приблизительно 50 ч до приблизительно 100 ч, от приблизительно 50 ч до приблизительно 110 ч, от приблизительно 50 ч до приблизительно 120 ч, от приблизительно 60 ч до приблизительно 70 ч, от приблизительно 60 ч до приблизительно 80 ч, от приблизительно 60 ч до приблизительно 90 ч, от приблизительно 60 ч до приблизительно 100 ч, от приблизительно 60 ч до приблизительно 110 ч, от приблизительно 60 ч до приблизительно 120 ч, от приблизительно 70 ч до приблизительно 80 ч, от приблизительно 70 ч до приблизительно 90 ч, от приблизительно 70 ч до приблизительно 100 ч, от приблизительно 70 ч до приблизительно 110 ч, от приблизительно 70 ч до приблизительно 120 ч, от приблизительно 80 ч до приблизительно 90 ч, от приблизительно 80 ч до приблизительно 100 ч, от приблизительно 80 ч до приблизительно 110 ч, от приблизительно 80 ч до приблизительно 120 ч, от приблизительно 90 ч до приблизительно 100 ч, от приблизительно 90 ч до приблизительно 110 ч, от приблизительно 90 ч до приблизительно 120 ч, от приблизительно 100 ч до приблизительно 110 ч, от приблизительно 100 ч до приблизительно 120 ч или от приблизительно 110 ч до приблизительно 120 ч.
Другие цели и преимущества описанных в данном документе способов и устройств будут дополнительно восприняты и будут понятны при рассмотрении в сочетании со следующим описанием и сопутствующими графическими материалами. Несмотря на то, что следующее описание может содержать конкретные подробные описания, предусматривающие конкретные варианты осуществления описанных в данном документе способов и устройств, таковые не должны рассматриваться как какие-либо ограничения объема способов и устройств, описанных в данном документе, а скорее в качестве иллюстрации предпочтительных вариантов осуществления. Для каждого аспекта способов и устройств, описанных в данном документе, возможно множество вариантов, предложенных в данном документе, которые известны специалистам в данной области техники. Может быть выполнено разнообразие изменений и модификаций в пределах объема способов и устройств, представленных в данном документе, без отступления от их сущности.
- 33 039953
Краткое описание графических материалов
Новые признаки способов и устройств, представленных в данном документе, подробно изложены в прилагаемой формуле изобретения. Лучшее понимание признаков и преимуществ способов и устройств в соответствии с настоящим изобретением, представленных в данном документе, будет достигнуто посредством ссылки на следующее подробное описание, в котором изложены иллюстративные варианты осуществления, в которых используются принципы способов и устройств, представленных в данном документе, и сопутствующие графические материалы или фигуры (также фиг. и фиг. в данном документе), на которых представлено следующее.
Фиг. 1А представляет собой иллюстративное изображение путей переноса электронов и ионов в строении нановолокна на основе полианилина в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 1В представляет собой иллюстративное изображение путей переноса электронов и ионов в строении наносферы на основе полианилина (PANI) в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 1С представляет собой иллюстративное изображение путей переноса электронов и ионов в строении нанотрубки на основе полианилина в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 2 представляет собой иллюстративное изображение иллюстративного асимметричного устройства в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 3 представляет собой иллюстративное изображение иллюстративного способа функционализации углеродной ткани в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 4 представляет собой иллюстративное изображение примера связей, которые изменяются посредством соединения между PANI и функционализированной углеродной тканью (FCC), в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 5А представляет собой иллюстративные, полученные с помощью растровой электронной микроскопии с полевой эмиссией (FESEM) изображения PANI, синтезированного на углеродной ткани (СС) в присутствии додецилсульфата натрия (SDS), в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 5В представляет собой иллюстративные FESEM-изображения PANI, синтезированного на СС в присутствии SDS, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 6А представляет собой иллюстративное FESEM-изображение структуры поверхности СС в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 6В представляет собой иллюстративное FESEM-изображение полимеризованного через 16 ч PANI-CC при большом увеличении в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 6С представляет собой иллюстративное FESEM-изображение полимеризованного через 16 ч PANI-CC при небольшом увеличении в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 6D представляет собой иллюстративное FESEM-изображение полимеризованного через 20 ч PANI-CC в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 6Е представляет собой иллюстративное FESEM-изображение полимеризованного через 24 ч PANI-CC при небольшом увеличении в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 6F представляет собой иллюстративное FESEM-изображение полимеризованного через 24 ч PANI-CC при большом увеличении в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 6G представляет собой иллюстративное FESEM-изображение полимеризованного через 28 ч PANI-CC в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 6Н представляет собой иллюстративное FESEM-изображение полимеризованного через 32 ч PANI-CC в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 7 представляет собой иллюстративные, полученные с применением циклической вольтамперометрии (CV) графики иллюстративных устройств на основе СС и PANI-CC в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 8 представляет собой иллюстративные кривые гальваностатического заряда-разряда иллюстративного симметричного устройства на основе PANI-CC в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 9 представляет собой иллюстративные CV-кривые иллюстративных симметричных устройств на основе PANI-CC в различные моменты времени полимеризации в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 10 представляет собой иллюстративные кривые гальваностатического заряда-разряда иллюстративных симметричных устройств на основе PANI-CC в различные моменты времени полимеризации в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 11 представляет собой иллюстративные рентгенограммы порошковой рентгеновской дифракции (XRD) иллюстративной углеродной ткани и функционализированной углеродной ткани в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 12 представляет собой иллюстративные, полученные с помощью инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием (FTIR) измерения спектров иллюстративных электродов на основе PANI-FCC и PANI-CC в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 13А представляет собой иллюстративные CV-кривые иллюстративного симметричного супер- 34 039953 конденсатора на основе PANI-FCC при скорости сканирования 100 мВ/с, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 13В представляет собой иллюстративные кривые заряда-разряда (CD) иллюстративного симметричного суперконденсатора на основе PANI-FCC при плотности тока 1 А/г, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 13С представляет собой иллюстративную диаграмму Найквиста СС, FCC, PANI-CC и PANIFCC в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 13D представляет собой иллюстративную диаграмму Боде СС, FCC, PANI-CC и PANI-FCC в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 13Е представляет собой иллюстративные CV-кривые иллюстративного симметричного суперконденсатора на основе PANI-FCC при значениях скорости сканирования от 20 до 1000 мВ/с, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 13F представляет собой иллюстративные профили CD иллюстративного симметричного суперконденсатора на основе PANI-FCC при различных значениях плотности тока в диапазоне от 1 до 50 А/г в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 13G представляет собой иллюстративные расчетные значения емкости в зависимости от плотности тока иллюстративных устройств на основе PANI-FCC и PANI-CC в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 13Н представляет собой иллюстративную способность выдерживать периодически повторяющиеся воздействия иллюстративного устройства на основе PANI-FCC при значениях плотности тока от 1 до 20 А/г-1 в ходе 5000 циклов в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 14 представляет собой иллюстративный кривые CD иллюстративного устройства на основе PANI-FCC при различных значениях силы тока в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 15А представляет собой иллюстративные кривые CD иллюстративной углеродной ткани.
Фиг. 15В представляет собой иллюстративные диаграммы Найквиста для электродов на основе PANI-FCC в различные моменты обжига.
Фиг. 16А представляет собой иллюстративную взаимосвязь между сопротивлением и углом изгиба иллюстративного устройства на основе PANI-FCC.
Фиг. 16В представляет собой иллюстративную взаимосвязь между сопротивлением и числом циклов сгибания иллюстративного устройства на основе PANI-FCC в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 16С представляет собой иллюстративные кривые CV иллюстративного изогнутого, плоского и восстановленного устройства на основе PANI-FCC в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 17А представляет собой иллюстративные кривые CV иллюстративных трехэлектродных устройств на основе PANI-FCC и АС-FCC при 20 мВ/с в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 17В представляет собой иллюстративную кривую CV иллюстративного асимметричного устройства на основе PANI-FCC при 50 мВ/с в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 17С представляет собой иллюстративные кривые CD иллюстративного асимметричного SC при различных значениях плотности тока в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 17D представляет собой иллюстративные графики Рагони иллюстративных симметричного и асимметричного устройств при различных значениях плотности тока в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 18А представляет собой иллюстративные кривые CV иллюстративного асимметричного устройства на основе PANI-FCC при различных значениях окна потенциала в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 18В представляет собой иллюстративные кривые CV иллюстративного асимметричного устройства на основе PANI-FCC при 50 мВ/с и в гелеобразных электролитах на основе H2SO4 и NQ в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 18С представляет собой иллюстративную диаграмму Найквиста иллюстративного устройства на основе PANI//AC в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 18D представляет собой иллюстративные кривые разряда иллюстративного асимметричного устройства на основе PANI-FCC при различных значениях плотности тока от 2 до 50 А/г в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 18Е представляет собой расчетную емкость в зависимости от плотности тока для иллюстративного устройства на основе PANI//AC в диапазоне от 5 до 50 А/г в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 18F представляет собой иллюстративный график Рагони для иллюстративных симметричного и асимметричного устройств в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 19А представляет собой иллюстративные кривые CV для иллюстративных электродов на основе PANI-FCC и АС-FCC в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
- 35 039953
Фиг. 19В представляет собой иллюстративные кривые CD и АС-FCC для иллюстративных электродов на основе PANI-FCC в присутствии NQ при плотности тока 10 А/г в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 19С представляет собой иллюстративные кривые CD для иллюстративных устройств на основе AC-FCC//PANI-FCC в присутствии NQ при различных значениях плотности тока в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 20А представляет собой иллюстративные кривые CV для иллюстративного асимметричного устройства на основе AC-FCC//PANI-FCC в гелеобразном электролите на основе NQ в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 20В представляет собой иллюстративные кривые заряда и разряда для иллюстративного асимметричного устройства на основе AC-FCC//PANI-FCC с NQ и без него в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 20С представляет собой иллюстративную взаимосвязь между плотностью тока и удельной емкостью иллюстративного устройства на основе AC-FCC//PANI-FCC в присутствии NQ в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 20D представляет собой иллюстративные кривые заряда и разряда для иллюстративного асимметричного устройства на основе AC-FCC//PANI-FCC при плотности тока, составляющей приблизительно 47 А/г, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 21 представляет собой иллюстративную взаимосвязь между плотностью мощности и плотностью энергии иллюстративных симметричного и асимметричного устройств в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 22 представляет собой значения удельной плотности энергии на единицу массы и единицу объема компонентов иллюстративной электрохимической ячейки в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 23А иллюстративно представляет собой иллюстративный красный светодиод, питаемый двумя иллюстративными асимметричными устройствами, соединенными последовательно, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Фиг. 23В иллюстративно представляет собой иллюстративные часы, питаемые двумя иллюстративными асимметричными устройствами, соединенными последовательно, в соответствии с некоторыми вариантами осуществления.
Подробное описание сущности изобретения
Рынок гибких электронных устройств, таких как панели солнечных элементов, гибкие дисплеи и износоустойчивые электронные устройства, быстро растет и благоприятно влияет на разработку будущих электронных устройств, обусловливая их мобильность, прочность, гибкость и надежность. Недавний быстрый прогресс в производстве гибких электронных устройств на больших площадях при доле затрат на традиционные полупроводники привел к разработке различных устройств для накопления энергии и накопления мощности, в том числе широкого спектра гибких полупроводников различных размеров, форм и с различными механическими свойствами.
Таким образом, растут требования к гибким твердотельным устройствам накопления энергии, которые совместимы с печатными и гибкими электронными устройствами следующего поколения. Для этого активный слой и поверхности раздела между гибкими компонентами должны быть модернизированы для замены жестких компонентов традиционных суперконденсаторов (SC). Таким образом, повышение плотности энергии SC необходимо, и оно будет способствовать совершенствованию технологии устройств накопления энергии.
Уменьшение размера, повышение гибкости и достижение высокой плотности энергии в сочетании с собственной высокой плотностью мощности и способностью выдерживать периодически повторяющиеся воздействия суперконденсаторов представляет собой важный шаг вперед к созданию более устойчивых и эффективных систем накопления энергии.
Поэтому в настоящее время существует неудовлетворенная потребность в аккумуляторном устройстве, которое может перезаряжаться за считанные сы, которое обеспечивает питание в течение длительных периодов времени, которое может быть многократно изогнуто без потери емкости и является настолько миниатюрным как и другие соответствующие компоненты электронного устройства.
В данном документе представлены суперконденсаторные устройства и способы их изготовления. Суперконденсаторные устройства могут представлять собой электрохимические устройства. Суперконденсаторные устройства могут быть выполнены для высокой плотности энергии и мощности. Суперконденсаторные устройства могут включать в себя электрод, состоящий из трубки прямоугольного сечения на основе PANI, который химически синтезирован на подложке из функционализированной углеродной ткани (FCC), и закрепленный на токосъемнике. Суперконденсаторные устройства могут быть расположены в виде симметричных, асимметричных или 3D-конденсаторных устройств, которые содержат электрод, закрепленный на токосъемнике. Суперконденсаторные устройства в соответствии с настоящим изобретением могут содержать взаимосвязанные устройства.
Настоящее изобретение дополнительно предусматривает системы и способы для выращивания по- 36 039953 лианилиновых нанотрубок на углеродной ткани. Обработка может включать изготовление (или синтез) функционализированной углеродной ткани и/или изготовление (или синтез) полианилиновых нанотрубок и наноструктур. Некоторые варианты осуществления предусматривают способы, устройства и системы для изготовления (или синтеза) функционализированной углеродной ткани, и/или для изготовления (или синтеза) полианилиновых нанотрубок и наноструктур, и/или для изготовления (или синтеза) электролитов, и/или для изготовления (или синтеза) суперконденсаторов. Различные аспекты настоящего изобретения, описанные в настоящем документе, могут быть применены по отношению к любой из конкретных областей применения, изложенных ниже, или в установке для изготовления, синтеза или обработки любого другого типа. При других изготовлении, синтезе или обработке материалов могут в равной степени достигать положительных результатов, исходя из признаков, описанных в настоящем документе. Например, способы, устройства и системы, представленные в данном документе, могут быть преимущественно применены по отношению к изготовлению (или синтезу) различных форм функционализированного углерода. Способы и устройства, представленные в данном документе, могут быть применены в виде обособленных способа, устройства или системы или как часть интегрированной системы для изготовления или обработки материалов (например, химических веществ). Следует понимать, что различные аспекты способов и устройств, представленных в данном документе, могут оцениваться по отдельности, совместно или в комбинации друг с другом.
Настоящее изобретение дополнительно предусматривает иллюстративное устройство накопления энергии, изготовленное из трубки прямоугольного сечения на основе полианилина (PANI), который является химически синтезированным. Трубка прямоугольного сечения на основе PANI в качестве активного материала синтезирована на функционализированной углеродной ткани (FCC), используемой в качестве подложки, и при этом полученный композиционный материал закреплен на сетке из нержавеющей стали, используемой в качестве токосъемника. Настоящее изобретение дополнительно предусматривает методику направленного синтеза нанотрубок на основе PANI с порами прямоугольного сечения на химически активированной СС.
Суперконденсаторы, описанные в настоящем документе, могут выполнять важную функцию в одной или несколько областях или сферах применения, таких как, без ограничения, портативные электронные устройства (например, мобильные телефоны, компьютеры, камеры и т.д.), медицинские устройства (например, жизнеобеспечивающие и улучшающие качество жизни медицинские устройства, в том числе кардиостимуляторы, дефибрилляторы, слуховые аппараты, устройства для купирования боли, насосы для доставки лекарственных средств), электромобили (например, для усовершенствования электротранспортной промышленности необходимы аккумуляторные батареи с большим сроком службы), космическая промышленность (например, аккумуляторные батареи используются в космической промышленности для силовых космических систем, в том числе для роверов, посадочных устройств, скафандров и электронного оборудования), аккумуляторные батареи военного назначения (например, военные используют специальные аккумуляторные батареи для питания большого количества электронных устройств и оборудования; причем уменьшенные масса/объем аккумуляторных батарей, описанных в настоящем документе, являются чрезвычайно предпочтительными), электрические летательные аппараты (например, летательный аппарат, который работает на электродвигателях, а не на двигателях внутреннего сгорания, причем на электроэнергии, поступающей от солнечных элементов или батарей), накопление энергии для электросети (например, аккумуляторные батареи используются для накопления электрической энергии в периоды, когда выработка от электростанций превышает потребление, и накопленную энергию используют в то время, когда потребление превышает выработку), энергия из возобновляемых источников (например, поскольку солнце не светит ночью и ветер не дует постоянно; аккумуляторные батареи в энергосистемах вне сети могут накапливать избыточную электроэнергию из возобновляемых источников энергии для использования в часы после захода солнца и когда ветер не дует; аккумуляторные батареи с высокой мощностью могут накапливать энергию от солнечных элементов с более высокой эффективностью по сравнению современными аккумуляторными батареями из предшествующего уровня техники), электроинструменты (например, описанные в настоящем документе аккумуляторные батареи могут обеспечивать быструю зарядку беспроводных электроинструментов, таких как дрели, шуруповерты, пилы, гаечные ключи и шлифовальные машины; при этом современные батареи имеют длительное время зарядки) или любую их комбинацию.
