RU2552357C1 - Supercapacitor electrolyte - Google Patents

Supercapacitor electrolyte Download PDF

Info

Publication number
RU2552357C1
RU2552357C1 RU2014114709/04A RU2014114709A RU2552357C1 RU 2552357 C1 RU2552357 C1 RU 2552357C1 RU 2014114709/04 A RU2014114709/04 A RU 2014114709/04A RU 2014114709 A RU2014114709 A RU 2014114709A RU 2552357 C1 RU2552357 C1 RU 2552357C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sulfolane
electrolyte
salt
conductivity
mppy
Prior art date
Application number
RU2014114709/04A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Николай Фавстович Уваров
Лариса Ильинична Брежнева
Артем Сергеевич Улихин
Юлия Григорьевна Матейшина
Original Assignee
Мсд Текнолоджис Частная Компания С Ограниченной Ответственностью
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 Мсд Текнолоджис Частная Компания С Ограниченной Ответственностью filed Critical Мсд Текнолоджис Частная Компания С Ограниченной Ответственностью
Priority to RU2014114709/04A priority Critical patent/RU2552357C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2552357C1 publication Critical patent/RU2552357C1/en

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13Energy storage using capacitors

Abstract

FIELD: chemistry.
SUBSTANCE: invention relates to a supercapacitor electrolyte, which includes N-methyl-N-n-propyl-pyrrolidinium tetrafluoroborate salt and sulfolane, with the following ratio of said components, wt %: N-methyl-N-n-propyl-pyrrolidinium tetrafluoroborate salt - 20-80; sulfolane - 80-20.
EFFECT: disclosed electrolyte has a melting point lower than room temperature and high conductivity in the entire temperature range of stability of the liquid phase while maintaining heat resistance, electrochemical stability and low cost.
1 tbl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к электролитам для химических источников тока и может использоваться в упомянутых химических источниках тока, преимущественно в суперконденсаторах.The invention relates to electrolytes for chemical current sources and can be used in the aforementioned chemical current sources, mainly in supercapacitors.

Для создания суперконденсаторов с большими удельной мощностью, удельной запасаемой энергией и надежностью необходимо, чтобы используемый в них электролит обладал высокой проводимостью, высоким значением напряжения разложения и выдерживал локальные перегревы, которые происходят при разрядке большими токами. А при применении суперконденсаторов в силовых устройствах гибридных или электрических автомобилей, когда требуется обеспечить высокую энергоемкость и мощность двигателя, необходимо также использовать электролиты, стойкие к воздействию электрического поля.To create supercapacitors with high specific power, specific stored energy and reliability, the electrolyte used in them must have high conductivity, a high value of the decomposition voltage, and withstand local overheating that occurs during discharge by high currents. And when supercapacitors are used in power devices of hybrid or electric cars, when it is required to provide high energy and engine power, it is also necessary to use electrolytes that are resistant to electric fields.

Электролиты - водные растворы - характеризуются низкими значениями напряжения пробоя. Кроме того, они не выдерживают сильного перегрева вследствие низкой температуры кипения. Поэтому для применения в электролитических конденсаторах и суперконденсаторах предпочтительны органические электролиты, обладающие более высокими значениями напряжения разложения.Electrolytes - aqueous solutions - are characterized by low breakdown voltages. In addition, they do not withstand severe overheating due to the low boiling point. Therefore, organic electrolytes having higher decomposition voltage values are preferred for use in electrolytic capacitors and supercapacitors.

Примером таких органических электролитов являются растворы неорганических солей в ацетонитриле, которые обладают хорошей растворимостью и высокой ионной проводимостью. Недостатком этих растворов является низкая температура кипения ацетонитрила (82°C) и относительно низкое напряжение его электрохимического разложения ~3 В, ширина электрохимического окна ~6 В [1]. Кроме того, при низкой температуре происходит выпадение соли в осадок, что приводит к резкому падению проводимости электролита.An example of such organic electrolytes are solutions of inorganic salts in acetonitrile, which have good solubility and high ionic conductivity. The disadvantage of these solutions is the low boiling point of acetonitrile (82 ° C) and the relatively low voltage of its electrochemical decomposition ~ 3 V, the width of the electrochemical window ~ 6 V [1]. In addition, at a low temperature, salt precipitates, which leads to a sharp drop in the conductivity of the electrolyte.

