CN112174894A - 一种含氟醚基咪唑类离子液体的制备及其用途 - Google Patents

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Abstract

本发明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。
Figure DSA0000185564180000011

Description

一种含氟醚基咪唑类离子液体的制备及其用途
技术领域
本发明属于钠离子电池技术领域，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。
背景技术
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，是其获得高电压，高比能等优点的保证，其成本约占总成本的5％-10％左右。
目前常用的钠离子电池电解液体系为碳酸酯类溶剂，其存在着易燃易挥发、高毒性、物理化学性质不稳定等固有的缺点，常用钠盐为高氯酸钠是易制爆危化品。整个电解液体系在大电流充放电过程中，碳酸酯类电解液的严重降解和产气将对电池的安全性能发起挑战。然而室温下全部由离子成分组成的离子液体具有极低的挥发性、高离子电导、良好的热稳定性、低可燃以及宽电化学窗口等优点，这些性质使得设计具有优异电化学性能的电极材料和电解质体系成为了可能。离子液体离子结构中存在静电电荷、芳香族和烷基段，有利于离子与无机和有机材料的良好亲和力，这有利于制备复合材料，改善界面性能，产生有序的纳米结构。能作为电解液的离子液体的种类十分有限，阳离子主要包括非官能化的咪唑、吡咯烷基、含磷阳离子等，而阴离子主要是[BF4]-、[FSI]-、[TFSI]-、[DFOB]-、[PF6]-，其中咪唑和吡咯类的阳离子由于粘度低稳定性良好而被广泛应用。疏水性阴离子全氟磺酰亚胺类阴离子如：TFSI-、 FSI-阴离子最近被广泛应用，其吸电子基团SO2，CF3可以通过共振结构的形成和诱导作用，对负电荷进行有效的离域，从而改善其低粘度高电导率。目前离子液体的应用困难主要体现在室温下粘度高影响离子的传递速率，同时成本问题也在应用的考虑范围之内。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种低粘度的含氟醚基咪唑类离子液体和其绿色、低成本的制备方法及其与醚基有机溶剂混合再次降低成本用于钠离子电池的高温电解液。本发明的方法为两步合成，在离子液体的阳离子1-甲基咪唑的烷基侧链引入氧原子降低其粘度，整个过程反应条件温和、提纯工艺简单；所制得的产品收率高、纯度高，反应关键步骤采用水作溶剂，整个生产过程简单，符合绿色生产与排放要求。与醚基有机溶剂混合应用到钠离子电池中，降低其粘度问题并且降低其成本，同时也增加了相比在纯有机体系中的安全性问题。
本发明第一方面公开了一种含氟醚基咪唑类离子液体电解液，具有如下结构：
Figure RE-GSB0000183330330000021
其中Y-为N(SO2F)2-或N(SO2CF3)2-、N(SO2F)(SO2CF3)-中的一种。
本发明第二方面公开了含氟醚基咪唑类离子液体的制备方法，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。
优选地，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。
优选地，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8-10h。有机溶剂100-120ml。步骤(2)所述的中间产物醚基功能性溴盐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。
优选地，还包括将得到的所述含氟醚基咪唑类离子液体进行精制的步骤：
①用混合萃取剂萃取步骤(2)得到的含氟咪唑类离子液体1-5次，收集有机相；
②将步骤①得到的有机相加入干燥剂后旋蒸得到离子液体；
③将步骤②得到的离子液体溶于乙醇中，加入活性炭吸附，过氧化铝柱后旋蒸，真空干燥后得到的离子液体即为精制后的所述含氟醚基咪唑类离子液体。
优选地，步骤①所述混合萃取剂为二氯甲烷和水的混合物，先用二氯甲烷萃取，再用去离子水进行反萃取，二氯甲烷与水和离子液体的体积比为4∶2∶1。
优选地，步骤②所述干燥剂为无水硫酸钠。
优选地，步骤③所述活性炭为100-300目；所述活性炭加入量为整个溶液质量的千分之五；所述吸附时的温度为室温，吸附时间为6-12小时。
