CN108878170A - 一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法 - Google Patents
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Abstract
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，属于新能源电存储技术领域。该方法将离子液体型超级电容器置于微磁场中，从而实现对离子液体型超级电容器功率密度的提高。所述的微磁场，其磁场强度H为0mT＜H≤100mT。离子液体型超级电容器在微磁场作用下，离子液体电解质的阴、阳离子进行有序排列，缩短了离子运动路程，提高了离子相对运动速度，进而提高了离子液体电导率，调控磁场强度，降低了超级电容器的内阻，提高功率密度，该方法具有方便，简单，易实现的优点。
Description
技术领域
本发明涉及新能源电存储技术领域，具体涉及一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法。
背景技术
超级电容器具有循环稳定性好、功率密度高、使用温度范围宽和绿色环保等优点，尤其在满足瞬间大功率能量输出方面具有明显优势，在电能储存和捕获方面发挥着不可替代的作用，是重要的电能存储装置。离子液体型超级电容器在高工作电压，离子电导率良好，化学稳定性强方面优点更加明显。
单体容量和内阻是超级电容器最重要的两个参数。其中，内阻直接影响超级电容器的大电流输出能力、功率密度和充放电速率。内阻过大会引起电容器放热，能耗增加，电流效率降低，严重时还会导致电容器过热引起断路。降低内阻可提高超级电容器功率密度，并对于单体的性能、模块的组合和电压均衡电路的设计等至关重要。
目前，离子液体型超级电容器，以离子液体作为电解质，其阳离子、阴离子有很多种类。例如，阳离子种类主要有烷基咪唑类、烷基吡啶类、烷基哌啶类、季铵盐类、季磷盐类等。阴离子种类主要有：三氟甲基磺酰根((CF3SO2)2N-)、六氟磷酸根(PF6 -)、四氟硼酸根(BF4 -)、硫酸氢根(HSO4 -)、硫氰酸根(SCN-)和对甲苯磺酸根(PTSA-)、硝酸盐类(NO3 -)、碳酸氢根类(HCO3 -)、卤素型阴离子等。这些电解质粘度相对较大，电导率较低。传统上都是采用化学法，通过添加有机溶剂来降低离子液体的粘度降低内阻从而提高电导率。常用的有机溶剂包括碳酸丙烯酯(PC)、乙腈(AN)、N，N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲亚砜(DMSO)四种溶剂。然而这些有机溶剂易燃、熔点低、稳定性差、易挥发，这为离子液体型超级电容器带来了危害。而采用物理的方法还鲜有文献报道。
本发明提供一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，通过施加微磁场的物理方法，加快离子液体中离子运动相对速度，进而实现调控降低离子液体型超级电容器内阻提高功率密度，具有方便、简单，易实现等优点。
发明内容
本发明的目的是提出一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法。该方法具体是在将离子液体型超级电容器在微磁场作用下，调控磁场强度，从而降低超级电容器的内阻，提高功率密度，该方法具有方便，简单，易实现的优点。
本发明的调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，将离子液体型超级电容器置于微磁场中，从而实现对离子液体型超级电容器功率密度的提高。
所述的微磁场，其磁场强度H为0mT＜H≤100mT，优选为20mT～66.5mT。
所述的微磁场通过磁铁或感应线圈获取。
所述的离子液体型超级电容器中，包括正极、负极、离子液体电解质、隔膜和超级电容器壳体；
所述的正极，包括正极集流体和正极材料；其中，正极材料包括活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂；所述的正极集流体为磁性材料或非磁性材料；磁性材料具体为不锈钢或镍，非磁性材料具体为铜或钛；
将正极材料的原料混合后，得到的正极材料与正极集流体压制在一起，制成正极；
所述的负极，包括负极集流体和负极材料，其中，负极材料包括活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂；负极集流体为磁性材料或非磁性材料；磁性材料具体为不锈钢或镍，非磁性材料具体为铜或钛；
将负极材料的原料混合后，得到的负极材料与负极集流体压制在一起，制成负极；
进一步的，正极和负极中，所述的活性物质为活性炭、多孔碳、碳纳米管、介孔碳或石墨烯中的一种或几种混合；
正极和负极中，所述的导电剂为导电石墨、乙炔黑或导电炭黑材料中的一种或两种混合；
正极和负极中，所述的粘结剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇或聚偏氟乙烯材料中的一种；
正极和负极中，所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮或无水乙醇；
所述的隔膜，采用商品化超细玻璃纤维隔膜或高分子聚合物隔膜中的一种，其孔径为1μm～6μm，其孔隙率为≥95％。
所述的离子液体电解质中，包括阳离子和阴离子；
其中，阳离子为烷基咪唑类、烷基吡咯类或季铵盐类中的一种；
阴离子为三氟甲基磺酰根((CF3SO2)2N-)、六氟磷酸根(PF6 -)、四氟硼酸根(BF4 -)、硫酸氢根(HSO4 -)、硫氰酸根(SCN-)、二(三氟甲基磺酰)亚胺(TFSI一)、碳酸氢根类(HCO3 -)、醋酸根类(OAC-)或卤素中的一种。
所述的离子液体电解质中，还包括有机添加剂。
所述的有机添加剂为酯类、砜类和腈类的任意一种或几种的混合物。
