專利名稱：用于雙層電容器的電解質(zhì)溶液和具有該電解質(zhì)溶液的雙層電容器的制作方法
背景技術(shù)：
電化學(xué)雙層電容器用于功率電子裝置，因?yàn)榭梢砸愿唠娙萃瑫r(shí)以非常小的ESR實(shí)現(xiàn)這種電容器。例如用作暫時(shí)蓄能器時(shí)，所述雙層電容器必須在幾秒鐘或更短的時(shí)間內(nèi)釋放或吸收高的電流以及由此帶來的高能量。為了可以盡可能無損耗地進(jìn)行這個(gè)過程，該電容器的內(nèi)電阻必須最小化。
電化學(xué)雙層電容器主要由兩個(gè)電極組成，所述或者涂覆有高表面積的電極材料，或者本身具有高表面積，例如采用涂覆有活性炭粉末的鋁電流收集器或炭布(Kohlenstofftuch)作為電極。在兩個(gè)電極之間布置隔片，所述隔片用于使兩個(gè)電極層電絕緣，同時(shí)設(shè)計(jì)成多孔性的，并且可以吸收電解質(zhì)，此外，對(duì)于電解質(zhì)，特別是由溶于電解質(zhì)中的導(dǎo)電鹽形成的離子是可通過的。隔片通常選自紙、塑料薄膜、毛氈或者由塑料纖維或玻璃纖維形成的織物。
通常，為了提高電容，相互交替地堆疊多個(gè)電極層和隔片層，例如堆疊成平的堆疊或者更簡單且更節(jié)省空間地堆疊成所謂卷的形式。在由電極和隔片層形成堆疊后，將其裝入殼體中，并用電解質(zhì)例如電解質(zhì)溶液對(duì)其進(jìn)行浸漬。
文件US 6535373B1公開了一種用于低溫應(yīng)用場合的電化學(xué)雙層電容器，其電解質(zhì)溶液含有由導(dǎo)電鹽四乙基銨四氟硼酸鹽、甲基三乙基銨四氟硼酸鹽和五烷基咪唑鎓四氟硼酸鹽形成的混合物。這種電解質(zhì)溶液的缺點(diǎn)在于，其少數(shù)幾種導(dǎo)電鹽例如四乙基銨四氟硼酸鹽，在約-30℃的低溫下，在電解質(zhì)溶液的溶劑中的溶解性較小，因此它們僅可以少量溶解，因此，含有該電解質(zhì)溶液的雙層電容器的電容在低溫下有所下降，而ESR則明顯升高。本發(fā)明涉及一種用于制造高織構(gòu)的帶形高溫超導(dǎo)體的方法，以及該方法的中間產(chǎn)品和終端產(chǎn)品。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的是提供一種具有相對(duì)于上述電解質(zhì)溶液有所改善的高電導(dǎo)率的電解質(zhì)溶液。
根據(jù)本發(fā)明，該目的是通過具有權(quán)利要求1特征的電解質(zhì)溶液來實(shí)現(xiàn)。電解質(zhì)溶液的有利方案以及含有該電解質(zhì)溶液的電化學(xué)雙層電容器是其它權(quán)利要求的內(nèi)容。
用于雙層電容器的本發(fā)明電解質(zhì)溶液包含以下成分A)含有最大直徑＜9.20的陽離子的至少一種導(dǎo)電鹽，所述陽離子在中心原子上還有附加的取代基，所述取代基并非都是相同的，B)至少一種具有選自內(nèi)酯和腈的官能團(tuán)的溶劑。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，與例如US 6535373B1中公開的陽離子的粘度相比，其導(dǎo)電鹽具有最大直徑＜9.20的陽離子的電解質(zhì)溶液由于陽離子直徑小使得低溫下電解質(zhì)溶液的粘度以較低的程度升高。該文件所述的陽離子大于本發(fā)明電解質(zhì)溶液使用的陽離子，例如該文件公開的四乙基銨陽離子的最大直徑為9.22，甲基三乙基銨陽離子的最大直徑為9.22。由于該原因，本發(fā)明電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率與傳統(tǒng)電解質(zhì)溶液相比具有較小的溫度相關(guān)性。
