[发明专利]一种电容器电解液

说明书

技术领域

本发明涉及电化学领域，尤其涉及一种电容器电解液。

背景技术

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。作为电容器的重要组成部分，电解液对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，大大拓展了电容器的应用领域。

在动力电源的开发中，安全性是要考虑的关键因素之一，当电容器发生过充时，离子液体电解液将分解，或者与电极材料发生反应，从而产生安全隐患。离子液体电容器的过充是其产生安全隐患的主要原因之一。

发明内容

基于上述问题，本发明提供一种电容器电解液。

本发明的技术方案如下:

一种电容器电解液，包括丁基甲基咪唑四氟硼酸盐和噻吩，所述丁基甲基咪唑四氟硼酸盐和噻吩的摩尔比为1:0.001~1:0.05。

所述电容器电解液，优选，所述丁基甲基咪唑四氟硼酸盐和噻吩的摩尔比为1:0.005~1:0.05；或者进一步优选，丁基甲基咪唑四氟硼酸盐和噻吩的摩尔比为1:0.01~1:0.05或者更进一步优选，丁基甲基咪唑四氟硼酸盐和噻吩的摩尔比为1:0.03~1:0.05；或者最优选，丁基甲基咪唑四氟硼酸盐和噻吩的摩尔比为1:0.04。

所述电容器电解液，丁基甲基咪唑四氟硼酸盐和噻吩混合时需要不断搅拌，搅拌时间为10~60分钟；优选搅拌时间30分钟。

本发明提供的电容器电解液，其由丁基甲基咪唑四氟硼酸盐和噻吩混合而成，丁基甲基咪唑四氟硼酸盐的分解电压约为5.40V，为了避免其分解和确保充分利用其容量,添加剂的氧化还原电位应该尽量靠近5.40V。噻吩的电聚合电压为5.34V，噻吩加入丁基甲基咪唑四氟硼酸盐中，在电容器正常充电时，不与电解液的任何组分发生化学或电化学反应；当电容器发生过充时，噻吩开始在电极上聚合形成聚合物，电位形成一个小平台，不再快速上升,由于聚合物不断增加,必然通过多孔隔膜到达电容器的负极,在电容器内部造成微短路,使电容器内部的电能缓慢释放,从而降低电容器的危险性，大大提高了电容器的安全性。

附图说明

图1为电容器采用实施例1制得的电容器电解液与纯离子液体丁基甲基咪唑四氟硼酸盐作电解液的充电曲线图；其中，横坐标表示充电时间，纵坐标表示充电电压。

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。

下述实施例中，以高比表面积活性炭为电极材料，以各实施例制得的电容器电解液为电解液，组装成电容器，也即扣式电池，利用CHI660A电化学工作站对其进行恒流充电测试，得到其充电曲线，即于30摄氏度条件下，以1A/g的恒电流进行充电，得到其充电曲线。

下述各实施例中，过充时的电压表示其过充实电压平台的电压。

实施例1

在手套箱中，将摩尔比为1:0.04，即摩尔数分别为5mol和0.2mol的丁基甲基咪唑四氟硼酸盐和噻吩混合，搅拌40分钟后，噻吩均匀分散于丁基甲基咪唑四氟硼酸盐中，得到电容器电解液。

使用上述电容器电解液的电容器，其过充时的电压为5.34V。

图1为电容器采用实施例1制得的电容器电解液与纯离子液体丁基甲基咪唑四氟硼酸盐作电解液的充电曲线图。

从图1的充电曲线可以看出，应用纯离子液体丁基甲基咪唑四氟硼酸盐作电解液的电容器的在过充时电压快速上升。而添加了噻吩的丁基甲基咪唑四氟硼酸盐作电解液的电容器发生过充时，当电压达到5.34V时不再上升，而是出现一个电压平台，起到了防过充的作用，增加了安全性能。

实施例2

在手套箱中，将摩尔比为1:0.05，即摩尔数分别为00.5mol和0.025mol的丁基甲基咪唑四氟硼酸盐和噻吩混合，搅拌50分钟后，噻吩均匀分散于丁基甲基咪唑四氟硼酸盐中，得到电容器电解液。

使用上述电容器电解液的电容器，其过充时的电压为5.33V。

实施例3

在手套箱中，将摩尔比为1:0.03，即摩尔数分别为2mol和0.06mol的丁基甲基咪唑四氟硼酸盐和噻吩混合，搅拌40分钟后，噻吩均匀分散于丁基甲基咪唑四氟硼酸盐中，得到电容器电解液。

使用上述电容器电解液的电容器，其过充时的电压为5.34V。