吡嗪类离子液体及其制备方法和应用.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 102952098 A(43)申请公布日 2013.03.06CN102952098A*CN102952098A*(21)申请号 201110253200.4(22)申请日 2011.08.30C07D 295/088(2006.01)C07C 303/32(2006.01)C07C 303/40(2006.01)C07C 309/06(2006.01)C07C 311/48(2006.01)H01G 9/035(2006.01)(71)申请人海洋王照明科技股份有限公司地址 518100 广东省深圳市南山区南海大道海王大厦A座22层申请人深圳市海洋王照明技术有限公司(。

2、72)发明人周明杰刘大喜王要兵(74)专利代理机构广州华进联合专利商标代理有限公司 44224代理人何平(54) 发明名称吡嗪类离子液体及其制备方法和应用(57) 摘要本发明涉及一种吡嗪类离子液体，其化学结构式如下：其中，Y-为BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-或CF3SO3-。该吡嗪类离子液体在室温或接近室温的条件下完全由离子组成，电导率高、熔点低、电化学窗口宽、不挥发、不可燃、热稳定性好且无毒，特别是分解电压高，高电压条件下难以分解，从而可以应用在制造高比容量的超级电容器或锂离子电池领域。此外，本发明还涉及该吡嗪类离子液体的制备方法及其应用。(51)Int.。

3、Cl.权利要求书2页说明书7页附图1页(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请权利要求书 2 页说明书 7 页附图 1 页1/2页21.一种吡嗪类离子液体，其特征在于，化学结构式如下：其中，Y-为BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-或CF3SO3-。2.一种吡嗪类离子液体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一：将吡嗪与甲氧基乙氧基卤代甲烷按摩尔比1111.2反应，生成甲氧基乙氧基甲基-吡嗪卤代盐；步骤二：将所述甲氧基乙氧基甲基-吡嗪卤代盐与含有机阴离子的无机盐按摩尔比11在去离子水中进行离子交换反应，生成所述吡嗪类离子液体，其化学结构式如。

4、下：其中，Y-为BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-或CF3SO3-。3.如权利要求2所述的吡嗪类离子液体的制备方法，其特征在于，所述甲氧基乙氧基卤代甲烷为甲氧基乙氧基氯代甲烷或甲氧基乙氧基溴代甲烷；所述无机盐中阳离子为Na+、K+或NH4+。4.如权利要求2或3所述的吡嗪类离子液体的制备方法，其特征在于，步骤一包括如下步骤：将吡嗪与甲氧基乙氧基卤代甲烷混合，在惰性气体保护下，升温至6080，搅拌反应后冷却至室温，用乙酸乙酯洗涤后真空干燥，得到甲氧基乙氧基甲基-吡嗪卤代盐。5.如权利要求2或3所述的吡嗪类离子液体的制备方法，其特征在于，步骤二包括如下步骤：将甲氧基乙氧。

5、基甲基-吡嗪卤代盐与含有机阴离子的无机盐在去离子水中、室温下进行离子交换反应后，反应混合液用二氯甲烷萃取，得到二氯甲烷相，再对所述二氯甲烷相用去离子水反萃取，直至用饱和的AgNO3水溶液滴定水相至无沉淀产生为止，最后将反萃取后的二氯甲烷相旋转蒸发浓缩，真空干燥得到所述吡嗪类离子液体。6.一种电解液，其特征在于，包括吡嗪类离子液体、锂盐及碳酸酯类有机溶剂，其中，所述吡嗪类离子液体的结构式如下：Y-为BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-或CF3SO3-；电解液中锂盐的浓度为0.3-1.2mol/L；碳酸酯类有机溶剂与吡嗪类离子液体的质量比范围为大于等于0小于等于100。7。

6、.如权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述锂盐为四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂中的至少一种。8.如权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述碳酸酯类有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的至少一种。9.一种电解液的配制方法，其特征在于，包括如下步骤：取碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的至少一种作为碳酸酯类有权利要求书CN 102952098 A2/2页3机溶剂，按碳酸酯类有机溶剂与吡嗪类离子液体的质量比大于等于0小于等于100的比例向所述碳酸酯类有机溶剂中加入吡嗪类离子液体，在40下搅拌混合均匀，再向。

7、混合均匀的有机相中加入四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂中的至少一种锂盐，搅拌直至锂盐完全溶解，得到所述电解液，其中，有机相中锂盐的浓度为0.3-1.2mol/L。10.一种超级电容器，其特征在于，所述超级电容器的电解液包括具有如下结构的离子液体：其中，Y-为BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-或CF3SO3-。权利要求书CN 102952098 A1/7页4吡嗪类离子液体及其制备方法和应用【技术领域】0001 本发明涉及一种电容器电解液领域，尤其涉及一种吡嗪类离子液体及其制备方法，同时还涉及一种使用该吡嗪类离。

8、子液体的电解液及其配制方法和超级电容器。【背景技术】0002 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。超级电容器所存储的能量正比于所施加的电压的平方，因而，提高所施加的电压可以大幅度增加超级电容器的比能量。然而，在高电压条件下，传统的水系电解液易分解，引起电容器的内阻急剧增大、电容量迅速降低。【发明内容】0003 基于此，有必要提供一种不易分解、稳定性较好的吡。

9、嗪类离子液体及其制备方法。0004 一种吡嗪类离子液体，化学结构式如下：0005 0006 其中，Y-为BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-或CF3SO3-。0007 该吡嗪类离子液体在室温或接近室温的条件下完全由离子组成，电导率高、熔点低、电化学窗口宽、不挥发、不可燃、热稳定性好且无毒，特别是分解电压高，高电压条件下难以分解，从而可以应用在制造高比容量的超级电容器或锂离子电池领域。0008 一种吡嗪类离子液体的制备方法，包括如下步骤：0009 步骤一：将吡嗪与甲氧基乙氧基卤代甲烷按摩尔比1111.2反应，生成甲氧基乙氧基甲基-吡嗪卤代盐；0010 步骤二：将所述甲氧。

