[发明专利]一种超级电容器电解液及超级电容器

说明书

本发明公开了一种超级电容器电解液及超级电容器，所述电解液包括基础电解液和添加剂，添加剂为有机铁电材料；所述有机铁电材料是由含氨基化合物与无机酸加热反应后，经重结晶得到。本发明以有机铁电材料作为超级电容器电解液添加剂，能够极大的提升超级电容器的电化学性能，表现出更高的质量比电容，并且由于过程中不涉及氧化还原反应，有利于保持功率密度在较高的水平。

技术领域

本发明属于超级电容器领域，尤其涉及一种超级电容器电解液及超级电容器。

背景技术

超级电容器具有高功率密度和长循环寿命等优点，被广泛应用在工业生产、航空航天、军事装备、能源、交通等领域。但相比于锂离子电池等高能量密度储能装置，超级电容器的能量密度较低，无法满足设备长时间使用的需求。这极大地限制了超级电容器的应用和发展。因此，如何在保持超级电容器长循环寿命及高功率密度的前提下，进一步提升其能量密度是当前超级电容器领域亟待解决的问题。解决这一问题的有效手段之一是开发新型电极材料和电解液。

CN112466675A公开了一种超级电容器电解液添加剂。所述超级电容器电解液添加剂部分解决了现有超级电容器能量密度低的技术问题，其以全羟基化柱芳烃有机分子作为电解液添加剂，发挥氧化还原基团的活性，贡献更多的赝电容。将其用于超级电容器，能极大地提升超级电容器的能量密度，且其在改善超级电容器性能时，用量较少；CN111276339A公开了一种包括Br^-离子的阳离子型分散剂或十二烷基苯磺酸钠的超级电容器电解液添加剂，其在贡献赝电容提高比电容的同时，还能够提升电容保持率；CN108807011A公开了一种复合电解液，通过在正负极添加不同的活性材料添加剂，贡献赝电容，使超级电容器能量密度得到了提高。

上述手段虽然在一定程度上提高了超级电容器的能量密度，但仍存在着许多不足：这些含有有机材料添加剂的超级电容器，主要是通过氧化还原反应来提供赝电容，使得比电容得到提高，但由于氧化还原反应受到动力学的限制，这些超级电容器的功率密度相对较低。因此，需要寻找到一种更有效的添加剂，在不涉及氧化还原反应，即保持功率密度相对稳定的前提下去提高超级电容器能量密度。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供了一种超级电容器电解液及超级电容器。以有机铁电材料作为超级电容器电解液添加剂，能够极大地提升超级电容器的电化学性能，表现出更高的质量比电容。并且由于过程中不涉及氧化还原反应，有利于保持功率密度在较高的水平。

本发明具体技术方案如下：

本发明提供了一种超级电容器电解液，包括基础电解液和添加剂，添加剂为有机铁电材料；所述有机铁电材料是由含氨基化合物与无机酸加热反应后，经重结晶得到。

对于本发明采用的基础电解液不作具体限定，包括但不限于，1M四乙基四氟硼酸铵/乙腈(TEATFB/ACN)、1M三乙基甲基四氟硼酸铵/乙腈(TEMATFB/ACN)、1M四乙基四氟硼酸铵/碳酸丙烯酯(TEATFB/PC)、1M三乙基甲基四氟硼酸铵/碳酸丙烯酯(TEATFB/PC)等。

优选地，添加剂的加入量以添加剂与基础电解液的质量比计为0.1％-10％。

优选地，添加剂的加入量以添加剂与基础电解液的质量比计为0.1％-5％；更优选地，添加剂的加入量以添加剂与基础电解液的质量比计为0.1％-1％。

优选地，含氨基化合物与无机酸的摩尔比为3:1-1:1。

优选地，所述含氨基化合物选自二异丙胺、正丙胺、甘氨酸、乙胺、异丙胺中的任意一种。

优选地，所述无机酸选自高氯酸、盐酸、氢溴酸、氢碘酸、硫酸中的任意一种。

优选地，所述加热反应在溶剂中进行；所述溶剂选自去离子水、甲醇、乙醇、丙酮中一种或几种的组合。

优选地，所述有机铁电材料的制备方法具体包括：