為了計(jì)算最大直徑，在使用Kontinuum-Solvensmodells COSMO的情況下用程序TURBOMOLE利用密度函數(shù)理論在量子力學(xué)上計(jì)算分子結(jié)構(gòu)。為了確定離子尺寸，首先用量子力學(xué)計(jì)算法確定離子在溶液中占據(jù)空間的實(shí)際描述。為此，使用Kontinuum-Solvensmodells COSMO(A.Klamt，G.Schüürmann，J.Chem.Soc.Perkin Trans.II(1993)799；A.Schfer，A.Klamt，D.Sattel，J.C.W.Lohrenz，F(xiàn).Eckert，Phys.Chem.Chem.Phys.2(2000)2187；www.coamologic.de)(原子半徑rH=1.3A~]]>rC=2.0A~,]]>rN=1.83A~,]]>介電常數(shù)ε＝∞)，用程序包TURBOMOLE(R.Ahlrichs，M.Br，M.Hser，H.Hrn，C.Klmel，Chem.Phys.Lett.162(1989)165；M.V.Arnim，R.Ahlrichs；J.Comput.Chem.19(1998)1746；ww.turbomole.com)，按計(jì)算密度函數(shù)理論技術(shù)最小能量的三維結(jié)構(gòu)(A.D.Becke，Phys.Rev.A 38(1988)3098；J.P.Perdew，Phys.Rev.B，33(Funktional B-P86)；A.Schfer，C.Huber，R.Ahlrichs，J.Chem.Phys.100(1994)5829(Basis TZVP))。由此獲得以點(diǎn)-網(wǎng)的形式的離子表面的描述。然后根據(jù)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的算法來確定這些離子外殼的最大和最小直徑。顯而易見，所計(jì)算的離子直徑表示兩個(gè)平行壁的最小和最大間距，處于所有可能方位的離子夾在所述兩個(gè)壁之間。
本文引用上述文件的全部內(nèi)容。例如與伸長的離子的有效半徑相比，可以特別好并且可靠地按埃量級(jí)計(jì)算陽離子和陰離子的最大直徑，精確至小數(shù)點(diǎn)后兩位。
由于陽離子中心原子上的取代基不都相同的(例如N中心原子上有三個(gè)甲基取代基和一個(gè)乙基取代基的乙基三甲基銨陽離子)，因此與中心原子上通常帶有相同取代基的傳統(tǒng)電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電鹽(例如四乙基銨陽離子)相比，本發(fā)明電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電鹽具有更小的晶格能，因而在內(nèi)酯和腈中的溶解性更高。因此，具有其取代基不是都相同的陽離子的導(dǎo)電鹽可以以較高濃度溶于溶劑中，結(jié)果，本發(fā)明電解質(zhì)溶液可以具有較高的電導(dǎo)率。
在本發(fā)明一種有利的實(shí)施方式中，本發(fā)明電解質(zhì)溶液的成分A)包含最大直徑＜6.80的陰離子。陽離子最大直徑＜9.20并且陰離子最大直徑＜6.80的導(dǎo)電鹽特別好地適合于在低操作溫度下具有高電導(dǎo)率的電解質(zhì)溶液。與陽離子相類似地可以根據(jù)上述方法計(jì)算陰離子的離子半徑。在本發(fā)明電解質(zhì)溶液中特別有利的陰離子是選自四氟硼酸根和六氟磷酸根的陰離子。四氟硼酸根陰離子最大直徑為5.72，六氟磷酸根陰離子最大直徑為6.76。
最大直徑＜9.20的陽離子可以選自乙基三甲基銨、N，N-二甲基吡咯烷酮鎓、二乙基二甲基銨和N-乙基-N-甲基吡咯烷酮鎓。乙基三甲基銨陽離子最大直徑為8.04，N-N-二甲基吡咯烷酮鎓陽離子最大直徑為7.84，N-乙基-N-甲基吡咯烷酮鎓陽離子最大直徑為9.08。所述陽離子在中心原子，氮原子上附加地具有四個(gè)不都相同的取代基，從而其鹽具有特別低的晶格能，因而在本發(fā)明電解質(zhì)溶液的內(nèi)酯和腈中具有特別高的溶解性。
