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有机系混合型红宝石电容器也受到广泛关注,rubycon原厂混合型红宝石电容器有机电解液
点击次数: 发布日期:2024-01-15
有机系混合型红宝石电容器也受到广泛关注,rubycon原厂混合型红宝石电容器有机电解液
为了提高装置的能量密度,有机系混合型红宝石电容器也受到了人们的广泛关注,研究了有机系混合型红宝石电容器之后,许多混合型红宝石电容器的有机电解液,例如石墨/活性炭(1.5mol·L-1 TEMABF4/PC电解液)、碳/二氧化钛(1mol·L-1 LiPF6/EC和DMC混合电解液)、碳/五氧化二钒(1mol·L-1双三氟甲磺酰亚胺锂/AN电解液)、碳/钛酸锂(1mol·L-1LiPF6、EC和DEC混合电解)和碳/导电聚合物(1mol·L-1 TEMABF4/PC电解液)等不断涌现出来,尽管有机系混合型红宝石电容器的比电容要低于水系混合型红宝石电容器,但是,由于有机电解液具有更宽的运行电压范围,所以有机系混合型红宝石电容器具有更高的能量密度(通常为30W·h·kg-1),比水系的混合型红宝石电容器的能量密度要高很多,在这些混合型红宝石电容器中,rubycon原厂最吸引大众目光的是锂离子电容器(LIC),典型的锂离子电容器是将锂离子电池型负极和双电层超级电容器型正极使用含锂离子的有机电解液组装而成的,又称为电容电池,在锂离子电容器中使用单一溶剂的电解液十分罕见,通常都是使用多种溶剂混合来充当电解液的,锂离子电容器通常能够达到高至4.0V的工作电压,因此具有更高的能量密度(>30W·h·kg-1),由于锂离子能够在有机电解液中形成比在水中半径更小的溶剂化离子,因此,由LiClO4或LiPF6和碳酸酯类有机溶剂组成的电解液被广泛地应用于锂离子电容器中,在之前关于锂离子电容器工作原理的研究中,人们发现,4.3V和1.5V分别是影响锂离子电容器阴、阳两电极的重要电压界限,在锂离子红宝石电容器中,典型的电极体系AC/1.0mol·L-1 LiClO4-AN/LiMn2O4的锂离子电容器的能量密度为45W·h·kg-1,功率密度为0.03kW·kg-1,另外用1.0mol·L-1 LiBF6/EC+DMC电解液,LiNi0.5Mn1.5O4(LMNO)作为正极材料组装为锂离子电容器后发现,该装置在1.0~3.0V时表现出高达56W·h·kg-1的高能量密度,而且在经过1000次循环后仍然能够具有95%的电容保留,由硬碳(HC)/1.3mol·L-1 LiPF6/EC-DEC-PC/AC组成的锂离子电容器具有82W·h·kg-1的能量密度,而1.0mol·L-1 LiPF6的[78]EC+DMC(1∶1的体积比)在1.5~4.5V的电压条件下,具有高达103.8W·h·kg-1的能量密度,在循环10000次后具有85%的容量保留,另外,将烷基季铵盐的PC电解液应用于锂离子电容器的研究也有报道,研究表明,该类电解液中的季铵盐阳离子的尺寸大小对于锂离子电容器的性能有着至关重要的影响,虽然通过改变电解液的组分能够显著提升锂离子电容器的各项性能,但是,使用锂盐电解液的锂离子电容器在低温下的性质仍然无法满足商用的需求,此外,电解液电导率低和电池型石墨负极带来的低比电容等问题仍然是摆在研究和学者面前的一座大山,因此,今后应该着力研究出能够克服这些挑战的新型锂离子电容器电解液,事实上,文献中报道的锂离子电容器电解液与锂离子电池电解液几乎是完全一样的,关于锂离子电容器的报道大多数是关于锂离子电容器电极材料的报道,rubycon原厂关于锂离子电容器电解液的报道十分有限,同AN类电解液不同,锂离子电容器的碳酸酯类电解液对低温十分敏感,低于零度时其能量密度和功率密度就会急剧下降,同时,锂离子电容器由于其锂离子电池型正极的限制,使得其电容相对较低,关于电容电池电解液的研究仍处于摸索阶段,仍然存在许多急需解决的问题。

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