KR102508004B1 - 전기화학 커패시터용 전해질 - Google Patents

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정우 이
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Abstract

액화 가스 전해질을 사용하는 전기화학 커패시터 (electrochemical capacitor)의 성능을 증가시키기 위한 염 및 용매의 조합이 기재되어 있다.

Description

전기화학 커패시터용 전해질
1.0 관련 출원에 대한 상호-참조
본 출원은 2019년 9월 30일자로 출원된 미국 가출원 제62/908515호, 2019년 10월 7일자로 출원된 미국 가출원 제62/911505호 및 2019년 10월 7일자로 출원된 미국 가출원 제62/911508호에 대한 우선권을 청구한다. 이들 출원은 각각 그 전문이 참조로 포함된다.
본 출원은 또한 2019년 10월 28일자로 출원된 미국 출원 제16/666155호, 2019년 5월 15일자로 출원된 PCT/US2019/032413호, 2018년 5월 18일자로 출원된 미국 가출원 제62/673,792호, 2019년 10월 28일자로 출원된 미국 출원 제16/666131호, 2019년 5월 15일자로 출원된 PCT/US2019/032414호, 2019년 5월 18일자로 출원된 미국 가출원 제62/673,752호, 2018년 10월 22일자로 출원된 미국 가출원 제62/749,046호, 2014년 3월 28일자로 출원된 미국 가출원 제61/972,101호, 2013년 11월 15일자로 출원된 미국 가출원 제61/905,057호, 2014년 11월 17일자로 출원된 PCT/US14/066015호, 2016년 5월 13일자로 출원된 미국 출원 제15/036,763호, 2020년 2월 18일자로 출원된 미국 출원 제16/793190호, 2017년 4월 27일자로 출원된 PCT/US17/29821호, 2018년 11월 28일자로 출원된 미국 출원 제16/305,034호, 2016년 5월 27일자로 출원된 미국 가출원 제62/342838호, 2020년 4월 1일자로 출원된 PCT/US2020/026086호 및 2019년 2월 4일자로 출원된 미국 가출원 제62/800955호에 관한 것이다. 이들 출원 각각의 내용은 그 전문이 본 출원에 참조로 포함된다.
2.0 연방정부 지원 R & D에 대한 진술서
없음
3.0 발명의 분야
본 발명의 구현예는 전기화학 에너지 디바이스, 예컨대 배터리 및 전기화학 커패시터 (electrochemical capacitor)에 사용하기 위한 전해질의 조성물 및 화학적 제형에 관한 것이다. 상기 조성물을 이용하는 디바이스 및 상기 조성물의 사용 방법이 또한 제공된다.
4.0 배경기술
전기화학 에너지 저장 디바이스, 예컨대 배터리 및 이중층 커패시터는 양 및 음 전극 사이에 전하를 나르기 위해 이온 전도성 전해질 (ionically conducting electrolyte) 용액을 이용한다. 통상적으로, 이들 전해질은 +20℃의 표준 실온 및 표준 압력 (대략 1.01325 bar)에서 액체이다. 전해질 용액은 일정 양의 용매 및 염과 부가 성분들의 혼합물을 사용한다.
전기화학 에너지 저장 디바이스, 예컨대 전기화학 커패시터는 고전압 및 고온에서 성능 저하를 겪는다. 바람직하지 못한 분해는 불안정한 전해질 용매 또는 염에 의해 일어나며, 이는 고전압 또는 고온하에 놓인 경우 디바이스 성능을 저하시킨다. 통상적으로, 통상의 전해질, 예컨대 아세토니트릴 용매 중 1.0 M TEABF4는 -40 내지 +65℃ 및 2.7 V로 제한될 것이다. 저하없이 -60℃의 저온 및 +85℃만큼 높은 온도 또는 3.0 V보다 높은 전압에 도달하는 것이 상당히 바람직하다. 그러기 위하여 전해질 용매 및 염 제형에 있어서의 진전이 요구된다.
5.0 발명의 요약
본 개시내용의 구현예는 화학적 제형, 전해질 조성물, 이를 사용한 전기화학 커패시터, 및 이의 사용 방법에 관한 것이다. 일부 기재된 구현예는 액화 가스 용매를 포함하는 전해질을 위한 신규 제형에 관한 것이다. 셀의 저온, 고온 및 고전압을 개선하는 전기화학 커패시터를 위한 전해질 제형이 본 명세서에 기재되어 있다.