Суперконденсаторы
Суперконденсаторы представляют собой высокомощные устройства накопления энергии со значительно более высокой емкостью по сравнению с нормальными конденсаторами. Суперконденсаторы (SC) недавно привлекли значительное внимание в качестве ресурсов накопления энергии с высокой плотностью мощности и все чаще были использованы в качестве ресурсов накопления энергии в портативных электронных устройствах, системах рекуперативного торможения, устройствах стабилизации напряжения, гибридных автобусах, медицинских устройствах и гибридных электромобилях.
В некоторых вариантах осуществления суперконденсаторы или конденсаторы состоят из двух или более электродов, разделенных ионопроницаемой мембраной (разделителем), и электролита, ионно соединяющего электроды, при этом ионы в электролите образуют электрические двойные слои с полярно- 37 039953 стью, противоположной полярности электродов, когда электроды поляризуются за счет приложенного напряжения.
В некоторых вариантах осуществления электрод в электрохимической ячейке состоит из подложки и активного материала, называемого либо анодом, где электроны покидают активный материал внутри ячейки и происходит окисление, или катодом, где электроны поступают в активный материал внутри ячейки и происходит восстановление. Каждый электрод может стать либо анодом, либо катодом, в зависимости от направления тока через ячейку. В некоторых вариантах осуществления суперконденсаторы могут быть симметричными или асимметричными, где электроды являются идентичными или непохожими соответственно. В некоторых вариантах осуществления суперконденсаторы выполнены с двумя или более электродами.
Суперконденсаторы накапливают энергию посредством трех основных механизмов: (i) электрическая двухслойная емкость (EDLC), (ii) фарадеевская емкость и (iii) емкость непосредственно от редоксактивных электролитов. Посредством первых двух механизмов только твердофазные материалы электродов способствуют накоплению заряда, при этом другие компоненты ячейки, в том числе электроды и электролит, являются электрохимически инертными. Добавление редокс-активных веществ в электролит повышает емкость ячейки за счет электрохимических реакций на поверхности раздела электрод/ электролит.
В некоторых вариантах осуществления устройства, представленные в данном документе (например, суперконденсаторы и/или микросуперконденсаторы), могут быть выполнены в виде различных структур. В некоторых вариантах осуществления устройства могут быть выполнены в виде многослойных структур (например, содержащих многослойные электроды), плоских структур (например, содержащих переплетающиеся электроды), навивных структур или любой их комбинации. В некоторых вариантах осуществления устройства могут быть выполнены в виде слоистой структуры или переплетающейся структуры.
Электроды
Материалы, обычно используемые в электродах для суперконденсаторов, включают оксиды переходных металлов, проводящие полимеры и угли с сильно развитой поверхностью. Однако, к сожалению, традиционные суперконденсаторы на основе таких материалов могут проявлять низкие значения плотности энергии и ограничены по массовой загрузке активных материалов электродов.
В некоторых вариантах осуществления фарадеевские материалы используют в качестве электродов, поскольку они накапливают заряд как на поверхности, так и в объеме, в отличие от материалов с EDLC, которые накапливают заряд только за счет адсорбции ионов на поверхности электродов.
В некоторых вариантах осуществления электроды с высокой удельной поверхностью являются углеродистыми и содержат углеродную ткань, углеродное волокно, аморфный углерод, стекловидный углерод, углеродную нанопену, углеродный аэрогель или активированный уголь (АС).
В некоторых вариантах осуществления АС относится к углероду, который был обработан для увеличения его площади поверхности. В некоторых вариантах осуществления кристаллическая плотность АС составляет приблизительно 0,5 г/см3.
Проводящий полимер полианилин выступает в качестве идеального материала для накопления заряда за счет его низкой стоимости, простоты синтеза, регулируемой электропроводности, высокой удельной емкости и устойчивости к воздействию окружающей среды.
Среди подавляющего большинства суперъемкостных составляющих материалов полианилин (PANI), а также его различные строения были применены в качестве активного материала из-за присущих ему высокой окислительно-восстановительной (редокс)-активной удельной емкости, эластичности и способности к преобразованию между множеством окислительно-восстановительных состояний, сопровождающихся быстрым допированием и дедопированием противоионов во время процессов зарядки и разрядки.
В некоторых вариантах осуществления полианилин (PANI) представляет собой один пример полужесткого стержневидного проводящего полимера, который легко синтезировать, который является устойчивым к воздействию окружающей среды, недорогим и проявляет высокую электропроводность и удельную псевдоемкость. Дополнительно, PANI может легко преобразовываться во множество окислительно-восстановительных состояний, сопровождающихся быстрым допированием и дедопированием противоионов во время процессов зарядки и разрядки, и поэтому перенос электронов в PANI осуществляется посредством сопряженной двойной связи с пропусканием электрического тока в когерентной упаковке. Наконец, в некоторых вариантах осуществления PANI проявляет присущую высокую окислительно-восстановительной (редокс)-активную удельную емкость и эластичность. Следовательно, разработка гибридных электродов на основе PANI представляла собой привлекательное направление в попытке улучшения их устойчивости при циклическом использовании.
Несмотря на то, что он является превосходным материалом для накопления энергии, PANI в объеме в некоторых вариантах осуществления обладает недостаточными механическими свойствами и посредственной устойчивостью при циклическом использовании, при этом значительные изменения объема, связанные с допированием и дедопированием противоионов, приводят к разрушению главной цепи полимера при циклическом использовании с уменьшением, таким образом, емкости и с ограничением потенциальных коммерческих применений псевдоконденсаторов на основе PANI. Однако, поскольку пере- 38 039953 нос электронов в PANI происходит посредством сопряженной двойной связи, пропускание электрического тока в когерентной упаковке может протекать легче по сравнению с переносом электронов между двумя независимыми частями.
В некоторых вариантах осуществления структура и геометрическая форма PANI изменяются в наномасштабе, чтобы обеспечить расслабление его внутренней деформации за счет обеспечения небольшого свободного пространства на поверхности для изгиба. В некоторых вариантах осуществления PANI является функционализированным, при этом новые функции, признаки, функциональные возможности или свойства материала добавляются за счет изменения химического состава его поверхности и строения.
В некоторых вариантах осуществления строение материалов фарадеевских электродов оказывает существенное влияние на электрохимические характеристики. Некоторые электродные структуры способствуют переносу электронов в активных материалах и, следовательно, повышают электропроводность и емкость соответствующих устройств на их основе. Наноструктурирование электродных материалов представляет собой эффективную стратегию, направленную на изменение строения и в значительной степени улучшения характеристик электродов для суперконденсаторов за счет повышения площади поверхности раздела между электродом и электролитом и за счет минимизации пути диффузии ионов в активных материалах. В некоторых вариантах осуществления наноструктурирование электродов дополнительно минимизирует путь диффузии ионов в активном материале.
В некоторых вариантах осуществления PANI характеризуется кристаллической плотностью, составляющей приблизительно 1,3 г/см3.
В некоторых вариантах осуществления химические и электрохимические свойства электрода улучшаются за счет добавления поверхностных функциональных групп, которые повышают емкость при зарядке за счет псевдоемкостного эффекта. В некоторых вариантах осуществления функционализация обеспечивает изменение признаков, функциональных возможностей или свойств материала за счет изменения химического состава его поверхности и строения. Функционализация обеспечивает синтез некоторых форм поверхностных наноструктур, таких как наносферы, нанодиски, нанопроволока, нановолокна, нанотрубки, нанопластины и наноцветы. Среди таковых нанотрубчатые структуры с малыми диаметрами обеспечивают лучшее приспособление изменений объема и прямой одномерный электронный путь от подложки для обеспечения эффективного переноса электронов и, следовательно, обеспечения повышенной электропроводности и емкости. Кроме того, объединенные внешняя и внутренняя площади поверхности нанотрубки, подвергающиеся воздействию электролита, обеспечивают высокие значения емкости при зарядке и обеспечивают возврат деформации за счет увеличения свободного пространства, доступного для поверхностного изгиба. В данном подходе рассматриваются проблемы устойчивости кремниевых анодов в литий-ионных батареях, которые характеризуются значительными объемными изменениями во время циклического использования.
При конструировании электродов для суперконденсаторов могут быть предприняты особые попытки для обеспечения высокой плотности энергии и высокой плотности мощности, включающие оптимизацию условий получения с целью облегчения ионного и электронного переноса в электродах, как проиллюстрировано на фиг. 1А-С. Поэтому для конструкции высокоэффективных гибридных суперконденсаторов требуются электроды для высокоактивных, высокомощных гибридных суперконденсаторов.
Фиг. 1А-С схематически иллюстрируют конструкции электродов для высокоактивных, высокомощных гибридных суперконденсаторов с нановолокнами 101, наносферами 102 и нанотрубчатыми строениями 103 соответственно, при этом электрод с нанотрубчатым строением PANI, схематически изображенный на фиг. 1С, способен к улучшенному облегчению как ионного тока 102 (IC), так и электронного тока (ЕС) и, таким образом, может быть способен к образованию суперконденсатора с высоким значением энергии и высоким значением мощности.
В некоторых вариантах осуществления электроды с наноструктурированными строениями проявляют повышенные характеристики, при этом согласно фиг. 1А-С пористая структура таких электродов увеличивает площадь воздействия между активным материалом и электролитом и, таким образом, повышает площадь разряда по сравнению с поверхностью твердого электрода. В частности, электроды с нанотрубчатыми строениями обеспечивают повышенную емкость при зарядке, поскольку как внешняя, так и внутренняя поверхности нанотрубки подвергаются воздействию электролита.
Подложки
В некоторых вариантах осуществления углеродную ткань (СС) применяют в качестве подложки ячейки. В некоторых вариантах осуществления углеродная ткань содержит сплетенный узел из множества углеродных волокон. В некоторых вариантах осуществления углеродное волокно и графитовое волокно представляют собой волокна, состоящие преимущественно из атомов углерода. Дополнительно хорошие электропроводность и эластичность углеродной ткани обеспечивают устройства с низким внутренним сопротивлением (за счет обеспечения коротких путей для переноса электронов) и с механической эластичностью.
В некоторых вариантах осуществления СС представляет собой превосходный трехмерный электропроводный каркас, который поддерживает высокодоступную для электролита площадь поверхности,
- 39 039953 обеспечивает прямой путь для переноса электронов, улучшает электропроводность ее композиционных материалов и ослабляет ухудшение, сопровождающееся объемными изменениями во время циклического использования. Дополнительно СС выполняет функцию идеальной подложки для гибкой системы накопления энергии из-за ее механической эластичности, пористой структуры, высокой электропроводности, короткого пути переноса электронов, низкого внутреннего сопротивления, высокой площадной нагрузки и ее способности к легкой упаковке.
В некоторых вариантах осуществления химическая активация углеродной ткани повышается за счет гибридизации посредством синтезирования проводящих полимерных наноструктур на поверхности электрода. В некоторых вариантах осуществления химические и электрохимические свойства углеродной ткани модифицируют для улучшения свойств ее композиционного гибридного материала, при этом химическая активация СС посредством добавления функциональных групп на поверхность повышает емкость при зарядке за счет псевдоемкостного эффекта. Дополнительно функциональные группы на поверхности функционализированной углеродной ткани обеспечивают более прочное соединение с PANI, обеспечивая, таким образом, облегчение пропускания электронов из полимера в подложку. В некоторых вариантах осуществления химическая активация СС способствует полимеризации in situ за счет преобразования ее естественной гидрофобный поверхности в гидрофильную поверхность, способную к улучшенному взаимодействию с, как правило, водным, полимеризационным или содержащим мономер подаваемым раствором. В некоторых вариантах осуществления полимеризация in situ проводящего полимера обеспечивает прямой электрический контакт с СС, устраняя, таким образом, необходимость в связующих и проводящих добавках и устраняя их избыточную массу.
На иллюстративном изображении поверхностной структуры СС 602 изображено, согласно фиг. 6А, строение, содержащее волокнистые структуры. Оптимальная 3D-структура СС обеспечивает высокую площадную нагрузку PANI, что представляет собой важный параметр для конкурентоспособных электродов.
В некоторых вариантах осуществления углеродная ткань характеризуется кристаллической плотностью, составляющей приблизительно 1,6 г/см3.
Электролиты
Устройства накопления энергии, описанные в настоящем документе, могут содержать электролит. Электролиты, описанные в данном документе, могут включать в себя, например, без ограничения, водные, органические и ионные электролиты на основе жидкости, которые могут быть в форме жидкости, твердого вещества или геля. В некоторых вариантах осуществления электролит представляет собой раствор с однородной дисперсией катионов и анионов, образованных из электропроводного вещества, растворенного в полярном растворителе.
Несмотря на то, что электролиты являются нейтральными по заряду, приложение электрического потенциала (напряжения) к раствору приводит к притягиванию катионов раствора к электроду с обилием электронов и притягиванию анионов к электроду с дефицитом электронов. Поэтому перемещение анионов и катионов в противоположных направлениях в растворе обеспечивает образование тока энергии. Электролиты, описанные в настоящем документе, могут представлять собой, например, водные, органические и/или ионные электролиты на основе жидкости. Электролит может представлять собой жидкость, твердое вещество или гель. Ионная жидкость может быть гибридизирована с другим твердым компонентом, таким как, например, полимер или диоксид кремния (например, коллоидальный диоксид кремния), с образованием гелеобразного электролита (также ионогель в данном документе). Водный электролит может быть гибридизирован с, например, полимером с образованием гелеобразного электролита (также гидрогель и гидрогель-полимер в данном документе). В некоторых случаях гидрогелеобразный электролит твердеет во время изготовления устройства, что обеспечивает связывание компонентов ячейки вместе для улучшения механических и электрических свойств электрода. Органический электролит может быть гибридизирован с, например, полимером с образованием гелеобразного электролита. В некоторых вариантах осуществления электролит также может включать в себя соль лития (например, LiPF6, LiBF4 или LiClO4). Например, электролит может включать в себя соль лития (например, LiPF6, LiBF4 или LiClO4) в органическом растворе (например, этиленкарбонат (ЕС), диметилкарбонат (DMC) или диэтилкарбонат (DEC). Электролит может содержать один или несколько дополнительных компонентов (например, одну или несколько добавок) с образованием электролитической композиции. В одном примере полимерный электролит для литиевых батарей с элементами soft pack содержит один или несколько из ЕС, этилметилкарбоната (EMC), DEC, LiPF6 и другие добавки. В другом примере высокоемкостный электролит для литиевых батарей может содержать один или несколько из ЕС, DEC, пропиленкарбоната (PC), LiPF6 и другие добавки.
Хиноновые добавки для электролитов были использованы из-за их способности накапливать 2 е-/2 Н+ на звено хинона с целью повышения емкостей в двухслойных суперконденсаторах. Во время операций зарядки и разрядки хиноновые добавки подвергаются воздействию окислительно-восстановительный процессов на электродах. В некоторых вариантах осуществления хинонсодержащие электролиты, в частности, представляют собой превосходные редокс-активные электролиты из-за их превосходной электрохимической обратимости во время зарядки и разрядки, небольшого размера, высокий подвижности и
- 40 039953 кислотного рН, совместимого с современным семейством дотированных кислотой полимеров.