成分B)有利地選自乙腈、3-甲氧基丙腈、丙腈、丁腈、γ-戊內(nèi)酯和γ-丁內(nèi)酯。這些溶劑具有特別低的粘度和高極性，因此，具有所述溶劑的本發(fā)明電解質(zhì)溶液即使在很低溫度例如-30℃下也具有高電導(dǎo)率。在本發(fā)明一種實(shí)施方式中，當(dāng)成分B)的溶劑是γ-丁內(nèi)酯時(shí)，作為成分A)導(dǎo)電鹽排除二甲基吡咯烷酮鎓四氟硼酸鹽。
本發(fā)明的內(nèi)容還在于含有上述本發(fā)明電解質(zhì)溶液中的一種的電化學(xué)雙層電容器。
這種本發(fā)明電化學(xué)雙層電容器的優(yōu)點(diǎn)在于，由于導(dǎo)電鹽的陽離子的尺寸小，所以該陽離子可以特別容易地到達(dá)雙層電容器電極的小孔隙中，因此在本發(fā)明的電化學(xué)雙層電容器中產(chǎn)生較高的電容。由于陽離子可達(dá)到雙層電容器電極的多個(gè)孔隙，所以即使特別是在低溫下也能使整個(gè)電容器具有小ESR和高電容。從下面說明的實(shí)施例中可以得知，與傳統(tǒng)的雙層電容器相比，在-40℃下，本發(fā)明的電化學(xué)雙層電容器的電容大約高6％至7％，ESR低最多約25％。
這里，本發(fā)明的電化學(xué)雙層電容器在電極之間有利地具有用本發(fā)明電解質(zhì)溶液浸漬的多孔性隔片。在此，電極有利地包括面狀成型的金屬，例如由鋁形成的金屬集電器(Stromkollektor)，它涂有具有高表面積的電極材料，例如活性炭粉末或炭布。具有高表面積的電極材料有利地具有大于1000m2/g的表面積，或者介于1000m2/g至2500m2/g之間的表面積。例如可以通過Brunnauer、Emmit和Teller等溫線，BET-等溫線，按已知方式通過氣相吸附而進(jìn)行計(jì)算所述材料的表面積。
本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，有利的是，使特別大部分的電極材料表面具有孔尺寸(Porenweite)＜10的孔。在此，有利地應(yīng)該來這樣成型電極材料，使得孔徑＜10的孔占電極材料總表面積的50％以上，優(yōu)選90％以上。對(duì)于這種電極材料，電極材料表面積有利地大于1500m2/g，優(yōu)選約1800m2/g。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，具有這種高表面積和這種高份額的孔尺寸＜10的孔隙的電極材料特別好地適合于本發(fā)明電解質(zhì)溶液。具有小陽離子的本發(fā)明電解質(zhì)溶液可特別好地達(dá)到這種電極材料的孔。對(duì)于傳統(tǒng)雙層電容器而言，其電解質(zhì)溶液具有較大的最大直徑的陽離子例如四乙基銨陽離子，這些微孔常常不能很好地達(dá)到，以實(shí)現(xiàn)電容器效果，因此當(dāng)將所述傳統(tǒng)電解質(zhì)溶液用于雙層電容器中時(shí)，電解質(zhì)溶液在孔隙中產(chǎn)生小電導(dǎo)率和較大ESR以及較小電容。
例如可以由開爾文等式中的高(階)部分分式(Partialbruch)處的BET-等溫線、吸附/解吸曲線中的滯后現(xiàn)象、等溫線計(jì)算活性炭的孔尺寸分布。這種計(jì)算例如在文章″Reporting Physisorption Data for Gas/SolidSystems″，Pure and Applied Chemistry，第57卷，第603頁，1985年中有述，在此引用其全部內(nèi)容。
特別有利的是，用炭粉末或用炭布涂覆金屬箔作為電極，該電極的內(nèi)表面積大于1000m2/g，微孔與中孔的比值100∶0到50∶50之間。微孔的孔徑＜20，中孔的孔徑在20和500之間。所述比值是指炭總表面積上的微孔或中孔份額。在本發(fā)明的雙層電容器中，特別優(yōu)選表面積＞2000m2/g并且微孔與中孔之比＞90∶10的活性炭。


