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CN103387731A - 凝胶聚合物电解质膜及其制备方法 - Google Patents

凝胶聚合物电解质膜及其制备方法 Download PDF

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CN103387731A
CN103387731A CN2012101401433A CN201210140143A CN103387731A CN 103387731 A CN103387731 A CN 103387731A CN 2012101401433 A CN2012101401433 A CN 2012101401433A CN 201210140143 A CN201210140143 A CN 201210140143A CN 103387731 A CN103387731 A CN 103387731A
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CN
China
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ionic liquid
polymer electrolyte
gel polymer
preparation
hours
Prior art date
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Application number
CN2012101401433A
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English (en)
Inventor
周明杰
刘大喜
王要兵
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Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd
Shenzhen Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd
Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
Original Assignee
Oceans King Lighting Science and Technology Co Ltd
Shenzhen Oceans King Lighting Engineering Co Ltd
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Abstract

一种凝胶聚合物电解质膜，包含聚合物基底及混合于所述聚合物基底中的离子液体，所述聚合物基底与所述离子液体的质量比为10∶3~2∶1；其中，所述聚合物基底为聚偏氟乙烯-六氟丙烯；所述离子液体具有如下结构式，
Figure DDA00001614442600011
其中，Y-为BF4 -、PF6 -、(CF3SO2)2N-或CF3SO3 -。所述凝胶聚合物电解质膜的安全性较高且环境友好，可应用于超级电容器。此外，还提供一种凝胶聚合物电解质膜的制备方法。

Description

凝胶聚合物电解质膜及其制备方法
【技术领域】
本发明涉及超级电容器的电解质领域，特别涉及一种凝胶聚合物电解质膜和其制备方法。
【背景技术】
超级电容器是一种介于充电电池和电容器之间的新型能源器件，具有体积小、容量大、充电速度快、循环寿命长、放电效率高、工作温度范围宽、可靠性好和无污染免维护等优点，是一种新型、高效、实用的能量储存装置，因而被广泛应用于军事领域、移动通讯装置、计算机、以及电动汽车的混合电源等。
超级电容器工作电解质分为水系电解液、有机液体电解液和聚合物电解质。水系电解液的分解电压低，因而研究较少。目前，广泛使用的液体电解质具有电导率高的优点，但是由于其含有易燃、易挥发的有机溶剂，其在充放电过程中释放出可燃气体，特别是在某些非常规工作条件下（如大功率充放电、过充过放等）产生大量热会加速气体的产生，导致电池内压增高，气体泄漏，甚至起火爆炸，因而存在严重的安全隐患。聚合物电解质超级电容器和聚合物电解质锂离子电池因具有安全、无泄漏、漏电流小等优点而被研究者们所重视。固态聚合物电解质室温下电导率较低(10-5~10-4s/cm)，使其应用受到限制，因而凝胶聚合物电解质成为研究重点。但是有机液体电解质易燃、易挥发、热稳定性不好等缺点，存在安全隐患。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种安全性较高、环境友好的凝胶聚合物电解质膜及其制备方法。
