WO2015172358A1 - 一种电解液溶质和电解液及高电压超级电容器 - Google Patents

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electrolyte
solute
supercapacitor
high voltage
bis
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郑仲天
曹英杰
曹朝伟
薛龙良
向晓霞
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深圳新宙邦科技股份有限公司
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54—Electrolytes
    • H01G11/58—Liquid electrolytes
    • H01G11/62—Liquid electrolytes characterised by the solute, e.g. salts, anions or cations therein
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors

Definitions

  • the present invention relates to the field of electrochemistry, and more particularly to an electrolyte solute and electrolyte for a high voltage supercapacitor and a high voltage supercapacitor using the same.
  • distributed energy storage systems intelligent distributed power grid systems, new energy vehicles and other transportation fields, energy-saving elevator cranes and other load fields, electromagnetic bombs and other military equipment fields and motion control areas, involving new energy generation, smart grid, new Energy vehicles, energy-efficient buildings, industrial energy conservation and emission reduction, etc., belong to the standard full range of low-carbon economic core products o
  • supercapacitors As one of the most promising energy storage devices in the field of new energy, supercapacitors have become one of the hotspots in the interdisciplinary fields of materials, power, physics and chemistry in the United States, Japan, South Korea and Russia.
  • the main research objective is to prepare electrode materials with excellent performance and low cost; and electrolyte system materials with high conductivity, good chemical and thermal stability, high working voltage (electrochemical stability window width), and high energy density on this basis.
  • Chinese patent GN1 03021 676A discloses dispersing carbon nanomaterials in a conventional supercapacitor electrolyte, thereby increasing the operating voltage of the supercapacitor.
  • Chinese patent CN1 034742555A mentions the addition of a high-voltage stabilizer to the supercapacitor electrolyte system to achieve the purpose of increasing the operating voltage. The above methods all increase the working voltage by adding an additive to the supercapacitor electrolyte, which complicates the electrolyte preparation process, increases the uncertainty factor, and increases the cost.
  • an object of the present invention is to provide an electrolyte solute and an electrolyte which have high energy density and can be stably used for a long period of time, and a high voltage supercapacitor using the same.
  • R represents a hydrocarbon group having 2 to 5 carbon atoms
  • ⁇ BF 4 tetrafluoroborate
  • ⁇ PF 6 hexafluorophosphate
  • bis(fluorosulfonyl)imide —N( FS0 2 ) 2
  • double (three Fluoromethylsulfonyl)imide -N (CF 3 S0 2 ) 2
  • bis(trifluoromethylsulfonyl)methyl -C (CF 3 S0 2
  • the high voltage means that the super capacitor charging cutoff voltage is 2. 7V - 3. 2V.
  • An electrolyte for high voltage supercapacitors comprising a solvent and a solute
  • R represents a hydrocarbon group having 2 to 5 carbon atoms
  • sulfonates -C n F 2n+1 S0 3
  • the anion of the high pressure solute is tetrafluoroborate (-BFJ).
  • the cation is one or more of trimethylethylammonium, trimethylpropylammonium, trimethylbutylammonium and trimethylammoniumammonium, more preferably trimethylpropylammonium, three Methyl butylammonium, wherein propyl, butyl and pentyl groups may be straight or branched, most preferably trimethylpropylammonium, trimethylisopropylammonium having a carbon number of 3-4, R, One or more of trimethylbutylammonium.
  • the solvent is selected from the group consisting of a nitrile, an ester, and a sulfone.
  • a nitrile such as acetonitrile (AN), propionitrile, butyronitrile, methoxypropionitrile, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, propylene carbonate, ⁇ -butyrolactone, Y-valerolactone, 1,3-propane sulfone Ester, 1, 4-butane sultone, sulfolane, dimethyl sulfone, methyl ethyl sulfone, diethyl sulfone, dimethyl sulfoxide, diethyl sulfoxide, tetradecyl sulfoxide, etc.
  • AN acetonitrile
  • propionitrile propionitrile
  • butyronitrile methoxypropionitrile
  • ethylene carbonate dimethyl carbonate
  • propylene carbonate ⁇ -butyrol
  • the electrolyte solution has a solubility of 0. 1 -2. Omol / L, preferably 0. 5- 1 . 5mo l / L.