以下借助實(shí)施例和附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。
圖1至7的圖線示出傳統(tǒng)雙層電容器的電學(xué)性能與本發(fā)明電容器的電學(xué)性能之間的比較。
具體實(shí)施例方式
表1表示不同的本發(fā)明和傳統(tǒng)電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率之間的比較。
表2表示在-40℃下不同導(dǎo)電鹽在溶劑中的沉淀行為。
表3表示含有本發(fā)明和傳統(tǒng)電解質(zhì)溶液的雙層電容器在25℃下的電學(xué)性能。
表1不同電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率(mS/cm)[25℃]

縮寫EtMePNBF4＝N-乙基-N-甲基吡咯烷酮鎓四氟硼酸鹽；γ-B.＝γ-丁內(nèi)酯；PC＝碳酸亞丙酯表1示出，與本發(fā)明電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)率相比，傳統(tǒng)電解質(zhì)溶液，乙腈中的四乙基銨四氟硼酸鹽和碳酸亞丙酯中的四乙基銨四氟硼酸鹽的電導(dǎo)率與導(dǎo)電鹽不同的濃度的關(guān)系。由該表可知，在導(dǎo)電鹽濃度相同時(shí)，與基于四乙基銨四氟硼酸鹽的傳統(tǒng)電解質(zhì)溶液相比，本發(fā)明電解質(zhì)溶液具有大致相同的電導(dǎo)率或略微較差的電導(dǎo)率，不過，如上所述，本發(fā)明使用的導(dǎo)電鹽尤其由于其較小晶格能而可以以較高濃度溶于溶劑中。
這里乙基三甲基銨四氟硼酸鹽和乙基甲基吡咯烷酮鎓四氟硼酸鹽都可以以2mol/l的濃度溶于乙腈中，而傳統(tǒng)使用的四乙基銨四氟硼酸鹽(在該濃度)不再可溶于乙腈中。本發(fā)明電解質(zhì)溶液，γ-丁內(nèi)酯中的乙基三甲基銨四氟硼酸鹽雖然比具有乙腈的傳統(tǒng)電解質(zhì)具有更小電導(dǎo)率，但其優(yōu)點(diǎn)是，一方面，該導(dǎo)電鹽能以較高濃度溶于γ-丁內(nèi)酯中，另一方面，與含有碳酸亞丙酯的傳統(tǒng)電解質(zhì)溶液相比，表現(xiàn)出明顯的優(yōu)點(diǎn)(還參見圖6和7)。
表2不同電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電鹽在-40℃下的沉淀行為


縮寫EtMePNBF4＝N-乙基-N-甲基吡咯烷酮鎓四氟硼酸鹽；γ-B.＝γ-丁內(nèi)酯；PC＝碳酸亞丙酯表2示出不同電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電鹽在-40℃下與導(dǎo)電鹽濃度相關(guān)的沉淀行為。具有乙腈中的四乙基銨四氟硼酸鹽和碳酸亞丙酯中的四乙基銨四氟硼酸鹽的電解質(zhì)溶液用作現(xiàn)有技術(shù)的電解質(zhì)溶液。也象表1中那樣，乙腈中的乙基三甲基銨四氟硼酸鹽或N-乙基-N-甲基吡咯烷酮鎓四氟硼酸鹽和γ-丁內(nèi)酯中的乙基三甲基銨四氟硼酸鹽用作本發(fā)明的對(duì)比實(shí)施例。由表可見，本發(fā)明使用的導(dǎo)電鹽在乙腈中至少到1.5Mol的濃度時(shí)，在-40℃下還是可溶的，而不出現(xiàn)導(dǎo)電鹽沉淀。傳統(tǒng)使用的四乙基銨四氟硼酸鹽在-40℃僅以0.9mol/l的濃度可無沉淀地溶解。在較高濃度下，或者導(dǎo)電鹽在溶劑中發(fā)生沉淀，或者電解質(zhì)溶液甚至發(fā)生凝固。這里乙腈中的N-乙基-N-甲基吡咯烷酮鎓四氟硼酸鹽和γ-丁內(nèi)酯中的乙基三甲基銨四氟硼酸鹽都表現(xiàn)出特別好的沉淀行為，它們?cè)?40℃下甚至直到2mol/l的濃度都是可溶的。因此從該表可清楚看到，本發(fā)明電解質(zhì)溶液尤其是在低溫下在溶解性上比傳統(tǒng)電解質(zhì)溶液具有優(yōu)點(diǎn)。