优选地，步骤③所述氧化铝颗粒大小为200目-300目。
本发明第三方面公开了所述的含氟醚基咪唑类离子液体与醚基溶剂匹配用于钠离子电池电解液的用途。
本发明的有益效果：
1、本发明的含氟醚基咪唑类离子液体具有高电导率、宽的电化学窗口、高耐温性，电化学稳定性高且在负极表面可以形成稳定的固液相界面的优异性能。用于钠离子电池的电解液，因此具有较高的推广和应用价值。
2、本发明的制备方法简单，反应条件温和，反应时间较短，制得的产品纯度高，总收率较高(可达90％以上)。
3、本发明的关键反应步骤溶剂为蒸馏水，相对于有机溶剂更环保，成本更低；所用的反应原料毒性较小，对设备的腐蚀性较低。
4、本发明采用萃取的方式提纯得到的含氟醚基咪唑类离子液体；相对于重结晶法，除去卤素的效果更明显，极大地降低了成品电解质中的卤素含量。
5、本发明将所制备的离子液体与醚基溶剂混合作为钠离子电池电解液溶剂，相比纯离子液体具有成本较低和粘度较低的优势，相比纯有机溶剂具有较高的安全性能。
6、本发明作为钠离子电池电解液溶剂与醚基有机溶剂混合用于超高温(80℃)的极端条件下表现出优异的电化学性能。
附图说明
附图1为N-甲氧基乙基-N-甲基咪唑双氟磺酰亚胺离子液体的核磁共振氢谱图；
附图2为基于两种电解液1M NaPF6 in C3OmimFSI和1M NaPF6 in C3OmimFSI∶DEGDME(8∶2)的钠离子电池在80℃的倍率性能图；
附图3为基于两种电解液1M NaPF6 in C3OmimFSI和1M NaPF6 in C3OmimFSI∶DEGDME(8∶2)的钠离子电池在80℃的长循环性能图；
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本发明作详细说明。
实施例1：N-甲氧基乙基-N-甲基咪唑双氟磺酰亚胺离子液体(C3OmimFSI)的制备
将0.3mol的N-甲基咪唑和0.32mol的2-溴乙基甲醚(稍过量以保证N-甲基咪唑完全反应)在60℃下油浴反应8h，得到白色沉淀，整个过程乙酸乙酯作为溶剂(100ml)；得到的白色沉淀用乙酸乙酯反复反复淋洗2-3次，放到65℃真空烘箱干燥得到产品产率90％-95％，待第二步反应使用。
将第一步的产物(中间产物)称取0.25mol左右和0.27mol LiFSI(稍过量)在室温条件下反应20-24h左右，整个过程用去离子水作为溶剂，最终得到淡黄色液体58.12g(产率85％-90％左右)。将得到的液体进行萃取提纯：按二氯甲烷40ml、产物20ml、去离子水10ml的比例萃取(4∶2∶1)，直到上清液滴入硝酸银溶液中没有白色沉淀为止。最后旋蒸除掉多余溶剂得到无色透明的离子液体。
实施例2：N-甲氧基乙基-N-甲基咪唑双三氟磺酰亚胺离子液体(C3OmimTFSI)的制备
将0.3mol的N-甲基咪唑和0.32mol的2-溴乙基甲醚(稍过量以保证N-甲基咪唑完全反应)在60℃下油浴反应8h，得到白色沉淀，整个过程乙酸乙酯作为溶剂(100ml)；得到的白色沉淀用乙酸乙酯反复反复淋洗2-3次，放到65℃真空烘箱干燥得到产品产率90％-95％，待第二步反应使用。
将第一步的产物(中间产物)称取0.3mol左右和0.32mol LiTFSI(稍过量)在室温条件下反应20-24h左右，整个过程用去离子水作为溶剂，最终得到淡黄色液体60.36g(产率85％-90％左右)。将得到的液体进行萃取提纯：按二氯甲烷40ml、产物20ml、去离子水10ml的比例萃取(4∶2∶1)，直到上清液滴入硝酸银溶液中没有白色沉淀为止。最后旋蒸除掉多余溶剂得到无色透明的离子液体。
实施例3：N-甲氧基乙基-N-甲基咪唑(氟磺酰)(三氟甲基磺酰)亚胺离子液体(C3OmimFTFSI)的制备
将0.3mol的N-甲基咪唑和0.32mol的2-溴乙基甲醚(稍过量以保证N-甲基咪唑完全反应)在60℃下油浴反应8h，得到白色沉淀，整个过程乙酸乙酯作为溶剂(100ml)；得到的白色沉淀用乙酸乙酯反复反复淋洗2-3次，放到65℃真空烘箱干燥得到产品产率90％-95％，待第二步反应使用。
将第一步的产物(中间产物)称取0.28mol左右和0.3mol LiTFSI(稍过量)在室温条件下反应20-24h左右，整个过程用去离子水作为溶剂，最终得到淡黄色液体60.36g(产率85％-90％左右)。将得到的液体进行萃取提纯：按二氯甲烷40ml、产物20ml、去离子水10ml的比例萃取(4∶2∶1)，直到上清液滴入硝酸银溶液中没有白色沉淀为止。最后旋蒸除掉多余溶剂得到无色透明的离子液体。
