一種以偶氮類物質(zhì)為添加劑的復合電解液及其制備方法
【專利說明】一種以偶氮類物質(zhì)為添加劑的復合電解液及其制備方法 一、技術領域
[0001] 本發(fā)明涉及一種超級電容器用電解液及其制備方法，具體地說是一種以偶氮類物 質(zhì)為添加劑的復合電解液及其制備方法。 二、
【背景技術】
[0002] 超級電容器也叫電化學電容器，是一種位于常用電池和電容器之間的新型存儲能 量原件，具有性能穩(wěn)定、循環(huán)壽命長、高比電容、存儲能量大、極長的使用壽命且充電快速等 特點。近年來，由于大功率超級電容器在重型機械、電動車、太陽能裝置等領域表現(xiàn)較好的 發(fā)展趨勢，很多國家都已把超級電容器作為國家研究的重點項目。
[0003] 超級電容器主要由電極材料、集流體、隔膜和電解液組成，作為超級電容器的重要 組成部分，由溶劑和電解質(zhì)鹽構成的電解質(zhì)是極為重要的研究領域。水溶液體系電解液是 最早應用于超級電容器的電解液，水系電解液的研究主要是對酸性、中性、堿性水溶液的研 究，其中最常用的是H2S〇JPK0H水溶液。
[0004] 中國專利CN103426636A公開了一種超級電容器用電解液及其制備方法。所述 超級電容器用電解液包括丙基甲基咪唑六氟磷酸鹽和噻吩-3-甲腈，且所述丙基甲基咪唑 六氟磷酸鹽和噻吩-3-甲腈的質(zhì)量比為1 : 0.001至1 : 0.05。這種方法工藝工程復雜， 成本較高，本方法工藝步驟簡單，原料低廉，電化學性能優(yōu)異。 三、

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明旨在提供一種以偶氮類物質(zhì)為添加劑的復合電解液及其制備方法，以改善 電解液的離子電導性能，降低電解液的內(nèi)阻，顯著提高超級電容器的電化學性能，具有廣闊 的應用前景。
[0006] 本發(fā)明以偶氮類物質(zhì)為添加劑的復合電解液是由空白電解液和電解液添加劑組 成的復合電解液，其中空白電解液為K0H溶液，添加劑為偶氮類物質(zhì)；所述復合電解液中 K0H的濃度為l-6mol/L，偶氮類物質(zhì)的濃度為l-10mm〇l/L，進一步優(yōu)選為5-10mm〇l/L。
[0007] 所述偶氮類物質(zhì)選自鎂試劑I、茜素黃、檸檬黃、日落黃、健那綠B或胭脂紅。
[0008] 本發(fā)明復合電解液的配制過程如下：
[0009] 1、稱取一定量的K0H，配制100mLl-6mol/L的K0H溶液；
[0010] 2、向步驟1配制的K0H溶液中加入偶氮類物質(zhì)，超聲分散lh至完全溶解，靜置 6h，即可得到復合電解液，復合電解液中偶氮類物質(zhì)的濃度控制在l-10mmol/L。
[0011] 與已有技術相比，本發(fā)明的有益效果體現(xiàn)在：
[0012] 本發(fā)明以偶氮類物質(zhì)為添加劑制備超級電容器用復合電解液，所用含偶氮類物質(zhì) 均為偶氮類染料，原料易得，價格低廉，制備方法簡單，工藝操作簡便，制得的電解液可以顯 著提高超電容性能，具有良好的循環(huán)壽命和倍率性能。 四、
【附圖說明】
[0013] 圖1為活性炭材料在實施例1中配置的電解質(zhì)水溶液中在不同電流密度下進行充 放電測試的充放電圖。
[0014] 圖2為活性炭材料在實施例2中配置的電解質(zhì)水溶液中在不同電流密度下進行充 放電測試的充放電圖。
[0015] 圖3為活性炭材料在實施例3中配置的電解質(zhì)水溶液中在不同電流密度下進行充 放電測試的充放電圖。
[0016] 圖4為活性炭材料在實施例4中配置的電解質(zhì)水溶液中在不同電流密度下進行充 放電測試的充放電圖。 五、【具體實施方式】
[0017] 為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對 本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0018] 實施例1 :
[0019] 稱取0? 0005mol的鎂試劑I溶于100mL2mol/LK0H溶液中，超聲分散lh至完全 溶解，靜置6h，得到超級電容器用復合電解液。
[0020] 實施例2 :
[0021] 稱取0?OOlOmol的鎂試劑I溶于100mL6mol/LK0H溶液中，超聲分散lh至完全溶 解，靜置6h，得到超級電容器用復合電解液。
[0022] 實施例3 :
[0023] 稱取0?OOlOmol的茜素黃溶于100mL6mol/LK0H溶液中，超聲分散lh至完全溶解， 靜置6h，得到超級電容器用復合電解液。
[0024] 實施例4 :
