一种醌聚物类有机正极材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种醌聚物类有机正极材料及其制备方法和应用，该有机正极材料难溶于电解液，有效抑制活性物质损失。并且其制备方法简单可行，制得的有机正极材料结构中包含醌和蒽醌单体，并且可以兼具表现出醌和蒽醌的氧化还原性能，如在锌离子电池中的循环伏安曲线表现为两对氧化还原峰。该有机正极材料可由以下两种方法制备：方法一：以2,6二氨基蒽醌和1,4苯醌为反应原料溶于反应溶剂中，直接加热进行加成反应制备；方法二：以2,6二氨基蒽醌和2,5

【技术实现步骤摘要】
一种醌聚物类有机正极材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及电池
，具体涉及一种醌聚物类有机正极材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]有机正极材料结构丰富、来源广泛，是构建绿色低碳离子电池较为理想的新兴储能材料，发展有机正极材料契合当今可持续理念和应用趋势，是实现高效清洁储能的重要手段。其中，醌类有机正极材料的氧化还原可逆性好、结构易于设计，是极具开发潜力的离子电池正极材料。如醌和蒽醌等具有较高的理论比容量，对其结构进行修饰有望在离子电池储能方面实现广泛应用。
[0003]然而，醌和蒽醌等小分子易溶解于电解液中，从而造成活性物质的损失，影响其正极材料的电化学性能表现。

