醚基功能化1,3-二烷基咪唑類(lèi)離子液體及其在鋰離子電池中的應(yīng)用研究.pdf

1、在本論文中，合成了一系列醚基功能化1,3-二烷基咪唑類(lèi)離子液體，系統(tǒng)性地研究與分析了它們的物理化學(xué)性質(zhì)，并選取一些物性良好的應(yīng)用到Li/LiFePO4電池中。
　　制備了23種1,3-二烷基咪唑類(lèi)離子液體，系統(tǒng)性地研究了這類(lèi)離子液體的物理化學(xué)性質(zhì)，并與三種典型的不含功能化基團(tuán)的1,3-二烷基咪唑類(lèi)離子液體對(duì)比。DSC測(cè)試的結(jié)果表面所有23種醚基功能化1,3-二烷基咪唑類(lèi)離子液體的熔點(diǎn)都要小于-60℃。這些離子液體的熱分解溫度在26

2、0℃到400℃的范圍內(nèi)，其中IM2o1-R系列和IM2o2-R系列離子液體的熱分解溫度與不含醚基的IMm-R系列十分接近，顯示了良好的熱穩(wěn)定性。所有醚基功能化1,3-二烷基咪唑類(lèi)離子液體的粘度均小于60 mPa s，其中IM2o2-2-TFSA在25℃時(shí)的粘度為31.3 mPa s，低于含有EMI+陽(yáng)離子的EMI-TFSA（34.1 mPa s）。引入烷氧基乙基基團(tuán)到1,3-二烷基咪唑陽(yáng)離子中，比引入烷氧基甲基基團(tuán)能更有效地降低粘度。所

3、有醚基功能化1,3-二烷基咪唑類(lèi)離子液體在25℃時(shí)的電導(dǎo)率都大于2.3 mS cm-1，其中IM2o1-2-TFSA的室溫電導(dǎo)率是5.12 mS cm-1。在25℃到80℃的溫度范圍內(nèi)，所有1,3-二烷基咪唑類(lèi)離子液體的粘度和電導(dǎo)率與溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系都能很好的符合 VTF方程模型。大多數(shù)合成的醚基功能化1,3-二烷基咪唑類(lèi)離子液體的電化學(xué)窗口值都在4.0 V到4.2 V的范圍內(nèi)，與不含醚基的咪唑類(lèi)離子液體接近。
　　選取三種醚基功能

4、化1,3-二烷基咪唑類(lèi)離子液體加上EMI-TFSA，PMI-TFSA和BMI-TFSA加入0.6 mol kg-1LiTFSA配制成電解質(zhì)，測(cè)試了電解質(zhì)的粘度和電導(dǎo)率。采用鋰對(duì)稱(chēng)電池和交流阻抗法測(cè)試其對(duì)金屬鋰的穩(wěn)定性和界面效應(yīng)。IM2o1-2-TFSA，IM2o2-2-TFSA與IM2o1-2o1-TFSA電解質(zhì)的Li/LiFePO4電池在50次循環(huán)后的容量保持率分別為98.1％，97.3%和99.1%。IM2o2-2-TFSA電解質(zhì)顯