技术领域
[0001] 本实用新型涉及电学领域,尤其涉及一种电容。
相关背景技术
[0002] 电容在电子工业中应用非常广泛,而且电容作为动力蓄电装置也在广泛应用,例如超级电容等,但是迄今为止的电容要么容量小,要么包括液体电解质,这些严重阻碍了电容(特别是动力电容)的更广泛的发展与应用。如果能够发明一种不需要液体电解质的容量大、体积小的电容将具有重要意义。因此,需要发明一种新型电容。实用新型内容
[0003] 为了解决上述问题,本实用新型提出的技术方案如下:
[0004] 方案1:一种电容,包括多孔导电材料A、多孔导电材料B和绝缘介质,所述多孔导电材料A、所述绝缘介质和所述多孔导电材料B依次对应设置,所述多孔导电材料A和所述多孔导电材料B设为不同材料或设为同种材料。
[0005] 方案2:在方案1的基础上,进一步选择性地选择使所述多孔导电材料A和/或所述多孔导电材料B设为石墨烯、多孔碳材料、微米多孔导电材料或设为纳米多孔导电材料。
[0006] 方案3:在方案1的基础上,进一步选择性地选择使所述多孔导电材料A和所述多孔导电材料B中的至少一个设为电化学区域,所述电化学区域与氧化剂供送通道和/或还原剂供送通道连通设置。
[0007] 方案4:在方案2的基础上,进一步选择性地选择使所述多孔导电材料A和所述多孔导电材料B中的至少一个设为电化学区域,所述电化学区域与氧化剂供送通道和/或还原剂供送通道连通设置。
[0008] 方案5:一种电容,包括多孔导电体A、多孔导电体B和绝缘介质,所述多孔导电体A、所述绝缘介质和所述多孔导电体B依次对应设置,所述多孔导电体A和所述多孔导电体B设为不同材料或设为同种材料。
[0009] 方案6:在方案5的基础上,进一步选择性地选择使所述多孔导电体A和/或所述多孔导电体B设为石墨烯、多孔碳材料、微米多孔导电材料或设为纳米多孔导电材料。
[0010] 方案7:在方案5的基础上,进一步选择性地选择使所述多孔导电体A和所述多孔导电体B中的至少一个设为电化学区域,所述电化学区域与氧化剂供送通道和/或还原剂供送通道连通设置。
[0011] 方案8:在方案6的基础上,进一步选择性地选择使所述多孔导电体A和所述多孔导电体B中的至少一个设为电化学区域,所述电化学区域与氧化剂供送通道和/或还原剂供送通道连通设置。
[0012] 方案9:一种电容,包括多孔导电粉末A、多孔导电粉末B和绝缘介质,所述多孔导电粉末A、所述绝缘介质和所述多孔导电粉末B依次对应设置,所述多孔导电粉末A和所述多孔导电粉末B设为不同材料或设为同种材料。
[0013] 方案10:一种电容,包括多孔导电粉末A、多孔导电粉末B和绝缘介质,所述多孔导电粉末A敷设在所述绝缘介质的一侧,所述多孔导电粉末B敷设在所述绝缘介质的另一侧,所述多孔导电粉末A和所述多孔导电粉末B设为不同粉末或设为同种粉末。
[0014] 方案11:在方案10的基础上,进一步选择性地选使所述敷设设为喷涂敷设、镀设敷设或设为溅射敷设。
[0015] 方案12:一种电容,包括多孔导电粉末A、多孔导电粉末B和绝缘介质,所述多孔导电粉末A渗孔敷设在所述绝缘介质的一侧,所述多孔导电粉末B渗孔敷设在所述绝缘介质的另一侧,所述多孔导电粉末A和所述多孔导电粉末B设为不同粉末或设为同种粉末。
[0016] 方案13:在方案12的基础上,进一步选择性地选择使所述渗孔敷设设为渗孔喷涂敷设、渗孔镀设敷设或设为渗孔溅射敷设。
[0017] 方案14:在方案9至13中任一方案的基础上,进一步选择性地选择使所述多孔导电粉末A和所述多孔导电粉末B中的至少一个设为电化学区域,所述电化学区域与氧化剂供送通道和/或还原剂供送通道连通设置。