Для увеличения растворимости, а следовательно, и проводимости электролита необходимо использовать растворитель с высокой диэлектрической проницаемостью. К таким растворителям относятся: пропиленкарбонат, этиленкарбонат, гамма-бутиролактон и другие. Эти растворители имеет более высокую температуру кипения, однако напряжение их электрохимического разложения не превышает 2.5 В [1], а растворимость солей в этом электролите гораздо ниже, чем в ацетонитриле.To increase the solubility, and hence the conductivity of the electrolyte, it is necessary to use a solvent with a high dielectric constant. Such solvents include: propylene carbonate, ethylene carbonate, gamma-butyrolactone and others. These solvents have a higher boiling point, however, the voltage of their electrochemical decomposition does not exceed 2.5 V [1], and the solubility of salts in this electrolyte is much lower than in acetonitrile.

В качестве электролитов предложено использовать асимметричные четвертичные соли аммония, растворенные в полярных органических растворителях [2, 3]. Четвертичные соли аммония с фторосодержащими анионами, например тетрафторборат тетраэтиламмония, тетрафторборат триэтилметиламмония и т.д., обладают высокой электрохимической стабильностью [4] и наиболее хорошо подходят для применения в суперконденсаторах. Однако растворимость этих солей в органических солях невелика.As electrolytes, it was proposed to use asymmetric quaternary ammonium salts dissolved in polar organic solvents [2, 3]. Quaternary ammonium salts with fluorine-containing anions, for example tetraethylammonium tetrafluoroborate, triethyl methylammonium tetrafluoroborate, etc., have high electrochemical stability [4] and are most suitable for use in supercapacitors. However, the solubility of these salts in organic salts is small.

В качестве электролитов для суперконденсаторов могут использоваться ионные жидкости - расплавы ионных солей, которые совмещают свойства растворителя и электролита, обладают широкими областями термической стабильности и существования жидкого состояния. Ионные жидкости способны растворить большее количество соли по сравнению с обычными растворителями, они обладают низким давлением паров, не являются легковоспламеняющимися, поэтому могут служить в качестве антипиренов в составе электролита.As electrolytes for supercapacitors, ionic liquids can be used - melts of ionic salts, which combine the properties of a solvent and an electrolyte, have wide areas of thermal stability and the existence of a liquid state. Ionic liquids are able to dissolve a larger amount of salt compared to conventional solvents, they have a low vapor pressure, are not flammable, and therefore can serve as flame retardants in the electrolyte.

В настоящее время известно большое количество ионных жидкостей [4-6]. Среди них наиболее широкое применение нашли соли имидазолиния, в частности тетрафторборат 1-этил-3-метилимидазолия ([EMI]BF4). Эта соль имеет высокую проводимость и может быть использована в суперконденсаторах, устойчивых к нагреву. Однако в целом соли имидазолия обладают относительно низкой электрохимической стабильностью с напряжением разложения ниже 2,5 В (электрохимическое окно не превышает 5 В).Currently, a large number of ionic liquids are known [4-6]. Among them, imidazolinium salts, in particular 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([EMI] BF 4 ), are most widely used. This salt has a high conductivity and can be used in heat-resistant supercapacitors. However, in general, imidazolium salts have relatively low electrochemical stability with a decomposition voltage below 2.5 V (the electrochemical window does not exceed 5 V).

