宽温度范围超级电容器制造技术

公开了双电层电容器装置。所述装置可以适用于宽温度范围的工作。在一些情况中，所述电容器的特征在于包含掺有离子液体的聚合物基体的固态电解质。

Wide temperature range supercapacitor

A double layer capacitor device is disclosed. The device can be applied to a wide range of temperature range. In some cases, the capacitor is characterized by a solid electrolyte containing a polymer matrix containing an ionic liquid.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】宽温度范围超级电容器相关申请的交叉引用本申请要求各自于2015年1月27日提交的美国临时申请第62/108,162号和第62/108,494号以及各自于2015年12月17日提交的美国临时申请第62/269,063号和第62/269,077号中的每一个的权益。本申请的内容还涉及2015年8月9日公开的国际公开第WO201510271号。前述申请的公开内容通过引用并入本文。联邦资助研究的声明本专利技术是在由国家航空航天局(NASA)授予的合同第NNX15CC71P号、由国家航空航天局(NASA)授予的合同第NNX15CP59P号政府资金的支持下完成的。美国政府可享有本专利技术的权利。
技术介绍
本文中公开的专利技术涉及能量储存单元，并且具体地涉及用于提供在高温下可工作的双电层电容器的技术。能量储存单元普遍存在于我们的社会中。虽然大多数人将能量储存单元简单地认为是“电池”，但是也可包括其他类型的单元。例如，最近，超级电容器因其有利的特性而备受关注。简言之，现今许多类型的能量储存单元是已知的并且在使用中。一般而言，能量储存单元包括设置在壳体(例如容器(canister))内的能量储存介质。虽然金本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于超级电容器的固态电解质，包含：掺有离子液体的聚合物基体；以及其中使用所述电解质的超级电容器被配置成在整个工作温度范围内的温度下输出电能，其中所述工作温度范围包括0℃至250℃。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.01.27 US 62/108,162;2015.01.27 US 62/108,494;1.一种用于超级电容器的固态电解质，包含：掺有离子液体的聚合物基体；以及其中使用所述电解质的超级电容器被配置成在整个工作温度范围内的温度下输出电能，其中所述工作温度范围包括0℃至250℃。2.根据权利要求1所述的电解质，其中所述工作温度范围包括0℃至275℃。3.根据任何前述权利要求所述的电解质，其中所述工作温度范围包括0℃至300℃。4.根据任何前述权利要求所述的电解质，其中所述工作温度范围包括0℃至310℃。5.根据任何前述权利要求所述的电解质，其中所述工作温度范围包括0℃至325℃。6.根据任何前述权利要求所述的电解质，其中所述工作温度范围包括0℃至350℃。7.根据任何前述权利要求所述的电解质，其中所述工作温度范围包括-10℃至300℃。8.根据任何前述权利要求所述的电解质，其中所述工作温度范围包括-10℃至310℃。9.根据任何前述权利要求所述的电解质，其中所述工作温度范围包括-10℃至325℃。10.根据任何前述权利要求所述的电解质，其中所述工作温度范围包括-10℃至350℃。11.根据任何前述权利要求所述的电解质，其中所述工作温度范围包括-40℃至300℃。12.根据任何前述权利要求所述的电解质，其中所述工作温度范围包括-40℃至325℃。