10、基乙氧基甲基-吡嗪卤代盐与含有机阴离子的无机盐按摩尔比11在去离子水中进行离子交换反应，生成所述吡嗪类离子液体，其化学结构式如下：0011 0012 其中，Y-为BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-或CF3SO3-。0013 在优选的实施方式中，所述甲氧基乙氧基卤代甲烷为甲氧基乙氧基氯代甲烷或甲氧基乙氧基溴代甲烷；所述无机盐中阳离子为Na+、K+或NH4+。0014 在优选的实施方式中，步骤一包括如下步骤：将吡嗪与甲氧基乙氧基卤代甲烷混合，在惰性气体保护下，升温至6080，搅拌反应后冷却至室温，用乙酸乙酯洗涤后真空说明书CN 102952098 A2/7页5干燥，。

11、得到甲氧基乙氧基甲基-吡嗪卤代盐。0015 在优选的实施方式中，步骤二包括如下步骤：将甲氧基乙氧基甲基-吡嗪卤代盐与含有机阴离子的无机盐在去离子水中、室温下进行离子交换反应后，反应混合液用二氯甲烷萃取，得到二氯甲烷相，再对所述二氯甲烷相用去离子水反萃取，直至用饱和的AgNO3水溶液滴定水相至无沉淀产生为止，最后将反萃取后的二氯甲烷相旋转蒸发浓缩，真空干燥得到所述吡嗪类离子液体。0016 上述制备过程效率高、无污染、有利于吡嗪类离子液体的大规模工业化生产。0017 同时，还有必要提供一种使用上述不易分解、稳定性较好的离子液体的电解液及其配制方法和超级电容器。0018 一种电解液，包括吡嗪类离子液。

12、体、锂盐及碳酸酯类有机溶剂，0019 其中，所述吡嗪类离子液体的结构式如下：0020 0021 Y-为BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-或CF3SO3-；0022 电解液中锂盐的浓度为0.3-1.2mol/L，优选为1mol/L；0023 碳酸酯类有机溶剂与吡嗪类离子液体的质量比范围为大于等于0小于等于100。0024 在优选的实施方式中，所述锂盐为四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂中的至少一种。0025 在优选的实施方式中，所述碳酸酯类有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的至少一种。0026 一种。

13、电解液的配制方法，包括如下步骤：0027 取碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的至少一种作为碳酸酯类有机溶剂，按碳酸酯类有机溶剂与吡嗪类离子液体的质量比大于等于0小于等于100的比例向所述碳酸酯类有机溶剂中加入吡嗪类离子液体，在40下搅拌混合均匀，再向混合均匀的有机相中加入四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂中的至少一种锂盐，搅拌直至锂盐完全溶解，得到所述电解液，其中，有机相中锂盐的浓度为0.3-1.2mol/L，优选为1mol/L。0028 含有吡嗪类离子液体的电解液电导率高、熔点低、热稳定性好，特别是电解液的分解电压高，可以广泛应用。

14、在超级电容器的制备领域，获得高比能量的超级电容器。同时，其配制过程简单，使用原料廉价易得，可以大规模工业化生产。0029 一种超级电容器，所述超级电容器的电解液包括具有如下结构的离子液体：0030 0031 其中，Y-为BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-或CF3SO3-。0032 通过测试，使用上述含有吡嗪类离子液体的超级电容器具有较高的充放电电压，且在高充放电电压条件下，电解液非常稳定。说明书CN 102952098 A3/7页6【附图说明】0033 图1为使用实施例6制得的超级电容器的恒流充放电测试曲线图。【具体实施方式】0034 下面主要结合附图及。

15、具体实施例对吡嗪类离子液体及其制备方法和应用作进一步详细的说明。0035 本实施方式的吡嗪类离子液体，化学结构式如下：0036 0037 其中，Y-为BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-或CF3SO3-。0038 该吡嗪类离子液体在室温或接近室温的条件下完全由离子组成，电导率高、熔点低、电化学窗口宽、不挥发、不可燃、热稳定性好且无毒，特别是分解电压高，高电压条件下难以分解，从而可以应用在制造高比容量的超级电容器或锂离子电池领域。0039 一种上述吡嗪类离子液体的制备方法，制备流程如下：0040 吡嗪甲氧基乙氧基甲基-吡嗪卤代盐吡嗪类离子液体0041 0042 其中RX。

16、代表卤代烷或含有机阴离子的无机盐MY中，阳离子M+可以为Na+、K+和NH4+等；阴离子Y-可以为BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、CF3SO3-或(FSO2)2N-等。0043 具体包括如下步骤：0044 步骤S1：将吡嗪与甲氧基乙氧基卤代甲烷按摩尔比1111.2反应，生成甲氧基乙氧基甲基-吡嗪卤代盐。0045 具体如下：将吡嗪与甲氧基乙氧基卤代甲烷按摩尔比1111.2混合，在惰性气体保护下，升温至6080，搅拌反应后冷却至室温，用乙酸乙酯洗涤后真空干燥，得到甲氧基乙氧基甲基-吡嗪卤代盐。0046 步骤S2：将甲氧基乙氧基甲基-吡嗪卤代盐与含有机阴离子的无机盐按摩尔比11在去离子水。

17、中进行离子交换反应，生成吡嗪类离子液体。0047 具体如下：将甲氧基乙氧基甲基-吡嗪卤代盐与含有机阴离子的无机盐在去离子水中、室温下进行离子交换反应后，反应混合液用二氯甲烷萃取，得到二氯甲烷相，再对二氯甲烷相用去离子水反萃取，直至用饱和的AgNO3水溶液滴定水相至无沉淀产生为止，最后将反萃取后的二氯甲烷相旋转蒸发浓缩，真空干燥得到吡嗪类离子液体。0048 上述制备过程效率高、无污染、有利于吡嗪类离子液体的大规模工业化生产。说明书CN 102952098 A4/7页70049 同时，本发明还提供了一种使用上述不易分解、稳定性较好的离子液体的电解液及其配制方法和超级电容器。0050 一实施方式。

