一种用于质子电池的多羰基氮杂稠环材料及其电极的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种用于质子电池的多羰基氮杂稠环材料，属于质子电池技术领域。该多羰基氮杂稠环材料分子内共轭程度高并含有缺电子的氮杂官能团，利于电子传输，提高倍率性能；分子中存在两个及以上可用于存储质子的羰基官能团，利于提高电池的比容量。以及使用多羰基氮杂稠环材料制备可电化学存储质子的电极，将多羰基氮杂稠环材料、导电剂和粘结剂在溶剂研磨混合均匀以形成电极浆料，将电极浆料涂覆在集流体上，然后在真空烘箱中干燥制成电极。该电极在50mA/g电流密度的下充放电循环可达到250圈。

【技术实现步骤摘要】
一种用于质子电池的多羰基氮杂稠环材料及其电极的制备方法
本专利技术属于质子电池
，具体涉及质子电池有机电极材料，特别是一类用于质子电池的多羰基氮杂稠环材料及其应用。
技术介绍
水相电池安全性高、环境友好、组装成本低，电解液的离子导电率比传统有机体系高两个数量级，因此有望应用于大型能量储存系统进而平抑电网峰值，在绿色电网大规模推广中意义重大。随着锂动力电池的快速发展，水相锂离子电池也取得了长足的进步，然而传统无机电极材料在水相电解液中稳定性差，无法适应储能电池的长循环需求。锂资源储量有限、分布不均、提取难度大且环境成本高昂，限制了其在储能领域的大规模应用。非锂离子的新型水相二次电池成为重要的发展趋势，尤其是以质子为代表的非金属离子越来越受到人们关注。与离子半径大、摩尔质量大的金属离子相比，质子体积小、可用性广、成本低，是可充电电池理想的载流子。在水相锂离子电池进入视野之前，镍/金属氢化物电池(NiMH，镍氢电池)和铅酸电池是质子参与可逆能量存储的两类经典电池。镍氢电池以氢氧化镍为正极，通过储氢合金(负极)与质子结合生成金属氢本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于质子电池的多羰基氮杂稠环材料，其特征在于：以芳香环上的羰基为电化学存储质子的反应位点，同时含有n个氮杂芳香环和m个羰基官能团的稠环化合物，其中1≤n≤20，2≤m≤50；其结构通式包括但不限于以下结构通式1-3：/n

【技术特征摘要】
1.一种用于质子电池的多羰基氮杂稠环材料，其特征在于：以芳香环上的羰基为电化学存储质子的反应位点，同时含有n个氮杂芳香环和m个羰基官能团的稠环化合物，其中1≤n≤20，2≤m≤50；其结构通式包括但不限于以下结构通式1-3：



上述结构通式中Ar基团为芳香环或芳香杂环，其中Ar1、Ar2和Ar3基团可以相同也可以不同，Ar1、Ar2和Ar3基团中至少有一个是氮杂芳香环。


2.根据权利要求1所述的一种用于质子电池的多羰基氮杂稠环材料，其特征在于所述的芳香环为芳香单环或芳香稠环，包括但不限于苯、萘、蒽、菲、芘、苝、芴等芳香环及其含取代基的衍生物。


3.根据权利要求2所述的一种用于质子电池的多羰基氮杂稠环材料，其特征在于所述的芳香杂环为芳香单杂环或芳香稠杂环，包括但不限于吡咯、呋喃、噻吩、噻唑、二唑、三唑、吡啶、嘧啶、哒嗪、吡嗪、喹啉、异喹啉、喹喔啉、酞嗪、苯并噻唑、苯并二唑、菲罗啉、咔唑、磷芴、硅芴、吩噻嗪等芳香杂环及其含取代基的衍生物。


4.根据权利要求2所述的一种用于质子电池的多羰基氮杂稠环材料，其特征在于所述的取代基包括但不限于卤素、烷基、卤代烷基、氨基、羟基、烷氧基、巯基、酯基、酰基、氰基、磺酸基、芳香基或杂环芳香基。


5.一种权利要求1所述的材料用于可电化学存储质子的电极的制备方法，其特征在于步骤如下：
步骤1：将多羰基氮杂稠环材料、导电...

【专利技术属性】
技术研发人员：翁洁娜，林宗琼，史兆鑫，樊广恒，霍峰蔚，黄维，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61