一种锌离子超级电容器电解液制造技术

本发明专利技术涉及一种锌离子超级电容器电解液，包括去离子水、无机电解质盐、盐酸溶液以及乙醇，其特征在于：乙醇体积占电解液总体积的20%～50%，所述无机电解质盐在电解液中的浓度为2～4.5mol/L，盐酸溶液的浓度为0.3～1mmol/L。其提高了低温性能，在低温下有比较高的比容量保持率。本发明专利技术通过测试电解液的冰点，以及冰点下的扣式电容器的比容量，证明该电解液的低温性能比较好。

Electrolyte of zinc ion super capacitor

The invention relates to a zinc ion electrolyte supercapacitor, including deionized water, inorganic salt, electrolyte solution of hydrochloric acid and ethanol, which is characterized in that: the ethanol volume of total volume of electrolyte from 20% to 50%, the concentration of the inorganic electrolyte salt in the electrolyte is 2 ~ 4.5mol/L, hydrochloric acid concentration is 0.3 ~ 1mmol/L. It improves the low temperature performance and has a higher specific capacity retention at low temperature. By testing the freezing point of the electrolyte and the specific capacity of the button capacitor under freezing point, the low temperature performance of the electrolyte is proved to be better.

【技术实现步骤摘要】
一种锌离子超级电容器电解液
本专利技术一种锌离子超级电容器电解液，属于超级电容器

技术介绍
超级电容器是一种介于电池与普通电容之间的储能器件，具有广阔的应用前景。将功率特性、能量特性明显的的超级电容器与其它类型的动力电池匹配复合电源使用，在满足节能及新能源汽车的使用要求的同时，可以大大提高电池的效率，延长使用寿命。例如，将锂离子电池与超级电容器组成复合电源，超级电容器可以在启动、加速、爬坡等大功率输出工况工作，锂离子电池提供汽车的续驶里程所需动力，二者的组合，提高了汽车的动力性能，延长了电池的使用寿命。不同类型的蓄电池与超级电容器的组合启发人们进行动力电池的内部结合研究，将某一种动力电池的特征元素与另外一种动力电池的特征元素，通过体系的优化设计，在同一单体内融合，可以使其兼具两种动力储能特征。而电极材料、隔膜、电解液等即是特征元素的代表。电解液是超级电容器的关键组成，其性能对超级电容的内阻、倍率性能、寿命及安全性能等具有重要的影响。公开号为CN102254691A的专利公开了一种低温型超级电容器电解液通过在电解液的主体溶剂为非水有机溶剂为质子惰性的乙腈或丙烯碳酸酯中添加低熔点溶剂，使得超级电容器的电解液能够在低温下具有较好的离子导通性，从而使超级电容器能够在低温下工作。公开号为CN103077834A的专利公开了一种基于水系中性电解液的不对称超级电容器及制备，该电容器中的电解液采用0.5mol/L的硫酸钠溶液。公开号为CN103811196A的专利公开了一种超级电容器水性电解液，其原料组成包括去离子水、中性无机电解质盐、低温添加剂、耐电压添加剂，低温添加剂为有机醇类化合物，其体积占电解液总体积的5%～40%，耐电压添加剂为环氧氯丙烷交联中间体、二氯丁烷交联中间体、四甲基丙二胺D-13、香草醛、苯甲醛、聚氧乙烯脂肪醇醚、聚氧乙烯烷基酚醚中的至少一种，中性无机电解质盐为Li2SO4·H2O、NH4Cl、NaC1、KC1、(NH4)2SO4、NH4NO3、NaNO3、KNO3中的至少一种，其在电解液中的浓度为0.5～3mol/L。公开号为CN105405683A的专利公开了一种活性炭超级电容器用高压水系电解液及其制备方法，能提高超级电容器的工作电压及能量密度。其技术方案（1）溶剂、溶质的选择：其中溶剂采用去离子水或蒸馏水，溶质KHSO4和LiCl均采用分析纯，水与溶质KHSO4的质量配比为1000∶28～210，水与溶质LiCl的质量配比分别为1000∶0～20；（2）电解液配置：将准确称量的KHSO4倒入20～50℃去离子水或蒸馏水中，搅拌使其完全溶解后，再加入称量的LiCl进行溶解，得到活性炭超级电容器用耐高压水系电解液。