双中心季铵盐类离子液体及其制备方法与电解液及锂离子电池的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种双中心季铵盐类离子液体，其通式为下述(I)，其中，m为2、3或6；Y为四氟硼酸阴离子、六氟磷酸阴离于、三氟甲基磺酰亚胺阴离子或三氟甲基磺酸阴离子；R为具有下述通式(II)的甲氧基烷基，其中n为2、3或4。本发明还涉及所述双中心季铵盐类离子液体的制备方法和由该双中心季铵盐类离子液体制得的离子液体电解液及锂离子电池。本发明制备的双中心季铵盐类离子液体采用双中心季铵盐的骨架构型，使得这类离子液体具有结构可设计性，丰富了离子液体的种类。此外，由所述双中心季铵盐类离子液体制得的离子液体电解液和锂离子电池具有优良的电化学性能。
【专利说明】双中心季铵盐类离子液体及其制备方法与电解液及锂离子
电池【技术领域】
[0001]本发明涉及电化学领域，尤其涉及一类双中心季铵盐类离子液体及其制备方法。本发明还涉及采用该双中心季铵盐类离子液体所制备的电解液及锂离子电池上。
【背景技术】
[0002]离子液体是指在室温范围内(一般为100°C以下)呈液态，由有机阳离子和无机阴离子或有机阴离子构成的。离子液体具有可调性，根据不同需要改变其阴阳离子结构可以达到设计者的目的，因而离子液体被称为设计者的溶剂。早在1914年就发现了第一个离子液体-硝基乙胺，但其后该领域的研究进展缓慢。直到1992年，Wikes领导的研究小组合成了低熔点、抗水解、稳定性强的1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体([EMIM]BF4)后，离子液体的研究才得以迅速发展，随后开发出了一系列的离子液体体系。最初的离子液体主要用于电化学研究，近年来离子液体作为绿色溶剂用于有机及高分子合成受到重视。与传统的有机溶剂和电解质相比，离子液体具有一系列突出的优点:(I)熔点低于或接近室温，呈液态的温度范围宽；(2)蒸气压低、几乎不挥发、无色、无嗅；(3)具有较大的稳定温度范围，较好的化学稳定性及较宽的电化学稳定电位窗口 ；(4)良好的溶解特性，对很多无机物和有机物都表现出良好的溶解能力；(5)无着火点且不易燃烧；(6)可循环使用，不污染环境等。目前对离子液体的研究主要集中在新型离子液体的合成、离子液体物理和化学特性的表征及其作为 溶剂和电解质的应用研究等方面。离子液体作为一类新型的溶剂、介质、催化剂，在有机合成、催化反应、萃取分离、材料制备、天然高分子、电化学等领域的研究取得了许多令人满意的结果，受到了广泛的关注。
【发明内容】
[0003]本发明的第一目的在于提供一种新型、安全性好、环境友好的双中心季铵盐类离子液体。
[0004]本发明的第二目的在于提供一种所述双中心季铵盐类离子液体的制备法方法。
[0005]本发明的第三目的在于提供一种由所述双中心季铵盐类离子液体制备的离子液体电解液。
[0006]本发明的第四目的在于提供一种由所述离子液体电解液制备的锂离子电池。
[0007]为了实现本发明的第一个目的，本发明所采用的技术方案为:
[0008]—种具有下述通式(I)的双中心季铵盐类离子液体，
[0009]
【权利要求】
1.一种具有下述通式(I)的双中心季铵盐类离子液体，
2.一种双中心季铵盐类离子液体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤: (a)烷基季铵盐卤化物的制备:将具有下述通式(III)的叔二胺和卤代烷RX反应制得具有下述通式(IV)的烷基季铵盐卤化物，
3.根据权利要求2所述的双中心季铵盐类离子液体的制备方法，其特征在于，所述的步骤(a)具体为:在惰性气体保护下，将所述叔二胺和所述卤代烷RX按摩尔比1: 2.1~I: 2.3在60°C~80°C下搅拌反应20~60h即得所述烷基季铵盐卤化物。
4.根据权利要求2或3所述的双中心季铵盐类离子液体的制备方法，其特征在于，所述的步骤(b)具体为:将所述烷基季铵盐卤化物与所述无机盐MY及所述去离子水在室温下反应5~20h即得所述双中心季铵盐类离子液体；其中，所述烷基季铵盐卤化物和所述无机盐MY的摩尔比为1: 2~1: 2.2，所述烷基季铵盐卤化物与所述去离子水的摩尔体积比为 Imol: 3OOmL ~Imol: 200mL。
5.根据权利要求4所述的双中心季铵盐类离子液体的制备方法，其特征在于:所述叔二胺和所述卤代烷RX的摩尔比优选为1: 2.2，所述烷基季铵盐卤化物和所述无机盐MY的摩尔比优选为1: 2.1。
6.根据权利要求2或5所述的双中心季铵盐类离子液体的制备方法，其特征在于，所述的卤素X为氯、溴或碘原子。
7.一种离子液体电解液，包含有离子液体、有机溶剂和锂盐，其特征在于，所述离子液体为权利要求1所述的双中心季铵盐类离子液体。
8.根据权利要求7所述的离子液体电解液，其特征在于，所述双中心季铵盐类离子液体与所述有机溶剂的质量比为1: 10~1:1 ;所述有机溶剂和锂盐的质量比为10: I~20:1。
9.根据权利要求8所述的离子液体电解液，其特征在于，所述有机溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯和丁酸乙酯以1~3: 4~7: 2的体积比配置而成；所述锂盐为四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲基磺酸锂或二(三氟甲基磺酰)亚胺锂。
10.一种锂离子电池，包括正电极、负电极、以及所述正负电极之间的电解液，所述正电极包括集流体以及涂敷在该集流体上浆料，所述浆料由磷酸铁锂、乙炔黑、聚偏氟乙烯、N-甲基吡咯烷酮按质量比9: 0.45: 0.45: 20搅拌混合而成，其特征在于，所述电解液为权利要求7至9任一项所述的离子液体电解液。
【文档编号】H01M10/0566GK103896785SQ201210586931
【公开日】2014年7月2日 申请日期:2012年12月28日 优先权日:2012年12月28日
【发明者】周明杰, 刘大喜, 王要兵, 钟玲珑 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司