Известны ионные жидкости, содержащие катион четырехзамещенного аммония с алифатическими заместителями [7], имеющие ширину электрохимического окна до 5.8 В и напряжение разложения 2.9 В. Недостатками этих солей являются высокие температуры плавления, высокая вязкость и низкая ионная проводимость. И хотя проводимость можно увеличить при их смешивании с органическим растворителем, величина электропроводности остается относительно низкой. Предложены различные варианты заместителей четвертичного катиона аммония, среди которых следует отметить электролиты с алкокси-алкильными заместителями [8, 9]. Эти соли имеют пониженные температуры плавления и сохраняют высокую электрохимическую стабильность (напряжение разложения выше 3.2 В). Недостатками этих электролитов являются относительно низкая проводимость и сложность синтеза.Known ionic liquids containing tetra-substituted ammonium cation with aliphatic substituents [7], having an electrochemical window width of up to 5.8 V and a decomposition voltage of 2.9 V. The disadvantages of these salts are high melting points, high viscosity and low ionic conductivity. Although the conductivity can be increased by mixing them with an organic solvent, the electrical conductivity remains relatively low. Various variants of substituents of the quaternary ammonium cation have been proposed, among which electrolytes with alkoxy-alkyl substituents should be noted [8, 9]. These salts have lower melting points and maintain high electrochemical stability (decomposition voltage above 3.2 V). The disadvantages of these electrolytes are the relatively low conductivity and complexity of the synthesis.

Известна соль тетрафторборат N-метил-N-н-пропил-пирролидиния [(СН3)-(н-С3Н7)-NC4H8]BF4 (далее [MPPy]BF4), которая может использоваться как электролит [10]. Эта соль имеет температуру плавления около 60°C, а в расплавленном состоянии - относительно высокую проводимость и высокое значение напряжения электрохимического разложения, что могло бы позволить использовать ее в суперконденсаторах в качестве электролита. Соль [MPPy]BF4 легко синтезируется с высоким выходом, т.е. при массовом производстве она будет дешевле солей имидазолия и солей замещенного аммония с алкоксиалькильными заместителями.The known salt is tetrafluoroborate N-methyl-N-n-propyl-pyrrolidinium [(CH 3 ) - (nC 3 H 7 ) -NC 4 H 8 ] BF 4 (hereinafter [MPPy] BF 4 ), which can be used as an electrolyte [10]. This salt has a melting point of about 60 ° C, and in the molten state it has a relatively high conductivity and a high value of electrochemical decomposition voltage, which could allow its use in supercapacitors as an electrolyte. The [MPPy] BF 4 salt is easily synthesized with a high yield, i.e. in mass production, it will be cheaper than imidazolium salts and substituted ammonium salts with alkoxyalkyl substituents.

Электролит из соли [MPPy]BF4 выбран за прототип изобретения. Недостатком прототипа является его сравнительно высокая температура плавления, что снижает диапазон использования его по температуре и дополнительно увеличивает энергозатраты на приведение его в рабочее состояние.The electrolyte from the salt [MPPy] BF 4 selected for the prototype of the invention. The disadvantage of the prototype is its relatively high melting point, which reduces the range of its use in temperature and additionally increases the energy consumption for bringing it into working condition.

Изобретение решает задачу создания электролита на основе соли тетрафторборат N-метил-N-н-пропил-пирролидиния [(СН3)-(н-С3Н7)-NC4H8]BF4, имеющего температуру плавления ниже комнатной температуры (25°C), с одновременным увеличением проводимости во всей температурной области стабильности жидкой фазы при сохранении термостойкости, электрохимической стабильности и низкой стоимости электролита.The invention solves the problem of creating an electrolyte based on the salt of tetrafluoroborate N-methyl-N-n-propyl-pyrrolidinium [(CH 3 ) - (n-C 3 H 7 ) -NC 4 H 8 ] BF 4 having a melting point below room temperature ( 25 ° C), with a simultaneous increase in conductivity in the entire temperature range of stability of the liquid phase while maintaining thermal stability, electrochemical stability and low cost of electrolyte.