일 구현예는 하나 이상의 액화 가스 용매 및 하나 이상의 염을 포함하는 이온 전도성 전해질; 이온 전도성 전해질을 둘러싸고, 액화 가스 용매에 가압 상태를 제공하도록 구조화된 하우징 (housing); 및 이온 전도성 전해질과 접하는 적어도 두 개의 전도성 전극을 포함하는 전기화학 커패시터에 관한 것이다.
일부 구현예에서, 액화 가스 용매는 압축 압력이 적용되는 온도에서 액화 가스 용매의 증기압과 동일하거나 이보다 큰 압축 압력하에 놓임으로써, 액화 가스 용매를 액체 상으로 유지할 수 있다. 일부 구현예에서, 액화 가스 용매는 293.15 K의 실온에서 100 kPa의 대기압보다 높은 증기압을 갖는다. 본 개시내용의 구현예는 화학적 제형, 전해질 조성물, 이를 사용한 전기화학 디바이스 및 이의 사용 방법에 관한 것이다. 일부 기재된 구현예는 액화 가스 용매를 포함하는 전해질을 위한 신규 제형에 관한 것이다.
당업계의 숙련가에게 분명할 수 있는 바와 같은, 부가의 측면, 대안 및 변화가 또한 본 명세서에 기재되어 있고, 특히 본 발명의 일부로서 포함되는 것으로 고려된다. 본 발명은 단지 본 출원 또는 관련 출원으로 특허청에서 허용된 바와 같이 청구범위에 제시되고, 특정 실시예의 하기 요약 설명은 어떤 식으로든, 법적 보호 범위를 제한하거나, 한정하거나 달리 정립하지 않는다.
도 1은 본 발명에 사용될 수 있는 몇몇 염의 구조를 예시한다.
도 2는 디플루오로메탄 중 1.0 M SBPBF4로 구성된 전기화학 디바이스에 대한 다양한 온도에서의 방전 곡선을 예시한다.
도 3은 다양한 온도에서 디플루오로메탄 중 1.0 M SBPBF4로 구성된 전기화학 디바이스에 대한 정전용량 (capacitance) 대 방전률 (discharge rate)을 예시한다.
도 4는 1500시간 동안 +85℃에서 2.7 V로 유지된, 디플루오로메탄 중 1.0 M SBPBF4로 구성된 전기화학 디바이스에 대한 정전용량 대 시간을 예시한다.
도 5는 1500시간 동안 +85℃에서 2.7 V로 유지된, 디플루오로메탄 중 1.0 M SBPBF4로 구성된 전기화학 디바이스에 대한 DCR 저항 대 시간을 예시한다.
도 6은 다양한 온도에서 디플루오로메탄 중 1.0 M TBABF4로 구성된 전기화학 디바이스에 대한 정전용량 대 방전률을 예시한다.
도 7은 다양한 온도에서 디플루오로메탄 중 0.3 M TEABF4 및 0.7 M TBABF4로 구성된 전기화학 디바이스에 대한 정전용량 대 방전률을 예시한다.
도 8은 +20℃에서 디플루오로메탄 중 0.3 M TEABF4로 구성된 전기화학 디바이스에 대한 정전용량 대 방전률을 예시한다.
6.0 상세한 설명
본 발명을 수행하기 위해 본 발명자에 의해 시도된 임의의 최상의 방식을 포함한, 본 발명의 일부 특정 예를 본 명세서에서 참조한다. 이들 특정 구현예의 예가 첨부된 도면에 예시되어 있다. 본 발명은 이들 특정 구현예와 함께 기술되어 있지만, 그들은 본 발명을 기술되거나 예시된 구현예로 제한하고자 하는 것이 아님을 이해할 것이다. 그와 반대로, 그들은 첨부된 특허청구범위에서 정의된 바와 같은 본 발명의 취지 및 범위 내에 포함될 수 있는 대안, 변형 및 등가물을 포함시키고자 한다.
