[发明专利]钇离子双电层电容器及其制备方法

说明书

本发明提供了一种钇离子双电层电容器及其制备方法，涉及新能源的电池领域，该钇离子双电层电容器，包括正极、负极以及介于所述正极与所述负极之间的隔膜和电解液；所述电解液为包含钇盐的溶液。利用该钇离子双电层电容器能够缓解现有技术中双电层电容器的材料价格高，安全性能差的技术问题，达到降低成本和提高电池安全性的技术效果。

技术领域

本发明涉及新能源技术领域，具体指电池领域，尤其是涉及一种钇离子双电层电容器及其制备方法。

背景技术

双电层电容器是一种具有高功率密度、长循环寿命及其优异快充性能的储能体系，其包括大比表面积的正负极材料、有机电解液以及隔膜。得益于双电层吸附的作用，双电层电容器具有功率密度高、循环寿命长、造价低的优点。目前，双电层电容器通常基于锂离子和钠离子，锂离子、钠离子双电层电容器被认为是优秀的能量存储技术，具有各自的优势。比如，其具有卓越的功率密度，快充性能以及优异的循环使用性能。但是两者也都有缺点，锂在地球上的储量有限且高度活泼，导致现有锂离子电池的价格居高不下，安全性能差；而钠虽然储量很多，但其比锂更加易燃，存在较大的安全隐患。

有鉴于此，特提出本发明。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种钇离子双电层电容器，以缓解现有技术中双电层电容器的材料价格高，安全性能差的技术问题。

本发明的第二目的在于提供一种上述钇离子双电层电容器的制备方法，该制备方法具有工艺流程简单且适合工业化生产的优点。

为了实现本发明的上述目的，特采用以下技术方案：

一种钇离子双电层电容器，包括正极、负极以及介于所述正极与所述负极之间的隔膜和电解液；所述电解液为包含钇盐的溶液。

进一步的，所述电解液包括电解质和溶剂，所述电解质的浓度为0.1-10mol/L，优选为0.1-2mol/L。

进一步的，所述电解质包括氯化钇、氟化钇、硫酸钇、碳酸钇、磷酸钇、硝酸钇、二氟草酸硼酸钇、焦磷酸钇、十二烷基苯磺酸钇、十二烷基硫酸钇、柠檬酸三钇、偏硼酸钇、硼酸钇、钼酸钇、钨酸钇、溴化钇、亚硝酸钇、碘酸钇、碘化钇、硅酸钇、木质素磺酸钇、六氟磷酸钇、草酸钇、铝酸钇、甲基磺酸钇、醋酸钇、重铬酸钇、六氟砷酸钇、四氟硼酸钇、高氯酸钇、三氟甲烷磺酰亚胺钇或三氟甲磺酸钇中的任一种或至少两种的组合。

进一步的，所述正极包括用于吸附和脱附阴离子的正极活性材料，所述负极包括用于吸附和脱附钇离子的负极活性材料。

进一步的，所述正极活性材料和所述负极活性材料均为含碳材料。

进一步的，所述含碳材料包括活性炭、石墨烯、中间相碳微球、三维有序介孔碳球、粉末活性炭、活性炭纤维、活性炭毡、活性炭布、模板骨架碳、碳化物衍生炭、碳纳米管、炭气凝胶、玻态炭、纳米木炭或炭泡沫中的任一种或至少两种的组合。

进一步的，所述正极包括正极集流体和正极材料，按重量百分比计，所述正极材料包括60-95％的正极活性材料、2-30％的导电剂和3-10％粘结剂。

进一步的，所述正极集流体包括金属箔片；

优选地，所述金属箔片中的金属选自铝、铜、锡、锌、铅、锑、镉、金、铋或锗中的任意一种或至少任一种的合金或至少包括任意一种金属的复合材料。

进一步的，所述负极包括负极集流体和负极材料，按重量百分比计，所述负极材料包括60-95％的负极活性材料、2-30％的导电剂和3-10％粘结剂。

进一步的，所述负极集流体包括金属箔片；

优选地，所述金属箔片中的金属选自铝、铜、锡、锌、铅、锑、镉、金、铋或锗中的任意一种或至少任一种的合金或至少包括任意一种金属的复合材料。