咪唑類離子液體的合成及在鋰離子電池中的運用.pdf

1、在室溫附近，離子液體是指完全由陰離子和陽離子組合而成的液態(tài)離子化合物。離子液體因其具有較低的熔點、較寬的電化學(xué)窗口、較低的蒸氣壓和良好的溶解特性，使其已經(jīng)廣泛應(yīng)用在有機合成、催化、分離、電化學(xué)等領(lǐng)域。首次應(yīng)用離子液體是在電鍍等電化學(xué)領(lǐng)域，近年來隨著溶劑和催化劑在有機合成方面研究的十分活躍，而離子液體獨特的溶解性則被很多人應(yīng)用在萃取、分離等方面的研究中。由于離子液體具有較低的蒸汽壓、不可燃燒性、較高的電導(dǎo)率、較寬的電化學(xué)窗口、良好的溶劑等

2、這些優(yōu)良特性，使其可能在未來取代傳統(tǒng)有機電解液，解決鋰離子電池安全性問題。
　　我們合成了一系列的疏水性的咪唑類離子液體1-丙基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([PMIM]PF6)、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([BMIM]PF6)、1-己基-3-甲基咪唑六氟磷酸鹽([HMIM]PF6)。離子液體的合成，我們運用的是兩步合成法，采用了微波及超聲波加熱法，優(yōu)選得到最佳的合成所需要的實驗條件：超聲波功率100W、微波功率400W、反應(yīng)時

3、間60min和最高溫度60℃。通過TG、1H-NMR和IR對合成的離子液體進行了表征。
　　研究三種離子液體[PMIM]PF6、[BMIM]PF6和[HMIM]PF6（質(zhì)量比2％、5%、10%）添加到商用有機電解液中，運用在LiCoO2/Li電池中，測試了電池的電化學(xué)性能。結(jié)果表明在LiCoO2/Li電池中，離子液體改善了商用有機電解液的循環(huán)性能，其中10%含量的[HMIM]PF6表現(xiàn)最優(yōu)，在1C時首次放電比容量為126mAh·g

4、-1，循環(huán)100次以后，放電比容量為60.7mAh·g-1,而商用電解液的放電比容量下降到16.9mAh·g-1，混合離子液體電解液的循環(huán)性能表現(xiàn)明顯優(yōu)于商用電解液。
　　將三種離子液體[PMIM]PF6、[BMIM]PF6和[HMIM]PF6（質(zhì)量比2%、5%、10%）添加到商用有機電解液中，應(yīng)用在LiFePO4/Li電池中，測試了電池的電化學(xué)性能。在LiFePO4/Li電池中，2%含量的[PMIM]PF6、[BMIM]PF6和