[發明專利]一種雙陽離子液體電解液及其制備和應用

有效

• 申請號: 201711258003.5
• 申請日: 2017-12-04
• 公開（公告）號: CN109873200B
• 公開（公告）日: 2021-04-30
• 發明（設計）人: 張華民;陳雨晴;張洪章;李先鋒;于瀅;賈子陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01M10/0567
• 分類號: H01M10/0567;H01M10/052;C07D213/22;C07D213/127;C07D233/58
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

1.一種雙陽離子液體制備方法，其特征在于：

以含氮芳香化合物、鹵代物和鋰鹽為原料，通過取代反應和離子交換反應制備而成的雙陽離子液體；

所述含氮芳香化合物為含烷基官能團、及/或烷氧基官能團、及/或羰基官能團、及/或氨基官能團、及/或羥基官能團、及/或烯烴基官能團、及/或炔烴基官能團、及/或氰基官能團、及/或巰基官能團、及/或磺基官能團、及/或鹵素原子的咪唑、聯吡啶、聯吡咯、聯咪唑衍生物中的一種或二種以上；

所述鹵代物為一氯代烷、一溴代烷、一碘代烷、二氯代烷、二溴代烷、二碘代烷中的一種或二種以上；

所述鋰鹽為六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、二草酸硼酸鋰、二氟草酸硼酸鋰、雙三氟甲基磺酰亞胺鋰、三氟甲基磺酸鋰、雙氟磺酸亞胺鋰、高氯酸鋰中的一種或二種以上。

2.按照權利要求1所述的制備方法，其特征在于：所述雙陽離子液體的制備步驟如下：

（1）按芳香環：鹵素原子摩爾比1:1將含氮芳香化合物和鹵代物加入燒瓶中，在20~300℃溫度下回流2~48h進行取代反應；反應產物用溶劑過濾，收集濾液，濾出反應物及雜質；所得濾液在真空烘箱中25~300℃溫度下干燥2~48h，得到雙陽離子鹽；

（2）按摩爾比1:2將步驟（1）制得的雙陽離子鹽和鋰鹽分別溶解在溶劑中，將兩種溶液混合，進行離子交換反應；反應產物在溶劑中發生相分離，用分液漏斗除去溶劑相，再用溶劑清洗3次以上，最終得到雙陽離液體。

3.根據權利要求2所述的制備方法，其特征在于：

所述溶劑為水、二甲基亞砜、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、甲醇、乙醇、丙酮、乙二醇、環己烷、石油醚中的一種或二種以上。

4.一種權利要求1-3 任一制備方法制備獲得的雙陽離子液體。

5.按照權利要求4 所述雙陽離子液體，其特征在于：

所述雙陽離子液體熔點低于25℃，并且由一種或二種以上的二價陽離子和一種或二種以上的一價陰離子組成。

6.一種權利要求4 或5 所述雙陽離子液體的應用，其特征在于：

所述雙陽離子液體作為電解液添加劑應用于鋰硫電池中。

7.按照權利要求6所述雙陽離子液體的應用，其特征在于：

所述電解液添加劑的用量占電解液總質量的1~50%。