[发明专利]一种离子液体电解液的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种离子液体电解液的制备方法，属于锂离子电池材料领域。

背景技术

锂离子电池具有工作电压高、能量密度大、应用温度范围宽、自放电率低、循环寿命长、无记忆效应等优点。随着世界能源危机和环境危机的日益加剧，锂离子电池与传统电池相比具有显著地优点而受到世界各国的广泛关注，被誉为21世纪的绿色环保能源之一，这使得锂离子电池迅速发展成为一个庞大的产业，在全球经济中占有重要的地位和作用。

目前，锂离子电池已广泛应用于袖珍家用电器如便携式计算机和移动电话中，在航空、航天、人造卫星及军用通讯设备领域也得到了广泛应用，尤其是近年来在电动自行车领域的应用得到了迅速发展，未来锂离子电池将作为动力电池在汽车工业中发挥传统电池无以替代的作用，使汽车成为清洁环保的交通工具，将为保护世界环境发挥重要的作用。

电解液是锂离子电池四大关键材料(正极材料、负极材料、隔膜、电解液)之一，可谓锂离子电池的“血液”，在锂离子电池中正负极之间起到传导电子的作用，是锂离子电池获得高电压、高比能等性能的保证。目前，锂离子电池电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐、其它必要的添加剂等原料，在一定条件下，按一定比例配制而成的。有机溶剂多采用碳酸酯系列高纯有机溶剂，如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、甲基碳酸丙烯酯、乙基碳酸丙烯酯等，电解质锂盐实际使用的主要是六氟磷酸锂。

六氟磷酸锂存在着制备过程复杂、工艺条件苛刻、价格昂贵等问题，特别是存在热稳定性能差、耐水性差等问题。六氟磷酸锂遇水或水蒸气时，迅速发生分解反应生成五氟化磷，五氟化磷在常温常压下为无色恶臭气体，对皮肤、眼睛、粘膜有强烈刺激性，在潮湿空气中或遇水会剧烈反应生成剧毒和腐蚀性极强的氟化氢，这严重影响了锂离子电池的稳定性和使用安全性。

锂离子电池凭借其自身的综合优势正在走进一个更为庞大的产业群——汽车动力电池领域。为了适应这个庞大的产业群，锂离子电池电解液材料未来的发展趋势将主要集中在离子液体、新型锂盐等方面。因此，研究开发与锂离子电池的正、负极材料相匹配的电解液材料，将使锂离子电池更安全，具有更高的功率和更大的容量，最终使锂离子电池安全方便地应用于电动车、储能、航天以及更广泛的领域，对推动锂离子电池工业的发展具有重要意义。

离子液体(Ionic Liquids)就是完全由离子组成，在低温(＜100℃)下呈液态的盐，也称为低温熔融盐，它一般由有机阳离子和无机阴离子所组成。在室温或室温附近温度下呈液态的由离子构成的物质，称为室温离子液体，一般简称为离子液体。由于离子液体具有导电性好、难挥发、不燃烧、电化学窗口比其它电解质水溶液大得多，将离子液体应用于电池可以减轻自放电，离子液体作为电解液应用于制造新型高性能电池、太阳能电池以及电容器等都具有显著的优点。因此，离子液体用作锂离子电池电解液，不仅可以将锂离子电池的使用温度范围拓宽，而且可以提高锂离子电池在高能密度下的安全性，是未来动力锂离子电池理想的电解液，因而，近年来受到广泛关注。

本发明以锂盐、碳酸酯、离子液体、12-冠-4及其衍生物、聚甲基丙烯酸长链烷基酯、聚丙烯酸长链烷基酯和阻燃剂等为原料，配制蒸气压低、热稳定好、化学稳定性好、电化学窗口宽、清洁、环保、安全和性能优异的离子液体电解液，以替代目前锂离子电池使用的含六氟磷酸锂电解液，从根本上解决传统有机电解液所存在的耐水性差、热稳定性差等问题，提高锂离子电池的容量、低温性能和电池循环寿命等性能。

采用廉价、化学物理性能稳定的离子液体电解液，替代目前市场上锂离子电池的六氟磷酸锂电解液，是锂离子电池工业发展的必然趋势之一，将有利于显著降低锂离子电池的生产成本，提高锂离子电池的性能，对大面积开拓锂离子电池产品市场极为有利。

发明内容

本发明所述的一种离子液体电解液的制备方法，提供一种以锂盐、碳酸酯、离子液体、12-冠-4及其衍生物、聚甲基丙烯酸长链烷基酯、聚丙烯酸长链烷基酯和阻燃剂为原料，按照一定的质量百分比，配制锂离子电池电解液的方法。

本发明所述的一种离子液体电解液的制备方法，采用如下技术方案：