CN105023764B - 一种超级电容器用复合电解液 - Google Patents

一种超级电容器用复合电解液 Download PDF

Info

Publication number
CN105023764B
CN105023764B CN201510500383.3A CN201510500383A CN105023764B CN 105023764 B CN105023764 B CN 105023764B CN 201510500383 A CN201510500383 A CN 201510500383A CN 105023764 B CN105023764 B CN 105023764B
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrolyte
electrode
ultracapacitor
koh
composite electrolyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201510500383.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105023764A (zh
Inventor
张忠洁
曹晏
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Anhui University
Original Assignee
Anhui University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Anhui University filed Critical Anhui University
Priority to CN201510500383.3A priority Critical patent/CN105023764B/zh
Publication of CN105023764A publication Critical patent/CN105023764A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105023764B publication Critical patent/CN105023764B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Abstract

本发明公开了一种超级电容器用复合电解液，是由空白电解液和电解液助剂复配后形成的复合电解液，所述空白电解液为KOH溶液，所述电解液助剂为碱性棕或直接黑。本发明通过调控氧化还原型电解液助剂碱性棕或直接黑的添加浓度(0.1‑30mmol/L)，能够显著提升超级电容器的电化学性能(特别是比电容值)。

Description

一种超级电容器用复合电解液
一、技术领域
本发明涉及一种超级电容器用复合电解液，是以碱性棕或直接黑作为电解液助剂，与KOH溶液形成复合电解液，属于超级电容器电解液助剂领域。
二、背景技术
电解液是具有离子导电性的溶液，为超级电容器的正常工作提供离子，是电容器中重要的组成部分。它主要由溶剂、电解质和添加剂三部分组成，溶剂是水或有机物，电解质多为有机或无机盐，添加剂包括抗氧化剂和稳定剂等。理想的电解液应具备以下特点：(1)电导率要高。(2)电解液本身不应该与电极材料发生化学或电化学反应，且有较高的分解电压。(3)使用温度范围要宽，至少要在-25～70℃的温度范围内均能够稳定工作。(4)对环境污染小，最好是无毒、无味、不易燃烧、配比简单、价格低廉。根据电解液形态不同可将其分为：液态、固体、凝胶电解质三类。
为了进一步提升超级电容器性能的要求，科学家围绕着电解液开展研究，当前的研究主要集中在电解液中的溶剂和电解质方面。电解液中的添加剂方面主要研究领域集中在电解液H2SO4中添加KI、KBr、VOSO4、氢醌、亚甲基蓝、木质素磺酸盐等；电解液KOH中添加K4Fe(CN)6、K3Fe(CN)6、对苯二胺、邻苯二胺等。就电解液KOH中添加剂而言，主要集中在对苯二胺领域。
C.I.碱性棕5(本发明中简称为碱性棕，结构式如下)为棕红色粉末，可溶于KOH溶液，常用于pH指示剂或沉淀滴定指示剂。在超级电容器的充放电过程中，由于该物质含有4个氨基，在KOH电解液中可以得失4个电子，从而能够大幅度提升超级电容器的电化学性能。
此外，C.I.直接黑19(本发明中简称为直接黑，结构式如下)亦可以作为新颖的氧化还原型电解液助剂，在KOH电解液中可以得失5个电子。
目前，就超级电容器的氧化还原型电解液的活性剂而言，鲜有报道。
三、发明内容
本发明旨在提供一种超级电容器用复合电解液，利用含有氨基的碱性棕(或直接黑)为氧化还原型电解液助剂，与KOH溶液形成复合电解液，能够显著提高超级电容器的电化学性能。
本发明超级电容器用复合电解液是由空白电解液和电解液助剂复配后形成的复合电解液，所述空白电解液为KOH溶液，所述电解液助剂为碱性棕或直接黑。
复合电解液中KOH的浓度为1-10mol/L，电解液助剂的浓度为0.1-30mmol/L，优选范围0.5-15mmol/L。
电化学性能测试：
在三电极体系中，以铂电极(6cm2)为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，按炭材料∶石墨∶聚四氟乙烯乳液的质量比为80:15:5制备的电极为工作电极，本发明制备的复合电解液为工作电解液。采用电化学工作站进行循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等电化学测试。
与已有技术相比，本发明的有益效果体现在：
1、本发明提出在电化学测试过程中，在KOH溶液为电解液中添加碱性棕或直接黑作为新型氧化还原型电解液助剂，具有廉价、易得等特点。
2、本发明所得到的复合电解液(KOH溶液为电解液、碱性棕或直接黑作为电解液助剂)组装形成超级电容器，具有比电容高、循环性能好等特点。
3、本发明易于操作、安全可靠、稳定性好，可实现高比能超级电容器的规模化工业生产。四、附图说明
图1是在6mol/L的KOH电解液中，分别添加0(即未添加电解液助剂)、0.5mmol/L碱性棕、2mmol/L碱性棕、5mmol/L直接黑、15mmol/L直接黑作为电解液助剂，以铂电极为辅助电极、饱和甘汞电极为参比电极，炭材料电极为工作电极，通过三电极体系进行电化学测试，所得到的比电容数值随电流密度的变化曲线。实验结果表明，在KOH电解液中添加适量的含有氨基的碱性棕或直接黑作为氧化还原型电解液助剂，可以明显提升超级电容器的电化学性能。
五、具体实施方式
实施例1：
在三电极体系中，以铂电极(6cm2)为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，按炭材料∶石墨∶聚四氟乙烯乳液的质量比为80:15:5制备的电极为工作电极，利用复合电解液为工作电解液。采用电化学工作站进行循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等电化学测试。
复合电解液为KOH和碱性棕的混合溶液，其中KOH的浓度为1mol/L，碱性棕的浓度为0.5mmol/L。
实施例2：
在三电极体系中，以铂电极(6cm2)为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，按炭材料∶石墨∶聚四氟乙烯乳液的质量比为80:15:5制备的电极为工作电极，利用复合电解液为工作电解液。采用电化学工作站进行循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等电化学测试。
复合电解液为KOH和碱性棕的混合溶液，其中KOH的浓度为6mol/L，碱性棕的浓度为2mmol/L。
实施例3：
在三电极体系中，以铂电极(6cm2)为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，按炭材料∶石墨∶聚四氟乙烯乳液的质量比为80:15:5制备的电极为工作电极，利用复合电解液为工作电解液。采用电化学工作站进行循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等电化学测试。
复合电解液为KOH和直接黑的混合溶液，其中KOH的浓度为2mol/L，直接黑的浓度为5mmol/L。
实施例4：
在三电极体系中，以铂电极(6cm2)为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，按炭材料∶石墨∶聚四氟乙烯乳液的质量比为80:15:5制备的电极为工作电极，利用复合电解液为工作电解液。采用电化学工作站进行循环伏安、恒流充放电及交流阻抗等电化学测试。
复合电解液为KOH和直接黑的混合溶液，其中KOH的浓度为6mol/L，直接黑的浓度为15mmol/L。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.一种超级电容器用复合电解液，其特征在于：是由空白电解液和电解液助剂复配后形成的复合电解液，所述空白电解液为KOH溶液，所述电解液助剂为直接黑；
复合电解液中KOH的浓度为2-6mol/L，电解液助剂的浓度为5-15mmol/L。
CN201510500383.3A 2015-08-14 2015-08-14 一种超级电容器用复合电解液 Active CN105023764B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510500383.3A CN105023764B (zh) 2015-08-14 2015-08-14 一种超级电容器用复合电解液

