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超级电容器离子液体电解质的研究进展

放大字体 缩小字体 发布日期:2018-09-04 21:41:31   来源:新能源网  编辑:全球新能源网  浏览次数:408


  Z.Zhou等用全氟离子液体[EMI]RfBF3作为超级电容器的电解质,发现稳定性和循环性能较差,尤其是循环性能损失较大(2d损失50%),限制了实际应用。

  J.Barisci等采用离子液体电解质,对碳纳米管(CNT)电极进行了研究,发现CNT具有较好的活性和比电容。L.Kavan等以BMIBF4作为电解质,对单壁CNT、双壁CNT及富勒烯电极的电化学性能进行了研究,结果表明这些电极材料具有明显的超级电容器特征。

  H.T.Liu等对以BMIPF6为电解液、中孔镍基混合稀土氧化物为阳极材料、AC为负极材料的混合电容器进行研究,电容器呈现出较高的比功率(458W/kg)和比能量(50Wh/kg),500次循环后,电容没有明显的衰减。离子液体还被应用于合成超级电容器聚合物电极材料的研究中。

  C.Arbizzani等用恒流极化法制备了P型掺杂聚合体pMeT,反应池中的溶液为EMITFSI,通过添加HTFSI而不消耗离子液体,其中的H+被还原为H2,在负极生成(MeT0.3+TFSI-0.3)n聚合体。以这种聚合体为电极材料、EMITFSI为电解质的混合电容器,呈现出250F/g的高比电容。1.2吡咯烷类离子液体吡咯烷类离子液体属于环状季铵盐,由于吡咯烷阳离子取代的不对称性而具有较低的熔点,电导率较高。N-丁基-N-甲基吡咯二(三氟甲基磺酰)亚胺盐(PYR14 TFSI)在高温下的电化学和热稳定性优良,受到了广泛的关注。

  A.Balducci等用PYR14TFSI离子液体作为AC/pMeT混合超级电容器电解质,电容器在60℃、10mA/cm2及1.5~3.6V的条件下充放电16000次后,综合性能较好,尤其是高温电容保持能力。离子液体的能量密度和功率密度较高,说明吡咯烷类离子液体可提高混合电容器在高温(60℃)下的电压窗口和循环寿命。A.Balducci等对使用离子液体PYR14TFSI的微孔活性炭对称电容器电解液进行了研究,电容器的电阻在40000次循环后基本没有变化(9Ωcm2),60℃时的电压窗口为3.5V,电极材料的比电容为60F/g。这种超级电容器可以作为高温电容器,在实际中使用。

  M.Lazzari等研究了离子液体电解质PYR14TFSI和EMITFSI与AC界面的作用,发现阴极充电时,碳电极的电容很大程度上决定于离子液体阳离子的极化性,即取决于影响双电层的介电性和阳离子的种类;碳的多孔及界面的化学性质,也是影响电导率和离子液体极化性的重要因素。

  1.3短链脂肪季胺盐类离子液体

  短链脂肪季胺盐类离子液体最大的优点是对高比表面积的活性炭稳定,比咪唑类和吡咯烷离子液体具有更高的稳定性。

  T.Sato等研究了N,N-二甲基-N-乙基-N-2-甲氧基乙基铵二(三氟甲基磺酰)亚胺盐(DEMENTf2)作为超级电容器电解质的综合性能。EMENTf2呈现出很宽的液态范围,循环伏安曲线表明电压窗口可达6V(铂电极),室温下的电导率为4.8mS/cm,与传统有机电解液相比,比电容和库仑效率较高。Y.Kanako等发现DEMEBF4和MEMPBF4(阳离子为N-甲基-N-2-甲氧基乙基吡咯)电解质的稳定性能、高低温性能较好,电导率较高。这种离子液体和用同样的阳离子与TFSI-阴离子合成的离子液体,可提高超级电容器的高温安全性能。

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关键词: 离子 液体

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