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*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*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。