CN107959051B - 一种改善锂离子电池高温电化学性能的非水电解液 - Google Patents

一种改善锂离子电池高温电化学性能的非水电解液 Download PDF

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Abstract

本发明属于添加剂技术领域，尤其涉及一种改善锂离子电池高温电化学性能的非水电解液。本发明提供的非水电解液由导电锂盐、新型离子液体和有机溶剂组成，具有对铝箔无腐蚀性、热稳定性高、电导率高、保护SEI膜等优势，提高电池在高温存储和循环条件下的容量，还能够增加SEI膜的离子电导率，使锂离子的移动变得顺畅，因此也减小了循环过程中膜阻抗的增加等优点，很好的满足消费者对电池性能的需求。

Description

一种改善锂离子电池高温电化学性能的非水电解液
技术领域
本发明属于添加剂技术领域，尤其涉及一种改善锂离子电池高温电化学性能的非水电解液。
背景技术
锂离子电池因具有比能量高、循环寿命长、自放电小等优点，被广泛应用于消费类电子产品以及储能与动力电池中。随着锂离子电池的广泛应用，其循环寿命成为锂离子电池的一种重要指标，除此之外，由于锂离子电池在循环后表现出了不稳定的现象，例如，经过循环后的锂离子电池的热稳定性能会变差，为了保障使用安全，在提高锂离子电池循环性能的同时，还需要提高锂离子电池在循环后的热稳定性能。
非水电解液作为锂离子电池内离子运动的载体，其成分基本稳定，主要为EC、PC、碳酸甲乙酯、DEC等，随着电池应用的不断推广，为满足不同性能要求的添加剂的研究越来越多，其中尤其是用来改善电池安全特性方面的添加剂居多，如防止电池过充的添加剂、防止电池热箱失效的添加剂等等，为提高锂电池的安全性能做出了巨大的贡献。近年来，随着人们对电池使用条件的了解不断深入，发现很多情况下电池的使用都在高于常温的条件下，使得电池消费者和制造商都对改善电池在高温条件下的电性能引起了重视，很多电池制造商对电池都进行了高温存储性能和高温循环性能等方面的测试，并在一定程度上进行了改进。然而，许多电解液改进配方往往都从电解液的基本组分入手，提高了高温性能，但仍不能很好地满足对电池使用的需求。因此，从添加剂着手，改善电池高温特性，成为目前改善电池高温特性的重要课题之一。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种改善锂离子电池高温电化学性能的非水电解液，具有对铝箔无腐蚀性、热稳定性高、电导率高等优点，能够提高锂离子电池的循环性能和锂离子电池在高温下的热稳定性。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种改善锂离子电池高温电化学性能的非水电解液，其组分按重量百分比计包括0.01-30wt％锂盐、60-90wt％有机溶剂和0.01-10％离子液体；
所述的离子液体具有如下通式：C+A-；
其中，C+为下式(a)-(h)所示阳离子的任意一种：
Figure BDA0001470872640000021
取代基R1、R2、R3、R4相同或不同，为CmH2m+1或CnF2n+1,m＝1-4,n＝1-3；
其中，A-为下式结构式所示阴离子：
Figure BDA0001470872640000022
R为CxF2x+1,x＝1-3。
其中，所述的锂盐为六氟磷酸锂LiPF6；
所述的有机溶剂为碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、1,4-丁内酯、丙酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯或丁酸乙酯中的一种或两种以上混合；
