超级电容器电解质的研究进展.pdf

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1、510化学试剂2013年6月化学试剂，2013，35(6)，510～514;526超级电容器电解质的研究进展*11112刘潇娟，杨光，廖红英，孟蓉，张华(1．北京化学试剂研究所，北京102607;2．南京双登科技发展研究院，江苏南京211000)摘要:综述了超级电容器电解质的研究现状，重点介绍了适用于新型电极材料的水系电解质以及目前已实现商业化的有机电解质，对离子液体电解质、固体和凝胶电解质的产业化提出了展望。关键词:超级电容器;有机电解质;水系电解质;离子液体;固体和凝胶电解质中图分类号:TQ151文献标识码:A文章编号:0258-328

2、3(2013)06-0510-05经过近10年的发展，超级电容器已经实现了盐、钠盐和锂盐为主。以0.5mol/L的Na2SO4水产业化。这种可以贮藏高能量的电化学器件从最溶液为中性电解质，以活性炭为正负极，制备的超初只为直流应用设计的低耐压、大容量圆柱形器级电容器的分解电压可达1.6V，远高于H2SO4［3］件发展到目前可为混合动力汽车提供电力，并具溶液电解质及KOH溶液电解质。研究发现活有高耐压和法拉容量的超级电容器。性炭的比容量依铵盐、钠盐、钾盐顺序递增，依氯超级电容器电解质对超级电容器的功率密化物、硫酸盐、硝酸盐溶液顺序递减;循环性能

3、方度、能量密度、寿命有重要影响，因此成为研究热面，氯化物和硝酸盐溶液电解质的性能较差，硫酸点。按其存在状态分类，超级电容器的电解质可盐溶液性能较好，硝酸盐不适合做超级电容器电［4］分为:液态电解质、固态电解质、凝胶电解质。液解质。态电解质主要分为水系电解质、有机液体电解质为了提高电容器的功率密度、能量密度以及和离子液体电解质。循环性能，近年来新型电极材料的研发及应用得到广泛关注，适用于新型材料的水系电解质成为1水系电解质研究热点。水系电解质分为酸性、碱性和中性3种类型。［5］Lai等以Li2Mn4O9/Ac为电极，在不同的它们具有电导率高、

4、电容器内部阻抗低的优点。水系电解质1mol/LLiNO3、Li2SO4、NaNO3和酸性电解质最常见的是硫酸(H2SO4)体系。但硫KNO3溶液中制得的超级电容器分别进行了循环酸是强酸，其对设备和超级电容器壳体都有强腐伏安、电化学阻抗和恒电流充放电测试，结果表明蚀作用，且集电体不能用金属材料。如果硫酸泄循环1000次后，电容器的能量损失为初始能量漏，腐蚀会更严重。此外，HCl、H3PO4、HNO3、的20%，分解电压最高为1.4V，功率密度最高达HBF4水溶液体系电解质的性能不佳。总体而言，1250W/kg，能量密度为29Wh/kg。充放电

5、结果酸性电解质最大的缺点是腐蚀性比较大。表明在1mol/LLiNO3中循环稳定性最好，电流密碱性电解质中最常见的是KOH水溶液，浓度度为100mA/g时，放电比电容最大，为54.6F/g。一般为6mol/L。此外，NaOH、LiOH水溶液也可Lai等［6］在1mol/LLiSO电解质中，把24做为超级电容器的电解质。碱性电解质最大的缺Li2Mn4O9/Ac改变为Li4Mn5O12/Ac，制成的超级点是易泄漏。与纯碱性电解质相比，小分子的凝电容器的最大比电容为69F/g，能量密度为67.6胶电解质不仅解决了溶液泄露的问题，还具有很Wh/kg，

6、功率密度为493.8W/kg。好的电化学性能，是一种新型的碱性超级电容器上海大学的Yuan等［7］把正极改为MnO，保2［1］电解质。使用小分子凝胶化合物在KOH水溶留负极为活性炭，分别使用1mol/LLiOH和液中自组装形成的凝胶电解质的超级电容器循环150次后比电容高达158.8mAh/g，相同条件下使收稿日期:2012-10-24用6mol/LKOH溶液的超级电容器比电容为作者简介:刘潇娟(1986-)，女，河北万全人，硕士，工程师，156.6mAh/g。主要研究方向为电化学及超级电容器材料，E-mail:Liuxiao-中性电解质［

7、2］的腐蚀性较弱，电解质以钾juan198607@163．com。第35卷第6期刘潇娟等:超级电容器电解质的研究进展511［13］1)1mol/LKOH为电解质，也制得了相似的超级电表1常见有机溶剂的物理和电化学常数容器。在电流密度为100mA/g时，Li+在MnOTab．1Physicsandelectrochemicalpropertiesof2commonorganicsolvents固相中的嵌入和脱嵌使得LiOH电解质制成的超介电常数粘度/m.p./b．p．/级电容器的最大比电容为62.4F/g，高于1mol/L溶剂ε(mPa·s－

8、1)℃℃rKOH电解质。以平均孔径为60～70nm的PC652.5－49242Co(OH)2/Al(OH)3为正极，活性炭为负极，KOHAN360.3－4982为电解质制得的超级