[0018] 本实用新型前述方案均可进一步选择性地选择使所述绝缘介质设为绝缘介质膜。
[0019] 本实用新型前述所有方案均可进一步选择性地选择使所述绝缘介质包括聚酰亚胺或使所述绝缘介质设为纳米金刚石材料。
[0020] 本实用新型中,所谓“渗孔”是指部分绝缘介质渗透到多孔导电物质的孔内的状态。
[0021] 本实用新型中,所谓的“镀设”是指镀着于固体表面的设置形式。
[0022] 本实用新型中,所述绝缘介质可有孔设置,也可无孔设置。
[0023] 本实用新型中,所谓的“电化学区域”是指一切可以发生电化学反应的区域,例如包括催化剂、超微结构和/或在设定温度下的区域(例如燃料电池中的电极等),再例如在设定温度下的金属区域。
[0024] 本实用新型中,所谓的电化学区域在一定温度和/或压力下,可选择性地选择设为不包括催化剂的区域,因为高温高压也是一种促进反应的催化过程。
[0025] 本实用新型中,所谓的“非电子带电粒子”是指电子以外的带电粒子,例如质子或离子。
[0026] 本实用新型中,所述还原剂为单质、化合物或混合物,离子或离子溶液不属于所述还原剂。
[0027] 本实用新型中,所述氧化剂为单质、化合物或混合物,离子或离子溶液不属于所述氧化剂。
[0028] 本实用新型中,在某一部件名称后加所谓的“A”、“B”等字母仅是为了区分两个或几个名称相同的部件。
[0029] 本实用新型中,应根据电学领域的公知技术,在必要的地方设置必要的部件、单元或系统等。
[0030] 本实用新型的有益效果如下:本实用新型所公开的所述电容具有结构简单、体积小、容量大等优点,当所述电容包括至少一个电化学区域时,所述电容还可用于发电及应用于相关功能需求的单元或系统。
具体实施方式
[0038] 本申请公开一种电容,具体包括多孔导电材料A、多孔导电材料B和绝缘介质,所述多孔导电材料A、所述绝缘介质和所述多孔导电材料B依次对应设置,且相互绝缘设置的所述多孔导电材料A和所述多孔导电材料B分别设为所述电容的两个电极。
[0039] 本实用新型所述电容在具体实施时,可选择性地选择使所述多孔导电材料A和所述多孔导电材料B设为同种材料或设为不同材料。并可进一步选择性地选择使所述多孔导电材料A设为石墨烯、多孔碳材料、微米多孔导电材料或设为纳米多孔导电材料;并可选择性地选择使所述多孔导电材料B设为石墨烯、多孔碳材料、微米多孔导电材料或设为纳米多孔导电材料。
[0040] 本实用新型所述电容在具体实施时,可进一步选择性地选择使所述多孔导电材料A和所述多孔导电材料B中的至少一个设为电化学区域,所述电化学区域与氧化剂供送通道和/或还原剂供送通道连通设置。
[0041] 为了便于对本申请所要求保护的技术方案的理解,下面结合附图和具体实施例对其进行说明:
[0042] 实施例1
[0043] 如图1所示的一种电容,包括多孔导电体A 1、多孔导电体B 2和绝缘介质3,所述多孔导电体A 1、所述绝缘介质3和所述多孔导电体B 2依次对应设置,所述多孔导电体A 1和所述多孔导电体B 2设为同种材料,所述多孔导电体A 1与所述多孔导电体B 2之间经所述绝缘介质3绝缘设置。
[0044] 作为可变换的实施方式,本实用新型实施例1在具体实施时还可选择性地选择使所述多孔导电体A 1和所述多孔导电体B 2设为不同材料。