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201510500383.3A CN105023764B (zh) 2015-08-14 2015-08-14 一种超级电容器用复合电解液

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105023764A CN105023764A (zh) 2015-11-04
CN105023764B true CN105023764B (zh) 2018-04-20

Family

ID=54413655

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201510500383.3A Active CN105023764B (zh) 2015-08-14 2015-08-14 一种超级电容器用复合电解液

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105023764B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105651838B (zh) * 2015-12-31 2019-04-30 天能电池集团有限公司 一种木素磺酸钠测试电极及其制备方法

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104269281A (zh) * 2014-09-24 2015-01-07 吉林大学 非对称式超级电容器的制作方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105023764A (zh) 2015-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102190573B (zh) 一种电化学催化还原二氧化碳制备甲酸的方法
CN107904614B (zh) 一种Ni3S2@Ni-Fe LDH析氧电催化电极及其制备方法与应用
CN104857976A (zh) 一种三维二硫化钼纳米花-石墨烯复合材料及其应用
CN104576082B (zh) 两极室分别添加铁氰化钾和亚铁氰化钾非对称超级电容器及其制备方法
CN104979105B (zh) 一种氮掺杂多孔碳材料、制备方法及其应用
Peng et al. Stability of positive electrolyte containing trishydroxymethyl aminomethane additive for vanadium redox flow battery
Kaku et al. Effect of Ti (IV) ion on Mn (III) stability in Ti/Mn electrolyte for redox flow battery
CN108538632A (zh) 一种羟基氧化铁电极及其制备方法和应用
CN108987120A (zh) 一种通过刻蚀锰参杂氢氧化镍制备超薄多孔硒化镍纳米片阵列的方法
CN104466183A (zh) 一种聚吡咯锂硫电池正极材料及其制备方法
Ding et al. Investigations of the influences of K+ impurity on the electrolyte for vanadium redox flow battery
CN105280397B (zh) 一种水系电解液与超级电容器
CN104112864A (zh) 一种微生物燃料电池
CN105023764B (zh) 一种超级电容器用复合电解液
CN107768147B (zh) 一种基于CoFe类普鲁士蓝的长寿命非对称型超级电容器及其制备方法
CN105322186B (zh) 一种减小全钒液流电池电化学极化的方法
CN101634039A (zh) 一种导电共聚物修饰的玻碳电极、其制备及去除和催化水体中重铬酸根的方法
Yu et al. Effects of sodium sulfate as electrolyte additive on electrochemical performance of lead electrode
CN115992357A (zh) 一种全钒液流电池电解液的制备方法
CN107871624A (zh) 一种超级电容器用复合电解液
KR20150009112A (ko) 슈퍼커패시터 전극 용 그래핀-이온성 액체 복합물의 제조 방법
CN105023765B (zh) 一种超级电容器用氧化还原型复合电解液
CN107871623A (zh) 一种超级电容器用复合电解液
CN106876164A (zh) 一种超级电容器用复合电解液
CN108206096A (zh) 一种超级电容器用复合电解液

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant