[发明专利]含吗啉离子液体及其制备方法、电解液及其应用

权利要求书

1.一种含吗啉离子液体，具有如下结构式(I)：

其中，Y为阴离子，选自BF₄^-、PF₆^-、(CF₃SO₂)₂N^-或CF₃SO₃^-。

2.一种含吗啉离子液体制备方法，包括如下步骤：

将N-甲基吗啉和甲氧基乙氧基卤代甲烷按摩尔比1∶1.05-1.2混合，在微波辐射功率为200-300W下加热20-40秒后，取出搅拌反应至室温，重复所述微波加热和取出搅拌至室温的操作3次以上，洗涤反应液，得到结构式(III)表示的N-甲基-N-甲氧基乙氧基甲基吗啉卤化物，反应式为：

反应式中，RX为甲氧基乙氧基卤代甲烷，其中，R代表甲氧基乙氧基甲基，X代表卤素，选自Cl、Br或I；

将所述结构式(III)表示的N-甲基-N-甲氧基乙氧基甲基吗啉卤化物和无机盐溶液进行离子交换反应，得到结构式为(I)的含吗啉离子液体；反应式表示为：

III    I

反应式中，MY表示所述无机盐；其中，M为阳离子，选自Na⁺、K⁺或NH₄⁺；Y为阴离子，选自BF₄^-、PF₆^-、(CF₃SO₂)₂N^-或CF₃SO₃^-。

3.如权利要求2所述的含吗啉离子液体制备方法，其特征在于，所述微波辐射加热过程中，辐射功率为240W，辐射加热时间为30秒。

4.如权利要求2所述的含吗啉离子液体制备方法，其特征在于，所述N-甲基-N-甲氧基乙氧基甲基吗啉卤化物和所述无机盐摩尔比为1∶1。

5.一种电解液，包括锂盐，其特征在于，所述电解液还包括含吗啉离子液体，所述含吗啉离子液体具有如下结构式(I)：

其中，Y为阴离子，选自BF₄^-、PF₆^-、(CF₃SO₂)₂N-或CF₃SO₃^-。

6.如权利要求5所述的电解液，其特征在于，所述电解液还包括有机溶剂，所述有机溶剂与所述含吗啉离子液体质量比为n∶1，其中，n大于0、小于或等于100；所述锂盐在电解液中的浓度为0.3-1.2mol/L。

7.如权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂与所述含吗啉离子液体质量比为10∶1。

8.如权利要求7所述的电解液，其特征在于，所述有机溶剂由碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯及碳酸丙烯酯按照体积比2～3∶1～3∶1～2∶1～1.5组成。

9.如权利要求5所述的电解液，其特征在于，所述锂盐选自四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂中的一种或以上。

10.如权利要求5-9任一项所述的电解液在超级电容器或锂离子电池中的应用。