唑烷類(lèi)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)明涉及一種唑烷類(lèi)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-，該唑烷類(lèi)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)明還涉及該唑烷類(lèi)離子液體的制備方法及其應(yīng)用。
【專利說(shuō)明】唑烷類(lèi)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，尤其涉及一種唑烷類(lèi)離子液體及其制備方法，同時(shí)還涉及一種使用該唑烷類(lèi)離子液體的電解液及其配制方法和超級(jí)電容器。
【【背景技術(shù)】】
[0002]超級(jí)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(zhǎng)、放電效率高、工作溫度范圍寬、可靠性好和無(wú)污染免維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，是一種新型、高效、實(shí)用的能量?jī)?chǔ)存裝置，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(chē)的混合電源等。超級(jí)電容器所存儲(chǔ)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(jí)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(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)窗口變窄的缺點(diǎn)。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0003]基于此，有必要提供一種不含鹵素元素的唑烷類(lèi)離子液體及其制備方法。
[0004]一種唑烷類(lèi)離子液體，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
[0005]
【權(quán)利要求】
1.一種唑烷類(lèi)離子液體，其特征在于，化學(xué)結(jié)構(gòu)式如下:
2.一種唑烷類(lèi)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，將烷基唑烷衍生物與甲基化試劑MY按摩爾比1:1~1.2: I添加在有機(jī)溶劑中，所述有機(jī)溶劑與所述烷基唑烷衍生物的質(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(shí)~15小時(shí)，然后除去過(guò)量的所述烷基唑烷衍生物和所述有機(jī)溶劑，收集無(wú)色液體，洗滌后，真空干燥得到唑烷類(lèi)離子液體，其中，所述烷基唑烷衍生物為乙基唑烷、丙基唑烷、丁基唑烷、戊基唑烷或己基唑烷，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所述的唑烷類(lèi)離子液體的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑為氯仿、二氯甲烷或四氯化碳。
4.如權(quán)利要求2所述的唑烷類(lèi)離子液體的制備方法，其特征在于，步驟除去過(guò)量的所述烷基的唑烷衍生物和所述有機(jī)溶劑具體為:通過(guò)減壓蒸餾的方式除去過(guò)量的烷基的唑烷衍生物和所述有機(jī)溶劑，所述減壓蒸餾的條件為溫度為120°C~200°C，壓強(qiáng)為0.1Pa~5Pa。
5.如權(quán)利要求2所述的唑烷類(lèi)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(wú)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，包括唑烷類(lèi)離子液體及有機(jī)溶劑， 其中，所述唑烷類(lèi)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(hù)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(jī)溶劑，按有機(jī)溶劑與唑烷類(lèi)離子液體的質(zhì)量比1: 5~2:1的比例向所述有機(jī)溶劑中加入唑烷類(lèi)離子液體，攪拌混合均勻，得到所述電解液，其中，所述唑烷類(lèi)離子液體的結(jié)構(gòu)式如下:

9.一種超級(jí)電容器，其特征在于，所述超級(jí)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(hào)】C07C311/48GK103833661SQ201210486641
【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