CN109003834A - 一种超级电容器用高压电解液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超级电容器用高压电解液，包括砜类溶剂、离子液体、成膜添加剂、消氢剂、阴离子表面活性剂和纳米银离子，所述砜类溶剂、离子液体、成膜添加剂、消氢剂、阴离子表面活性剂和纳米银离子的质量比为(20～40)：(25～35)：(2～6)：(5～8)：(1～5)：(0.05～0.1)。本发明提供的超级电容器用高压电解液拥有较宽的电化学窗口和高介电常数，使用寿命长、稳定性高；工作时能及时除氢吸水，高温高压状态下电容器内压过大而损坏；成膜添加剂可以形成稳定的界面膜，减少循环过程中阻抗的增加，提高循环性能。

Description

一种超级电容器用高压电解液
技术领域
本发明涉及电容器技术领域，尤其涉及一种超级电容器用高压电解液。
背景技术
电容器是由两块金属电极之间夹一层绝缘电介质构成。当在两金属电极间加上电压时，电极上就会存储电荷，所以电容器是储能元件。超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有电池的储能特性。
超级电容器是通过电极与电解质之间形成的界面双层来存储能量的新型元器件。超级电容器是一种新型能量存储装置，具有高功率密度、高循环寿命、快速充放电性能好等优点，被广泛应用于军事领域、移动通讯装置、计算机、以及电动汽车的混合电源等。作为超级电容器的重要组成部分，电解液对双电层电容器的储电性能有很大影响，决定着电容器的等效内阻，工作电压范围，储电容量及工作温度和工作环境。
在高温负荷及纹波电流下超级电容器电解液，随着时间的流逝电解液内部分子之间不断发生反应：分解、酯化、酰铵化等，使电容器容量不断降低，损耗不断增大，循环性能降低，且随着酯化的不断进行，产生的水一部分不断分解产生氢气一部分因为高温下水分蒸发导致电容器内部压力升高使电容器鼓底加速电容器失效速度。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供了一种超级电容器用高压电解液，具体技术方案如下：
一种超级电容器用高压电解液，包括砜类溶剂、离子液体、成膜添加剂、消氢剂、阴离子表面活性剂、纳米银离子和吸水剂，所述砜类溶剂、离子液体、成膜添加剂、消氢剂、阴离子表面活性剂和纳米银离子的质量比为(20～40)：(25～35)：(2～6)：(5～8)：(1～5)：(0.05～0.1)：(0.005～0.01)。
作为本发明的进一步改进，所述砜类溶剂为乙基甲基砜、甲氧基乙基甲基砜、环烷基砜和甲基环戊基砜中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述离子液体的阳离子为咪唑阳离子。
作为本发明的进一步改进，所述离子液体为1-甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓盐-二(四氟甲基磺酰)亚胺中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯、三(五氟苯基)硼、亚硫酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述消氢剂为1,4-二苯基丁二炔、二聚苯基炔丙基醚、1,4-双(苯基乙炔基)苯中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述阴离子表面活性剂为三乙醇胺皂、十二烷基硫酸钠、甘胆酸钠中的至少一种。
作为本发明的进一步改进，所述吸水剂为乙烯醇和丙烯酸共聚物组成的聚合物。
本发明的有益效果：本发明提供的超级电容器用高压电解液拥有较宽的电化学窗口和高介电常数，使用寿命长、稳定性高；工作时能及时除氢吸水，高温高压状态下电容器内压过大而损坏；成膜添加剂可以形成稳定的界面膜，减少循环过程中阻抗的增加，提高循环性能。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
一种超级电容器用高压电解液，包括砜类溶剂、离子液体、成膜添加剂、消氢剂、阴离子表面活性剂、纳米银离子和吸水剂，所述砜类溶剂、离子液体、成膜添加剂、消氢剂、阴离子表面活性剂和纳米银离子的质量比为20：25：2：5：1：0.05：0.005。
具体的，所述砜类溶剂为乙基甲基砜。
具体的，所述离子液体为1-甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
具体的，所述成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯。
具体的，所述消氢剂为1,4-二苯基丁二炔。
具体的，所述阴离子表面活性剂为三乙醇胺皂。
具体的，所述吸水剂为乙烯醇和丙烯酸共聚物组成的聚合物。
对实施例1的高压电解液制备的超级电容器进行扫描检测，其电导率为2.15mS/cm，闪火电压为485V，1000小时特性监测中鼔底小。
实施例2
一种超级电容器用高压电解液，包括砜类溶剂、离子液体、成膜添加剂、消氢剂、阴离子表面活性剂、纳米银离子和吸水剂，所述砜类溶剂、离子液体、成膜添加剂、消氢剂、阴离子表面活性剂和纳米银离子的质量比为30：30：4：6：3：0.08：0.008。
具体的，所述砜类溶剂为甲氧基乙基甲基砜。
具体的，所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
具体的，所述成膜添加剂为三(五氟苯基)硼。
具体的，所述消氢剂为二聚苯基炔丙基醚。
具体的，所述阴离子表面活性剂为十二烷基硫酸钠。
具体的，所述吸水剂为乙烯醇和丙烯酸共聚物组成的聚合物。
对实施例1的高压电解液制备的超级电容器进行扫描检测，其电导率为2.09mS/cm，闪火电压为480V，1000小时特性监测中无明显鼔底。
实施例3
一种超级电容器用高压电解液，包括砜类溶剂、离子液体、成膜添加剂、消氢剂、阴离子表面活性剂、纳米银离子和吸水剂，所述砜类溶剂、离子液体、成膜添加剂、消氢剂、阴离子表面活性剂和纳米银离子的质量比为40：35：6：8：5：0.1：0.01。
具体的，所述砜类溶剂为甲基环戊基砜。
具体的，所述离子液体为1-乙基-3-甲基咪唑鎓盐-二(四氟甲基磺酰)亚胺。
具体的，所述成膜添加剂为碳酸二乙酯。
具体的，所述消氢剂为1,4-双(苯基乙炔基)苯。
具体的，所述阴离子表面活性剂为甘胆酸钠中种。
具体的，所述吸水剂为乙烯醇和丙烯酸共聚物组成的聚合物。
对实施例1的高压电解液制备的超级电容器进行扫描检测，其电导率为2.23mS/cm，闪火电压为467V，1000小时特性监测中无明显鼔底。
砜类溶剂具有较宽的电化学窗口，高的阳极稳定性，高的介电常数，与成膜添加剂联合使用能大大改善其与石墨的兼容性，并能降低其粘度和熔点；消氢剂利用碳碳三键的催化加氢作用，能有效减少电解液长期工作产生的氢，极少量的吸水剂能吸收电解液长期工作产生的水，防止高压高温状态下氢气和水蒸气对电容器的损坏；阴离子表面活性剂和纳米银离子作为辅助添加剂，能降低电解液的内阻，提高其导电性能。
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 (8)

