【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电解液，具体涉及到一种具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液及其制备方法和应用。
技术介绍
1、锂离子电池具有高的能量密度、良好的循环稳定性、环境友好等优点，在当今便携式电子设备、电动汽车以及电化学储能等领域占据主导地位。目前的锂电池技术中，普遍使用环状和线状的碳酸酯为电解液，这类有机电解液具有低闪点、易挥发、易泄露、易燃烧的缺点，降低了整个电池体系的安全性和热稳定性。
2、低共熔电解液，完全不同于传统的碳酸酯类电解液，是由在室温下呈现固态的两种物质(分别为氢键受体和氢键供体)以特定的比例混合加热并熔化而形成均一稳定的液体，具有合成简单、无毒无害、绿色环保、易回收降解等特性。低共熔电解液的物理化学性质与离子液体相似，主要包括以下几个方面。首先，它具有低熔点，通常在室温下以液态存在，这种特性有利于在较低温度下进行电化学反应；其次，它具有高离子导电性能，且具有较大的极性和较高的溶解度，会降低锂盐的解离能，显著提高锂电反应的效率和速度。最后，它具有良好的化学稳定性和可再生性，可以循环使用，绿色环保。
3、鉴于低共熔电解液的固有优点，它是一种非常有潜力的锂电池电解液体系，而开发新型安全性高、不易燃的电解液同时具有良好的循环稳定性以及宽电化学稳定窗口是促进发展下一代锂离子电池的关键。
技术实现思路
1、本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本
2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本专利技术。
3、因此，本专利技术的目的是，克服现有技术中的不足，提供一种吡嗪基低共熔电解液。
4、为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：包括，吡嗪类物质、锂盐以及添加剂，摩尔比为50～1：30～1：5～0。
5、作为本专利技术所述具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液的一种优选方案，其中：所述吡嗪类物质包括，
6、吡嗪、氨基吡嗪、2-氯吡嗪、2-碘吡嗪、2,6-二氨基吡嗪、2,6-二甲氧基吡嗪、2,3-二乙基吡嗪、2-乙氧基吡嗪、2-叔丁基吡嗪、2-甲基-3-(甲硫基)吡嗪、2,3,5,6-四甲基吡嗪、2,3-二苯基吡嗪、2-乙基吡嗪、2,3-二甲基吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2,3,5-三氯吡嗪、2,3-二溴吡嗪、2,5-二甲基吡嗪、2,3,5-三甲基吡嗪、2-羟基吡嗪、2-吡嗪甲醇、2-丙基吡嗪、2-甲氧基吡嗪、2-氰基吡嗪、2,6-二氯吡嗪、2,6-二甲基吡嗪、吡嗪酰胺、2-乙酰基吡嗪、2-乙基-5-甲基吡嗪、5-甲基吡嗪-2-胺、2-巯基吡嗪、2,3-二氰基吡嗪、2-羟基-5-溴吡嗪、2-氨基-6-甲基吡嗪、2-氨基-3-氯吡嗪、2-羟基-5-甲基吡嗪、2-乙烷基-3,5-二甲基吡嗪、2-氯-5-甲基吡嗪、2-羟基-3-甲基吡嗪、戊吡嗪、吡嗪-2-甲醛、5-甲基-2-吡嗪羧酸、2-甲基吡嗪、5-乙基-2,3-二甲基吡嗪、2-异丁基-3-甲基吡嗪、2-(甲硫基)吡嗪、吡嗪-2-甲醛、2-吡嗪乙酸、2,3-二氯吡嗪、吡嗪酰胺、吡嗪-2-甲胺肟、2-乙基-3-甲基吡嗪、6-氯-2-羟基吡嗪中的一种或多种。
7、作为本专利技术所述具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液的一种优选方案，其中：所述锂盐包括，
8、硝酸锂、氟化锂、氯化锂、氢氧化锂、氧化锂、三氟甲磺酸锂、三氟乙酸锂、双三氟甲烷磺酰亚胺锂、六氟砷酸锂、六氟磷酸锂、双三氟甲磺酰基亚胺锂、二氟磷酸锂、二草酸硼酸锂、高氯酸锂、四氟硼酸锂、二氟草酸硼酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双(九氟丁基磺酰基)亚胺锂、二氟乙酸锂、(氟磺酰)(三氟甲磺酰)亚氨基锂或双(五氟乙基磺酰基)亚氨基锂中的一种或多种。
9、作为本专利技术所述具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液的一种优选方案，其中：所述添加剂包括，
10、双三甲基硅基胺基锂、碳酸甲乙酯、碳酸丙烯酯、氟代碳酸乙烯酯、1,1,2,2-四氟乙基-2,2,3,3-四氟丙基醚、亚硫酸丙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、亚硫酸乙烯酯、三硫代碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、1,3-丙烯磺酸内酯、亚硫酸二甲酯中的一种或多种。
11、本专利技术的再一目的是，克服现有技术中的不足，提供一种具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液的制备方法，包括，
12、称取吡嗪类物质、锂盐以及添加剂，在加热条件下搅拌并混合均匀，即得到吡嗪类低共熔电解液；
13、其中，所述吡嗪类物质、锂盐以及添加剂的摩尔比为50～1：30～1：5～0。