18、的电解液包括吡嗪类离子液体、锂盐及碳酸酯类有机溶剂，0051 其中，吡嗪类离子液体的结构式如下：0052 0053 Y-为BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-或CF3SO3-。0054 锂盐优选为四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂中的至少一种，且电解液中锂盐的浓度为0.3-1.2mol/L，优选为1mol/L；0055 碳酸酯类有机溶剂优选为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的至少一种，且碳酸酯类有机溶剂与吡嗪类离子液体的质量比范围为大于等于0小于等于100。0056 该电解液的配制过程，包括如下步骤：005。

19、7 取碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的至少一种作为碳酸酯类有机溶剂，按碳酸酯类有机溶剂与吡嗪类离子液体的质量比大于等于0小于等于100的比例向碳酸酯类有机溶剂中加入吡嗪类离子液体，在40下搅拌混合均匀，再向混合均匀的有机相中加入四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂中的至少一种锂盐，搅拌直至锂盐完全溶解，得到电解液，其中，有机相中锂盐的浓度为0.3-1.2mol/L，优选为1mol/L。0058 含有吡嗪类离子液体的电解液电导率高、熔点低、热稳定性好，特别是电解液的分解电压高，可以广泛应用在超级电容器的制备领域，获得高比能量的超级电容。

20、器。同时，其配制过程简单，使用原料廉价易得，可以大规模工业化生产。0059 通过测试，使用上述含有吡嗪类离子液体制备得到的超级电容器具有较高的充放电电压，且在高充放电电压条件下，电解液非常稳定。0060 以下为具体实施例部分：0061 以下实施例中含有机阴离子的盐主要以钠盐和钾盐作代表，在其他实施例中，还可以使用相应的铵盐、锂盐等；惰性气体氛围以氮气和氩气氛围为代表。0062 吡嗪类离子液体的合成0063 实施例1：1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪四氟硼酸盐的合成0064 在250mL的烧瓶中分别加入80g、1mol的吡嗪和136.4g、1.1mol的甲氧基乙氧基氯甲烷，在氮气氛围下，升温至60，搅拌。

21、反应72小时。静置冷却，用乙酸乙酯洗涤三次。在80下真空干燥，得到浅黄色的固体，即1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪氯盐，收率为81。0065 向500mL烧瓶中加入102g，0.5mol氯化1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪、55g，0.5mol NaBF4和150mL去离子水，在室温下搅拌24小时。反应完成后，混合液用250mL二氯甲烷萃取3次，合并萃取液。然后每次用60mL去离子水反萃取直至用饱和的AgNO3水溶液滴定水相无沉淀产生为止。得到的二氯甲烷相用旋转蒸发仪浓缩后，80真空干燥48小时得到浅说明书CN 102952098 A5/7页8黄色的液体，即1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪四氟硼酸盐，其氢谱数据如。

22、下：0066 1H NMR(CDCl3，400MHz，ppm)：8.78(d，2H)，8.65(d，2H)，5.92(s，2H)，3.84(m，2H)，3.38(m，2H)，3.24(s，3H).0067 实施例2：1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪六氟磷酸盐的合成0068 在250mL的烧瓶中分别加入81g、1mol的吡嗪和184.8g、1.2mol的甲氧基乙氧基溴甲烷，在氩气氛围下，升温至80，搅拌反应48小时。静置冷却，用乙酸乙酯洗涤三次。在80下真空干燥，得到浅黄色的固体，即1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪溴盐，收率为83。0069 向500mL烧瓶中加入0.5mol1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪溴盐、92g。

23、、0.5molKPF6和100mL去离子水，在室温下搅拌8小时。反应完成后，混合液用250mL二氯甲烷萃取3次，合并萃取液。然后每次用60mL去离子水反萃取直至用饱和的AgNO3水溶液滴定水相无沉淀产生为止。得到的二氯甲烷相用旋转蒸发仪浓缩后，80真空干燥48小时得到无色的液体，即1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪六氟磷酸盐。0070 本实施例制备的1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪六氟磷酸盐的核磁共振氢谱测试结果如下：0071 1H NMR(CDCl3，400MHz，ppm)：8.79(d，2H)，8.67(d，2H)，5.93(s，2H)，3.85(m，2H)，3.38(m，2H)，3.25(s，3H).00。

24、72 实施例3：1-甲氧基乙氧基吡嗪三氟甲磺酰亚胺盐的合成0073 1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪氯盐的合成同实施例1。0074 向500mL烧瓶中加入102.5g，0.5mol 1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪氯盐、159.5g，0.5mol三氟甲磺酰亚胺钾TFSI-K和125mL去离子水，在室温下搅拌16小时。反应完成后，混合液用250mL二氯甲烷萃取2次，合并萃取液。然后每次用60mL去离子水反萃取直至用饱和的AgNO3水溶液滴定水相无沉淀产生为止。得到的二氯甲烷相用旋转蒸发仪浓缩后，80真空干燥48小时得到无色的液体，即1-甲氧基乙氧基吡嗪三氟甲磺酰亚胺盐。0075 本实施例制备的1-甲氧基乙氧基吡。

25、嗪三氟甲磺酰亚胺盐的核磁共振氢谱测试结果如下：0076 1H NMR(CDCl3，400MHz，ppm)：8.80(d，2H)，8.68(d，2H)，5.93(s，2H)，3.85(m，2H)，3.39(m，2H)，3.26(s，3H).0077 实施例4：1-甲氧基乙氧基吡嗪三氟甲磺酸盐的合成0078 1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪溴盐的合成同实施例2。0079 向500mL烧瓶中加入0.5mol 1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪溴盐、86g，0.5molCF3SO3Na和130mL去离子水，在室温下搅拌20小时。反应完成后，混合液用250mL二氯甲烷萃取4次，合并萃取液。然后每次用60mL去离子水反萃取。

