一种含氟醚基咪唑类离子液体的制备及其用途制造技术

本发明专利技术涉及一种含氟醚基咪唑类离子液体的制备方法及其与甘醇二醚基溶剂混合在钠离子电池中的应用，该离子液体的结构通式如(I)所示。该离子液体采用两步法合成目标离子液体，并且关键步骤采用去离子水作为溶剂。本发明专利技术采用含氟磺酰亚胺阴离子提高离子液体的耐高温性能，引入醚基基团有效的改善离子液体粘度问题，将其与甘醇二醚基溶剂混合，有效的降低了离子液体的成本问题，同时改善了纯有机体系电解液的安全性问题，将其应用于钠离子电池的高温安全性应用。其制备方法简单，反应条件温和，成本较低，且纯度较高，是一种优异的钠离子电池电解液溶剂。

【技术实现步骤摘要】
一种含氟醚基咪唑类离子液体的制备及其用途
本专利技术属于钠离子电池
，具体涉及一种含氟醚基咪唑类离子液体、其制备方法及其与甘醇二醚基溶剂混合作为钠离子电池电解液及其用途。
技术介绍
成熟的锂离子电池(LIBs)具有能量密度高、循环稳定性好等优点，已成功应用于手机、笔记本电脑、数码相机、电动工具、电动辅助自行车等商业产品的储能市场。然而，地壳中锂资源的缺乏可能会限制下一代储能系统的再生产。近几十年来，由于钠资源丰富，成本低等优点，钠离子电池(SIBs)已经走到了前沿，钠离子电池的快速发展带动了便携式电子设备行业的发展。新领域的应用也对钠离子电池的能量密度、安全性、工作电位等提出了新的要求和挑战。因此，开发和使用新型材料电极和电解质迫在眉睫。钠离子电池的概念起步于上个世纪80年代与锂离子电池几乎同时起步。钠离子电池的工作原理与锂离子相似，充电时，Na+从正极材料中脱出，经过电解液嵌入负极材料，同时电子通过外电路嵌入到负极，保持电荷平衡；放电时则相反。电解液是锂/钠离子电池的关键材料之一，在电池正负极之间起到传导输送能量的作用，是其获得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种含氟醚基咪唑类离子液体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)向含有有机溶剂、1-甲基咪唑的溶液中滴加醚基二卤代烷，加热使其反应；/n(2)分离步骤(1)反应后的体系得到的固体醚基功能性溴盐，加入去离子水作为溶剂，随后加入含氟锂盐于室温反应，即得到所述的含氟醚基咪唑类离子液体。/n

【技术特征摘要】
1.一种含氟醚基咪唑类离子液体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向含有有机溶剂、1-甲基咪唑的溶液中滴加醚基二卤代烷，加热使其反应；
(2)分离步骤(1)反应后的体系得到的固体醚基功能性溴盐，加入去离子水作为溶剂，随后加入含氟锂盐于室温反应，即得到所述的含氟醚基咪唑类离子液体。


2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述有机溶剂为乙酸乙酯，所述的醚基2-卤代烷为2-溴乙基甲醚和2-氯乙基甲醚中的一种；步骤(2)所述的含氟锂盐为双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)，双三氟磺酰亚胺锂(LiTFSI)和(氟磺酰)(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiFTFSI)的一种或多种。


3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述1-甲基咪唑与醚基二卤代烷的反应摩尔比为1∶1.2-1.5，所述加热温度为60-70℃，反应时间为10-12h。有机溶剂100-120ml。步骤(2)所述的中间产物醚基功能性溴盐离子液体与含氟锂盐的反应摩尔比为1∶1.2-1.3，溶剂去离子水100-120ml。反应时间为20-24h。
(1)将醚基2-卤代烷在冰浴条件下逐滴加入1-甲基咪唑中，在氮气的保护下，60-70℃反应8-10h，分液除去上层液体，加入适量的有机溶剂洗涤，旋蒸去除有机溶剂得到醚基功能性溴盐；
(2)将全氟磺酰亚胺锂盐加入得到的醚基功能性溴盐中，以水作为溶剂室温25℃搅拌20-24h得到一种含氟醚基咪唑类离子液体。


4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的醚基2-卤代烷为2-溴乙基甲醚和2-氯乙基甲醚中的一种，所述的有机溶剂为乙酸乙酯；步骤(2)所述的全氟磺酰亚胺锂盐为双氟磺酰亚胺锂(LiFSI)，双三氟磺酰亚胺锂(...

【专利技术属性】
技术研发人员：时志强，张福明，王静，
申请(专利权)人：天津工业大学，
类型：发明
国别省市：天津;12