13.根据任何前述权利要求所述的电解质，其中所述工作温度范围包括-40℃至350℃。14.根据任何前述权利要求所述的电解质，其中使用所述电解质的所述超级电容器被配置成在整个工作电压范围内的工作电压下输出电能，所述工作电压范围为约0V至约0.5V。15.根据任何前述权利要求所述的电解质，其中使用所述电解质的所述超级电容器被配置成在整个工作电压范围内的工作电压下输出电能，所述工作电压范围为约0V至约2V。16.根据任何前述权利要求所述的电解质，其中使用所述电解质的所述超级电容器被配置成在整个工作电压范围内的工作电压下输出电能，所述工作电压范围为约0V至约4V。17.根据权利要求1至16中任一项所述的电解质，其中所述离子液体包含阳离子，所述阳离子包括以下中的至少一种：四丁基铵、1-(3-氰丙基)-3-甲基咪唑1,2-二甲基-3-丙基咪唑1,3-双(3-氰丙基)咪唑1,3-二乙氧基咪唑1-丁基-1-甲基哌啶1-丁基-2,3-二甲基咪唑1-丁基-3-甲基咪唑1-丁基-4-甲基吡啶1-丁基吡啶1-癸基-3-甲基咪唑1-乙基-3-甲基咪唑1-戊基-3-甲基咪唑1-己基-3-甲基咪唑3-甲基-1-丙基吡啶及其组合。18.根据权利要求1至16中任一项所述的电解质，其中所述离子液体包含阳离子，所述阳离子包括以下中的至少一种：铵、咪唑吡嗪哌啶吡啶嘧啶和吡咯烷及其组合。19.根据权利要求1至18中任一项所述的电解质，其中所述离子液体包含阴离子，所述阴离子包括以下中的至少一种：双(三氟甲烷磺酸根)酰亚胺、三(三氟甲烷磺酸根)甲基化物、二氰酰胺、四氟硼酸根、四(氰基)硼酸根、六氟磷酸根、三(五氟乙基)三氟磷酸根、三氟甲烷磺酸根、双(五氟乙烷磺酸根)酰亚胺、硫氰酸根、三氟(三氟甲基)硼酸根、及其组合。20.根据权利要求1至19中任一项所述的电解质，其中所述离子液体包含溶剂，所述溶剂包括以下中的至少一种：乙腈、酰胺、苄腈、丁内酯、环醚、碳酸二丁酯、碳酸二乙酯、二乙醚、二甲氧基乙烷、碳酸二甲酯、二甲基甲酰胺、二甲砜、二烷、二氧戊环、甲酸乙酯、碳酸亚乙酯、碳酸乙基甲酯、内酯、直链醚、甲酸甲酯、丙酸甲酯、甲基四氢呋喃、腈、硝基苯、硝基甲烷、正甲基吡咯烷酮、碳酸亚丙酯、环砜烷、砜、四氢呋喃、四亚甲基砜、噻吩、乙二醇、二甘醇、三甘醇、聚乙二醇、碳酸酯、γ-丁内酯、腈、三氰基己烷、及其组合。21.根据权利要求1至20中任一项所述的电解质，包含至少一种添加剂。22.根据权利要求21所述的电解质，其中所述添加剂包含多孔无机氧化物。23.根据权利要求22所述的电解质，其中所述多孔无机氧化物包含以下中的至少一种：二氧化硅、硅酸盐、氧化铝、二氧化钛、氧化镁、铝硅酸盐、沸石、钛酸盐、或其组合。24.根据权利要求21至23中任一项所述的电解质，其中所述添加剂包含二氧化硅或硅酸盐。25.根据权利要求21至24中任一项所述的电解质，其中所述添加剂包含介孔无机氧化物。26.根据权利要求21至25中任一项所述的电解质，其中胶凝剂包含多晶无机氧化物。27.根据权利要求21至26中任一项所述的电解质，其中所述胶凝剂包含微晶无机氧化物。28.根据权利要求1至27中任一项所述的电解质，其中所述至少一种添加剂包含无机粉末。29.根据权利要求28所述的电解质，其中所述无机粉末包含以下中的至少一种：氧化铝、二氧化钛、氧化镁、铝硅酸盐、钛酸盐、及其组合。30.根据权利要求28和29中任一项所述的电解质，其中所述无机粉末包含以下中的至少一种：二氧化硅、硅酸盐、及其组合。31.根据权利要求1至30中任一项所述的电解质，其中所述至少一种添加剂包含黏土。32.根据权利要求31所述的电解质，其中所述黏土包含以下中的至少一种：膨润土、蒙脱石...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼科洛·米凯莱·布兰比拉，法布里齐奥·马丁尼，
申请(专利权)人：快帽系统公司，
类型：发明
国别省市：美国,US