Поставленная задача решается тем, что предлагается электролит, содержащий, масс.%:The problem is solved in that it is proposed an electrolyte containing, wt.%:

соль тетрафторборат N-метил-N-н-пропил-пирролидиния [(СН3)-(н-С3Н7)-NC4H8]BF4 N-methyl-N-n-propyl-pyrrolidinium tetrafluoroborate salt [(CH 3 ) - (n-C 3 H 7 ) -NC 4 H 8 ] BF 4 20-8020-80 сульфолан C4H8SO2 sulfolane C 4 H 8 SO 2 80-2080-20

Чистый сульфолан - твердое вещество с температурой плавления 75°C. Отличительной чертой сульфолана является то, что в расплавленном состоянии он представляет собой сильно полярное вещество-растворитель с относительной диэлектрической проницаемостью 44, температурой кипения 285°C, химически устойчивое в окислительных и восстановительных средах и обладающее высоким напряжением электрохимического разложения - выше 2.5 В [11].Pure sulfolane is a solid with a melting point of 75 ° C. A distinctive feature of sulfolane is that in the molten state it is a strongly polar solvent substance with a relative dielectric constant of 44, a boiling point of 285 ° C, chemically stable in oxidizing and reducing environments, and having a high voltage of electrochemical decomposition - above 2.5 V [11] .

На фиг.1 приведена диаграмма плавкости системы [MPPy]BF4 - сульфолан. Светлыми точками обозначены температуры стеклования.Figure 1 shows the fusibility diagram of the system [MPPy] BF 4 - sulfolane. Light dots indicate the glass transition temperature.

На фиг.2 приведены температурные зависимости проводимости системы [MPPy]BF4 - сульфолан. Цифрами указаны значения массовой доли сульфолана в электролите.Figure 2 shows the temperature dependence of the conductivity of the system [MPPy] BF 4 - sulfolane. The numbers indicate the mass fraction of sulfolane in the electrolyte.

На фиг.3 приведен график зависимости проводимости от состава системы [MPPy]BF4 - сульфолан при 25 и 100°C.Figure 3 shows a graph of the conductivity versus the composition of the system [MPPy] BF 4 - sulfolane at 25 and 100 ° C.

На фиг.4 приведены вольтамперные кривые электролитов [MPPy]BF4 - сульфолан, полученные по симметричной схеме с углеродными электродами при 25 и 100°C. Съемка проводилась при скорости развертки напряжения 10 мВ/с. Напряжение разложения определяли как точку наиболее резкого измерения наклона вольтамперной кривой, электрохимическое окно - как расстояния между этими точками.Figure 4 shows the current-voltage curves of the electrolytes [MPPy] BF 4 - sulfolane, obtained according to a symmetric scheme with carbon electrodes at 25 and 100 ° C. The survey was carried out at a voltage sweep speed of 10 mV / s. The decomposition voltage was determined as the point of the sharpest measurement of the slope of the current-voltage curve, the electrochemical window as the distance between these points.

Как следует из диаграммы плавкости системы [MPPy]BF4 - сульфолан, представленной на фиг.1, названные вещества образуют низкоплавкую эвтектику, температуру плавления которой установить не удается вследствие стеклования образцов. Температура стеклования образцов, содержащих 40-60 масс.% сульфолана, обозначена серыми точками и составляет - 8±2°C. При комнатной температуре составы, содержащие менее 20 масс.% сульфолана, остаются твердыми.As follows from the melting diagram of the [MPPy] BF 4 - sulfolane system shown in Fig. 1, these substances form a low melting eutectic, the melting temperature of which cannot be established due to the glass transition of the samples. The glass transition temperature of samples containing 40-60 wt.% Sulfolane is indicated by gray dots and is - 8 ± 2 ° C. At room temperature, formulations containing less than 20 wt.% Sulfolane remain solid.

Как следует из температурных зависимостей проводимости системы [MPPy]BF4 - сульфолан, представленных на фиг.2, в области концентрации сульфолана 20-60 масс.% составы представляют собой жидкие электролиты с проводимостью 3.5-9.6 мСм/см, которая близка к проводимости ионной жидкостей на основе солей имидазолия [4-6].As follows from the temperature dependences of the conductivity of the [MPPy] BF 4 - sulfolane system shown in Fig. 2, in the concentration range of 20–60 wt.% Sulfolane, the compositions are liquid electrolytes with a conductivity of 3.5–9.6 mS / cm, which is close to ionic conductivity liquids based on imidazolium salts [4-6].

