專(zhuān)利名稱：有機(jī)電解液及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一種用于超級(jí)電容器的有機(jī)電解液及其制備方法，屬于材料科學(xué)領(lǐng)域，尤其是電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
超級(jí)電容器是一種介于充電電池和電容器之間的新型能源器件，兼有電容和電池的雙重功能，其功率密度遠(yuǎn)高于普通電池，能量密度遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)物理電容，與普通電容器和電池相比，超級(jí)電容器具有體積小、容量大、充電速度快、循環(huán)壽命長(zhǎng)、放電效率高、工作溫度范圍寬、可靠性好和無(wú)污染免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，是一種新型、高效、實(shí)用的能量?jī)?chǔ)存裝置，因而在電力、鐵路、交通、醫(yī)療、軍工、通訊等領(lǐng)域都有著十分廣闊的應(yīng)用前景，如(1)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)系統(tǒng)和便攜式電子設(shè)備中的后備電源；(2)低功耗儀表提供可靠電源；(3)配合蓄電池應(yīng)用于各種內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的電啟動(dòng)系統(tǒng)；(4)大功率脈沖電源；(5)電動(dòng)車(chē)輛的動(dòng)力電源和能源再生系統(tǒng)；(6)用于各種變配電站直流系統(tǒng)及開(kāi)關(guān)永磁機(jī)構(gòu)操作電源；(7)不間斷供電系統(tǒng)(UPS)；(8)用于風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電和太陽(yáng)能光伏發(fā)電等電力儲(chǔ)能系統(tǒng)。
超級(jí)電容器作為一種性能優(yōu)異的能源儲(chǔ)存裝置，目前已成為美國(guó)、日本、俄羅斯、韓國(guó)及歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家在材料、電力、電子、物理、化學(xué)多學(xué)科交叉領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。主要研究目標(biāo)是制備高能量密度和高功率密度的致密能源所需的低成本電極材料，和工作電壓高、電化學(xué)性能穩(wěn)定、電導(dǎo)率高和使用壽命長(zhǎng)的電解質(zhì)體系材料，并在此基礎(chǔ)上制備高功率密度、高能量密度和性能穩(wěn)定的可用于各種電子設(shè)備的后備電源和電動(dòng)汽車(chē)混合動(dòng)力系統(tǒng)等方面的超級(jí)電容器儲(chǔ)能器件。
在超級(jí)電容器的研究中，超級(jí)電容器單體所儲(chǔ)存的能量按下式計(jì)算
W＝0.5CV2式中W表示能量，J；C為電容，F(xiàn)；V為施加于電容器上的電壓，V。從上式中可以看出，超級(jí)電容器所存儲(chǔ)的能量正比于所施加的電壓的平方，因此，提高所施加的電壓可以大幅度增加超級(jí)電容器的能量密度。然而，在高電壓條件下，電解質(zhì)溶液易分解，引起內(nèi)阻急劇增大且電容量迅速降低。因此電解質(zhì)的分解電壓一直是限制其比功率和比能量的關(guān)鍵因素之一，與水基電解液相比，有機(jī)電解液有著較高的分解電壓。而且因其無(wú)腐蝕防護(hù)問(wèn)題而易于封裝，可用鋁材料作為集電體和封裝材料，顯著降低了材料成本。
由于有機(jī)電解液分解電壓高、封裝簡(jiǎn)單，因而受到研究者的廣泛關(guān)注。為了獲得分解電壓高和電化學(xué)穩(wěn)定性好的有機(jī)電解液，通常采用抗氧化性能強(qiáng)的有機(jī)溶劑，由于乙氰具有很強(qiáng)的電化學(xué)穩(wěn)定性，即使在較高的電壓下也不易被氧化，因此常在超級(jí)電容器中被采用，但由于其具有很強(qiáng)的揮發(fā)性和毒性，不利于人身安全和環(huán)境保護(hù)。
安東信雄等人在日本發(fā)明專(zhuān)利JP28563中公開(kāi)了采用碳酸乙烯脂-碳酸二甲脂為有機(jī)溶劑，并以六氟磷酸鋰等鋰鹽為電解質(zhì)組成有機(jī)電解液，電解液電化學(xué)性能穩(wěn)定，但存在六氟磷酸鋰成本較高和工作電壓較低(2.0V～3.0V)等問(wèn)題。
須鄉(xiāng)望等人在日本發(fā)明專(zhuān)利JP223680中公開(kāi)了一種雙電層電容器的制備方法，其中有機(jī)電解液中采用四氟硼酸胺類(lèi)胺鹽和鋰鹽為電解質(zhì)，未使用添加劑改善有機(jī)電解液的性能，因此存在內(nèi)阻大和電化學(xué)穩(wěn)定性差及電極溶脹率高等缺點(diǎn)。
吳浣錫等人在韓國(guó)發(fā)明專(zhuān)利KR56438中提出一種有機(jī)電解液，該電解液由鋰鹽、非水溶劑、烯化不飽和化合物或氟苯組成，電解質(zhì)主要為無(wú)機(jī)鋰鹽，未采用胺鹽，非水溶劑為碳酸乙烯脂、碳酸丙烯脂等，其中烯化不飽和化合物在含鋰鹽的電解液中，當(dāng)電壓高于1.0V時(shí)被還原形成在陽(yáng)極表面上的涂層-烯化不飽和化合物層，阻止因非水溶劑在陽(yáng)極表面反應(yīng)引起的電極溶脹，同時(shí)該層的形成克服了因內(nèi)阻增加和放電容量減少所產(chǎn)生的其他問(wèn)題，但存在有機(jī)電解液工作電壓較低和成本較高等問(wèn)題。
Fujimoto等人在美國(guó)專(zhuān)利US5352548中提出了一種含有20％～80％的碳酸亞乙烯脂的有機(jī)溶劑，用以改善鋰二次電池的低溫放電性能，但由于碳酸亞乙烯脂價(jià)格昂貴，因此該有機(jī)溶劑不利于商業(yè)化應(yīng)用。
