[發(fā)明專利]用于鋰離子電容器的電解質(zhì)溶液和包含其的鋰離子電容器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210152294.0
• 申請日: 2012-05-16
• 公開（公告）號: CN102789901A
• 公開（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李相均;閔泓錫;金倍均;趙智星
• 申請（專利權(quán)）人: 三星電機株式會社
• 主分類號: H01G9/035
• 分類號: H01G9/035
• 代理公司: 北京康信知識產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 李丙林;張英

相關(guān)申請的引用

本申請要求于2011年5月20日提交的題為“用于鋰離子電容器的電解質(zhì)溶液和包含其的鋰離子電容器”的韓國專利申請?zhí)?0-2011-0047905的權(quán)益，其全部內(nèi)容以引用的方式并入本申請。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電解質(zhì)溶液（電解液，electrolyte?solution）組合物和一種包含其的儲能裝置（能量儲存裝置，energy?storage?device）。

背景技術(shù)

能量的穩(wěn)定供應(yīng)已經(jīng)是各種電子產(chǎn)品，例如信息通訊裝置的重要因素。一般地，該功能是由電容器實現(xiàn)的。換句話說，電容器在信息通訊裝置和各種電子產(chǎn)品的電路（circuit）中起著儲電和供電從而穩(wěn)定電路中電流的作用。普通的電容器具有很短的充電/放電時間、長的使用期限及高的輸出密度（output?density），但具有低的能量密度（energy?density）。因此將其用作儲能裝置時具有局限性。

同時，作為下一代儲存裝置，稱為超電容器（ultra?capacitor）或超級電容器（super?capacitor）的裝置由于其快速充電/放電速度、高穩(wěn)定性和環(huán)境友好特性已經(jīng)受到關(guān)注。一般超級電容器被構(gòu)造為包括電極結(jié)構(gòu)、隔膜（separator）、電解質(zhì)溶液等。超級電容器是基于電化學(xué)反應(yīng)機制驅(qū)動的，其通過向電極結(jié)構(gòu)施加功率而選擇性地將電解質(zhì)溶液中的載體離子（載流子離子，carrier?ion）吸附到電極上。典型的超級電容器的實例可包括：雙電層電容器（EDLC）、贗電容器（pseudocapacitor）、混合電容器等。

雙電層電容器是一種利用活性炭制成的電極、并利用雙電層充電作為反應(yīng)機制的超級電容器。贗電容器（pseudocapacitor）是一種利用過渡金屬氧化物或?qū)щ娋酆衔镒鳛殡姌O、并利用準(zhǔn)電容（pseudo-capacitance）作為反應(yīng)機制的超級電容器。混合電容器是具有雙電層電容器和贗電容器之間的中間特性的超級電容器。

作為混合電容器，鋰離子電容器（LIC）已經(jīng)受到關(guān)注，其使用由活性炭制成的陰極和由石墨制成的陽極，并使用鋰離子作為載體離子以具有二次電池的高能量密度和雙電層電容器的高輸出特性。

鋰離子電容器使能夠吸收并分離鋰離子的負(fù)極材料與鋰金屬接觸，并利用化學(xué)方法或電化學(xué)方法預(yù)先將鋰離子吸收或摻雜至負(fù)極中，由此降低負(fù)極電勢以增大耐受電壓并顯著提高能量密度。

然而，當(dāng)根據(jù)相關(guān)技術(shù)將用于二次電池的電解質(zhì)溶液按原樣應(yīng)用于鋰離子電容器時，由于用作電極材料的碳材料與電解質(zhì)溶液連續(xù)反應(yīng)，可能會產(chǎn)生氣體，并且可靠性和性能可能會降低。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的一個目的是提供一種用于鋰離子電容器的電解質(zhì)溶液和包含該電解質(zhì)溶液的、能夠在高輸出充電/放電條件下提高可靠性的鋰離子電容器。

根據(jù)本發(fā)明的一個示例性實施方式，提供了一種用于鋰離子電容器的電解質(zhì)溶液，包括：包含選自一種或多種環(huán)狀碳酸酯（cyclic?carbonate）化合物中的一種或多種的溶劑；包含選自由兒茶酚碳酸酯（catecholcarbonate，CC）、氟代碳酸亞乙酯（氟代碳酸乙烯酯，fluoro?ethylenecarbonate）（FEC）、丙烷磺內(nèi)酯（丙磺酸內(nèi)酯，propane?sulton）（PS）和丙烯磺內(nèi)酯（丙烯磺酸內(nèi)酯，propene?sulton）（PST）構(gòu)成的組中的一種或多種的添加劑。

電解質(zhì)溶液可以進(jìn)一步包括溶質(zhì)，其包括選自由LiPF₆、LiBF₄、LiSbF₆、LiAsF₅、LiClO₄、LiN、CF₃SO₃和LiC構(gòu)成的組中的一種或多種。

溶質(zhì)可以是1.0mol/L至1.5mol/L的LiPF₆。

溶劑可以包括碳酸亞乙酯（EC）、碳酸亞丙酯（PC）和碳酸甲乙酯（EMC）。

碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯和碳酸甲乙酯的重量比可以是3±0.5∶1±0.5∶4±0.1。

兒茶酚碳酸酯與電解質(zhì)溶液的重量比可以是3wt%至5wt%或更低。

氟代碳酸亞乙酯與電解質(zhì)溶液的重量比可以是1wt%至5wt%或更低。

丙烯磺內(nèi)酯與電解質(zhì)溶液的重量比可以是1wt%至5wt%或更低。

丙烷磺內(nèi)酯與電解質(zhì)溶液的重量比可以是1wt%至5wt%或更低。