一種雙電層電容器用電解液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于電化學(xué)領(lǐng)域，其公開了一種雙電層電容器用電解液，包括吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷；所述吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷的摩爾比為1:0.001~1:0.05。本發(fā)明提供一種雙電層電容器用電解液，其吡啶類離子液體因?yàn)檎扯雀?、表面張力大，與PP、PE等隔膜材料的親和性小，使得以純吡啶類離子液體作電解液的雙電層電容器的等效內(nèi)阻偏大，在吡啶類離子液體中加入烷基三甲基硅烷之后，因?yàn)橥榛谆柰槭且环N非離子表面活性劑，它能增加吡啶類離子液體與PP、PE等電容器常用隔膜材料的親和性，從而大大降低雙電層電容器的等效內(nèi)阻；從而大大降低了雙電層電容器的等效內(nèi)阻。
【專利說(shuō)明】—種雙電層電容器用電解液
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電化學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及一種雙電層電容器用電解液。
【背景技術(shù)】
[0002]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，決定著電容器的等效內(nèi)阻，工作電壓范圍，儲(chǔ)電容量及工作溫度和工作環(huán)境。
[0003]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。吡啶類離子液體是最新開發(fā)的離子液體電解液之一，然而，吡啶類離子液體粘度高，與PP (聚丙烯)、PE (聚乙烯)等的親和性小，使得以純吡啶類離子液體作電解液的雙電層電容器的等效內(nèi)阻偏大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種雙電層電容器用電解液。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0006]一種雙電層電容器用電解液，包括吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷；所述吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷的摩爾比為1:0.001:0.05。
[0007]所述雙電層電容器用電解液，優(yōu)選，所述吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷的摩爾比為1:0.005~1:0.05 ;或者進(jìn)一 步優(yōu)選，吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷的摩爾比為1:0.005^1:0.05 ;或者更進(jìn)一步 優(yōu)選，吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷的摩爾比為1:0.03^1:0.05 ;或者最優(yōu)選，吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷的摩爾比為1:0.04。
[0008]所述吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷混合時(shí)，需要不斷攪拌，攪拌時(shí)間為10-60分鐘，優(yōu)選，攪拌時(shí)間30分鐘。
[0009]所述雙電層電容器用電解液，其中，所述吡啶類離子液體由吡啶類陽(yáng)離子與四氟硼酸陰離子、六氟磷酸陰離子、二(三氟甲基磺酰)亞胺陰離子、三氟乙酸陰離子及三氟甲基磺酸陰離子中的任意一種陰離子構(gòu)成。
[0010]所述雙電層電容器用電解液，其中，所述吡啶類陽(yáng)離子為丙基吡啶陽(yáng)離子、丁基吡啶陽(yáng)離子或戊基吡啶陽(yáng)離子。
[0011 ] 所述雙電層電容器用電解液，其中，所述烷基三甲基硅烷為十三烷基三甲基硅烷、十二烷基三乙基硅烷、十五烷基三甲基硅烷或十六烷基三甲基硅烷。
[0012]吡啶類離子液體種類包括如下:
[0013]1、丙基吡啶四氟硼酸鹽、丙基吡啶六氟磷酸鹽、丙基吡啶二(三氟甲基磺酰)亞胺鹽、丙基吡啶三氟乙酸鹽、丙基吡啶三氟甲基磺酸鹽；
[0014]2、丁基吡啶四氟硼酸鹽、丁基吡啶六氟磷酸鹽、丁基吡啶二(三氟甲基磺酰)亞胺鹽、丁基吡啶三氟乙酸鹽、丁基吡啶三氟甲基磺酸鹽；[0015]3、戊基吡啶四氟硼酸鹽、戊基吡啶六氟磷酸鹽、戊基吡啶二(三氟甲基磺酰)亞胺鹽、戊基吡啶三氟乙酸鹽、戊基吡啶三氟甲基磺酸鹽。