  • the high voltage means that the super capacitor charging cutoff voltage is 2. 7V-3. 2Vo.
  • another technical solution adopted by the present invention is:
  • a high voltage supercapacitor comprising an electrolyte and a battery immersed in an electrolyte, the battery core is composed of two collector electrodes and a diaphragm disposed between the two collector electrodes, and the two collector electrodes are attached with activated carbon
  • the electrolyte includes a solvent and a solute;
  • the chemical structure of the solute is as follows:
  • R represents a hydrocarbon group having 2 to 5 carbon atoms
  • A_ is an anion, which may be selected from tetrafluoroborate, acid group ( ⁇ BF 4 ), hexafluorophosphate ( ⁇ PF 6 ), bis(fluorosulfonyl)imide (—N( FS0 2 ) 2 ), double (trifluoromethylsulfonyl)imide (-N (CF 3 S0 2 ) 2 ), bis(trifluoromethylsulfonyl)methyl (-C (CF 3 S0 2 ) 2 ) and perfluoroalkane
  • One or more of the group sulfonates (-C n F 2n+1 S0 3 ).
  • the anion of the high pressure solute is tetrafluoroborate (-BFJ).
  • the high voltage means that the super capacitor charging cutoff voltage is 2. 7V - 3. 2V.
  • the concentration of the solute of the formula is 0. 1 - 2mo l / L, preferably 0. 5-1. 5mo l / L.
  • the charge cutoff voltage is 2. 7-3. 0V
  • the solute is trimethylpropylammonium tetrafluoroborate
  • the solvent is propylene carbonate.
  • Another preferred embodiment of the above solution is a charge cutoff voltage of 2. 8-3. 2V
  • the solute is trimethylpropylammonium tetrafluoroborate
  • the solvent is acetonitrile.
  • the invention has the beneficial effects that: the high voltage supercapacitor prepared by using the solute preparation electrolyte mentioned in the invention can work stably for a long time under the voltage of 2. 7V-3. 2V, greatly improving the energy density and maintaining Its high power density characteristics, in particular, greatly extend the working life of the capacitor.
  • the electrolyte solute can be synthesized by an ordinary method, such as trimethylamine and corresponding!
  • the 3 ⁇ 4 generation alkane reacts to form a halogenated quaternary ammonium salt, and then reacts with sodium tetrafluoroborate in a DMF system to obtain a quaternary ammonium tetrafluoroborate salt, and the crude product is purified by recrystallization to obtain a high purity solute.
  • the supercapacitor model is assembled in a glove box:
  • the battery core includes two collector electrodes made of aluminum foil, two working electrodes made of activated carbon, and a fiber cloth separator interposed therebetween, but is not limited to this structure.
  • the cells were immersed in the following comparative examples and the electrolytes in the examples, and sealed with aluminum shells and colloidal particles.
  • the supercapacitor testing process is:
  • Example 2-15 In the same manner as in Example 1, only the solute, solvent and concentration of the electrolyte are adjusted differently. The detailed data are shown in Table 2-6. Supercapacitors were fabricated using these electrolytes and tested for electrochemical performance. The life test results are listed in Tables 2-6.