[0045] 作为可变换的实施方式,本实用新型实施例1及其可变换的实施方式均可进一步选择性地选择使所述多孔导电体A 1和/或所述多孔导电体B 2设为石墨烯导电体、多孔碳导电体、微米多孔导电体或设为纳米多孔导电体。
[0046] 作为可变换的实施方式,本实用新型实施例1及其可变换的实施方式均可进一步选择性地选择使所述多孔导电体A 1与所述绝缘介质3相对应设置的面为非平面,和/或使所述多孔导电体B 2与所述绝缘介质3相对应设置的面为非平面。
[0047] 本实用新型实施例1及其可变换的实施方式所述电容在具体实施时,均可进一步选择性地选择使所述多孔导电体A 1和所述多孔导电体B 2设为电容的两个电极,或使所述多孔导电体A 1和所述多孔导电体B 2中的至少一个与集电体集电连接设置,并使所述集电体设为电容的电极。
[0048] 本实用新型实施例1及其可变换的实施方式在具体实施时,可进一步选择性地选择使所述多孔导电体A 1和所述多孔导电体B 2中的至少一个设为电化学区域,所述电化学区域与氧化剂供送通道和/或还原剂供送通道连通设置。
[0049] 实施例2
[0050] 如图2所示的一种电容,包括多孔导电粉末A 6、多孔导电粉末B 7和绝缘介质3,所述多孔导电粉末A 6、所述绝缘介质3和所述多孔导电粉末B 7依次对应设置,所述多孔导电粉末A 6和所述多孔导电粉末B 7设为同种材料,所述多孔导电粉末A 6与所述多孔导电粉末B 7之间经所述绝缘介质3绝缘设置。
[0051] 作为可变换的实施方式,本实用新型实施例2在具体实施时还可选择性地选择使所述多孔导电粉末A 6和所述多孔导电粉末B 7设为不同材料。
[0052] 作为可变换的实施方式,本实用新型实施例2及其可变换的实施方式均可进一步选择性地选择使所述多孔导电粉末A 6和/或所述多孔导电粉末B 7设为石墨烯粉末、多孔碳粉末、微米多孔导电粉末或设为纳米多孔导电粉末。
[0053] 作为可变换的实施方式,本实用新型实施例2及其可变换的实施方式还可选择性地选择使所述多孔导电粉末A 6敷设在所述绝缘介质3的一侧,所述多孔导电粉末B 7敷设在所述绝缘介质3的另一侧;并可进一步选择性地选择使所述敷设设为喷涂敷设、镀设敷设或设为溅射敷设。
[0054] 作为可变换的实施方式,本实用新型实施例2及其可变换的实施方式均可进一步选择性地使所述多孔导电粉末A 6的集合体与所述绝缘介质3的对应面设为非平面,和/或所述多孔导电粉末B 7的集合体与所述绝缘介质3的对应面设为非平面(图中未示)。
[0055] 本实用新型实施例2及其可变换的实施方式所述电容在具体实施时,可选择性地选择使所述多孔导电粉末A 6的集合体作为所述电容的一个电极,使所述多孔导电粉末B 7的集合体作为所述电容的另一个电极;或,在所述多孔导电粉末A 6的一侧设置集电体,在所述多孔导电粉末B 7的一侧设置集电体,所述集电体设为所述电容的两个电极;或,使所述多孔导电粉末A 6包覆在集电体的外侧,使所述多孔导电粉末B 7包覆在另一集电体的外侧。
[0056] 实施例3
[0057] 如图3所示的一种电容,包括多孔导电粉末A 6、多孔导电粉末B 7和绝缘介质3,所述多孔导电粉末A 6渗孔敷设在所述绝缘介质3的一侧,所述多孔导电粉末B 7渗孔敷设在所述绝缘介质3的另一侧,所述多孔导电粉末A 6和所述多孔导电粉末B 7设为同种材料粉末,所述多孔导电粉末A 6与所述多孔导电粉末B 7之间经所述绝缘介质3绝缘设置。
[0058] 作为可变换的实施方式,本实用新型实施例3在具体实施时还可选择性地选择使所述多孔导电粉末A 6和所述多孔导电粉末B 7设为不同材料粉末。