從以上分析可知，雖然一些有機(jī)電解液具有較穩(wěn)定的工作電壓和的化學(xué)穩(wěn)定性，但仍然存在離子電導(dǎo)率低、內(nèi)阻大、工作電壓低(＜3.0V)、成本較高和毒性強(qiáng)等問(wèn)題，因此開(kāi)發(fā)工作電壓高(＞3.0V)、離子電導(dǎo)率高和內(nèi)阻小的低成本低毒或無(wú)毒有機(jī)電解液成為目前提高超級(jí)電容器的能量密度和功率密度，以及實(shí)現(xiàn)在能源領(lǐng)域和電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)的廣泛商業(yè)化應(yīng)用的有效途徑。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所解決的主要問(wèn)題是提供一種用于超級(jí)電容器的有機(jī)電解液及其制備方法，它具有低粘度、電導(dǎo)率高、分解電壓高和毒性小等優(yōu)點(diǎn)，且成本低廉易于商業(yè)應(yīng)用。
本發(fā)明技術(shù)方案是一種用于超級(jí)電容器的有機(jī)電解液，其特征在于各組分含量為有機(jī)溶劑、添加劑0.01％～5％(基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑質(zhì)量)，并含有0.01mol/L～2.5mol/L的無(wú)機(jī)電解質(zhì)和0.01mol/L～2.5mol/L的有機(jī)電解質(zhì)。
上述優(yōu)選含量為有機(jī)溶劑、添加劑0.5％～3.5％(基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑質(zhì)量)，并含有0.1mol/L～1.5mol/L的無(wú)機(jī)電解質(zhì)和0.1mol/L～1.5mol/L的有機(jī)電解質(zhì)。
上述的無(wú)機(jī)電解質(zhì)為碘化鋰、高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰等鋰鹽中的一種或多種。
上述的有機(jī)電解質(zhì)為四氟硼酸四乙基胺、四甲基四氟硼酸銨、四丙基四氟硼酸銨、四丁基四氟硼酸銨、三甲基乙基四氟硼酸銨、二乙基二甲基四氟硼酸銨、N-乙基-N-甲基吡咯烷四氟硼酸胺、N-N-四亞甲基吡咯烷四氟硼酸胺、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸胺等；高氯酸銨類(lèi)如四乙基高氯酸銨、四甲基高氯酸銨、四丙基高氯酸銨、四丁基高氯酸銨、三甲基乙基高氯酸銨、N-乙基-N-甲基吡咯烷高氯酸鹽、N-N-四亞甲基吡咯烷高氯酸鹽、1-乙基-3-甲基咪唑高氯酸鹽等；六氟磷酸銨類(lèi)如四乙基六氟磷酸銨、四甲基六氟磷酸銨、四丙基六氟磷酸銨、四丁基六氟磷酸銨、三甲基乙基六氟磷酸銨、三乙基甲基六氟磷酸銨、二乙基二甲基六氟磷酸銨等中的一種或多種。
上述的有機(jī)溶劑為環(huán)丁砜、二甲亞砜、碳酸乙烯脂、碳酸丙烯脂、碳酸丁烯脂、碳酸二甲脂、碳酸二乙脂、碳酸二甲乙脂、二甲基乙酰胺、硝基乙烯等及其衍生物中的兩種或兩種以上，介電常數(shù)在28～100的范圍內(nèi)，分解電壓在3.2V～6.2V之間。
上述添加劑為氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣碳酸鈣和碳酸鋰重中的一種或多種；或乙酰氨及其衍生物中的一種或多種；或碳酸亞乙烯脂和乙烯砜等烯化不飽和化合物中的一種或多種；或一氟代甲基碳酸乙烯脂、二氟代甲基碳酸乙烯脂和三氟代甲基碳酸乙烯脂等氟代環(huán)狀碳酸脂類(lèi)化合物中的一種或多種；也可以將上述各類(lèi)添加劑組合起來(lái)，形成兩種或兩種以上添加劑，但總用量范圍為0.01％～5％(基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑質(zhì)量)，優(yōu)選用量范圍為0.5％～3.5％(基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑質(zhì)量)。
本發(fā)明包括無(wú)機(jī)電解質(zhì)、有機(jī)電解質(zhì)、有機(jī)溶劑和添加劑，同時(shí)采用鋰鹽等無(wú)機(jī)電解質(zhì)和有機(jī)胺鹽或鋰鹽電解質(zhì)，提高電解質(zhì)在有機(jī)溶劑溶解和解離的能力，改善電解液的離子導(dǎo)電性能，以降低有機(jī)電解液的內(nèi)阻。
本發(fā)明采用高介電常數(shù)、低粘度、高分解電壓、低毒或無(wú)毒的二元或三元有機(jī)溶劑體系，其中高介電常數(shù)和高分解電壓的有機(jī)溶劑提供所需的有機(jī)電解液高分解電壓，低粘度的有機(jī)溶劑可用來(lái)降低高介電常數(shù)有機(jī)溶劑的粘度和提高離子電導(dǎo)率，低毒或無(wú)毒有機(jī)溶劑主要是降低其對(duì)人體的危害和環(huán)境污染，提高其安全使用性能。
本發(fā)明采用多組分添加劑，可防止電極溶脹，降低內(nèi)阻，提高電解液的電導(dǎo)率和電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性，以及使用安全性。其中將碳酸鹽作為添加劑加入到電解液中，可與電解液中微量的氫氟酸反應(yīng)，阻止氫氟酸對(duì)電極的破壞和對(duì)無(wú)機(jī)鋰鹽分解反應(yīng)的催化作用，提高電解液的穩(wěn)定性；乙酰胺及其衍生物等具有較大分子量可以與電解液中的鋰離子發(fā)生強(qiáng)烈的配位作用，減小其溶劑化半徑，從而顯著的提高電解液的導(dǎo)電率，可顯著改善電解液的電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性；碳酸亞乙烯脂等烯化不飽和化合物在含鋰鹽的電解液中，當(dāng)電壓較高時(shí)，在陽(yáng)極表面被還原形成烯化不飽和化合物的表面涂層，阻止非水溶劑在陽(yáng)極表面反應(yīng)產(chǎn)生氣體，防止電極溶脹，同時(shí)該烯化不飽和化合物穩(wěn)定涂層的形成，可以降低成膜過(guò)程中電解液的消耗，從而起到提高電解液的離子導(dǎo)電率和降低電解液內(nèi)阻的作用，改善電解液的循環(huán)穩(wěn)定性和使用壽命；一氟代甲基碳酸乙烯脂、二氟代甲基碳酸乙烯脂和三氟代甲基碳酸乙烯脂等氟代環(huán)狀碳酸脂類(lèi)化合物的引入，由于具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性、較高的閃電和較高的介電常數(shù)，能夠溶解電解質(zhì)鋰鹽，并與其他有機(jī)溶劑互溶，因此可以改善有機(jī)溶劑的充放電循環(huán)性能和安全性能。
