專利名稱：吡咯類離子液體及其制備方法和應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種電容器電解液領域，尤其涉及一種吡咯類離子液體及其制備方法，同時還涉及一種使用該吡咯類離子液體的電解液及其配制方法和超級電容器。
背景技術：
超級電容器是一種介于充電電池和電容器之間的新型能源器件，具有體積小、容量大、充電速度快、循環壽命長、放電效率高、工作溫度范圍寬、可靠性好和無污染免維護等優點，是一種新型、高效、實用的能量儲存裝置，因而被廣泛應用于軍事領域、移動通訊裝置、計算機、以及電動汽車的混合電源等。超級電容器所存儲的能量正比于所施加的電壓的平方，因而，提高所施加的電壓可以大幅度增加超級電容器的比能量。然而，在高電壓條件下，傳統的水系電解液易分解，引起電容器的內阻急劇增大、電容量迅速降低。
發明內容基于此，有必要提供一種不易分解、穩定性較好的吡咯類離子液體及其制備方法。一種吡咯類離子液體，化學結構式如下
權利要求
1.一種吡咯類離子液體，其特征在于，化學結構式如下
2.一種吡咯類離子液體的制備方法，其特征在于，包括如下步驟 步驟一將N-甲基吡咯與甲氧基乙氧基鹵代甲烷按摩爾比I : I I : 1.2反應，生成N-甲氧基乙氧基甲基-N-甲基吡咯鹵代鹽； 步驟二 將所述N-甲氧基乙氧基甲基-N-甲基吡咯鹵代鹽與含有機陰離子的無機鹽按摩爾比I : I在去離子水中進行離子交換反應，生成所述吡咯類離子液體，其化學結構式如下
3.如權利要求2所述的吡咯類離子液體的制備方法，其特征在于，所述甲氧基乙氧基鹵代甲烷為甲氧基乙氧基氯代甲烷或甲氧基乙氧基溴代甲烷； 所述無機鹽中陽離子為Na+、K+或NH4'
4.如權利要求2或3所述的吡咯類離子液體的制備方法，其特征在于，步驟一包括如下步驟將N-甲基吡咯與甲氧基乙氧基鹵代甲烷混合，在惰性氣體保護下，升溫至60 80°C，攪拌反應后冷卻至室溫，用乙酸乙酯洗滌后真空干燥，得到N-甲氧基乙氧基甲基-N-甲基吡咯鹵代鹽。
5.如權利要求2或3所述的吡咯類離子液體的制備方法，其特征在于，步驟二包括如下步驟將N-甲氧基乙氧基甲基-N-甲基吡咯鹵代鹽與含有機陰離子的無機鹽在去離子水中、室溫下進行離子交換反應后，反應混合液用二氯甲烷萃取，得到二氯甲烷相，再對所述二氯甲烷相用去離子水反萃取，直至用飽和的AgNO3水溶液滴定水相至無沉淀產生為止，最后 將反萃取后的二氯甲烷相旋轉蒸發濃縮，真空干燥得到所述吡咯類離子液體。
6.一種電解液，其特征在于，包括吡咯類離子液體、鋰鹽及酯類有機溶劑，其中，所述吡咯類離子液體的結構式如下
7.如權利要求6所述的電解液，其特征在于，所述鋰鹽為四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰、三氟甲磺酸鋰、雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰和雙(氟磺酰)亞胺鋰中的至少一種。
8.如權利要求6所述的電解液，其特征在于，所述酯類有機溶劑為碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯和丙酸乙酯中的至少一種。
9.一種電解液的配制方法，其特征在于，包括如下步驟 取碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯和丙酸乙酯中的至少一種作為酯類有機溶劑，按酯類有機溶劑與吡咯類離子液體的質量比大于等于O小于等于100的比例向所述酯類有機溶劑中加入吡咯類離子液體，在40°C下攪拌混合均勻，再向混合均勻的有機相中加入四氟硼酸鋰、六氟磷酸鋰、三氟甲磺酸鋰、雙(三氟甲磺酰)亞胺鋰和雙(氟磺酰)亞胺鋰中的至少一種鋰鹽，攪拌直至鋰鹽完全溶解，得到所述電解液，其中，有機相中鋰鹽的濃度為O. 3mol/L I. 2mol/L。
10.—種超級電容器，其特征在于，所述超級電容器的電解液中包括具有如下結構的離子液體
全文摘要
本發明涉及一種吡咯類離子液體，其化學結構式如下其中，Y-為BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-或CF3SO3-。該吡咯類離子液體在室溫或接近室溫的條件下完全由離子組成，電導率高、熔點低、電化學窗口寬、不揮發、不可燃、熱穩定性好且無毒，特別是分解電壓高，高電壓條件下難以分解，從而可以應用在制造高比容量的超級電容器或鋰離子電池領域。此外，本發明還涉及該吡咯類離子液體的制備方法及其應用。
文檔編號H01G9/035GK102952099SQ20111025320
公開日2013年3月6日 申請日期2011年8月30日 優先權日2011年8月30日
發明者周明杰, 劉大喜, 王要兵 申請人:海洋王照明科技股份有限公司, 深圳市海洋王照明技術有限公司