하기의 설명에서, 수많은 특정 상세는 본 발명의 철저한 이해를 제공하기 위해 제시된다. 본 발명의 특별한 예시 구현예는 이들 특정 상세 중 일부 또는 모두없이 실행될 수 있다. 다른 경우에, 당업계의 숙련가에게 잘 알려진 공정 작동은 본 발명을 불필요하게 불분명하게 하지 않도록 상세히 기술하지 않았다. 본 발명의 다양한 기술 및 메카니즘은 명확성을 위해 종종 단수 형태로 기술될 것이다. 그러나, 일부 구현예는 달리 언급되지 않는 한, 기술의 다중 반복 또는 다중 메카니즘을 포함함을 주지해야 한다. 유사하게, 본 명세서에 제시되고 기술된 방법들의 다양한 단계는 특정 구현예에서, 제시된 순서로 반드시 수행되지 않거나, 전혀 수행되지 않는다. 따라서, 본 명세서에서 논의된 방법의 일부 실행은 제시되거나 기술된 것들 보다 더 많거나 적은 단계를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 기술 및 메카니즘은 종종 둘 이상의 실체 사이에 관련성, 관계 또는 상호작용을 기술할 것이다. 실체 사이의 관련성 또는 관계는 다양한 다른 실체 또는 공정이 임의의 두 실체 사이에 발생되거나 일어날 수 있기 때문에, 반드시 직접적인, 방해하지 않는 관련성을 의미하지는 않음을 주지해야 한다. 결과적으로, 제시된 관련성은 달리 제시되지 않는 한, 반드시 직접적인 방해하지 않는 관련성을 의미하지 않는다.
디바이스에 저장된 에너지를 최대화하기 위해 전기화학 커패시터의 전압 및 용량을 증가시키는 것이 바람직하다. 또한, 디바이스는 광범위한 온도에 걸쳐 작동해야 하고, 양호한 고출력 (신속한 충전 또는 신속한 방전) 특성을 가져야 한다. TEABF4 (테트라에틸 암모늄 테트라플루오로보레이트) 염과 혼합된, 유기 액체인, 아세토니트릴이 전기화학 커패시터용 전해질로서 대부분 통상적으로 사용되고 있지만, 디바이스는 통상 2.7 V 및 -40 내지 +65℃ 온도 작동으로 제한된다. 다양한 염과 혼합되고 -60℃ 까지 아래로 광범위한 온도 범위에 걸쳐 작동하는 것으로 제시된, 신규 액화 가스 용매, 디플루오로메탄이 앞서 기재되었지만; 고온은 +65℃로 제한되었고, 용매 내에서 불량한 염 용해도 및 확산으로 인해 양호한 고출력 성능을 갖지 못했다.
액화 가스 전해질과 함께 사용되는 앞서 기재되지 않은 염이 본 명세서에 기재되어 있다. 스피로-(1,1')-비피롤리디늄 또는 디메틸피롤리디늄 테트라플루오로보레이트와 같은 염은 액화 가스 전해질에서, 특히 다양한 실험에서 측정된 바와 같이 적어도 2.0 M의 디플루오로메탄에서 우수한 용해도를 나타낸다. 한편, 액화 가스 전해질 중 이들 염의 용해도가 통상의 염보다 상당히 더 높았음을 주의깊은 실험없이 결정하는 것은 불가능했다. 예상밖의 높은 용해도는 양이온의 독특한 구조에 기인한다고 여겨지고, 이는 상당히 가용성인 양이온을 만들기 위해 두 개의 에틸기가 함께 결합되었다. 양이온에 대한 이러한 유형의 구조는 디플루오로메탄 및 다른 액화 가스 용매에서의 용해도를 상당히 개선시킬 수 있음을 나타낸다. 기존의 액체 용매 중 이들 염에 대한 용해도의 증가가 앞서 기재되었음에도 불구하고, 본원에 기재된 바와 같은 액화 가스 전해질 중 용해도를 체크하기 위한 시도는 누구도 없었다. 게다가, 통상의 테트라에틸암모늄 양이온에 비해 더 작은 크기 및 분자량의 양이온은 탄소 전극 내에 심지어 더 작은 나노기공으로의 접근을 허용하기 때문에, 전해질에서 더 높은 전도성 및 더 높은 셀 정전용량을 허용한다. 전기화학 커패시터 디바이스에 이들 염의 사용은 우수한 충전 및 방전률과 용량 보유율을 갖지면서, -60 내지 +85℃의 광범위한 온도 범위에 걸쳐 예상밖으로 높은 성능을 유도했다. 테트라에틸암모늄 테트라플루오로보레이트 및 테트라부틸암모늄 테트라플루오로보레이트와 같은, 통상의 염을 사용한 이전의 작업은 저온에서 불량한 출력 성능을 나타냈다. 이는 이들 저온에서 염 침강에 기인한다. 대조적으로, 스피로-(1,1')-비피롤리디늄 테트라플루오로보레이트 또는 디메틸피롤리디늄 테트라플루오로보레이트의 예상밖으로 높은 용해도는 저온에서 여전히 매우 양호한 성능을 허용한다. 이러한 성능은 주의깊은 실험없이 결정하는 것이 불가능할 것이다. 게다가, 스피로-(1,1')-비피롤리디늄 테트라플루오로보레이트 또는 디메틸피롤리디늄 테트라플루오로보레이트를 사용한 셀은 2.7 V 및 +85℃에서 시험된 가속화된 수명하에 예상밖으로 우수한 수명을 보이며, 이는 기존의 전기화학 커패시터에서는 얻을 수 없는 것이다. 기존의 액체-기본 전해질 (예: 아세토니트릴)에서, 이들 염이 +65℃에서 개선된 전압 3.0 V를 나타냈음에도 불구하고, +85C의 고온에서 2.7 V에서 작동하고, -60℃만큼 낮은 저온에서 높은 출력을 유지하는 동시 능력을 갖는 어떠한 것도 제시되지 않았다. 이는 놀랍게도 염 및 용매 시스템 모두의 안정성을 위해 유용한 결과를 제시한 것이다.
