[发明专利]一种双电层电容器电解液

说明书

技术领域

本发明涉及电解液领域，尤其涉及一种双电层电容器电解液。

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，决定着电容器的等效内阻，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。二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体因为其电导率高，耐压窗口宽，是比较具有开发前景的离子液体电解液之一，然而，二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体能腐蚀电极集流体——铝箔，致使使用二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体做电解液的双电层电容器的寿命短。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种可提高双电层电容器寿命的双电层电容器电解液。

本发明的技术方案如下：

一种双电层电容器电解液，包括二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体和三氟化铝，且二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体和三氟化铝的摩尔比为1∶0.01～0.1。

上述双电层电容器电解液中，二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体和三氟化铝的摩尔比优选为1∶0.05～0.1。

上述双电层电容器电解液中，所述二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体由二(三氟甲磺酰)亚胺盐根与咪唑盐类阳离子、季胺盐类阳离子、吡咯盐类阳离子或吡啶盐类阳离子中的任意一种构成；其中，咪唑阳离子是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；季胺盐类阳离子是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；吡咯阳离子是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；吡啶盐类阳离子为丁基-吡啶阳离子或己基-吡啶阳离子。

本发明提供一种双电层电容器电解液，其由二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体和三氟化铝混合而成，二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体能腐蚀电极集流体--铝箔，使电容器的寿命降低，在二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体中加入三氟化铝之后，在电极的循环过程中，三氟化铝将通过与集流体铝箔的可逆反应，均匀的沉积在铝箔上，形成钝化层，阻止铝与二(三氟甲磺酰)亚胺盐的反应，从而起到防止铝箔腐蚀，大大增加双电层电容器寿命的作用。

具体实施方式

本发明提供的一种双电层电容器电解液，包括二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体和三氟化铝，且二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体和三氟化铝的摩尔比为1∶0.01～0.1；优选为1∶0.05～0.1。

上述双电层电容器电解液中，所述二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体由二(三氟甲磺酰)亚胺盐根与咪唑盐类阳离子、季胺盐类阳离子、吡咯盐类阳离子或吡啶盐类阳离子中的任意一种构成；其中，咪唑阳离子是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；季胺盐类阳离子是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；吡咯阳离子是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；吡啶盐类阳离子为丁基-吡啶阳离子或己基-吡啶阳离子。

上述二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体中，当阴离子与阳离子组合后，形成的盐类化合物分别为：

1、1-乙基-3-甲基咪唑二(三氟甲磺酰)亚胺盐；1-丙基-3-甲基咪唑二(三氟甲磺酰)亚胺盐；1-丁基-3-甲基咪唑二(三氟甲磺酰)亚胺盐；

2、甲基三乙基季胺二(三氟甲磺酰)亚胺盐；四乙基季胺二(三氟甲磺酰)亚胺盐；三甲基丙基季胺二(三氟甲磺酰)亚胺盐；

3、丁基甲基吡咯二(三氟甲磺酰)亚胺盐；丙基甲基吡咯二(三氟甲磺酰)亚胺盐；乙基甲基吡咯二(三氟甲磺酰)亚胺盐；

4、丁基-吡啶二(三氟甲磺酰)亚胺盐；己基-吡啶二(三氟甲磺酰)亚胺盐。

本发明提供一种双电层电容器电解液，其由二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体和三氟化铝混合而成，二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体能腐蚀电极集流体--铝箔，使电容器的寿命降低，在二(三氟甲磺酰)亚胺盐类离子液体中加入三氟化铝之后，在电极的循环过程中，三氟化铝将通过与集流体铝箔的可逆反应，均匀的沉积在铝箔上，形成钝化层，阻止铝与二(三氟甲磺酰)亚胺盐的反应，从而起到防止铝箔腐蚀，大大增加双电层电容器寿命的作用。