制備上述用于超級(jí)電容器的有機(jī)電解液，其特征在于包括下列工藝步驟將所述濃度及比例的有機(jī)溶劑、無(wú)機(jī)電解液、有機(jī)電解液及添加劑分別置于密封混合容器中，然后在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速150rpm～300rpm，球磨時(shí)間10min～60min，形成均勻的混合物，即得到均勻的有機(jī)電解液。
本發(fā)明的原理是采用高介電常數(shù)、低粘度、高分解電壓、低毒或無(wú)毒的二元或三元有機(jī)溶劑體系，其中高介電常數(shù)和高分解電壓的有機(jī)溶劑提供所需的有機(jī)電解液高分解電壓，低粘度的有機(jī)溶劑可用來(lái)降低高介電常數(shù)有機(jī)溶劑的粘度和提高離子電導(dǎo)率，低毒或無(wú)毒有機(jī)溶劑主要是降低其對(duì)人體的危害和環(huán)境污染，提高其安全使用性能。
同時(shí)采用多組分添加劑，可防止電極溶脹，降低內(nèi)阻，提高電解液的電導(dǎo)率和電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性，以及使用安全性。其中將碳酸鹽作為添加劑加入到電解液中，可與電解液中微量的氫氟酸反應(yīng)，阻止氫氟酸對(duì)電極的破壞和對(duì)無(wú)機(jī)鋰鹽分解反應(yīng)的催化作用，提高電解液的穩(wěn)定性；乙酰胺及其衍生物等具有較大分子量可以與電解液中的鋰離子發(fā)生強(qiáng)烈的配位作用，減小其溶劑化半徑，從而顯著的提高電解液的導(dǎo)電率，可顯著改善電解液的電化學(xué)循環(huán)穩(wěn)定性；碳酸亞乙烯脂等烯化不飽和化合物在含鋰鹽的電解液中，當(dāng)電壓較高時(shí)，在陽(yáng)極表面被還原形成烯化不飽和化合物的表面涂層，阻止非水溶劑在陽(yáng)極表面反應(yīng)產(chǎn)生氣體，防止電極溶脹，同時(shí)該烯化不飽和化合物穩(wěn)定涂層的形成，可以降低成膜過(guò)程中電解液的消耗，從而起到提高電解液的離子導(dǎo)電率和降低電解液內(nèi)阻的作用，改善電解液的循環(huán)穩(wěn)定性和使用壽命；一氟代甲基碳酸乙烯脂、二氟代甲基碳酸乙烯脂和三氟代甲基碳酸乙烯脂等氟代環(huán)狀碳酸脂類(lèi)化合物的引入，由于具有較好的化學(xué)穩(wěn)定性、較高的閃電和較高的介電常數(shù)，能夠溶解電解質(zhì)鋰鹽，并與其他有機(jī)溶劑互溶，因此可以改善有機(jī)溶劑的充放電循環(huán)性能和安全性能。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的優(yōu)點(diǎn)在于現(xiàn)有技術(shù)多為單獨(dú)利用鋰鹽或單獨(dú)采用胺鹽在有機(jī)溶劑中的解離，形成離子，且有機(jī)溶劑常采用具有高揮發(fā)性的有毒溶劑，主要利用碳酸乙烯脂等分解電壓較低的有機(jī)溶劑體系，多為含高介電常數(shù)和低粘度的二元有機(jī)溶劑體系，雖然有較好的電化學(xué)穩(wěn)定性，但存在有機(jī)電解液分解電壓低、內(nèi)阻大、毒性強(qiáng)和成本高等嚴(yán)重缺點(diǎn)，最終導(dǎo)致超級(jí)電容器的能量密度和功率密度限制在十分有限的水平，且存在嚴(yán)重的安全隱患。本發(fā)明利用無(wú)機(jī)和有機(jī)鋰鹽和胺鹽電解質(zhì)，同時(shí)保持了鋰鹽和胺鹽在不同有機(jī)溶劑中高度離解的能力，提高了有機(jī)電解液的離子電導(dǎo)率，降低了內(nèi)阻；采用低成本無(wú)毒多元有機(jī)溶劑體系，采用具有較高分解電壓的無(wú)毒二甲亞砜類(lèi)主體有機(jī)溶劑的基礎(chǔ)上，同時(shí)采用的低粘度有機(jī)溶劑和多組分添加劑，改善有機(jī)溶劑的離子電導(dǎo)特性，降低有機(jī)電解液的內(nèi)阻，提高有機(jī)電解液的安全性，獲得高分解電壓、內(nèi)阻小、無(wú)毒性或低毒性、使用安全的電化學(xué)性能穩(wěn)定的有機(jī)電解液，大幅度提高超級(jí)電容器的能量密度和功率密度，而且所得有機(jī)電解液成本低廉，易于商業(yè)化應(yīng)用。
具體實(shí)施例方式
下面以具體實(shí)施例進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明。但本發(fā)明并不局限于實(shí)施例。以下實(shí)施例中所用試劑純度均為化學(xué)純、分析純和光譜純以上。
