196271. lajstromszámú szabadalom • Elektród másodfajú elektromos energiatároló eszközökhöz és másodfajú elektromos energiatároló eszköz
12 190271 13 hogy előnyös a nitrilek közül az aeetonitril, az amidok közül a bimetil-formamid, az éterek közül a tetrahidrofurén, a kénvegyületek közül a bimetil-szulfit és más vegyületek, például propilén-karbonát, alkalmazása. Nyilvánvaló, hogy az oldószernek ionizálhatónnk kell lennie, ha olyan anyagot tartalmaz, amely benne a szükséges ionokat létrehozza. Így az ionizálható sónak legalább részben oldhatónak és egyúttal ionizálhat.ónak kell lennie, amikor az vagy oldódik és a folyadékba átmegy, vagy folyékonnyá válik. Nyilvánvaló, hogy a jelen esetben kevéssé oldható sókat is fel kell használni, ezért az elektromos töltés és kisütés során a működést is ilyen sók kis koncentrációja megfelelően befolyásolja. A találmány szerinti másodfajú elektromos energiatároló eszközben általában az irodalomból is jól ismert ionizálható sókat alkalmazzuk, amelyek között nagyobb aktivitású fémek sói is szerepelnek. így javasolták és javasoljuk lítium, nátrium vagy kálium sóinak ezek keverékeinek használatát, amelyekben az anion többek között perklorát IClCú), tetrafluor-borát (BF-i), hexafluor-arzenát ÍASF6), hexafluor-antimonát (SbF6) vagy hexafluoi—foszfát (PFe) lehet. Az elektrolitnak (vagyis az oldószer és a só együttesének) lényegében vízmentesnek kell lennie, ami a gyakorlatban annyit jelent, hogy az elektrolit víztartalmát legfeljebb 1Ü0 ppm, de előnyösen 20 ppm szintre szorítjuk le, sőt, célszerűen 10 ppm alatti vízmennyiséget biztosítunk. Természetesen az elektrolitba valamilyen módon víz is kerülhet, és ekkor szükségessé válhat az energiatároló eszköz víztartalmának elvonása. Erre a célra igen alkalmasnak mutatkoztak az aktivált zeolitok, például az 5 A jelű molekulaszm'ök. Ezek a szárító anyagok behelyezhetek a házba is, és ott sokáig képesek biztosítani a szükségesen alacsony vízmennyiséget. Az elektrolitnak ionokat áteresztő anyagból kell felépülnie, vagyis az ionizálható só felbontása révén adódó anionoknak és kationoknak szabadon kell mozogni tudniok az oldószerben keresztül, ha a feltöltés vagy a kisütés során alkalmazott elektrolitpotenciál az ionokat a megfelelő pólusok (elektródok) felé kényszeríti, akár a másik pólus (elektród) környezetéből is. Ha az elektródot szövetként vagy lapként alakítjuk ki, akkor olyan elektrongyűjtö felületet kell rajta létrehozni, amelynek elektromosan vezető anyaga a szén alapú szálak vagy lap legalább egyik oldalát borítja. Az elektromosan vezető anyaggal borított egy vagy több oldalt ezt követően további anyagréteggel is célszerű bevonni, amely a kollektort szigeteli és lényegében védi a folyadékkal, az elektrolitban levő ionoktól való érintkezéstől. Természetesen, az adott elektrolit folyadékjával és ionjaival szemben ellenálló védőanyagot kell alkalmazni. A vezető anyagú gyűjtőfelület szorosan kapcsolódik az elektród szén alapú anyagával annak legalább egy széle mentén és célszerű mind a négy szélre felvinni ezt a réteget, ha a szén alapú anyagot síkformában, tehát szövetként, lapként vagy nemezeit szövetlapként alakítjuk ki. Nyilvánvaló az is, hogy az elektród más alakban is létrehozható. így célszerűnek bizonyult egyes alkalmazási lehetőségekben az elektródokat szálakból, fonalakból és hasonló termékekből hengeres vagy csőszerű alakban elkészített eszközként elkészíteni. Ilyenkor a záróéleket látjuk el a vezető bevonattal. Az is célszerű megoldás, ha a sikszerü alakban szövetként, lapként vagy nemezeit rétegként kialakított elektródot a szén alapú anyag rétegei közé helyezett porózus szeparátorral tekercsbe göngyöljük és az összegöngyölített anyag egymással szemközti éleit kapcsoljuk éramvezetöként. Az áramvezető elemek anyaga célszerűen vörösréz, de bármely más elektromosan vezető fém vagy ötvözet is használható. így az ezüst, arany, platina, kobalt, palládium és ezek ötvözetei megfelelő tulajdonságokat mutatnak. Bér a vizsgálatok során a szén alapú anyaggal a fémet vagy a fémötvözetet elektrolitikus leválasztás révén kötöttük össze, nyilvánvaló, hogy ez a bevonási technika nem az egyetlen elfogadható, és az elektród vezető fémes felületeit a szén alapú anyag megfelelő oldalsó részein például öntési módszerekkel, árammentes bevonási eljárásokkal is létrehozhatjuk. Ennek feltétele az, hogy az adott eljárással készített tiszta fém nedvesítse a szén alapú anyag bevonandó részeit, mégpedig elegendő mértékben ahhoz, hogy megszilárdulás után megfelelően kis elektromos ellenállású kontaktusok és órarovezető utak jöjjenek létre. Ha az áramvezetö felületeket vörösrézből, nikkelből, ezüstből, ezek ötvözeteiből vagy más nemnemes fémből, illetve ötvözetből alakítjuk ki, felületét védeni kell az elektrolit agresszív hatása ellen, amire a legmegfelelőbbnek a műgyanták, a passzíváit oxidvagy fluoridrétegek bizonyultak, amelyeket az elektrolit csak nagyon lassan képes lebontani és amelyek az áramforrás üzemelési feltételei között gyakorlatilag semmiféle szerkezeti károsodást nem mutatnak. A jelen találmány szerinti elektródok, mint említettük, lényegében elektromosan vezető szén alapú anyagból állnak és a rajtuk kialakított áramvezető felületek a másodfajú elektromos energiatároló eszköz adott polaritású elektródjaként működnek. A javasolt kialakítás révén elérhető, hogy az áramforrást több egymást követő ciklusban a szén alapú anyag minden grammjára számítva legalább 150 coulomb töltéssel feltöltve, majd a teljes kapacitás legalább 80%-if kisütve, a feltöltés és a kisütés gyorsaságától függetlenül az elektrolit, vagyis az oldószer és az ionizálható só valamint az elektród maga észlelhető károsodást nem mutat, nagy számú ilyen is-5 10 .5 20 25 30 35 40 45 50 55 G0 G5 8
