一種超級電容器用阻燃型電解液、其制備方法及超級電容器技術

一種超級電容器用阻燃型電解液，其由電解質鹽、有機溶劑和功能助劑組成；上述的電解質鹽為雙乙二酸硼酸四甲基銨、四氟硼酸三乙基銨、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰中的一種或幾種；所述的有機溶劑為碳酸丙烯酯、γ?丁內酯、乙腈、N,N二甲基甲酰胺中的一種；所述的功能助劑為氟代磷腈化合物。本發明專利技術所得的超級電容器用的電解液具有良好的穩定性和阻燃性。

【技術實現步驟摘要】
一種超級電容器用阻燃型電解液、其制備方法及超級電容器
本專利技術涉及電化學材料領域，尤其是涉及一種超級電容器用阻燃型電解液及超級電容器。
技術介紹
超級電容器是一種極具市場競爭力的儲能產品，可以實現快速充電、大電流放電，且具有十萬次以上的充電壽命，在一些需要短時高倍率放電的應用中占有極重要的地位。超級電容器主要由電極材料、集流體、隔膜和電解液組成，作為超級電容器的重要組成部分，由溶劑和電解質鹽構成的電解液是極為重要的研究領域，不同類型的電解液往往對超級電容器性能產生較大影響，尋找合適的電解液是超級電容器目前研究的重點之一。電解液的穩定性、分解電壓、粒子直徑、電負性等是影響超級電容器性能的重要因素。為了獲得較高的工作電壓和能量密度，有機電解液的使用非常廣泛。有機超級電容器電解液多采用乙腈、碳酸丙烯酯等高介電常數的質子惰性液體作為溶劑，然而這些溶劑閃電較低，在超級電容器快速充放電及高溫環境下使用時，容易發熱起火，進而有較高安全隱患。
技術實現思路
針對現有技術不足，本專利技術提供了一種超級電容器用的穩定性良好的電解液以及其制備方法。本專利技術解決上述技術問題采用的技術方案為：一種超級電容器用阻燃型電解液，其由電解質鹽、有機溶劑和功能助劑組成；上述的電解質鹽為雙乙二酸硼酸四甲基銨、四氟硼酸三乙基銨、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰中的一種或幾種；所述的有機溶劑為碳酸丙烯酯、γ-丁內酯、乙腈、N,N二甲基甲酰胺中的一種；所述的功能助劑為氟代磷腈化合物。進一步地，所述的電解質鹽在電解液中的摩爾濃度為0.6mol/L~飽和濃度。進一步地，所述的功能助劑在有機溶劑中的質量百分比為2~4%。進一步地，所述的功能助劑氟代磷腈化合物化學式為N3P3F5OH2CH3。所述的一種超級電容器用阻燃型電解液的制備方法，其具體步驟為：首先將功能助劑分散在有機溶劑中，得到混合液；將混合液除水至含水量10ppm以下，然后向混合液中加入電解質鹽，充分混合均勻后得到本專利技術的電解液。本專利技術同時提供了一種超級電容器，包括正極、負極、隔膜和電解液，作為優選，所述電解液為上述方案中所述的阻燃型電解液。與現有技術相比，本專利技術具備的有益效果為：本專利技術的超級電容器用的穩定性電解液采用低揮發、電化學穩定性良好、介電常數較大的碳酸丙烯酯、γ-丁內酯、乙腈、N,N二甲基甲酰胺中的一種作為有機溶劑，電化學穩定性較高的雙乙二酸硼酸四甲基銨、四氟硼酸三乙基銨、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰中的一種或幾種作為電解質鹽，以及具有高阻燃性的功能助劑進行復配，對電解液電性能影響較小的低添加量的功能助劑即可實現較好的阻燃效果，經專利技術人研究發現，所得的電解液具有良好的穩定性和阻燃性。具體實施方式下面結合具體實施例對本專利技術做進一步的說明，但本專利技術的實施方式不限于此，同時本專利技術的保護范圍也不限于下述的實施例。實施例1：一種超級電容器用阻燃型電解液，其由電解質鹽、有機溶劑和功能助劑組成；上述的電解質鹽為雙乙二酸硼酸四甲基銨和六氟磷酸鋰的混合，其質量份比為3:1；所述的有機溶劑為碳酸丙烯酯；所述的功能助劑為氟代磷腈化合物。進一步地，所述的電解質鹽在電解液中的摩爾濃度為1.5mol/L，所述的功能助劑在有機溶劑中的質量百分比為3%，所述的功能助劑氟代磷腈化合物化學式為N3P3F5OH2CH3。所述的一種超級電容器用阻燃型電解液的制備方法，其具體步驟為：首先將功能助劑分散在有機溶劑中，得到混合液；將混合液除水至含水量10ppm以下，然后向混合液中加入電解質鹽，充分混合均勻后得到本專利技術的電解液。實施例2：一種超級電容器用阻燃型電解液，其由電解質鹽、有機溶劑和功能助劑組成；上述的電解質鹽為四氟硼酸三乙基銨；所述的有機溶劑為γ-丁內酯；所述的功能助劑為氟代磷腈化合物。