实施方式中，穿孔集流器和/或穿孔电极膜可以配置为促进电极内电解质的扩散，同时提供期望程度的结构鲁棒性和/或所述电极与外部电气回路之间足够的电气连接性。例如，集流器可以包括多个穿孔，这些穿孔具有一种形状、尺寸和/或在所述集流器上的分布模式，使得穿孔具有所述集流器表面积的约1%至约50%的总横截面积。在一些实施方式中，穿孔的总横截面积可以小于所述集流器表面积的10%。在一些实施方式中，穿孔的总横截面积可以为所述集流器表面积的约1%至约5%。例如，穿孔的总横截面积可以为所述集流器表面积的约3%。所述集流器的一个或多个表面上的一个或多个电极膜可以或者可以不包括与所述集流器的所述多个穿孔相对应的电极膜穿孔。集流器和/或电极膜的其他适合百分比的穿孔也可以适用，从而提供一种电极，该电极配置为可以促进电解质扩散，同时提供期望程度的结构鲁棒性和/或所述电极与外部电气回路之间足够的电气连接性。在一些实施方式中，集流器可以具有的总穿孔横截面积为所述集流器的表面积的约40%、约30%或约20%。
[0081]集流器和/或电极膜的一个或多个穿孔可以通过机械手段(例如，通过机械打孔过程)和/或非机械手段来形成。集流器和/或电极膜的所述一个或多个穿孔可以在所述电极膜被附着(例如，砑光)于所述集流器表面之前和/或之后形成。例如，一个或多个集流器穿孔可以首先在集流器中形成，在所述电极膜经研光(calendared)于所述集流器的表面后，一个或多个电极膜穿孔可以随后在电极膜上形成。在一些实施方式中，所述集流器和所述电极膜的多个穿孔都在所述电极膜经砑光于所述集流器的表面后形成。
[0082]应当理解此处就有限的电解质量、电解质盐浓度范围和穿孔电极而言描述的多种能量储存装置的多个实施方式，可以单独使用或者彼此任意结合地用来提供不同程度的更强的能量密度性能。在一个实施方式中，具有更强能量密度性能的能量储存装置可以包括一种电解质，该电解质包括浓度约为0.8M，且电解质的量为足以使所述能量储存装置的所述多个电极和隔板浸透且没有超出该量的显著电解质储层的氰化甲烷和四乙基四氟硼酸铵的溶液。电解质具有更低盐浓度且接近零超出浸透电解质填充液位的能量储存装置可以促进能量储存装置的电极活性物质(例如，活性炭)具有更高的利用率，有助于更高的操作电压从而提供更高的能量密度，同时降低用于二次反应的可用盐的数量(二次反应会产生副产物从而降低所述能量储存装置性能)。在一些实施方式中，所述电解质盐可以是四乙基四氟硼酸铵。在一些实施方式中，所述电解质溶剂可以是氰化甲烷。在一些实施方式中，所述能量储存装置可以包括浓度为约0.8M的电解质盐。在一个实施方式中，具有更强能量密度性能的能量储存装置可以包括具有穿孔集流器的第一电极，电解质包括约0.6摩尔/升(M)至约0.95M的盐浓度，以及用以足够使所述电极和隔板浸透的电解质的量，且没有超出那个量的显著量的电解质储层。在一些实施方式中，所述能量储存装置可以包括含有第一穿孔集流器的第一电极和含有第二穿孔集流器的第二电极。电极可以包括位于所述集流器第一表面的第一电极膜和位于所述集流器第二表面的第二电极膜，所述第一和第二电极膜可以或者可以不具有与所述集流器的所述一个或多个穿孔相对应的穿孔。
[0083]虽然在一些特定实施方式和实例的上下文中公开了本发明，但本领域的技术人员可以理解，本发明可以超出所述特定公开的实施方式，延伸至本发明的其他可替换的实施方式和/或用途以及其等价物。此外，虽然已经详细描述和示出了本发明的所述多个实施方式的几种变体，基于本公开内容，本发明范围内的其他变形对于本领域的技术人员而言是显而易见的。也应当考虑到，可以对所述实施方式的多个具体特征和方面做出各种组合或子组合，并且仍在本发明的范围内。应当理解，所公开的多个实施方式的各种特征和方面可以互相结合或互相替代，从而形成所公开发明的所述多个实施方式的不同模式。因此，旨在此处公开的本发明的范围不应限于上文所描述的特定实施方式。
[0084]本文提供的多个标题，如果有标题的话，仅仅是为简便起见，且没有必要影响本文公开的装置和方法的范围或含义。
【主权项】
1.一种最终产品的能量储存装置，包括: 容器； 第一电极； 第二电极； 隔板，介于所述第一电极和所述第二电极之间，其中，所述第一电极、第二电极和隔板位于所述容器内；以及 所述容器内的电解质，所述电解质具有足以完全浸透所述第一电极、所述第二电极和所述隔板的电解质的浸透量的至少100%且小于或等于所述电解质的浸透量的104%的总质量。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电解质的质量小于或等于所述电解质的浸透量的102%。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述电解质的质量小于或等于所述电解质的浸透量的101%。4.根据权利要求1所述的装置，其中，所述能量储存装置是密封的。5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述能量储存装置被配置为在3伏特(V)的操作电压下操作。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述能量储存装置包括果酱卷构造。