實(shí)施例1首先將碳酸乙烯脂置于玻璃容器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，緩慢加熱到50℃，直到完全熔化。將二甲亞砜、碳酸丙烯脂和碳酸乙烯脂以80∶10∶10的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將六氟磷酸鋰，按照0.5mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將四丙基四氟硼酸銨，按照0.5mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌30min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量0.5％的氧化鋁，0.5％的乙酰氨，0.5％的碳酸亞乙烯脂的含量，0.5％的一氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速150rpm，球磨時(shí)間10min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例2首先將碳酸乙烯脂置于玻璃容器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，緩慢加熱到90℃，直到完全熔化。將環(huán)丁砜、碳酸二甲脂、碳酸甲乙脂和碳酸乙烯脂以40∶30∶20∶10的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將六氟磷酸鋰和碘化鋰，分別按照0.01mol/L和0.5mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將四氟硼酸四乙基胺，按照1.0mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌60min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量0.4％的氧化鎂，1.5％的乙酰氨，1.0％的碳酸亞乙烯脂的含量和1.0％的碳酸亞乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速300rpm，球磨時(shí)間60min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例3首先將碳酸乙烯脂置于玻璃容器中，在氮?dú)獗Ｗo(hù)條件下，緩慢加熱到70℃，直到完全熔化。將二甲亞砜、碳酸二甲脂、碳酸二甲乙脂和碳酸乙烯脂以60∶20∶10∶10的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將高氯酸鋰和六氟磷酸鋰，均按照0.5mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將N-N-四亞甲基吡咯烷四氟硼酸胺，按照1.0mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌120min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量1.0％的氧化鈣，0.5％的乙酰乙氨，1.0％的乙烯砜的含量，0.1％的三氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間30min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例4首先將二甲亞砜、碳酸丙烯脂、碳酸二甲脂以40∶30∶30的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將四氟硼酸鋰，均按照1.5mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將四乙基六氟磷酸銨，按照0.1mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌40min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量4.7％的碳酸鈣，0.1％的乙酰氨，0.1％的乙烯砜，0.1％的三氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速260rpm，球磨時(shí)間20min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例5首先將環(huán)丁砜、碳酸丙烯脂、碳酸二甲脂以50∶30∶20的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將四氟硼酸鋰，均按照2.4mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將四乙基六氟磷酸銨，按照0.1mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌40min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量，4.5％的乙酰氨，0.4％的碳酸亞乙烯脂，0.1％的一氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速260rpm，球磨時(shí)間20min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例6首先將二甲亞砜、碳酸丙烯脂、碳酸二甲脂以30∶60∶10的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將六氟磷酸鋰和四氟硼酸鋰，分別按照0.2mol/L和0.3mol/L的的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將四甲基四氟硼酸銨和四乙基六氟磷酸銨，分別按照0.4mol/L和0.6mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌40min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量0.1％的碳酸鈣，0.1％的乙酰氨，4.7％的碳酸亞乙烯脂，0.1％的二氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間30min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