進一步地，所述的電解質鹽在電解液中的摩爾濃度為0.6mol/L，所述的功能助劑在有機溶劑中的質量百分比為2%，所述的功能助劑氟代磷腈化合物化學式為N3P3F5OH2CH3。所述的一種超級電容器用阻燃型電解液的制備方法，其具體步驟同實施例1。實施例3：一種超級電容器用阻燃型電解液，其由電解質鹽、有機溶劑和功能助劑組成；上述的電解質鹽為四氟硼酸鋰；所述的有機溶劑為乙腈；所述的功能助劑為氟代磷腈化合物。進一步地，所述的電解質鹽在電解液中的摩爾濃度為飽和濃度，所述的功能助劑在有機溶劑中的質量百分比為4%，所述的功能助劑氟代磷腈化合物化學式為N3P3F5OH2CH3。所述的一種超級電容器用阻燃型電解液的制備方法，其具體步驟同實施例1。實施例4：一種超級電容器用阻燃型電解液，其由電解質鹽、有機溶劑和功能助劑組成；上述的電解質鹽為六氟磷酸鋰中的一種或幾種；所述的有機溶劑為N,N二甲基甲酰胺；所述的功能助劑為氟代磷腈化合物。進一步地，所述的電解質鹽在電解液中的摩爾濃度為1mol/L，所述的功能助劑在有機溶劑中的質量百分比為2.5%，所述的功能助劑氟代磷腈化合物化學式為N3P3F5OH2CH3。所述的一種超級電容器用阻燃型電解液的制備方法，其具體步驟同實施例1。實施例5：一種超級電容器用阻燃型電解液，其由電解質鹽、有機溶劑和功能助劑組成；上述的電解質鹽為雙乙二酸硼酸四甲基銨和四氟硼酸三乙基銨的混合；所述的有機溶劑為碳酸丙烯酯；所述的功能助劑為氟代磷腈化合物。進一步地，所述的電解質鹽在電解液中的摩爾濃度為1.5mol/L，所述的功能助劑在有機溶劑中的質量百分比為3%，所述的功能助劑氟代磷腈化合物化學式為N3P3F5OH2CH3。所述的一種超級電容器用阻燃型電解液的制備方法，其具體步驟同實施例1。本專利技術同時提供了一種超級電容器，包括正極、負極、隔膜和電解液，作為優選，所述電解液為上述實施例1-5方案中所述的阻燃型電解液。本專利技術的超級電容器用的穩定性電解液采用低揮發、電化學穩定性良好、介電常數較大的碳酸丙烯酯、γ-丁內酯、乙腈、N,N二甲基甲酰胺中的一種作為有機溶劑，電化學穩定性較高的雙乙二酸硼酸四甲基銨、四氟硼酸三乙基銨、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰中的一種或幾種作為電解質鹽，以及具有高阻燃性的功能助劑進行復配，在功能助劑添加量僅為2-4%的基礎上即可實現電解液良好的阻燃性能，低添加量的阻燃功能助劑對電解液電性能影響較?。唤泴＠夹g人研究發現，所得的電解液具有良好的電化學穩定性、化學穩定性性及充放電循環穩定性。以上所述僅是本專利技術的優選實施方式，應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本專利技術實質的前提下，還可以做出若干的改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本專利技術的保護范圍。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種超級電容器用阻燃型電解液，其特征在于：由電解質鹽、有機溶劑和功能助劑組成；上述的電解質鹽為雙乙二酸硼酸四甲基銨、四氟硼酸三乙基銨、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰中的一種或幾種；所述的有機溶劑為碳酸丙烯酯、γ?丁內酯、乙腈、N,N二甲基甲酰胺中的一種；所述的功能助劑為氟代磷腈化合物。

【技術特征摘要】
1.一種超級電容器用阻燃型電解液，其特征在于：由電解質鹽、有機溶劑和功能助劑組成；上述的電解質鹽為雙乙二酸硼酸四甲基銨、四氟硼酸三乙基銨、四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰中的一種或幾種；所述的有機溶劑為碳酸丙烯酯、γ-丁內酯、乙腈、N,N二甲基甲酰胺中的一種；所述的功能助劑為氟代磷腈化合物。2.根據權利要求1所述的一種超級電容器用阻燃型電解液，其特征在于：所述的電解質鹽在電解液中的摩爾濃度為0.6mol/L~飽和濃度。3.根據權利要求1所述的一種超級電容器用阻燃型電解液，其特征在于：所述的功能助劑在有機溶劑中...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陸全明，項彬彬，
申請(專利權)人：吳江佳億電子科技有限公司，
類型：發明
國別省市：江蘇,32