优选地，上述离子液体包括如下结构式中的一种或两种以上混合：
Figure BDA0001470872640000031
上述离子液体的制备方法，步骤如下：
(1)在惰性气体的保护下，在30-100℃条件下，将2.0-2.4摩尔当量的丙二腈加入到含有1.0摩尔当量的草酰胺和0.1-1.0摩尔当量的有机碱的醇溶液中，反应得到含有中间体Ⅰ的反应体系，再对反应液减压脱溶剂至无馏分，得到中间体Ⅰ；
(2)在惰性气体的保护下，在0-180℃条件下，将1.0-1.2摩尔当量的原料加入到含有1.0摩尔当量的中间体Ⅰ和1.0-1.3摩尔当量的有机碱的有机溶液中，反应得到含有中间体Ⅱ的反应体系，然后减压脱溶剂至无馏分，加入水和活性炭脱色，重结晶得到中间体Ⅱ；
(3)在惰性气体的保护下，在-80～30℃条件下，将1.0-1.2摩尔当量的碳酸氢钠加入到含有1.0摩尔当量的中间体Ⅱ的有机溶液，反应得到Na+A-溶液，进行减压浓缩至无馏分，所得产物经乙腈重结晶得到Na+A-精品；
(4)在惰性气体的保护下，在20-60℃条件下，将1.0摩尔当量的Na+A-与等摩尔量的含有C+离子的卤化物分别溶于去离子水中，然后在20-60℃条件下混合反应，搅拌0.5-2小时，静置分层，用分液漏斗分出下层液体，溶于二氯甲烷，再用去离子水洗涤3～5次，减压除去二氯甲烷溶剂后，90℃真空减压干燥12小时，得到无色或浅黄色离子液体。
其中，步骤(1)中，所述的醇溶液为甲醇、乙醇、异丙醇或异丁醇中的一种或两种以上混合；所述的有机碱为三乙胺、哌啶、2,6-二甲基哌啶、3,5-二甲基哌啶或2,2,6,6-四甲基哌啶中的一种或两种以上混合；反应温度为30～100℃，反应时间为8～24小时。
其中，步骤(2)中，所述的原料为
Figure BDA0001470872640000041
R为CxF2x+1,x＝1-3；
所述的有机碱为哌啶、三乙胺、吡啶或N,N-二甲基-4-胺基吡啶中的一种或两种以上混合；反应温度为0～180℃，时间为8～24小时；所述的有机溶液为甲苯、二甲苯、三甲苯或二氧六环；所述的活性炭为100-600目木质活性炭。
其中，步骤(3)中，所述反应温度为-80～30℃，时间为1～5小时；所述的有机溶液为四氢呋喃、甲苯、乙腈或二氧六环。
其中，步骤(4)中，反应温度优选为30-45℃。
其中，所述的惰性气体为氮气。
上述制备方法的反应式如下：
Figure BDA0001470872640000051
本发明的有益效果是：
1、本发明提供的非水电解液，克服了现有锂盐LiPF6所制备的非水电解液存在的不足，如LiPF6高温性能差、SEI膜不稳定等。添加了新型离子液体制备的本发明非水电解液可直接应用于现有商业化的锂离子电池体系，并能有效改善锂离子电池的高温电化学性能，克服目前LiPF6非水电解液高温容量保持能力差的缺点。
离子液体在基于LiPF6的非水电解液中，可以很好地抑制LiPF6水解，即使电解液体系加入2000ppm水，72.0小时也未检测到LiPF6水解。
2、本发明提供的非水电解液展示了良好的应用性能，可以通过抑制LiPF6的水解和二氧化碳的生成，有效抑制电池在高温存储和循环过程中的膨胀，有效减少HF对SEI膜的腐蚀，对改善电池的循环性能非常有益，大幅提高LiPF6非水电解液高温容量保持能力，在锂电池中具有良好的应用效果，具有良好的产业化前景。
3、本发明的离子液体阴离子A-中，由于其
Figure BDA0001470872640000061
基团的强吸电子共轭结构，使得这类阴离子负电荷分散，也有效的屏蔽了N原子上的负电荷。一方面，这类阴离子呈现出弱配位的性能，从而表现出了较好的耐氧化能力、热稳定性和耐水解性，并具有宽的电化学窗口，应用于电子器件领域可以有效地改善锂离子电池的倍率性能等。另一方面，在A-阴离子结构中分别含有-CF3、-C2F5或-C3F7等具有良好柔性的分子结构单元，增加了分子的柔性和自由度，从而使得含有这类阴离子的离子液体，在室温下具有较低的粘度。
