專利名稱：電解液以及雙電層電容器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種電解液。該發(fā)明還涉及一種使用該電解液的雙電層電容器。
背景技術(shù)：
雙電層電容器是一種新型能量存儲(chǔ)裝置，具有高功率密度、高循環(huán)壽命、快速充放電性能好等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域、移動(dòng)通訊裝置、計(jì)算機(jī)、以及電動(dòng)汽車的混合電源等。作為雙電層電容器的重要組成部分，電解液對(duì)雙電層電容器的儲(chǔ)電性能有很大影響，決定著電容器的工作電壓范圍，儲(chǔ)電容量及工作溫度和工作環(huán)境。
離子液體是在室溫或接近室溫的條件下完全由離子組成的有機(jī)液體物質(zhì)。作為一種新型的電解液，離子液體的出現(xiàn)，大大拓展了雙電層電容器的應(yīng)用領(lǐng)域。它具有電導(dǎo)率高、電化學(xué)窗口寬、不揮發(fā)、不可燃、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。離子液體作為雙電層電容器的電解液具有良好的發(fā)展前景，然而，純離子液體在室溫條件下的電容量不高，致使使用純離子液體做電解液的雙電層電容器的等效內(nèi)阻偏大。六氟膦酸鹽類離子液體因?yàn)槿菀缀铣?、成本低，是目前最常用的離子液體電解液之一，但因?yàn)殡娮韪?，而限制了其作為雙電層電容器用電解液的應(yīng)用，采用添加大量有機(jī)溶劑(乙腈、碳酸丙烯酯、I-丁內(nèi)酯)的辦法能達(dá)到大大降低雙電層電容器等效內(nèi)阻的目的，卻使雙電層電容器電解液的用量大大增加，從而增加成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種成本低，且能降低電容器等效內(nèi)阻的電解液。一種電解液，包括六氟膦酸鹽類離子液體和氮雜醚類化物，所述六氟膦酸鹽類離子液體與氮雜醚類化物的摩爾比為I : O. 001 I : O. 05;優(yōu)選，所述六氟膦酸鹽類離子液體與氮雜醚類化物的摩爾比為I : O. 01 I : 0.05。上述電解液中，所述六氟膦酸鹽類離子液體中，陽(yáng)離子選自咪唑鹽類陽(yáng)離子、季胺鹽類陽(yáng)離子、吡咯鹽類陽(yáng)離子、季膦鹽類陽(yáng)離子或吡啶鹽類陽(yáng)離子，陰離子為六氟磷酸陰離子；其中所述咪唑鹽類陽(yáng)離子選自I-丁基-3-甲基咪唑陽(yáng)離子、I-丙基-3-甲基咪唑陽(yáng)離子或I-乙基-3-甲基咪唑陽(yáng)離子；所述季胺鹽類陽(yáng)離子選自甲基三乙基季胺陽(yáng)離子、四乙基季胺陽(yáng)離子或三甲基丙基季胺陽(yáng)離子；所述吡咯類陽(yáng)離子選自丁基甲基吡咯陽(yáng)離子、丙基甲基吡咯陽(yáng)離子或乙基甲基吡咯陽(yáng)離子；所述季膦鹽類陽(yáng)離子選自三甲基己基季膦陽(yáng)離子、三乙基己基季膦陽(yáng)離子或三甲基戊基季膦陽(yáng)離子；所述吡啶鹽類陽(yáng)離子選自丁基吡啶陽(yáng)離子、戊基吡啶陽(yáng)離子或己基吡啶陽(yáng)離子。
上述電解液中，所述氮雜醚類化物選自三(六氟異丙氧基)胺(即[(CF3) 2CH0]3N)或三全氟苯氧基胺(即(C6F5O)3N)。本發(fā)明的另一目的在于提供一種雙電層電容器，該雙電層電容器使用本發(fā)明提供的上述電解液本發(fā)明提供一種雙電層電容器用電解液，其由六氟膦酸鹽類離子液體和氮雜醚類化物混合而成；而氮雜醚類化物能與pf6-(即六氟膦酸陰離子)形成配合物，從而使六氟膦酸鹽類離子液體的離解度增加，從而大幅度提高其電導(dǎo)率，大大降低雙電層電容器的等效內(nèi)阻；并且氮雜醚類化物是作為添加劑使用，只需要總質(zhì)量的5%以內(nèi)就能達(dá)到大幅度提高其電導(dǎo)率的效果，而通過(guò)添加有機(jī)溶劑來(lái)提高電導(dǎo)率將需要大量的有機(jī)液體使溶解度低的六氟膦酸鹽類離子液體溶解，大大節(jié)約了電解液的用量成本。


圖I為采用實(shí)施例I中的電解液制得的電容器的交流阻抗圖譜。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明的較佳實(shí)施例作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。實(shí)施例I在手套箱中，將摩爾比為I : 0.05的I-丁基-3-甲基咪唑六氟膦酸鹽和[(CF3) 2CH0] 3N混合，攪拌15分鐘后，[(CF3) 2CH0] 3N溶于I- 丁基-3-甲基咪唑六氟膦酸鹽中；此時(shí)，得到一種雙電層電容器用電解液，即含[(CF3) 2010]#的I-丁基-3-甲基咪唑六氟膦酸鹽電解液。