Кривая зависимости проводимости системы [MPPy]BF4 - сульфолан от ее массового состава имеет максимум при 40 масс.% сульфолана, как показано на фиг.3. Возможной причиной появления упомянутого максимума является уменьшение вязкости расплава соли [MPPy]BF4 при добавлении сульфолана, который обладает пониженной вязкостью. При увеличении содержания сульфолана выше 40 масс.% проводимость начинает уменьшаться вследствие увеличения общего содержания диэлектрической фазы сульфолана, а при содержании сульфолана более 80 масс.% составы становятся твердыми.The dependence of the conductivity of the system [MPPy] BF 4 - sulfolane on its mass composition has a maximum at 40 wt.% Sulfolane, as shown in figure 3. A possible reason for the appearance of the aforementioned maximum is a decrease in the viscosity of the [MPPy] BF 4 salt melt upon the addition of sulfolane, which has a reduced viscosity. With an increase in the sulfolane content above 40 wt.%, The conductivity begins to decrease due to an increase in the total content of the dielectric phase of sulfolan, and when the sulfolane content is more than 80 wt.%, The compositions become solid.

Все жидкие составы системы [MPPy]BF4 - сульфолан характеризуются высокой электрохимической стабильностью, как видно из фиг.4, напряжение разложения этих электролитов при комнатной температуре превышает 3.5 В, а ширина электрохимического окна превышает 7 В, что сравнимо с лучшими известными электролитами, перспективными для применения в суперконденсаторах. При 100°C ширина электрохимического окна снижается до 6 В, оставаясь выше, чем у солей имидазолия. Электролиты термически стабильны до температур не ниже 200°C на воздухе и не ниже 150°C в вакууме.All liquid compositions of the [MPPy] BF 4 - sulfolane system are characterized by high electrochemical stability, as can be seen from Fig. 4, the decomposition voltage of these electrolytes at room temperature exceeds 3.5 V, and the width of the electrochemical window exceeds 7 V, which is comparable with the best known electrolytes, promising for use in supercapacitors. At 100 ° C, the width of the electrochemical window decreases to 6 V, remaining higher than that of imidazolium salts. Electrolytes are thermally stable up to temperatures not lower than 200 ° C in air and not lower than 150 ° C in vacuum.

Оба компонента эвтектики [MPPy]BF4 и сульфолан легко синтезируются и очищаются от примесей влаги вакуумным прогревом или перегонкой. Сульфолан - серийно выпускаемый промышленный реагент - высокотемпературный растворитель, широко используемый в нефтяной и лакокрасочной промышленности. Исходя из этого, можно утверждать, что предлагаемый электролит дешевле аналогов, не уступая им по иным параметрам.Both components of the [MPPy] BF 4 eutectic and sulfolane are easily synthesized and purified from moisture impurities by vacuum heating or distillation. Sulfolan is a commercially available industrial reagent - a high-temperature solvent widely used in the oil and paint industry. Based on this, it can be argued that the proposed electrolyte is cheaper than analogues, not inferior to them in other parameters.

Пример 1. Берут соль [MPPy]BF4, дважды рекристаллизованную из сухого этанола, осушенную в вакууме при 100°C в течение 3 час, и исследуют ее термические свойства, проводимость и электрохимическую стабильность при различных температурах. Результаты исследований представлены на фиг.1-3 и в таблице.Example 1. Take the salt [MPPy] BF 4 , twice recrystallized from dry ethanol, dried in vacuum at 100 ° C for 3 hours, and examine its thermal properties, conductivity and electrochemical stability at various temperatures. The research results are presented in figures 1-3 and in the table.

Пример 2. Берут 80 мг соли [MPPy]BF4 и 20 мг сульфолана, смешивают в стеклянной чашке и прогревают смесь в вакууме при 120°C в течение 6 час для полной гомогенизации и осушки от следов влаги. Жидкий горячий расплав охлаждают до комнатной температуры и исследуют термические свойства, проводимость и электрохимическую стабильность полученного образца при различных температурах. Результаты исследований представлены на фиг.1-3 и в таблице.Example 2. Take 80 mg of salt [MPPy] BF 4 and 20 mg of sulfolane, mixed in a glass cup and heated the mixture in vacuo at 120 ° C for 6 hours for complete homogenization and drying from traces of moisture. The liquid hot melt is cooled to room temperature and the thermal properties, conductivity and electrochemical stability of the obtained sample are studied at various temperatures. The research results are presented in figures 1-3 and in the table.