例7首先將二甲亞砜和碳酸丙烯脂按照50∶50的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將六氟磷酸鋰和四氟硼酸鋰，分別按照0.1mol/L和0.1mol/L的的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將四甲基四氟硼酸銨，按照2.3mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌30min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量0.1％的碳酸鈣，4.9％的二氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間30min，形成均勻的混合液體，即得到目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例8首先將環(huán)丁砜、碳酸丙烯脂和二甲基乙酰胺按照60∶40∶10的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將高氯酸鋰，按照0.5mol/L的的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將二乙基二甲基六氟磷酸銨，按照0.5mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌50min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量1.0％的碳酸鈣，0.5％的乙酰氨，3.0％的碳酸亞乙烯脂，1.5％的二氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間60min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例9首先將環(huán)丁砜、碳酸丙烯脂、二甲基乙酰胺和硝基乙烯按照35∶25∶15∶25的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將六氟磷酸鋰，按照1.0mol/L的的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將二1-乙基-3-甲基咪唑高氯酸鹽，按照0.5mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌60min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量2.0％的碳酸鈣，0.5％的乙酰氨，2.5％的二氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間40min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例10首先將二甲亞砜、碳酸丙烯脂和碳酸丁烯脂以75∶15∶10的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將六氟磷酸鋰，按照0.1mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將四氟硼酸胺，按照1.4mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌30min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量1.5％的碳酸鋰，0.5％的乙烯砜，2.0％的碳酸亞乙烯脂，0.3％的一氟代甲基碳酸乙烯脂和0.7％的二氟代甲基碳酸乙烯脂和；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間60min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例11首先將二甲亞砜、碳酸二甲脂、和碳酸乙烯脂以60∶20∶20的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將碘化鋰，按照1.5mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將四丁基四氟硼酸銨和三甲基乙基四氟硼酸銨分別按照1.4mol/L和0.1mol％的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)稱量后，加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌30min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量1.5％的碳酸鋰，0.5％的乙烯砜，2.0％的碳酸亞乙烯脂，0.3％的一氟代甲基碳酸乙烯脂和0.7％的二氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間60min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例12首先將二甲亞砜、碳酸丙烯脂和碳酸二乙脂以25∶30∶45的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將碘化鋰，按照0.1mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將四甲基四氟硼酸銨和四丙基四氟硼酸銨分別按照1.4mol/L和1.0mol％的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌30min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量1.5％的碳酸鋰，0.5％的乙烯砜，2.0％的碳酸亞乙烯脂，0.3％的一氟代甲基碳酸乙烯脂和0.7％的二氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