일 구현예에서, 전기화학 에너지 저장 디바이스는 전기화학 커패시터에 관한 것이다. 일부 구현예에서, 전기화학 커패시터는 또한 두 개의 전도성 전극 및 이온 전도성 전해질을 둘러싸는 하우징을 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 액화 가스 용매는 293.15 K의 실온에서 100 kPa의 대기압보다 높은 증기압을 갖는다. 이러한 일부 구현예에서, 액화 가스 용매는 압축 압력이 적용되는 온도에서 액화 가스 용매의 증기압과 동일하거나 이보다 큰 압축 압력하에 놓임으로써, 액화 가스 용매를 액체 상으로 유지할 수 있다.
일부 구현예에서, 전도성 전극 중 하나 또는 모두는 탄소 물질, 예컨대 활성탄, 흑연, 카본 블랙, 그래핀, 탄소 나노튜브로 구성될 수 있다. 게다가, 전극은 결합제 물질, 예컨대 PVDF, SBR, CMC, PTFE를 함유할 수 있다. 전극은 집전 장치 물질, 예컨대 알루미늄, 구리, 닉켈, 티탄 위에 코팅될 수 있다. 집전 장치는 호일, 메시, 또는 포움 (foam) 형태 물질일 수 있다.
일부 구현예에서, 전기화학 디바이스는 PCT/US2014/066015, PCT/US2017/29821, PCT/US2019/032414, 및 PCT/US2019/032413에 기술된 바와 같은 전기화학 에너지 저장 디바이스, 예컨대 전기화학 커패시터이다.
일 구현예에서, 액화 가스 용매는 디플루오로메탄을 포함한다. 다른 구현예에서, 액화 가스 용매는 플루오로메탄을 포함한다. 다른 구현예에서, 액화 가스 용매는 1,1-디플루오로에탄을 포함한다. 다른 구현예에서, 액화 가스 용매는 플루오로메탄 및 디플루오로메탄의 혼합물을 포함한다. 다른 구현예에서, 액화 가스 용매는 1,1-디플루오로에탄 및 디플루오로메탄의 혼합물을 포함한다. 다른 구현예에서, 액화 가스 용매는 플루오로메탄 및 1,1-디플루오로에탄의 혼합물을 포함한다. 다른 구현예에서, 액화 가스 용매는 플루오로메탄, 디플루오로메탄 및 1,1-디플루오로에탄의 혼합물을 포함한다. 두 성분 혼합된 용매 시스템의 비는 임의의 두 액화 가스 용매 플루오로메탄, 디플루오로메탄 및 1,1-디플루오로에탄의 중량을 기준으로 하여, 약 99:1, 98:2, 95:5, 90:10, 80:20, 70:30, 60:40, 50:50, 40:60, 30:70, 20:80, 10:90, 5:95, 2:98, 1:99일 수 있다. 세-성분 혼합된 용매 시스템의 비는 세 개의 액화 가스 용매 플루오로메탄, 디플루오로메탄 및 1,1-디플루오로에탄에 대해 약 1:1:1, 1:2:2, 1:3:3, 2:1:2, 2:2:1, 1:2:3, 1:3:2, 2:3:2, 1:3:3일 수 있다.
일부 구현예에서, 하나 이상의 염은 음으로 하전된 음이온, 예컨대 아세테이트, 비스(플루오로술포닐)이미드, 비스(옥살레이트)보레이트, 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드, 브로마이드, 클로라이드, 디시안아미드, 디에틸 포스페이트, 헥사플루오로포스페이트, 황산수소, 요오다이드, 메탄술포네이트, 메틸-포포네이트, 테트라클로로알루미네이트, 테트라플루오로보레이트 및 트리플루오로메탄술포네이트와 쌍을 이룬, 양으로 하전된 양이온, 예컨대 테트라메틸암모늄, 테트라에틸암모늄, 테트라프로필암모늄, 테트라부틸암모늄, 트리에틸메틸암모늄 암모늄, 스피로-(1,1')-비피롤리디늄, 1,1-디메틸피롤리디늄 및 1,1-디에틸피롤리디늄을 같는 염으로 구성될 수 있다.