14、作为本专利技术所述具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液的制备方法的一种优选方案，其中：所述吡嗪类低共熔电解液在氧含量和水含量均低于0.1ppm的手套箱内进行制备。
15、作为本专利技术所述具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液的制备方法，其中：吡嗪类低共熔电解液的加热搅拌，其中，搅拌温度为60～100℃，搅拌时间为10～120min。
16、本专利技术的另一目的是，克服现有技术中的不足，提供一种吡嗪基低共熔电解液的应用。
17、作为本专利技术所述吡嗪基低共熔电解液的应用的一种优选方案，其中：所述吡嗪基低共熔电解液以隔膜材料的形式应用于锂金属电池中。
18、作为本专利技术所述吡嗪基低共熔电解液的应用的一种优选方案，其中：所述锂金属电池的电化学稳定窗口达4.56v。
19、本专利技术有益效果：
20、(1)本专利技术制备得到了一种全新的电解液，以吡嗪类物质、有机锂盐以及添加剂混合加热而形成吡嗪基低共熔电解液，相比于传统的碳酸酯类电解液具有宽电化学稳定窗口、高锂离子迁移数、高电化学稳定性、高室温离子电导率以及优异的循环稳定性。
21、(2)本专利技术通过将原料固体加热熔化并直接作为一种新型电解液应用在锂离子电池当中，这种电解液具有绿色环保、制备工艺简单、成本低廉、适合大规模产业化生产等优点，作为锂电池的电解液，可有效地提升锂电池的容量保持率(高于90％)，且具有有效的阻燃性能，显著提升了安全性能，符合锂电池领域的未来发展方向，具有广阔的应用前景。
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1.一种具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液，其特征在于：包括，吡嗪类物质、锂盐以及添加剂，摩尔比为50～1：30～1：5～0。
2.如权利要求1所述的具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液，其特征在于：所述吡嗪类物质包括，
3.如权利要求1所述的具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液，其特征在于：所述锂盐包括，
4.如权利要求1所述的具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液，其特征在于：所述添加剂包括，
5.如权利要求1～4任一所述的具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液的制备方法，其特征在于：包括，
6.如权利要求5所述的具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液的制备方法，其特征在于：所述吡嗪类低共熔电解液在氧含量和水含量均低于0.1ppm的手套箱内进行制备。
7.如权利要求5或6所述的吡嗪基低共熔电解液的制备方法，其特征在于：所述吡嗪类低共熔电解液的加热搅拌，其中，搅拌温度为60～100℃，搅拌时间为10～120min。
8.如权利要求1～4任一所述的具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低
9.如权利要求8所述的具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液的应用，其特征在于：所述吡嗪基低共熔电解液以隔膜材料的形式应用于锂金属电池中。
10.如权利要求9所述的具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液的应用，其特征在于：所述锂金属电池的电化学稳定窗口达4.56V。
...【技术特征摘要】
1.一种具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液，其特征在于：包括，吡嗪类物质、锂盐以及添加剂，摩尔比为50～1：30～1：5～0。
2.如权利要求1所述的具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液，其特征在于：所述吡嗪类物质包括，
3.如权利要求1所述的具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液，其特征在于：所述锂盐包括，
4.如权利要求1所述的具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液，其特征在于：所述添加剂包括，
5.如权利要求1～4任一所述的具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液的制备方法，其特征在于：包括，
6.如权利要求5所述的具有宽电化学稳定窗口的吡嗪基低共熔电解液的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：逯乐慧，任晓燕，王琴，蒲禹莱，
申请(专利权)人：中国科学院长春应用化学研究所，
类型：发明
国别省市：
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