4、本发明离子液体的制备方法工艺简单，便利安全，易于操作，反应时间短、收率高，能有效控制金属离子和阴离子杂质，且成本低廉，有利于大规模的推广。
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一、实施例
实施例1离子液体A01的合成
(1)中间体Ⅰ的制备
Figure BDA0001470872640000062
在室温下以及在氮气的保护下，取88.0g草酰胺(1.0mol)和85g(1.0mol)哌啶分散在800g乙醇溶液中，升温至回流，然后滴加145g(2.2mol)丙二腈，滴加完毕后，回流反应18.0小时，降温减压脱溶剂至无馏分，所得残馏分每次加入200g甲苯，减压脱溶剂置换两次，油泵干燥得到中间体Ⅰ，无需进一步纯化，收率以100％计；
(2)中间体Ⅱ的制备
Figure BDA0001470872640000071
在室温下以及在氮气的保护下，将上述184.0g中间体Ⅰ(1.0mol)和101g(1.0mol)三乙胺分散在1000g甲苯溶液中，降温至0℃，然后滴加159.0g(1.2mol)三氟乙酰氯，滴加完毕后，0℃保温反应2.0小时，再缓慢升温至回流反应，分水器分水，回流反应12.0hrs，待反应完毕，改为减压蒸馏装置，减压脱溶剂至无馏分，得到棕黑色固体；向体系中加入200g去离子水和20g、600目木质活性炭，加热至50℃，搅拌脱色1.0小时，抽滤，得到无色滤液；加入500g正己烷回流分水至无水份分出，停止分水，缓慢降温至0℃，抽滤得到白色晶体，进一步采用异丙醇重结晶得到中间体Ⅱ183.5g，收率70.00％；
(3)Na+A-01的制备
Figure BDA0001470872640000072
在氮气的保护下，将上述183.5g中间体Ⅱ(0.7mol)分散在1000g乙腈溶液中，降温至0℃，向体系中分批加入58.8g(0.70mol)碳酸氢钠，加料完毕后，10℃保温反应1.0小时，抽滤，抽滤不溶物，浅黄色滤液减压脱溶剂至无馏分，得到浅黄色固体颗粒，进一步采用乙腈重结晶得到Na+A-01169.2g，收率85.06％，HPLC纯度99.92％；
(4)离子液体A01的制备
Figure BDA0001470872640000081
在氮气的保护下，将上述142.0g(0.5mol)Na+A-01与119.0g(0.5mol)1,2,3-三甲基-1H-咪唑-3-碘代物溶于200g去离子水中，然后在50-60℃下混合，搅拌约0.5小时，进一步降温至15-20℃，静置分层，用分液漏斗分出下层液体，溶于二氯甲烷，再用去离子水洗涤3～5次，减压除去二氯甲烷溶剂后，110℃真空减压干燥12小时，得到163.8g浅黄色油状物，即离子液体A01，收率88.01％；HPLC纯度99.93％(阴离子+阳离子)，氟、氯、碘和硫酸根含量小于2ppm，钠、钾、镁和铁等金属离子小于5ppm，水含量小于50ppm。
使用DEI-MS来识别该化合物，检测得到阴离子分子离子峰，检测值为260.13,计算值261.15，阳离子分子离子峰，检测值112.07，计算值111.17。元素分析：理论值C16H11F3N8：C,51.62；H,2.98；N,30.10；实验值：C，51.50；H，2.89；N，30.12。
实施例2离子液体A10的合成
(1)中间体Ⅰ的制备
Figure BDA0001470872640000082