일 구현예에서, 염은 구조식 (1)을 갖는 스피로-(1,1')-비피롤리디늄 테트라플루오로보레이트 (SBPBF4)로 구성된다. 다른 구현예에서, 염은 구조식 (2)를 갖는 디메틸피롤리디늄 테트라플루오로보레이트 (DMPBF4)로 구성된다. 다른 구현예에서, 염은 구조식 (3)을 갖는 에틸메틸피롤리디늄 테트라플루오로보레이트 (EMPBF4)로 구성된다. 다른 구현예에서, 염은 구조식 (4)를 갖는 디에틸피롤리디늄 테트라플루오로보레이트 (DEPBF4)로 구성된다. 다른 구현예에서, 염은 구조식 (5)를 갖는 디프로필피롤리디늄 테트라플루오로보레이트 (DPPBF4)로 구성된다. 다른 구현예에서, 염은 구조식 (6)을 갖는 디부틸피롤리디늄 테트라플루오로보레이트 (DBPBF4)로 구성된다. 다른 구현예에서, 염은 구조식 (7)을 갖는 테트라에틸암모늄 테트라플루오로보레이트 (TEABF4)로 구성된다. 다른 구현예에서, 염은 구조식 (8)을 갖는 테트라부틸암모늄 테트라플루오로보레이트 (TBABF4)로 구성된다. 다른 구현예에서, 염은 구조식 (9)를 갖는 테트라부틸암모늄 헥사플루오로포스페이트 (TBAPF6)로 구성된다. 이들 9개 구조가 도 1에 제시되어 있다.
다른 구현예에서, 염 (1)-(9)에 사용된 양하전된 양이온중 임의의 것은 복수의 음하전된 음이온, 예컨대 아세테이트, 비스(플루오로술포닐)이미드, 비스(옥살레이트)보레이트, 비스(트리플루오로메탄술포닐)이미드, 브로마이드, 클로라이드, 디시안아미드, 디에틸 포스페이트, 헥사플루오로포스페이트, 황산수소, 요오다이드, 메탄술포네이트, 메틸-포포네이트, 테트라클로로알루미네이트, 테트라플루오로보레이트 및 트리플루오로메탄술포네이트와 함께 사용될 수 있다.
액화 가스 용매 중 염은 약 0.001, 0.01, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 1.0, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.5, 또는 3 몰 농도일 수 있다. 다른 구현예에서, 하나 이상의 염은 염 혼합물과 함께 전해질을 형성하기 위한 임의의 상기 농도로 사용될 수 있다. 일 구현예에서, 이는 디플루오로메탄 중 0.7 M SBPBF4 및 0.3M TEABF4일 수 있다. 다른 구현예에서, 이는 디플루오로메탄 중 0.5 M SBPBF4 및 0.5M TBABF4일 수 있다. 다른 구현예에서, 이는 디플루오로메탄 중 0.3 M SBPBF4 및 0.7M TBAPF6일 수 있다. 다른 구현예에서, 이는 디플루오로메탄 중 1.0 M SBPBF4일 수 있다. 다른 구현예에서, 이는 디플루오로메탄 중 1.0 M TBAPF6일 수 있다. 다른 구현예에서, 이는 디플루오로메탄 중 0.3 M TEABF4일 수 있다. 다른 구현예에서, 이는 디플루오로메탄 중 1.0 M DMPBF4일 수 있다.
본 명세서에 기술된 대안적 또는 부가의 구현예는 전술한 설명 또는 본 명세서의 어딘가에 임의 설명의 특징중 하나 이상을 포함하는 전해질 조성물을 제공한다.
본 명세서에 기술된 대안적 또는 부가의 구현예는 전술한 설명 또는 본 명세서의 어딘가에 임의 설명의 특징중 하나 이상을 포함하는 디바이스를 제공한다.
본 명세서에 기술된 대안적 또는 부가의 구현예는 전술한 설명 또는 본 명세서의 어딘가에 임의 설명의 특징중 하나 이상을 포함하는 전해질 조성물 또는 디바이스의 사용 방법을 제공한다.
당업계의 숙련가는 "이온 전도성 전해질"과 관련하여 본 명세서에 사용된 바와 같은 용어 "하나 이상의 염", "하나 이상의 용매" ("액화 가스 용매" 및 "액체 용매" 포함), 및 "하나 이상의 첨가제"가 하나 또는 복수의 전해질 성분을 지칭할 수 있음을 이해할 것이다.
