[发明专利]一种环状季铵盐电解质、其制备方法及应用

权利要求书

1.一种环状季铵盐电解质的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤（1）、将无机碱水溶液、有机仲胺和二卤代烷，在80~130℃、0.1~2MPa下反应8~10h得到卤化环状季铵盐反应液；

步骤（2）、将步骤（1）得到的卤化环状季铵盐反应液在60~130℃下进行脱水得到固体粉末混合物；

步骤（3）、将步骤（2）得到的固体粉末混合物，溶解于无水有机溶剂中，然后过滤得到卤化环状季铵盐的有机溶液；

步骤（4）、向步骤（3）得到的卤化环状季铵盐的有机溶液中加入高纯酸的铵盐，进行回流反应8~10h，然后经过滤、重结晶、过滤、真空干燥，得到所述的环状季铵盐电解质。

2.根据权利要求1所述的环状季铵盐电解质的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的无机碱水溶液中的无机碱为选自：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠中的任意一种或几种，所述的无机碱水溶液的质量浓度为10~20%。

3.根据权利要求1所述的环状季铵盐电解质的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的有机仲胺为选自二甲胺、二乙胺、二丙胺、二丁胺、N-乙基甲基胺、N-甲基正丙胺、N-甲基正丁胺、N-乙基正丙胺、N-乙基正丁胺、N-丙基丁胺中的任意一种或几种。

4.根据权利要求1所述的环状季铵盐电解质的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的二卤代烷为选自1,4-二氯丁烷、1,5-二氯戊烷、1,6-二氯己烷、1,4-二溴丁烷、1,5-二溴戊烷、1,6-二溴己烷中的任意一种或几种。

5.根据权利要求1所述的环状季铵盐电解质的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述的无机碱水溶液中的无机碱、有机仲胺和二卤代烷的投料摩尔比为0.5~1.05:1~1.1：1。

6.根据权利要求1所述的环状季铵盐电解质的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，所述的无水有机溶剂为选自甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙腈、丙腈、乙酸乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、N,N-二甲基甲酰胺中的任意一种或几种。

7.根据权利要求1所述的环状季铵盐电解质的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，所述的高纯酸的铵盐为四氟硼酸铵，所述的四氟硼酸铵与所述的卤化环状季铵盐的投料摩尔比为1~1.05:1。

8.根据权利要求1所述的环状季铵盐电解质的制备方法，其特征在于：步骤（4）的具体实施方式为：向步骤（3）得到的卤化环状季铵盐的有机溶液中加入所述的高纯酸的铵盐，然后在95~130℃条件下进行回流反应8~10小时，冷却至20~30℃之后过滤，得到环状季铵盐的有机溶液，将所述的环状季铵盐的有机溶液在-15~-25℃条件下进行结晶、过滤得到高纯度环状季铵盐晶体，滤液回用至所述的步骤（3）中，将所述的高纯度环状季铵盐晶体在115~125℃条件下真空干燥8~10小时，得到所述的环状季铵盐电解质。

9.一种如权利要求1至8中任一项所述的制备方法制得的环状季铵盐电解质，其特征在于：所述的环状季铵盐电解质的结构通式为，

其中，R₁、R₂独立地表示碳原子数为1~4的烷基；n为1~3的整数。

10.一种电解液，包括电解质和溶剂，其特征在于：所述的电解质为权利要求9所述的环状季铵盐电解质，所述的溶剂为选自乙腈、甲氧基丙腈、丁二腈、正丁腈、戊二腈、戊腈、异戊腈、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯、环丁砜中的任意一种或多种的组合。