間60min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例13首先將二甲亞砜、碳酸丙烯脂，二甲基乙酰胺、碳酸二甲乙脂以50∶20∶20∶10的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將高氯酸鋰，按照2.49mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將四甲基四氟硼酸銨按照0.01mol％的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌30min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量4.7％的碳酸鋰，0.1％的乙烯砜，0.1％的碳酸亞乙烯脂，0.1％的一氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間40min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例14首先將環(huán)丁砜、碳酸丙烯脂，二甲基乙酰胺、碳酸二甲乙脂以50∶20∶20∶10的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將高氯酸鋰，按照0.1mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將二乙基二甲基四氟硼酸銨、N-乙基-N-甲基吡咯烷四氟硼酸胺、分別按照1.4mol/L和1.0mol％的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌30min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量0.1％的碳酸鋰，4.7％的乙烯砜，0.1％的碳酸亞乙烯脂，0.1％的一氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間40min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例15首先將環(huán)丁砜、碳酸丙烯脂，碳酸二乙脂、碳酸二甲乙脂以50∶20∶20∶10的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將高氯酸鋰，按照0.01mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將N-N-四亞甲基吡咯烷四氟硼酸胺和1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸胺分別按照2.48mol/L和0.01mol％的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌30min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量0.1％的碳酸鋰，4.7％的乙烯砜，0.1％的碳酸亞乙烯脂，0.1％的一氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間40min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例15首先將環(huán)丁砜、碳酸丙烯脂，碳酸二乙脂、碳酸二甲乙脂以50∶20∶20∶10的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將高氯酸鋰，按照0.1mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將四乙基高氯酸銨和四丙基高氯酸銨分別按照1.4mol/L和1.0mol％的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌30min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量0.1％的碳酸鋰，4.7％的乙烯砜，0.1％的碳酸亞乙烯脂，0.1％的一氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間40min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例16首先將環(huán)丁砜、碳酸丙烯脂，碳酸二乙脂、碳酸二甲乙脂以50∶20∶20∶10的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將高氯酸鋰，按照0.01mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將、四丁基高氯酸銨和三甲基乙基高氯酸銨分別按照2.48mol/L和0.01mol％的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌30min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量0.1％的碳酸鋰，4.7％的乙烯砜，0.1％的碳酸亞乙烯脂，0.1％的一氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間40min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例17