6.1 실시예 1
전기화학 커패시터 디바이스는 디플루오로메탄 (DFM) 중 1.0 M SBPBF4로 구성된 액화 가스 전해질을 사용하여 시험하였다. 디바이스는 60분 동안 3.0 V로 충전시켰고, 다양한 온도에서 5A의 속도로 방전시켰다. +85℃ 내지 -55℃에서 잘 수행되었고, 그 온도 범위에 걸쳐 정전용량 및 임피던스 (impedance)에 변화는 거의 없었다. -78℃의 저온에서 일부 정전용량의 손실을 나타냈지만, 최신 전기화학 커패시터와 비교할 때 저온에서 여전히 우수한 성능을 나타냈다. 가장 놀라운 것은 커패시터가 단시간 동안 3.0 V 및 +85℃에서 잘 수행되는 능력이다. 이러한 예상밖의 성능은 최신 커패시터의 것에 비해 우수하고, 이는 심지어 수 분 또는 수 시간 동안 3.0 V 및 +85℃에서 유지된 경우 신속한 저하를 보인다. 이는 단기간 고온이 예상되는 영역에서의 적응성을 갖는다. 성능 측정기준은 하기 표 1에 기술되어 있고, 방전 곡선은 도 2에 제시되어 있다.
표 1
Figure 112022037101493-pct00001
6.2 실시예 2
전기화학 커패시터 디바이스는 디플루오로메탄 (DFM) 중 1.0 M SBPBF4로 구성된 액화 가스 전해질을 사용하여 시험하였다. 디바이스는 -60, +20 및 +85℃에서 40 Amp까지의 다양한 방전률로 시험하였다. 각각의 온도에서 시험된 전류에 대한 정전용량의 눈에 띄는 변화는 없으며, 각각의 온도에서 높은 성능을 나타내는 것이다. 각각의 온도에서 정전용량 대 온도 데이터는 도 3에 도시되어 있다.
6.3 실시예 3
전기화학 커패시터 디바이스는 디플루오로메탄 (DFM) 중 1.0 M SBPBF4로 구성된 액화 가스 전해질을 사용하여 시험하였다. 디바이스는 2.7 V 및 +85℃에서 시험된 수명을 가속화시켰다. 디바이스는 시험 지속시간 동안 이 온도에서 유지시켰고, 정전용량을 체크하기 위해 100-시간 간격으로 방전시킨 다음, 즉시 2.7 V로 다시 충전시켰다. 정전용량 및 DCR 대 시간 데이터는 도 4 및 5에 각각 제시되어 있다. 시험된 디바이스의 정전용량은 ~7%로 떨어졌고, DCR (저항)은 1500시간의 시험에 걸쳐 ~26% 상승했다. 일반적으로, 셀은 정전용량에서 <20% 강하 및 DCR에서 <50% 증가를 가지면서 "DC 수명" 시험을 통과한다. 이러한 놀라운 결과는 SBPBF4 염 및 디플루오로메탄 액화 가스 용매 시스템의 우수한 안정성을 나타내는 것이다. 이전의 다른 전해질은 1500시간에 걸쳐 +85℃에서 2.7 V 성능의 이러한 조합을 제시하지 못하였다. 다른 용매 (예: 아세토니트릴)에 사용된 동일한 염이 새로운 액화 가스 용매, 예컨대 디플루오로메탄에서 아주 잘 수행될 것인지가 당업계의 숙련가에게는 명확치 않았다. 이러한 성능을 보이기 위해 시험하는 실험이 요구될 것이고, 처음으로 본원에 기재된 바와 같이, 염과 용매의 이러한 독특한 조합이 디바이스의 성능을 유의하게 향상시킴을 보여주고 있다.
6.4 실시예 4
비교 시험으로서, 전기화학 커패시터 디바이스는 디플루오로메탄 (DFM) 중 1.0 M TBABF4로 구성된 액화 가스 전해질을 사용하여 시험하였다. 디바이스는 -60 및 +20℃에서 40 A까지의 다양한 방전률로 시험하였다. +20℃에서 5A로부터 40A 방전으로의 정전용량의 6% 강하가 존재한 반면, 저온에서 정전용량의 유의한 강하가 존재한다. 각 온도에서 정전용량 대 방전 전류가 도 6에 제시되어 있다. 셀은 -60℃의 온도에서 높은 DCR로 매우 불량하게 수행되었다. 이는 그것이 액화 가스 용매 디플루오로메탄도 아니고, 양호한 저온 성능에 요구되는 염의 양호한 용해도도 아닐뿐만 아니라, 기재된 SBPBF4 염 및 디플루오로메탄 용매를 사용하는 경우에서와 같이, 염 및 용매의 정확한 조합임을 나타내는 것이다. 게다가, 도 3에 제시된 성능과 비교시, SBPBF4 염의 정전용량 대 TBABF4 염의 것은 더 높다. 이는 양이온의 작은 입자가 탄소 전극 상의 더 많은 나노기공에 접근함으로써, 디바이스 정전용량을 증가시키기 때문이다. 이들 상이한 측정기준은 실제 셀 성능을 결정하기 위해 실험이 수행되지 않았다면 명확치 않을 것이다.