26、直至用饱和的AgNO3水溶液滴定水相无沉淀产生为止。得到的二氯甲烷相用旋转蒸发仪浓缩，80真空干燥48h后得到无色透明的液体，即1-甲氧基乙氧基吡嗪三氟甲磺酸盐。0080 本实施例制备的1-甲氧基乙氧基吡嗪三氟甲磺酸盐的核磁共振氢谱测试结果如下：0081 1H NMR(CDCl3，400MHz，ppm)：8.79(d，2H)，8.68(d，2H)，5.92(s，2H)，3.85(m，2H)，3.39(m，2H)，3.25(s，3H).0082 实施例5：1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪双(氟磺酰)亚胺盐的合成说明书CN 102952098 A6/7页90083 详细制备过程同实施例1，只需将55g。

27、，0.5mol NaBF4换为等摩尔量的93.5g，0.5mol双(氟磺酰)亚胺钾(FSO2)2NK即可。0084 本实施例制备的1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪双(氟磺酰)亚胺盐的核磁共振氢谱测试结果如下：0085 1H NMR(CDCl3，400MHz，ppm)：8.78(d，2H)，8.67(d，2H)，5.93(s，2H)，3.86(m，2H)，3.38(m，2H)，3.26(s，3H).0086 含吡嗪类离子液体的电解液配制：0087 实施例60088 在氮气氛围保护下，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以2311的体积比配置成有机溶剂(简。

28、称为混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC)。然后根据质量比混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC吡嗪类离子液体为101的配比加入实施例1制得的1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪四氟硼酸盐离子液体，并加热到40搅拌得到均匀的有机相。最后加入LiBF4，使电解液中锂盐的摩尔浓度为1mol/L(即基于有机相的体积VEC+EMC+DMC+DEC+吡嗪类离子液体来决定锂盐的用量)，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。0089 以石墨烯为电极材料，以本实施例所得到的目标有机电解液为电解液，组装成扣式超级电容器，利用CHI660A电化学工作站对其进行恒流充放电测试，在02.8V的电化学窗口内，以1A/g的电。

29、流测得其充放电曲线，如图1所示。由图1可以看出，该超级电容器的充放电曲线较为稳定，说明在高达2.8V的放电电压条件下，电容器性能依然稳定，从而含有甲氧基乙氧基甲基-吡嗪四氟硼酸盐离子液体的电解液分解电压高，稳定性较好。0090 实施例70091 在氩气氛围保护下，加入100mL实施例1制得的1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪四氟硼酸盐离子液体，并加热到40搅拌，然后加入LiSO3CF3，使锂盐的摩尔浓度为0.3mol/L，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。0092 实施例80093 在氮气氛围保护下，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以2。

30、311的体积比配置成有机溶剂(简称为混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC)。然后根据质量比混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC吡嗪类离子液体为1100的配比加入上述制得的1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪六氟磷酸盐离子液体，并加热到40搅拌得到均匀的有机相。最后加入LiPF6，使电解液中锂盐的摩尔浓度为0.5mol/L，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。0094 实施例90095 在氮气氛围保护下，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以2311的体积比配置成有机溶剂(简称为混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC)。然后根据质量比混合溶剂EC+。

31、EMC+DMC+DEC吡嗪类离子液体为110的配比加入上述制得的1-甲氧基乙氧基吡嗪三氟甲磺酰亚胺盐离子液体，并加热到40搅拌得到均匀的有机相。最后加入LiTFSI，使电解液中锂盐的摩尔浓度为0.7mol/L，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。0096 实施例100097 在N2(或Ar2)氛围保护下，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯说明书CN 102952098 A7/7页10(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以2311的体积比配置成有机溶剂(简称为混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC)。然后根据质量比混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC吡嗪类离子液体为。

32、11的配比加入上述制得的1-甲氧基乙氧基吡嗪三氟甲磺酸盐离子液体，并加热到40搅拌得到均匀的有机相。最后加入一定量的锂盐(如LiBF4、LiPF6、LiSO3CF3、LiTFSI、LiFSI)，使锂盐的摩尔浓度为0.9mol/L(基于有机相的体积VEC+EMC+DMC+DEC+吡嗪类离子液体来决定锂盐的用量)，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。0098 实施例110099 在氩气氛围保护下，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以2311的体积比配置成有机溶剂(简称为混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC)。然后根据质量比混合溶剂EC。

33、+EMC+DMC+DEC吡嗪类离子液体为401的配比加入上述制得的1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪双(氟磺酰)亚胺盐离子液体，并加热到40搅拌得到均匀的有机相。最后加入LiFSI，使电解液中锂盐的摩尔浓度为1mol/L，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。0100 实施例120101 在氮气氛围保护下，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以2311的体积比配置成有机溶剂(简称为混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC)。然后根据质量比混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC吡嗪类离子液体为701的配比加入上述制得的1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪四氟硼酸盐。

34、离子液体，并加热到40搅拌得到均匀的有机相。最后加入LiBF4，使电解液中锂盐的摩尔浓度为1.1mol/L，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。0102 实施例130103 在氩气氛围保护下，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以2311的体积比配置成有机溶剂(简称为混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC)。然后根据质量比混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC吡嗪类离子液体为1001的配比加入上述制得的1-甲氧基乙氧基甲基吡嗪六氟磷酸盐离子液体，并加热到40搅拌得到均匀的有机相。最后加入LiPF6，使电解液中锂盐的摩尔浓度为1.2mol/L，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。0104 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。说明书CN 102952098 A10。