技术实现思路

[0004]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种醌聚物类有机正极材料及其制备方法和应用。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：
[0006]本专利技术提供一种醌聚物类有机正极材料，该有机正极材料的结构式为：
[0007]其中，n为大于等于1的自然数。
[0008]本专利技术还提供一种该醌聚物类有机正极材料的制备方法，该方法包括以下步骤：取2,6 二氨基蒽醌和1,4苯醌溶于反应溶剂A中，加热进行加成反应；待反应结束并冷却后进行抽滤，获得滤饼；用洗涤溶剂对所述滤饼进行洗涤后干燥，获得有机正极材料。
[0009]进一步的，该方法具体包括以下步骤：按每克2,6二氨基蒽醌与1.1克～2.3克1,4苯醌的溶于5mL～200mL的反应溶剂A的比例，取2,6二氨基蒽醌和1,4苯醌溶于反应溶剂A 中，于60℃～150℃下反应6h～48h；待反应结束并冷却后进行抽滤，获得滤饼；用洗涤溶剂对所述滤饼洗涤2次～10次后干燥得到黑色固体粉末，即得所述有机正极材料。
[0010]进一步的，所述反应溶剂A为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、N,N
‑
二甲基甲酰胺或四氢呋喃。
[0011]本专利技术也提供该醌聚物类有机正极材料的另一种制备方法，该方法包括以下步骤：取2,6 二氨基蒽醌和2,5
‑
二氯
‑
1,4苯醌溶于反应溶剂B中，然后在惰性气体保护下加热进行缩合反应；待反应结束并冷却后进行抽滤，获得滤饼；用洗涤溶剂对所述滤饼进行洗涤后干燥，获得有机正极材料。
[0012]进一步的，该方法具体包括以下步骤：按每克2,6二氨基蒽醌与0.5克～1.3克2,5
‑
二氯
ꢀ‑
1,4苯醌的溶于5mL～200mL的反应溶剂B的比例，取2,6二氨基蒽醌和2,5
‑
二氯苯醌溶于反应溶剂B中，然后在惰性气体保护下于60℃～150℃下反应6h～48h；待反应结束并冷却后进行抽滤，获得滤饼；用洗涤溶剂对所述滤饼洗涤2次～10次后干燥得到黑色固体粉末，即得所述有机正极材料。
[0013]进一步的，所述反应溶剂B为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、N,N
‑
二甲基甲酰胺或N
‑ꢀ
甲基吡咯烷酮。
[0014]进一步的，所述惰性气体为氮气、氦气或氩气。
[0015]进一步的，所述洗涤溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、四氢呋喃、N,N
‑
二甲基甲酰胺、水中的一种或多种。
[0016]本专利技术也提供如上述的醌聚物类有机正极材料在离子电池领域的应用。
[0017]相较于现有技术，本专利技术提供的技术方案至少具有以下优点：
[0018]本专利技术提供一种醌聚物类有机正极材料及其制备方法和应用，该有机正极材料具有特定的分子结构，难溶于电解液，有效抑制活性物质损失。并且其制备方法简单可行，制得的有机正极材料结构中包含醌和蒽醌单体，并且可以兼具表现出醌和蒽醌的氧化还原性能，在循环伏安曲线中表现为两对氧化还原峰。
附图说明
[0019]一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
[0020]图1为本专利技术实施例1所制备的醌聚物类有机正极材料的X射线衍射图；
[0021]图2为本专利技术实施例1所制备的醌聚物类有机正极材料的扫描电镜图；
[0022]图3为本专利技术实施例1所制备的醌聚物类有机正极材料的红外光谱图；
[0023]图4为本专利技术实施例1所制备的醌聚物类有机正极材料在锌离子电池在10mV s
‑1扫速下的循环伏安曲线图。
具体实施方式
[0024]由
技术介绍
可知，因醌和蒽醌等小分子易溶解于电解液中，从而造成活性物质的损失，会影响以其为正极材料的电化学性能表现的问题。
[0025]本专利技术提供一种醌聚物类有机正极材料，该有机正极材料的结构式为：
[0026]其中，n为大于等于1的自然数。
[0027]本专利技术还提供一种该醌聚物类有机正极材料的制备方法，该方法包括以下步骤：取2,6 二氨基蒽醌和1,4苯醌溶于反应溶剂A中，加热进行加成反应；待反应结束并冷却后进行抽滤，获得滤饼；用洗涤溶剂对所述滤饼进行洗涤后干燥，获得有机正极材料。
[0028]该反应的合成路线如下：
[0029][0030]进一步的，该方法具体包括以下步骤：按每克2,6二氨基蒽醌与1.1克～2.3克1,4苯醌的溶于5mL～200mL的反应溶剂A的比例，取2,6二氨基蒽醌和1,4苯醌溶于反应溶剂A中，于60℃～150℃下反应6h～48h；待反应结束并冷却后进行抽滤，获得滤饼；用洗涤溶剂对所述滤饼洗涤2次～10次后干燥得到黑色固体粉末，即得所述有机正极材料。
[0031]进一步的，所述反应溶剂A为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、N,N
‑
二甲基甲酰胺或四氢呋喃。
[0032]本专利技术也提供该醌聚物类有机正极材料的另一种制备方法，该方法包括以下步骤：取2,6 二氨基蒽醌和2,5
‑
二氯
‑
1,4苯醌溶于反应溶剂B中，然后在惰性气体保护下加热进行缩合反应；待反应结束并冷却后进行抽滤，获得滤饼；用洗涤溶剂对所述滤饼进行洗涤后干燥，获得有机正极材料。
[0033]该反应的合成路线如下：
[0034][0035]进一步的，该方法具体包括以下步骤：按每克2,6二氨基蒽醌与0.5克～1.3克2,5
‑
二氯
‑
1,4 苯醌的溶于5mL～200mL的反应溶剂B的比例，取2,6二氨基蒽醌和2,5
‑
二氯苯醌溶于反应溶剂B中，然后在惰性气体保护下于60℃～150℃下反应6h～48h；待反应结束并冷却后进行抽滤，获得滤饼；用洗涤溶剂对所述滤饼洗涤2次～10次后干燥得到黑色固体粉末，即得所述有机正极材料。
[0036]进一步的，所述反应溶剂B为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、N,N
‑
二甲基甲酰胺或N
‑ꢀ
甲基吡咯烷酮。
[0037]进一步的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种醌聚物类有机正极材料，其特征在于，该有机正极材料的结构式为：其中，n为大于等于1的自然数。2.根据权利要求1所述的醌聚物类有机正极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：取2,6二氨基蒽醌和1,4苯醌溶于反应溶剂A中，加热进行加成反应；待反应结束并冷却后进行抽滤，获得滤饼；用洗涤溶剂对所述滤饼进行洗涤后干燥，获得有机正极材料。3.根据权利要求2所述的醌聚物类有机正极材料的制备方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤：按每克2,6二氨基蒽醌与1.1克～2.3克1,4苯醌的溶于5mL～200mL的反应溶剂A的比例，取2,6二氨基蒽醌和1,4苯醌溶于反应溶剂A中，于60℃～150℃下反应6h～48h；待反应结束并冷却后进行抽滤，获得滤饼；用洗涤溶剂对所述滤饼洗涤2次～10次后干燥得到黑色固体粉末，即得所述有机正极材料。4.根据权利要求3所述的醌聚物类有机正极材料的制备方法，其特征在于，所述反应溶剂A为甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、N,N
‑
二甲基甲酰胺或四氢呋喃。5.根据权利要求1所述的醌聚物类有机正极材料的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：取2,6二氨基蒽醌和2,5
‑
二氯
‑
1,4苯醌溶于反应溶剂B中，然后在惰性气体保护下加热进行缩合反应；待反应结束并冷却后...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洋，郭晨晓，申轩，王丽秋，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：