实施例4：基于含氟醚基咪唑类离子液体与甘醇二醚基溶剂混合
选自如下至少一种：乙二醇二甲醚(DME)，二乙二醇二甲醚(DEGDME)，三乙二醇二甲醚(TEGDME)。离子液体与甘醇二醚基溶剂的混合比例为(9∶1、8∶2、7∶3、6∶4、5∶5)配制成不同比例的钠离子电池离子液体与有机溶剂混合的电解液溶剂。
实施例5：基于N-甲氧基乙基-N-甲基咪唑双氟磺酰亚胺离子液体(C3OmimFSI)与醚基溶剂(DEGDME)混合的钠离子电池在高温下的应用
(1)电解液的配置
将3.36g六氟磷酸钠溶于27.04g的N-甲氧基乙基-N-甲基咪唑双氟磺酰亚胺离子液体配制成1mol/L以纯离子液体作为溶剂的电解液，将3.21g六氟磷酸钠溶于18.934g的N-甲氧基乙基-N-甲基咪唑双氟磺酰亚胺离子液体和4.73g的二乙二醇二甲醚的混合溶剂中(8∶2wt％)配制成1mol/L的以离子液体与有机溶剂混合的电解液，加入分子筛除水，放置7天至水含量≤10ppm。
(2)钠离子电池的组装及测试
将活性物质(酚醛树脂基硬炭)与导电炭黑充分混合后加入羧甲基纤维素钠(CMC)胶液和适量蒸馏水混合调制成均匀浆料，最后加入丁苯橡胶乳液(SBR)混合均匀。控制活性物质∶导电剂∶CMC∶SBR的质量比为85∶10∶2∶3，同时将浆料固含量控制在45％。然后将电极浆料刮涂于铜箔之上，控制电极载料量在1.6mg/cm2左右。最后将干燥过的极片冲压为
Figure RE-GSB0000183330330000051
mm的圆型电极后在120℃真空烘箱中烘干12h。烘干的极片称取质量后待用。按照从下至上为负极壳、工作电极、隔膜、对电极/参比电极(钠片)、平垫片、弹簧片、正极壳的顺序，在水、氧含量≤0.1ppm充满氩气的手套箱中加入浓度为1mol/L的NaPF6电解液(溶解在 C3OmimFSI的纯溶剂和质量比为8∶2的C3OmimFSI∶DEGDME混合溶剂中)进行组装后并封装，得到型号为R2430的模拟半电池。将半电池在室温中静置24小时后进行后测试两种电解液在80℃条件下的电化学性能。
数据分析：
图1为N-甲氧基乙基-N-甲基咪唑双氟磺酰亚胺离子液体(C3OmimFSI)阳离子核磁氢谱图：1H NMR(DMSO-d6)δ：8.5～8.6(m，1H)，7.25～7.32(m，2H)，4.19～4.22 (m，2H)，3.63～3.71(m，5H)，3.19～3.20(m，3H)，积分面积比为1∶2∶2∶5∶3，证明C3OmimFSI 离子液体成功合成。
图2为基于1M NaPF6 in C3OmimFSI和1M NaPF6 in C3OmimFSI∶DEGDME(8∶2)两种电解液在80℃下的倍率性能对比图，电流密度为0.1C到4C(1C＝250mA/g)，工作电压为0-2.8V。两种电解液的比容量都随着电流密度的增加出现不同程度的衰减，而基于C3OmimFSI∶DEGDME(8∶2)的混合电解液的钠离子电池倍率明显优于以纯离子液体C3OmimFSI作为溶剂的钠离子电池，这与混合电解液体系具有较高的电导率有关。
图3为基于1M NaPF6 in C3OmimFSI和1M NaPF6 in C3OmimFSI∶DEGDME(8∶2)两种电解液在80℃下的长循环性能对比图，电流密度为0.4C，工作电压为0-2.8V。虽然两种电解液的效率一直保持在99.9％左右，但是基于C3OmimFSI∶DEGDME(8∶2)的混合电解液的钠离子电池长循环明显优于以纯离子液体C3OmimFSI作为溶剂的钠离子电池。以纯C3OmimFSI离子液体溶剂的电解液钠离子可在80℃工作，0.4C下100次循环后比容量为268mAh g-1(容量保持率92％)，基于C3OmimFSI∶DEGDME(8∶2)的混合电解液的钠离子电池可在80℃下工作，0.4C下100次循环后比容量为335mAh g-1(容量保持率为98％)。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效修饰、变更、改进，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (11)

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(LiTFSI)和(氟磺酰)(三氟甲基磺酰)亚胺锂(LiFTFSI)的一种或多种。
5.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述加热温度为60-70℃，反应时间为8h-10h。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，还包括将得到的所述含氟醚基咪唑类离子液体进行精制的步骤：
