[发明专利]一种掺杂碳基离子液体复合物的高性能电解液的制备方法

说明书

一种掺杂碳基离子液体复合物的高性能电解液的制备方法，取离子液体于烧杯中，用石墨棒做电极，在氮气保护的条件下通10V～20V的直流电源电解，得到碳基离子液体复合物，取上层乳浊液；将碳基离子液体复合物的乳浊液与有机电解液进行混合，然后在功率为200W～600W的超声发生器中20℃～50℃下处理5小时～10小时，得到掺杂碳基离子液体复合物的高性能电解液。优点是：制备方法简单，与传统电解液相比，具有导电率高、功率密度高和循环寿命长的特点，适于商业化应用。

技术领域

本发明属于电解液制备技术领域，特别涉及一种掺杂碳基离子液体复合物的超级电容器用高性能电解液的制备方法。

背景技术

超级电容器是介于传统电容器和二次电池之间的一种新型储能器件，具有功率密度高、充放电速度快、工作温度宽、循环寿命长的优点，在电子、通信、航天、交通、军事等领域有广泛应用。电解液作为超级电容器的主要组成部分，具有提供荷电离子和离子迁移传导媒介的重要作用。电解液的理化性质，直接决定影响电容器产品的性能。

常见的超级电容器电解液包括水系电解液、有机电解液和离子液体电解液。其中水系电解液导电率最高，但其分解电压低于1V，限制了器件的高能量密度；有机电解液可以提供3V-4V的工作电压，使器件具有较高的能量密度，但其电导率低、化学性质不稳定，无法获得较高的功率密度和较长的循环寿命；离子液体电解液可提供3V-6V的宽电化学窗口，性质稳定，但其黏度大，价格高，不利于大规模商业化应用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提出了一种掺杂碳基离子液体复合物的高性能电解液的制备方法，制备方法简单，与传统电解液相比，具有导电率高、功率密度高和循环寿命长的特点，适于商业化应用。

本发明的技术解决方案是：

一种掺杂碳基离子液体复合物的高性能电解液的制备方法，其具体步骤是：

步骤一：取离子液体8mL～15mL于烧杯中，用石墨棒做电极，两电极之间距离在3cm～5cm，在氮气保护的条件下通10V～20V的直流电源，电解5小时～12小时，得到碳基离子液体复合物，取上层乳浊液，测得浓度为0.15mg/mL～0.60mg/mL；

步骤二：将碳基离子液体复合物的乳浊液与有机电解液按体积比2:8～8:2的比例进行混合，然后在功率为200W～600W的超声发生器中20℃～50℃下处理5小时～10小时，得到掺杂碳基离子液体复合物的高性能电解液。

所述离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐1-乙基-3-甲基咪唑双三氟甲磺酰亚胺盐。

所述有机电解液为四氟硼酸四乙基铵/碳酸丙烯酯有机电解液，四氟硼酸螺环季铵盐/碳酸丙烯酯有机电解液，双三氟甲基磺酰1-乙基-3-甲基咪唑/碳酸丙烯酯有机电解液，四氟硼酸四乙基铵/乙腈有机电解液，四氟硼酸螺环季铵盐/乙腈有机电解液,双三氟甲基磺酰1-乙基-3-甲基咪唑/乙腈有机电解液中的一种。

本发明的有益效果：

制备方法简单，掺杂碳基离子液体复合物的高性能电解液电导率为传统电解液的1.3倍-2.2倍；使以活性炭为电极材料的超级电容器比电容增加60％-100％，能量密度提高30％-60％，功率密度增加50％-80％，循环寿命提高50％-100％。

在填加少量碳基离子液体复合物后，电解液的电导率大幅度提高，电容器的比电容、能量密度、功率密度与循环寿命大幅度提高；选用的原料绿色环保,在制备成本增长不太大的情况下，使电容器的使用寿命大幅度提高，相当于节省了成本。

具体实施方式

下面以具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1