6.5 실시예 5
비교 시험으로서, 전기화학 커패시터 디바이스는 디플루오로메탄 (DFM) 중 0.3 TEABF4 및 0.7 M TBABF4로 구성된 액화 가스 전해질을 사용하여 시험하였다. 디바이스는 -60 및 +20℃에서 40 A까지의 다양한 방전률로 시험하였다. +20℃에서 5A로부터 40A 방전으로의 정전용량의 강하는 적거나 없는 반면, 저온에서 정전용량의 유의한 강하가 존재한다. 각 온도에서 정전용량 대 방전 전류가 도 7에 제시되어 있다. 셀은 +85℃의 온도에서 높은 DCR로 매우 불량하게 수행되었다.
6.6 실시예 6
비교 시험으로서, 전기화학 커패시터 디바이스는 디플루오로메탄 (DFM) 중 0.3 TEABF4로 구성된 액화 가스 전해질을 사용하여 시험하였다. 디바이스는 +20℃에서 40 A까지의 다양한 방전률로 시험하였다. 방전 전류의 증가된 수준에서 정전용량의 유의한 강하가 존재한다. 정전용량 대 방전 전류가 도 8에 제시되어 있다. 셀은 -60℃ 및 +85℃의 극한온도에서 높은 DCR로 매우 불량하게 수행되었다.
6.7 실시예 7
비교 시험으로서, 몇몇 전기화학 커패시터 디바이스는 DFM 중 1.0 M SBPBF4, DFM 중 1.0M TBABF4, DFM 중 0.3 TEABF4 + 0.7M TBABF4 및 디플루오로메탄 (DFM) 중 0.3M TEABF4로 구성된 액화 가스 전해질을 사용하여 시험하였다. DCR 저항을 각 셀에 대해 측정하였다. 시험 결과는 하기 표 2에 제시되어 있다. 확실히, DFM 중 SBPBF4 염을 사용한 셀은 +20 및 -60℃ 모두에서 시험된 셀의 저항을 최저로 가졌다.
표 2
Figure 112022037101493-pct00002
상기 기술된 바와 같고 포함된 예시 도면에 제시된 바와 같음을 포함한 본 발명의 예시적인 구현예 및 적용이 본 명세서에 기술되어 있음에도 불구하고, 본 발명을 이들 예시적 구현예 및 적용으로 또는 예시적 구현예 및 적용이 작동되거나 본 명세서에 기술된 방식으로 제한하고자 함은 아니다. 실제로, 당업계의 통상의 숙련가에게 분명한 바와 같이, 상기 예시적 구현예의 많은 변화 및 변형이 가능하다. 본 발명은 생성된 디바이스, 시스템 또는 방법이 이들 또는 임의의 관련 특허출원을 기반으로 특허청에서 허용된 특허청구범위 중 어느 것의 범위 내에 속하는 한, 임의의 디바이스, 구조, 방법 또는 작용성을 포함할 수 있다.

Claims (2)

  1. 전기화학 커패시터 디바이스 (electrochemical capacitor device)로,
    압축 가스 용매 및 고체 염의 혼합물을 포함하는 이온 전도성 전해질 (ionically conducting electrolyte)로,
    상기 압축 가스 용매는 293.15 K의 실온에서 100 kPa보다 높은 증기압을 갖는 디플루오로메탄이고;
    상기 염은 스피로-(1,1')-비피롤리디늄 테트라플루오로보레이트이며;
    293.15 K의 실온에서 100 kPa보다 높은 압력에서 압축 가스 용매를 유지하기 위한 가압 조건하에 상기 이온 전도성 전해질을 둘러싸는 하우징 (housing); 및
    상기 이온 전도성 전해질과 접하는 적어도 두 개의 전도성 전극을 포함하고;
    이때 상기 염은 +85C의 온도에서 1M 이상의 압축 가스 용매에서 용해도를 갖는, 전기화학 커패시터 디바이스.