所述的有机添加剂在离子液体电解质中的质量百分比含量为0wt.％～80wt.％，优选为10％～60％。
所述的离子液体电解质，其工作温度通常在室温～60℃。
所述的离子液体型超级电容器功率密度利用电化学工作站得到离子液体型超级电容器在磁场中的比电容和放电时间，从而得到离子液体型超级电容器功率密度。
所述的电化学工作站的采用的电化学分析方法为恒电流充放电法和循环伏安法相互结合、或交流阻抗谱法和恒电流充放电法相互结合。
本发明的调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，采用的离子液体型超级电容器的离子液体电解质是由半径差距很大的阴阳离子络合体无序排列构成，这种无序导致离子运动路程变长。阴阳离子构成一对具有很强极性的偶极子，磁场对极性强的偶极子有很大影响，磁场作用下会使无序的偶极子进行有序排列，离子在运动时路程会变短，相对速度会变快。此外，离子液体型超级电容器工作中离子只受电场力作用时，电极表面突出处的电场强，深凹处电场弱，这会使深凹处不易吸引相反电荷，电势分布不均。而磁场会使在电场中运动的离子受到洛伦兹力或磁化力作用，在这些力作用下，离子的扩散与迁移也会变得容易，从而减小电容器内阻，提高了离子液体型超级电容器的功率密度。
本发明的一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，其有益效果在于：在不使用有机添加剂的同时，减少了离子液体的内阻，提高了离子液体型超级电容器的功率密度，具有安全性高、适用温度范围广、磁场可以重复使用、减少环境污染的优点。
本发明提供一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，通过施加微磁场的物理方法，加快离子液体中离子运动相对速度，进而实现调控降低离子液体型超级电容器内阻提高功率密度，具有方便、简单，易实现等优点。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。
以下实施例中，除特殊说明，采用的原料和设备均为市购。
以下实施例中，采用的电化学工作站为CHI电化学工作站。
实施例1
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，在室温25℃，将离子液体型超级电容器置于微磁场中，其中，离子液体型超级电容器，包括正极、负极、离子液体电解质、隔膜和超级电容器壳体；微磁场通过磁铁获得。
其中，所述的隔膜为聚丙烯薄膜；其孔径为1～2μm；
所述的离子液体电解质为：质量浓度为42wt.％的1-丁基-3甲基咪唑六氟磷酸盐的乙腈溶液作为离子液体([BMIM]PF6/acetonitrile)；
所述的正极，包括正极集流体和正极材料；正极集流体为泡沫镍；
所述的负极，包括负极集流体和负极材料，负极集流体为泡沫镍；
所述的正极材料和负极材料相同，包括活性物质、导电剂和粘结剂，其中，活性物质为活性炭，导电剂为乙炔黑，粘结剂为聚偏二氟乙烯，将0.16g活性炭、0.02g乙炔黑、0.02g聚偏氟乙烯加入到2mL N-甲基毗咯烷酮溶液中，充分研磨获得均匀浆料，然后将浆料均匀涂覆于集流体表面并真空干燥，所得正极材料和负极材料厚均为0.1mm。
将离子液体型超级电容器置于微磁场中，利用电化学工作站测量循环伏安曲线和恒电流充放电法，获得离子液体型超级电容器在磁场中的比电容和放电时间，计算离子液体型超级电容器功率密度。其中，在磁场强度为0mT微磁场下，离子液体型超级电容器的最大功率密度为442.00W/kg，而在磁场强度为32.5mT微磁场下，离子液体型超级电容器的最大功率密度为525.50W/kg，相比于不加微磁场的情况下，离子液体型超级电容器的功率密度提高了19％。
实施例2
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器正极材料、负极材料，隔膜以及离子液体电解质与实施例1相同，不同点在于：
(1)磁场大小不同，实施例1为32.5mT，本实施例为59.9mT；
利用该正极和负极的电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到442.00W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在59.9mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为537.51W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了21％。
实施例3
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器正极材料、负极材料，隔膜以及离子液体电解质与实施例1相同，不同点在于：
(1)选用的集流体不同，实施例1为泡沫镍，本实施例为铜片；
利用该正极和负极的电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到445.0W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在32.5mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为507.51W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了14.05％。
实施例4
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器正极材料、负极材料，隔膜以及离子液体电解质与实施例1相同，不同点在于：
(1)选用的集流体不同，实施例1为泡沫镍，本实施例为铜片；
(2)选用的磁场不同，实施例为1为32.5mT，本实施例为59.9mT.