在室温下以及在氮气的保护下，取44.0g草酰胺(0.5mol)和42.4g(0.3mol)2,2,6,6-四甲基哌啶分散在200g异丙醇溶液中，升温至回流，然后滴加66.0g(1.0mol)丙二腈，滴加完毕后，回流反应12.0小时，降温减压脱溶剂至无馏分，所得残馏分每次加入200g甲苯，减压脱溶剂置换两次，油泵干燥得到中间体Ⅰ，无需进一步纯化，收率以100％计；
(2)中间体Ⅱ的制备
Figure BDA0001470872640000091
在室温下以及在氮气的保护下，将上述所得中间体Ⅰ(0.5mol)和43.5g(0.55mol)吡啶分散在400g二甲苯溶液中，降温至0℃，然后滴加93.0g(0.51mol)全氟丙酰氯，滴加完毕后，0℃保温反应2.0小时，再缓慢升温至回流反应，分水器分水，回流反应8.0hrs，待反应完毕，改为减压蒸馏装置，减压脱溶剂至无馏分，得到棕黑色固体；向体系中加入100g去离子水和20g、600目木质活性炭，加热至50℃，搅拌脱色1.0小时，抽滤，得到无色滤液；加入500g正己烷回流分水至无水份分出，停止分水，缓慢降温至0℃，抽滤得到白色晶体，进一步采用异丙醇重结晶得到中间体Ⅱ100.7g，收率64.51％；
(3)Na+A-02的制备
Figure BDA0001470872640000092
在氮气的保护下，将上述50.0g中间体Ⅱ(0.16mol)分散在500g四氢呋喃溶液中，降温至0℃，向体系中分批加入13.6g(0.162mol)碳酸氢钠，加料完毕后，0℃保温反应1.0小时，抽滤，抽滤不溶物，浅黄色滤液减压脱溶剂至无馏分，得到类白色固体颗粒，进一步采用乙腈重结晶得到Na+A-0247.1g，收率88.10％，HPLC纯度99.95％；
(4)离子液体A01的制备
Figure BDA0001470872640000101
在氮气的保护下，将上述33.4g(0.1mol)Na+A-02与27.8g(0.1mol)四丁基氯化铵溶于100g去离子水中，然后在30-40℃下混合，搅拌约2.0小时，进一步降温至15-20℃，静置分层，用分液漏斗分出下层液体，溶于二氯甲烷，再用去离子水洗涤3～5次，减压除去二氯甲烷溶剂后，110℃真空减压干燥12小时，得到49.8g无色油状物，即离子液体A10，收率90.00％。HPLC纯度99.95％(阴离子)，氟、氯、碘和硫酸根含量小于2ppm，钠、钾、镁和铁等金属离子小于5ppm，水含量小于50ppm。
使用DEI-MS来识别该化合物，检测得到阴离子分子离子峰，检测值为310.13,计算值311.01。元素分析：理论值C27H36F5N7：C,58.58；H,6.55；N,17.71；实验值：C,58.60；H,6.58；N,17.69。
实施例3离子液体A11的合成
(1)中间体Ⅰ的制备
Figure BDA0001470872640000102
在室温下以及在氮气的保护下，取22.0g草酰胺(0.25mol)和28.3g(0.25mol)2,6-二甲基哌啶分散在200g异丁醇溶液中，升温至回流，然后滴加17.3g(1.05mol)丙二腈，滴加完毕后，回流反应8.0小时，降温减压脱溶剂至无馏分，所得残馏分每次加入200g甲苯，减压脱溶剂置换两次，油泵干燥得到中间体Ⅰ，无需进一步纯化，收率以100％计；
(2)中间体Ⅱ的制备
Figure BDA0001470872640000111
在室温下以及在氮气的保护下，将上述所得中间体Ⅰ(0.25mol)和25.5g(0.3mol)哌啶分散在300g三甲苯溶液中，降温至0℃，然后滴加65.1g(0.28mol)全氟丁酰氯，滴加完毕后，0℃保温反应2.0小时，再缓慢升温至回流反应，分水器分水，回流反应16.0hrs，待反应完毕，改为减压蒸馏装置，减压脱溶剂至无馏分，得到棕黑色固体；向体系中加入100g去离子水和10g、600目木质活性炭，加热至50℃，搅拌脱色1.0小时，抽滤，得到无色滤液；加入200g正己烷回流分水至无水份分出，停止分水，缓慢降温至0℃，抽滤得到白色晶体，进一步采用异丙醇重结晶得到中间体Ⅱ50.3g，收率55.65％；
