哌啶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)明涉及一種哌啶類離子液體，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下：，其中，R為碳原子數(shù)為2～6的烷基，Y-為(CF3SO2)2N-或(FSO2)2N-，該哌啶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)無毒，從而可以應(yīng)用在制造高比容量的超級電容器或鋰離子電池領(lǐng)域。此外，本發(fā)明還涉及該哌啶類離子液體的制備方法及其應(yīng)用。
【專利說明】哌啶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)明涉及一種電容器電解液領(lǐng)域，尤其涉及一種哌啶類離子液體及其制備方法，同時還涉及一種使用該哌啶類離子液體的電解液及其配制方法和超級電容器。
【【背景技術(shù)】】
[0002]超級電容器是一種介于充電電池和電容器之間的新型能源器件，具有體積小、容量大、充電速度快、循環(huán)壽命長、放電效率高、工作溫度范圍寬、可靠性好和無污染免維護等優(yōu)點，是一種新型、高效、實用的能量儲存裝置，因而被廣泛應(yīng)用于軍事領(lǐng)域、移動通訊裝置、計算機、以及電動汽車的混合電源等。超級電容器所存儲的能量正比于所施加的電壓的平方，因而，提高所施加的電壓可以大幅度增加超級電容器的比能量。然而，采用兩步法制備的離子液體不可避免的都會引入鹵素元素，這些鹵素雜質(zhì)離子會導(dǎo)致離子液體的穩(wěn)定性降低，熔點升高和電化學(xué)窗口變窄的缺點。
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【發(fā)明內(nèi)容】
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[0003]基于此，有必要提供一種不含鹵素元素的哌啶類離子液體及其制備方法。
[0004]一種哌啶類離子液體，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
【權(quán)利要求】
1.一種哌啶類離子液體，其特征在于，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
2.一種哌啶類離子液體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟: 在惰性氣氛保護下，將烷基哌啶衍生物與甲基化試劑MY按摩爾比1: 1-1.2:1添加在有機溶劑中，所述有機溶劑與烷基哌啶衍生物的質(zhì)量比為0.8: 1- 1.4:1，在溫度為60°C~80°C條件下攪拌反應(yīng)3小時~15小時，然后除去過量的所述烷基哌啶衍生物和所述有機溶劑，收集無色液體，洗滌后，真空干燥得到哌啶類離子液體，其中，所述烷基哌啶衍生物為乙基哌啶、丙基哌啶、丁基哌啶、戊基哌啶或己基哌啶，所述甲基化試劑MY為N-甲基-雙(三氟甲磺酰)胺或N-甲基-雙(氟磺酰)胺，其化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:

3.如權(quán)利要求2所述的哌啶類離子液體的制備方法，其特征在于，所述有機溶劑為氯仿、二氯甲烷或四氯化碳。
4.如權(quán)利要求2所述的哌啶類離子液體的制備方法，其特征在于，步驟除去過量的所述烷基的哌啶衍生物和所述有機溶劑具體為:通過減壓蒸餾的方式除去過量的烷基的哌啶衍生物和所述有機溶劑，所述減壓蒸餾的條件為溫度為120°C~200°C，壓強為0.1Pa~5Pa。
5.如權(quán)利要求2所述的哌啶類離子液體的制備方法，其特征在于，所述洗滌步驟具體為:將收集的無色液體在乙酸乙酯或甲基叔丁基醚的溶液中反復(fù)洗滌。
6.一種電解液，其特征在于，包括哌啶類離子液體及有機溶劑， 其中，所述哌啶類離子液體的結(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，所述有機溶劑為乙腈、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、Y-丁內(nèi)酯和丙酸乙酯中的至少一種。
8.一種電解液的配制方法，其特征在于，包括如下步驟: 在惰性氣氛保護下，取乙腈、碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、Y-丁內(nèi)酯和丙酸乙酯中的至少一種作為有機溶劑，按有機溶劑與哌啶類離子液體的質(zhì)量比1:5~2:1的比例向所述有機溶劑中加入哌啶類離子液體，攪拌混合均勻，得到所述電解液，其中，所述哌啶類離子液體的結(jié)構(gòu)式如下:
9.一種超級電容器，其特征在于，所述超級電容器的電解液中包括具有如下結(jié)構(gòu)的離子液體:
【文檔編號】C07C303/40GK103833675SQ201210485299
【公開日】2014年6月4日 申請日期: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