[发明专利]电解液以及双电层电容器

说明书

技术领域

本发明涉及电化学领域，尤其涉及一种电解液。该发明还涉及一种使用该电解液的双电层电容器。

背景技术

双电层电容器是一种新型能量存储装置，具有高功率密度、高循环寿命、快速充放电性能好等优点，被广泛应用于军事领域、移动通讯装置、计算机、以及电动汽车的混合电源等。作为双电层电容器的重要组成部分，电解液对双电层电容器的储电性能有很大影响，决定着电容器的工作电压范围，储电容量及工作温度和工作环境。

离子液体是在室温或接近室温的条件下完全由离子组成的有机液体物质。作为一种新型的电解液，离子液体的出现，大大拓展了双电层电容器的应用领域。它具有电导率高、电化学窗口宽、不挥发、不可燃、热稳定性好等优点。离子液体作为双电层电容器的电解液具有良好的发展前景，然而，纯离子液体在室温条件下的电容量不高，致使使用纯离子液体做电解液的双电层电容器的等效内阻偏大。六氟膦酸盐类离子液体因为容易合成、成本低，是目前最常用的离子液体电解液之一，但因为电阻高，而限制了其作为双电层电容器用电解液的应用，采用添加大量有机溶剂(乙腈、碳酸丙烯酯、1-丁内酯)的办法能达到大大降低双电层电容器等效内阻的目的，却使双电层电容器电解液的用量大大增加，从而增加成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种成本低，且能降低电容器等效内阻的电解液。

一种电解液，包括六氟膦酸盐类离子液体和氮杂醚类化物，所述六氟膦酸盐类离子液体与氮杂醚类化物的摩尔比为1∶0.001～1∶0.05；优选，所述六氟膦酸盐类离子液体与氮杂醚类化物的摩尔比为1∶0.01～1∶0.05。

上述电解液中，所述六氟膦酸盐类离子液体中，阳离子选自咪唑盐类阳离子、季胺盐类阳离子、吡咯盐类阳离子、季膦盐类阳离子或吡啶盐类阳离子，阴离子为六氟磷酸阴离子；其中：

所述咪唑盐类阳离子选自1-丁基-3-甲基咪唑阳离子、1-丙基-3-甲基咪唑阳离子或1-乙基-3-甲基咪唑阳离子；

所述季胺盐类阳离子选自甲基三乙基季胺阳离子、四乙基季胺阳离子或三甲基丙基季胺阳离子；

所述吡咯类阳离子选自丁基甲基吡咯阳离子、丙基甲基吡咯阳离子或乙基甲基吡咯阳离子；

所述季膦盐类阳离子选自三甲基己基季膦阳离子、三乙基己基季膦阳离子或三甲基戊基季膦阳离子；

所述吡啶盐类阳离子选自丁基吡啶阳离子、戊基吡啶阳离子或己基吡啶阳离子。

上述电解液中，所述氮杂醚类化物选自三(六氟异丙氧基)胺(即[(CF₃)₂CHO]₃N)或三全氟苯氧基胺(即(C₆F₅O)₃N)。

本发明的另一目的在于提供一种双电层电容器，该双电层电容器使用本发明提供的上述电解液

本发明提供一种双电层电容器用电解液，其由六氟膦酸盐类离子液体和氮杂醚类化物混合而成；而氮杂醚类化物能与PF₆^-(即六氟膦酸阴离子)形成配合物，从而使六氟膦酸盐类离子液体的离解度增加，从而大幅度提高其电导率，大大降低双电层电容器的等效内阻；并且氮杂醚类化物是作为添加剂使用，只需要总质量的5％以内就能达到大幅度提高其电导率的效果，而通过添加有机溶剂来提高电导率将需要大量的有机液体使溶解度低的六氟膦酸盐类离子液体溶解，大大节约了电解液的用量成本。

附图说明

图1为采用实施例1中的电解液制得的电容器的交流阻抗图谱。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较佳实施例作进一步详细说明。

实施例1

在手套箱中，将摩尔比为1∶0.05的1-丁基-3-甲基咪唑六氟膦酸盐和[(CF₃)₂CHO]₃N混合，搅拌15分钟后，[(CF₃)₂CHO]₃N溶于1-丁基-3-甲基咪唑六氟膦酸盐中；此时，得到一种双电层电容器用电解液，即含[(CF₃)₂CHO]₃N的1-丁基-3-甲基咪唑六氟膦酸盐电解液。