一种高性能有机负极材料、制备方法及钾离子电池负极和钾离子电池技术

本发明专利技术公开了一种高性能有机负极材料、制备方法及钾离子电池负极和钾离子电池。本发明专利技术提供的高性能有机负极材料的结构式为：。本发明专利技术提供的有机负极材料不但具有较高的相对分子质量降低其在有机电解液中的溶解度，而且具有较大的分子共轭程度，将其作为负极材料制备得到的钾离子电池在充放电循环过程中具有较高的比容量，表现出良好的倍率性能和循环性能，展现出优异的电化学性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于钾离子二次电池材料，尤其涉及一种高性能有机负极材料、制备方法及钾离子电池负极和钾离子电池。

技术介绍

1、目前商用的锂离子电池由于锂资源的稀缺性和储量分布不均衡等问题，带来较高的生产成本，限制了其在规模储能体系中的实际应用。钾元素与锂元素处于同一主族，具有相似的物理、化学性质。研究表明基于钾离子传输的电池体系与锂离子电池具有相同的“摇椅式”工作原理，并且钾的标准电势（ek+/k=-2.93 v, vs. she）与锂的标准电势（eli+/li=-3.02 v, vs. she）相近，有望成为传统锂离子电池的理想替代品。此外，相比于锂，钾资源在地壳中储量丰富、分布广泛，由此带来相对低廉的生产成本。因此，钾离子电池在储能领域中具有极大的发展潜力。

2、然而，钾离子电池仍然面临着一些挑战，阻碍其进一步的发展。首先，由于钾离子半径较大，导致其在充/放电过程中的体积膨胀比其他碱金属离子电池更为严重，从而易造成电极材料的结构破坏，对电池的循环稳定性产生不利影响。这一情况在具有刚性结构的无机材料中尤为明显。其次，钾离子电池中的大部分无机电极材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高性能有机负极材料，其特征在于，所述高性能有机负极材料的结构式如下：

2.根据权利要求1所述的高性能有机负极材料，其特征在于，所述高性能有机负极材料是由N,N’-二(十一烷基)-3,4,9,10-苝四甲酰二亚胺依次通过still偶联反应、光环化反应和高温煅烧制备得到。

3.一种如权利要求1或2所述的高性能有机负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的高性能有机负极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述催化剂为钯类催化剂，所述溶剂为甲苯；反应结束后还包括使用硅藻土过滤反应液得到黑色反应混合物，之后使用中性氧化铝...

【技术特征摘要】

1.一种高性能有机负极材料，其特征在于，所述高性能有机负极材料的结构式如下：

2.根据权利要求1所述的高性能有机负极材料，其特征在于，所述高性能有机负极材料是由n,n’-二(十一烷基)-3,4,9,10-苝四甲酰二亚胺依次通过still偶联反应、光环化反应和高温煅烧制备得到。

3.一种如权利要求1或2所述的高性能有机负极材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的高性能有机负极材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述催化剂为钯类催化剂，所述溶剂为甲苯；反应结束后还包括使用硅藻土过滤反应液得到黑色反应混合物，之后使用中性氧化铝柱层析进行纯化，得到纯化后的化合物2。

5. 根据权利要求3所述的高性能有机负极材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）中所述有机溶剂为苯，使用450~500 w高压汞灯对溶液进行光照，照射时长为36~40 h；...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏建龙，程梦元，王东雪，吴迪，邵光伟，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：