利用该正极和负极的电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到445.0W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在59.9mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为525.1W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了17.07％。
实施例5
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器正极材料、负极材料，隔膜以及离子液体电解质与实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐([BMIM]PF4)；
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到448.80W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在32.5mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为537.51W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了19.8％。
实施例6
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正极材料、负极材料，隔膜以及电容器组装方法与实施例5相同，不同点在于：
(1)磁场大小不同，实施例5为32.5mT，本实施例为59.9mT；
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达448.80W/kg，将组装好的离子液体型超级电容器在59.9mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为547.6W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了22％。
实施例7
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正极材料、负极材料，隔膜以及电容器组装方法与实施例5相同，不同点在于：
(1)温度大小不同，实施例5为25℃，实施例7为60℃；
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达418.80W/kg，将组装好的离子液体型超级电容器在59.9mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为509.6W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了21％。
实施例8
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器正极材料、负极材料，隔膜以及离子液体电解质与实施例5相同，不同点在于：
(1)选用的集流体不同，实施例5为泡沫镍，本实施例为铜片；
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到454.2W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在32.5mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为522.87W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了15％。
实施例9
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器正极材料、负极材料，隔膜以及离子液体电解质与实施例8相同，不同点在于：
(1)选用的磁场大小不同，实施例8为32.5mT，本实施例为82.6mT。
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到454.2W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在82.6mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为531.87W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了17％。
实施例10
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器正极材料、负极材料，隔膜以及离子液体电解质与实施例8相同，不同点在于：
(1)选用的温度不同，实施例8为25℃，本实施例为60℃。
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到401.2W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在82.6mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为461.87W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了15％。
实施例11
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正负极材料、隔膜以及电容器组装方法与实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐([EMIM]TFSI)；
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到425.00W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器32.5mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为505.50W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了19％。
实施例12
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器正极材料、负极材料，隔膜以及离子液体电解质与实施例11相同，不同点在于：
(1)工作温度不同，实施例11为25℃，实施例12为60℃；
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到418.0W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在32.5mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为472.1W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了13.05％。
实施例13
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器正极材料、负极材料，隔膜以及离子液体电解质与实施例11相同，不同点在于：
(1)磁场大小不同，实施例11为32.5mT，本实施例为59.9mT；
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到425.00W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在59.9mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为522.87W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了15％。
实施例15
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器正、负极材料，隔膜以及离子液体电解质与实施例11相同，不同点在于：
(1)选用的集流体不同，实施例11为泡沫镍，本实施例为铜片；
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到405.2W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在32.5mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为465.75W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了15.1％。
实施例16
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器正极材料、负极材料，隔膜以及离子液体电解质与实施例15相同，不同点在于：
(1)选用的磁场不同，实施例15为32.5mT，本实施例为89.9mT.