一种凝胶聚合物电解质膜，包含聚合物基底及混合于所述聚合物基底中的离子液体，所述聚合物基底与所述离子液体的质量比为10∶3~2∶1；其中，所述聚合物基底为聚偏氟乙烯-六氟丙烯；所述离子液体具有如下结构式，
Figure BDA00001614442400021
其中，Y-为BF4 -、PF6 -、(CF3SO2)2N-或CF3SO3 -。
在其中一个实施例中，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯的相对分子质量为10~80万。
一种凝胶聚合物电解质膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：提供或制备N-甲基哌啶及如下结构式表示的化合物A，
A:
Figure BDA00001614442400022
其中，X为氯、溴或碘；
步骤二：将所述N-甲基哌啶与所述化合物A按照摩尔比为1∶1.05~1∶1.2混合，在无氧条件下加热至60℃~80℃，搅拌48小时~72小时发生合成反应，得到具有如下结构式表示的化合物B，
B:
Figure BDA00001614442400023
步骤三：将所述化合物B与通式为M+Y-的盐按照摩尔比为1∶1~1∶1.1混合，加入溶剂，在温度为10℃~40℃中搅拌3小时~24小时发生离子交换反应，得到具有如下结构式表示的离子液体C，
C:
Figure BDA00001614442400024
其中，M+为Na+、K+或NH4 +；Y-为BF4 -、PF6 -、(CF3SO2)2N-或CF3SO3 -；
步骤四：将所述离子液体C与聚偏氟乙烯-六氟丙烯按照质量比为3∶10~1∶2混合，加入有机溶剂，在无水及无氧的环境下，加热至40℃~60℃，并搅拌形成均匀溶液；及
步骤五：将所述均匀溶液浇注于基板上，在真空气氛中，80℃~100℃干燥24小时~48小时，剥离得到所述凝胶聚合物电解质膜。
在其中一个实施例中，步骤二之后还包括对所述化合物B的纯化步骤：首先将所述合成反应的反应液静置冷却后用乙酸乙酯洗涤，然后将洗涤后的产物真空干燥，得到纯化的所述化合物B。
在其中一个实施例中，步骤三中，搅拌步骤是在超声振动频率为30KHz~50KHz，功率为80W～120W下进行的。
在其中一个实施例中，步骤三之后还包括对所述离子液体C的纯化步骤：将所述离子交换反应后的混合液过滤，并收集滤液，蒸发浓缩后真空干燥，得到纯化的所述离子液体C。
在其中一个实施例中，步骤三中，所述溶剂为丙酮、乙腈。
在其中一个实施例中，步骤四中，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或四氢呋喃；其中，所述有机溶剂与所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯的质量比为1∶5～2∶5。
上述凝胶聚合物电解质膜包括聚合物基底聚偏氟乙烯-六氟丙烯与离子液体及混合于聚合物基底中的离子液体，由于该离子液体的电导率高（5ms/cm左右)、熔点低（-30℃左右）、电化学窗口（5V左右），且该离子液体在室温熔融盐，本身不挥发，不可燃且稳定性好，聚合物基底聚偏氟乙烯-六氟丙烯与该离子液体结合后，不仅减少了凝胶聚合物电解质膜中有机溶剂的含量，从而提高了凝胶聚合物电解质膜的安全性，降低了易燃性及挥发性，而且还提高了聚偏氟乙烯-六氟丙烯的成膜性，提高了电解质膜的稳定性，使得上述凝胶聚合物电解质膜的安全性较高且环境友好，可应用于超级电容器。且上述凝胶聚合物电解质膜的制备方法简单且操作简单，有利于大规模制备。
【附图说明】
图1为一实施方式的凝胶聚合物电解质膜的制备方法流程图。
【具体实施方式】
下面主要结合附图及具体实施例对凝胶聚合物电解质膜及其制备方法作进一步详细的说明。
一实施方式的凝胶聚合物电解质膜，包含聚合物基底及混合于聚合物基底中的离子液体，聚合物基底与离子液体的质量比为10∶3~2∶1；其中，聚合物基底为聚偏氟乙烯-六氟丙烯（P（VDF-HFP））；离子液体具有如下结构式，
Figure BDA00001614442400041
其中，Y-为BF4 -、PF6 -、(CF3SO2)2N-或CF3SO3 -。
在其中一个实施例中，聚偏氟乙烯-六氟丙烯（P（VDF-HFP））的相对分子量为10~80万。
上述凝胶聚合物电解质膜包括聚合物基底聚偏氟乙烯-六氟丙烯与离子液体及混合于聚合物基底中的离子液体，由于该离子液体的电导率高（5ms/cm左右)、熔点低（-30℃左右）、电化学窗口（5V左右），且该离子液体在室温熔融盐，本身不挥发，不可燃且稳定性好，聚合物基底聚偏氟乙烯-六氟丙烯与该离子液体结合后，不仅减少了凝胶聚合物电解质膜中有机溶剂的含量，从而提高了凝胶聚合物电解质膜的安全性，降低了易燃性及挥发性，而且还提高了聚偏氟乙烯-六氟丙烯的成膜性，提高了电解质膜的稳定性，使得上述凝胶聚合物电解质膜的安全性较高且环境友好，可应用于超级电容器。
如图1所示，一实施方式的凝胶聚合物电解质膜的制备方法，包括如下步骤：