Конструкция суперконденсаторного устройства
В некоторых вариантах осуществления устройства накопления энергии со сверхвысокими значениями плотности энергии сконструированы с помощью выбора материала электрода в комбинации с электролитом для достижения синергетических взаимодействий между компонентами устройства. Для фарадеевских материалов для накопления энергии в современных трехэлектродных устройствах требуются водные электролиты для их работы, которые ограничены до приблизительно 1,0 В из-за разложения воды при 1,23 В. Хотя симметричные устройства характеризуются макс. теоретическим диапазоном напряжений в пределах 1,0 В, асимметричные устройства достигают диапазона напряжений водных электролитов за счет увеличения их рабочего напряжения относительно термодинамического напряжения разложения воды.
В некоторых вариантах осуществления суперконденсаторное устройство, которое содержит PANI, который способен преобразовываться во множество окислительно-восстановительных состояний, в качестве электрохимически активного материала и электролит на основе редокс-пары, содержащей 1,4нафтохинон (NQ), образует регулируемый двойной редокс-шаттл, при этом NQ обеспечивает псевдоемкость за счет прямых окислительно-восстановительных реакций на поверхности электродов, катализирует регенерацию окисленной формы PANI и выполняет функцию редокс-шаттла для обратимого окисления/восстановления полианилина со значительным улучшением суммарных характеристик устройства.
3D-характер полианилиновых трубок прямоугольного сечения на подложке из функционализированной углеродной ткани обеспечивает эффективные пути переноса электронов и ионов и обеспечивает достаточное пространство для добавления NQ с образованием, таким образом, второй окислительновосстановительной системы и, таким образом, регулируемого редокс-шаттла в электролите, который улучшает процесс переноса электронов на поверхности электродов. Дополнительно добавление NQ не только повышает емкость полианилиновых электродов, но также обеспечивает улучшение в отношении емкости материалов для суперконденсаторов с EDLC, таких как активированные угли.
Поэтому применение NQ для электрокаталитического механизма в качестве редокс-добавки способствует множеству процессов переноса заряда, обеспечивает фарадеевскую емкость за счет прямых окислительно-восстановительных реакций на поверхностях электродов, выступает в качестве основы для регенеративного пути к долговременному использованию активных материалов для электродов и обеспечивает суперконденсаторное устройство со значительно более высокой плотностью энергии. В некоторых вариантах осуществления NQ характеризуется кристаллической плотностью, составляющей приблизительно 1,4 г/см3.
На фиг. 2 показан состав иллюстративного суперконденсатора 200, при этом положительный электрод 201 и отрицательный электрод 202 разделены проницаемой для ионов и молекул мембраной 203, которая вымочена в электролите на основе NQ, содержащем серную кислоту (H2SO4) и уксусную кислоту (АсОН).
В некоторых вариантах осуществления NQ содержится в гелеобразном электролите на основе поливинилового спирта (PVA) в 1 М H2SO4 с 30% уксусной кислотой (АсОН). В некоторых вариантах осуществления гелеобразный электролит на основе поливинилового спирта (PVA) образован путем растворения 1 г PVA в 10 мл деионизированной воды и АсОН, энергичного перемешивания в течение 30 мин, добавления 0,56 мл исходного раствора H2SO4 и добавления 1,53 мг NQ.
NQ-стимулируемая регенерация полианилина (PANI), который обладает способностью повторного использования во множестве окислительно-восстановительных реакций, выполняет важную функцию в суперконденсаторном устройстве. На фиг. 4 представлен химический процесс преобразования функционализированной углеродной ткани в функционализированную PANI углеродную ткань, где согласно фиг. 2 и уравнениям, представленным ниже, PANI окисл. электрохимически восстанавливают в PANI восстан. на поверхности электрода, и при этом NQ в электролите обратно окисляет восстановленную форму PANI посредством ЕС'-регенеративного механизма, которая затем может повторно подвергаться реакциям переноса электронов на поверхности.
разряд
РЛЛ// + 2е + 2Н + Р/1/V/ v t\ И W 1 · ' Е> vll 1 d П · заряд разряд
РЛЛ//восстан + NQ PANI0KliCJl + H2NQ заряд
H2NqZnQ + 2е + 2Н +
Таким образом, фарадеевская емкость устройства значительно увеличивается за счет многократного повторного применения подходящей формы (в зависимости от процесса зарядки и разрядки) полианилина в качестве исходного электроактивного материала. В дополнение к его электрокаталитическому регенеративному механизму NQ может подвергаться окислительно-восстановительным реакциям на поверхностях подложки. Комбинаторный эффект NQ как в качестве регулируемого редокс-шаттла, так и в каче
- 41 039953 стве редокс-добавки обеспечивает повышение характеристик суперконденсатора, поскольку энергия накапливается как на поверхности полианилина с использованием псевдоемкостного механизма, так и на поверхности раздела электрод-электролит за счет окислительно-восстановительной реакции. Существует несколько преимуществ в результате электрокаталитической реакции, которые обеспечивают регенерацию in situ активных материалов для электродов. Первое, поскольку Q=mnF, регенерация исходных активных материалов повышает величину m, обеспечивая, таким образом, дополнительный заряд в ячейке. Дополнительно, поскольку каталитическая регенерация активного материала обеспечивает достижение более высокого значения тока без повышения исходной массы активных материалов, уменьшение массы неактивных компонентов повышает удельные энергию и емкость. Кроме того, поскольку дополнительная масса не требуется для повышения емкости, эквивалентное последовательное сопротивление (ESR) системы остается низким. Более того, поскольку регенерированные активные материалы крепко закреплены на поверхностях подложки, ESR системы не повышается. Также, поскольку ток зависит от концентрации на поверхности активного материала (САМ), электрокаталитическая регенерация активного материала для электрода за счет механизма ЕС значительно повышает САМ. Наконец, с помощью электрокаталитической реакции устраняют требование, заключающееся в распылении электроактивных материалов из объема раствора на поверхность электрода.
Способы изготовления электродов
Иллюстративный способ изготовления суперконденсаторного устройства 300, включающий изготовление функционализированного полианилином электрода и упаковывание электрода, показан на фиг. 3.
В иллюстративных вариантах осуществления способ изготовления функционализированного полианилином электрода 305 включает функционализацию углеродной подложки 301 с образованием функционализированной углеродной подложки 303, подготовку функционализированной углеродной подложки 303, составление полимеризационной жидкости 304 и синтезирование полианилиновой нанотрубки 306 на функционализированной углеродной подложке.
В иллюстративных вариантах осуществления стадия функционализации углеродной подложки 301 с образованием функционализированной углеродной подложки 303 включает образование раствора 302 для функционализации, нагревание раствора 302 для функционализации, охлаждение раствора 302 для функционализации, размещение участка углеродной подложки 301 в растворе 302 для функционализации и ополаскивание участка функционализированной углеродной подложки 303.
В иллюстративном варианте осуществления раствор 302 для функционализации содержит азотную кислоту (HNO3) и серную кислоту (H2SO4), где объемная доля в процентах азотной кислоты в растворе 302 для функционализации составляет от приблизительно 15% до приблизительно 60%. В одном примере раствор 302 для функционализации содержит объемную долю в процентах азотной кислоты, составляющую приблизительно 33%.
В иллюстративном варианте осуществления раствор 302 для функционализации нагревают при подходящей температуре, такой как от приблизительно 30°С до приблизительно 120°С. В одном примере раствор 302 для функционализации нагревают при температуре, составляющей приблизительно 60°С. В иллюстративном варианте осуществления углеродную подложку 301 погружают в раствор 302 для функционализации в течение подходящего периода времени, такого как от приблизительно 60 мин до приблизительно 240 мин. В одном примере углеродную подложку 301 погружают в раствор 302 для функционализации в течение периода времени, составляющего приблизительно 120 мин.
В иллюстративных вариантах осуществления стадия подготовки функционализированной углеродной подложки 303 включает отрезание участка функционализированной углеродной подложки 303, погружение участка функционализированной углеродной подложки 303 в полимеризационную жидкость 304, обработку с помощью ультразвука участка функционализированной углеродной подложки 303 в полимеризационной жидкости 304 и высушивание участка функционализированной углеродной подложки 303.
В иллюстративном варианте осуществления функционализированная углеродная подложка 303 имеет подходящую геометрическую площадь поверхности, такую как от приблизительно 0,1 см2 до приблизительно 0,5 см2. В одном примере функционализированная углеродная подложка 303 имеет подходящую геометрическую площадь поверхности, составляющую приблизительно 0,25 см2.
В некоторых вариантах осуществления функционализированную полианилином углеродную подложку 305 затем обжигают в печи в атмосфере воздуха при 200°С. В иллюстративном варианте осуществления функционализированную полианилином углеродную подложку 305 обжигают в течение подходящего периода времени от приблизительно 0,5 ч до приблизительно 14 ч. В одном примере функционализированную полианилином углеродную подложку 305 обжигают в течение периода времени, составляющего приблизительно 4 ч.
В иллюстративном варианте осуществления полимеризационная жидкость 304 содержит ацетон и этанол. В иллюстративном варианте осуществления полимеризационная жидкость 304 содержит подходящую объемную долю в процентах ацетона, такую как от приблизительно 25% до приблизительно 100%. В одном примере объемная доля в процентах ацетона в полимеризационной жидкости 304 составляет приблизительно 50%.
- 42 039953
В иллюстративном варианте осуществления функционализированную углеродную подложку 303 подвергают воздействию ультразвука в течение подходящего периода времени, такого как от приблизительно 15 мин до приблизительно 60 мин. В одном примере функционализированную углеродную подложку 303 подвергают воздействию ультразвука в течение периода времени, составляющего приблизительно 30 мин.
В иллюстративном варианте осуществления функционализированную углеродную подложку 303 высушивают при подходящей температуре, такой как от приблизительно 20°С до приблизительно 120°С. В одном примере функционализированную углеродную подложку 303 высушивают при температуре, составляющей приблизительно 60°С.
В иллюстративном варианте осуществления функционализированную углеродную подложку 303 высушивают в течение подходящего периода времени от приблизительно 3 ч до приблизительно 12 ч. В одном примере функционализированную углеродную подложку 303 высушивают в течение периода времени, составляющего приблизительно 6 ч.
В иллюстративных вариантах осуществления стадия составления полимеризационной жидкости 304 включает смешивание полианилина, кислоты, очищающего средства, воды и окислителя и перемешивание полимеризационного раствора 304. В иллюстративном варианте осуществления кислота представляет собой хлористоводородную кислоту (HCl), очищающее средство представляет собой додецилсульфат натрия (SDS) и окислитель представляет собой персульфат аммония (APS).
В иллюстративном варианте осуществления полимеризационная жидкость 304 содержит подходящую массу полианилина, составляющую от приблизительно 20 мг до приблизительно 90 мг. В одном примере масса полианилина в полимеризационной жидкости 304 составляет приблизительно 45 мг.
В иллюстративном варианте осуществления полимеризационная жидкость 304 содержит подходящую концентрацию хлористоводородной кислоты (HCl), составляющую от приблизительно 0,1 М до приблизительно 0,5 М. В одном примере концентрация HCl в полимеризационной жидкости 304 составляет приблизительно 0,25 М. В иллюстративном варианте осуществления полимеризационная жидкость 304 содержит подходящий объем HCl, составляющий от приблизительно 0,1 мл до приблизительно 0,6 мл. В одном примере объем HCl в полимеризационной жидкости 304 составляет приблизительно 0,3 мл.
В иллюстративном варианте осуществления полимеризационная жидкость 304 содержит подходящую массу SDS, составляющую от приблизительно 1 мг до приблизительно 10 мг. В одном примере концентрация SDS в полимеризационной жидкости 304 составляет приблизительно 5 мг.
В некоторых вариантах осуществления вода представляет собой деионизированную воду. В иллюстративном варианте осуществления полимеризационная жидкость 304 содержит подходящий объем воды, составляющий от приблизительно 9 мл до приблизительно 40 мл. В одном примере объем воды в полимеризационной жидкости 304 составляет приблизительно 18 мл.
В иллюстративном варианте осуществления полимеризационная жидкость 304 содержит подходящую концентрацию APS, составляющую от приблизительно 0,1 М до приблизительно 0,5 М. В одном примере концентрация APS в полимеризационной жидкости 304 составляет приблизительно 0,24 М. В иллюстративном варианте осуществления полимеризационная жидкость 304 содержит подходящий объем APS, составляющий от приблизительно 1 мл до приблизительно 4 мл. В одном примере концентрация APS в полимеризационной жидкости 304 составляет приблизительно 2 мл.
В иллюстративном варианте осуществления полимеризационную жидкость 304 перемешивают в течение подходящего количества времени, составляющего от приблизительно 10 мин до приблизительно 40 мин. В одном примере полимеризационная жидкость 304 может быть перемешана в течение периода, составляющего приблизительно 20 мин.
В иллюстративных вариантах осуществления стадия синтезирования полианилиновой нанотрубки 306 на функционализированной углеродной подложке 303 включает встряхивание полимеризационной жидкости 304, погружение функционализированной углеродной подложки 303 в полимеризационную жидкость 304, выдерживание функционализированной углеродной подложки 303 в полимеризационной жидкости 304, удаление функционализированной полианилином углеродной подложки 305 из полимеризационной жидкости 304, промывание функционализированной полианилином углеродной подложки 305 и высушивание функционализированной полианилином углеродной подложки 305.
В иллюстративном варианте осуществления полимеризационную жидкость 304 встряхивают в течение подходящего количества времени, составляющего от приблизительно 15 с до приблизительно 60 с. В одном примере полимеризационную жидкость 304 могут встряхивать в течение периода, составляющего приблизительно 30 с.
В иллюстративном варианте осуществления функционализированную углеродную подложку 303 выдерживают в полимеризационной жидкости 304 при подходящей температуре, составляющей от приблизительно 10°С до приблизительно 50°С. В одном примере функционализированную углеродную подложку 303 выдерживают в полимеризационной жидкости 304 при температуре, составляющей приблизительно 25°С.
В иллюстративном варианте осуществления функционализированную углеродную подложку 303
- 43 039953 выдерживают в полимеризационной жидкости 304 в течение подходящего времени полимеризации, составляющего от приблизительно 8 до 70 ч. В одном примере функционализированную углеродную подложку 303 выдерживают в полимеризационной жидкости 304 в течение времени полимеризации, составляющего приблизительно 24 ч.
В иллюстративном варианте осуществления функционализированную полианилином углеродную подложку 305 высушивают при подходящей температуре, составляющей от приблизительно 30°С до приблизительно 120°С. В одном примере функционализированную полианилином углеродную подложку 305 высушивают при температуре, составляющей приблизительно 60°С.
В некоторых вариантах осуществления функционализированную полианилином углеродную подложку 305 применяют непосредственно в качестве электродов для SC без необходимости добавления связующих или проводящих добавок, как правило, применяемых в традиционных устройствах.
Наконец, в иллюстративном варианте осуществления функционализированную полианилином углеродную подложку 305 упаковывают в симметричное суперконденсаторное устройство 300, при этом разделитель, вымоченный в электролите, располагают в виде прослойки между сторонами PANI двух функционализированных полианилином углеродных подложек 305.
Функционализированные PANI ткани в качестве электродов наряду с токосъемником из нержавеющей стали и электролитом образуют симметричное (PANI-FCC//PANI-FCC или PANI-CC//PANI-CC) и асимметричное (PANI-FCC//AC) суперконденсаторные устройства.
Характеристика и измерения
Структура и строение различных материалов для электродов могут быть изучены с применением растровой электронной микроскопии с полевой эмиссией (Philips и JEOL-JSM-6700). Структурные изменения до и после функционализации СС в смеси сильных кислот могут быть охарактеризованы с применением порошковой рентгеновской дифракции (дифрактометр Philips X'pert с излучением Со Ka [λ=0,178 нм], генерируемым при 40 кВ и 40 мА с размером шага 0,02° с-1). Может применяться спектрофотометр (Tensor 27 Bruker) для проведения инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием (FTIR).
Иллюстративные устройства испытывают в отношении их электрохимических характеристик с применением кривых циклической вольтамперометрии (CV), гальваностатического заряда-разряда (CD) и экспериментов с использованием электрохимической импедансной спектроскопии (EIS). Потенциостат для биологических экспериментов (SP-300) может применяться для получения данных циклической вольтамперометрии и электрохимической импедансной спектроскопии для различных устройств. Устройство для испытания аккумуляторных батарей (Solartron), оснащенное программным обеспечением Cell Test, может применяться для гальваностатического CD исследования.
В некоторых вариантах осуществления в способах, описанных в настоящем документе, используют магнитную мешалку, которая представляет собой лабораторное устройство, при этом испускаемое вращающееся магнитное поле быстро вращает магнитную мешалку, погруженную в жидкость, для быстрого последовательного смешивания.
Все химические вещества, применяемые в данном документе, применяют непосредственно в состоянии после приобретения, без дополнительной очистки. Анилин подвергают перегонке с водяным паром перед применением.
Влияние SDS на строение поверхности и характеристики
В некоторых вариантах осуществления анионное поверхностно-активное вещество додецилсульфат натрия (SDS) выполняет важную функцию в качестве мягкой матрицы при допировании, в процессе полимеризации влияет на строение синтезированного PANI, а также на электрохимические свойства и емкость устройства. Допирование с применением SDS структуры PANI способствует образованию опоясывающей структуры, сворачивание которой происходит последовательно, при этом дополнительная полимеризация приводит к образованию PANI со строением в виде трубки прямоугольного сечения. В некоторых вариантах осуществления низкая концентрация HCl запускает полимеризацию PANI в среде с низкой кислотностью, что замедляет реакционные процессы и может способствовать образованию наноструктур.
В одном примере на фиг. 5А показано, что строение PANI, синтезированного на СС в присутствии SDS, формируется в виде нанотрубок 502 прямоугольного сечения с наночастицами PANI на их поверхности, при этом на фиг. 5В показано, что строение PANI, синтезированного на СС в отсутствие SDS, состоит из объемных узлов 503 неправильной формы. Следовательно, PANI, полученный в присутствии SDS, характеризуется формой прямоугольного сечения с наноструктурами на своей поверхности.
В иллюстративном варианте осуществления длина нанотрубки 502 прямоугольного сечения, синтезированной на СС в присутствии SDS, составляет от приблизительно 1 до 200 мкм. В одном примере длина нанотрубки 502 прямоугольного сечения, синтезированной на СС в присутствии SDS, составляет приблизительно 1 мкм.
В иллюстративном варианте осуществления внешний диаметр нанотрубки 502 прямоугольного сечения, синтезированной на СС в присутствии SDS, составляет от приблизительно 100 нм до 1000 нм. В
- 44 039953 одном примере наружная ширина нанотрубки 502 прямоугольного сечения, синтезированной на СС в присутствии SDS, составляет приблизительно 350 нм.
В иллюстративном варианте осуществления внутренний диаметр нанотрубки 502 прямоугольного сечения, синтезированной на СС в присутствии SDS, составляет от приблизительно 50 нм до 800 нм. В одном примере внутренняя ширина нанотрубки 502 прямоугольного сечения, синтезированной на СС в присутствии SDS, составляет приблизительно 250 нм.
В иллюстративном варианте осуществления наноструктура на поверхности нанотрубки 502 прямоугольного сечения, синтезированной на СС в присутствии SDS, представляет собой наностержень. В иллюстративном варианте осуществления наностержень на поверхности нанотрубки 502 прямоугольного сечения имеет длину, составляющую от приблизительно 4 до 50 мкм. В одном примере наностержень на поверхности нанотрубки 502 прямоугольного сечения имеет длину, составляющую приблизительно 9 мкм.
В иллюстративном варианте осуществления наностержень на поверхности нанотрубки 502 прямоугольного сечения, синтезированной на СС в присутствии SDS, имеет ширину, составляющую от приблизительно 20 нм до 120 нм. В одном примере наностержень на поверхности нанотрубки 502 прямоугольного сечения, синтезированной на СС в присутствии SDS, имеет ширину, составляющую приблизительно 50 нм.
Полое нанотрубчатое строение правильной формы способствует повышению переноса электронов в структуре PANI, синтезированной в присутствии SDS. Полое нанотрубчатое строение прямоугольного сечения синтезированного PANI и строение наночастиц на его поверхности обеспечивают повышение электрохимических характеристик электрода. Согласно циклическим диаграммам вольтамперометрии иллюстративного и устройства на основе СС и PANI-CC на фиг. 7 окислительно-восстановительные пики при 0,4 В и при 0,2 В представляют восстановление и окисление соответственно PANI. Кривая CV для PANI-CC характеризует его псевдоемкостной характер и подтверждает электрическую двухслойную емкость (EDLC) СС в иллюстративном устройстве, а также показывает, что псевдоемкость, обусловленная PANI, является преобладающей. Иллюстративные кривые CD демонстрируют два горизонтальных участка на стадиях CD, которые соответствуют окислительно-восстановительным пикам PANI на иллюстративных кривых CV. Видно, что иллюстративное устройство, содержащее PANI, синтезированный в присутствии SDS, проявляет более высокую емкость и скоростную способность согласно площадям под иллюстративными кривыми CV, а также значениями времени разряда на фиг. 7 и 8 соответственно. Поэтому PANI-FCC проявляет в значительной степени высокую плотность тока при заряде/разряде и характеризуется явными окислительно-восстановительными пиками, которые присваиваются редокс-добавке.
Влияние времени полимеризации на строение поверхности и характеристики
Примеры строений поверхности, проявляемых PANI, синтезированным на СС с различными значениями времени полимеризации (16, 20, 24, 28 и 32 ч), показаны на фиг. 6А-Н. PANI-CC 601а, полимеризованная за 16 ч, согласно фиг. 6С при низком увеличении, представляет собой строение в виде полых нанотрубок PANI прямоугольного сечения на поверхности СС со значениями внешнего диаметра приблизительно 200-500 нм, со значениями внутреннего диаметра приблизительно 100-400 нм и значениями длины, составляющими несколько микрометров.
Дополнительно полимеризованная за 16 ч PANI-CC 601а согласно фиг. 6В при большом увеличении представляет собой строение из наностержней, беспорядочно выстроенных в иерархическую структуру на поверхности нанотрубок PANI, значения длины и диаметра которых находятся в диапазоне приблизительно 100-200 нм и приблизительно 40-60 нм соответственно.
Изображение иллюстративной полимеризованной за 20 ч PANI-CC 601b, как показано на фиг. 6D, характеризуется строением из более крупных нанотрубок, поверхности которых содержат наностержни большего размера и в большем количестве.
Изображение иллюстративной полимеризованной за 24 ч PANI-CC 601с, как показано на фиг. 6Е и 6F, при низком и высоком значениях увеличения соответственно, характеризуется строением из пористых нанотрубок, поверхности которых содержат однородный массив наноструктур, размер которых составляет 8-10 нм.
Изображение иллюстративных полимеризованной за 28 ч PANI-CC 601d и полимеризованной за 32 ч PANI-CC 601e согласно фиг. 6G и 6Н соответственно демонстрирует то, что по мере увеличения времени полимеризации, наноструктуры на трубках прямоугольного сечения могут агрегироваться по мере их роста.
На фиг. 9 и 10 представлен пример кривых CV и CD для полимеризованных за 16, 20, 24, 28, и 32 ч PANI-CC в симметричном устройстве на основе PANI-CC, при этом иллюстративное устройство, содержащее две полимеризованных за 24 ч PANI-CC, проявляет наивысшую емкость, составляющую приблизительно 341 Ф/г, и наивысшее время разряда.
Повышенная емкость иллюстративного устройства, содержащего полимеризованную за 24 ч PANICC, может быть обусловлена тем фактом, что его неровная поверхность, с множеством более мелких наноструктур, значения диаметра которых составляет от 8 до 10 нм, характеризуется большей площадью поверхности и уменьшенной длиной диффузии.
- 45 039953
Характеристика функционализации
Иллюстративные XRD-рентгенограммы для СС и FCC изображены на фиг. 11, при этом на XRDрентгенограммах первоначальной СС изображены два основных характеристических дифракционных пика при 20°С-35°С и 50°С-55°С, которые относятся к плоскостям (002) и (101) гексагональной структуры СС. Видно, что широкие пики интенсивности СС при 20°С-35°С могут значительно уменьшаться за счет разрушения упорядоченной кристаллической структуры СС и за счет повышенной прочности связи между группами C=N и СОО- по мере преобразования их двойной связи в одинарную связь во время процесса функционализации. Исходный широкий пик может быть обусловлен группой -ОН функциональной группы карбоновой кислоты в FCC, и при этом сдвиг пика между СС и FCC может объясняться валентными колебаниями С=С в хиноидном и бензоидном кольцах и взаимодействием положительной полосы C-N в PANI с отрицательной карбоновой кислотой.
Согласно фиг. 12 пример спектров инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием (FTIR) для СС и PANI-FCC демонстрирует прочное и однородное соединение между PANI и FCC и, таким образом, обеспечивает доказательство повышенного эквивалентного последовательного сопротивления и повышенной проводимости. Как показано, после активации иллюстративной СС широкий пик появляется в диапазоне от 3300 до 3650 см-1, что может указывать на наличие взаимозаменяемых протонов, как правило, из функциональных групп карбоновой кислоты, спирта и амина в FCC. Характеристика пиков PANI может быть модифицирована в результате функционализации СС, при этом связи при 1576 см-1 и 1503 см-1, соответствующие валентным колебаниям С=С в хиноидном и бензоидном кольцах соответственно, незначительно смещаются к 1580 см-1 и 1507 см-1. Дополнительно пик при 1301 см-1, связанный с валентными колебаниями C-N, подвергается значительному сдвигу до 1261 см-1, указывающему на сильное взаимодействие положительной полосы C-N в PANI с отрицательной карбоновой кислотой. Наконец, полоса при 1240 см-1, связанная с валентными колебаниями C-N, иллюстративного устройства полностью исчезает, что может указывать на образование ковалентного соединения между группами C=N и СОО-. Таким образом, FT-IR спектроскопия обеспечивает существенное доказательство о превосходных соединениях между PANI и FCC, и пониженном ESR, и, таким образом, повышенной проводимости устройства, что обеспечивает хорошую плотность мощности при высокой скорости заряда-разрядов, а также обеспечивает улучшение в отношении циклического ресурса суперконденсаторного устройства.
Расчеты
Емкость представляет собой способность тела сохранять электрический заряд. Несмотря на то что любой объект может быть электрически заряженным и проявлять емкость, тело с большой емкостью сохраняет больший электрический заряд при заданном напряжении, чем тело с низкой емкостью. В некоторых вариантах осуществления емкость измеряют в фарадах на грамм (Ф/г).
Удельная емкость устройства может быть рассчитана посредством измерений CD с применением следующего уравнения, где Csp представляет собой удельную емкость, I представляет собой плотность тока при разряде (А), At представляет собой длительность разряда (с), m представляет собой массовую нагрузку (г) и AV представляет собой диапазон разности потенциалов (В).
с =--mbV
Удельная емкость устройства с нелинейной кривой CD может быть рассчитана с применением следующего уравнения, где Csp представляет собой удельную емкость, I представляет собой плотность тока при разряде (А), At представляет собой длительность разряда (с) и V представляет собой диапазон разности потенциалов (В).
I2IJVdt Csp = V2
Для достижения наивысшего рабочего диапазона разности потенциалов определяют массовое соотношение отрицательного электрода и положительного электрода в соответствии с теорией баланса заряда (q+=q-).
Вольтамперометрические заряды (Q) могут быть рассчитаны на основании следующих уравнений, где Csingle представляет собой удельную емкость (Ф/г) каждого электрода, измеренную в трехэлектродной установке (рассчитанная на основании циклических диаграмм вольтамперометрии при скорости сканирования 10 мВ-с-1), AV представляет собой окно потенциала (В) и m представляет собой массу электрода (г).
Q = ^single Х Х m
Для поддержания баланса заряда между двумя электродами необходимо, чтобы массовое соотношение между положительным (m+) и отрицательным (m-) электродами было следующим:
т+ с х ΔΙΖ т с+ х ΔΙΖ
Плотность энергии (ED) может быть получена на основании гальваностатических кривых разряда с
- 46 039953 применением следующего уравнения, где Csp представляет собой удельную емкость (Ф/г) и AV представляет собой диапазон разности потенциалов (В).
сак2
ED =—-2
Плотность мощности электрода рассчитывают на основании следующего уравнения, где ED представляет собой плотность энергии в Вт-ч/кг и At представляет собой время разряда.
PD = —
Nt
Поверхностная емкость представляет собой емкость тела на единицу площади. В некоторых вариантах осуществления поверхностную емкость измеряют в фарадах на кубический сантиметр (F/см2)
Плотность тока соответствует электрическому току через площадь сечения, при этом определяется как вектор, величина которого соответствует электрическому току через площадь сечения в заданной точке пространства. В некоторых вариантах осуществления плотность тока измеряют в амперах на грамм (А/г).
Плотность энергии представляет собой меру количества энергии, которое хранится на единицу массы. В некоторых вариантах осуществления плотность энергии измеряют в ватт-ч на килограмм (Вт-ч/кг).
Плотность мощности представляет собой меру количества мощности, которое хранится на единицу массы. В некоторых вариантах осуществления плотность мощности измеряют в киловаттах на килограмм (кВт/кг).
Рабочие характеристики устройства
Электрохимические рабочие характеристики иллюстративного устройства на основе PANI-FCC показаны на фиг. 13А-Н. Как видно из графика CV на фиг. 13А, первоначальная СС характеризуется кривой с малой прямоугольной выраженностью с очень низкой емкостью. FCC характеризуется формой CV с прямоугольной выраженностью с более высокой способностью накопления заряда для EDLC, возможно, за счет того факта, что функционализация углеродной ткани повышает ее смачиваемость и, таким образом, облегчает адсорбцию и десорбцию заряда. Дополнительно иллюстративное устройство на основе PANI-FCC характеризуется большей прямоугольной выраженностью формы CV и, таким образом, соответствует более высоким емкостным характеристикам по сравнению с кривой CV для иллюстративного устройства на основе PANI-CC согласно фиг. 13С. Такое улучшение характеристик, скорее всего, связано с повышенным накоплением заряда иллюстративного PANI-FCC в его двухслойном механизме, смачиваемостью FCC и абсорбцией и десорбцией заряда. Дополнительно ясно, что окислительновосстановительные пики PANI, которые являются определяющими для псевдоемкости устройства, охватываются емкостной частью, полученной из FCC, и при этом окислительно-восстановительные пики PANI, которые являются определяющими для псевдоемкости устройства, в значительной степени уменьшаются за счет электрической двухслойной емкости FCC.
Как видно на фиг. 13В, иллюстративное устройство на основе PANI-FCC проявляет более симметричную форму кривой CD и, таким образом, более высокие емкостные характеристики чем PANI-CC, кривая CD которого показана на фиг. 13А. Дополнительно на фиг. 13В представлено, что инфракрасный (ИК) спад на стадии разряда иллюстративного устройства на основе PANI-FCC значительно меньше инфракрасного (ИК) спада на стадии разряда иллюстративных устройств на основе FCC и СС, скорее всего, из-за повышенной смачиваемости углеродной подложки и более прочного соединения между PANI и FCC. Поскольку при функционализации СС может образовываться некоторое количество групп карбоновой кислоты с отрицательным зарядом, может происходить электростатическое взаимодействие между группами карбоновой кислоты и ионами анилиния при погружении FCC в полимеризационную жидкость. Таким образом, соединение между PANI и FCC прочнее, чем соединение между PANI и СС, и при этом большее количество PANI осаждается на FCC. Такое улучшение емкости, скорее всего, обусловлено повышенным взаимодействием между PANI и функциональными группами, находящимися на подложке из FCC.
При рассмотрении пиковых значений плотности тока согласно фиг. 13А и иллюстративных значений емкости на фиг. 13В емкость, проявляемая иллюстративным устройством на основе PANI-FCC, составляет приблизительно 667 Ф/г при плотности тока 1 А/г, при этом емкость иллюстративного устройства на основе PANI-CC составляет приблизительно 341 Ф/г при тех же условиях. Поскольку при кислотной обработке СС вводятся отрицательно заряженные карбоксильные функциональные группы на поверхности СС, погружение FCC в полимеризационную жидкость может приводить к электростатическому взаимодействию между группами карбоновой кислоты и положительно заряженными ионами анилиния, что может привести к продукту с более сильной конъюгацией. Поэтому улучшение суперемкостных характеристик иллюстративного устройства на основе PANI-FCC может быть обусловлено объединенными эффектами улучшенного взаимодействия между PANI и функциональными группами, находящимися на подложке из FCC (т.е. более быстрым обменом электронов между PANI и FCC), а также окислительно-восстановительной активностью функциональных групп самих по себе.
