图1。2 一个简单的RC等效电路,解释超级电容器的基本运行
1。3 用于超级电容器的电解液
对超级电容器电解液的要求包括:大的电压区间,高的电化学稳定性,高的离子浓度和低电阻,低粘稠度,低成本,高纯度[61]。
可分为3类:(1)水溶液;(2)有机溶液;(3)离子溶液。文献综述
(1)水溶液:相比于有机溶液,水溶液(例如KOH,Na2SO4,和NH4Cl水溶液等等)能提供更高的离子浓度和更低的电阻。相比于有机溶液,包含了水溶液的超级电容器能表现出更高的容量和更高的功率,可能是由于更高的离子浓度和更小的离子半径。而且,在没有严格控制过程和条件的情况下,水溶液也能被制备和使用,而有机溶液则需要在严格的条件和过程下才能获得纯净的溶液。
(2)有机溶液:相比于水溶液,有机溶液能提供高达3。5V的电压区间。这是有机溶液相比于水溶液的巨大优势。在有机溶液中,乙腈和碳酸丙烯酯[61]是使用最广泛的溶液。相比于其他的溶液,乙腈能溶解更大量的盐,但是它会导致环境问题,产生有毒物质。碳酸丙烯酯电解液是环境友好型溶液,能承受大范围的电压区间,大范围的温度变化,和好的导电性。
(3)离子溶液:通过向系统中提供热量去抵消晶格能,盐类可以熔化,或句话说,就是液化。这样的一个系统也可称作熔盐系统或离子溶液。在适当温度下,离子溶液可以液态形式存在。离子溶液的杰出特性使得它们成为很有前景的超级电容器电解液。这些特性包括低的蒸汽压,高的热稳定性和化学稳定性[23,24],低的可燃性,从2V到6V的大的电化学电压窗口,大概4。5V,电导率大约为10mS cm-1。30。离子溶液没有溶剂。