该方法所制备的电解液具有良好的使用性能，具备良好的溶液稳定性能、耐高压性能、对集流体低的腐蚀性能和良好的低温导电性能，因此具有广阔的应用前景。但是上述专利中的电解液的低温性能较差。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种锌离子超级电容器电解液，其提高了低温性能，在低温下有比较高的的比容量保持率。本专利技术通过测试电解液的冰点，以及冰点下的扣式电容器的比容量，证明该电解液的低温性能比较好。本专利技术的技术方案是这样实现的：一种锌离子超级电容器电解液，包括去离子水、无机电解质盐、盐酸溶液以及乙醇，其特征在于：乙醇体积占电解液总体积的20%～50%，所述无机电解质盐在电解液中的浓度为2～4.5mol/L，盐酸溶液的浓度为0.3～1mmol/L。所述无机电解质盐为氯化锌。本专利技术的积极效果是乙醇的加入有效提高了超级电容器的低温性能，通过调节乙醇的体积与电解液总体积的百分比，在提高超级电容器的低温性能同时保证了电解液的电导率，避免了因超级电容器的容量不足引起的功率下降问题。无机电解质盐在配制过程中加入少量的盐酸溶液，提高了氯化锌的溶解度。无机电解质盐采用氯化锌，有利于提高超级电容器的电化学性能，在低温下有比较高的的比容量保持率。附图说明图1为本专利技术实施例1常温下的充放电曲线图。图2为本专利技术实施例1冰点下的充放电曲线图。图3为本专利技术实施例2常温下的充放电曲线图。图4为本专利技术实施例2冰点下的充放电曲线图。图5为本专利技术实施例3常温下的充放电曲线图。图6为本专利技术实施例3冰点下的充放电曲线图。图7为本专利技术实施例4常温下的充放电曲线图。图8为本专利技术实施例4冰点下的充放电曲线图。具体实施方式下面结合附图与实施例对本专利技术进行具体描述，所述的实施例只是对本专利技术的权利要求的具体描述，权利要求包括但不限于所述的实施例内容。一种锌离子超级电容器电解液，该电解液的原料组成包括去离子水、无机电解质盐氯化锌、盐酸溶液；原料组成还包括低温添加剂乙醇，占电解液总体积的20%～50%，无机电解质盐氯化锌在电解液中的浓度为2～4.5mol/L，盐酸溶液的浓度为0.3～1mmol/L。实施例1：一种锌离子超级电容器电解液，该电解液的原料组成包括去离子水、无机电解质盐氯化锌、乙醇、盐酸溶液，乙醇的体积占电解液总体积的20%，所述无机电解质盐氯化锌在电解液中的浓度为2mol/L，盐酸溶液的浓度为0.3mmol/L。制备时，先将无机电解质盐氯化锌溶于去离子水中，并加盐酸溶液用于消除沉淀，提高溶解度，得到电解质盐溶液，然后向电解质盐溶液加入乙醇并混合均匀得到锌离子超级电容器电解液。电解液的冰点为-14.0℃。按照活性炭正极、隔膜、活性炭负极的顺序放入扣式电容器壳中，注入电解液，封装制成扣式超级电容器（活性炭/活性炭）。测试超级电容器的电化学性能。常温下比容量为34.9F/g，冰点下比容量为32.0F/g，比容量保持率是91.7%。实施例2：步骤同实施例1，不同的是，所述低温添加剂的体积占电解液总体积的30%，所述无机电解质盐在电解液中的浓度为2mol/L，盐酸溶液的浓度为0.5mmol/L。电解液的冰点为-14.3℃。常温下比容量为42.9F/g，冰点下比容量为42.5F/g，比容量保持率是99.0%。实施例3：步骤同实施例1，不同的是，所述低温添加剂的体积占电解液总体积的40%，所述无机电解质盐在电解液中的浓度为3mol/L，盐酸溶液的浓度为0.8mmol/L。电解液的冰点为-15.1℃。常温下比容量为54.0F/g，冰点下比容量为46.8F/g，比容量保持率是86.7%。实施例4：步骤同实施例1，不同的是，所述低温添加剂的体积占电解液总体积的50%，所述无机电解质盐在电解液中的浓度为4mol/L，盐酸溶液的浓度为1mmol/L。电解液的冰点为-15.6℃。常温下比容量为59.5F/g，冰点下比容量为53.5F/g，比容量保持率是89.9%。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锌离子超级电容器电解液，包括去离子水、无机电解质盐、盐酸溶液以及乙醇，其特征在于：乙醇体积占电解液总体积的20%～50%，所述无机电解质盐在电解液中的浓度为2～4.5mol/L，盐酸溶液的浓度为0. 3～1mmol/L。

【技术特征摘要】
1.一种锌离子超级电容器电解液，包括去离子水、无机电解质盐、盐酸溶液以及乙醇，其特征在于：乙醇体积占电解液总体积的20%～50%，所述无机电解质盐在电解液中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马千里，陈书礼，荣常如，曹婷婷，韩金磊，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22