本发明涉及电解液,具体涉及一种提升电容器容量的电解液。
背景技术:
1、目前,电化学电容器作为一种重要的能量存储设备,广泛应用于电力系统、电动车辆、可穿戴设备等领域。由于石油资源日趋短缺,并且燃烧矿物燃料会增加环境的负担,科研工作者与企业都在致力于研究洁净的新型能源装置。锂离子电池,燃料电池、镍氢电池和铅酸电池等产品的出现与性能提升,有利于解决能源与环境问题。这些储能器件的使用寿命、温度特性、化学电池污染环境、系统复杂、造价高昂等问题一直没有很好的解决办法。
2、超级电容器在这些以其优异的特性扬长避短,可以部分或全部替代传统的化学电池用于高功率的应用场合。但是电容器的容量特性一直是限制其应用的软肋。然而,现有的电容器容量受到电解液性能的限制,传统电解液通常使用有机溶剂作为载体,这些有机溶剂的挥发还可能导致电解液容量的变化,并且在长时间使用或高温条件下可能会发生机械变形或降解,导致电容器性能下降或失效,影响电容器的稳定性和循环寿命。
技术实现思路
1、针对现有技术所存在的上述缺点,本发明提供了一种提升电容器容量的电解液,能够有效解决现有技术有机溶剂挥发导致电解液容量变化,影响电解器稳定性和使用寿命的问题。
2、为实现以上目的,本发明通过以下技术方案予以实现:
3、本发明提供一种提升电容器容量的电解液,包括以下质量百分比的原料:有机溶剂混合物30份~60份、高聚物溶剂5份~20份,甲酸盐离子液体5份~20份、聚合物凝胶2份~10份、溶解盐2份~15份、调节剂1份~5份;
4、所述有机溶剂混合物为丙二酸二甲酯、乙二酰胺和丙烯腈的混合物,且丙二酸二甲酯、乙二酰胺和丙烯腈的比例为5:3:1或3:2:1;
5、所述聚合物凝胶为聚乙烯醇和聚酰胺的混合物2:1或3:2。
6、根据上述的一种提升电容器容量的电解液,包括以下质量百分比的原料:有机溶剂混合物55份、高聚物溶剂15份,甲酸盐离子液体15份、聚合物凝胶5份、溶解盐5份、调节剂5份。
7、根据上述的一种提升电容器容量的电解液,包括以下质量百分比的原料:有机溶剂混合物60份、高聚物溶剂15份,甲酸盐离子液体7份、聚合物凝胶6份、溶解盐10份、调节剂2份。
8、根据上述的一种提升电容器容量的电解液,所述高聚物溶剂为聚丙烯酸酯和聚碳酸酯中的至少一种。
9、根据上述的一种提升电容器容量的电解液,所述溶解盐为锂氟酸锂、六氟磷酸锂和四氟硼酸锂中的混合物。
10、根据上述的一种提升电容器容量的电解液,所述甲酸盐离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑甲酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐的混合物。
11、根据上述的一种提升电容器容量的电解液,所述调节剂为氢氧化钠。
12、根据上述的一种提升电容器容量的电解液,制备方法包括:
13、s1、将丙二酸二甲酯、乙二酰胺和丙烯腈进行混合,得到有机溶剂混合物;
14、s2、将s1中得到的有机溶剂混合物倒入适当的容器中,然后逐步添加高聚物溶剂、甲酸盐离子液体和溶解盐,搅拌混合直至溶解,最后加入聚合物凝胶,确保均匀分散,并根据需要调节电解液的ph值,添加适量的调节剂,得到电解液;
15、s3、对s2中得到的电解液进行充分混合和搅拌,确保各成分均匀分散,根据需要,进行适当的加热或冷却处理,以促进溶解和混合,最终得到能够提升电容器容量的电解液。
16、本发明提供的技术方案,与已知的现有技术相比,具有如下有益效果:
17、1、通过设置混合物为丙二酸二甲酯、乙二酰胺和丙烯腈以及精配比例的有机溶剂混合物,可以提高电容器的电导率和储能密度,有机溶剂可以提供更高的电解质浓度,进而提升电容器的容量;
18、2、通过设置混合物为1-丁基-3-甲基咪唑甲酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐的甲酸盐离子液体,利用其自身具有的低挥发性、宽工作温度范围以及化学和电化学稳定性,从而能够有效提高电容器的容量、能量密度以及使用寿命;
19、3、通过设置混合物的高聚物溶剂为聚丙烯酸酯和聚碳酸酯,可以增加电解液的黏度,形成凝胶状结构,这种凝胶状结构可以帮助固定电解质和阴阳极材料,减少它们的迁移和极化,从而提高电容器的循环寿命和稳定性;
20、4、通过设置混合物为聚乙烯醇和聚酰胺的聚合物凝胶,在其自身高度多孔的结构作用下,能够吸附和保持大量的电解液分子,这种高容量的电解液吸附和储存能力使得电容器能够存储更多的电荷,从而提高了电容器的容量;
21、综上所述,本发明通过以丙二酸二甲酯、乙二酰胺和丙烯腈为原材料的有机溶剂混合物和混合物为1-丁基-3-甲基咪唑甲酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐的甲酸盐离子液体之间的融合配比,从而具有的低挥发性、宽工作温度范围以及化学和电化学稳定性,从而能够有效提高电容器的容量、能量密度以及使用寿命,同时还可以提供更高的电解质浓度,进而提升电容器的容量。
1.一种提升电容器容量的电解液,其特征在于,包括以下质量百分比的原料:有机溶剂混合物30份~60份、高聚物溶剂5份~20份,甲酸盐离子液体5份~20份、聚合物凝胶2份~10份、溶解盐2份~15份、调节剂1份~5份;
2.根据权利要求1所述的一种提升电容器容量的电解液,其特征在于,包括以下质量百分比的原料:有机溶剂混合物55份、高聚物溶剂15份,甲酸盐离子液体15份、聚合物凝胶5份、溶解盐5份、调节剂5份。
3.根据权利要求1所述的一种提升电容器容量的电解液,其特征在于,包括以下质量百分比的原料:有机溶剂混合物60份、高聚物溶剂15份,甲酸盐离子液体7份、聚合物凝胶6份、溶解盐10份、调节剂2份。
4.根据权利要求1所述的一种提升电容器容量的电解液,其特征在于,所述高聚物溶剂为聚丙烯酸酯和聚碳酸酯中的至少一种。
5.根据权利要求1所述的一种提升电容器容量的电解液,其特征在于,所述溶解盐为锂氟酸锂、六氟磷酸锂和四氟硼酸锂中的混合物。
6.根据权利要求1所述的一种提升电容器容量的电解液,其特征在于,所述甲酸盐离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑甲酸盐和1-丁基-3-甲基咪唑乙酸盐的混合物。
7.根据权利要求1所述的一种提升电容器容量的电解液,其特征在于,所述调节剂为氢氧化钠。
8.根据权利要求1所述的一种提升电容器容量的电解液,其特征在于,制备方法包括: