【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种用于锂离子电池的离子液体(A)、其制备方法、该离子液体(A)制备的电解液及使用该离子液体(A)的锂离子电池，特别是一种二苯基膦酸季铵盐或二苯基膦酸季鏻盐的离子液体(A)、其制备方法、该离子液体(A)制备的电解液及使用该离子液体(A)的锂离子电池。
技术介绍
电化学装置包括锂电池、锂离子(二次)电池、锂聚合物电池、电双层电容器、混合型电化学储能装置(例如基于电双层电容器的电极与基于法拉第电容器的电极相组合)、太阳能电池、电解装置、电催化反应装置等等，并不特别限制。本专利技术主要以锂离子二次电池作为应用实例。锂离子二次电池具有工作电压高、能量密度高、循环寿命长等优良的电池特性，广泛应用于移动电话、便携式计算机、摄像机、照相机等便携式电子产品。目前，大容量锂离子二次电池己在电动汽车中试用，将成为电动汽车的主要动力电源之一。锂离子二次电池在人造卫星、航空航天和储能方面也己逐步得到应用。随着锂离子二次电池应用领域的不断扩大，其安全性能显得愈发重要。迄今为止，商业化的锂离子二次电池电解液主要采用有机溶剂与锂盐组成的混合物。有机溶剂一般沸点较低，如作为电解液重要组分之一的碳酸二甲酯沸点仅为90℃。在高温工作环境下，有机溶剂非常容易气化从而引发安全问题。即使全部使用高沸点溶剂，其本身的可燃性也决定了不可能从根本上消除安全隐患，电池的安全性仍得不到保障。因此，开发新型的高安全性(不可燃烧)的电解液...
【技术保护点】
用于锂离子电池的离子液体(A)，其特征在于：所述离子液体(A)的化学结构式为：式中，R、R’、R1、R2、R3、R4分别独立地选自烷基、烯基、炔基、苯基或芳基；或R、R’、R1、R2、R3、R4分别独立地选自含硼、硅、氮、磷、氧、硫、氟、氯、溴及碘中至少一种元素组成的有机基团；或R、R’、R1、R2、R3与R4是相邻基团联合成环。
【技术特征摘要】
2014.10.24 CN 20141057658471.用于锂离子电池的离子液体(A)，其特征在于：所述离子液体(A)的化
学结构式为：
式中，R、R’、R1、R2、R3、R4分别独立地选自烷基、烯基、炔基、苯基
或芳基；或R、R’、R1、R2、R3、R4分别独立地选自含硼、硅、氮、磷、氧、
硫、氟、氯、溴及碘中至少一种元素组成的有机基团；或R、R’、R1、R2、R3与R4是相邻基团联合成环。
2.如权利要求1所述用于锂离子电池的离子液体(A)，其特征在于：所述离
子液体(A)的化学结构式为：
式中，R1、R2、R3、R4为C1～C18的直链脂肪族烷基。
3.用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述离子液体电解液包
括离子液体(A)。
4.如权利要求3所述用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述
离子液体电解液包括锂盐和基础组分；所述基础组分包括：10～100wt％
的离子液体(A)，0～90wt％的有机溶剂，0～10wt％的成膜剂，0～10wt％
的功能添加剂。
5.如权利要求4所述用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述
锂盐为六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、双(三氟甲基磺酰)亚胺锂、双氟磺酰
亚胺锂、三氟甲基磺酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双(邻苯二酚)硼酸
锂、双丙二酸硼酸里、双草酸硼酸锂、三(邻苯二酚)磷酸锂及三(全氟
乙基)三氟磷酸锂锂盐中至少一种。
6.如权利要求4所述用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述
有机溶剂为碳酸酯类、羧酸酯类、亚硫酸酯类、磺酸酯类、砜类、醚类、
有机硅类、腈类及氟代膦腈类中至少一种。
7.如权利要求6所述用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述
有机溶剂为甲基碳酸丙烯酯、乙基碳酸丙烯酯、甲基碳酸苯酚酯、碳酸乙
烯酯、卤代碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二
乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、碳酸亚乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、亚硫酸
丙烯酯、亚硫酸丁烯酯、亚硫酸二甲酯、亚硫酸二乙酯、二甲亚砜、乙甲
基亚砜、1,3-丙磺酸酯、1,4-丁磺酸内酯、二氧戊环、二甲氧基丙烷、乙氧
基五氟膦腈、苯氧基五氟膦腈、己二腈及丁二腈中至少一种。
8.如权利要求4所述用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述
成膜剂为二氧化硫、亚硫酸乙烯酯(VS)、碳酸亚乙烯酯(VC)、亚硫酸酯、
亚砜、磺酸酯、卤代有机酯、含亚乙烯基的有机不饱和化合物、有机硼化
物、Li2CO3及LiBOB中至少一种。
9.如权利要求4所述用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述
功能添加剂为防过充添加剂、阻燃添加剂、导电添加剂及耐高压添加剂中
至少一种。
10.如权利要求9所述用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述
功能添加剂为联苯(DP)、环己基苯、芳香基金刚烷、萘的衍生物、多聚
苯、磷酸三甲酯(TMP)、磷酸三苯酯(TPP)、三(2，2，2三氟乙基)
亚磷酸酯、对二氮(杂)苯、三(五氟化苯基)硼、乙氧基五氟膦腈、苯
氧基五氟膦腈、己二腈及丁二腈中至少一种。
