[發明專利]一種高充放電循環穩定性的超級電容器電解液及超級電容器

在審

• 申請號: 201710729158.6
• 申請日: 2017-08-23
• 公開（公告）號: CN107564734A
• 公開（公告）日: 2018-01-09
• 發明（設計）人: 陸全明;項彬彬
• 申請（專利權）人: 吳江佳億電子科技有限公司
• 主分類號: H01G11/60
• 分類號: H01G11/60;H01G11/62;H01G11/84
• 代理公司: 常州知融專利代理事務所(普通合伙)32302
• 代理人: 趙楓

技術領域

本發明涉及電化學材料領域，尤其是涉及一種高充放電循環穩定性的超級電容器電解液及超級電容器。

背景技術

超級電容器是一種極具市場競爭力的儲能產品，可以實現快速充電、大電流放電，且具有十萬次以上的充電壽命，在一些需要短時高倍率放電的應用中占有極重要的地位。

超級電容器主要由電極材料、集流體、隔膜和電解液組成，作為超級電容器的重要組成部分，由溶劑和電解質鹽構成的電解液是極為重要的研究領域，不同類型的電解液往往對超級電容器性能產生較大影響，尋找合適的電解液是超級電容器目前研究的重點之一。電解液的穩定性、分解電壓、粒子直徑、電負性等是影響超級電容器性能的重要因素。

超級電容器的使用性能要求電解液具備較高的的充放電循環穩定性。然而比較明顯地，現有的超級電容器用電解液在綜合使用性能良好的前提下，其充放電循環穩定性有待提高。

發明內容

針對現有技術不足，本發明提供了一種超級電容器用的充放電循環穩定性高的電解液以及超級電容器。

本發明解決上述技術問題采用的技術方案為：一種高充放電循環穩定性的超級電容器電解液，其由電解質鹽和質子惰性有機溶劑組成，所述的電解質鹽為雙乙二酸硼酸四甲基銨和四氟硼酸鋰，所述的質子惰性有機溶劑為碳酸丙烯酯、γ-丁內酯、乙腈和N,N二甲基甲酰胺的混合。

進一步地，所述的雙乙二酸硼酸四甲基銨和四氟硼酸鋰的質量份比為1:2~4。

進一步地，所述的電解質鹽在電解液中的摩爾濃度為0.6~2mol/L。

進一步地，所述的碳酸丙烯酯、γ-丁內酯、乙腈和N,N二甲基甲酰胺的質量份比為3~6:1~3:1~3:1。

所述的一種高充放電循環穩定性的超級電容器電解液的制備方法，其具體步驟為：首先將質子惰性有機溶劑充分混合，將混合后的質子惰性有機溶劑除水至含水量10ppm以下，然后向質子惰性有機溶劑中加入電解質鹽，充分混合均勻后得到本發明的電解液。

本發明同時提供了一種超級電容器，其包括正極、負極、置于正極和負極之間的隔膜和電解液，所述電解液為上述的高充放電循環穩定性的超級電容器電解液。

與現有技術相比，本發明具備的有益效果為：本發明的超級電容器用的穩定性電解液采用低揮發、電化學穩定性良好、介電常數較大的碳酸丙烯酯、γ-丁內酯、乙腈、N,N二甲基甲酰胺的復配作為質子惰性有機溶劑，電化學穩定性較高的雙乙二酸硼酸四甲基銨和四氟硼酸鋰作為電解質鹽，適當的質子惰性有機溶劑組成提高了電解質鹽在其中的溶解和解離能力，改善電解液的離子電導性能，降低有機電解液的內阻，提高了電解液的電化學穩定窗口，從而使所得的電解液具有良好的電化學穩定性、化學穩定性性及充放電循環穩定性。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步的說明，但本發明的實施方式不限于此，同時本發明的保護范圍也不限于下述的實施例。

實施例1：一種高充放電循環穩定性的超級電容器電解液，其由電解質鹽和質子惰性有機溶劑組成，所述的電解質鹽為雙乙二酸硼酸四甲基銨和四氟硼酸鋰，所述的質子惰性有機溶劑為碳酸丙烯酯、γ-丁內酯、乙腈和N,N二甲基甲酰胺的混合。

進一步地，所述的雙乙二酸硼酸四甲基銨和四氟硼酸鋰的質量份比為1:3，進一步地，所述的電解質鹽在電解液中的摩爾濃度為1.5mol/L，進一步地，所述的碳酸丙烯酯、γ-丁內酯、乙腈和N,N二甲基甲酰胺的質量份比為5:2:2:1。

所述的一種高充放電循環穩定性的超級電容器電解液的制備方法，其具體步驟為：首先將質子惰性有機溶劑充分混合，將混合后的質子惰性有機溶劑除水至含水量10ppm以下，然后向質子惰性有機溶劑中加入電解質鹽，充分混合均勻后得到本發明的電解液。

實施例2：一種高充放電循環穩定性的超級電容器電解液，其由電解質鹽和質子惰性有機溶劑組成，所述的電解質鹽為雙乙二酸硼酸四甲基銨和四氟硼酸鋰，所述的質子惰性有機溶劑為碳酸丙烯酯、γ-丁內酯、乙腈和N,N二甲基甲酰胺的混合。

進一步地，所述的雙乙二酸硼酸四甲基銨和四氟硼酸鋰的質量份比為1:4，進一步地，所述的電解質鹽在電解液中的摩爾濃度為0.6mol/L，進一步地，所述的碳酸丙烯酯、γ-丁內酯、乙腈和N,N二甲基甲酰胺的質量份比為3:1:1:1。

所述的一種高充放電循環穩定性的超級電容器電解液的制備方法，其具體步驟同實施例1。