吡咯类离子液体及其制备方法和应用技术

技术编号:8383455 阅读:277 留言:0更新日期:2013-03-07 00:28
本发明专利技术涉及一种吡咯类离子液体,其化学结构式如下:其中,Y-为BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-或CF3SO3-。该吡咯类离子液体在室温或接近室温的条件下完全由离子组成,电导率高、熔点低、电化学窗口宽、不挥发、不可燃、热稳定性好且无毒,特别是分解电压高,高电压条件下难以分解,从而可以应用在制造高比容量的超级电容器或锂离子电池领域。此外,本发明专利技术还涉及该吡咯类离子液体的制备方法及其应用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电容器电解液领域,尤其涉及一种吡咯类离子液体及其制备方法,同时还涉及一种使用该吡咯类离子液体的电解液及其配制方法和超级电容器。
技术介绍
超级电容器是一种介于充电电池和电容器之间的新型能源器件,具有体积小、容量大、充电速度快、循环寿命长、放电效率高、工作温度范围宽、可靠性好和无污染免维护等优点,是一种新型、高效、实用的能量储存装置,因而被广泛应用于军事领域、移动通讯装置、计算机、以及电动汽车的混合电源等。超级电容器所存储的能量正比于所施加的电压的平方,因而,提高所施加的电压可以大幅度增加超级电容器的比能量。然而,在高电压条件下,传统的水系电解液易分解,引起电容器的内阻急剧增大、电容量迅速降低。
技术实现思路
基于此,有必要提供一种不易分解、稳定性较好的吡咯类离子液体及其制备方法。一种吡咯类离子液体,化学结构式如下权利要求1.一种吡咯类离子液体,其特征在于,化学结构式如下2.一种吡咯类离子液体的制备方法,其特征在于,包括如下步骤 步骤一将N-甲基吡咯与甲氧基乙氧基卤代甲烷按摩尔比I : I I : 1.2反应,生成N-甲氧基乙氧基甲基-N-甲基吡咯卤代盐; 步骤二 将所述N-甲氧基乙氧基甲基-N-甲基吡咯卤代盐与含有机阴离子的无机盐按摩尔比I : I在去离子水中进行离子交换反应,生成所述吡咯类离子液体,其化学结构式如下3.如权利要求2所述的吡咯类离子液体的制备方法,其特征在于,所述甲氧基乙氧基卤代甲烷为甲氧基乙氧基氯代甲烷或甲氧基乙氧基溴代甲烷; 所述无机盐中阳离子为Na+、K+或NH4'4.如权利要求2或3所述的吡咯类离子液体的制备方法,其特征在于,步骤一包括如下步骤将N-甲基吡咯与甲氧基乙氧基卤代甲烷混合,在惰性气体保护下,升温至60 80°C,搅拌反应后冷却至室温,用乙酸乙酯洗涤后真空干燥,得到N-甲氧基乙氧基甲基-N-甲基吡咯卤代盐。5.如权利要求2或3所述的吡咯类离子液体的制备方法,其特征在于,步骤二包括如下步骤将N-甲氧基乙氧基甲基-N-甲基吡咯卤代盐与含有机阴离子的无机盐在去离子水中、室温下进行离子交换反应后,反应混合液用二氯甲烷萃取,得到二氯甲烷相,再对所述二氯甲烷相用去离子水反萃取,直至用饱和的AgNO3水溶液滴定水相至无沉淀产生为止,最后 将反萃取后的二氯甲烷相旋转蒸发浓缩,真空干燥得到所述吡咯类离子液体。6.一种电解液,其特征在于,包括吡咯类离子液体、锂盐及酯类有机溶剂,其中,所述吡咯类离子液体的结构式如下7.如权利要求6所述的电解液,其特征在于,所述锂盐为四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂中的至少一种。8.如权利要求6所述的电解液,其特征在于,所述酯类有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯和丙酸乙酯中的至少一种。9.一种电解液的配制方法,其特征在于,包括如下步骤 取碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯和丙酸乙酯中的至少一种作为酯类有机溶剂,按酯类有机溶剂与吡咯类离子液体的质量比大于等于O小于等于100的比例向所述酯类有机溶剂中加入吡咯类离子液体,在40°C下搅拌混合均匀,再向混合均匀的有机相中加入四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂中的至少一种锂盐,搅拌直至锂盐完全溶解,得到所述电解液,其中,有机相中锂盐的浓度为O. 3mol/L I. 2mol/L。10.—种超级电容器,其特征在于,所述超级电容器的电解液中包括具有如下结构的离子液体全文摘要本专利技术涉及一种吡咯类离子液体,其化学结构式如下其中,Y-为BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-或CF3SO3-。该吡咯类离子液体在室温或接近室温的条件下完全由离子组成,电导率高、熔点低、电化学窗口宽、不挥发、不可燃、热稳定性好且无毒,特别是分解电压高,高电压条件下难以分解,从而可以应用在制造高比容量的超级电容器或锂离子电池领域。此外,本专利技术还涉及该吡咯类离子液体的制备方法及其应用。文档编号H01G9/035GK102952099SQ20111025320公开日2013年3月6日 申请日期2011年8月30日 优先权日2011年8月30日专利技术者周明杰, 刘大喜, 王要兵 申请人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技术有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吡咯类离子液体,其特征在于,化学结构式如下:其中,Y?为BF4?、PF6?、(CF3SO2)2N?、(FSO2)2N?或CF3SO3?。FDA0000087549070000011.tif

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:周明杰刘大喜王要兵
申请(专利权)人:海洋王照明科技股份有限公司深圳市海洋王照明技术有限公司
类型:发明
国别省市:

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