[發明專利]用于三伏超級電容器的電解質

在審

• 申請號: 201380052534.2
• 申請日: 2013-10-07
• 公開（公告）號: CN104769692A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 普里亞·本達萊;波爾特·米切爾;杰弗里·納爾遜;席小梅;羅伯特·克勞福德;道·施埃弗爾
• 申請（專利權）人: 麥克斯威科技公司
• 主分類號: H01G11/78
• 分類號: H01G11/78;H01G11/28;H01G11/34;H01G11/38;H01G11/62;H01G11/82;H01G11/68;H01G11/84;H01G11/24;H01G11/32;H01G11/14
• 代理公司: 北京德琦知識產權代理有限公司 11018
• 代理人: 康泉;王珍仙

1.一種超級電容器，其包括：

第一集電器和第二集電器；

電耦合到所述第一集電器的正電極；

電耦合到所述第二集電器的負電極；

定位在所述正電極與所述負電極之間的隔板；

與所述正電極和所述負電極處于離子接觸的電解質；以及

保持所述正電極、所述負電極、所述隔板及所述電解質的外殼組件，并且其中所述超級電容器能夠在65℃或更高的溫度下在3伏下工作，同時維持小于200％的其初始等效串聯電阻超過1500個小時。

2.如權利要求1所述的電容器，其中所期望的性能包括所述電容器在25℃下工作大于10⁶個循環的循環壽命。

3.如權利要求1或2中任一項所述的電容器，其中所述外殼組件包括外表面以及暴露于所述電解質的內表面，并且其中保護涂層沿著所述內表面的至少一部分施加。

4.如權利要求3所述的電容器，其中所述保護涂層包括非導電材料。

5.如權利要求4所述的電容器，其中所述保護涂層包括聚合物材料。

6.如權利要求5所述的電容器，其中所述聚合物材料包括以下至少一種：聚環氧化物、聚烯烴、聚乙烯、聚酰亞胺、聚醚醚酮、聚氨酯、乙烯-丙烯橡膠、聚(對亞二甲苯基)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、氟化乙烯-丙烯和/或其共聚物。或陶瓷涂料。

7.如權利要求1至6中任一項所述的電容器，其中所述電解質包含季銨鹽。

8.如權利要求7所述的電容器，其中所述季銨鹽包括選自由以下組成的組的陽離子：螺-(1,1')-雙吡咯烷鎓根或其它離子液體三乙基甲基銨根和四乙基銨根。

9.如權利要求7或8中任一項所述的電容器，其中所述季銨鹽包括選自由以下組成的組的陰離子：四氟硼酸根和碘根。

10.如權利要求1至9中任一項所述的電容器，其中所述電解質還包含乙腈。

11.如權利要求1至10中任一項所述的電容器，其中所述電解質的鹽濃度在約0.7摩爾/L(M)與約1.2M之間。

12.如權利要求1至10中任一項所述的電容器，其中所述電解質的鹽濃度為約0.8M。

13.如權利要求1至12中任一項所述的電容器，其中所述隔板包括具有高電解質滲透性和濕潤性的膜。

14.如權利要求1所述的超級電容器，其中所述超級電容器能夠在65℃下以大于500k個循環的循環壽命工作。

15.如權利要求1所述的電容器，其中所述集電器包含石墨膜。

16.如權利要求15所述的電容器，其中所述正電極或所述負電極包括針對其中的離子遷移率而優化的大孔率和微孔率。

17.如權利要求15所述的電容器，其中所述正電極或所述負電極具有包括約60％至約85％的微孔率的碳基層。

18.如權利要求17所述的電容器，其中所述碳基層包括約70％或約80％的微孔率。

19.如權利要求17所述的電容器，其中所述碳基層包括約10％至約35％的中孔率。

20.如權利要求17所述的電容器，其中所述碳基層包括約20％至約25％的中孔率。

21.如權利要求17所述的電容器，其中所述碳基層包括小于約5％的大孔率。

22.如權利要求17所述的電容器，其中所述碳基層包括小于約1％的大孔率。

23.如權利要求1至22中任一項所述的電容器，其中所述正電極包括大于所述負電極的第二厚度的第一厚度。

24.如權利要求23所述的電容器，其中所述第一厚度比所述第二厚度大大約10％。

25.如權利要求23所述的電容器，其中所述第一厚度比所述第二厚度大大約20％。

26.如權利要求1所述的電容器，其中所述正電極或所述負電極包含具有小于約1％的含氫官能團的處理過的碳材料。