本發明專利技術披露一種電解質溶液組合物和具有其的能量儲存裝置。該電解質溶液組合物包含：包括鋰離子的鋰鹽；和由選自至少一種環狀碳酸酯化合物構成的組中的材料制成的溶劑。該電解質溶液組合物可以均衡地保持室溫和高溫下的特性，并且可以用于預摻雜鋰離子，從而使得可以提高預摻雜效率。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種電解質溶液組合物以及包括其的能量儲存裝置，更具體地，涉及一種能夠提高能量儲存裝置的容量及延長其壽命、并能夠減小電阻的電解質溶液組合物， 以及包括該電解質溶液組合物的能量儲存裝置。
技術介紹
穩定的能量供應已經成為各種電子產品如通信設備中的重要因素。通常，這種功能通過電容器來完成。即，在通信設備和各種電子產品的電路中，電容器用來儲存和供應電力(electricity)，從而穩定電路中的電流。一般的電容器具有非常短的充電/放電時間、 長壽命以及高輸出密度，但卻具有較低的能量密度。因此，其在用作儲存裝置方面具有限制。同時，被稱作超大容量電容器(ultracapacitor)或超級電容器 (supercapacitor)的裝置，由于較快的充電/放電速度、高穩定性以及環境友好特性，作為下一代儲存裝置已經是卓越的。一般的超級電容器由電極結構、隔膜、電解質溶液等構造。超級電容器基于這樣的電化學機制進行驅動，即，通過向電極結構施加功率，電解質溶液中的載體離子(載流子離子，carrier ion)選擇性地吸附到電極上。作為代表性的超級電容器，目前使用雙電層電容器(EDLC)、贗電容器(準電容器，pseudocapacitor)、混合電容器等。雙電層電容器是使用由活性炭制成的電極且利用雙電層充電作為反應機制的超級電容器。贗電容器是使用過渡金屬氧化物或導電聚合物作為電極且利用贗電容(準電容，pseudo-capacitance)作為反應機制的超級電容器。混合電容器是具有介于雙電層電容器與贗電容器之間的中間特性的超級電容器。作為混合電容器，鋰離子電容器(LIC)已經是卓越的，所述鋰離子電容器利用由活性炭制成的正極(陰極，cathode)和由石墨制成的負極(陽極，anode)，并利用鋰離子作為載流子離子，從而具有高的二次電池能量密度和高的雙電層電容器輸出特性。鋰離子電容器使能夠吸收并分離鋰離子的負極材料與鋰金屬接觸，并利用化學方法或電化學方法預先在負極中吸收或摻雜鋰離子，由此降低負極電勢以增大耐受電壓并顯著提高能量密度。然而，當使用根據現有技術(related art)的二次電池中已經使用的電解質溶液時，實際上，在鋰離子電容器中，高溫下會使電容快速減小且使電阻快速增大，使得輸出特性降低。因此，在諸如鋰離子電容器的能量儲存裝置中，目前正需要開發一種技術，用于實現相比于現有技術，甚至在高溫下電容或電阻特性的改善。
技術實現思路
本專利技術的一個目的是提供一種能夠改善低電阻和高溫特性的電解質溶液組合物、 以及包括其的能量儲存裝置。根據本專利技術的一個示例性實施方式，提供一種能量儲存裝置的電解質溶液組合物，該電解質溶液組合物包含包括鋰離子的鋰鹽；和由選自至少一種環狀碳酸酯化合物構成的組中的材料制成的溶劑。鋰鹽可以包含LiPF6, LiBF4、LiSbF6, LiAsF5, LiQO4、LiN, CF3SO3 和 LiC 中的至少任何一種。鋰鹽可以是1. Omol/L 至 1. 5mol/L 的 LiPF60溶劑可以包含碳酸亞丙酯(PC)和碳酸二乙酯(DEC)。碳酸亞丙酯和碳酸二乙酯可以具有3士0.05 7士0.05的重量比。根據本專利技術的一個示例性實施方式，提供一種能量儲存裝置，包括殼體；在殼體內部設置成彼此隔開的負極和正極；在殼體內部將負極和正極彼此隔開的隔膜；以及填充在殼體內部的電解質溶液組合物，其中，電解質溶液組合物包含包括鋰離子的鋰鹽；和由選自至少一種環狀碳酸酯化合物構成的組中的材料制成的溶劑。