二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐电解质及其制备方法、电解液技术

本发明专利技术提供一种二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐电解质及其制备方法、电解液。二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐电解质结构式如下：其中，n为1或2。制备过程包括：将吡咯烷、碱、反应溶剂加入到反应容器中，向其中滴加1,4‑二溴丁烷，加热反应；生成中间产物螺环季铵溴化物，将生成的螺环季铵溴化物与二氟草酸硼酸锂常温水溶液反应生成二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐。将该二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐溶解于乙腈溶剂可得制成电容用电解液。本发明专利技术的优势在于：对应的电解液在高电压下具有优异的电化学稳定性和宽电压窗口。在3.2V的工作电压下，经过10000次循环测试后，容量保持率达到94.12%，库仑效率接近100%；具有广泛的应用前景和产业化价值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于超级电容领域，尤其涉及一种二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐电解质及其制备方法、电解液。

技术介绍

1、超级电容器是指介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置，它既具有电容器快速充放电的特性，同时又具有比传统电容器更高的能量密度。因其高功率密度、快速充放电和长循环寿命等优点，在电动汽车、可再生能源系统和便携式电子设备等领域展现出广泛的应用前景。

2、目前，商业上广泛使用的双电层超级电容器通常采用四氟硼酸四乙基铵盐(tea-bf4)或四氟硼酸三乙基甲基铵盐(tema-bf4)作为电解质盐，这些电解质的工作电压通常只能达到2.7v-2.8v，且溶解度较低。

3、也有采用含氟磺酰亚胺（fsi-）和双三氟磺酰亚胺（tfsi-）的阴离子电解质盐，这些电解质能在一定程度上提高耐压性，但在高压条件下持续充放电时，这些阴离子易导致铝箔集流体的腐蚀，影响电容器的长期稳定性。此外，此类电解质盐通常制备工艺复杂、成本高，限制了其大规模应用的可行性。

4、为此，提供一种制备过程更为环保且高效、纯度高，并具有优异离子稳定性和宽电压窗口的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐电解质，其特征在于，结构式如下：

2.一种二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐电解质的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1所述的二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐电解质，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐电解质的制备方法，其特征在于，步骤S1中反应溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷中的任意一种，碱为氢氧化钠或氢氧化钾；反应温度为室温至80℃，反应时间为8-10小时。

4.根据权利要求2所述的二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐电解质的制备方法，其特征在于：步骤S2中反应温度为室温，反应为...

【技术特征摘要】

1.一种二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐电解质，其特征在于，结构式如下：

2.一种二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐电解质的制备方法，其特征在于，用于制备如权利要求1所述的二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐电解质，包括如下步骤：

3.根据权利要求2所述的二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐电解质的制备方法，其特征在于，步骤s1中反应溶剂为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、乙腈、四氢呋喃、二氯甲烷中的任意一种，碱为氢氧化钠或氢氧化钾；反应温度为室温至80℃，反应时间为8-10小时。

4.根据权利要求2所述的二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐电解质的制备方法，其特征在于：步骤s2中反应温度为室温，反应为瞬时反应、二氟草酸硼酸锂纯度大于99%。

5.根据权利要求2所述的二氟草酸硼酸盐螺环季铵盐电解质的制备方法，其特征在于，吡咯烷、1,4-二溴丁烷、碱和二氟（草酸）硼酸锂的摩尔比为1.0:(0.95-1.0):(1.2-1.5):(1.05-1.2)。

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【专利技术属性】
技术研发人员：时志强，张若萱，刘盼，张桂芳，
申请(专利权)人：容创未来天津新能源有限公司，
类型：发明
国别省市：