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Abstract

一种电解液溶质，用于高电压超级电容器，阴离子选自四氟硼酸根、六氟磷酸根、双（三氟甲基磺酰）亚胺、三（三氟甲基磺酰）甲基和全氟烷基磺酸根中的一种或几种。所述溶质的阳离子为三甲基乙基铵、三甲基丙基铵、三甲基丁基铵和三甲基戊基铵中的一种或几种。同时公开了一种电解液及应用该电解液的超级电容器。有益效果为：用所述溶质配制电解液制作的高电压超级电容器，在电压2.7V-3.2V下能长时间稳定工作，极大地提高了能量密度，又保持了其高功率密度的特性，大大提高了电容器的寿命。

Description

一种电解液溶质和电解液及高电压超级电容器 技术领域
本发明涉及电化学领域， 尤其涉及一种用于高电压超级电容器的电解液溶 质和电解液及应用该电解液的高电压超级电容器。
背景技术 说
超级电容器， 也叫金电容、 电化学电容器， 采用离子吸附（双电层电容器） 或者表面快速氧化还原反应（赝电容器）来存储能量。 超级电容器是一种介于电 书
池与传统静电电容器之间的新型储能器件。 超级电容器存储的电荷是传统电解 电容的成百或上千倍， 能在数秒内完全充放电， 具有比电池更高的功率输入或 输出， 且能在更短的时间内达到。 同时， 超级电容器具有充放电时间短、 储存 寿命长、 稳定性高、 工作温度范围宽 （-40°C~70°C ) 等优点， 因而广泛应用于 消费类电子产品领域、 新能源发电系统领域、 分布式储能系统领域、 智能分布 式电网系统领域、 新能源汽车等交通领域、 节能电梯吊车等负载领域、 电磁炸 弹等军用设备领域和运动控制领域等， 涉及新能源发电、 智能电网、 新能源汽 车、 节能建筑、 工业节能减排等各个行业， 属于标准的全系列低碳经济核心产 品 o
超级电容器作为新能源领域中最具有前景的储能装置之一， 目前已成为美 国、 日本、 韩国和俄罗斯等国家在材料、 电力、 物理、 化学等多学科交叉领域 研究的热点之一。 主要研究目标是制备性能优良和低成本电极材料； 和电导率 高、 化学和热稳定性好、 工作电压高 （电化学稳定窗口宽〉 的电解液体系材料， 并在此基础上制备高能量密度、 高功率密度和使用寿命长的可用于各种电动混 合汽车混合动力系统和电子设备的后备电源等方面的超级电容器储能器件。
目前商业化的超级电容器电解液主要采用四乙基四氟硼酸铵（Et 4NBF4)或 甲基三乙基四氟硼酸铵（Et3MeNBF4)的乙腈（AN)或碳酸丙烯酯（PC)的溶液， 超级 电容器的电压上限仅为 2. 7V (AN体系）或 2. 5V (PC体系）， 导致其能量密度较低。 与期望的电压上限 3. OV (AN体系）或 2. 7V (PC体系）， 存在较大距离。 日益紧迫的能源危机让科研工作者们不遗余力地采取各种措施提高超级电 容器的能量密度， 而配制高电压超级电容器电解液是解决这一问题最直接有效 的途径。 中国专利 GN1 03021 676A中公开了一种在传统超级电容器电解液中分散 碳纳米材料， 从而提高超级电容器的工作电压。 中国专利 CN1 034742555A 中提 到在超级电容器电解液体系中加入高压稳定剂来达到提高工作电压的目的。 上 述方法都是通过在超级电容器电解液中加入添加剂来提高其工作电压， 使得电 解液配制过程复杂， 不确定因素说增加， 成本也相对提高。 近期， 有报道中提到 使用 N，N-二甲基吡咯烷四氟硼酸铵的 AN溶液作超级电容器电解液，可用于工作 电压为 3. 0V的超级电容器， 但其寿命特性有待提高。
书 发明内容
有鉴于此， 本发明的发明目的是为了解释上述技术问题， 提供一种能量密 度高， 能长时间稳定使用的电解液溶质和电解液及应用该电解液的高电压超级 电容器。