首先將二甲亞砜、碳酸丙烯脂，碳酸二乙脂、碳酸二甲乙脂以50∶20∶20∶10的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將高氯酸鋰，按照0.1mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將N-乙基-N-甲基吡咯烷高氯酸胺、N-N-四亞甲基吡咯烷高氯酸胺和1-乙基-3-甲基咪唑高氯酸胺分別按照0.5mol/L、0.1mol％和0.5mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌30min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量0.1％的碳酸鋰，4.7％的乙烯砜，0.1％的碳酸亞乙烯脂，0.1％的一氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間40min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例18首先將二甲亞砜、碳酸丙烯脂，碳酸二乙脂、碳酸二甲乙脂以50∶20∶20∶10的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將六氟磷酸鋰，按照0.1mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將四乙基六氟磷酸銨、四甲基六氟磷酸銨和四丙基六氟磷酸銨分別按照0.1mol/L、2.2mol％和0.1mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌30min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量0.1％的碳酸鋰，4.7％的乙烯砜，0.1％的碳酸亞乙烯脂，0.1％的一氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間40min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例19首先將二甲亞砜、碳酸丙烯脂，碳酸二乙脂、碳酸二甲乙脂以50∶20∶20∶10的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將六氟磷酸鋰，按照2.48mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將四丁基六氟磷酸銨和三甲基乙基六氟磷酸銨分別按照0.01mol/L和0.01mol％的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌30min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量0.1％的碳酸鋰，4.7％的乙烯砜，0.1％的碳酸亞乙烯脂，0.1％的一氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速200rpm，球磨時(shí)間40min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
實(shí)施例20首先將二甲亞砜、碳酸丙烯脂，碳酸二乙脂、碳酸二甲乙脂以50∶20∶20∶10的比例配置成有機(jī)溶劑，置于玻璃容器中，用雙向磁力加熱攪拌器攪拌，得到均勻的有機(jī)溶劑；然后將六氟磷酸鋰，按照0.01mol/L的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，繼續(xù)攪拌使得電解質(zhì)溶解；再將三乙基甲基六氟磷酸銨和二乙基二甲基六氟磷酸銨分別按照2.48mol/L和0.01mol％的濃度(基于所配置的有機(jī)溶劑)，稱量后加入盛放所配制有機(jī)溶劑的玻璃容器中，攪拌30min，使電解質(zhì)均勻溶解于有機(jī)溶劑中，形成均勻的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑，密封待用。最后，基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑的質(zhì)量，分別稱量1.5％的碳酸鋰，0.7％的乙烯砜，1.0％的碳酸亞乙烯脂，0.3％的一氟代甲基碳酸乙烯脂；然后將所稱量的各化合物加入所制備的含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑中，再將該混合物置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速150rpm，球磨時(shí)間60min，形成均勻的混合液體，從而得到可用于超級(jí)電容器的目標(biāo)有機(jī)電解液。
總之，本發(fā)明所得到的有機(jī)電解液具有電化學(xué)性能穩(wěn)定、工作電壓高、粘度低、內(nèi)阻小、成本低、低毒或無(wú)毒性、使用安全等特點(diǎn)，可用作低成本高性能超級(jí)電容器的電解液。
權(quán)利要求
1.用于超級(jí)電容器的有機(jī)電解液，其特征在于各組分含量為有機(jī)溶劑、添加劑0.01％～5％(基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑質(zhì)量)，并含有0.01mol/L～2.5mol/L的無(wú)機(jī)電解質(zhì)和0.01mol/L～2.5mol/L的有機(jī)電解質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有機(jī)電解液，其特征在于優(yōu)選含量為有機(jī)溶劑、添加劑0.5％～3.5％(基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑質(zhì)量)，并含有0.1mol/L～1.5mol/L的無(wú)機(jī)電解質(zhì)和0.1mol/L～1.5mol/L的有機(jī)電解質(zhì)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)電解液，其特征在于所述的無(wú)機(jī)電解質(zhì)為碘化鋰、高氯酸鋰、六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰等鋰鹽中的一種或多種。