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到405.2W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在89.9mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为478.9W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了18％。
实施例17
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正极材料、负极材料，隔膜以及电容器组装方法与实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质为1-丁基-3-甲基咪唑六氟硼酸盐([BMIM]PF6)；
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到218.00W/kg，通过测量得最大功率密度为268.62W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了23％。
实施例18
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器正、负极材料，隔膜、离子液体电解质以及磁场大小与实施例17相同，不同点在于：
(1)选用的温度不同，实施例17为25℃，实施例18为60℃。
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到228.5W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在59.9mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为266.48W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了16.09％。
实施例19
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正极材料、负极材料，隔膜以及电容器组装方法与实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为1-辛基-3甲基咪唑四氟硼酸盐([OMIM]BF4)；
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到123.70W/kg.将组装好的离子液体型超级电容器在60.02mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为188.91W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了53％。
实施例20
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正极材料、负极材料，隔膜以及电容器组装方法与实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为1-丁基3-甲基咪唑碳酸氢盐([BMIM]HCO3)；
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到223.70W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在50.02mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为274.91W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了23％。
实施例21
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正极材料、负极材料，隔膜以及电容器组装方法与实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为1-己基-3甲基咪唑四氟硼酸盐([HMIM]BF4)；
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到339.90W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在60.02mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度428.91W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了26％。
实施例22
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正极材料、负极材料，隔膜以及电容器组装方法与实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐[EMIM]EtSO4；
利用该电极材料与离子液体电解质组装好的离子液体型超级电容器最大功率密度达到445.70W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在47.02mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为548.91W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了23％。
实施例23
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器隔膜与实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为基1-乙基-3-甲基咪唑醋酸盐[EMIM]OAC；
采用该电极材料与离子液体电解质组装的离子液体型超级电容器最大功率密度为258.00W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在62.5mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为309.50W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了20％。
实施例24
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正极材料、负极材料及隔膜与实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为：1-乙基-3-甲基咪唑二氰胺([EMIM]DCA)；
采用该电极材料与离子液体电解质组装的离子液体型超级电容器最大功率密度达238.00W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在22.80mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为283.60W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了19％。
实施例25
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正极材料、负极材料，隔膜以及电容器的组装实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为：1-丁基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐([BMIM]Otf)；
采用该电极材料与离子液体电解质组装的离子液体型超级电容器最大功率密度达168.00W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在71.5mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为217.32W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了29％。
实施例26
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正极材料、负极材料、隔膜以及电容器的组装实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为:1-乙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐(([Emim]SCN)；
采用该电极材料与离子液体电解质组装的离子液体型超级电容器最大功率密度达405.00W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在16.90mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为498.32W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了23％。
实施例27
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正极材料、负极材料，隔膜以及电容器的组装实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为：1-丙基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Pmim]SCN)；
采用该电极材料与离子液体电解质组装的离子液体型超级电容器最大功率密度达411.32W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在42.00mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为485.35W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了18％。
实施例28
