离子液体聚合物电解质在双电层电容器中的应用

　　离子液体/聚合物电解质在双电层电容器中的应用蒋晶，高德淑，李朝晖，苏光耀（湘潭大学化学学院，湖南湘潭411105）（BMIPF6）制备出离子液体/聚合物电解质凝肢膜，并组装了活性炭电极双电层电容器（EDLC）。基于EMIBF4/P（VDF-HFP）和BMIPF6/P（VD！-HFP）聚合物电解质（质量比2：1）的双电层电容器，比电容分别为38.5F/g和20.9F/g.基于EMIBF4/P（VDF-HFP）的双电层电容器显示了优良的电化学性能。

　　离子液体也称室温熔融盐，在室温下由阴阳离子构成，具有导电性高，电化学窗口宽，在较宽的温度范围内不挥发和不易燃等优点，可制成离子液体/聚合物电解质，作为双电层电容器和电池的电解质。本文作者以P（VDF~HFP）为基体，分别与离子液体-乙基~3甲基咪唑|四氟硼酸盐（EMIBF4）和丁基3甲基咪唑|六氟磷酸盐（BMIPF6）制备出凝胶型离子液体/聚合物电解质，研宄了它们在双电层电容器中的性能。

　　1实验1.1离子液体/P（VDFHFP）聚合物电解质的制备离子液体的合成采用两步法，按进行。将适量P（VDF-HFP）（KnyarFlex 2801，美国产）溶于N甲基吡咯烷酮（CP，汕头产）中，再加入与P（VDF~HFP）质量比为2：1的离子液体，混合均匀。将上述热的溶液浇铸在洁净的玻璃片上，迅速移入真空干燥箱中，在80°C下干燥24h，脱去溶剂。快速转入手套箱中冷却后，剥离玻璃片上的弹性膜（厚度　　1.2电容器的组装采用与制作电解质相同的方法，将适量活性炭粉和乙炔黑（CP，江西产）与离子液体/P（VDFHFP）混合、浇铸并干燥，制成活性炭载量约为10mg/cm2的电极圆片。选取两片电极，中间夹入离子液体/P（VDF-HFP）聚合物电解质薄膜，装入两个不锈钢电极棒之间，组装成实验电容器。

　　3测试离子液体/P（VDF-HFP）聚合物电解质和电容器的电化学性能测试均在EGGM273电化学系统（美国产）上进行，交流阻抗测试频率为105~Q05Hz，振幅为5mV，循环伏安测试范围为0~20V，扫描速度为10mV/s；电容器充放电实验在ArbinInstruments电池程控测试仪（美国产）上进行，1.流充放电，电压为0~20V.热失重测试气氛为N2，温度为室温至500*C，升温速率为20*C/min.蒋晶（1980-），女，湖南人，湘潭大学化学学院硕士生，研究方向：化学电源及相关材料；高德淑（1950-），女，湖南人，湘潭大学化学学院副教授，研究方向：电化学及应用，本文联系人；李朝晖（1969-），男，湖南人，湘潭大学化学学院讲师，研究方向：电化学及应用；苏光耀（1950-J，男，河南人，湘潭大学化学学院教授，研究方向：电化学及应用。

　　离子液体/P（VDF-HFP）聚合物电解质电容器的交流阻抗谱中，高频部分表现出一个不规整的半圆，代表聚合物电解质膜的本体电阻及电容器几何电容的特征，半圆与实轴的左交点即为聚合物电解质的本体电阻Rb，半圆的右端点即为本体电阻Rb与反应电阻Rr之和；低频部分表现为有一定斜率的直线，则与离子的扩散有关。由*低频率（Q05Hz）时的阻抗虚部值，按可计算出电容器的比电容。

　　物电解质的电容器，比电容分别为35F/g和20.9F/g.比容量与电解质的电导率密切相关，电导率越大，比电容越大。

　　2.2.2循环伏安特性为电容器的循环伏安曲线。

　　离子液体/P（VDF-HFP）聚合物电解质电容器的循环伏安曲线离子液体/P（VDF-HFP）聚合物电解质电容器的充放电曲线由可见，两种电容器在测试电压范围内，曲线均具有近似等腰三角形的对称分布，电压随时间线性变化，说明电容器的可逆循环性能良好。基于EMIBF4/P（VDF-HFP）聚合物电解质的电容器，具有相对较高的比电容和充放电效率。

　　3结论1）的双电层电容器，比电容分别为38.5F/g和2Q9F/g.基于EMIBF4/P（VDF-HFP）聚合物电解质的双电层电容器展示了优良的电化学性能，本体阻抗较小，比电容较大，循环性能良好。