[0025] 稱取0?OOlOmol的茜素黃溶于100mLlmol/LK0H溶液中，超聲分散lh至完全溶 解，靜置6h，得到超級電容器用復合電解液。
[0026] 實施例5 :
[0027] 稱取0?OOlOmol的檸檬黃溶于100mL6mol/LK0H溶液中，超聲分散lh至完全溶解， 靜置6h，得到超級電容器用復合電解液。
[0028] 實施例6 :
[0029] 稱取0?OOlOmol的日落黃溶于100mL6mol/LK0H溶液中，超聲分散lh至完全溶解， 靜置6h，得到超級電容器用復合電解液。
[0030] 實施例7 :
[0031] 稱取0?OOlOmol的健那綠B溶于100mL6mol/LK0H溶液中，超聲分散lh至完全溶 解，靜置6h，得到超級電容器用復合電解液。
[0032] 實施例8 :
[0033] 稱取0?OOlOmol的胭脂紅溶于100mL6mol/LK0H溶液中，超聲分散lh至完全溶解， 靜置6h，得到超級電容器用復合電解液。
[0034] 實施例9 :
[0035] 稱取0. 6molK0H溶于100mL蒸餾水中，靜置6h，得到空白超級電容器用復合電解 液。
[0036] 本發(fā)明所述空白電解液溶液的濃度為1~6mol/L，所述操作均在25 °C室溫條件 下。
[0037] 超級電容器比電容的測試：
[0038] 以活性炭為電極材料，將市售活性炭材料研磨，過180目篩，按活性炭：石墨： 聚四氟乙烯乳液的質(zhì)量比8 0:15:5的比例，加入少量的無水乙醇混合均勻，均勻涂抹在 lcmXlcm的壓制好的鎳制電極上，在100°C下真空干燥6h，作為工作電極。以取/取2(：12電 極作為參比電極，以鉑電極作為對電極組成三電極體系，以各實施例制備的復合電解液為 工作電解液，用CHI660A電化學工作站對其進行恒流充電測試，得到其在不同電流密度下 的充電曲線。
[0039] 以下表1列出了以實施例1-9制備的復合電解液為工作電解液的超級電容器在電 流密度為2A/g下的充放電比電容。
[0040] 表 1 [0041 ]
[0042] 由表1可知，由于偶氮類物質(zhì)在K0H電解液中發(fā)生可逆的氧化還原反應，產(chǎn)生贗電 容。因此，采用本發(fā)明方法制備的電解液可以顯著提高超電容性能。本發(fā)明的制備方法也 很簡單，易于操作。
[0043] 以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【主權項】
1. 一種以偶氮類物質(zhì)為添加劑的復合電解液，其特征在于： 所述電解液是由空白電解液和電解液添加劑組成的復合電解液，其中空白電解液為 KOH溶液，電解液添加劑為偶氮類物質(zhì)。2. 根據(jù)權利要求1所述的復合電解液，其特征在于： 所述復合電解液中KOH的濃度為l-6mol/L，偶氮類物質(zhì)的濃度為l-10mm〇l/L。3. 根據(jù)權利要求1所述的復合電解液，其特征在于： 所述復合電解液中偶氮類物質(zhì)的濃度為5-10mmol/L。4. 根據(jù)權利要求1、2或3所述的復合電解液，其特征在于： 所述偶氮類物質(zhì)選自鎂試劑I、茜素黃、檸檬黃、日落黃、健那綠B或胭脂紅。5. -種權利要求1所述的以偶氮類物質(zhì)為添加劑的復合電解液的制備方法，其特征在 于包括以下步驟： 1) 稱取一定量的K0H，配制IOOmL l-6mol/L的KOH溶液； 2) 向步驟1)配制的KOH溶液中加入偶氮類物質(zhì)，超聲分散Ih至完全溶解，靜置6h，即 可得到復合電解液，復合電解液中偶氮類物質(zhì)的濃度控制在l-10mm〇l/L。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種以偶氮類物質(zhì)為添加劑的復合電解液及其制備方法，是由空白電解液和電解液添加劑組成的復合電解液，其中空白電解液為KOH溶液，電解液添加劑為偶氮類物質(zhì)。所述復合電解液中KOH的濃度為1-6mol/L，偶氮類物質(zhì)的濃度為1-10mmol/L。本發(fā)明方法操作容易，原料價廉易得，以偶氮類物質(zhì)作為電解液添加劑可以改善電解液的離子電導性能，降低電解液的內(nèi)阻，顯著提高超級電容器的電化學性能，使其具有高的功率密度、能量密度和良好的循環(huán)壽命等優(yōu)點。
【IPC分類】H01G11/84, H01G11/64
【公開號】CN105006377
【申請?zhí)枴緾N201510502165
【發(fā)明人】陳祥迎, 黃璇
【申請人】合肥工業(yè)大學
【公開日】2015年10月28日
【申請日】2015年8月14日