步骤S210：提供或制备N-甲基哌啶及如下结构式表示的化合物A，
A:
Figure BDA00001614442400042
其中，X为氯、溴或碘。
步骤S220：将N-甲基哌啶与化合物A按照摩尔比为1∶1.05~1∶1.2混合，在无氧条件下加热至60℃~80℃，搅拌48小时~72小时发生合成反应，得到具有如下结构式表示B，
B:
Figure BDA00001614442400043
在其中一个实施例中，步骤S120之后还包括对化合物B的纯化步骤：首先将合成反应的反应液静置冷却后用乙酸乙酯洗涤，然后将洗涤后的产物真空干燥，得到纯的化合物B。其中，合成反应的反应液用乙酸乙酯洗涤三次；真空干燥的温度为80℃。
需要指出的是，本实施方式中的无氧条件指的是在N2或惰性气体氛围下等。
步骤S230：将化合物B与通式为M+Y-的盐按照摩尔比为1∶1~1∶1.1混合，加入溶剂，在温度为10℃~40℃中搅拌3小时~24小时发生离子交换反应，得到具有如下结构式表示的离子液体C，
C:
Figure BDA00001614442400051
其中，M+为Na+、K+或NH4 +；Y-为BF4 -、PF6 -、(CF3SO2)2N-或CF3SO3 -。
在其中一个实施例中，步骤S230中，溶剂为丙酮、乙腈。溶剂与化合物B的质量比为1∶1~2∶1。搅拌步骤是在超声振动频率为30KHz~50KHz，功率为80W～120W下进行的。
在其中一个实施例中，步骤S230之后还包括对离子液体C的纯化步骤：将离子交换反应后的混合液过滤，并收集滤液，蒸发浓缩后真空干燥，得到纯的离子液体C。其中，真空干燥的温度为80℃下48小时。
合成上述离子液体C的合成路线如下:
Figure BDA00001614442400052
步骤S240：将离子液体C与聚偏氟乙烯-六氟丙烯（P（VDF-HFP））按照质量比为3∶10~1∶2混合，加入有机溶剂，在无水及无氧的环境下，加热至40℃~60℃，并搅拌形成均匀溶液。
在其中一个实施例中，步骤S240中，有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺（DMF）、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或四氢呋喃(THF)。有机溶剂与聚偏氟乙烯-六氟丙烯（P（VDF-HFP））的质量比为1∶5~2∶5。在本实施例中，有机溶剂本身也是增塑剂。
步骤S250：将均匀溶液浇注于基板上，在真空气氛中，80℃~100℃干燥24小时~48小时，剥离得到凝胶聚合物电解质膜。
在本实施例中，基板为玻璃片。
上述凝胶聚合物电解质膜的制备方法简单且操作简单，有利于大规模制备。
以下为具体实施例部分：
实施例1
制备N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶四氟硼酸盐/P（VDF-HFP）凝胶聚合物电解质膜：
（1）合成氯化N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶
将N-甲基哌啶（99g，1mol）和甲氧基氯乙烷(99.2g,1.05mol)加入至反应器中混合，搅拌均匀；在氮气保护下，将反应器温度加热至60℃，搅拌反应48小时，反应结束后，将反应器静置，冷却至室温，将反应产物用乙酸乙酯洗涤三次，在80℃下真空干燥，得到浅黄色的固体（氯化N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶），产率为84%。
（2）合成离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶四氟硼酸盐
将所述制得的氯化N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶(96.9g，0.5mol)及NaBF4(60.5g，0.55mol)溶于150mL丙酮中，在10℃下，用频率为40KHz、功率为100W的超声波振动搅拌8h得到混合液，将该混合液过滤，收集滤液，将该滤液用旋转蒸发仪浓缩，然后再80℃真空干燥48h得到无色的液体即为离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶四氟硼酸盐。
离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶四氟硼酸盐的合成反应式如下：
Figure BDA00001614442400061
离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶四氟硼酸盐的核磁共振谱图数据如下：
1H NMR(CDCl3,400MHz,ppm):3.97(m,2H),3.83(m,2H),3.38(s,3H),3.36(m,4H),1.87(m,4H),1.52(s,3H),1.41(m,2H).
