Вивчено вплив внутрішньої релаксації заряду на зміну основних характеристик суперконденсатора в часі. Запропоновано теоретичну модель, що описує стан суперконденсатора залежно від режиму і тривалості експлуатації. У межах запропонованої моделі показано, що при експериментальному визначенні параметрів суперконденсатора необхідно враховувати зміни, пов'язані з процесами внутрішньої релаксації заряду.

Вивчено анодні процеси на алюмінії, який застосовують як колектор струму в конденсаторах подвійного електричного шару в 0,1 М розчині тетрафтороборату тетраетиламонію в ацетонітрилі для виявлення його корозійної тривкості. Показано, що алюміній може анодно розчинятися в апротонному електроліті суперконденсатора з утворенням на його поверхні струмопровідних плівок.

Вивчено залежність внутрішнього опору суперконденсатора від часу в процесі його роботи. Запропоновано модель суперконденсатора, яка на відміну від традиційної описує зміну з часом основних його параметрів за різних режимів експлуатації. В рамках цієї моделі пояснено причини виникнення двох складових внутрішнього опору (ESR і EDR) та визначено часові межі застосування кожної з них. Одержано експериментальні дані, які дозволяють зробити висновок, що часовий розподіл внутрішнього опору на ESR і EDR притаманний усім електрохімічним системам, де використовуються поруваті електроди.

З метою оптимізації мікропористої структури активованого вугільного матеріалу, з якого виготовляються електроди, з структурою транспортних каналів в електродах досліджено залежність внутрішнього опору суперконденсатора від товщини поляризаційної складової його електродів. Електрохімічні процеси, що відбуваються в пористих електродах, описано з використанням ярусної моделі. Показано, що нелінійний характер залежності внутрішнього опору від товщини електродів пов'язаний з тим, що за товщин електродів до 10 мкм внутрішній опір визначається структурою мікропор активованого вугільного матеріалу, а за товщин, більших за 100 мкм, - структурою транспортних каналів в електродах. Запропоновано методику для визначення оптимальної товщини електродів, за якої мікропориста структура матеріалу буде оптимально збігатися зі структурою транспортних каналів.

Розроблено високопотужні суперконденсатори на основі електрохімічної системи пористий вуглецевий електрод /органічний електроліт. Оптимізація цієї системи дозволила створити прототип суперконденсатора з питомою потужністю 2,7 кВт/кг, що в 1,3 - 2,8 раза вище, ніж у закордонних аналогів. Встановлено оптимальну товщину активної частини електрода, яка забезпечує мінімальний внутрішній опір суперконденсатора. Визначено якісний склад плівки, що утворюється на алюмінієвому колекторі струму внаслідок анодної поляризації, та забезпечує зростання його контактного опору. Для захисту алюмінію від корозії та зниження величини контактного опору використано електропровідну полімерну суміш на основі графітизованої сажі та полівінілідендифториду оптимізованого складу. Проведено кількісне оцінювання внеску ефекту перерозподілу заряду в саморозряд суперконденсатора та запропоновано способи його нівелювання.

Досліджено здатність суперконденсатора зберігати накопичену енергію протягом тривалого часу. На основі традиційних уявлень проаналізовано можливі механізми саморозряду суперконденсатора та встановлено вплив ефекту перерозподілу заряду, що обумовлений пористою структурою електродів, на досліджуваний процес. За допомогою запропонованої моделі пористого електрода описано поведінку суперконденсатора під час його зберігання.

Індекс рубрикатора НБУВ: Г576.3

Рубрики:

Електроди

Шифр НБУВ: Ж26618 Пошук видання у каталогах НБУВ