超級電容器有機低溫電解液的制備及電化學性能研究*

朱佳靜，高 筠

（華北理工大學 化學工程學院，河北 唐山 063210）

資源再生和環境保護是全世界關注的熱點，加上近年來電子工業的快速發展，迫切需要一種能夠為各類電子設備提供高容量的環境友好型儲能器件，這些需求使各國越來越注重新能源發展，實現能源轉型，這便推動了電化學儲能設備的發展。超級電容器兼具了電池和傳統電容的優勢，能夠實現快速蓄能與傳輸，其功率密度高、充電速度快、循環壽命長、綠色環保等特性[1]使之成為了電化學領域的產業熱點，其中憑借物理方式儲能的雙電層電容器占據了超級電容市場的主導地位。超級電容的電極材料和電解液在相當大程度上決定著電容器的實用性和可靠性[2]，碳材料[3]作為電極材料已經實現了產業化，活性炭是其中發展前景較好、應用最為廣泛的一種。然而，在某些特殊領域是要求設備可以在低溫環境下工作，相比有機電解液而言，水系電解液會受水的熔點限制，一旦電解液結晶就會使超級電容的性能大打折扣，甚至無法運轉。

超級電容器低溫性能提升的關鍵在于對傳統有機電解液的改性，如使用新型電解質鹽或優化溶劑體系等。四氟硼酸螺環季銨鹽（BP-BF4）[4,5]特殊的結構使之溶解度高、電導率高、穩定性好、離子遷移速率快，是適用于超級電容較為理想的一種電解質鹽，碳酸丙烯酯（PC）[6]熔點低，無毒，可作主溶劑，低介電常數、低粘度的碳酸二甲酯（DMC）[7]可有效降低混合溶劑體系的粘度，提高電導率。……