[发明专利]双电层电容器用电解液及其制备方法

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用电解液及其制备方法。

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、节约能源和绿色环保等优点，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中。电解液作为双电层电容器的重要组成部分，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、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。季磷盐为磷离子（PH⁴⁺）中的四个氢原子都被烃基取代而生成的化合物，通式R₄P⁺X^-，其中四个烃基R可以相同，也可以不同，X多为卤素负离子（F^-、Cl^-、Br^-、I^-），也可以是酸根等，季磷盐性质与无机铵盐相似，易溶于水，水溶液导电。季磷盐类离子液体因为原料成本低，是比较具有开发前景的离子液体电解液之一，然而，季磷盐类离子液体因为粘度大、与PP、PE等的亲和性小，使得以纯季磷盐类离子液体作电解液的双电层电容器的等效内阻偏大。

发明内容

本发明的目的在于解决上述现有技术存在的问题和不足，提供一种双电层电容器用电解液及其制备方法，通过在季磷盐类离子液体中混合磷酸三烷基酯，从而大大降低双电层电容器的内阻。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种双电层电容器用电解液，其由季磷盐类离子液体和磷酸三烷基酯混合而成，所述季磷盐类离子液体和所述磷酸三烷基酯的摩尔比为1：0.001到1：0.05。

在所述的双电层电容器用电解液中，所述季磷盐类离子液体和所述磷酸三烷基酯的摩尔比优选为1：0.01到1：0.04。

在所述的双电层电容器用电解液中，所述磷酸三烷基酯为磷酸三丁酯、磷酸三戊酯、磷酸三己酯、磷酸三辛酯中的一种。

在所述的双电层电容器用电解液中，所述季磷盐类离子液体由季磷盐类阳离子与四氟硼酸阴离子、六氟磷酸阴离子、二(三氟甲基磺酰)亚铵阴离子、三氟乙酸阴离子、三氟甲基磺酸阴离子中的任意一种阴离子构成。

在所述的双电层电容器用电解液中，所述季盐类阳离子是甲基三乙基季磷阳离子、四乙基季磷阳离子，三甲基丙基季磷阳离子中的一种。

本发明的技术方案还涉及一种双电层电容器用电解液的制备方法，包括以下步骤：在手套箱中，将摩尔比为1：0.001到1：0.05的季磷盐类离子液体和磷酸三烷基酯混合，搅拌10~60分钟后，所述磷酸三烷基酯均匀分散于所述季磷盐类离子液体中，得到一种双电层电容器用电解液。

在所述的双电层电容器用电解液的制备方法中，所述季磷盐类离子液体和所述磷酸三烷基酯的摩尔比优选为1：0.01到1：0.04。

在所述的双电层电容器用电解液的制备方法中，所述磷酸三烷基酯为磷酸三丁酯、磷酸三戊酯、磷酸三己酯、磷酸三辛酯中的一种。

在所述的双电层电容器用电解液的制备方法中，所述季磷盐类离子液体由季磷盐类阳离子与四氟硼酸阴离子、六氟磷酸阴离子、二(三氟甲基磺酰)亚铵阴离子、三氟乙酸阴离子、三氟甲基磺酸阴离子中的任意一种阴离子构成。

在所述的双电层电容器用电解液的制备方法中，所述季磷盐类阳离子是甲基三乙基季磷阳离子、四乙基季磷阳离子，三甲基丙基季磷阳离子中的一种。

与现有技术相比，本发明的双电层电容器用电解液，由季磷盐类离子液体和磷酸三烷基酯混合而成。季磷盐类离子液体因为粘度大、表面张力大，与PP、PE等隔膜材料的亲和性小，使得以纯季磷盐类离子液体作电解液的双电层电容器的等效内阻偏大。而本发明的的双电层电容器用电解液，在季磷盐类离子液体中加入磷酸三烷基酯之后，因为磷酸三烷基酯是一种非离子表面活性剂，它能增加季磷盐类离子液体与PP、PE等电容器常用隔膜材料的亲和性，从而大大降低了双电层电容器的等效内阻，并且本发明的电解液张力小，在注液过程中毛细现象少，能缩短注液时间。因此本发明的电解液注液时间短，且能大大降低双电层电容器的等效内阻。

附图说明

图1是本发明实施例1的交流阻抗曲线。

具体实施方式

以下结合附图与实施例，对本发明予以进一步地详尽阐述。