7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电解质包含0.75摩尔/升(M)至0.95M的盐浓度。8.根据权利要求1所述的装置，其中，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个包括多个穿孔。9.一种制备能量储存装置的方法，包括: 提供容器； 将第一电极和第二电极插入到所述容器中，其中，隔板被设置在所述第一电极和所述第二电极之间；并且 将最终的总质量的电解质添加至所述容器中，其中，所述总质量为电解质的浸透量的至少100%且小于或等于电解质的浸透量的104%。10.根据权利要求9所述的方法，其中，添加总质量的电解质包括:添加质量小于或等于所述电解质的浸透量的102%的电解质。11.根据权利要求9所述的方法，进一步包括:密封所述能量储存装置。12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述能量储存装置包括超级电容器。13.根据权利要求9所述的方法，其中，添加总质量的电解质包括:添加具有0.7M至0.95M的盐浓度的电解质，并且其中，盐包括四乙基四氟硼酸铵和螺环季铵四氟硼酸盐中的至少一种。14.根据权利要求9所述的方法，其中，添加总质量的电解质包括:除了所述电解质的浸透量之外，还添加附加的3克(g)或更少的电解质。15.一种最终产品的能量储存装置，包括: 容器； 第一电极； 第二电极； 隔板，介于所述第一电极和所述第二电极之间，其中，所述第一电极、第二电极和隔板位于所述容器内；以及 所述容器内的电解质，所述电解质包含介于0.6摩尔/升(M)至0.95M的盐浓度。16.根据权利要求15所述的装置，其中，所述电解质包括季铵盐。17.根据权利要求16所述的装置，其中，所述季铵盐包括选自于由螺环季铵、四乙基甲基铵和四乙基铵组成的组中的阳离子。18.根据权利要求16所述的装置，其中，所述季铵盐包括选自于由四氟硼酸盐组成的组中的阴离子。19.根据权利要求15所述的装置，其中，所述电解质进一步包括氰化甲烷。20.根据权利要求15所述的装置，其中，所述电解质包括0.8M的盐浓度。21.根据权利要求15所述的装置，其中，所述电解质包括:质量被构成为足以完全浸透所述第一电极、所述第二电极和所述隔板的电解质的浸透量的至少100%且小于或等于电解质的浸透量的104 %的电解质。22.根据权利要求15所述的装置，其中，所述能量储存装置包括被配置为在3伏特(V)的操作电压下操作的双电层电容器。23.根据权利要求15所述的装置，其中，所述能量储存装置是密封的。24.根据权利要求15所述的装置，其中，所述能量储存装置包括果酱卷构造。25.根据权利要求15所述的装置，其中，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个包括多个穿孔。26.—种制备能量储存装置的方法，包括: 提供容器； 将第一电极和第二电极插入到所述容器中，其中，隔板被设置在所述第一电极和所述第二电极之间；并且 添加电解质至所述容器中，其中，所述电解质包括介于0.6摩尔/升(M)至0.95M的盐浓度。27.根据权利要求26所述的方法，其中，添加所述电解质:包括添加具有0.7M至0.95M的盐浓度的电解质。28.根据权利要求27所述的方法，其中，添加所述电解质包括:添加具有0.8M的盐浓度的电解质。29.根据权利要求26所述的方法，其中，添加所述电解质包括:添加螺环季铵四氟硼酸盐、四乙基甲基四氟硼酸铵和四乙基四氟硼酸铵中的至少一种。30.根据权利要求26所述的方法，其中，添加所述电解质包括:质量被构成为足以完全浸透所述第一电极、所述第二电极和所述隔板的电解质的浸透量的至少100%且小于或等于电解质的浸透量的104 %的电解质。31.根据权利要求26所述的方法，进一步包括:密封所述能量储存装置。32.一种制备能量储存装置的方法，包括: 提供容器； 将第一电极和第二电极插入到所述容器中，其中，隔板被设置在所述第一电极和所述第二电极之间；并且利用电解质注射工具将最终的总质量的电解质添加至所述容器中，其中，所述总质量相当于所述电解质的浸透量与对应于所述电解质注射工具的制造公差的附加质量的组合。
【专利摘要】具有改进的能量密度性能的能量储存装置可包括具有约0.6摩尔/升(M)至约0.95M的盐浓度的电解质。最终能量储存装置产品具有的电解质的总质量至少为足以完全浸透该装置的一个或多个电极和隔板的电解质的浸透量的100％，并且低于浸透量以上的阈值量。
【IPC分类】H01G11/62, H01G11/80, H01G11/60, H01G11/78, H01G11/58, H01G11/82
【公开号】CN105324826
【申请号】CN201480033682
【发明人】杰弗里·布沙尔, 道格·舍费尔, 普里亚·本达尔, 杰弗里·G·纳尔森
【申请人】麦斯韦尔技术股份有限公司
【公开日】2016年2月10日
【申请日】2014年6月12日
【公告号】EP3008738A1, US20140368973, WO2014201279A1