为了实现上述发明目的， 本发明采用的技术方案为：
一种电解液溶质， 用于高电压超级电容器， 其化学结构式如下：
CM,
ί + ―
其中，
R表示含 2~5个碳原子数的烃基；
A—为阴离子， 可选自四氟硼酸根（― BF4)、 六氟磷酸根（― PF6)、 双 （氟磺酰） 亚 胺根 (― N ( FS02) 2)、 双（三氟甲基磺酰）亚胺根（― N (CF3S02) 2)、 双（三氟甲基磺酰） 甲基根（― C (CF3S02) 2)和全氟烷基磺酸根（― CnF2n+1S03)中的一种或几种。 优选地， 所 述高压溶质的阴离子为四氟硼酸根（― BFJ。
其中， 其阳离子为三甲基乙基铵、 三甲基丙基铵、 三甲基丁基铵和三甲基 戊基铵中的一种或几种， 更优选三甲基丙基铵、 三甲基丁基铵， 其中丙基、 丁 基和戊基可为直链或支链， 最优选 R的碳原子数量为 3-4的三甲基丙基铵、 三 甲基异丙基铵、 三甲基丁基铵一种或几种。
所述高电压指超级电容器充电截止电压为 2. 7V-3. 2V。
为了实现上述发明目的， 本发明采用的另一个技术方案为：
一种电解液， 用于高电压超级电容器， 包含溶剂和溶质；
所述溶质的其化学结构式如下：
Ci:L 说
CH3
其中，
书
R表示含 2~5个碳原子数的烃基；
A—为阴离子， 可选自为四氟硼酸根（― BF4)、 六氟磷酸根（― PF6)、 双 （氟磺酰） 亚胺根 （― N ( FS02) 2)、 双（三氟甲基磺酰）亚胺根（― N (CF3S02) 2)、 双（三氟甲基磺 酰）甲基根（― C (CF3S02) 2)和全氟烷基磺酸根（― CnF2n+1S03)中的一种或几种。 优选地， 所述高压溶质的阴离子为四氟硼酸根（― BFJ。
其中， 其阳离子为三甲基乙基铵、 三甲基丙基铵、 三甲基丁基铵和三甲基 戊基铵中的一种或几种， 更优选三甲基丙基铵、 三甲基丁基铵、 其中丙基、 丁 基和戊基可为直链或支链， 最优选 R的碳原子数量为 3-4的三甲基丙基铵、 三 甲基异丙基铵、 三甲基丁基铵一种或几种。
其中， 所述溶剂为选自腈、 酯类、 砜类。 如乙腈（AN)、 丙腈、 丁腈、 甲氧 基丙腈、 碳酸乙烯酯、 碳酸二甲酯、 碳酸丙烯酯、 γ -丁内酯、 Y -戊内酯、 1，3- 丙烷磺内酯、 1， 4-丁烷磺内酯、 环丁砜、 二甲基砜、 甲基乙基砜、 二乙基砜、 二甲基亚砜、 二乙基亚砜、 四亚曱基亚砜等中的一种或几种。
所述电解液溶度为 0. 1 -2. Omo l /L,优选 0. 5- 1 . 5mo l /L。
所述高电压指超级电容器充电截止电压为 2. 7V-3. 2Vo为了实现上述发明目 的， 本发明采用的又一个技术方案为：
一种高电压超级电容器， 包括电解液和浸入电解液的电芯， 电芯由两集电 极及设置于两集电极中间的隔膜组成， 两集电极上附着有活性炭
所述电解液包括溶剂和溶质； 所述溶质的其化学结构式如下：
CH—·
ί + ―
其中，
R表示含 2~5个碳原子数的烃基；
A_为阴离子， 可选自为四氟硼说酸根（― BF4)、 六氟磷酸根（― PF6)、 双 （氟磺酰） 亚胺根 （― N ( FS02) 2)、 双（三氟甲基磺酰）亚胺根（― N (CF3S02) 2)、 双（三氟甲基磺 酰）甲基根（― C (CF3S02) 2)和全氟烷基磺酸根（― CnF2n+1S03)中的一种或几种。 优选地， 书
所述高压溶质的阴离子为四氟硼酸根（― BFJ。
其中， 其阳离子为三甲基乙基铵、 三甲基丙基铵、 三甲基丁基铵和三甲基 戊基铵中的一种或几种， 更优选三甲基丙基铵， 三甲基丁基铵， 其中丙基、 丁 基和戊基可为直链或支链， 最优选 R的碳原子数量为 3-4的三甲基丙基铵、 三 甲基异丙基铵、 三甲基丁基铵一种或几种。