（3）制备N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶四氟硼酸盐/P（VDF-HFP）凝胶聚合物电解质膜
在500mL的三口烧瓶中依次加入100g P（VDF-HFP）（相对分子质量10万）、50g N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶四氟硼酸盐和20g DMF。在干燥的惰性气体N2的保护下，升温到40℃，并搅拌让P（VDF-HFP）溶解，使体系成为均匀溶液。将上述均匀溶液浇铸在洁净的玻璃片上，迅速转移至真空干燥箱中，在80℃下干燥48小时，脱去溶剂，冷却至室温后，在充满惰性气体N2的手套箱中剥离出玻璃片上透明的弹性膜即为N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶四氟硼酸盐/P（VDF-HFP）凝胶聚合物电解质膜。
实施例2
制备N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶六氟磷酸盐/P（VDF-HFP）凝胶聚合物电解质膜：
（1）合成溴化N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶
将N-甲基哌啶（99g，1mol）和甲氧基溴乙烷(152.9g,1.1mol)加入至反应器中混合，搅拌均匀；在氮气保护下，将反应器温度加热至70℃，搅拌反应60小时，反应结束后，将反应器静置，冷却至室温，将反应产物用乙酸乙酯洗涤三次，在80℃下真空干燥，得到浅黄色的固体（溴化N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶），产率为86%。
（2）合成离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶六氟磷酸盐
将所述制得的溴化N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶(119.1g，0.5mol)及KBF6(92g，0.5mol)溶于230mL乙腈中，在40℃下，用频率为50KHz、功率为80W的超声波振动搅拌24h得到混合液，将该混合液过滤，收集滤液，将该滤液用旋转蒸发仪浓缩，然后再80℃真空干燥48h得到无色的液体即为离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶六氟磷酸盐。
离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶六氟磷酸盐的合成反应式如下：
Figure BDA00001614442400071
离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶六氟磷酸盐的核磁共振谱图数据如下：
1H NMR(CDCl3,400MHz,ppm):3.98(m,2H),3.85(m,2H),3.39(s,3H),3.36(m,4H),1.88(m,4H),1.54(s,3H),1.43(m,2H).
（3）制备离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶六氟磷酸盐/P（VDF-HFP）凝胶聚合物电解质膜
在500mL的三口烧瓶中依次加入100g P（VDF-HFP）（相对分子质量50万）、40g N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶六氟磷酸盐和30g NMP。在干燥的惰性气体N2的保护下，升温到60℃，并搅拌让P（VDF-HFP）溶解，使体系成为均匀溶液。将上述均匀溶液浇铸在洁净的玻璃片上，迅速转移至真空干燥箱中，在90℃下干燥24小时，脱去溶剂，冷却至室温后，在充满惰性气体Ar的手套箱中剥离出玻璃片上透明的弹性膜即为N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶六氟磷酸盐/P（VDF-HFP）凝胶聚合物电解质膜。
实施例3
制备N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶双(三氟甲磺酰)亚胺盐/P（VDF-HFP）凝胶聚合物电解质膜：
（1）合成碘化N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶
将N-甲基哌啶（99g，1mol）和甲氧基碘乙烷(223.2g，1.2mol)加入至反应器中混合，搅拌均匀；在氩气保护下，将反应器温度加热至80℃，搅拌反应72小时，反应结束后，将反应器静置，冷却至室温，将反应产物用乙酸乙酯洗涤三次，在80℃下真空干燥，得到浅黄色的固体（碘化N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶），产率为88%。
（2）合成离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶双(三氟甲磺酰)亚胺盐
将上述制得的碘化N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶(142.6g，0.5mol)、双(三氟甲磺酰)亚胺钾(CF3SO2)2NK(159.5g，0.5mol)溶于300mL丙酮中，在30℃下，用频率为50KHz、功率为120W的超声波振动搅拌3h得到混合液，将该混合液过滤，收集滤液，将该滤液用旋转蒸发仪浓缩，然后再80℃真空干燥48h得到无色的液体即为离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶双(三氟甲磺酰)亚胺盐。
离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶双(三氟甲磺酰)亚胺盐的合成反应式如下：
Figure BDA00001614442400081
离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶双(三氟甲磺酰)亚胺盐的核磁共振谱图数据如下：
1H NMR(CDCl3,400MHz,ppm):3.99(m,2H),3.86(m,2H),3.40(s,3H),3.38(m,4H),1.88(m,4H),1.55(s,3H),1.43(m,2H).
