[发明专利]唑烷类离子液体、离子液体电解液及制备方法和应用

权利要求书

1.一种唑烷类离子液体，其特征在于，具有如下结构式：

其中，R为CH₃O(CH₂)_n，n为2、3或4；Y^-为BF₄^-、PF₆^-、(CF₃SO₂)₂N^-或CF₃SO₃^-。

2.一种唑烷类离子液体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

在保护气体氛围下，按照N-甲基唑烷与卤代烷的摩尔比为1∶1.05~1:1.2的比例，将N-甲基唑烷与卤代烷在60~80℃下搅拌反应，得到如下结构式的N-甲氧基烷基N-甲基唑烷卤化物：

其中，R为CH₃O(CH₂)_n，n为2、3或4，X为卤素；

按照摩尔比为1:1~1:1.1，将所述N-甲氧基烷基N-甲基唑烷卤化物与无机盐M⁺Y^-及去离子水在室温下搅拌反应，得到具有如下结构式的唑烷类离子液体：

其中，M⁺为Na⁺、K⁺或NH₄⁺，Y^-为BF₄^-、PF₆^-、(CF₃SO₂)₂N^-或CF₃SO₃^-，所述N-甲氧基烷基N-甲基唑烷卤化物的摩尔量与所述去离子水的体积比为1mol:200~300mL。

3.如权利要求2所述的唑烷类离子液体的制备方法，其特征在于，所述N-甲基唑烷与所述卤代烷的摩尔比为1∶1.2。

4.如权利要求2所述的唑烷类离子液体的制备方法，其特征在于，所述N-甲氧基烷基N-甲基唑烷卤化物与所述无机盐的摩尔比为1:1.05。

5.如权利要求2所述的唑烷类离子液体的制备方法，其特征在于，还包括在将所述N-甲氧基烷基N-甲基唑烷卤化物与无机盐及去离子水在室温下搅拌反应后对离子液体进行分离纯化的步骤，所述分离纯化的过程包括如下步骤：

将反应后得到的混合液用二氯甲烷萃取多次，合并萃取液后，再用去离子水对合并的萃取液进行反萃直至用Ag⁺滴定检测无沉淀产生，收集二氯甲烷相；

对所述二氯甲烷相进行旋转蒸发处理除去二氯甲烷，干燥后即得到纯化的所述唑烷类离子液体。

6.一种离子液体电解液，其特征在于，包括有机溶剂及分散在所述有机溶剂中的离子液体及锂盐；所述离子液体与所述有机溶剂的质量比为1:10~1∶1，所述锂盐与所述有机溶剂的质量比为1:20~1:10；其中，所述离子液体为唑烷类离子液体，具有如下结构式：

R为CH₃O(CH₂)n，n为2、3或4；Y^-为BF₄^-、PF₆^-、(CF₃SO₂)₂N^-或CF₃SO₃^-；

所述有机溶剂为由碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯及碳酸二乙酯组成的混合液，其中，碳酸乙烯酯、碳酸二甲酯及碳酸二乙酯的体积比为1~3:3~7:1；

所述锂盐为LiBF₄、LiPF₆、LiSO₃CF₃或LiTFSI。