摘要
申请专利号：	CN201110253200.4	申请日：	2011.08.30
公开号：	CN102952098A	公开日：	2013.03.06
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):C07D 295/088申请日:20110830\|\|\|公开
IPC分类号：	C07D295/088; C07C303/32; C07C303/40; C07C309/06; C07C311/48; H01G9/035	主分类号：	C07D295/088
申请人：	海洋王照明科技股份有限公司; 深圳市海洋王照明技术有限公司
发明人：	周明杰; 刘大喜; 王要兵
地址：	518100 广东省深圳市南山区南海大道海王大厦A座22层
优先权：
专利代理机构：	广州华进联合专利商标代理有限公司 44224	代理人：	何平
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内容摘要

本发明涉及一种吡嗪类离子液体，其化学结构式如下：其中，Y-为BF4-、PF6-、(CF3SO2)2N-、(FSO2)2N-或CF3SO3-。该吡嗪类离子液体在室温或接近室温的条件下完全由离子组成，电导率高、熔点低、电化学窗口宽、不挥发、不可燃、热稳定性好且无毒，特别是分解电压高，高电压条件下难以分解，从而可以应用在制造高比容量的超级电容器或锂离子电池领域。此外，本发明还涉及该吡嗪类离子液体的制备方法及其应用。

权利要求书

权利要求书一种吡嗪类离子液体，其特征在于，化学结构式如下：

其中，Y‑为BF4‑、PF6‑、(CF3SO2)2N‑、(FSO2)2N‑或CF3SO3‑。
一种吡嗪类离子液体的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将吡嗪与甲氧基乙氧基卤代甲烷按摩尔比1∶1～1∶1.2反应，生成甲氧基乙氧基甲基‑吡嗪卤代盐；
步骤二：将所述甲氧基乙氧基甲基‑吡嗪卤代盐与含有机阴离子的无机盐按摩尔比1∶1在去离子水中进行离子交换反应，生成所述吡嗪类离子液体，其化学结构式如下：

其中，Y‑为BF4‑、PF6‑、(CF3SO2)2N‑、(FSO2)2N‑或CF3SO3‑。
如权利要求2所述的吡嗪类离子液体的制备方法，其特征在于，所述甲氧基乙氧基卤代甲烷为甲氧基乙氧基氯代甲烷或甲氧基乙氧基溴代甲烷；
所述无机盐中阳离子为Na+、K+或NH4+。
如权利要求2或3所述的吡嗪类离子液体的制备方法，其特征在于，步骤一包括如下步骤：将吡嗪与甲氧基乙氧基卤代甲烷混合，在惰性气体保护下，升温至60～80℃，搅拌反应后冷却至室温，用乙酸乙酯洗涤后真空干燥，得到甲氧基乙氧基甲基‑吡嗪卤代盐。
如权利要求2或3所述的吡嗪类离子液体的制备方法，其特征在于，步骤二包括如下步骤：将甲氧基乙氧基甲基‑吡嗪卤代盐与含有机阴离子的无机盐在去离子水中、室温下进行离子交换反应后，反应混合液用二氯甲烷萃取，得到二氯甲烷相，再对所述二氯甲烷相用去离子水反萃取，直至用饱和的AgNO3水溶液滴定水相至无沉淀产生为止，最后将反萃取后的二氯甲烷相旋转蒸发浓缩，真空干燥得到所述吡嗪类离子液体。
一种电解液，其特征在于，包括吡嗪类离子液体、锂盐及碳酸酯类有机溶剂，
其中，所述吡嗪类离子液体的结构式如下：

Y‑为BF4‑、PF6‑、(CF3SO2)2N‑、(FSO2)2N‑或CF3SO3‑；
电解液中锂盐的浓度为0.3‑1.2mol/L；
碳酸酯类有机溶剂与吡嗪类离子液体的质量比范围为大于等于0小于等于100。
如权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述锂盐为四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂中的至少一种。
如权利要求6所述的电解液，其特征在于，所述碳酸酯类有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的至少一种。
一种电解液的配制方法，其特征在于，包括如下步骤：
取碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的至少一种作为碳酸酯类有机溶剂，按碳酸酯类有机溶剂与吡嗪类离子液体的质量比大于等于0小于等于100的比例向所述碳酸酯类有机溶剂中加入吡嗪类离子液体，在40℃下搅拌混合均匀，再向混合均匀的有机相中加入四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂中的至少一种锂盐，搅拌直至锂盐完全溶解，得到所述电解液，其中，有机相中锂盐的浓度为0.3‑1.2mol/L。
一种超级电容器，其特征在于，所述超级电容器的电解液包括具有如下结构的离子液体：

其中，Y‑为BF4‑、PF6‑、(CF3SO2)2N‑、(FSO2)2N‑或CF3SO3‑。

说明书

说明书吡嗪类离子液体及其制备方法和应用
【技术领域】
本发明涉及一种电容器电解液领域，尤其涉及一种吡嗪类离子液体及其制备方法，同时还涉及一种使用该吡嗪类离子液体的电解液及其配制方法和超级电容器。
【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。超级电容器所存储的能量正比于所施加的电压的平方，因而，提高所施加的电压可以大幅度增加超级电容器的比能量。然而，在高电压条件下，传统的水系电解液易分解，引起电容器的内阻急剧增大、电容量迅速降低。
【发明内容】
基于此，有必要提供一种不易分解、稳定性较好的吡嗪类离子液体及其制备方法。
一种吡嗪类离子液体，化学结构式如下：

其中，Y‑为BF4‑、PF6‑、(CF3SO2)2N‑、(FSO2)2N‑或CF3SO3‑。
该吡嗪类离子液体在室温或接近室温的条件下完全由离子组成，电导率高、熔点低、电化学窗口宽、不挥发、不可燃、热稳定性好且无毒，特别是分解电压高，高电压条件下难以分解，从而可以应用在制造高比容量的超级电容器或锂离子电池领域。
一种吡嗪类离子液体的制备方法，包括如下步骤：
步骤一：将吡嗪与甲氧基乙氧基卤代甲烷按摩尔比1∶1～1∶1.2反应，生成甲氧基乙氧基甲基‑吡嗪卤代盐；
步骤二：将所述甲氧基乙氧基甲基‑吡嗪卤代盐与含有机阴离子的无机盐按摩尔比1∶1在去离子水中进行离子交换反应，生成所述吡嗪类离子液体，其化学结构式如下：