①用混合萃取剂萃取步骤(2)得到的含氟咪唑类离子液体1-5次，收集有机相；
②将步骤①得到的有机相加入干燥剂后旋蒸得到离子液体；
③将步骤②得到的离子液体溶于乙醇中，加入活性炭吸附，过氧化铝柱后旋蒸，真空干燥后得到的离子液体即为精制后的所述含氟醚基咪唑类离子液体。
7.根据权利要求6所述的精制方法，其特征在于，步骤①所述混合萃取剂为二氯甲烷和水的混合物，先用二氯甲烷萃取，再用去离子水进行反萃取，二氯甲烷与水和离子液体的体积比为4∶2∶1。
8.根据权利要求6所述的精制方法，其特征在于，步骤②所述干燥剂为无水硫酸钠。
9.根据权利要求6所述的精制方法，其特征在于，步骤③所述活性炭为100-300目；所述活性炭加入量为整个溶液质量的千分之五；所述吸附时的温度为室温，吸附时间为6-12小时。
10.根据权利要求6所述的精制方法，其特征在于，步骤③所述氧化铝颗粒大小为200目-300目。
11.根据权利要求1将所制备得到的醚基咪唑类离子液体与醚基有机溶剂乙二醇二甲醚(DME)，二乙二醇二甲醚(DEGDME)，三乙二醇二甲醚(TEGDME)其中的一种以质量分数9∶1，8∶2，7∶3，6∶4，5∶5的比例混合，以六氟磷酸钠(NaPF6)为钠盐配制不同溶剂配比的1M NaPF6钠离子电池电解液。
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10294016A (ja) * 1997-04-18 1998-11-04 Showa Denko Kk 有機電解液及びその用途
WO2011024848A1 (ja) * 2009-08-28 2011-03-03 コニカミノルタホールディングス株式会社 固体電解質の製造方法および二次電池
JP2012048874A (ja) * 2010-08-25 2012-03-08 Yamaguchi Univ マグネシウム二次電池用電解液及びそれを用いたマグネシウム二次電池
CN103787981A (zh) * 2012-10-31 2014-05-14 海洋王照明科技股份有限公司 咪唑类离子液体、离子液体电解液及制备方法和应用
CN104022307A (zh) * 2014-06-24 2014-09-03 东莞市凯欣电池材料有限公司 一种电解液及其制备方法以及一种锂硫电池
CN109155415A (zh) * 2016-05-06 2019-01-04 深圳中科瑞能实业有限公司 一种钠离子电池及其制备方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10294016A (ja) * 1997-04-18 1998-11-04 Showa Denko Kk 有機電解液及びその用途
WO2011024848A1 (ja) * 2009-08-28 2011-03-03 コニカミノルタホールディングス株式会社 固体電解質の製造方法および二次電池
JP2012048874A (ja) * 2010-08-25 2012-03-08 Yamaguchi Univ マグネシウム二次電池用電解液及びそれを用いたマグネシウム二次電池
CN103787981A (zh) * 2012-10-31 2014-05-14 海洋王照明科技股份有限公司 咪唑类离子液体、离子液体电解液及制备方法和应用
CN104022307A (zh) * 2014-06-24 2014-09-03 东莞市凯欣电池材料有限公司 一种电解液及其制备方法以及一种锂硫电池
CN109155415A (zh) * 2016-05-06 2019-01-04 深圳中科瑞能实业有限公司 一种钠离子电池及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
GUOJUN WANG: ""Physicochemical properties of functionalized 1,3- dialkylimidazolium ionic liquids based on the bis(fluorosulfonyl)imide anion†"", 《RSC ADV》 *
朱奇珍: ""新型离子液体基功能电解质材料研究"", 《中国材料进展》 *

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