電源技術研究與設計離子液體在雙電層電容器中的應用研究王毅，高德淑，李朝輝，王高軍，劉軍喜，蘇光耀（湘潭大學化學學院，湖南湘潭411105）了活性碳電極雙電層電容器（EDLC），對電容器的性能進行了研宄。結果表明：EMI.BF4在PC、AN、DMF中均具有較和EMI.BF！/DMF溶液濃度分別為2.7 mol/L時電導率達比較大值（20.3mS/cm、66.3mS/cm和35.3mS/cm），對應的電化學窗口分別為3.7 V.以這3種EMI.BF4/有機溶劑溶液為電解液的雙電層電容器，在充電后期均未出現因‘離子貧乏效應“所導致的電容器電壓急劇升高現象；其中以2.4 mol/LEMI.BF4/AN為電解液的電容器具有比較為優良的充放電性能和相對較高的工作電壓。

　　雙電層電容器（EDLC）可作為各類電子產品中的備用電源，特別是與蓄電池組成的電源系統在電動車中展示了巨大的應用前景p1q3.電解液的性能是影響電容器性能的關鍵因素之一，與水溶液電解液相比，有機電解液電化學窗口寬，但電導率較低；同時由于受電解質鹽在有機溶劑中的溶解度限制，導電離子濃度低。電解液電導率低使得電容器的內阻增大，大電流工作性能差；導電離子濃度低，在充電后期，易出現迅速增大，電壓急劇上升，嚴重限制了電容器的工作電壓。

　　為化學電源及其相關材料。

　　因而選擇新型電解質鹽，開發具有高電導率、電化學窗口寬、導電離子濃度高的新型電解液，對提高雙電層電容器的比功率、比能量具有重要的意義。

　　離子液體又稱室溫熔融鹽，是由陰、陽離子所構成的在室溫或室溫附近呈液態的物質。一些離子液體可同時具有電導率高、電化學窗口寬、不揮發、不燃燒、熱穩定性能好等特性。1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（EMI.BF4）是一種電化學性能優良的離子液體，室溫時電導率為13.8mS/cm，電化學窗口達4.2 V，并且可溶解于多種有機溶劑，目前國外已有一些將其應用于新能源體系電解質的研宄報道。但對以EMI.BF4為支持電解質鹽，溶于有機溶劑制備的電解液，應用于雙電層電容器中，電容器性能狀況的研宄尚未見報道。本文以EMI.BF4為電解質鹽，以乙腈（AN）、碳酸丙烯酯（PC）、二甲基甲酰臌DMF）為溶劑，制備了3種EMI.BF4/有機溶劑電解液，測試了其電導率與濃度、溫度的關系，及其電化學窗口等電化學特性。組裝了以活性碳為電極的雙電層電容器，通過循環伏安、交流阻抗和充放電實驗等方法，初步探討了EMI.BF'/有機溶劑電解液在雙電層電容器中的電化學行為。

　　1實驗部分1.1離子液體emi.bf4的合成9 1-乙基-3-甲基咪唑溴嗡鹽：EMI.Br）的合成取N-甲基咪唑20.0mL溶于100mL甲苯中，轉入三口瓶；在強烈攪拌下，將50.0mL溴乙烷緩慢滴加到三口瓶中。

　　加熱保持反應瓶中輕微回流，反應66冰水浴冷卻，抽濾得白色晶體，用乙酸乙酯、正己烷各洗滌3次，658、0.1MPa真空干燥46.得白色粒狀固體EMI.Br41.5g，產率86%. 1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽（EMI.BFJ的合成30.0g溶于100mL蒸餾水中，轉入三口瓶。在加熱、攪拌下，緩慢滴加AgBF；至無黃色溴化銀沉淀生成時，立即停止滴加。70F下繼續反應4 6，抽濾除去溴化銀，減壓蒸餾除去水后，再經旋轉蒸發、真空干燥。所得產品EMI.BF；為無色、無味的透明油狀液體。得產品24.9g，產率80%.置于手套箱中備用。

　　EMI.BF4/有機溶劑電解液的配制在手套箱中，準確稱取適量EMI.BF；溶于新蒸餾的碳酸丙烯徉PC）、乙臌AN）、二甲基甲酰臌DMF）中配制成一系列不同濃度的電解液。

　　1.3模擬電容器的制作1.3.1活性炭電極的制備將活性碳、乙炔黑、粘接劑60%PTFE水溶液）按質量比10：1：1的混合，加入適量無水乙醇充分攪拌均勻，調成糊狀漿料。60Q烘至半干，用玻璃棒搟成適宜厚度的薄片，用油壓機20MPa壓力下壓制在尺寸為2.0cms1.0cm鋁箔上，再在100°C、0.1MPa下真空干燥6 6，制成電極（活性炭載量1.3.2模擬電容器的組裝選取活性炭載量相近的兩片電極，隔膜采用聚丙烯多孔膜，裝入方型聚丙烯殼體，注入適量實驗電解液。電容器的組裝在手套箱中進行。

　　1.4測試電解液的分解電壓測試采用線性電位掃描法測定，掃描速率為50mV /Z，工作電極為玻璃碳電極，一根銀線為準參比電極l.UmA位沉放七。日本：日本電化學會，2005.73?77.（上接第469頁）良好的應用前景。