Диаграммы Найквиста и Боде показаны на фиг. 13С и 13D соответственно, для иллюстративных
- 47 039953 устройств на основе СС, FCC, PANI-CC и PANI-FCC, работающих при напряжении холостого хода. Согласно фиг. 13С иллюстративное устройство на основе PANI-FCC характеризуется более низким эквивалентным последовательным сопротивлением, рассчитанным по отрезку на оси х, по сравнению с иллюстративной PANI-CC, что подтверждает низкий ИК-перепад измерений, показанных на фиг. 13В. Диаграмма Боде, согласно фиг. 13D, иллюстративного устройства на основе PANI-CC также характеризуется большим фазовым углом, подтверждающим более низкое сопротивление устройства, как наблюдается на диаграмме Найквиста на фиг. 13С.
Дополнительно, измерения при скоростях сканирования, представленные на фиг. 13Е с 10 мВ/с до 1000 мВ/с, показали, что иллюстративное устройство на основе PANI-FCC сохраняет подобную форму кривой CV при высокой скорости сканирования, составляющей 200 мВ/с, что указывает на хорошую скоростную способность, которая подтверждается графиками CD на фиг. 13F. Большой поровый объем, который может быть заполнен редокс-активным электролитом, позволяет накапливать заряд как посредством адсорбции, так и посредством окислительно-восстановительной емкости. Как предполагалось, вещества-электролиты легко поступают через поверхности и выступают на поверхностях электродов и через поры иллюстративного устройства на основе PANI-FCC при низких значениях скорости сканирования, приводя в результате к ожидаемой кривой ответа с прямоугольной выраженностью. По мере повышения скорости сканирования взаимодействие между веществами-электролитами и поверхностями электродов теоретически ограничено кинетическими параметрами и параметрами массообмена.
В таком случае большая часть поверхности подложки характеризуется малым динамическим взаимодействием с электролитом, что, вероятно, приводит к кривой CV без прямоугольной выраженности и под углом. Подобные графики примеров CD при различных значениях плотности тока (1-50 А/г), как показано на фиг. 13F, выступают в качестве дополнительного показателя хорошей скоростной способности иллюстративного устройства.
Иллюстративное устройство на основе PANI-FCC также сохраняет свои электрохимические характеристики, даже при высоких скоростях CD. На фиг. 13G показаны значения удельной емкости в зависимости от плотности тока иллюстративного устройства на основе PANI-FCC по сравнению с иллюстративным устройством на основе PANI-CC. Скоростная способность иллюстративного симметричного устройства, испытанная при различных значениях плотности тока от 1 до 50 А/г, демонстрирует превосходную удельную емкость 274 Ф/г при плотности тока 50 А/г. Удельная емкость иллюстративного устройства на основе PANI-FCC (верхняя кривая) при 20 и 50 А/г составляет не более приблизительно 56% и приблизительно 41% таковой при 1 А/г соответственно. Такие результаты демонстрируют хорошую скоростную способность иллюстративного устройства на основе PANI-FCC при высоких значениях плотности тока, что является важным в областях практического применения высокоскоростных SC.
Сохранение емкости с течением длительных циклов заряд/разряд является неотъемлемым для применяемых на практике материалов для SC. Емкость иллюстративного устройства на основе PANI-FCC измеряют во время циклических CD в диапазоне значений плотности тока (1, 2, 5, 10 и 20 А/г) в течение 5000 циклов, согласно фиг. 13Н, при этом емкость иллюстративного устройства при плотности тока 1 А/г повышается во время первых 200 циклов, и при этом емкость иллюстративного устройства снижается в период от 1000 до 5000 циклов. После 200 циклов при плотности тока 1 А/г удельная емкость иллюстративного устройства снижается, и в конце 1000-го цикла иллюстративное устройство обеспечивает приблизительно 91% его исходной удельной емкости, составляющей 667 Ф/г. Наконец, иллюстративное устройство характеризуется сохранением емкости на приблизительно 87% в течение 5000 циклов, что указывает на хорошую способность выдерживать периодически повторяющиеся воздействия. Вставка на фиг. 13Н дополнительно характеризует 1-й и 5000-й циклы иллюстративного электрода на основе PANIFCC при 1 А/г.
Согласно фиг. 14 примеры кривых CD показаны для иллюстративного устройства на основе PANIFCC при различных значениях силы тока для расчета его поверхностной емкости. Поверхностная емкость иллюстративной контактной группы составляет приблизительно 374 мФ/см2 при 7 мА/см2 (эквивалентном току 1 А/г).
После функционализации иллюстративную FCC обжигают в печи в атмосфере воздуха при 200°С в течение 1 ч, 4 ч или 7 ч, при этом иллюстративное устройство на основе PANI-(необожженной) FCC характеризуется значительно более высоким временем разряда по сравнению с иллюстративным устройство на основе PANI-(обожженной) FCC. Как показано на фиг. 15А, увеличение времени обжига увеличивает время разряда иллюстративного устройства на основе PANI-FCC без влияния на его емкость, скорее всего, из-за того факта, что обжиг приводит к снижению числа, и, таким образом, псевдоемкости, функциональных групп, находящихся на СС. Дополнительно на фиг. 15В изображено, что увеличение времени обжига приводит к уменьшению полукруга на участке с высокой частотой, что указывает на снижение сопротивления переносу заряда, скорее всего, из-за того факта, что по мере уменьшения количества функциональных групп на FCC во время обжига повышается электропроводность FCC. Поэтому обжиг иллюстративного устройства на основе FCC приводит к снижению функциональной псевдоемкости, повышению электропроводности и снижению сопротивления иллюстративного устройства. Период обжига, по-видимому, не влияет на емкость иллюстративного устройства.
- 48 039953
Характеристики иллюстративного устройства при постоянном механическом напряжении характеризуют его способность выполнять функцию гибкого устройства накопления энергии. На фиг. 16А показано, что сопротивление иллюстративного устройства на основе PANI-FCC снижается при механическом напряжении из плоского состояния при 0° в изогнутое состояние при 180°. Дополнительно, на фиг. 16В представлено, что сопротивление устройства согласно данному примеру сохраняется в пределах приблизительно 4%, поскольку его изгибают из его плоского в его свернутое состояние в течение 1000 циклов. Иллюстративное устройство в состоянии сразу после получения проявляет высокую эластичность и может быть изогнуто на 180° без потери характеристик. Дополнительно, согласно фиг. 16С иллюстративное устройство на основе PANI-FCC сохраняет прямоугольную выраженность формы его кривой CV и емкость в его свернутом состоянии. Такие превосходные характеристики износостойкости иллюстративного устройства могут быть обусловлены высокой механической эластичностью электродов и прочными соединениями между FCC и PANI и подтверждают тот факт, что такое устройство подходит для гибкого применения.
На фиг. 17A-D представлены электрохимические характеристики иллюстративного асимметричного устройства, содержащего положительный электрод на основе PANI-FCC, отрицательный электрод на основе активированного угля и электролит в виде 1 М H2SO4. Согласно измерению примера, показанному на фиг. 17А, электрод на основе АС характеризуется предварительно определенным окном потенциала, составляющим 1,2 В (от -0,6 до 0,6 В), которое ограничено окислительно-восстановительным диапазоном воды в отношении выделения Н2. На фиг. 17В и 17С показаны CV и CD вышеуказанного иллюстративного устройства при 50 мВ/с и 1 А/г соответственно, при этом окно потенциала для асимметричного устройства продолжается до окисления стенки водным электролитом, составляющим 1,3 В, за пределами функциональных возможностей электрода на основе АС.
Плотность мощности и плотность энергии представляют собой два основных параметра, применяемых для оценки характеристик суперконденсаторного устройства. На Фиг. 17D изображен график Рагони, на котором сравнивают значения плотности энергии и значения плотности мощности иллюстративного симметричного и асимметричного устройств на основе PANI-FCC в диапазоне значений плотности тока от 1 А/г до 50 А/г. Согласно фиг. 17D максимальная плотность энергии иллюстративного симметричного устройства составляет приблизительно 59 Вт-ч/кг, которая снижается до приблизительно 24 Вт-ч/кг по мере повышения плотности мощности от приблизительно 0,4 кВт/кг до приблизительно 20 кВт/кг. Плотность энергии и мощности иллюстративного асимметричного устройства повышается до приблизительно 91 и 33 Вт-ч/кг соответственно.
На фиг. 23А и 23В представлены варианты применения иллюстративного устройства, при этом два асимметричных устройства PANI-FCC//AC соединены последовательно, успешно питают красный светодиодный индикатор 2101 диаметром 5 мм в течение приблизительно 47 мин и часы 2102 в течение 1 ч и 17 мин соответственно.
NQ представляет собой эффективный редокс-активный электролит, который способен обеспечить дополнительные окислительно-восстановительные реакции. В одном варианте осуществления электрохимические характеристики иллюстративного асимметричного суперконденсаторного устройства на основе PANI//AC со смешанным гелеобразным электролитом на основе 1 М H2SO4+10 ммоль/л NQ показаны на фиг. 18A-F, при этом добавление NQ приводит к продолжению измеренного окна потенциала. Кривые CV иллюстративного асимметричного устройства на основе PANI//AC с электролитом на основе NQ при различных диапазонах напряжения и при 100 мВ/с показаны на фиг. 18А, при этом значения окна потенциала, как видно, продолжаются до 1,7 В. Взаимосвязь между окном потенциала и емкостью иллюстративного устройства видна на вставке на фиг. 18А, при этом окно потенциала 1,4 В обеспечивает наивысшую емкость. На фиг. 18В показано, что введение смешанного электролита на основе H2SO4+NQ в иллюстративное устройство обеспечивает увеличение интегрированной площади при циклической вольтамперометрии по сравнению с электролитом на основе H2SO4. Диаграммы Найквиста для устройств на основе PANI//AC в смешанных и однородных электролитах согласно фиг. 18С также подтверждают, что иллюстративное устройство на основе PANI//AC в смешанном электролите проявляет более низкое эквивалентное последовательное сопротивление, составляющее 2,5 Ω, по сравнению с таковым для однородного электролита (3,1 Ω), вследствие высокой электропроводности электролита. Поскольку иллюстративное устройство на основе PANI//AC в смешанном электролите дополнительно характеризуется меньшим полукругом на участке с высокой частотой согласно графику на вставке по сравнению с устройством на основе PANI//AC в электролите на основе H2SO4, устройство со смешанными электродами характеризуется более высокой емкостью. Дополнительно, поскольку эквивалентное последовательное сопротивление иллюстративного устройства на основе PANI//AC в электролите на основе H2SO4+NQ согласно измерениям на фиг. 18С является более низким по сравнению с расчетным эквивалентным последовательным сопротивлением иллюстративного устройства на основе PANI//AC без NQ, более низкое сопротивление переносу заряда NQ может обеспечить улучшение в отношении емкости устройства за счет усиленного переноса электронов. Появление горизонтального участка на кривой разряда иллюстративного устройства со смешанным электролитом при различных значениях плотности тока согласно фиг. 18D под
- 49 039953 тверждает вклад NQ в отношении повышения времени разряда до приблизительно 2000 с при плотности тока 2 А/г. Как рассчитано согласно значениям на фиг. 18D, добавление 10 ммоль/л 1,4-нафтохинона (NQ) в 1 М H2SO4 обеспечивает получение смешанного электролита и иллюстративного устройства, которое характеризуется удельной емкостью приблизительно 3200 Ф/г при плотности тока 1 А/г и плотности энергии приблизительно 827 Вт-ч/кг, работающего более чем в 8 раз лучше по сравнению с иллюстративным устройством при отсутствии NQ.
На вставке на фиг. 18D и фиг. 18Е показана кривая CD иллюстративного устройства на основе смешанных электродов при плотности тока 50 А/г и расчетной емкости в зависимости от плотности тока соответственно, на которой отмечена высокая скоростная способность и емкость, составляющая 671 Ф/г. Наконец, на фиг. 18F показаны графики Рагони иллюстративного устройства в присутствии NQ и без него в электролите, при этом отмечается 8-кратный положительный эффект NQ в отношении плотности энергии.
Добавление NQ способно не только обеспечивать повышение емкости редокс-активных электродов на основе PANI, но также обеспечивает улучшение емкости материалов с EDLC, таких как активированные угли. На фиг. 19А показана диаграмма циклической вольтамперометрии иллюстративного устройства, содержащего электрод на основе активированного угля в гелеобразном окислительновосстановительном электролите на основе PVA/H2SO4, которая демонстрирует исключительную емкость, составляющую приблизительно 13456 Ф/г. Поскольку активированный уголь, который при высоком перенапряжении приводит к выделению водорода, может работать при более отрицательных значениях напряжения, не вызывая разложения электролита, иллюстративный асимметричный суперконденсатор характеризуется продолжением диапазона напряжений и регулируемой емкостью при зарядке за счет окислительно-восстановительного электролита, который воздействует на отрицательный и положительный электроды одновременно. На фиг. 19В показаны кривые CD иллюстративного асимметричного АСFCC и электроды на основе PANI-FCC в 3Е-ячеистой (трехуровневой) конфигурации при плотности тока 10 А/г, результаты которой согласуются с таковыми для экспериментов в отношении CV. На фиг. 19С изображено, что иллюстративное устройство характеризуется длительным временем разряда, составляющим приблизительно 2000 с при плотности тока 2 А/г. Появление нового горизонтального участка на кривой разряда может подтвердить вклад NQ в отношении емкости иллюстративного устройства. На вставке фиг. 19С продемонстрирована кривая CD устройства при очень высокой плотности тока (100 А/г), раскрывающая высокую скоростную способность устройства на основе AC-FCC//PANI-FCC в присутствии NQ.
УСТРОЙСТВО ЭЛЕКТРОЛИТ ЕМКОСТЬ (Ф/г) ПЛОТНОСТЬ ЭНЕРГИИ (Вт-ч/кг) НАПРЯЖЕНИЕ (В)
СС//СС H2SO4 8 0,7 0,8
FCC//FCC H2SO4 126 11,2 0,8
PANI//PANI H2SO4 480 42,6 0,8
0,5 мМ NQ-b-H2SO4 (жидкость ) 691 61,4 0,8
10 мМ NQ-b-H2SO4 (гель ) 710 63,1 0,8
PANI//AC H2SO4 276 64,8 1,3
0,5 мМ NQ-b-H2SO4 (жидкость ) 383 76, 6 1,2
H2SO4 (гель) 314 62,8 1,2
10 мМ NQ-b-H2SO4 (гель ) 5661 при 2 А/г 1 541 1,4
PANI//PANI//PANI 10 мМ NQ-b-H2SO4 (гель ) 10706 при 10 А/г - -1
АС//AC//AC 10 мМ NQ-b-H2SO4 (гель ) 13 456 при 10 А/г - -1,1
На фиг. 20А показаны характеристики иллюстративного асимметричного суперконденсатора, содержащего положительный электрод на основе PANI-FCC и отрицательный электрод на основе АС-FCC в кислотно-полимерном гидрогелеобразном электролите, с редокс-добавкой и без нее. Данный асиммет
- 50 039953 ричный суперконденсатор обходит низкое по своей природе напряжение симметричных устройств на основе полианилина (0,8 В) и расширяет рабочий диапазон напряжений до 1,4 В. Кроме того, интегрированная площадь диаграммы циклической вольтамперометрии явно в значительной степени больше в присутствии редокс-добавки. Кривые заряда и разряда на фиг. 20В демонстрируют время разряда, составляющее приблизительно 6000 с, при плотности тока 1,88 А/г, при этом в отсутствие NQ то же самое устройство разряжается лишь за 185 с. Другими словами, удельная емкость устройства в присутствии NQ составляет приблизительно 5661 Ф/г (2,3 Ф/см2) при плотности тока 1,88 А/г, что более чем в 20 раз больше по сравнению с таковой в отсутствие NQ.
На фиг. 20С показано, что устройство сохраняет высокую удельную емкость даже при очень высоких значениях плотности тока, составляющих не более 94 А/г, раскрывая высокую скоростную способность иллюстративного устройства на основе AC-FCC//PANI-FCC в присутствии NQ.
