[發明專利]雙電層電容器用電解液及其制備方法

無效

• 申請號: 201210147313.0
• 申請日: 2012-05-14
• 公開（公告）號: CN103426651A
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 周明杰;鄧惠仁;王要兵
• 申請（專利權）人: 海洋王照明科技股份有限公司;深圳市海洋王照明技術有限公司
• 主分類號: H01G11/64
• 分類號: H01G11/64;H01G11/84
• 代理公司: 深圳市隆天聯鼎知識產權代理有限公司 44232
• 代理人: 劉抗美;周惠來

技術領域

本發明涉及電解液領域，尤其涉及一種雙電層電容器用電解液及其制備方法。

背景技術

雙電層電容器是一種新型能量存儲裝置，具有高功率密度、高循環壽命、快速充放電性能好、節約能源和綠色環保等優點，被廣泛應用于軍事領域、移動通訊裝置、計算機、以及電動汽車的混合電源中。電解液作為雙電層電容器的重要組成部分，對雙電層電容器的儲電性能有很大影響，決定著電容器的等效內阻、工作電壓范圍、儲電容量、工作溫度和工作環境。

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液體物質。作為一種新型的電解液，離子液體的出現，大大拓展了雙電層電容器的應用領域。季磷鹽為磷離子（PH⁴⁺）中的四個氫原子都被烴基取代而生成的化合物，通式R₄P⁺X^-，其中四個烴基R可以相同，也可以不同，X多為鹵素負離子（F^-、Cl^-、Br^-、I^-），也可以是酸根等，季磷鹽性質與無機銨鹽相似，易溶于水，水溶液導電。季磷鹽類離子液體因為原料成本低，是比較具有開發前景的離子液體電解液之一，然而，季磷鹽類離子液體因為粘度大、與PP、PE等的親和性小，使得以純季磷鹽類離子液體作電解液的雙電層電容器的等效內阻偏大。

發明內容

本發明的目的在于解決上述現有技術存在的問題和不足，提供一種雙電層電容器用電解液及其制備方法，通過在季磷鹽類離子液體中混合磷酸三烷基酯，從而大大降低雙電層電容器的內阻。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案為：一種雙電層電容器用電解液，其由季磷鹽類離子液體和磷酸三烷基酯混合而成，所述季磷鹽類離子液體和所述磷酸三烷基酯的摩爾比為1：0.001到1：0.05。

在所述的雙電層電容器用電解液中，所述季磷鹽類離子液體和所述磷酸三烷基酯的摩爾比優選為1：0.01到1：0.04。

在所述的雙電層電容器用電解液中，所述磷酸三烷基酯為磷酸三丁酯、磷酸三戊酯、磷酸三己酯、磷酸三辛酯中的一種。

在所述的雙電層電容器用電解液中，所述季磷鹽類離子液體由季磷鹽類陽離子與四氟硼酸陰離子、六氟磷酸陰離子、二(三氟甲基磺酰)亞銨陰離子、三氟乙酸陰離子、三氟甲基磺酸陰離子中的任意一種陰離子構成。

在所述的雙電層電容器用電解液中，所述季鹽類陽離子是甲基三乙基季磷陽離子、四乙基季磷陽離子，三甲基丙基季磷陽離子中的一種。

本發明的技術方案還涉及一種雙電層電容器用電解液的制備方法，包括以下步驟：在手套箱中，將摩爾比為1：0.001到1：0.05的季磷鹽類離子液體和磷酸三烷基酯混合，攪拌10~60分鐘后，所述磷酸三烷基酯均勻分散于所述季磷鹽類離子液體中，得到一種雙電層電容器用電解液。

在所述的雙電層電容器用電解液的制備方法中，所述季磷鹽類離子液體和所述磷酸三烷基酯的摩爾比優選為1：0.01到1：0.04。

在所述的雙電層電容器用電解液的制備方法中，所述磷酸三烷基酯為磷酸三丁酯、磷酸三戊酯、磷酸三己酯、磷酸三辛酯中的一種。

在所述的雙電層電容器用電解液的制備方法中，所述季磷鹽類離子液體由季磷鹽類陽離子與四氟硼酸陰離子、六氟磷酸陰離子、二(三氟甲基磺酰)亞銨陰離子、三氟乙酸陰離子、三氟甲基磺酸陰離子中的任意一種陰離子構成。

在所述的雙電層電容器用電解液的制備方法中，所述季磷鹽類陽離子是甲基三乙基季磷陽離子、四乙基季磷陽離子，三甲基丙基季磷陽離子中的一種。

與現有技術相比，本發明的雙電層電容器用電解液，由季磷鹽類離子液體和磷酸三烷基酯混合而成。季磷鹽類離子液體因為粘度大、表面張力大，與PP、PE等隔膜材料的親和性小，使得以純季磷鹽類離子液體作電解液的雙電層電容器的等效內阻偏大。而本發明的的雙電層電容器用電解液，在季磷鹽類離子液體中加入磷酸三烷基酯之后，因為磷酸三烷基酯是一種非離子表面活性劑，它能增加季磷鹽類離子液體與PP、PE等電容器常用隔膜材料的親和性，從而大大降低了雙電層電容器的等效內阻，并且本發明的電解液張力小，在注液過程中毛細現象少，能縮短注液時間。因此本發明的電解液注液時間短，且能大大降低雙電層電容器的等效內阻。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的交流阻抗曲線。

具體實施方式

以下結合附圖與實施例，對本發明予以進一步地詳盡闡述。