【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于新能源材料領域，具體涉及一種含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽及合成方法和應用。
技術介紹
1、受限于鋰資源的短缺，越來越多的研究者逐漸將目光聚集在儲量豐富、開采成本低廉的鈉離子電池上。同鋰離子電池一樣，電解質也是鈉離子電池的重要組成之一，重點需要考慮的便是其安全性和穩定性。
2、一般來說，鈉鹽中的陰離子含有穩定的中心原子和弱配位鍵連接的電負性外圍配體，有利于形成離域負電荷進行na+的輸運。陰離子的性質決定了電解質的性質，因此，鈉鹽的發展主要以陰離子基團的結構優化為重點。
3、目前研究較為廣泛的鈉鹽當屬高氯酸鈉（naclo4）、六氟磷酸鈉（napf6）、雙三氟甲基磺酰亞胺鈉（natfsi）等，由于naclo4的離子傳輸速率快，相容性好，成本低，已廣泛應用于正極和負極的性能測試。然而，高含水量、高危險性和高毒性阻礙了naclo4的實際使用。另一種常見的鈉鹽是napf6，它在pc基電解質中表現出最高的導電性，然而，napf6的諸多缺點也不容忽視，如價格高、毒性大、分解溫度低；此外，napf6在許多單一溶劑中的溶解度都很低，因此，需要加入ec溶劑來制備napf6鹽的多組分溶劑。具有離子液體基質的陰離子，包括bf4、tfsi-、fsi-和tf-，這類材料擁有良好的化學穩定性，對提高離子導電性有一定幫助。
4、兩性分子是一種具有正、負電荷的中性小分子，雖然它在電場作用下不發生電遷移，但是能夠增加體系的介電常數，促進離子解離，間接有增強離子電導率的作用，稱作兩性離子效應（zwitterioni
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服上述技術不足，提供一種含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽及合成方法和應用，解決現有技術中負正負型兩性分子鹽電解質的電導率低且不利于離子解離的技術問題。
2、為達到上述技術目的，本專利技術提供的技術方案是：
3、第一方面，本專利技術提供一種含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽，其結構式如下所示：
4、
5、其中，m包括li、k或na。
6、第二方面，本專利技術提供一種含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽的合成方法，包括以下步驟：
7、（1）將咪唑、第一3-氯丙烷磺酰（三氟甲基磺酰）亞胺鹽和第一moh加入到第一有機溶劑中，在無水無氧條件下進行單接枝反應，經過濾、旋蒸和干燥得到第一產物；
8、（2）將第二3-氯丙烷磺酰（三氟甲基磺酰）亞胺鹽與mi加入到第二有機溶劑中，經碘代反應、靜置和離心分離，得到含有第二產物的上清液；
9、（3）將上清液與第一產物混合進行二次接枝反應，經后處理，得到含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽。
10、第三方面，本專利技術提供一種含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽作為全固態有機聚合物電解質的應用。
11、與現有技術相比，本專利技術的有益效果包括：
12、本專利技術以功能小分子3-氯丙烷磺酰（三氟甲基磺酰）亞胺鈉（nacpsi）為原料，以咪唑為親核試劑，通過碘代反應和兩次接枝反應，成功合成了對稱兩性分子鹽，該對稱兩性分子鹽中，在離域化的n原子兩側同時連接丙磺酰（三氟甲磺酰）亞胺基團，一個側鏈基團提供負電荷以抵消中間的正電荷，另一個側鏈基團提供鈉離子進行充放電，該結構更有利于陽離子解離；且以咪唑為中心基團，其反應活性較強，容易形成內鹽，利于提高產率。本專利技術所得對稱兩性分子鹽可用于全固態有機聚合物電解質，電化學性能良好。
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1.一種含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽，其特征在于，其結構式如下所示：
2.如權利要求1所述的含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽的合成方法，其特征在于，3-氯丙烷磺酰（三氟甲基磺酰）亞胺鹽的制備步驟具體包括：在冰浴和保護氣氛下，向堿性的三氟甲基磺酰胺溶液中滴加3-氯丙烷磺酰氯進行攪拌反應20～30h，經過濾和旋蒸濃縮得到乳白色固體，干燥后再經提純得到3-氯丙烷磺酰（三氟甲基磺酰）亞胺鹽；
4.根據權利要求2所述的含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽的合成方法，其特征在于，步驟（1）中，所述咪唑、第一3-氯丙烷磺酰（三氟甲基磺酰）亞胺鹽和第一MOH的摩爾比為1:1:（1～1.5）；
5.根據權利要求2所述的含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽的合成方法，其特征在于，步驟（1）中，所述單接枝反應是在85～95℃攪拌回流反應45～50h。
6.根據權利要求2所述的含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽的合成方法，其特征在于，步驟（2）中，所述第二
7.?根據權利要求2所述的含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽的合成方法，其特征在于，步驟（2）中，所述碘代反應是在無水無氧條件下55～65℃攪拌回流22～26?h；
8.?根據權利要求2所述的含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽的合成方法，其特征在于，步驟（3）中，二次接枝反應是在無水無氧條件下65～75℃攪拌回流45～50?h。
9.根據權利要求2所述的含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽的合成方法，其特征在于，步驟（3）中，后處理包括過濾、旋蒸除溶劑、干燥、水洗、醇析和純化。
10.如權利要求1所述的含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽在制備全固態有機聚合物電解質中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽，其特征在于，其結構式如下所示：
2.如權利要求1所述的含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽的合成方法，其特征在于，包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述的含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽的合成方法，其特征在于，3-氯丙烷磺酰（三氟甲基磺酰）亞胺鹽的制備步驟具體包括：在冰浴和保護氣氛下，向堿性的三氟甲基磺酰胺溶液中滴加3-氯丙烷磺酰氯進行攪拌反應20～30h，經過濾和旋蒸濃縮得到乳白色固體，干燥后再經提純得到3-氯丙烷磺酰（三氟甲基磺酰）亞胺鹽；
4.根據權利要求2所述的含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽的合成方法，其特征在于，步驟（1）中，所述咪唑、第一3-氯丙烷磺酰（三氟甲基磺酰）亞胺鹽和第一moh的摩爾比為1:1:（1～1.5）；
5.根據權利要求2所述的含雙磺酰亞胺結構的對稱兩性分子鹽的合成方法，其特征在于，步驟（1）中，所述單接枝反應是在85...
【專利技術屬性】
技術研發人員：黃玲，劉長來，夏詩忠，湯菲，栗嘉琪，杜瑞，李琦旸，陳念，
申請(專利權)人：駱駝集團武漢光谷研發中心有限公司，
類型：發明
國別省市：
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