  2. 제1항에 있어서, 한 개 이상의 전극이 활성탄, 흑연, 카본 블랙, 그래핀 및 탄소 나노튜브로 이루어진 군으로부터 선택되는 탄소 물질로 구성되는, 전기화학 커패시터 디바이스.














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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230327206A1 (en) * 2022-04-07 2023-10-12 South 8 Technologies, Inc. Reduced Vapor Pressure Liquefied Gas Electrolytes Using High Concentration Salt
WO2024050635A1 (en) * 2022-09-07 2024-03-14 10644137 Canada Inc. Spiro-based ionic liquid electrolyte for low temperature supercapacitors and methods of fabricating same
CN117727939B (zh) * 2024-02-09 2024-04-26 深圳好电科技有限公司 一种负极厚涂浆料、负极及锂离子电池

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160261005A1 (en) 2013-11-15 2016-09-08 The Regents Of The University Of California Electrochemical devices comprising compressed gas solvent electrolytes
US20170125175A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 Korea Institute Of Energy Research High-voltage and high-power supercapacitor having maximum operating voltage of 3.2 v
US20180068803A1 (en) 2015-01-27 2018-03-08 Fastcap Systems Corporation Wide temperature range ultracapacitor

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1308778C (en) * 1988-07-01 1992-10-13 Nobuhiro Furukawa Non-aqueous electrolyte cell
US5244757A (en) * 1991-01-14 1993-09-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Lithium secondary battery
US5378560A (en) * 1993-01-21 1995-01-03 Fuji Photo Film Co., Ltd. Nonaqueous secondary battery
JP4116309B2 (ja) * 2002-03-20 2008-07-09 三洋化成工業株式会社 電気化学キャパシタ用電解液
US7682746B2 (en) * 2005-03-31 2010-03-23 Panasonic Corporation Negative electrode for non-aqueous secondary battery
US8795903B2 (en) * 2008-08-19 2014-08-05 California Institute Of Technology Lithium-ion electrolytes containing flame retardant additives for increased safety characteristics
JP5630189B2 (ja) * 2010-10-05 2014-11-26 新神戸電機株式会社 リチウムイオン電池
CN103443892B (zh) * 2011-03-31 2016-09-07 大金工业株式会社 双电层电容器和双电层电容器用非水电解液
US20130026409A1 (en) * 2011-04-08 2013-01-31 Recapping, Inc. Composite ionic conducting electrolytes
US9397337B2 (en) * 2011-10-28 2016-07-19 Lubrizol Advanced Materials, Inc. Polyurethane-based electrode binder compositions and electrodes thereof for electrochemical cells
JP6558694B2 (ja) * 2015-09-02 2019-08-14 国立大学法人 東京大学 二次電池用難燃性電解液、及び当該電解液を含む二次電池
MX2018014626A (es) * 2016-05-27 2019-08-12 Univ California Dispositivo de almacenamiento de energia electroquimico..
CN106935203B (zh) * 2017-05-12 2019-06-04 京东方科技集团股份有限公司 一种显示装置以及像素补偿方法
US11258101B2 (en) * 2017-06-26 2022-02-22 Global Graphene Group, Inc. Non-flammable electrolyte containing liquefied gas and lithium secondary batteries containing same
US20190139714A1 (en) 2017-11-02 2019-05-09 Maxwell Technologies, Inc. Compositions and methods for multilayer electrode films
CN108417895A (zh) * 2018-03-20 2018-08-17 成都新柯力化工科技有限公司 一种用于低温条件下锂电池的液化气态电解液
WO2019222345A1 (en) * 2018-05-18 2019-11-21 South 8 Technologies, Inc. Electrochemical cell cap
EP3776615A4 (en) * 2018-05-18 2022-01-26 South 8 Technologies, Inc. CHEMICAL FORMULATIONS FOR ELECTROCHEMICAL DEVICE
CN109599592B (zh) * 2018-11-07 2022-07-15 上海交通大学 一种二次锂硫电池用本征安全性电解液及其制备方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20160261005A1 (en) 2013-11-15 2016-09-08 The Regents Of The University Of California Electrochemical devices comprising compressed gas solvent electrolytes
US20180068803A1 (en) 2015-01-27 2018-03-08 Fastcap Systems Corporation Wide temperature range ultracapacitor
US20170125175A1 (en) 2015-10-30 2017-05-04 Korea Institute Of Energy Research High-voltage and high-power supercapacitor having maximum operating voltage of 3.2 v

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