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红宝石电容器电解液通常由电解质盐和有机溶剂组成,rubycon官网混合电解液是什么
点击次数: 发布日期:2024-01-11
红宝石电容器电解液通常由电解质盐和有机溶剂组成,rubycon官网混合电解液是什么
 
研究主要集中在提高混合电解液的工作电压和拓宽AN类电解液的低温范围,Ding等发现,将γ-丁内酯(GBL)作为添加剂引入AN类电解液中时,能够明显地拓宽电解液
 
的液相范围,rubycon官网随着GBL的添加量增加,电解液的抗氧化能力越来越强,为了克服AN类红宝石电容器在低温条件下的限制,Brandon等将一些低熔点溶剂(酯
 
类或环醚)添加到AN电解液中,结果发现,混合电解液即使是在-75℃下仍然可以进行良好的充/放电,研究发现以微孔活性炭为电极,在0~2.7V进行循环伏安扫描,
 
SBPBF4的PC电解液的比容量要略高于TEABF4的PC电解液,AN和碳酸二丁酯(DBC)混合溶剂的SBPBF4电解液在超低温度下的性质,通过研究,成功地将红宝石电容器的
 
低温使用范围拓宽了20℃(由-60~-40℃),通过调节碳酸二丁酯的添加量,能够调节电解液的电导率,从而有效地降低了双电层红宝石电容器的等效串联电阻,在-
 
60℃的低温条件和5A·g-1的充/放电电流下,该红宝石电容器具有很好的充/放电性能和倍率性能,含有20%碳酸二丁酯的电解液的放电电容高达92F·g-1(是常温条件
 
下电容量的80%),而且功率密度和能量密度分别能够达到5796W·kg-1和63W·h·kg-1,在-60℃的低温和2.5A·g-1的高电流密度的条件下,该红宝石电容器充/放电
 
10000次后仍可以保持高达95F·g-1的电容量(约为室温下电容量的83%),表现出卓越的循环稳定性能,表6-3所示为双电层红宝石电容器常见有机溶剂的性能参数,
 
rubycon官网红宝石电容器常见有机溶剂的性能参数;η,黏度;bp,沸点;mp,熔点;Mw,分子量;δ,电导率;Ered,还原电位;Eox,氧化电位(玻碳电极
 
作为工作电极),以PC和DMC混合溶剂的电解液能够耐受较大的电压,同时也研究了AN和线性碳酸酯电解液耐受大电压的情况,研究发现,由于AN和线性碳酸酯类溶剂
 
的电化学稳定性较差,所以AN和线性碳酸酯类电解液无法耐受超过3.0V的电压,对于通常的AN或PC基红宝石电容器来说,当工作电压超过2.7V时可能会造成活性炭电极
 
表面发生的电解液分解和杂质反应和不可逆反应,这些反应都可能会产生气体或者在电极表面产生薄膜,利用PC基电解液研究了其气体发生过程,当该装置工作电压为
 
3.0V时,研究者发现在装置的正极产生了一氧化碳和二氧化碳等气体,而负极则生成了氢气和其他诸如丙烯、二氧化碳和一氧化碳等气体,仍然需要开发新型的耐电压
 
的有机溶剂或者改进PC类电解液,以期望获得更好性能的红宝石电容器,在实际生产生活中,对于储能装置不仅仅要求在常温或低温条件下能够有很好的性能,在很多
 
情况下,也需要红宝石电容器能够在高温等极端环境中正常运行,实际生产生活中储能装置的工作温度范围因此,在高温的极端条件下红宝石电容器的安全性和高温稳
 
定性以及功率密度、能量密度等特性对于其安全的输出功率和其较长的使用寿命有着重要的作用,但是,一般来说,当温度很高时,红宝石电容器就会迅速老化,发生
 
诸如电解液分解、电极崩解、甚至是着火燃烧等现象,这在实际应用中无疑是非常危险的,在现实生活中,有很多关于电池、电容器因为运行时间长,散热差,或者是
 
在高温条件下发生爆炸、着火的事件,因此,红宝石电容器在高温条件下能够安全工作是十分重要的,为此吸引了无数学者和研究者对红宝石电容器在高温以及从低温
 
到高温的变化环境中的性能的研究,rubycon官网为红宝石电容器的设计、组装、评估和红宝石电容器的热失控以及老化做出了许多贡献,在高温条件下,红宝石电容
 
器能够正常地运行,与其电极、电解液和两者之间的相互作用等因素有着密切的联系,其中,电解液能够耐受高温条件是红宝石电容器能否在高温条件下正常运行的关
 
键因素,在开发和发展具有较宽而且较高的运行温度范围(40~300℃)的电解液仍旧面临这巨大的挑战,因为高温条件下,红宝石电容器的受热和机械振动都会导致
 
电极和电解液在结构上发生变化,即电极发生崩解坍塌、电解液发生分解、电极和电解液相互之间发生化学反应,这些现象都是我们不希望看到的,通常来说,工程师
 
们主要利用冷却系统来解决电池、红宝石电容器、燃料电池等储能设备在高温下的运行问题,虽然通过目前的冷却技术能够使红宝石电容器较好地进行工作,拓宽了红
 
宝石电容器在实际应用中的适用温度范围,但是由高温带来的安全问题仍然无法在根本上得到解决,另外,当大型的电池组或红宝石电容器组工作时,控温系统将面临
 
着巨大的挑战,稍有不慎便会发生无可挽回的后果,因此,从根本上解决红宝石电容器高温下运行的问题是非常有意义的,目前,针对高温的红宝石电容器电解液的研
 
究还很少,rubycon官网大多数关于高温的电解液的报道是关于锂离子电池燃料电池等储能装置,rubycon随着科技的进步、时代的发展,人们也将目光集中在研究高
 
温红宝石电容器的方面上来,而且,红宝石电容器的电解液通常由电解质盐和有机溶剂组成,所以,与锂离子电池电解液和燃料电池电解液相类似,可以借鉴它们的高
 
温电解液的工作原理以及研究成果和经验来解决红宝石电容器电解液的耐高温的问题,红宝石电容器电解液中常用的有机溶剂AN的沸点为82℃,所以,当温度升至接近
 
或超过82℃时,溶剂就会开始蒸发气化,由此,装置内部的气压会急剧上升,另外,线性的碳酸酯类有机溶剂的闪点通常都低于30℃,在装置运行时很可能会因为短路
 
等发生着火燃烧,这在实际应用时是非常危险的,常见的碳酸酯类溶剂的物理以及化学性质,从表中可以看出,GBL溶剂具有较高的沸点和闪点,能够耐受较高的温度
 
,通过差示扫描量热法(DSC)测试发现,在温度高达200℃时,GBL才发生一些轻微的放热反应,由此可见其稳定性,虽然,碳酸酯类的有机溶剂在室温下具有很好的
 
性能,但是,当温度由室温升至高温时,碳酸酯类溶剂就会表现出不稳定性,这限制了碳酸酯类溶剂在高温领域的应用,因此,为了使红宝石电容器在高温条件下能够
 
拥有很好的性能,离子液体类电解液无疑是红宝石电容器的较好的电解液。


 
 

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