表3雙層電容器在25℃下的電學(xué)性能


縮寫EtMePNBF4＝N-乙基-N-甲基吡咯烷酮鎓四氟硼酸鹽；AN＝乙腈；Kap.＝電容；F＝法拉第；γ-B.＝γ-丁內(nèi)酯；PC＝碳酸亞丙酯表3表示傳統(tǒng)和本發(fā)明雙層電容器在25℃下在不同頻率10mHz、50mHz和100mHz下的電學(xué)性能、ESR和電容。在此，對(duì)于傳統(tǒng)和本發(fā)明雙層電容器，對(duì)于相關(guān)的電解質(zhì)溶液，分別以0.9、0.69或1.5mol/l的濃度使用已經(jīng)在表1和2中描述的鹽。從表3可見，與具有傳統(tǒng)電解質(zhì)溶液的雙層電容器相比，具有本發(fā)明電解質(zhì)溶液的雙層電容器具有相當(dāng)?shù)腅SR值和至多高9％的電容。本發(fā)明雙層電容器，其電解質(zhì)溶液乙腈中的N-乙基-N-甲基吡咯烷酮鎓四氟硼酸鹽濃度為1.5mol/l，在ESR上甚至表現(xiàn)出比具有乙腈中的四乙基銨四氟硼酸鹽的傳統(tǒng)雙層電容器更好的電學(xué)性能。具有γ-丁內(nèi)酯中的乙基三甲基銨四氟硼酸鹽的本發(fā)明雙層電容器同樣表現(xiàn)出比具有碳酸亞丙酯中的四乙基銨四氟硼酸鹽的傳統(tǒng)雙層電容器更好的電學(xué)性能。特別是在50mHz下用本發(fā)明的γ-丁內(nèi)酯-電解質(zhì)溶液的電容遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于用傳統(tǒng)電解質(zhì)溶液(具有碳酸亞丙酯中的四乙基銨四氟硼酸鹽)的電容。因此，本發(fā)明的雙層電容器在25℃下表現(xiàn)出差不多好或者甚至更好的電學(xué)性能。
圖1與溫度(℃)相關(guān)地示出在頻率為50mHz下傳統(tǒng)雙層電容器(其電解質(zhì)溶液包括由0.9mol/l的、乙腈中的四乙基銨四氟硼酸鹽，用5標(biāo)記的測(cè)量點(diǎn))和本發(fā)明的電解質(zhì)電容器(其電解質(zhì)溶液包括由0.9mol/l的、乙腈中的乙基三甲基銨四氟硼酸鹽，用1記號(hào)的測(cè)量點(diǎn))的電容(法拉第)。尤其是在小于-20℃的溫度下，本發(fā)明雙層電容器具有比傳統(tǒng)雙層電容器明顯更高的電容。
圖2示出已在圖1中使用的雙層電容器在頻率為50mHz下的ESR值Z’(mΩ)。本發(fā)明的雙層電容器在大于20℃的溫度下具有與傳統(tǒng)的雙層電容器相當(dāng)?shù)腅SR值。在小于-20℃的溫度下，本發(fā)明雙層電容器的ESR值有利地小于傳統(tǒng)雙層電容器的ESR值。因此，本發(fā)明雙層電容器特別是在低溫下具有更高的功率密度(P＝U2/4ESR)。這尤其對(duì)于汽車應(yīng)用而言是特別重要的。
圖3與溫度(℃)相關(guān)地示出在頻率為50mHz下傳統(tǒng)的和本發(fā)明的雙層電容器的電容(法拉第)。用1表示的測(cè)量點(diǎn)表示傳統(tǒng)雙層電容器的電容，其電解質(zhì)溶液具有與在圖1和2中所使用的傳統(tǒng)雙層電容器相同的組成。用10表示的測(cè)量點(diǎn)表示本發(fā)明雙層電容器的電容，其電解質(zhì)溶液由1.5mol/l的、乙腈中的N-乙基-N-甲基吡咯烷酮鎓四氟硼酸鹽組成。本發(fā)明的雙層電容器在-40至+70℃的大溫度范圍內(nèi)連續(xù)地表現(xiàn)出比傳統(tǒng)雙層電容器更好的電容。
