[发明专利]一种锂电池咪唑离子电解液及其制备方法

说明书

本发明公开了一种锂电池咪唑离子电解液及其制备方法，包括锂盐、离子液体混合溶剂和功能添加剂。与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明的咪唑离子电解液难挥发，热稳定性好，电导率高；功能添加剂的添加提高电解液的循环性能，提高电池的充放电容量和效率。

技术领域

本发明属于锂电池技术领域，特别是涉及一种锂电池咪唑离子电解液及其制备方法。

背景技术

锂离子电池是新能源动力发展的一个重要组成部分，尤其是在电动汽车、燃油和电池混合动力汽车上尤为重要。目前商业常用的锂电池的电解液为含有碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯等离子液体混合溶剂废水电解液，但该种电解液易挥发，易燃，误用或者过充时易导致安全事故。这对锂电池在新能源动力上的发展造成了困难。

发明内容

本发明的目的就在于克服上述不足，提供一种锂电池咪唑离子电解液及其制备方法。

为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：

一种锂电池咪唑离子电解液，包括锂盐、离子液体混合溶剂和功能添加剂；所述锂盐四氟硼酸锂，使用量为1mol/L；

所述离子液体混合溶剂为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐（[bmim]BF₄）、γ-丁内酯的混合物；

所述功能添加剂为碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、亚硫酸乙烯酯、丙烯氰中的一种或多种。

优选的，所述功能添加剂的使用量为离子液体混合溶剂质量的3%-7%。

本发明还公开了锂电池咪唑离子电解液的制备方法，于，包括以下步骤：

步骤一：1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的制备

A、原材料预备：将原材料N-甲基咪唑、溴代正丁烷、乙酸乙酯、丙酮、氟硼酸钠，用活化的分子筛进行进行干燥后待使用；

B、制备中间体：按N-甲基咪唑和溴代正丁烷1:1.0～1.3的摩尔比，取N-甲基咪唑和溴代正丁烷放入反应容器中，在微波加热下反应30min～45min；反应结束后，冷却至室温，用乙酸乙酯洗涤三次；放置70℃、0.1MPa真空干燥箱中干燥8小时；得纯化后的中间体[bmim]Br；

C、将B中得到的[bmim]Br和NaBF₄按摩尔比例1: 1.0～1.3的比例来称取相应的NaBF₄的质量，并按1mol[bmim]Br对应1～1.2L丙酮的比例加入丙酮于反应容器中，用玻璃棒搅拌，在微波加热下反应30min～45min；反应结束后抽滤除去副产物NaBr及未反应的NaBF₄；将过滤后得到的溶液放置在50℃，0.1MPa的条件下真空干燥8小时得 [bmim]BF₄；

步骤二：离子液体混合溶剂制备

在手套箱中，将步骤一制备得到的1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐与γ-丁内酯混合搅拌均匀，其中1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐与γ-丁内酯的体积比为1:1～2；

步骤三，功能添加剂添加

在手套箱中，将功能添加剂按照离子液体混合溶剂质量的3%-7%加入到步骤二中制备好的离子液体混合溶剂内，得到电解液基底液；

步骤四，锂盐添加

在手套箱中，将锂盐加入到步骤三制备好的电解液基底液中，调整锂盐浓度为1mol/L，搅拌均匀，得到电解液。

优选的，所述步骤一B的操作过程微波加热温度为80℃，微波功率为300～400W；所述步骤一C的操作过程 微波加热温度为45℃，微波功率为300～400W。

本发明的作用原理：