[发明专利]一种锂离子电容器用电解液

说明书

本发明涉及一种锂离子电容器用电解液的制备，特别是一种高比能、低内阻、长寿命电解液的制备及其在锂离子电容器中的应用，电解液以锂盐和有机盐为溶质，以碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙腈的混合溶液为溶剂，其中锂盐和有机盐在电解液中的摩尔浓度均为1.6‑2.0mol/L。该电解液中高浓度锂盐主要用于缩短锂离子的扩散距离，缓解循环过程锂盐的损耗；而有机盐则主要用于正极电极的能量存储，最终有利于实现锂离子电容器高容量、低内阻、长寿命的使用特性。

发明领域

本发明涉及一种锂离子电容器用电解液的制备，特别是一种高比能、低内阻、长寿命电解液的制备及其在锂离子电容器中的应用。

背景技术

锂离子电容器性能得到了不断的提高，如能量密度、功率密度、循环性能、大倍率放电性能等都取得了显著的提升。随着锂离子电容器领域新材料和新技术的不断研究和应用，锂离子电容器的安全性也得到了极大的提高。锂离子电容器性能的不断提升，促进了锂离子电容器在越来越多的领域得到了广泛的应用。但是，随着锂离子电容器应用范围的越来越广泛，其对应用环境的适应能力较差的问题日益突出。如锂离子电容器在低温环境下的充放电性能较差，特别是在寒冷地区，冬天气温在零下二十多度的环境中，锂离子电容器几乎无法正常使用，导致其在气温较低的地方的使用受到很大影响，其应用范围也受到了地域的限制。为了解决锂离子电容器低温充放电性能差的问题，在实际应用时，采用的方法有对锂离子电容器加热、营造恒温小环境、避免低温户外使用时间等。这些方法中，对锂离子电容器加热或者营造恒温环境都会使锂离子电容器的使用成本增加，而避免低温使用则会影响锂离子电容器的正常使用。

为了提高锂离子电容器的低温性能，又避免增加成本和对锂离子电容器的使用造成限制，研究开发能够提高锂离子电容器低温性能的锂离子电容器材料成为了较为理想的解决办法。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述问题，提出了一种锂离子电容器用电解液，提出了一种低温放电性能良好的锂离子电容器低温电解液。

本发明的目的通过如下技术方案来实现：一种锂离子电容器用电解液，所述电解液以锂盐和有机盐为溶质，以碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙腈的混合溶液为溶剂，其中锂盐和有机盐在电解液中的摩尔浓度均为1.6-2.0mol/L。

本发明锂离子电容器用电解液中高浓度锂盐主要用于缩短锂离子的扩散距离，缓解循环过程锂盐的损耗；而有机盐则主要用于正极电极的能量存储，最终有利于实现锂离子电容器高容量、低内阻、长寿命的使用特性。

在上述一种锂离子电容器用电解液中，所述碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、乙酸乙酯、乙腈在溶剂中的质量分数分别为35-45wt％、35-45wt％、 10-15wt％、10-15wt％。

在上述一种锂离子电容器用电解液中，所述锂盐为LiPF₆、LiBF₄、 LiClO₄中的一种或多种。

在上述一种锂离子电容器用电解液中，所述有机盐为SBPBF₄、 TEABF₄、TEMABF₄中的一种或多种。

一种锂离子电容器用电解液的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：将锂盐加入到溶剂中，搅拌均匀后加入有机盐，混合均匀后得到电解液。

在上述一种锂离子电容器用电解液的制备方法中，所述搅拌的速率为50-200rpm，搅拌控制的温度为40-60℃，搅拌时间为4-8h。

在上述一种锂离子电容器用电解液的制备方法中，所述混合温度为 40-60℃，混合时候的速率为50-200rpm，混合时间为2-6h。

在上述一种锂离子电容器用电解液的制备方法中，制备过程在水分含量低于1ppm、氧含量低于0.1ppm的手套箱环境下进行。