一种高电压的超级电容器的制作方法

文档序号:12274533阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高电压的超级电容器,包括正极、负极、隔离纸和电解液,其特征在于,所述电解液为耐高压电解液,所述耐高压电解液中的电解质为解离性盐,所述解离性盐的阴离子基团为吸电子基团。

2.根据权利要求1所述的超级电容器,其特征在于,所述解离性盐的阳离子基团为短烷基链的阳离子基团,所述短烷基链为碳原子数C≤8的烷基链;

优选地,所述耐高压电解液中的解离性盐的浓度为0.5-2mol/L;

优选地,所述耐高压电解液中的解离性盐包括季铵盐、季磷盐或离子液体中的任意1种或至少2种的混合物;

优选地,所述季铵盐包括四乙基四氟硼酸季胺盐和/或四氟硼酸螺环季铵盐;

优选地,所述季磷盐包括四乙基四氟硼酸季磷盐和/或四乙基六氟磷酸季磷盐;

优选地,所述离子液体包括1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲基三氟硼酸盐和/或1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲基磺酸盐;

优选地,所述解离性盐选自四乙基四氟硼酸季胺盐、四氟硼酸螺环季铵盐、1-乙基-3-甲基咪唑三氟甲基三氟硼酸盐和1-乙基-3甲基咪唑双三氟甲基磺酸中的任意1种或至少2种的混合物。

3.根据权利要求1或2所述的超级电容器,其特征在于,所述耐高压电解液中的溶剂选自碳酸乙烯酯、碳酸丙稀脂、碳酸丁烯酯、乙腈、丁内酯、环丁砜、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯或碳酸二乙酯中的任意1种或至少2种的混合物,优选为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、乙腈、丁内酯或环丁砜中的任意1种或至少2种的混合物,进一步优选为碳酸丙烯酯、乙腈、丁内酯或环丁砜中的任意1种或至少2种的混合物。

4.根据权利要求1-3任一项所述的超级电容器,其特征在于,所述耐高压电解液中还包括高压稳定剂,所述高压稳定剂包括三丁胺、三乙胺、碳二酰亚胺、六甲基二硅胺烷、七甲基二硅胺烷、碳酸亚乙烯酯或硫酸亚乙酯中的任意1种或至少2种的混合物,优选为三丁胺、三乙胺、六甲基二硅胺烷或碳酸亚乙烯酯中的任意1种或至少2种的混合物;

优选地,以所述耐高压电解液的总质量为100wt%计,所述高压稳定剂的添加量为0.01-3wt%,优选为0.01-1wt%。

5.根据权利要求1-4任一项所述的超级电容器,其特征在于,所述正极包括集流体和正极材料,所述正极材料包括粘接剂、正极活性物质和正极辅料;

优选地,所述负极包括集流体和负极材料,所述负极材料包括粘接剂、负极活性物质和负极辅料。

6.根据权利要求5任一项所述的超级电容器,其特征在于,所述集流体的材质选自不锈钢、铝、钛或钽中的任意1种或至少2种的组合,优选为铝;

优选地,所述集流体的纯度为99.9wt%;

优选地,所述集流体的厚度在20-35μm;

优选地,所述集流体为铝箔,优选为经电化学腐蚀处理的铝箔。

7.根据权利要求5或6所述的超级电容器,其特征在于,所述粘接剂选自丁苯橡胶,羧甲基纤维素钠,聚四氟乙烯,聚偏氟乙烯,水性胶,聚苯硫醚,聚氨酯或聚乙烯醇中的任意1种或至少2种的组合,优选为丁苯橡胶、羧甲基纤维素钠或水性胶中的任意1种或至少2种的组合。

8.根据权利要求5-7任一项所述的超级电容器,其特征在于,所述正极活性物质和负极活性物质均独立地选自活性炭、金属氧化物或导电聚合物中的任意1种或至少2种的组合;

优选地,所述活性炭包括酚醛树脂系活性炭、椰壳系活性炭、石油焦系活性炭中的任意1种或至少2种的组合;

优选地,所述活性炭的比表面积在1500-3000m2/g;

优选地,所述金属氧化物包括RuO2,MnO2,NiO,Co3O4,V2O5,SnO2或Ti/IrO2中的任意1种或至少2种的组合;

优选地,所述导电聚合物包括聚苯胺、聚苯胺衍生物、聚噻吩、聚噻吩衍生物、聚吡咯、聚吡咯衍生物、聚吡啶、聚吡啶衍生物、聚对苯或聚对苯衍生物中的任意1种或至少2种的组合。

9.根据权利要求5-8所述的超级电容器,其特征在于,所述正极活性物质和负极的活性物质均为活性炭,所述活性炭的孔径尺寸在1.4-1.7nm,所述活性炭中的酸性氧化物含量<0.05mmol/g,所述活性炭的比表面积在1700-2100m2/g,所述活性炭的粒径D50=5.0-6.0μm,所述活性炭的pH=7.0-8.0,所述活性炭的振实密度>0.3g/cc;

优选地,所述正极辅料和负极辅料均独立地选自导电炭黑、乙炔黑、碳纳米管、石墨烯、气相生长碳纤维、科琴黑、石墨、金属纤维、纳米氧化铝、二氧化硅中的任意1种或至少2种的组合,优选为导电炭黑、碳纳米管、纳米氧化铝或二氧化硅中的任意1种或至少2种的组合,进一步优选为导电炭黑、碳纳米管和纳米氧化铝的混合物;

优选地,所述碳纳米管占所述正极材料和所述负极材料的质量百分比分别独立地为0.5-2%,所述纳米氧化铝占所述正极材料和所述负极材料的质量百分比分别独立地为0.5-2%,所述导电炭黑占所述正极材料和所述负极材料的质量百分比分别独立地为3-10%。

10.根据权利要求1-9任一项所述的超级电容器,其特征在于,所述超级电容器中包括隔离纸,所述隔离纸选自纤维素纸、聚丙烯多孔材料、聚乙烯多孔材料、聚四氟乙烯多孔材料、聚酰亚胺多孔材料中的任意1种或至少2种的组合;

优选地,所述隔离纸为纤维素纸,所述隔离纸的孔隙率>60%,所述隔离纸的厚度在20-50μm。

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