[0059] 作为可变换的实施方式,本实用新型实施例3及其可变换的实施方式均可进一步选择性地选择使所述多孔导电粉末A 6和/或所述多孔导电粉末B 7设为石墨烯粉末、多孔碳粉末、微米多孔导电粉末或设为纳米多孔导电粉末。
[0060] 作为可变换的实施方式,本实用新型实施例3及其可变换的实施方式中的所述渗孔敷设设为渗孔喷涂敷设、渗孔镀设敷设或设为渗孔溅射敷设。
[0061] 实施例4
[0062] 如图4所示的一种电容,包括多孔导电粉末A 6、多孔导电粉末B 7和绝缘介质3,所述多孔导电粉末A 6、所述绝缘介质3和所述多孔导电粉末B 7依次对应设置,所述多孔导电粉末A 6和所述多孔导电粉末B 7设为同种材料,所述多孔导电粉末A 6与所述多孔导电粉末B 7之间经所述绝缘介质3绝缘设置,在所述多孔导电粉末A 6的一侧设置集电体A 4,在所述多孔导电粉末B 7的一侧设置集电体B 5。
[0063] 实施例5
[0064] 如图5所示的一种电容,包括多孔导电粉末A 6、多孔导电粉末B 7和绝缘介质3,所述多孔导电粉末A 6渗孔敷设在所述绝缘介质3的一侧,所述多孔导电粉末B 7渗孔敷设在所述绝缘介质3的另一侧,所述多孔导电粉末A 6和所述多孔导电粉末B 7设为同种粉末,所述多孔导电粉末A 6与所述多孔导电粉末B 7之间经所述绝缘介质3绝缘设置,在所述多孔导电粉末A 6的一侧设置集电体A 4,在所述多孔导电粉末B 7的一侧设置集电体B 5。
[0065] 作为可变换的实施方式,本实用新型实施例4和实施例5均可进一步选择性地选择使所述集电体A 4和所述集电体B 5设为所述电容的两个电极。
[0066] 本实用新型实施例2至实施例5及其可变换的实施方式在具体实施时,可进一步选择性地选择使所述多孔导电粉末A 6和所述多孔导电粉末B 7中的至少一个设为电化学区域,所述电化学区域与氧化剂供送通道和/或还原剂供送通道连通设置。
[0067] 实施例6
[0068] 如图6所示的一种电容,包括多孔导电体A 1、多孔导电体B 2和绝缘介质3,所述多孔导电体A 1、所述绝缘介质3和所述多孔导电体B 2依次对应设置,所述多孔导电体A 1和所述多孔导电体B 2设为同种材料,所述多孔导电体A 1与所述多孔导电体B 2之间经所述绝缘介质3绝缘设置,所述多孔导电体A 1与所述绝缘介质3相对应的面为非平面,且所述多孔导电体B 2与所述绝缘介质3相对应的面为非平面,所述多孔导电体A 1和所述多孔导电体B 2设为所述电容的两个电极。
[0069] 本实用新型实施例6及其可变换的实施方式在具体实施时,可进一步选择性地选择使所述多孔导电体A 1和所述多孔导电体B 2中的至少一个设为电化学区域,所述电化学区域与氧化剂供送通道和/或还原剂供送通道连通设置。
[0070] 作为可变换的实施方式,本实用新型所述非平面可选择性地选择设为规则非平面或不规则非平面。
[0071] 本实用新型前述所有实施方式均可进一步选择性地选择使所述绝缘介质3设为绝缘介质膜。
[0072] 本实用新型前述所有实施方式均可进一步选择性地选择使所述绝缘介质3包括聚酰亚胺或使所述绝缘介质3设为纳米金刚石材料。
[0073] 本实用新型前述所有实施方式均可进一步选择性地选择使所述绝缘介质3有孔设置或无孔设置。
[0074] 本实用新型前述所有含有所述电化学区域(例如多孔导电体A 1、多孔导电体B 2、多孔导电粉末A 6或多孔导电粉末B 7)的实施方式在具体实施时,可选择性地选择使所述电容包括一个所述电化学区域,具体使还原剂在所述电化学区域分解出电子和非电子带电粒子,将所述电子导出的过程可以实现对外供电。在具体实施时,还可更进一步选择性地选择使所述电化学区域处于还原剂所在空间或使所述电化学区域处于容腔内,并通过还原剂供送通道对所述容腔供送还原剂。
