CN109036872B - 一种低内阻的电容器电解液 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种低内阻的电容器电解液,包括锂盐、有机溶剂、离子液体和改性纳米银,所述锂盐、有机溶剂、离子液体和改性纳米银的质量比为(0.5~1):(0.8~1.5):(0.3~0.8):(0.005~0.01)。本发明中包含高浓度的锂盐和离子液体含量高,能有效提高电容器的容量和使用期限;银离子经改性后,有利于降低电解液的内阻;银离子在电容器工作过程中将有一部分被还原成单质并附着在电极材料的空隙中,从而大大降低双电层电容器的等效内阻。

Description

一种低内阻的电容器电解液
技术领域
本发明涉及电容器技术领域,尤其涉及一种低内阻的电容器电解液。
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。
双层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。作为双电层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。
传统电容器电解液存在很多问题,其耐高温性能差,溶剂易挥发,导致电容器长期使用易老化、损坏甚至自燃。作为一种新型的电解液,离子液体是在室温或接近室温的条件下完全由离子组成的有机液体物质。离子液体的出现,大大拓展了双电层电容器的应用领域。对离子液体性能的进一步研究,使电容器在耐高压、产气抑制剂、成膜剂等方面保持稳定的同时,能具有更好的储能特性。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足,提供了一种低内阻的电容器电解液,具体技术方案如下:
一种低内阻的电容器电解液,包括锂盐、有机溶剂、离子液体和改性纳米银,所述锂盐、有机溶剂、离子液体和改性纳米银的质量比为(0.5~1):(0.8~1.5):(0.3~0.8):(0.005~0.01)。
作为本发明的进一步改进,所述锂盐为双氟代磺酰亚胺锂、草酸四氟硼酸锂、三(五氟乙基)三氟磷酸锂、六氟磷酸锂中的至少一种。
作为本发明的进一步改进,所述有机溶剂为碳酸丙烯酯、二甲基碳酸酯、螺环碳酸酯、聚碳酸酯中的任一种。
作为本发明的进一步改进,所述离子液体为有机阳离子与无机阴离子的组合物,所述有机阳离子为季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子中的任一种。
作为本发明的进一步改进,所述有机阳离子为N-烷基苯并咪唑阳离子。
作为本发明的进一步改进,所述改性纳米银包括按质量份数计的如下原料:硝酸银溶液25~30份、乙烯基双硬脂酸酰胺3~5份、松香酸聚氧乙烯酯1~3份、氧化钙10~15份。
作为本发明的进一步改进,所述硝酸银溶液的质量分数为10~20%。
作为本发明的进一步改进,所述改性纳米银的制备方法为:将氧化钙研磨细碎并过300目筛;将过筛后的氧化钙、硝酸银溶液、乙烯基双硬脂酸酰胺和松香酸聚氧乙烯酯混合并加热至65~75℃,超声分散35~45min;将上述混合物转入烘箱蒸干,然后用球磨机研磨30min,过500目筛即得改性纳米银。
本发明的有益效果:本发明中包含高浓度的锂盐和离子液体含量高,能有效提高电容器的容量和使用期限;银离子经改性后,不会全部以游离阳离子形态存在于电解液中,纳米银表面的有机官能团溶解于电解液中,部分阴离子会变成游离态,有利于降低电解液的内阻;银离子在电容器工作过程中将有一部分被还原成单质并附着在电极材料的空隙中,从而大大降低双电层电容器的等效内阻。
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
一种低内阻的电容器电解液,包括双氟代磺酰亚胺锂、碳酸丙烯酯、N-烷基苯并咪唑阳离子、双氟代磺酰亚胺阴离子和改性纳米银,所述双氟代磺酰亚胺锂、碳酸丙烯酯、N-烷基苯并咪唑阳离子、双氟代磺酰亚胺阴离子和改性纳米银的质量比为0.5:0.8:0.15:0.15:0.005。
进一步地,所述改性纳米银包括按质量份数计的如下原料:硝酸银溶液25份、乙烯基双硬脂酸酰胺3份、松香酸聚氧乙烯酯1份、氧化钙10份。
进一步地,所述硝酸银溶液的质量分数为10%。
进一步地,所述改性纳米银的制备方法为:将氧化钙研磨细碎并过300目筛;将过筛后的氧化钙、硝酸银溶液、乙烯基双硬脂酸酰胺和松香酸聚氧乙烯酯混合并加热至65℃,超声分散35min;将上述混合物转入烘箱蒸干,然后用球磨机研磨30min,过500目筛即得改性纳米银。
测得本实施例电解液所制得的电容器的等效内阻为32Ω。
实施例2
一种低内阻的电容器电解液,包括草酸四氟硼酸锂、二甲基碳酸酯、N-烷基苯并咪唑阳离子、草酸四氟硼酸阴离子和改性纳米银,所述草酸四氟硼酸锂、二甲基碳酸酯、N-烷基苯并咪唑阳离子、草酸四氟硼酸阴离子和改性纳米银的质量比为0.8:1.2:0.2:0.2:0.008。
进一步地,所述改性纳米银包括按质量份数计的如下原料:硝酸银溶液28份、乙烯基双硬脂酸酰胺4份、松香酸聚氧乙烯酯2份、氧化钙12份。
进一步地,所述硝酸银溶液的质量分数为15%。
进一步地,所述改性纳米银的制备方法为:将氧化钙研磨细碎并过300目筛;将过筛后的氧化钙、硝酸银溶液、乙烯基双硬脂酸酰胺和松香酸聚氧乙烯酯混合并加热至70℃,超声分散40min;将上述混合物转入烘箱蒸干,然后用球磨机研磨30min,过500目筛即得改性纳米银。
测得本实施例电解液所制得的电容器的等效内阻为29Ω。
实施例3
一种低内阻的电容器电解液,包括六氟磷酸锂、聚碳酸酯、N-烷基苯并咪唑阳离子、六氟磷酸阴离子和改性纳米银,所述六氟磷酸锂、聚碳酸酯、N-烷基苯并咪唑阳离子、六氟磷酸阴离子和改性纳米银的质量比为1:1.5:0.3:0.3:0.01。
进一步地,所述改性纳米银包括按质量份数计的如下原料:硝酸银溶液30份、乙烯基双硬脂酸酰胺5份、松香酸聚氧乙烯酯3份、氧化钙15份。
进一步地,所述硝酸银溶液的质量分数为20%。
进一步地,所述改性纳米银的制备方法为:将氧化钙研磨细碎并过300目筛;将过筛后的氧化钙、硝酸银溶液、乙烯基双硬脂酸酰胺和松香酸聚氧乙烯酯混合并加热至75℃,超声分散45min;将上述混合物转入烘箱蒸干,然后用球磨机研磨30min,过500目筛即得改性纳米银。
测得本实施例电解液所制得的电容器的等效内阻为30Ω。
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 (7)

