[發明專利]離子液體的制備方法、離子液體及離子液體在隔膜制備中的應用

在審

• 申請號: 201610362925.X
• 申請日: 2016-05-27
• 公開（公告）號: CN107434785A
• 公開（公告）日: 2017-12-05
• 發明（設計）人: 申大衛;費震宇;孫慶津;鄭卓群;李翔
• 申請（專利權）人: 微宏動力系統（湖州）有限公司
• 主分類號: C07D233/58
• 分類號: C07D233/58;C07D233/60;H01M2/14
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技術領域

本發明涉及一種離子液體的制備方法，特別涉及一種含水量低的咪唑類離子液體的制備方法，其制備的離子液體及該離子液體在隔膜制備中的應用。

背景技術

離子液體(ionic liquid)是完全由離子組成的液態物質，其在室溫或低溫(-97℃～100℃)下為液體，因此又稱室溫/低溫熔融鹽(room/low temperature molten salt)，或稱液體有機鹽(liquid organic salt)。離子液體的種類很多，根據有機陽離子的不同，可以將離子液體分為季銨鹽類、季鏻鹽類、含氮雜環鎓鹽類等；其中，含氮雜環型離子液體包括咪唑鎓鹽類、吡啶鎓鹽類、哌啶鹽類、吡咯烷鹽類等。此外，組成離子液體的陰離子種類繁多，無機陰離子包括F^-、Cl^-、Br^-、I^-、NO₃^-、CO₃^2-、PF₆^-、BF₄^-、C₂O₄^2-、SO₄^2-、PO₄^3-、Al₂Cl₇^-等，有機陰離子包括CH₃COO^-、CF₃SO₃^-、C₄H₉SO₃^-、CF₃COO^-、N(CF₃SO₂)₂^-、N(C₂F₅SO₂)₂^-、N(C₄F₉SO₂)₂^-、N[(CF₃SO₂)(C₄F₉SO₂)]^-、C(CF₃SO₂)₃^-等。從理論上講，離子液體的種類可以有10¹⁸種之多。離子液體的物理化學性質會隨著結構改變而改變，研究者可以根據離子液體的物理化學性質與其結構之間的關系，來調整離子液體的結構使其具有實際應用所需要的某些物理化學性質。例如，一般認為作為鋰二次電池電解質的離子液體需具有低熔點、低粘度、高離子電導率以及寬電化學窗口等性質，雖然這些性能往往不能同時兼顧，但可通過調整離子液體陽、陰離子的結構使其盡可能滿足這些物理化學性質的要求。

幾種常見的離子液體的陽離子和陰離子的結構如下所示：

近年來，離子液體作為化學電源電解質使用的研究越來越多；其中，其作為鋰電池體系電解質的研究也已經成為電化學領域的一個重要分支。化學電源中尤其是鋰電池體系，對電解質的純度要求非常高，一般電解質中鹵素雜質含量(Cl^-、Br^-、I^-)在15ppm以下，水分含量在80ppm以下，若離子液體電解質中含有水分，則水分會與電解質中的鋰鹽、溶劑以及電極中的活性物質發生化學反應，造成電池脹氣、鼓包等現象。離子液體由于親水性，除去其中的水份很困難，但是有很多場合需要嚴格控制離子液體中的水份，例如做為鋰離子電池電解液、無水合成中的溶劑等。所以從合成過程上控制離子液體中的水份，比合成之后再除水更有意義。

發明內容

本發明為解決上述問題，提供一種離子液體的制備方法，由反應物在反應容器內進行反應合成離子液體，所述反應物為咪唑或含有取代基的咪唑、氯化氫氣體與碳酸酯；所述氯化氫氣體從反應容器底部由下而上通入反應容器內。