其中， 所述溶剂为选自腈、 醚、 酰胺、 酯类、 砜类。 如乙腈（AN)、 丙腈、 丁腈、 曱氧基丙腈、 碳酸乙烯酯、 碳酸二甲酯、 碳酸丙烯酯、 γ -丁内酯、 γ - 戊内酯、 1， 3-丙烷磺内酯、 1， 4-丁烷磺内酯、 环丁砜、 曱基乙基砜、 二甲基砜、 二乙基砜、 二甲基亚砜、 二乙基亚砜、 四亚甲基亚砜等中的一种或几种。 上述 溶剂优选乙腈（AN)、 碳酸丙烯酯之一或混合物。
所述高电压指超级电容器充电截止电压为 2. 7V-3. 2V。
所述电解液中
Figure imgf000005_0001
所示结构式的溶质的浓度为 0. 1 -2mo l /L, 优选 0. 5-1 . 5mo l /L。
上述方案中优选充电截止电压为 2. 7-3. 0V,溶质为三甲基丙基四氟硼酸铵， 溶剂为碳酸丙烯酯。 上述方案中另一优选方案为充电截止电压为 2. 8-3. 2V， 溶质为三甲基丙基 四氟硼酸铵， 溶剂为乙腈。
本发明的有益效果为： 用本发明中提到的溶质配制电解液制作的高电压超 级电容器， 在电压 2. 7V-3. 2V 下能长时间稳定工作， 极大地提高了能量密度， 又保持了其高功率密度的特性，特别是大大的延长了电容器的工作寿命。 具体实施方式 说
为详细说明本发明的技术内容、 构造特征、 所实现目的及效果， 以下结合 实施方式详予说明。
书
本发明中电解液溶质可以用普通方法合成， 如三甲胺与对应！ ¾代烷反应生 成卤化季铵盐， 再在 DMF体系中与四氟硼酸钠反应得到四氟硼酸季铵盐， 粗品 经重结晶提纯即得到高纯溶质。
在手套箱中组立超级电容器模型： 电芯包括铝箔制作的两集电极、 由活性 炭制作的两工作电极和在其间插入的纤維布隔膜， 但并不局限于此种结构。 将 电芯浸入以下对比例和实施例中的电解液中， 采用铝壳和胶粒组立封口。
超级电容器测试过程为：
(1 )预循环（1 0次）： 25 °C , 充电截止电压 U、 恒定电流 1 0mA/F进行充电； 然后按下限电压 U/2， 恒定电流 1 0mA/F进行放电；
(2) 65°C高温箱中，恒定电流 1 0mA/F充电至上限电压 U，恒压（U)—定时间；
(3)取出超级电容器并冷却至 25°C，再进行充放电测试，测试条件同预循环， 并计算超级电容器的容量保持率、 ESR增长率。
(4)以容量保持率 60%， 和（或） ESR增长率 1 00%时， 作为超容寿命的判断 标准。
实施例 1
以三甲基丙基四氟硼酸铵为溶质， AN为溶剂， 配制 1 . Omo l /L电解液， 并测 定其在 25°C时的电导率， 结果列于表 1 中。 用该电解液制作超级电容器并对其 进行电化学性能测试， 寿命测试结果分别列于表 2中。
实施例 2-15 跟实施例 1 大体一致， 只是电解液的溶质、 溶剂及浓度有不同的调整， 各 详细数据见表 2-6所示。 用这些电解液制作超级电容器并对其进行电化学性能 测试， 寿命测试结果分别列于表 2- 6中。
对比例 1
以四乙基四氟硼酸铵为溶质， AN为溶剂， 配制 1. Omol/L电解液， 并测定其 在 25°C时的电导率， 结果列于表 1 中。 用该电解液制作超级电容器并对其进行 电化学性能测试， 寿命测试结果分说别列于表 2中。
对比例 2-5
与对比例 1 大体一致， 只是电解液的溶质、 溶剂及浓度有不同的调整， 各 书
详细数据见表 2-6所示， 用这些电解液制作超级电容器并对其进行电化学性能 测试， 寿命测试结果分别列于表 2- 6中。
表 1 25°C时， 各电解液的电导率 /ms/cm
Figure imgf000007_0001
表 2 电容器寿命数据
寿命 /h
溶质 溶剂
2.8V 3.0V 3.2V 三甲基丙基四氟硼酸铵：
实施例 1 乙腈 3800 1970 530
1 mol/L
三甲基丁基四氟硼酸銨：
实施例 2 乙腈 3450 1700 480
