含硫類離子液體及其制備方法和應(yīng)用的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種含锍類離子液體，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：其中，R為碳原子數(shù)為1～4的烷基，Y-為CF3SO3-或CF3CO2-，該含硫類離子液體在室溫或接近室溫的條件下完全由離子組成，電導(dǎo)率高、熔點(diǎn)低、電化學(xué)窗口寬、不揮發(fā)、不可燃、熱穩(wěn)定性好且不含有鹵素雜質(zhì)無(wú)毒，從而可以應(yīng)用在制造高比容量的超級(jí)電容器或鋰離子電池領(lǐng)域。此外，本發(fā)明還涉及該含硫類離子液體的制備方法及其應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】含硫類離子液體及其制備方法和應(yīng)用
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋰離子電池電解液領(lǐng)域，尤其涉及一種含硫類離子液體及其制備方法，同時(shí)還涉及一種使用該含硫類離子液體的電解液及其配制方法和鋰離子電池。
【【背景技術(shù)】】
[0002]鋰離子電池具有容量高、無(wú)記憶效應(yīng)、體積小、重量輕和無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)。同等規(guī)格容量的磷酸鐵鋰電池的體積是鉛酸電池體積的2/3，重量是鉛酸電池的1/3。因而被廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域、移動(dòng)通訊裝置、計(jì)算機(jī)、以及電動(dòng)汽車等。鋰離子電池的所存儲(chǔ)的能量隨電壓的升高而增大，因而，提高所施加的電壓可以大幅度提高鋰離子電池的比能量。
[0003]然而，采用兩步法制備的離子液體不可避免的都會(huì)引入鹵素元素，這些鹵素雜質(zhì)離子會(huì)導(dǎo)致離子液體的穩(wěn)定性降低，熔點(diǎn)升高和電化學(xué)窗口變窄等缺點(diǎn)，從而不利于其應(yīng)用于鋰離子電池的電解液。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]基于此，有必要提供一種不含鹵素元素的含硫類離子液體及其制備方法。
[0005]一種含硫類離子液體，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
[0006]
【權(quán)利要求】
1.一種含硫類離子液體，其特征在于，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
2.一種含硫類離子液體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 在惰性氣氛保護(hù)下，將二甲硫醚與烷基化試劑RY按摩爾比1:1~1.2: I添加在有機(jī)溶劑中，所述有機(jī)溶劑與所述二甲硫醚的質(zhì)量比為0.8:1~1.4: 1，在溫度為5°C~35°C條件下攪拌反應(yīng)5小時(shí)~30小時(shí)，然后除去過(guò)量的所述二甲硫醚和所述有機(jī)溶劑，收集無(wú)色液體，洗滌后，真空干燥得到含硫類離子液體，其中，所述烷基化試劑RY為三氟甲磺酸甲酯、三氟甲磺酸乙酯、三氟甲磺酸丙酯、三氟甲磺酸丁酯、三氟乙酸甲酯、三氟乙酸乙酯、三氟乙酸丙酯或三氟乙酸丁酯，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
3.如權(quán)利要求2所述的含硫類離子液體的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為氯仿、四氫呋喃或乙腈。
4.如權(quán)利要求2所述的含硫類離子液體的制備方法，其特征在于，步驟除去過(guò)量的所述二甲硫醚和所述有機(jī)溶劑具體為:通過(guò)減壓蒸餾的方式除去過(guò)量的二甲硫醚和所述有機(jī)溶劑，所述減壓蒸餾的條件為溫度為80°C~150°C，壓強(qiáng)為0.1Pa~5Pa。
5.如權(quán)利要求2所述的含硫類離子液體的制備方法，其特征在于，所述真空干燥的步驟具體為，真空干燥的溫度為60V~100°C，真空度為0.01MPa0
6.一種電解液，其特征在于，包括含硫類離子液體、鋰鹽及有機(jī)溶劑， 其中，所述含硫類離子液體的結(jié)構(gòu)式如下:
7.如權(quán)利要求6所述的電解液，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為碳酸乙烯酯碳酸丙烯酯和碳酸甲乙酯的混合溶液，其中，所述碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸甲乙酯的體積比為1 ~3: 1: 3 ~7。
8.如權(quán)利要求6所述的電解液，其特征在于，所述鋰鹽為四氟硼酸鋰，六氟磷酸鋰，三氟甲磺酸鋰或二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰。
9.一種電解液的配制方法，其特征在于，包括如下步驟:在惰性氣氛保護(hù)下，取碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸甲乙酯的體積比為I~3:1: 3~7混合作為有機(jī)溶劑，按所述含硫類離子液體與所述有機(jī)溶劑的質(zhì)量比范圍為的比例向所述有機(jī)溶劑中加入含硫類離子液體，在溫度為20°C~50°C條件下攪拌混合均勻，然后加入鋰鹽，所述鋰鹽為四氟硼酸鋰，六氟磷酸鋰，三氟甲磺酸鋰或二(三氟甲基磺酰)亞胺鋰，所述鋰鹽與所述有機(jī)溶劑的質(zhì)量比范圍為1: 20~1: 10，得到所述電解液，其中，所述含硫類離子液體的結(jié)構(gòu)式如下:
10.一種鋰離子電池，其特征在于，所述鋰離子電池的電解液中包括具有如下結(jié)構(gòu)的離子液體:
【文檔編號(hào)】C07C309/06GK103833620SQ201210485297
【公開(kāi)日】2014年6月4日 申請(qǐng)日期:2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2012年11月26日
【發(fā)明者】周明杰, 劉大喜, 袁新生, 王要兵 申請(qǐng)人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術(shù)有限公司, 深圳市海洋王照明工程有限公司