[发明专利]一种氟离子电池用电解液

权利要求书

1.一种氟盐，所述氟盐为离子液体，包括阳离子和阴离子，其特征在于，所述阳离子为结构式(Ⅰ)所示，阴离子为氟离子；

所述R₃，R₄，R₅，R₆，R₇，R₈，R₉独立的为C_1-50的脂肪族、C_1-50的脂肪环族、C_1-50的氟烷烃或C_1-50的芳烃基团。

2.一种权利要求1所述氟盐的制备方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

(1)四烷基脲、草酰氯与二氯甲烷混合后，回流反应1-8小时后，烘干，得到鎓盐；所述四烷基脲的结构式如结构式(Ⅰ-a)；所述四烷基脲和草酰氯的摩尔比为1:1；

(2)将鎓盐与结构式(Ⅰ-b)所示的物质在三乙胺存在条件下，90℃反应1-48h后，加入R₅-Br，90℃反应2-24小时生成溴盐；所述鎓盐、结构式(Ⅰ-b)所示的物质和三乙胺的摩尔比为1:1:1；

(3)将溴盐与氟化银混合，室温反应2-24小时即可生成氟盐；所述溴盐和氟化银的摩尔比为1:1。

3.一种氟离子电池用电解液，其特征在于，所述电解液包括氟盐和溶剂；所述氟盐为权利要求1所述的氟盐或阳离子为结构式(Ⅱ)，阴离子为氟离子的氟盐；所述氟盐占电解液的质量分数为0.1％～90％；

R₁，R₂独立的为C_1-50的脂肪族、C_1-50的脂肪环族、C_1-50的氟烷烃或C_1-50的芳烃基团。

4.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述C_1-50的脂肪族、C_1-50的脂肪环族、C_1-50的氟烷烃、C_1-50的芳烃基团中的部分基团被取代基取代，所述取代基为卤素、酯基、羰基、磺基、羧基、羟基；所述的C_1-50的脂肪族或C_1-50的脂肪环族、C_1-50的氟烷烃、C_1-50的芳烃基团为直链或者支链结构。

5.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述的溶剂为腈、胺、醚、氟醚、碳酸酯、硝基化合物、脂肪和芳香烃、卤代化合物、砜、亚砜、酰胺、酯、醇、杂环化合物。

6.根据权利要求3所述的电解液，其特征在于，所述溶剂为丙酮、乙腈、苄腈、4-氟苄腈、五氟苄腈、三乙胺、二异丙基乙胺、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、γ-丁内酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲基酯乙基酯、四氢呋喃、硝基甲烷、甲苯、氯仿、乙酸乙酯、乙酸甲酯、1,3-二氧戊环、吡啶、甲基乙基砜中的至少一种。

7.一种氟离子电池，所述电池包括阳极、阴极和电解液，其特征在于，所述电解液为权利要求3-6任意一项所述电解液；所述阳极材料的标准电势E₀低于阴极材料的标准电势。

8.根据权利要求7所述的氟离子电池，其特征在于，所述阳极的材料为金属、金属氟化物、金属氧化物、可容纳氟离子的聚合物、可容纳氟离子的碳材料中的至少一种；

所述的金属为钠、钾、镧、铈、铋、钼中的一种或者两种以上；

所述可容纳氟离子的聚合物为聚苯胺或聚吡咯或可容纳氟阴离子的层状双氢氧化物，

所述可容纳氟阴离子的层状双氢氧化物为Mg₃Al-NO₃，Ca₂Al-Cl，Na_0.3(Mg,Li)₃(Si₄O₁₀)(F,OH)₂；

所述可容纳氟离子的碳材料为活性炭、石墨、硬炭、软炭、中间相炭微球。

9.根据权利要求7所述的氟离子电池，其特征在于，所述阴极材料为金属、金属氟化物、金属氧化物、可容纳氟离子的聚合物或可容纳氟离子的碳材料中的至少一种；

所述金属为铜、铁、钴、镍、锌、镓、锗中的一种或者两种以上；

可容纳氟离子的聚合物为聚苯胺或聚吡咯、可容纳氟阴离子的层状双氢氧化物；

所述可容纳氟阴离子的层状双氢氧化物为Mg₃Al-NO₃，Ca₂Al-Cl，Na_0.3(Mg,Li)₃(Si₄O₁₀)(F,OH)₂；

所述可容纳氟离子的碳材料为氟化炭CF_x；x＝0～2。