1 mol/L
三甲基异丙基四氟硼酸
实施例 3 乙腈 3300 1850 500
铵： 1 mol/L
三甲基丙基四氟硼酸
实施例 4 铵： 0.9 mol/L; 四乙基四 乙腈 2800 1500 390
氟硼酸铵： 0.1 mol/L
四乙基四氟硼酸铵：
对比例 1 乙腈 1500 820 240
1 mol/L 表 3 电容器寿命数据
寿命 /h
溶质 溶剂
2.7V 2.8V 3.0V 三甲基丙基四氟硼酸
实施例 5 碳酸丙烯酯 2100 1100 340 铵： 1 mol/L
三甲基丁基四氟硼酸
实施例 6 碳酸丙烯酯 1900 950 285 铵： 1 mol/L
三甲基异丙基四氟硼 说
实施例 7 破酸丙烯醋 1950 980 290 酸铵：1 mol/L
甲基三乙基四氟硼酸
3于比例 2 减酸丙烯酯 1400 750 210 铵： 1 mol/L 书
表 4 电容器寿命数据
寿命 /h
溶质 溶剂
2.7V 2.8V 3.0V 三甲基丙基四氟硼酸
实施例 8 甲基乙基砜 2200 1350 380 铵： 1 mol/L
三甲基丁基四氟硼酸
实施例 9 甲基乙基砜 1990 1250 300 铵： 1 mol/L
三甲基异丙基四氟硼
实施例 10 甲基乙基砜 2000 1300 320 酸铵： 1 mol/L
四乙基四氟硼酸銨： 1
对比例 3 甲基乙基砜 1500 850 280 mol/L
表 5 电容器寿命数据
寿命 /h
溶质 溶剂
2.8V 3.0V 3.2V 三甲基丙基四氟硼酸
实施例 11 乙腈 1850 1200 350 铵： 2 mol/L
螺二吡咯烷鑌四氟硼
对比例 4 乙腈 1500 1000 200 酸盐： 2 mol/L
三甲基丙基四氟硼酸
实施例 12 乙腈 2170 1450 440 铵： 0.5 mol/L
螺二吡咯烷鏘四氟硼
对比例 5 乙腈 1780 1100 320 酸盐： 0.5 mol/L 表 6 电容器寿命数据
说
书
Figure imgf000009_0001
从表 2-6中数据可以明显看出， 在不同的溶剂体系中， 在不同截止电压下， 使用本发明中提到的高电压超级电容器电解液制作的超级电容器， 电化学性能 显著提高， 实现了超级电容器高耐电压与长寿命的良好平衡， 在保持超级电容 器高功率密度的同时， 也极大地提高了超级电容器的能量密度。 而从对比例可 以看出， 使用惯常的溶质制备电解液制作的超级电容器， 在高电压下 （2. 7V及 以上）， 电容器的寿命大大縮短， 且随着截止电压的升高， 电容器的寿命衰减比 较剧烈。 以上所述仅为本发明的实施例， 并非因此限制本发明的专利范围， 凡是利 用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换， 或直接或间接运用在其他相 关的技术领域， 均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

权 利 要 求 书
1、 一种电解液溶质， 用于高电压超级电容器， 其特征在于： 其化学结构式 如下： i+ ―
CH3
其中，
R表示含 2~5个碳原子数的烃基；
A—为阴离子。
2、 根据权利要求 1所述的电解液溶质， 其特征在于： 其阳离子为三甲基乙 基铵、 三甲基丙基铵、 三甲基丁基铵和三甲基戊基铵中的一种或几种， 其中丙 基、 丁基和戊基可为直链或支链。
3、 根据权利要求 2所述的电解液溶质， 其特征在于： 所述阳离子为三甲基 丙基铵。
4、 根据权利要求 1所述的电解液溶质， 其特征在于： 所述阴离子为四氟硼 酸根、 六氟磷酸根、 双 （氟磺酰） 亚胺、 双（三氟甲基磺酰）亚胺、 双（三氟甲基 磺酰）甲基和全氟烷基磺酸根中的一种或两种以上。