[0016]本發(fā)明提供一種雙電層電容器用電解液，其由吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷混合而成，吡啶類離子液體因?yàn)檎扯雀?、表面張力大，與PP、PE等隔膜材料的親和性小，使得以純吡啶類離子液體作電解液的雙電層電容器的等效內(nèi)阻偏大，在吡啶類離子液體中加入烷基三甲基硅烷之后，因?yàn)橥榛谆柰槭且环N非離子表面活性劑，它能增加吡啶類離子液體與PP、PE等電容器常用隔膜材料的親和性，從而大大降低雙電層電容器的等效內(nèi)阻，從而大大降低了雙電層電容器的等效內(nèi)阻。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為采用實(shí)施例1中制得的雙電層電容器用電解液為電解液的雙電層電容器與采用純離子液體丙基吡啶四氟硼酸鹽為電解液的雙電層電容器的交流阻抗譜；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)。
【具體實(shí)施方式】
[0018]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。
[0019]下述各實(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)施例制得的雙電層電容器用電解液為電解液，組裝成電容器，即扣式電池，利用CHI660A電化學(xué)工作站對(duì)其進(jìn)行交流阻抗測(cè)試。
[0020]實(shí)施例1
[0021]在手套箱中，將摩爾比為1:0.04，即摩爾數(shù)分別為5mol和0.2mol的丙基吡啶四氟
砸酸鹽和十二燒基二甲基娃燒混合，攬祥30分鐘后，十二燒基二甲基娃燒均勻分散于丙基吡啶四氟硼酸鹽中，得到雙電層電容器用電解液。
[0022]圖1為采用實(shí)施例1中制得的雙電層電容器用電解液為電解液的雙電層電容器(該電容器的隔膜采用PP材質(zhì))與采用純離子液體丙基吡啶四氟硼酸鹽為電解液的雙電層電容器的交流阻抗譜；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)。
[0023]從圖1中可以看出，以實(shí)施例1制得的雙電層電容器用電解液為電解液的雙電層電容器，其等效內(nèi)阻為106 Ω，而丙基吡啶四氟硼酸鹽為電解液的雙電層電容器，其等效內(nèi)阻為134Ω ;因此，實(shí)施例1的等效內(nèi)阻比同等條件下測(cè)得的純離子液體丙基吡啶四氟硼酸鹽電解液的等效內(nèi)阻低20.9%。
[0024]實(shí)施例2-20見下述表單:
[0025]
【權(quán)利要求】
1.一種雙電層電容器用電解液，其特征在于，包括吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷；所述吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷的摩爾比為1:0.0Of 1:0.05。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電層電容器用電解液，其特征在于，所述吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷的摩爾比為1:0.005?1:0.05。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙電層電容器用電解液，其特征在于，所述吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷的摩爾比為1:0.01?1:0.05。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的雙電層電容器用電解液，其特征在于，所述吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷的摩爾比為1:0.03?1:0.05。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙電層電容器用電解液，其特征在于，所述吡啶類離子液體和烷基三甲基硅烷的摩爾比為1:0.04。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的雙電層電容器用電解液，其特征在于，所述吡啶類離子液體由吡啶類陽(yáng)離子與四氟硼酸陰離子、六氟磷酸陰離子、二(三氟甲基磺酰)亞胺陰離子、三氟乙酸陰離子及三氟甲基磺酸陰離子中的任意一種陰離子構(gòu)成。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的雙電層電容器用電解液，其特征在于，所述吡啶類陽(yáng)離子為丙基吡啶陽(yáng)離子、丁基吡啶陽(yáng)離子或戊基吡啶陽(yáng)離子。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一所述的雙電層電容器用電解液，其特征在于，所述烷基三甲基硅烷為十三烷基三甲基硅烷、十二烷基三乙基硅烷、十五烷基三甲基硅烷或十六烷基三甲基娃焼。
【文檔編號(hào)】H01G11/64GK103515118SQ201210218411
【公開日】2014年1月15日 申請(qǐng)日期:2012年6月28日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月28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