1.一种低内阻的电容器电解液,其特征在于,包括锂盐、有机溶剂、离子液体和改性纳米银,所述锂盐、有机溶剂、离子液体和改性纳米银的质量比为(0.5~1):(0.8~1.5):(0.3~0.8):(0.005~0.01);
所述改性纳米银的制备方法为:将氧化钙研磨细碎并过300目筛;将过筛后的氧化钙、硝酸银溶液、乙烯基双硬脂酸酰胺和松香酸聚氧乙烯酯混合并加热至65~75℃,超声分散35~45min;将上述混合物转入烘箱蒸干,然后用球磨机研磨30min,过500目筛即得改性纳米银。
2.如权利要求1所述的一种低内阻的电容器电解液,其特征在于,所述锂盐为双氟代磺酰亚胺锂、草酸四氟硼酸锂、三(五氟乙基)三氟磷酸锂、六氟磷酸锂中的至少一种。
3.如权利要求1所述的一种低内阻的电容器电解液,其特征在于,所述有机溶剂为碳酸丙烯酯、二甲基碳酸酯、螺环碳酸酯、聚碳酸酯中的任一种。
4.如权利要求1所述的一种低内阻的电容器电解液,其特征在于,所述离子液体为有机阳离子与无机阴离子的组合物,所述有机阳离子为季铵盐离子、季鏻盐离子、咪唑盐离子和吡咯盐离子中的任一种。
5.如权利要求4所述的一种低内阻的电容器电解液,其特征在于,所述有机阳离子为N-烷基苯并咪唑阳离子。
6.如权利要求1所述的一种低内阻的电容器电解液,其特征在于,所述改性纳米银包括按质量份数计的如下原料:硝酸银溶液25~30份、乙烯基双硬脂酸酰胺3~5份、松香酸聚氧乙烯酯1~3份、氧化钙10~15份。
7.如权利要求6所述的一种低内阻的电容器电解液,其特征在于,所述硝酸银溶液的质量分数为10~20%。
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