5、 根据权利要求 1所述的电解液溶质， 其特征在于： 所述高电压超级电容 器是指超级电容器充电截止电压为 2. 7V-3. 2V。
6、 一种电解液， 用于高电压超级电容器， 其特征在于： 包含溶剂和溶质， 含有如下化学结构式所示物质：
Figure imgf000010_0001
其中，
R表示含 2~5个碳原子数的烃基；
A—为阴离子。
7、根据权利要求 6所述的电解液， 其特征在于， 所述阴离子为四氟硼酸根、 权 利 要 求 书
六氟磷酸根、 双 （氟磺酰） 亚胺、 双（三氟甲基磺酰）亚胺、 双（三氟甲基磺酰） 甲基和全氟烷基磺酸根中的一种或两种以上。
8、根据权利要求 6所述的电解液， 其特征在于， 所述溶质的阳离子为三甲基乙基铵、 三甲基丙基铵、 三甲基丁基 铵和三甲基戊基铵中的一种或几种， 其中丙基、 丁基和戊基可为直链或支链。
9、 根据权利要求 8所述的电解液， 其特征在于， 所述溶质的阳离子为三甲 基丙基铵。
1 0、 根据权利要求 6所述的电解液， 其特征在于， 所述溶剂为腈、 醚、 酰 胺、 酯类、 砜类溶剂的一种或两种以上混合溶剂。
1 1、 根据权利要求 9所述的电解液， 其特征在于， 所述溶剂为乙腈、 丙腈、 丁腈、 三甲基乙腈、 甲氧基丙腈、 碳酸乙烯酯、 碳酸二曱酯、 碳酸丙烯酯、 γ - 丁内酯、 Y -戊内酯、 1，3-丙烷磺内酯、 1，4-丁烷磺内酯、 环丁砜、 二甲基砜、 甲基乙基砜、 二乙基砜、 二甲基亚砜、 二乙基亚砜、 四亚甲基亚砜等中的一种 或几种。
1 2、 根据 6-1 1任一权利要求所述电解液， 其特征在于： 所述高电压超级电 容器是指超级电容器充电截止电压为 2. 7V-3. 2V。
1 3、 一种高电压超级电容器， 包含电解液和浸入电解液的电芯， 电芯由两 集电极及设置于两集电极中间的隔膜组成， 两集电极上附着有活性炭；
所述电解液溶质含有如下化学结构式所示物质：
I+. ― o¾
其中， R表示含 2~5个碳原子数的烃基；
A—为阴离子。
1 4、 根据权利要求 1 3所述的高电压超级电容器， 其特征在于， 所阴离子述 为四氟硼酸根、 六氟磷酸根、双（氟磺酰）亚胺、双（三氟曱基磺酰）亚胺、双（三 氟甲基磺酰）甲基和全氟烷基磺酸根中的一种或几种。
1 5、 根据权利要求 1 3所述高电压超级电容器， 其特征在于， 所述溶质中其 阳离子为三曱基乙基铵、 三甲基丙基铵、 三甲基丁基铵和三曱基戊基铵中的一 权 利 要 求 书
种或几种， 其中丙基、 丁基和戊基可为直链或支链。
16、 根据权利要求 13所述高电压超级电容器， 其特征在于： 所述溶剂为所 述溶剂为乙腈、 丙腈、 丁腈、 三甲基乙腈、 甲氧基丙腈、 碳酸乙烯酯、 碳酸二 甲酯、 碳酸丙烯酯、 γ -丁内酯、 γ -戊内酯、 1，3-丙烷磺内酯、 1，4-丁烷磺内 酯、 环丁砜、 二甲基砜、 甲基乙基砜、 二乙基砜、 二甲基亚砜、 二乙基亚砜、 四亚曱基亚砜等中的一种或几种。
17、 根据权利要求 13所述高电压超级电容器， 其特征在于： 其充电截止电 压为 2.7V-3.2V。
18、 根据上述权利要求 13-17任意一项所述高电压超级电容器， 其特征在 于： 所述充电截止电压为 2.7-3.0V, 溶质为三甲基丙基四氟硼酸铵， 溶剂为碳 酸丙烯酯。
19、 根据上述权利要求 13-17任意一项所述高电压超级电容器， 其特征在 于： 充电截止电压为 2.8-3.2V， 溶质为三甲基丙基四氟硼酸铵， 溶剂为乙腈。
20、 根据 13-19任意一项所述高电压超级电容器， 其特征在于： 所述电解液 中
Figure imgf000012_0001
所示溶质的浓度为 0.1_2mol/L。
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