(3)Na+A-03的制备
Figure BDA0001470872640000112
在氮气的保护下，将上述36.2g中间体Ⅱ(0.10mol)分散在500g四氢呋喃溶液中，降温至0℃，向体系中加入2.5g(0.104mol)氢氧化锂，加料完毕后，0℃保温反应1.0小时，抽滤，抽滤不溶物，浅黄色滤液减压脱溶剂至无馏分，得到类白色固体颗粒，进一步采用乙腈重结晶得到新型Na+A-0330.7g，收率79.95％，HPLC纯度99.96％；
(4)离子液体A11的制备
Figure BDA0001470872640000121
在氮气的保护下，将上述19.2g(0.05mol)Na+A-03与14.4g(0.05mol)三乙基碘化锍溶于100g去离子水中，然后在20-30℃下混合，搅拌约1.0小时，进一步降温至10-15℃，静置分层，用分液漏斗分出下层液体，溶于二氯甲烷，再用去离子水洗涤3～5次，减压除去二氯甲烷溶剂后，110℃真空减压干燥12小时，得到20.6g无色油状物，即离子液体A11，收率78.93％。HPLC纯度99.95％(阴离子)，氟、氯、碘和硫酸根含量小于2ppm，钠、钾、镁和铁等金属离子小于5ppm，水含量小于50ppm。
使用DEI-MS来识别该化合物，检测得到阴离子分子离子峰，检测值为360.03,计算值361.01。元素分析：理论值C21H21F7N6S：C,48.27；H,4.05；N,16.08；实验值：C,48.29；H,4.07；N,16.05。
按照实施例1、实施例2和实施例3的制备方法制备离子液体A01-A16,相关化合物MS及元素分析数据如表1所示。
表1
Figure BDA0001470872640000122
Figure BDA0001470872640000131
二、应用例
本发明提供的的锂离子电池的结构和制造方法在本领域中是公知的，可以按现有的锂离子电池的结构和制造方法制造本发明锂离子电池，本发明选择了扣式电池进行相关的测试。
应用例1电池1的制备
(1)正极的制作
以LiCoO2正极材料为例：将正极LiCoO2粉末、炭黑(粒度为1000nm)、聚偏二氟乙烯(PVDF)和N，N-二甲基吡咯烷酮(NMP)混合制成均一的浆料，将浆料均匀涂敷在铝箔(15μm)集流体上，然后进行干燥，轧制，得到LiCoO2正极材料。于120℃下烘12小时，干燥后的极片中，LiCoO2占总涂敷物的94％，粘结剂占4％，炭黑占2％。然后将所得极片裁剪成直径为8mm圆片作为正极。
(2)负极的制作
以人造石墨负极材料为例：将人造石墨，聚偏二氟乙烯(PVDF)和N，N’-二甲基吡咯烷酮(NMP)混合制成均一的浆料，将浆料均匀涂敷在铜箔(15μm)集流体上，然后进行干燥，轧制，得到碳负极材料。于120℃下烘12小时，干燥后的极片中，石墨占总涂敷物的96.4％，粘结剂占3.6％，然后将所得极片裁剪成直径为8mm圆片作为负极。
(3)电解液的配制
在含水量＜1ppm的氮气气氛手套箱中，预先配好有机溶剂EC/EMC(3∶7，V/V)，将充分干燥的导电锂盐LiPF6溶解于上述混合有机溶剂中，然后在有机溶剂中加入本发明提供的新型离子液体A01，完全溶解，混合均匀，获得电解液，密封待用。
其中，锂离子电池非水电解液，各组分的重量百分比为：15wt％锂盐、83wt％有机溶剂和2wt％离子液体A01；
(4)CR2032扣式锂离子电池的组成及性能评价