Дополнительно циклические заряд/разряд (GCD) устройства на основе AC-FCC//PANI-FCC при плотности тока 47 А/г согласно фиг. 20D указывают на 84% сохранение емкости в течение 7000 циклов.
На фиг. 21 представлена иллюстративная взаимосвязь между плотностью мощности и плотностью энергии иллюстративных симметричного и асимметричного устройств в соответствии с некоторыми вариантами осуществления. Иллюстративный окислительно-восстановительный суперконденсатор, сконструированный в соответствии с настоящим изобретением, демонстрирует исключительную плотность энергии, составляющую 1541 Вт-ч/кг в пересчете на массу только активных материалов.
Примеры
В одном примере иллюстративная электрохимическая ячейка имеет контур, составляющий приблизительно 1 см2, и толщину, составляющую приблизительно 1 мм, таким образом, охватывая объем 0,005 см3. В данном примере состав иллюстративной электрохимической ячейки показан ниже.
Масса (г) Плотность (г/см3) Объем (см3)
0, 005 1,55 0,0032
0,0001 1,33 7,54 х10~5
0,0001 0, 5 0,0002
0,000085 1,42 5, 99 х10~5
В данном примере электрохимической ячейки по SEM-изображениям согласно фиг. 5А, на которых изображены нанотрубки из PANI, имеющие пористость, составляющую приблизительно 28,4%, фактический объем PANI рассчитывают как равный приблизительно 1,0х10-4 см3. Дополнительно в данном примере иллюстративная электрохимическая ячейка характеризуется емкостью, напряжением и энергией, составляющими приблизительно 1,14 Ф, 1,4 В и 0,0003 Вт соответственно. Дополнительно на фиг. 22 представлены значения удельной и объемной плотности асимметричного устройства на основе PANI//AC с окислительно-восстановительным электролитом на основе NQ и углеродной тканью, нормализованные по массе и объему электродов (1554 Вт-ч/кг, 1019 Вт-ч/л), по массе и объему электродов и окислительновосстановительного электролита (1091 Вт-ч/кг, 851 Вт-ч/л) и по массе и объему электродов, окислительно-восстановительного электролита и углеродной ткани (59 Вт-ч/кг. 87 Вт-ч/л).
Термины и определения
Если не указано иное, все технические термины, применяемые в данном документе, имеют то же значение, которое обычно понятно специалисту в области техники, к которой относится устройство, описанное в настоящем документе. Используемые в настоящем описании и прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа включают ссылки на множественное число, кроме тех случаев, когда контекст явно подразумевает иное. Любой ссылка на или в данном документе предназначена для охвата и/или, если не указано иное.
Применяемый в данном документе, и если не указано иное, термин АС относится к активированно му углю.
Применяемый в данном документе, и если не указано иное, термин СС относится к углеродной ткани.
Применяемый в данном документе, и если не указано иное, термин FCC относится к функционализированной углеродной ткани.
Применяемый в данном документе, и если не указано иное, термин PANI относится к полианилину.
Применяемый в данном документе, и если не указано иное, термин PANI-CC относится к углеродной ткани, на которой были синтезированы полианилиновые структуры.
Применяемый в данном документе, и если не указано иное, термин PANI-FCC относится к функционализированной углеродной ткани, на которой были синтезированы полианилиновые структуры.
Применяемый в данном документе, и если не указано иное, термин SDS относится к додецилсульфату натрия.
Применяемая в данном документе, и если не указано иное, диаграмма CV относится к диаграмме циклической вольтамперометрии.
- 51 039953
Применяемая в данном документе, и если не указано иное, диаграмма CD относится к диаграмме заряд-разряд.
Если в настоящем документе были показаны и описаны предпочтительные варианты осуществления способов и устройств в соответствии с настоящим изобретением, представленных в данном документе, для специалистов в данной области техники будет явным, что такие варианты осуществления представлены лишь в качестве примера. Специалистами в данной области техники будут внесены множество вариаций, изменений и замещений без отступления от способов и устройств, представленных в данном документе. Следует понимать, что различные альтернативы вариантов осуществления способов и устройств, представленных, описанных в настоящем документе, могут быть использованы при применении на практике способов и устройств, представленных в данном документе. Предполагается, что следующая формула изобретения определяет объем способов и устройств, представленных в данном документе, и при этом способы и структуры тем самым охватываются в пределах объема такой формулы изобретения и ее эквивалентов.
Применяемый в данном документе, и если не указано иное, термин приблизительно или примерно означает приемлемую погрешность для определенной величины, определенную специалистом в данной области техники, которая частично зависит от того, как измеряют или определяют величину. В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 1, 2, 3 или 4 стандартных отклонения. В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 30, 25, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,5, 0,1 или 0,05% от заданной величины или диапазона.
В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1 нм от заданной величины или диапазона. В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1 мФ/см2 от заданной величины или диапазона. В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 5, 4, 3, 2, 1, 0,5, 0,1 или 0,05 В от заданной величины или диапазона. В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 100, 90, 80, 70, 60, 50, 40, 30, 20, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1 Ф/г от заданной величины или диапазона. В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 100, 80, 60, 40, 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,5, 0,1 или 0,05 Вт-ч/кг от заданной величины или диапазона. В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 40°С, 30°С, 20°С, 10°С, 9°С, °С, 8°С, 7°С, 6°С, 5°С, 4°С, 3°С, 2°С или 1°С от заданной величины или диапазона. В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 60, 50, 40, 30, 20, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1 мин от заданной величины или диапазона. В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 60, 50, 40, 30, 20, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 или 1 ч от заданной величины или диапазона. В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 40,0, 30,0, 20,0, 10,0, 5,0, 1,0, 0,9, 0,8, 0,7, 0,6, 0,5, 0,4, 0,3, 0,2 или 0,1 г, 0,05 или 0,01 г от заданной величины или диапазона. В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 30,0, 20,0, 10,0, 5,0, 1,0, 0,9, 0,8, 0,7, 0,6, 0,5, 0,4, 0,3, 0,2 или 0,1 А/г от заданной величины или диапазона. В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 20, 15, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1, 0,5, 0,1 или 0,05 кВт/кг от заданной величины или диапазона. В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 5, 4, 3, 2, 1, 0,5, 0,1 или 0,05 л. В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 30,0, 20,0, 10,0, 5,0 1,0, 0,9, 0,8, 0,7, 0,6, 0,5, 0,4, 0,3, 0,2 или 0,1 мл от заданной величины или диапазона. В некоторых вариантах осуществления термин приблизительно или примерно предусматривает 5, 4, 3, 2, 1, 0,5, 0,1 или 0,05 М от заданной величины или диапазона.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Claims (33)

  1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
    1. Суперконденсатор, содержащий два или более электродов, причем по меньшей мере один электрод представляет собой электрод на основе углерода, содержащий функционализированную углеродную подложку с полыми нанотрубками, расположенными на указанной функционализированной углеродной подложке и выполненными из проводящего полимера;
    токосъемник и окислительно-восстановительный электролит.
  2. 2. Суперконденсатор по п.1, отличающийся тем, что функционализированная углеродная подложка содержит углеродную ткань, углеродное волокно, аморфный углерод, стекловидный углерод, углеродную нанопену, углеродный аэрогель, графеновую пену или любую их комбинацию; и тем, что проводящий полимер представляет собой полианилин, поли(п-фениленоксид), поли(пфениленсульфид), поли(3,4-этилендиокситиофен), полипиррол, политиофен, поли(3-алкитиофен), по- 52 039953 ли(З-метилтиофен), поли(З-гексилтиофен) или любую их комбинацию.
  3. 3. Суперконденсатор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть указанных полых нанотрубок имеет длину от 100 до 10000 нм.
  4. 4. Суперконденсатор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть указанных полых нанотрубок имеет наружную ширину от 10 до 1000 нм.
  5. 5. Суперконденсатор по п.1, отличающийся тем, что по меньшей мере часть указанных полых нанотрубок имеет внутреннюю ширину от 50 до 800 нм.
  6. 6. Суперконденсатор по п.1, отличающийся тем, что поверхность по меньшей мере части указанных полых нанотрубок содержит наноструктуру.
  7. 7. Суперконденсатор по п.6, отличающийся тем, что указанная наноструктура представляет собой наностержень, наноцепь, нановолокно, наночешуйку, наноцветок, наночастицу, нанопластинку, нанополоску, нанокольцо, нанолист или любую их комбинацию.
  8. 8. Суперконденсатор по п.6, отличающийся тем, что указанная наноструктура имеет длину от 4 до 400 нм.
  9. 9. Суперконденсатор по п.6, отличающийся тем, что указанная наноструктура имеет ширину от 4 до 50 нм.
  10. 10. Суперконденсатор по п.2, отличающийся тем, что электрод на основе углерода характеризуется поверхностной емкостью, составляющей по меньшей мере от 150 до 750 мФ/см2.
  11. 11. Суперконденсатор по п.2, отличающийся тем, что электрод на основе углерода характеризуется сопротивлением, которое снижается после 1000 циклов сгибания не более чем на 8%.
  12. 12. Суперконденсатор по п.1, отличающийся тем, что окислительно-восстановительный электролит содержит хинон.
  13. 13. Суперконденсатор по п.1, отличающийся тем, что суперконденсатор характеризуется рабочей разностью потенциалов от 0,1 до 1,7 В.
  14. 14. Суперконденсатор по п.1, отличающийся тем, что суперконденсатор характеризуется удельной емкостью, которая после 1000 циклов зарядки снижается не более чем на 26%.
  15. 15. Суперконденсатор по п.1, отличающийся тем, что суперконденсатор характеризуется удельной емкостью, которая составляет от 125 до 20000 Ф/г.
  16. 16. Суперконденсатор по п.1, отличающийся тем, что суперконденсатор характеризуется удельной плотностью энергии, которая составляет от 12 до 3000 Вт-ч/кг.
  17. 17. Способ изготовления суперконденсатора, содержащего электрод на основе углерода, по любому из пп.1-16, включающий
    а) функционализацию указанной углеродной подложки с образованием функционализированной углеродной подложки, включающую
    i) образование раствора для функционализации, содержащего кислоту, ii) нагревание раствора для функционализации по меньшей мере до 30°С, iii) размещение углеродной подложки в растворе для функционализации для получения функционализированной углеродной подложки, iv) охлаждение раствора для функционализации и
    v) ополаскивание функционализированной углеродной подложки;
    b) подготовку функционализированной углеродной подложки, включающую
    i) погружение функционализированной углеродной подложки в раствор растворителя и ii) высушивание функционализированной углеродной подложки;
    c) приготовление жидкости для нанесения полимера, содержащей
    i) проводящий полимер, ii) кислоту, iii) детергент, iv) воду и
    v) окислитель;
    d) формирование полых нанотрубок на функционализированной углеродной подложке с получением электрода на основе углерода для суперконденсатора;
    e) добавление окислительно-восстановительного электролита к электроду на основе углерода.
  18. 18. Способ по п.17, отличающийся тем, что нагревание раствора для функционализации осуществляют при температуре от 30 до 120°С.
  19. 19. Способ по п.17, отличающийся тем, что нагревание раствора для функционализации осуществляют в течение периода времени от 60 до 240 мин.
  20. 20. Способ по п.17, дополнительно включающий стадию обжига функционализированной углеродной подложки перед подготовкой функционализированной углеродной подложки.
  21. 21. Способ по п.20, отличающийся тем, что функционализированную углеродную подложку отжигают при температуре от 100 до 400°С.
  22. 22. Способ по п.20, отличающийся тем, что функционализированную углеродную подложку отжи-
    - 53 039953 гают в течение периода времени от 0,5 до 14 ч.
  23. 23. Способ по п.17, отличающийся тем, что подготовка функционализированной углеродной подложки дополнительно включает обработку с помощью ультразвука функционализированной углеродной подложки в растворе растворителя.
  24. 24. Способ по п.23, отличающийся тем, что обработку с помощью ультразвука осуществляют в течение периода времени от 15 до 60 мин.
  25. 25. Способ по п.17, отличающийся тем, что высушивание осуществляют при температуре от 30 до 120°С.
  26. 26. Способ по п.17, отличающийся тем, что высушивание осуществляют в течение периода времени от 3 до 12 ч.
  27. 27. Способ по п.17, отличающийся тем, что приготовление указанной жидкости для нанесения полимера дополнительно включает перемешивание полимеризационного раствора.
  28. 28. Способ по п.17, отличающийся тем, что проводящий полимер представляет собой полианилин, поли(п-фениленоксид), поли(п-фениленсульфид), поли(3,4-этилендиокситиофен), полипиррол, политиофен, поли(3-алкитиофен), поли(3-метилтиофен), поли(3-гексилтиофен) или любую их комбинацию.
  29. 29. Способ по п.27, отличающийся тем, что перемешивание полимеризационного раствора осуществляют в течение периода времени от 10 до 40 мин.
  30. 30. Способ по п.17, отличающийся тем, что формирование указанных полых нанотрубок на функционализированной углеродной подложке включает
    i) встряхивание жидкости для нанесения полимера;
    ii) погружение функционализированной углеродной подложки в жидкость для нанесения полимера;
    iii) выдерживание функционализированной углеродной подложки в жидкости для нанесения полимера;
    iv) удаление указанной функционализированной углеродной подложки из жидкости для нанесения полимера;
    v) промывание функционализированной углеродной подложки;
    vi) высушивание функционализированной углеродной подложки.
  31. 31. Способ по п.30, отличающийся тем, что выдерживание функционализированной углеродной подложки в жидкости для нанесения полимера осуществляют при температуре от 10 до 50°С.
  32. 32. Способ по п.30, отличающийся тем, что выдерживание функционализированной углеродной подложки в жидкости для нанесения полимера осуществляют в течение периода времени, составляющего по меньшей мере 8 ч.
  33. 33. Способ по п.30, отличающийся тем, что высушивание функционализированной углеродной подложки осуществляют при температуре от 30 до 120°С.