圖4與溫度相關(guān)地示出在頻率為50mHz下已在圖3中說明的雙層電容器的ESR Z’。與傳統(tǒng)雙層電容器相比，本發(fā)明的雙層電容器尤其是在＞-20℃的低溫下具有更小的ESR值。
圖5示出在25℃下，與本發(fā)明雙層電容器相比，傳統(tǒng)雙層電容器的自動(dòng)放電行為。所有電容器的充電電壓為2.5V，充電時(shí)間為24h。這里與時(shí)間(小時(shí))相關(guān)地示出電壓損失(伏特)。這里設(shè)置了標(biāo)記1、5和10的曲線表示雙層電容器的自動(dòng)放電，該雙層電容器的電解質(zhì)溶液具有與在圖1至4中用相同的標(biāo)記表示測(cè)量點(diǎn)的雙層電容器的電解質(zhì)溶液相同的組成。與具有乙腈中的四乙基銨四氟硼酸鹽的傳統(tǒng)雙層電容器(標(biāo)記5)相比，本發(fā)明的雙層電容器尤其具有明顯改善的自動(dòng)放電行為，其電解質(zhì)溶液由0.9mol/l的乙腈中的乙基三甲基銨四氟硼酸鹽(標(biāo)記1)組成。
與具有2M的、γ-丁內(nèi)酯中的三乙基甲基銨四氟硼酸鹽(標(biāo)記20)和0.69M的、碳酸亞丙酯中的四乙基銨四氟硼酸鹽(標(biāo)記25)的兩種傳統(tǒng)雙層電容器相對(duì)比，圖6與溫度(℃)相關(guān)地示出在頻率10mHz下本發(fā)明具有2M的、γ-丁內(nèi)酯中的乙基三甲基銨四氟硼酸鹽(標(biāo)記15)的雙層電容器的電容(法拉第)。與傳統(tǒng)雙層電容器相比，本發(fā)明雙層電容器在大于室溫的溫度下表現(xiàn)出更高的或相當(dāng)?shù)碾娙荨?br> 圖7與溫度(℃)相關(guān)地示出在頻率10mHz下示出已在圖6中示出的雙層電容器的ESR。與傳統(tǒng)雙層電容器相比，本發(fā)明雙層電容器在大于室溫的溫度下表現(xiàn)出相當(dāng)?shù)幕蛘呱踔粮玫腅SR值。
本發(fā)明電解質(zhì)溶液和雙層電容器由于其有利的性質(zhì)而可以在-50℃至125℃，優(yōu)選-40℃至85℃，更優(yōu)選在-35℃至70℃的溫度下使用。本發(fā)明雙層電容器可以特別有利地在以下應(yīng)用中使用，其中，電容器即使在很低溫度下也必須吸收大電流，例如在汽車中，例如在點(diǎn)火裝置中，或者在電動(dòng)機(jī)發(fā)動(dòng)時(shí)或用于混合動(dòng)力汽車中的能量回收(Rekuperation)。
本發(fā)明并不限于這里所述的實(shí)施例。尤其是在有關(guān)于以上所述的本發(fā)明使用的導(dǎo)電鹽濃度方面以及有關(guān)于具有所述有利的離子半徑的其它陽離子和陰離子方面都可以進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.用于雙層電容器的電解質(zhì)溶液，包含以下成分A)含有最大直徑＜9.20的陽離子的至少一種導(dǎo)電鹽，所述陽離子在中心原子上還有取代基，所述取代基不是都相同的，B)至少一種具有選自內(nèi)酯和腈的官能團(tuán)的溶劑。
2.根據(jù)前述權(quán)利要求的電解質(zhì)溶液，其特征在于，所述成分A)包含最大直徑＜6.80的陰離子。
3.根據(jù)前述權(quán)利要求的電解質(zhì)溶液，其特征在于，所述陰離子包含B或P作為中心原子。
