專利名稱：一種雙電層電容器有機(jī)電解液的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及雙電層電容器技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種雙電層電容器有機(jī)電解液。
背景技術(shù)：
雙電層電容器(Electrical Double-Layer Capacitor)又叫超級(jí)電容器，是一種新型儲(chǔ)能裝置，它具有充電時(shí)間短、使用壽命長、溫度特性好、節(jié)約能源和綠色環(huán)保等特點(diǎn)。 雙電層電容器用途廣泛。用作起重裝置的電力平衡電源，可提供超大電流的電力；用作車輛啟動(dòng)電源，可以全部或部分替代傳統(tǒng)的蓄電池；用作車輛的牽引能源可以生產(chǎn)電動(dòng)汽車、替代傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)；用在軍事上可保證坦克車、裝甲車等戰(zhàn)車的順利啟動(dòng)(尤其是在寒冷的冬季)、作為激光武器的脈沖能源。此外還可用于其他機(jī)電設(shè)備的儲(chǔ)能能源。電解液是電化學(xué)器件的一個(gè)重要組成部分，在正負(fù)極之間起著輸送和傳導(dǎo)電流的作用，直接影響到電化學(xué)器件的充放電性能，而雙電層電容器使用的有機(jī)電解液，通常采用作為典型代表的季胺鹽四乙基四氟硼酸銨(Et4NBF4)作為溶質(zhì)，有機(jī)溶劑如碳酸丙烯酯 (PC)、乙腈(ΑΝ)、γ - 丁內(nèi)酯(GBL)等作為溶劑。其中以PC或GBL為電解液溶劑的超級(jí)電容器工作溫度為-25 70°C，乙腈(AN)為電解液溶劑的超級(jí)電容器工作溫度為-4(T60°C，該種狀態(tài)限制了雙電層超級(jí)電容器在更多領(lǐng)域的應(yīng)用。因此尋找溫度范圍較寬的溶劑，勢必會(huì)提高雙電層電容器的性能，如果該電解液對(duì)雙電層電容器其他電化學(xué)性能也影響不大， 就具有極高的商業(yè)價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種雙電層電容器有機(jī)電解液，提高雙電層電容器的溫度性能。本發(fā)明提出一種雙電層電容器有機(jī)電解液，其組分包括溶劑和溶質(zhì)，其特征在于所述溶劑為Y-丁內(nèi)酯(GBL)和二甘醇二甲醚(Diglyme)；所述溶質(zhì)為季銨鹽。較優(yōu)地，所述溶劑質(zhì)量份數(shù)為Y-丁內(nèi)酯(GBL)5(T80份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 20^50 份。較優(yōu)地，所述溶劑質(zhì)量份數(shù)為Y-丁內(nèi)酯(GBL)70份，二甘醇二甲醚(Diglyme)30 份。較優(yōu)地，所述溶質(zhì)季銨鹽為四乙基四氟硼酸銨(Et4NBF4)或四甲基四氟硼酸銨 (Me4NBF4)中的一種或兩種。其中，所述溶質(zhì)季銨鹽的濃度為0. 8 1. 2mol/L。其中，所述雙電層電容器的電極材料是活性碳，碳纖維，碳?xì)饽z，碳納米管，炭黑的任一種。所述雙電層電容器工作溫度在-4(Tl2(TC，貯存溫度在-6(Tl5(TC。本發(fā)明的雙電層電容器有機(jī)電解液提高了雙電層電容器的高低溫性能，可成功應(yīng)用于對(duì)溫度要求比較高的新能源、航天、航空領(lǐng)域以及軍事領(lǐng)域。
具體實(shí)施例方式下面首先將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的雙電層電容器的制備方法。下面的制備方法僅用于對(duì)本發(fā)明的說明，而不是對(duì)本發(fā)明的范圍的限制。制備方法
采用制備雙電層電容器的常用方法制備極片，使用活性炭為活性物質(zhì)，導(dǎo)電炭黑 (Super P)為導(dǎo)電劑，羧甲基纖維素鈉(CMC)和丁苯橡膠(SBR)為粘結(jié)劑；使用聚丙烯微孔膜(PP)作為隔膜。最后，將本發(fā)明中的有機(jī)電解液注入該體系中，可根據(jù)需要制備成卷繞式、疊片式鋁塑膜軟包裝等各種規(guī)格的超級(jí)電容器。下面通過在以上三種體系中的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明，下面的實(shí)施例僅用于對(duì)本發(fā)明的說明，而不是對(duì)本發(fā)明的范圍的限制。實(shí)施例1
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯。電解液的配方如下(質(zhì)量) 溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 100份，
溶質(zhì)四乙基四氟硼酸銨(Et4NBF4)濃度lmol/L。實(shí)施例2
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯
電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑二甘醇二甲醚(Diglyme) 100份，
溶質(zhì)四乙基四氟硼酸銨(Et4NBF4)濃度0.8mol/L (最高溶解度)。實(shí)施例3
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 30份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 70份， 溶質(zhì)四乙基四氟硼酸銨(Et4NBF4)濃度lmol/L。實(shí)施例4
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 50份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 50份， 溶質(zhì)四乙基四氟硼酸銨(Et4NBF4)濃度lmol/L。實(shí)施例5
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 70份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 30份， 溶質(zhì)四乙基四氟硼酸銨(Et4NBF4)濃度lmol/L。實(shí)施例6
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)溶劑Y - 丁內(nèi)酯(GBL) 80份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 20份， 溶質(zhì)四乙基四氟硼酸銨(Et4NBF4)濃度lmol/L。實(shí)施例7
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 90份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 10份， 溶質(zhì)四乙基四氟硼酸銨(Et4NBF4)濃度lmol/L。實(shí)施例8
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 70份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 30份， 溶質(zhì)四乙基四氟硼酸銨(Et4NBF4)濃度0. 6mol/L。實(shí)施例9
