全有机电池的电极材料、电极极片及制备方法与应用技术

本发明专利技术涉及一种全有机电池的电极材料、电极极片及制备方法与应用，电极正极材料为石墨烯复合纳米材料rGO

【技术实现步骤摘要】
全有机电池的电极材料、电极极片及制备方法与应用


[0001]本专利技术涉及新能源材料与电化学领域，尤其是涉及一种全有机电池的电极材料、电极极片及制备方法与应用。

技术介绍

[0002]在过去的几十年中，锂离子电池作为化石燃料的替代能源，在各领域被广泛地开发和应用。传统商业化锂离子电池的正极材料通常为过渡金属氧化物(如：LiFePO4、LiCoO2)，负极材料通常为石墨。然而爆炸式增长的使用需求和越来越广的应用领域使得传统锂电池的弊病日益凸显，如：过渡金属资源短缺、成本不断上升、安全性差、废料回收处理困难、环境污染等。不同于无机电极材料，有机电极材料通常只含有C、H、O、N、S等元素，不存在资源短缺和废物污染等问题。同时，有机材料可通过不同的合成方法得到各种结构，满足不同的使用要求。此外，无机材料在工作时，随着离子的嵌入和脱出易产生明显的形变从而破坏材料结构，造成不可逆的容量衰减和安全问题。而有机材料通常具有较好的柔性，可以避免此类问题的产生。因此，使用有机电极材料替代传统的无机电极材料有助于解决目前商业化锂电池所面临的瓶颈问题。然而现有的全有机本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全有机电池的电极材料，其特征在于，包括有机正极材料和有机负极材料，所述有机正极材料命名为rGO
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g
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PTMA，包括还原氧化石墨烯以及接枝在所述还原氧化石墨烯上的聚4
‑
甲基丙烯酰氧基
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2,2,6,6
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四甲基哌啶氮氧自由基；有机负极材料为紫精阳离子聚合物PVBVEt(PF6)2。2.根据权利要求1所述的全有机电池的电极材料，其特征在于，所述聚4
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甲基丙烯酰氧基
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2,2,6,6
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四甲基哌啶氮氧自由基的质量占所述rGO
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g
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PTMA总质量的45
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55％，所述PVBVEt(PF6)2的结构式如下：n＝2～100。3.一种如权利要求1或2所述的全有机电池的电极材料的制备方法，其特征在于，分为有机正极材料的制备和有机负极材料的制备，具体包括如下步骤：(1)有机正极材料的制备：(1
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1)将还原氧化石墨烯与N
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甲基吡咯烷酮溶剂混合均匀，在氮气环境下加入单体甲基丙烯酸
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2,2,6,6
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四甲基
‑4‑
哌啶酯和引发剂偶氮二异丁腈，冻抽除氧，过滤，并用丙酮多次洗涤过滤物，得到中间产物rGO
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g
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PTMPM；(1
‑
2)将步骤(1
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1)得到的rGO
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g
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PTMPM与甲醇混合后，加入去离子水、乙二胺四乙酸二钠、钨酸钠二水合物和过氧化氢溶液反应，反应结束后用去离子水多次洗涤并冷冻干燥，得到有机正极材料rGO
‑
g
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PTMA；(2)有机负极材料的制备：(2
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1)用乙腈将4,4
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联吡啶溶解，加入溴乙烷反应，反应结束后冷却至室温，减压蒸馏除去溶剂，将所得沉淀溶解于N,N
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二甲基甲酰胺中，抽滤，滤液用冰乙醚沉降，得到白色固体产物VEtBr；(2
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2)将步骤(2
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1)得到的VEtBr用乙腈溶解，加入乙烯基苄基氯反应，反应结束后抽滤除去溶剂，将所得沉淀用乙醚多次洗涤，真空干燥后得到固体产物VBVEtBrCl；(2
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3)用去离子水溶解步骤(2
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2)得到的VBVEtBrCl，加入引发剂过硫酸钾混合，冷冻后抽真空，再通入氮气除氧，冷冻干燥，得到黄色产物PVBVEtBrCl；(2
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4)用去离子水溶解步骤(2
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3)得到的PVBVEtBrCl，加入过量的NH4PF6水溶液搅拌，析出米白色固体，用去离子水多次洗涤米白色固体，真空干燥后，得到有机负极材料PVBVEt(PF6)2。4.根据权利要求3所述的一种全有机电池的电极材料的制备方法，其特征在于，步骤(1
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1)中，所述还原氧化石墨烯：N

【专利技术属性】
技术研发人员：金维则，杨东，
申请(专利权)人：复旦大学，
类型：发明
国别省市：