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一种5,7,12,14-四氮-6,13-并五苯醌电极材料及其制备方法和应用技术

技术编号:19541344 阅读:38 留言:0更新日期:2018-11-24 20:13
本发明专利技术属于电化学技术领域,具体为一种基于5,7,12,14‑四氮‑6,13‑并五苯醌(简称TAPQ)电极及其制备方法和在制备电池中的应用。将邻苯二胺和2,5‑二羟基‑1,4‑苯喹酮混合生成5,12‑二氢喹诺并[2,3‑b]吩嗪,再将5,12‑二氢喹诺并[2,3‑b]吩嗪置于重铬酸钾的硫酸溶液中氧化,而得到5,7,12,14‑四氮‑6,13‑并五苯醌。由该电极组装而得的锂离子电池最高理论比容量可达320.0 mAh/g,且在10C的倍率下能保持150 mAh/g左右的比容量循环300多圈。此外,该电极材料还可适用于钠离子电池和钾离子电池体系等。

A 5,7,12,14-tetrazo-6,13-pentaquinone electrode material and its preparation method and Application

The invention belongs to the field of electrochemical technology, in particular to a 5, 7, 12, 14 tetraazo 6, 13 pentabenzoquinone (TAPQ) electrode, its preparation method and application in the preparation of batteries. A mixture of o-phenylenediamine and 2,5-dihydroxy-1,4-phenylquinolone was mixed to form 5,12-dihydroquinolone [2,3-b] phenylzine, and then 5,12-dihydroquinolone [2,3-b] phenylzine was oxidized in potassium dichromate sulfuric acid solution to obtain 5,7,12,14-tetraazo-6,13-pentabenzoquinone. The maximum theoretical specific capacity of lithium-ion batteries assembled by this electrode can reach 320.0 mAh/g, and the specific capacity of lithium-ion batteries can keep about 150 mAh/g for more than 300 cycles at 10C ratio. In addition, the electrode material can also be applied to sodium ion batteries and potassium ion batteries.

【技术实现步骤摘要】
一种5,7,12,14-四氮-6,13-并五苯醌电极材料及其制备方法和应用
本专利技术属于电化学
,具体涉及一种有机电极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
有机正极材料的优势主要有以下几点:1、体系安全。2、质量轻,多电子参与反应,因而电池比容量高、质量能量密度高。3、有机物的氧化还原过程反应动力学快,因此功率密度高。4、有机结构可设计性强,可根据对电池性能的需求增减官能团或者将其盐化聚合等。且由于有机物在溶剂中的溶解度大,成膜性好,电极制作方式灵活。5、成本低廉、无重金属污染,而含氧共轭羰基化合物作为天然生物质提取物的衍生物更是合成原料丰富且方便大规模生产。因此相比于无机材料,有机物被认为有望成为新一代绿色锂离子电池正极材料。目前已被研究过的有机正极材料主要有导电聚合物、含硫化合物、氮氧自由基化合物和含氧共轭化合物等,其中以含氧共轭化合物研究最多、性能最好。因此寻找性能优良的含氧共轭化合物做电池的正极材料显得尤为迫切。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种合成简便、性能优良的5,7,12,14-四氮-6,13-并五苯醌(简称TAPQ)电极材料及其制备方法,以及其作为电池正极的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种5,7,12,14‑四氮‑6,13‑并五苯醌电极材料,记为TAPQ,其特征在于,分子式为C18H8N4O2,结构式如下:

【技术特征摘要】
1.一种5,7,12,14-四氮-6,13-并五苯醌电极材料,记为TAPQ,其特征在于,分子式为C18H8N4O2,结构式如下:。2.一种制备如权利要求1所述的TAPQ的制备方法,其特征在于,具体步骤为:(1)将邻苯二胺和2,5-二羟基-1,4-苯喹酮混合,在150℃-200℃的条件下搅拌4-6小时,生成5,12-二氢喹诺并[2,3-b]吩嗪;(2)将5,12-二氢喹诺并[2,3-b]吩嗪置于重铬酸钾的硫酸溶液中,在90-110℃的条件下氧化,即得5,7,12,14-四氮-6,13-并五苯醌,记为TAPQ;化合物合成化学反应式如下:。3.如权利要求1所述的TAPQ在电池制备中的应用,其中,TAPQ单独,含有TAPQ的复合物,作为电池电极材料。4.如权利要求3所述的在电池制备中的应用,其特征在于,所述TAPQ复合物为碳包覆的TAPQ、石墨烯复合的...

【专利技术属性】
技术研发人员:杨思宇傅正文
申请(专利权)人:复旦大学
类型:发明
国别省市:上海,31

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