Пример 3. В условиях Примера 2 берут 60 мг соли [MPPy]BF4 и 40 мг сульфолана. Результаты исследований представлены на фиг.1-3 и в таблице.Example 3. In the conditions of Example 2 take 60 mg of salt [MPPy] BF 4 and 40 mg of sulfolane. The research results are presented in figures 1-3 and in the table.

Пример 4. В условиях Примера 2 берут 40 мг соли [MPPy]BF4 и 60 мг сульфолана. Результаты исследований представлены на фиг.1-3 и в таблице.Example 4. In the conditions of Example 2 take 40 mg of salt [MPPy] BF 4 and 60 mg of sulfolane. The research results are presented in figures 1-3 and in the table.

Пример 5. В условиях Примера 2 берут 20 мг соли [MPPy]BF4 и 80 мг сульфолана. Результаты исследований представлены на фиг.1-3 и в таблице.Example 5. In the conditions of Example 2 take 20 mg of salt [MPPy] BF 4 and 80 mg of sulfolane. The research results are presented in figures 1-3 and in the table.

Как видно из данных таблицы, предлагаемый состав обеспечивает работу электролита при температурах ниже комнатной.As can be seen from the table, the proposed composition provides the electrolyte at temperatures below room temperature.

Figure 00000001
Figure 00000001

Литература:Literature:

1. H.J. Gores, J.M.G. Barthel, Nonaqueous electrolyte solutions: New materials for devices and processes based on recent applied research. Pure Appl. Chern., Vol.67, №6, p.919-930.1. H.J. Gores, J.M.G. Barthel, Nonaqueous electrolyte solutions: New materials for devices and processes based on recent applied research. Pure appl. Chern., Vol. 67, No. 6, p. 919-930.

2. M. Ue, K. Ida, S. Mori. Electrochemical Properties of Organic Liquid Electrolytes Based on Quaternary Onium Salts for Electrical Double-Layer Capacitors. J. Electrochem. Soc. 1994. V.141. №11. Р.2989-2996.2. M. Ue, K. Ida, S. Mori. Electrochemical Properties of Organic Liquid Electrolytes Based on Quaternary Onium Salts for Electrical Double-Layer Capacitors. J. Electrochem. Soc. 1994. V.141. No. 11. P.2989-2996.

3. Patent US 5418682 Capacitor having an electrolyte containing a mixture of dinitriles. 23.05.1995.3. Patent US 5418682 Capacitor having an electrolyte containing a mixture of dinitriles. 05/23/1995.

4. M. Galinski, A. Lewandowski, I. Stepniak, Electrochimica Acta 51 (2006) 5567-5580.4. M. Galinski, A. Lewandowski, I. Stepniak, Electrochimica Acta 51 (2006) 5567-5580.

5. S. Zhang, X. Lu, Q. Zhou, X. Li, X. Zhang, S. Li. Ionic Liquids. Physicochemical properties. Elsevier. 2009.5. S. Zhang, X. Lu, Q. Zhou, X. Li, X. Zhang, S. Li. Ionic Liquids Physicochemical properties. Elsevier 2009.

6. W.R. Pitner, P. Kirsch, K. Kawata, H. Shinohara. Applications of Ionic Liquids in Electrolyte Systems. In: Handbook of Green Chemistry, Volume 6: Ionic Liquids (Ed. by P. Wasserscheid, A. Stark, Wiley-VCH, 2010, Weinheim), p.191-201.6. W.R. Pitner, P. Kirsch, K. Kawata, H. Shinohara. Applications of Ionic Liquids in Electrolyte Systems. In: Handbook of Green Chemistry, Volume 6: Ionic Liquids (Ed. By P. Wasserscheid, A. Stark, Wiley-VCH, 2010, Weinheim), p. 191-201.

