电源技术研究与设计离子液体在双电层电容器中的应用研究王毅，高德淑，李朝辉，王高军，刘军喜，苏光耀（湘潭大学化学学院，湖南湘潭411105）了活性碳电极双电层电容器（EDLC），对电容器的性能进行了研宄。结果表明：EMI.BF4在PC、AN、DMF中均具有较和EMI.BF！/DMF溶液浓度分别为2.7 mol/L时电导率达最大值（20.3mS/cm、66.3mS/cm和35.3mS/cm），对应的电化学窗口分别为3.7 V.以这3种EMI.BF4/有机溶剂溶液为电解液的双电层电容器，在充电后期均未出现因‘离子贫乏效应“所导致的电容器电压急剧升高现象；其中以2.4 mol/LEMI.BF4/AN为电解液的电容器具有最为优良的充放电性能和相对较高的工作电压。

　　双电层电容器（EDLC）可作为各类电子产品中的备用电源，特别是与蓄电池组成的电源系统在电动车中展示了巨大的应用前景p1q3.电解液的性能是影响电容器性能的关键因素之一，与水溶液电解液相比，有机电解液电化学窗口宽，但电导率较低；同时由于受电解质盐在有机溶剂中的溶解度限制，导电离子浓度低。电解液电导率低使得电容器的内阻增大，大电流工作性能差；导电离子浓度低，在充电后期，易出现迅速增大，电压急剧上升，严重限制了电容器的工作电压。

　　为化学电源及其相关材料。

　　因而选择新型电解质盐，开发具有高电导率、电化学窗口宽、导电离子浓度高的新型电解液，对提高双电层电容器的比功率、比能量具有重要的意义。

　　离子液体又称室温熔融盐，是由阴、阳离子所构成的在室温或室温附近呈液态的物质。一些离子液体可同时具有电导率高、电化学窗口宽、不挥发、不燃烧、热稳定性能好等特性。1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（EMI.BF4）是一种电化学性能优良的离子液体，室温时电导率为13.8mS/cm，电化学窗口达4.2 V，并且可溶解于多种有机溶剂，目前国外已有一些将其应用于新能源体系电解质的研宄报道。但对以EMI.BF4为支持电解质盐，溶于有机溶剂制备的电解液，应用于双电层电容器中，电容器性能状况的研宄尚未见报道。本文以EMI.BF4为电解质盐，以乙腈（AN）、碳酸丙烯酯（PC）、二甲基甲酰臌DMF）为溶剂，制备了3种EMI.BF4/有机溶剂电解液，测试了其电导率与浓度、温度的关系，及其电化学窗口等电化学特性。组装了以活性碳为电极的双电层电容器，通过循环伏安、交流阻抗和充放电实验等方法，初步探讨了EMI.BF'/有机溶剂电解液在双电层电容器中的电化学行为。

　　1实验部分1.1离子液体emi.bf4的合成9 1-乙基-3-甲基咪唑溴嗡盐：EMI.Br）的合成取N-甲基咪唑20.0mL溶于100mL甲苯中，转入三口瓶；在强烈搅拌下，将50.0mL溴乙烷缓慢滴加到三口瓶中。

　　加热保持反应瓶中轻微回流，反应66冰水浴冷却，抽滤得白色晶体，用乙酸乙酯、正己烷各洗涤3次，658、0.1MPa真空干燥46.得白色粒状固体EMI.Br41.5g，产率86%. 1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（EMI.BFJ的合成30.0g溶于100mL蒸馏水中，转入三口瓶。在加热、搅拌下，缓慢滴加AgBF；至无黄色溴化银沉淀生成时，立即停止滴加。70F下继续反应4 6，抽滤除去溴化银，减压蒸馏除去水后，再经旋转蒸发、真空干燥。所得产品EMI.BF；为无色、无味的透明油状液体。得产品24.9g，产率80%.置于手套箱中备用。

　　EMI.BF4/有机溶剂电解液的配制在手套箱中，准确称取适量EMI.BF；溶于新蒸馏的碳酸丙烯徉PC）、乙臌AN）、二甲基甲酰臌DMF）中配制成一系列不同浓度的电解液。

　　1.3模拟电容器的制作1.3.1活性炭电极的制备将活性碳、乙炔黑、粘接剂60%PTFE水溶液）按质量比10：1：1的混合，加入适量无水乙醇充分搅拌均匀，调成糊状浆料。60Q烘至半干，用玻璃棒擀成适宜厚度的薄片，用油压机20MPa压力下压制在尺寸为2.0cms1.0cm铝箔上，再在100°C、0.1MPa下真空干燥6 6，制成电极（活性炭载量1.3.2模拟电容器的组装选取活性炭载量相近的两片电极，隔膜采用聚丙烯多孔膜，装入方型聚丙烯壳体，注入适量实验电解液。电容器的组装在手套箱中进行。

　　1.4测试电解液的分解电压测试采用线性电位扫描法测定，扫描速率为50mV /Z，工作电极为玻璃碳电极，一根银线为准参比电极l.UmA位沉放七。日本：日本电化学会，2005.73―77.（上接第469页）良好的应用前景。