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 70份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 30份， 溶質(zhì)四乙基四氟硼酸銨(Et4NBF4)濃度0. 8mol/L。實(shí)施例10
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 70份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 30份， 溶質(zhì)四乙基四氟硼酸銨(K4NBF4)濃度1. 2mol/L。實(shí)施例11
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 70份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 30份， 溶質(zhì)四乙基四氟硼酸銨(K4NBF4)濃度1. 5mol/L。實(shí)施例12
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 70份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 30份， 溶質(zhì)四甲基四氟硼酸銨(Me4NBF4)濃度1. 5mol/L。實(shí)施例13
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 70份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 30份， 溶質(zhì)四甲基四氟硼酸銨(Me4NBF4)濃度0. 6mol/L。實(shí)施例14
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 70份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 30份， 溶質(zhì)四甲基四氟硼酸銨(Me4NBF4)濃度0. 8mol/L。實(shí)施例15
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 70份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 30份， 溶質(zhì)四甲基四氟硼酸銨(Me4NBF4)濃度lmol/L。實(shí)施例I6
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 70份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 30份， 溶質(zhì)四甲基四氟硼酸銨(Me4NBF4)濃度1. 2mol/L。實(shí)施例17
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 70份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 30份， 溶質(zhì)四甲基四氟硼酸銨(Me4NBF4)濃度1. 5mol/L。實(shí)施例18
按照上述方法制備雙電層電容器，組裝成疊片式軟包裝方型電芯電解液的配方如下(質(zhì)量)
溶劑Y-丁內(nèi)酯(GBL) 70份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 30份， 溶質(zhì)四乙基四氟硼酸銨(Et4NBF4) 50份，四甲基四氟硼酸銨(Me4NBF4) 50份，濃度 lmol/L。參考GB/T 18287-2000《蜂窩電話用鋰離子電池總規(guī)范》測試標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)本發(fā)明中電解液高低溫性能優(yōu)異的特性，添加兩個(gè)溫度條件(_40°C、120°C )，分別測量以上各實(shí)施例的樣品的低溫性能(分別在低溫-20°C、-40°C下放置16小時(shí)，0. 2C放電)、高溫性能(高溫 55°C、120°C下放置2小時(shí)，IC放電)以及循環(huán)壽命(100%D0D，5C充放，100000次)，樣品測得的電化學(xué)性能如表1所示。
權(quán)利要求
1.一種雙電層電容器有機(jī)電解液，其組分包括溶劑和溶質(zhì)，其特征在于所述溶劑為 Y-丁內(nèi)酯(GBL)和二甘醇二甲醚(Diglyme)；所述溶質(zhì)為季銨鹽。
2.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電解液，其特征在于所述溶劑質(zhì)量份數(shù)為Y-丁內(nèi)酯 (GBL) 50 80 份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 20 50 份。
3.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電解液，其特征在于所述溶劑質(zhì)量份數(shù)為Y-丁內(nèi)酯 (GBL) 70 份，二甘醇二甲醚(Diglyme) 30 份。
4.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電解液，其特征在于所述溶質(zhì)季銨鹽為四乙基四氟硼酸銨 (Et4NBF4)或四甲基四氟硼酸銨(Me4NBF4)中的一種或兩種。
5.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電解液，其特征在于所述溶質(zhì)季銨鹽的濃度為0.8 1. 2mol/L。
6.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電解液，其特征在于所述雙電層電容器的電極材料是活性碳，碳纖維，碳?xì)饽z，碳納米管，炭黑的任一種。
7.如權(quán)利要求1所述的有機(jī)電解液，其特征在于所述雙電層電容器工作溫度在-4(Tl20°C，貯存溫度在-6(Tl50°C。
全文摘要
本發(fā)明提出一種雙電層電容器有機(jī)電解液，其組分包括溶劑和溶質(zhì)，其特征在于所述溶劑為γ-丁內(nèi)酯(GBL)和二甘醇二甲醚(Diglyme)，溶劑質(zhì)量份數(shù)為γ-丁內(nèi)酯(GBL)50~80份，二甘醇二甲醚(Diglyme)20~50份；所述溶質(zhì)為季銨鹽。本發(fā)明的雙電層電容器有機(jī)電解液提高了雙電層電容器的高低溫性能，可成功應(yīng)用于對(duì)溫度要求比較高的新能源、航天、航空領(lǐng)域以及軍事領(lǐng)域。
文檔編號(hào)H01G9/038GK102496468SQ20111036652
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年11月18日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月18日
發(fā)明者華黎, 吳明霞, 安仲勛, 曹小衛(wèi), 楊恩東, 陳經(jīng)坤 申請(qǐng)人:上海奧威科技開發(fā)有限公司