Оптимизация структуры электродов симметричных суперконденсаторов с высокой удельной энергоемкостью

Abstract

В последнее время появился повышенный интерес к перезаряжаемым источникам энергии, которые обладают высокой удельной мощностью, способные работать в широком температурном интервале и не меняющие свои параметры в течение длительного периода эксплуатации. Техническое решение этой задачи связывают с использованием суперконденсаторов. Электрохимические конденсаторы двойного электрического слоя или суперконденсаторы – перезаряжаемые источники энергии, которые способны выдерживать 106 циклов заряд/разряд практически без изменения своих параметров. Их КПД приближается к 95%, а температурный диапазон лежит в интервале от – 50 0С до + 80 0С.

One of the main disadvantages of symmetric supercapacitors is their low specific energy capacity. Primarily, the low energy density of supercapacitors due to a low amount of active material in the device. To eliminate this drawback, recently, a new promising direction has been developed, which associated with the creation of thicker electrodes with a high concentration of activated carbon material. One of the main issues in the manufacture of high-capacitance supercapacitors based on thick electrodes is the thickness of the carbon-containing component of the electrodes, which will ensure the maximum density intensity of the device. In this paper, the authors proposed an approach to calculate the optimal thickness of the carboncontaining component of the electrodes for supercapacitors with high specific capacity.