其中，Y‑为BF4‑、PF6‑、(CF3SO2)2N‑、(FSO2)2N‑或CF3SO3‑。
在优选的实施方式中，所述甲氧基乙氧基卤代甲烷为甲氧基乙氧基氯代甲烷或甲氧基乙氧基溴代甲烷；所述无机盐中阳离子为Na+、K+或NH4+。
在优选的实施方式中，步骤一包括如下步骤：将吡嗪与甲氧基乙氧基卤代甲烷混合，在惰性气体保护下，升温至60～80℃，搅拌反应后冷却至室温，用乙酸乙酯洗涤后真空干燥，得到甲氧基乙氧基甲基‑吡嗪卤代盐。
在优选的实施方式中，步骤二包括如下步骤：将甲氧基乙氧基甲基‑吡嗪卤代盐与含有机阴离子的无机盐在去离子水中、室温下进行离子交换反应后，反应混合液用二氯甲烷萃取，得到二氯甲烷相，再对所述二氯甲烷相用去离子水反萃取，直至用饱和的AgNO3水溶液滴定水相至无沉淀产生为止，最后将反萃取后的二氯甲烷相旋转蒸发浓缩，真空干燥得到所述吡嗪类离子液体。
上述制备过程效率高、无污染、有利于吡嗪类离子液体的大规模工业化生产。
同时，还有必要提供一种使用上述不易分解、稳定性较好的离子液体的电解液及其配制方法和超级电容器。
一种电解液，包括吡嗪类离子液体、锂盐及碳酸酯类有机溶剂，
其中，所述吡嗪类离子液体的结构式如下：

Y‑为BF4‑、PF6‑、(CF3SO2)2N‑、(FSO2)2N‑或CF3SO3‑；
电解液中锂盐的浓度为0.3‑1.2mol/L，优选为1mol/L；
碳酸酯类有机溶剂与吡嗪类离子液体的质量比范围为大于等于0小于等于100。
在优选的实施方式中，所述锂盐为四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂中的至少一种。
在优选的实施方式中，所述碳酸酯类有机溶剂为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的至少一种。
一种电解液的配制方法，包括如下步骤：
取碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的至少一种作为碳酸酯类有机溶剂，按碳酸酯类有机溶剂与吡嗪类离子液体的质量比大于等于0小于等于100的比例向所述碳酸酯类有机溶剂中加入吡嗪类离子液体，在40℃下搅拌混合均匀，再向混合均匀的有机相中加入四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂中的至少一种锂盐，搅拌直至锂盐完全溶解，得到所述电解液，其中，有机相中锂盐的浓度为0.3‑1.2mol/L，优选为1mol/L。
含有吡嗪类离子液体的电解液电导率高、熔点低、热稳定性好，特别是电解液的分解电压高，可以广泛应用在超级电容器的制备领域，获得高比能量的超级电容器。同时，其配制过程简单，使用原料廉价易得，可以大规模工业化生产。
一种超级电容器，所述超级电容器的电解液包括具有如下结构的离子液体：

其中，Y‑为BF4‑、PF6‑、(CF3SO2)2N‑、(FSO2)2N‑或CF3SO3‑。
通过测试，使用上述含有吡嗪类离子液体的超级电容器具有较高的充放电电压，且在高充放电电压条件下，电解液非常稳定。
【附图说明】
图1为使用实施例6制得的超级电容器的恒流充放电测试曲线图。
【具体实施方式】
下面主要结合附图及具体实施例对吡嗪类离子液体及其制备方法和应用作进一步详细的说明。
本实施方式的吡嗪类离子液体，化学结构式如下：

其中，Y‑为BF4‑、PF6‑、(CF3SO2)2N‑、(FSO2)2N‑或CF3SO3‑。
该吡嗪类离子液体在室温或接近室温的条件下完全由离子组成，电导率高、熔点低、电化学窗口宽、不挥发、不可燃、热稳定性好且无毒，特别是分解电压高，高电压条件下难以分解，从而可以应用在制造高比容量的超级电容器或锂离子电池领域。
一种上述吡嗪类离子液体的制备方法，制备流程如下：
吡嗪→甲氧基乙氧基甲基‑吡嗪卤代盐→吡嗪类离子液体

其中RX代表卤代烷或含有机阴离子的无机盐MY中，阳离子M+可以为Na+、K+和NH4+等；阴离子Y‑可以为BF4‑、PF6‑、(CF3SO2)2N‑、CF3SO3‑或(FSO2)2N‑等。
具体包括如下步骤：
步骤S1：将吡嗪与甲氧基乙氧基卤代甲烷按摩尔比1∶1～1∶1.2反应，生成甲氧基乙氧基甲基‑吡嗪卤代盐。
具体如下：将吡嗪与甲氧基乙氧基卤代甲烷按摩尔比1∶1～1∶1.2混合，在惰性气体保护下，升温至60～80℃，搅拌反应后冷却至室温，用乙酸乙酯洗涤后真空干燥，得到甲氧基乙氧基甲基‑吡嗪卤代盐。
步骤S2：将甲氧基乙氧基甲基‑吡嗪卤代盐与含有机阴离子的无机盐按摩尔比1∶1在去离子水中进行离子交换反应，生成吡嗪类离子液体。
具体如下：将甲氧基乙氧基甲基‑吡嗪卤代盐与含有机阴离子的无机盐在去离子水中、室温下进行离子交换反应后，反应混合液用二氯甲烷萃取，得到二氯甲烷相，再对二氯甲烷相用去离子水反萃取，直至用饱和的AgNO3水溶液滴定水相至无沉淀产生为止，最后将反萃取后的二氯甲烷相旋转蒸发浓缩，真空干燥得到吡嗪类离子液体。
上述制备过程效率高、无污染、有利于吡嗪类离子液体的大规模工业化生产。
同时，本发明还提供了一种使用上述不易分解、稳定性较好的离子液体的电解液及其配制方法和超级电容器。
一实施方式的电解液包括吡嗪类离子液体、锂盐及碳酸酯类有机溶剂，
其中，吡嗪类离子液体的结构式如下：

