[发明专利]一种双层电容器用电解液及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电解液及其制备方法，尤其涉及一种双层电容器用电解液及其制备方法。

背景技术

双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。哌啶类离子液体因为电压窗口宽，是比较具有开发前景的离子液体电解液之一，然而，哌啶类离子液体因为与PP、PE等常用的隔膜材料的亲和性小，使得以纯哌啶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

本发明所要解决的技术问题在于提供一种双层电容器用电解液及其制备方法，其注液时间短，能大大降低双电层电容器的内阻。

解决本发明的技术问题所采用的技术方案是：提供一种双层电容器用电解液，所述双层电容器用电解液包括哌啶类离子液体和脂肪酸多元醇酯，所述哌啶类离子液体和脂肪酸多元醇酯的质量比为1∶0.001至1∶0.05。

优选地，所述哌啶类离子液体和脂肪酸多元醇酯的质量比为1∶0.03至1∶0.05。

优选地，所述脂肪酸多元醇酯为十一脂肪酸甘油酯、十三脂肪酸甘油酯、十四脂肪酸甘油酯、及十六脂肪酸甘油酯中的一种。

优选地，所述哌啶类离子液体由哌啶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)亚胺阴离子、三氟乙酸阴离子、及三氟甲基磺酸阴离子中的任意一种阴离子构成。

优选地，所述哌啶类阳离子是甲基乙基哌啶阳离子、甲基丙基哌啶阳离子、及甲基丁基哌啶阳离子中的一种。

解决本发明的技术问题所采用的另一技术方案是：提供一种双层电容器用电解液的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

步骤一、取质量比为1∶0.001至1∶0.05的哌啶类离子液体和脂肪酸多元醇酯；

步骤二、在手套箱中，混合步骤一中的哌啶类离子液体和脂肪酸多元醇酯并搅拌10~60分钟，即可得所述双层电容器用电解液。

优选地，在步骤一中，所述哌啶类离子液体和脂肪酸多元醇酯的质量比为1∶0.03至1∶0.05。

优选地，所述脂肪酸多元醇酯为十一脂肪酸甘油酯、十三脂肪酸甘油酯、十四脂肪酸甘油酯、及十六脂肪酸甘油酯中的一种。

优选地，所述哌啶类离子液体由哌啶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)亚胺阴离子、三氟乙酸阴离子、及三氟甲基磺酸阴离子中的任意一种阴离子构成。

优选地，所述哌啶类阳离子是甲基乙基哌啶阳离子、甲基丙基哌啶阳离子、及甲基丁基哌啶阳离子中的一种。

相对于现有技术，本发明具有以下优点：由于哌啶类离子液体因为表面张力大，与PP、PE等隔膜材料的亲和性小，使得以纯哌啶类离子液体作电解液的双电层电容器的等效内阻偏大，在哌啶类离子液体中加入脂肪酸多元醇酯之后，因为脂肪酸多元醇酯是一种非离子表面活性剂，它能增加哌啶类离子液体与PP、PE等电容器常用隔膜材料的亲和性，从而大大降低双电层电容器的等效内阻；并且本发明张力小，在注液过程中毛细现象少，能缩短注液时间；因此，本发明注液时间短，且能大大降低双电层电容器的等效内阻。此外，本发明的制备方法也很简单，易于操作。

附图说明

图1为本发明双层电容器用电解液的实施例1的交流阻抗曲线。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

在手套箱中（即在无氧无水且由惰性气体保护的情况下），将质量比为1∶0.04的甲基乙基哌啶四氟硼酸盐和十一脂肪酸甘油酯混合，搅拌60分钟后，十一脂肪酸甘油酯均匀分散于甲基乙基哌啶四氟硼酸盐中，得到一种双电层电容器用电解液。

实施例2至实施例20的参数与实施例1的参数不同，但制备方法步骤和测试条件与实施例1相同，见下表1。

表1