4.根據(jù)前述權(quán)利要求的電解質(zhì)溶液，其特征在于，陰離子選自BF4-和PF6-。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的電解質(zhì)溶液，其特征在于，所述成分A)的陽離子選自乙基三甲基銨、N，N-二甲基吡咯烷酮鎓、二乙基二甲基銨和N-乙基-N-甲基吡咯烷酮鎓。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的電解質(zhì)溶液，其特征在于，所述成分B)選自乙腈、3-甲氧基丙腈、丙腈、丁腈、γ-戊內(nèi)酯和γ-丁內(nèi)酯。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的電解質(zhì)溶液，其特征在于，所述成分A)以0.5和3mol/l之間的濃度存在。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的電解質(zhì)溶液，其特征在于，所述成分A)以0.8和2.1mol/l之間的濃度存在。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求之一的電解質(zhì)溶液，其特征在于，所述成分A)包含濃度為0.9至2mol/l的N-乙基-N-甲基吡咯烷酮鎓四氟硼酸鹽，其中成分B)包含乙腈。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一的電解質(zhì)溶液，其特征在于，所述成分A)包含濃度為0.9至2mol/l的乙基三甲基銨四氟硼酸鹽，所述成分B)包含乙腈。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至8之一的電解質(zhì)溶液，其特征在于，所述成分A)包含濃度為0.9至2mol/l的乙基三甲基銨四氟硼酸鹽，所述成分B)包含γ-丁內(nèi)酯
12.含有電解質(zhì)溶液的電化學(xué)雙層電容器，所述電解質(zhì)溶液包含以下成分A)含有最大直徑＜9.20的陽離子的至少一種導(dǎo)電鹽，所述陽離子在中心原子上還有取代基，所述取代基不是都相同的，B)至少一種具有選自內(nèi)酯和腈的官能團(tuán)的溶劑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12的雙層電容器，其特征在于，含有兩個(gè)電極和一在布置在所述電極之間的、用所述電解質(zhì)溶液浸漬的多孔性隔片。
14.根據(jù)前述權(quán)利要求的雙層電容器，其特征在于，所述兩個(gè)電極包括面狀成型的金屬，所述金屬涂覆有大于1500m2/g的高表面積的電極材料，孔徑＜10的孔隙占電極材料總表面積的50％以上。
15.根據(jù)前述權(quán)利要求的雙層電容器，其特征在于，所述電極材料的、表面積＞1800m2/g且孔尺寸＜10的孔隙占總表面積的份額＞90％。
16.根據(jù)權(quán)利要求11至14之一的雙層電容器，其特征在于，具有兩個(gè)涂覆有炭粉末或炭布的金屬箔作為電極。
17.根據(jù)權(quán)利要求12至16之一的雙層電容器，其特征在于，該電容器包含聚合物膜、絨頭物、毛氈、由聚合物或纖維玻璃或紙形成的織物作為隔片。
18.根據(jù)權(quán)利要求1至10之一的電解質(zhì)溶液用于在-50℃至125℃的溫度下在雙層電容器中工作的用途。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于雙層電容器的電解質(zhì)溶液，包含至少一種導(dǎo)電鹽，其含有最大直徑＜9.20的陽離子，在中心原子上還有取代基，所述取代基不都是相同的，還包含至少一種溶劑，該溶劑具有選自內(nèi)酯和腈的官能團(tuán)。在低溫下，在乙腈作為溶劑情況下，這種電解質(zhì)溶液具有比傳統(tǒng)電解質(zhì)溶液更好的性能，因此配備有本發(fā)明電解質(zhì)溶液的雙層電容器在低溫下表現(xiàn)出改善的電學(xué)性能。
文檔編號(hào)H01G11/62GK101036206SQ200580033496
公開日2007年9月12日 申請(qǐng)日期2005年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月3日
發(fā)明者H-G·德根, K·埃貝爾, A·施瓦克, K·帝芬希 申請(qǐng)人:巴斯福股份公司