[發明專利]具有高粘度并且隨時間保持性能穩定的電解質組合物

在審

• 申請號: 201610852106.3
• 申請日: 2016-09-26
• 公開（公告）號: CN107871622A
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 李輝
• 申請（專利權）人: 青島九洲千和機械有限公司
• 主分類號: H01G11/60
• 分類號: H01G11/60;H01G11/62;H01G11/64
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種具有高粘度并且隨時間保持性能穩定的電解質組合物。

背景技術

為了滿足柔性超級電容器的可穿戴需求，柔性電極必須與具有一定粘度且彎折性良好的電解質相匹配，高粘度使得電解質更加安全不易泄露，而彎折性良好則是為了滿足柔性的需求。

發明內容

本發明針對現階段用于柔性超級電容器的高粘度電解質如何具備隨時間保持穩定的電化學性能的問題，提出了一種粘度大、電導率高、電化學工作窗口很寬并且性能隨時間能夠一直保持穩定的電解質配方。

本發明涉及一種具有高粘度并且隨時間保持性能穩定的電解質組合物，所述電解質組合物包括組分及含量如下：

硫酸鹽：3～6wt％；

無機酸或有機酸：5～9wt％；

聚乙烯醇：7～13wt％；

非離子表面活性劑：5～8wt％；

穩定助劑：1.2～1.5wt％；

非水溶劑：30～35wt％；

水：40～45wt％。

優選地，所述的硫酸鹽為硫酸鉀、硫酸鈉、硫酸鐵、硫酸銨中的一種或幾種，硫酸鹽為電解質提供可移動的陰陽離子。

優選地，所述的無機酸為H 3PO 4、H 2SO 4、HClO 4、HCl中的一種或幾種；所述有機酸是磺基水楊酸、十二烷基苯磺酸中的一種或兩種，為電解質提供少量的氫離子，能夠顯著提高電解質中離子的流動性。

優選地，所述的聚乙烯醇為PVA-1750，聚合度為1700，醇解度為50％，該聚乙烯醇在70℃～75℃范圍內可以完全溶解于水，并且顯著提高電解質的粘度。

優選地，所述的非離子表面活性劑包括烷基酚聚氧乙烯醚、脂肪酸聚氧乙烯酯、失水山梨醇酯或非離子聚丙烯酰胺等；由于非離子表面活性劑具有在水中不電離的特點，決定了它在以下方面較離子型表面活性劑優越，如在水中和有機溶劑中都有較好的溶解性，在溶液中穩定性高，不易受強電解質無機鹽和酸、堿的影響等，增加了體系的穩定性。

優選地，所述的穩定助劑包括吡啶、環己酮、苯酚、正丁醇或異丁醇等，但不局限上述幾項，以聚乙烯醇作為增粘劑的電解質體系的性能隨時間并不穩定，但是上述穩定助劑可以顯著提高聚乙烯醇的粘度穩定性，使電解質的體系保持穩定。

優選地，所述的非水溶劑為異丙醇、正丙醇、碳酸丙烯酯、乙腈、丙腈、碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯中的一種或幾種。

與現有技術相比，本發明具有以下優點：

1、本發明通過優選聚乙烯醇體系，使電解質具有高粘度特性，通過加入強酸稀溶液以及硫酸鹽等強電解質，使電解質的電化學性能優異，通過加入非離子表面活性劑和穩定助劑，使電解質的性能隨時間保持穩定；

2、相比于性能隨時間能夠保持穩定、但電化學性能較差的電解質，其具有更高的電導率和電化學穩定窗口；

3、相比于電化學性能較好、但是性能穩定性較差的電解質，其隨時間具有高度穩定的特性；

4、相比于粘度較小或純水相體系的電解質，其具有更高的粘度，擁有不易泄露、更加安全的特點，更適合作為柔性超級電容器的電解質；

5、工藝簡單，成本低。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發明，但不以任何形式限制本發明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發明的保護范圍。

下述實施例的電解質組合物是通過以下方法制備的：將聚乙烯醇在1500轉/min攪拌速度下加入室溫(25℃)水中；分散均勻后再用水浴加熱方法升溫至70℃加速溶解；隨后將非離子表面活性劑加入其中，并維持70℃以1500轉/min轉速攪拌均勻，最后將硫酸鹽、無機酸、非水溶劑、穩定助劑依次加入其中，并維持70℃以1500轉/min轉速攪拌均勻。

下述實施例的組合物中，陰陽離子成分選無機酸、有機酸均可；所述的無機酸為H 3PO 4、H 2SO 4、HClO 4、HCl中的一種或幾種，所述有機酸是磺基水楊酸、十二烷基苯磺酸中的一種或兩種，上述有機酸或無機酸組分下均可實現效果。

實施例1

本實施例涉及一種具有高粘度并且性能隨時間能夠保持穩定的用于柔性超級電容器的電解質組成，包括以下組份及重量含量：

實施例2