一种超级电容器用宽温区电解液的制备方法技术

一种超级电容器用宽温区电解液的制备方法，包括下列步骤：步骤1：将溶质均匀地加入到乙二醇中，在加料的同时，以3‑10℃/min的升温速度升温至70‑120℃；步骤2：将步骤1得到的溶液，放置到带有微气泡发生器的容器中，开启微气泡发生器；步骤3：将步骤2得到的溶液放入碟式分离机中，排去渣料，收集沉降物料，即为超级电容器用宽温区电解液。本发明专利技术由四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵与乙二醇组成的电解液，能够有效调控溶液内的氢键，用作超级电容器，具有电化学稳定窗口较宽、且操作温区宽的特征。

【技术实现步骤摘要】
一种超级电容器用宽温区电解液的制备方法
本专利技术属于超级电容器
，具体涉及一种超级电容器用宽温区电解液的制备方法。
技术介绍
超级电容器作为一种新型、绿色的能量存储装置而且具备可快速充放电的特点，已经引起了许多世界各国科研工作者的广泛关注。与锂离子电池相比，超级电容器的能量密度虽然不如前者，但是它具有高的功率密度、良好的循环稳定性能和倍率性能以及制作成本低等特点。随着人们对于超级电容器研究的不断深入，它已经广泛应用于新能源动力汽车、航空航天和数字通信设备等许多领域。目前，各种电解液已经被广泛用于超级电容器，主要包括水系、有机以及离子液体电解液。通常，有机电解液毒性较大，电压窗口较窄；离子液体电解液虽然电压窗口较高，但其通常与乙腈等有机溶剂混合使用，易挥发且具有可燃性，而且价格昂贵。为了满足日益发展的储能器件的使用要求，亟需设计一种耐高压，同时又具有宽温区特征的超级电容器电解液。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种超级电容器用宽温区电解液的制备方法。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供的技术方案是：一种超级电容器用宽温区电解液的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：步骤1：将溶质均匀地加入到乙二醇中，在加料的同时，以3-10℃/min的升温速度升温至70-120℃；升温过程中，每间隔5-8min，启动超声波处理一次，超声波频率25-35KHz、功率密度0.4-0.5W/cm2，每次处理时间1.5-2.5min；超声波辅助加热处理60-90min；所述溶质为四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵和四丁基溴化铵中的至少一种；所述溶剂为乙二醇，溶质加入到乙二醇后的浓度为0.1~10mol/L；步骤2：将步骤1得到的溶液，放置到带有微气泡发生器的容器中，开启微气泡发生器，气源为氮气，保持气泡直径5-10μm、压力0.50-0.70MPa，通气量为每小时溶液体积的150-300倍，气浮处理15-30min，期间不断除去被气泡浮起的杂质，直至没有杂质浮起；步骤3：将步骤2得到的溶液放入碟式分离机中，采用转速5000-6000r/min、分离因数10000-11000的分离参数处理，排去渣料，收集沉降物料，即为超级电容器用宽温区电解液。优选的技术方案为：所述溶质为四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵和四丁基溴化铵的纯度均大于或等于98.0%。优选的技术方案为：所述溶剂为乙二醇的纯度大于或等于98.0%。优选的技术方案为：将溶质均匀地加入到乙二醇时的加料速率为1-15g/min。由于上述技术方案运用，本专利技术与现有技术相比具有的优点是：1、本专利技术由四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵与乙二醇组成的电解液，能够有效调控溶液内的氢键，用作超级电容器，具有电化学稳定窗口较宽、且操作温区宽的特征。2、本专利技术采用氮气微气泡气浮，清除四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵中，不溶于乙二醇的颗粒杂质和微小油溶性有机物杂质；采用碟式分离，除去四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵中不溶于乙二醇的较重的颗粒杂质，以及部分试剂级乙二醇中的聚乙二醇杂质。经过上述处理，提纯了电解液，显著提高了电解液的使用效果和使用寿命。附图说明图1为实例一的充放电曲线。图2为实例二的充放电曲线。图3为实例三的充放电曲线。图4为实例四的充放电曲线。具体实施方式以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。请参阅图1~图4。须知，在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。实施例一：一种超级电容器用宽温区电解液的制备方法一种超级电容器用宽温区电解液及其制备方法，其特征在于，包括以下技术步骤。（1）备料一种超级电容器用宽温区电解液，由电解质和溶剂组成。电解质为四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵等物质中的一种或两种以上组合。所述的四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵，为试剂级，纯度≥98.0%。溶剂为乙二醇。所述的乙二醇，为试剂级，纯度≥98.0%。（2）调配将一定质量的溶质按照一定的加料速度均匀地加入到乙二醇中，加料速率为10g/min；在加料的同时，设置加热器的升温速率为8℃/min，加热温度控制在100℃，并保温10分钟；加热过程中，每间隔6min，启动超声波处理一次，超声波频率30KHz、功率密度0.45W/cm2，每次处理时间2min；超声波辅助加热处理75min，至混合物充分溶解，呈现均匀、无色透明状溶液。（3）氮气微气泡气浮清除杂质将（2）中调配得到的溶液，放置到带有微气泡发生器的食品级容器中，开启微气泡发生器，气源为氮气，保持气泡直径5-10μm、压力0.6MPa，通气量为每小时溶液体积的200倍，气浮处理20min，期间不断除去被气泡浮起的杂质，直至没有杂质浮起。所述的杂质，为试剂级四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵，所含的不溶于乙二醇的颗粒杂质和微小油溶性有机物杂质。（4）蝶式分离将（3）中氮气微气泡气浮清除杂质后的溶液，放入碟式分离机中，采用转速5500r/min、分离因数10500的分离参数处理，排去渣料，收集沉降物料，即为超级电容器用宽温区电解液。所述的渣料，为试剂级四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵、四丁基溴化铵，所含的不溶于乙二醇的较重的颗粒杂质，以及部分试剂级乙二醇中的聚乙二醇杂质。（5）组装超级电容器超级电容器包括（4）中超级电容器用宽温区电解液、浸入电解液的电芯。所述电芯由两极电极及隔膜组成，两极电极上均担载活性炭材料。所述超级本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超级电容器用宽温区电解液的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：/n步骤1：将溶质均匀地加入到乙二醇中，在加料的同时，以3-10℃/min的升温速度升温至70-120℃；升温过程中，每间隔5-8min，启动超声波处理一次，超声波频率25-35KHz、功率密度0.4-0.5W/cm

【技术特征摘要】
1.一种超级电容器用宽温区电解液的制备方法，其特征在于：包括下列步骤：
步骤1：将溶质均匀地加入到乙二醇中，在加料的同时，以3-10℃/min的升温速度升温至70-120℃；升温过程中，每间隔5-8min，启动超声波处理一次，超声波频率25-35KHz、功率密度0.4-0.5W/cm2，每次处理时间1.5-2.5min；超声波辅助加热处理60-90min；所述溶质为四甲基溴化铵、四乙基溴化铵、四丙基溴化铵和四丁基溴化铵中的至少一种；所述溶剂为乙二醇，溶质加入到乙二醇后的浓度为0.1~10mol/L；
步骤2：将步骤1得到的溶液，放置到带有微气泡发生器的容器中，开启微气泡发生器，气源为氮气，保持气泡直径5-10μm、压力0.50-0.70MPa，通气量为每小时溶液体积的150-300倍，气浮处理15-30m...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祥迎，刘劲松，
申请(专利权)人：安徽普和电子有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34