AEM：通过使用乙基异丙基砜作为电解质溶剂来改善超级电容器在高电压和高温下的稳定性

湘湘

2022-12-20

现代双电层电容器（EDLCs）的两个主要缺点是工作电压和温度范围相当有限，在此范围内这些器件不会发生不可逆的分解过程。这些参数强烈地相互关联，并且当温度升高时降低工作电压是不可避免的，以便保护双电层电容器免受损坏。

为了在高温下保持尽可能高的工作电压，在本研究中，耶拿·弗里德里希·席勒大学Andrea Balducci等将乙基异丙基砜用作双电层电容器的电解质溶剂。

本文要点：

（1）

作者发现，尽管这种电解质的离子电导率和粘度不如1 m TEABF₄的乙腈电解质，但它具有非常高的电化学和热稳定性。由于这些特性，使用它可以实现在60°C和80°C下工作在3 V以上的EDLCs，这比含有最先进电解质的EDLCs稳定得多。例如，基于EiPS的EDLCs在60℃下以3.2 V的电压500小时后，能够保持其初始电容的75%，而在这些条件下，含有常规电解质的装置是不稳定的。电解质的GC-MS分析显示没有来自溶剂的可溶性分解产物。另一方面，电极的事后XPS分析表明，在高于60℃的温度下，不溶性分解化合物沉积在电极表面上。虽然分解化合物层具有孔隙堵塞并因此具有电容降低的效果，但它在形成后的电池运行期间充当钝化层。这极大地提高了电化学稳定性，但同时也影响了电容。

（2）

考虑到这些结果，对于实现在高温下工作的高压EDLCs来说，该电解质被认为是一种非常有趣的电解质。这可能为未来高温环境中的特殊应用提供解决方案。

参考文献:

Köps, L., Kreth, F. A., Leistenschneider, D., Schutjajew, K., Gläßner, R., Oschatz, M., Balducci, A., Improving the Stability of Supercapacitors at High Voltages and High Temperatures by the Implementation of Ethyl Isopropyl Sulfone as Electrolyte Solvent. Adv. Energy Mater. 2022, 2203821.

DOI: 10.1002/aenm.202203821

https://doi.org/10.1002/aenm.202203821