[发明专利]用于锂离子电容器的电解质制剂

说明书

一种锂离子电容器，其包括阴极、阳极、阴极与阳极之间的隔膜、以及电解质，所述电解质包含溶剂、锂盐、以及一种或多种添加剂，所述一种或多种添加剂选自由以下组成的组：碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、二甲基乙酰胺(DMAc)、氢氟醚支化的环状碳酸酯、氢氟醚碳酸亚乙酯(HFEEC)、氢氟醚(HFE)和氟化碳酸亚乙酯(FEC)。电解质可包括基于碳酸酯的溶剂和一种或多种溶剂组分和/或以下中的一种或多种：碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、二甲基乙酰胺(DMAc)、氢氟醚支化的环状碳酸酯、氢氟醚碳酸亚乙酯(HFEEC)、氢氟醚(HFE)和氟化碳酸亚乙酯(FEC)。此外，锂盐为LiPF₆。图为示出在约65℃的温度下循环的锂离子电容器的阳极测量的循环伏安法的图，其中锂离子电容器包括具有以下组成的电解质：EC‑PC‑DEC(碳酸亚乙酯‑碳酸亚丙酯‑碳酸二乙酯)溶剂中1.2摩尔(M)的LiPF₆。

技术领域

本发明涉及能量储存装置，特别涉及能量储存装置的电解质(electrolyte，电解液)组成。

背景技术

各种类型的能量储存装置可用来驱动电子装置，包括例如电容器、电池、电容器-电池混合体和/或燃料电池。具有改进的电解质制剂(electrolyte formulation，电解质配制剂，电解质配方)的能量储存装置(例如锂离子电容器)可有助于改进电容器的电性能。

发明内容

为了对本发明和所获得的相对于现有技术的优点进行概括的目的，本文描述了本发明的某些目的和优点。在本发明任何特定的实施方式中可能并不会获得所有的这些目的或优点。因此，例如，本领域技术人员将认识到，可以获得或优化如本文所教导的一个优点或一组优点但又不一定获得本文可能教导或建议的其它目的或优点的方式体现或实施本发明。

在第一方面，提供了一种锂离子电容器，其包括阴极、阳极、阴极与阳极之间的隔膜、电解质，所述电解质包括溶剂、锂盐、以及一种或多种添加剂，其中一种或多种添加剂选自由以下组成的组：碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)、氢氟醚碳酸亚乙酯(hydrofluorinated ether ethylene carbonate，氢氟化醚碳酸亚乙酯)(HFEEC)、二甲基乙酰胺(DMAc)、氢氟醚(hydro fluorinated ether，氢氟化醚)(HFE)、氢氟醚支化的环状碳酸酯(hydro fluorinated ether branched cyclic carbonate，具有氢氟醚支链的环状碳酸酯)、以及氟化碳酸亚乙酯(FEC)、及其组合；并且其中电解质以约0.5wt％至约5wt％包含一种或多种添加剂中的每一种。

在第一方面的一个实施方式中，锂离子电容器的溶剂(lithium ion capacitorsolvent，锂离子电容器溶剂)包含一种或多种碳酸酯。在第一方面的一个实施方式中，一种或多种碳酸酯选自由以下组成的组：EC(碳酸亚乙酯)、PC(碳酸亚丙酯)、DEC(碳酸二乙酯)、DMC(碳酸二甲酯)、EMC(碳酸甲乙酯)、及其组合。在第一方面的一个实施方式中，溶剂包含选自由以下组成的组的酯：MP(丙酸甲酯)、EB(丁酸乙酯)、MB(丁酸甲酯)、EA(乙酸乙酯)、及其组合。在第一方面的一个实施方式中，锂盐为LiPF₆。在第一方面的一个实施方式中，LiPF₆在电解质中以约0.8至1.4M的浓度存在。在第一方面的一个实施方式中，LiPF₆在电解质中以约0.6至0.95M的浓度存在。在第一方面的一个实施方式中，溶剂包含EC/PC/DEC、EC/DEC/DMC/EB、EC/EMC、EC/EMC/MP、EC/DEC/DMC/EMC、或EC/DMC/EB。在第一方面的一个实施方式中，溶剂包含体积比为约3:1:4的EC/PC/DEC、体积比为约1:1:1:1的EC/DEC/DMC/EB、体积比为约3:7的EC/EMC、体积比为约1:1:8的EC/EMC/MP、体积比为约1:1:1:2的EC/DEC/DMC/EMC、或者体积比为约1:1:1的EC/DMC/EB。