本實(shí)施例中，等效內(nèi)阻的測(cè)試以石墨烯為電極材料，以各實(shí)施例為電解液，組裝成電容器，本實(shí)施例中為扣式電池，利用CHI660A電化學(xué)工作站對(duì)其進(jìn)行交流阻抗測(cè)試，從交流阻抗譜中科直接讀出其等效內(nèi)阻。圖I為采用實(shí)施例I中的電解液制得的電容器的交流阻抗圖譜；其中，橫坐標(biāo)為實(shí)部，縱坐標(biāo)為虛部(交流阻抗測(cè)出來(lái)的數(shù)據(jù)為經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)模型處理得出的復(fù)數(shù)，交流阻抗圖譜為復(fù)數(shù)平面圖，實(shí)部和虛部分別對(duì)應(yīng)數(shù)學(xué)模型的實(shí)數(shù)部分和虛數(shù)部分)；從圖I中可以看出，本發(fā)明實(shí)施例I的等效內(nèi)阻為26 Ω，而純離子液體的等效內(nèi)阻為70 Ω，本發(fā)明實(shí)施例I的等效內(nèi)阻比同等條件下測(cè)得的純離子液體I-丁基-3-甲基咪唑六氟膦酸鹽電解液的等效內(nèi)阻低62.8%0實(shí)施例2 24下述表I
權(quán)利要求
1.一種電解液，其特征在于，該電解液包括六氟膦酸鹽類離子液體和氮雜醚類化物，所述六氟膦酸鹽類離子液體與氮雜醚類化物的摩爾比為I : O. OOl I : 0.05。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的電解液，其特征在于，所述六氟膦酸鹽類離子液體與氮雜醚類化物的摩爾比為I : O. 01 I : 0.05。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電解液，其特征在于，所述六氟膦酸鹽類離子液體中，陽(yáng)離子選自咪唑鹽類陽(yáng)離子、季胺鹽類陽(yáng)離子、吡咯鹽類陽(yáng)離子、季膦鹽類陽(yáng)離子或吡啶鹽類陽(yáng)離子，陰離子為六氟磷酸陰離子。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解液，其特征在于，所述咪唑鹽類陽(yáng)離子選自I-丁基-3-甲基咪唑陽(yáng)離子、I-丙基-3-甲基咪唑陽(yáng)離子或I-乙基-3-甲基咪唑陽(yáng)離子。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解液，其特征在于，所述季胺鹽類陽(yáng)離子選自甲基三乙基季胺陽(yáng)離子、四乙基季胺陽(yáng)離子或三甲基丙基季胺陽(yáng)離子。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解液，其特征在于，所述吡咯類陽(yáng)離子選自丁基甲基吡咯陽(yáng)離子、丙基甲基吡咯陽(yáng)離子或乙基甲基吡咯陽(yáng)離子。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解液，其特征在于，所述季膦鹽類陽(yáng)離子選自三甲基己基季膦陽(yáng)離子、三乙基己基季膦陽(yáng)離子或三甲基戊基季膦陽(yáng)離子。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電解液，其特征在于，所述吡啶鹽類陽(yáng)離子選自丁基吡啶陽(yáng)離子、戊基吡啶陽(yáng)離子或己基吡啶陽(yáng)離子。
9.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的電解液，其特征在于，所述氮雜醚類化物選自三(六氟異丙氧基)胺或三全氟苯氧基胺。
10.一種雙電層電容器，其特征在于，該雙電層電容器使用權(quán)利要求I所述的電解液。
全文摘要
本發(fā)明屬于電化學(xué)領(lǐng)域，其公開(kāi)了一種電解液及使用該電解液的電容器；其中，該電解液包括摩爾比為1∶0.001～1∶0.05的六氟膦酸鹽類離子液體和氮雜醚類化物。本發(fā)明提供一種雙電層電容器用電解液，其由六氟膦酸鹽類離子液體和氮雜醚類化物混合而成；而氮雜醚類化物能與PF6-形成配合物，從而使六氟膦酸鹽類離子液體的離解度增加，從而大幅度提高其電導(dǎo)率，大大降低雙電層電容器的等效內(nèi)阻；并且氮雜醚類化物是作為添加劑使用，只需要總質(zhì)量的5％以內(nèi)就能達(dá)到大幅度提高其電導(dǎo)率的效果，而通過(guò)添加有機(jī)溶劑來(lái)提高電導(dǎo)率將需要大量的有機(jī)液體使溶解度低的六氟膦酸鹽類離子液體溶解，大大節(jié)約了電解液的用量成本。
文檔編號(hào)H01G11/64GK102956361SQ201110236230
公開(kāi)日2013年3月6日 申請(qǐng)日期2011年8月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月17日
發(fā)明者周明杰, 鄧惠仁, 王要兵 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司