EA201892199A 2016-04-01 2017-03-29 Направленный рост полианилиновых нанотрубок на углеродной ткани для гибких и высокоэффективных суперконденсаторов EA039953B1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201662317120P 2016-04-01 2016-04-01
PCT/US2017/024716 WO2017172892A1 (en) 2016-04-01 2017-03-29 Direct growth of polyaniline nanotubes on carbon cloth for flexible and high-performance supercapacitors

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA201892199A1 EA201892199A1 (ru) 2019-03-29
EA039953B1 true EA039953B1 (ru) 2022-03-31

Family

ID=59961172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA201892199A EA039953B1 (ru) 2016-04-01 2017-03-29 Направленный рост полианилиновых нанотрубок на углеродной ткани для гибких и высокоэффективных суперконденсаторов

Country Status (12)

Country Link
US (2) US10622163B2 (ru)
EP (1) EP3440683B1 (ru)
JP (2) JP2019517130A (ru)
KR (1) KR102378286B1 (ru)
CN (1) CN109074967B (ru)
AU (1) AU2017245151B2 (ru)
BR (1) BR112018068945B1 (ru)
CA (1) CA3017238A1 (ru)
EA (1) EA039953B1 (ru)
IL (1) IL261928B2 (ru)
TW (1) TWI740925B (ru)
WO (1) WO2017172892A1 (ru)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2012378149B2 (en) 2011-12-21 2016-10-20 The Regents Of The University Of California Interconnected corrugated carbon-based network
AU2013230195B2 (en) 2012-03-05 2017-04-20 The Regents Of The University Of California Capacitor with electrodes made of an interconnected corrugated carbon-based network
JP2017522725A (ja) 2014-06-16 2017-08-10 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア ハイブリッド電気化学セル
CN113257582A (zh) 2014-11-18 2021-08-13 加利福尼亚大学董事会 多孔互连波纹状碳基网络(iccn)复合材料
AU2016378400B2 (en) 2015-12-22 2021-08-12 The Regents Of The University Of California Cellular graphene films
KR102645603B1 (ko) 2016-01-22 2024-03-07 더 리전트 오브 더 유니버시티 오브 캘리포니아 고-전압 장치
US11062855B2 (en) 2016-03-23 2021-07-13 The Regents Of The University Of California Devices and methods for high voltage and solar applications
WO2018044786A1 (en) 2016-08-31 2018-03-08 The Regents Of The University Of California Devices comprising carbon-based material and fabrication thereof
WO2019070814A1 (en) * 2017-10-03 2019-04-11 University Of South Florida SOLID SUPERCAPACITOR WITH HIGH SPECIFIC CAPABILITY AND METHOD OF MANUFACTURE
CN110323074B (zh) * 2019-07-12 2021-04-02 北京化工大学 一种不对称型全固态纤维状柔性超级电容器及其制备方法
US10938032B1 (en) 2019-09-27 2021-03-02 The Regents Of The University Of California Composite graphene energy storage methods, devices, and systems
WO2022004166A1 (ja) * 2020-06-30 2022-01-06 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 電気化学デバイス
CN111769268B (zh) * 2020-07-08 2021-10-08 合肥工业大学 一种普鲁士蓝类似物/聚苯胺/碳布复合柔性电极的制备及其应用
CN114496593B (zh) * 2021-12-28 2023-11-24 哈尔滨工程大学 一种PANI阵列/CuS@fCC复合电极材料的制备方法
CN115331975B (zh) * 2022-09-08 2024-03-26 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 一体式抗冻超级电容器及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050153130A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Long Jeffrey W. Carbon nanoarchitectures with ultrathin, conformal polymer coatings for electrochemical capacitors
US20120111730A1 (en) * 2009-04-24 2012-05-10 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Composite electrode and method for manufacturing the same
WO2014072877A2 (en) * 2012-11-08 2014-05-15 Basf Se Graphene based screen-printable ink and its use in supercapacitors

Family Cites Families (171)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2800616A (en) 1954-04-14 1957-07-23 Gen Electric Low voltage electrolytic capacitor
US3288641A (en) 1962-06-07 1966-11-29 Standard Oil Co Electrical energy storage apparatus
US3536963A (en) 1968-05-29 1970-10-27 Standard Oil Co Electrolytic capacitor having carbon paste electrodes
US3652902A (en) 1969-06-30 1972-03-28 Ibm Electrochemical double layer capacitor
JPS6110855A (ja) 1984-06-26 1986-01-18 Asahi Glass Co Ltd 電池用電極及びその製造方法
JPH0754701B2 (ja) 1986-06-04 1995-06-07 松下電器産業株式会社 アルカリ蓄電池の製造法
JPH0817092B2 (ja) 1989-11-21 1996-02-21 株式会社リコー 電極用基材及びその製造方法
CA2022802A1 (en) 1989-12-05 1991-06-06 Steven E. Koenck Fast battery charging system and method
FR2685122B1 (fr) 1991-12-13 1994-03-25 Alcatel Alsthom Cie Gle Electric Supercondensateur a base de polymere conducteur.
WO1996032618A1 (en) 1995-04-13 1996-10-17 Alliedsignal Inc. Carbon/carbon composite parallel plate heat exchanger and method of fabrication
US6117585A (en) 1997-07-25 2000-09-12 Motorola, Inc. Hybrid energy storage device
US7576971B2 (en) 1999-06-11 2009-08-18 U.S. Nanocorp, Inc. Asymmetric electrochemical supercapacitor and method of manufacture thereof
US6677637B2 (en) 1999-06-11 2004-01-13 International Business Machines Corporation Intralevel decoupling capacitor, method of manufacture and testing circuit of the same
EP1218897A1 (en) 1999-08-31 2002-07-03 Vishay Intertechnology, Inc. Conductive polymer capacitor and method for making same
US6790556B1 (en) 1999-12-06 2004-09-14 E.C.R. - Electro Chemical Research, Ltd. Electrochemical energy storage device having improved enclosure arrangement
US6522522B2 (en) 2000-02-01 2003-02-18 Cabot Corporation Capacitors and supercapacitors containing modified carbon products
JP2003522420A (ja) 2000-02-03 2003-07-22 ケース ウェスタン リザーブ ユニバーシティ 金属粉末あるいは金属スポンジ粒子の薄層からの高電力コンデンサ
KR100515571B1 (ko) 2000-02-08 2005-09-20 주식회사 엘지화학 중첩 전기 화학 셀
KR100515572B1 (ko) 2000-02-08 2005-09-20 주식회사 엘지화학 중첩 전기화학 셀 및 그의 제조 방법
JP2002063894A (ja) 2000-08-22 2002-02-28 Sharp Corp 炭素材料膜の作製方法及び該炭素材料膜を用いた非水電解質二次電池
JP3981566B2 (ja) 2001-03-21 2007-09-26 守信 遠藤 膨張炭素繊維体の製造方法
DE10152270B4 (de) 2001-10-20 2004-08-05 Robert Bosch Gmbh Schaltungsanordnung zur Entladung eines Bufferkondensators
US6643119B2 (en) 2001-11-02 2003-11-04 Maxwell Technologies, Inc. Electrochemical double layer capacitor having carbon powder electrodes
TW535178B (en) 2001-12-31 2003-06-01 Luxon Energy Devices Corp Cylindrical high-voltage super capacitor and its manufacturing method
JP3714665B2 (ja) 2002-01-25 2005-11-09 Ｎｅｃトーキン栃木株式会社 リチウムイオン二次電池の製造方法
JP2004055541A (ja) 2002-05-31 2004-02-19 Hitachi Maxell Ltd 複合エネルギー素子
JP2004039491A (ja) 2002-07-04 2004-02-05 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質二次電池
JP2004063297A (ja) 2002-07-30 2004-02-26 Yuasa Corp アルカリ蓄電池用負極とその製造方法およびそれを用いたアルカリ蓄電池
GB0229079D0 (en) 2002-12-12 2003-01-15 Univ Southampton Electrochemical cell for use in portable electronic devices
US7248458B2 (en) 2003-09-15 2007-07-24 American Technical Ceramics Corporation Orientation-insensitive ultra-wideband coupling capacitor and method of making
CN100372035C (zh) 2003-10-17 2008-02-27 清华大学 聚苯胺/碳纳米管混杂型超电容器
JP2005138204A (ja) 2003-11-05 2005-06-02 Kaken:Kk 超微粒子担持炭素材料とその製造方法および担持処理装置
JP2005317902A (ja) 2004-03-29 2005-11-10 Kuraray Co Ltd 電気二重層キャパシタ用電解質組成物及びそれを用いた電気二重層キャパシタ
US8034222B2 (en) * 2004-10-26 2011-10-11 The Regents Of The University Of California Conducting polymer nanowire sensors
JP2006147210A (ja) 2004-11-17 2006-06-08 Hitachi Ltd 二次電池及びその製造方法
JP2006252902A (ja) 2005-03-10 2006-09-21 Kawasaki Heavy Ind Ltd ハイブリッド電池
JP4731967B2 (ja) 2005-03-31 2011-07-27 富士重工業株式会社 リチウムイオンキャパシタ
JP2008543002A (ja) 2005-05-26 2008-11-27 カリフォルニア インスティテュート オブ テクノロジー 高電圧及び高比容量デュアルインターカレーション電極Ｌｉイオンバッテリー
US20060275733A1 (en) 2005-06-01 2006-12-07 Cao Group, Inc. Three-dimensional curing light
US10461306B2 (en) 2005-06-30 2019-10-29 Koninklijke Philips N.V. Battery and method of attaching same to a garment
WO2007037396A1 (ja) * 2005-09-30 2007-04-05 Mitsubishi Chemical Corporation 電解コンデンサ用電解液及び電解コンデンサ
US8182943B2 (en) 2005-12-19 2012-05-22 Polyplus Battery Company Composite solid electrolyte for protection of active metal anodes
CA2637269C (en) 2006-02-01 2013-10-15 Sgl Carbon Ag Carbonized biopolymers from seaweed for capacitor electrodes
US7623340B1 (en) 2006-08-07 2009-11-24 Nanotek Instruments, Inc. Nano-scaled graphene plate nanocomposites for supercapacitor electrodes
GB0618033D0 (en) * 2006-09-13 2006-10-25 Univ Nottingham Electrochemical synthesis of composites
US8385046B2 (en) 2006-11-01 2013-02-26 The Arizona Board Regents Nano scale digitated capacitor
AR064292A1 (es) 2006-12-12 2009-03-25 Commw Scient Ind Res Org Dispositivo mejorado para almacenamiento de energia
US8999558B2 (en) 2007-01-12 2015-04-07 Enovix Corporation Three-dimensional batteries and methods of manufacturing the same
US20080199737A1 (en) 2007-02-16 2008-08-21 Universal Supercapacitors Llc Electrochemical supercapacitor/lead-acid battery hybrid electrical energy storage device
US8486565B2 (en) 2007-03-28 2013-07-16 Asahi Kasei Chemicals Corporation Electrode, and lithium ion secondary battery, electric double layer capacitor and fuel cell using the same
US8593714B2 (en) * 2008-05-19 2013-11-26 Ajjer, Llc Composite electrode and electrolytes comprising nanoparticles and resulting devices
US7948739B2 (en) 2007-08-27 2011-05-24 Nanotek Instruments, Inc. Graphite-carbon composite electrode for supercapacitors
US7875219B2 (en) 2007-10-04 2011-01-25 Nanotek Instruments, Inc. Process for producing nano-scaled graphene platelet nanocomposite electrodes for supercapacitors
US7745047B2 (en) 2007-11-05 2010-06-29 Nanotek Instruments, Inc. Nano graphene platelet-base composite anode compositions for lithium ion batteries
JP4934607B2 (ja) 2008-02-06 2012-05-16 富士重工業株式会社 蓄電デバイス
JP2009283658A (ja) 2008-05-22 2009-12-03 Elpida Memory Inc キャパシタ素子用の絶縁膜、キャパシタ素子及び半導体装置
US8450014B2 (en) 2008-07-28 2013-05-28 Battelle Memorial Institute Lithium ion batteries with titania/graphene anodes
KR20110051249A (ko) 2008-08-15 2011-05-17 메사추세츠 인스티튜트 오브 테크놀로지 탄소 기반 나노구조체의 층상 조립체 및 에너지 저장 및 생산 소자에서의 그의 용도
FR2935546B1 (fr) 2008-09-02 2010-09-17 Arkema France Materiau composite d'electrode, electrode de batterie constituee dudit materiau et batterie au lithium comprenant une telle electrode.
CN102292285B (zh) 2009-01-26 2014-05-28 陶氏环球技术有限责任公司 用于制备氧化石墨的硝酸盐基方法
WO2010088684A2 (en) 2009-02-02 2010-08-05 Space Charge, LLC Capacitor using carbon-based extensions
KR101024940B1 (ko) 2009-02-03 2011-03-31 삼성전기주식회사 표면 산화된 전이금속질화물 에어로젤을 이용한 하이브리드수퍼커패시터
US8968525B2 (en) 2009-02-27 2015-03-03 Northwestern University Methods of flash reduction and patterning of graphite oxide and its polymer composites
KR101074027B1 (ko) 2009-03-03 2011-10-17 한국과학기술연구원 그래펜 복합 나노섬유 및 그 제조 방법
US9118078B2 (en) 2009-03-20 2015-08-25 Northwestern University Method of forming a film of graphite oxide single layers, and applications of same
US8147791B2 (en) 2009-03-20 2012-04-03 Northrop Grumman Systems Corporation Reduction of graphene oxide to graphene in high boiling point solvents
US8317984B2 (en) 2009-04-16 2012-11-27 Northrop Grumman Systems Corporation Graphene oxide deoxygenation
US8213157B2 (en) 2009-04-17 2012-07-03 University Of Delaware Single-wall carbon nanotube supercapacitor
CN101894679B (zh) 2009-05-20 2011-09-28 中国科学院金属研究所 一种石墨烯基柔性超级电容器及其电极材料的制备方法
CA2762430A1 (en) 2009-05-22 2011-02-10 William Marsh Rice University Highly oxidized graphene oxide and methods for production thereof
JP5399801B2 (ja) 2009-07-22 2014-01-29 日本化学工業株式会社 イオン性液体含有ゲル、その製造方法及びイオン伝導体
US20110038100A1 (en) 2009-08-11 2011-02-17 Chun Lu Porous Carbon Oxide Nanocomposite Electrodes for High Energy Density Supercapacitors
SG178410A1 (en) 2009-08-20 2012-04-27 Univ Nanyang Tech Integrated electrode architectures for energy generation and storage
CN101723310B (zh) 2009-12-02 2013-06-05 吉林大学 一种利用氧化石墨烯制备导电微纳结构的光加工方法
WO2011072213A2 (en) 2009-12-10 2011-06-16 Virginia Commonwealth University Production of graphene and nanoparticle catalysts supported on graphene using laser radiation
JP4527194B1 (ja) 2009-12-11 2010-08-18 エンパイア テクノロジー ディベロップメント エルエルシー グラフェン構造体、グラフェン構造体の製造方法、及び電子デバイス
US8883042B2 (en) 2009-12-16 2014-11-11 Georgia Tech Research Corporation Production of graphene sheets and features via laser processing of graphite oxide/ graphene oxide
JP2013514963A (ja) 2009-12-22 2013-05-02 スー・クワンスック グラフェン分散液およびグラフェン−イオン性液体高分子複合物
US8652687B2 (en) 2009-12-24 2014-02-18 Nanotek Instruments, Inc. Conductive graphene polymer binder for electrochemical cell electrodes
US8315039B2 (en) 2009-12-28 2012-11-20 Nanotek Instruments, Inc. Spacer-modified nano graphene electrodes for supercapacitors
US9640334B2 (en) 2010-01-25 2017-05-02 Nanotek Instruments, Inc. Flexible asymmetric electrochemical cells using nano graphene platelet as an electrode material
US20110227000A1 (en) 2010-03-19 2011-09-22 Ruoff Rodney S Electrophoretic deposition and reduction of graphene oxide to make graphene film coatings and electrode structures
FR2957910B1 (fr) 2010-03-23 2012-05-11 Arkema France Melange maitre de nanotubes de carbone pour les formulations liquides, notamment dans les batteries li-ion
AU2011279530A1 (en) 2010-07-14 2013-01-31 Monash University Material and applications therefor
US8134333B2 (en) 2010-08-17 2012-03-13 Ford Global Technologies, Llc Battery and ultracapacitor device and method of use
US8753772B2 (en) 2010-10-07 2014-06-17 Battelle Memorial Institute Graphene-sulfur nanocomposites for rechargeable lithium-sulfur battery electrodes
JP6027008B2 (ja) 2010-10-10 2016-11-16 ザ トラスティーズ オブ プリンストン ユニバーシテイ 太陽電池用のグラフェン電極
JP2014501028A (ja) 2010-10-27 2014-01-16 ▲海▼洋王照明科技股▲ふん▼有限公司 複合電極材及びその製造方法、並びに応用
KR20120056556A (ko) 2010-11-25 2012-06-04 삼성전기주식회사 다층 구조의 전극, 및 상기 전극을 포함하는 슈퍼 캐패시터
CN106252581B (zh) 2010-12-23 2021-01-22 纳米技术仪器公司 表面介导的锂离子交换能量存储装置
US8828608B2 (en) 2011-01-06 2014-09-09 Springpower International Inc. Secondary lithium batteries having novel anodes
JP2012169576A (ja) 2011-02-17 2012-09-06 Nec Tokin Corp 電気化学デバイス
EP2680286B1 (en) 2011-02-21 2019-06-19 Japan Capacitor Industrial Co., Ltd. Electrode foil, current collector, electrode, and electric energy storage element using same
JP2012188484A (ja) * 2011-03-09 2012-10-04 National Institute Of Advanced Industrial Science & Technology 制御された形状を有する導電性ポリマーの製造方法
US9312078B2 (en) 2011-03-18 2016-04-12 William Marsh Rice University Patterned graphite oxide films and methods to make and use same