Y‑为BF4‑、PF6‑、(CF3SO2)2N‑、(FSO2)2N‑或CF3SO3‑。
锂盐优选为四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂中的至少一种，且电解液中锂盐的浓度为0.3‑1.2mol/L，优选为1mol/L；
碳酸酯类有机溶剂优选为碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的至少一种，且碳酸酯类有机溶剂与吡嗪类离子液体的质量比范围为大于等于0小于等于100。
该电解液的配制过程，包括如下步骤：
取碳酸乙烯酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯和碳酸二乙酯中的至少一种作为碳酸酯类有机溶剂，按碳酸酯类有机溶剂与吡嗪类离子液体的质量比大于等于0小于等于100的比例向碳酸酯类有机溶剂中加入吡嗪类离子液体，在40℃下搅拌混合均匀，再向混合均匀的有机相中加入四氟硼酸锂、六氟磷酸锂、三氟甲磺酸锂、双(三氟甲磺酰)亚胺锂和双(氟磺酰)亚胺锂中的至少一种锂盐，搅拌直至锂盐完全溶解，得到电解液，其中，有机相中锂盐的浓度为0.3‑1.2mol/L，优选为1mol/L。
含有吡嗪类离子液体的电解液电导率高、熔点低、热稳定性好，特别是电解液的分解电压高，可以广泛应用在超级电容器的制备领域，获得高比能量的超级电容器。同时，其配制过程简单，使用原料廉价易得，可以大规模工业化生产。
通过测试，使用上述含有吡嗪类离子液体制备得到的超级电容器具有较高的充放电电压，且在高充放电电压条件下，电解液非常稳定。
以下为具体实施例部分：
以下实施例中含有机阴离子的盐主要以钠盐和钾盐作代表，在其他实施例中，还可以使用相应的铵盐、锂盐等；惰性气体氛围以氮气和氩气氛围为代表。
吡嗪类离子液体的合成
实施例1：1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪四氟硼酸盐的合成
在250mL的烧瓶中分别加入80g、1mol的吡嗪和136.4g、1.1mol的甲氧基乙氧基氯甲烷，在氮气氛围下，升温至60℃，搅拌反应72小时。静置冷却，用乙酸乙酯洗涤三次。在80℃下真空干燥，得到浅黄色的固体，即1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪氯盐，收率为81％。
向500mL烧瓶中加入102g，0.5mol氯化1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪、55g，0.5mol NaBF4和150mL去离子水，在室温下搅拌24小时。反应完成后，混合液用250mL二氯甲烷萃取3次，合并萃取液。然后每次用60mL去离子水反萃取直至用饱和的AgNO3水溶液滴定水相无沉淀产生为止。得到的二氯甲烷相用旋转蒸发仪浓缩后，80℃真空干燥48小时得到浅黄色的液体，即1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪四氟硼酸盐，其氢谱数据如下：
1H NMR(CDCl3，400MHz，ppm)：8.78(d，2H)，8.65(d，2H)，5.92(s，2H)，3.84(m，2H)，3.38(m，2H)，3.24(s，3H).
实施例2：1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪六氟磷酸盐的合成
在250mL的烧瓶中分别加入81g、1mol的吡嗪和184.8g、1.2mol的甲氧基乙氧基溴甲烷，在氩气氛围下，升温至80℃，搅拌反应48小时。静置冷却，用乙酸乙酯洗涤三次。在80℃下真空干燥，得到浅黄色的固体，即1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪溴盐，收率为83％。
向500mL烧瓶中加入0.5mol1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪溴盐、92g、0.5molKPF6和100mL去离子水，在室温下搅拌8小时。反应完成后，混合液用250mL二氯甲烷萃取3次，合并萃取液。然后每次用60mL去离子水反萃取直至用饱和的AgNO3水溶液滴定水相无沉淀产生为止。得到的二氯甲烷相用旋转蒸发仪浓缩后，80℃真空干燥48小时得到无色的液体，即1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪六氟磷酸盐。
本实施例制备的1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪六氟磷酸盐的核磁共振氢谱测试结果如下：
1H NMR(CDCl3，400MHz，ppm)：8.79(d，2H)，8.67(d，2H)，5.93(s，2H)，3.85(m，2H)，3.38(m，2H)，3.25(s，3H).
实施例3：1‑甲氧基乙氧基吡嗪三氟甲磺酰亚胺盐的合成
1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪氯盐的合成同实施例1。
向500mL烧瓶中加入102.5g，0.5mol 1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪氯盐、159.5g，0.5mol三氟甲磺酰亚胺钾TFSI‑K和125mL去离子水，在室温下搅拌16小时。反应完成后，混合液用250mL二氯甲烷萃取2次，合并萃取液。然后每次用60mL去离子水反萃取直至用饱和的AgNO3水溶液滴定水相无沉淀产生为止。得到的二氯甲烷相用旋转蒸发仪浓缩后，80℃真空干燥48小时得到无色的液体，即1‑甲氧基乙氧基吡嗪三氟甲磺酰亚胺盐。
本实施例制备的1‑甲氧基乙氧基吡嗪三氟甲磺酰亚胺盐的核磁共振氢谱测试结果如下：
1H NMR(CDCl3，400MHz，ppm)：8.80(d，2H)，8.68(d，2H)，5.93(s，2H)，3.85(m，2H)，3.39(m，2H)，3.26(s，3H).
实施例4：1‑甲氧基乙氧基吡嗪三氟甲磺酸盐的合成
1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪溴盐的合成同实施例2。
向500mL烧瓶中加入0.5mol 1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪溴盐、86g，0.5molCF3SO3Na和130mL去离子水，在室温下搅拌20小时。反应完成后，混合液用250mL二氯甲烷萃取4次，合并萃取液。然后每次用60mL去离子水反萃取直至用饱和的AgNO3水溶液滴定水相无沉淀产生为止。得到的二氯甲烷相用旋转蒸发仪浓缩，80℃真空干燥48h后得到无色透明的液体，即1‑甲氧基乙氧基吡嗪三氟甲磺酸盐。
本实施例制备的1‑甲氧基乙氧基吡嗪三氟甲磺酸盐的核磁共振氢谱测试结果如下：
1H NMR(CDCl3，400MHz，ppm)：8.79(d，2H)，8.68(d，2H)，5.92(s，2H)，3.85(m，2H)，3.39(m，2H)，3.25(s，3H).
实施例5：1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪双(氟磺酰)亚胺盐的合成
详细制备过程同实施例1，只需将55g，0.5mol NaBF4换为等摩尔量的93.5g，0.5mol双(氟磺酰)亚胺钾(FSO2)2NK即可。
本实施例制备的1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪双(氟磺酰)亚胺盐的核磁共振氢谱测试结果如下：
