The invention relates to a supercapacitor with better performance at ultra-low temperature, which is composed of a shell and a positive electrode sheet, a negative electrode sheet, a diaphragm between the positive and negative electrode sheets, and an electrolyte. The positive electrode sheet, the negative electrode sheet and the diaphragm are suspended in the electrolyte, and the electrolyte is characterized by: the electrolyte is composed of ionic liquids and organic solvents. The electrolyte concentration is 0.5~2M. The invention also discloses a preparation method of the supercapacitor. The invention not only has the advantages of fast charging and discharging speed, high power density, small internal resistance and long cycle life, but also the service temperature of the capacitor can be as low as 1089
【技术实现步骤摘要】
一种超低温条件下性能更优异的超级电容器及其制备方法
本专利技术涉及超级电容器
,尤其涉及一种超低温条件下性能更优异的超级电容器及其制备方法。
技术介绍
随着科学技术的发展,人类活动空间不断扩大,如极地、深空、沙漠、高原、冰川等。为了应对这些空间中的各种不利的自然条件,特别是极端寒冷的气候,迫切需要开发一种能够在非常低的温度下快速存储和提供大量电能的储能装置。超级电容器(supercapacitors)是一种新型储能器件,属于标准的全系列低碳经济核心产品,其最大的优点是具有优良的脉冲充放电性能和快速充放电性能,它的功率密度远高于锂电池,同时具有循环寿命长、工作温度范围宽、安全、无污染等特性,已成为本世纪最具发展前景的绿色电源。然而,超级电容器的不足之处就是其能量密度相对较低、低温性能也有待提高。电解液是决定超级电容器低温性能的关键所在。市售超级电容器的电解液一般选用四乙基胺四氟硼酸盐的乙腈溶液。乙腈的凝固点为-45℃,使得市售超级电容器的最低可耐受温度只能达到-40℃。此外,最关键的问题是,市售超级电容器的电位窗口一般为2.7V,并且随着使用温度的降低而逐渐减小,仅少数保持不变。同时市售超级电容器的比容量尤其是能量密度也随使用温度的降低而骤然衰减,-40℃时的比容量和能量密度都特别低,这就严重制约了超级电容器在特殊领域里的应用前景。因此,低温电解液的优化研究引起了科学家们的广泛关注。超级电容器耐受不了超低的温度是因为常规有机溶剂的凝固点高,低温性能恶化的主要原因是常规电解液电导率在低温时会发生大幅度的降低,而设计多元溶剂组分的电解液可解决这两个问题。采 ...
【技术保护点】
1.一种超低温条件下性能更优异的超级电容器,由外壳及置于所述外壳内的正电极片、负电极片、介于正负电极片之间的隔膜和电解液组成;所述正电极片与所述负电极片及所述隔膜均悬浮在所述电解液中,其特征在于:所述电解液由离子液体、有机溶剂和有机共溶剂组成,其电解质的浓度为0.5~2M;所述有机溶剂与所述有机共溶剂的体积比为1~4:1。
【技术特征摘要】
1.一种超低温条件下性能更优异的超级电容器,由外壳及置于所述外壳内的正电极片、负电极片、介于正负电极片之间的隔膜和电解液组成;所述正电极片与所述负电极片及所述隔膜均悬浮在所述电解液中,其特征在于:所述电解液由离子液体、有机溶剂和有机共溶剂组成,其电解质的浓度为0.5~2M;所述有机溶剂与所述有机共溶剂的体积比为1~4:1。2.如权利要求1所述的一种超低温条件下性能更优异的超级电容器,其特征在于:所述离子液体的阳离子为咪唑盐离子、吡咯盐离子、吡啶盐离子、季铵盐离子或哌啶盐离子中的一种,阴离子为四氟硼酸根、六氟磷酸根或双三氟甲磺酰亚胺离子中的一种。3.如权利要求2所述的一种超低温条件下性能更优异的超级电容器,其特征在于:所述阳离子为1-乙基-3-甲基咪唑离子、四乙基胺离子、1-丁基-3-甲基咪唑离子、N-甲基丁基吡咯烷离子、N-甲基-N-丙基哌啶离子或N-丁基吡啶离子中的一种。4.如权利要求1所述的一种超低温条件下性能更优异的超级电容器,其特征在于:所述有机溶剂为乙腈、N,N-二甲基甲酰胺或碳酸丙烯酯中的一种。5.如权利要求1所述的一种超低温条件下性能更优异的超级电容器,其特征在于:所述有机共溶剂为酯类溶剂、正戊烷、无水乙醇中的一种。6.如权利要求1所述的一种超低温条件下性能更优异的超级电容器,其特征在于:所述电解质...
【专利技术属性】
技术研发人员:阎兴斌,郎俊伟,张旭,刘莉,杨兵军,
申请(专利权)人:中国科学院兰州化学物理研究所,
类型:发明
国别省市:甘肃,62
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