[发明专利]一种高充放电循环稳定性的超级电容器电解液及超级电容器

说明书

技术领域

本发明涉及电化学材料领域，尤其是涉及一种高充放电循环稳定性的超级电容器电解液及超级电容器。

背景技术

超级电容器是一种极具市场竞争力的储能产品，可以实现快速充电、大电流放电，且具有十万次以上的充电寿命，在一些需要短时高倍率放电的应用中占有极重要的地位。

超级电容器主要由电极材料、集流体、隔膜和电解液组成，作为超级电容器的重要组成部分，由溶剂和电解质盐构成的电解液是极为重要的研究领域，不同类型的电解液往往对超级电容器性能产生较大影响，寻找合适的电解液是超级电容器目前研究的重点之一。电解液的稳定性、分解电压、粒子直径、电负性等是影响超级电容器性能的重要因素。

超级电容器的使用性能要求电解液具备较高的的充放电循环稳定性。然而比较明显地，现有的超级电容器用电解液在综合使用性能良好的前提下，其充放电循环稳定性有待提高。

发明内容

针对现有技术不足，本发明提供了一种超级电容器用的充放电循环稳定性高的电解液以及超级电容器。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案为：一种高充放电循环稳定性的超级电容器电解液，其由电解质盐和质子惰性有机溶剂组成，所述的电解质盐为双乙二酸硼酸四甲基铵和四氟硼酸锂，所述的质子惰性有机溶剂为碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、乙腈和N,N二甲基甲酰胺的混合。

进一步地，所述的双乙二酸硼酸四甲基铵和四氟硼酸锂的质量份比为1:2~4。

进一步地，所述的电解质盐在电解液中的摩尔浓度为0.6~2mol/L。

进一步地，所述的碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、乙腈和N,N二甲基甲酰胺的质量份比为3~6:1~3:1~3:1。

所述的一种高充放电循环稳定性的超级电容器电解液的制备方法，其具体步骤为：首先将质子惰性有机溶剂充分混合，将混合后的质子惰性有机溶剂除水至含水量10ppm以下，然后向质子惰性有机溶剂中加入电解质盐，充分混合均匀后得到本发明的电解液。

本发明同时提供了一种超级电容器，其包括正极、负极、置于正极和负极之间的隔膜和电解液，所述电解液为上述的高充放电循环稳定性的超级电容器电解液。

与现有技术相比，本发明具备的有益效果为：本发明的超级电容器用的稳定性电解液采用低挥发、电化学稳定性良好、介电常数较大的碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、乙腈、N,N二甲基甲酰胺的复配作为质子惰性有机溶剂，电化学稳定性较高的双乙二酸硼酸四甲基铵和四氟硼酸锂作为电解质盐，适当的质子惰性有机溶剂组成提高了电解质盐在其中的溶解和解离能力，改善电解液的离子电导性能，降低有机电解液的内阻，提高了电解液的电化学稳定窗口，从而使所得的电解液具有良好的电化学稳定性、化学稳定性性及充放电循环稳定性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步的说明，但本发明的实施方式不限于此，同时本发明的保护范围也不限于下述的实施例。

实施例1：一种高充放电循环稳定性的超级电容器电解液，其由电解质盐和质子惰性有机溶剂组成，所述的电解质盐为双乙二酸硼酸四甲基铵和四氟硼酸锂，所述的质子惰性有机溶剂为碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、乙腈和N,N二甲基甲酰胺的混合。

进一步地，所述的双乙二酸硼酸四甲基铵和四氟硼酸锂的质量份比为1:3，进一步地，所述的电解质盐在电解液中的摩尔浓度为1.5mol/L，进一步地，所述的碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、乙腈和N,N二甲基甲酰胺的质量份比为5:2:2:1。

所述的一种高充放电循环稳定性的超级电容器电解液的制备方法，其具体步骤为：首先将质子惰性有机溶剂充分混合，将混合后的质子惰性有机溶剂除水至含水量10ppm以下，然后向质子惰性有机溶剂中加入电解质盐，充分混合均匀后得到本发明的电解液。

实施例2：一种高充放电循环稳定性的超级电容器电解液，其由电解质盐和质子惰性有机溶剂组成，所述的电解质盐为双乙二酸硼酸四甲基铵和四氟硼酸锂，所述的质子惰性有机溶剂为碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、乙腈和N,N二甲基甲酰胺的混合。

进一步地，所述的双乙二酸硼酸四甲基铵和四氟硼酸锂的质量份比为1:4，进一步地，所述的电解质盐在电解液中的摩尔浓度为0.6mol/L，进一步地，所述的碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、乙腈和N,N二甲基甲酰胺的质量份比为3:1:1:1。

所述的一种高充放电循环稳定性的超级电容器电解液的制备方法，其具体步骤同实施例1。