1.一种超级电容器用高压电解液，其特征在于，包括砜类溶剂、离子液体、成膜添加剂、消氢剂、阴离子表面活性剂和纳米银离子，所述砜类溶剂、离子液体、成膜添加剂、消氢剂、阴离子表面活性剂、纳米银离子和吸水剂的质量比为(20～40)：(25～35)：(2～6)：(5～8)：(1～5)：(0.05～0.1):(0.005～0.01)。
2.如权利要求1所述的一种超级电容器用高压电解液，其特征在于，所述砜类溶剂为乙基甲基砜、甲氧基乙基甲基砜、环烷基砜和甲基环戊基砜中的至少一种。
3.如权利要求1所述的一种超级电容器用高压电解液，其特征在于，所述离子液体的阳离子为咪唑阳离子。
4.如权利要求3所述的一种超级电容器用高压电解液，其特征在于，所述离子液体为1-甲基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓盐-二(四氟甲基磺酰)亚胺中的至少一种。
5.如权利要求1所述的一种超级电容器用高压电解液，其特征在于，所述成膜添加剂为碳酸亚乙烯酯、三(五氟苯基)硼、亚硫酸乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯中的至少一种。
6.如权利要求1所述的一种超级电容器用高压电解液，其特征在于，所述消氢剂为1,4-二苯基丁二炔、二聚苯基炔丙基醚、1,4-双(苯基乙炔基)苯中的至少一种。
7.如权利要求1所述的一种超级电容器用高压电解液，其特征在于，所述阴离子表面活性剂为三乙醇胺皂、十二烷基硫酸钠、甘胆酸钠中的至少一种。
8.如权利要求1所述的一种超级电容器用高压电解液，其特征在于，所述吸水剂为乙烯醇和丙烯酸共聚物组成的聚合物。
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Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1585057A (zh) * 2003-08-22 2005-02-23 中国科学院电工研究所 有机电解液及其制备方法
CN101578675A (zh) * 2007-01-12 2009-11-11 大金工业株式会社 双电层电容器
CN102074364A (zh) * 2010-12-27 2011-05-25 东莞宏强电子有限公司 一种片式铝电解电容器用电解液的制备方法及电解液
CN102089924A (zh) * 2008-07-11 2011-06-08 法国原子能及替代能源委员会 包括阴离子表面活性剂的离子液体电解质及包括其的电化学装置如蓄电池
CN102376451A (zh) * 2010-08-18 2012-03-14 精工电子有限公司 双电层电容器用电解液、使用该电解液的双电层电容器及其制造方法
CN102496746A (zh) * 2011-12-23 2012-06-13 常州大学 一种水溶液锂离子电池
CN102786443A (zh) * 2011-05-20 2012-11-21 华中科技大学 二元或三元含氟磺酰亚胺的碱金属盐和离子液体及其应用
CN103021671A (zh) * 2012-11-28 2013-04-03 惠州亿纬锂能股份有限公司 锂离子电池电容器
CN103094616A (zh) * 2013-01-30 2013-05-08 江西优锂新材股份有限公司 一种电解液添加剂和含有该电解液添加剂的高电压电解液及锂离子电池
CN104137205A (zh) * 2012-02-27 2014-11-05 松下电器产业株式会社 双电层电容器用电解液以及双电层电容器
CN104577200A (zh) * 2015-02-06 2015-04-29 宁德新能源科技有限公司 一种电解液添加剂及其应用
CN105070528A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 湖南中大新能源科技有限公司 一种超级电容器用电解液
CN102760578B (zh) * 2011-04-27 2016-05-18 海洋王照明科技股份有限公司 一种电容器电解液以及使用该电解液的电容器
CN105761946A (zh) * 2014-12-19 2016-07-13 中国科学院福建物质结构研究所 一种超级电容器及其制备方法
CN107230550A (zh) * 2017-06-01 2017-10-03 合肥尚强电气科技有限公司 一种高性能阻燃电解液及其制备方法