鋰鹽可以包含LiPF6, LiBF4、LiSbF6, LiAsF5, LiQO4、LiN, CF3SO3 和 LiC 中的至少任何一種。鋰鹽可以是1. Omol/L 至 1. 5mol/L 的 LiPF60溶劑可以包含碳酸亞丙酯(PC)和碳酸二乙酯(DEC)。碳酸亞丙酯和碳酸二乙酯可以具有3士0.05 7士0.05的重量比。具體實施例方式本專利技術的各種優點和特征以及實現其的方法，通過下列對實施方式的描述，會變得顯而易見。然而，本專利技術可以多種不同的形式進行修改，并且不應當將其局限于本文所述的實施方式。可以提供這些實施方式使得本申請的披露內容徹底且完整，以及將本專利技術的范圍充分地傳達給本領域技術人員。本說明書中使用的術語是用于解釋實施方式，而不是限制本專利技術。除非明確說明與其相反，否則在本說明書中單數形式包括多數形式。詞語“包括”及變型如“包含”或“含有”，應當理解為暗示包括所陳述的組分、步驟、操作和/或元件，但不排除任何其他的組分、 步驟、操作和/或元件。在下文中，將詳細描述根據本專利技術一個示例性實施方式的電解質溶液組合物。根據本專利技術示例性實施方式的電解質溶液組合物包含鋰鹽和溶劑。這里，作為鋰鹽，可以使用LiPF6, LiBF4、LiSbF6, LiAsF5, LiQO4、LiN, CF3S03、LiC寸。同時，構成根據本專利技術示例性實施方式的電解質溶液組合物的溶劑可以包含選自環狀碳酸酯化合物構成的組中的材料。特別地，環狀碳酸酯化合物的一個實例可以包含碳酸亞丙酯(PC)和碳酸二乙酯 (DEC)。<實驗例1> 為了分析電解質溶液組合物的特性，將具有2000m2/g比表面積的活性炭以60 μ m 的厚度涂覆在集電體上從而用作正極，將具有10m2/g比表面積的硬碳(硬炭，hard carbon) 以25 μ m的厚度涂覆在集電體上從而用作負極。此外，根據本專利技術的示例性實施方式(實施例1)，在電解質溶液的組合物中， 1.0至1.5mol/L的LiPF6用作溶質，而具有以下組成比的材料用作溶劑PC DEC = 3 士 0.05 7 士 0.05。為了與根據本專利技術實施例的電解質溶液的特性進行比較，制備并進而測試對照組，在對照組中，使用1. 0至1. 5mol/L的LiPF6作為溶質，并使用包含下列組成比的材料作為溶劑。(對照組)EC DEC = 3 7下表1中示出的結果通過對于實施例1和對照組在25°C和60°C的溫度下測量電容(F)和電阻Ω并分析電容減小率和電阻變化率而獲得。<表1>根據電解質溶液的組成變化的特性比較對照組實施例1電容減小率(％) 40__20_‘電阻變化率(％) 160130如表1中所示，可以證實，包括根據本專利技術實施例1的電解質溶液組合物的能量儲存裝置，具有與室溫(25°C )下的電容相比減小20%的高溫(60°C )下的電容，并且保持對應于室溫(25°C )下的電阻的1.3倍以下的高溫(60°C )下的電阻。另一方面，可以證實，在對照組的情況下，高溫下的電容與室溫下的電容相比減小了 40%，并且高溫下的電阻增加至室溫下的電阻的1.6倍以上。<實驗例2>在實驗例2中，使用具有不同組成比的PC和DEC的混合物作為電解質溶液的溶齊U，在與實驗例1相同的條件下，比較根據溫度的電阻特性。(實施例 1)PC DEC = 3 7(實施例 2) PC DEC = 2 8(實施例 3) PC DEC = 4 6下表2中示出的結果通過對于實施例1至3在25°C和60°C溫度下測量電阻Ω并分析電阻變化率而獲得。〈表2>根據溶劑成分含量比(solventcontent ratio本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李相均，金倍均，趙智星，
申請(專利權)人：三星電機株式會社，
類型：發明
國別省市：
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