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)電解液，其特征在于所述的有機(jī)電解質(zhì)為四氟硼酸四乙基胺、四甲基四氟硼酸銨、四丙基四氟硼酸銨、四丁基四氟硼酸銨、三甲基乙基四氟硼酸銨、二乙基二甲基四氟硼酸銨、N-乙基-N-甲基吡咯烷四氟硼酸胺、N-N-四亞甲基吡咯烷四氟硼酸胺、1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸胺等；高氯酸銨類(lèi)如四乙基高氯酸銨、四甲基高氯酸銨、四丙基高氯酸銨、四丁基高氯酸銨、三甲基乙基高氯酸銨、N-乙基-N-甲基吡咯烷高氯酸鹽、N-N-四亞甲基吡咯烷高氯酸鹽、1-乙基-3-甲基咪唑高氯酸鹽等；六氟磷酸銨類(lèi)如四乙基六氟磷酸銨、四甲基六氟磷酸銨、四丙基六氟磷酸銨、四丁基六氟磷酸銨、三甲基乙基六氟磷酸銨、三乙基甲基六氟磷酸銨、二乙基二甲基六氟磷酸銨等中的一種或多種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)電解液，其特征在于所述有機(jī)溶劑為環(huán)丁砜、二甲亞砜、碳酸乙烯脂、碳酸丙烯脂、碳酸丁烯脂、碳酸二甲脂、碳酸二乙脂、碳酸二甲乙脂、二甲基乙酰胺、硝基乙烯等及其衍生物中的兩種或兩種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的有機(jī)電解液，其特征在于所述有機(jī)溶劑的介電常數(shù)在28～100的范圍內(nèi)，分解電壓在3.2V～6.2V之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)電解液，其特征在于所述添加劑為氧化鋁、氧化鎂、氧化鈣碳酸鈣和碳酸鋰重中的一種或多種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)電解液，其特征在于所述添加劑為乙酰氨及其衍生物中的一種或多種。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的有機(jī)電解液，其特征在于所述添加劑為碳酸亞乙烯脂和乙烯砜等烯化不飽和化合物中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述有機(jī)電解液，其特征在于所述添加劑為一氟代甲基碳酸乙烯脂、二氟代甲基碳酸乙烯脂和三氟代甲基碳酸乙烯脂等氟代環(huán)狀碳酸脂類(lèi)化合物中的一種或多種。
11.根據(jù)權(quán)利要求7、8、9、10所述的有機(jī)電解液，其特征在于所述添加劑為上述添加劑中的兩種或兩種以上，總用量范圍為0.01％～5％(基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑質(zhì)量)，優(yōu)選用量范圍為0.5％～3.5％(基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑質(zhì)量)。
12.制備權(quán)利要求1所述的有機(jī)電解液，其特征在于包括下列工藝步驟(1)將所述有機(jī)溶劑置于玻璃容器中，如為固態(tài)有機(jī)化合物時(shí)，則在惰性氣氛或真空條件下，并緩慢加熱到50℃～90℃，直到完全融化；如為液態(tài)則置于玻璃容器中，待用；(2)將所述無(wú)機(jī)電解質(zhì)，按0.01mol/L～2.5mol/L的濃度，稱量后加入玻璃容器中；(3)將所述有機(jī)電解質(zhì)，按0.01mol/L～2.5mol/L的濃度，稱量后加入玻璃容器中；(4)將上述步驟(1)中所得有機(jī)溶劑按照步驟(2)或(3)中電解質(zhì)的濃度要求的含量，加入到玻璃容器中，在雙向磁力加熱攪拌器上攪拌，攪拌時(shí)間為30min-120min，得到均勻混合物，待用；(5)將所述添加劑，按照0.1％～5.0％(基于含電解質(zhì)的有機(jī)溶劑)的含量，加入到步驟(4)所得到的混合物中，置于密封混合容器中，在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速150rpm～300rpm，球磨時(shí)間10min～60min，形成均勻的混合物，即得到均勻的有機(jī)電解液。將所述濃度及比例的有機(jī)溶劑、無(wú)機(jī)電解液、有機(jī)電解液及添加劑分別置于密封混合容器中，然后在行星式球磨機(jī)上混合，轉(zhuǎn)速150rpm～300rpm，球磨時(shí)間10min～60min，形成均勻的混合物，即得到均勻的有機(jī)電解液。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于超級(jí)電容器的有機(jī)電解液及其制備方法，該有機(jī)電解液由無(wú)機(jī)電解質(zhì)、有機(jī)電解質(zhì)、有機(jī)溶劑和多組分添加劑組成，其由有機(jī)電解質(zhì)和無(wú)機(jī)電解質(zhì)在有機(jī)溶劑中的解離，提供陽(yáng)離子和陰離子，有機(jī)溶劑為具有較高分解電壓的二甲亞砜等無(wú)毒有機(jī)化合物，同時(shí)引入多組分添加劑降低有機(jī)電解液的粘度和內(nèi)阻，提高有機(jī)電解液的電化學(xué)穩(wěn)定性和安全性能。該有機(jī)電解液具有較高的分解電壓和電化學(xué)穩(wěn)定性，因此有利于提高超級(jí)電容器的能量密度和功率密度。本發(fā)明具有成本低、污染小、安全性好等優(yōu)點(diǎn)，且適于商業(yè)化應(yīng)用。
文檔編號(hào)H01G9/035GK1585057SQ0315369
公開(kāi)日2005年2月23日 申請(qǐng)日期2003年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月22日
發(fā)明者譚強(qiáng)強(qiáng), 齊智平, 童建忠 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院電工研究所