7. Патент EP №1642894. Quaternary ammonium salt, electrolyte, and electrochemical device.7. EP patent No. 1642894. Quaternary ammonium salt, electrolyte, and electrochemical device.

8. Заявка WO 2002/076924, Ionic liquid, electrolyte salt for storage device, electrolytic solution for storage device, electric double layer capacitor, and secondary battery. 03.10.2002.8. Application WO 2002/076924, Ionic liquid, electrolyte salt for storage device, electrolytic solution for storage device, electric double layer capacitor, and secondary battery. 10/03/2002.

9. Патент 2329257. Электролит, электролитический состав и раствор, конденсатор, вторичный литиевый элемент и способ получения соли четвертичного аммония.9. Patent 2329257. Electrolyte, electrolytic composition and solution, capacitor, secondary lithium cell and method for producing quaternary ammonium salt.

10. S. Forsyth, J. Golding, D.R. MacFarlane, M. Forsyth N-methyl-N-alkylpyrrolidinium tetrafluoroborate salts: ionic solvents and solid electrolytes Electrochimica Acta, Volume 46, Issues 10-11, 15 March 2001, Pages 1753-1757 http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0013468600007817.10. S. Forsyth, J. Golding, D.R. MacFarlane, M. Forsyth N-methyl-N-alkylpyrrolidinium tetrafluoroborate salts: ionic solvents and solid electrolytes Electrochimica Acta, Volume 46, Issues 10-11, March 15, 2001, Pages 1753-1757 http://www.sciencedirect.com/science / article / pii / S0013468600007817.

11. X. Sun, C.A. Angell. Doped sulfone electrolytes for high voltage Li-ion cell applications. Electrochemistry Communications 11 (2009) 1418-1421.11. X. Sun, C.A. Angell Doped sulfone electrolytes for high voltage Li-ion cell applications. Electrochemistry Communications 11 (2009) 1418-1421.

Claims (1)

Электролит для суперконденсатора, включающий соль тетрафторборат N-метил-N-н-пропил-пирролидиния, отличающийся тем, что он содержит также сульфолан при следующем соотношении названных компонентов, масс.%:
соль тетрафторборат N-метил-N-н-пропил-пирролидиния 20-80 сульфолан 80-20
The electrolyte for the supercapacitor, including the salt of tetrafluoroborate N-methyl-N-n-propyl-pyrrolidinium, characterized in that it also contains sulfolane in the following ratio of these components, wt.%:
N-methyl-N-n-propyl-pyrrolidinium tetrafluoroborate salt 20-80 sulfolane 80-20
RU2014114709/04A 2014-04-11 2014-04-11 Supercapacitor electrolyte RU2552357C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014114709/04A RU2552357C1 (en) 2014-04-11 2014-04-11 Supercapacitor electrolyte

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014114709/04A RU2552357C1 (en) 2014-04-11 2014-04-11 Supercapacitor electrolyte

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2552357C1 true RU2552357C1 (en) 2015-06-10

Family

ID=53294900

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014114709/04A RU2552357C1 (en) 2014-04-11 2014-04-11 Supercapacitor electrolyte

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2552357C1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676468C1 (en) * 2017-11-29 2018-12-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" Electrolyte for carbon supercapacitor with double electric layer
RU2707962C1 (en) * 2018-12-18 2019-12-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) Two-layer supercapacitor
RU2760559C1 (en) * 2021-06-02 2021-11-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Solid polymer electrolyte

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6517972B1 (en) * 2000-09-29 2003-02-11 Telcordia Technologies, Inc. High energy density hybrid battery/supercapacitor system
RU2213395C2 (en) * 1996-03-29 2003-09-27 Басф Акциенгезелльшафт Composition suited to use as solid electrolyte or separator for electrochemical power cells
RU2329257C2 (en) * 2003-07-01 2008-07-20 Оцука Кемикал Ко., Лтд. Electrolyte, electrolytic mixture and solution, condenser, secondary lithium cell and method of obtaining quaternary ammonium salt