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正负极材料、隔膜以及电容器的组装实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为：1-丁基-3-甲基咪唑硫氰酸盐([Bmim]SCN)；
采用该电极材料与离子液体电解质组装的离子液体型超级电容器最大功率密度达228.00W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在38.00mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为276.32W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了21％。
实施例29
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正负极材料、隔膜以及电容器的组装实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为：N-丁基一N-甲基吡咯烷双(三氟甲基磺酰)亚氨盐(PYRl4TFSI)
采用该电极材料与离子液体电解质组装的离子液体型超级电容器最大功率密度达295.00W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在38.00mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为357.32W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了21％。
实施例30
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，在60℃，将离子液体型超级电容器置于微磁场中，其中，离子液体型超级电容器，包括正极、负极、离子液体电解质、隔膜和超级电容器壳体；
其中，所述的隔膜为超细玻璃纤维隔膜；其孔径为5～6μm；
所述的离子液体电解质为浓度3mol·L-1的1-对甲基苯磺酰咪唑的乙腈溶液；
所述的正极，包括正极集流体和正极材料；正极集流体为泡沫镍；
所述的负极，包括负极集流体和负极材料，负极集流体为泡沫镍；
所述的正极材料和负极材料相同，包括活性物质、导电剂和粘结剂，其中，活性物质为石墨烯，导电剂为乙炔黑和导电石墨，粘结剂为聚偏二氟乙烯，其中，按质量比，石墨烯：导电石墨：乙炔黑：聚偏二氟乙烯＝0.8g:0.05g：0.05g:0.1g，加1mL无水乙醇组成，正极材料和负极材料厚均为0.1mm。
将离子液体型超级电容器置于微磁场中，利用电化学工作站测量交流阻抗谱法曲线和恒电流充放电法，获得离子液体型超级电容器在磁场中的比电容和放电时间，计算离子液体型超级电容器功率密度。其中，在磁场强度为0mT微磁场下，离子液体型超级电容器的最大功率密度为442.00W/kg，而在磁场强度为32.5mT微磁场下，离子液体型超级电容器的最大功率密度为525.50W/kg，相比于不加微磁场的情况下，离子液体型超级电容器的功率密度提高了19％。
实施例31
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正负极材料、隔膜以及电容器的组装实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为：四氟硼酸季铵盐(SBP-BF4)；
采用该电极材料与离子液体电解质组装的离子液体型超级电容器最大功率密度达455.00W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在38.00mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为557.32W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了21％。
实施例32
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正负极材料、隔膜以及电容器的组装实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为：添加35wt.％乙碳酸丙烯酯(PC)溶液的四氟硼酸季铵盐(SBP-BF4/PC)；
采用该电极材料与离子液体电解质组装的离子液体型超级电容器最大功率密度达495.00W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在38.00mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度的596.475W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了21％。
实施例33
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正负极材料、隔膜以及电容器的组装实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为：质量浓度为72wt.％的四氟硼酸季铵盐的乙基异丙基砜溶液(SBP-BF4/PC)；
采用该电极材料与离子液体电解质组装的离子液体型超级电容器最大功率密度达545.00W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在38.00mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为648.32W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了18％。
实施例34
一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，离子液体型超级电容器选用的正负极材料、隔膜以及电容器的组装实施例1相同，不同点在于：
(1)离子液体电解质溶液为：氯化咪唑盐一氯化铝体系,氯化咪唑盐与氯化铝的摩尔比为1:1.3～1.5；
采用该电极材料与离子液体电解质组装的离子液体型超级电容器最大功率密度达225.00W/kg。将组装好的离子液体型超级电容器在38.00mT磁场下测量，通过测量得最大功率密度为267.75W/kg，相比于不加微磁场的情况，离子液体型超级电容器的功率密度提高了19％。
Claims (10)
1.一种调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，其特征在于，将离子液体型超级电容器置于微磁场中，从而实现对离子液体型超级电容器功率密度的提高；所述的微磁场，其磁场强度H为0mT＜H≤100mT。
2.如权利要求1所述的调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，其特征在于，所述的微磁场通过磁铁或感应线圈获取。
3.如权利要求1所述的调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，其特征在于，微磁场的磁场强度为20mT～66.5mT。
4.如权利要求1所述的调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，其特征在于，所述的离子液体型超级电容器中，包括正极、负极、离子液体电解质、隔膜和超级电容器壳体；
所述的正极，包括正极集流体和正极材料；其中，正极材料包括活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂；所述的正极集流体为磁性材料或非磁性材料；磁性材料具体为不锈钢或镍，非磁性材料具体为铜或钛；
将正极材料的原料混合后，得到的正极材料与正极集流体压制在一起，制成正极；
所述的负极，包括负极集流体和负极材料，其中，负极材料包括活性物质、导电剂、粘结剂和溶剂；负极集流体为磁性材料或非磁性材料；磁性材料具体为不锈钢或镍，非磁性材料具体为铜或钛；
将负极材料的原料混合后，得到的负极材料与负极集流体压制在一起，制成负极。
5.如权利要求4所述的调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，其特征在于，正极和负极中，所述的活性物质为活性炭、多孔碳、碳纳米管、介孔碳或石墨烯中的一种或几种混合；
正极和负极中，所述的导电剂为导电石墨、乙炔黑或导电炭黑材料中的一种或两种混合；
正极和负极中，所述的粘结剂为羧甲基纤维素钠、聚乙烯醇或聚偏氟乙烯材料中的一种；
正极和负极中，所述的溶剂为N-甲基吡咯烷酮或无水乙醇。
6.如权利要求4所述的调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，其特征在于，所述的隔膜，采用商品化超细玻璃纤维隔膜或高分子聚合物隔膜中的一种，其孔径为1μm～6μm，其孔隙率为≥95％。
7.如权利要求4所述的调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，其特征在于，所述的离子液体电解质中，包括阳离子和阴离子；
其中，阳离子为烷基咪唑类、烷基吡咯类或季铵盐类中的一种；
阴离子为三氟甲基磺酰根、六氟磷酸根、四氟硼酸根、硫酸氢根、硫氰酸根、二(三氟甲基磺酰)亚胺、碳酸氢根类、醋酸根类或卤素中的一种。
8.如权利要求4或7任意一项所述的调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，其特征在于，所述的离子液体电解质中，还包括有机添加剂；
所述的有机添加剂为酯类、砜类和腈类的任意一种或几种的混合物；
所述的有机添加剂在离子液体电解质中的质量百分比含量为0wt.％～80wt.％。
9.如权利要求4所述的调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，其特征在于，所述的离子液体电解质，其工作温度通常在室温～60℃。
10.如权利要求4所述的调控离子液体型超级电容器功率密度的方法，其特征在于，所述的离子液体型超级电容器功率密度利用电化学工作站得到离子液体型超级电容器在磁场中的比电容和放电时间，从而得到离子液体型超级电容器功率密度；
所述的电化学工作站的采用的电化学分析方法为恒电流充放电法和循环伏安法相互结合、或交流阻抗谱法和恒电流充放电法相互结合。
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