[发明专利]基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器

权利要求书

1.一种基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，包括离子导电但电子绝缘的隔膜，所述隔膜的两侧分别设有电极，其特征在于：所述电极包括多层的薄层电极，相邻两个所述薄层电极之间设有可同时离子导电和电子导电的导电薄膜，该相邻的两个所述薄层电极通过所述导电薄膜导电连接，且所述薄层电极的厚度满足：

L≤kδ

其中，L为薄层电极的厚度；k为系数，且k≥1；δ为扩散控制层厚度。

2.根据权利要求1所述基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述导电薄膜采用允许电解液通过从而实现离子导电和交换的多孔导电材料制成。

3.根据权利要求1所述基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述薄层电极的厚度大于等于1nm。

4.根据权利要求1所述基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述薄层电极的厚度满足：L≤10δ。

5.根据权利要求1所述基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述薄层电极的厚度满足：L≤5δ。

6.根据权利要求1所述基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述薄层电极的厚度满足：L≤2δ。

7.根据权利要求1所述基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述薄层电极的厚度满足：L≤δ。

8.根据权利要求1所述基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述导电薄膜采用但不限于多孔的碳、石墨、石墨烯、还原石墨烯或聚苯胺制成。

9.根据权利要求1所述基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述导电薄膜的厚度满足：

L₀≤kδ

其中，L₀为导电薄膜的厚度；k为系数，且k≥1；δ为扩散控制层厚度。

10.根据权利要求9所述基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述导电薄膜的厚度大于等于1nm。

11.根据权利要求10所述基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述导电薄膜的厚度满足：L₀≤10δ。

12.根据权利要求10所述基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述导电薄膜的厚度满足：L₀≤5δ。

13.根据权利要求10所述基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述导电薄膜的厚度满足：L₀≤2δ。

14.根据权利要求10所述基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述导电薄膜的厚度满足：L₀≤δ。

15.根据权利要求1-14任一项所述基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述扩散控制层厚度为：

其中，δ为扩散控制层厚度；D为扩散系数；t为时间。

16.根据权利要求1所述的基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：位于所述隔膜两侧的所述薄层电极采用相同的电极材料制成；或，设置在所述隔膜两侧的所述薄层电极分别采用不同的电极材料制成。

17.根据权利要求1-14任一项所述的基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述电极上设有与其导电连接的集流体；位于所述隔膜同一侧的所述导电薄膜与所述集流体导电连接。

18.根据权利要求17所述的基于减少传质和扩散控制多层电极的电容器，其特征在于：所述薄层电极与所述隔膜平行或垂直。