雙中心聯吡啶類離子液體及其製備方法與電解液及鋰離子電池的製作方法

2023-05-09 06:52:31 3

雙中心聯吡啶類離子液體及其製備方法與電解液及鋰離子電池的製作方法
【專利摘要】本發明涉及一種雙中心聯吡啶類離子液體，其通式為下述(I)，其中，Y為四氟硼酸陰離子、六氟磷酸陰離子、三氟甲基磺醯亞胺陰離子或三氟甲基磺酸陰離子；R為具有下述通式(II)的甲氧基烷基，其中n為2、3或4。本發明還涉及所述雙中心聯吡啶類離子液體的製備方法和由該雙中心聯吡啶類離子液體製得的離子液體電解液及鋰離子電池。本發明製備的雙中心聯吡啶類離子液體採用雙中心聯吡啶的骨架構型，使得這類離子液體具有結構可設計性，豐富了離子液體的種類。此外，由所述雙中心聯吡啶類離子液體製得的離子液體電解液和鋰離子電池具有優良的電化學性能。CH3O(CH2)n(II)
【專利說明】雙中心聯吡啶類離子液體及其製備方法與電解液及鋰離子電池
【技術領域】
[0001]本發明涉及電化學領域，尤其涉及一類雙中心聯吡啶類離子液體及其製備方法。本發明還涉及採用該雙中心聯吡啶類離子液體所製備的電解液及鋰離子電池上。
【背景技術】
[0002]離子液體是指在室溫範圍內(一般為100°C以下)呈液態，由有機陽離子和無機陰離子或有機陰離子構成的。離子液體具有可調性，根據不同需要改變其陰陽離子結構可以達到設計者的目的，因而離子液體被稱為設計者的溶劑。早在1914年就發現了第一個離子液體-硝基乙胺，但其後該領域的研究進展緩慢。直到1992年，Wikes領導的研究小組合成了低熔點、抗水解、穩定性強的1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體([EMIM]BF4)後，離子液體的研究才得以迅速發展，隨後開發出了一系列的離子液體體系。最初的離子液體主要用於電化學研究，近年來離子液體作為綠色溶劑用於有機及高分子合成受到重視。與傳統的有機溶劑和電解質相比，離子液體具有一系列突出的優點:(I)熔點低於或接近室溫，呈液態的溫度範圍寬；(2)蒸氣壓低、幾乎不揮發、無色、無嗅；(3)具有較大的穩定溫度範圍，較好的化學穩定性及較寬的電化學穩定電位窗口 ；(4)良好的溶解特性，對很多無機物和有機物都表現出良好的溶解能力；(5)無著火點且不易燃燒；(6)可循環使用，不汙染環境等。目前對離子液體的研究主要集中在新型離子液體的合成、離子液體物理和化學特性的表徵及其作為溶劑和電解質的應用研究等方面。離子液體作為一類新型的溶劑、介質、催化劑，在有機合成、催化反應、萃取分離、材料製備、天然高分子、電化學等領域的研究取得了許多令人滿意 的結果，受到了廣泛的關注。

【發明內容】

[0003]本發明的第一目的在於提供一種新型、安全性好、環境友好的雙中心聯吡啶類離子液體。
[0004]本發明的第二目的在於提供一種所述雙中心聯吡啶類離子液體的製備法方法。
[0005]本發明的第三目的在於提供一種由所述雙中心聯吡啶類離子液體製備的離子液體電解液。
[0006]本發明的第四目的在於提供一種由所述離子液體電解液製備的鋰離子電池。
[0007]為了實現本發明的第一個目的，本發明所採用的技術方案為:
[0008]一種具有下述通式(I)的雙中心聯吡啶類離子液體，
[0009]
【權利要求】
1.一種具有下述通式(I)的雙中心聯吡啶類離子液體，
2.一種雙中心聯吡啶類離子液體的製備方法，其特徵在於，包括如下步驟: (a)二烷基聯吡啶滷化物的製備:將具有下述通式(III)的聯吡啶和滷代烷RX反應製得具有下述通式(IV)的二烷基聯吡啶滷化物，
3.根據權利要求2所述的雙中心聯吡啶類離子液體的製備方法，其特徵在於，所述的步驟(a)具體為:在惰性氣體保護下，將所述聯吡啶和所述滷代烷RX按摩爾比1: 2.1~I: 2.3在60°C~80°C下攪拌反應20~60h即得所述二烷基聯吡啶滷化物。
4.根據權利要求2或3所述的雙中心聯吡啶類離子液體的製備方法，其特徵在於，所述的步驟(b)具體為:將所述二烷基聯吡啶滷化物與所述無機鹽MY及所述去離子水在室溫下反應5~20h即得所述雙中心聯吡啶類離子液體；其中，所述二烷基聯吡啶滷化物和所述無機鹽MY的摩爾比為1: 2~1: 2.2，所述二烷基聯吡啶滷化物與所述去離子水的摩爾體積比為 Imol: 300mL ~Imol: 200mL。
5.根據權利要求4所述的雙中心聯吡啶類離子液體的製備方法，其特徵在於:所述聯吡啶和所述滷代烷RX的摩爾比優選為1: 2.2，所述二烷基聯吡啶滷化物和所述無機鹽MY的摩爾比優選為1: 2.1。
6.根據權利要求2或5所述的雙中心聯吡啶類離子液體的製備方法，其特徵在於，所述的滷素X為氯、溴或碘原子。
7.一種離子液體電解液，包含有離子液體、有機溶劑和鋰鹽，其特徵在於，所述離子液體為權利要求1或2所述的雙中心聯吡啶類離子液體。
8.根據權利要求7所述的離子液體電解液，其特徵在於，所述雙中心聯吡啶類離子液體與所述有機溶劑的質量比為1: 10~1:1 ;所述有機溶劑和鋰鹽的質量比為10: 1~20:1。
9.根據權利要求8所述的離子液體電解液，其特徵在於，所述有機溶劑由碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和丙酸乙酯以1~3: 3~6:1: 2的體積比配置而成；所述鋰鹽為四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰、三氟甲基磺酸鋰或二(三氟甲基磺醯)亞胺鋰。
10.一種鋰離子電池，包括正電極、負電極、以及所述正負電極之間的電解液，所述正電極包括集流體以及塗敷在該集流體上漿料，所述漿料由氧化鎳鈷鋰、乙炔黑、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮按質量比9: 0.5: 0.5: 20攪拌混合而成，其特徵在於，所述電解液為權利要求7至9任一項所述的離子液體電解液。
【文檔編號】C07C311/48GK103896828SQ201210584222
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2012年12月28日 優先權日:2012年12月28日
【發明者】周明傑, 劉大喜, 王要兵, 鍾玲瓏 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司