将聚乙烯多孔膜放在上述步骤(1)和(2)所制备的正负极片之间，滴加上述步骤(3)配制好的电解液，使极片淹没，组装成CR2032的扣式电池。在微机控制的自动充放仪(Land，CT2001A)上，分别进行电池的高温60℃和室温25℃循环性能测试。
测试条件：在25℃或60℃条件下，将电池以1C恒流充电至4.35V，然后恒压充电至电流为0.05C，再用1C恒流放电至3.0V，此时为首次循环，按照上述循环条件分别进行50次、100次、200次、300次、500次循环充电/放电，分别计算得出电池循环50次、100次、200次、300次、500次后的容量保持率。其中，循环后的容量保持率按照下式进行计算。
循环后的容量保持率＝(对应循环次数后的放电容量/首次循环的放电容量)×100％。
本应用例的测试数据参见表2。
应用例2电池2的制备
与电池1不同的是：锂离子电池非水电解液，包括15wt％锂盐、84wt％有机溶剂和1wt％离子液体A02。
应用例3电池3的制备
与电池1不同的是：锂离子电池非水电解液，包括15wt％锂盐、80wt％有机溶剂和5wt％离子液体A10。
应用例4电池4的制备
与电池1不同的是：锂离子电池非水电解液，包括15wt％锂盐、80wt％有机溶剂和5wt％离子液体A11。
应用例5电池5的制备
与电池1不同的是：锂离子电池非水电解液，包括15wt％锂盐、80wt％有机溶剂和5wt％离子液体A16。
应用例6电池6的制备
与电池1不同的是：锂离子电池非水电解液，包括15wt％锂盐、83wt％有机溶剂和2wt％离子液体A01，加入2000ppm去离子水。
应用例7电池7的制备
与电池1不同的是：锂离子电池非水电解液，包括15wt％锂盐、80wt％有机溶剂和5wt％离子液体A10，加入2000ppm去离子水。
应用例8电池8的制备
与电池1不同的是：锂离子电池非水电解液，包括15wt％锂盐、80wt％有机溶剂和5wt％离子液体A11，加入2000ppm去离子水。
对比例1电池1#的制备
与电池1不同的是：锂离子电池非水电解液，包括15wt％锂盐和85wt％有机溶剂，无离子液体和其他添加剂。
对比例2电池2#的制备
与电池1不同的是：锂离子电池非水电解液，包括15wt％锂盐和85wt％有机溶剂，无离子液体和其他添加剂，加入2000ppm去离子水。
表2
Figure BDA0001470872640000151
Figure BDA0001470872640000161
从表2中的相关数据可以得知，相比与对比例1，应用例1-5分别经过50次、100次、200次、300次、500次循环后，均具有较高的容量保持率。由此可以得知，将本发明提供的含有新型离子液体的非水电解液应用到锂离子电池中，能够显著提高电池的循环性能。
另外，在应用例6-8和对比例2中，电解液配制过程中，均加入2000ppm去离子水，实验结果表明，本发明提供的含有新型离子液体的非水电解液，在高温60℃和室温25℃，安全循环500次后，容量保持率仍能达到64.9％以上，而对比例2则在60℃循环50次后，出现了电池严重形变；同样，25℃循环到200次时，亦出现电池严重形变。分析认为由于水的引入，在高温下，加剧了LiPF6与水发生反应，产生HF等气体，导致形变。而应用例6-8则由于本发明提供的新型离子液体中，特殊氰基结构可以与水结合，从而减缓或避免了水与LiPF6的发生反应。
由此可以说明，将本发明提供的含有新型离子液体的非水电解液应用到锂离子电池中，能够显著提高电池的高温循环性能。同时，可以起到抑制LiPF6水解的作用。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种改善锂离子电池高温电化学性能的非水电解液，其特征在于，其组分按重量百分比计包括0.01-30wt％锂盐、60-90wt％有机溶剂和0.01-10％离子液体；