[0075] 本实用新型前述所有含有所述电化学区域(例如多孔导电体A 1、多孔导电体B 2、多孔导电粉末A 6或多孔导电粉末B 7)的实施方式在具体实施时,可选择性地选择使所述电容包括电化学区域A和电化学区域B,具体使还原剂在所述电化学区域A分解出电子和非电子带电粒子,将所生成的电子导出,在电子导出的过程可以实现对外供电。并可进一步选择性地选择使所生成的电子导入到所述电化学区域B并与导入到所述电化学区域B的氧化剂参与反应,在电子导出后可再对所述电化学区域A提供氧化剂,对所述电化学区域B提供还原剂,所述还原剂再分解产生电子和非电子带电粒子,将所述电化学区域B的电子导出到所述电化学区域A,电子的导出过程对外供电,电子导入到所述电化学区域A中后与氧化剂和非电子带电粒子反应,并可进一步选择性地通过物理方法将生成物排出。还可进一步选择性地对所述电化学区域B提供氧化剂,所述氧化剂与由所述电化学区域A所提供的电子和其所生成的非电子带电粒子反应,也可进一步选择性地选择通过物理方法将生成物排出。
[0076] 本实用新型中所公开的包括还原剂、氧化剂交替作用的电容的原理如下:利用电化学区域A与还原剂和氧化剂交替接触或使还原剂和氧化剂与电化学区域A交替接触,利用电化学区域B与氧化剂和还原剂交替接触或使氧化剂和还原剂与电化学区域B交替接触,使还原剂在所述电化学区域A产生正带电粒子和电子,使电子从所述电化学区域A导出到所述电化学区域B,在所述电化学区域B所述氧化剂与电子共存,使所述还原剂在所述电化学区域B产生所述正带电粒子和电子,使电子从所述电化学区域B导入到所述电化学区域A,在所述电化学区域A所述正带电粒子、所述氧化剂和电子反应生成所述还原剂和所述氧化剂反应的生成物,在所述电化学区域B所述正带电粒子、所述氧化剂和电子反应生成所述还原剂和所述氧化剂反应的生成物,利用所述电化学区域A和所述电化学区域B之间的电子的导出导入实现输出电能,如此循环,实现持续工作过程(在从所述电化学区域A向所述电化学区域B导入电子时,在某些情况下,电子在所述电化学区域B与氧化剂反应生成负带电粒子C,所述负带电粒子C在所述电化学区域B与所述正带电粒子反应生成所述还原剂和所述氧化剂发生反应的生成物,利用所述电化学区域A和所述电化学区域B之间的电子的导出导入实现输出电能,如此循环,实现持续工作过程)。
[0077] 前述实施方式在具体实施时,例如,在同一实施方式中可使氧化剂设为空气,使还原剂设为氢气或包括氢气的气体,此时所述非电子带电粒子为质子。再如,在同一实施方式中可使氧化剂设为空气,使还原剂设为醇类(例如甲醇、乙醇等),所述非电子带电粒子也为质子。
[0078] 本实用新型前述所有使用氧化剂的实施方式在具体实施时,所述氧化剂可选择性地选择设为氧、压缩空气、氧气、液氧空气或液化空气等。
[0079] 本实用新型前述所有含有还原剂的实施方式在具体实施时,所述还原剂可选择性地选择设为氢、甲烷、甲醇、乙醇、天然气、煤气等。
[0080] 本实用新型附图仅为一种示意,任何满足本申请文字记载的技术方案及其变换方案均应属于本申请的保护范围。
[0081] 显然,本实用新型不限于以上实施例,根据本领域的公知技术和本实用新型所公开的技术方案,可以推导出或联想出许多变型方案,所有这些变型方案,也应认为是本实用新型的保护范围。