Patent Citations (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1585057A (zh) * 2003-08-22 2005-02-23 中国科学院电工研究所 有机电解液及其制备方法
CN101578675A (zh) * 2007-01-12 2009-11-11 大金工业株式会社 双电层电容器
CN102089924A (zh) * 2008-07-11 2011-06-08 法国原子能及替代能源委员会 包括阴离子表面活性剂的离子液体电解质及包括其的电化学装置如蓄电池
CN102376451A (zh) * 2010-08-18 2012-03-14 精工电子有限公司 双电层电容器用电解液、使用该电解液的双电层电容器及其制造方法
CN102074364A (zh) * 2010-12-27 2011-05-25 东莞宏强电子有限公司 一种片式铝电解电容器用电解液的制备方法及电解液
CN102760578B (zh) * 2011-04-27 2016-05-18 海洋王照明科技股份有限公司 一种电容器电解液以及使用该电解液的电容器
CN102786443A (zh) * 2011-05-20 2012-11-21 华中科技大学 二元或三元含氟磺酰亚胺的碱金属盐和离子液体及其应用
CN102496746A (zh) * 2011-12-23 2012-06-13 常州大学 一种水溶液锂离子电池
CN104137205A (zh) * 2012-02-27 2014-11-05 松下电器产业株式会社 双电层电容器用电解液以及双电层电容器
CN103021671A (zh) * 2012-11-28 2013-04-03 惠州亿纬锂能股份有限公司 锂离子电池电容器
CN103094616A (zh) * 2013-01-30 2013-05-08 江西优锂新材股份有限公司 一种电解液添加剂和含有该电解液添加剂的高电压电解液及锂离子电池
CN105761946A (zh) * 2014-12-19 2016-07-13 中国科学院福建物质结构研究所 一种超级电容器及其制备方法
CN104577200A (zh) * 2015-02-06 2015-04-29 宁德新能源科技有限公司 一种电解液添加剂及其应用
CN105070528A (zh) * 2015-07-16 2015-11-18 湖南中大新能源科技有限公司 一种超级电容器用电解液
CN107230550A (zh) * 2017-06-01 2017-10-03 合肥尚强电气科技有限公司 一种高性能阻燃电解液及其制备方法

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