11.如权利要求4所述用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述
锂盐的浓度为0.3～3mol/L。
12.如权利要求11所述用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述
锂盐的浓度为0.5～1.5mol/L。
13.如权利要求12所述用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述
锂盐的浓度为0.75～1.0mol/L。
14.如权利要求4所述用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述
\t离子液体(A)的质量为所述基础组分总质量的40～90wt％。
15.如权利要求14所述用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述
离子液体(A)的质量为所述基础组分总质量的50～80wt％。
16.如权利要求4所述用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述
有机溶剂的质量为所述基础组分总质量的15～70wt％。
17.如权利要求16所述用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述
有机溶剂的质量为所述基础组分总质量的30～60wt％。
18.如权利要求17所述用于锂离子电池的离子液体电解液，其特征在于：所述
有机溶剂的质量为所述基础组分总质量的40～50wt％。
19.如权要求1或2所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于：包括以下制备步骤：
a、将叔胺化合物(R1R2R3N)、叔亚胺化合物(R1R2R3N)或叔磷化合物
(R1R2R3P)，与碳酸二烷酯反应，得到含有季铵阳离子或季鏻阳离子的中间
体；
b、将a步骤中生成的中间体与二烃基膦酸反应制得阴离子是二烃基膦酸根
的离子液体(A)。
20.如权利要求19所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤a中反应的温度为80～240℃。
21.如权利要求20所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤a中反应的温度为120～200℃。
22.如权利要求21所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤a中反应的温度为140～180℃。
23.如权利要求19所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤a中反应的绝对压力为0.1～3MPa。
24.如权利要求23所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤a中反应的绝对压力为0.2～2MPa。
25.如权利要求24所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤a中反应的绝对压力为0.5～1.5MPa。
26.如权利要求19所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
\t在于:控制步骤a中反应的时间为0.5～12小时。
27.如权利要求26所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤a中反应的时间为2～8小时。
28.如权利要求27所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤a中反应的时间为3～6小时。
29.如权利要求19所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤b中反应的温度为-20～120℃。
30.如权利要求29所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤b中反应的温度为0～80℃。
31.如权利要求30所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤b中反应的温度为20～60℃。
32.如权利要求19所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤b中反应的绝对压力为0.05～1MPa。
33.如权利要求32所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤b中反应的绝对压力为0.08～0.2MPa。
34.如权利要求33所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤b中反应的绝对压力为0.09～0.12MPa。
35.如权利要求19所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤b中反应的时间为0.1～24小时。
36.如权利要求35所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:控制步骤b中反应的时间为0.5～8小时。
37.如权利要求36所述用于锂离子电池的离子液体(A)，其特征在于:控制步
骤b中反应的时间为1～4小时。
38.如权利要求19所述用于锂离子电池的离子液体(A)的制备方法，其特征
在于:所述叔胺化合物和叔亚胺化合物的化学结构式为
式中，R1...
【专利技术属性】
技术研发人员：申大卫，郑卓群，
申请(专利权)人：微宏动力系统湖州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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