1H NMR(CDCl3，400MHz，ppm)：8.78(d，2H)，8.67(d，2H)，5.93(s，2H)，3.86(m，2H)，3.38(m，2H)，3.26(s，3H).
含吡嗪类离子液体的电解液配制：
实施例6
在氮气氛围保护下，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以2∶3∶1∶1的体积比配置成有机溶剂(简称为混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC)。然后根据质量比混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC∶吡嗪类离子液体为10∶1的配比加入实施例1制得的1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪四氟硼酸盐离子液体，并加热到40℃搅拌得到均匀的有机相。最后加入LiBF4，使电解液中锂盐的摩尔浓度为1mol/L(即基于有机相的体积VEC+EMC+DMC+DEC+吡嗪类离子液体来决定锂盐的用量)，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。
以石墨烯为电极材料，以本实施例所得到的目标有机电解液为电解液，组装成扣式超级电容器，利用CHI660A电化学工作站对其进行恒流充放电测试，在0～2.8V的电化学窗口内，以1A/g的电流测得其充放电曲线，如图1所示。由图1可以看出，该超级电容器的充放电曲线较为稳定，说明在高达2.8V的放电电压条件下，电容器性能依然稳定，从而含有甲氧基乙氧基甲基‑吡嗪四氟硼酸盐离子液体的电解液分解电压高，稳定性较好。
实施例7
在氩气氛围保护下，加入100mL实施例1制得的1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪四氟硼酸盐离子液体，并加热到40℃搅拌，然后加入LiSO3CF3，使锂盐的摩尔浓度为0.3mol/L，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。
实施例8
在氮气氛围保护下，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以2∶3∶1∶1的体积比配置成有机溶剂(简称为混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC)。然后根据质量比混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC∶吡嗪类离子液体为1∶100的配比加入上述制得的1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪六氟磷酸盐离子液体，并加热到40℃搅拌得到均匀的有机相。最后加入LiPF6，使电解液中锂盐的摩尔浓度为0.5mol/L，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。
实施例9
在氮气氛围保护下，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以2∶3∶1∶1的体积比配置成有机溶剂(简称为混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC)。然后根据质量比混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC∶吡嗪类离子液体为1∶10的配比加入上述制得的1‑甲氧基乙氧基吡嗪三氟甲磺酰亚胺盐离子液体，并加热到40℃搅拌得到均匀的有机相。最后加入LiTFSI，使电解液中锂盐的摩尔浓度为0.7mol/L，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。
实施例10
在N2(或Ar2)氛围保护下，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以2∶3∶1∶1的体积比配置成有机溶剂(简称为混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC)。然后根据质量比混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC∶吡嗪类离子液体为1∶1的配比加入上述制得的1‑甲氧基乙氧基吡嗪三氟甲磺酸盐离子液体，并加热到40℃搅拌得到均匀的有机相。最后加入一定量的锂盐(如LiBF4、LiPF6、LiSO3CF3、LiTFSI、LiFSI)，使锂盐的摩尔浓度为0.9mol/L(基于有机相的体积VEC+EMC+DMC+DEC+吡嗪类离子液体来决定锂盐的用量)，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。
实施例11
在氩气氛围保护下，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以2∶3∶1∶1的体积比配置成有机溶剂(简称为混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC)。然后根据质量比混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC∶吡嗪类离子液体为40∶1的配比加入上述制得的1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪双(氟磺酰)亚胺盐离子液体，并加热到40℃搅拌得到均匀的有机相。最后加入LiFSI，使电解液中锂盐的摩尔浓度为1mol/L，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。
实施例12
在氮气氛围保护下，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以2∶3∶1∶1的体积比配置成有机溶剂(简称为混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC)。然后根据质量比混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC∶吡嗪类离子液体为70∶1的配比加入上述制得的1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪四氟硼酸盐离子液体，并加热到40℃搅拌得到均匀的有机相。最后加入LiBF4，使电解液中锂盐的摩尔浓度为1.1mol/L，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。
实施例13
在氩气氛围保护下，将碳酸乙烯酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)以2∶3∶1∶1的体积比配置成有机溶剂(简称为混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC)。然后根据质量比混合溶剂EC+EMC+DMC+DEC∶吡嗪类离子液体为100∶1的配比加入上述制得的1‑甲氧基乙氧基甲基吡嗪六氟磷酸盐离子液体，并加热到40℃搅拌得到均匀的有机相。最后加入LiPF6，使电解液中锂盐的摩尔浓度为1.2mol/L，继续搅拌使锂盐溶解完全，从而得到目标有机电解液。
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。