US8503161B1 (en) 2011-03-23 2013-08-06 Hrl Laboratories, Llc Supercapacitor cells and micro-supercapacitors
US9892869B2 (en) 2011-04-06 2018-02-13 The Florida International University Board Of Trustees Electrochemically activated C-MEMS electrodes for on-chip micro-supercapacitors
SG192904A1 (en) 2011-04-07 2013-09-30 Univ Nanyang Tech Multilayer film comprising metal nanoparticles and a graphene-based material and method of preparation thereof
US20130026409A1 (en) 2011-04-08 2013-01-31 Recapping, Inc. Composite ionic conducting electrolytes
US8987710B2 (en) 2011-05-19 2015-03-24 Polyera Corporation Carbonaceous nanomaterial-based thin-film transistors
US8784768B2 (en) 2011-05-26 2014-07-22 GM Global Technology Operations LLC Hierarchially porous carbon particles for electrochemical applications
JP5602092B2 (ja) 2011-05-31 2014-10-08 株式会社Ｇｓユアサ アルカリ二次電池用負極板を適用したアルカリ二次電池
WO2012170749A2 (en) * 2011-06-07 2012-12-13 Fastcap Systems Corporation Energy storage media for ultracapacitors
CA2845539A1 (en) 2011-08-15 2013-05-10 Purdue Research Foundation Methods and apparatus for the fabrication and use of graphene petal nanosheet structures
WO2013024727A1 (en) 2011-08-18 2013-02-21 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for forming graphene and graphene oxide salt, and graphene oxide salt
US8828193B2 (en) 2011-09-06 2014-09-09 Indian Institute Of Technology Madras Production of graphene using electromagnetic radiation
US8759153B2 (en) 2011-09-06 2014-06-24 Infineon Technologies Ag Method for making a sensor device using a graphene layer
US20130217289A1 (en) 2011-09-13 2013-08-22 Nanosi Advanced Technologies, Inc. Super capacitor thread, materials and fabrication method
CN104039695B (zh) 2011-09-19 2018-06-05 卧龙岗大学 还原氧化石墨烯及其生产方法
AU2012318584A1 (en) * 2011-10-07 2014-04-17 Applied Nanostructured Solutions, Llc Hybrid capacitor-battery and supercapacitor with active bi-functional electrolyte
US8951675B2 (en) 2011-10-13 2015-02-10 Apple Inc. Graphene current collectors in batteries for portable electronic devices
KR101843194B1 (ko) 2011-10-21 2018-04-11 삼성전기주식회사 전기 이중층 캐패시터
CN102509635A (zh) * 2011-10-31 2012-06-20 华中科技大学 一种基于碳布的柔性超级电容器的制备方法
WO2013070989A1 (en) 2011-11-10 2013-05-16 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Supercapacitor devices having composite electrodes formed by depositing metal oxide pseudocapacitor materials onto carbon substrates
KR20140097099A (ko) * 2011-11-14 2014-08-06 스미토모덴키고교가부시키가이샤 축전 디바이스용 전극, 축전 디바이스 및 축전 디바이스용 전극의 제조 방법
KR102059700B1 (ko) 2011-11-18 2019-12-26 윌리엄 마쉬 라이스 유니버시티 그래핀-탄소 나노튜브 하이브리드 물질 및 전극으로서의 용도
KR101297423B1 (ko) 2011-11-30 2013-08-14 한국전기연구원 양이온-파이 상호작용에 의해 고농도 분산된 산화 그래핀 환원물 및 그 제조방법
JP6079238B2 (ja) 2011-12-02 2017-02-15 三菱レイヨン株式会社 非水二次電池電極用バインダ樹脂、非水二次電池電極用バインダ樹脂組成物、非水二次電池電極用スラリー組成物、非水二次電池用電極、非水二次電池
TWI466153B (zh) * 2011-12-15 2014-12-21 Ind Tech Res Inst 電容器及其製造方法
AU2012378149B2 (en) 2011-12-21 2016-10-20 The Regents Of The University Of California Interconnected corrugated carbon-based network
KR101371288B1 (ko) 2011-12-22 2014-03-07 이화여자대학교 산학협력단 망간 산화물/그래핀 나노복합체 및 이의 제조 방법
CN102543483B (zh) 2012-01-17 2014-02-26 电子科技大学 一种超级电容器的石墨烯材料的制备方法
KR101356791B1 (ko) 2012-01-20 2014-01-27 한국과학기술원 박막형 수퍼커패시터 및 그의 제조 방법
US8841030B2 (en) 2012-01-24 2014-09-23 Enovix Corporation Microstructured electrode structures
US8771630B2 (en) 2012-01-26 2014-07-08 Enerage, Inc. Method for the preparation of graphene
WO2013120011A1 (en) 2012-02-09 2013-08-15 Energ2 Technologies, Inc. Preparation of polymeric resins and carbon materials
WO2013128082A1 (en) 2012-02-28 2013-09-06 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Integrable electrochemical capacitor
AU2013230195B2 (en) 2012-03-05 2017-04-20 The Regents Of The University Of California Capacitor with electrodes made of an interconnected corrugated carbon-based network
US9384904B2 (en) 2012-04-06 2016-07-05 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Negative electrode for power storage device, method for forming the same, and power storage device
US9360905B2 (en) 2012-04-09 2016-06-07 Nanotek Instruments, Inc. Thermal management system containing an integrated graphene film for electronic devices
WO2013155276A1 (en) 2012-04-12 2013-10-17 Wayne State University Integrated 1-d and 2-d composites for asymmetric aqueous supercapacitors with high energy density
US9881746B2 (en) 2012-04-14 2018-01-30 Northeastern University Flexible and transparent supercapacitors and fabrication using thin film carbon electrodes with controlled morphologies
US20130314844A1 (en) 2012-05-23 2013-11-28 Nanyang Technological University Method of preparing reduced graphene oxide foam
US9437369B2 (en) 2012-07-11 2016-09-06 Jme, Inc. Conductive material with charge-storage material in voids
US20140030590A1 (en) 2012-07-25 2014-01-30 Mingchao Wang Solvent-free process based graphene electrode for energy storage devices
US20140045058A1 (en) 2012-08-09 2014-02-13 Bluestone Global Tech Limited Graphene Hybrid Layer Electrodes for Energy Storage
CN104661959B (zh) 2012-08-23 2017-08-08 莫纳什大学 石墨烯基材料
JP2014053209A (ja) 2012-09-07 2014-03-20 Tokyo Ohka Kogyo Co Ltd 櫛型電極、その製造方法、及び二次電池
CN104813425A (zh) 2012-10-17 2015-07-29 新加坡科技设计大学 高比电容和高功率密度印刷柔性微型超级电容器
WO2014066824A1 (en) * 2012-10-25 2014-05-01 Purdue Research Foundation A super-capacitor and arrangement for miniature implantable medical devices
US20140118883A1 (en) 2012-10-31 2014-05-01 Jian Xie Graphene supported vanadium oxide monolayer capacitor material and method of making the same
CN102923698B (zh) 2012-11-19 2014-11-12 中南大学 一种超级电容器用三维多孔石墨烯的制备方法
EP2747175B1 (en) 2012-12-21 2018-08-15 Belenos Clean Power Holding AG Self-assembled composite of graphene oxide and H4V3O8
US20140205841A1 (en) 2013-01-18 2014-07-24 Hongwei Qiu Granules of graphene oxide by spray drying
KR101447680B1 (ko) 2013-03-08 2014-10-08 한국과학기술연구원 전극의 제조 방법, 상기 제조 방법에 따라 제조된 전극, 상기 전극을 포함하는 슈퍼 커패시터 및 리튬 이차 전지
US10297396B2 (en) 2013-03-08 2019-05-21 Monash University Graphene-based films
US9620297B2 (en) * 2013-03-28 2017-04-11 Tohoku University Electricity storage device and electrode material therefor
US9905371B2 (en) 2013-04-15 2018-02-27 Council Of Scientific & Industrial Research All-solid-state-supercapacitor and a process for the fabrication thereof
JP2016532294A (ja) * 2013-08-15 2016-10-13 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア ポリマーハイブリッドスーパーキャパシタにおける安定性及びキャパシタンスを高める多成分アプローチ
US10214422B2 (en) 2013-10-16 2019-02-26 Research & Business Foundation Sungkyunkwan University Interlayer distance controlled graphene, supercapacitor and method of producing the same
US9284193B2 (en) 2013-10-21 2016-03-15 The Penn State Research Foundation Method for preparing graphene oxide films and fibers
CN203631326U (zh) 2013-11-06 2014-06-04 西安中科麦特电子技术设备有限公司 一种石墨烯电极的超级电容器
WO2015069332A1 (en) 2013-11-08 2015-05-14 The Regents Of The University Of California Three-dimensional graphene framework-based high-performance supercapacitors
CN103723715B (zh) 2013-12-02 2015-08-12 辽宁师范大学 孔隙可调的超级电容器用石墨烯宏观体的制备方法
CN203839212U (zh) 2014-01-06 2014-09-17 常州立方能源技术有限公司 三维石墨烯梯度含量结构超级电容器极片
EP2905257B1 (en) 2014-02-05 2018-04-04 Belenos Clean Power Holding AG Method of production of graphite oxide
US20170025557A1 (en) 2014-04-02 2017-01-26 Georgia Tech Research Corporation Broadband reduced graphite oxide based photovoltaic devices
WO2015192008A2 (en) 2014-06-13 2015-12-17 Pope Michael A Batteries incorporating graphene membranes for extending the cycle-life of lithium-ion batteries
US10340508B2 (en) 2014-06-16 2019-07-02 The Regents Of The University Of California Porous silicon oxide (SiO) anode enabled by a conductive polymer binder and performance enhancement by stabilized lithium metal power (SLMP)
JP2017522725A (ja) 2014-06-16 2017-08-10 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア ハイブリッド電気化学セル
US20160099116A1 (en) 2014-10-05 2016-04-07 Yongzhi Yang Methods and apparatus for the production of capacitor with electrodes made of interconnected corrugated carbon-based network
CN104299794B (zh) 2014-10-16 2017-07-21 北京航空航天大学 一种超级电容器用三维功能化石墨烯及其制备方法
CN104355306B (zh) 2014-10-17 2016-04-13 浙江碳谷上希材料科技有限公司 一种一锅法快速制备单层氧化石墨烯的方法
KR20170083571A (ko) 2014-11-07 2017-07-18 빙 롱 시에 그래핀계 인쇄식 슈퍼캐패시터
CN113257582A (zh) 2014-11-18 2021-08-13 加利福尼亚大学董事会 多孔互连波纹状碳基网络(iccn)复合材料
US10333145B2 (en) 2014-12-10 2019-06-25 Purdue Research Foundation Methods of making electrodes, electrodes made therefrom, and electrochemical energy storage cells utilizing the electrodes
CN104637694A (zh) 2015-02-03 2015-05-20 武汉理工大学 多孔石墨烯支撑聚苯胺异质结构基微型超级电容器纳米器件及其制备方法
CN104617300A (zh) 2015-02-09 2015-05-13 天津师范大学 一种采用还原氧化石墨烯制备锂离子电池正负极材料的方法
CN104892935B (zh) * 2015-05-21 2017-03-01 安徽大学 一种合成聚苯胺纳米管的方法
US9437372B1 (en) 2016-01-11 2016-09-06 Nanotek Instruments, Inc. Process for producing graphene foam supercapacitor electrode
US9899672B2 (en) 2016-05-17 2018-02-20 Nanotek Instruments, Inc. Chemical-free production of graphene-encapsulated electrode active material particles for battery applications

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050153130A1 (en) * 2004-01-13 2005-07-14 Long Jeffrey W. Carbon nanoarchitectures with ultrathin, conformal polymer coatings for electrochemical capacitors
US20120111730A1 (en) * 2009-04-24 2012-05-10 Samsung Electro-Mechanics Co., Ltd. Composite electrode and method for manufacturing the same
WO2014072877A2 (en) * 2012-11-08 2014-05-15 Basf Se Graphene based screen-printable ink and its use in supercapacitors

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JUN YAN et al. Preparation of graphene nanosheet/carbon nanotube/polyaniline composite as electrode material for supercapacitors. Journal of Power Sources. 11 November 2009, Vol. 195, Issue 9, pages 3041-3045. See page 3042 and figures 2, 7 *
TANON KAEWSONGPOL et al. High-performance supercapacitor of electrodeposited porous 3D polyaniline nanorods on functionalized carbon fiber paper: Effects of hydrophobic and hydrophilic surfaces of conductive carbon paper substretes. Materials Today Communications. 19 August 2015, Vol. 4, pages 176-185. See pages 177-179, 184 and figures 1-2 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN109074967B (zh) 2022-07-08
EA201892199A1 (ru) 2019-03-29
KR20180122452A (ko) 2018-11-12
WO2017172892A1 (en) 2017-10-05
US20200161061A1 (en) 2020-05-21
TWI740925B (zh) 2021-10-01
JP2022043313A (ja) 2022-03-15
AU2017245151A1 (en) 2018-10-04
IL261928A (en) 2018-10-31
IL261928B (en) 2022-12-01
EP3440683A1 (en) 2019-02-13
CN109074967A (zh) 2018-12-21
US20170287650A1 (en) 2017-10-05
EP3440683B1 (en) 2021-12-08
US10622163B2 (en) 2020-04-14
BR112018068945B1 (pt) 2023-11-21
JP2019517130A (ja) 2019-06-20
AU2017245151B2 (en) 2022-03-17
JP7417300B2 (ja) 2024-01-18
KR102378286B1 (ko) 2022-03-23
EP3440683A4 (en) 2019-11-27
BR112018068945A2 (pt) 2019-01-22
TW201807019A (zh) 2018-03-01
IL261928B2 (en) 2023-04-01
CA3017238A1 (en) 2017-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7417300B2 (ja) 柔軟性があり高性能なスーパーキャパシタのための炭素布上でのポリアニリンナノチューブの直接的成長
Afif et al. Advanced materials and technologies for hybrid supercapacitors for energy storage–A review
Asen et al. One step electrodeposition of V2O5/polypyrrole/graphene oxide ternary nanocomposite for preparation of a high performance supercapacitor
Zhou et al. Sulfuration of NiV-layered double hydroxide towards novel supercapacitor electrode with enhanced performance
Su et al. High-performance α-MnO2 nanowire electrode for supercapacitors
Fu et al. Integrated power fiber for energy conversion and storage
Xinping et al. A new nanocomposite: Carbon cloth based polyaniline for an electrochemical supercapacitor
Bashir et al. Synthesis and characterization of hybrid poly (N, N-dimethylacrylamide) composite hydrogel electrolytes and their performance in supercapacitor
Gan et al. Hybrid silver nanoparticle/nanocluster-decorated polypyrrole for high-performance supercapacitors
Chen et al. Porous NiCo2O4@ Ppy core-shell nanowire arrays covered on carbon cloth for flexible all-solid-state hybrid supercapacitors
Zhuang et al. Polyaniline-mediated coupling of Mn3O4 nanoparticles on activated carbon for high-performance asymmetric supercapacitors
Du et al. Fabrication of hierarchical carbon layer encapsulated polyaniline core-shell structure nanotubes and application in supercapacitors
Zhao et al. In situ constructing amorphous V2O5@ Ti3C2Tx heterostructure for high-performance aqueous zinc-ion batteries
Waikar et al. Electrochemical performance of polyaniline based symmetrical energy storage device
Zhou et al. Modified silicon nanowires@ polypyrrole core-shell nanostructures by poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) for high performance on-chip micro-supercapacitors
Gunasekaran et al. Divulging the electrochemical hydrogen storage of ternary BNP-doped carbon derived from biomass scaled to a pouch cell supercapacitor
Liu et al. A cross-linked sheet structured poly (3, 4-ethylenedioxythiophene) grown on Ni foam: morphology control and application for long-life cyclic asymmetric supercapacitor
Yang et al. Self-supported PANI@ MnO2 coaxial nanowire network sponge as a binder free electrode for supercapacitors
Zhao et al. Mesoporous Co0. 85Se nanowire arrays for flexible asymmetric supercapacitors with high energy and power densities
Parangi et al. Titanium dioxide as energy storage material: A review on recent advancement
Shahabuddin et al. The metal oxide nanoparticles doped polyaniline based nanocomposite as stable electrode material for supercapacitors
Tao et al. Polypyrrole-coated manganese dioxide nanowires and multi-walled carbon nanotubes as high-performance electrodes for Zinc-ion batteries
Pham Truong et al. Conducting polymers nanowires with carbon nanotubes or graphene‐based nanocomposites for supercapacitors applications
JP2009245887A (ja) 電極材料とその製造方法、電気化学素子用電極及び電気化学素子
Phattharasupakun et al. High-performance supercapacitors of N-doped graphene aerogel and its nanocomposites