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2213395C2 (en) * 1996-03-29 2003-09-27 Басф Акциенгезелльшафт Composition suited to use as solid electrolyte or separator for electrochemical power cells
US6517972B1 (en) * 2000-09-29 2003-02-11 Telcordia Technologies, Inc. High energy density hybrid battery/supercapacitor system
RU2329257C2 (en) * 2003-07-01 2008-07-20 Оцука Кемикал Ко., Лтд. Electrolyte, electrolytic mixture and solution, condenser, secondary lithium cell and method of obtaining quaternary ammonium salt

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
S. FORSYTH ET AL, N-METHYL-N-ALKYLPYRROLIDINIUM TETRAFLUOROBORATE SALTS: IONIC SOLVENTS AND SOLID ELECTROLYTES, ELECTROCHIMICA ACTA 46 (2001), 1753-1757. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2676468C1 (en) * 2017-11-29 2018-12-29 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" Electrolyte for carbon supercapacitor with double electric layer
RU2707962C1 (en) * 2018-12-18 2019-12-03 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН (ИФХЭ РАН) Two-layer supercapacitor
RU2760559C1 (en) * 2021-06-02 2021-11-29 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Solid polymer electrolyte

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ruiz et al. Ionic liquid–solvent mixtures as supercapacitor electrolytes for extreme temperature operation
Hu et al. Novel room temperature molten salt electrolyte based on LiTFSI and acetamide for lithium batteries
Pohlmann et al. A new conducting salt for high voltage propylene carbonate-based electrochemical double layer capacitors
Arbizzani et al. Safe, high-energy supercapacitors based on solvent-free ionic liquid electrolytes
Liew et al. Characterization of ionic liquid added poly (vinyl alcohol)-based proton conducting polymer electrolytes and electrochemical studies on the supercapacitors
Pohlmann et al. Mixtures of azepanium based ionic liquids and propylene carbonate as high voltage electrolytes for supercapacitors
Brandt et al. Ionic liquids in supercapacitors
Balducci et al. Cycling stability of a hybrid activated carbon//poly (3-methylthiophene) supercapacitor with N-butyl-N-methylpyrrolidinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide ionic liquid as electrolyte
EP2090565B1 (en) Ionic liquids of quaternary ammonium salts
Orita et al. Allyl-functionalized ionic liquids as electrolytes for electric double-layer capacitors
Zhu et al. Ionic liquid-based electrolytes for capacitor applications
Schütter et al. The use of binary mixtures of 1-butyl-1-methylpyrrolidinium bis {(trifluoromethyl) sulfonyl} imide and aliphatic nitrile solvents as electrolyte for supercapacitors
Shi et al. Excellent low temperature performance electrolyte of spiro-(1, 1′)-bipyrrolidinium tetrafluoroborate by tunable mixtures solvents for electric double layer capacitor
JP2016517172A (en) Method for enhancing electrochemical double layer capacitor (EDLC) performance and EDLC devices formed therefrom
US9396884B2 (en) Ionic liquids that can be used as part of the electrolyte composition for energy storage devices
Perricone et al. Investigation of methoxypropionitrile as co-solvent for ethylene carbonate based electrolyte in supercapacitors. A safe and wide temperature range electrolyte
Devarajan et al. Novel ionic liquid electrolyte for electrochemical double layer capacitors
Orita et al. Application of sulfonium-, thiophenium-, and thioxonium-based salts as electric double-layer capacitor electrolytes
WO2004053904A1 (en) Non-aqueous electrolyte
KR101076513B1 (en) Electrolyte solution for electric double layer capacitor
RU2552357C1 (en) Supercapacitor electrolyte
WO2013145890A1 (en) Electrolyte solution for electrochemical devices, aluminum electrolytic capacitor, and electric double layer capacitor
KR102495382B1 (en) Supercapacitor Electrolyte and Supercapacitor
Mysyk et al. Capacitance evolution of electrochemical capacitors with tailored nanoporous electrodes in pure and dissolved ionic liquids
KR102104687B1 (en) Electrolyte solution for capacitors, electric double layer capacitor, and lithium ion capacitor