[发明专利]一种双电层电容器用电解液

说明书

技术领域

本发明涉及电化学领域，尤其涉及一种双电层电容器用电解液。

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。三氟乙酸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，三氟乙酸盐类离子液体在制备过程中有水引入，因此三氟乙酸盐类离子液体含有较多的水杂质，在电化学循环过程中，水将参与电极反应生成酸，从而腐蚀双电层电容器的铝箔，致使使用三氟乙酸盐类离子液体做电解液的双电层电容器的稳定性差。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种双电层电容器用电解液。

本发明的技术方案如下:

一种双电层电容器用电解液，包括三氟乙酸盐类离子液体和硫酸盐混合而成；所述三氟乙酸盐类离子液体和硫酸盐的摩尔比为1:0.001~1:0.05；所述硫酸盐为硫酸钡（BaSO₄）或硫酸铜（CuSO₄）。

所述双电层电容器用电解液，优选，所述三氟乙酸盐类离子液体和硫酸盐的摩尔比为1:0.005~1:0.05；或者进一步优选，三氟乙酸盐类离子液体和硫酸盐的摩尔比为1:0.01~1:0.05；或者最优选，三氟乙酸盐类离子液体和硫酸盐的摩尔比为1:0.04。

所述三氟乙酸盐类离子液体和硫酸盐混合时，需要搅拌，搅拌时间为10~60分钟，优选搅拌时间为30分钟。

所述双电层电容器用电解液，其中，所述三氟乙酸盐类离子液体由三氟乙酸根与咪唑盐类阳离子、季胺盐类阳离子及吡咯盐类阳离子中的任意一种阳离子构成。

所述双电层电容器用电解液，其中，所述咪唑盐类阳离子为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。

所述双电层电容器用电解液，其中，所述季胺盐类阳离子为甲基三乙基季胺阳离子、四乙基季胺阳离子，三甲基丙基季胺阳离子。

所述双电层电容器用电解液，其中，所述吡咯类阳离子为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。

三氟乙酸盐类离子液体种类包括如下:

1、1-丁基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐、1-丙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐或1-乙基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐；

2、甲基三乙基季胺三氟乙酸盐、四乙基季胺三氟乙酸盐或三甲基丙基季胺三氟乙酸盐；

3、丁基甲基吡咯三氟乙酸盐、丙基甲基吡咯三氟乙酸盐或乙基甲基吡咯三氟乙酸盐。

本发明提供一种双电层电容器用电解液，其由三氟乙酸盐类离子液体和硫酸盐（硫酸钡或硫酸铜）混合而成，三氟乙酸盐类离子液体在制备过程中有水引入，因此三氟乙酸盐类离子液体含有较多的水杂质，在电化学循环过程中，水将参与电极反应生成酸，从而腐蚀双电层电容器的铝箔，将使电容器的稳定性降低，在三氟乙酸盐类离子液体中加入BaSO₄或CuSO₄之后，因为BaSO₄或CuSO₄能与三氟乙酸盐类离子液体中的游离水进行配合，形成水合物，从而去掉了电解液中的游离水，起到增加双电层电容器稳定性的作用；并且BaSO₄或CuSO₄是作为添加剂使用，只需少量就能达到大幅度增加双电层电容器稳定性的作用，而通过提纯工艺来除掉离子液体中的水，其工艺复杂，成本高，且能大大提高双电层电容器的稳定性。

附图说明

图1为采用实施例1中制得的双电层电容器用电解液为电解液的双电层电容器与采用纯离子液体1-丁基-3-甲基咪唑三氟乙酸盐为电解液的双电层电容器的不同循环次数下的比电容图；其中，横坐标为循环次数，纵坐标为比电容。

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。