[发明专利]一种基于光聚合凝胶离子电解液的电容器及其制备方法

权利要求书

1.一种基于光聚合凝胶离子电解液的电容器，其特征在于：包括外壳和芯包，所述芯包密封设置在外壳内，所述芯包上形成有凝胶电解液，所述凝胶电解液包括溶液体系和溶液体系，所述溶液体系和溶液体系的体积比例为1:4-10:1，所述溶液体系为在光照射的情况下聚合得到的凝胶状高分子化合物，所述溶液体系为附着在溶液体系上的离子液体溶液；所述溶液体系包括80%-95%的聚合单体、1-10%的PVA、1-10%的去离子水、2%-10%的交联剂和0.1%-5%的光引发剂；所述溶液体系包括80%-95%的离子液体、5-20%的溶质以及0.5%-3%的添加剂，所述离子液体包括1-丁基吡啶四氟硼酸盐、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐、丁基吡咯烷双三氟甲磺酰亚胺盐、1-乙基-3-甲基咪唑鎓乙基硫酸乙酯、N-甲基-丙基哌啶双三氟甲磺酰亚胺盐和BMIPF¬6中的一种或几种；所述光引发剂包括2-羟基-2-甲基-1-苯基丙酮、1-羟基环己基苯基甲酮、2-甲基-2-(4-吗啉基)-1-[4-(甲硫基)苯基]-1-丙酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦、 2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯、2-二甲氨基-2-苄基-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-1-丙酮、苯甲酰甲酸甲酯中的一种或几种。

2.根据权利要求1所述的基于光聚合凝胶离子电解液的电容器，其特征在于：所述聚合单体包括丙烯酸、聚丙烯酸、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丁酯和甲基丙烯酸乙酯的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的基于光聚合凝胶离子电解液的电容器，其特征在于：所述交联剂包括甲基丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸-2-羟基丙酯和甲基丙烯酸甲酯的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的基于光聚合凝胶离子电解液的电容器，其特征在于：所述溶质包括丁二酸、戊二酸、己二酸、己二酸铵、辛二酸铵、壬二酸铵、癸二酸铵、1,7-癸二酸铵、异癸二酸铵、烷基癸二酸铵、十二双酸铵、2-己基己二酸、硼酸、聚乙烯醇、聚乙二醇、磷酸丁酯、磷酸单丁酯、五硼酸铵、苯二酸、对苯二酸、柠檬酸的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的基于光聚合凝胶离子电解液的电容器，其特征在于：所述添加剂包括对硝基苯酚、邻硝基苯酚、间二硝基苯、对硝基苯甲醚或对硝基苯甲醇、次亚磷酸铵的一种或多种。

6.一种如权利要求1-5任一项所述的基于光聚合凝胶离子电解液的电容器的制备方法，其特征在于：包括以下步骤，

1）裁切，将整卷电极箔与电解纸裁切成预定的宽度；

2）将导针与电极箔铆接在一起，然后电极箔与电解纸层叠卷绕形成芯包；

3）电解液的制备：

3.1）溶液体系的制备，将聚合单体、PVA、去离子水以及交联剂混合，在95℃下搅拌20-200min，

在的混合溶液中加入光引发剂，常温继续搅拌30-40min；

3.2）溶液体系的制备，将离子液体和溶质混合均匀，加入添加剂，搅拌30-60min；

4）将溶液体系和溶液体系按比例1:4-10:1混合，常温搅拌1-12h；

5）用真空含浸或者加压含浸的方式将芯包含浸步骤4）的溶液；

6）用UV光照射步骤5）芯包的两端，时间为10-900秒；

7）组立套管。

7.根据权利要求6所述的基于光聚合凝胶电解液的电容器的制备方法，其特征在于：所述溶液体系和溶液体系的混合比例为1:2，步骤4）中常温搅拌的时间为2h；所述UV光照射的时间为60秒。