（3）制备N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶双(三氟甲磺酰)亚胺盐/P（VDF-HFP）凝胶聚合物电解质膜
在500mL的三口烧瓶中依次加入100g P（VDF-HFP）、30g N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶双(三氟甲磺酰)亚胺盐和40g THF。在干燥的惰性气体Ar2的保护下，升温到40℃，并搅拌让P（VDF-HFP）溶解，使体系成为均匀溶液。将上述均匀溶液浇铸在洁净的玻璃片上，迅速转移至真空干燥箱中，在100℃下干燥30小时，脱去溶剂，冷却至室温后，在充满惰性气体N2的手套箱中剥离出玻璃片上透明的弹性膜即为N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶双(三氟甲磺酰)亚胺盐/P（VDF-HFP）凝胶聚合物电解质膜。
实施例4
制备N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶三氟甲磺酸盐/P（VDF-HFP）凝胶聚合物电解质膜：
（1）合成溴化N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶
将N-甲基哌啶（99g，1mol）和甲氧基溴乙烷(146g，1.05mol)加入至反应器中混合，搅拌均匀；在氮气保护下，将反应器温度加热至80℃，搅拌反应48小时，反应结束后，将反应器静置，冷却至室温，将反应产物用乙酸乙酯洗涤三次，在80℃下真空干燥，得到浅黄色的固体（溴化N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶），产率为81%。
（2）合成离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶三氟甲磺酸盐
将上述制得的溴化N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶(119.1g，0.5mol)及CF3SO3NH4(83.6g，0.5mol)溶于200mL丙酮中，在30℃下，用频率为30KHz、功率为80W的超声波振动搅拌8h得到混合液，将该混合液过滤，收集滤液，将该滤液用旋转蒸发仪浓缩，然后再80℃真空干燥36h得到无色的液体即为离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶三氟甲磺酸盐。
离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶三氟甲磺酸盐的合成反应式如下：
Figure BDA00001614442400101
离子液体N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶三氟甲磺酸盐的核磁共振谱图数据如下：
1H NMR(CDCl3,400MHz,ppm):3.98(m,2H),3.86(m,2H),3.38(s,3H),3.35(m,4H),1.87(m,4H),1.54(s,3H),1.43(m,2H).
（3）制备N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶三氟甲磺酸盐/P（VDF-HFP）凝胶聚合物电解质膜
在500mL的三口烧瓶中依次加入100g P（VDF-HFP）（相对分子质量80万）、45gN-甲氧基乙基-N-甲基哌啶三氟甲磺酸盐和25mLDMF。在干燥的惰性气体N2的保护下，升温到50℃，并搅拌让P（VDF-HFP）溶解，使体系成为均匀溶液。将上述均匀溶液浇铸在洁净的玻璃片上，迅速转移至真空干燥箱中，在85℃下干燥40小时，脱去溶剂，冷却至室温后，在充满惰性气体N2的手套箱中剥离出玻璃片上透明的弹性膜即为N-甲氧基乙基-N-甲基哌啶三氟甲磺酸盐/P（VDF-HFP）凝胶聚合物电解质膜。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种凝胶聚合物电解质膜，其特征在于，包含聚合物基底及混合于所述聚合物基底中的离子液体，所述聚合物基底与所述离子液体的质量比为10∶3~2∶1；其中，所述聚合物基底为聚偏氟乙烯-六氟丙烯；所述离子液体具有如下结构式，
其中，Y-为BF4 -、PF6 -、(CF3SO2)2N-或CF3SO3 -。
2.根据权利要求1所述的凝胶聚合物电解质膜，其特征在于，所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯的相对分子质量为10万～80万。
3.一种凝胶聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：提供或制备N-甲基哌啶及如下结构式表示的化合物A，
A:
Figure FDA00001614442300012
其中，X为氯、溴或碘；
步骤二：将所述N-甲基哌啶与所述化合物A按照摩尔比为1∶1.05~1∶1.2混合，在无氧条件下加热至60℃~80℃，搅拌48小时~72小时发生合成反应，得到具有如下结构式表示的化合物B，
B:
Figure FDA00001614442300013
步骤三：将所述化合物B与通式为M+Y-的盐按照摩尔比为1∶1~1∶1.1混合，加入溶剂，在温度为10℃~40℃中搅拌3小时~24小时发生离子交换反应，得到具有如下结构式表示的离子液体C，
C:
其中，M+为Na+、K+或NH4 +；Y-为BF4 -、PF6 -、(CF3SO2)2N-或CF3SO3 -；
步骤四：将所述离子液体C与聚偏氟乙烯-六氟丙烯按照质量比为3∶10~1∶2混合，加入有机溶剂，在无水及无氧的环境下，加热至40℃~60℃，并搅拌形成均匀溶液；及
步骤五：将所述均匀溶液浇注于基板上，在真空气氛中，80℃~100℃干燥24小时~48小时，剥离得到所述凝胶聚合物电解质膜。
4.根据权利要求3所述的离子液体的制备方法，其特征在于，步骤二之后还包括对所述化合物B的纯化步骤：首先将所述合成反应的反应液静置冷却后用乙酸乙酯洗涤，然后将洗涤后的产物真空干燥，得到纯化的所述化合物B。