所述的离子液体具有如下通式：C+A-；
其中，C+为下式(a)-(h)所示阳离子的任意一种：
Figure FDA0002552785700000011
取代基R1、R2、R3、R4相同或不同，为CmH2m+1或CnF2n+1,m＝1-4,n＝1-3；
其中，A-为下式结构式所示阴离子：
Figure FDA0002552785700000012
R为CxF2x+1,x＝1-3。
2.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述的锂盐为六氟磷酸锂LiPF6；
所述的有机溶剂为碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、1,4-丁内酯、丙酸甲酯、丁酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸乙酯或丁酸乙酯中的一种或两种以上混合。
3.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述离子液体包括如下结构式中的一种或两种以上混合：
Figure FDA0002552785700000021
4.根据权利要求1所述的非水电解液，其特征在于，所述离子液体的制备方法，步骤如下：
(1)在惰性气体的保护下，在30-100℃条件下，将2.0-2.4摩尔当量的丙二腈加入到含有1.0摩尔当量的草酰胺和0.1-1.0摩尔当量的有机碱的醇溶液中，反应得到含有中间体Ⅰ的反应体系，再对反应液减压脱溶剂至无馏分，得到中间体Ⅰ；所述的有机碱为三乙胺、哌啶、2,6-二甲基哌啶、3,5-二甲基哌啶或2,2,6,6-四甲基哌啶中的一种或两种以上混合；
(2)在惰性气体的保护下，在0-180℃条件下，将1.0-1.2摩尔当量的原料加入到含有1.0摩尔当量的中间体Ⅰ和1.0-1.3摩尔当量的有机碱的有机溶液中，反应得到含有中间体Ⅱ的反应体系，然后减压脱溶剂至无馏分，加入水和活性炭脱色，重结晶得到中间体Ⅱ；所述的原料为
Figure FDA0002552785700000031
R为CxF2x+1,x＝1-3；所述的有机碱为哌啶、三乙胺、吡啶或N,N-二甲基-4-胺基吡啶中的一种或两种以上混合；
(3)在惰性气体的保护下，在-80～30℃条件下，将1.0-1.2摩尔当量的碳酸氢钠加入到含有1.0摩尔当量的中间体Ⅱ的有机溶液，反应得到Na+A-溶液，进行减压浓缩至无馏分，所得产物经乙腈重结晶得到Na+A-精品；
(4)在惰性气体的保护下，在20-60℃条件下，将1.0摩尔当量的Na+A-与等摩尔量的含有C+离子的卤化物分别溶于去离子水中，然后在20-60℃条件下混合反应，搅拌0.5-2小时，静置分层，用分液漏斗分出下层液体，溶于二氯甲烷，再用去离子水洗涤3～5次，减压除去二氯甲烷溶剂后，90℃真空减压干燥12小时，得到无色或浅黄色离子液体。
5.根据权利要求4所述的非水电解液，其特征在于，步骤(1)中，所述的醇溶液为甲醇、乙醇、异丙醇或异丁醇中的一种或两种以上混合；反应温度为30～100℃，反应时间为8～24小时。
6.根据权利要求4所述的非水电解液，其特征在于，步骤(2)中，反应温度为0～180℃，时间为8～24小时；所述的有机溶液为甲苯、二甲苯、三甲苯或二氧六环；所述的活性炭为100-600目木质活性炭。
7.根据权利要求4所述的非水电解液，其特征在于，步骤(3)中，所述反应温度为-80～30℃，时间为1～5小时；所述的有机溶液为四氢呋喃、甲苯、乙腈或二氧六环。
8.根据权利要求4所述的非水电解液，其特征在于，步骤(4)中，反应温度为30-45℃。
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