5.根据权利要求3所述的离子液体的制备方法，其特征在于，步骤三中，搅拌步骤是在超声振动频率为30KHz~50KHz，功率为80W～120W下进行的。
6.根据权利要求3所述的离子液体的制备方法，其特征在于，步骤三之后还包括对所述离子液体C的纯化步骤：将所述离子交换反应后的混合液过滤，并收集滤液，蒸发浓缩后真空干燥，得到纯化的所述离子液体C。
7.根据权利要求3所述的离子液体的制备方法，其特征在于，步骤三中，所述溶剂为丙酮、乙腈。
8.根据权利要求3所述的凝胶聚合物电解质膜的制备方法，其特征在于，步骤四中，所述有机溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮或四氢呋喃；其中，所述有机溶剂与所述聚偏氟乙烯-六氟丙烯的质量比为1∶5~2∶5。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106165151A (zh) * 2014-04-15 2016-11-23 宝马股份公司 锂电池、具有锂电池的电池组以及包括电池组的汽车、移动设备或固定储存元件
CN108335922A (zh) * 2018-01-20 2018-07-27 深圳清华大学研究院 电解质膜及其制备方法、应用其的电容器
CN110054793A (zh) * 2019-04-30 2019-07-26 南京工业大学 一种高强度凝胶聚合物电解质的制备方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1547216A (zh) * 2003-12-11 2004-11-17 北京理工大学 一种新型复合电解质材料
JP2007157536A (ja) * 2005-12-06 2007-06-21 Sony Corp 電池
CN101162650A (zh) * 2007-05-29 2008-04-16 中南大学 柔性薄膜型固态超级电容器及其制造方法
CN101284791A (zh) * 2001-03-26 2008-10-15 日清纺织株式会社 用于电存储设备的液体电解质和双电荷层电容器
CN101440188A (zh) * 2008-12-30 2009-05-27 哈尔滨工业大学 锂离子电池凝胶型离子液体/聚合物电解质及其制备方法
WO2011100232A1 (en) * 2010-02-12 2011-08-18 Invista Technologies S.A R.L. Low viscosity ionic liquids
WO2012017520A1 (ja) * 2010-08-03 2012-02-09 トヨタ自動車株式会社 リチウム二次電池

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101284791A (zh) * 2001-03-26 2008-10-15 日清纺织株式会社 用于电存储设备的液体电解质和双电荷层电容器
CN1547216A (zh) * 2003-12-11 2004-11-17 北京理工大学 一种新型复合电解质材料
JP2007157536A (ja) * 2005-12-06 2007-06-21 Sony Corp 電池
CN101162650A (zh) * 2007-05-29 2008-04-16 中南大学 柔性薄膜型固态超级电容器及其制造方法
CN101440188A (zh) * 2008-12-30 2009-05-27 哈尔滨工业大学 锂离子电池凝胶型离子液体/聚合物电解质及其制备方法
WO2011100232A1 (en) * 2010-02-12 2011-08-18 Invista Technologies S.A R.L. Low viscosity ionic liquids
WO2012017520A1 (ja) * 2010-08-03 2012-02-09 トヨタ自動車株式会社 リチウム二次電池

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
HAJIME MATSUMOTO等: "Preparation of room temperature ionic liquids based on aliphatic onium cations and asymmetric amide anions and their electrochemical properties as a lithium battery electrolyte", 《JOURNAL OF POWER SOURCES》, vol. 146, no. 12, 31 December 2005 (2005-12-31), pages 45 - 50 *
TZI-YI WU等: "Voltammetric and physicochemical characterization of hydroxyl- and ether-functionalized onium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide ionic liquids", 《ELECTROCHIMICA ACTA》, vol. 56, no. 21, 23 June 2011 (2011-06-23), pages 7278 - 7287, XP028262999, DOI: doi:10.1016/j.electacta.2011.06.051 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106165151A (zh) * 2014-04-15 2016-11-23 宝马股份公司 锂电池、具有锂电池的电池组以及包括电池组的汽车、移动设备或固定储存元件
CN108335922A (zh) * 2018-01-20 2018-07-27 深圳清华大学研究院 电解质膜及其制备方法、应用其的电容器
CN110054793A (zh) * 2019-04-30 2019-07-26 南京工业大学 一种高强度凝胶聚合物电解质的制备方法

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